EP0281515A2 - Vorrichtung zum Kühlen einer Leichtmetall-Strangpresse - Google Patents

Vorrichtung zum Kühlen einer Leichtmetall-Strangpresse Download PDF

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EP0281515A2
EP0281515A2 EP88810090A EP88810090A EP0281515A2 EP 0281515 A2 EP0281515 A2 EP 0281515A2 EP 88810090 A EP88810090 A EP 88810090A EP 88810090 A EP88810090 A EP 88810090A EP 0281515 A2 EP0281515 A2 EP 0281515A2
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EP
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cooling
press
die
bore
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Hannes Baumann
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Aluminium AG
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Aluminium AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C29/00—Cooling or heating extruded work or parts of the extrusion press

Definitions

  • the invention relates to a method for extruding light metals, wherein the preheated press bolt is reduced to the extruded extrusion profile or extrusion profiles determined by a die.
  • the invention further relates to a device for cooling a light metal extrusion press.
  • Extruded light metal extruded profiles are particularly critical with regard to the pressing temperature and extrusion speed because hot short cracking easily occurs.
  • a flawless, smooth surface of the extruded strand is particularly disturbed if a critical temperature is exceeded in the material to be pressed, at which the eutectic components present as residues become liquid and as a result lead to a rough strand surface.
  • the cooling system the shape of which is to be manufactured Profile shape is determined here is in the pre-matrices and in the main die.
  • the cooling system has to be incorporated into the dies and adapted to the respective extruded profile shape.
  • the die is weakened and susceptible to cracking due to the temperature gradient.
  • the main purpose of this cooling device is to regulate the exit speed of the individual strands in order to obtain strands that are as long as possible.
  • cooling is carried out at the end of the die.
  • This type of construction is particularly suitable for the use of liquid nitrogen as a cooling medium, which escapes in gas form and is directed onto the strand.
  • the shape and effect of the cooling system depends on the profile shape to be produced.
  • the object to be achieved with the invention is to achieve a substantially higher speed of the extruded strand in a light metal extrusion press by cooling the material to be pressed, while at the same time avoiding hot cracks and while maintaining a high surface quality of the extruded strand.
  • a first device is characterized in that in the forming zone area in front of and independently of the press die there is an inner ring, the bore of which has the same diameter as the coaxial extension of the die-side end of the press stud receiver bore, and a cooling ring in which a cooling medium circulates closed, sits directly on this inner ring, which is surrounded radially on the outside by at least one shrunk-on pressure ring which is rigidly connected to the press pin receiver.
  • Another device is characterized in that a cooling ring is present in the forming zone area in front of and independently of the press die, the bore of which has the same diameter as the coaxial extension of the die-side end of the press pin receiver bore, a cooling medium circulates in the cooling ring and the cooling ring circulates is surrounded radially on the outside by at least one shrunk-on pressure ring which is rigidly connected to the press pin receiver.
  • the invention is based on the knowledge that the additional heat generated during the shaping of the press material from the large original press pin diameter to the substantially smaller cross section of the extruded profiles due to internal friction during the material shaping has a major influence on the formation of the "hot crack" and consequently this heat should be dissipated in the area of their origin - namely from the press room directly in front of the die and not only in the die itself or behind the die. It is more effective to carry out the cooling directly at the point at which the greatest material forming and thus the greatest temperature increase take place, instead of carrying out a multi-stage forming and cooling in one or more subordinate stages.
  • the cooling device is a component that is independent of the die, no additional cooling channels or other changes need to be provided on the exchangeable dies themselves, which simplifies their manufacture and permits the further use of existing dies.
  • the highly stressed die is not burdened by temperature jumps.
  • the largest possible extrusion diameter is not affected by the cooling device.
  • the same cooling device can be used for different profile shapes, such as solid or hollow profiles, single or multi-hole matrices and for pipes with cooled or uncooled mandrel.
  • the design of the cooling elements around the die-side end of the press pin receiver bore allows the cooling medium to be brought close to the material to be cooled in the forming zone and thus to achieve a rapidly reacting and effective cooling of this forming zone. By removing the friction and forming heat directly from the forming zone, a higher inlet temperature of the press bolt can be used.
  • a press die 3 contains single or multiple openings 4, corresponding to the cross-sectional shape of extruded profiles 5 to be produced in a one-step operation closed circulates.
  • “Closed circulation” is to be understood to mean that the cooling medium does not come into contact with the goods to be cooled, but is supplied via a feed line and is led away from the cooling ring via a return line.
  • This cooling ring 12 sits coaxially on a one-piece inner ring 8.
  • the cylindrical bore 10 of this inner ring 8 is the axial continuation of the diameter of the pressing pin receiver bore 9 and thus corresponds to the diameter of the punch 13.
  • the cooling ring 12 are located all over Annular ring-shaped and evenly distributed several, in the axial direction extending pairs of holes 14, 15, the mutual distance on their inner pitch circle 15-50 mm, depending on the diameter of the bore 9.
  • Each pair of holes 14, 15 is close to the inside of the cooling ring 12 its end facing away from the die each flow-connected through a radial bore 16.
  • These radial bores 16 are each closed at their outer ends by a plug 17. This results in a circulation for the cooling medium inside the cooling ring 12, the cooling medium not coming into direct contact with the material 1 to be pressed.
  • the pairs of holes 14, 15 are each connected to a feed line or return line, which are each in an annular housing 18.
  • annular housing there are two concentric annular chambers 27, 28 with different diameters on the end face 6 of the cooling ring 12, with all the openings of the bores 14 lying radially outside and the other all openings of the bores 15 radially further into the other lie inside, flow into.
  • 18 connecting nipples 29 are provided in the annular housing for connecting pipe or hose lines.
  • a controllable throttle valve V is preferably installed, with which the flow and thus the cooling capacity can be continuously adapted to the requirements so that the temperature of the pressed material 1 in the forming zone can be kept at its optimum temperature level, for example using of a temperature sensor. If the preferred arrangement of the supply and discharge of the cooling medium at the die-side end of the cooling ring is not possible in existing presses for reasons of space, the lines for supplying and discharging the cooling medium can also be designed as radial bores on the pressing pin receiver side.
  • the cooling medium can be water, but other liquids, vapors or gases can also be used.
  • the die rests on the face against the cooling ring 12 and the inner ring 8.
  • the axial length of the cooling ring 12 is preferably 0.25-2 times the diameter of the press pin bore 9.
  • the wall thickness of the ring 8 is less than half the wall thickness of the cooling ring 12.
  • the wall thickness is Ring 8 preferably less than 1/4 of the diameter of the press pin bore 9.
  • the radially innermost, approximately horizontal axes of the cooling bores 15 are arranged on a ring, the diameter of which is less than 1 1/2 times, preferably less than 1 1/4 times of the diameter of the press pin receiver bore 9.
  • a radially outer shrunk-on pressure ring 20 surrounds the cooling ring 12 on the outside. It is fastened with screws 24 to the end face 32 of the press pin receiver 2. For reasons of strength, it is also possible to provide a plurality of pressure rings 20 lying coaxially one above the other, which are shrunk onto one another. The cooling ring 12 is also shrunk onto the inner ring 8. For the transmission of axial forces, the inner ring 8 and the cooling ring 12 and the pressure ring 20 are each provided with ring shoulders 11 and 22, respectively. Instead of ring shoulders, the rings 8, 12, 20 could also be conical on their interlocking parts.
  • FIG. 3 an embodiment is shown in which the cooling ring 12 ⁇ is formed with the omission of the inner ring 8 directly as the same diameter coaxial limitation of the die-near press pin bore 9. At least one pressure ring 20 is shrunk onto the contact ring 12 auf in a coaxial arrangement. Otherwise, the same reference numerals correspond to the same parts and the same functions as in the exemplary embodiment according to FIGS. 1 and 2.
  • the inner ring 8 and / or the cooling ring 12, 12 'to be conical over part of its length in the region on the die side, but the entry-side end of the bore 10 being of the same diameter as the press bolt bore 9.
  • the forming and frictional heat can thus be dissipated directly from the main forming zone in front of the pressing die 3 by cooling in order to keep the temperature of the pressing material 1 at an optimal level. This enables a sudden increase in the pressing speed.

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Abstract

Zur Kühlung einer Leichtmetall-Strangpresse im Umformbereich ist ein Kühlring (12) vorhanden. Dieser Kühlring (12) befin­det sich unmittelbar vor der Matrize (3) und ist unabhängig von dieser. Der Kühlring (12) sitzt auf einem inneren Ring (8), der die Pressbolzenbohrung (10) bildet. Im Innern des Kühlringes (12) befinden sich axiale Bohrungspaare (14, 16), in welchen ein Kühlmedium zirkuliert. Zur Regulie­rung der Durchflussmenge des Kühlmediums sind Drosselorgane vorhanden.
Durch den Wärmeentzug im Umformbereich des Pressgutes unmit­telbar vor der Matrize (3) lässt sich eine erhöhte Strang­pressgeschwindigkeit erreichen.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Strang­pressen von Leichtmetallen, wobei vom vorgewärmten Press­bolzen auf das durch eine Matrize bestimmte extrudierte Strangprofil oder Strangprofile reduziert wird.
  • Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zum Kühlen einer Leichtmetall-Strangpresse.
  • Beim Strangpressen von Leichtmetallen werden auf das Press­gut sehr hohe Kräfte ausgeübt. Dabei stehen Temperaturen des Pressbolzens und des Pressgutes, Druck, Umformungsgrad, Strangpressgeschwindigkeit, Oberflächenbeschaffenheit und metallurgische Eigenschaften des stranggepressten Profils in einer gegenseitigen Abhängigkeit. Die Verhältnisse sind relativ komplex, weil sich die Parameter bei Veränderungen gegenseitig beeinflussen. Bei der Umformung des Materials entsteht innere Umformungs- und Reibungswärme zusätzlich zu derjenigen des auf Extrusionstemperatur erwärmten Press­bolzens.
  • Extrudierte Leichtmetall-Strangpressprofile sind bezüglich Press-Temperatur und Extrudiergeschwindigkeit besonders kritisch, weil leicht Wärmerisse (hot short cracking) auf­treten.
  • Eine einwandfreie, glatte Oberfläche des extrudierten Stran­ges wird insbesondere dann gestört, wenn im Pressgut eine kritische Temperatur überschritten wird, bei der die als Resten vorhandenen eutektischen Bestandteile flüssig werden und als Folge davon zu rauher Strangoberfläche führen.
  • Diese Probleme beschränkten bisher die mögliche Extrudier­geschwindigkeit, obschon die Extrudierpressen im Allgemeinen eine höhere Pressgeschwindigkeit zulassen würden.
  • Bisher wurde versucht, das Problem der Warmrisse des extru­dierten Stranges dadurch zu beheben, dass eine relativ niedrige Pressgeschwindigkeit in Kauf genommen wurde.
  • Ausserdem ist es bekannt, die Matrize selbst zu kühlen, was aber die Herstellungskosten der Matrize erhöht und wegen der Rissgefährdung der Matrize die Kühlintensität beschränkt.
  • Ferner ist es bekannt eine stufenweise Reduktion des Quer­schnittes zwischen Pressbolzen und Strangprofil vorzusehen und die Zwischenstufen zu kühlen. Dies ergibt zusätzliche, kostspielige Aufwendungen für die Werkzeuge und eignet sich praktisch nur für einlochige Strangpresswerkzeuge.
  • Aus der US-PS 3 112 828 ist eine innengekühlte Einloch-­Strangpressmatrize bekannt, bei der die Matrize selbst mit bei einem die zentrale Matrizenöffnung umgebenden Kühl­kanal versehen ist. Die Kühlung erfolgt erst in der Matrize selbst, also nach erfolgter Haupt-Umformung des Materials. Dabei muss in jede Matrize ein eigenes Kühlsystem eingear­beitet werden, was die Matrizenherstellung wesentlich ver­teuert. Auch führt die Innenkühlung zu einer Querschnittsbe­grenzung und Schwächung der infolge des Temperaturgefälles im Matrizeninnern hoch beanspruchten Matrize.
  • Eine ähnliche Lösung für Mehrlochmatrizen zeigt die DE-PS 2240391. Das Kühlsystem, dessen Form von der herzustellenden Profilform bestimmt wird, befindet sich hier in den Vor­matrizen und in der Hauptmatrize. Auch hier besteht der Nachteil, dass das Kühlsystem in die Matrizen einzuarbeiten und der jeweiligen Strangpressprofilform anzupassen ist. Zudem wird die Matrize geschwächt und durch das Temperatur­gefälle rissanfällig. Ausserdem bezweckt diese Kühlvorrich­tung in erster Linie die Regelung der Austrittsgeschwindig­keit der einzelnen Stränge, um möglichst gleich lange Stränge zu erhalten.
  • Gemäss DE-PS 2211645 wird am Ausgang der Matrize stirnseitig gekühlt. Diese Ausführungsart eignet sich vor allem für den Einsatz von Flüssigstickstoff als Kühlmedium, das in Gasform austritt und auf den Strang gerichtet ist. Die Form und Wirkung des Kühlsystems ist von der herzustellenden Profilform abhängig.
  • Aus der DE-PS 429376 ist es bekannt, eine mit dem Pressbol­zenaufnehmer starr verbundene und in den Pressraum hineinra­gende Matrize ausserhalb des Pressraumes zu kühlen.
  • Die US-PS 4'462'234 zeigt eine zweistufige Matrize die ausserhalb des Pressraumes gekühlt wird. Eine solche Kühlein­richtung eignet sich praktisch nur für Einlochmatrizen. Die Kühlvorrichtung ist zudem nicht unabhängig von der Matrize.
  • Die mit der Erfindung zu lösende Aufgabe besteht darin, bei einer Leichtmetall-Strangpresse durch Kühlung des zu verpressenden Gutes eine wesentlich höhere Geschwindigkeit des extrudierten Stranges zu erreichen, bei gleichzeitiger Vermeidung von Warmrissen und unter Einhaltung einer hohen Oberflächengüte des extrudierten Stranges.
  • Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemässe Verfahren dadurch gelöst, dass der Pressbolzen beim Extrudiervorgang vor der Matrize und unabhängig von dieser durch geschlossen zirkulierende Kühlmittel gekühlt wird.
  • Eine erste erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekenn­zeichnet, dass im Umformzonenbereich vor der Press-Matrize und unabhängig von dieser ein innerer Ring vorhanden ist, dessen Bohrung durchmessergleich in die koaxiale Fortsetzung des matrizenseitigen Endes der Pressbolzenaufnehmer-Bohrung übergeht, und ein Kühlring, in welchem ein Kühlmedium ge­schlossen zirkuliert, direkt auf diesem innern Ring sitzt, der radial aussen von mindestens einem aufgeschrumpftem Druckring umgeben ist, der mit dem Pressbolzenaufnehmer starr verbunden ist.
  • Eine weitere erfindungsgemässe Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass im Umformzonenbereich vor der Press-Mat­rize und unabhängig von dieser ein Kühlring vorhanden ist, dessen Bohrung durchmessergleich in die koaxiale Fortsetzung des matrizenseitigen Endes der Pressbolzenaufnehmer-Bohrung übergeht, im Kühlring ein Kühlmedium geschlossen zirkuliert und der Kühlring radial aussen von mindestens einem aufge­schrumpften Druckring umgeben ist, der mit dem Pressbolzen­aufnehmer starr verbunden ist.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass die bei der Umformung des Pressmaterials vom grossen ursprünglichen Pressbolzendurchmesser auf den wesentlich geringeren Quer­schnitt der extrudierten Profile infolge innerer Reibung bei der Materialumformung entstehende zusätzliche Wärme auf die Entstehung der "Warmrissigkeit" einen grossen Ein­fluss hat und demzufolge diese Wärme im Bereich ihrer Entste­hung abgeführt werden soll - nämlich aus dem Pressraum unmittelbar vor der Matrize und nicht erst in der Matrize selbst oder hinter der Matrize. Es ist wirksamer die Kühlung direkt an der Stelle vorzunehmen, bei der die grösste Mate­rialumformung und damit auch die grösste Temperaturerhöhung stattfindet, statt eine mehrstufige Umformung und die Kühlung in einer oder mehreren nachgeordneten Stufen durchzuführen.
  • Die praktische Realisierung dieser Erkenntnis ergibt indes­sen Probleme, indem die durch die Kühlung auftretenden Temperaturunterschiede in den betroffenen Bauteilen eine Rissgefahr ergeben. Durch die Anordnung und Ausbildung des Kühlringes und eines diesen radial aussen umgebenden aufgeschrumpften Druckringes wird dieser Rissgefahr erfolg­reich entgegengewirkt. Ausserdem ist der Aufbau des Kühlsyste­mes weitgehend symmetrisch.
  • Da die Kühlvorrichtung ein von der Matrize unabhängiges Bauteil ist, sind an den auswechselbaren Matrizen selbst keine zusätzlichen Kühlkanäle oder sonstige Aenderungen vorzusehen, was deren Herstellung vereinfacht und die Weiter­verwendung bestehender Matrizen erlaubt. Zudem wird die hochbeanspruchte Matrize nicht durch Temperatursprünge belastet. Der grösstmögliche Strangpressdurchmesser wird durch die Kühlvorrichtung nicht beeinträchtigt. Zudem kann die gleiche Kühlvorrichtung für unterschiedliche Profil­formen, wie Voll- oder Hohlprofile, Ein- oder Mehrlochmatri­zen und bei Rohren mit gekühltem oder ungekühltem Dorn verwendet werden. Die Gestaltung der Kühlorgane um das matrizenseitige Ende der Pressbolzenaufnehmerbohrung herum erlaubt es, das Kühlmedium nahe an das zu kühlende Pressgut in der Umformzone heranzubringen und damit eine rasch reagie­rende und wirkungsvolle Kühlung dieser Umformzone zu errei­chen. Durch die Abführung der Reibungs- und Umformwärme direkt aus der Umformzone kann mit einer höheren Eingangs-Tem­peratur des Pressbolzens gearbeitet werden.
  • In der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele der erfin­dungsgemässen Vorrichtung dargestellt, die nachfolgend näher beschrieben werden. Es zeigt:
    • Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Strangpresse für Leichtmetalle im Bereich der Umformzone mit Kühlvor­richtung
    • Fig. 2 einen Schnitt durch die nach der Matrize austreten­den Profilstränge nach der Linie II-II in Fig.1.
    • Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante.
  • Das Pressgut in Form eines Leichtmetall-Bolzens wird in erwärmtem, jedoch nicht flüssigem Zustand in die Bohrung 9 eines Pressbolzenaufnehmers 2 einer Strangpresse eingesetzt. Eine Pressmatrize 3 enthält Einfach- oder Mehrfachdurchbrü­che 4, entsprechend der Querschnittform von in einem einstufi­gen Arbeitsgang herzustellenden Strangpressprofilen 5. Im Knet- und Umformbereich des Pressgutes 1 unmittelbar vor der Pressmatrize 3 ist eine Kühlvorrichtung in Form eines einstückigen Kühlringes 12 angeordnet, in welchem ein Kühlmedium geschlossen zirkuliert. Unter "geschlossen zirkuliert" soll verstanden werden, dass das Kühlmedium nicht mit dem Kühlgut in Berührung kommt, sondern über eine Zuleitung zugeführt und über eine Rückleitung vom Kühlring weggeführt wird. Dieser Kühlring 12 sitzt koaxial auf einem aus einem Stück bestehenden inneren Ring 8. Die zylindrische Bohrung 10 dieses inneren Ringes 8 ist die axiale durchmessergleiche Fortsetzung der Pressbolzenauf­nehmer-Bohrung 9 und entspricht somit dem Durchmesser des Stempels 13. Im Kühlring 12 befinden sich über die ganzen Ringfläche kranzartig und gleichmässig verteilt mehrere, in Axialrichtung verlaufende Bohrungspaare 14, 15, deren gegenseitiger Abstand auf ihrem innern Teilkreis 15-50 mm beträgt, in Abhängigkeit des Durchmessers der Bohrung 9. Jedes Bohrungspaar 14, 15 ist im Innern des Kühlringes 12, nahe an seinem von der Pressmatrize abgewandten Ende je durch eine Radialbohrung 16 durchflussverbunden. Diese Radialbohrungen 16 sind an ihren äusseren Enden je durch einen Pfropfen 17 verschlossen. Somit ergibt sich für das Kühlmedium im Innern des Kühlringes 12 eine Zirkulation, wobei das Kühlmedium mit dem Pressgut 1 nicht direkt in Berührung gelangt. An der der Matrize 3 benachbarten Stirnflä­che 6 des Kühlringes 12 stehen die Bohrungspaare 14, 15 je mit einer Zuleitung bzw. Rücklaufleitung in Verbindung, welche sich je in einem ringförmigen Gehäuse 18 befinden. Im ringförmigen Gehäuse befinden sich auf der Stirnseite 6 des Kühlringes 12 zwei konzentrisch verlaufende Ringkammern 27, 28 mit unterschiedlichem Durchmesser, wobei in die eine alle Mündungen der Bohrungen 14, die radial aussen liegen und in die andere alle Mündungen der Bohrungen 15, die radial weiter innen liegen, einmünden. Zum Anschluss von Rohr- oder Schlauchleitungen sind im ringförmigen Gehäuse 18 Anschlussnippel 29 vorhanden. In der Zu- oder Rücklauflei­tung 26 wird vorzugsweise ein regelbares Drosselventil V eingebaut, mit welchem der Durchfluss und damit die Kühl­leistung ständig den Erfordernissen angepasst werden kann, damit die Temperatur des Pressgutes 1 in der Umformzone auf ihrem optimalen Temperaturniveau gehalten werden kann, beispielsweise unter Verwendung eines Temperaturfühlers. Falls bei bestehenden Pressen aus Platzgründen die bevorzugte Anordnung der Zufuhr und Abfuhr des Kühlmediums am matrizen­seitigen Ende des Kühlringes nicht möglich ist, können die Leitungen zur Zufuhr und Abfuhr des Kühlmediums auch pressbolzenaufnehmerseitig als Radialbohrungen ausgeführt werden.
  • Das Kühlmedium kann Wasser sein, doch können auch andere Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase verwendet werden.
  • Die Matrize liegt stirnseitig gegen den Kühlring 12 und den inneren Ring 8 an. Die axiale Länge des Kühlringes 12 beträgt vorzugsweise das 0,25-2 fache des Durchmessers der Pressbolzenbohrung 9. Ferner beträgt die Wandstärke des Ringes 8 weniger als die Hälfte der Wandstärke des Kühlringes 12. Um eine rasch reagierende Kühlwirkung zu erhalten, beträgt die Wandstärke des Ringes 8 vorzugsweise weniger als 1/4 des Durchmessers der Pressbolzenbohrung 9. Die radial innersten, etwa horizontalen Achsen der Kühlboh­rungen 15 sind auf einem Kranz angeordnet, dessen Durchmesser kleiner als das 1 1/2 fache, vorzugsweise kleiner als das 1 1/4 fache des Durchmessers der Pressbolzenaufnehmerbohrung 9 ist.
  • Ein radial äusserer aufgeschrumpfter Druckring 20 umgibt den Kühlring 12 aussen. Er ist mit Schrauben 24 an der Stirnfläche 32 des Pressbolzenaufnehmers 2 festgemacht. Aus Festigkeitsgründen können auch mehrere koaxial übereinan­derliegende Druckringe 20 vorgesehen werden, die aufeinander aufgeschrumpft werden. Auch der Kühlring 12 ist auf den inneren Ring 8 aufgeschrumpft. Zur Uebertragung axialer Kräfte ist der innere Ring 8 sowie der Kühlring 12 und der Druckring 20 je mit Ringschultern 11 bzw. 22 versehen. An Stelle von Ringschultern könnten die Ringe 8, 12, 20 an ihren ineinandergreifenden Partien auch konisch ausge­bildet sein.
  • In Fig. 3 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher der Kühlring 12ʹ unter Weglassung des inneren Rin­ges 8 direkt als durchmessergleiche koaxiale Begrenzung der matrizennahen Pressbolzenbohrung 9 ausgebildet ist. Mindestens ein Druckring 20 ist in koaxialer Anordnung auf dem Kühring 12ʹ aufgeschrumpft. Im übrigen entsprechen gleiche Bezugszahlen gleichen Teilen und gleichen Funktionen wie im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 1 und 2.
  • Es ist auch möglich, dass der innere Ring 8 und/oder der Kühlring 12, 12ʹ auf einem Teil seiner Länge im matrizensei­tigen Bereich konisch ausgebildet wird, wobei jedoch das eingangsseitige Ende der Bohrung 10 durchmessergleich mit der Pressbolzenbohrung 9 ist.
  • Somit kann die Umform- und Reibungswärme direkt aus der Hauptumformzone vor der Pressmatrize 3 durch Kühlung abge­leitet werden um die Temperatur des Pressgutes 1 auf einem optimalen Niveau zu halten. Dadurch ist eine sprunghafte Erhöhung der Pressgeschwindigkeit möglich.
  • Nachfolgend werden typische Beispiele erzielter Resultate aufgeführt. Die Definition der Leichtmetall-Legierung ASTM ist enthalten in folgenden Normen:
    - American Society for Testing and Materials Philadelphia (ASTM),

    - Aluminium Association Washington DC 20006.
    Figure imgb0001

Claims (11)

1. Verfahren zum Strangpressen von Leichtmetallen, wobei der vorgewärmte Pressbolzen auf das durch eine Matrize bestimmte extrudierte Strangprofil oder Strangprofile umge­formt und reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Pressbolzen beim Extrudiervorgang im Bereich seiner Umformzone unmittelbar vor der Pressmatrize und unabhängig von dieser durch geschlossen zirkulierende Kühlmittel ge­kühlt wird.
2. Vorrichtung zum Kühlen einer Leichtmetall-Strangpresse, dadurch gekennzeichnet, dass im Umformzonenbereich vor der Pressmatrize (3) und unabhängig von dieser ein innerer Ring (8) vorhanden ist, dessen Bohrung (10) durchmessergleich in die koaxiale Fortsetzung des matrizenseitigen Endes der Pressbolzenaufnehmer-Bohrung (9) übergeht und ein Kühl­ring (12), in welchem ein Kühlmedium geschlossen zirkuliert, direkt auf diesem innern Ring (8) sitzt, der radial aussen von mindestens einem aufgeschrumpften Druckring (20) umge­ben ist, der mit dem Pressbolzenaufnehmer (2) starr verbunden ist.
3. Vorrichtung zum Kühlen einer Leichtmetall-Strangpresse, dadurch gekennzeichnet, dass im Umformzonenbereich vor der Pressmatrize (3) und unabhängig von dieser ein Kühlring (12ʹ) vorhanden ist, dessen Bohrung (10ʹ) durchmessergleich in die koaxiale Fortsetzung des matrizenseitigen Endes der Pressbolzenaufnehmer-Bohrung (9) übergeht, im Kühlring (12ʹ) ein Kühlmedium geschlossen zirkuliert und der Kühl­ring (12ʹ) radial aussen von mindestens einem aufgeschrumpf­ten Druckring (20) umgeben ist, der mit dem Pressbolzenauf­nehmer (2) starr verbunden ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­net, dass der einstückige Kühlring (12, 12ʹ) mehrere in der Ringfläche kranzartig verteilt, in Axialrichtung verlau­fende, gegenüber dem Pressgut (1) geschlossene Bohrungen (14, 15) aufweist, die mit Leitungen (26, 28) für die Zufuhr und Abfuhr eines Kühlmediums verbunden sind.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass im Kühlring (12) eine Mehrzahl von axial verlaufenden Bohrungspaaren (14, 15) vorhanden sind, die an dem von ihrer Mündung abgewandten Bereich paarweise durch je eine an ihrer Oeffnung verschlossene Radialbohrung (16) verbunden sind.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekenn­zeichnet, dass der innere Ring (8) sowie der Kühlring (12) und der Druckring (20) Ringschultern (1, 22) oder konische Flächen zur Uebertragung von Axialkräften aufweisen.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3-6, dadurch gekenn­zeichnet, dass die radial innersten Kühlkanäle (15) im Kühlring (12, 12ʹ) auf einem Kranz angeordnet sind, dessen Durchmesser kleiner als das 1 1/2 fache, vorzugsweise kleiner als das 1 1/4 fache des Durchmessers der Pressbol­zenaufnehmerbohrung (9) ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­net, dass die Zufuhr und die Abfuhr des Kühlmediums durch zwei konzentrische Ringleitungen (27, 28) am matrizenseiti­gen Ende des Kühlringes erfolgt, in welche die Bohrungen (14, 15) einmünden.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-8, dadurch gekenn­zeichnet, dass in der Zufuhr- oder Rückleitung (26, 28) des Kühlmediums ein regelbares Drosselventil (V) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass die axiale Länge des Kühlringes (12) kürzer als der doppelte Durchmesser der Pressbolzenbohrung (9) ist und die ganze Länge der Pressbolzenbohrung (10) durchmessergleich mit der Pressbolzenaufnehmer-Bohrung (9) ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlring-Bohrung (10) auf einem Teil ihrer Länge im matrizenseitigen Bereich konisch ausge­bildet ist.
EP88810090A 1987-03-02 1988-02-15 Vorrichtung zum Kühlen einer Leichtmetall-Strangpresse Expired - Lifetime EP0281515B1 (de)

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CH784/87 1987-03-02
CH78487 1987-03-02

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EP0281515A2 true EP0281515A2 (de) 1988-09-07
EP0281515A3 EP0281515A3 (en) 1990-08-29
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US (1) US4829802A (de)
EP (1) EP0281515B1 (de)
JP (1) JPS63230221A (de)
AT (1) ATE92799T1 (de)
CA (1) CA1317910C (de)
DE (1) DE3883027D1 (de)
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