NO316161B1 - Anordning ved kjöleutstyr for kjöling av pressbolt - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en anordning ved utstyr for kjøling av pressbolt av fortrinnsvis aluminium, innbefattende et hus med åpninger for aksiell føring av pressbolten gjennom huset, samt en innvendig anordnet kjølenng med tilførselsledninger for et kjølemedie

Den maksimale ekstrudenngshastigheten er, foruten legering og den forutgående temperaturhistonen til pressbolten, bl a også avhengig av pressbolttemperaturen før ekstrudenngsprosessen starter Det forutgående temperaturhistonen for AlMgSi-legermger er av betydning fordi den påvirker innholdet av MgSi-faser i pressbolten Det er generelt kjent at med større mengder MgSi-faser til stede i pressbolten før ekstrudenngsoperasjonen starter vil kvaliteten av ekstrudatet bli dårligere og den maksimale ekstrudenngshastigheten lavere

US patentskrift nr 5 112 412 viser kjøleutstyr for kjøling av pressbolt etter homogenisering Utstyret består av et anlegg hvor pressbolten kjøres igjennom en flere sett med dyser som hver tilfører kjølevæske i hk mengde rundt hele pressboltens omkrets Hensikten med anlegget er å oppnå en kontrollert nedkjøling av pressbolten etter varmebehandling

US patentskrift nr 5 425 386 viser et utstyr for kjøling av pressbolter hvor bolten føres igjennom en spray ring som tilfører væske jevn rundt hele spraynngens overflate

Med hk tilførsel av væske rundt boltens omkrets som beskrevet i publikasjonene ovenfor vil en oppnå en differensiert temperaturgradient rundt boltens omkrets Ved varmebehandling før ekstrudenng er det svært viktig at boltens omkrets har en jevn temperatur for å sikre en jevn flyt gjennom ekstrudenngsdysen

I søkerens egen europeiske patent nr 0302623 er det beskrevet en metode for fremstilling av en aluminiumlegering til ekstrudenngsformål der legeringen gjennomgår en bestemt varmebehandling forut for kjøling, umiddelbart før ekstrudenng av legeringen, for å unngå MgSi-fasene

Kjølingen umiddelbart før ekstrudenngen, utføres ved hjelp av kjøleutstyr anordnet i tilknytning til ekstrudenngsutstyret

Fra US patentskrift nr 5 027 634 er det kjent slikt kjøleutstyr, der aluminium pressbolt er innrettet til å føres igjennom en kjølenng med to nngdyser for tilførsel av kjølevæske langs hele omkretsen av pressbolten Denne løsningen har vist seg å gi ujevn avkjøling langs omkretsen og dermed en temperaturgradient over tverrsnittet av pressbolten Dette medfører i sin tur at i ekstrudenngsutstyr hvor det ekstruderes flere ekstrudat gjennom flerhulls ekstrudenngsverktøy, vil ekstrudatene presses ut med ulik hastighet og kvantet

Det er ellers velkjent å fremskaffe en temperaturdifferanse eller temperatur- gradient i lengderetningen av en pressbolt før ekstrudenng, for å oppnå konsistent kvalitet over hele lengden av ekstrudatet Temperaturgradienten skapes for å kompensere for den varmen som genereres under ekstrudenngsprosessen Nærmere bestemt, kjøles pressbolten slik at temperaturen for den enden som er nærmest ekstrudenngsverktøyet har den høyeste temperaturen, mens den andre enden som befinner seg lengst borte fra verktøyet, er den kaldeste Denne kjølingen vil kunne tilpasses slik, avhengig av ekstruderingshastighet etc , at temperaturen i ekstrudatet ved ekstrudermgsdysens utløp hele tiden er den samme

F eks er det fra US patentskrift nr 2 639 810 kjent en løsning der pressbolt, før ekstrudenng i en presse, kjøles slik at det dannes en temperaturgradient mellom boltens ender Temperaturgradienten kan i h h t patentskriftet oppnås gjennom spraying av bolten eller ved å dyppe den ene enden av bolten i vann

Det er imidlertid en ulempe også med sistnevnte kjente kjøleutstyrsløsnmg for pressbolt at kjølingen langs omkretsen og dermed over tverrsnittet av bolten er ujevn

Dette er også bekreftet gjennom forsøk der det er foretatt målinger på fire steder langs periferien av en bolt umiddelbart etter kjøling av bolten gjennom en kjølenng hvor kjølevann ble tilført jevnt langs periferien gjennom en spalte Forsøkene viste at temperaturdifferansen mellom topp og bunn av bolten kunne være opp mot 40-50 °C, der oversiden var kaldest og undersiden varmest

At oversiden er kaldest virker rent umiddelbart å være noe overraskende idet man ville ha trodd at gravitasjonskaften ville bevirke en større ansamling av vann mot undersiden av bolten og dermed økt kjøling av denne Men ved nærmere betraktninger synes effekten å skyldes en kombinasjon av større spredning og lenger kjøleeksponenngstid for vannet på oversiden av bolten, samt koking og dermed delvis dannelse av dampsperreskikt mot undersiden av bolten

Med foreliggende oppfinnelse er det kommet frem til en anordning ved kjøling av pressbolt der ovennevnte problemer er vesentlig redusert eller helt eliminert

Oppfinnelsen erkarakterisert vedat pressbolten er innrettet til å få tilført kjølemedie at pressbolten er innrettet til å få tilført kjølemedie jevnt rundt omkretsen av denne, slik at det oppnås jevn kjøling dvs uten temperaturgradient rundt hele omkretsen av pressbolten, idet pressbolten er innrettet til å rotere eller ved at kjølermgen er inndelt i separate seksjoner med separat kjølemiddeltilførsel, hvorved den tilførte kjølemengden kan differensieres rundt omkretsen

De uselvstendige kravene 2, 4 og 5 angtr fordelaktige trekk ved oppfinnelsen

Oppfinnelsen skal beskrives nærmere i det etterfølgende ved hjelp av eksempel og under henvisning til vedføyde tegninger hvor

Fig 1 viser i perspektiv et kjøleutstyr for kjøling av pressbolt,

Fig 2 viser det samme i tverrsnitt,

Fig 3 viser en anordning for føring (transport) og rotasjon av

en pressbolt gjennom kjøleutstyret i h h t oppfinnelsen,

Fig 4 viser en alternativ kjøleanordning for kjøleutstyret i h h t

oppfinnelsen, sett i lengdesnitt

Som det fremgår av Fig 1 og 2 består kjøleutstyret 1 av et hus 2 med åpninger 3 for gjennomføring av en pressbolt 9 som skal kjøles, samt en innvendig kjølenng 4 med nngdyser 5 for tilførsel av kjølemedie, vanligvis vann

Kjøleringen får tilført kjølemediet via tilførselsledninger 6 fra en kilde eller reservoar

(ikke vist)

Under kjølingen av en pressbolt 9 sprayes kjølemediet mot bolten gjennom nngdysene 5 rundt hele periferien av bolten Kjølemediet som er brukt samles opp i bunnen av huset 2 og evakueres fra huset via utløpslednmgen 7 Huset 2 er ellers forsynt med pakninger 8 ved åpningene 3 for å redusere eller hindre vannsprut mot omgivelsene

Fig 3 viser et eksempel på en anordning i h h t oppfinnelsen for å oppnå jevn kjøling av en pressbolt rundt hele periferien av denne

Nærmere bestemt viser Fig 3 en løsning der pressbolten er innrettet til å rotere for å oppnå slik jevn kjøling Som det fremgår av figuren holdes bolten 9 fast mellom en roterende klemanordning 11 i en løpekatt 13 som er opphengt i og kan beveges langs en skinne 12 beliggende over kjøleutstyret 1 Klemanordningen innbefatter en aksling 14 drevet av en motor 15 på den ene side og en fnttløpende aksling 16 på den annen side For å fastholde pressbolten under kjølingen, kan enten den ene akslingen, fortrinnsvis den fnttløpende 16, være aksielt forskyvbar og innrettet til å føres i anlegg mot enden av pressbolten og derved klemme bolten mellom de to akslingene, eller løpekatten 13 kan være forsynt med en mekanisme (ikke vist) som fører akslingene mot hverandre for å oppnå samme klemvirknmg mot bolten

Løpekatten 13 er for øvrig på sin side forsynt med et par fnttløpende hjul 17 og et par hjul 18 som er drevet av en motor 19 og kan beveges langs skinnen 12

Løsningen ifølge Fig 3 fungerer på den måten at løpekatten 13 beveges helt til venstre eller helt til høyre i forhold til kjøleutstyret 1 slik at den ene 16 eller andre 14 av akslingen strekker seg igjennom åpningene 3 i kjøleutstyrshuset 2 En pressbolt 9 som skal kjøles plasseres mellom endene av akslingene 14,16 og fastholdes med klemming mellom disse Bolten bringes så til å rotere samtidig som løpekatten 13 forskyves langs skinnen 12 slik at bolten føres gjennom kjølehuset og blir kjølt av kjølemediet som blir sprayet gjennom nngdysene 5

På denne måten, ved å rotere bolten samtidig som den kjøles, oppnås jevn kjøling langs hele periferien av bolten Bolten kan, om ønskelig, med denne løsningen også kjøles slik at det oppnås en temperaturgradient i lengderetningen av bolten, f eks gjennom regulering av hastigheten for bolten gjennom kjøleutstyret Når kjøleoperasjonen er ferdig føres løpekatten 13 med bolten 9 helt vil venstre eller høyre slik at den ferdig kjølte bolten kan frigjøres og en ny bolt plasseres mellom akslingene for gjennomføring av en ny kjøleoperasjon

I Fig 4 er vist en alternativ utførelse for kjøling av pressbolt i h h t oppfinnelsen Kjøleanordnmgen vises her i lengdesnitt der huset 2 og tilførselsledningene 6 er de samme som vist i de foregående figurene, men hvor forskjellen består i at kjølenngen, i stedet for å være sammenhengende, er inndelt i separate seksjoner 19,20,21 og 22 I det her viste eksempelet er det anordnet fire slike seksjoner, men det kan hensiktsmessig benyttes flere, med hvert sitt innløp for kjølemedie Hensikten med en slik seksjonsmndeling er at kjølemediet kan tilføres med forskjellig mengde for hver seksjon for derved å oppnå jevn kjøling rundt hele tverrsnittet av bolten 9 Som nevnt innledningsvis har man funnet at kjølingen, ved lik tilførsel av kjølemedie rundt hele tverrsnittet, er størst på oversiden av bolten Med denne seksjonsløsningen kan kjølemediemengden differensieres, hvorved mer kjøling kan tilføres mot undersiden av bolten for således å kompensere og derved utjevne kjølingen rundt omkretsen av bolten

En tredje måte å oppnå jevn kjøling rundt omkretsen av en pressbolt, men som ikke er vist, vil være å anordne kjøleutstyret vertikalt slik at bolten føres i vertikal retning gjennom kjøleutstyret Herved vil kjølemediet på grunn av tyngdekraften renne jevnt fordelt nedover pressbolten i lengderetningen av denne og derved hindre ujevn kjøling

Oppfinnelsen slik den er definert i kravene er ikke begrenset til eksemplene som beskrevet i det foranstående og vist i figurene Således kan f eks kjølenngen 4 ha færre eller flere enn to ringdyser Videre kan det i stedet for nngdyser benyttes et stort antall hull eller andre dyser plassert rundt omkretsen av ringkjøle- anordningen 4

For å oppnå differensiert kjøling rundt omkretsen av bolten kan disse hullene eller dysene være anordnet med ulikt antall eller størrelse på oversiden, respektive undersiden, eller det kan benyttes nngspalter med forskjellig bredde på oversiden respektive undersiden av bolten Oppfinnelsen er ellers ikke begrenset til at kjølehuset 2 med kjølenngen 4 er stasjonær som i de foranstående eksempel Således kan kjølehuset med kjølenngen være innrettet til å beveges i aksiell retning langs pressbolten under kjøleoperasjonen, mens bolten er stillestående

Claims (5)

1 Anordning ved kjøleutstyr for kjøling av pressbolt (9) fortrinnsvis av aluminium, innbefattende et hus (2) med åpninger (3) for aksiell føring av pressbolten gjennom huset, samt en innvendig i huset anordnet kjølenng (4) med tilførselsledninger (6) for kjølemedie, karakterisert ved at pressbolten (9) er innrettet til å få tilført kjølemedie jevnt rundt omkretsen av denne, slik at det oppnås jevn kjøling dvs uten temperaturgradient rundt hele omkretsen av pressbolten (9), idet pressbolten er innrettet til å rotere

2 Anordning iflg krav 1, karakterisert ved at pressbolten er innrettet til å fastklemmes mellom endepartiene av to akslinger (14,16) anordnet i en løpekatt (13) som er opphengt i og kan beveges langs en skinne over kjøleutstyret hvorved pressbolten (9) kan føres aksielt gjennom kjøleutstyret og samtidig, ved hjelp av akslingene, roteres under den aksielle bevegelsen

3 Anordning ved kjøleutstyr for kjøling av pressbolt (9) fortrinnsvis av aluminium, innbefattende et hus (2) med åpninger (3) for aksiell føring av pressbolten gjennom huset, samt en innvendig i huset anordnet kjølenng (4) med tilførselsledninger (6) for kjølemedie, karakterisert ved at kjølenngen (4) er inndelt i separate seksjoner (19,20,21,22) med separat kjølemiddeltilførsel (6), hvorved den tilførte kjølemengden kan differensieres rundt omkretsen

4 Anordning ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at den tilførte kjølemengden kan differensieres rundt omkretsen ved hjelp av spalter, hull eller dyser med forskjellig størrelse eller antall

5 Anordning ifølge krav 1 eller 3, karakterisert ved at kjøleutstyret (1) er vertikalt anordnet, hvorved pressbolten (9) er innrettet til å føres vertikalt igjennom dette