WO2012013457A2 - STRANGPREßVERFAHREN - Google Patents

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    • B21C35/023—Work treatment directly following extrusion, e.g. further deformation or surface treatment 
    • B21C35/026—Removing sections from the extruded work, e.g. removing a strip to create an open profile

Definitions

  • the invention relates to an extrusion process
  • Extrusion is well suited for the production of profiles, which can also have complicated cross sections.
  • a heated block of the material to be formed is pressed by means of a punch through a die, said die having recesses in the shape of the cross section to be produced.
  • Method is suitable for virtually all metals, but it mainly aluminum and aluminum alloys are processed by extrusion. Even steel is often formed by extrusion into seamless tubes.
  • the outer profile corresponds to the desired inner profile of the cavity to be generated.
  • extrusion molding Various types have been developed, each of which is well suited to particular applications or materials. Examples include direct, indirect and hydrostatic extrusion.
  • CONFORM process works continuously, but is only suitable for small profiles. If large profiles are to be produced, conventional extrusion molding methods quickly reach technological limits, since correspondingly large extrusion presses are virtually unavailable and also the large dies required for this purpose are extremely expensive.
  • Extrusion machines have a maximum profile diameter of 700mm. For smaller quantities or lengths
  • the invention is therefore based on the object
  • the object is achieved by an extrusion with the
  • Embodiments are the subject of subordinate claims.
  • Extrusion method in which a block of material to be formed is pressed through a die and the formed material is directed after exiting the die normal to the exit direction and thereby the dimensions of the formed material after this Straightening process in a transverse direction to the outlet direction are greater than the maximum profile diameter of the die.
  • the maximum profile diameter denotes the diameter, or that maximum dimension transversely to the outlet direction, which can be produced by the respective die.
  • the advantage can be achieved to be able to produce profiles which have dimensions which are larger than the maximum profile diameter of the respectively used
  • Extrusion machine or the die used are.
  • a desired plate-shaped profile may be substantially circular
  • the maximum diameter of the die used is not necessarily a circle diameter, the maximum
  • Diameter describes the maximum dimensions that can be produced with a particular die in any one of them
  • the profile to be generated is extruded by more than 360 degrees.
  • Such in cross-section spiral or helical profile is preferably carried out as a closed profile to the required rigidity between the extrusion process and the
  • this method is advantageous for the production of aluminum alloy profiles.
  • the straightening process can be carried out with conventional equipment for straightening metal profiles.
  • the profiles that can be produced with objective methods are not restricted to profiles with a simple cross-section.
  • the objective method is also suitable for producing complicated profiles, for example profiles which comprise a plurality of closed profiles.
  • Fig.l an extrusion press.
  • Fig.l shows an example and schematically a
  • An extrusion press comprises a die 2, a cylinder 4 and a punch 5.
  • the material 1 to be formed is arranged in the cylinder 4 and is pressed by means of the pressing force 6 through the outlet opening 3 of the die 2.
  • the material exits through this outlet opening 3 in the outlet direction A.
  • the shape of the exit opening 3 determines the shape, i. the profile of the formed material.
  • Fig.l is a
  • Extrusion device shown in simplified form, for example, means for heating the material to be formed 1 or for cooling the die 2 are not shown. 2 shows an example and schematically a
  • Exit direction A corresponds to shown.
  • the template 2 shown by way of example is circular with a
  • dies can be any number of die D.
  • dies can be any number of die D.
  • dies can be any number of dies.
  • Designs have, in particular rectangular designs.
  • the die 2 has a maximum profile diameter Dmax.
  • This maximum profile diameter Dmax comprises the area available for the cross-section of the profile to be produced. In this area is the
  • Outlet opening 3 is introduced, through which the molded material emerges.
  • This surface is not necessarily round, it may have any shape.
  • this profile 7 has an open circular shape with six webs arranged on the inside.
  • a profile 7 is produced by extrusion.
  • Process step of the method according to the invention It is shown in the upper half of the image, the die 2 and the profile 7 after the first process step. After this first process step, the second process step, a straightening process is performed. In this example, a leveling of the profile 7.
  • the cross section of this flattened Profile 7a is shown in the lower half of the picture. It can be seen that a flattened profile 7a can not be produced directly with a die 2 having a maximum profile diameter Dmax. If you wanted to produce a flattened profile 7a directly, so would be a much larger
  • FIG. 5 shows by way of example and schematically an overlapping profile. There are shown a maximum profile diameter Dmax and an overlapping profile 8. This overlapping
  • the profile is helically fitted in the area available for an outlet opening 3, limited by the maximum profile diameter Dmax, such that the ends of this exemplary illustrated profile 8 overlap. In this way, it is possible to produce even larger, flat profiles than those shown in FIG.
  • FIG. 6 shows by way of example and schematically an overlapping one
  • profiles with a separation point 10 can be provided.
  • An overlapping profile 9 has a separation point 10.
  • the profile 9 is after the extrusion process is a closed profile and is opened immediately after the extrusion process at the separation point 10 and a straightening process

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Extrusion Of Metal (AREA)

Abstract

Strangpressverfahren zur Herstellung von Profilen mit größeren Abmessungen als die maximalen Abmessungen (Dmax) der Strangpressmatrize (2), bei welchem ein Block aus umzuformenden Material (1) durch eine Matrize (2) gepresst wird und das umgeformte Material (1) nach dem Austritt aus der Matrize (2) normal zur Austrittsrichtung (A) gerichtet wird und dabei die Abmessungen des umgeformten Materials (7) nach diesem Richtvorgang in einer Querrichtung zur Austrittsrichtung (A) größer sind als der maximale, von der Matrize herstellbare Durchmesser (Dmax).

Description

Beschreibung
Strangpreß erfahren
Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft ein Strangpreßverfahren
zur Herstellung großer plattenförmiger Bauteil
Stand der Technik
Strangpressen eignet sich gut zur Herstellung von Profilen, welche auch komplizierte Querschnitte aufweisen können. Bei einem Strangpreßverfahren wird ein erwärmter Block aus dem umzuformenden Material mittels eines Stempels durch eine Matrize gepresst, wobei diese Matrize Ausnehmungen in der Form des herzustellenden Querschnitts aufweist. Dieses
Verfahren eignet sich für praktisch alle Metalle, es werden jedoch hauptsächlich Aluminium und Aluminiumlegierungen mittels Strangpressen verarbeitet. Auch Stahl wird häufig mittels Strangpressens zu nahtlosen Rohren geformt.
Es ist möglich, Profile mit Hohlräumen zu erzeugen
(geschlossene Profile) , indem ein Dorn vorgesehen wird, dessen Außenprofil dem gewünschten Innenprofil des zu erzeugenden Hohlraums entspricht.
Es wurden verschiedene Arten des Strangpressens entwickelt, welche sich jeweils gut für bestimmte Anwendungszwecke, bzw. Materialien eignen. Beispielhaft seien das direkte, das indirekte und das hydrostatische Strangpressen genannt. Das sogenannte CONFORM-Verfahren arbeitet kontinuierlich, eignet sich aber nur für kleine Profile. Sollen große Profile hergestellt werden, geraten herkömmliche Strangpreßverfahren rasch an technologische Grenzen, da entsprechend große Strangpreßmaschinen praktisch nicht verfügbar sind und auch die dazu nötigen großen Matrizen außerordentlich teuer sind. Typischerweise bieten
Strangpreßmaschinen einen maximalen Profildurchmesser von 700mm. Für geringere Stückzahlen, bzw. Längen an
herzustellenden großen Profilen ist es gemäß dem Stand der Technik nicht möglich ein Strangpreßverfahren einzusetzen. Solche Profile werden deshalb aus einzelnen, kleineren
Profilen zusammengesetzt (geschweißt) , was einen hohen
Aufwand und hohe Kosten bewirkt.
Darstellung der Erfindung
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein
Strangpreßverfahren anzugeben, welches auch große Profile, insbesondere plattenförmige Profile wirtschaftlich
herzustellen vermag.
Die Aufgabe wird durch ein Strangpreßverfahren mit den
Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand untergeordneter Ansprüche.
Dem Grundgedanken der Erfindung nach wird ein
Strangpressverfahren beschrieben, bei welchem ein Block aus umzuformenden Material durch eine Matrize gepresst wird und das umgeformte Material nach dem Austritt aus der Matrize normal zur Austrittsrichtung gerichtet wird und dabei die Abmessungen des umgeformten Materials nach diesem Richtvorgang in einer Querrichtung zur Austrittsrichtung größer sind als der maximale Profildurchmesser der Matrize. Der maximale Profildurchmesser bezeichnet den Durchmesser, bzw. jene maximale Abmessung quer zur Austrittsrichtung, welcher von der jeweiligen Matrize herstellbar ist.
Dadurch ist der Vorteil erzielbar, Profile herstellen zu können, welche Abmessungen aufweisen die größer als der maximale Profildurchmesser der jeweilig eingesetzten
Strangpressmaschine, bzw. der eingesetzten Matrize sind.
Solcherart können beispielsweise Platten mit einer Abmessung in Querrichtung zur Strangpressrichtung hergestellt werden, die größer als der maximale Profildurchmesser der
eingesetzten Matrize sind.
Dieser Effekt wird dadurch erreicht, dass das gewünschte Profil solcherart in den maximalen Durchmesser der Matrize eingepasst wird, dass es mittels eines Richtvorgangs im
Anschluß an den Strangpressvorgang in die gewünschte Form gebracht werden kann. Beispielsweise kann ein gewünschtes plattenförmiges Profil in wesentlichen kreisförmig
stranggepresst werden und solcherart eine Breite von 2*Pi des maximale Profilhalbmessers der eingesetzten Matrize
erreichen .
Der maximale Durchmesser der eingesetzten Matrize ist nicht notwendigerweise ein Kreisdurchmesser, der maximale
Durchmesser beschreibt die mit einer bestimmten Matrize maximal herstellbaren Abmessungen in einer beliebigen
Richtung quer zur Strangpressrichtung.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das gewünschte Profil als geschlossenes Profil auszuführen und einen weiteren Verfahrensschritt, einen Trennschnitt in Strangpressrichtung vor dem Richtvorgang einzufügen. Die solcherart erzeugten Profile sind unmittelbar nach dem
Strangpressvorgang stabiler als offene Profile und ergeben somit eine höhere Maßhaltigkeit.
Eine weitere Vergrößerung der zu erzeugenden flachen Profile kann durch den Einsatz eines überlappenden Profils erzielt werden. Dabei wird das zu erzeugende Profil um mehr als 360 Grad gebogen stranggepresst . Ein solcherart im Querschnitt spiral- bzw. schneckenförmiges Profil wird bevorzugterweise als geschlossenes Profil ausgeführt um die erforderliche Steifigkeit zwischen dem Strangpressvorgang und dem
Richtvorgang sicherzustellen.
Es ist besonders vorteilhaft, den Richtvorgang unmittelbar anschließend an den Strangpressvorgang auszuführen, da der Richtvorgang durch die im umzuformenden Material vorhandene Wärme erleichtert wird.
Besonders für Profile mit hohen Maßhaltigkeitsanforderungen empfiehlt sich ein abschließender weiterer Richtvorgang in erkaltetem Zustand.
Mit gegenständlichem Verfahren können alle Materialien, die sich zum Strangpressen eignen verarbeitet werden.
Insbesondere ist dieses Verfahren für die Herstellung von Profilen aus Aluminiumlegierungen vorteilhaft.
Weiters ist es möglich, das umzuformende Material ausgehend aus der Flüssigphase zu verarbeiten.
Der Richtvorgang kann mit gebräuchlichen Einrichtungen zum Richten von Metallprofilen ausgeführt werden. Die mit gegenständlichen Verfahren herstellbaren Profile sind nicht auf Profile mit einfachem Querschnitt eingeschränkt. Gegenständliches Verfahren eignet sich auch zur Herstellung komplizierter Profil, beispielsweise Profile, welche mehrere geschlossene Profile umfassen.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen Es zeigen beispielhaft:
Fig.l eine Strangpresseinrichtung.
Fig.2 eine Strangpressmatrize.
Fig.3 Erster Verfahrensschritt
Fig.4 Zweiter Verfahrensschritt
Fig.5 ein überlappendes Profil
Fig.6 ein überlappendes Profil mit Trennstelle
Ausführung der Erfindung
Fig.l zeigt beispielhaft und schematisch eine
Strangpresseinrichtung. Eine Strangpresseinrichtung umfasst eine Matrize 2, einen Zylinder 4 und einen Stempel 5. Das umzuformende Material 1 ist in dem Zylinder 4 angeordnet und wird mittels der Preßkraft 6 durch die Austrittsöffnung 3 der Matrize 2 gepresst. Das Material tritt dabei durch diese Austrittsöffnung 3 in Austrittsrichtung A aus. Die Form der Austrittsöffnung 3 bestimmt die Form, d.h. das Profil des umgeformten Materials. In Fig.l ist eine
Strangpresseinrichtung in vereinfachter Form dargestellt, beispielsweise sind Mittel zur Erwärmung des umzuformenden Materials 1 oder zur Kühlung der Matrize 2 nicht dargestellt. Fig.2 zeigt beispielhaft und schematisch eine
Strangpressmatrize. Es ist eine Ansicht einer
Strangpressmatzize 2 in axialer Richtung, was der
Austrittsrichtung A entspricht dargestellt. Die beispielhaft gezeigte Matrize 2 ist kreisrund mit einem
Matrizendurchmesser D. Matrizen können jedoch beliebige
Bauformen, insbesondere rechteckige Bauformen aufweisen.
Weiters weißt die Matrize 2 einen maximalen Profildurchmesser Dmax auf. Dieser maximale Profildurchmesser Dmax umfasst jene Fläche, die für den Querschnitt des zu erzeugenden Profils zur Verfügung steht. In dieser Fläche wird die
Austrittsöffnung 3 eingebracht, durch welche das geformte Material austritt. Diese Fläche ist nicht notwendigerweise rund, sie kann jede beliebige Form aufweisen.
Fig.3 zeigt beispielhaft und schematisch den ersten
Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist die Matrize 2 aus Fig.2 dargestellt. Diese Matrize 2 ist in dem in Fig.3 dargestellten Beispiel mit einer
Austrittsöffnung 3 ausgestattet, welche ein Profil 7 erzeugt. Dieses Profil 7 weist beispielhaft eine offene Kreisform mit sechs innen angeordneten Stegen auf.
In dem ersten Verfahrensschritt wird ein Profil 7 mittels Strangpressens erzeugt.
Fig.4 zeigt beispielhaft und schematisch den zweiten
Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens. Es ist in der oberen Bildhälfte die Matrize 2 und das Profil 7 nach dem ersten Verfahrensschritt dargestellt. Nach diesem ersten Verfahrensschritt wird der zweite Verfahrensschritt, ein Richtvorgang ausgeführt. In diesem Beispiel erfolgt eine Einebnung des Profils 7. Der Querschnitt dieses eingeebneten Profils 7a ist in der unteren Bildhälfte dargestellt. Es ist ersichtlich, dass ein eingeebnetes Profil 7a nicht direkt mit einer Matrize 2 mit einem maximalen Profildurchmesser Dmax herstellbar ist. Wollte man ein eingeebnetes Profil 7a direkt herstellen, so wäre eine wesentlich größere
Strangpresseinrichtung mit wesentlich größerem maximalen Profildurchmesser Dmax erforderlich.
Fig.5 zeigt beispielhaft und schematisch ein überlappendes Profil. Es sind ein maximaler Profildurchmesser Dmax und ein überlappendes Profil 8 dargestellt. Dieses überlappende
Profil ist spiralförmig in die für eine Austrittsöffnung 3 zur Verfügung stehende, von dem maximalen Profildurchmesser Dmax begrenzte Fläche so eingepasst, dass sich die Enden dieses beispielhaften dargestellten Profils 8 überlappen. Solcherart ist es möglich noch größere, flache Profile herzustellen als es bei dem in Fig.4 gezeigten
Ausführungsbeispiel möglich ist. Fig.6 zeigt beispielhaft und schematisch ein überlappendes
Profil mit Trennstelle. In weiterer Fortbildung der Erfindung können Profile mit einer Trennstelle 10 vorgesehen werden. Ein überlappendes Profil 9 weist eine Trennstelle 10 auf. Das Profil 9 stellt nach dem Strangpressvorgang ein geschlossenes Profil dar und wird unmittelbar nach dem Strangpressvorgang an der Trennstelle 10 geöffnet und einem Richtvorgang
unterworfen . Liste der Bezeichnungen
1 Umzuformendes Material
2 Matrize
3 Austrittsöffnung
4 Zylinder
5 Stempel
6 Preßkraft
7 Profil
7a eingeebnetes Profil
8 Profil (überlappend)
9 Profil (überlappend, geschlossen
10 Trennstelle
A Austrittsrichtung
D Matrizendurchmesser
Dmax maximaler Profildurchmesser

Claims

Patentansprüche
1. Strangpressverfahren, bei welchem ein Block aus
umzuformenden Material (1) durch eine Matrize (2) gepresst wird und das umgeformte Material (1) nach dem Austritt aus der Matrize (2) normal zur
Austrittsrichtung (A) gerichtet wird und dabei die Abmessungen des umgeformten Materials (7) nach diesem Richtvorgang in einer Querrichtung zur
Austrittsrichtung (A) größer sind als der maximale Profildurchmesserdurchmesser (Dmax) der Matrize (2) .
2. Strangpreßverfahren gemäß Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, dass das umgeformte Material (1) nach dem Austritt aus der Matrize (2) ein geschlossenes Profil (9) darstellt und vor dem Richtvorgang ein
Trennvorgang in Austrittsrichtung (A) an dem
geschlossenen Profil (9) vorgesehen ist.
3. Strangpreßverfahren gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das umzuformende Material (1) vorgewärmt umgeformt wird.
4. Strangpreßverfahren gemäß Anspruch 3, dadurch
gekennzeichnet, dass das umzuformende Material (1) ein Metall ist.
5. Strangpreßverfahren gemäß Anspruch 4, dadurch
gekennzeichnet, dass das umzuformende Material (1) eine Aluminiumlegierung ist
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