DE1142821B - Anordnung zum Abschliessen der Matrizenoeffnung einer Strangpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Anordnung zum Abschließen der Matrizenöffnung einer Strangpresse gegenüber einem zwischen der Stirnfläche des Preßblockes und der Matrize eingebrachten Vorrat eines bei der Preßtemperatur unterhalb des Strangpreßdruckes fließfähigen Schmiermittels vor Beginn des Strangpressens.

Um während des Strangpreßvorganges die Reibung zwischen dem Preßblock und den Wandflächen des Blockaufnehmers sowie der Matrize weitgehend zu verringern und dadurch das plastische Fließen des zu verpressenden Materials zu erleichtern, verwendet man unterschiedliche Schmiermittel, deren Wahl sich nach der jeweiligen Preßtemperatur und dem erforderlichen Druck richtet. Die Schmiermittel können z. B. flüssig, pastenartig oder fest sein. Auch für das Einbringen dieser Schmiermittel sind unterschiedliche Maßnahmen bekanntgeworden.

Die Erfindung bezieht sich auf diejenige Anwendungsweise des Schmiermittels, bei der vor dem Beginn des Strangpressens zwischen die Stirnfläche des Preßblockes und der Matrize ein Schmiermittelvorrat eingebracht wird.

Um ein Austreten des Schmiermittels aus der Matrizenöffnung vor dem Beginn des Strangpressens zu verhindern, hat man meist Schmiermittel verwendet, die bei den Temperaturen des Blockaufnehmers zunächst noch fest sind und erst beim Kontakt mit dem heißen Preßblock bzw. beim Preßvorgang in plastischen Zustand übergehen, wie beispielsweise Glas; oder man hat die Matrizenöffnung vor Beginn des Strangpressens des Preßblockes gegen ein Austreten der zwischen Matrize und Preßblock eingebrachten Schmiermittelvorlage durch den zu diesem Zweck mit einer Kegelspitze versehenen Preßblock selbst abgedichtet, dessen Spitze nach Art eines Ventils die Matrizenöffnung verschließt.

Während bei der ersten Maßnahme nur Schmiermittel benutzt werden können, die zunächst fest und dann zumindest so viskos sind, daß sie nicht vor dem Material des Preßblockes aus der Matrizenöffnung herausgedrückt werden, ist es bei der zweiten Maßnahme — dem Abschluß der Öffnung durch den Preßblock selbst — schwierig, die vor dem Einführen des Preßblockes in den Blockaufnehmer einzubringende Schmiermittelmenge richtig zu bemessen und auch die Viskosität so zu wählen, daß nicht bereits beim Einführen des Preßblockes in den Aufnehmer ein großer Teil des Schmiermittels aus der Matrize herausläuft oder herausgedrückt wird, ehe der Block die Matrize abschließt. Andererseits ist auch eine genügende Verteilung des Schmiermittels längs der Mantelfläche des Anordnung

zum Abschließen der Matrizenöffnung
einer Strangpresse

Anmelder:
Commissariat ä l'Energie Atomique, Paris

Vertreter: Dipl.-lng. R. Beetz, Patentanwalt,
München 22, Steinsdorfstr. 10

Beanspruchte Priorität:
Frankreich vom 27. Januar 1959 (Nr. 785 073)

Charles Sauve, Versailles, Seine-et-Oise (Frankreich), ist als Erfinder genannt worden

Preßblockes praktisch nicht zu erzielen, da die Verdrängung des Schmiermittelvorrates erst dann einsetzt, wenn der Preßblock gestaucht wird. Dabei verformt sich aber der Preßblock bekanntlich tonnenförmig; die Durchmesserzunahme in seinem mittleren Teil versperrt dann dem Schmiermittel den Weg zum hinteren Teil der Mantelfläche des Blockes. Da die Schmierung der Blockmantelfläche unter diesen Verhältnissen unsicher ist, wird eine zusätzliche Schmierung der gesamten Mantelfläche durch Einfügen eines hohlzylinderförmigen Schmiermittelkörpers zwischen dem Preßblock und der Zylinderwand des Aufnehmers empfohlen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An-Ordnung zum Abschließen der Matrizenöffnung einer Strangpresse gegenüber einem zwischen der Stirnfläche des Preßblockes und der Matrize eingebrachten Vorrat eines bei der Preßtemperatur unterhalb des Strangpreßdruckes fließfähigen Schmiermittels vor Beginn des Strangpressens zu schaffen, bei der vor allem eine einwandfreie Verteilung von Schmiermitteln beliebiger Konsistenz über die gesamte Mantelfläche des Preßblockes erzielt werden kann. Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß man zu diesem Zweck die Matrizenöffnung vor dem Einbringen des Preßblockes schließen und so lange geschlossen halten muß, bis der Druck innerhalb des Blockaufnehmers

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eine Größe erreicht hat, bei der eine gewünschte gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels erfolgen kann, die Matrizenöffnung aber bei einem Druck geöffnet werden muß, der geringer als der Strangpreßdruck ist.

Die diese Bedingungen erfüllende erfindungsgemäße Anordnung ist gekennzeichnet durch ein die Matrizenöffnung dicht abschließendes Verschlußstück, das unter einem Druck, der über dem zur Verdrängung des Schmiermittels längs der Blockmantelfläche notwendigen Druck liegt, aber geringer als der Strangpreßdruck ist, die Matrizenöffnung freigibt.

Durch Anwendung eines derartigen besonderen Verschlußstückes, das erst bei einem bestimmten, vorzugsweise zwischen dem Stauch- und dem Strangpreßdruck liegenden Druckwert die Matrizenöffnung freigibt, ist man hinsichtlich der Anfangsviskosität des Schmiermittels in weiten Grenzen frei. Man erhält eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels über die gesamte Mantelfläche des Preßblockes bzw. die mit dem Preßblock in Berührung kommende innenwand des Blockaufnehmers, dadurch eine bis zum Ende des Preßvorganges anhaltende gute Schmierung der Matrize und vermeidet weitgehend Schmiermittelverluste durch vorzeitiges Austreten des Schmiernuttels aus der Matrizenöffnung.

Damit bei dem Verteilen des Schmiermittels dieses nicht an der Rückseite des Blockaufnehmers austreten kann, ehe der stark gestauchte Preßblock selbst die Abdichtung übernimmt, erweist es sich als zweckmäßig, das hintere Preßblockende in irgendeiner geeigneten Weise gegenüber der Aufnehmerinnenwand abzudichten.

Das gemäß der Erfindung für das Abschließen der Matrizenöffnung zu verwendende Verschlußstück kann in unterschiedlicher Art ausgebildet und angeordnet sein. Man kann als Verschlußstück entweder eine der Matrizenstirnfläche, die den Boden des Aufnehmers bildet, angepaßte Auflageplatte oder ein in einen trichterförmigen Einlaufteil der Matrizenöffnung einsetzbaren Stopfen benutzen. Das Verschlußstück kann auch eine an der Rückseite der Matrize eingespannte Platte sein. Man kann die Abdichtung dadurch verbessern, daß man dem jeweiligen Verschlußstück die Form eines Napfes gibt, dessen hochgezogener Rand sich als Dichtungsmanschette an die Aufnehmerinnenwand anlegt.

Wie bereits gesagt, muß jedes der erwähnten Verschlußstücke die Bedingung erfüllen, daß es die Matrizenöffnung erst bei einem Druck freigibt, der größer ist als ein zur Verteilung des Schmiermittels in dem gesamten Raum zwischen dem Block und dem Blockaufnehmer erforderlicher Druck p, der aber höchstens gleich dem beim Strangpressen auf den Block ausgeübten Strangpreßdruck P ist.

Wenn die Matrizenöffnung einer Strangpresse durch ein diesen Bedingungen genügendes Verschlußstück abgeschlossen, das Schmiermittel in den Blockaufnehmer eingebracht und der Preßblock in den Aufnehmer eingesetzt ist, befindet sich das Schmiermittel zunächst zwischen der Stirnfläche des Preßblockes und der Matrize. Beim Strangpressen von Metall kann das Schmiermittel auch ein zunächst fester, z. B. tablettenartiger Körper sein. Beim Einsetzen des Druckes auf den Preßblock kommt zunächst das Schmiermittel zum Fließen. Es wird in den freien Zwischenraum zwischen dem Preßblock und der Innenwandfläche des Blockaufnehmers hineingedrückt, da das Verschlußstück das Herauspressen des Schmiermittels verhindert. Diese Verteilung des Schmiermittels ist praktisch beendet, wenn der Preßblock gestaucht wird und sich damit an die Innenwände des Blockaufnehmers anlegt. Nach der Verteilung des Schmiermittels gibt das Verschlußstück ·— zweckmäßig erst dicht unterhalb des Strangpreßdruckes — die Matrizenöffnung frei, und das in dem zylinderförmigen Raum zwischen der Innenwand des Blockaufnehmers und dem Preßblock befindliche Schmiermittel kann nur noch in Form eines dünnen Filmes an der Oberfläche des Preßstranges aus der Matrize austreten.

Bei Verwendung eines Schmiermittels mit gegebener Viskosität kann man für einen Blockaufnehmer und einen Preßblock bestimmten Werkstoffes und gegebener Abmessungen sowie für eine bekannte Preßtemperatur ein für allemal den Druck/? bestimmen, der zur gleichmäßigen Verteilung des Schmiermittels erforderlich ist. Auf Grund dieser Messung kann man ein geeignet ausgelegtes Verschlußstück wählen, das erst bei einem oberhalb des Druckes ρ liegenden Bruch- oder Freigabedruck die Austrittsöffnung freigibt. In den meisten Fällen ist es zweckmäßig, als Verschlußstück einen Stopfen oder ein plattenförmiges Verschlußglied zu wählen, dessen Bruch- oder Freigabedruck R etwas tiefer liegt als der Druck P, der zur Durchführung des Strangpreßvorganges in dem Blockaufnehmer aufgewendet werden muß. Es ist besonders günstig, ein Verschlußstück zu benutzen, dessen Bruch- oder Freigabedruck zwischen 50 und 95 % des Druckes P liegt; dann ist das Schmiermittel sicher vor dem Beginn des tatsächlichen Strangpressens an alle diejenigen Stellen gelangt, die geschmiert werden müssen.

Ganz allgemein läßt sich sagen, daß gemäß der Erfindung ein Stopfen oder ein Verschlußstück benutzt wird, dessen Bruch- oder Freigabedruck R zwischen Werten von Li ρ und 0,95 P erreicht wird; die einfachste Lösung ist, wie schon gesagt, diejenige, bei der R zwischen 0,5 und 0,95 P liegt. Das Material, aus dem das Verschlußstück hergestellt wird, ist im allgemeinen abhängig von den Bedingungen des Drukkes und der Temperatur, bei denen das Strangpressen durchgeführt wird.

So kann man beispielsweise beim Strangpressen mit im Verhältnis mäßigen Temperaturen und Drücken ein bildsames Material, wie Polyamid, Polyvinylchlorid, Polyolefin, Cellulose oder Celluloseester. Polyester, Phenol-Formaldehydharz oder ein anderes Harz sowie schließlich ein weiches Metall, wie Blei, Zinn, Aluminium usw., verwenden.

Demgegenüber wählt man für das Strangpressen bei verhältnismäßig hohen Temperaturen und Drücken, die bei der Verarbeitung von Metallen, wie Kupfer, Messing, Magnesium, Stahl, Bronze u. dgl., benutzt werden müssen, für das Verschlußstück vorzugsweise ein Metall höherer Festigkeit, wie beispielsweise Stahl. Bronze, Messing, Kupfer oder eine Aluminiumlegierung.

Die Dicke des Verschlußstückes muß nach dem Gesagten jeweils den Bedingungen des durchzuführenden Strangpreßvorganges angepaßt werden und ist vor allem vom Werkstoff des Preßblockes, von der Viskosität des Schmiermittels, der Form und den Abmessungen des Blockaufnehmers und der Preßmatrize, ferner auch von den Temperaturen und Drücken beim Strangpreßvorgang abhängig. Beim Strangpressen von besonders weichem Stahl liegt die Dicke des Ver-

schlußstückes ungefähr zwischen 0,01 und 0,5 mm, für die meisten Metalle zwischen 0,02 und 0,2 mm.

Die Anordnung kann bei Anwendung sämtlicher — gegebenenfalls durch Erwärmen — verilüssigbaren Schmierstoffe benutzt werden, insbesondere bei öl, Fett oder Metallseifen, so bei den Stearaten von Al, Zn, Mg u. a., ferner bei Zusammensetzungen von Fetten mit Graphit oder Molybdänsulfid usw.

Diese Schmiermittel können in ihrem üblichen Zustand in den Blockaufnehmer eingebracht werden, d. h. in flüssigem, pastösem, pulverförmigem Zustand oder als feste Formkörper, insbesondere als Tabletten.

Zur näheren Erläuterung der Erfindung sind nachfolgend einige Anwendungsweisen mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben. Es zeigt in schematischer Darstellung

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Strangpreßvorrichtung, die mit einem Verschlußstück und einer Abdichtung versehen ist,

Fig. 2 einen Schnitt durch den Teil der Strangpreßvorrichtung mit der Abdichtung,

Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung ähnlich der in Fig. 1 gezeigten mit einem abweichend gestalteten Verschlußstück,

Fig. 4 einen Teilschnitt durch eine Vorrichtung ähnlicher Art mit einer weiteren Abwandlung des Verschlußstückes.

Die in Fig. 1 dargestellte Strangpreßvorrichtung besteht aus einem Blockaufnehmer 1, dessen Matrizen-Öffnung durch ein napfförmiges Verschlußstück 2 abgeschlossen ist. Der hochgezogene Teil des Verschluß-Stückes 2 sorgt für die Abdichtung zwischen dem Umfang der Preßmatrize 3 und der inneren Wandfläche c'es Blockaufnehmers 1. Die Fig. 1 zeigt außerdem den Preßblock 5, dessen vorderes Ende kegelsiumpfförmig ausgebildet ist, so daß es in die erweiterte Eintrittsöffnung der Matrize 3 eindringen kann, die im Inneren des Blockaufnehmers 1 vor dessen Durchlaßöffnung liegt und sich auf den Boden des Blockaufnehmers abstützt. Die Vorrichtung weist ferner zwei Preßscheiben 6 und 8 auf, von denen sich die eine gegen das rückwärtige Ende des Blockes 5 legt. Zwischen den Preßscheiben 6 und 8 ist eine Abdichtung 7 eingesetzt, die ähnlich napfförmig ausgebildet ist wie das Verschlußstück.

Gemäß Fig. 1 ist eine feste Schmiermitteltablette 4 in die erweiterte Eintrittsöffnung der Matrize 3 eingelegt.

Beim Strangpressen des Blockes 5 drückt der Preßstempel 9 auf die Preßscheiben 8 und 6, die diesen Druck auf den Block 5 übertragen, der seinerseits nach unten gepreßt wird. Während der ersten Phase der Druckwirkung, bevor der Block 5 noch eine plastische Verformung erfährt, zerdrückt sein kegelstumpfförmiges vorderes Ende die Schmiermitteltablette 4, deren Schmiermittel in diesem Augenblick in Abhängigkeit von der jeweiligen Preßtemperatur in festem oder flüssigem bzw. mehr oder weniger viskosem Zustand sein kann. Da durch das Verschlußstück 2 das Schmiermittel an einem Austreten durch die Matrize gehindert wird und das kegelstumpfförmige vordere Ende des Blockes 5 in die Matrize 3 mit relativ genauer Passung eingreift, kann das Schmiermittel nicht in der öffnung der Preßmatrize 3 bleiben. Es wird nach hinten weggedrückt und dringt in den zylindrischen Zwischenraum 10 zwischen dem Block 5 und der inneren Wandfläche des Blockaufnehmers 1 ein.

Die Abdichtung 7 verhindert, daß das verdrängte Schmiermittel durch die rückseitige öffnung des Blockaufnehmers 1 austreten kann.

Der Werkstoff und die Wanddicke des Verschluß-Stückes 2 sind derart gewählt, daß es nur dann im Bereich der Matrizenöffnung beseitigt werden kann, wenn der es belastende Druck merklich größer ist als derjenige Druck, der zum Hineindrücken des Schmiermittels in den Ringraum 10 notwendig ist. Infolgedessen erfolgt das Durchbrechen oder das Herauspressen des mittleren Teiles des Verschlußstückes bzw. das Entfernen des ganzen Napfes zeitlich ein wenig vor oder spätestens beim Beginn der Verformung des Blockes 5. Dabei gibt das Verschlußstück den Durchlaß des Blockaufnehmers 1 für den Durchtritt des ausgepreßten Stranges frei. Das in dem Ringraum 10 komprimierte Schmiermittel geht mit dem Block 5 mit und schmiert während der gesamten Dauer des Strangpreßvorganges die Auspreßöffnung der Matrize 3 und die innere Wandfläche des Blockaufnehmers 1.

Das Verschlußstück 2 kann durch eine einfache

Platte 11 ersetzt werden, die unabhängig von dem äußeren Mantelteil 12 ist, der die Abdichtung bewirkt.

Fig. 2 zeigt eine einteilige Preßscheibe 8 mit einer napfförmigen Abdichtung 7, die unmittelbar über den Preßblock gestülpt ist.

Fig. 3 zeigt ein in der erweiterten Öffnung der Matrize 3 sitzendes Verschlußstück 13, das der Matrizenöffnung angepaßt ist. Diese Anordnung eignet sich besonders für Matrizen mit weiter, kegeliger Matrizenöffnung. Das Verschlußstück 13 kann außerdem einen flachen Ringteil haben, der sich über die gesamte Stirnfläche der Matrize 13 erstreckt und gegebenenfalls mit einem hochgezogenen Rand versehen ist wie das napfförmige Verschlußstück 2 gemäß Fig. 1.

Über der Matrize 3 liegt ein Dichtungsring 14, der von konischen Rotationsflächen 14a und 14 b begrenzt ist. Der Kegelwinkel der äußeren Fläche 14a ist wesentlich kleiner als derjenige der inneren Fläche 14 b und verschwindet, wenn die Dichtung sich an die innere Fläche des Blockaufnehmers 1 anlegt. Diese Ausführungsform gestattet es, einen üblichen Block 15 mit durchweg ebener Stirnfläche zu verpressen.

Fig. 4 zeigt einen besonderen Matrizenhalter 16, der an die Matrize 3' angepreßt ist. Die Matrize 3' hat eine äußere Kegelfläche und kann in das betreffende Ende des Blockaufnehmers 1 gepreßt werden, wofür eine Kraft notwendig ist, welche dem Preßdruck auf die frontale Querschnittsfläche A-B der Matrize 3 zumindest entspricht. Die Abdichtung zwischen der Matrize 3 und dem Blockaufnehmer 1 kann in der gleichen Weise bewirkt werden, wie dies an Hand der Fig. 1 bis 3 erläutert wurde. Das Verschlußstück kann dann zwischen die Matrize 3 und den Matrizenhalter 16 eingelegt werden, beispielsweise in Form einer kleinen runden Platte 11'.

Beim Strangpressen von Kupfer bei Temperaturen von 800 bis 900° C kann man beispielsweise Verschlußstücke aus Kupfer mit einer Dicke von 0,5 bis 1 mm oder aus besonders weichem Stahl mit einer Dicke von 0,2 bis 0,4 mm verwenden. Für das Strangpressen von Messing, das bei etwa 700° C mit einem Druck von ungefähr 25 kg/mm² erfolgt, kann man Verschlußstücke aus dem gleichen Messing, beispielsweise mit einer Dicke von 0.3 bis 0,6 mm, oder auch Verschlußglieder aus Kupfer verwenden. Das Strangpressen von Phosphorbronze, von Silizium- oder Bleibronze, das bei einer Temperatur von etwa 800 bis

900^c C durchgeführt wird, verlangt verhältnismäßig hohe Drücke. Eine günstige Schmierung kann durch die Verwendung von Verschlußstücken erzielt werden, die unterschiedliche Dicken haben und beispielsweise aus Bronze, aus Kupfer oder au« weichem bis besonders weichem Stahl bestehen.

Beim Strangpressen von Magnesium im Temperaturbereich zwischen 300 und 500° C, insbesondere den Legierungen des Magnesiums mit 1,5 % Mn oder 8,5 % Al und 0,5 % Zn, können Verschlußstücke mit einer Dicke von einigen Zehntelmillimetern verwendet werden, die aus den Legierungen selbst, aus Aluminiumlegierungen oder Stahl bestehen können.

Das Strangpressen von Zink und seinen Legierungen, insbesondere der häufigsten Legierung mit etwa 4 °/o Al und 0,04 % Mg, das üblicherweise zwischen 250 und 300° C erfolgt, erfordert die Verwendung von Verschlußstücken aus Messing mit einer Dicke von ungefähr 0,3 bis 0,6 mm.

Ganz allgemein läßt sich sagen, daß, je höher die Viskosität des Schmiermittels ist, d. h. je höher der Druck ρ sein muß, um das Schmiermittel wunschgemäß zu verteilen, um so eher die Verwendung von Verschlußstücken mit hohem Durchbruch- bzw. Freigabedruck R zweckmäßig ist. Dies erfordert entweder eine größere Dicke oder die Wahl eines Stoffes mit höherer Zugfestigkeit.

Wenn Verschlußstücke mit verhältnismäßig geringer Dicke, beispielsweise von weniger als 0,5 mm, verwendet werden, so können diese Verschlußstücke zwisehen die Matrize und den Durchlaß des Blockaufnehmers 1 eingesetzt werden, wie z. B. das Verschlußstück 2 nach Fig. 1. Wenn man wesentlich dickere Verschlußstücke benutzt, deren Dicke beispielsweise in der Größenordnung von 2,5 mm liegt, ist es vorzuziehen, die Verschlußstücke gemäß Fig. 3 in Form von Stopfen 13 in die sich stetig verengende Öffnung der Matrize 3 einzusetzen, in der sie dann zusammengedrückt werden, bis sie bei einem vorher bestimmten Druck aus der Öffnung der Matrize heraustreten.

Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Anordnung zum Abschließen der Matrizenöffnung einer Strangpresse gegenüber einem zwischen der Stirnfläche des Preßblockes und der Matrize eingebrachten Vorrat eines bei der Preßtemperatur unterhalb des Strangpreßdruckes fließfähigen Schmiermittels vor Beginn des Strangpressens, gekennzeichnet durch ein die Matrizenöffnung dicht abschließendes Verschlußstück, das unter einem Druck, der über dem zur Verdrängung des Schmiermittels längs der Blockmantelfläche notwendigen Druck liegt, aber geringer als der Strangpreßdruck ist, die Matrizenöffnung freigibt.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Abdichtung (7) des hinteren Preßblockendes gegenüber der Aufnehmerinnenwand.

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück eine der Matrizenstirnfläche, die den Boden des Aufnehmers (1) bildet, angepaßte Auflageplatte ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück ein in einen trichterförmigen Einlaufteil der Matrizenöffnung einsetzbarer Stopfen (13) ist.

5. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück eine an der Rückseite der Matrize (3') eingespannte Platte (H') ist.

6. Anordnung nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußstück die Form eines Napfes (2) hat. dessen hochgezogener Rand (12) sich als Dichtungsmanschette an die Aufnehmerinnenwand anlegt.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 939 567;
französische Patentschrift Nr. 966 773;
»Zeitschrift für Metallkunde«, Bd. 46 (1955), Heft 4, S. 237 bis 242.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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