DE1602378A1 - Verfahren und Vorrichtung zum hydrostatischen Strangpressen - Google Patents

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12, Sept. 1967

United Kingdom Atomic Energy Authority, 11, Charles II Street, Itöndon, SW1V, B ng 1 a n d

Pur diese Anmeldung wird die Priorität aus der britischen Patentanmeldung "Ke.; 41 .332/6.6-" vom" 1 5· Sept. 1966 beansprüchx»

Verfahren- und Vorrichtung zum hydro stat ischen Strangpressen

Sfflindung bezieht siefe auf Strangpreßverfahren und &Sisi»@sondere- auf liydrostatisehe Strängpreßyeriahren und

Strangpreßverfahren wird ein Propfen, ©Ja£olgss-äeii "Preßling ⁿ genannt) ₉ äex _s oines direkten' mechanischen Be-

Tom Bshälter her durofe.

BAD

ein Mundstück bzw. eine Preßdüse hindurch stranggepreßt wira. Der Preßling weist,einen engen Sitz /close fit/ im Benälter auf, und ein Strangpreßdruck wird auf die Endfläche des Preßlings durch einen Kolben oder Stößel aufgebracht, der in-der Bohrung des Behälters wirksam ist. Das hydrostatische otrangpressen weist gegenüber dem herkömmlichen Strangpressen verschiedene Vorteile bzw. Vorzüge auf und unterscr.ei-f.et sich vom herkömmlichen Strangpressen dadurch, daß zum Aufbringen des Strangpreßdrucks auf den Preßling eine Flüssigkeit verwendet wird. Die Flüssigkeit umgibt den Preßling im Strangpreßbehälter und wird druckbeaufschlagt, um direkt auf den Preßling zu wirken. Da die Flüssigkeit den Preßling umgiot, ist kein Reibungskontakt zwischen dem Behälter und dem Preßling vorhanden. Die Preßdüsen-Reibung wird ferner reduziert, weil das druckbeaufschlagte Medium in der Nähe der Preßdüsenöffnung für eine hydrodynamische Schmierung zwischen dem Material, das gerade strsaggspraBt wird₉-und der Preßdüse sorgt.

Ein Profelsia entsteht zwangsläufig "bei Anwendung eines hydrostatischen" Strangpre£hrerfahrens, wenn ein Preßling nach vorgenaimttM ¥@rfahren ganz und gar atranggepreßt bzw. verarbeitet wird ₉ wa& gwar insofern» daß, wenn das hintere Endstück " das Preßlinge cteeh das Handstück hindurch hinauabewegt wirö, di© dEiekb^aMfiKiMffigte flSssigkeit im iJtK'angpreSbeliälter mit "■ - gsoS&t ®mi&tt ©atöfiauat t74rd_B tmä^sQh <§©g straaggspreite Produkt

Beim hydrostatischen Strangpressen wird das Material des Preßlings einem hydrostatischen Belastungs- bsw„ Kraftsystem unterworfen, das die utrangpressung des Materials des Preßlings durch die Preijdüse hindurch bewirkt.

Die im Preßling auf gebauten. Belastungen bzw, Spannungeii und somit-die .Kräfte, die das Strangpressen des Materials des Preßlings durch die Düse hindurch bewirken, sind ton dem DrucK

abhängig, mit welchem die den Preßling umgebende flüssigkeit . beaufschlagt \vird. Die Hohe bzw* das Ausmaß des Druckes, mit welchem die flüssigkeit "beaufschlagt werden muß, um eine Strangpressung hervorzurufen, hängt von der Streck- bzw« Pließspannung /yield stress/ des strangzupressenden Materials sowie von dem G-rad bzw. Ausmaß der zu erzielenden Reduzierung ab«,

Bei einem Material mit sehr hoher Streckgrenze bzw. lließspannung icann der Druck, der in der Flüssigkeit benötigt wird, um eine hydrostatische Strai^jressung zu bewirken, unzulässig hoch sein^ und zwar wegen der DCÜieriglceiteny die sich aus der Lagerung bzw_e ümmantelung /containment/von Flüssigkeit ergeben j die einem derartig 'hohem Druck ausgesetzt wi2°d_Q

Diese letztere Schwierigkeit kann durch, eis unterstütztes hydrostatisches Strangpre§wr£ahr@n vermieden oder "beseitigt werden_r. b©i> i?elciieai ein©.direkt© meoliaaische Belastung dem Preßling ilbernlttelt wird» so daB die- angewendete mechanische last die Belastuagön ergänzt bzw. verstärkt^ die

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eine Strangpressung des Preßlings bewirken. Die plastische Verformuntisarbeit des Preßlings wird zwischen dem Druck der den· Preßling umgebenden Flüssigkeit im Strangpreßbehälter und der Kraft der beaufschlagten mechanischen Belastung aufgeteilt. Dadurch wird ein »Strangpressen des Preßlings bewirkt, indem ein viel niedrigerer Druck in der den Preßling umgebenden Flüssigkeit verwendet wird, als er in der Flüssigkeit bei der Durchführung eines rein hydrostatischen Stranpreßverfahrens benötigt wird. Der Preßling kann mit einer kompressiven mechanischen Belastung mittels eines Kolbens oder Stößels beaufschlagt werden, der im Strangpreßbehälter auf das hintere Endstück des Preßlings einwirkt. Alternativ kann eine Streclc-Zugbelastung bzw. Ziehbelastung /tensile drawing load/ auf die stranggepreßte Länge des Preßlings außerhalb des Strangpreßbehälters ausgeübt werden.

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die praktische Durchführung eines derartigen mechanisch unterstützten bzw, verstärkten hydrostatischen Strangpreßverfahrens (im Nachfolgenden mit "Verfahren der genannten Art" bezeichnet).in einer solchen Weise, daß ein Preßling ohne die Freigabe eines beträchtlichen Stoßes bzw. ohne die "Explosion" von Hochdruckfltlssigkeit /without · the release of a blast of high pressure liquid/ völlig stranggepreßt werden kann, wenn das hintere Endstück des Preßlinge des Strangpreßwerkzeug bzw. die Preßdüse passiert. -' - · -\

Erfindungsgemäß wird ein liydrostatisch.ee Stranjpreßverfahren der genannten Art an einem Preßling durchgeführt, . ·*?.

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.der ein sich, verjüngendes hinteres Endstück aufweist, das im Querschnitt vom •Querschnitt der Hauptlänge des Preßlings bis auf einen kleineren letzten Querschnitt abnifüiiit, wobei der Druck in der den Preßling umgebenden Flüssigkeit im Strangpreßbehälter während des Durchgangs des konischen hinteren Endstücks des Preßlings durch die Preüdüse hindurch in einer solchen Weise allmählich reduziert wird,: daß in jeden Fail die alleinige Wirkung des Druckes in der Flüssigkeit nicht ausreicht, um eine Strangpressling des konischen hinteren Endstücks des Preßlings durch die Preßdüse hindurch zu bewirken,.wobei der Druck in der Hydraulikflüssigkeit schließlich auf im wesentlichen atmosphärischen Druck am Endpunkt der Strangpressung des sich verjüngenden Endstücks des PreBlinaS reduziert wird.

Bei einer besonderen-Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein Preßling verwendet", der ein sich verjüngendes hinteres Endstück aufweist, Welches im Querschnitt bis auf ein Zylindrisches Endteilstück.von:kleinerem Durchmesser als der Durchmesser der Hauptlänge des: Preßlings abnimmt, wobei der Durchmesser des zylindrischen Endteilstücks des Preßlings so gewählt ist, daß die alleinige Wirkung der direkten mechanischen Belastung, mit der der Preßling beaufschlagt wird, genügt, um das zylindrische Endteiletück des Preßlings die Preßdüse passieren . zu.lassen., wobei der Druck in der den Preßling umgebenden Flussigkttt im Straögpreßbehälter während des Durchgangs des konischen hitLterea 3ntstiiGks des PreBlings durch die Preßdüse hindurch in einer utilxto&n Weise allmäblibh reduziert wird, daß in jedem

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Pall die alleinige Wirkung des Druckes in der Flüssigkeit'nicht ausreicht, um zu bewirken, daß das konische hintere fände des---=. ·■-"-■ Preßlings durch die Düse hindurcn stranggepreßt wird, wobei der Druck in der Flüssigkeit schließlich bis auf im wesentlichenatmosphärischen Druck reduziert wird, wenn, das konlscne hintere Endstück des- Preßlings die Preßdüse passiert hat, so daß-das zylindrische Endteilstiick des Preßlings schließlich durch die Düse hindurch durch die alleinige Wirkung der direkten mecnanischei Belastung, mit welcher der Preßling beaufschlagt V/ird_r hindurchbewegt wird.

Die erf indungsgemäß'e Methode ist besonders nützlich bei einem Verfahren, bei welchem die direkte mechanische Belastung auf den Preßling durch Aufbringen einer Zugbelastung /tensile drawing load/ auf die stranggepreßte Län_äe des Preßlings außer-' halb des Strangpreßbehälters aufgebracht wird.

Bei einer Anwendungsmöglicniceit des "Verfahrens wird während der Strangpressling des konischen hinteren Endstücks des Preßlings der Druck in der dan Preßling umgebenden Hydraulikflüssigkeit vom maximalen Betriebsdruck bis auf im wesentlichen atmosphärischen Druck am Ende der Strangpressung des konischen hinteren Endes des Preßlings kontinuierlich reduziert, wobei der Druck: in der Hydraulikflüssigkeit auf eine solche Weise reduziert wird, daß die direkte mechanische Belastung,..die zur Aufrechterhaltung der StrangpresLung de3 konischen hinteren Endstücks des Preßlings benötigt wird, konstant- bleibt* - -

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. Bei einer anderen Än\fendUn₆;smögliChkeit des Verfahrens " · •beginnt, wenn das sich konisch verjüngende luittlere Teilstücic in die ütrangpriüMüse nahezu am Schluß der Strangpressung des Preßlings hinein bewegt^wird, die gesamte plastische Arbeit, die zur AufreGir-crh^ltung der ötrungpressun-; erforderlieh ist, abzufallen bzw. weniger zu werden, und falls anfänglich der Druck in der den Preßling umgebenden Hj^dr^alikflüssigkeit &uf seinem Maximum gehalten vi_-ä, hat dies eine Reduzierung aer direkten mechanischen Belastung zur FoI^e, die für es ie Auf reciit erhaltung der Strangpressun^ benötigt wird.■

Wenn das sic:v verjüngende^ hintere En-istüciC des Preßlirigs anfängt," straii^gepreiit zu werden, wird anfänglich der jjruck in der den. Preßling uiiigebenden Hydraulikflüssiökeit auf einem Maxiraum gehalten, und die direkte mechanische Belastung, ü'ie zur Aufrechterhaltung der Strangpressuno notwendig ist, kontinuierlich gemessen, bis, wenn die direkte mechanische Belastung auf einen vorbestimmten.niedrigeren V,^rert abgefallen ist, der ; Druck in der den Preßling umgebenden Hydraulikflüssigice it allmählich reduziert Ävird, so daß .die direicte ,mechanische Belastung, die zur Aufrechterhaltung der Strangpressung des sich verjüngendeä hinteren Endstücke des Preßlings benötigt wird, ansteigt, um den Druckabfall in der Flüssigkeit su kompensieren, wobei "die Reduzierung des Druckes in der Elüssigkeit beendet wird, wenn die direkte mechanische Belastung bi3 auf einen vorbestimm- ten Maximalwert angestiegen ist, wobei die Strangpressung des . steh Yeräüngenden hinteren Endstücka des Preßlings mit einer:

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gleichbleibende:. Hate fortgeführt wird, während die direkte mechanische Belastung, die zur Aufrechterhaltung der Strangpressling benötigt wird, wieder schwächer wird, und wobei dann, wenn die direkte mechanische Belastung den vorbestimmten niedrigeren V.'ert zum zweiten Kaie erreicht, der Druck in der Hydraulikflüssigkeit nochmals allmählich reduziert wird, bis die direkte mechanische Belastung wieder einmal auf den vorbestimmten max^jnalen Wert ansteigt, wo"bei diese Folge von Vorgängen so viele Male wiederholt wird, wie es erforderlich ist, umjdas sich verjüngende hintere Ende des Preßlings strangzupresseK, vobei dafür gesorgt wird, daß der Druck in der Flüssigkeit schließlich auf im wesentliciien atmosphärischen Druck reduziert v/ird, wenn das sich verjüngende hintere Ende des Preßlings die Preßdüse passiert hat.

Die Erfindung wird nunmehr anhand der sie "beispielsweise wiedergebenden Zeichnun£ näher beschrieben, und zwar zeigt

Fig. 1 einen halbschematischen Querschnitt einer Vorrichtung zur Durchführung eines hydrostatischen Strangpreßverfahrenn gemäß der Erfindung,

Fig. 2 ein Schaubild, während

Fig. 3 einen halbschematischen Querschnitt einer zweiten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Durchführen eines hydrostatischen Strangpreßverfahrens gemäß der Erfindung wiedergibt. ;

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InS¹Ig. 1 ist ein dtrangpreßbehrlter 1 dargestellt, der mit ■einem Strangpreiraundstuck büw. einex PreJidüse 2 versehen ist* Die Preßdüse 2 ist in der Bohrung des Behalters T durch^ einenkupfergehrungsring 3 sowie durch einen Gruinmi-0-Hing 4 atigedichtet,; Ein Kolben bzw* Stößel 5 ist in der Bohrung des Behälters 1 durch eirren Kupfergehrungsring 6 sowie einen Gummi-0-Ring7 verschiebbar abgedichtet. Der Behälter 1 weist eine ^uerbohrung 8 auf, welche durch eine Kochdruck-Rohrleitung- TC mit einer Expansionsvorrichtung: ^ in Verbindung steht, V . \. ;

Die Expans ions vorrichtung 9 weist einen Zylinder 11 :;.it. einer Hauptbohrung 12 sowie einer kleineren G-egenbohrung /counter bore/ auf. Die Hauptbohrung 12 ist durch eine Endplatte H verschlossen, die durch einen mit Gewinde versehenen Rin^ 15 befestigt ist. Ein Kolben 16 ist in der Kauptbohrung 12 durch einen Kupfergehrungsring sowie einen Gummi-Q-Ring IS gleitbar abgedichtet. Der Kolben 16 weist einen einstückigen Plunger 19 auf, welcher sich in die Gegenbo^rung des Zylinders 11 hinein erstrecict. Der Plunger 19 weist einen Kleineren Durchmesser als die Gegenbohrung 13 auf und wird bei Eintritt in die GegenbOhrung 13 durch einen Kupfergehrungsring 20 sowie einen Gummi-0-Ring 21 abgedichtet. Das untere Ende der Gegenbohrung 13 ist durch einen mit Gewinde versehenen Stopfen 22 geschlossen, welcher in der Gegenbohrung 13 durch einen Kupfergehrungsring 25 sowie einen Gummi-0-Ring 24 abgedichtet ist. Die Rohrleitung 10 steht mit der G-egenbohrung 13 über eine Bohrung 25 im Stopfen 22 in Ver- , ■blnd-ung. Querbohrungen 26 und' 27 im Zylinder 11 stehen mit der Hauptbohrung 12 oberhalbdes Kolbens 16 in Yerbindung. Eine Gaseinlaflleitung 28 Istmit der^rQuerbohrung 26 über ein Yentil 29 verbunden. Eine Gasauslaßleitung 30 verläuft von der ^juerbohrung 27 her über ein Entspannungsventil 31 /relief valve/ aowie

Über ein ßaBEtrömungs-Steuerventil 32. ■

i · ■" ■ - OBB B 13/GS 4 2 BAD Obiginal ^copy

Beim Betrieb der in Pig. 1 wiedergegebenen Anordnung ' I

wird ein Pfropfen, Rohling oder Preßling /billet/ 33 (im Lacn- "■

folgenden "Preßling" genannt)· vom Behälter 1 her aurch das

- I

Mundstück 2 hindurch strangepreßt. Die plastiscne Verfor.uuntjsarbeit des Preßlings 33 verteilt sich auf den Drucx der Hydraulikflüssigkeit 34» welche den Preßling 33 im Behälter 1 umgibt, sowie auf eine Ziehkraft, welcne durch eine Ziehvorricntung > 35 an der stranggepreßten Län~e .:es Preßlinjs außerhalb der ' dtrangpreiikammer 1 angelegt bzw. ausgeübt wird, Während des Strangpressens der Hauptlänge des Preßlings 33 wird die Flüssigkeit 34 ir« Behälter 1 euren !Belasten bzw. Verschieben des Kolbens 5 zusammengedrückt bzw. druckbeaufschlaft.

Der Preßling 33 weist ein sich verjüngendes hinteres Ende 37 auf, welches im Querschnitt bis zu einem zylindrischen Erriteilstück 36 abnimmt. Das Endteilstück 36 des Preßlings 33 weist einen solchen Durchmesser auf, daß, wenn der Rest des Preßlings 33 stranggepreßt worden ist, die Zugkraft allein ausreicht, um das Endteilstück 36 des Preßlings durch das Mundstück 2 hindurchdringen zu lassen.

Während des Strangpressens der Hauptlänge des Preßlings bleiben die für das Strangpressen "benötigten Belastungen konstant, wie durch ^ horizontale leilstück A-B der Kurve I in Pig. 2 dargestellt. Außerdem bleibt, falls der Druck in der Flüssigkeit 34-, welche den Preßling 33 umgibt, konstant gehalten wird (wie durch.---aafljhäri-ftäät^le Tailstock A³~B^! der Kurve U in

Pig« 2 dargestellt), die Zusats- bzw* verstärkende Belastung /augmenting stress/ (d.h.. die Zugbelastunfi /drawing load/),

t die zur*Aufrechterhaltung der dtrahgpressung benötigt wird, j ebenfalls konstant, wach dem ^Strangpressen der Hauptlänge des Preßlings 53 wird das konisch ,ausgebildete hintere Preßlingende in die Düse bewegt bzw. tritt in diese ein* Wenn das jlnde 37 des Preßlings stranggßpreEit wirdy beginn 4ie ,gesasitfv £laitisc?he Arbeit /total plastiö work/, welche fiir ;die. Aufrecht&rnaltwng:. der Verformung benötigt wird, abzufallen. Würde det Druck i.n der Flüssigkeit 34 auf seinem Maximum gehalten, sowurde dies eine Reduzierung der gewünschten bzw. erforderlichen ZüJ?elästung zur lOlge haben, und die Zugbelastung würde möglicherweise auf Null abfallen. An der Stelle, wo das mittlere Ieilstüc-ic des Preßlings 37 durch die Düse 2 hindurehgepreßt au werdenbeginnt, kann dann das "Verfahren auf die eine oder andere Weise weitergeführt werde:-. -

Zunächst \fira bei der praktischen Anwendung beider Methoden — und vor Beginn' des Strangpressens —die Hauptbohrung 12 der Expansisonsvqrrichtung 9 durch die Gaseinlaßleitung ES und das Ventil 29 Iiindurch mit einem unter niedrigeni Drucli: stehenderi Gas gefüllt, wobei das Siitspannun^sventil 31 in der GasLuslaßleitung 30 geschlossen ist.

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Wenn man die erste der beiden Methoden anwendet, wird dem Kolben 5, der in der Strangpreßkammer 1 wirkt, Kraft in dem Augei blick entzogen, in welcnem das konisch ausgebildete mittlere Peilstück 37 des Preßlings 33 durch die Düse 2 hinduren gepreßt su werden beginnt.

Der Druck in der Hydraulikflüssigkeit 54,- welche den Preßling 33 im Behälter 1 umgibt, wird dann durch Offnen des Entspannungsventils 31 der Expansiconsvorrichtung 9 allmählich reduziert, so daß der Kolben 1 6 der Expansionsvorrichtung 9 den Plunger 19 sus der Gegenbohrung 13· herausbev/egt und der Druck der

und Hydraulikflüssigkeit in der Gegeribohrun- 1'3/somit auch der Druck der Flüssigkeit 34 im Behälter .1,-zu fallen beginnt. Die Druckabnahmerate wird durch die Einstellung des Gasströmurigs-Regelventils 32 festgelegt. Das Ventil 32 wird so eingestellt, daß der Druck der Flüssigkeit 34 im Behälter 1 mit einer solchen Hate abnirant, daß die Zugbelastung, die zur Aufreehternaltung der Strangpressung benötigt wird, auf dem Maximum bleibt. Um dies zu erreichen, muß der Druck in der Flüssigkeit 34 in. der Weise fallen, wie es durch die gestrichelte Linie B'-E¹ in Fig.. 2 dargestellt ist. Bei Beendigung des Strangpressens des konischen hinteren Endstücks 37 des Preßlings 33 ist der Druck in der !Flüssigkeit 34 auf Hull abgefallen, und das verbleibende zylindrische Bndteilstück 36 des Preßlings 33 passiert das Mundstück 2 unter der alleinigen Wirkung der Zuglast bzw. Zugkraft.

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Bei Anwendung· der zweiten ίθγ beiden Methoden-_.--."" 'wird, renn das konische hintere BnrlstücK37 des Preßlings 33 durch das Mundstück 2. hindurchgepreßt zu werden beginnt, der Druck in der Hydraulikflüssigkeit 34 im Behälter T anfänglich auf dem Druck gehalten, der zum dtrangpressehder Hauptlänge des Preßlings 33 angewendet wird. Dies ist durcii das Teilstuck B¹-C'der Kurve II in B'ig. 2 dargestellt, y.cnn das sich verjün ende Snde 3¹?* des Preßlings 33 stranggepreßt wird, fällt die gesamte plastische Arbeit, die zur Aui'rechterhaltung der Strangpressung erforderlich ist, ab, und wenn der Druck in der Flüssigkeit 34 aufrechterhalten wird, nimmt die Zugbelastung, die zur Aufrechterhaltung der Strangpressung notwendig ist, ab. Dies ist durch das !eilstück B-G der Kurve 1 in Pig. 2 dargestellt. Die Zugibst wird kontinuierlich nemessen, beispielsweise durch .einen elektrischen Lastwandler /electrical load transducer/. ¥enn die Zuglast auf einen vorbestimmten niedrigeren Wert abfällt, wie beispielsweise am Punkt Ö auf der Kurve I der Pig. 2, dann wird dem Kolben 5,; der ; im Strangpreßbehälter 1 wirksam ist, Kraft entzogen,und der Druck in der Hydraulikflüssigkeit 34 im Behälter 1 wird allmählich, reduziert, beispielsweise bis zum Punkt X auf der Kurve II in Fig. 2, und zwar dadurch, daß das Entspannungsventil 31 der Expansisonsvorriclitung 9 geöffnet wird. Wenn der Druck in der Flüssigkeit 34 absinkt, wird die Zugbelastung größer, um den DruckverMst der Flussigkeit auszugleichen. Wenn, sich die

Zugkraft auf einen vo. -be stimmt en Maximalwert erhönt hat, v/ird die .Reduzierung in, DrucK der iflüssir-keit 34 -urch .Jcnließen des Entspannungsventils 31 der Sxpansiconsvor-richtung 9 beendet. -Wählend dieses Vo gangs v.ird daa korLiocne jJndsxücii 37 des Preßlings 33 auch weiterr.in durcüi die Lüse 2 luix e Lner gleichbleibenden Race stran_ö£epröi4t, un:: aie ^u£lt.ot fällt wieder ab. Wenn die Zu^lajt v/ieder den vorbedoi.»anten niedrigeren Wert erreicht, wird der Druck in der den Preßling 33 u.^gebenaen Kydraulikflüssigkeit 34 mittels ier Expansisonsvorrichtung 9 wieder reduziert. Der Druck in der Hyarauliicflussi^xeit ..ira beispielsweise vom Punlct D' her bis auf α en Punkt Y auf der Kurve II in Fig. 2 reduzier!;. Lieser Ablauf von Vorgängen hält an, bis das konische initück 37 des Preßlings 33 völlig stranggepreßt ist und der Druck in der Hydraulikflüssigkeit 34 auf Null reduziert ist. Schließlich wird das zylindrische Endteilst.;.ck 36 des Preßlings 33 durch .:ie Düse 2 unter der alleinigen Wirkung der Zugkraft hindurehbewegt.

Wenn auch die Erfindung oben so beschrieben ist, wie sie bei einem hydrostatischen Strangpreßverfahren Anwendung findet, bei welchem eine Streck- bzw. Zubelastung auf die atranggepreßte Lanre des Preßlings außerhalb des Strangpreßbehälter aufgebracht wird, i^t das erfindungsgemäße Verfahren ebenso bei einem hydrostatischen Strangpreßverfahren anwendbar, bei welcnem eine

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axiale !compressive J elaatung dem Preßlin_t im StrangpreSbehalter', "beispielsweise mittels eines Stößels, der in der ijohruh^ des Dtrangpreßbehälters gegen das hintere Endstück des Preßlings · wirkt, übermittelt wird.

Die in 2?i£·. 3 viedergegebene Vorrichtung weist einen massiven bzw. schweren Basisbauteil 41 auf, der von einer Schweißkonstruktion 42 getragen wird. Ein Zylinder 43 wird auf " dem Basisbauteil 41 durch Stabbolaen /pillar bolts/ 44 gehalten. Der -Zylinder 43 weist einen doppelt wirkenden Kolben Ao -tit einem Kopf bauteil 46 auf. Eine die Fluss igiceIt zusammendrücitende Plunger- und Syliiider-Bauteilgrup^e 47 ist am Basisbauteil 41 angebracht. Die Bauteilgruppe 47 weist einen Plunger 48 auf, aer sich aus dem "Unteren/Ende des Kolbens 45 erstreckt. Der Plunger 48 arbeitet"in einem zylinder 49 und ist im Zylinder 49 durch eine Stopfbuchsen-Bauteilgruppe 50 abgedichtet»Ein Strangpreßbehälter 51 ist Biit seiner Längsachse horizontal angeordnet und ist mit einer üTrängrrpeßdüse 52 versehen. Der-Behälter d1 steht mit dem "unteren Ende des, Sylinders 49 in Singriff "unc v/eist eine Durchführung 53 auf, welche den Zylinder 49 mit des. Inneren des Behälters 51 verbindet» Der Zylinder 43 ist am oberen Ende durch einen Stopfen 54 verschlossen, der eine Hiederdruck-G-asverbinduiig 55 aufweist, wodurch G-asdrucfc auf den Kopf baut eil 46 des: Korbens 45 aufgebracht werden kann. Bin ringförmiger üaum 56, der im Zylinder 43 gebildet wird ₉ ist über ein Meßventil 58 mit einer Einrichtiing 57 fmr das Drupkbeaufschlagen von Flüssig-

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keit verbunden. Der ringförmige JRaum 56 stellt außerdem über ein Meßventil 59 mit einem .Druck-AKkumulator bzw. Drucksammler /pressure accumulator/ 6C in Verbindung. Der Druck-Akkumulator weist einen Zylinder 61 auf, in welchem.--sich, ein freier Kolben ' 62 befindet. Hydraulikflüssigkeit 63 ist im Zylinder 61 unter dem Kolben 62.enthalten, und eine"Gasflasche 64 ist mit dem Zy-" linder 61 oberhalb des freien Kolbens 62 verbunden. ' ^r "'

Um einen Preßling 65 aus dem Strangpreßbehälter 51 strang-" ^upresoen, wird-ein konstanter Gasdruck über dem Kolbenkopf 46' zur Anwendung gebracht und der Kolben 45 wird durch Druckbeaufscnlagung""Von-Hydraulikflüssigkeit im ringförmigen Baum 56 unter dem Kolbenkopf 46 in einer'angenobenen Stellung gehalten.■ Die-Hydraulikflüssigkeit wird durch die Einrichtung 57 über das Keßventil. 58 druckbeäufschlagt. Der Druck-Akkumulator 60 wird vom Zylinder 43 durch Schließen des Meßventils 59 getrennt. ■ Freigabe von Druck in der Hydraulikflüssigkeit t^ier das Meßventil 58 veranlaßt den Kolben 45 unter Einwirkung von Gasdrucküber dem Kolbenkopf 46 zu einer Abwärtsbewegung. Die Geschwindig keit des Kolbens 45 wird durch das Meßventil 58 gesteuert, ■-welenes die Strömungsrate der Hydraulikflüssigkeit vom ring- · förmigen Haum 56 her steuert. Bei der Abwärtsbewegung zwirg; der Kolben 45 den Plunger 48 in den Zylinder 49 hinein zwecks loruckbeaufsehlagung darin enthaltener Flüssigkeit, wobei der Druck über die Durchführung 53 auf die Hydraulikflüssigkeit übertragen wird _t welche den Preßling 6§ im Strajigpreßböliälter 51 mmgibt. Gleichzeitig wird eine Streck^ug-Belastuhg /tensile wing load/ mittßls ei^er Zieh-r- bzw. Zugvorrichtung 66 am die .

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stranggepreßte länge des Preßlings außerhalb des Preßbehälters angelegt. Die Hauptlänge des Preßlings 65 wird durch die Düse hindurch unter der kombinierten '''lrkung des Drucks der: Hydraulikflüssigkeit im Behälter 5.1 sowie der Zugbelastung,^ die auf die stranggepreßte Länge des Preßlings: außerhalb des Behälters 51 ausgeübt wird, stranggepreßt. ¥;ie aus Fig. 3 ersichtlich ist, weist der Preßling 65 ein sich konisch verjüngendes hinteres Endstück 67 auf, v/elches im ^uersehnitt bis zu einem zylindrischen Endteilstück 68 mit kleinerem Durchmesser abnimmt. Nach dem Strangpressen der Hauptlänge des Preßlings 65 wird das konische hintere Endstück 67 des Preßlings durch die Düse 52 hindurch stranggepreßt. Während das konische· hintere Endstück des Preßlings durch die Düse 52 hindurch stranggepreßt wird, wird der Druck in der Hydraulikflüssigkeit, welche den Preßling im Behälter 51 umgibt, in Übereinstimmung mit dea erfindungsgemäßen Verfahren allmählich reduziert. Das Meßvent11 58 wird , geschlossen und das Meßventil 59 geöffnet, wodurch druckbeaufschlagte Hydraulikflüssigkeit 63 vomDruck-JUckumulatör 60 her in den Bingraum 56 unterhalb des Kopfbauteils 46 des Kolbens 4-5 eingelassen wird. Somit wird ein bestimmter Teil der Abwärtsfcraft vom Kolben 4-5 entfernt und folglich auch vom Plunger 48, so daß der Druck in de* Hydraulikflüssigkeit im Zylinder 49 und im Behälter 51 reduziert wird.

Jede der beiden Hetnoden derDruekreduzieiung in der Hydraulikflüssigkeit, welclie in Bezug auf die Torrichtung gemäß Pig. 1 oben besehEieben wurden_r kann beim Betrieb der^:törMichtüng

gemäß Pig. 5 verwendet werden. Beispielsweise kann der Druck der Hydraulikflüssigkeit im Behälter 51 Kontinuierlich reduziert werden, während das konische hintere iindstücic 67 des Preßlings" 65 durch die-Düse hindurch stranggepreßt wird. Dies wird erreicht durch, kontinuierliches Ablassen von Hydraulikflüssigkeit in den Zylinder 43 vom Druck-Aiäciunulator 60 her, und zwar unter der Steuerung des Meßveircils 59» Das Ventil 59 wird so eingestellt, aai sich eine solche Abiaisrate ergibt, daß die Hydraulikflüssigkeit im otrangpi-eäbehälter von ihrem maximalen Betriebsdruck auf im wesentlichen atmosphärischen Druck während der Strangpressung des konischen hir.teren Endstücks ■ des Preßlings abfällt» Das zylindrische Endteilstück 68 des Preßlings wird schließlich durch die Düse 52 unter der Wirkung der Zugkraft allein hindurchgezogen.

Alternativ kann, wie ebenfalls in Bezug auf l?ig. t oben beschrieben, wenn das konische hintere iindstücK 67 des Preßlings stranggepreßt zu werden beginnt, der Druck in der Hydraulikflüssigkeit., welche den Preßling 65 im. Behälter .51 umgibt, anfänglich auf den; Maximum gehalten werden, welches für das Strangpressen der Hauptlänge des Preßlings verwendet wird. Sobald das konische Ende 67 des Preßlings stranggepreßt wird, fällt die zur Aufrechterhaltung der Strangpressung notwendige Zugbelastung ab, und wenn die Zugbelastung auf einen vorbestimmten niedrigeren a'ert abgefallen ist, wird das Meßventil 58 geschlossen und der Druck in der Hydraulikflüssigkeit im Behälter 51 reduziert, indem Hydraulikflüssigkeit vom Druck-Akkumulator 60 her in den Zylinder 43 hinein unter

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der, Steuerung" des lueBve&tils 59 abgelassen wird. Die Zugbe— . » lastung.» iiiie'für-das Aufrechterhalten der dträngpressung des* konischen "Endstücks 6? des* "Preßlings benötigt wird, nimmt zu, um die Eeuusierimg von-Druci: der Hydraulikflüssigkeit im .-.'"' ütrangpreßbehälter 51au -'kompejisieren bzw." auszugleichen. Wenii die Zugbelastung einen ;vorbestli-ußxen ßiaxi^mlen Wert erreieht, wird die Reauzierung des Druckes der-Hydraulik- ■ flüs^igiceit im Behälter 51 durch Schließen des Keoventils 59 beendet· Die Zugbelastung, die z\ir Aufrecht erhaltung der Strangpressung .des konischen Iiiiästüejcs 67 des Preßlings ■ erforderlich ist, nimmt'wieder ab, und die vörbeeehrieberie ■ Folge von Vorgängen wird so. viele Male wa.ederh.oltj wie es für das -ötrangpreseen aes koniscxieii Endstücks 67 des Pr"etilings erforderlich ist. Ss ist ei-uspree^euG ein_fcerlcht^:et unä vorgese'ee;¹, da,- der Drack der Hydraulikflüssigkeit im Behälter 51 seriliefilich auf i:;: wesentlichen.atmosphärischen Druck am Ändpuiikt der Strarigpressuiig aes koniscnen Endstücks 67 ^sdfe.s" Preßlings reduziert wi^d und das zylindrische Endstück 68 des ^reälings schlieJBlicn durch die Düse 52 hindurch unter aer Wirkung der 2üglcraft allein herausgezogen wird* ''■-."■■--■ ■-'■-. ^: ■■■; ■_'-■ ·-'-..

Schließlieh kann eine koTitinui'erlicöe des Drucks in der ^draulikflüssigkeit waiirend der. pressung des konischen hiiiteren iriästücks ganz einfach auch ohne Zurückgreifen auf tungen erreicht werden, wie sie bei der. Torriehtunggn

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den Fign, 1 und 3 angedeutet sind. Wenn beispielsweise bei der Vorrichtung gemäß Fig. 3 das Volumen des konischen hinteren cindstücks 67 des Preßlings so gewählt wird, daß es dem Volumen entspricht, auf welches- sich die Hydraulikflüssigkeit im Behälter 51 sowie im Zylinder 49 bei Abfall vom maximalen. Betriebsdruck auf im wesentlichen atmosphärischen Druck zwangsläufig ausdehnt, dann hat das Schließen des Meßventils 58, wenn das Strangpressen des koniscnen Endes des Preßlings beginnt, einen kontinuierlichen Druckabfall in der Hydraulikflüssigkeit innerhalb der Zeitspanne zur Folge in welcher das konische Ende des Preßlings durch die Düse hindurchgepreßt wird. Der Druckabfall in der Flüssigkeit ist die Folge der Ausdehnung, die in der Flüssigkeit ~ durch das Strangpressen ■ des konischen Endstücks des Preßlings durch die Düse hindurch — zugelassen bsw. ermöglicht wird.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Auführungsforin und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Erfindungsmerkmale, die im einzelnen — oder in Kombination — in der gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind.

Patentansprüche

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Claims (7)

1. PATENTANWALT . · . " *—*~--~..

   DIPL-ING. ERICH SCHUBERT ^Telif0B!<°"»^3M(*

   ' % J TclieramnvAdr.: Pottchub, Siagtn

   *·! PottidiKkkontan:

   -' *".■'■ Köln 106931, Et»w 203Ä2

   - - Bankkonten:

   Deutsdie Bank AG.,

   Abt.i Patentanwalt DIpWn₈. SCHUBERT, St Sisgwi, Eiierner StraB« 227 FilialeirSiegtnu.Ofaerhauwn (RhId.)

   rostloch 325 - *

   67 080 Fl/β ohm 1602378

   13v Sept> 1967

   Patentansprüche

   I Hydrostatisches Strangpreßverfahren, dadurch gekenn- | zeichnet, daß ein Preßling in einem· Strangpreßbehälter von Flüssigkeit umgeben wird, daß die Flüssigkeit druckbeaufschlagt wird, um direkt auf den Preßling zu wirken, und eine direkte mechanische Belastung auf den Preßling aufgebracht wird, um' die Belastungen zu verstärken, die wirksam sind, um den Preßling von einem Strangpreßbehälter her durch eine Düse hindurch strangzupressen, wobei der Preßling ein sich verjüngendes hinteres Endstück aufweist, das im Querschnitt vom Querschnitt der Häuptlänge des Preßlings an bis auf einen kleineren endgültigen Querschnitt abnimmt, daß. der Druck in der den Preßling umgebenden Flüssigkeit in der Strangpreßkammer während des Durchgangs des sieh verjüngenden hinteren Bndstücke des Preßlings durch die Düse in einer SQleheja Weise all~ mählich reduziert wird» daß die alleinige Wirkung dös Druckes iß der Flüssigkeit zu'Jeder Z@it nicht ausreicht, das sich hintere Endstück des Preßliiigs durch die Düse hindurcii , pressen^ und daS der Druck in der Hydrauliltflüssiglseit schließ·=· ■SSX&- im Jseae&tlLGhsn sfaospMrischen Druck am. Bndpxuökt der cl©s ©4©k [email protected]Äeiii.eB. I3aä©tQ.c&s .des;

   @§S

   I*.
2. 2. Hydrostatisches Strangpreßverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß ein Preßling in einem cStrangpreßfoehälter von Flüssigkeit umgelen wird, da£ die Flüssigkeit druckbeaufschlagt wird, um direkt auf den Preßling zu wirken, und daß eine direkte mechanische Belastung auf den Preßling aufgebracht wird, um die Belastungen zu ergänzen, die wirksam sind, um den Preßling vom Strangpreßbehälter her durch eine Düse hindurch strangzupressen, wobei der Preßling ein sich verjüngendes hinteres Endstück aufweist, welches im querschnitt bie auf ein zylindrisches Endteilstück mit kleinerem Durchmesser als der Durchmesser der Hauptlänge des Preßlings abnimmt, wobei der Durchmesser des zylindrischen Endteilstücks des Preßlings so gewählt ist, daß die alleinige Wirkung der direkten mechanischen Belastung, die am Preßling auf gebracht wird, ausreicht, ein Paseieren des zylinderischen Endteilstücks des Preßlings durch die Düse hindurch zu bewirken, wobei der Druck in der den Preßling umgebenden flüssigkeit im Strangpreßbehälter während des Durchgangs des konischen hinteren Endstücks des Preßlings durch die Düse hindurch in einer solchen Weise allmählich reduziert wird, daß die alleinige Wirkung des Drucks in der Flüssigkeit auf alle Fälle nicht ausreicht, um ein Strangpressen des eich verjüngenden hinteren Endstücks des Preßlings durch die Düse hindurch zu bewirken, wobei 4er Druck in der Flüssigkeit sßhliefllieh auf im wesentlichen atmosphärischen Druck reduziert wird, wann das konisch®- hintere Bndstiiek des Bra Slings die Preßdfise psstslsEt Jaa^gss© isi§ das zyliBflrissä® Siaätsiletück ü&e Preß—

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   ■ lings schließlich durch die alleinige Wirkung der direkten ■■mechanischen Belastung, die "am Preßling aufgebracht wird,

   durch die Düse hindurch bewegt wird. f
3. 3. Hydrostatisches Sti^ängpreß verfahr en nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeiclinet, daß die direkte mechanische Belastung am Preßling durch Aufbringen einer Streelc-Zugbelastüng /tensile drawing loading/ an der stranggepreßten Länge des Preßlings ' außerhalb des Strangpreßbehälters erfolgt*
4. 4. Hydrostatisches Strangpreß verfahr en nach Anspruch 1_foder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vährend der Strangpressungdes konischen hinteren Endstücks des Preßlings der Druck in der Hydraulikflüssigkeit, welche den Preßling umgibt, Vom,maximalen Betriebsdruck bis aufimwesentXicheH atmosphärischen Druck am Ende der Strangpressun|| des konischen hinteren End's tüeks des Preßlings kontinuierlich reduziert wird, wobei der Druck in der HyGratilikflüssigkeit in einer solchen Weise reduziert wird, daß die direkte mechanische Belastung, die zur Aufrechterhaltung der Strangpressung des konischen hinteren Endstücks des Preßlings nötig ist, konstant bleibte
5. 5. Hydrostatisches StrangpreßVerfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn das konische hintere Endstück des Preßlings die Düse zu passieren beginnt, der Druck in der den Preßling umgebenden Hydraulikflüssigkeit auf einem

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   Maximum gehalten wird und die direkte mechanische Belastung, die zur Aufrechterhaltung der Strangpressung des Preßlings erforderlich ist, kontinuierlich gemessen wird, bis, wenn die direkte mechanische Belastung auf einen vorbestimmten niedrigeren Wert abgefallen ist, der Druck in der den Preßling umgebenden Hydraulikflüssigkeit allmählich reduziert wird, so daß die direkte mechanische Belastung, die erforderlich ist, um die Strangpressung des konischen hinteren Endstücks des Preßlings aufrechtzuerhalten, zunimmt, um den Druckabfall in der Flüssigkeit zu kompensieren, wobei die Reduzierung des Drucks in der Flüssigkeit beendet wird, wenn die direkte mechanische Belastung auf einen vorbestimmten maximalen Wert angestiegen ist, wobei die Strangpressung des konischen hinteren Endstücks des Preßlings mit einer gleichmäßigen Rate fortgeführt wird, während die direkte mechanische Belastung, die erforderlich ist, um die Strangpressung aufrechtzuerhalten, wieder fällt bzw. geringer wird, und daß, wenn die direkte mechanische Belastung den vorbestimmten niedrigeren Wert ein zweites Mal erreicht, der Druck in der den Preßling umgebenden Hydraulikflüssigkeit wieder allmählich reduziert wird, bis die direkte mechanische Belastung nochmals auf den vorbestimmten maximalen Wert ansteigt, wobei dieser Ablauf von Vorgängen bzw, diese Arbeitsfolge so viele Male wiederholt wird-, wie es zur Strangpressung des konischen hinteren Endstücks des Preßlings erforderlich ist, wobei es so vorgesehen und eingerichtet wird, daß der Druck in der Flüssigkeit schließlich auf im wesentlichen

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   atmosphärischen Druck reduziert wird, wenn das konische hintere Endstück- des Preßlings die !Preßdüse passiert hat, ".-,- :
6. 6« Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die direkte n.echaniache Belastung am Preßling durch Verwendung einer Streck-Zugbelestung an der atranggepreßten länge des Preßlings außerhalb der Strangpreßkammer erfolgt. ■
7. 7. Hydrostatisches Strangpreßverfahren, nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet/ daß der Preßling ein sieh verjüngendes hinteres Endstück aufweist, das im Volumen dem Volumen entspricht, um weldhes sich die den Preßling umgebende Flüssigkeit in der Strangpreßkammer beim Abfallen auf atmosphäriBchen Drück vom Maximaldruck her ausdehnt, mit welchem die Flüssigkeit während der Strangpressung der Hauptlänge des Preßlings beaufschlagt wird, wodurch, wenn das konische hintere Endstück des Preßlings die Preßdüse -passiert, der Druck in der Flüssigkeit im Strangpreßbehälter in Übereinstimmung mit dem Durchgang des konischen hinteren Endstücks des Preßlings durch die Preßdüse hindurch allmählich auf atmosphärischen Druck abfällt.

   bis Ά --λ ,1,^ -■% '§ W P / "J--y 1$ i-i *Τί., s Ji. i =-i Si-i* ώ

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