DE1961265A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Verformung von Materialien - Google Patents

Description

PATENTANWÄLTE 1961265 Telefon: {02 71) 32409 DIPL-ING. ERICH SCHUBERT τ*,«™^..****,« Postscheckkonten: DlPL-ING. DIPL-W.-1 NG. G. ZWI RN ER

59 Si«fl«i, Postfach 325 .

c· cm o nrrr

Eiserner Straße 227 ....... ~ . ,„..., F ölen Siegen u. Oberhauien (RhId.)

69 164 Zw/Bk« 5. Dezember 1969

United Kingdom Atomic Energy Authority 11, Charles II Street, London, S.W.1, England

diese Anmeldung wird die Priorität aus der "britischen Patentanmeldung Fr. 58493/68 vom 9. Dez. 1968 "beansprucht.

Verfahren und Vorrichtung zur Verformung von Materialien

Die Erfindung bezieht sich auf das Verformen von Materialien und insbesondere auf die Herstellung eines Guts reduzierten Querschnitts von einem Werkstück mittels Extrudierens.

Bei der Extrusion ist das Werkstück dem Druck in einem Behälter ausgesetzt, so daß es aus dem Behälter durch eine Öffnung extrudiert wird, welche den Querschnitt des Gutes bestimmt. Der Druck kann auf das Werkstück mechanisch aufgebracht oder ihm übermittelt werden, und zwar mittels eines auf das Werkstück in dem Behälter einwirkenden Stempels", wie beim bekannten Extrudieren. Alternativ kann, wie beim hydrostatischen Extrudieren, eine !Flüssigkeit unter Druck gesetzt werden, welche das Werkstück in dem Behälter- umgibt und die Extrusion des Werkstückes bewirkt.

Eine Eigentümlichkeit, die eine praktische Begrenzung . eines derartigen Extrusionsprozes3es mit sich bringt, beisteht darin, daß der zur Ausführung der Extrusion erfor-

' 609828/1092

INSPECTED

derliche Druck von dem Extrusionsverhältnis abhängig ist. Das Extrusionsverhältnis ist das Verhältnis zwischen der Größe der Querschnittsflache des Wsrkstückes vxiä der Größe der Querschnittsfläche des extrudierten Gutes«

Selbst bei der Verarbeitung von weichen Materialien können hohe Extrusionsverhältnisse (beispielsweise im Bereich von 500; 1} mir durch die Anwendung von extrem, hohen Drücken (beispielsweise 150 - 200 tons pro Quadratzoll/23.500 bis 31.500 kg/cm²)auf das Werkstück in dem Behälter erreicht werden. Die Herstellung derartiger Behälter, welche solch hohen Drücken widerstehen können, ist schwierig und kostspielig«

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Yerfäiren und eine Binrichtmig zu schaffen, welche extrudiertas Gut bei solch hohen Istrusionssalilen unter .Anwendung von nur mäßigen Druckes, auf das Werkstück im Extrusionsbehälter herzustellen gestatten»

Gegenstand der Srf indtmg ist ein Iferfahren zur Her— atellung eines Gutes "/on rs Susi erteil Querschnitt aus- einem Werkstück., welches äadiirch gekennzeichnet ist, daß Druck auf Sie Hauptmasse äe.s Wariis-ßi'-ii'c.s wA sin zusätzlicher Druck auf einen Örtlichen Bereich des Werkstückes aufgebracht hzi'i» übermittelt v;erd©n_s so äaß das Werkstück in dem .örtlichen Bereicli einer se großen Beanspruchung unterliegt,, daß es durch eine Öffnung, welche den Querschnitt des Gutes bestimmts fließt oder strömt.

Der zusätzliche Brock kann in dem örtlichen Bereich des Werkstückes durch ein auf aas Werkstück einwirkendes Werkzeug erfolgen_s dessen Arbeitsfläche einen kleineaai Querschnitt aufweist als das Werkstück, und das Werkzeug wird in oder auf einem geschlossenen zyklischen Pfad bewegt, wobei die Arbeitsfläche des Werkzeuges in Druckkontakt mit dem 7/erkstüok während mindestens eines Teiles des zyklischen Pfades gehalten wird, so daß das Material des Werkstückes in dem örtlichen Bereich V(T. der Arbeitsfläche des Werkzeuges dem zusätzlichen Druck unterliegt und durch die den Querschnitt des Produktes bestimmende Öffnung ge—

009828/1092

^BAa°*>o_mAL ■

formt wird«

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Produkts reduzierten Quersclmittes aus einem Werkstück kann sich. «Lterhin dadurch auszeichnen, daß der Druck auf die Hauptmasse im Hinblick auf Verringerung des -Querschnittes des Werkstückes an "bestirnter Stelle des Werkstückes angewendet bzw, übermittelt wird und daß das Werkzeug eine Materialbearbeitungsfläehe für diese Stelle des Werkstückes besitzt und so bewegt wird, daß das Material des Werkstückes in dem Bereich vor der Arbeitsfläche des Werkzeuges einem zusätzlichen Druck unterliegt und durch die den Querschnitt des Produkts bestimmende Öffnung geformt wird.

Eine erfindungsgemäße Ausführungsform einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und Herstsllung eines

Produkts kleineren Durchmessers aus einen Werkstück umfaßt einen Behälter, eine Einrichtung zur Erzeugung iron Druck auf die Hauptmaese des Werkstückes innerhalb des Behälters, ein drehbares Glied mit elnsavorstehenden Werkzeugglied, welches eine Material«earbeitmigsflächs aufweist ₅ eine Einrichtung zum Antrieb de© Ürehfearsn Gliedes?_: a© öa£ aas Ü7erkzeugglied in einem kreisförmigen Pfsd so "bewsgiiar ist,. *2aß die Arbeitsfläche des Werkzeug3s in Druckkontakt mit das Material des Werkstückes gehalten wird, wobei das Material des Werkstückes in dem örtlichen Bereich vor der Arbeitsfläche des Werkzeuges dem zusätzlichen Druck ausgesetzt ist und durch die den Querschnitt das Produkts bestimmende Öffnung geformt, wird.

Eine Alternativ-Ausführungsform der Einrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung umfaßt einen Behälter, eine Einrichtung zur Erzeugung von Druck für die Hauptmasse des Werkstückes innerhalb des Behälters, ein Werkzeug in der Form eines hin- und hergehenden Stempels und eine Antriebseinrichtung zum Antrieb des Stempels innerhalb vorgegebener Grenzen, wobei auf dea Vorwärts— hub des Stempels die Stempelfläche unter Sruek in das Werk-

009823/1092

BAD ORIGINAL

stück eingepreßt wird, so daß das Material des Werkstükkes in ism. örtlichen Bereich vor der Stempelflache einem zusätzlichen Brück ausgesetzt ist und dabei durch eine van dem Behälter wegführende Fläche gepreßt wird, und wobei j bsim Rückhub des Stempeis der auf die Hauptmasse des Werkstückes einwirkende Druck das Material des Werkstückes fördert, so daß das während des Vorwärtshubes des Stempels extrudierende Material ersetzt wird«

Bei beiden Ausführungsformen der Einrichtung kann der Behälter tine Bohrung aufweisen, die am einen Ende sich auf einen kleineren Querschnitt verjüngt, wobei der Druck auf das Werkstück in dem Behälter auch so wirkt,, daß das Ende des Werkstückes in das sich verjüngende Ende der Bohrung dec Behälters eingepreßt wird und das Werkzeug auf das Material des Werkstückes in dem sich verjüngenden Ende der Bohrung des Behälters einwirkt.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben,, und zwar · zeigeni

Fig. 1 einen Längsschnitt einer ersten Ausführungsform im Aufriß, wobei die vom strichpunktierten Kreis II um-•-ischlossene Fläche einen Schnitt entlang der Linie I-I der Fig. 2 darstellt,

Fig. 2 einen Schnitt durch eine Einzelheit nach Fig. 1 im Grundriß;

Fig. 3 eine Einzelheit aus Fig. 1 in perspektivischer Darstellung;

Fig. 4 einen Längsschnitt einer zweiten Ausführungsform im Aufriß;

Fig. 5 eine Einzelheit der Fig. 4 in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten;

Fig. 6 einen Längsschnitt einer dritten Ausführungsform im Aufriß;

Fig.. 7 einen Längsschnitt einer vierten Ausf ührungsf orm im Aufriß:

009828/1092

Pig. 8 eine -Einzelheit der Pig. 7 in größerem Maßstab:

Fig. 9 eine Einzelheit einer modifizierten Ausführungsform der Einrichtung nach Pig. 7;

Pig.10 einen Längsschnitt einer fünften Ausführungsform im Aufriß ?

Pig.11 eine Einzelheit einer modifizierten Ausführungsform der Einrichtung nach Pig. 10;

Pig.12 einen Längsschnitt einer sechsten Ausführungsform im Ai .friß;

Pig.13-einen Längsschnitt einer siebten Ausführungsform im Aufriß;

Pig.14 einen Längsschnitt einer achten Ausfuhrungsform im Aufriß:

Pig.15 eine Einzelheit in perspektivischer Darstellung einer in Pig. 14 gezeigten Anordnung;

Pig.16 einen Längsschnitt einer "9» Ausführungsform im Aufriß:

Pig.17 einen Längsschnitt einer 10. Ausführungsform im Aufriß ί

Pig.i8 eine 11. Ausführungsform in perspektivischer Darstellung, teilweise geschnitten;.

Pig.19 eine Einzelheit in perspektivischer Darstellung einer modifizierten Einrichtung nach Pig. 18:

Pig.20 eine Einzelheit in perspektivischer Darstellung einer anderen Modifikation der Einrichtung nach Pig'. _18.-

Pig.21 eine Einzelheit in perspektivischer Darstellung einer weiteren modifizierten Einrichtung nach Pig.18;

Pig.22 einen Querschnitt entlang der Linie XXII-SXII in Pig. 21» während

Pig.23 einen Querschnitt einer Einzelheit, die eins vierte Modifikation der Einrichtung nach Pig. 18 veranschaulicht * wiedergibt.

009828/1092

In den Fign. 1 und 2 der Zeichnung ist ein Druckbehälter 1 mit einer Bohrung 2 gezeigt. "Die Bohrung 2 führt' über einen gekrümmten Abschnitt 4 an ihrem Ende zu einer engeren Auslaßöffnung 3. Alternativ kann der Abschnitt 4 geradlinig, im Sinne eines Kegelstumpfes sein oder er kann eine konkave Krümmung — wie in der Zeichnung dargestellt — oder eine konvexe Krümmung enthalten, etwa in der Art einer Trompete oder Glocke. Eine Hohlwelle 5 reicht vom Äußeren des Behälteis 1 in die öffnung 3 hinein. Die Hohlwelle 5 ist in einem Hochleistungsdrucklager gelagert und wird von einem nicht gezeigten, hydraulischen Kolben gestützt, so daß die Hohlwelle 5 in und aus der Öffnung 3 bewegt werden kann. Die Hohlwelle

5 wird von einem Elektromotor angetrieben. Am oberen Ende der Hohlwelle 5 ist ein Matrizenblock G angebracht. Der Matrizenblock 6 weist einen Querkeil 7 auf, ,der in einem Schlitz 8 im oberen Ende der Hohlwelle 5 sitzt. Wie aus Fig. 3 hervorgeht.; ragt aiis der Oberfläche des Matrizenblockes 6 ein Stützglied 9 für die Matrize hervor. Das Matrizenstützglied hat eine geneigte flache Fläche 10. Ein Gehäuse 11 in dem Matrizenhalter ist mit einem Matrizsneinsatz 12 versaLon. Da j Gehäuse 11 hat, ausgehend von der Fläche 10 des Matrizen— halters 9, einen konischen Einlauf 13 zur Einmündung des Matrizeneinsatzes 12. Der Matrixeneinsatζ 12 ist mit der Bohrung der Hohlwalle 5 über einen Kanal 14 verbunden.

Beim Betrieb dar Einrichtung wird in dem Behälter 1

15

ein Barren bzw. Pfropfen gehalten, der durch strichpunktierta Linien in Fig. 1 angedeutat ist. Hydraulische Flüssigkeit in dem Zwischenraum 16 um den Barren 15 herum, wird unter Druck geatzt, um auf den Barren 15 von allen Seiten einen Druck auszuüben, so daß das Ende des Barrens bzw. Pfropfens in den gekrümmten Abschnitt 4 am Ende der Bohrung 2 des Behälters 1 gedrückt wird. Die Welle 5 wird zum Antrieb des Blockes

6 angetrieben. Das Material des Barrens bzw. Pfropfens 15 vor der Fläche 10 des Matrizenhalters 9 wird einem zusätzlichen örtlichen Druck unterworfen, der von der mechanischen Kraft, ausgeübt von dar Fläche 10 des Matrizenträgers S auf

009828/1092

das Material des Barrens "bzw. Pfropfens, ausgeht, wenn der Matrizentlock 6 gedreht wird. Das Material des Blockes, welches während jeder Rotation des Matrizenblockes 6 von dem Matrizenhalter überstrichen wird, wird durch den Matrizeneinsatz 12 extrudiert. Die Sxtrusion des Barrenmaterials ■ sfeht unter den vereinigten Wirkungen des allseitig umschließenden Drucks, wie dieser auf den Barren bzw. Pfropfen infolge der hydraulischen Flüssigkeit einwirkt, und dar örtlichen zusätzlichen Druckkraft, die von der Fläche 10 des Matrizenhalters 9 ausgeübt wird. Das extrudierte drahtförmige Produkt gelangt von dem Ilatrizeneinsatz 12 durch den Kanal 14 und durch die Bohrung der Hohlwelle 5 nach außen. Die Extrusion geht kontinuierlich vonstatten, während sich die Hohlwelle 5 dreht und der Barren bzw. Pfropfen 15 kontinuierlich durch den'Druck der hydraulischen Flüssigkeit in den Bereich des Matrizenblockeπ 6 gefördert wird.

Um eine Rotation des Barrens bzw. Pfropfens 15 in dem Behälter 1 zu verhindern, kann der gekrümmt·': Abschnitt 4 des Behälterinnern 2 mit Nuten 17 veisehen sein, wio aus der Pig. 1 hervorgeht. Uas Material des Barrens bzw. Pfropfens wird in Eingriff mit den Nuten 17 gebracht.

Wie in der Anmeldung P 14 52 467.9» (Anwaltsaktenzeichen 65 077) der gleichen Anmelderin näher ausgeführt wird, kann eine direkte mechanische Kraft auch auf den Barren bzw. Pfropfen 15 mittels eines Stempale oder einer Ramme, die in das hintere iOnde der Bohrung 2 des Behälter:;-1 eintritt, einwirken. Die von der Ramme oder dem Stempel aufgebrachte'mecliani ο ehe Kraft unterstützt die axialen Kräfte, welche das Material des Barrens bzw. Pfropfens in den Bereich dec Ilatrizenblockes -' fördern, und unt sr stützt auch das Bruciosysten. welches das Material durch den Ilatrizeneinöatz 12 creibt.

Insbeeondere im Falle der Verarbeitung von weichem Material kann der in dem Barren bzw. Pfropfen wirkende allseitige Itruek durcli eine direkte mechanische Kraft auf den Barren bzw. pfropfen erseugz werden, beispielsweise mittels eines Stempels, wie bei £er bekannten mechanischen Extrusion.

009828/1092 _oWälNM.

Ein AusführungsbGispiel einer Einrichtung zum Extrudieren eines im Durchmesser 2_y5 zölligan Bleibarrens "bzw. -pfropfens (63,5 nna) weist die folgenden Parameter auf:

Innerer Durchmesser des liatrizeneinsatzes 12 0,1 Zoll/12-

-2,54 mm. '■

Verhältnis der Größe der Oberfläche 10- des Matrizenlialters zur Größe der Öffnung des Matrizeneinsatzes 4:1.

Druck in der hydraulischen Flüssigkeit 4t/'Quadratzoll/etwa 630 kg/cm².

Verhältnis der Größe der Fläche der Behält er "bohrung 2 zur Größe der Fläche des Matrizenblockes 6 — 7:1.

Die überführung eines Bleibarrens bzw. -pfropfens von 2 i/2 Zoll oder 6.3,5 mm Durchmesser zu einem Draht von 0,1 Zoll/2,54 mm Durchmesser· "beinhaltet ein Verjüngungsoder Reduktionsverhältnis von 625:1. Bei dem'angewendeten Druck von 4t/Quadratzoll/63o kg/cm könnte ein Verjüngungsverhältnis von nur 6:1 erzielt werden, solange einfache hydrostatische Extrusion angewendet wird. Beim gleichen Betriebsdruck kann demnach mit den Verfahren nach der Erfindung eine hundertfache Vergrößerung des erreichbaren Extrusionsverhältnisses erzielt worden. Um ein V^rjüngungsverhältnis von 625:1 bei einem Bleibarren bzw. -pfropfen zu erzielen., würde, nach einem anderen Gesichtspunkt, durch einfache hydrostatische Extrusion 3xn Druck von etwa 60t/Qiiadratzoll/9450 kg/cm erforderlich soin. Dies stellt eine Druckverminderung in der Gr ö 13 en Ordnung von 10 dar.

Als wsiteres Beispiel einer Einrichtung zur Verarbeitung eines Kupferbarrens von 4 Zoll oder etwa 100 mm Durchmesser wurden folgende Parametsr auftreten:

009828/1092

BAP OBiQiNAk

Durchmesser des Matrizeneinsatzes 12 0,125 Zoll oder

3,175 mm.

Verhältnis dor Größe der Oberfläche 10 der,Matrizenstütse.

zur Größe der Einsatzöffnung — 9:1· Druck der hydraulischen Flüssigkeit 50t/Quadratzoll/7875 kg/cm .

Leistung des Antriebsmotors für die Welle 5 — 25 "bis 3ο PS bzw. 13 bis 22 kW.

Verhältnis des Durchmessers der Bohrung 2 zum Durchmesser des Matrizenblockes β — 4:1.

Umdrehungszahl der Welle 5 — 200 Umdrehungen pro Minute.

In einer Einrichtung mit den oben genannten Parametern wir 1 ein Barren bzw. Pfropfen von 4 Zoll oder etwa 100 mm Durchmesser zu einem Draht von 0,125 Zoll oder etwa 3 mm reduziert. Wenn dies mit dem einfachen hydrostatischen Extrusionsverfahren durchgeführt werden würde, würde das Extrusionsverhältnis ungefähr 1000:1 sein und im Falle eines Kupfarbarrens bzw. -pfropfens würde ein prohibitiv hoher Flüssigkeitsdruck von beinahe i65t/Quadratzoll/26 kg/cm'" erforderlich sein, um zu einer einfachen hydrostatischen Extrusion zu gelangen.

Obwohl die neue Einrichtung ihre Hauptanwendimg bei der Extrusion von härteren Metallen, beispielsweise Kupfer, findet, kann sie auch zur Extrusion weichsren Metalles, beispielsweise Aluminium, angewendet werden. Wenn auch ein weiches Metall wie Aluminium direkt zu Draht mit der einfachen hydrostatischen Extruison bei praktisch erreichbaren intrusionsdrücken verarbeitet werden kann, so führt doch die Anwendung der neuen Einrichtung zu einer beträchtlichen Verringerung des Druckes und damit zu Ersparnissen dor Herstellungskosten des Druckgefäßes und der Druckerzeugungseinrichtung, welche expensive Kosten darstellen.

In Fig. 4 und 5 der Zeichnungen wird eine Kammer 21 und ihre Bohrung 22 gezeigt. Eine Verjühgungs- oder ReduJzi ar matrize 23 ist in das Ende der Bohrung 22 eingeschraubt.

009828/1092

- ίο -

Die Matrize 23 wird in dor Bohrung 22 mittels eines Kupfergehrungsringes 24 und einas^ Gummisclinurringes 25 ab- . ■gedichtet. Ein Äülsenförmig ausgebildeter, drehbarer Eatrizenblock 26 paßt auf einen ortsfest angeordneten Stempel 27· Das Ende 28 des hülsenf örmig ausgebildeten Matrizenblockes 26 verjüngt sich, um in den parallelTiandigen Auslaß 29 der' Vsrjüngungsmatrize 23 hineinzupassen. Ein Katrizonglied 30 ragt aus dor ringförmigen Endfläche 31 des X-Iatrizonblockes 26 heraus, E,ine Hatrizenoberflache 32 in dem Matrizenglisd 30 führt über einen Kanal 33 durch den liül-"senförmig ausgebildeten Uatricanblock 26. Der oi"tsfest angeordnete Stempel 27 hat sin zugespitztes Ende 34 mit Abflachungen 35· Der ortsfest angeordnete Sfcemp.31 27 v/ird von einem Haupt- oder Grundrahmen gehalten und der hülsenförmig ausgebildete Matrizenblook 26 ist drehbar auf diesem ortsfest angeordneten Stempol 27 mittels eines hochbelastbaren, nicht gezeichneten Lagers drehbar gelagert.

Im Betrieb der oben beschriebenen Hinrichtung wird ein Barren bzw, Pfropfen 36 dem Druck einer hydraulischen flüssigkeit 37 ausgesetzt₅ v/elchs den Barren bsv/. Pfropf an in der Bohrung 22 der Kammer 21 abgibt. Der Druck der Flüssigkeit 37 uiitsrwirft den Barren bzv"/. Pfropfen einem von allen Seiten einv/irkenden DrucksysteiE. und drängt außerdem den Barren bzw« Pfropfen 36 in Längsriclrcving in die VerjüngujQgsmatrise 23. Das vordere Sndo des Barrens bzw. Pfropfens 36 wird in die Verjimgungsmatrize 23 über das mit Spitze versehene Ende 34 des ortsfest angeordneten Stempels 27 hinsingedrückt. Par hülsenförmig ausgebildete Matrizeilblock 26 wirdauf dem stationär angeordneten Stempel 27 angetrieben und treibt so an der Mündung der Eeduzisrmatrize 23 das Matrizenglied 30 durch das Barren- bzv/. / Pfropfenmatarial. Das Material des Barrens bzv/. Pfropfens vor dar Plächo des Matrizengliedes 30 v/ird eines, zusätz-.liehen, örtlich wirkenden Drucksystem unterworfen, v/elches von der mechanischen Kraft auf das Barren- bzw. Pfropfenmaterial in der Reduziermatrize 23 durch die Fläche des Matrizangliedas 30 zustande kommt.

009828/1092

BAD

Das von dem Matrizengliod 30 durchquerte Material des Barrens "bzw. Pfropfens wird durch die Matrizenöffnung 32 extrudiert. Die Extrusion des Barren- bzw. Pfropf snmat er i als steht unter der doppelten Einwirkung des allseitig auf den Barren bzw. Pfropfen einwirkenden Druckes infolge des Drulckes der hydraulischen Flüssigkeit und dos örtlich zusätzlichen Druckes, der an der Mündung der Reduziermatrize 23 vor der Fläche des Matrizengliedes 30 in dem Barren- bzw. Pfropfenmaterial aufgebaut wird,

Daß durch die öffnung 32 extrudierts drahtförmige Produkt wandert durch den Kanal 33 in dem Matrizenblock und wird auf einer Spul2 aufgespult, die konzentrisch zum ortsfest angeordneten Steapel 27 angeordnet ist. Untar dem Druck der hydraulischen Flüssigkeit 37 wird der Barren bzw. Pfropfen 36 kontinuierlich in die Eeduziermatrize 23 gefördert, so daß das durch die Öffnung 32 in das Matrizenglied 30 extrudierte Material ersetzt wird. Das mit einer Spitze versehene Ende 34 des ortsfest angeordneten Stempels 27 wirkt als Führung filr das Barren- bzw. Pfropfenmaterial, welches in dan Bereich der ringförmigen Endfläche 31 des hülsenförmig ausgebildeten Matrizenblockes 35 gelangt« Der .'angriff der Abflachungen 35 an dem mit Spitze versehenen Ende 34 des stationär angeordneten Stempels 27 mit den Halde des Barrens bzw. Pfropfsno 36 trägt dazu bei, lie Drehung des Barrens bzw. Pfropfens: zusammen mit dem hülcenförmig ausgebildeten Matrizerüock 26 zu verhindern.

Der hülsenförmig ausgebildete üatrisenblock 26 muß mit einer colchan Kraft angetrieben werden₄ daß er eine zusätzliche Iruckbelastung in dem Barren- bzw. Pfropfenmaterial erzeugt, die zur Vervollständigung der Extrusion notwendig ist. Zu3ätzlich wird ein Teil der Antriebskraft des hüloenfümig ausgebildeten Hatrizenblocks 26 zur Überwindung :Ijr Reibung zwischen der ringförmigen Endfläche 31 des Iilatriscnblockes 26 und dem Barren- bzw. Pfropfenmaterial baiiötigt. Da der Matrizenblock 26 in Reibkontakt mit dem Barrenmaterial nur über die relativ schmale Fläche der ringförmigen Endfläche 31 stellt; wird nur ein geringer

009828/1092

BAD ORIGINAL

Anteil der Antriebskraft des Matrizenblockes 26 zur Überwindung der Reibung verwendet. .

Dies muß mit der Einrichtung nach Pig. 1 verglichen werden, bei welcher, die ganze Endfläche des Matrizenblockes 6 in Eontakt mit dem Barren bzw. Pfropfen steht. In der Einrichtung nach Fig. 1 besteht demnach auch ein größerer Verlust an Wirkungsgrad, da mehr redundante Arbeit bei der Überwindung der Reibung zwischen der vollen Endfläche des Matrizenblockes und des Barrens bzw. Pfropfens geleistet werden muß. Während jeder Umdrehung des Matrizenblockes 6 entfernt das Matrizenglied 30 einen halbtorusförmigen Abschnitt des Harren- bzw* Pfropfenmaterials. Abhängig von dem mittleren Durchmesser (D) des Schraubkreises des rotrferenden Matrizöngliedes 30, dem Druck (P) in dem Barrenbzw. Pfropfenmaterial vor dem rotierenden Matrizenglied und von der Scherfestigkeit (6s) des Barrens bzw. Pfropfens kann eine maximale Fläche (a)_f für die Endfläche des Matrizengliedes 30 bestimmt werden, oberhalb welcher der halbtorusförniige Abschnitt den Barren bzw. Pfropfen schert anstelle extrudiert. Wenn das Matrizenglied 30 eine Fläche (a) kleiner als dieses Maximum aufweist, wird der HaIbtorus "geklammert", d.h. ihre Umfangslänga umfaßt eine Oberflächengröße, die nicht schert. ♦

Fig. 5 zeigt eine alternative Einrichtung zu der in Fig. 4 und 5 gezeigten Einrichtung. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, weist eine Kammer 41 eine Bohrung 42 auf. Eine Verjüngungsmatrize 43 ist in das Ende der Bohrung 42 eingeschraubt und eingepaßt. Die Matrize 43 ist in der Bohrung 42 mittels einos Kupfergehrungsringes 44 und eines G-uianischnurringes 45 abgedichtet. Ein rohrförmiger, drehbarer Hatrizenblook 46 besitzt einen sich verjüngenden Endteil 47, der in den mit parallelen Fänden -versehenen Auslaß 48 der Verjüngungsmatrize 43 hineinpaßt. Ein Matrizenglied 49 ragt aus der ringförmigen Endfläche 50 des Matrizenblockes 46 heraus. Eiiie Matrizenöffnung 51 in dem llatrizenglied 49 steht mit einem Kanal 52 in Verbindung, der durch den Matrizenblock 46 hindurchführt.

009828/109 2

bad S

Das andere Ende der Bohrung 42 der Kammer 41 wird von einem Schraubstopfen 53 verschlossen, der in der Bohrung •42 mittels eines Kupfergehrungsrxnges 54 und eines Kupferschnurringes 55 abgedichtet ist. Ein mit dem Schraubstopfen 53 einstückig ausgebildeter Dorn 56 erstreckt sich koaxial durch die Bohrung 42 der Kammer 41. Das untere Ende des Dorns 56 erstreckt sich in die Bohrung 57 des Matrizenblokkes 46. Ein Kanal 58 führt radial durch die Wandung der Kammer 41 in die Bohrung 42. Der drehbare Matrizenblock 46 wird mittels eines stark belastbaren, nicht gezeigten Lagers gehalten. - —

009828/1092

Bei der Anwendung der in Fig. 6. gezeigten Vorrichtung wird ein rohrförmiger Barren 59 auf den Dorn 56 in der Bohrung 42 der Kammer 41 geschoben. Die den Barren 59 umgebende hydraulische Flüssigkeit 60 in der Kammer -rird über den radialen Kanal 58 in der Wandung der Kammer 41 unter Druck gesetzt. Der Druck der Flüssigkeit 60 unterwirft den Barren 59 einem ' von allen Seiten einwirkenden Drueksystem und preßt außerdem den Barren 59 in die Reduziermatrize 43. Der rotierende Matrizenblock 46 wird zum Antrieb des Matrizengliedes 49 durch das Barrenmaterial an der Mündung der Reduziermatrize 43 angetrieben.

Das Matrizenmaterial vor der Fläche des Matrizengliedes 49 wird einem zusätzlichem, örtlich wirkenden Drucksystem unterworfen, welches von der mechanischen Kraft herrührt, die auf die Fläche des Matrizengliedes 49 auf das Barrenmaterial ausgeübt wird, wenn der Matrizenblock 46 gedreht wird. Das Barrenmaterial an der Mündung der Reduziermatrize 43 wird durch die Matrizenöffnung 51 in dem Matrizenglied 49 unter der zusätzlichen Einwirkung des allseitig wirkenden Drucks auf das Matrizenmaterial durch den Druck der hydraulischen Flüssigkeit 60 und den örtlich wirkenden Druck in dem Matrizenmaterial an der Mündung der Reduziermatrize 43 durch die von dem Matrizenglied 49 ausgeübte Kraft extrudlert. Das drahtförmige, durch die Matrizenöffnung 51 extrudierte Gut wandert durch den Kanal 52 in dem Matrizenblock 46 und wird auf eine außen angeordnete Aufnahmespule aufgespult. In der Einrichtung nach Fig. 6 wird wie in den Einrichtungen nach den Fig. 4 und 5 ein Wirkungsgradverlust infolge Reibung zwischen der ringförmigen Endfläche 50 des Matrizenblockes 46 und dem Barren im Verhältnis zu den Einrichtungen nach den Fig. 1 bis 3, bei welchem der Matrizenblock 6 eine vnll^r- kreisf^rnige 3nd "lach/-- auf weist 7 r'i^-iii ''"' rfca.1:"'; :iit £«:-?a Barren'.steht _t vermieden.

009828/1092

BAD ORISINAL

Die in Fig. 7 gezeigte Einrichtung umfaßt einen Druckbehälter 61, der eine längliche Bohrung 62 aufweist. Der Behälter 61 ist vertikal auf einer Basiaplatte 63 mittels eines Flansches 64· befestigt, der auf eine Nabe 65 am unteren Ende des Behälters 61 aufgeschraubt ist. Der Flansch 64 ist an der Grundplatte 63 mittels Schraubbolzen 66 befestigt. Eine Reduziermatrize 67 ist in das obere Ende der Behälterbohrung eingepaßt. Eine Umfangsnut 68 an der Außenseite der Reduziermatrize 67 enthält einen Schnurring 69» welcher die Matrize in der Behälterbohrung 62 abdichtet. Die Matrize 67 liegt an ♦ einem Basisring 70 an, der in das obere Schraubende 71 der Behälterbohrung 62 bis zu einem Anschlag an einen äußeren Plansch 72 auf dem Basisring 70 eingeschraubt ist. Eine Trägerplatte 73 ist auf dem oberen Ende des Behälters 61 über ein Drucklager 74 drehbar gelagert und paßt mit einem Halter 75 für einen drehbaren Matrizenbio eic 76 zusammen. Wie aus Fig. hervorgeht, hat die Reduziermatrize 67 einen parallelwandigen Auslaß 77 und der drehbare Matrizenblock 76 besitzt ein Endstück 78 von reduziertem Durchmesser, welches in den parallelwandigen Auslaß 77 der Reduziermatrize 67 paßt.

Die Trägerplatte 73 ist rund und hat einen äußeren Rand 79, welcher die äußere Lauffläche 80 des Drucklagers 74 aufnimmt« Der innere Laufring 81 des Drucklagers 74 paßt in eine.Eindrehung 82 am oberen Ende des Behälters 61. Der falter 75 für den drehbaren Matrizenblock 76 ist zylindrisch mit einer zentralen Bohrung 83 ausgebildet und weist ein Außengewinde zum Einschrauben in eine zentrale Öffnung 84 in der Trägerplatte 73 auf. Der drehbare Matrizenblock 76 paßt in eine Konterbohrung 85 der zentralen Bohrung 83 in dem Halter 75. Der drehbare Matrizenblock 76 weist längliche Keilnuten 86 auf, in welche Federn 67 in der Konterbohrung 85 des Halters 75 eingreifen. Der drehbare Matrizenblock 76 hat eine blind endend·=. Bohrung 88, die der zentralen Bohrung 83 in dem Halter entspricht. Wie ebenfalls aus Fig. 8 hervorgeht, beherbergt eine schräge Bohrung 89 in der unteren Endfläche 90 des dreh-

009828/1092

BAD OFHGtNAL

baren Matrizenblockes 76 eine Extrusionsmatrize 91, welche teilweise aus der unteren Endfläche 90 d.es drehbaren Matrizenblockes 76 hervorsteht. Eine Verlängerung 92 kleineren Durohmessers der Bohrung 89 ste.ht mit der Bohrung 88 des drehbaren Matrizenblockes 76 in Verbindung.

Zur Zufuhr von Flüssigkeit ^unter hohem Druck ist die Bohrung 62 des Behälters 61 mit einer -eitung 95 und dem Kanal 94 in dem Behälter 61 verbunden, der von der Nabe 65 zur Bohrung 62 führt. Die Leitung 93 ist mit dem Kanal 94 an der Nabe 65 mittels einer Verbindungsmutter 96 verbunden.

Auf der Trägerplatte 73 sind scheibenförmig ausgebildete Gewichte 97 zur Belastung des drehbaren Matrizenblockes 76 aufgestapelt.· Das-unterste G-ewicht sitzt in einem Bund 98 an der oberen Fläche der Trägerplatte 73. Die Fig. 7 in der Zeichnung zeigt auch eine Einrichtung zur Unterstützung eines Barrens 99 in der Bohrung 62 des Behälters 61. Diese Trageinrichtung für den Barren umfaßt eine blind- endende Nylinhülse 100, die von einer Schraubfeder 101 gestützt wird,, welche auf einer flanschenartigen Nabe 102 am Ende der Bohrung 62 in den Behälter 61 aufsitzt.

Die Fig. 9 zeigt eine Modifikation der Einrichtung nach ⁴PIg. 7. In der Einrichtung nach Fig. 9 besitzt der drehbare · trizenblock 76 eine Durchgangsbohrung 103, die auf einen ortsfest angeordneten Stempel 104 paßt, der auf einem Hauptrahmen der nicht gezeigten Anlage befestigt ist. Die Bohrung des drehbaren Matrizenblockes 76 weist eine Konterbohrung 105 am oberen Ende entsprechend der zentralen Bohrung 83 in dem Halter 75 auf. Ein Kanal 106 führt von der Extrusionsmatrize 91 zu der Konterbohrung 105 in dem drehbaren Matrizenblock % . Das untere Ende 107 des ortsfest angeordneten Stempels 104 ist zugespitzt und reicht bis unter die untere Fläche 90 des drehbaren Matrizenblockes 7-6.

009828/1092

Beim Betrieb der Einrichtung nach Fig. 7 wird die den ,Barren 99 in der Bohrung 62 der Kammer 61 umgebende Flüssigkeit 108 unter Druck gesetzt, um .den Barren 99 einer Kompression auszusetzen. Unter der Wirkung der .Druckflüssigkeit 48 unterliegt der Barren 69 einem Aufwärtsschub, so daß das « vordere Ende des Barrens 99 in die Reduziermatrize 67 eingepreßt wird. Die Gewichte 67 belasten die Trägerplatte 73, um den drehbaren Matrizenblock 76 gegen den nach oben gerichteten Schub des Barrens 99 zu halten. Es werden genügend Gewichte 97 aufgestapelt, um die Trägerplatte 73 leicht zu überladen, wobei das Hauptgewicht zur Aufnahme des AufwärtsSchubes des Barrens 99 auf die Endfläche des drehbaren Matrizenblockes dient. Trägerplatte 73, drehbarer Matrizenblock 76 und die Gewichte 97 drehen sich gemeinsam. Die Trägerplatte 73 kann, wie es Fig·. 7 zeigt, mittels eines Keilnutriemens 109 angetrieben werden, der in einen Ring 110 mit Y-Eut eingreift, wobei der Ring 110 auf dem Rand 79 der Trägerplatte 73 sitzt. Durch den Antrieb des Matrizenblockes 76 wird das Matrizenglied 91 in einem kreisförmigen Pfad durch das Material an der reduzierten Endfläche des Barrens 99 getrieben. Das Barrenmaterial in dem Pfad des Matrizengliedes 91 wird durch das Matrizenglied 91 extrudiert und das extrudierte Gut tritt aus dem Glied 91 durch die Verlängerung 92 der bohrung 89 aus und wird duroh die Bohrung 88 des drehbaren Matrizengliedes 16 und die zentrale Bohrung 83 in dem Halter 75 entfernt.

^T</enn der Matrizenblock 76 rotiert, wird der Barren 99 kontinuierlich nach oben in die Reduziermatrize 67 gefördert und ersetzt das bei jeder Drehung des Matrizenblockes 66 extrudierte Material.

009828/1092

. Die Einrichtung nach Fig. 8 arbeitet in ähnlicher Weise, außer daß der drehbare Matrizenblock 76 auf einem ortsfest angeordneten Stempel 104 rotiert, dessen unteres zugespitztes Ende 107 in die Endfläche des Barrens 99 eindringt. Das extrudierte Gut wandert von dem Matrizenglied 91 durch den Längskanal 106 in das drehbare Matrizenglied 76 und wird durch die Konterbohrung 105 des drehbaren Matrizengliedes 76 und die zentrale Bohrung 93 in dem Halter 75 weggefördert. In der Einrichtung nach Fig. 8 ist die Gleitreibung zwischen der ringförmigen Endfläche des drehbaren iiatrizengliedes 76 und der Endfläche des Barrens 99 geringer als in der Einrichtung-nach Fig. 7, bei der die gesamte kreisförmige Endfläche des drehbaren Matrizengliedes 76 in Reibkontakt mit der Endfläche des Barrens 99 steht. Deshalb ist in der Einrichtung nach Fig. 8 die zur Überwindung der Reibung zwischen der Endfläche des drehbaren Matrizengliedes 76 und der Endfläche des Barrens benötigte Arbeit kleiner.als in der Einrichtung nach Fir. 7, bai der eine zusätzliche Leistung zinn 'Antrieb des drehbaren Matrizengliedes 76 "benötigt wird» In der Einrichtung nach Fig. fördert weiterhin das untere., zugespitzte Ende 107 des ortsfest angeordneten Sterapals 104 das Barrenmaterial in den Pfad des Matrizengliedes 91 und die statische Reibung zwischen dem unteren, zugespitzten Ende 107 des ortsfest angeordneten Stempels 104 und der Endfläche des Barrens 99 untarstützt die Verhinderung der Drehung des Barrens 99 in der Kammer 61.

In Fig. 10 des Zeichnung ist eine Kammer 111 gezeigt, welche eine Bohrung 112 aufweist. Das eine Ende der Bohrung der Kammer 111 ist Im Sinne einer Reduziermatrize 113 ausgebildet. Ein Stößel 114 tritt in das andere Ende der Bohrung 112f der Kammer 111 ein. Der Stößel 114 ist in der Bohrung 112 mittels eines Kupfergehrungsringes 115 und eines Gummischnurringes 116 abgedichtet. Ein hin- und hergehender Stößel 117 1st an der Mündung der Reduziermatrize 113 mit axialer Flucht zur Bohrung

009828/1092

BAD ORIGINAL

112 äer Kammer 111 befestigt. Der Stößel 117 hat eine Bohrung 118, welche im Sinne einer Matrizenöffnung 119 am Ende eingeschnürt ist.

Beim Betrieb der in Fig. 10 gezeigten Einrichtung wird die den Barren 121 in der Kammer 11 umhüllende Flüssigkeit 120 durch die Kraft des Kolbens 114 unter Druck gesetzt. Die Flüssigkeit 120 wird auf einen genügend hohen konstanten Druck gehalten, um die Extrusion des Endes des Barrens 111 in die Reduziermatrize 113 bis zur Endfläche des Kolbens 117 zu bewirken. Der Druck in der Flüssigkeit 120 ist jedoch nicht so groß um Extrusion des Barrens 111 durch die Matrizenöffnung in dem Kolben 117 zu bewirken. Der Kolben 117 stemmt sich gegen die verkleinerte Endfläche^des Barrens 121 an der Mündung der Reduzieraatrize 113, so daß das Material des Barrens 121 durch die Öffnung 119 in dem Kolben 117 extrudiert wird_r sobald der Kolben 117 sich vorwärts in den Barren 127 in Richtung des Pfeiles 123 bewegt.

Das Material des Barrens «an der Mündung der Reduziermatrize 113 extrudiert durch die öffnung 119 unter tier susätzlichen Virkung des allseitig auf den Barren einwirkenden Druokss der durch den Druck der Flüssigkeit 120 erzeugt wird, und ö£3 örtlichen, zusätzlichen Druckes, der am Ende des Barrens durch die mechanische Kraft des Kolbens 117 erzeugt wird. Der Kolben 117 wird bis zu einer vorderen Grenze vorbewegt und wird dann zurückgezogen, wobei die Tendenz besteht, einen Hohlraum am Ende des Barrens vom gleichen Durchmesser wie der Kolben 117 zu lassen. Wenn jedoch der Kolben 117 zurückgezogen wird, fördert der Druck der auf den Barren 121 einwirkenden Flüssigkeit 120 diesen Barren 121 vorwärts in die Reduziermatrize 113, so daß sich der durch den Rückzug des Kolbens 117 bildende Hohlraum schließt. Dieser Vorgang wird solange wiederholt, bis der Großteil des Barrena 121 extrudiert ist.

009828/1092

ORIGINAL

Typische Betriebsparameter einer solchen Ausführungsform der Einrichtung zur Extrusion eines Kupferbarrens sind folgendes Durchmesser des Barrens 121 - etwa 100 mm bzw. 4 ZiIl Durchmesser des Kolbens 117 an der Einmündung der Reduziermatrize 113 - 25,4 mm bzw.·1 ZnIl

Durchmesser der Matrizenöffnung 119 - 6,35 ™i bzw. 0.25 Zoll.

Druck der Flüssigkeit 120 - 19018 kg/cm² bzw. 75 T-m./Quadrat z-> Druck des Kolbens 117 bei dem Vorwärtsextrusionshub - 11024 kg/am , bzw. 70 T-nnen/Quadratzoll.

Die Bewegung des Kolbens 117 ist klein, beispielsweise 6,35 mm im obigen Beispiel und die Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung ist schnell, beispielsweise 2 Zyklen pro Sekunde.

Die Grenzbedingung ist erreicht, wenn der Flächendruck auf den Kolben 117 während des Vorwärtshubes ungefähr gleich dem Druck in der Flüssigkeit 120 ist. Höhere Flächendrücke führen zu Undichtigkeiten der Flüssigkeit durch die Reduziermatrize. 113. Bei dieser Grenzbedingung nähert sich das Gesamtextrusionsverhältnis dem Quadrat des Verhältnisses an, wie dieses normalerweise bei einfachen statischem Extrudieren mit einem Flüssigkeitsdruck entsprechend dem vorliegenden Verfahren möglich ist.

Die Fig. 11 zeigt eine modifizierte Ausführungsform der Einrichtung, bei welcher die Mündung der Reduziermatrize 113 in eine Kammer 124 führt. Der Kolben 117 arbeitet in der Kammer 124- und während des Rückhubes des Kolbens 117 wird der Barren 121 durch die Reduziermatrize 113 in die Kammer 124 mittels des Flüssigkeitsdruckes 120 in der Hauptkammer 11 extrudiert. Beim Vorwärtshub des Kolbens 117 wird das in der Kammer 124 vorliegende Material durch die Matrizenöffnung 119 in dem Kolben 117 extrudiert,

009828/1092

BAD

Die Fig. 12 und 13 zeigen weitere Varianten der Einrichtung nach Pig. 10. - -

In Fig. 12 ist eine Kammer 121 dargestellt, die eine Bohrung 132 aufweist. Eine Reduziermatrize 133 ist in das eine Ende der Bohrung 132 der Kammer 131 eingeschraubt. Die Reduziermatrize 133 ist in der Bohrung 132 mittels eines Kupfergehrungsringes 134 und einer Schnurringdichtung 135 abgedichtet. Die Reduziermatrize 133 besitzt eine konische Düse 136, die in einen zylindrischen Abschnitt 137 führt. Ein radialer Gang führt von dem zylindrischen Teil 137 der Reduziermatrize 133 und besitzt eine Extrusionsmatrizenöffnung 139 am inneren Ende. Der radiale Sang 138 in der Reduziermatrize 133 steht mit einem, entsprechenden radialen Gang HO in der Kammer 131 in Verbindung. Ein hin- und hergehender Kolben 141 dvringt in den zylindrischen Abschnitt 137 der Reduziermatrize 132 ein..

Im Betrieb der in Fig. 12 gezeigten Einrichtung wird die einen Barren 143 umgebende Flüssigkeit 142 in der Kammer 131 unter Druck gesetzt, beispielsweise mittels eines Kolbens, der in der Bohrung der Kammer 131 hinter dem Barren 143 arbeitet. Die Flüssigkeit 142 wird auf einen solchen Druck gebracht, daß eine Extrusion des Barrens durch die Düse 136 in den zylindrischen Abschnitt 137 der Reduziermatrize 133 stattfindet. Der Druck der Flüssigkeit 142 ist jedoch nicht so groß, als daß Extrusion dos Barrene 143 durch die Matrizenöffnung 139 stattfinden würde. Der Kolben 141 wird in dem zylindrischen Abschnitt 137 der Reduziermatrize 133 hin- und herbewegt. Beim Vorwärtshub des Kolbens 141 wird das Barrenmaterial in dem zylindrischen Abschnitt 137. der Reduziermatrize 133 einen zusätzlichen Druck durch die Eraft des Kolbens 141 ausgesetzt. Das Barrenmaterial in dem zylindrischen Abschnitt 137 der Reduziermatrize 133 extrudiert durch die Matrizenöffnung 139 unter dem kombinierten Druoksystem, welches sich aus dem allseitig auf das Barrenmaterial einwirkenden Druck durch die Flüssigkeit 142 und dem zusätzlichem, örtlichen Druck zusammensetzt, der auf das Barrenmaterial in dem zylindrischen Abschnitt 137 der Reduziermatrize 133 durch die

00 9828/1092

BAD ORiGiNAL

Kraft des Kolbens 141 zustande kommt.

Der Kolben 141 wird bis zu einer vorderen Grenze vorgerückt und dann rückgezogen. Wenn der Kolben 141 zurückgezogen wird, fördert der Flüssigkeitsdruck 142 weiteres Barrenmaterial durch die Düse 136 in den zylindrischen Abschnitt 137 der Reduziermatrize 133. Dieser Zyklus wird solange wiederholt,, bis die Hauptmenge des Barrens 143 extrudiert ist. Das extrudierte Produkt gelangt nach außen durch die radialen Gänge 138 und 140 in der Reduziermatrize 133 und der Kammer 131.

In Fig. 13 wird eine-Kammer 151 mit einer Bohrung 152 gezeigt. Eine Reduziermatrize 153 ist in das eine Ende der Bohrung

152 der Kammer 151 eingeschraubt. Die Reduziermatrize 153 ist in der Bohrung 152 mittels eines Kupfergehrungsringes 154 und eines Gummischnurringes 155 abgedichtet. Die Reduziermatrize

153 besitzt eine konische Düse 156, die in einen zylindrischen Abschnitt 157 einmündet. Der hin- und hergehende Kolben 158 dringt konzentrisch in den zylindrischen Teil 157 der Reduziermatrize 153 ein. Der Kolben 158 ist von kleinerem Durohmesser als der Innendurchmesser des zylindrischen Abschnittes 157 der Reduziermatrize 153.

Beim Betrieb der in Fig. 13 gezeigten Einrichtung wird Flüssigkeit 159 in der den Barren 160 umgebenden Kammer 151 unter Druck gesetzt. Der Flüssigkeitsdruck 159 wird genügend groß gewählt,um Extrusion des Barrens 160 durch die Düse 156 in den zylindrischen Abschnitt 157 der Reduziermatrize 153 zu bewirken, ist aber nicht so groß, daß eine Extrusion des Barrenmaterials aus dem zylindrischen Abschnitt 157 der Reduziermatrize um den Kolben 158 stattfinden würde. Der Kolben 158 wird in dem zylindrischen Abschnitt 157 der Reduziermatrize 153 hin- und herbewegt. Beim Vorwärtshub des Kolbens 158 wird das Barrenmaterial in dem zylindrischen Abschnitt 157 der Reduziermatrize 153 dem zusätzlichen Druck durch die Kraft des Kolbens 158 ausgesetzt. Das Barrenmaterial in dem zylindrischen Abschnitt 157

0 09828/1092

BAD ORIGINAL

der Reduziermatrize 153 extrudiert als Rohr um den nach vorne dringenden Kolben 158 unter dem kombinierten Drucksystem, welches von dem allseitig einwirkenden und von der Druckflüssigkeit 159 stammenden Druck und dem zusätzlichen, örtlichen Druck herrührt, welcher auf das Barrenmaterial in dem zylindrischen Abschnitt 157 der Reduziermatrize 153 durch die Kraft des Kolbens 158 erzeugt wird. Der Kolben 158 wird bis zu einer vorderen Grenze vorgeschoben und dann zurückgezogen. Wenn der Kolben 158 zurückgezogen wird, fördert der Flüssigkeitsdruck 159 weiteres Barrenmaterial durch die Düse 156 in den zylindrischen Absohnitt 157 der Reduziermatrize

153. Dieser Zyklus wird solange wiederholt bis die Hauptmenge des Barrens 116 e"trudiert ist.

In Fig. H ist eine Kammer 161 gezeigt, die eine Bohrung 162 aufweist. Eine Reduziermatrize 163 ist in das Ende der Bohrung 162 der Kammer 161 eingeschraubt. Die Matrize·163 ist in der Bohrung 162 der Kammer 161 mittels eines Kupfergehrungsringes 164 und eines Gummischnurrinpes 165 abgedichtet. Die Düse der Reduziermatrize 163 ist im Sinne eines Keils gestaltet und besitzt zwei flache konvergierende Oberflächen (siehe Fig. 15). Ein hin- und hergehender Kolben 167 ist in einer radialen Bohrung 168 in der Reduziermatrize 163 geführt und die Krjnmer 161 besitzt eine- entsprechende Radialbohrung 169, um den Schaft 170 des Kolbc-ns 167 aufzunehmen. Der Kolben 167 besitzt eine Bohrung 171, die sich an ihrem Ende zur Bildung einer Matrisencffnung 172 vorjungt.

Beim Betrieb der Einrichtung wird die den Barren 174 in der Bohrung 162 der Kammer 161 umgebende Flüssigkeit unter Druck gesetzt. Die Flüssigkeit 173 wird auf konstantem Druck rehalten, der ausreichend hoch gewählt wird, um eine Extrusion des Endes des I-Irrens 173 in die Reduziermatrize 163 zu bewirken. Tor Kolben 167 wird dann beim Vorwärtshub in die Seitenfläche 175 des reduzierten Endes des Barrens 174 getrieben, so daß das Material des Brrre^⁰ durch die Matrizenöffnung 172 in

009828/1092

BAD

dem Kolben 167 extrudiert wird, wenn sich, der Kolben 167 nach vorwärts bewegt. Das Material des Barrens in der Reduziermatrize 163 extrudiert durch die Matrizenöffnung 172 unter der

zusätzlichen Einwirkung der allseitig auf dfeji Barren einwir-

¹ I kenden Druckes durch die Flüssigkeit 173 und des örtlichen, zusätzlichen Druckes, der auf das Barremnaireirlal in der Reduziermatrize 163 durch die mechanische Kraft des Kolbens 167. aufgebracht wird.

Der Kolben 167 ^T--rird bis zu einer vorderen Grenze vorgeschoben und dann rückgezogen, wobei er die Tendenz hat, in dem reduzierten Ende des Barrens eine dem Durchmesser des Kolbens 167 entsprechende Höhlung zu hinterlassen. Im Maße der Kolben 167 zurückgezogen wird, wiükt der Druck der Flüssigkeit 173 auf den Barren 174 ein und fördert weiteres Barrenmaterial· in die Reduziermatrize 163 zur Auffüllung dieses Hohlraumes, wenn der Kolben 165 zurückgez-pgen wird. Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis die Hauptmenge des -Barrens 174 extrudiert ist.

In der Einrichtung nach Fig. 10 ist die Bewegung des Kolbens klein (beispielsweise¹ ein Hub von 6,35 mm) und die Hin- und Hergeschwindigkeit ist groß (beispielsweise 2 Zyklen •pro Sekunde).

In der in Fig. 10 gezeigten Einrichtung versucht der Schub des Kolbens 117 die Spitze des Barrens 121 von der Reduziermatrize 113 wegzuheben. Die G-renzbedingung ist dann erreicht, wenn der Schub des Kolbens 117 beim Vorwärtshub genügend groß ist um die Spitze des Barrens 121 von der Reduziermatrize 113 wepzubewegen. Diese Bedingung trifft dann ein, wenn der Flächendruck auf dem Kolben 117 während seinem Vorwärtshubes ungefähr gleich dem Flüssigkeitsdruck ist, der den Barren umgibt. Ein höherer Schub des Kolbens 117 führt zum Leckwerden der Flüssig™, keit zwischen der Spitze des Barrens und der Reduziermatrize 113.

009823/1092

BAD ORIGINAL

Obwohl die Einrichtung nach Fig. 10 höhere Extrusionaverhältnisse als bei einfachem hydrostatischen Extrudieren erreichbar macht, ist das G-renzextrusionsverhältnis, welches Hoch erreicht werden kann, ungefähr das Quadrat des Verhältnisses, welches bei einfachem hydrostatischen Extrudieren beim gleichen Druck erzielbar ist.

In der Einrichtung nach Fig. 14 und 15 ist eine kleine Kraftkomponente wirksam, welche das reduzierte Ende des Barrens von der Reduziermatrize 163 wegzuheben versucht. Dies liegt darin begründet, daß der Kolben 167 das Material, einer Hauptbelastung 6 aussetzt, die größer ist, als die Austragungsbelastung Y des Materials, und unter diesen Bedingungen muß in dem Material des Barrens eine Querkraft wirksam sein, die im rechten Winkel zu der Richtung der Bewegung des Kolbens 167 wirksam ist. Die Komponente dieser Querkraft, welche zum Boden der Reduziermatrize 163 wirkt, hat die Tendenz, den Barren von der Reduziermatrize 163 wegzubewegen. Jedoch ist der absolute Wert dieser Querkraft nur die Differenz zwischen der Hauptkraft 6 und der Ausbringungskraft Y des Materials gleich, d.h.

Querkraft = 6 - Y.

Die Axialbeanspruchung bzw. Normalspannung 6, die im Barrenmaterial in der Richtung der'Bewegung des Kolbens 167 wirkt, verschwindet entlang dem Pfad, den der Kolben 167 nimmt, d.h., diese Spannung hat ein Maximum unmittelbar vor dem Kolben 167. So nimmt natürlich die Querbeanspruchung bzw. Scherspannung in dem Barrenmaterial in ähnlicher Geschwindigkeit ab und es ist die Hauptquerbelastung, welche den Barren von der Reduziermatrize wegzuheben versucht. Jedoch ist in der oben beschriebenen Einrichtung, bei der der Kolben 167 im rechten Winkel in das Barrenmaterial eindringt, die Kraft, welche den Barren von der Roduziermatrize wegzuheben versucht, wesentlich kleiner als in der Einrichtung nach Fig. 10, bei welcher der Kolben 117 axial in die Endfläche des Barrens eindringt. Daher sind in do-x Einrichtung höhere Extrusions zahlen

bzw. ExtrusimRverhä¹ tnispe

BAD ORiGlNAL 009828/1092

erreichbar als in der Einrichtung nach Fig. 10, bei der infolge der Kraft des Kolbens 117 auf den Barren ein Grenzextrusionsverhältnis erreicht wird, wenn das Abheben des Barrens von der Reduziermatrize 113 eintritt.

In Fig. 16 ist eine Kammer 181 gezeigt, die eine Bohrung 182 aufweist. Eine Matrize 163 ist in das Ende der Bohrung der Kammer 161 eingeschraubt. Die Matrize 183 ist in der Bohrung mittels eines Kupfergehrungsringes 184 und eines G-ummischnurringes 185 abgedichtet. Die Matrize 183 hat einen sich konisch verjüngenden Abschnitt 186 und eine Extrusionsöffnung 187. Ein hin- und hergehender Kolben 188 ist in einer radialen Bohrung 189 in der Matrize 183 eingepaßt und führt von dem sich verjüngenden Abschnitt 186 der Matrize 183 weg. Die Kammer 181 hat eine entsprechende radiale Bohrung 190, um den Hauptschaft 181 des Kolbens 188 aufzunehmen.

Im betrieb der in Fig. 12 gezeigten Einrichtung umgibt Flüssigkeit 182 einen Barren 193 in der Bohrung 182 der Kammer 181 und wird unter Druck gesetzt. Die Flüssigkeit 192 wird auf einen solchen Druck gebracht, daß das Ende des Baxrens 193 in den sich verjüngenden Abschnitt 186 der Matrize 183 eingepreßt wird, ist aber nicht so hoch> daß der Barren 193 durch die Extrusionsöffnung 187 extrudiert wird. Der Kolben 188 wird dann zwischen der in Fig.. 12 gezeigten Stellung und einer Vorwärtsstellung, bei welcher der Kolben 188 in den sich verjüngenden ; Abschnitt 186 der Matrize 183 eindringt,' hin- und herbewegt« Beim Yorwärtshub des Kolbens 188 wird das Barrenmaterial in dem sich verjüngenden Abschnitt 186 der Matrize 183 durch die Kraft des Kolbens 188 einem zusätzlichen Druck unterworfen. Das Barrenmatcrial in dem sich verjüngenden Abschnitt 186 der Matrize 183 wird durch die Öffnung 187 unter dem kombinierten Drucksvstem extrudiert, welches von dem auf das Barrenmaterial / allseitig einwirkenden Druck mittels der Druckflüssigkeit und dem zusätzlichen örtlichen Druck auf das Barrenmaterial in dem sich verjüngenden Abschnitt 186 der Matrize 183 wegen der Kraft des Kolbens 188 gebildet wird.

009828/1092

BAD ORIGINAL

Der Kolben 188 wird bis zu seiner vorderen Grenze vorgeschoben und dann zurückgezogen. Venn der Kolben 188 zurückgezogen wird, fordert der Flüssigkeitsdruck 192 weiteres Barrenmaterial, in den sich verjüngenden Abschnitt 186 der Matrize. 183.

■I J ^; ' " *■

'Dieser Zyklus wird solange wiederholt, bis die Hauptmenge des Barrens 193 extrudiert ist.

In Fig. 17 der Zeichnung ist eine Kammer 201 gezeigt, die eine Bohrung 202 aufweist. Eine Heduziermatrizc- 203 ist in das Ende der Bohrung 202 der Kammer 201 eingeschraubt. Die Reduziermatrizo 203 wird in der Bohrung 202 mittels eines Kupforgehrungsringc-n 204 und eines Gummischnurrin^es 205 abgedichtet. Die Lüse der Reduziermatrize 203 'ist keilförmig ausgebildet und weist rwei flache, kc-nvev^i-'-rrn^e Flächen 206 auf; Ein hin- und hergehender Kolben 207 ist konzentrisch in einer Radialbohrung 208 in der Reduziermatrize 203 eingepaßt. Di':- Bohrung 208 weist einen verkleinerten Durchmesser an ihrem inneren Ende auf und bildet dort eine Extrusionsöffnung 209. Der Kolben 207 weist cir.cn kleineren Durchmesser auf als der Innendurchmesser äcv intrusions*:5£fnung 209. Die Kammer 201 besitzt ein·. R-idialbohrunr 2V">, die der Radialbohrung 203 in der Reduziormatrize 2ⁿ~ 'r.it.-pricht.

Im Bt-tr i .b der in Pig. 17 i-c_;zeigten Einrichtung wird di τάχη Barren £12 in dor Kammer 201 umgebend - Flüssigkeit 211 unter Druck .or=·-tzt. Die Flüssigkeit 211 wird auf einen selch·.η Truck gebracht, daß ixtrusim a™ SnIo d--.-s Barrens 212 in die Düse der Rc-duricrinatrize 203 auftritt, äcr Druck ist aber nicht so groß, daß Extrusion des Barrcnsiatcrials aus der Düse der Reduziorrc-'-trizr 203 durch dir Extrusionsöffnung 209 um den Kolben 207 vcrk )r.r.i." η ^vürde. Der Kolbon 2 Zl wird zv.'ischen der in Fig. gezeigten Lag und einer vorderer! Lage, in v/elcher der Kolben 207 in di·". X: ε ο der Reduzirrmatrisc 203 hineinreicht, hin- und

009828/1092

BAD ORIGiNAL

-28 - '

herbewegt. Beim Vorwärtshub des Kolbens 207 wird das Barrenmaterial in der Düse der Reduziermatrize 203 einem zusätzlichem Druck durch die Kraft des Kolbens 207 ausgesetzt- Das Barrenmaterial in der Düse der Matrize 203 wird als Rohr durch die Extrusionsöffnung 209 um den Kolben 207 extrudiert. Die Extrusion des Barrenmaterials beim Vorwär.tshub des Kolbens 207 tritt unter dem kombinierten Drucksystem auf, welches durch den allseitigen auf da.s Barrenmaterial einwirkenden Druck infolge der Druckflüssigkeit 211 und dem-zusätzlichen Druck auf das Barrenmatorial in der Düse der Reduziormatrize 203 infolge der Kraft des Kolbens 207 gegeben ist. Der Kolben wird bis zu seiner, vorderen Grenze vorgeschoben und wird dann zurückgezogen. · ^!/\fenn der Kolben 207 zurückgezogen wird, fördert der Flüssigkeitsdruck 211 weiteres Barrenmaterial in die Düse der Reduziermatrize 203. Der Zyklus wird solange wiederholt, bis die Hauptmenge des Barrens c-xtrudiert ist.

In Fig. 1-8 ist eine Kammer 221 gezeigt, die eine Bohrung 222 aufweist. Eine Roduziermatrize 223 ist in das Ende der Bohrung 222 eingeschraubt. Zum Zwecke der Klarheit der -Darstellung sind die Kammer 221 und die Reduziermatrize 223 im Halbschnitt gezeigt. Die Matrize- 223 ist_win der Bohrung 222 mittels eines Ä.upfergehrungsringes 224 und oines G-ummischnurringes 225 abgedichtet. Ein hülsenfö'rmig ausgebildeter drehbarer Matrizenblock 226 ist auf einem ortsfest angeordneten Stempel 227 drehbar itolagert. Las" Ende 228 des drehbaren Matrizenblockes 226 ist kleiner, um in den parallelwandigen Auslaß 229 der Reduziermatrize 223 hineinzupassen. Die ringförmige Endfläche 231 des Matrizenblockes 226 ist im Sinne eines festen Änschlaggliedes 230 ausgebildet. Das Anschlagglied 230 -besitzt eine vordere vertikale Fläche 232 und eine hintere geneigte Fläche 233. In der ringförmigen Endfläche 231 des Katrizenblockes 226 vor der Yorderfläche 232 des Anschlaggliedes ist eine Matrizenöffnung 234 vorgesehen. Ein länglicher G-ang 235 in dem Matrizenblock 226 führt von der Hatrizenöffnung 234 weg. Der ortsfest-ange-

009828/1092

ordnete Stempel 227 besitzt ein zugespitztes Ende 236 und ist an einem Hauptrahmen befestigt, während der Matrizenblock 226 drehbar auf dem ortsfest angeordneten Stempel 227 mittels eines nicht gezeichneten hoch belastbaren Lagers drehbar gelagert ist.

Im Betrieb der oben beschriebenen Einrichtung wird ein durch strichpunktierte Linien in der Zeichnung angedeuteter Barren 237 dem Druck der den Barren 237 umgebenden hydraulischen Flüssigkeit in der Bohrung 222 der Kammer 221 ausgesetzt. Der Flüssigkeitsdruck setzt den Barren 237 einem allseitig einwirkenden Drucksystem aus und schiebt außerdem den Barren in der Längsrichtung in die Reduziermatrize 237. Das vordere Ende des Barrens 237 wird in die Reduziermatrize 223 über das zugespitzte Ende 236 des ortsfest angeordneten Stempels 237 hineingepreßt, Der drehbare Matrizenblock 226 wird auf dem ortsfest ar>.~ g&ordneten Stempel 22? angetrieben und treibt so das Anschlagsglied 230 durch das Barrenmaterial an der Mündung der Reduziermatrize 223. Das Barrenmaterial vor dem Anschlagglied 230 wird einem zusätzlichen Drucksystem durch die Kraft des Anschlagsgliedes 230 unterworfen. Das vom Anschlagsglied 230 "durchsetzte" Barrenmaterial wird durch die Matrizenöffnung 234 extrudiert und zwar unter der kombinierten Einwirkung des allseitig auf den Barron 237 einwirkenden Druckes infolge der hydraulischen Flüssigkeit und des zusätzlichen Druckes.auf das Barrenmaterial in der Mündung der Reduziermatrize 223 infolge der Kraft des Anschlaggliedes 230. Der von dem Anschlagsglied 230 aufgebrachte Druck, der zur Beisteuerung zur Extrusion wirksam ist, wirkt in dem Barrenmaterial in der Richtung zur Matrizenöffnung 234 parallel sur vertikalen vorderen Fläche 232 des Anschlagsgliedes 230. DLo Spannung ist ungefähr die Flächen- oder Normalspannung (6), cLto vorn Anschlagsglied 10 auf das Barrenmaterial aufgebracht •»rird, wenigor die aus br ingungs spannung (Y) des Barrenmaterials.

009828/1092

BAD ORIGINAL

In den Anordnungen nach Fig. 1_r 4, 6 und 7, "bei welchen die Matrizenöffnung in dem Matrizenglied sitzt, welches von der FLäohe des drehbaren Matrizenblockes hervorsteht, ist das am Matrizenglied erreichbare Extrusionsverhältnis gleich dem Verhältnis der Größe der Fläche des Matrizengliedes zu der Größe der Matrizenöffnung. Sin Extrusionsverhältnis an dem Matrizenglied, welches sich dem fy'ert 1 : 1 nähert, würde eine Größe der Matrizenöffnung erforderlich machen, die ungefähr gloich der Größe der Fläche des Matrizengliedes ist, was bedeuten würde«, daß das Matrizenglied unpraktisch dünnwandig sein müßte·. Anders ausgedrückt, ist in den Einrichtungen nach den Fig. 1,4,6 und 7 die Größe der Matrizenöffnung und daher das erreichbare Extrusionsverhältnis durch die Größe des Matrizengli-des beschränkt. Diese Beschränkung tritt nicht in der Einrichtung nach Fig. 18 auf, da die Matrizenöffnung 234 getrennt von dem Anschlagsglied 230 ist, so daß die Größe der Mstrizenöffnung nicht durch die Größe des Anschlagsgliedes 230 bestimmt wird. Daher kann in der Einrichtung nach Fig. 18 ein üxtrusionsverhältnis von 1 : 1 oder sogar weniger an der Matrizenöffnung 234 erzielt werden.

Das - an der Matrizenöffnung 234 erzielbare Extrusionsverhältnis hängt von der Größe der Torderfläche 232 des iinschlagegliedes 230 relativ zur Größe der üatrizenöffnung 234 ab. Es ist die Größe der Vorderfläche 232 des Änschlagsgliedes 230, welche wichtig ist, während die Gestalt der Fläche 232 des Anschlagsgliedes 230 innerhalb gewisser Grenzen keinen Einfluß hat. Dieser Faktor schafft einen Vorteil in der Anordnung nach. Fig. 18, der am besten durch Betrachtung zweier Beispiele erläutert werden kann. ,·

a) Der erste Fall ist der, daß die Vorderfläche 232 des Anschlaggliedes 230 hoch und schmal ist, beispielsweise wo die Höhe der Fläche 232 beinahe gleich oder größer ist als die Breite. In diesem Fall wird das Auslaßende de-r Reduzier-

009828/1092

BAD ORIGINAL

matrize 223 schmal verglichen mit dem Einlaßende gewählt und der Barren muß einer beträchtlichen anfänglichen Verjüngung in der Reduzierini?trize 223 unterworfen werden, was die Anwendung eines relativ hohen Druckes in der auf den Barren in der Kammer 221 einwirkenden Flüssigkeit erforderlich macht.

b) Im zweiten Pail sei die Fläche 232 des Anschlagsgliedes

230 von gleicher Größe eis im Fall a) (um dasselbe Extrusionsverhältnin an der Matrizenöffnung 234 zu erzielen), aber die Fläche 232 ist rclati\^r wenig hoch und dafür breit (beispielsweise wie in Fig. 18 gezeigt). In diesem Fall ist die Breite des Auslaßendes der Reduziermatrize 223 größer als im Fall a), ä und die anfängliche Verjüngung des Barrens in der Matrize 223 ist geringer. Daher ist der in der Flüssigkeit auf den Barren in der Kammer 221 erforderliche Druck geringer als im,Fall a), während in beid«η Fällen das gleich Gcsamtextrusionsverhältnis zwischen Barren und Produkt ersielt wird. Der geringere, erforderliche Flüssigkeitsdruck in der Kammer 221 führt zu einer Kostenvorminderung für die Kammer 221.

In der Einrichtung nach Fi_$s.18 erstreckt sich eine Brhrung 238 in Längsrichtung durch d«r-n Platrizenblock 226. Diese Bohrung 238 führt zur rückwärtigen Fläche 233 des Anschlaggliedes 230. Während des Betriebes der Einrichtung nach Fig. 18 wird Schmiermittel durch die- Bohrung 238 mit niedrigem Druck gefördert. Zwi- f sehen dem B-irrenmatc-rial und der rückwärtigen Fläche 233 des Anschlagstucke^s 230 entsteht ein Spalt, wenn der Barren extrudiert wird. T)-s Schmiermittel dringt in di-'sen Spalt aus der Bohrung 238 ein und verteilt sieh -auf der ringförmigc-n Endfläche

231 des M-.trizenblockes 226, so daß auch die Endfläche 231

und das durch die H-;.trize extrudierte Material mit Schmiermittel versorgen v:ird. Diese art der Schr.iermittclversorgung ist auch in den Einrichtungen nach Fig. 1, 4, 6 und 7 anwendbar.

009828/1092

BAD ORfQSNAL

Die Fig. 19 und 20 zeigen Modifikationen der Einrichtungen nach Fig. 18. . ■ ·

In Fig. 19 hat der Matrizenblock 226 drei Anschlagsgitter 230 auf seiner ringförmigen Endfläche 231. Vor jedem Anschlagsglied 230 ist eine Matrizenöffnung 234 Torgesehen. Mehrfache Mntrizenglieder können auch in den Anordnungen nach Fig. 2, 4, 6 und 7 angewendet werden.

In Fig. 20 sind drei Matrizenöffnungen 234 in der ringförmigen Endfläche 231 des Matrizenblockes 226. vor dem Anschlagsglicd 230 vorgesehen.

Die Fig, 21 und 22 zeigen eine Anpassung einer Einrichtung in der Art nach Fig. 18 an die herstellung von Rohren.

In der Anordnung nach Fig. 21 und 22 wird eine brückenartige Matrize verwendet. Eine Matrizenhöhlung 239 wird in die ringförmige Endfläche 231 des Matrizenblockes 226 vor dem Anschlagsglied 230 angebracht. Wie aus Fig. 22 ersichtlich, umfaßt der Hohlraum 239 einen zylindrischen Einlaß 240 und eine sich konisch verjüngende Düse 241, die zu einer Matrizenöffnung

242 führt. Von diesor führt ein Gang 243 durch den Matrizenblock 226. Ein Dorn 244 besitzt kreuzförmig angeordnete Arme 245, die in dem zylindrischen Einlaß 240 des Matrizenhohlraumes 239 sitzen, so daß der Dor-n 244 konzentrisch in der Matrizenöffnung 242-festgehalton wird. Beim Betrieb der Einrichtung"wird Barrenmaterial in de-n ilatrizenhohlraum 239 extrudiert, wobei das Material an den kreuzförmig angeordneten Armen 245 des Domes 244 vorbeiwandert. Das B-.rrenmateri.l vereinigt sich wieder in der Düse 241 des Matrizenhchlraumes 239 und extrudiert durch di-3 Matrizenöffnung 242 um den Kern 244, so daß ein Rohr gebildet uird.

Fig. 23 zeigt die Anpassung des brückenförmig ausgebilde-ten M-itrizentyps der Fig. 21 und 22 auf die Herstellung von ummanteltem Draht.

009828/1092

BAD ORIGINAL

Wie in den Fig. 21 und 22 besitzt der Matrizenhohlraum 239 einen zylindrischen Einlaß 240, eine sich konisch verjüngende Düse 241 und eine Matrizenöffnung 242 in der ringförmigen 'Endfläche 231 des Matrizenblockes 226 vor dem Anschlagsglied 230. Ein Dorn 244 wird mittels kreuzförmig angeordneten Armen 245, die in dem zylindrischen Einlaß 240 des Matrizenhohlraumes 239 sitzen, gestützt. In der Einrichtung der Fig. 23 hört jedoch der Dorn 244 in der Kehle 241 des Matrizenhohlraumes 239 kurz vor der Matrizenöffnung 242 auf. Ein länglicher Gang 246 in dem Matrizenblock 226 steht mit einem Gang 247 in Verbindung, der radial durch einen der Arme 245 des Dorns 244 und dann in Längsrichtung durch den Dorn 244 hindurchführt.

Beim Betrieb der Einrichtung nach Fig. 23 wird zu ummantelnder Draht 248 durch den Längsgang 246 in dem Matrizenblock 226 und dann durch den Gang 247 in dem Arm 245 und den Kern gefördert. Der Draht 248 kann von einer Spule, die unterhalb des Matrizenb¹ ockes 226 angeordnet ist, abgezogen werden. Das Barrenmaterial extrudiert in den Matrizenhohlraum 239, wobei es an den Armen 245 des Kerns 244 vorbeigelangt. Das Barrenmaterial kommt in der Düse 241 des Matrizenhohlraumes 239 zusammen und extrudiert durch die Matrizenöffnung 242 um den Draht 248. Der Draht wird mit dem extrudierenden Barrenmaterial mitgezogen.

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

Patentansprüche

009 828/1092 bad original

Claims (5)

69 164 Zw/Schm 5. Dez. 1969 Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Produkts reduzierten Querschnitts aus einem Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß Druck auf die Hauptmasse des Werkstückes und ein zusätzlicher Druck in einem örtlichen Bereich des Werkstückes aufgebracht werden, so daß das Werkstück in dem örtlichen Bereich einer so großen Beanspruchung unterliegt, daß es durch eine Öffnung fließt, welche den Querschnitt des Guts bestimmt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des zusätzlichen Druckes in dem örtlichen Bereich des Werkstückes ein Werkzeug dient, dessen Arbeitsfläche einen kleineren Querschnitt aufweist als das Werkstück, Und daß das Werkzeug in einem geschlossenen zyklischen Pfad bewegt wird, wobei die Arbeitsfläche des Werkzeuges in Druckkontakt mit dem Werkstück während mindestens eines Teils des zyklischen Pfades gehalten wird, so daß das Material des Werkstückes in dein örtlichen Bereich vor der Arbeitsfläche des Werkzeuges dem zusätzlichen Druck unterlieg' und durch die den Querschnitt des Guts bestimmende Öffnung geformt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck auf die Hauptmasse im Hinblick auf Verringerung des Querschnittes des Werkstückes an bestimmter Stelle des Werkstückes angewendet wird, und daß das Werkzeug

009828/1092

BAD ORIGINAL

eine Materialbearbeitungsfläche für diese Stelle des Werkstückes besitzt und so bewegt wird, daß das Material des Werkstückes in. dem Bereich vor der Arbeitsfläche des Werkzeuges einem zusätzlichen Druck unterliegt und durch die den Querschnitt des Guts bestimmende Öffnung geformt wird.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekonnzeichnet, daß eine Einrichtung zur Erzeugung von Druck auf die Hauptmasse des Werkstückes und eine zweite Einrichtung zur Erzeugung eines zusätzlichen Druckes in einem örtlichen Bereich des Werkstückes vorgesehen sind, so daß das Werkstück in dem örtlichen Bereich einer so großen Beanspruchung unterliegt, daß es durch eine Öffnung fließt, welche den Querschnitt des Guts bestimmt.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung des zusätzlichen Druckes im örtlichen Bereich des Werkstückes ein Werkzeug mit einer Arbeitsfläche vergesehen ist, die kleiner ist als die des Werkzeuges, und daß das Werkzeug in einem geschlossenen zyklischen Ffal so bewegbar ist, daß die Arbeittflsche des Werkzeuges im Druckkontakt mit dem Werkstück während mindestens eines Teils des zyklischen Pfades gehalten wird, wcbei 3as Material des Werkstückes in dein örtlichen -Bereich vor der .'rbeitsflache "des Werkzeuges dem zusätzlichem IVuek ausgesetzt ist und durch die den Querschnitt des Guts bestimmende Öffnung geformt wird.

6» Verrichtung nach Anspruch 4 oder r, dadurch ^Kennzeichnet, -1ai3 ein Behälter einen Abschnitt mit kleinerer. Querschnitt als d'is Werkstück auf v/eist, .la 3 eine ^inri^ktmu zur Anlage v:n Γ-rucic auf das './trkstück ir. cleni Behälter vorgesehen ift., s? dal? in der Haurt:.iasse dee Werkstückes der Druck erzeugt wird, und ein Teil ies Werkstückes in der. Abschnitt ir.i* kleinere:.: Durchmesser des Eenältei's eingepreßt wird, daß ein Werkzeug eine Arbeitsfläche aufweist, die zur

00982871092

BAD ORIGiNAL

Bearbeitung des Teils des Werkstückes dient, welche in dem Abschnitt kleineren Querschnitts des Behälters liegt, und daß eine Antriebseinrichtung des Werkzeugs vorgesehen ist, so daß das Material des Werkstückes in dem Abschnitt kleineren Querschnitts des Behälters vor der Arbeitsfläche des Werkzeuges einem zusätzlichen Druck ausgesetzt ist und durch eine den Querschnitt des Guts bestimmende Öffnung geformt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug ein rotierendes Glied umfaßt, welches einen hervorstehenden Werkzeugteil mit einer Materialbearbeitungsfläche aufweist, und daß eine Einrichtung zum Antrieb des drehbaren Gliedes vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Behälters ein sich auf einen kleineren Durchmesser verjüngendes Ende aufweist, daß eine Einrichtung zur Anlage von Druck auf das Werkstück in dem Behälter vorgesehen ist, so dal; eine Druckbeanspruchung in der Hauptmasse des Werks+ückes auftritt, und das entsprechende Ende des '..'erkstückes in das sich verjüngende Ende der Bohrung des Behälters eingepreßt wird, und da£ die Endfläche des rotierenden Gliedes in Kontakt mit dem vorderen Ende des Werkstücks in dem sich verjüngenden Ende der Bohrung des Behälters steht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Guts bestimmende öffnung in der Katerialbearbeitungsfiäche des '«/erkzeuggliedes eingearbeitet ist.

IC. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die den C/aerscanitt des Guts bestimmende Öffnung in der Fläche des rotierenden Gliedes vor der Arbeitsfläche des vorstehenden Werkzeuggliedes,' das aus einer

009828/1092

BAD ORIGfMAL

festen Form besteht, eingearbeitet ist.

11. Vorrichtung nach Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das drehoare Glied eine Mehrzahl von hervorstehenden Werkzeuggliedern aufweist, die jeweils eine· zugeordnete Öffnung zur Bestimmung des Querschnittes des Guts besitzen.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Öffnungen zur Bestimmung des Querschnittes des Produktes in der Fläche des drehbaren Gliedes vor der Arbeitsfläche des hervorstehenden Werkzeuggliedes eingearbeitet sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zur Förderung von Schmiermittel zur Fläche des drehbaren Gliedes hinter dem vorstehenden Werkzeugglied vorgesehen ist.

H. Vorrichtung nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das drehbare Glied hülsenförmig ausgebildet und um einen ortsfesten Stempel drehbar gelagert ist, daß das Werkzeugglied als Vorsprung aus der ringförmigen Endfläche des hülsenförPiig ausgebildeten drehbaren Gliedes ausgebildet ist, und daß das drehbare Glied mit dieser ringförmigen Endfläche und das entsprechende Ende des ortsfest angeordneten Stempels in Kontakt mit dem Werkstück stehen.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende des ortsfest angeordneten Stempels zugespitzt ist, webei der auf das Werkstück in dem Behälter einwirkende Druck d i.e Förderung des Materials des Werkstücks über das zugespitzte Ende des ortsfesten Stempels in die Region der ringförmigen Endfläche des hülsenförmig ausgebildeten drehbaren Gliedes bev/irkt.

009 828/1092

BAD ORIGINAL

16. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dorn koaxial in dem Behälter gehalten wird, um die Vorrichtung zur Verarbeitung eines rohrförmigen Werkstückes geeignet zu machen, welches um den Dorn in dem Behälter paßt, daß der auf das V/erkstück in dem Behälter ausgeübte Druck die Förderung des Materials des Werkstückes in das sich verjüngende Emde der Bohrung des Behälters um den Kern bewirkt, und daß die Endfläche des drehbaren Gliedes in Kontakt mit der ringförmigen Endfläche des Barrens in dem vorderen Teil des sich verjüngenden Endes der Bohrung des Behälters gehalten wird, so daß das Werkzeugglied, welches von der Endfläche des drehbaren Gliedes hervorsteht, in einem kreisförmigen Pfad bewegt wird und die ringförmige Endfläche des Werkstückes übersteigt.

17. Vorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug einen hin- und hergehenden Stempel umfaßt, daß eine Einrichtung zum Hin- und Herbewegen des Stempels innerhalb bestimmter Grenzen vorgesehen ist, wobei beim Vorwärtshub des Stempels die Fläche des Stempels unter Druck in das Werkstück eingepreßt wird, so daß das Material, des Werkstückes in dem örtlichen Bereich vor der fläche des Stempels einem zusätzlichen Druck ausgesetzt ist und durch eine von dem Behälter wagführende Öffnung verformt wird, und wobei beim Rückwärtshub des Stempels, der auf die Kauptnasse des Werkstückes einwirkende Druck das Material des Werkstückes fördert, damit das während des vorhergehenden Vorwärtshubes des Werkzeuges verfcrmte Material ersetzt wird.

18. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung des Behälters sich am Ende auf einen kleineren Durchmesser verjüngt, daß eine Einrichtung zur Druckerzeugung auf das Werkstück in dem Behälter vorgesehen ist, so daß eine Druckbeanspruchung in der Hauptmasse des "Werkstückes erzeugt und das entsprechende Ende des Werkstückes in das sich verjüngende Ende der Bohrung des Behälters eingepreßt wird, daß

009828/1092

^BAD original

das V^rerkzeug einen hin- und hergehenden Stempel aufweist, dal? ein·? Einrichtung zur Hin- und Herbewegung des Stempels innerhalb von Grenzen vorgesehen ist, wobei beim Vorwärtshub des Stempels die Fläche des Stempels unter Iruck in das Material des Werkstückes in dem sich verjüngenden linde der Bohrung des Behälters eingepreßt wird, so daß das Material des W-nvstuCkes in dem örtlichen Bereich vor der Fläche des 3t<~:;pels einer zusätzlichen Bruckbeanspruchun^ unterworfen ist und durch eine aus de χ sich verjüngenden Ende d-.s Behälters herausführende öffnung ν er formt wird, ur.d wrboi bi.-in Hückwärtshub des Stempels die Druckbeanspruchung auf :lie Hauptmasse des ".'erkstückes einwirkt und weiteres Material ir: das sich verjüngende Dnde der Bohrung des Behälters fördert, ui.i das "während des vorhergehenden Hubes des Stanzstempels extrudierte Material zu ersetzen.

19. Verrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da;., .iic P- hrunp des Behälters ein sich verjüngendes Ende aufweist, .·,·.]rhes zu einer zweiten Kammer kleineren lurchrnüss-rs fuhrt, iii< eine Einrichtung rur Aufbringung v>n Truck auf das »/"err stück in de.i.\ Behälter vorgesehen iyt, se dai? tin-Truokbt-.ί.ί'; ruchunj. in der H&u; +n.asue jes \/erkefJokes frzeuj?⁴. und dai? iiitiSrrechenäe -r.de Ί.,ο '·,'-rkstückes durch ias.sich vcrjüngeni« EtA-:- der Bohrung un' des Peh-ilters in lie :;·.·.·-.ite Kan.K:er iiir.-ingcrreist v.'ird, 6-λ~ i^i3 V/trkceug eiiit-n hin- ui.i hergehendi-n otti.pel aufvr---ii?t-, da:, ^i:.*.- Einrichtui.g z^' Hin- und HcrVi'wegurij; des 3terirels ."wisoiien 'jrenn:·=>η VDr^st-hen i,-"¹ , '.•.•■-"bei reir.. V-rwürtshub 3es ct-::.V"ls äic Fl?-?he des Stempel? unter rruci·: ir. das Kai:rial ά·^:s '■·.-:rkstückt-s in der zweiten K-'U.;n:er · i ?.jvpreßt wir·!, so da.-- ias !'atc.rial i<.s '»•frkstuckc.s in dor .:·..·-.-;.te:: I'an.^er eiuer rusr-itzlichwr. Z>ruci-:bil':3tu:.g ur.terv;^rfön v.-ir-J und durch eine Cffnur,,-· verf-rittt wird, v/tlche vrn der zwi-i\:i i'r-sr:;m.er v;egführt ".nd den Querscnnitt des zu eracugondc-n Gutes bestirnt, uri w^Vei beim Rückwärtshub des Stempels -Me Truckbeänspruckung auf lie Hauptmasse des Barrens bzw. Pfr.pfens weiteres Material von dem V/erkstück in die zweite Kammer durch das sich verjüngende Sude der

009828/1092

Bohrung des Behälters fördert.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekenn-, zeichnet, daß der Stempel senkrecht in die Frontendfläche des Werkstückes am vorderen Teil des sich verjüngenden Endes der Bohrung des Behälters eintritt,

21. Vorrichtung nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel in axialer dichtung in die Frontendfläche des Materials des Werkstückes in der zweiten Kammer eindringt.

22. Vorrichtung nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daio der Stempel durch die Seitenwandung des sich verjüngenden Endes der Bohrung des Behälters hindurchgeführt ist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 17, 18, 19,

20, 21 und 22, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Produktes bestimmende Öffnung in dem hin- und hergehenden Stempel vorgesehen ist und von der Vorderflä.che des Stempels wegführt.

24. Vorrichtung nach Anspruch 2C, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Guts bestimmende Öffnung in der Seitenv/andun^r des sich verjüngenden 3ndes der Bohrung des Behälters vorgesehen ist.

25. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die den (Querschnitt des Produktes bestiruiende Öffnung se angeordnet ist, dai? sie axial von dem vorderen Ende des sich verjüngenden Endes der Bohrung des Behälters wegfuhrt.

009828/1092

BAD ORIGINAL

— q. \ —

26. Vorrichtung nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel einen kleineren Durchmesser aufweist, als der Innendurchmesser der zweiten Kammer, und daß die den Querschnitt des Produktes bestimmende Öffnung durch die ringförmige Fläche zwischen dem Stempel und der Wandung der zweiten Kammer bestimmt wird.

27. Vorrichtung nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel in das sich verjüngende Ende des Behälters durch einen "Kanal in der Wandung des Behälters eingeführt wird, und daß der Stempel einen kleineren Durchmesser aufweist als der Innendurchmesser dieses Kanals, wobei die Öffnung, welche den Querschnitt des herzustellenden Produktes bestimmt, durch den ringförmigen Raum zwischen dem Stempel und der Wandung des Kanals bestimmt wird.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7,8,10,14,15, 16,17,18,19,20,21,22,23,24 und 25, dadurch gekennzeichnet, daß die den Querschnitt des Produktes bestimmende öffnung einen axial gehaltenen Dorn uiafaßt zur Herstellung eines Rohres durch Extrusion des Tiafcerials des Werkstückes durch die öffnung um den Dorn herum.

29. Vorrichtung nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß ein Kanal axial durch den Dorn führt und die Förderung von Draht durch den Dorn zuläßt, wonach der Draht von dem durch die Öffnung um den Dorn extrudierten Werkstück im Sinne eines Verbundgusses ummantelt wird.

0 0 9 8 2 8/1092 BAD ORIGINAL