DE19717026C2 - Strangpreßvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Strangpreßvorrichtung zur Herstel­ lung von Hohlprofilwerkstücken aus Metall gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Mittels derartigen bekannten Strangpreßvorrichtungen herge­ stellte Strangpreßhohlprofile werden als Meterware im Warmzu­ stand gepreßt und nach ihrer Abkühlung gereckt. Dieses Recken ist notwendig, da ein warmgepreßtes Profil beim Abkühlen einer Materialverwerfung und -schrumpfung unterliegt, so daß eine Veränderung der äußeren Dimensionen des Strangpreßprofils ein­ tritt, was zu einer Nichteinhaltung der geforderten Maße führt. Zum Recken des Strangpreßprofils werden an dazu vorgesehenen Abschnitten an den Enden der Strangpreßprofile sogenannte Spannzangen angesetzt. Nach dem Recken werden diese Abschnitte zum Ansetzen der Spannzangen entfernt und das Profil wird auf das Bestellmaß zugeschnitten. Nach dem Zuschnitt liegen die Profile verbaubar bzw. für eine weiter Bearbeitung bereit. In letzterem Fall wird das Strangpreßhohlprofil beispielsweise mittels eines bekannten Biege- oder Formgebungsverfahren in die gewünschte Form gebracht.

Dazu ist es aus der DE 44 25 984 A1 bekannt, ein Strangpreß­ hohlprofil in eine dem herzustellenden Bauteil entsprechende Form einzulegen und dann durch Einleiten eines Druckmediums in den Hohlraum des Strangpreßhohlprofils bis in Anlage an die Formfläche auszubauchen bzw. aufzuweiten, wobei das zugeführte Druckmedium temperiert ist, so daß der zu verformende Wandbe­ reich des Strangpreßhohlprofils kontrolliert auf eine über der Umgebungstemperatur liegende Temperatur gebracht wird, um die Verformbarkeit des metallischen Werkstoffs zu verbessern.

Aus der DE 43 29 812 A1 ist bekannt, einen in Bolzenform gegos­ senen Rohling aus Aluminiumlegierung in eine Gießkammer einzu­ setzen, in der der Rohling induktiv auf eine Temperatur erhitzt wird, die höher ist als die Erstarrungstemperatur, jedoch nied­ riger als die Schmelztemperatur der Aluminiumlegierung. Dieser teils flüssige, teils feste Rohling wird dann mittels Betäti­ gung eines Gießkolbens aus der Gießkammer in den Hohlraum einer Form eingepreßt, wo der Rohling einen gekühlten Dorn zur Aus­ bildung einer Bohrung in dem herzustellenden rohrförmigen Kör­ per umfließt.

Aus der Kunststoffverarbeitung ist das sogenannte Extrusions­ blasformen bekannt (vgl. Extrusionsblasformen, VDI-Verlag, Düs­ seldorf, 1979, S. 3ff), bei dem ein schlauchförmiger Vorform­ ling extrudiert wird und mittels in das Innere des schlauchför­ migen Vorformlings zugeführter Blasluft ohne thermische Zwi­ schenbehandlung im thermoplastischen Zustand zum Fertigteil ausgeformt wird.

Aus der DE-OS 24 56 491 ist ein Verfahren zur Herstellung von nahtlosen dünnwandigen Rohren bekannt, worin der Rohrrohling nach dem Preßvorgang der Einwirkung eines Innendrucks ausge­ setzt wird, um dem Rohr eine gewünschte Form zu verleihen. Das Anlegen des Innendrucks an den Rohrrohling erfolgt beispiels­ weise durch eine Flüssigkeit, ein Gas oder Dampf, die ins Inne­ re des Rohrrohlings unter Druck zugeführt werden. Dabei wird der Rohrrohling in ein Formwerkzeug eingebracht, bei dem die Form und Abmessungen des Innenraums der geforderten Form und den Abmessungen des Rohres entsprechen. Insbesondere kann das Anlegen des Innendrucks unter Erwärmung vorgenommen werden.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Strangpreßvorrichtung bereitzustellen, durch die zur Herstellung von Hohlprofilwerkstücken aus Metall ein kontinuierlicher Preßprozeß mit einer verbesserten Stück­ zahlfertigung ermöglicht wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Strangpreßvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruches 1 vorgeschlagen. Demnach ist eine Mehrzahl von Formwerkzeugen vorgesehen, die wechselweise zur Aufnahme eines Strangpreßhohlprofils und dessen Formgebung an der Austrittsöffnung der Matrize anschließend anordenbar und zur Kühlung und Freigabe des geformten Strangpreßprofils von der Matrize entfernbar sind. Diese Ausgestaltung der erfin­ dungsgemäßen Strangpreßvorrichtung verhindert, daß die Freigabe und Abtrennung des geformten Strangpreßprofils die Preßge­ schwindigkeit der Strangpreßvorrichtung beeinträchtigt. Indem mehrere Formwerkzeuge wechselweise an der Austrittsöffnung der Matrize anschließend angeordnet werden, ist ein kontinuierli­ cher Preßprozeß mit integrierter Warmformgebung des strangge­ preßten Hohlprofils möglich.

In Ausgestaltung der Erfindung sind die Formwerkzeuge in Art eines Rotationswechselsystems in Strangpreßrichtung hinter der Matrize angeordnet, oder sie sind als lineares Verstell- und Verschiebesystem in Strangpreßrichtung hinter der Matrize ange­ ordnet.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein an eine Aus­ trittsöffnung der Matrize anschließendes Formwerkzeug vorgese­ hen, wodurch eine präzise Formgebung des Strangpreßhohlprofils gewährleistet ist. Dieses Formwerkzeug ist vorteilhafterweise wenigstens zweiteilig ausgebildet, um eine Freigabe des geform­ ten Strangpreßhohlprofils zu erleichtern.

In Ausgestaltung der Erfindung ist ein Dorn mit einer mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Bohrung vorgesehen, die mit dem Inneren des Strangpreßhohlprofils in Verbindung steht. Dadurch wird eine besonders einfache Zuführung des Druckmediums in das Innere des Strangpreßhohlprofils gestattet.

In anderer Ausgestaltung der Erfindung ist die Matrize eine Hohlkammermatrize, die eine mit einem Druckmedium beaufschlag­ bare und mit dem Inneren des Strangpreßhohlprofils in Verbin­ dung stehende Verbindung aufweist, wodurch ebenfalls eine be­ sonders einfache Zuführung des Druckmediums in das Innere des Strangpreßhohlprofils gestattet wird.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnung ausführlich erläutert.

Fig. 1 zeigt in seitlicher Ansicht einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Strangpreßvorrichtung mit einem an die Austrittsöffnung der Matrize anschließenden Formwerkzeug.

Fig. 2 zeigt die Strangpreßvorrichtung der Fig. 1 in verklei­ nerter Darstellung mit einer Mehrzahl von in Strang­ preßrichtung hinter der Matrize angeordneten Formwerk­ zeugen.

Fig. 1 zeigt eine in Längsrichtung geschnittene erfindungsge­ mäße Strangpreßvorrichtung 1 zur Herstellung von Hohlprofil­ werkstücken aus Metall mit einer einen Hohlraum zur Aufnahme von Metallwerkstoff 4 umfassenden Preßkammer 2 und mit einem in der Preßkammer 2 geführten Preßstempel 6, der durch eine Längs­ bewegung (in der Darstelllung der Fig. 1 nach links) den Me­ tallwerkstoff 4 verdichtet.

An dem in Preßrichtung des Preßstempels 6 liegenden kopfseiti­ gen Ende der Preßkammer 2 ist eine den Hohlraum der Preßkammer 2 abschließende Matrize 8 mit einer Austrittsöffnung 10 in ei­ nem Querhaupt 12 angeordnet. In dem Hohlraum der Preßkammer 2 ist ein im wesentlichen konzentrisch zu der Austrittsöffnung 10 der Matrize 8 angeordneter Dorn 14 vorgesehen, der an seinem in Strangpreßrichtung liegenden Ende eine konische Verjüngung 18 aufweist, die sich bis in die Austrittsöffnung 10 der Matrize 8 erstreckt. Der Dorn 14 weist des weiteren eine in Längsrichtung des Dorns 14 verlaufende durchgehende Bohrung 16 mit einer Mün­ dung an dem konisch verjüngten Ende auf.

Zur Herstellung eines Strangpreßprofils wird der in der Preß­ kammer 2 befindliche Metallwerkstoff durch den Preßstempel 6 verdichtet und um den Dorn 16 durch die Austrittsöffnung 10 der Matrize 8 gepreßt, wodurch ein Strangpreßhohlprofil 20 ent­ steht, dessen Querschnitt von der Form der Austrittsöffnung 10 abhängt.

Erfindungsgemäß wird direkt im Anschluß an den Preßvorgang durch die Bohrung 16 des Dorns 14 in das Innere 22 des Strang­ preßhohlprofils 20 ein (nicht näher dargestelltes) Druckmedium zugeführt, wodurch eine expansive Formgebung des Strangpreß­ hohlprofils 20 erfolgt. Dabei kann es sich um eine freie Expan­ sion handeln oder um eine durch ein Formwerkzeug begrenzte Ex­ pansion, wie dies im Beispiel der Fig. 1 dargestellt ist.

Erfindungsgemäß ist in dem in Fig. 1 dargestellten Ausfüh­ rungsbeispiel ein Formwerkzeug W1 vorgesehen, das mit einer Öffnung an die Austrittsöffnung 10 der Matrize 8 anschließt so daß das aus der Öffnung 10 austretende Strangpreßhohlprofil 20 in das Innere des Formwerkzeugs W1 eingeleitet wird. Bei der anschließenden Druckbeaufschlagung durch die Bohrung 16 des Dorns 14 erfolgt eine Expansion des Strangpreßhohlprofils 20 bis in Anlage mit der durch das Innere des Formwerkzeugs W1 vorgegebenen Hohlform, so daß das Strangpreßprofil 20 die in der Zeichnung gestrichelt dargestellte Endform 20' annimmt.

Das Formwerkzeug W1 ist vorteihafterweise mehrteilig, insbeson­ dere zweiteilig, ausgebildet, so daß mittels einfachem Abheben der Formwerkzeugteile im Sinne der eingezeichneten Doppelpfeile das geformte Hohlprofilwerkstück freigegeben wird.

Erfindungsgemäß wird somit ein Strangpreßhohlprofil 20 aus der Prozeßwärme heraus im Strang durch Warmformgebung nachgeformt. Dadurch wird erreicht, daß das im kalten Zustand nur mit Son­ derwerkstoffen verformbare Strangpreßhohlprofil ohne zusätzli­ che Erwärmung, also nur mit der Prozeßwärme des Strangpreßvor­ gangs, verformt wird. Zum Aufbau des Innenhochdrucks im Inneren des Strangpreßhohlprofils kann ein beliebiges geeignetes, bei­ spielsweise gasförmiges oder flüssiges Druckmedium verwendet werden, das über ein Brückenwerkzeug oder, wie im Ausführungs­ beispiel der Fig. 1 dargestellt, durch eine Bohrung des Dorns maschinenseitig während des Strangpressens zugeführt wird.

Erst nach der erfindungsgemäßen Warmformgebung wird der Preß­ strang von dem Strangpreßhohlprofil mechanisch, thermisch oder fluidisch abgetrennt. Da dieser Trennvorgang die Preßgeschwin­ digkeit nicht beeinflussen sollte, wird erfindungsgemäß eine Mehrzahl von Formwerkzeugen W1, W2, W3 vorgesehen (vgl. Fig. 2), die wechselweise zur Aufnahme eines Strangpreßhohlprofils und dessen Warmformgebung an der Austrittsöffnung 10 der Matri­ ze 8 anschließend anordenbar sind und zur Kühlung und Freigabe des geformten Strangpreßhohlprofils von der Matrize entfernbar sind.

In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel sind drei Formwerkzeu­ ge W1, W2, W3 vorgesehen, die als lineares Verstell- und Ver­ schiebessystem in Strangpreßrichtung hinter der Austrittsöff­ nung 10 der Matrize 8 angeordnet sind. Die Formwerkzeuge W1, W2, W3 sind entlang einer durch den Pfeil P dargestellten Kühlstrecke im Sinne der gestrichelt eingezeichneten Pfeile verschiebbar angeordnet, wobei das jeweils letzte Formwerkzeug der Reihe (in der Darstellung der Fig. 2 das Formwerkzeug W3) aus der linearen Anordnung heraus in die Ausgangsposition im Anschluß an die Austrittsöffnung 10 der Matrize 8 zurückver­ schoben werden kann, um dort das erste Formwerkzeug der Reihe (in der Darstellung der Fig. 2 das Formwerkzeug W1) zu erset­ zen, welches sich entlang der Kühlstrecke P von der Strangpreß­ vorrichtung 1 wegbewegt. Dieses Zurückverschieben in die Aus­ gangsposition im Anschluß an die Austrittsöffnung 10 kann so erfolgen, daß das Formwerkzeug W3 im Sinne des gestrichelt ein­ gezeichneten Pfeiles als Ganzes zurückverschoben wird. Jedoch ist es auch möglich, bei einer mehrteiligen, insbesondere zwei­ teiligen Ausgestaltung der Formwerkzeuge die einzelnen Teile des in der Reihenanordnung letzten Formwerkzeuges (W3) zur Freigabe des geformten Strangpreßhohlprofils im Sinne der ein­ gezeichneten Doppelpfeile auseinanderzubewegen und separat von­ einander an das Querhaupt 12 der Strangpreßvorrichtung 1 zu­ rückzuverschieben, um sie dort zur Aufnahme und Verformung ei­ nes weiteren Stanges wieder zusammenzufügen.

In anderer, nicht dargestellter Ausgestaltung der Erfindung sind die Formwerkzeuge in Art eines Rotationswechselsystems in Strangpreßrichtung hinter der Matrize 8 angeordnet und werden vergleichbar einer Revolvertrommel sukzessive in eine an die Austrittsöffnung 10 der Matrize 8 anschließende Position be­ wegt.

Erfindungsgemäß wird somit eine Strangpreßvorrichtung bereit­ gestellt, mit der ein kontinuierliches Pressen und Warmverfor­ men von Strangpreßhohlprofilen mit dem Ergebnis einer Stückfer­ tigung am Austritt des Stranges ermöglicht wird.

Claims (6)

1. Strangpreßvorrichtung zur Herstellung von Hohlprofilwerk­ stücken aus Metall mit einem in einer Preßkammer (2) geführten Preßstempel (6), der in der Preßkammer (2) befindlichen Werk­ stoff (4) verdichtet und zur Bildung eines Strangpreßhohlpro­ fils (20) durch eine an einem kopfseitigen Ende der Preßkammer (2) angeordnete Matrize preßt, wobei beim Austritt aus der Ma­ trize (8) in ein an eine Austrittsöffnung (10) der Matrize (8) anschließendes Formwerkzeug (W1, W2, W3) eine Formgebung des Strangpreßhohlprofils (20) durch Innenhochdruck erfolgt, gekennzeichnet durch eine Mehrzahl von Formwerkzeugen (W1, W2, W3), die wechselweise zur Aufnahme eines Strangpreßhohlprofils (20) und dessen Formgebung an der Austrittsöffnung (10) der Ma­ trize (8) anschließend anordenbar und zur Kühlung und Freigabe des geformten Strangpreßhohlprofils (20) von der Matrize (8) entfernbar sind.

2. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formwerkzeuge (W1, W2, W3) in Art eines Rotations­ wechselsystems in Strangpreßrichtung hinter der Matrize (8) an­ geordnet sind.

3. Strangpreßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Formwerkzeuge (W1, W2, W3) als lineares Verstell- und Verschiebesystem in Strangpreßrichtung hinter der Matrize (8) angeordnet sind.

4. Strangpreßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß das Formwerkzeug (W1, W2, W3) wenig­ stens zweiteilig ausgebildet ist.

5. Strangpreßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß in der Preßkammer (2) zur Bildung ei­ nes Stangpreßhohlprofils (20) ein Dorn (14) mit einer mit einem Druckmedium beaufschlagbaren Bohrung (16) vorgesehen ist, die mit dem Inneren (22) des Strangpreßhohlprofils (20) in Verbin­ dung steht.

6. Strangpreßvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Matrize (8) eine Hohlkammermatri­ ze mit einer mit einem Druckmedium beaufschlagbaren und mit dem Inneren (22) des Strangpreßhohlprofils in Verbindung stehenden Bohrung ist.