DE2240148C3 - Dorn für eine hydrostatische Strangpresse zum Herstellen von Rohren mit profiliertem Innenquerschnitt - Google Patents
Dorn für eine hydrostatische Strangpresse zum Herstellen von Rohren mit profiliertem InnenquerschnittInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen für eine hydrostatische Strangpresse zum Herstellen von Rohren mit profiliertem
Innenquerschnitt bestimmten Dorn mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Hauptanspruches.
Zum Herstellen von Rohren mit glattem Innenquerschnitt ist es bekannt, einen Dorn zu verwenden, der
über einen an seinem hinteren Ende angeordneten Flansch gegen eine an der Matrize der Strangpresse sich
abstützende Hülse in Preßrichtung anlegbar ist und an dessen den hohlen Rohling durchragenden Schaftteil
sich im Matrizenbereich eine konisch verjüngte Spitze anschließt, die an der Innenwand der in diesem Bereich
verkleinerten Bohrung des Rohlings dichtend anliegt (GB-PS 12 27 154). Auch ist es bei Strangpressen
bekannt, einen Dorn mit der Innenkontur des zu pressenden Hohlprofiles entsprechend geformter Dornspitze
zu verwenden (US-PS 27 38 063). Für Wärmetauscher oder Kühlvorrichtungen benötigt man jedoch
Rohr mit profiliertem Innenquerschnitt, der von stark ausgeprägten und verhältnismäßig hohen Rippen
bestimmt ist. Wegen dieser stark ausgeprägten Innenprofilierung ist es bisher nicht gelungen, solche Rohre
mittels einer hydrostatischen Strangpresse herzustellen, weil sich im Bereich der Matrize keine befriedigende
Abdichtung erzielen ließ und dementsprechend das verwendete Druckmedium während des Strangpreßvorganges
durch die Matrize entweichen kann und damit mehr oder weniger wirkungslos wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für das Herstellen von Rohren mit profiliertem Innenquerschnitt
mittels einer hydrostatischen Strangpresse einen Dorn zu schaffen, der sowohl die gewünschte Profilgebung
als auch eine Abdichtung im Matrizenbereich der Strangpresse gewährleistet.
Diese Aufgabe wird bei einem Dorn der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Kennzeichens
des Hauptanspruches gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Da der Dorn eine eine glatte Oberfläche aufweisende konisch ferjüngte Spitze und im Übergangsbereich von
dieser Spitze zum Schaft die das Innenprofil des Rohres bildende Profilierung aufweist, kann man den Dorn vor
Beginn des eigentlichen Strangpressens und damit auch vor Beginn der Formgebung dichtend in das verengte
Ende des Rohlings einstecken, so daß ein Entweichen von Druckmedium schon zu Beginn des Strangpreßvorganges
verhindert wird. Der Dorn wird dann unter Einfluß des hydrostatischen Strangpreßdruckes im
Rohling weiter vorgeschoben, so daß sich seine Profilierung, die vorzugsweise aus eingeschnittenen
Nuten mit einem geneigt verlaufenden, zuerst zum Einsatz kommenden Bodenabschnitt besteht, in das
Material des Rohlings einschneidet und in den Formgebungsbereich der Matrize vordringt. Erst wenn
sich die Profilierung des Domes im Formgebungsbereich der Matrize befindet, wird der Dorn angehalten, so
daß der Rohling über den nunmehr feststehenden Dorn aus der Matrize ausgepreßt und dabei mit der
Innenprofilierung versehen wird.
Mit dem erfindungsgemäßen Dorn ist man in der Lage, Rohre mit ausgeprägter Innenprofilierung in
einem einzigen Durchgang aus einem rohrförmigen Rohling durch hydrostatisches Strangpressen wirtschaftlich
und befriedigend herzustellen.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Domes schematisch dargestellt,
und zwar zeigt
F i g. 1 einen Längsschnitt durch eine Strangpresse mit darin sitzendem erfindungsgemäßen Dorn während
des Strangpressens eines rohrförmigen Rohlinges zu einem Rohr mit Innenprofilierung,
Fig. 2 einen Querschnitt durch das stranggepreßte Rohr nach Linie A-A aus Fig. I,
Fig.3 eine Seitenansicht des vorderen Endes des Domes gemäß Fig. 1,
Fig.4 einen Querschnitt durch den profilierten Abschnitt des Domes nach Linie B-Baus Fi g. 3,
Fig.5, 6 und 7 Querschnitte durch mit Hilfe eines erfindungsgemäßen Domes stranggepreßte Rohre
verschiedener Querschnittsformen,
Fig. 8 einen Teilschnitt durch die Strangpresse gemäß Fig. 1, woraus zu erkennen ist, wie die konisch
verjüngte Spitze des Domes zunächst an die Innenwand der in diesem Bereich verkleinerten Bohrung des
Rohlings gedrückt wird,
F i g. 9 einen Längsschnitt einer anderen Strangpresse mit einer abgewandelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Domes, der in einem Zylinder geführt ist, und
Fig. 10 einen Querschnitt durch den das hintere Ende
des Domes führenden Zylinder nach Linie C-C aus Fig. 9.
Die in F i g. 1 dargestellte Strangpresse umfaßt eine Druckkammer 1 und eine an einem Ende dieser
Druckkammer in der selben befestigte Matrize 2.
Zwischen der Innenwand der Druckkammer 1 und der Matrize 2 ist eine Dichtung 7 vorgesehen, um ein
Auslecken von Druckmedium zu verhindern. Am anderen Ende der Druckkammer 1 befindet sich ein
nicht dargestellter, von einem Druckkolben bewegbarer Stempel, mit dessen Hilfe der Druck des in der
Druckkammer 1 befindlichen Druckmediums erhöht werden kann.
In der Druckkammer 1 befindet sich ein Zylinder 3, der zum Halten eines Domes 5 dient und mit einem
Ende an der Matrize 2 befestigt ist, während sich gegen das andere Ende dieses Zylinders 3 ein Flansch 4 des
Domes 5 legt. Dieser Zylinder 3 ist konzentrisch in der
Druckkammer 1 angeordnet, ebenso wie der Dorn 5. Der Zylinder 3 enthält radiale Durchgangslöcher 8,
während der Flansch 4 des Domes 5 mit in axialer Richtung verlaufenden Druchgangslöchern 9 versehen
ist.
Innerhalb der Druckkammer 1 befindet sich außerdem als Ausgangsmaterial für strangzupressende Rohre
ein zylindrischer Rohling 6.
Der Dorn 5 hat eine konisch verjüngte Spitze 11, an die sich ein mit Nuten 12 versehener Abschnitt und
daran ein langgestreckter zylindrischer Schaft anschließt. Der die Nuten 12 enthaltende Abschnitt ist
vorgesehen, um im Inneren der Rohre in axialer Richtung verlaufende Stege, Rippen od. dgl. zu erzeugen.
Die Spitze 11 des Domes 5 verjüngt sich kegelstumpfförmig
nach einem Winkel nc, der im Bereich von 1 bis 5° liegt, wodurch man schon zu Beginn des Strangpreß /organges
eine vollständige Dichtung zwischen der Innenseile des Rohlings 6 und der Oberfläche der Spitze
11 des Domes 5 erzielt. Der maximale Durchmesser der
kegelstumpfförmigen Spitze 11 des Domes 5 ist so gewählt, daß er geringfügig kleiner als der Durchmesser
d eines durch die tiefsten Stellen der Nuten 12 verlaufenden Kreises ist.
Zwischen der Spitze 11 und dem zylindrischen Schaft
13 befindet sich ein konischer Abschnitt 14, der eine Verbindung zwischen der Spitze 11 und dem Schaft 13
bildet und einen glatten Übergang /wischen diesen beiden Abschnitten des Domes 5 schafft. Der
Neigungswinkel dieses konischen Abschnittes 14 zur Mittellinie der Matrize 2 oder des Domes 5 kann in
Abhängigkeit vom Neigungswinkel der inneren Wand der sich erweiternden Einlaßöffnung 16 der Matrize 2
gewählt werden.
Die Anzahl der in den Schaft 13 eingeforniten Nuten
12 kann den jeweiligen Erfordernissen entsprechend gewählt werden. Beim Ausführungsbeispiel gemäß
Fig.3 und 4 sind beispielsweise insgesamt acht derartige Nuten 12 vorgesehen.
Der konische Abschnitt 14 ist vorgesehen, damit die Nuten 12 Einschnitte in der Innenwand des Rohlings 6
anbringen, wenn der Dorn 5 weiter in die Einlaßöffnung 16 der Matrize 2 vorgeschoben wird. Außerdem
unterstützt der konische Abschnitt 14 eine vollständige Abdichtung zwischen der Innenwand des Rohlings 6 und
der Außenseite des Domes 5 zu Beginn des Strangpressens. Zu diesem Zweck ist Has innere Ende des aus
Metall bestehenden Rohli..£,s b dem konischen Abschnitt
14 angepaßt.
In Fig.8 ist der Beginn des Strangpreßvorganges
dargestellt, wobei ein Dorn gemäß Fig.3 und 4 verwendet wird. Aus Fig.8 ist zu erkennen, daß das
vorgeformte kegelstumpfförmig verengte Ende 17 des Rohlines 6 im Bereich a) in dichtendem Kontakt an der
Wand der sich nach außen erweiternden Einlaßöffnung 16 der Matrize 2 anliegt, während andererseits die
Innenwand dieses Endes J7 im Bereich b) dichtend auf der konischen Spitze 11 des Domes 5 steckt, so daß eine
vollständige Abdichtung der Druckkammer 1 gegenüber der Auslaßöffnung der Matrize 2 gegeben ist
Bei der Ausführungsform gemäß Fig.9 und 10 liegt
das hintere Ende 23 des Domes 5 in einem Führungszylinder 21, wobei ein Keil 22 zwischen dem
Führungszylinder 21 und dem himeren Ende 23 des Domes 5 vorgesehen ist, der zwar eine axiale Bewegung
des Domes 5 zuläßt, jedoch ein Verdrehen desselben verhindert.
Wenn ein Rohr 20 mit nach innen vorstehenden Rippen 19 stranggepreßt werden soll, wird zunächst ein
rohrförmiger Rohling 6 mit vorgeformtem konischen Ende 17 zusammen mit Druckmedium in die Druckkammer
1 eingesetzt, welche außerdem eine Matrize 2 und einen Zylinder 3 aufnimmt. Dann wird ein Dorn 5, der
einen Flansch 4 trägt, in den Rohling 6 so weit eingeschoben, daß sich seine Spitze 11 konzentrisch in
der Auslaßöffnung 15 der Matrize 2 befindet, wodurch eine Dichtung zwischen der Innenwand des Endes 17
des Rohlings 6 und der Spitze 11 des Domes 5 einerseits
und der Außenwand der Spitze 17 und der Innenwand der Einlaßöffnung 16 der Matrize 2 andererseits erzielt
wird, so daß mit Hilfe des Druckmittels im Inneren der Druckkammer 1 ein Druck aufgebaut werden kann. Der
Dorn 5 mit dem Flansch 4 wird durch diesen Druck weiter vorgeschoben, so daß der konische Abschnitt 14
von dem die Nuten 12 ausgehen, zur Anlage an die Innenwand des Rohlings 6 kommt und die Nuten 12
dementsprechend in den Rohling 6 einschneiden. In diesem Augenblick hat der Flansch 4 gerade die
Druckkammer 1 geschlossen. Damit beginnt das Strangpressen eines mit inneren Stegen oder Rippen 19
versehenen Rohres 20. Das Druckmedium erzeugt durch die Durchgangslöcher 8 und 9 im ringförmigen
Raum zwischen der Außenseite des Domes 5, der Innenwand des Flansches 4 und der Innenwand des
Zylinders 3 und auch im ringförmigen Raum auf der Außenseite des Zylinders 3 einen gleichförmigen Druck.
Dieser Druck wird mit Hilfe eines nicht dargestellten Druckkolbens erzeugt. In Fig. 1 ist dieser hohe und
gleichförmige Druck des Druckmediums durch Pfeile angedeutet. Das Druckmedium preßt somit den
rohrförmigen Rohling 6 durch den Spalt zwischen der Innenwand der Auslaßöffnung 15 der Matrize 2 und der
konischen Spitze 11,14 des Domes 5 aus.
In einem Versuch wurde ein rohrförmiger Rohling aus Aluminium durch eine Matrize mit einer Anordnung
gemäß F i g. 1 ausgepreßt. Das fertige Rohr hatte eine Wandstärke von 0,7 mm, einen äußeren Durchmesser
von 16 mm und enthielt Rippen mit einer Höhe von 3,75 mm. Dieses Rohr wurde kontinuierlich mit einer
Geschwindigkeit von 100 m/min, aus einem rohrförmigen Aluminiumrohling mit einem Außendurchmesser
von 30 mm und einem innendurchmesser von 15 mm stranggepreßt. Der hierzu benötigte Druck war nur
20% höher als der Druck, den mpn zum hydrostatischen
Strangpressen eines gleich großen Rohres ohne innere Stege oder Rippen benötigt..
Rohre der in F i g. 5, 6 und 7 dargestellten Art mit Innenwänden verschiedener Querschnittsformen können
durch Verändern der Form des Domes und der Matrize hergestellt werden. Wenn außerdem die
inneren und äußeren Konturen der Rohre in gewisser Relation zueinander stehen sollen, kann man den in
F i g. 9 und 10 dargestellten geführten Dorn verwenden, so daß sich der Dorn nicht um seine Längsachse und
damit auch nicht gegenüber der Druckkammer verdrehen kann.
Wenn andererseits wendelförmig verlaufende innere Stege, Rippen, Grate od. dgl. in ein Rohr cingeformt werden sollen,-können die Nuten 12 des genuteten Abschnittes des Domes 5 gegenüber der Längsachse des Domes geneigt verlaufen.
Wenn andererseits wendelförmig verlaufende innere Stege, Rippen, Grate od. dgl. in ein Rohr cingeformt werden sollen,-können die Nuten 12 des genuteten Abschnittes des Domes 5 gegenüber der Längsachse des Domes geneigt verlaufen.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Dorn für eine hydrostatische Strangpresse zum Herstellen von Rohren mit profiliertem Innenquerschnitt,
der über einen an seinem hinteren Ende angeordneten Flansch gegen eine an der Matrize
sich abstützende Hülse in Preßrichtung anlegbar ist und an dessen Schaftteil, der den hohlen Rohling
durchragt, sich im Matrizenbereich eine konisch verjüngte Spitze anschließt, die an der Innenwand
der in diesem Bereich verkleinerten Bohrung des Rohlings dichtend anliegt, dadurch gekennzeichnet,
daß der Dorn (5) im Übergangsbc reich (14) von der konisch verjüngten Spitze (11) zum
Schaft die das Innenprofil des Rohres bildende Profilierung aufweist, welche bei Anlage des
Flansches (4) an der Hülse (3) im Formgebungsbereich der Matrize (2) liegt.
2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die konische Spitze (11) eine in einem
Winkel von 1 bis 5° gegenüber seiner Längsachse geneigt verlaufende Mantelfläche aufweist.
3. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Profilierung eingeschnittene Nuten (12)
mit einem geneigt verlaufenden, zuerst zum Einsatz kommenden Bodenabschnitt aufweist.
4. Dorn nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (12) in einer zu seiner Längsachse
geneigten Richtung verlaufen.
5. Dorn nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zum Führen seines hinteren
Endes (23) ein feststehender Führungszylinder (21) vorgesehen ist, der einen außerhalb der Druckkammer
(1) der Strangpresse in einer Nut angeordneten und in das hintere Ende (23) des Domes (5)
eingreifenden Keil (22) enthält.
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