DE2240148C3

DE2240148C3 - Dorn für eine hydrostatische Strangpresse zum Herstellen von Rohren mit profiliertem Innenquerschnitt

Info

Publication number: DE2240148C3
Application number: DE2240148A
Authority: DE
Inventors: Hakumi Akashi Hasegawa; Tomiharu Nishinomiya Matsushita; Junichi Hatano Nakagawa; Masataka Kobe Noguchi; Yoshihiro Ashiya Yamaguchi
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1971-08-18
Filing date: 1972-08-16
Publication date: 1980-05-29
Also published as: GB1406260A; JPS4828360A; DE2240148B2; CA965732A; US3808860A; SE412532B; DE2240148A1; JPS5119823B2; BE787739A

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 P^rofilierung 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.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

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.