DE2417953A1 - Hydrostatisches strangpressverfahren - Google Patents

Description

G 49 355

KOBE STEEL, LTD. KOBE / JAPAN

Hydrostatisches Strangpreßverfahren

Die Erfindung betrifft ein hydrostatisches Strangpreßverfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs Ij insbesondere be trifft die Erfindung ein hydrostatischesStrangpreßverfahren für Rohre, welche im Querschnitt unregelmäßige oder asymmetrische, äußere und innere Umfangsflachen aufweisen.

Unter den Abdichtverfahren für hydrostatisches Strangpressen gibt es bisher ein Verfahren} bei welchem das Abdichten am vorderen Teil oder an der Spitze eines Rohlings oder Metallblocks erfolgt, und es gibt ein weiteres Verfahren, bei welchem das Abdichten am hinteren Ende des Rohlings erfolgt. Anhand von Fig.l wird nunmehr im einzelnen das letztgenannte, herkömmliche hydrostatische Strangpreßverfahren beschrieben. In Fig.l ist ein hydrostatisches Strangpressen mit einem festliegenden Dorn dargestellt. Eine Matrize 3» welche von einem die Matrize tragenden Teil oder einem Matrizenhai ter 2 getragen wird, ist in dem vorderen, hohlen Teil eines Behälters oder Aufnahmezylinders 1 eingepaßt, während ein Stempel k in dem rückwärtigen, hohlen Teil des Behälters 1 hinbewegbar und herbewegbar untergebracht ist» In einen konischen Hohlraum in der Matrize 3 ist ein Vorderteil oder eine Spitze 6 eines Rohlings 5 eingesetzt, wobei der vordere Teil des Rohlings 5 eine Öffnung mit einem Durchmesser aufweist, der etwas kleiner ist als der eines Dorns 7»

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der kleine Durchmesser eines konischen Teils 8 des Dorns 7 ist in die vorerwähnte Öffnung in dem Rohling 5 eingesetzt» Der Dorn 7 ist an seinem hinteren Ende an einem Dornring 9 befe stigt, welcher auf einem den Dorn tragenden Zylinder 10 auf liegt.

Wenn ein Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt strangge preßt wird, wird der Dorn 7 zusammen mit dem Dornring 9 verschoben, bis die vordere Fläche des Dornringes 9 an der hinteren Fläche des den Dorn tragenden Zylinders 10 anliegt und dann dort aufsitzt. Die vordere Öffnung des Rohlings 5 ist so ausgebildet! daß sie einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der des Domes 7i während der sich verjüngende oder konische Teil 8 des Dorns 7 in der vorerwähnten Öffnung des Rohlings 5 untergebracht istj um zwischen den Teilen eine Ab dichtung zu schaffen. Andererseits ist die äußere, konische Umfangsflache des Rohlings 5 an die hohle, sich verjüngende oder konische Fläche der Matrize zur Abdichtung angepaßt, so daß die vorbeschriebenen zwei Abdichtungen eine vollständige Abdichtung zwischen der Spitze des Dorns 7» dem Rohling 5 sowie der konischen Fläche des Matrizenhohlraums darstellen,. Hierbei sollte darauf geachtet werden, daß der vordere Teil oder die Spitze des Rohlings 5 eine scharfe Kante aufweist, damit eine Abdichtung zwischen den vorgenannten Spitzen geschaffen ist, wie in Fig.l dargestellt istj infolgedessen erfor dert die Herstellung und Aufbereitung des vorderen Teils des Rohlings 5 übermäßig viele Arbeitsstunden Wenn dann im Be trieb der Stempel 4 vorgeschoben wird, wird der Innendruck in dem Behälter erhöht. Wenn der Innendruck in dem Behälter einen vorgegebenen Wert erreicht, dann wird der Rohling 5 als Rohr durch einen ringförmigen Spalt zischen der Matrize 3 vaxd dem Dorn 7 stranggepreßt.

Bei diesem Verfahren ist das Druckmedium entlang der inneren und äußeren Umfangsflachen des Rohlings 5 vorhanden, und in folgedessen wird das Druckmedium unter hohem Druck an die

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Grenzflächen zwischen dem Dorn 7 und dem Rohling 5 sowie zwischen der Matrize 3 und dem Rohling 5 gedruckt, so daß der Druck beim Durchbruch zum Strangpressen verhältnismäßig niedrig wird. Das an die vorgenannten Grenzflächen gedrückte Druckmedium üb± daher eine nachteilige Wirkung auf die Glätte der Oberflächen eines stranggepreßten Rohres aus. Da zusätzlich die Abdichtung zwischen dem kleinsten Durchmesser eines sich verjüngenden oder konischen Teils eines Dorns und dem tragenden Teil der Matrize 3 erfolgt, so daß zur Aufbereitung des vorderen Teils eines Rohlings eine große prozentuale Querschnittsverminderung erforderlich ist, um den scharfen Rand für den vorderen Teil eines Rohlings zu schaffen, sind die Herstellungskosten für einen Rohling außergewöhnlich hoch, selbst wenn ein Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt stranggepreßt wird. . -

Ferner ist, soweit das vorbeschriebene Strangpreßverfahren angewendet wird, der Wandungsspalt zwischen dem kleinen Durch messer der Spitze eines Dorns und dem tragenden Teil einer Matrize begrenzt, wodurch das Strangpressen eines Rohrs mit einem unregelmäßigen Querschnitt in einem Maße beschränkt ist, welches nur eine geringfügige Abänderung gegenüber einem kreisförmigen Querschnitt erlauben würde. Mit anderen Worten, das Strangpressen eines Rohres mit einer Wandung mit einer komplizierten Form ist in einem weit größeren Maße Beschränkungen unterworfen. Insbesondere wird die Abdichtung gegen über dem Druc'tmedium infolge der satten Anlage zwischen der konischen Fläche des Matrizenhohlraums und der vorderen, ko nischen, äußeren Umfangsflache des Rohlings sowie zwischen der vorderen, konischen, inneren Umfangsflache des Rohlings und dem vorderen konischen Teil des Dorns bewirkt, so daß der vordere Teil eines Rohlings so ausgeführt sein sollte, daß sich eine Form ergibt, deren äußere Umfangsflache mit der koni sehen Fläche eines Hohlraums in der Matrize und deren innere Umfangsfläche mit dem konischen Teil des Dorns übereinstimmt. Insbesondere wenn ein Rohr mit einem glatten, gleichförmigen

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Querschnitt gemäß einem Verfahren, wie es anhand der Fig.l beschrieben ist, stranggepreßt werden soll, sollten die äußeren und inneren Umfangsflächen eines Rohlings Formen aufwei sen, welche den entsprechenden Berührungs- oder Anlageflächen einer Matrize und eines Doms, beispielsweise im Querschnitt einer Ellipsenform angepaßt sind. .. Die Herstellung und Aufbereitung eines Rohlings.welcher dann einen Teil mit einer derartigen Form aufweist, würde sehr große Schwierigkeiten mit sich bringen, und zusätzlich würden sich noch technologische Schwierigkeiten sowie Schwierigkeiten bei der hierfür erforderlichen maschinellen Bearbeitung u.a. ergeben. Ein derartiger Rohling ist daher teuer und für industrielle Anwen dungszwecke nicht geeignet.

Ferner wird beim Strangpressen eines rohrförmigen Gegenstandes gemäß dem vorbeschriebenen hydrostatischen Strangpreßverfahren die äußere Umfangsform eines Rohres durch die Öffnung in der Matrize gesteuert, während deren innere Umfangsform von dem Kalibrierteil eines Dorns abhängt. Das Zentrieren einer Matrize und eines Dorns kann ohne weiteres vorgenommen werden, wenn ein Rohr mit einem kreisförmigen Querschnitt gewünscht wird. Wenn jedoch im Unterschied hierzu ein Rohr mit einem unsymmetrischen oder nicht kreisförmigen Querschnitt, wie beispielsweise ein Oval oder eine Ellipse, mit Hilfe eines hydrostatischen Strangpreßverfahrens hergestellt werden soll, müssen die entsprechende Lage einer Matrize und eines Dorns vorher in der gewünschten Beziehung eingestellt werden, und, was noch wichtiger ist, eine derartige Beziehung sollte während der Ausübung des Druckes in dem Behälter und während des Strangpressens eines Rohlings unverändert beibehalten werden j hierdurch ergeben sich aber beträchtliche Schwierigkeiten für das Strangpressen.

Ein weiterer Nachteil des herkömmlichen, hydrostatischen Strangpreßverfahrens besteht darin, daß, wie früher schon ausge führt ist, durch das Vorhandensein des Druckmediums entlang

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der Grenzflächen zwischen einer Matrize, einem Rohling und einem Dorn sich nur ein schwacher Glanz an der Innenfläche eines stranggepreßten Rohres ergibt, da eine unmittelbare Berührung zwischen dem Rohling und dem Dorn infolge des dazwischen vorhandenen Druckmediums oder Schmiermittels fehlt. Da ferner die konische innere Umfangsfläche eines Rohlings in Anlage mit dem Kalibrierteil oder dem tragenden Teil des Dorns verbleibt, wobei das Druckmedium zwischen den Teilen vorhanden ist, bis der Rohling eine Lage erreicht, in welcher seine endgültigen Innen- und Außenformen durch das Strang pressen entlang der Spitze eines Dorns und des tragenden Teils einer Matrize gebildet werden, hat dies oft eine nicht erwünschte Innenfläche in einem stranggepreßten Rohr zur Folge, auf welcher unter Umständen sogar Falten und Kräuselungen zu finden sind.

Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nunmehr die im folgenden verwendete Terminologie festgelegt, (a) Eine Vorwärtsrichtung ist die Richtung eines Rohlings, welcher strangzupressen ist, und in Verbindung hiermit wird ein Kopfteil oder eine Spitze verwendet» diese Ausdrücke werden aber nur im Sinne der hier definierten Vorwärtsbewegung verwendet, (b) Ein konischer Hohlraum einer Matrize ist ein Raum in der Matrize, welcher durch die konische Innenfläche der Matrize begrenzt ist, welche in der Vorwärtsrichtung konvergent ist. (c) Ein tragender Teil einer Matrize ist ein Teil, welcher letztlich die Außenform eines strangzupressenden Rohres steuert, d.h„ der vorderste Teil oder die Spitze einer Matrize, welche in axialer Richtung eine beträchtliche Länge aufweist.

(d) Ein Annäherungsteil der konischen Innenfläche einer Ma trize ist die hintere Hälfte der konischen Innenfläche der Matrize, welche zuerst einen vorderen Teil oder eine Spitze des Rohlings in den Matrizenhohlraum einführt oder zum Zwecke der Abdichtung den vorderen Teil des Rohlings in Anlage mit

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dem Abdichtteil eines Dorns hält. In dieser Hinsicht ist der vorerwähnte Begriff "hintere Hälfte" nicht in einschränkendem Sinn verwendet, sondern nur um die Lage des Annäherungsteils der konischen Innenfläche der Matrize besser und leichter zu verstehen. Zusätzlich sollte die vordere Hälfte oder der Rest der konischen Innenfläche der Matrize nicht zwangsläufig eine konische Fläche aufweisen. Die Begriffe "erste und zweite Annäherungsteile" werden ebenfalls in der Beschreibung verwendetj aber in einem solchen Fall ist mit dem Aus druck "der Annäherungsteil", wie er hier definiert ist, dieser erste Annäherungsteil gemeint, während der zweite Annäherungsteil den Rest der hier näher bestimmten konischen Innenfläche bezeichnet.

(e) Der Kalibrierteil eines Dorns ist die Spitze oder der vordere Teil eines Dorns, welcher die Form der inneren Um fangsfläche eines hohlen Teils eines strangzupressenden Rohres steuert und welcher in der axialen Richtung des Dorns eine beträchtliche Länge aufweist.

(f) Der Abdichtteil eines Dorns ist die hintere Hälfte der kegelstumpfförmigen äußeren Umfangsflache des Dorns, außer dessen Kalibrierteil, welcher in den Haupt- oder Schaftteil des Dorns übergeht. In dieser Hinsicht wirkt der Abdichtteil des Dorns mit dem Annäherungsteil einer Matrize für eine anfängliche Abdichtung gegenüber einem Druckmedium zusammen. Demzufolge ist auch der oben verwendete Begriff "hintere Hälfte" nicht in einschränkendem Sinn verwendet, sondern nur um die Lage des Abdichtteils bezüglich der kegelstumpfförmigen, äußeren Umfangsfläche des Dorns besser zu kennzeichnen.

(g) Der dazwischenliegende Teil eines Dorns ist der Teil, welcher zwischen dem Kalibrier« und dem Abdichtteil des Dorns angeordnet ist. Dieser Teil schafft eine Fläche oder Flächen, welche dem Fluß eines Rohlings durch einen ringförmigen, zwischen dem Kalibrierteil eines Dorns und dem Tragteil einer Matrize festgelegten Spalt angepaßt sind. Infolgedessen weist

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zum Strangpressen eines Rohrs mit kreisförmigen Innen- und Außenwandurl gen dieser Zwischenteil eine einfache kegelstumpf— förmige Form auf, welche in den Kalibrier- bzw. den Abdicht .teil eines Dorns übergeht. Zum Strangpressen eines Rohrs, beispielsweise mit zwei durchgehenden Bohrungen ist dieser Zwi schenteil in zwei Teile gegabelt, um den Fluß des Rohlings gleichmäßig und glatt <in die zwei Kalibrierteile eines Dorns zu leiten. Der Zwischenteil kann daher irgendwelche gewünschten Formen annehmen, welche mit den Formen einer Bohrung oder von Bohrungen vergleichbar sind, welche durch ein strangzu pressendes Rohr verlaufen.

(h) Mit vorläufiger Abdichtung ist eine Abdichtung zwischen dem vorderen Rand der inneren Umfangsflache eines Rohlings, dem vorderen Rand des Abdichtteils eines Dorns und dem vorderen Rand des Annäherungsteils einer Matrize bezeichnet. In diesem Fall weist die kegelstumpfförmige, innere Umfangsflache des Rohlings im Querschnitt einen Neigungswinkel auf, welcher bezüglich der axialen Mittellinie des Dorns gleich oder größer als der Neigungswinkel des Abdichtteils des Dorns ist, wodurch eine stark verkleinerte Berührungsfläche zwischen den Teilen, wenn nicht sogar eine Linienberührung geschaffen ist} dagegen weist die kegelstumpfförmige, äußere Umfangsflache des Rohlings einen Neigungswinkel auf, welcher gleich oder kleiner als der Neigungswinkel des Annäherungsteils eines Matrizenhohlraums ist, wodurch eine einwandfreie Abdichtung zwischen den Teilen gewährleistet ist, wohingegen mit anfänglicher Abdichtung gemeint ist, daß der Dorn um ein kleines Stück weitergeschoben wird, um durch die anfängliche Abdich tung eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Annäherungsteil des Matrizenhohlraums und der kegelstumpfförmigen, äußeren Umfangsfläche des Rohlings bzw. zwischen der kegelstumpfförmi — gen, inneren Umfangsflache des Rohlings und dem Abdichtteil des Dorns zu gewährleisten, wobei dann bereits mit dem Strangpressen des Rohlings begonnen werden kann.

(i) Der Kopfteil eines Dorns umfaßt den Kalibrier-, den Zwi-

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sehen-, den Abdichtteil und teilweise den Hauptteil eines Doms, welcher in den Abdichtteil übergeht<,

(j) Unter freiem Absinken eines Rohlings ist eine Art eines Rohlings zu verstehen, welcher strangzupressen ist, ohne daß der Zwischenteil eines Dorns berührt wird, damit der dünne Fluidfilm zwischen einem Dorn und einem Rohling aufrechter -. halten wird.

Die Erfindung soll daher ein hydrostatisches Strangpreßverfahren schaffen, bei welchem der vordere Teil oder die Spitze eines Rohlings einfacher aufbereitet werden kann und bei welchem die anfängliche Abdichtung zwischen einer Matrize, einem Rohling und einem Dorn leichter durchführbar ist, so daß Rohre mit Wandungen mit unregelmäßigen oder asymmetri sehen Formen stranggepreßt werden können. Ferner soll ein hydrostatisches Strangpreßverfahren geschaffen werden, bei welchem die Lage eines Dorns bezüglich einer Matrize entwe der in axialer oder in Umfangsrichtung eingestellt werden kann. Weiterhin soll gemäß der Erfindung ein hydrostatisches Strangpreßverfahren geschaffen werden, bei welchem der Kopfteils eines Dorns von dem Hauptteil für einen Austausch abnehmbar ist. Schließlich ist gemäß der Erfindung ein hydrostatisches Strangpreßverfahren geschaffen, bei welchem ein stranggepreßtes Rohr eine schöne oder metallisch glänzende Innenfläche aufweist.

Gemäß der Erfindung ist ein hydrostatisches Strangpreßverfahren für Rohre, bei welchem ein Rohling durch einen ringförmigen Spalt zwischen dem Tragteil einer Matrize und dem Kali brierteil eines Dorns stranggepreßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der vordere Teil oder die Spitze eines Rohlings aufbereitet wird, um auf diese Weise kegelstumpfförmige, innere und äußere Umfangsflachen zu schaffen, wobei die kegelstumpfförmige innere Umfangsflache des Rohlings im Längsschnitt einen Neigungswinkel aufweist, der größer als der Neigungswinkel des Abdichtteils des Dorns ist, und wobei die kegelstumpfförmige

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äußere Umfangsflache des Rohlings in Längsrichtung einen Neigungswinkel aufweist, welcher kleiner ist als der Neigungs winkel des Annäherungsteils eines Matrizenhohlraums bezüglich der axialen Mittellinie des Dorns, wodurch jeweils stark verkleinerte Berührungsflächen zwischen den Teilen geschaffen sind; daß dann der Rohling in einen Behälter oder Aufnahmezylinder einer Strangpresse eingesetzt wird; daß hierauf ein Dorn in den hohlen Teil des Rohlings vorgeschoben wird, wo durch eine vorläufige Abdichtung zwischen dem Annäherungsteil der Matrize, dem vorderen Teil des Rohlings und dem Abdichtteil des Dorns erreicht ist; daß hierauf der Dorn ein kleines Stück vorgeschoben wird, um dadurch anfangs eine einwandfreie Abdichtung zwischen dem Annäherungsteil des Matrizenhohlraums und der kegelstumpfförmigen, äußeren Umfangsflache des Roh lings bzw. zwischen der kegelstumpfförmigen, inneren Umfangsfläche des Rohlings und dem Abdichtteil des Dorns zu gewährleisten, wobei der hintere Teil des Dorns an einem den Dorn tragenden Zylinder oder einer entsprechenden Einrichtung an liegt, um dadurch die richtige Lagebeziehung zwischen dem Tragteil der Matrize und dem Kalibrierteil des Dorns aufrechtzuerhalten; und daß schließlich der Rohling durch einen ringförmigen Spalt stranggepreßt wird, welcher zwischen dem Tragteil der Matrize und dem Kalibrierteil des Dorns festgelegt ist. Mit dem vorbeschriebenen Verfahren gemäß der Erfindung kann ohne weiteres ein Strangpressen von Rohren durchgeführt werden, welche Wandungen mit im Querschnitt unregelmäßigen oder asymmetrischen Formen aufweisen.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist das hydrostatische Strangpreßverfahren dadurch gekennzeichnet, daß ein Lage-Ausrichtteil vorgesehen ist, um die Bewegung des hinteren Teils des Dorns bezüglich der Umfangs- und Achsrichtungen des Dorns zu beschränken, während der Druck erhöht und ein Rohling stranggepreßt wird, um dadurch stranggepreßte Rohre mit im Querschnitt nicht kreisförmigen Innen- und.Außenwandformen zu schaffen.

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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das hydrostatische Strangpreßverfahren dadurch ge kennzeichnet, daß ein Dorn vorgesehen ist, dessen Kopfteil an dem Hauptteil mittels Lö^tmaterial, welches weich ist und einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt hat, angelötet ist, um auf diese Weise eine dünne Schicht aus Lötmaterial zwischen dem Kopfteil und dem Hauptteil des Doms zu schaffen sowie um durch die Lötverbindung eine einwandfreie Abdichtung gegenüber dem Eindringen eines strangzupressenden Rohlings zu gewährleisten, wobei dadurch ein Nachgeben der Lötverbindung verhindert ist. In dieser Hinsicht ist mit Kopfteil des Dorns die Verbindung eines Kalibrier-, Zwischen-, Abdichfc — und des Hauptteüs des Dorns bezeichnet, welcher teilweise in den Ab diclitteil übergeht.

Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausbildung des hydrostatischen Strangpreßverfahrens ist für einen Dorn' ein Zwi seitenteil mit stark verkleinerten Durchmessern vorgesehen, wobei der Fluß eines Rohlings den Zwischenteil des Dorns nicht berührt, so daß der Dorn in einem Bereich zwischen dem Ab dicht- und dem Kalibrierteil des Dorns frei absinken kann.

Gemäß der Erfindung ist somit ein stark verbessertes und ko stensparendes hydrostatisches Strangpreßverfahren für Rohre geschaffen, dessen besonders hervorgehobene Merkmale auf die vereinfachte Herstellung und Aufbereitung des vorderen Teils oder der Spitze eines Rohlings und auf die zusammenwirkenden Flächen eines Mätrizenhohlraums und die Flächen eines Dorns zurückzuführen sind; außerdem sind entsprechende Vorkehrungen und Überlegungen zur Dunhführung von erfolgversprechendem Strangpreßverfahren mit Hilfe eines derartigen Rohlings ge troffen worden. Am wichtigsten hierbei ist, daß anfangs mit Hilfe einer derartigen vereinfachten Spitze des Rohlings eine einwandfreie Abdichtung zwischen den entsprechenden Flächen einer Matize, des Rohlings und des Dorns erreicht ist. Insbesondere wird die vorerwähnte anfängliche Abdichtung an den

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Grenzflächen zwischen den vorerwähnten Teilen und dem Rohling erreicht, wodurch ein nennenswerter Abstand nach rückwärts aus einer Lage verhindert ist, in welcher die Formung zu einer endgültigen Rohrform durch Strangpressen entlang des Tragteils einer Matrize und des damit zusammenwirkenden Kalibrierteils eines Dorns stattfindet. Hierdurch wiederum ist das Strang pressen von Rohren ermöglicht, deren Wandungen im Querschnitt asymmetrische oder nicht kreisförmige Formen, oder sogar irgendwelche komplizierten Formen aufweisen. Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens sind ein Dorn, dessen Kopfteil ersetzt werden kann, sowie ein Lage-Ausrichtteil für einen Dorn vorgesehen; ferner weist ein Dorn eine besonders ausgebildete Form auf, um eine schöne bzw. glänzende Innenfläche eines stranggepreßten Rohres zu schaffen.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen ■erläutert. Es zeigen:

Fig.l einen Längsschnitt durch den vorderen Teil einer Strangrohrpresse, in welchem die Anordnung einer Matrize, eines Rohlings und eines Dorns in einem Aufnahmezylinder der Strangrohrpresse dargestellt ist;

Fig.2 einen Querschnitt durch den vorderen Teil einer Strangrohrpresse gemäß der Erfindung, wobei ebenfalls eine Matrize, ein Rohling und ein Dorn in einem Aufnahmezylinder der Strangrohrpresse gezeigt sind;

Fig.3 Längsschnittansichten einer Strangrohrpresse gemäß der Erfindung entlang deren horizontalen und vertikalen Achsen, wobei mit der Strangrohrpresse ein Rohr mit , einer glatten Umfangswand stranggepreßt werden kann;

Fig.4 eine perspektivische Ansicht eines Dorns und· ein Längsschnitt durch einen Rohling, wie sie in Fig·3 verwendet sind;

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Fig.5 eine perspektivische Ansicht des Kopfteils eines Dorns mit zwei stabilen, zylindrischen Kernen, um zwei durchgehende Öffnungen in einem strangzupressenden Rohr auszubilden, wobei die Kerne als Kalibrierteile des Dorns gemäß der Erfindung dienenj

Fig,6 einen Längsschnitt durch einen Behä&er oder Aufnahme zylinder einer Strangrohrpresse mit dem in Fig.5 dar gestellten Dornj

Fig.7 Querschnittswandungen von stranggepreßten Rohren, welche unregelmäßige oder nicht kreisförmige Querschnitte aufweisen;

Fig.8 ein:«n Längsschnitt durch eine Strangrohrpresse gemäß

der Erfindung, in welche.ni ein Lage-Ausrichtteil dargestellt ist|

Fig.9 eine perspektivische, vergrößerte Ansicht des Lage-Ausrichtteils der Fig.8J

Fig.10 einen Längsschnitt durch eine hydrostatische Strang rohrpresse gemäß der Erfindung mit einem Tandem-Behälter bzw. -Aufnahmezylinder;

Fig.11 einen Längsschnitt durch eine Strangrohrpresse, bei
welcher insbesondere ein Dorn verwendet ist, dessen
Kopfteil austauschbar und ersetzbar ist;

Fig.12 ein Schaubild, in welchem die auf den Kopfteil eines
Dorns wirkenden Kräfte dargestellt sind;

Fig.13 eine Schnittdarstellung eines Kopfteils eines Dorns,
der an dessen Hauptteil hart angelötet ist;

Fig.l4 bis l6 Schnittansichten von Dornen der in Fig.I3 dargestellten Art;

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Fig.17 und l8 Längsschnitte von Matrizen und Dornen, deren Zwischenteil einen stark verkleinerten Durchmesser aufweist, damit er nicht mit dem Fluß eines Rohlings in Berührung kommt} und

Fig.19 eine Querschnittdarstellung eines Rohrs mit einer durchgehenden exzentrischen Öffnung.

Anhand der Fig.2 wird nunmehr eine erste vorteilhafte Ausführungsform gemäß der Erfindung beschrieben. In dieser Figur ist eine Matrize 13» welche von einem die Matrize tragenden Teil oder einem Matrizenhalter 12 getragen wird, in den vorderen hohlen Teil eines Behälters oder Aufnahmezylinders 11 einge setzt. In dem konischen Hohlraum in der Matrize 13 ist die äußere Umfangsflache eines vorderen Teils 15 eines Rohlings lh: eingebracht, wobei in der Öffnung des vorderen Teils des Rohlings Ik ein konischer Teil eines Dorns 17 eingesetzt ist, dessen hinteres Ende an einem Dornring l6 befestigt ist, welcher verschiebbar in dem Behälter 11 gehaltert ist. Der Dorn 17 weist einen Kalibrierteil 19 mit einer stabilen zylindri sehen Form mit einem kleinen Durchmesser auf, mittels welchem der Innendurchmesser eines strangzupressenden Rohres in Ver bindung mit dem Tragteil 18 der Matrize 13 gesteuert wird. Ein Zwischenteil 19* ist zwischen dem Kalibrierteil 19 und einem kegelstumpfförmigen Abdichtteil 20 angeordnet, welcher damit eine Einheit bildet oder von dem einen (19) in den anderen Teil (20) übergehtj der Abdichtteil 20 geht ebenfalls konti nuierlich in den zylindrischen HauptteLl 21 des Dorns 17 über. Ein den Dorn tragender Zylinder 22 ist in dem Behälter 11 angebracht und liegt mit seinem vorderen Ende auf dem hinteren Ende der Matrize 13 auf.

Wenn der Druck in dem Behälter 11 durch Vorschieben (eines nicht dargestellten)Stempels aus einer Lage, wie sie in Fig.3 dargestellt ist, erhöht wird, wird der Dorn 17 zusammen mit

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dem Dornring l6 verschoben, bis- die Vorderseite des Dornrings l6 auf der hinteren Fläche des den Dorn tragenden Zylinders aufliegt«, Hierdurch ist gleichzeitig der Kalibrierteil 19 eines Dorns I7 in die richtige Lage in einem Tragteil l8 der Matrize I3 gebracht, wodurch ein ringförmiger Spalt zwischen diesen Teilen festgelegt ist, welcher die Querschnittsform eines strangzupressenden fiohres festlegt. In diesem Fall liegt jedoch der Rohling 14 dicht an der konischen Außenfläche des Dorns I7 an, wobei die Spitze.des Rohlings 14 hinter dem Mittelpunkt der Länge "U" des vorgenannten konischen Teils angeordnet ist, während der Rohling 14 gleichzeitig dicht an der Oberfläche des konischen Hohlraums in der Matrize 13 anliegt. In diesem Zusammenhang sollte erwähnt werden, daß der vordere Teil eines Rohlings eine kegelstumpfförmige Form und nicht die scharfe Kante der herkömmlichen Rohlinge aufweist, und daß infolgedessen, um eine derartige kegelstumpfförmige Form zu schaffen, die Aufbereitung der Spitze eines Rohlings nur einen sehr geringen Aufwand erfordert.

Wenn dann der Dorn bei Zunahme des Innendrucks des Druckmediums vorgeschoben wird, wird mittels des konischen Abdichtteils des Dorns der vordere Teil eines Rohlings hierdurch radial nach außen erweitert, wodurch die konische Außenfläche des Rohlings gegen die konische Innenfläche des Matrizenhohlraums gedrängt wird, so daß die gewünschte, zum Strangpressen erforderliche, anfängliche Abdichtung erreicht werden kann. Wenn der Druck in dem Behälter 1 einen vorgegebenen Wert erreicht, wird der Rohling l4 durch einen ringförmigen Spalt, welcher zwischen dem Tragteil 18 der Matrize 13 und dem Kalibrierteil 19 des Dorns 17 festgelegt ist, zu einer rohrförmi gen Form stranggepreßt. Obwohl es überraschend sein kann, daß eine beträchtliche Druckzunahme zum Strangpressen eines Rohlings erforderlich ist, da die anfängliche Abdichtung entlang des sich verjüngenden oder konischen Teils des Dorns und nicht entlang der Spitze des Dorns erfolgt, hat sich in der praktischen Anwendung gezeigt, daß der maximale, zum Strangpressen

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erforderliche Druck nicht übermäßig hoch ist, -wie in Tabelle 1 gezeigt ist»

In Tabelle 1 sind die Ergebnisse von Versuchen wiedergegeben, welche zeigen, daß kein Druckanstieg im Bereich des Durch. bruch-Druckes liegt und welche die Vorteile der vereinfachten Spitzenaufbereitung eines Rohlings aufgrund einer kegelstumpfförmigen Form gemäß der Erfindung aufzeigen.

Tabelle 1

Rohling	Abmessung (in mm)	Abmessung des Rohrs (in mm)	Strang preßdruck	Strang preßver hältnis
tfaterial- bezeichnung	340x100	,3-90x0.52t	85OO	150
Al 1100	ti	3.90x0.43t	8770	177
κ	340x210	tt	76OO-74OO	46.6
Al 3OO3+7O72	tt	It	79OO-745O	It
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In den Fig.3 und 4 ist eine Ausführungsform der Erfindung zum Strangpressen eines Rohlings in eine glatte rohrförmige Form dargestellt. In den vorderen hohlen Teil eines Behälters oder Aufnahmezylinders 23 ist eine Matrize 25 eingepaßt, weiche von einem Matrizenhalter 24 getragen wird. Die Matrize weist einen ersten Annäherungsteil 26 mit einer konischen Innenfläche und einen tragenden Teil 27 mit einer Öffnung auf, welche vorne an dem ersten Annäherungsteil 26 mit der Außenform eines strangzupressenden Rohres übereinstimmt} ein zweiter Annäherungsteil 28 weist geneigte oder schräge Flächen auf, welche bezüglich der Hauptachse einer Öffnung einer glatten bzw. ebenen, kreisförmigen Form in dem trangenden Teil 27 der Matrize 25 gleich ausgerichtet sind. Die äußere Umfangsflache des vorderen Teils 30 eines Rohlings 29 liegt dicht an dem ersten Annäherungsteil 26 der Matrize 25 an, während die innere umfangsflache des vor-

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deren Teils 30 des Rohlings dicht an der konischen Abdichfcfläche eines Dorns 3* anliegt.

Die vordere Fläche· eines den born tragenden Zylinders 33 liegt an der hinteren Fläche der Matrize 25 anj hierbei ist der Zylinder 33 in den Behälter 23 eingepaßt. Die hintere Fläche des Zylinders 33 liegt an der Vorderseite eines Dornringes 3^ an, welcher eine durchgehende Bohrung aufweist, deren Durchmesser kleiner ist als der große Durchmesser des hinteren Endteils 35 des Dorns 3*i der Hauptteil 36 des Dorns 31 ist dicht in die vorgenannte durchgehende Öffnung einge paßt. Der Dorn 3I weist an seiner Spitze einen Kalibrierteil 37, wie in Fig.4 dargestellt ist, hinter dem Kalibrierteil 37 einen konischen Abdichtteil 40 sowie schräge bzw. geneigte glatte Flächen 4l auf, welche bezüglich der Hauptachse des Kalibrierteis mit einem glatten kreisförmigen Querschnitt gleichlaufend ausgerichtet sindj der vorerwähnte Kalibrierteil 37 weist eine Form auf, welche der Innenform eines Rohrs angepaßt ist. Der Rohling 42 weist einen Hauptteil mit einer zylindrischen Form auf, während der vordere Teil 43 außen und innen konische Flächen aufweist.

In Fig.3 ist der Zustand in dem Behälter 23 wiedergegeben, bevor der Druck in dem Behälter erhöht wird, während der Dorn und der Rohling so, wie in Fig.4 dargestellt, wiedergegeben sind. Wenn, ausgehend von diesem Zustand, ein (nicht darge stellter) Stempel vorgeschoben w±d, um dadurch den Innendruck in dem Behälter 23 zu erhöhen, dann wird der Dorn verschoben, bis die hintere Fläche des Teils 35 des Dorns 31 mit dem großen Durchmesser an der rückwärtigen Seite des Dornrings Jk anliegt und dann dort zum Stillstand gebracht wird. Gleichzeitig ist der Kalibrierteil 37 des Dorns 36 in die richtige Lage in dem tragenden Teil 27 der Matrize 25 gebracht, wodurch ein ringförmiger Spalt zwischen dem Kalibrierteil 37 des Dorns 3I und dem tragenden Teil 27 der Matrize 25 festgelegt ist; durch diesen ringförmigen Spalt wird die endgültige Form eines

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strangzupressenden Rohres gesteuert.

Wenn der Dorn 31 bei der Druckzunahme während des Strangpressens vorgeschoben wird, wird durch den konischen Abdichtteil 32 des Dorns 3I die konische Innenfläche des vorderen Teils 30 des Rohlings in radialer Richtung erweitert, wodurch eine satte Anlage oder eine Abdichtung zwischen dem abdichtenden Teil 32 des Dorns und dem vorderen Teil JO des Rohlings 29 zustandekommt, während die äußere Umfangsflache des vorderen Teils 30 des Rohlings 29 gegen den konischen, ersten Annäherung steil 26 der Matrize 25 gepreßt wird. Wenn der Druck in dem Behälter 23 erhöht wird, wird der Rohling 29 durch den Spalt zwischen dem tragenden Teil 27 der Matrize 25 und dem Kalibrierteil 37 des Dorns 3I zu einer glatten Rohrform stranggepreßt.

Der Winkel der konischen Außenfläche des vorderen Teils 43 des Rohlings 42, wie in Fig.4 dargestellt ist, sollte vorzugsweise etwas kleiner sein als der des ersten Annäherungsteils 26 der Matrize, während der Winkel der konischen Fläche des abdichtenden Teils 32 (40 in Fig.4) des Dorns 3I (etwa 20 ) kleiner ist als der der konischen Fläche des ersten Annähe rungsteils 26 der Matrize 25, wie in Fig.3 dargestellt ist, um dadurch anfangs eine ausreichende Abdichtung zu erreichen.

Ferner sollte beachtet werden, daß gemäß der Erfindung die anfängliche Abdichtung zwischen dem Dorn, dem Rohling und der Matrize zwischen dem abdichtenden Teil des Dorns vor dessen Hauptteil und der konischen Innenfläche des Rohlings sowie zwischen der konischen, äußeren Umfangsflache des Rohlings und der konischen Innenfläche der Matrize, d.h. deren ersten Annäherungsteil 26, aber nicht in dem Bereich erfolgt, der über den abdichtenden Teil eines Dorns hinausgeht, so daß eine Abdichtung unabhängig von der Form des Kalibrierteils eines Dorns erreicht werden kann, d.h. unabhängig davon-, ob ein glatter Kreis oder eine Form vorgesehen ist, um beispielsweise ein

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Rohr mit mehreren Offnungen zu schaffen.

Anhand der folgenden Ausführungsform ist das Strangpressen eines Rohrs mit mehreren Öffnungen beschrieben· In Fig.5 ist ein Dorn dargestellt, welcher bei einem hydrostatischen Strangpreßverfahren gemäß der Erfindung verwendbar ist. Ein kegelstumpfförmiger Abdichtteil ist vorgesehen-, welcher mit dem Hauptteil 44 des Dorns eine Einheit bildet und an dessen vorderen Ende angebracht ist| der größte Durchmesser des fcegelstumpfförmigen Abdichtteils 45 ist gleich dem des Haupt teils 44, während sein kleinster Durchmesser durch eine ge strichelte Linie 45-a dargestellt istf auf diese Weise ist dann eine kegelstumpfförmige Abdichtfläche 45 gebildet. Diese kegelstumpfförmige Abdichtfläche 45 liegt an der inneren Umfangsfläche des vorderen Teils eines hohlen Rohlings an«. Vor dem kegelstumpfförmigen Abdichtteil 45 des Dorns 44 ist ein Teilungsteil 46 ausgebildet, welcher starr mit dem Abdicht teil 45 verbunden bzw. mit diesem eine Einheit bildet, und welcher sich von dem vorgenannten kleinsten Durchmesser des kegelstumpfförmigen Abdichtteils 45 aus gabelt. Die Form des Teilungsteils 46 ist dem Fluß eines Rohlings während des Strangpressens und der Dicke eines strangzupressenden Endprodu kts angepaßt} auf diese Weise ist für ein glattes reibungsloses Strangpressen eines Rohlings gesorgt. Von dem vorgenannten Teilungsteil 46 erstrecken sich in axialer Richtung nach vorne zwei vorstehende, zylinderförmige Kerne 47 mit einem kleineren Durchmesser. Die vorstehenden Kerne 47 sind starr mit dem Teilungsteil verbunden bzw. bilden mit diesem eine Einheit und werden folglich von dem Teilungsteil 46 getragenj mittels dieser Kerne «ird die Innenform eines stranggepreßten Endproduktes gesteuert. (In diesem Fall ist ein Rohr mit zwei in ihm ausgebildeten, durchgehenden Öffnungen geschaffen).,

In Fige6 ist die Beziehung zwischen der Matrize 48, einem hohlen Rohling 49 und einem Dorn 50 zum Zeitpunkt der anfänglichen Abdichtung zum Strangpressen einer Rohrform mit zwei

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durchgehenden Öffnungen dargestellt, wobei ein Dorn verwendet ist, wie er in Fig.5 dargestellt'ist. Die anfängliche Abdichtung sowie das Strangpressen erfolgen genau so wie bei dem Strangpressen eines glatten, gleichförmigen Rohrs. Der zum Strangpressen bei .dieser Ausführungsform verwendete, hohle Rohling 49 weist eine Form auf, welche der beim Strangpressen eines Rohrs mit einem kreisförmigen Querschnitt ähnlich ist.

Beim Strangpressen "wird der Rohling durch den Teilungsteil (46 in Fig.5)» welcher auf der Rückseite der vorstehenden Kernteile 47 vorgesehen ist, in zwei Flüsse aufgeteilt, welche dann durch den Spalt' gepreßt werden, welcher durch den die Äußenform bildenden Teil 48b der Matrize 48 und den die Innenform bildenden Teil, d.h. die zwei vorstehenden Kernteile 47 des Dorns festgelegt ist, um ein Rohr.mit zwei in ihm ausgebildeten, durchgehenden Öffnungen strangzupressen.

Wie am besten aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, kann ein hohler Rohling mit einer kegelstumpfförmigen Spitze oder einem entsprechenden Rand unmittelbar zum hydrostatischen Strangpressen eines Rohrs mit einer Anzahl durchgehender Öffnungen verwendet werden, so daß keine besondere Form für den Rohling aufbereitet zu werden brauchtjund das Strangpressen eines Rohrs, wobei bisher immer viele Schwierigkeiten aufgetreten sind, kann ohne weiteres durchgeführt werden. Gemäß der Erfindung ist somit ein neues und sehr fortschrittliches Strangpreßverfahren für derartige Rohre mit vielen durchgehenden Öffnungen geschaffen. Obendrein braucht die äußere Querschnittsform eines stranggepreßten Rohres nicht zwangsläufig ein Kreis zu sein, sondern sie kann erforderlichenfalls auch irgendeine andere Form, beispielsweise die Form einer Ellipse oder eines Ovals besitzen.

Ferner kann das hydrostatische Strangpreßverfahren gemäß der Erfindung insbesondere zum Strai gpressen eines Rohres mit ovalem bzw. elliptischem Querschnitt verwendet werden, wobei eine

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Drehung eines Doms bezüglich einer Matrize verhindert ist und die vorerwähnte Beziehung zwischen dem Dorn und der Matrize während der -Druckanstiegsphase des Druckmediums und der Strangpreßphase eines Rohlings aufrechterhalten ist, um dadurch ein den Erwartungen entsprechendes Strangpressen bei einem Rohr zu erhalten, dessen Wandung im Querschnitt eine vorgegebene asymmetrische Form aufweist. Zusätzlich ist ein Lage-Ausrichtteil einfacher Konstruktion geschaffen worden, welches sehr wirksam ist, um die Lage eines Dorns bezüglich einer Matrize festzulegen.

Um dies zu erreichen, sind bei einem hydrostatischen Strangpreßverfahren gemäß der Erfindung drei weitere Merkmale vorgesehen. Die Strangrohrpresse weist eine Matrize auf, welche in dem vorderen hohlen Teil eines Behälters oder Aufnahmezylinders vorgesehen ist und mittels welcher die Außenform des stranggepreßten Rohrs gesteuert wirdj ferner weist ein Dorn einen vorderen Teil auf, mittels welchem die Innenform eines stranggepreßten Rohrs gesteuert wird, und schließlich ist ein Lage-Ausrichtteil vorgesehen, welches die Bewegung des hinteren Teils eines Dorns beschränkt, wobei die Umfangs- oder Drehbewegung des Dorns mittels des vorgenannten Lage-Ausrichtteils während der Druckanstiegsphase des Druckmediums in einem Behälter und während der Strangpreßphase eines Rohlings gesteuert werden kann.

Ferner kann eine Dehnung eines Dorns, auf welchen während des Strangpressens ein sich ändernder Druck einwirkt, ausgegli chen werden. Schließlich ist ein Lage-Ausrichtteil für den hinteren Endteil des den Dorn tragenden Zylinders vorgesehen, welcher axial verlaufende Rillen oder Vertiefungen in seiner äußeren Umfangswandung und durchgehende Bohrungen aufweist, wobei die Innenseite mit der Außenseite über das Lage-Ausrichtteil in Verbindung steht.

Wenn ein Rohling mit einem kreisförmigen Querschnitt in einen rohrförmigen Gegenstand mit einem asymmetrischen oder nicht

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kreisförmigen Querschnitt gemäß dem hydrostatischen Strangpreßverfahren stranggepreßt wird, sind Schwierigkeiten aufgetreten, wenn ein Verdrehen eines Dorns bezüglich einer Matrize infolge der lokalen Unterschiede in dem Grad der plastischen Verformung verhindert werden soll, welche sich bei einer asymmetrischen oder nicht kreisförmigen Querschnittsform des Hohlraums der Matrize ergibt, wobei noch kein Rohr mit der geforderten gleichmäßigen Wanddicke geschaffen ist.

Wenn ein Rohr stranggepreßt werden soll, welches im Quer schnitt außen die Form einer Ellipse aufweist, und wenn der die Außenform bildende Teil eine kleine Achse T aufweist, welche kleiner ist" als die große Achse "L" der.Innenform des Rohrs, ergeben sich dadurch Abweichungen und Unterschiede, daß die Matrize und der Kalibrierteil des Dorns einander berühren, wenn der Dorn vorgeschoben wird, so daß die Lage des Dorns bezüglich der Matrize nicht genau eingestellt ist.

Anhand von Fig.8 wird ein Strangpreßverfahren mit einem feststehenden Dorn zur Herstellung eines glatten, nicht unter teilten Rohres beschrieben, wie es in Fig.l dargestellt ist, bei welchem die vorerwähnten Mängel vermieden sind. Eine von einem Matrizenhalter 52 getragene Matrize 53 ist in den vorderen hohlen Teil eines Behälters oder AufnahmeZylinders 51 eingesetzt, wobei die Öffnung in der Matrize 53 die Außenform der strangzupressenden Rohre steuert. An dem konischen Hohlraum in der Matrize 53 liegt die konische, äußere Umfangsflache eines vorderen Teils 55 eines Rohlings 5^ ^an, während die Spitze eines Dorns 56 an die innere Umfangsflache des vorderen Teils 55 des Rohlings 5^ angepaßt ist; die Verschiebbarkeit des Dorns 56 ist an seinem hinteren Ende mittels eines ■ Lage-Ausrichtteils beschränkt, welches im einzelnen später noch beschrieben wird. Mittels der Spitze oder des Kalibrierteils des Dorns 56 wird die Innenform der strangzupressenden Rohre gesteuert. Das Lage-Ausrichtteil 57 ist an dem hinteren Ende eines den Dorn tragenden Zylinders 65 angebracht, wobei

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die Drehung des Dorns 56 in Umfangsrichtung entweder im Verlauf eines Druckanstiegs oder beim Strangpressen verhindert wird. Zusätzlich ist das Lage-Ausrichtteil 57 so ausgelegt, daß eine axiale Verschiebung parallel zu der Strangpreßrichtung des Dorns 56. während des Druckanstiegs möglich ist.

Insbesondere weist der den Dorn tragende Zylinder 65 eine Vorderseite auf, welche an der Rückseite der Matrize 53 ^a*i liegt» ein hinteres Kupplungsteil des den Dorn trangenden Zylinders 65 ist in den ausgesparten vorderen Teil des Lage-Ausrichtteils 57 eingepaßt und mittels einer entsprechenden Befestigungseinrichtung, wie beispielsweise Schrauben oder Stiften gesichert, welche durch das Ausrichtteil 57 in radialer Richtung in den Zylinder 65 eingesetzt sind. Der Dorn wird von hinten in das Ausrichtteil 57 eingesetzt, wobei die äußere Umfangsfläche des hinteren Teils 56a des Dorns 56 mit einem größeren Durchmesser eine in axialer Sichtung verlau fende Nut 56b aufweist. In die Nut 56b paßt ein Längskeil 60, welcher an der Innenfläche des den rückwärtigen Teil des Teils 57 begrenzenden HoMraums ausgebildet ist. Der Dorn 56 berührt das Ausrichtteil 57 entlang der Berührungsfläche 61, während er den den Dorn tragenden Zylinder 65 entlang der Berührungsfläche 62 berührt, so daß durch Drehen des Ausrichtteils 57 oder des Dorns 56 dieser bezüglich der Matrize 53 eingestellt werden kann, während durch den Längskeil 60 und die entsprechende Nut 56b eine axiale, aber parallele Bewe gung des Dorns 56 möglich ist. Ferner kann die endgültige Winkeleinstellung des Dorns 56 bezüglich der Matrize 53 mittels der Befestigungseinrichtung vorgenommen werden, so daß eine Drehung des Dorns 56 in Umfangsrichtung während des Druckanstiegs und des Strangpressens mittels des Längskeils 60 und der Keilnut 56b verhindert werden kann.

Als weitere Möglichkeit, um die Lage des Dorns 56 bezüglich der Matrize 33 auszurichten, können auch die vorerwähnten Berührungsflächen 6l und 62 im Querschnitt eine bestimmte Form,

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beispielsweise rechteckig oder quadratisch sein, wobei dann ebenfalls eine axiale Verschiebung des Dorns 5° möglich ist, aber eine Drehung in Umfangsrichtung verhindert ist.

Gemäß einer weiteren Möglichkeit dieser Art kann die Matrize 53 zum Ausrichten bezüglich des Dorns 56 gedreht werden, worauf dann die Matrize in der vorgenannten Lage festgelegt wird.

Eine seitliche Durchbiegung des Dorns 56, welche durch sich lokal ändernde Verformungswiderstände vor allem beim Strangpressen von Rohren mit einer im Querschnitt asymmetrischen oder nicht kreisförmig en Form hervorgerufen wird, kann da durch beseitigt werden, daß die Berührungflächen 6l und 62 in dem Maß so groß wie möglich gemacht werden, das im Hin blick auf die maschinelle Bearbeitung zulässig und möglich ist. Hierbei muß ein sicheres, hydrostatisches Strangpressen von Rohren mit einem asymmetrischen oder nicht kreisförmigen Querschnitt erreicht werden, damit die genaue Beziehung zwischen dem tragenden Teil einer Matrize und dem Kalibrisrteil eines Dorns, d.h. die radialen Abstände zwischen den vorgenannten beiden. Teilen, oder mit anderen Worten die axiale Lagebeziehung zwischen den beiden Teilen beibehalten werden.

Inzwischen ist der Druck beim Strangpressen weitgehend unabhängig von dem Verformungswiderstand eines Rohlings sowie von einem bestimmten Strangpreßverhältnis. Folglich ändert sich auch beim Strangpressen von Rohren mit asymmetrischem Querschnitt, welche dieselbe Innenform besitzen, der Strangpreßdruck entsprechend den Verformungswiderständen eines Rohlings. Demzufolge ist beim Strangpressen von Rohren mit derselben Innenform, auch wenn derselbe Dorn verwendet wird, dieser in Abhängigkeit von den Verformungswiderständen eines Rohlings beim Strangpressen sich ändernden Drücken ausge setzt. Demzufolge ändert sich die axiale Dehnung eines Dorns entsprechend der Änderung des Druckes während des Strang«

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pressens,

Bei der dargestellten Ausführungsform ist eine derartige Dehnung eines Dorns und damit die Lagebeziehung zwischen dem tragenden Teil einer Matrize und dem Kalibrierteil eines Dorns ausgeglichen. Gemäß der Erfindung ist daher ein die Lage des Dorns einstellendes Abstands- oder Zwischenstück 69 vorgesehen, welches zwischen dem einen größeren Durchmesser aufweisenden, hinteren Teil eines Dorns und der Rückseite des .Ausrichtteils 57 angeordnet ist.

Die axiale Lage eines Dorns kann anhand des beim Strangpressen auftetenden Druckes abgeschätzt werden, welcher durch den Verformungswiderstand eines Rohlings und ein Strangpreßver hältnis in Verbindung mit der elastischen Dehnung eines Dorns bei einem solchen Druck bestimmt werden kann. Dementsprechend ist dann das Abstands- oder Zwischenstück, welches zwischen der Rückseite des Ausrichtteils 57 und dem hinteren Teil eines Domes angeordnet ist, so ausgelegt, daß der Kalibrierteil eines Dorns in eine bestimmte gewünschte Lage bezüglich einer Matrize gebracht ist.

Bei dieser Ausführung sform gemäß der Erfindung wird dann ein Stempel 63 vorgeschoben, um den Druck des Druckmediums in dem Behälter 5I ^zu erhöhen. Wenn der Druck in dem Behälter 5I einen vorgegebenen Druck erreicht, wird der Rohling 5^ durch den Spalt oder Zwischenraum zwischen der Matrize 53 und dem Dorn 56 hindurch stranggepreßt. Hierbei ist es wieder sehr wichtig, daß die Lagebeziehung zwischen der Matrize 53 und dem Dorn 56 genau eingehalten wird; den größten Einfluß hat jedoch die elastische Verformung eines Dorns bei einem hohen Druck.

Die Formänderung £ eines Materials bei einer dreidimensionalen Beanspruchung und Belastung läßt sich folgendermaßen ausdrücken:

409843/0380 ■

1 E E ^ 2 ⁺ 3

V di

wobei E der Elastizitätsmodul, V die Poisson'sche Konstante und » ,bis el die Hauptspannungen sind.

Nunmehr soll der Durchmesser eines Dorns 56 (d ), der Außendurchmesser eines den Dorn tra, genden Zylinders 58 (D, ) , die Komponente (F) einer zwischen dem Dorn 56 und dem Rohling 54 erzeugten Reibungskraft in der Strangpreßrichtung und der Druck (P) in dem Behälter 5I sein. Die Hauptspannungen an dem Dorn 56 lassen sich dann durch folgende Gleichungen wie dergeben:

C₁ = F/( £ d* ) = Jf (2)

d ο

<r₂ = -p ' (3)

C₃ = -P (4)

Wenn in die Gleichung (l) die Gleichungen (2) bis (4) eingesetzt werden, ergibt sich für die Formänderung S des Dorns 56 folgende Gleichung:

Ferner ergeben sich für die Haupt spannung en £"! bis <*' an dem den Dorn tragenden Zylinder 58 folgende Gleichungen:

d^P + F

^{= p} - 'S 2

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fi^ = -P ■ (7)

Wenn in die Gleichung (l) die Gleichungen (6) bis (8) eingesetzt werden, dann wird für die Formänderung £ des den

Dorn tragenden Zylinders 58 folgende Gleichung erhalten:

2 E _ P ^do ⁺ F 2VP

Für die Verschiebung « der Spitze des Dorns 56"ergibt sich dann folgende Gleichung, wenn die Länge des den Dorn tragenden Zylinders 58 etwa gleich der Länge des Dorns 56 ist:

J"= ( € - € )L ' (10)

m s

Wenn in die Gleichung (l) die Gleichungen (5) und (9) eingesetzt werden,ergibt sich:

d²P + F
( ^X Tl I \

Hieraus folgt, daß der Teil 68 mit dem kleinsten Durchmesser oder die Spitze des Dorns 56 dadurch in einer bestimmten Lage festgelegt werden kann, daß der Druck P beim Strangpressen aus dem Verformungswiderstand eines Rohlings und dem Strang preßverhältnis geschätzt wird, wodurch dann die Verschiebung der Spitze des Dorns 56 bestimmt ist; hierauf wird dann ein Abstands- oder Zwischenstück 69 mit einer Dicke, welche gleich der Verschiebung § ist, in der vorbeschriebenen Weise eingesetzt. In diesem Fall ergibt sich durch die Bestimmung der Stärke 0 des Abstands- oder Zwischenstücks, daß der Dorn hinter dem tragenden Teil einer Matrize um einen Abstand in

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einer bestimmten Lage angebracht ist. Die Anfangsabdichtung kann jedoch in zufriedenstellender Weise dadurch erreicht werden, daß die Form des vorderen Teils eines Rohlings geringfügig geändert wird, da die anfängliche Abdichtung entlang des Dorns in dem Bereich zustandekommt, welcher von dem Teil mit dem größeren Durchmesser d bis zu dem Teil mit dem kleineren Durchmesser d des Dorns 56 reicht.

Gemäß der Erfindung können daher rohrförmige Gegenstände mit unterschiedlichen Querschnittsformen einschließlich denen, die in Fig.?" dargestellt sind, und mit einem vorgegebenen Innendurchmesser mit einem einzigen Dorn unter wechselnden Strangpreßverhältnissen bei einem verhältnismäßig niedrigem Druck stranggepreßt werden, wobei jedoch die Innenfläche eine höhe Güte bzw. eine gute Beschaffenheit aufweist. Wie in Fig.19 dargestellt, kann in derselben Weise ein Rohr mit einer exzentrischen, durchgehenden Bohrung stranggepreßt werden.

Ferner ist auch sehr wichtig, daß bei dem hydrostatischen Strangpressen der Druck in dem Behälter 51 überall im Inneren eines Behälters auch im Hinblick auf die Lebensdauer gleichförmig und gleichbleibend ist; infolgedessen sollte das Druckmedium in Richtung auf eine Matrize zu, jedoch in dem Bereich (A) vor dem Stempel 63 gleichmäßig und ruhig strömen. Um eine gleichmäßige und ruhige Strömung des Druckmediums von der Seite des Stempels 63 zu der Matrize 53 hin zu. schaffen, ist eine durchgehende Bohrung vorgesehen.

In Fig.9 ist eine perspektivische Ansicht des Ausrichtteils 57 der Fig.8 dargestellt. In der äußeren Umfangsflache des Ausrichtteils 57 sind eine Anzahl in axialer Richtung verlaufender Nuten 71 vorgesehen, so daß das Druckmedium A auf der Seite des Stempels über die Durchlässe 71 zu der Matrize hin strömen kann»

Ferner sind mehrere durchgehende Bohrungen 66 und 67 vorge-

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sehen, welche durch den den Dorn tragenden Zylinder ^o bzw. das Ausrichtteil 57 verlaufen, da sich der Dorn 56 durch den Zylinder 58 und das Ausrichtteil 57 erstreckt, wobei durch die Berührungsflächen 6l bzw» 62 eine seitliche Verschiebung des Dorns 56 verhindert ist, so daß der Fluß des Druckmediums dadurch abgesperrt ist. Andererseits kann das Druckmedium, welches durch den Teil 56a mit dem größeren Durchmesser zusammengedrückt wird, infolge der in axialer Richtung verlaufenden Vorwärtsbewegung des Dorns bezüglich des Ausrichtteils 57 über die durchgehende Bohrung 67 an der Seite der Matrize ausströmen, wobei die durchgehende Bohrung 67 bei einer praktischen Ausführung mit den Nuten 64 in Verbindung steht.

Durch eine solche Anordnung kann ein Schaden an dem Ausrichtteil 57 j welcher infolge des Druckunterschieds auftreten würde, und folglich auch eine Beschädigung der Innenwandung des Behälters verhindert werden.

Die anfängliche Abdichtung zwischen der Matrize 53 t dem Rohling 5^ und dem Dorn 56 kann in ähnlicher Weise erreicht werden, wie im einzelnen eingangs anhand der ersten Ausführungsform der Erfindung beschrieben ist.

Wenn der Druck in einem Behälter erhöht wird, wird, wie Fig.9 zu entnehmen ist, die Drehbewegung eines Dorns durch das Zusammenwirken des Längskeils 72 und einer Keilnut beschränkt, während die axiale Einstellung der Lage einer Matrize bezüglich eines Dorns mittels eines Abstands- oder Zwischenstücks erreicht werden :kann, dessen Dicke gleich der Verschiebung der Spitze des Dorns ist, wie sie bei der vorhergehenden Ausführungsform erhalten worden ist. Hierdurch ist dann eine achsparallele Verschiebung des Dorns ermöglicht, welche bei dem Strangpressen fortgesetzt wird, wobei die Lage des Dorns auf diese Weise eingestellt wird. In ähnlicher Weise ist eine Verdrehung des Dorns 56 in Umfangsrichtung durch das vorbe schriebene Ausrichtteil 57 verhindert. Unter diesen Verhält-

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nissen wird dann ein Rohling durch den Spalt zwischen der Matrize 53 und dem Dorn 56 stranggepreßt, wobei die Außenform der strangzupressenden Rohre durch die Matrize 53 und die Innenform der Rohre durch den Dorn 56 bestimmt sind. Vorzugsweise steht die Längsnut 60 mit der Keilnut 56b in Eingriff, bevor der Dorn 56 durch einen Druckanstieg in dem Behälter in axialer Richtung vorgeschoben wird.

In Fig.10 ist eine hydrostatische Strangrohrpresse mit einem sogenannten Tandembehälter dargestellt, wobei ein Dorn 77 in einem Zylinder 79 angebracht ist. Ein in der Figur dargestelltes Ausrichtteil 7δ, mittels welchem wie vorher eine Winkelbeziehung einstellbar ist, ist mit einem Verbindungszylinder 79 versehen. Mit Hilfe des Äusrichtteils 78 und des hinteren, einen größeren Durchmesser aufweisenden Teils 77a des Dorns 77 kann dieser achsparallel verschoben werden. Obwohl somit in diesem Fall die Matrize· 76 direkt oder indirekt bezüglich des Behälters 75 in einer ganz bestimmten Lage festgelegt ist, ist eine Lageeinstellung des Dorns 77 möglich.

Im folgenden wird eine dritte vorteilhafte Möglichkeit bei der Erfindung beschrieben, wobei zum Strangpressen von Rohren gemäß dem hydrostatischen Strangpreßverfahren ein Dorn vorgesehen ist, dessen Kopfteil auswechselbar ist; hierdurch können innerhalb eines großen Bereichs für einen Dorn verwendbare Materialien ausgewählt werden, wodurch die Wirtschaftlichkeit erheblich verbessert ist; ferner können auch die strangzupressenden Materialien innerhalb eines großen Bereichs ausgewählt werdenο

Gemäß dieser vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist daher ein Dorn mit einem Dornhauptteil und einem Dornkopfteil vorgesehen, welcher zusammen mit der Matrize die Querschnittsform der strangzupressenden Rohre bestimmt; der Kopfteil liegt an der Innenfläche des vorderen Teils eines Rohlings an und ist in axialer Richtung an dem Hauptteil des Dorns angebracht. Ins-

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besondere ist der Kopfteil mit dem Hauptteil des Dorns hart verlötet, wobei ein Lötmaterial verwendet ist, das weicher ist und einen niedrigeren Schmelzpunkt aufweist als der des Materials, aus welchem der Kopfteil des Dorns hergestellt ist} auf diese Weise ergibt sich eine dünne Lötschicht zwischen den beiden Teilen^ durch welche die Verbindungsstelle zwischen dem Kopf- und dem Hauptteil des Dorns abgedichtet ist. Hierbei ist die Verbindung zwischen den beiden Teilen so ausgelegt, daß sie auch bei den seitlich wirkenden Druckkräften sowie der Schubwirkung nicht nachgibt» eine derartige Verbindung eignet sich daher insbesondere für ein hydrostatisches Strangpreßverfahren mit einem feststehenden Dorn.

In Fig.11 ist eine Ausführungsform eines solchen Dorns gemäß der Erfindung dargestellt. Um den Aufbau des Dorns gemäß der Erfindung besser zu verstehen, wird auf die Belastungsanalyse Bezug genommen, welche im einzelnen in Verbindung mit der hydrostatischen Strangrohrpresse wiedergegeben ist, bei welcher ein Dorn dieser Art verwendet ist. In der Fig.11 sind ein Druckbehälter 80, eine Matrize 81, ein rohrförmiger Rohling 82, ein Dornhauptteil 83, ein GrenzbereLch 84: zwischen dem Kopf- und dem Hauptteil eines Dorns, ein Kopfteil 86 des Dorns, ein den Dorn tragender Zylinder 87, ein unter hohem Druck stehendes Druckmedium 88 sowie ein den Druck erhöhender Stempel 89 dargestellt. In dieser Anordnung liegt der Dornkopfteil 86 satt auf dem Zylinder 87 auf. Wenn der Stempel 89 vorge schoben wird, steigt der Druck in dem Druckmedium an, wobei bei einem sehr hohen hydrostatischen Druck P, welcher über eine durchgehende, in dem Dornkopfteil 86 vorgesehene Öffnung 86a übertragen wird, ein Rohling stranggepreßt wird, wobei die Querschnittsform eines strangzupressenden Rohres durch die Öffnung in der Matrize 8l und den Kalibrierteil Ök des Dorns bestimmt ist.

In Fig·12 sind die Kräfte dargestellt, welche auf den Kopfteil 92 des Dorns wirken. Um die folgende Beschreibung zu verein-

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fachen, sei vorausgesetzt, daß sich der Kopfteil 92 des Dorns bis zur Spitze verjüngt, und daß die innere Umfangsflache des vorderen Teils 90a eines Rohlings 90 entlang der ganzen sich verjungenden äußeren Umfangsfläche des Kopfteils des Dorns anliegt; hierbei ist der Druck an der Berührungsfläche zwischen dem Dorn und dem Rohling auf einem konstanten Wert (P + V ) gehalten, wobei P der vorerwähnte hydrostatische Druck und V eine in vertikaler Richtung auf den Kopfteil des Dorns wirkende Belastung ist; diese Belastung wird durch den Druck des vorderen Teils 90a des Rohlings 90 zwischen dem Kopfteil 5 des Dorns und der Matrize 2 erzeugt.

In diesem Fall sei der Scheitelwinkel des konisch zulaufenden Kopfteils des Dorns 92 2o£. Die Summe P der Reibungskräfte in axialer Richtung, welche auf den ganzen konischen Kopfteil 92 des Dorns wirkt, läßt «ich durch folgende Gleichung wiedergeben:

^ri

-J

wobei yU der Reibungskoeffizient an der Berührungsfläche des

Dorns, r der Radius am Ende der Spitze des Dorns 92, und r_o j. u

der Radius des Hauptteils 91 des Dorns ist.

Andererseits wirkt eine Kraft f, welche infolge dei Anlage des Rohlings 90 in einer der Strangpreßrichtung eines Rohlings entgegengesetzten Richtung wirkt, auf den konisch zulaufenden Kopfteil 92 des Dorns. Diese Kraft f läßt sich durch folgende Gleichung ausdrücken:

f = X (P + V_y) (r², - r²) (2)

Die resultierende Kraft F , welche beim Strangpressen infolge des Anliegens des Rohlings 90 auf den Kopfteil 92 des Dorns wirkt, kann dann als eine Ausgleichskraft zwischen den durch

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die Gleichungen (l) und (2) wiedergegebenen Kräfte F und f betrachtet werden.

F^X = F - f ·

= #^(P + ^Vy^{) (r}l - ^ri^{} (}TaÄ" ^{1} (3)}

Wie aus der Gleichung (3) zu ersehen ist, hängt das positive oder negative Vorzeichen der resultierenden, in axialer Rieh-

"V"

tung wirkenden Kraft F von dem Reibungskoeffizienten und dem tan of , d.h. dem Neigungswinkel des konischen Teils ab.

N^ — 1 X^

Wenn Ot y*tan ,-u ist, wird die Kraft F <£ O, d.h. es herrscht

Druck;

— 1 χ

wenn ©C =tan /U ist, dann ist die resultierende Kraft F =0; (5) wenn O z«(vtan ,u. ist, dann ist die resultierende Kraft

F ^» O, d.h. Spannung bzw. Zug.

Ferner wird die axiale Beanspruchung S , welche iniüge der in axialer Richtung wirkenden, resultierenden Kraft F auf die vertikale Querschnittsfläche des Kopfteils des Dorns wirkt, als ein Quotient der resultierenden Kraft F _f geteilt durch die Querschnittsfläche erhalten; der Absolutwert dieser Größe ist dann im Vergleich zu dem hydrostatischen Druck P ein verhältnismäßig kleiner Wert. ( Der Neigungswinkel oC ist so eingestellt, daß er dem tan ,u angenähert ist, wodurch sich ergibt P "$> 1 Cl) . Wie aus der vorstehenden Analyse zu ersehen ist, beruht die Erfindung auf der Tatsache, daß die Axialbeanspruchung, welche auf den Kopfteil 92 und den Hauptteil 91 des Dorns wirkt, im Vergleich mit dem StrangpreßdrucJ*verhältnismäßig klein ist.

Wie in Figo 13 dargestellt, werden der Dornhauptteil 93 und der Dornkopfteil 95 vorher getrennt hergestellt; der Kopfteil 95 wird dann mit dem Hauptteil 93 des Dorns zumindest entlang des Umfangs der Verbindungsstelle zwischen den beiden Teilen hart verlötet, wodurch ein Dorn geschaffen ist. Hierdurch ist das Innere der Verbindungsstelle 9^ einwandfrei gegenüber dem

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äußeren Druckmedium abgedichtet.

Der Kopfteil 95 und der Hauptteil 93 des Dorns sind aus einem sehr hoch belastbarem Zugstahl mit einer verhältnismäßig hohen Festigkeit hergestellt. Die hierbei verwendeten Materialien sollten natürlich aufgrund eines auf sie beim hydrostatischen Strangpressen wirkenden, hydrostatischen Druckes sowie einer in axialer Richtung wirkenden Kraft nicht nachge ben. Obendrein ist der Kopfteil 95 des Dorns aus einem Me tall hergestellt, welches dasselbe ist wie das des Dornhauptteils 93 oder er ist aus einem bestimmten anderen Metall hergestellt, wobei natürlich der Kopfteil 95 des Dorns, ähnlich wie der Dornhauptteil, unter den hydrostatischen Strangpreßverhältnxssen nicht nachgeben darf.

Im Unterschied hierzu ist das Lötmaterial, das zum Verlöten des Hauptteils 93 mit dem Kopfteil 95 des Dorns verwendet wird, weicher und weist im Vergleich zu dem Schmelzpunkt des für den Kopf- und Hauptteil 93 bzw. 95 des Dorns verwendeten Materials einen niedrigeren Schmelzpunkt auf. Hierbei muß die Dicke des verlöteten Teils ausreichend klein sein, da das Nachgeben des Lötmaterials vernachlässigt werden kann, je kleiner dessen Dicke ist. Obwohl das zum Hartlöten verwendete Material im Vergleich zu den bei dem Kopfteil 95 und dem Hauptteil 93 des Dorns verwendeten Materialien nachgeben kann, kann die auf diese Weise hart verlötete Verbindung wiederstehen und gibt auch unter Strangpreßverhältnxssen nicht nach; und zwar teilweise wegen des sogenannten Dünnschichteffektes und teilweise wegen einer in axialer Richtung verlaufenden Beanspruchung, deren Größe im Vergleich zu dem hydrostatischen Druck hinreichend klein ist. Obwohl die Dicke des gelöteten Teils 9^t in Abhängigkeit von dem Durchmesser eines Dorns verändert werden sollte, sollte seine Dicke vorzugsweise so kMn sein, daß eins ausreichend große Verbindung geschaffen ist, welche auch den Verhältnissen beim Strangpressen widersteht.

Die Art und Form der Verbindungsflächen zwischen den zwei Tei-

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len ist nicht notwendigerweise auf die beschränkt, die in Fig.13 dargestellt sind. Wie in Fig.14 dargestellt ist, kann ein Verlöten entlang des Außenumfangs 98 der Verbindungsstelle 98' angebracht werden, wodurch ein am Umfang verlaufendes Band geschaffen ist. Zusätzlich kann, wie in Fig.15 dargestellt ist, die Verlötung an den Verbindungsflächen 101' vorgenommen werden, wobei die eine Fläche einen vorstehenden Teil und die andere Fläche eine dazupassende Ausnehmung aufweist. Ferner kann, wie in Fig.l6 dargestellt ist, ein Ring 105 mit einer geringen Dicke um den angelöteten Teil 103 herum verlötet werden, wobei der Ring aus einem hochfesten Stahl (einem Stahl mit hoher Zugfestigkeit) hergestellt ist. Selbst wenn die gelötete Schicht dünn zu sein scheint, kann durch sie in durchaus zufriedenstellender Weise der Dorn hauptteil mit dem vorderen Teil verbunden sein. Der Grund, weswegen für derartige Zwecke Lötmaterial verwendet wird, besteht darin, daß eine unnötige thermische Verformung an den Verbindungsflächen zwischen dem Kopfteil und dem vorderen Teil des Dorns vermieden werden soll.

Wie vorstehend ausgeführt, ist der Dorn aus einem gesonderten Dornkopf- und Hauptteil gebildet, so daß die Dornkopf- und Hauptteile aus verschiedenen Materialien hergesteLlt sein können, welche sich für die. jeweiligen Zwecke im Hinblick auf die damit verbundenen Vorteile gut eignen, so daß beispielsweise der Kopfteil ersetzt und ausgetauscht werden kann, was besonders in wirtschaftlicher Hinsicht vorteilhaft ist. Hierdurch werden dann die Kosten für die Werkzeuge, d.h. für die Dorne herabgesetzt, und zwar nicht nur im Hinblick auf die Wartung und Instandhaltung, sondern auch im Hinblick auf die Herstellung.

Gemäß einem weiteren Merkmal bei einem hydrostatischen Strangpreßverfahren gemäß der Erfindung können eine sehr schöne oder metallisch glänzende Innenfläche oder Flächen an einem stranggepreßten Rohr bei einem verhältnismäßig niedrigen Druck ge -

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schaffen werden. Hierbei ist eine verkleinerte Berührungsfläche zwischen dem Rohling und der tragenden Fläche vorgesehen, wodurch der Einschluß von Schmiermittel oder OeI zwischen den vorerwähnten beiden Teilen auf ein Minimum herabgesetzt ist» dies ergibt eine schöne glatte Innenfläche an einem strangzupressenden Rohr.

Die anfängliche Abdichtung zwischen einer Matrize, einem Rohling und einem Dorn wird in der gleichen Weise durchgeführt, wie es anhand der vorhergehenden Ausführungsbeispiele be schrieben ist. Insbesondere wenn der Druck ansteigt, wird der Dorn vorgeschoben, bis der Spalt zwischen der inneren Umfangsfläche der kegelstumpfförmigen Fläche des Matrizenhohlraums und die kegelstumpfförmige Außenfläche des Abdichtteils eines Dorns genau gleich der gewünschten Dicke des strangzupressenden Rohres wird. In diesem Fall ist der radiale Abstand zwischen dem Zwischenteil des Dorns und der inneren Umfangsfläche der Matrize viel größer als der Abstand zwischen dem Abdichtteil des Dorns und der inneren Umfangsfläche der Matrize, so daß, wenn der Druck in einem Behälter erhöht wird, der vordere Teil des Rohlings in den Spalt zwischen dem die Matrize tragenden Teil und dem Kalibrierteil des Dorns vorgeschoben wird, ohne daß die Fläche den Zwischenteil berührt. (Diese Flußart des Rohlings wird im iüLgenden als "freies Versenken" bezeichnet). Aus diesem Grund ist der zwischen der Innenfläche des Rohlings und der Fläche des Zwischenteils festgelegte Raum so ausgelegt, daß er mittels eines Luftdurchlasses in dem Kalibrierteil des Dorns mit der Umgebungsluft in Verbindung steht. Wenn daher übermäßig viel OeI in diesem Raum eingeschlossen ist, kann das OeI über diesen Durchgang nach außen entweichen.

Nunmehr werden die in den Fig.I7 und l8 dargestellten Ausführungsformen im einzelnen erläutert. In diesen Figuren ist mit (A) und (B) die anfängliche Abdichtphase bzw. die Strangpreßphase bezeichnet. In Fig.17(A) und (B) ist eine Matrize in den vorderen hohlen Teil eines Behälters oder Aufnahmezylinders

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eingesetzt. Wie in den vorbeschriebenei Fällen ist der vordere Teil IO9 eines Rohlings 1Oo zwischen der inneren Umfangsi'läche der Matrize 107 und dem Abdichtteil des Dorns 110 gehalten. Auch in diesem Fall weist der .Rohling 10ö eine Form auf, die sich nicht über den Abdichtteil des Dorns hinaus erstreckt. Wie in Fig. 17(B) dargestellt, ist die Berührungsfläche zwischen dem Rohling 10ö und dem Dorn IO7 im Vergleich mit den herkömmlichen Anordnungen dieser Art sehr klein. Hierdurch ist der Einschluß einer übergroßen Menge eines Druckmittels oder eines OeIs zwischen den Berührungsflächen des Dorns 110 und des Rohlings I08 auf ein Minimum herabgesetzt. Aufgrund dieser Tatsache, kann daher, wie oben bereits erwähnt, eine schöne und glatte Innenfläche an dem stranggepreßten Rohr erhalten werden.

Bei der in den Fig,17(A) und (B) dargestellten Ausführungsform kann OeI oder das Druckmedium in einem Raum zwischen der inneren Umfangsflache des Rohlings IO8 und der Außenfläche des Zwischenteils des Dorns 110 eingeschlossen sein, wodurch das Aussehen der Innenfläche eines stranggepreßten Rohres stark beeinträchtigt werden kann. Aus diesem Grund ist ein Durchlaß vorgesehen, welcher zwei Teildurchlässe 119 und 120 aufweist, durch welche der Raum 121 mit der Umgebung in Verbindung steht, so daß das eingeschlossene OeI nach außen entweichen kann und dadurch eine schöne glatte Innenfläche an dem stranggepreßten Rohr erhalten wird.

Wie aus der vorstehenden Beschreibung zu ersehen ist, kennen mit Hilfe des vorderen Teils eines Rohlings, durch das Zusammenwirken der Innenflächen einer Matrize und der Außenfläche des abdichtenden Teils sowie des Zwischenteils eines Dorns Rohre stranggepreßt werden, deren Wandungen sowohl an der Außen- als auch an der Innenfläche irgendeine gewünschteForni aufweisen können5 hierdurch können beim Aufbereiten des vorderen Teils eines Rohlings beträchtliche kosten eingespart werden. Zusätzlich können gemäß der Erfindung Rohre mit irgendwel-

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dien gewünschten Formen erhalten werden, indem der Kopfteil eines Dorns ausgetauscht oder geändert wird, wodurch sich viele .Anwendungsmöglxclikexten in der Industrie ergebene

Schließlich soll noch erwähnt werden, daß, obwohl die Aux^%-bereitiuig eines Üohlings einfach erscheint, auch bei dein Strangpressen gemäß der Erfindung viele komplizierte Gesichtspunkte und Umstände· beachtet werden müssen, daß jedoch wegen der eingangs beschriebenen Schwierigkeiten beim .Stand der Technik bisher kein i-ösungsweg untersucht oder gefunden worden ist, um Rohre mit asymmetrischen oder nicht kreisförmigen <4uersclmi ttsf ormen strangüupressen.

Vorstehend Hind lediglich einige bevorzugte ausführungsformen gemäß der Erfindung beschrieben.

Pa tentansptiche

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Claims (1)

1. - 36 -

   Patentanspruch ü

   / 1. jUydrostatisch.es Strangpreßverfahren für Rohre , bei wel-V-oilem ein runder, hohler Rohling hydrostatisch durch einen ringförmigen Spalt zwischen dem tragenden Teil einer Matrize und dem Kalibrier teil eines Doms stranggepreßt wird, dadurch gekennzei chn et, daß

   der vordere Teil oder die Spitze (15» 30» 55) eines Rohlings (l4j 29; 54) aufbereitet wird,· um kegelstumpf förmige, innere und äußere Umfangsflachen zu schaffen, wobei die Kegelstuniptförmige innere Umfangsf leiche des Rohlings (l4; 29; 54) ir» Längsschnitt einen Neigungswinkel, aufweist, welcher gleich ciht größer alw der das konischen Abdicht teils (20; 40) des Dorns (17; 31 ϊ 56) ist, und wobei die kegeis tumpff örmige äußere Umfantsfleiche des Rohlings (l4; 29» 54) im Längsschnitt einen «ei gungswinkei aufweist, welcher gleich oder kleiner als der- des Annäherurigs teils eines Ha trizenhohiraums bezüglich der Mittelachse des Dorns (175 3^5 56) ist, und der Innendurchmesser des vorderen Teils ( 15 i 30; 55) des Rohlings (l4; 29; 54) an dessen vorderen Ende größer als der Durchmesser ties Abdicht— teils (20; 4θ) des Dorns (l7j 31» 5⁽⁾) an dessen vorderen Ende ist;

   daß der Rohling (l4; 29; 5k) in einen Behälter (11; 23; 51) einer Strangrohrpresse eingesetzt wird; daß dann der Dorn (17; 3I; 56) in den hohlen Teil des Roh lings (l4; 29» 5^lt) vorgeschoben wird, um dadurch eine vorläufige Abdichtung zwischen dem Annäherungsteil der Matrize (135 25i 53), dem vorderen Teil (15; 30; 55) des Rohlings (l4; 29; 54) an dessen vorderen Ende und dem konischen Abdichtteil (20; 40) des Dorns (17; 3I; 56) zu schaffen; daß hierauf dann der Dorn (I7i 31; 5b) um ein Kleines Stück vorgeschoben wird, um dadurch gegenüber der anfänglichen Abdichtung eine einwemdfreie Abdichtung zwischen dem Annäherung-iteil des MatrizentiohLraums und der kegelstumpf förmigen, äußeren Umfangsflache des Rohlings (l4j 29» 54) bzw. zwischen der kegelstumpf!"örmigen Innenfläche des Rohlings (JAj 29i 54) und

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   dem Abdichtteil (20; kO) des Dorne (17; 31; 56) zu erreichen, wobei der hintere Teil des Dorne (1"7 5 3*5 5") '«it einem größeren Durchmesser an einer den Dorn tragenden Einrichtung (22; 33i 65) anliegt, um dadurch die genaue Lagebeziehung zwischen dem tragenden Teil (l8; 27) .der Matrize (13; 25; 53) und dem Kalibrierteil (19; 37) des Doms (17j 31; 56) aufrechtzuerhalten, und

   daß schließlich der Rohling (lk\ 2-9 j 5^) durch einen ringförmigen Spalt zwischen dem tragenden Teil (l8; 27) der Matrize (13> 25; 53) und dem Kalibrierteil (19; 27) des Doms (17; 31; 56) stranggepreßt wird.

   2. Hydrostatisches Straiigpreßverf ahren nach Anspruch 1, dadurch gekennz eich η et, daß der Kalibrierteil (37) des Dorns (3I) einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist, dessen Größe so bemessen ist·, daß ein Kreis mit einem Durch messer eingeschlossen ist, welcher kleiner als der Durchmesser des Abdichtteils (32, 4θ) des Dorns (3I) an dessen vorderen Ende ist, und daß der Zwischenteil des Dorns (30) einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufweist, durch welchen der Fluß eines Rohlings (29» ^2) an den Spalt zwischen dem tragenden Teil (27) der Matrize (25) und dem Kalibrierteil (37) des Dorns (31) angepaßt ist, um dadurch ein Rohr mit einem im Querschnitt nicht kreisförmigen, hohlen Teil zu schaffen.

   3. Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierteil des Dorns (kk) mit einer Anzahl kleiner, zylindrischer Glieder oder Kerne (k7) versehen ist, um damit ein Rohr mit einer Anzahl durchgehender Öffnungen zu schaffen.

   k. Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kalibrierteil des Dorns bezüglich des tragenden Teils der Matrize exzentrisch ausgebildet ist, um damit ein Rohr mit einem exzentrischen, hohlen, durchgehenden Teil zu schaffen.

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   5« Hydrostatisches Strangpreßverfahreu nach einem der Ansprüche 1 bis k, dadurch gekennzeichnet , daß der Teil der inneren Umfangsflache der Matrize (25) in dem Bereich zwischen dem kegelstumpfförmxgen Annäherungsteil (26) und dem nicht kreisförmigen, tragenden Teil (27) einen nicht kreisförmigen Querschnitt aufw.eist, und daß der Teil der inneren Umfangsflache der Matrize (25) mit dem Zwischenteil (38) des Dorns (31) zusammenwirkt und in den tragenden Teil (27) sowie den Annäherungsteil (26) des Dorns an dessen vorderen und hinteren Ende übergeht.

   6. Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des hinteren Teils (56a) des Dorns (56) mittels eines Ausrichtteils (57) beschränkt ist, um dadurch die Lage des Dorns (56) in axialer und in Umfangsrichtung während des Druckanstiegs und wählend des Strangpressens des Rohlings (5^) einzustellen, um damit ein Rohr mit einer Wandung mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt zu schaffen.

   7. Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Nuten (56b; 71) in axialer Richtung in der äußeren Umfangsflache des Ausrichtteils (.57) verlaufen, und daß durchgehende Öffnungen (66, 67) in der den Dorn tragenden Einrichtung (65) vorgesehen sind, um dadurch die vorderen und hinteren Seiten der Trangeinrichtung (65) und des Ausrichtteils (57) miteinander zu verbinden, wobei.die dem Stempel und dem Rohling zugewandten Seiten des Ausrichtteils (57) miteinander verbunden sind, um über die durchgehenden Öffnungen (66, 67) den hydrostatischen Druck zu übertragen.

   8. Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenteil einen stark verkleinerten Durchmesser aufweist, so daß ihn die Innenfläche des Flusses eines Rohlings (109;

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   Il6) nicht berührt, um dadurch für den Fluß des Rohlings (109» 116) ein freies Absinken zu schaffen.

   9. Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchlaß (II8, 119) vorgesehen ist, welcher den Raum zwischen dem Zwischenteil und dem Fluß des Rohlings (Ho) mit der Umgebung verbindet, wobei der Durchlaß in dem Kalibrierteil (II8) des Dorns verlaufto

   10. Hydrostatisches Strangpx'eßverf ahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9» dadurch g ekennz ei chn et, daß der Kopfteil (95, 97, 100, IO3) des Dorns (93, 96, 99, 102) getrennt ausgebildet wird und an dem vorderen Ende des Hauptteils des Dorns (93, 96, 99, 102) mittels Lötmaterial (94, 98, 101, 104) hart verlötet wird, welches weich ist und einen verhältnismäßig niedrigen Schmelzpunkt aufweist, um dadurch ein Nachgeben der auf diese Weise verlöteten Verbindungsstelle infolge einer Schubkraft und eines seitlichen Drucks zu verhindern.

   Ho Hydrostatisches Strangpreßverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zwischenstück (69) zwischen der Vorderseite des einen großen Durchmesser aufweisenden, hinteren Teils des Dorns (56) und der Rückseite des Hauptteils des Dorns (69) vorgesehen ist, wobei die Dicke des Zwischenstücks (69) durch Schätzen der elastischen Dehnung des Dorns (56) vorbestimmt wird, wenn dieser dem Strangpreßdruck ausgesetzt ist, welcher von dem Verformungswiderstand des Rohlings (54) und dem Strangpreßverhältnis abhängt, um dadurch die genaue Lage des Dorns (56) in axialer Rüitung bezüglich der Matrize (53) sicherzustellen.

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