DE2655207A1

DE2655207A1 - Vorrichtung zum kontinuierlichen extrudieren

Info

Publication number: DE2655207A1
Application number: DE19762655207
Authority: DE
Inventors: Marc Moreau
Original assignee: Trefimetaux SAS
Current assignee: Trefimetaux SAS
Priority date: 1975-12-12
Filing date: 1976-12-06
Publication date: 1977-06-30
Also published as: CA1043291A; BE849261A; IT1065154B; DK555676A; US4027514A; FR2334435B1; LU76350A1; NL7613844A; GB1559184A; FR2334435A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum kontinuierlichen Extrudieren, mit der ein Gegenstand von unbestimmter Länge durch Hindurchführen durch eine Matrize, welche die für den extrudierten Gegenstand angestrebte geometrische Form hat, in einen anderen Gegenstand von unbestimmter Länge und kleinerem Querschnitt umformbar ist.

Es ist seit langem bekannt, daß bei vielen Metallen und Legierungen, wenn man sie ansteigenden Drücken aussetzt, die Duktilität zunimmt. Diese "Bridgmann-Effekt" genannte Erscheinung wurde von P.W. Bridgmann in einer Veröffentlichung "Large Plastic Plow and Fracture", McGraw Hill, New York, 1952, beschrieben. Sie gestattet es, durch Beaufschlagen metallischer Gegenstände mit sehr hohen Drücken große Verformungen ohne Bruch zu erzielen.

Es ist versucht worden, diese Eigenschaft bei diskontinuierlichen Verfahren auszunutzen, bei denen der Ausgangsgegenstend ebenso wie der Endgegenstand eine begrenzte, wenn auch große

Länge hat.

/2

709826/0273

ORIGINAL INSPECTED

-£ - 48 253

• ο.

Es sind auch kontinuierliche Verfahren vorgeschlagen worden, bei denen der Ausgangsgegenstand ebenso wie der extrudierte Gegenstand eine unbestimmte Länge hat, die unbegrenzt sein könnte. Beispielsweise ist gemäß dem russischen Zertifikat 176 229 ein Draht unter der Wirkung eines Fluidstrom.es, der am hinteren Teil eines feststehenden Zylinders einführbar ist, nach vorn aus diesem Zylinder austritt und den Draht im Innern dieses Zylinders umgibt, in Richtung einer Matrize transportierbar und durch diese hindurchdrückbar. Das Prinzip dabei ist, daß das Fluid, welches in der für die Bewegung des Drahtes gewünschten Richtung strömt, den Draht in dieser Richtung mitreißt und bewirkt, daß er durch die Matrize hindurchläuft. Jedoch liegt das Druckmaximum des Fluides und folglich die größte Duktilität des behandelten Gegenstandes im hinteren Teil des Zylinders und nicht in der Nähe der Matrize, wie es für einen guten Ablauf des Verfahrens notwendig wäre.

Auf der Basis desselben Prinzips sind andere, kompliziertere Vorrichtungen vorgeschlagen worden, beispielsweise in der FR-PS 2 029 568 oder in der entsprechenden US-PS 3 667 267, mit denen versucht worden ist, die erwähnte Schwierigkeit dadurch zu vermeiden, daß der Strömungsweg eines unter Druck stehenden Fluides in mehrere Abschnitte in einer Folge von Kammern mit feststehenden Wänden unterteilt ist, die entlang der Bewegungsbahn des in Extrusion befindlichen Gegenstandes hintereinander angeordnet sind, wobei das Fluid im hinteren Teil der der Matrize am nächsten gelegenen Kammer eingeleitet wird und im vorderen Teil dieser Kammer in der Nähe der Matrize austritt, um danach, beginnend mit der Kammer, die der Kammer, aus der es austritt, am nächsten liegt, jede der anderen Kammern in derselben Weise zu durchströmen. Dies führt somit zu äußerst verwickelt aufgebauten Vorrichtungen.

Schließlich, beispielsweise in der FR-PS 2 160 413 oder in der entsprechenden US-PS 3 740 985, wurde vorgeschlagen, zum Mitreißen eines Fluides in Richtung der Matrize und zum Erzeugen des notwendigen hohen Druckes an der Matrize - vorzugsweise vier - Gruppen von beweglichen Bauteilen zu verwenden,

/3 709826/0273

48 253

von denen sich jede auf einer endlosen Bewegungsbahn bewegt und die, indem sie an einer in Arbeitsrichtung vor der Matrize gelegenen Stelle ihrer Bewegungsbahn zusammenlaufen, ab dieser Stelle bis zur Matrize einen durch die Matrize verschlossenen Druckzylinder bilden. Am Anfang dieses Abschnittes ihrer Bewegungsbahn sind die Bauteile jeder der Gruppen durch zwei auf diese Gruppen wirkende Fluidmotoren antreibbar und in Richtung der Matrize verschiebbar und sind, um die Abdichtung zwischen den Bauteilen jeder Gruppe zu gewährleisten, in der Nähe der Matrize durch einen weiteren Fluidmotor abbremsbar. Die Gesamtheit derjenigen Bauteile, die zu jedem Zeitpunkt den Druckzylinder bilden, bewegt sich im Innern eines zweiten, feststehenden Druckzylinders, der von einer gleichen Anzahl von Bauteilen gebildet ist, und stützt sich an dessen Innenfläche mittels eines unter Druck stehenden Fluides ab. Diese zweiten Bauteile befinden sich ihrerseits im Innern eines Zylinders. Bei einer derartigen Vorrichtung besteht ein noch sehr verwickelter Aufbau infolge der großen Zahl von beweglichen Bauteilen, der Zahl der in einem zur Achse senkrechten Querschnitt aufeinanderfolgenden Umschließungen und der großen Zahl von Motoren, deren Leistungen aufeinander abgestimmt werden müssen, damit die Bremsmotoren die Abdichtung zwischen jedem der beweglichen Bauteile und dem ihm folgenden und dem ihm vorausgehenden Bauteil sicherstellen, ohne jedoch die Bewegung der genannten beweglichen Bauteile in Richtung der Matrize zu verlangsamen oder zu verhindern.

Bei der Vorrichtung nach der Erfindung ist mit einfachen Mitteln erreicht, daß bewegliche Bauteile ständig einen Druckzylinder bilden, in dessen Innern der zu extrudierende Gegenstand von unbestimmter Länge eingeführt ist, welcher von einem viskosen Fluid umgeben ist, das, durch die Bewegung der genannten beweglichen Bauteile in Richtung einer Matrize mitgerissen, seinerseits den zu extrudierenden Gegenstand in Richtung der Matrize mitnimmt und bewirkt, daß er durch die Matrize hindurchläuft .

709826/0273

- f- 48 253

Die Vorrichtung nach der Erfindung hat

- ein langes, gegen einen hohen Innendruck ohne Verformung widerstandsfähiges Hauptteil, dessen innerer Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist und an jeder seiner Seitenwände in der Längsrichtung des Hauptteils lange, maschinell bearbeitete !Flächen aufweist, die mit maschinell bearbeiteten Flächen an beweglichen Bauteilen zusammenwirken, die, auf ihrem Weg im Innern des druckfesten Hauptteils, an dessen bearbeiteten Flächen zwangfrei entlanggleiten, wobei die innenliegenden Seitenflächen des Hauptteils und die Seitenflächen der beweglichen Bauteile mit den genannten bearbeiteten Flächen zusammenwirken, um an der Außenseite der beweglichen Bauteile einen eine Druckkammer bildenden Raum zu bilden;

- eine an einem Matrizenträger angeordnete Matrize am in Arbeitsrichtung vorderen Ende des druckfesten Hauptteils;

- zwei Gruppen von beweglichen Bauteilen, die auf dem Weg der genannten Bauteile im Innern des druckfesten Hauptteils miteinander zusammenwirken, wobei die beweglichen Bauteile einen im wesentlichen rechteckigen äußeren Querschnitt haben, der je Bauteile-Paar dem inneren Querschnitt des druckfesten Hauptteils entspricht, und im unteren und oberen Teil ihrer Seitenflächen maschinell bearbeitete Flächen aufweisen, die während der Verstellung der beweglichen Bauteile im Innern des druckfesten Hauptteils mit dessen bearbeiteten Flächen zusammenwirken; die Ober- und Unterseiten jedes beweglichen Bauteils weisen Zähne auf, die zur Bewegungsrichtung des Bauteils senkrecht gerichtet sind; jedes bewegliche Bauteil hat an seiner Fläche, die sich einem anderen beweglichen Bauteil gegenüber anordnet, wenn sich diese beiden Bauteile im Innern des druckfesten Hauptteils bewegen, eine Ausnehmung, die einem Profilabschnitt des zu extrudierenden Gegenstandes entspricht und mit der dem anderen Profilabschnitt des zu extrudierenden Gegenstandes entsprechenden Ausnehmung eines anderen, benachbarten beweglichen Bauteils zusammenzuwirken vermag, um eine Aufnahme zu bilden, deren Querschnitt sehr wenig größer ist als derjenige des zu extrudierenden Gegenstandes und die gleiche Form wie dieser hat; diejenigen beweglichen Bauteile, die sich zu jedem

/5 7Q9S26/0273

48 253

Zeitpunkt im Innern des druckfesten Hauptteils befinden, bilden zu jedem Zeitpunkt einen Druckzylinder genannten Zylinder von der ungefähren Länge des druckfesten Hauptteils, der am in Arbeitsrichtung vorderen Ende durch die Matrize verschlossen und am in Arbeitsrichtung hinteren Ende offen ist;

- Vorrichtungen für den Antrieb der beweglichen Bauteile, bestehend aus einem Motor und einem Zahnradgetriebe, das den

Motor mit zwei als Antriebsritzel bezeichneten Zahnritzeln verbindet; die im hinteren Teil des druckfesten Hauptteils angeordneten Antriebsritzel sind durch den Motor und das Zahnradgetriebe antreibbar und kämmen, das eine mit den Zähnen an der Oberseite, das andere mit den Zähnen an der Unterseite der beweglichen Bauteile jeder der beiden Gruppen und schieben die beweglichen Bauteile beider Gruppen gleichzeitig zur Matrize hin;

- Vorrichtungen zum Zurückhalten oder Stauen der beweglichen Bauteile, mit zwei als Gegenhalte- oder Hemmritzel bezeichneten Zahnritzeln, die im in Arbeitsrichtung vorderen Teil des druckfesten Hauptteils in der Nähe der Matrize angeordnet sind, von denen das eine mit den Zähnen an der Oberseite, das andere mit den Zähnen an der Unterseite der beweglichen Bauteile kämmt, und die je auf einer Welle aufgenommen sind, welche die Seitenwände des druckfesten Hauptteils durchdringt und sich an diesen abstützt, ferner mit zwei je an der Welle eines Hemmritzels lose angeordneten Zahnkränzen, und mit Vorrichtungen, die zwischen jedem losen Zahnkranz und seiner Welle ein elastisches Moment erzeugen; die Hemmritzel und ihre Wellen sind durch die beweglichen Bauteile am Ende deren Weges im Innern des druckfesten Hauptteils betätigbar und drehantreibbar, während eine mit der Welle des Motors verbundene Zahnräder-Gruppe jeden losen Zahnkranz in einer hinsichtlich Richtung und Geschwindigkeit mit der ihn tragenden Welle gleichen Bewegung anzutreiben vermag;

- Vorrichtungen, welche die beweglichen Bauteile im Bereich der Matrize auseinanderzurücken und zum in Arbeitsrichtung

hinteren Teil des druckfesten Hauptteils zurückzuführen vermögen;

7 0 9 8 2 6/0 2 7 3

ORIGINAL INSPBCTBD

48 253

- an sich bekannte Vorrichtungen zum Einschmieren des zu extrudierenden Gegenstandes mit einem viskosen Fluid vor seinem Eintritt in das druckfeste Hauptteil, und

- an sich bekannte Vorrichtungen zur Versorgung mit Fluiden.

Der Antrieb der beweglichen Bauteile einerseits, und die Ausbildung und Beibehaltung des Druckzylinders andererseits sind mit voneinander unabhängigen und auf verschiedene Flächen der beweglichen Bauteile wirkenden Vorrichtungen erzielt. Dies gestattet es insbesondere, die von den beweglichen Bauteilen getragenen und ihrem Antrieb dienenden Zähne in druckfreien Bereichen anzuordnen.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es erscheinen in diesen Zeichnungen und im Verlauf ihrer Besehreibung zusätzliche oder bevorzugte Anordnungen, die in der Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar sind. Es zeigt:

Fig. 1 eine Gesamtansicht, teilweise im Schnitt, einer Vorrichtung nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt in einer zur Längsachse der Vorrichtung senkrechten und zwischen den Antriebs- und den Hemmritzeln gelegenen Ebene durch das druckfeste Hauptteil und die beweglichen Bauteile; diese Schnittebene wurde zur Vereinfachung der Zeichnung gewählt, die bei einer Schnittebene durch eines der Zahnritzel komplizierter gewesen wäre,

Fig. 3 eine Vergrößerung des in Fig. 2 im Kreis 52 eingeschlossenen Abschnittes,

Fig. 4 einen Teilschnitt in einer durch die Längsachse der Vorrichtung gehenden und zu den Seitenflächen der beweglichen Bauteile parallelen Ebene,

Fig. 5 einen Teilschnitt in einer durch die Achse der Vorrichtung gehenden waagerechten Ebene in der Nähe der Matrize,

/7 709826/0273

48 25 3

Pig. 6 eine Teilansicht zur Erläuterung der Arbeitsweise der Haltevorrichtungen für die beweglichen Bauteile,

Pig. 7 eine Teilansicht, die eine bevorzugte Ausbildung der Innenfläche einer der Seiten des druckfesten Hauptteils zeigt,

Pig. 8 bevorzugte Vorrichtungen zum Abdichten zwischen den beweglichen Bauteilen und dem druckfesten Hauptteil am in Arbeitsrichtung vorn gelegenen Ausgang des Hauptteils, -und

Pig. 9 und 10 zusätzliche bzw. ergänzende Anordnungen, die bei Bedarf in der Vorrichtung nach der Erfindung verwendbar sind.

Pig. 1 zeigt ein druckfestes Hauptteil 1 mit seinen Seiten 2 und 3, seiner Basis 4 und seinem aufgeschnitten dargestellten oberen Teil oder Deckel 5. Eine Matrize 6 ist mit Vorteil am Ende eines rohrförmigen Matrizenträgers 7 angeordnet, der seinerseits mit einem Halter 8 fest verbunden ist, welcher, wie in Pig. 1 dargestellt, mit dem druckfesten Hauptteil 1 einteilig ausgebildet sein kann. Lage und Gestalt eines solchen Halters 8 sowie die Länge des rohrförmigen Matrizenträgers 7 sind nicht wesentlich; es genügt, wenn sie am Ausgang des Hauptteils 1 bewegliche Bauteile 9 auf ihrem Weg zum in Arbeitsrichtung hinteren Teil des Hauptteils 1 durchlassen.

In Pig. 1 sind die beweglichen Bauteile 9 in verschiedenen Stellungen ihrer Bewegungsbahn gezeichnet. Es sind auch obere Zahnritzel, nämlich ein Antriebsritzel 10 und ein Hemmritzel 12 zu erkennen, während untere Zahnritzel, nämlich ein Antriebsritzel 11 und ein Hemmritzel 13, verdeckt sind. Weiterhin ist eine Antriebswelle 14 für das untere Antriebsritzel 11 zu erkennen, an der ein Zahnkranz 15 angeordnet ist, der einen mit einer Welle 17 des oberen Antriebsritzels 10 fest verbundenen Zahnkranz 16 anzutreiben vermag, der durch seinen Teilzylinder dargestellt ist. Die Drehrichtungen der Zahnkränze 15 und 16 sind mit Pfeilen 18 und 19 angegeben. Der mit der Antriebswelle 14 gekuppelte Motor, der ein

/8 709826/0273

ORIGINAL INSPECTED

η π

Getriebemotor sein kann, ist nicht gezeichnet, nur eine Paßfeder 20. Der Zahnkranz 15 greift auch in ein als Verbindungsglied bevorzugtes Zwischenritzel 21 ein, damit der Zahnkranz einen Zahnkranz 22 antreiben kann, der mit einem Zahnkranz in Eingriff ist. Die Zahnkränze 22 und 23 sind mit einer Welle 24 des unteren Hemmritzels 13 und mit einer Welle 25 des oberen Hemmritzels 12 nicht durch Paßfedern verbunden. Mit Pfeilen 26 und 27 ist angegeben, daß sich die Zahnkränze 22 und 23 in der gleichen Richtung wie der Zahnkranz 15 bzw. der Zahnkranz 16 drehen. Dank der für die Zahnkränze 15, 16, 22 und 23 und für das Zwischenritzel 21 gewählten Abmessungen sind die Drehgeschwindigkeiten der Antriebswelle 14 und der Wellen 17, 24 und 25 gleich. Statt mit der Antriebswelle 14 könnte der Motor ebenso gut mit der Welle 17, mit dem Zwischenritzel 21 oder mit einem der Zahnkränze 22 und 23 gekuppelt sein. Fig. 1 zeigt auch Vorrichtungen zum Zurückhalten oder Stauen der beweglichen Bauteile 9. Sie läßt das Hemmritzel 12 erkennen, die Zahnkränze 22 und 23 sowie die Wellen 24 und 25, von denen jede ein Hemmritzel 13 oder 12 und den entsprechenden losen Zahnkranz 22 oder 23 trägt. Fig. 1 zeigt auch als Beispiel eine Ausführungsform der elastischen Kupplung zwischen jeder der Wellen 24 und 25 und dem entsprechenden losen Zahnkranz 22 bzw. Diese Ausführungsform weist für jede Paarung einer Welle mit einem losen Zahnkranz wenigstens einen einstellbaren Anschlag 28a, 28b, 29a und 29b und eine Feder 30a, 30b, 31a und 31b auf, die mit dem zugehörigen Anschlag 28a, 28b, 29a oder 29b und dem entsprechenden Zahnkranz 22 oder 23 zusammenwirkt» Die Beziehungen zwischen einer Welle, beispielsweise der Welle 24, dem von ihr getragenen losen Zahnkranz 22, einem Anschlag, beispielsweise dem Anschlag 28a, und der zugehörigen Feder 30a werden im Verlaufe der Beschreibung der Fig. 6 deutlich gemacht. Für das Funktionieren der Vorrichtung ist eine beim gezeigten Beispiel als Einschmierkasten ausgeführte Einschmiervorrichtung 32 notwendig, für deren Ausbildung jedoch jede beliebige bekannte oder neue Vorrichtung verwendbar ist. Die Art der Ausbildung dieser Einschmiervorrichtung 32 ist nicht Teil der Erfindung. In den Zeichnungen ist für den Fall eines zu extrudierenden Gegenstandes von kreisrundem Querschnitt und eines

/9 7098 2 6/0273

ORIGINAL INSPECTED

- 9^- 48 251

• /fa-

extrudierten Gegenstandes von kleinerem kreisrunden Querschnitt der zu extrudierende Gegenstand mit 33, der extrudierte Gegenstand mit 34 und die Achse der Vorrichtung mit 35 bezeichnet.

Fig. 2 zeigt nähere Einzelheiten der Beziehungen zwischen dem druckfesten Hauptteil 1 und den beweglichen Bauteilen 9 bei deren Portbewegung im Innern des Hauptteils 1. In Fig. 2, die das druckfeste Hauptteil 1 mit seinen Seiten 2 und 3, seiner Basis 4 und seinem Deckel 5 sowie zwei bewegliche Bauteile 9 mit der Bewegungsbahn ihrer unteren Zähne 41 und oberen Zähne 42 zeigt, ist die lage von vier maschinell bearbeiteten Flächen 37a, 37b, 37e und 37d des druckfesten Hauptteils 1 zu erkennen, welche mit entsprechenden maschinell bearbeiteten Flächen 38a, 38b, 38c und 39d der beweglichen Bauteile 9 zusammenwirken. Zwischen den Seiten 2 und 3 des druckfesten Hauptteils 1 und den Seitenflächen der beweglichen Bauteile 9 sind Druckkamman 39 und 40 bildende Räume ausgebildet, die dazu dienen, ein unter Druck stehendes Fluid beispielsweise über Öffnungen 43 und 44 aufzunehmen. Das Zusammenwirken beispielsweise zwischen den bearbeiteten Flächen 37a und 38a sichert gleichzeitig die Abdichtung der Druckkammern 39 und und die Führung der beweglichen Bauteile 9 im Innern des Hauptteils 1. Die innenliegenden Flächen der beweglichen Bauteile weisen maschinell bearbeitete Flächen 45a, 45b, 46a und 46b auf, die während der Bewegung der Bauteile 9 im Innern des Hauptteils 1 unter der Wirkung des in den Druckkammern 39 und 40 enthaltenen, unter Druck stehenden Fluides gegeneinandergepreßt sind. Zwischen den bearbeiteten Flächen 45a und 46a einerseits, und den bearbeiteten Flächen 45b und 46b andererseits befindet sich ein als Höhlung ausgebildeter Druckzylinder 47, der die gleiche Form wie die Außenform des zu extrudierenden Gegenstandes 33 hat und von zwei Ausnehmungen gebildet ist, die je in eine der sich gegenüberliegenden bearbeiteten Flächen 45a,45b und 46a,46b der beweglichen Bauteile 9 eingearbeitet sind. Der Querschnitt des Druckzylinders 47 ist sehr wenig größer als derjenige des in Extrusion befindlichen Gegenstandes 50, wobei der Raum zwischen dem Gegenstand 50 und den Wänden des Druckzylinders 47 int Betrieb praktisch völlig mit einer dünnen Schicht eines viskosen Fluides angefüllt ist. Als

/10 709826/0273

- Vif ·· 48 2

265

48 251

2655707

Beispiel sei angegeben, daß der Abstand zwischen einem Punkt an der Außenfläche des zu extrudierenden Gegenstandes 33 und dem gegenüberliegenden Punkt des Druckzylinders 47 zwischen 0,01 und 0,1 mm betragen kann. Im Bedarfsfall können die sich gegenüber liegenden Flächen der beweglichen Bauteile 9 druckfreie Räume 48 und 49 bilden, die das Fluid aufzunehmen vermögen, welches zwischen den bearbeiteten Flächen 45a und 46a oder 45b und 46b austreten könnte.

Fig. 3 zeigt eine Vergrößerung desjenigen Abschnittes der Vorrichtung, der in Fig. 2 mit einem Kreis 52 umschlossen ist, um die Vorrichtungen erkennen zu lassen, die zwischen dem druckfesten Hauptbeil 1 und den sich in seinem Innern bewegenden Bauteilen 9 abdichten. Es sind dargestellt das druckfeste Hauptteil 1 mit seiner langen, bearbeiteten Fläche 37d, ein bewegliches Bauteil 9 mit seiner bearbeiteten Fläche 38d und die Druckkammer 39. Es ist weiterhin ein Vorsprung 53 zu erkennen, der an wenigstens einer der Vorder- oder Rückenflächen jedes beweglichen Bauteils 9 rings um den Rand ausgebildet ist, der an der Ausbildung der Druckkammern39 oder 40 beteiligt ist. Der Vorsprung 53 ist auch an einem der in Fig. 2 dargestellten beweglichen Bauteile 9 zu erkennen, während sich der ähnliche Vorsprung des anderen beweglichen Bauteils 9 an der von diesem verdeckten gegenüberliegenden Fläche befindet. Gemäß Fig. 2 ist die zentrale Ausnehmung des einen der beweglichen Bauteile 9 auch von einem Vorsprung 54 umgeben. Der ähnliche Vorsprung des anderen beweglichen Bauteils 9 befindet sich an der von diesem verdeckten gegenüberliegenden Fläche. Die Aufgabe der Vorsprünge 53 und 54 besteht darin, die Berührungsfläche zwischen zwei aufeinanderfolgenden bewegliehen Bauteilen 9 während ihrer Bewegung im Innern des druckfesten Hauptteils 1 klein zu halten, um die Kraft je Flächeneinheit zu erhöhen, die, durch die entgegengesetzte Wirkung der Antriebsritzel und 11 und der Hemmritzel 12 und 13 erzeugt, die beweglichen Bauteile 9 in gegenseitige Anlage drängt, und um dadurch die Gefahr von Fluidleckagen aus den Druckkammern 39 und 40 oder aus dem innenliegenden Druckzylinder 47 zu verringern.

709826/0273

48 25_3_

Fig. 4 zeigt einen Teilschnitt durch die Vorrichtung in einer zu den Achsen der Zahnritzel senkrechten Axialebene mit nur einem beweglichen Bauteil und den in dieses eingreifenden Abschnitten der Antriebs- oder Hemmritzel. Sie soll aufzeigen, wie diese verschiedenen Bauteile der Vorrichtung in Beziehung zueinander sind. Es ist ein bewegliches Bauteil 9 mit seinen Zähnen 41 und 42 und, in Teilansicht, je ein Antriebsritzel 10 und 11 oder je ein Hemmritzel 12 und 13 zu erkennen. Das bewegliche Bauteil 9 ist mit insgesamt vier Zähnen - zwei

ηmp τ

obere Zähne 42 und untere Zähne 41 - dargestellt; die Zahl seiner Zähne könnte jedoch verschieden, beispielsweise 8 sein. Außerdem sind der Druckzylinder 47, die Vorsprünge 53 und 54, die Räume 48 und 49 und die bearbeiteten Flächen 45a und 45b zu erkennen.

Fig. 5 zeigt die Matrize 6, den rohrförmigen Matrxzenträger 7, bewegliche Bauteile 9 in zwei aufeinanderfolgenden Stellungen an ihrer Bewegungsbahn, den in Extrusion befindlichen Gegenstand 50, den extrudierten Gegenstand 34 sowie mit einem Pfeil 51 die Bewegungsrichtung.

Fig. 6 erläutert das Funktionieren der Halte- oder Stauvorrichtungen. Es sind nur die Antriebs- und Stauvorrichtungen im unteren Teil der Vorrichtung dargestellt. Die Verzahnungen sind nur soweit gezeichnet, wie zum leichteren Verständnis nötig. In Fig. 6 sind die Zahneingriffe mit einem großen, das wirkliche Spiel übersteigenden Spiel dargestellt, um die aktive Flanke jedes dieser Zähne deutlicher erkennen zu lassen« Fig. 6 zeigt eine Folge von beweglichen Bauteilen 9 in der Weise, wie sie sich im druckfesten Hauptteil 1 bewegen, die Antriebswelle 14 mit dem von ihr getragenen und angetriebenen Zahnkranz 15 und dem unteren Antriebsritzel 11, das untere Hemmritzel 13 und seine mit ihm fest verbundene Welle 24, den losen Zahnkranz 22, einen einstellbaren Anschlag 28, eine mit diesem und dem Zahnkranz 22 zusammenwirkende Feder 30 , und das Zwischenritzel 21 (die dieses tragende Welle ist nicht gezeichnet). Sobald der Motor die Antriebswelle 14 in der vom Pfeil 18 angegebenen Richtung dreht, werden der Zahnkranz 15

709826/0273

und das Antriebsritzel 11 in derselben Richtung in Drehung angetrieben, die Bauteile 9 werden in der vom Pfeil 36 angegebenen Richtung verstellt, und das Bauteil 9a treibt das Hemmritzel 13 und dessen Welle 24 an, welche den einstellbaren Anschlag 28 trägt und antreibt und den losen Zahnkranz 22 abstützt, ohne ihn anzutreiben. Der Zahnkranz 22 wird in Drehung in der vom Pfeil 26 angegebenen Richtung angetrieben, welche mit der vom Pfeil 18 angegebenen Drehrichtung des Zahnkranzes 15 gleich ist. Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, sind die Abmessungen der verschiedenen Zahnkränze so gewählt, daß die Winkelgeschwindigkeiten der Antriebswelle 14 und der Welle 24 gleich sind. Am Zahnkranz 22 stützt sich eines der Enden der Feder 30 ab, deren anderes Ende am einstellbaren Anschlag 28 anliegt. Auf diese Weise wird auf das Bauteil 9a eine konstante Halte- oder Staukraft ausgeübt, ohne daß Arbeit geleistet wird. Diese Kraft, die sich bis auf das vom Antriebsritzel 11 angetriebene Bauteil 9 überträgt, bewirkt, daß die Bauteile 9 jeder Gruppe während ihrer Verstellung zwischen den Antriebsritzeln 10 und 11 und den Hemmritzeln 12 und 13 in gegenseitige Anlage gedrängt werden, und daß auf diese Weise zwischen ihnen eine gute Abdichtung erzielt wird, die Flüssigkeitsdurchtritt zwischen ihren Berührungsflächen verhindert.

Gemäß Fig. 1 sind die Bauteile 9 jeder der beiden Gruppen untereinander verbunden, um sicherzustellen, daß jedes von ihnen bei ihrem Rücklauf außerhalb des druckfesten Hauptteils 1 von dessen in Arbeitsrichtung vorderem zum hinteren Teil mitgenommen bzw. angetrieben wird. Bei dem in Fig. 1 gezeigten Beispiel ist am oberen Teil der Außenfläche jedes der aufeinanderfolgenden Bauteile 9 ein Seil 70a, am unteren Teil derselben Fläche ein Seil 70b befestigt. Es können andere, die gleiche Aufgabe erfüllende Vorrichtungen verwendet werden, ohne daß der Rahmen der Erfindung verlassen würde. Die Bauteile 9 können auf ihrer äußeren Bewegungsbahn auch an einem nicht gezeichneten feststehenden Bauteil abgestützt sein, beispielsweise an einer Schiene, auf der sie, angetrieben von der sie untereinander verbindenden Vorrichtung, gleiten.

/13 709826/0273

Fig. 7 zeigt bevorzugte Vorrichtungen zum Abdichten der Druckkammern 39 und 40 am in Arbeitsrichtung hinteren Eingang des druckfesten Hauptteils 1. Diese Vorrichtungen bestehen im wesentlichen aus einer maschinell bearbeiteten Fläche 58 in einer Ebene, die zu Seitenflächen, beispielsweise zur Seitenfläche 57 der beweglichen Bauteile 9 parallel ist, wenn sich die Bauteile 9 im Innern des druckfesten Hauptteils 1 bewegen. Die bearbeiteten Flächen 58 und die Seitenflächen 57 sind relativ zueinander so angeordnet, daß das Spiel zwischen ihnen sehr klein ist.

Fig. 7 zeigt ebenfalls bevorzugte Vorrichtungen zum Erzeugen eines Druckabfalles in den Druckkammern 39 und 40 zwischen den in Arbeitsrichtung vorderen und hinteren Teilen. Diese Vorrichtungen bestehen in maschinell bearbeiteten Flächen 59 und 60, die zu den Seitenflächen der beweglichen Bauteile 9 parallel sind, wenn sich die Bauteile 9 im Innern des druckfesten Hauptteils 1 bewegen. !Dn Betrieb ruft die elastische Verformung, die das druckfeste Hauptteil 1 unter der Wirkung des in den Druckkammern 39 und 40 herrschenden Druckes erleidet, die Ausbildung eines Durchlasses zwischen den bearbeiteten Flächen 59 und 60 und den Seitenflächen der beweglichen Bauteile 9 hervor, der umso größer ist, je höher der Druck im Bereich der betrachteten Fläche. Die Öffnungen 43 und 44 für die Fluidzufuhr in die Druckkammern 39 und 40 sind dann im in Arbeitsrichtung vorderen Abschnitt der Druckkammern 39 und angeordnet, so daß der Druck von einem von zwei bearbeiteten Flächen 59 und 60 begrenzten Abschnitt zum nächsten Abschnitt vom in Arbeitsriehtung vorderen zum hinteren Teil der Druckkammern 39 und 40 hin abnimmt. Somit wird im in Arbeitsriehtung hinteren Teil der Druckkammern 39 und 40 ein gegenüber dem im in Arbeitsriehtung vorderen Teil herrschenden Druck deutlich niedrigerer Druck erzielt, um die Verformung des druckfesten Hauptteils 1 in der Nähe der bearbeiteten Flächen 58 und die Größe der Leckstellen zwischen den bearbeiteten Flächen 58 und den Seitenflächen der beweglichen Bauteile 9 zu verringern.

/14 709826/0273

Fig. 8 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform zum Abdichten t zwischen dem druckfesten Hauptteil 1 und den beweglichen Bauteilen 9 am in Arbeitsrichtung vorderen Ausgang des Hauptteils 1. Gemäß dieser bevorzugten Ausführungsform hat jede der Seiten 2 und 3 des druckfesten Hauptteils 1 in der Nähe ihres in Arbeitsrichtung vorderen Endes eine Aufnahme 62, in die ein schwimmendes bewegliches Bauteil 61 eingesetzt ist. Dieses besitzt eine der Seitenfläche 57 des beweglichen Bauteile 9 gegenüberliegende maschinell bearbeitete Fläche 67, die zur Seitenfläche 57 parallel ist. Sobald ein Bauteil 61 in seiner Aufnahme 62 in Stellung gebracht worden ist, ist seine Rückseite 68 auf ganzer Fläche mit dem Druck beaufschlagt, der in der Druckkammer 40 herrscht, mit der der Raum zwischen der Rückseite 68 und der entsprechenden Fläche des druckfesten Hauptteils 1 in Verbindung steht; seine Vorderseite unterliegt dem gleichen Druck, jedoch, wegen des Vorhandenseins der bearbeiteten Fläche 67, auf einer kleineren Fläche als die Rückseite 68. Das Bauteil 61 wird somit in Richtung der Achse der Vorrichtung geschoben und seine bearbeitete Fläche 67 wird an die ihr gegenüberliegenden Seitenflächen 57 der beweglichen Bauteile 9 angepreßt. Unter der Wirkung des Druckes in der Druckkammer 40 ist auch die in Arbeitsrichtung nach vorn weisende Fläche 65 des Bauteils 61 an eine bearbeitete Fläche 66 im druckfesten Hauptteil 1 angepreßt. Die Länge des Bauteils 61 ist so gewählt, daß seine Endflächen 63 und 64 in der Verlängerung der bearbeiteten Flächen 37a und 37b liegen. Austreten des in den Druckkamem 39 und 40 befindlichen Fluides ist somit praktisch unterbunden.

Fig. 9 und 10 zeigen zusätzliche bzw. ergänzende, nicht vorgeschriebene Anordnungen, die in Verbindung mit der oben beschriebenen Vorrichtung verwendbar sind. Fig. 10 zeigt einen Teilschnitt durch die Anordnung gemäß Fig. 9 in einer zu den innenliegenden Flächen der beweglichen Bauteile 9 parallelen und durch die Achse der Vorrichtung gehenden Ebene. In Fig. ist jede der Gruppen von beweglichen Bauteilen 9 dargestellt, die in ihrer Bewegungsbahn außerhalb des nicht gezeichneten druckfesten Hauptteils 1 voneinander getrennt sind und im Innern

/15 709826/0273

ORIGINAL INSPECTS)

£?07

des Hauptteils 1 miteinander zusammenwirken. Weiterhin sind in Fig. 9 Rollen 54' und 55 zu erkennen, an denen sich die beweglichen Bauteile 9 am Ende ihres Rückweges zum in Arbeitsrichtung hinteren Teil des druckfesten Hauptteils 1 abstützen und die an den Stellen ihrer größten gegenseitigen Annäherung einen Abstand voneinander haben, der etwas größer ist als der Abstand, bei dem sich ein Bauteil 9 der einen Gruppe und das zugehörige Bauteil 9 der anderen Gruppe gegenseitig berühren könnten. Dank dieser Anordnung ist die Schwenkbewegung der Bauteile 9 nicht behindert. Außerdem müssen die Bauteile 9 so geleitet werden, daß ab dem Augenblick, in dem sie sich von den RoUen 54* und 55 lösen, ihre Vorder- und Rückseiten im wesentlichen rechtwinklig zur Achse der Vorrichtung ausgerichtet sind. Zu diesem Zweck kann eine bevorzugte, nicht vorgeschriebene Anordnung darin bestehen, die Bauteile 9, sobald sie das Ende ihrer Schwenkbewegung um die Rollen 54' und 55 erreicht haben, mit ihrem innenliegenden Abschnitt an einer endlosen Kette abzustützen, deren die Bauteile 9 abstützendes oberes Trum sich in derselben Richtung wie die Bauteile 9 mit einer größeren Geschwindigkeit als diese bewegt. Die Kette 56 wirkt in der Weise, daß sich die Vorderseiten der innenliegenden Abschnitte der Bauteile 9, die auf diese Weise schneller angetrieben sind als die außenliegenden Abschnitte derselben Bauteile 9» an. die entsprechenden Abschnitte der Rückseiten der voraufgehenden Bauteile 9 anlegen; ab diesem Augenblick gleiten die beweglichen Bauteile 9 auf der sie abstützenden Kette 56. Die relative Anordnung der beweglichen Bauteile 9 und der Kette 56 ist deutlicher in Fig. 10 zu erkennen.

Die Lage der Zähne 41 und 42 auf den Bauteilen 9 jeder Gruppe kann so sein, daß sich die Vorder- und Rückseiten eines Bauteils 9 einer Gruppe während des Zusammenwirkens beider Bauteile-Gruppen im Innern des druckfesten Hauptteils 1 in der Verlängerung der entsprechenden Flächen des Bauteils 9 der anderen Gruppe befinden. Es kann die in Fig. 1 und 9 dargestellte Ausführungsform bevorzugt sein, bei der die Vorder— und Rückseiten der Bauteile 9 einer Gruppe gegenüber denjenigen der Bauteile 9 der anderen Gruppe versetzt sind.

/16

709826/0273 v- ■·■-■"■* ORIGINAL INSPECTED

Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist leicht zu verstehen. Sobald die Vorrichtung in Gang gesetzt worden ist, führt die Bewegung der Bauteile 9 zur kontinuierlichen Ausbildung eines als Druckzylinder bezeichneten Zylinders im Innern der Bauteile 9. Durch die Öffnungen 43 und 44 wird in die Druckkammern 39 und 40 ein unter einem Druck von beispielsweise 2000 bar stehendes, sehr viskoses Fluid eingeführt. Dieses Fluid preßt die Bauteile 9 einer Gruppe gegen die Bauteile 9 der anderen Gruppe und gewährleistet die Abdichtung zwischen den Bauteilen 9 in Längsrichtung während ihres Weges im druckfesten Hauptteil 1. Sodann wird der zu extrudierende Gegenstand 33 vorgeschoben, der mit einem sehr viskosen Fluid eingeschmiert worden ist, welches bei Betriebstemperatur eine Viskosität von beispielsweise 500 P hat, und in den Druckzylinder 47 eingeführt. Unter der Wirkung der Bewegung der Bauteile 9 wird dieses Fluid in der vom Pfeil 36 angegebenen Richtung mitgerissen und nimmt seinerseits den zu extrudierenden Gegenstand 33 in dieser Richtung mit. Infolge des Widerstandes, den die Matrize 6 der Strömung entgegensetzt, nimmt der Druck des Fluides umso mehr zu, je kleiner die Entfernung von der Matrize 6. Der in Extrusion befindliche Gegenstand 50 ist somit einerseits einem ansteigenden, seine Duktilität allmählich vergrößernden Druck, andererseits einer Mitnahme- oder Antriebskraft in Richtung der Matrize 6 ausgesetzt. Die Paarung dieser beiden Kräfte ermöglicht den Durchlauf des Gegenstandes 50 durch die Matrize 6. Der Vorgang setzt sich bis zum Ausschalten der Vorrichtung fort; er kann sich somit unbegrenzt fortsetzen.

Bei der oben beschriebenen Vorrichtung sind ihre Hauptachse 35 und die Achsen der Antriebsritzel 10 und 11, der Hemmritzel 12 und 13, des Zwischenritzels 21 und der Zahnkränze 15, 16, 22 und 23 waagerecht angeordnet. Diese verschiedenen Achsen könnten verschiedene Richtungen haben, wobei die Richtung jeder von ihnen mit derjenigen der anderen Achsen zusammenpassen muß.

/Ansprüche

7098 2 6/0273

ORIGINAL INSPECTED

Leerseite

Claims

ANSPRÜCHE

1-/ Vorrichtung zum kontinuierlichen Extrudieren eines Gegenstandes von unbestimmter Länge zu einem anderen Gegenstand von unbestimmter Länge und kleinerem Querschnitt, wobei der sich in Extrusion befindliche Gegenstand unter der Einwirkung von zwei Kräften verformt, von denen die eine sich aus einem hohen Druck ergibt, der in einem langen Druckzylinder herrscht, in welchem sich der in Extrusion befindliche Gegenstand bewegt, und die andere von der Bewegung beweglicher Bauteile herrührt, die zwischen sich den Druckzylinder bilden, wobei diese Bewegung in einem unter Druck stehenden Fluid, das den Gegenstand auf seinem Weg im Druckzylinder umgibt, eine mit der Bewegungsrichtung des Gegenstandes gleichgerichtete Kraft erzeugt, die den Gegenstand durch eine Matrize hindurchdrückt, und wobei die Vorrichtung ein druckfestes Hauptteil hat, das einem hohen Druck standzuhalten vermag, bewegliche Bauteile, die sich im druckfesten Hauptteil von dessen in Arbeitsrichtung hinterem zum vorderen Teil bewegen und außerhalb desselben einer Bewegungsbahn folgen, die sie zum in Arbeitsrichtung hinteren Teil zurückführt, eine Matrize, die am in Arbeitsrichtung vorderen Ausgang des druckfesten Hauptteils angeordnet ist und den Druckzylinder verschließt, und Vorrichtungen zum Einschmieren des zu extrudierenderi Gegenstandes, dadurch gekennzeichnet, daß das druckfeste Hauptteil (1) einen inneren Querschnitt von im wesentlichen rechteckiger Form hat und in seiner Längsrichtung lange, bearbeitete Flächen (37a, 37b, 37c, 37d) aufweist, daß die beweglichen Bauteile (9) von zwei Gruppen von Bauteilen (9) gebildet sind, die bei paarweiser Anordnung einen äußeren Querschnitt von im wesentlichen rechteckiger Form aufweisen, der dem inneren Querschnitt des druckfesten Hauptteils (1) entspricht und in der Längsachse (35) der Vorrichtung einen Druckzylinder (47) begrenzt, dessen Querschnitt wenig größer ist als

/18

709826/0273

^:· ORIGINAL INSPECTED

- 18 - 48 253

derjenige des zu extrudierenden Gegenstandes (33) und von Ausnehmungen gebildet ist, die in die innenliegende Fläche jedes der beiden zusammengehörigen beweglichen Bauteile (9) eingearbeitet sind, wobei jedes bewegliche Bauteil (9) im oberen und unteren Teil seiner Seitenfläche eine bearbeitete Fläche (38a, 38b, 38c, 38d) hat, die entlang der entsprechenden bearbeiteten Fläche (37a, 37b, 37c, 37d) des druckfesten Hauptteils (1) reibungs- und spielfrei zu gleiten vermag, und an seiner Unter- und Oberseite Zähne (41, 42) aufweist, die senkrecht zu seiner Bewegungsrichtung ausgerichtet sind, daß die sich gegenüberliegenden Seitenflächen (57) der beweglichen Bauteile (9) und des druckfesten Hauptteils (1) einen eine Druckkammer (39, 40) bildenden Raum begrenzen, der ein unter Druck stehendes Fluid aufzunehmen vermag, das durch Ausüben einer zur Längsachse (35) der Vorrichtung senkrechten Kraft ein bewegliches Bauteil (9) gegen das zugehörige bewegliche Bauteil (9) zu pressen vermag, daß die in das druckfeste Hauptteil (1) eingeführten beweglichen Bauteile (9) in Richtung dessen in Arbeitsrichtung vorderen Endes durch zwei Antriebsritzel (10, 11) bewegbar sind, von denen das eine (10) auf die Zähne (42) der Oberseite der beweglichen Bauteile (9)» das andere (11) auf die Zähne (41) der Unterseite der beweglichen Bauteile (9) wirkt, und daß die beweglichen Bauteile (9) am in Arbeitsrichtung vorderen Ende des druckfesten Hauptteils (1) durch zwei Hemmritzel (12, 13) abbremsbar sind, von denen das eine (12) durch die Zähne (42) der Oberseite der beweglichen Bauteile (9), das andere (13) durch die Zähne (41) der Unterseite der beweglichen Bauteile (9) antreibbar ist, sowie durch lose Zahnkränze (22, 23), die an den Wellen (24, 25) der Hemmritzel (12, 13) angeordnet sind, und durch Vorrichtungen (Anschläge 28a, 28b, 29a, 29b; Federn 30a, 30b, 31a, 31b), die zwischen jedem losen Zahnkranz (22, 23) und seiner Welle (24, 25) ein elastisches Moment erzeugen, wobei jeder lose Zahnkranz (22, 23) durch eine mit der Welle des Motors verbundene Zahnräder-Gruppe in einer hinsichtlich Richtung und Geschwindigkeit mit der ihn tragenden Welle (24, 25) gleichen Bewegung antreibbar ist.

709826/0273

- 48 253
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtungen zum elastischen Verbinden eines losen Zahnkranzes (22, 23) mit seiner Welle (24, 25) von einem mit der WeILe (24, 25) fest verbundenen Anschlag (28a, 28b, 29a, 29b) und von einer Feder (30a, 30b, 31a, 31b) gebildet sind, wobei sich die Feder (30a, 30b, 31a, 31b) mit einem Ende am Zahnkranz (22, 23), mit dem anderen Ende am Anschlag (28a, 28b, 29a, 29b) abstützt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Bauteile (9) ein und derselben Gruppe untereinander durch zwei Seile (70a, 70b) verbunden sind, von denen das eine (70a) am oberen Teil, das andere (7Ob) am unteren Teil ihrer Außenfläche befestigt ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beweglichen Bauteile (9) am Ende ihrer Rückkehrbewegung zum in Arbeitsrichtung hinteren Ende des druckfesten Hauptteils (1) um Rollen (54*, 55) schwenken, deren Stellen der größten gegeneeitigen Annäherung einen Abstand voneinander haben, der etwas größer ist als derjenige, bei dem ein bewegliches Bauteil (9) der einen Gruppe und das zugehörige Bauteil (9) der anderen Gruppe sich gegenseitig berühren könnten.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich die beweglichen Bauteile (9) am Ende ihrer Schwenkbewegung um die Rollen (54*, 55) mit ihrem der Längsachse (35) der Vorrichtung am nächsten gelegenen Abschnitt an einer endlosen Kette (56) abstützen, die sich in der Bewegungsrichtung der beweglichen Bauteile (9) mit einer größeren Geschwindigkeit als diese bewegt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein schwimmendes Bauteil (61), das mit einer zu den Seitenflächen (57) der beweglichen Bauteile (9) parallelen bearbeiteten Fläche (67) versehen ist, in einer Aufnahme (62) angeordnet ist, welche am in Arbeitsrichtung

709826/021*1

48 253

vorderen Ende des druckfesten Hauptteils (1) in jede von dessen Seitenwänden eingearbeitet ist, wobei Jedes der schwimmenden Bauteile (61) mit einer seiner Flächen (65) an der Innenwand am in Arbeitsrichtung vorderen Ende des druckfesten Hauptteils (1) und mit seiner bearbeiteten Fläche (67) an einer Seitenfläche (57) der beweglichen Bauteile (9) unter der Wirkung des Druckes angelegt ist, der im Betrieb in der entsprechenden, zwischen dem druckfesten Hauptteil (1) und den beweglichen Bauteilen (9) ausgebildeten Druckkammer (39, 40) herrscht, und dann die Druckkammer (39, 40) an der entsprechenden Seite verschließt.
7. Varichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß jede der Druckkammern (39, 40) zwischen dem druckfesten Hauptteil (1) und den beweglichen Bauteilen (9) mittels zu den Seitenflächen (57) der beweglichen Bauteile (9) paralleler, bearbeiteter Flächen (59, 60) in Abschnitte unterteilt ist, und daß die Flächen (59, 60) einen engen Durchlaß für unter Druck stehendes Fluid zwischen aufeinanderfolgenden Abschnitten gewähren, wobei die Enge dieser Durchlässe eine Abnahme des Druckes vom in Arbeitsrichtung vorderen Teil zum hinteren Teil der Druckkammern (39, 40) sicherstellt.

709828/0273