DE2812690C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Strangpressen von Hohlprofilen aus einem hohlen Preßblock, welcher von einem Preßstempel durch eine Matrize mit Dornträger, insbesondere eine Schweißkammermatrize, gepreßt wird, die einen äußeren Formgebungsquerschnitt sowie einen die Innenkontur des Hohlprofiles bestimmenden Dorn aufweist und bei der eine dem Dorn axial zugeordnete, den Preß­ block durchsetzende und im hohlen Preßstempel axial be­ wegliche Säule vorgesehen ist.

Es gibt sogenannte Schweißkammerwerkzeuge, in deren Flä­ che die Zuflußöffnungen um den die Innenkontur des ent­ stehenden Hohlkörpers bestimmenden Dorn angeordnet sind; dieser ist an einem in der Matrize vorgesehenen System von Stegen gelagert, welche einen Dornträger bilden und muß besonders hohe Kräfte aufnehmen, die mit größer wer­ dendem Formgebungsquerschnitt bzw. Umschlingungskreis zunehmen. Dies hat sich vor allem bei der Fertigung von Großrohren als außerordentlich nachteilig erwiesen und bereits häufig zu einem Bruch des Dornträgers geführt.

Eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art ist durch die Schrift zum DE-GM 18 68 314 bekanntgeworden; ein säulenartiger Entlastungsdorn wird in einem Falle durch den hohlen Preßstempel axial beweglich geführt und an der Pressenrückseite gehalten. Das der Matrize zuge­ kehrte Ende des Entlastungsdornes, dessen Querschnitt im wesentlichen dem Querschnitt des Dornes entspricht, liegt mit Spiel in einer Vertiefung des den Dorn haltenden Matrizenteiles. Während des Preßvorganges wird in dem vom Entlastungsdorn abgedeckten Bereich der Matrizen­ stirnfläche kein Druck vom Preßgut auf die Matrize ausgeübt und damit das den Dorn tragende Matrizenteil entlastet. Nach einem weiteren Vorschlag dieser Druck­ schrift ist der Entlastungsdorn frei beweglich, also fliegend, angeordnet, so daß er während des Preßvorgangs durch die auf ihn vom Preßgut ausgeübte Reibungskraft an die Stirnseite der Matrize gedrückt wird. Hierdurch soll eine Überlastung des Dornes, wie sie bei einem Festhal­ ten des Dornes an der Pressenrückseite auftreten kann, vermieden werden. Jedoch ergibt diese Lösung eine erhöh­ te Belastung der Matrize insbesondere der Stege oder an­ derer Stützteile, die den formgebenden Dorn mit dem ei­ gentlichen Matrizenkörper verbinden.

Durch die DE-OS 21 23 528 wird zudem eine Strangpresse offenbart, bei der ein den Preßblock durchsetzender Dorn in einem axialen Druckbruch der Matrize gleitbar la­ gert. Dort wird versucht, die Führung eines derart ange­ ordneten Dornes mit einer relativ zur Matrize festste­ henden und zentrierten Gleitführung zu verbessern, bei­ spielsweise mittels radial nach innen gerichteter Stege, deren Stirnseiten jenen Dorn führen.

Der Zeitschrift Maschinenmarkt, 82 (1976), Seite 1780 bis 1783 ist für das Strangpressen von Rohren der Zusam­ menhang zwischen der für einen Strangpreßvorgang erfor­ derlichen Stempelkraft, der Aufnehmerreibungskraft und der Reibungskraft des Dornes zu entnehmen.

In Kenntnis dieses Standes der Technik ist Aufgabe der Erfindung, eine Lösung zu finden, die sowohl die Bela­ stung des Dornes selbst herabsetzt, als auch eine Bela­ stung der Matrize durch den Dorn weitgehend beseitigt. Es soll eine optimale Ausnutzung der Preßkraft erreicht und die Standzeit des Werkzeuges erhöht werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß die Säule den Dorn in einem axialen Durchbruch durchsetzt und axial beweg­ bar gelagert ist. Diese Säule kann beispielsweise in der Achse des Durchbruches frei beweglich in die Strangpres­ se eingelegt sein.

Die dem Preßblock oder Bolzen durchsetzende Säule kann während des Preßvorganges in Preßrichtung bewegt und durch den Dorn in den Hohlraum des entstehenden Hohlpro­ fils mit einem - gegenüber der jeweils verwendeten Pressengröße - verhältnismäßig großen Durchmesser ge­ führt werden.

Die bewegte Stange erzeugt während des Preßvorganges am Formgebungsquerschnitt eine zusätzliche Kraft, welche die vom Preßstempel aufzubringenden Verformungskräfte ergänzt.

Als günstig hat es sich auch erwiesen, die Säule im Preßstempel - bevorzugt koaxial gelagert - gegenüber jenem axial verschieblich anzuordnen. Beispielsweise ist es bei einer nicht eingespannten Säule möglich, daß diese im Preßgut schwimmend bewegt wird.

Auch kann die Säule dazu verwendet werden, vor dem Preß­ vorgang in den Preßblock oder Bolzen einen Innenraum einzubringen oder einen bereits vorhandenen Innenraum aufzuweiten.

Die Säule kann erfindungsgemäß entweder am Preßstempel eingespannt oder - diese durchsetzend - mit einem ge­ sonderten Vorschubaggregat verbunden sein, z. B. mit einem Vorschubzylinder. Im ersterwähnten Falle bleibt die Säulengeschwindigkeit an die Stempelgeschwindigkeit gekoppelt, im anderen Falle kann eine zum Preßstempel synchrone oder beschleunigte oder verzögerte Bewegung gesteuert durchgeführt werden.

Dazu hat es sich als günstig erwiesen, die Säule bzw. ihr Vorschubzylinder mit einem automatischen Steuerele­ ment zur Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit oder Bewegungsrichtung zu verbinden.

Mit einer gesteuerten Relativbewegung zwischen Preßgut und Säule bzw. zwischen Säule und Preßstempel kann unter anderem durch die Reibung zwischen Preßgut und Säule das Fließverhalten des Preßgutes im gesamten Rezipienten günstig beeinflußt werden. Das gilt insbesondere dann, wenn innerhalb eines Preßganges die Relativbewegungen - gegebenenfalls automatisch - gesteuert verändert wer­ den.

Zum Beispiel kann zu Beginn des Preßvorganges die Säule das sie umgebende Preßgut mitnehmen und die Arbeit des Preßstempels unterstützen, so daß sich die Druckverhält­ nisse im Rezipienten verbessern. Gegen Ende des Preßvor­ ganges kann das fließende Material gebremst werden, wo­ bei eine Rückwärtsbewegung des Preßgutes an der Rezi­ pientenwandung in Grenzen gehalten wird - mit den Vor­ teilen, daß zum einen der Preßrest kleiner bleibt und damit das Ausbringen je Bolzen größer sowie zum anderen die symmetrische Verteilung des Preßgutes vor dem Werk­ zeug gewährleistet wird.

Dank der Möglichkeit einer individuellen Steuerung jener Säule kann der Preßdruck auf die Matrize von Anfang bis Ende des Preßvorganges gleichmäßig gehalten und eine Entlastung des Dornträgers erreicht werden. Außerdem kann man - wie bereits gesagt - eine höhere Preßge­ schwindigkeit erzielen, was die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens erheblich erhöht.

Dank der Erfindung ist es auch möglich, bei vorhandenen Strangpressen - und damit vorgegebener Preßkraft - einen Rezipienten größeren Bohrungsdurchmessers oder Ka­ libers einzusetzen, ohne dabei das für den Formvorgang entscheidende Verhältnis von Rezipientenquerschnitt zur Preßkraft zu verändern. Hierdurch können auf jener vor­ gegebenen Presse Hohlprofile größeren Kalibers herge­ stellt werden.

Darüber hinaus ist es durch die Verringerung des Re­ zipientenquerschnittes um den Säulenquerschnitt bei vor­ gegebenem Rezipientendurchmesser oder -kaliber möglich, das Verpreßungsverhältnis zu verbessern und damit auf einer vorhandenen Strangpresse unter anderem Hohlprofile aus schwereren preßbaren Legierungen zu fertigen.

An den Lagerungsstellen der Säule in der Strangpresse können erfindungsgemäß besondere Lagerschalen vorgesehen werden, welche einen Verschleiß der Berührungsflächen hinhalten. Diese Lagerschalen werden nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zur Einstellung bzw. Ausrichtung der Bewegungsbahn der Säule herangezogen und sind dazu verstellbar ausgebildet.

Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die Säule wenigstens teilweise hohl auszubilden. Eine derartige Säule kann dann in wenigstens einem Hohlraum temperatur­ beeinflußende Elemente aufnehmen, beispielsweise wenig­ stens einen Heizstab, um das Fließverhalten des Preß­ gutes zu beeinflussen. Falls erforderlich, können statt der Heizelemente auch Kühlorgane eingebaut werden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 den Längsschnitt durch eine Strangpresse mit einer horizontal verlaufenden Säule;

Fig. 2 ein teilweise geschnittenes und gegenüber Fig. 1 vergrößertes Detail;

Fig. 3 den Querschnitt durch Fig. 2 nach deren Linie III-III;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform einer Strang­ presse in einer der Fig. 2 entsprechenden Wiedergabe;

Fig. 5 bis 8 Querschnitte von Profilen mit jeweils von diesen umgebender Säule.

Eine Strangpresse S zum Herstellen von Rohren R od. dgl. Hohlkörpern mit verhältnismäßig großem Durchmesser d weist gemäß Fig. 1 an einem Preßzylinder 1 einen hohlen Preßstempel 2 auf, welcher in eine Bohrung 3 eines Rezi­ pienten oder Aufnehmers 4 einragt; der maximale Abstand a zwischen der zylinderseitigen Rezipientenfront 5 und der Preßfläche 6 _f einer am Preßstempel 2 vorgesehenen Preßscheibe 6 in der - nicht dargestellten - Ruhelage des Preßstempel 2 ist so bemessen, daß in dieser Ruhelage der Rezipienten­ bohrung 3 ein hohler Bolzen B aus Leichtmetall mit einem Innenraum 7 vom Durchmesser c durch einen Ladeschlitten 9 vorgesetzt und vom Preßstempel 2 in Preßrichtung x in den Rezipienten 4 einge­ schoben werden kann.

In der von der Rezipientenbohrung 3 bestimmten Hauptachse A der Strangpresse S ist eine die Bohrung 8 des hohlen Preßstempels 2 und den Innenraum 7 des Hohlbolzens B durchsetzende horizontale Säule 10 des Durchmessers e unter­ gebracht, die auch durch den Kolben 11 des Preßzylinders 1 hindurchgeführt sowie in La­ gern 12 des Kolben 11 verschieblich ist. Letzterer ist durch Kolbenstangen 13 mit Hub­ zylindern 14 verbunden.

Nahe den Hubzylindern 14 ist ein gesondertes hy­ draulisches Aggregat Q mit einer Steuereinrich­ tung als Vorschuborgan für die Säule 10 zu er­ kennen; diese kann hierdurch Relativbewegungen gegenüber dem Preßstempel 2 bzw. dessen Kolben 11 ausführen. Außerdem kann die Säule 10 zum Ab­ scheren eines Preßrestes und zum Laden des Rezi­ pienten 4 aus letzterem heraus- und zumindest teilweise in den Preßstempel 2 eingezogen werden.

An der dem Preßstempel 2 fernerliegenden Rezi­ pientenstirn 15 ruht in einem Matrizenhalter 16 eine Matrize 17 als Formwerkzeug.

Wie insbesondere Fig. 2 verdeutlicht, ist im Zen­ trum der Matrize 17 ein den Innendurchmesser d des entstehenden Rohres R bestimmender Dorn E an Matrizenstegen 18 angebracht, die einen Dornträ­ ger 19 bilden und teilkreisförmige Durchbrüche oder Zuflußöffnungen 20 trennen, durch welche Preßgut G in die in Preßrichtung x anschließen­ de Schweißkammer 21 gelangt. Diese erstreckt sich zwischen Matrize 17 und Dorn E, in dem inner­ halb einer zentrischen Öffnung 22 jene Horizontal­ säule 10 lagert.

Die Horizontalsäule 10 fährt während des Vordrin­ gens des Preßstempels 2 mit der vom Preßzylinder 1 oder dem Hydraulikaggregat Q vermittelten Ge­ schwindigkeit durch den Dorn E. Dieser wird in Fig. 4 durch einen Schraubzylinder 26 und eine Mutter 28 am Dornträger 19 gehalten. Letzterer weist Lagerschalen 25 für die Säule 10 auf.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 4 ist zudem an der Säulenstirn 10 _s eine zentrische Ausnehmung 30 mit einer hinterschnittenen Erweiterung 31 zu erkennen. Hier findet das zu den anderen Ausführungsformen beschriebene Aggregat Q keine Anwendung; in jene Erweiterung 31 wird eine Zugstange 32 eingeführt, wenn die Säule 10 - beispielsweise zur unbehinder­ ten Abscherung eines Preßrestes - am Ende des Preßvorganges wenigstens teilweise in Preßrichtung x aus dem Rezipienten 4 gezogen wird. Damit ist auch die Rezipientenfront 5 wieder frei zum ungehinder­ ten Vorsetzen des Bolzens B, in dessen Innenraum 7 die Säule 10 mittels jener Zugstange 32 eingescho­ ben werden kann.

Die ein sich verjüngendes Ende 10 _e aufweisende Säule 10 der Fig. 2 wird von Kanälen H durchzo­ gen, in welchen Heizstäbe 36 untergebracht sind; deren Heizenergiezuleitungen sind in der Zeich­ nung nicht wiedergegeben.

Der Hohlbolzen B wird - wie beschrieben - vor dem Preßvorgang der Rezipientenbohrung 3 vorge­ setzt und die Säule 10 in den Innenraum 7 des hohlen Bolzens B eingeführt.

Das aus dem Bolzen B unter dem Druck des Preß­ stempels 2 entstehende Preßgut G strömt durch die Zuflußöffnungen 20 der Matrize 17 und bil­ det in deren Schweißkammer 21 um den Dorn E das Rohr R. Die Säule 10 gleitet währenddessen in der zentrischen Öffnung 22 des Dornes E. Dies erfolgt entweder mit der Stempelgeschwindigkeit - vornehmlich bei Säulen 10, die am Preßstempel 2 festgelegt sind - oder mit der Fließgeschwin­ digkeit des Preßgutes bei einer frei in diesem "schwimmenden" Säule 10; wird das Antriebsorgan Q verwendet, kann die Säulengeschwindigkeit frei gewählt werden.

Der besseren Handhabung halber kann die Säule 10 auch geteilt sein; gemäß Fig. 1 ist ihr - in Preßrichtung x - hinteres Endstück 10 _a durch Kupplungsglieder 40 an die vordere Säule 10 angeschlossen.

Die Fig. 5 bis 8 geben Querschnitte kastenförmiger oder mehreckiger Profile R ₅ bis R ₈ wieder, in de­ ren Hohlräumen J ₅ bis J ₈ Säulen verschiedener Querschnittsform angeordnet sind.

Claims (8)

1. Vorrichtung zum Strangpressen von Hohlprofilen aus einem hohlen Preßblock, welcher von einem Preßstem­ pel durch eine Matrize mit Dornträger, insbesondere eine Schweißkammermatrize, gepreßt wird, die einen äußeren Formgebungsquerschnitt sowie einen die In­ nenkontur des Hohlprofils bestimmenden Dorn aufweist und bei der eine dem Dorn axial zugeordnete, den Preßblock durchsetzende und im hohlen Preßstempel axial bewegliche Säule vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (10) den Dorn (E) in einem axialen Durchbruch (22) durchsetzt und axial bewegbar gela­ gert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (10) mit einem gesonderten Vorschub­ zylinder (Q) verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Säule (10) bzw. ihr Vorschubzylin­ der (Q) mit einem automatischen Steuerelement zur Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit oder Bewe­ gungsrichtung verbunden ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Matrize (17) bzw. de­ ren Dornträger (19) oder Dorn (E) mit Lagerschalen (25) für die Säule (10) versehen ist/sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschalen (25) verstellbar ausgebildet sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, da­ durch gekennzeichnet, daß die Säule (10) wenigstens teilweise hohl ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem Hohlraum (H) der Säule (10) ein temperaturbeeinflussendes Element (36) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in die Säule (10) wenigstens ein Heiz­ stab (36) angeordnet ist.