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Verfahren zur Herstellung sich verjüngender Vollprofile Bei den in
der Technik verwendeten Metallprofilen liegt vielfach der Fall vor, daß die Beanspruchungen
in der Längserstreckung des Profils mehr oder weniger ungleichmäßig verteilt sind.
Häufig ist insbesondere der Fall, daß das eine Ende des Profils stärkeren Beanspruchungen
unterworfen ist, während die Beanspruchungen am anderen Ende nur gering sind (z.
B. Kragträger). Soweit, wie insbesondere im Flugzeugbau, ein geringes Baugewicht
angestrebt wird, wäre es erwünscht, wenn der Querschnitt des Profils entsprechend
den Beanspruchungen bemessen werden könnte, also beispielsweise sich vom einen bis
zum anderen Ende des Profils stetig verjüngen würde. Solche Vollprofile ließen sich
jedoch in einem Arbeitsgange bisher nicht herstellen, und man hat sich daher in
solchen Fällen meist mit der Verbindung von mehreren Profilen mit abgestuften Querschnitten
beholfen.
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Profile mit sich verjüngender Wandstärke sind bisher nur in Form von
Rohren hergestellt worden. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, konische Rohre auf
einem Walzwerk mit schraubenförmigem Kaliber zu erzeugen. Auch das Strangpreßverfahren
ist zur Herstellung von Rohren mit sich verändernder Wandstärke herangezogen worden.
Dabei bediente man sich eines Dornes, der in seiner Längserstreckung in Anpassung
an die endgültige Innenform des Rohres stufenförmig abgesetzt oder konisch gestaltet
war.
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In neuer Erkenntnis der ausgebreiteten Verwendungsmöglichkeit von
Profilen jeder Art mit sich verjüngender Wandstärke ist Gegenstand der vorliegenden
Erfindung die Herstellung von Vollprofilen mit sich stetig verjüngender Wandstärke,
vorzugsweise mit sich ähnlich bleibendem (Querschnitt auf einer Strangpresse. Dies
geschieht dadurch, daß die Formgebung zusammen mit einem oder mehreren sich während
der Verformung mit dem Profil bewegenden Dornen vorgenommen wird, deren Querschnitt
so bemessen ist, daß sie die Matrizenöffnung an der jeweils v erformten Stelle zu
dem gewünschten Profil ergänzen. Dabei ist zum Unterschied von der Herstellung von
Rohren nach dem Strangpreßverfahren der Dorn nicht allseitig von dem -sich verformenden
Material umgeben, sondern wenigstens an einer Seite in der Matrizenöffnung selbst
geführt, woraus sich gleichzeitig eine Gewähr für die Einhaltung der richtigen Maßverhältnisse
im herzustellenden Profil ergibt, ein Umstand, der bekanntlich bei der Herstellung
von Rohren stets gewisse Schwierigkeiten bereitet hat.
In den Abbildungen
ist eine Anzahl verschiedener Ausführungsformen des Verfahrens gemäß Erfindung beispielsweise
wiedergegeben. Abb. r stellt die Herstellung eines Winkelprofils mit stetig sich
verjüngenden Innenabmessungen dar. Dabei ändert sich auch die Flanschstärke stetig,
während die äußeren Maßverhältnisse unverändert bleiben. Abb. ra gibt eine Ansicht
der Matrize von vorn, d. h. entgegen der Preßrichtung, wieder. b ist die
Matrize, d ist der Dorn. Der ausgezogene Winkel x stellt die Innenform des
Profils im Anfangsstadium dar, während das Endstadium durch die gestrichelte Linie
x ' angedeutet ist. Auch hier bleibt die äußere Begrenzung y' über die ganze Länge
des Profils unverändert. In Abb. r b ist das fertig gepreßte Profil dargestellt,
während Abb. z c den Querschnitt des Ausgangsblocks, wie er vor dem Pressen auf
den am Preßstempel befestigten Dorn in den Rezipienten eingelegt wird, wiedergibt.
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Abb. -, betrifft die Herstellung eines Doppel-T-Profils mit ständig
sich verjüngenden Gurten; dabei sind im Gegensatz zu Beispiel t in diesem Falle
die lichten ;Maße des Profils unverändert gehalten. Abb.2a ist eine Ansicht der
Preßmatrize mit dem austretenden Profil von vorn, also wiederum entgegen der Preßrichtung
gesehen, und zwar stellt auch hier b die Matrize dar. Hier ist es nun erforderlich,
zwei sich stetig verjüngende Dorne dl und d= zu verwenden, die am Preßstempel befestigt
sind. Die ausgezogenen Teile x' stellen die äußeren Umrißlinien des Profils bei
Beginn dcs Austritts aus der Matrize dar, während durch die gestrichelten Umrißlinien
x" der äußere Endquerschnitt angedeutet ist. Das Innenprofil y' bleibt über die
ganze Länge des Profils unverändert. Abb. 2b gibt die Maßverhältnisse des fertigen
Profils wieder, während Abb. 2c eine Ansicht des Oüerschnittes des Ausgangsblocks
darstellt.
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Da bei gleichbleibendem Vorrücken des Preßstempels die in der Zeiteinheit
austretenden Profilabschnitte sich ständig etwas ändern und damit auch die Steigung
im Profil bei linearer Konizität des Dornes ständig zu- oder abnimmt, ist es zur
Herstellung eines Vollprofils mit streng gleichbleibender Konizität erforderlich,
die Konizität des Dornes diesen Verhältnissen anzupassen, was durch eine einfache
Berechnung möglich ist. Andererseits ist es jedoch nicht notwendig, bereits dem
Ausgangsblock die Konizität des Dornes zu geben, da der Block sich beim Pressen
im allgemeinen ohne weiteres an die Dorne anlegt. Es genügt vielmehr das Vorhandensein
einer oder mehrerer Nuten, die für die Aufnahme der Dorne bei im Rezipienten eingelegtem
Block ausreichend bemessen sind und die gegebenenfalls bereits beim Gießen der Rohblöcke
vorgesehen werden.
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Soweit das fertige Profil nach Trennung von Preßrest wegen der entgegenlaufenden
Konizität nicht ohne weiteres von dein Dorn abgezogen werden kann, ist es erforderlich,
den Dorn entweder mittels einer lösbaren Verbindung am Preßstempel abnehmbar zu
befestigen (z. B. durch Verschrauben) und im
Falle eines doppelt konischen
offenen Profils den: oder die äußeren Dorne selbst wieder in je zwei aneinander
lösbar befestigte Teile zu zerlegen.
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In Fällen, in denen aus besonderen Gründen das Profil derart gepreßt
werden muß, daß der kleine Ouerschnitt am Anfang und der große am Ende sich befindet,
muß der Dorn in mehrere Teile unterteilt werden. Dabei werden zweckmäßig die das
Profil an der Außenseite berührenden Dornteile aus einem Blattfederpaket hergestellt,
das sich, nachdem es durch die Matrize hindurchgetreten ist, nach außen aufbiegen
kann, um dem Profil freie Bewegu:igsmöglichkeit zu geben. Diese ist notwendig, weil
die Konizität des Profils kleiner ist als die Konizität des inneren Dornteiles,
wodurch sich das Profil von dem inneren Dornteil abhebt.
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Abb. 3 a zeigt diesen Vorgang schematisch, c ist der Preßstempel,
b die Matrize, d der Dorn, und wind zwei Blattfederpakete. Abb. 3b
zeigt die Matrize in der Ansicht von vorn mit dem vorderen Dornende. Der austretende
Strang ist hier geschnitten gezeichnet. Abb. 3 c zeigt die Matrize ohne Dorn, Abb.
3 d zeigt den Dorn, Abb. 3 e die Form des Ausgangsblockes.
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In gleicher Weise können nach denn beschriebenen Verfahren auch solche
Profile hergestellt werden, deren sämtliche 12aße sich bei ähnlich bleibendem Querschnitt
stetig ändern. Auch ist die Anwendbarkeit des Verfahrens nicht auf solche Profile
beschränkt, deren Maßverhältnisse sich im strengen Sinne stetig, d. h. mit gleichbleibender
Steigung ändern, es können vielmehr auch unter einssprechender Anpassung der Dornform
Profile mit stufenförmig abgesetztem Verlauf in der Preßrichtung hergestellt werden.
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Die Dorne sind naturgemäß recht erheblichen Beanspruchungen ausgesetzt
und werden daher zweckmäßig aus einem Material hergestellt, das infolge seiner Härte
den auftretenden Druck- und Temperaturbeanspruchungen bei der Verformung standhält.
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Das Verfahren ist in erster Linie auf Profile aus den bildsamen technischen
Legierungen des Kupfers, Bleis, Aluminiums und Magnesiums anwendbar.