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Vorrichtung zum Auspressen von Metall, z. B. in Form von Rohren, Kabelmänteln
oder Stangen Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Auspressen von
Metall, z. B. in Fonh von Rohren, Kabelmänteln oder Stangen, insbesondere aus Blei
oder Bleilegierungen, bei welcher das Metall mittels einer Treibschraube und einer
damit zusammenarbeitenden, mit Vertiefungen versehenen Oberfläche eines feststehenden
Teils einer Düse zugeführt wird.
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Gemäß der Erfindung sind die Abmessungen und die Form der Vertiefungen
in der Oberfläche des feststehenden Teils so angeordnet, daß das darin zurückgehaltene
Metall an der Mitnahme in der Umfangsrichtung und in axialer Richtung verhindert
ist, so daß das Metall in den Gängen der Treibschraube durch starke Reibung weitgehendst
am Mitdrehen gehindert wird.
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Es ist eine Vorrichtung zum ununterbrochenen Pressen von Metallrohren
oder Kabelmänteln aus Blei bekannt, die aus zwei relativ zueinander drehbaren konzentrischen
Teilen besteht, von denen der innere einen mit Schraubengewinde versehenen Dornhalter
und der äußere ein mit geschmolzenem Blei angefülltes Gehäuse bildet, das mit Längsrillen
oder
-nuten versehen ist. Die Nuten in dem Gehäuse verflachen sich auf ihrem zu der Düse
gerichteten Ende. Bei der bekannten Vorrichtung wandert das in den Nuten befindliche
Metall mit dem übrigen Metall zu der Düse, und es wird aus der Düse sowohl das Metall
ausgepreßt, das aus den Schraubengängen stammt, als auch dasjenige, das aus den
Längsnuten hervortritt. Es stellt daher das ausgepreßte Metall eilt Material dar,
das nicht der gleichen Behandlung unterworfen ist und dementsprechend eine mangelnde
Homogenität aufweist.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung bleibt im Gegensatz zu der
bekannten Vo.rrichtung'das Metall in den Vertiefungen des feststehenden Teils ini
wesentlichen vollkommen in Ruhe und bewegt sich nicht zu der Düse. Das in den Vertiefungen
zurückgehaltene Metall besitzt die erforderliche mechanische Festigkeit, um ein
Mitdrehen des Metalls in den Windungen der Treibschraube durch. Reibung zti verhindern.
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Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann auch die innere Oberfläche
der festen Arbeitskammer mit einem Schraubengewinde und die äußere Oberfläche des
inneren sich drehenden Teils mit Nuten, Vorsprüngen oder Ausnehmungen versehen sein.
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Die 1,letallfüllung der Nuten oder Ausnehinungen kraucht nicht notwendigerweise
von der gleichest Art zu sein wie jenes Metall, «,-elches die -Metallschnecke bildet;
zum Beispiel kann die Einrichtung, wenn sie eine Zeit lange mit Blei gearbeitet
hat, für das Anpressen einer Bleilegierung verwendet werden, wobei jedoch die Nuten
oder Ausnehmungen mit Blei gefüllt bleiben, obgleich dieses langsam nach und nach
durch das Metall ersetzt werden wird, welches ausgepreßt wird. Die Nuten oder Ausnehmungen
können auch dauernd mit einem Material gefüllt sein. welches geeignet ist, die erforderliche
Reibung mit dein auszupressenden Metall zts erzeugen.
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Die Nutest. Vorsprünge oder Ausnehmungen können irgendeine geeignete
Form aufweisen; sie können z. B. viereckig oder auf der Oberfläche des stillstehenden
Teils schachbrettmusterartig angeordnet sein. so daß die Hälfte der ursprünglichen
Oberfläche in Berührung mit der sich drehenden Treibschraulc ist und als Lager wirkt,
während die Taschen. welche die andere Hälfte bedecken, mit Blei gefüllt sind, das
darin festgehalten wird und dem Blei in den Schneckengängen Reibungswiderstand bietet.
Es kann aber auch das Ergänzungsglied zu dem Antriebsteil mit längs verlaufenden
Nuten oder schneckenförmigen Rippen oder Gewindegängen versehen sein, welche in
demselben Sinn geneigt sind wie iene der sich drehenden Treibschraube, so daß das
früher erwähnte Maximum an Abscherwirkung erreicht wird; die Nuten. Rippen oder
Gewindegänge können ununterbrochen oder unterbrochen ausgeführt sein und brauchen
sich nicht über die ganze Länge der Arbeitskammer erstrecken, aber sie sollen genügend
tief und von solcher F<rrni sein, daß das darin befindliche Metall festgehalten
und an einer Längs- und Tangentialbewegung mit dem in den Schneckengängen befindlichen
Metall gehindert wird.
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Für die Verwendung der Einrichtung zur L"inmantelung von Kabeln ist
die sich drehende Treibschraube hohl ausgebildet, und das zu ummantelnde Kabel wird
von der hinteren Seite der Einrichtung hindurchgeführt und in eine Düse geleitet,
welche ähnlich ausgebildet ist wie jene, welche für Bleipressen bisher üblich waren.
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Die Einrichtungen gemäß der Erfindung können auch mit einer Mehrzahl
sich drehender Treibschrauben oder Schnecken (z. B. drei) in der Arbeitskammer ausgestattet
sein, in «-elche das geschmolzene :Metall eingefüllt wird.
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Das Spiel zwischen der Treibschraube und dem mit ihr arbeitenden Teil
kann längs der Schraube mit Rücksicht auf die an verschiedenen Punkten der Maschine
herrschenden Temperaturdifferenzen verschieden sein; dadurch ist es möglich, das
kleinste Spiel zu verwenden, wodurch das Schlagen. xelches beim Arbeiten der Schraube
auftreten kannte. vermindert wird.
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Die Oberfläche der Schraube und des feststehenden Teils mit Ausnahme
der Oberfläche der "Zuteii oder Ausnehmungen kann hochpoliert sein. um die Reibung
zwischen den beiden sich aneinander bewegenden Metallen zu vermeiden. die für die
Wirksamkeit der Maschine sehr schädlich ist.
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Die Schraube kann zvlindrisch, von gleichachsiger Steigung sein und
ein- oder mehrgängig ausgebildet sein; sie kann aber auch ganz oder teilweise konisch
sein oder nach einer kurvenförmigen Leitlinie spitz zulaufen, wobei die Form der
Arbeitskammer der Schraubenform angepaßt ist.
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Die oben beschriebene Wirkung der Einrichtung kann nach Bedarf durch
Regelung der Temperatur in den verschiedenen Teilen mittels Kühl- oder Heizvorrichtungen
erleichtert «-erden, so daß der gewünschte hohe Reibungswiderstand zwischen dem
Blei in den Nuten oder Ausnehinungen und <lern Blei in den Windungen der Treibschraube
leicht erreicht werden kann. So ist z. B. eine Kühlvorrichtung erforderlich, um
das Blei in den Nuten oder Ausnehmungen kühl zu halten, so daß es genügend fest
ist. uni einer Relativ-
Bewegung zwischen sich selbst und dem Blei
in der Schraube den erforderlichen Reibungswiderstand zu bieten. Weiter muß, wenn
eine große Ausbeute der Maschine verlangt wird, eine große Wärmemenge absorbiert
werden, so daß das Metall während seines Durchgangs durch die Maschine die erforderlichen
Wechsel in den Aggregatzuständen durchmachen kann, und aus diesem Grunde kann es
erforderlich sein, die Treibschraube zu kühlen.
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Die Temperaturen längs der Maschine müssen für jedes. auszupressende
Metall oder für jede Legierung geeignet gewählt -,verden, und daher müssen die Heiz-
und Kühlvorrichtungen an geeigneten Stellen der Maschine angeordnet werden. Heizvorrichtungen
sind hauptsächlich an drei Stellen erforderlich, und zwar a) an der Zuführungsstelle
des auszupressenden Metalls., um es bei einer bestimmten und konstanten Temperatur
im geschmolzenen Zustand zu erhalten, b) in der Mitte der Maschine, um in Verbindung
mit dem Kühlmantel oder anderen Kühlvorrichtungen die Temperatur so zu regeln, daß
der richtige Grad der Bildsamkeit für jedes auszupressende Metall oder jede Legierung
in diesem Teil der Maschine aufrechterhalten werden kann, und c) in der Nähe der
Auspreßdüse der Maschine, um die Temperatur des Metalls regeln zu können, welche
je nach dem herzustellenden Produkt und je nach der Natur des auszupressenden Metalls
oder der Legierung verschieden sein. muß.
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Kühlvorrichtungen sind im mittleren Teil der Maschine und am Ausflußende
erforderlich und können in Form von Kühlmänteln dort, wo sie erforderlich sind,
angebracht werden.. Als Kühlmittel könnenheißes Wasser, Dampf, 01 oder Luft verwendet
werden, oder es kann Wasser an geeigneter Stelfe auf die äußere Oberfläche der Maschine
aufgespritzt werden, und diese Kühlvorgänge können ebenfalls selbsttätig durch Thermostaten
oder andere bekannte Mittel eingeleitet werden, um die Temperatur der Maschine zu
regeln und sie einerseits bei der Arbeit der Maschine unter gegebenen Verhältnissen
konstant halten, andererseits entsprechend verschiedenen auszupressenden Legierungen
verändern zu können. Eine Kühlung kann, wenn erforderlich, auch innerhalb der Treibschraube
angewendet werden, und zwar wird diese bei der Kabelummantelung notwendig sein,
um das Kabel vor Beschädigungen durch übermäßige Erwärmung zu bewahren.
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Es ist bei einer Vorrichtung zum Pressen von Metallrohren oder Kabelmänteln
aus Blei od. dgl. unter Verwendung einer Treibschraube bekannt, das Temperaturgefälle
in der Vorrichtung durch Kühlvorrichtungen.; wie Wasser- oder Olumlaufrohre, oder
durch eingeblasene Luft- zu regeln. Ferner ist es bei einer Vorrichtung zum Auspressen
von Metall in Rohrform, bei der das flüssige Metall von Kalben zugeführt wird, bekannt,
in der Wandung der Preßkammer eine Anzahl von in Ringnuten liegenden: Rohrschlangen
vorzusehen, die ein Kühl- oder Heizmittel führen, wodurch die Temperatur des durch
die Kammer strömenden Metalls beeinflußt werden kann. Durch die Regelung der Temperatur
des. in die Schlangen eingeführten Mittels wird ermöglicht, das geschmolzene Metall
an irgendeiner gewünschten Stelle der Kammer zu erhärten. Bei der bekannten Vorrichtung
soll insbesondere Vorsorge dafür getroffen werden, daß das geschmolzene Metall in
festen Zustand gebracht wird, sobald es in den. mittleren Teil der Kammer eintritt,
um jede Möglichkeit auszuschließen., daß durch die Austrittsöffnung Metall in geschmolzenem
Zustand austreten kann.
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Schließlich ist bekannt, bei Vorrichtungen zum Auspressen von Metall,
die mit einer Treibschraube arbeiten, Kühlmittel und Heizmittel in Form von elektrischen
Heizwicklungen. vorzusehen.
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Bei den bekannten Vorrichtungen mit Kühl-und/oder Heizvorrichtungen
wird jedoch nicht die gemäß der Erfindung vorgesehene Temperaturregelung angewendet,
da bei den bekannten. Vorrichtungen keine derartige Reibung bzw. Beherrschung des
Grades der Reibung zwischen dem Metall in der Treibschraube und in dem Mantel zurückgehaltenen
=Metall, um das Metall in den Gängen der Treibschraube am Mitdrehen zu hindern,
vor-. gesehen ist.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
und zwar zeigt Fig. i einen Längsschnitt durch die wichtigeren Teile einer Auspreßvorrichtung
für die Ummantelung von Kabeln; Fig. 2 zeigt in einem Teil eines Längsschnittes
den Außenteil der Auspreßein.richtung,wobei die Treibschraube weggelassen ist; Fig.
3 zeigt eine Vorderansicht des in Fig. 2 dargestellten Teils, und Fig. 4 und 5 zeigen
einen Längs- bzw. Ouerschnitt durch eine Auspreßvorrichtung für die Ummantelung
von Kabeln, bei der drei Treibschrauben vorgesehen sind.
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In den Fig. i bis 3 ist der Außenteil i, welcher die Arbeitskammer
bildet, innen von zylindrischer Form und enthält die Treibschraube 2, die auf geeignete
Weise in Drehung versetzt wird und auf ihrer äußeren Oberfläche eine Reihe von schneckenförmigen
Nuten oder Schraubennuten 3 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind
die mit den Nuten zusammenarbeitenden Ausnehmungen
.4 in dem feststehenden
Außenteil i in schachbrettartiger Weise angeordnet, haben quadratische Form und
sind durch erhabene Teile 5 getrennt, wie besonders aus den Fig. :2 und 3 zu ersehen
ist. Die Treibschraube 2 füllt das Innere des Außenteils i nicht vollständig aus,
sondern es ist, wie aus Fig. i ersichtlich, am rechten Ende der ,Maschine ein Raum
6, welcher die Dornkammer bildet, frei gelassen. In diesem Raum ist ein konischer
Dorn 7 angeordnet, welcher in die Treibschraube 2 eingeschraubt ist und sich mit
dieser gemeinsam dreht. An seiner Grundfläche weist dieser Dorn eine vierkantige
Offnung auf, so daß er durch Aufsetzen eines langen Vierkantschlüssels, welcher
von dem hinteren Ende der Maschine durch das Rohr 9 eingeführt wird, ein- und ausgeschraubt
werden kann. Mit dem konischen Dorn 7 arbeitet eine Ringdüse zusammen, die einen
Hauptdüsenring io aufweist, der durch eine Mutter ii festgehalten wird. In dem Ring
io ist ein Hilfsring 1,2 angeordnet, dessen Lage in axialer Richtung mittels der
hohlen Mutter 13 eingestellt werden kann. Das zu ummantelnde Kabel wird durch das
Rohr 9 eingeführt und verläßt die Maschine durch die hohle Mutter 13, nachdem es
mit einem Mantel aus Blei. einer Bleilegierung oder einem anderen geeigneten Material,
welches der Dornkammer 6 durch die Treibschraube 2 zugeführt wird, überzogen ist.
Die Dicke des Mantels ist durch die Einstellung des Hilfsringes 12 bestimmt.
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Das auszupressende Metall wird in geschmolzenem Zustand von einem
nicht dargestellten Schmelztiegel durch den Kanal 14 in den äußeren Teil i der Maschine
eingeleitet. Das geschmolzene Metall hat direkten Zutritt zu den Schraubennuten
3, die daher mit Metall gefüllt werden und durch die das Metall seinen Weg in die
Ausnehmungen 4 des äußeren Teils i findet. In diesem erstarrt es und wird dann von
dem Metall in den Schneckennuten 3 abgeschert, so daß, wie oben beschrieben, die
Ausnehmungen .I mehr oder weniger beständig mit Metall in festem oder halbfestem
Zustand gefüllt sind; dieses Metall übt durch seine sich in Reibungskontakt befindliche
Oberfläche eine genügende Bremswirkung auf das in den Schraubennuten befindliche
Metall aus, um dieses an einem Mitdrehen zu hindern, und verursacht, daß es in die
Dornkammer 6 weitergetrieben und schließlich zwischen dem Dorn. ;7 und dem
Ring 12 ausgepreßt wird.
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Um das Metall in den verschiedenen Teilen der Maschine in dem erforderlichen
geschmolzenen, plastischen oder festen Zustand zu erhalten, sind Heiz- und Kühlvorrichtungen
vorgesehen. In dem gezeichneten Ausführungsheispiel bestehen die ersteren aus einer
Reihe von ringförmigen Gasbrennern 15, welche den Außenteil umschließen und so angeordnet
sind. daß ihre Flamme auf den Maschinenkörper gerichtet ist. Heizvorrichtungen sind
in der Umgebung des Zuleitungskanals 1.4, an der Dornkammer 6 und auch am mittleren
Teil der Arbeitskammer erforderlich, welche von dem äußeren 'feil i gebildet wird.
Die Kühleinrichtungen bestehen aus Kühlmänteln 16, welche in dem Außenteil i ausgebildet
sind und durch welche ein geeignetes Kühlmittel umläuft. Durch Regelung der von
Gasbrennern bewirkten Heizung und der von den Kühlmänteln bewirkten Kühlung kann
eine sehr genaue Temperaturregelung erreicht -,werden, wodurch es möglich ist, die
Maschine für das Auspressen von Metallen der verschiedensten Eigenschaften zu verwenden.
Es kann auch wünschenswert sein. die Treibschraube z zu kühlen; sie ist daher, wie
gezeichnet, hohl ausgebildet, und es sind Zuleitungen 17 für die Zuführung eines
Kühlmittels vorgesehen. Dadurch wird auch verhindert, daß das zu uriimantelnde Kabel
eine zu hohe Temperatur annimmt; ferner kann bei der Ummantelung von mit
01 imprägnierten Kabeln eine Kühlung durch Umlauf von 01 zwischen
dem Kabel selbst und dein Rohr 9 erzielt werden.
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In dem gezeichneten Ausführungsbeispiel sind die Ausnehmungen 4. in
schachbrettartiger Anordnung vorgesehen, es kann jedoch auch irgendeine andere Anordnung
angewendet werden, vorausgesetzt. daß die Anordnung so getroffen ist, daß im Betrieb
die Arbeitsweise. welche den Hauptzweck der Erfindung bildet, befolgt wird, nämlich,
daß die Ausnehmungen mehr oder weniger ständig mit Metall gefüllt sind, welches
von dem in den Gängen derTreibschraube befindlichen Metall allgeschert wird, das
durch Flächenreibung an dem Metall in den Ausnehmungen an einer Drehung verhindert
wird. Zum Beispiel können die Ausnehmungen in Form einer Reihe fortlaufender oder
unterbrochener schneckenförmiger Rinnen derselben Gangrichtung wie die Gewindegänge
3 an der Treibschraube 2 ausgebildet sein. Die Nuten können sich auch in der Längsrichtung
parallel zur Achse der Treibschraube z erstrecken.
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Bei der in den Fig. 4. und 5 dargestellten Einrichtung enthält der
äußere Teil i. welcher die Arbeitskammer bildet, drei Treibschrauben 2, welche jedoch
in eine gemeinsame Dornkammer 6 fördern, aus welcher das Metall, so wie bei der
früher beschriebenen Einrichtung, zwischen dem Dorn 7 und dem Ring 12 ausgepreßt
wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel haben die Ausnehmungen .I die Form von parallel
zur Achse der Treibschrauben
verlaufenden länglichen Nuten und
weisen eine solche Form und Größe auf, daß das in diesen l'"Tuten erstarrte Metall
im wesentlichen darin verbleibt und nicht in die Kammer 6 gelangt. Es ist nicht
unbedingt erforderlich, daß sich die Nuten 4, wie in den Fig. 4 und 5 gezeichnet
ist, bis in die Dornkammer erstrecken, da das Metall aus den Nuten nicht, oder nur
zu einem ganz geringen Teil in die Dornkammer eintritt; die Nuten können daher in
solchen Punkten enden, daß sie mit dieser Kammer nicht verbunden sind.