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Die Erfindung betrifft eine Strangpresse mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
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Strangpressen der gattungsgemäßen Art sind bekannt. Diese besitzen einen Pressrahmen, der von einem Zylinderholm, einem Gegenholm und von Zylinderholm und Gegenholm verbindende Zuganker gebildet wird. Als Zylinderholm wird die Seite der Strangpresse bezeichnen, die einen in der Regel hydraulisch oder elektrisch antreibbaren Presszylinder aufnimmt. Als Gegenholm wird die Seite der Strangpresse bezeichnet, an der ein zu verpressender Block, in der Regel Metallblock in einem entsprechenden Aufnehmer (Rezipient) angeordnet ist. Ferner ist dem Aufnehmer in bekannter Weise noch eine das zu pressende Profil bestimmende Matrize zugeordnet.
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Derartige Strangpressen dienen beispielsweise dem Umformen von Aluminium. Im Strangguss hergestellte Bolzen aus Aluminium/Aluminiumlegierung werden vorgewärmt und in den Aufnehmer (Rezipient) der Strangpresse eingebracht. Dieser Rezipient ist mit der Matrize abgeschlossen, die in der Regel aus hochfestem Stahl besteht und die dem Profil entsprechende Öffnung trägt. Mit einem Druck von 750 und mehr N/mm2 wird dann mittels eines Stempels der Bolzen durch die Matrizenöffnung gepresst, sodass ein Strang mit dem gewünschten Profil entsteht.
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Die bei Strangpressen auftretenden hohen Drücke müssen durch die Zuganker abgefangen werden. Insbesondere beim erstmaligen Inbetriebnehmen einer Strangpresse werden die Zuganker mit einer Streckkraft beaufschlagt, die zu Längenänderungen der Zuganker führen. Hierdurch erhalten die zwischen den Zylinderholm und Gegenholm die Zuganker umgreifenden Drucksäulen ein Spiel, das dazu führen kann, dass eine hochexakte horizontale und vertikale Ausrichtung der Strangpresse nicht sichergestellt werden kann. Insbesondere durch die hohen auf die Zuganker wirkenden Kräfte kann eine Verlagerung von Zylinderholm und Gegenholm relativ zueinander durch das vorhandene Spiel zwischen Drucksäulen und Zylinderholm bzw. Gegenholm nicht mehr ausreichend abgefangen werden. Dies wirkt sich auf die Maßtoleranzen der zu fertigenden Pressstränge aus.
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Aus
WO 96/21527 A1 ist eine Strangpresse offenbart, bei der die Zuganker an den Außenseiten von Zylinderholm und Gegenholm vorgesehene Hammerköpfe aufweisen.
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EP 2 804 705 B1 offenbart eine Presse zur direkten Extrusion von Metallprodukten. Diese umfasst Längssäulen, die parallel zu einer Strangpressachse angeordnet sind und ein Hauptzylinder und ein Gegendruckquerstück verbinden. Diese Längssäulen umfassen jeweils eine vorgespannte Zugstange.
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DE 1 903 475 A zeigt eine weitere Strangpresse mit Zugstangen, bei der die Zugstangen mittels Muttern eingestellt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strangpresse der gattungsgemäßen Art zu schaffen, bei der in einfacher Weise eine aufgrund von Presskräften auftretendes Spiel von Drucksäulen ausgeglichen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Strangpresse mit den im Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass die Drucksäulen jeweils zumindest ein Druckstück umfassen, das in Längsrichtung der Drucksäulen längenveränderlich einstellbar ist, ist in vorteilhafter Weise möglich, ein durch die Inbetriebnahme oder im Betrieb der Strangpresse auftretendes Spiel zwischen Drucksäulen und Zylinderholm bzw. Gegenholm jederzeit auszugleichen. Dieser Spielausgleich kann ohne Demontage von Komponenten der gesamten Strangpresse jederzeit erfolgen. Dadurch, dass die Druckstücke auch zwischen Zylinderholm und Gegenholm angeordnet sind, ist zusätzlicher Bauraum für die Strangpresse nicht erforderlich.
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In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Druckstücke stufenlos längenveränderlich einstellbar sind. Hierdurch kann in einfacher Weise eine sehr genaue Anpassung zum Zwecke des Spielausgleichs zwischen Drucksäulen und Zylinderholm bzw. Gegenholm erfolgen.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das Druckstück zwei formschlüssig miteinander verbundene Spannscheiben aufweist, die die Zuganker umgreifen. Hierdurch wird in besonders einfacher Weise die Anordnung der Druckstücke möglich. Die Spannscheiben entsprechen ihrem Außendurchmesser im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Drucksäulen und nehmen im Inneren den Zuganker auf.
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Ferner ist in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Spannscheiben koaxiale Führungsstege besitzen, die in korrespondierende Führungsnuten der Drucksäulen einerseits und des Zylinderholms bzw. des Gegenholms andererseits eingreifen. Hierdurch wird eine genaue zentrierte Anordnung der Druckstücke möglich.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die einander zugewandten Stirnseiten der Spannscheiben korrespondierende Auflaufflächen besitzen, die vorzugsweise eine selbsthemmende Steigung aufweisen. Hierdurch wird vorteilhaft möglich, durch einfaches Verdrehen der Spannscheiben zueinander die Längenveränderlichkeit des Druckstückes zu erreichen. Durch die selbsthemmende Steigung der Auflaufflächen ist ein selbsttätiges Rückstellen der Spannscheiben aufgrund axial wirkender Kräfte nicht möglich. Der Spielausgleich wird somit während des Betriebs der Strangpresse sicher erzielt.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Spannscheiben jeweils vier Auflaufflächen aufweisen, die jeweils bevorzugt 90° in Umfangsrichtung der Spannscheiben betrachtet abdecken und die weiter vorzugsweise einen Steigungswinkel im Bereich der Selbsthemmung aufweisen.
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Durch eine derartige Ausgestaltung wird eine sichere verkippfreie Verstellung der Druckstücke bei sichergestellter Selbsthemmung erreicht.
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Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.
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Die Erfindung wir nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
- 1 eine schematische Schnittansicht durch eine Strangpresse;
- 2 eine vergrößerte Detailansicht im Bereich eines Druckstückes;
- 3 eine schematische Perspektivansicht eines Druckstückes; und
- 4 eine schematische Perspektivansicht einer Spannscheibe des Druckstückes.
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1 zeigt in einer schematischen Schnittansicht eine insgesamt mit 10 bezeichnete Strangpresse. Die Strangpresse 10 umfasst einen Zylinderholm 12 sowie einen Gegenholm 14. Zylinderholm 12 und Gegenholm 14 sind durch Zuganker 16 miteinander verbunden. In der Regel sind vier Zuganker 16 vorgesehen. Zylinderholm 12, Gegenholm 14 und Zuganker 16 bilden gemeinsam einen Pressrahmen 18.
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Innerhalb des Pressrahmens 18 ist ein Presszylinder 20 sowieso ein Aufnehmer (Rezipient) 22 angeordnet. Der Aufnehmer 22 dient zur Aufnahme eines zu pressenden Blockes, beispielsweise einen Aluminiumbolzen. Zwischen Aufnehmer 22 und Gegenholm 14 ist eine Matrize 24 angeordnet.
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Der Presszylinder 20 weist einen Presskolben 26 auf.
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Die Zuganker 14 sind von Drucksäulen 28 umgeben, die sich einerseits an dem Gegenholm 14 und andererseits an einem Druckstück 30 abstützen. Das Druckstück 30 wiederrum stützt sich an dem Zylinderholm 12 ab.
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Die in 1 dargestellte Strangpresse 10 zeigt folgende Funktion:
- In den Aufnehmer 22 wird ein zu pressender Block, beispielsweise ein Bolzen aus Aluminium oder Aluminiumlegierung eingebracht. Dieser wird zuvor gegebenenfalls erwärmt. Mittels des Presszylinders 20, der hydraulisch oder elektrisch antreibbar ist, wird der Pressbolzen 26 auf den zu pressenden Materialbock gedrückt. Das Material des Blockes geht hierbei in einen Fließzustand über und wird durch die Matrizenöffnung der Matrize 24 gedrückt und tritt an der hier mit dem Pfeil 32 bezeichneten Seite der Strangpresse 10 als Strang aus.
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Mittels der Zuganker 14 wird der Zylinderholm 12 und der Gegenholm 14 in Position gehalten. Hierbei müssen die hohen Presskräfte, die 750 N/mm2 und mehr betragen können, abgefangen werden.
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Nachfolgend wird auf die erfindungsgemäß vorgesehene Anordnung der Druckstücke 30 Bezug genommen.
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Diese Druckstücke 30 sind jedem der Zuganker 16 zugeordnet. Nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel, können pro Zuganker auch zwei Druckstücke 30 vorgesehen sein. Das heißt in diesem Fall sind diese sowohl am Zylinderholm 12 als auch am Gegenholm 14 anliegend angeordnet. Auch kann nach einem weiteren, nicht dargestellten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein, dass das Druckstück 30 in etwa mittig angeordnet ist und somit die Drucksäulen 28 in zwei Abschnitte unterteilt sind, von dem einer dem Zylinderholm 12 und der andere dem Gegenholm 14 zugeordnet ist.
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Unabhängig von der Anordnung und der Anzahl der Druckstücke 30 weisen diese den anhand der nachfolgenden 2 bis 4 näher erläuterten Aufbau auf.
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In 2 ist zunächst in einer Detailvergrößerung die Anordnung eines Druckstückes 30 in der Strangpresse 10 gezeigt. Gleiche Teile wie in 1 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert. Es wird deutlich, dass das Druckstück 30 aus zwei Spannscheiben 34 und 36 besteht. Ein Außendurchmesser der Spannscheiben 34 und 36 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Drucksäulen 28. Ein Innendurchmesser der Spannscheiben 34 und 36 entspricht im Wesentlichen dem Außendurchmesser der Zuganker 14.
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Die Spannscheibe 34 besitzt einen koaxialen Führungssteg 38, der in eine korrespondierende Nut 40 des Zylinderholms 12 eingreift. Die Spannscheibe 36 besitzt einen koaxialen Führungssteg 42, der in eine korrespondierende Nut 44 der Drucksäule 28 eingreift.
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Die Spannscheiben 34 und 36 besitzen einander zugewandte Stirnseiten 46 und 48.
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Die Spannscheiben 34 und 36 bilden ferner eine gemeinsame Ringnut 50 aus, innerhalb der eine Ringfeder 52 angeordnet ist.
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In 3 ist das Druckstück 30 in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht gezeigt. Gleiche Teile wie in 2 sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und nicht nochmals erläutert.
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Anhand der 3 wird deutlich, dass die Spannscheiben 34 und 36 des Druckstückes 30 rotationssymmetrisch ausgebildet sind. Diese weisen die innere Durchgangsöffnung 54 zur Aufnahme des Ringankers 14 (2) auf.
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In 4 ist die Spannscheibe 34 einzeln dargestellt. Hierdurch wird deutlich, dass diese an ihre Stirnseite 46 über den Umfang gleichmäßig verteilt vier Auflaufflächen 56 aufweist. Jede der Auflaufflächen 56 erstreckt sich über einen Winkelbereich von ca. 90°. Die Auflaufflächen 56 weisen jeweils eine Steigung auf, sodass diese sich von einer Basis 58 bis zu einem Endpunkt 60 erstrecken. Der Endpunkt 60 hat hierbei einen axialen Abstand X zur Stirnfläche 46, sodass sich im Bereich des Endpunktes 60 zur Basis 58 der anschließenden Auflauffläche 56 eine Stufe 62 ergibt. Die Höhe der Stufe 62 bestimmt die Steigung der Auflauffläche 56. Die Höhe der Stufe, also der Abstand X ist hierbei so gewählt, dass sich ein Steigungswinkel im Bereich der Selbsthemmung ergibt.
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Die Spannscheibe 36 weist an ihrer Stirnseite 48 mit den Auflaufflächen 56 der Spannscheibe 34 korrespondierende Auflaufflächen auf. Die Auflaufflächen der Spannscheiben 34 und 36 liegen somit aneinander an.
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Im Ausgangszustand sind die Spannscheiben 34 und 36 so zueinander angeordnet, dass sich zwischen den Stirnseiten 46 und 48 das geringstmögliche Spaltmaß ergibt.
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Das in den 2 bis 4 erläuterte Druckstück 30 zeigt folgende Funktionen:
- Im in 1 dargestellten Ausgangszustand der Strangpresse 10 ergibt sich ein Formschluss zwischen dem Zylinderholm 12 und dem Gegenholm 16 über das Druckstück 30 und den Drucksäulen 28.
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Ein Kraftschluss zwischen Zylinderholm 12 und Gegenholm 14 besteht über die Zuganker 14, die jeweils an der der Drucksäule 28 abgewandten Seite über Spannmuttern 64 fest verspannt sind.
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Durch Aufbringen der Presskraft werden Zylinderholm 12 und Gegenholm 14 auseinander gedrängt und von den Zugankern 14 in Position gehalten. Insbesondere bei erstmaliger Inbetriebnahme werden die Zuganker 14 aufgrund der innewohnenden Materialeigenschaften einer gewissen Streckung unterzogen, sodass sich zwischen den Drucksäulen 28 und dem Zylinderholm 12 beziehungsweise Gegenholm 14 ein gewisses Spiel einstellt.
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Zum Ausgleich dieses Spieles sind nunmehr die Druckstücke 30 vorgesehen. Durch Verdrehen der Spannscheiben 34 und 36 gegeneinander, wirken die im Anlagenkontakt stehenden Auflaufflächen der Spannscheiben 34 und 36 als Führungsflächen. Die Spannscheiben 34 und 36 bleiben somit in formschlüssigen Anlagenkontakt, wobei sich jedoch der Spalt zwischen den Spannscheiben 34 und 36 vergrößert. Diese Vergrößerung dieses Spaltes führt zum Ausgleich des Spiels zwischen Drucksäule 28 und Zylinderholm 12 beziehungsweise Gegenholm 14. Durch die Gestaltung der Auflaufflächen ist eine stufenlose Verstellung möglich. Die Druckstücke 30 sind somit in Längsrichtung der Drucksäule 28 längenveränderlich einstellbar. Diese Verstellung erfolgt soweit, dass wieder ein Formschluss zwischen Zylinderholm 12 und Gegenholm 14 über Druckstück 30 und Drucksäule 28 gegeben ist.
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Die während des Pressens auftretenden Presskräfte führen somit nicht zu einer eventuellen Verkantung des Zylinderholms 12 und des Gegenholms 14 zueinander.
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Die gewählte Steigung der Auflaufflächen ist hierbei so gewählt, dass eine Selbsthemmung eintritt. Dies bedeutet bei Auftreten einer axialen Kraft auf die Spannscheiben 34 und 36 verändern diese Ihren Abstand nicht. Insbesondere erfolgt hierdurch kein Rückdrehen der Spannscheiben 34 und 36 zueinander.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Strangpresse
- 12
- Zylinderholm
- 14
- Gegenholm
- 16
- Zuganker
- 18
- Pressrahmen
- 20
- Presszylinder
- 22
- Aufnehmer
- 24
- Matrize
- 26
- Pressbolzen
- 28
- Drucksäule
- 30
- Druckstück
- 32
- Pfeil
- 34
- Spannscheibe
- 36
- Spannscheibe
- 38
- Führungssteg
- 40
- Nut
- 42
- Führungssteg
- 44
- Nut
- 46
- Stirnseite
- 48
- Stirnseite
- 50
- Ringnut
- 52
- Ringfeder
- 54
- Öffnung
- 56
- Auflauffläche
- 58
- Basis
- 60
- Endpunkt
- 62
- Stufe
- 64
- Spannmutter