DE1806030A1 - Presse fuer hydrostatisches Strangpressen - Google Patents

Description

Presse für hydrostatisches Strangpressen

Die Erfindung betrifft eine Presse für hydrostatisches Strangpressen mit einem Pressentisch, einem Haupfbetätigungszylinder, einem Pressengestell, das von Zugstangen oder einem Bandmantel zusammengehalten ist, mit einem Druckerzeugungskolben, der von einem Kolben im genannten Belätigungs zylinder betätigt wird, und mit einer Druckkammer, die von einem Hochdruckzylinder, einer in diesem angeordneten Matrize und dem in den Zylinder hineinragenden Druckerzeugungskolben begrenzt ist.

Bei dem sehr hohen Druck, der bei hydrostatischem Strangpressen erforderlich ist, gewöhnlich zwischen 10 und 30 kbar, werden die Beanspruchungen im Hochdruckzylinder sehr groß. Dieser besteht deshalb gewöhnlich aus einem Stahlzylinder, der von einem Bandmantel umgeben und mit Stirnplatten versehen ist, die von außerhalb des Bandmantels liegenden Bolzen zusammengehalten werden. Die Stirnplatten bilden oft auch die Stütze für Packungen zwischen dem Zylinder und dem Druckerzeugungskolben bzw.

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der Matrize. Da die Beanspruchungen im Zylinder sehr groß sind, ist es wichtig, daß der Zylinder innen ganz glatt ist und die Packungen so nahe wie möglich an den Enden des Zylinders angeordnet sind, damit die Beanspruchungen des Zylinders möglichst gleichmäßig werden. Die Packungen werden gewöhnlich von den Stirnplatten und einer im Zylinder eingelegten Distanzhülse axial im Verhältnis zum Zylinder fixiert. In der Ecke zwischen dem Zylinder und den Stirnplatten und zwischen diesen und der Matrize bzw. dem Druckerzeugungskolben sind gewöhnlich im Querschnitt dreieckige Metallringe eingelegt. Die Stirnplatten werden wie erwähnt von Bolzen zusammengehalten, die in der Regel ganz außerhalb des Zylindermantels angeordnet sind, damit für den Zylinder eine höchstmögliche Festigkeit erhalten wird.

Bei den hohen Drücken, die bei hydrostatischen Strangpressen verwendet werden, werden Dichtungen auch durch kleine Spalte herausgepreßt. Es ist deshalb wichtig, daß die durch den Druck in der Druckkammer auf die Packungen um den Kolben und die Matrize wirkende Kraft keinen Spalt zwischen dem Zylinder und den Stirnplatten bildet. Man hat deshalb den Bolzen, die die Stirnplatten zusammenhalten, eine Vorspannung gegeben,, so daß die Anlagekraft am Zylinder die axiale Kraft übersteigt, die die Flüssigkeit in der Druckkammer maximal auf die Packungen ausüben kann. Dadurch wurde aber die Reibung zwischen den Zylinderenden und Stirnplatten groß, wenn der Durchmesser des Zylinders aufgrund von Druckänderungen zu- oder abnimmt. Oberflächenschäden sind oft vorgekommen, die wegen ihrer Kerbwirkungen eine Bruchgefahr bedeuten.

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Gemäß der Erfindung sind die oben angegebenen Mangel dadurch vermieden, daß die Pres-ee mit einem oder mehreren Hilfszylindern mit Kolbenorganen ausgeführt ist, die über Kolbenstangen einen an dem einen Ende des Druckzylinders angeordneten Packungshalter mit einer vom Druck in der Druckkammer abhängigen Kraft beeinflussen. Der oder die Hilfszylinder ist bzw. sind mit Vorteil in Kolben des BetatigungsZylinders angeordnet. Ein einziger ringförmiger Kolben kann benutzt werden. Die Kraft kann vom Druck in der Druckkammer abhängig gemacht werden, indem man die Hilfszylinder mit dem Hauptzylinder kommunizieren läßt. In einer Ausführung der Erfindung kommunizieren die Zylinder über ein äußeres Leitungs- und Ventilsystem miteinander, was keinen oder einen nur unbedeutenden Druckverlust ergibt, wenn das Druckmittel zu den Hilfsssylindern strömt, und einen festen oder leicht einstellbaren Druckverlust, wenn das Druckmittel aus den Hilfszylindern strömt. Bei einer anderen Ausführung kommunizieren der Hauptbetatigungszylinder und die Hilfszylinder miteinander durch Leitungs- und Ventilsysteme einer anderen Art, die innerhalb des Kolbens des HauptbetätigungsZylinders angeordnet sind.

Die Erfindung bedeutet, daß die Stirnplatten nicht die auf die Packungen wirkende Kraft zu den Zugbolzen an der äußeren Peripherie des Hochdruckzylinders zu übertragen brauchen und somit keinen Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind. Sie brauchen somit nur so ausgeführt zu werden, daß sie die Endflächen schützen und einen etwaigen Bandmantel zusammenhalten. Die Stirnplatten brau-

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chen auch nicht mit einer der Packungskraft entsprechenden Kraft vorgespannt zu werden, damit das Entstehen eines Spaltes zwischen den Zylinderflächen und den Giebeln verhindert wird. Der Anlagedruck am Zylinder kann dadurch so niedrig gehalten werden, daß ein Gleiten zwischen Zylinder, Stirnfläche und Stirnplatten erhalten werden kann, ohne daß ein Pressen der Gleitflächen entsteht. Dadurch, daß der Packungshalter ständig von einer dem Druck in der Hochdruckkammer angepaßten Kraft beeinflußt wird, entfällt jede Gefahr, daß die Kraft, die die Packungen um den Kolben und die Matrize beeinflußt, die Stirnplatten durchbiegt und sich ein Spalt zwischen den Stirnflächen des Zylinders und den Stirnplatten bildet, in dem die Packung eingepreßt und so beschädigt werden können, daß ihre Lebensdauer herabgesetzt wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben, in dieser zeigen:

Pig. 1 mit Ausnahme des eigentlichen Pressengestelles j> die wesentlichen Teile einer Presse, für hydro

statisches Strangpressen,

fig. 2 eine Einzelheit des oberen Teils des Hochdruckzylinders der Presse und den Teil des Packungshalters, der am Zylinder anliegt und Fig. 3 im Diagramm den Zusammenhang zwischen Halterdruck und der auf die Packung wirkenden Kraft, wobei längs der Abszisse der Druck P₁ im Hochdruckzylinder und längs der Ordinate die auf die Packung ausgeübte Kraft P, und die entgegengerichtete auf den Packungshalter ausgeübte Kraft P2 angegeben ist. 909826/0916

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In Figur 1 bezeichnet 1 einen Pressentisch, und 2 einen Preßzylinder in einer Presse, deren Gestell im übrigen nicht dargestellt ist. Im Zylinder 2 läuft ein Betätigungskolben 3» der nach Art eines Differentialkolbens ausgebildet ist und mit seinem ringförmigen Ansatz einen Deekel 4 durchsetzt und an seinem freien Ende einen Druckerzeugungskolben 5 trägt. Die Räume 6 und 7 zu beiden Seiten des Kolbens stehen über Leitungen 8 bzw. 9 in Verbindung mit einem Ventil 10, das wiederum durch die Leitungen 11 bzw. 12 in Verbindung mit einer ±m nicht gezeigten Druckmittelquelle bzw. einem Druckmittelbehälter steht. Im Kolben 5 sind mehrere Zylinder 13 angeordnet, in denen Differentialkolben 14 laufen. Diese sind durch Kolbenstangen 15 mit einem Ring 16 verbunden. Die Kolbenstangen 15 passieren die Deckel 17 im Kolben 3. Die Räume 18 oberhalb der Kolben 14 sind miteinander durch Kanäle 19 verbunden. Die Räume 20 unter den Kolben 14 sind miteinander durch Kanäle 21 verbunden. Die Räume 18 stehen durch Leitungen 22, das Regelventil 23, das parallel mit diesem geschaltete Rückschlagventil 24 und die Leitung 34 in Verbindung mit dem Ventil 10 und in der mittleren und oberen Lage des Ventils 10 über dieses in Verbindung mit dem Raum 6.

Der gezeigte Hochdruckzylinder 25 besteht aus einem innen und außen glatten Zylinder 26, der von einem vorgespannten Bandmantel 27 und zwei Stirnplatten 28 umgeben ist, die von mehreren Bolzen 29 zusammengehalten sind. Im Zylinder 26 und in unmittelbarer Nähe seiner Stirnflächen sind Hochdruckdichtungen 30 angeordnet, die von einer Distanzhülse 31 und den als Halter be-

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nutzten Stirnplatten in ihrer richtigen Lage fixiert werden. 36 (Fig. 2) sind Metallringe mit dreieckigem Querschnitt, an denen die Dichtungen 30 anliegen. Gewöhnlich bestehen die Halter aus in den Stirnplatten befestigten Ringen, die leicht bei . Wechseln der Packungen entfernt werden können. Eine Matrize und ein Rohling 33 sind im Zylinder 25 eingesetzt. 35 ist ein an die Leitung 22 angeschlossener Druckmesser mit eingebautem Kontaktorgan.

Die Arbeitsweise der Presse ist folgende:

Zu Beginn eines Arbeitszyklus befinden sich die Kolben 3 und in ihren obersten Lagen und das Ventil 10 in seiner niedrigsten Lage. Druckmittel wird den Räumen 18 in den Zylindern 13 von einer nicht gezeigten Druckmittelquelle durch die Leitung 11, das Ventil 10, die Leitung 34, das Ventil 24 und die Leitung zugeführt, wobei die Kolben 14 nach unten gepreßt werden, bis sich der Ring 16 auf die Stirnplatte 28 oder auf einen hierin eingesetzten Ring aufsetzt, der die Packung 30 festhält. Bei dieser Bewegung wird Druckmittel aus dem Raum 20 durch die Leitung 9, das Ventil 10 und die Leitung 12 zu einem nicht gezeigten Behälter verdrängt. Wenn die auf den Packungshalter ausgeübte Kraft und somit der Druck in den Räumen 18 und der Leitung 22 einen gewissen eingestellten Wert erreicht hat, "gibt ein Kontaktorgan im Druckmesser 35 einen Impuls an das Betätigungsgerät des Ventils 10, so daß die in Mg. 1 gezeigte mittlere Lage erhalten wird. In dieser Ventillage stehen beide Leitungen 8

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und 34 über das Ventil 10 und die Leitung 11 in Verbindung mit der Druckmittelquelle.»Dem Raum 6 wird Druckmittel zugeführt, das bestrebt ist, den Kolben 3 nach unten zu führen. Hierbei nimmt das Volumen in den Räumen 18 ab. Da diese Räume nun mit dem Raum 6 über die Leitung 22, das Überströmungsventil 23, die Leitung 34, das Ventil 10 und die Leitung 8 in Verbindung stehen, wird ein Druckunterschied erhalten, der von der Einstellung des Ventils 23 abhängt. Die Summe der Flächen der Kolben 14 kann so im Verhältnis zu der dem Druck im Zylinder 25 ausgesetzten Fläche der Packung 30 gewählt werden, daß die Haltekraft bei jedem Druck im Zylinder 25 die auf die Packung wirkende Kraft mit demselben Wert P₂ - P, übersteigt, wie aus Fig. 3 hervorgeht. Dieser Wert ist jedoch abhängig von der Einstellung des Ventils 23· Wenn die Summe der Kolbenflächen 14 größer gewählt wird, übersteigt die Haltekraft die auf die Packung wirkende Kraft mit einem mit dem Druck im Zylinder 25 steigenden Wert.

Nach abgeschlossenem Preßvorgang wird das Ventil 10 in seine ι obere Lage geführt. Die Räume 7 und 20 werden nun über das Ventil 10 in Verbindung mit der Druckmittelquelle und die Räume und 18 mit dem Ölbehälter gesetzt, wodurch die Kolben 3 und 4 in ihre oberen Lagen zurückgeführt werden. Wenn dies geschehen ist, ist ein ganzer Arbeitszyklus durchgeführt.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigte Ausführungsform begrenzt, sonder mehrere Abänderungen sind im Rahmen der Patentansprüche denkbar.

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Claims (6)

Patentansprüche;

1. Presse für hydrostatisches Strangpressen mit einem Pressengestell, einem Pressentisch, einem Betätigungszylinder, einem Druckerzeugungskolben, der von einem Kolben des Betätigungszylinders betätigt wird, und mit einer Druckkammer, die von einem Hochdruckzylinder, einer in diesem angeordneten Matrize und dem in den Zylinder hineinragenden Druckerzeugungskolben begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Presse einen oder mehrere Hilfszylinder (13) mit Kolbenorganen (14) aufweist, die einen am Ende des Hochdruckzylinders (25) angeordneten Packungshalter (28) mit einer vom Druck in der Druckkammer abhängigen Kraft beeinflussen.

2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hilfszylinder (13) innerhalb des Kolbens (3) des Hauptbetätigungszylinders (2) angeordnet sind.

3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hilfszylinder (13) ringförmig ist.

4. Presse nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hauptzylinder (2) und der oder die Hilfszylinder (13) miteinander in Verbindung stehen.

5· Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zylinder miteinander über ein leitungs- und Ventilsystem (8, 9,

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10, 19, 21, 22, 25, 24) verbunden sind, das keinen oder einen nur unbedeutenden Druckverlus.t ergibt, wenn Druckmittel zu dem oder den Hilfszylindern (13) strömt, und einen festen oder einstellbaren Druckverlust, wenn Druckmittel aus dem oder den Hilfszylindern abfließt.

6. Presse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Leitungs- und Ventilsystem zwischen dem Hauptbetatigungszylinder

(2) und dem oder den Hilfszylindern (13) innerhalb des Kolbens

(3) dee HauptbetätigungsZylinders angeordnet ist.

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