DE2120825C3 - Presse für hydrostatisches Strangpressen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Presse für hydrostatisches Strangpressen, wie sie im Oberbegriff des Anspruches 1 beschrieben ist.

Pressen für hydrostatisches Strangpressen cnthalten gewöhnlich einen horizontalen als Hochdruckzylinder ausgebildeten Aufnehmer, der in einem Pressengestell verschiebbar angeordnet ist und zusammen mit einer in den Aufnehmer hineinragenden Matrize mit einer öffnung und einem in den Aufnehmer hincinschiebbaren Druckerzeugungsstempel eine geschlossene Kammer, die Aufnehmerbohrung, bildet. Rin Rohling, der gepreßt werden soll, wird in die Aufnehmerbohrung gelegt und danach wird die Aufnehmerbohrung mit einem Druckmittel gefüllt. Durch Einschieben des Druckerzeugungsstempels in die Aufnehmerbohrung wird in dem Druckmittel ein Druck erzeugt, der allseitig auf den Rohling wirkt und den Rohling durch die Matrizenöffnung preßt, so daß sich eine Stange mit einem Querschnitt in Form der Matrizenöffnung bildet. Der hierfür erforderliche Druck ist einmal von dem Material des Rohlings ab-

hängig und zum anderen von der Spritzquote, d. h. von dem Verhältnis zwischen dem Querschnitt des verwendeten Rohlings und dem Querschnitt des gewünschten Produkts. Die mögliche Spritzquote nimmt mit steigendem Druck stark zu, aber die Festigkeit

ίο des Aufnehmers begrenzt den Druck. Es ist heute möglich, in einer regelmäßigen Produktion mit 15 bis 20 kbar zu arbeiten.

Ein vollständiges Füllen der Druckkammer mit einem flüssigen Druckmittel ist erwünscht, um mit der

kleinsten Verschiebung des Druckerzeugungsstempels einen Preßdruck zu erreichen. Bei unvollständiger Füllung befindet sich in der Aufnehmerbohrung ein gewisses Gasvolumen, wenn der Druckerzeugungsstempel eingeschoben wird. Da das Gas leichter

zusammendrückbar ist als eine Flüssigkeit, bedeutet die Kompression des Gases eine verhältnismäßig große und unerwünschte Verschiebung des Druckerzeugungsstempels. Das Gas volumen vermindert da*. Nutzvohrmen der Druckkammer. Die mögliche Rohtingsmenge verringert sich entsprechend. Eine Möglichkeit, eine Druckkammer /u füllen, ist in der österreichischen Patentschrift 285 292 (schweizerische Patentschrift 471 67f>. deutsche Patentanmeldung P 18 00514.6) gezeigt, wobei der Aufnehmer an der

Stempelseite mit einer Kammer für die Zufuhr von Flüssigkeit versehen ist, während der Aufnehmer über die Matrize geschoben und die Aufnehmerbohrung geschlossen wird. Der Druckcrzeugungssternpel muß dabei bei jedem Arbeitszyklus aus der Hochdruckdichtung herausgezogen werden, die zwischen dein Aufnehmer und dem Druckerzeugungsstempel abdichtet Dichtungen für sehr hohen Druck, die zwischen zwei im Verhältnis zueinander beweglichen Teilen dichten, sind sehr empfindlich, und Schäden entstehen in der Regel gerade beim Einschieben des Stempels durch die Dichtung.

Aus der USA-Patentschrift 3 36471h ist bereits eine hydrostatische Strangpresse bekannt, bei der der Rohling zunächst in die Aufnehmerbohrung eingcbracht und diese verschlossen wird, bevor das Druckmittel in die Aufnehmerbohrung eingefüllt wird. Die Einfüllung des Druckmittels erfolgt hierbei über einen Kanal im Druckerzeugungskolben, so daß der Druckerzeugungskolben zu diesem Zweck nicht aus dem Aufnehmer herausgenommen zu werden braucht und die Dichtung zwischen Kolbenzylinder folglich keiner zusätzlichen Abnutzung unterliegt. Die Einfüllung des Druckmittels über einen Kanal im Druckerzeugungskolben erfordert jedoch zusätzlichen Aufwand. Die mit dem Druckerzeugungskolben wandernde Leitung muß durch ein Ventil verschlossen werden, das dem vollen hydrostatischen Druck während der Extrusion widerstehen muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugründe, eine Presse der zuletzt genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß für die Einfüllanordnung für das Druckmittel keine zusätzlichen Ventile erforderlich sind und ein relativ schnelles Einfüllen des Druckmittels möglich ist.

<>5 Zur Lösung dieser Aufgabe werden zwei Pressen der eingangs genannten Art vorgeschlagen, von denen die eine die im kennzeichnenden Teil des Anspruches I und die andere die im kennzeichnenden Teil

des Anspruches 2 genannten Merkmale aufweist.

Durch die Erfindung wird eine Presse geschaffen, bei der beim Einführen eines neuen Rohlings der Druckerzeugungsstempel weder aus der Dichtung mit dem Aufnehmer herausgezogen zu werden buucht noch mit einer die Festigkeit der Presse schwächenden Bohrung versehen werden muß und auch keine zusätzlichen Ventile erforderlich sind. Die Erfindung ermöglicht weiter eine bedeutende Erhöhung des Drukkes in der Aufnehmerbohrung beim Füllen derselben mit einem Druckmittel, wodurch eventuell zurückbleibendes Gas wesentlich komprimiert wird, ehe der Druckerzeugur.^stempel zum Erhöhen des Druckes auf Strangpreßdruck-in den Aufnehmer geschoben wird. Mit einer wesentlichen Erhöhung des Druckes ¹S ist eine Erhöhung auf vorzugsweise 100 Bar und darüber gemeint. Eine eventuell eingeschlossene, zurückgebliebene Gasmenge ist beim Einfüllen des Druckmittels bereits auf ein vernachlässigbares Volumen zusammengepreßt.

An Hand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Hs /.eigen

Fig. I bis4 eine Ausführungsform der Presse nach der Erfindung während verschiedener Augenblicke eines Arbeits/.yklusses,

Fig. 5 bis S eine andere Ausführungsform der Presse nach der Erfindung während verschiedener Zeitpunkte eines Arbeitszyklusses.

Fig. Mund K)zwei Ausführungsformen der Matnzenanordnungmit Hinspritzorgan, wie es in der Presse gemäß Fig. 4 bzw. ft verwendet wird.

In den Figuren bezeichnet 1 ein horizontales Prcssengestell. In diesem ist horizontal ein Aufnehmer 2 in Form eines 1 Iochdruckzylinders axial beweglich angeordnet Die hierfür erforderlichen Betätigungszylinder sind nicht gezeigt. An dem einen Ende des Ge steiles 1 befindet sich ein Betätigungszylinder 3 mit einem Kolben 4 in Form eines Differentialkolbens, der mit einem Druckerzeugungsstempel 5 verbunden ist. Dieser ragt in den Aufnehmer 2 hinein und erzeugt den zum Strangpressen erforderlichen Druck in der Aufnehmerbohrung 30, die aus dem Aufnehmer 2, dem Druckerzeugungsstempel 5 und einer in die entgegengesetzte öffnung der Aufnehmerbohrung hineinragende Matrize 6 besteht. Die zu beiden Seilen des Kolbens 4 gelegenen Räume 7 und 8 sind durch Leitungen 9 und 10 und nicht gezeigte B~tätigungsventile mit einer Druckmittelquelle verbunden. In dem Aufnehmer 2 sind eine Hülse 11 und Dichtungen 12 und 13 angeordnet, die zwischen dem Aufnehmer 2 und dem Druckerzeugungsstempel 5 bzw. den Matri/enstutzen 14 und 15 abdichten. Der Druckerzeugungsstempel 5 wird bei einem normalen Arbeitszyklus nicht aus der Dichtung 12 herausgezogen, was bedeutend da/u beiträgt, die Lebensdauer dieser Dichtung zu verlängern, die durch die Bewegung /wischen Stempel und Dichtung unter hohem Druck besonders leicht beschädigt werden kann. In der Hülse 11 ist ein Rohlingshalter 16 axial beweglich angeord- f> <> net. Dieser ist mit einem herausragenden Leitklnt/ IS versehen, der in einem Schlitz 19 in der Hülse 11 lauft. Seine Bewegung wird von Anschlagsflächen 20. 21 an den Enden des Schlitzes begrenzt. Der Rohlinghalter enthält auch ein Federorgan, /. B. eine Druckfeder 22, die den Rohling 23 vor Beginn des Fressens gegen die Matrize 12 preßt.

Die Presse gemäß Fig. I bis 4 hat eine Matrize;: stütze 15, die ein Teil der Druckverteilungsplatte 24 ist, die die Druckkraft auf das eine Joch 25 des Preßstativs 1 überträgt. Der Preßzylinder kann so weit nach links geschoben werden, daß ein Rohling 23 und eine Matrize 6 von der Seite zwischen den Aufnehmer 2 und die Matrizenstütze 15 geschoben werden können, und zwar mit Hilfe von Greiforganen 26 und 27 genau vor die öffnung des Aufnehmers 2, wie in Fig. 1 gezeigt.

Es werden dann Rohling und Matrize auf die Matnzenstütze 15 zugeschoben und der Aufnehmer nach rechts über den Rohling geschoben, bis der Rohlinghalter 16 mit dem Rohling 23 in Kontakt kommt. Der Rohlinghalter kann mit Friktionselementen versehen sein, so daß er nur träge in dem Aufnehmer gleitet, man erhält so eine Kraft, die den Rohling 23 und die Matrize während des letzten Teils der Verschiebung des Aufnehmers 2 gegen die Matrizenstütze 15 preßt wenn die Greiforgane 26 und 27 entfernt werden müssen, um den Aufnehmer ganz über Rohling und Matrize schieben und die Druckkammer 30 ganz schließen /u können, siehe Fig. 2. In diesem Stadium kann in den Spalt zwischen dem Rohling 23 und der Öffnung des Aufnehmers 2 öl eingespritzt werden, so daß die Aufnehmerbohrung im wesentlichen mit Druckmittel gefüllt wird. Bei der weiteren Verschiebung des Aufnehmers 2 nach rechts verringert sich der Druckmittelraum zwischen Rohling und Druckerzeugungsstempel, wobei beim fortsetzenden Schließen der Aufnehmerbohrung in erster Linie Luft herausgepreßt wird. Wenn die Aufnehmerbohrung ganz geschlossen ist, befindet sich der Rohlinghalter 16 in seiner linken Sperrlage, die von der Anschlagsflache 20 des Schlitzes 19 in der Hülse 11 bestimmt wird, in welchem Schlitz der mit dem Rohlinghalter verbundene Leitklotz 18 läuft. Die Länge des Rohlings ist so abgepaßt, daß die Druckfeder 22 während des letzten Teils der Verschiebung des Aufnehmers 2 so zusammengedrückt wird, daß man eine gewünschte Druckkraft gegen den Rohling 23 erhält, so daß dieser und die Matrize mit gewünschter Kraft gegen die Matrizenstütze 15 gepreßt weiden. Der Druckerzeugungsstempel wird gleichzeitig nach rechts geschoben, so daß er nicht aus der Dichtung 12 herausgezogen wird, siehe Fig. .V

Wie in F i g. 4 und 9 geneigt, wird ein Hinspritzrohr 31 mit einer Dichtung 32 in die mit der Matrizenstützc 15 vereinten Druckverteilungsplatte 24 eingesetzt und der Aufnehmt rbohrung 30 Druckmittel mit hohem Druck von einer nicht gezeigten Druckmittelquelle zugeführt. Unter hohem Druck versteht man einen Druck von mindestens 25 Bar, aber in der Regel ist der Druck bedeutend höher, vorzugsweise zwischen Kid und 500 Bar Eventuell in der Aufnehmerbohrung 30 verbleibende Luft wird so zusammengedrückt und volumenmäßig so unbedeutend, daß sie in der Aufnehmerbohrung zugelassen werden kann, da sie die Bewegung des Druckerzeugungsstempcls 5 bei Erhöhung des Druckes auf Strangpreßniveau nur unbedeutend beeinflußt. Bei der Zufuhr von Druckmittel wird entweder die Matrize von der Matrizenstütze abgehoben, wie in Fig. 9 gezeigt, und das Druckmittel dringt /wischen Matrize und Matrizenstütze sowie durch die Öffnungen 33 in die Aufnehmerbohrung 30. oder der Rohling 23 wird von der Matrize 6 abgehoben, wie in Fig. 10 gezeigt ist. Wenn die Aufnehmerbohrung 30 mit Druckmittel gefüllt ist, wird das Hinspritzrohr 31 entfernt. Beim Entfernen des Ein-

spritzrohres 31 bilden die Matrize 6 und die Matrizenstütze 15 bzw. der Rohling 23 und die Matrize 6 Ventilorgane in einem Ventil, das das Druckmittel daran hindert, aus der Aufnehmerbohrung herauszuströmen. Nunmehr wird der eigentliche Preßvorgang eingeleitet, indem in den Raum 7 des Betätigungszylinders 3 Druckmittel eingeführt wird. Der weitere Arbeitsablauf entspricht dem Stand der Technik.

Die Fig. 5 bis 8 und 10 zeigen eine Presse gemäß der Erfindung, in die der Rohling durch die öffnung 40 in dem einen Joch 25 des Pressengestelles 1 in den Aufnehmer eingesetzt wird. Die öffnung 40 muß in diesem Fall so groß sein, daß eine nicht gezeigte Greifanordnung, die den Rohling 23, die Matrize 6 und die Matrizenstütze 14 einsetzt, durch die öffnung geschoben werden kann. Die Druckkraft auf die Matrizenstütze 14 wird von einer Druckverteilungsplatte auf das Joch 25 übertragen. Die Platte besteht aus zwei gleichen Teilen 41a und 41 b, die auseinandergeschoben werden, wie in den Figuren gezeigt, so daß dei Rohling hindurchgeschoben werden kann. Bevor die Greifanordnung entfernt wird, wird eine rohrförmige Stange 42 in die Matrizenstütze 14 geschoben, urr Druckmittel in die nun geschlossene Aufnehmerbohrung zu spritzen. Diese Stange hat einen Ansatz 43 so daß sie die Matrizenstütze in die Aüfnehmeröffnung gedruckt halten kann, während die beiden Teile 41a und 41 b der Druckverteilungsplatte 41 zusammengeführt werden, siehe Fig. 6 und 7.

Nach dem Strangpressen werden die Teile 41a um 41b auseinandergezogen und die Matrizenstütze U

¹S und die Matrize 6 mit dem Rohlingsrest 35 und derr Strang 34 durch die öffnung 40 im Joch 25 des Preß Stativs 1 herausgezogen, siehe Fig. 8.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Presse zum hydrostatischen Strangpressen von Metall mit einem axial verschiebbaren Aufnehmer, einem in die Aufnehmerbohrung einschiebbaren Druckerzeugungsstempel und einer Matrize, bei der über eine verschließbare Eintrittsöffnung in der Aufnehmerbohrung der Füllvorgang mit Druckmittel erfolgt, und bei der mittels eines in der Aufnehmerbohrung verschiebbaren Rohlingshalters der Rohling dichtend an die Matrize andrückbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang von der Austrittsöffnung der Mati ize (6) her erfolgt, wobei der Rohling (23), der mittels einer zwischen dem Rohlingshalter (16) und dem Rohling (25) angeordneten Druckfeder (22) an der Matrize (6) anliegt, durch den Druck des Druckmittels angehoben, die Eintrittsöffnung in die Aufnehmerbohrung (30) für das Druckmittel bildet.

2. Presse zum hydrostatischen Strangpressen von Metall mit einem axial verschiebbaren Aufnehmer, einem in die Aufnehmerbohrung einschiebbaren Druckerzeugungsstempel und einer Matrize, bei der über eine verschließbare Eintrittsöffnung in der Aufnehmerbohrung der ΓίίΙΙ-vorgang mit Druckmittel erfolgt, und bei der mittels eines in der Aufnehmerbohrung verschiebbaren Rohlingshalters der Ronling dichtend an die Matrize andrückbai ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllvorgang von der Strangaustrittsseite her erfolgt, wobei der Rohling (23), der mittels einer zwischen dem Rohlingshalter (16) und dem Rohling (23) angeordneten Druckfeder (22) an der, von einer Matrizenstütze (15) begrenzt, axial abhebbaren Matrize (6) anliegt und die Matrize (6) samt Rohling (23), durch den Druck des Druckmittels von der Matrizenstütze (15) abgehoben, die Eintrittsöffnung für das Druckmittel in die Aufnehmerbohrung (30) bildet.

3. Presse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck des eingefüllten Druckmittels 25 Bar übersteigt und vorzugsweise 100 Bar beträgt.