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Vorfabrizierte Scheibe zur Verwendung beim Strangpressen von erwärmten Metallblöcken
Gegenstand der Erfindung ist eine vorfabrizierte Scheibe zur Verwendung beim Strangpressen von erwärmten Metallblöcken an der Eintrittsseite einer Matrizenöffnung, welche Scheibe erfindungsgemäss da- durch gekennzeichnet ist, dass sie homogen aus zusammengeklebtem Glaspulver hergestellt ist. Vorzugsweise besitzt die erfindungsgemässe Scheibe eine Dichte von 45-70% des Glases, aus dem das Pulver erzeugt ist. Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist sie aus Fensterglaspulver zusammengeklebt, welches beim Strangpressen von erwärmten Metallblöcken verwendet wird, und beträgt ihre Dichte 1, 0-2, 0.
Solche erfindungsgemässen Scheiben weisen gegenüber den bekannten Scheiben, die aus vollwandigem Glas, aus Zell- oder Schaumglas oder aus mit Glas agglomerierten Glimmerteilchen bestehen bzw. gegenüber Polstern aus Glasfasern zahlreiche Vorteile auf, die im folgenden jeweils näher erläutert werden sollen.
Wird eine vollwandige Glasplatte beim Strangpressen verwendet, wie dies in der USA-Patentschrift Nr. 2,538, 917 geoffenbart ist, so muss die Strangpressgeschwindigkeit des gepressten Erzeugnisses auf die Dicke der Glasplatte abgestimmt werden, weil die Strangpressgeschwindigkeit bei einer bestimmten Plattendicke nur um etwa 1 m/sek geändert werden darf. Bei der erfindungsgemässen Scheibe aus zusammen- geklebtemGlaspulver kann dagegen die Strangpressgeschwindigkeit um etwa9m/sek variiert werden, ohne dass die Dicke der Scheibe aus zusammengeklebtem Glaspulver geändert werden muss.
Bei einer Verwendung einer Scheibe aus zusammengeklebtem Glaspulver von beispielsweise 6 mm Dicke kann die Strangpressgeschwindigkeit zwischen 1 m/sek und 10 m/sek geändert werden, wogegen bei Verwendung einer vollwandigen Glasplatte von beispielsweise 3 mm Dicke die Strangpressgeschwindigkeit innerhalb eines Bereiches von 4,5 bis 5,5 m/sek aufrecht erhalten werden muss.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemässen Scheibe ergibt sich daraus, dass Scheiben aus zusammengeklebtem Glaspulver eine wesentlich niedrigere Dichte als vollwandige Glasscheiben aufweisen. Eine vollwandige Glasplatte aus Fensterglas, d. h. aus einem Soda-Kalk Glas hat etwa eine Dichte von 2,65.
Die Dichte der erfindungsgemässen Scheibe beträgt dagegen zweckmässigerweise etwa 1, 5 oder etwa 58% der Dichte einer vollwandigen Fensterglasplatte. In jedem Falle muss aber die Scheibe die zum Schmieren erforderliche richtige Glasmenge enthalten. da einüberschuss an Glasschmiermittel die Oberfläche des stranggepressten Gegenstandes nachteilig beeinflussen kann. Eine vollwandige Glasplatte kann daher nur eine geringe Dicke, z. B. von etwa 5 mm besitzen. Infolge der geringeren Dichte kann die erfindungsgemässe Scheibe bei gleicher Gasmenge bedeutend dicker hergestellt werden.
Es ist daher bei einer erfindungsgemässen Scheibe eme grössere Stabilität als bei einer vollwandigen Glasplatte und damit eher die Gewähr gegeben, dass sie im Behälter der Strangpresse, in welchen sie vom Kolbenende eingeschoben und über seine gesamte Länge in eine nahe der Matrize befindliche Stellung bewegt werden muss, die richtige Lage einnimmt und diese während des Einführens des Metallblockes beibehält. Insbesonders ist dies dann der Fall, wenn der Aussenrand der Scheibe stärker als der Innenrand ausgeführt wird, was bei der erfindunggemässen Scheibe ohne weiteres möglich ist.
Bei der Verwendung von Scheiben aus Zell- oder Schaumglas ergibt sich, wie Versuche gezeigt haben, eine grössere Abnützung des Profiles als bei Scheiben aus zusammengeklebtem Glaspulver. Weiters konnten mit einer erfindungsgemässen Scheibe durchschnittlich 15 Stangen gepresst werden, wogegen mit einer Scheibe aus Zell- bzw. Schaumglas nur 10 Stangen erzeugt werden konnten. Schliesslich kommt die Her-
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stellung der erfindungsgemässen Scheiben bedeutend billiger als die von Zell-bzw. Schaumglasscheiben.
Die erfindungsgemässe Scheibe ist also auch den Scheiben aus Zell- bzw. schaumglas bei weitem überle- gen.
Ebenso kommen die erfindungsgemässenscheiben, aus zusammengeklebtem Glaspulver bedeutend billiger als Scheiben. die aus mit Glas agglomerierten Glimmerteilchen bestehen. Massgebend hiefür ist vor allem, dass die Herstellung der erfindungsgemässen Scheiben bedeutend einfacher ist. Weiters sind Scheiben aus zusammengeklebtem Glaspulver weniger brüchig als Scheiben, die Glimmerteilchen enthalten. Es tritt dadurch der letzteren Scheiben anhaftende Nachteil, dass beim Einsetzen der Scheiben in die Strangpresse Teilchen abbröckeln, die sich im unteren Teil des Behälters sammeln, wodurch ein Überfluss an Schmiermittel in diesem unteren Teil und ein Mangel an Schmiermittel im oberen Teil gegeben ist, nicht auf.
Vor allem aber besteht die aus mit Glas agglomerierten Glimmerteilchen bestehende Scheibe aus einem heterogenen Gemisch zweier Produkte, welche sich unter der Einwirkung von Hitze völlig verschieden verhalten. Während das Glas unter der Einwirkung von Hitze weich wird und einen Schmierfilm zwischen dem Werkzeug und dem zu verpressenden Material bildet, verbleiben die Glimmerteilchen bis zu einer bestimmten Temperatur fest und zersetzen sich sodann. Bei der Verwendung solcher Scheiben wird also das Material von einer Schicht bedeckt, welche aus Glas und Glimmerteilchen besteht. Die Schmierwirkung eines solchen heterogenen Gemisches ist aber bedeutend schlechter als die eines einheitlichen homogenen Filmes von konstanter Eigenschaft, wie ein solcher von einer erfindungsgemässen Scheibe geliefert wird.
Schliesslich ist es, wifi eingangs angeführt, auch bereits bekannt, Glasfasern in Form von Polstern beim Strangpressen zu verwenden. Bei der Verwendung von solchen Polstern kommt es aber häufig dazu, dass die stranggepressten Erzeugnisse auf ihrer Länge verschiedene Dimensionen aufweisen, wobei dieser Mangel insbesonders an den Enden auftritt, so dass entweder das gesamte Erzeugnis einen Ausschuss darstellt oder zumindest die Enden abgetrennt werden müssen.
Weiters werden zur Herstellung von Glasfasern gewöhnlich nur wenige Glassorten verwendet, so dass alle zum Strangpressen der verschiedenen Metalle erforderlichen Glassorten inForm von Glasfasern im Handel nicht erhältlich sind. Überdies haben im allgemeinen Glasfasern einen Überzug aus einem organischen Bindemittel, beispielsweise Stärke oder Öl, das oft ein Aufkohlen von rostfreien Stahlerzeugnissen zur Folge hat, was äusserst schädlich ist. Der Preis von Faserglas, das frei von Bindemitteln ist, ist aber sehr teuer.. Demgegenüber können bei Verwendung der erfindungs- gemässenScheibe Erzeugnisse - auch von unregelmässigem Querschnitt - mit gleicher Dimension aber die gesamte Länge erzielt werden. Ebenso ist der Oberflächenzustand der Erzeugnisse bedeutend besser.
Weiters kann Glaspulver von allen Glassorten hergestellt werden, kommt das Glaspulver sehr billig und ist die Erzeugung der Scheiben aus dem Glaspulver sehr einfach, wobei jeweils nur entsprechend der Glassorte das Bindemittel gewählt werden muss oder in bestimmtenFällen die Scheiben durch Sintern hergestellt werden müssen. Die auf diese Weise hergestellten Scheiben sind frei von Fremdstoffen, die Dämpfe erzeugen und
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die Lagerung von Glaspulver weniger feuergefährlich als von Glasfasern, zu deren Verpackung im allgemeinen brennbare Behälter verwendet werden.
Zusammenfassend kann also festgestellt werden, dass die erfindungsgemässe Scheibe zahlreiche Vorteile gegenüber allen bekannten Scheiben bzw. den Polstern aus Glasfasern aufweisen.
Die Verwendung der erfindungsgemässen Scheibe und ihre Herstellung ist nachstehend an Hand der
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und Fig. 2 einen solchen durch eine Form zur Herstellung der erfindungsgemässen Scheibe.
Ein Behälter 2 (Fig. l) wird von einer Bohrung 3 durchsetzt, die eine Strangpresskammer bildet, an deren einem Ende eine Matrize 4 aufgestellt ist. Die Matrize 4 hat eine Matrizenöffnung 5. Ein Metallblock 6, beispielsweise ein Metallknüppel aus rostfreiem Stahl, wird ausserhalb des Behälters 2 auf Strangpresstemperatur erwärmt. Der Metallblock 6 weist eine Bohrung 7 auf. Nach dem Erwärmen des Metallblockes wird Galspulver in die Bohrung 7 geschüttet und Glaspulver wird auf eine von einem Tisch getragene As- bestplatte aufgeschüttet. Der erwärmte Metallblock wird dann über das auf die Asbestplatte aufgeschüttet Glaspulver gewälzt, so dass sich die Aussenfläche 8 des Metallblockes mit einer Schicht 9 aus Glaspulver überzieht.
Bei dem Rollen oder Wälzen des Metallblockes wird auch die Bohrung 7 mit einer Schicht 10 aus Glaspulver überzogen. Eine vorfabrizierte Scheibe 12 aus zusammengeklebtem Glaspulver, die mit dem nachstehend beschriebenen Verfahren hergestellt wird, wird in den Behälter nahe der Matrize 4 eingesetzt. Diese Scheibe 12 hat eine Mittelöffnung 13, die den gleichen Durchmesser hat wie die Matri- zenöfmung 5 oder deren Durchmesser etwas grösser ist. Die Scheibe ist vorzugsweise an ihrer Aussenkante 14 etwas dicker als an ihrer Innenkante 15. Vorzugsweise hat die Scheibe 12 solche Abmessungen, dass
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sie den grössten Teil der die Matrizenöffnung 5 umgebenden Schulter 16 bedeckt.
Nach dem Einsetzen der Scheibe 12 in den Behälter 2 wird der vorerwärmt Block 6 mit den daran haftenden Glasschichten 9 und 10 in den Behälter eingesetzt und ein an dem Kolben oder Stössel 18 befestigter Dorn 17 wird in die Bohrung 7 des Metallblockes 6, die ÖfmungISderScheibe Mundin die Matrizenöffnung 5 eingeschoben. Dann wird der Stössel 18 aus der in Fig. 1 dargestellten Stellung nach links geschoben, damit der Metallblock zwischen der Matrizenöffnung 5 und dem Dom 17 als Rohr stranggepresst wird. Während des Strangpressens schmiert die Glasschicht 9 die Bohrung des Behälters, die Glasschicht 10 schmiert den Dom 17 und die Scheibe 12 schmiert die Matrize 4.
AnHand derFig. 2 wird ein Verfahren zur Herstellung einer Scheibe 12 aus zusammengeklebtemGlas- pulver erläutert. Bei diesem Verfahren wird eine Metall- oder Glasplatte 20 auf einen Träger 21 aufgelegt. Ein Aussenring 22 und ein Mittelzapfen 23 werden dann auf die Platte 20 aufgesetzt, und ein Ge- misch aus Glaspulver und einem Bindemittel, beispielsweise Wasserglas oder Natriumsilikat, wird auf die Platte 20 zwischen Aussenring 22 und Zapfen 23 aufgeschüttet, während Deckel 24 und Innenring 25 abgehoben sind. Der Innenring 25 passt in eine Nut 26 des Deckels 24. Die untere Fläche 24 a des Deckels 24 und die untere Fläche 25 a des Innenringes 25 verlaufen vom Aussenring 22 zum Mittelzapfen 23 schräg nach unten.
Deckel
24 und Innenring 25 werden dann auf das Pulver gesenkt und mit einem Hammer od. dgl. bearbeitet, um das in der Form enthaltene Pulver zusammenzupressen. Deckel 24 und Innenring 25 werden dann angehoben, der Aussenring 22 wird abgenommen, der Mittelzapfen 23 wird angehoben und die verdichtete zusammengeklebte Glaspulverscheibe wird in freier Luft bei etwa 240 C während 12 - 24 Stunden getrocknet.
Das folgende Gemisch hat sich zur Herstellung einer Scheibe aus zusammengeklebtem Glaspulver als zweckdienlich erwiesen :
Glaspulver 45 kg
Wasserglas 1, 275kg
Wasser 0,425kg
Das Glaspulver wird in einer Kugelmühle gemahlen. Es braucht hinsichtlich der Korngrösse nicht sorgfältig gesiebt zu werden, jedoch ist es vorteilhaft, wenn das Pulver eine solche Konrgrösse hat, dass mindestens 80% in einem Sieb, das 50 Maschen auf eine Länge von 25 mm hat, abgesiebt werden ; dass nicht über 5% auf einem Sieb zurückgehalten werden, das 14 Maschen je 25 mm Länge hat, und dass nicht über 25% in ein Sieb abgesiebt werden können, dass 100 Maschen je 25 mm Länge hat.
Wenn das strangzupre8- sende Metall einen beim Strangpressen vorhandenen Temperaturbereich zwischen 11000 C und 13000 C hat, ist eine sehr geeignete Glassorte das gewöhnliche Fensterglas, d. h. ein Soda-Kalk-Glas, das etwa
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19% Naschnittsfläche der Bohrung 3 des Behälters 2. Der lichte Durchmesser des Aussenringes oder der Form 22 Ist vorzugsweise etwa 4,76 mm kleiner als der Durchmesser der Bohrung 3 des Behälters 2. Beim Strangpressen von Rohren ist der Durchmesser des Mittelzapfens 23 vorzugsweise gleich oder etwas grösser als der Durchmesser der Matrizenöffnung 5.
Beim Strangpressen von vollwandigen Abschnitten ist der Durchmesser des Mittelzapfens vorzugsweise etwas grösser als der Durchmesser des strangzupressenden kleinsten Abschnittes, jedoch kann der Mittelzapfen weggelassen werden, so dass eine Scheibe hergestellt wird, die an ihrer Mitte keine Öffnung aufweist.
Zum Formender zusammengeklebten Glasscheiben können ausser Natriumsilikat auch andere Bindemittel verwendet werden. Wenn der strangzupressende Metallblock eine verhältnismässig niedrige Presstemperatur hat, so dass es infolgedessen erwünscht ist, eine zusammengeklebte Glaspulverscheibe zu verwenden, die einen verhältnismässig niedrigen Erweichungspunkt aufweist, ist ein zweckdienliche : Bindemittel für das Glaspulver die Phosphorsäure. An Stelle eines Bindemittels zum Zusammenklebendes Glaspulvers zu einer Scheibe können die Scheiben auch durch Sintern eines verdichteten oder unverdichteten Körpers aus Glaspulver hergestellt werden.
Die aus zusammengeklebtem Glaspulver bestehende Scheibe soll eine Dichte von etwa 30 bis 85%, vorzugsweise von 45 bis 70 % der Dichte desjenigen Glases haben, aus dem das Pulver hergestellt ist. Die Dichte der Scheibe kann durch die Grösse des bei der Verdichtungsstufe zur Einwirkung gebrachten Druckes leicht geregelt werden. Erfolgt die Herstellung der vorfabrizierte Scheiben aus zusammengeklebtem Fensterglaspulver, so hat die Scheibe vorzugsweise eine Dichte von 1, 0 bis 2,0 beispielsweise von 1, 5.
Die Erfindung ist vorstehend beim Strangpressen eines Metallblockes beschrieben, der eine Längsbohrung 7 hat, wobei ein Dorn 17 verwendet wird, so dass also das stranggepresste Erzeugnis ein Rohr ist. Die
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Erfindung ist aber in gleicherWeise anwendbar auf das Strangpressen von vollwandigen Bauteilen. In diesem Falle ist der Metallblock ein vcllwandiger Block. Es wird kein Dorn verwendet und die Scheibe 12 braucht keine Öffnung aufzuweisen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Vorfabrizierte Scheibe zur Verwendung beim Strangpressen von erwärmten Metallblöcken an der Eintrittsseite einer Matrizemöffnung, dadurch gekennzeichnet, dass sie homogen aus zusammengeklebtem Glaspulver hergestellt ist.