Verfahren zum Fliesspressen von Formteilen oder Strängen und Fliesspresse zur Durchführung des Verfahrens Die Herstellung z. B. kurzer rohrförmiger Teile im Fliesspressverfahren aus kalten Ronden unter hohem Druck ist bekannt. Hierzu muss die Ronde zunächst für sich hergestellt und sodann für jeden Fliesspressvorgang getrennt .in die Matrize der Presse eingelegt werden. Das Fliesspressen erfolgt mit Hilfe eines in die Matrize beweglichen Stempels entweder in Richtung der Stempelbewegung oder entgegen der Stempelbewegung.
Der nach jeder Rondenverpres- sung verbleibende Pressrest muss gesondert abge schnitten bzw. entfernt werden. Das bekannte Fliess pressen ist sehr zeitraubend und teuer. Die Erfin dung hat sich zur Beseitigung dieses Mangels des bekannten Fliesspressverfahrens die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum Fliesspressen von Fertigformteilen sowie Profil- oder Rohrsträngen und eine Fliesspresse zur Durchführung desselben zu schaffen, mit dem z. B. für Fertigformteile das Fliesspressen von Stan gen in schneller Reihenfolge in rationeller, wirtschaft licher Weise erfolgen kann.
Es soll dabei die Stange nach jedem Fliesspressvorgang nur so weit vorge schoben werden, wie zur Verformung gerade des jeweiligen Presslings erforderlich ist, so dass Zwischen bedienungen und Abfall entfallen.
In ähnlicher Weise soll die Erzeugung von Pro fil- oder Rohrsträngen nach dem neuen Fliesspressver- fahren ermöglicht werden.
Das Verfahren gemäss der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass auf einen in einen Presszylin- der mit an dessen einem Ende angebrachten Durch gangsteil mit engerem Durchlassquerschnitt und einem am entgegengesetzten Ende eingefügten Abschlussteil eingebrachten, dem Presszylinderdurchmesser entspre chend geformten Körper, der einem Vorschubdruck durch ein eine Gaserzeugung ausschliessendes fliess fähiges Druckmittel in Richtung des Durchgangsteils kontinuierlich ausgesetzt wird,
nahe vor dem Durch gangsteil intermittierend ein den Vorschubdruck über steigender Druck mit einem ebensolchen Druckmittel schlagartig in einer Ringzone ausgeübt wird.
Die Fliesspresse zur Durchführung des neuen Ver fahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass ein beider- ends offener Aufnahme- und Presszylinder an einem Ende ein mit einer zentralen Durchlassöffnung engeren Querschnittes versehenes, eingesetztes Durchgangsteil aufweist und am entgegengesetzten Ende durch einen einfügbaren Abschlussteil in Form eines Abschluss- kolbens abschliessbar ist,
in den nahe dem Abschluss- kolben eine Druckmittel-Zufuhrleitung für den Vor schub des fliesszupressenden Körpers mündet und vor dessen Durchgangsteil ein Ringkörper angeordnet ist, der eine Ringnut mit einer Zufuhrleitung für das Druckmittel zur schlagartigen überführung des fliess zupressenden Körpers in den fliesspressfähigen Zu stand enthält.
Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbei spiele einer Fliesspresse gemäss der Erfindung dar gestellt. Es zeigen: Fig. 1 eine Fliesspresse zur Erzeugung von Fertig formteilen in Frontansicht, Fig.2 einen Längsschnitt durch dieselbe nach der Linie 11-II der Fig. 1, mit teilweiser Seiten ansicht des Pressenrahmens, bei eingefahrenen Press- zylinder-Abschlusskolben und Schiebekeil und bereits teilweise verpresstem Stab im Presszylinder sowie ent sprechender Stellung des fliegenden Kolbens im Nachfüllzylinder,
Fig. 3 eine der Fig. 2 analoge Darstellung, jedoch mit ausgefahrenem Abschlusskolben und Schiebekeil sowie neu eingesetztem Stab und in Abwurfstellung zurückbewegter Matrize, Fig. 4 einen Querschnitt nach der Linie IV-IV der Fig.3 zur Veranschaulichung des Druckmittel- verlaufes für den Stabvorschub und die Nachfüllung mit den Zylindern für die abwechselnd fördernden Kolben und deren Umschaltmittel,
Fig. 5 einen teilweisen Querschnitt nach der Linie V-V der Fig. 3 zur Veranschaulichung der schlagartigen Druckmittelzufuhr zu der das Stabende umgebenden Ringnut von diametral gelegenen Stel len aus, Fig. 6 eine für die Erzeugung von Profil- oder Rundsträngen sowie Rohrsträngen geeignete abgeän derte Ausführung der Fliesspresse, mit sternförmig an die Ringnut angeschlossenen Zylindern, in Frontan sicht,
Fig. 7 einen Längsschnitt nach der Linie VII-VII der Fig. 6 durch eine Presse für Profil- und Rund stränge mit zu einem Teil verpresstem stabförmigen Materialkörper, bei eingefahrenem Abschlusskolben und Schiebekeil, ähnlich Fig. 2, Fig. 8 einer der Fig.7 analoge Darstellung mit ausgefahrenem Abschlusskolben und Schiebekeil sowie nach bereits verpresstem Material neu eingesetztem stabförmigen Materialkörper,
Fig. 9 einen Schnitt, ähnlich Fig. 4, nach der Linie IX-IX der Fig. 8, Fig. 10 einen Längsschnitt analog der Linie VII-VII der Fig.6 durch eine Presse für Rohr stränge mit durch eine Verschraubung gesichertem Abschlusskolben nebst Dorn und Ringnut am Dorn umfang nahe dem freien Ende, auf das das zu ver- pressende Rohrstück aufgeschoben wird.
Im Pressenrahmen 1 ist der Presszylinder 2 befestigt, der an sich beliebig lang gewählt sein kann und von aufgeschrumpften Ringteilen 3 nach Art von Ge schützrohren zur Aufnahme der aufzuwendenden hohen unterschiedlichen Fliesspressdrücke zweckmässig umgeben ist. Vor dem offenen Einführende des Presszylinders 2 für das fliesszupressende Material be findet sich im Abstand eine Brücke 4 des Pressenrah- mens, die eine mit der Presszylinderbohrung in Linie liegende und im Durchmesser entsprechende Durch lassbohrung 5 zum Einschieben des fliesszupressenden Stabes bzw.
Stange 6 in den an sich beiderends offenen Zylinder 2 aufweist. Die Brücke 4 trägt einen schrä gen Gegenlagersitz 7 für einen Schiebekeil 8, der durch einen hydraulisch beweglichen Kolben 9 nebst Verbindungsstange 10, dessen zugehöriger Zylinder 11 an einer Traverse 12 des Rahmens 1 sitzt, einfahr bar ist (Fig. 2), um die Betriebslage des Presszylinder- Abschlusskolbens 13 zu sichern. In Fig. 3 sind der Schiebekeil 8 und der Abschlusskolben 13 in der aus gefahrenen Lage dargestellt.
Der Abschlusskolben 13 wird durch einen grösseren Kolben 14 in einem Zy linder 15 hydraulisch bewegt, dessen Druckmittel- zu- und -ableitung mit 16 und 17 bezeichnet sind.
Der Kolben 14 ist mit einer Kolbenstange 18 verbun den, die bei in den Presszylinder 2 eingefahrenem Kol ben 13 am freien Ende bündig mit dem Zylinder block 15 abschliesst, so dass sich in dieser in Fig. 2 gezeigten Lage der Schiebekeil 8 mit seiner der schrä gen Keilfläche gegenüberliegenden Seite plan gegen das Kolbenstangenende 18 legt, so dass bei etwaigem Nachgeben des Druckmittels für den Kolben 14 die ser nicht zurückweichen kann, wenn sich der in den Presszylinder 2 zum Vorschub der Stange (Stab) 6 eingelassene Druck auswirkt.
Der Zylinderblock 15 ist mit Hilfe einer Verbindungsstange 19 lotrecht ein- und ausfahrbar, deren hydraulisch betätigter Kolben 20 in einem ebenfalls von der Traverse 12 getragenen Zylinder 21 beweglich ist. 22 und 23 sind Führungen im Rahmen 1 für den Schiebekeil 8 und Zylinderblock 15.
Am andern Ende des Presszylinders 2 ist im Pressenrahmen 1 die Formmatrize 24 axial in Linie mit der Presszylinderachse beweglich. 25 ist der Auswerfer für das von der Stange 6 fliessgepresste Fertigformteil 26, das mit Press- bzw. Reibhaftsitz von der Matrize - vom Matrizengegenstück 24 ab hebend - mitgenommen wird, wenn sie vom Ende des Presszylinders 2 fortbewegt wird. Durch den Haftsitz erfolgt ein Abreissen vom Verbindungs material mit dem Stab 6.
Gegen Ende der Matrizen- Rückbewegung (Fig.3) tritt der Auswerfer 25 in Tätigkeit und stösst das Fertigformteil 26 aus, so dass es abfällt.
Der den fliesszupressenden Stab 6 aufnehmende Presszylinder 2 hat der Formmatrize 24 zugekehrt ein eingesetztes Abschlussteil 27 mit einer sich nach aussen düsenartig verjüngenden zentralen Durchlass- öffnung für das fliessgepresste Stabmaterial. Zwischen Teil 27 und dem Ende der Zylinderbohrung des Press- zylinders 2 befindet sich ein ebenfalls eingesetzter Ringkörper 28 mit einer innern, den Stab 6 in be grenztem Bereich umschliessenden Ringnut 29.
Nahe dem vordern, freien Ende des in den Presszylinder 2 eingefahrenen Abschlusskolbens 13 mündet in den Zylinder 2 die Druckmittel-Zufuhrleitung 30 für den Vorschub des im Zylinder 2 befindlichen, fliesszupres senden Stabes 6.
Die Zufuhrleitung 30 steht, wie Fig. 4 erkennen lässt, mit durch Rückschlagventile versehenen Lei tungen 31, 32 in Verbindung, die in Zylinder 33, 34 münden, in denen abwechselnd Kolben 35, 36 arbei ten. Die Kolben 35, 36 sind durch Graphitdichtun- gen oder dergleichen 37, 38 an den offenen Enden der Zylinder 33, 34 abgedichtet. Das Druckmittel wird über mit Rückschlagventile 39, 40 einer für beide Zylinder 33, 34 gemeinsamen Nachfülleitung 41 ent nommen, welche an einen Nachfüllzylinder 42 mit fliegendem Kolben 43 angeschlossen ist.
Der Nach schub an Druckmittel ist notwendig, da dieses gleich zeitig als Schmiermittel des fliessgepressten Stab materials im Ringkörper 28 und der Durchlassdüse des Abschlussteils 27 dient und mit diesem zum Teil austritt. Der Kolben 43 bewegt sich mit dem durch die Zuleitung 44 eintretenden Druckmittel bis in das linke Ende des Zylinders 42 (Fig. 2) und treibt dabei das vor dem Kolben befindliche, zuvor über die ent gegengesetzte Zuleitung 45 mit Rückschlagventil 46 eingedrückte Druckmittel vor sich her zur Leitung 41.
Liegt der Kolben 43 am linken Zylinderende 42 in Fig. 2 an, so ist die Leitung 41 drucklos, wodurch angezeigt wird, dass auch der Stab 6 zu Ende fliess gepresst ist, das heisst, dass nun ein neuer Stab in den Presszylinder einzusetzen ist. Die Stellung des Kol bens 43 im Zylinder 42 gibt somit ein Erkennungs mass für den Vorschub des Stabes 6 im Presszylinder 2, so dass auf diese Weise der Stabvorschub kontrol lierbar ist, zumindest wenn die Leitungen des Druck mittels mit Erreichen der linken Endstellung des Kol bens im Zylinder drucklos werden und damit die Formmatrize nicht mehr gefüllt wird.
Die Kolben 35, 36 sind mit grösseren Kolben 47, 48 in Verbindung, die in Zylindern 49, 50 mit je an eine nicht darge stellte Druckmittelquelle angeschlossenen Druckmit- telleitungen 51 steuerbar sind. Die Kolben 47, 48 haben anderends je eine aus ihrem Zylinder heraus ragende Schaltstange 52, 53, die auf an sich bekannte, selbsttätige Umschaltmittel 54, 55 der Hydraulik arbeiten. Auf diese Weise fördern die Kolben 35, 36 abwechselnd im gewünschten Stab-Vorschubrhythmus, wie das in Fig.4 durch Pfeile im Zylinder 33 und der Leitung 30 andeutungsweise veranschaulicht ist.
Wie Fig. 5 zeigt, zweigen von der Ringnut 29, die das Material des Stabendes 6 im Ringkörper 28 um gibt, an zwei diametral gelegenen Stellen Druckmittel kanäle 56, 57 ab, die in Zylinder 58, 59 übergehen. Den Zylindern 58, 59 wird das Druckmittel aus einem nicht dargestellten hydraulischen Akkumulator oder dergleichen mit Steuerventil über Leitungen 60, 61 nebst Ringnuten 62, 63 an geeigneter Stelle in den Zylindern 58, 59 schlagartigen Druckausübung auf das Stabmaterial 6 an der Ringnut 29 für die Er wärmung und Knetung des fliesszupressenden Stab materials zugeführt,
und zwar entsprechend dem Stab-Vorschubrhythmus mit Hilfe der zwei in grösse ren Zylindern 64, 65 unabhängig voneinander hydrau lisch gegenläufigen, abwechselnd arbeitenden Kol ben 66, die mit in den Zylindern 58, 59 beweglichen Kolben 67, 68 verbunden sind. Die Anschlüsse der Hydraulik für die Zylinder 64, 65 sind mit 69, 70 bezeichnet.
Wegen der aufzuwendenden ausserordentlich hohen Drücke für das Fliesspressen sind die ver schiedenen Kolben nebst Kolbenstangen usw. aus Stellit oder gesintertem Material herzustellen.
Die neue Fliesspresse arbeitet, kurz zusammen gefasst, in folgender Weise: Vor der Beschickung des Presszylinders 2 mit der fliesszupressenden Stange bzw. Stab 6 nehmen der Zylinderblock 15 mit Abschlusskolben 13 (14, 18) sowie der Schiebekeil 8 und die Formmatrize 24 in bezug auf den Presszylinder 2 und der fliegende Kol ben 43 im Nachfüllzylinder 42 die in Fig. 3 gezeigte Stellung ein.
Es kann dann der Stab 6 durch die Bohrung 5 in den Zylinder 2 bis zur Anlage an den Umfang der düsenartigen Verjüngung im Teil 27 eingeschoben werden. Hiernach wird der Abschlusskolben 13 in das Ende des Presszylinders 2 eingefahren, wie das in Fig. 2 dargestellt ist.
Nach Einlassen des aus Graphit oder dergleichen bestehenden Stab-Vorschubdruck- mittels aus dem Nachfüllzylinder 42 in den Press- zylinder 2, wobei der Stab 6 dichtend gegen den Umfang der Verjüngung des Durchlasses im Teil 27 gepresst wird, wird zur Sicherung der Abschlusslage des Kolbens 13 im Presszylinder 2 der Schiebekeil 8 eingefahren (Stellung Fig.2). Gleichzeitig hat auch die Formmatrize 24 die in Fig. 2 gezeigte Aufnahme stellung vor dem zugehörigen, den Teil 27 sichernden Gegenmatrizenteil 24' eingenommen.
Zum Fliesspressen bzw. kurzzeitigen Erweichen und damit Vorschieben des Materials am Stabende 6 wird ein höherer Druck als der Stab-Vorschubdruck durch Öffnen des Ventils des hydraulischen Akku mulators eingelassen, wobei gleichzeitig einer der Kolben 67, 68 zusätzlich auf das aus Graphit beste hende Druckmittel ausgeübt wird, so dass dieses schlagartig über die Ringnut 29 auf das Stabende 6 zur Einwirkung gelangt und das Material des letz teren in den plastischen Zustand geknetet wird. Dabei wird der Stab unter dem Vorschubdruck vorgedruckt, so dass die Formmatrize 24 gefüllt wird.
Das Über- führen des Stabendes in den fliessfähigen Zustand und das absatzweise bzw. intermittierende Vorschieben des Stabes 6 erfolgen in schneller Folge, bis der Kol ben 43 seine Endlage links im Zylinder 42 einge nommen hat.
Im gleichen Rhythmus wird die Form matrize 24 von der Stellung in Fig. 2 in diejenige der Fig. 3 bewegt, wobei jedesmal ein Fertigformteil 26 von dem in der düsenartig verjüngten Durchlasspartie befindlichen fliessgepressten Stangenmaterial bei 27 abgebrochen und durch den Auswerfer 25 abgeworfen wird.
Nach dem Aufbrauch eines Stabes 6 wird der Schiebekeil 8 in die Stellung der Fig. 3 ausgefahren und hiernach ebenfalls der Abschlusskolben 13 nebst Zylinderblock 15, so dass der Presszylinder 2 mit einem neuen Stab 6 beschickt werden kann.
Bei der in Fig. 6 bis 10 dargestellten, etwas abwei chend ausgeführten Ausführungsbeispielen einer Presse für die Herstellung von Fertigprofil- oder Rohrsträn gen arbeiten wegen der grösseren Durchmesser der Presszylinder und der fliesszupressenden stabähnlichen (Fig. 7 bis 9) bzw. rohrförmigen (Fig. 10) Material körper 6 die Zylinder 64, 65 in einer Mehrzahl stern förmig auf die Ringnut 29 im Ringkörper 28. Im gezeichneten Beispiel sind vier Zylinder 64, 65, 64' und 65' nebst Kolben 66' und Kolbenstangen 67', 68' bzw. Zylinder 58, 59 vorgesehen.
Die Formmatrizen- Einrichtung Entfällt naturgemäss bei diesen beiden Strang-Pressenausführungen. Statt des Teils 24' der Fig. 1 bis 5 ist hier ein z. B. mittels Schrauben 71 am Rahmen 1 lösbar befestigter Teil 72 vor dem An schlussteil 27 angeordnet, durch dessen nach aussen konisch erweiterten Durchlass 73 der fliessgepresste Strang 26' bzw. 26" austritt.
Für diejenigen Teile der Fig. 6 bis 10, die mit den Teilen Fig. 1 bis 5 über- einstimmen, sind im übrigen entsprechende Bezugs zahlen verwendet, so dass sich an dieser Stelle eine Beschreibung im einzelnen erübrigt. Insoweit ist auch die Arbeits- und Wirkungsweise die gleiche.
In der Ausführung nach Fig.7 und 8 für das Fliesspressen von Profil- und Rundsträngen aus einem stabähnlichen Block 6 ist nur eingangs erläuterten Sicherung der Arbeitsweise bei nachgeschobenem Block 6 (Fig. 8) im Abstand vor den Zylindern 64, 65, 64', 65' bzw. 58, 59 ein ebensolches Zylinder system 74, 75 mit Kolben 76, 77, die in mit einer zweiten Ringnut 78 im Ringkörper 28 in Verbindung stehenden Zylindern 79, 80 arbeiten, vorgesehen. Die Zylinder 79, 80 werden aus den Druckmittel- leitungen 60, 61 gespeist, die auch die Zylinder 58, 59 speisen.
Ihre Kolben 81, 82 können gegenüber den Kolben der Gruppe 67', 68' gegebenenfalls etwas voreilen, wie Fig. 8 erkennen lässt, um die recht zeitige Dichtung bei nachgeschobenem Block 6 zu erzielen. Soweit eine Dichtung nach entsprechend erfolgtem Vorschub des nach Verpressung eines Blok- kes 6 neu eingesetzten Blockes 6 nicht mehr in Be tracht kommt (Fig. 7), können die Kolbenstangen 81, 82 auch nacheilen, um den Block an dieser Stelle schon zu kneten bzw. zu verdichten.
Die zum Verpressen von Rohrkörpern 6 zum Rohrstrang 26' vorgesehene Presse der Fig. 10 besitzt einen in den Zylinder 2 eingeführten Abschlusskolben l3', dessen Lage durch einen Schraubkörper 83 ge sichert ist. Der Kolben 13' weist einen zentralen Dorn 84 auf, der sich bis an bzw. in den Durchlass des Körpers 27 erstreckt. Das freie Dornende ist zweck mässig im Aussendurchmesser etwas gegenüber dem übrigen Dornteil vergrössert und am Aussenumfang mit einer Ringnut 85 versehen, die mit einer Längs bohrung 86 im Dorn 84, Kolben 13' und Schraub körper 83 in Verbindung steht.
Diese Bohrung 86 ist an die Druckmittelleitung 60 resp. 61 in nicht dar gestellter Weise angeschlossen und steht unter der Wirkuneines Kolbens 87, der im Rhythmus der Kolben'-67', 68' arbeitet. Die Ringnut 85 liegt der Ringnut 29 gegenüber. Die lösbaren Teile 27 und 72 werden zum Einsetzen eines Rohrstückes 6 in den Presszylinder 2 bzw. Aufschieben des Rohrstückes 6 auf den Dorn 84 entfernt. Abweichend von der Dar stellung in Fig. 6 und 10 erfolgt die Entfernung und Rückführung der Teile 27, 72 in Arbeitsstellung zweckmässig auf hydraulischem Wege.
Wie Fig. 10 zeigt, ist das freie Dornende in Fliesspressrichtung konisch verjüngt, jedoch weniger stark verjüngt als die Verjüngung im Durchlass des Teils 27. In der beschriebenen Art und Weise ist erstmalig ermöglicht, Fertigformteile in der Fliesspresse von der Stange zu arbeiten bzw. Profil- oder Rohrstränge zu erzeugen, wobei die technologischen Werte der so er zeugten Presslinge weit über denjenigen liegen, die z. B. durch Schmieden oder Walzen erzielbar sind.
Gegenüber geschmiedeten oder gewalzten Körpern, von denen bei dem neuen Verfahren in kaltem Zu- stand ausgegangen wird, liegt das spezifische Gewicht des fliessgepressten Erzeugnisses ganz beträchtlich, das heisst bis zu 25%, höher. Durch den so veränderten Molekularzustand ergeben sich Zerreissfestigkeiten bis zu 40000 kg/cm=. Die Stückgewichte der Presslinge sind bedingt durch die jeweilige Maschinengrösse.
Die Toleranzen der erzeugten Formteile lassen sich in noch engeren Grenzen halten wie beim Wachsaus schmelzverfahren oder beim Pressgussverfahren. Die Formteile gelangen ohne jegliche Oxydierung aus der Fliesspresse.
Die Fliesspresse besitzt eine hohe Lebensdauer, da sie nicht durch die sonst so ermüdende thermische Wechselbeanspruchung, wie etwa beim Pressguss, be lastet wird. Die Anlagekosten sind beispielsweise im Vergleich zu denjenigen einer Stahlpressgussmaschine ungleich niedriger, da Kosten für Schmelz- und Warmhaltehochfrequenzöfen entfallen. Für die Be dienung der Fliesspresse ist nunmehr nur noch eine Arbeitskraft erforderlich.
Die fliesszupressenden Körper können aus belie big legiertem, z. B. durch Schmieden, Walzen oder Giessen annähernd dem Presszylinder entsprechend geformtem Metall- oder Stahl- bzw. Rohr- oder Stab material bestehen.
Als fliessfähiges Druck- und zugleich Schmier mittel wird bevorzugt Graphitpulver oder Molybden- sulfid verwendet.