CH622721A5

CH622721A5 -

Info

Publication number: CH622721A5
Application number: CH1278577A
Authority: CH
Inventors: Alfred Wagner; Adolf Ames; Karl Graf
Original assignee: Alusuisse
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1977-10-20
Publication date: 1981-04-30
Also published as: DE2651564C2; JPS5361548A; IT1087894B; JPS6114891B2; BE860640A; FR2370535A1; FR2370535B1; GB1555220A; DE2651564A1; US4165625A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Pressen von Werkstücken aus einem Block, insbesondere aus einem Leichtmetallblock, mit einem einem Rezipienten nachgeschalteten Formwerkzeug, wobei vor dem Rezipienten ein spanabhebendes Werkzeug zum Abschälen einer den Block bedek-kenden Mantelschicht angeordnet ist.

Beim Warmumformen eines auf Presstemperatur erwärmten Werkstoffblockes zu Strängen oder Stäben wird üblicherweise der vom Rezipienten oder Aufnehmer umschlossene Block mittels des Pressstempels einer hydraulischen Presse durch das Formwerkzeug bzw. die Matrize gedrückt. Während beim direkten Strangpressen der den Block führende Rezipient gegen die ortsfeste Matrize gefahren wird, schiebt man beim sog. indirekten Verfahren das formgebende Werkzeug in den festliegenden Rezipienten ein. Das Werkzeug sitzt an einem langen — thermisch und mechanisch hoch beanspruchten -Pressstempel; dieser ist hohl ausgebildet, da der geformte Strang hindurchgeführt wird.

Sowohl beim direkten als auch beim indirekten Strangpressen treten zum einen durch Blocksteigerungen und die Verunreinigung der Blockoberfläche als auch durch einen schlechten Sitz des Blockes im Rezipienten Schwierigkeiten auf. Darüber hinaus bildet sich durch die Oxidation der Blockoberfläche eine Oxidhaut. Zu deren Beseitigung ist eine Vorrichtung für Metallstrangpressen entwickelt worden mit einer Schneide, die von einem ringförmigen, an der Einfüllöffnung des Aufnehmers angebrachten Messer getragen wird. Das stationäre Schälmesser nimmt die Oberflächenschicht während des Einführens des Metallbolzens von diesem ab. Der entstehende Spanring wird mit gesondert eingesetzten Trennmessern geteilt. Als nachteilig hat sich hierbei erwiesen, dass eine derartige Schneide erhebliche Kosten und Wartungsschwierigkeiten verursacht und der Schälvorgang nur mit erheblichem Zeitaufwand durchzuführen ist.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, eine Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu verbessern und ein kostengünstiges sowie zeitsparendes Schälmesser zu entwickeln, welches die Oberfläche des Blok-kes abschält und zudem auch die Neubildung einer Oxidhaut zwischen dem Schälvorgang und dem Verpressen sinnvoll verhindert. Darüber hinaus soll eine genaue Anpassung des Blockdurchmessers an die Bohrung des Rezipienten möglich werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, dass das spanabhebende Werkzeug aus mehreren einander zu einem Schälring ergänzenden, radial zur Pressrichtung bewegbaren Messern besteht und der Block von jenem Schälring umspannbar ist. Darüber hinaus sollen die Messer unmittelbar vor der Mündung der den Block aufnehmenden Rezipientenbohrung den radial entfernbaren Schälring bilden.

Dank dieser Massgaben kann zum einen die unreine Blockoberfläche ohne grossen Aufwand beseitigt werden, zum anderen vermag man mit dem spanabhebenden Werkzeug Blockdurchmesser und Weite der Rezipientenbohrung aufeinander abzustimmen.

Das spanabhebende Werkzeug ist bevorzugtermassen auf der dem Formwerkzeug fernliegenden Rezipientenfront vorgesehen, d.h. der an dieser Rezipientenfront einzuführende Block wird — in Pressrichtung oder gegen diese — am spanabhebenden Werkzeug entlanggeführt und erreicht die Rezipientenbohrung unmittelbar nach dem Schälvorgang.

Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Schälwerkzeug, das an der dem Formwerkzeug benachbarten Rezipientenfront angebracht ist und den Block dann während des an dieser Front erfolgenden Einsetzens des Blockes - stehend oder in Pressrichtung fahrend - schält.

Der Block kann also am spanabhebenden Werkzeug entlanggleiten — oder letzteres kann mit dem Rezipienten über den stehenden Block geführt werden. Zu diesem Zwecke wird der Rezipient über den feststehenden Pressstempel gefahren und der Block zwischen Pressstempel sowie einer Druckplatte eingespannt, wonach Rezipient und Schälwerkzeug über dem Pressstempel auf dem Block fahren. Der Vorteil dieser Anordnung liegt in einer sehr kurzen Ladezeit der Presse, zumal für den Schälvorgang kein zusätzlicher Zeitaufwand vonnöten ist.

Die Schneiden der Messer sind bevorzugtermassen teilringförmig um die Achse der Rezipientenbohrung gekrümmt, und die Flanken der Messer stützen sich in Schälstellung gegenein5

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ander ab, was dem Schälring eine hohe Stabilität während des Schälvorganges verleiht.

Sind die Schneiden der Schälmesser vom Rezipienten wegweisend geringfügig geschwungen oder gebogen, so reissen sie besonders einfach nach dem Schälvorgang den entstehenden Spanring auseinander; zusätzliche Werkzeugteile entfallen ebenso wie zeitaufwendige Säuberungsarbeiten.

Als besonderer Vorteil erweist sich die Möglichkeit, den Schälring entsprechend dem geforderten Umfang des dem Rezipienten vorgesetzten Blockes einzustellen; Massungenau-igkeiten können so auf einfache Weise ausgeglichen werden.

Der Schälring fährt mit dem Rezipienten über den Block, bis die Druckplatte das Ende der Schälbahn anzeigt. Die Messer werden dann wiederum radial vom Block entfernt.

Um die Messer beim Verlassen des Blockes nicht zu beschädigen und ein Schälen des Blockes bis zu dessen Stirnfläche zu ermöglichen, ist der Durchmesser der endwärtigen Druckplatte kleiner zu bemessen als der Durchmesser des Blockes.

Ausserdem trägt die Druckplatte - und gegebenenfalls auch die ihr gegenüberliegende Stirn des Formwerkzeuges — abragende Ansatzstücke zum Verformen der Blockstirnfläche. Statt solcher Ansatzstücke kann die jeweilige Druckplatte oder Werkzeugstirn auch mit einer Kaverne versehen sein, deren Rand mit zunehmendem Druck die Blockstirnfläche im Bereich von deren Kante verformt, bis diese sich an die Rezipien-teninnenwandung anschmiegt.

Das Verformen der Blockkanten ist erforderlich, da erfah-rungsgemäss zwischen Block und Rezipient zumeist ein - wenn auch nur geringfügiger - Ringraum verbleibt, der für den Pressvorgang selbst unerwünscht ist. Die im Ringraum vorhandene Luft führt gelegentlich zu Komplikationen während des Verpressens und vor allem zu störenden Oxidationser-scheinungen. Um diesen entgegenzuwirken, weist der Rezipient eine Vorrichtung zur Entnahme der zwischen Block und Rezipient eingeschlossenen Luft auf; diese Vorrichtung kann auch zur zusätzlichen Unterbindung jener Oxidationserschei-nungen zum Einleiten von Schutzgas verwendet werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt schematisiert in:

Fig. 1 die Draufsicht auf eine teilweise geschnittene Strangpresse in Ruhelage mit seitlichem chargiertem Blocklader,

Fig. 2 diese Strangpresse vor dem Pressvorgang mit vorgesetztem Block,

Fig. 3 einen vergrösserten Ausschnitt aus Fig. 1 für eine andere Ausführungsform der Strangpresse,

Fig. 4 die - nichtgeschnittene - Vorderansicht eines Details aus Fig. 3 nach deren Pfeil x mit drei Schälmessern,

Fig. 5 diese Vorderansicht während weiterer Verfahrensschritte,

Fig. 6 den in Fig. 3 gezeigten Ausschnitt während eines Verfahrensschrittes gemäss Fig. 5, geschnitten nach deren Linie VI-VIII,

Fig. 7 den Ausschnitt gemäss Fig. 6 mit am Block angreifenden Schälmessern,

Fig. 8 den Ausschnitt gemäss Fig. 6 bei Beendigung des Schälvorganges,

Fig. 9 den Ausschnitt gemäss Fig. 6 vor dem Verpressen des Blocks bei einer anderen Ausführungsform der Strangpresse.

Von dem Querhaupt 1 einer Presse R für das Strangpressen von Aluminium-Formteilen ist in den gewählten Beispielen der Rezipient oder Aufnehmer 3 gelöst worden, um das Strangpressen mittels des sog. indirekten Verfahrens durchzuführen.

Der Rezipient oder Aufnehmer 3 kann dank seiner - zur Hauptachse A der Strangpresse R axialen — Bohrung 2 über einen festliegenden Pressstempel 4 geführt werden, der mit seinem Einspannkopf 5 unmittelbar an das Querhaupt an-schliesst.

Der Pressstempel 4 weist seinerseits einen axialen Kanal 6 auf, der sich von einem - in der Zeichnung im einzelnen nichterkennbaren - formgebenden Werkzeug 7 bis zur Durchgangsöffnung 8 des Querhauptes 1 erstreckt. Auf den von einem Werkzeugschieber 9 gehaltenen Pressstempel 4 ist der durch eine Fahrvorrichtung 10 in Richtung der Pressenachse A transportierbare Rezipient 3 aufgeschoben.

Gegenüber der Werkzeugstirn 11 und der dem Querhaupt 1 fernen Rezipientenfront 12 ist die Hauptpresse 13 in ihrem Ständer 14 angedeutet.

Während der in Fig. 1, 3 wiedergegebenen Füllstellung der Strangpresse R entspricht die Weite b des Spaltes P zwischen der Werkzeugstirn 11 und der nächstliegenden Druckfläche 15 der Hauptpresse 13 etwa der Länge c des Rezipienten 3, so dass das Mass f des maximalen Fahrweges des Rezipienten 3 dessen doppelte Länge c nicht wesentlich übersteigt; diese beträgt hier etwa das Vierfache des Innendurchmessers d der Rezipientenbohrung 2. Eine Änderung der Massverhältnisse bleibt unbenommen.

Als Druckfläche 15 der Hauptpresse 13 bietet sich die Stirn eines zylindrischen Zapfens 16 an, der die Verschlussplatte 17 der Hauptpresse 13 axial überragt.

In seitlichem Abstand zur Hauptachse A der Strangpresse R ist ein Blocklader 18 angeordnet. In der konkaven Tragfläche 19 eines auf dem Blocklader 18 quer zur Hauptachse A bewegbaren Ladeschlittens 20 der Breite e ruht ein zylindrischer Werkstoffblock 21.

Zum Laden der Strangpresse R mit dem Block 21 wird der Ladeschlitten 20 des Blockladers 18 in Richtung z ausgefahren, bis die Achse M des Blockes 21 mit der Hauptachse A der Strangpresse R fluchtet (Fig. 2).

Durch den Druck des in Richtung z gleitenden Ladeschlittens 20 wird ein während eines gegebenenfalls voraufgegangenen Pressvorganges entstandener scheibenförmiger Pressgutrest 23 an der Rezipientenfront 12 von der Rezipientenbohrung 2 abgeschoben und fällt in eine seitliche Fangschale 24. Statt deren kann der Pressgutrest 23 - bei einer anderen Ausführungsform der Strangpresse R - auch von einer Schurre 25 aufgenommen und einem - in Pfeilrichtung y transportierenden - Plattenförderer 26 zugeleitet werden.

Ist der Block 21 vor der Rezipientenbohrung 2 mittels des Blockladers 18 zentriert, so rückt die Hauptpresse 13 mit ihrer Druckfläche 15 an den Block 21 heran und presst ihn gegen das Werkzeug 7 ; zwischen diesem und der Hauptpresse 13 wird der Block 21 freiklemmend gehalten.

Vor dem Einschieben des Blockes 21 in den Rezipienten 3 wird der Ladeschlitten 20 aus dem Spalt P zurückgezogen; gleichzeitig rücken drei radial zur Hauptachse A der Strangpresse an der Rezipientenfront 12 angeordnete Schälmesser 40 mit jeweils einen Teilkreis beschreibender Schneide 41 in Radialrichtung i auf den Block 21 zu, bis jene Schneiden 41 dem Block 21 anliegen.

Insbesondere Fig. 5 verdeutlicht, dass jede Schneide 41 ein Drittel eines Kreises vom Radius r erzeugt; die seitlichen Schneidenenden 42 verlaufen radial, die einander benachbarten Schneidenenden 42 stossen in der in Fig. 5 gezeigten Schälstellung so aneinander, dass die Schneiden 41 einen den Block 21 umfangenden Schälring 41a bilden.

Nun fährt der Rezipient 3 in Pfeilrichtung y berührungslos über den Block 21, bis seine Stirnfläche 12 der Verschlussplatte 17 der Hauptpresse 13 nahezu anliegt.

Während des Überfahrens des Blockes 21 durch den Rezipienten 3 wird von Schälring 41a die - in Fig. 6 mit 45 kennt-

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lieh gemachte - verunreinigte Blockhaut abgeschält und bildet einen Spanring 46 (Fig. 7); dieser wird durch die Schneiden 41 vom Block 21 abgerissen. Es entsteht ein Block 21 mit reiner Oberfläche 47, dessen Radius r dem Radius d2 der Rezipientenbohrung 2 annähernd entspricht; ein zwischen Blockoberfläche 47 einerseits sowie einem die Rezipientenbohrung 2 auskleidenden Aluminiumfilm oder Rezipientenhemd 50 verbleibender schmaler Ringraum ist in Fig. 9 mit 51 kenntlich gemacht.

Sobald die Schneiden 41 die Verschlussplatte 17 der Hauptpresse 13 erreichen, werden die Schälmesser 40 in ihre Ausgangslage (Fig. 4) zurückgezogen; der Rezipient 3 fährt auf die Verschlussplatte 17 auf - die Strangpresse R ist für den Pressvorgang geladen.

Beim Einschieben des Blockes 21 in die Rezipientenbohrung 2 werden die Stirnflächen 21s des Blockes 21 verformt, so dass die wulstartig erweiterten Stirnkanten 52 dem Rezipientenhemd 50 dicht anliegen (Fig. 9). Diese Verformungen werden entweder durch ring- oder teilringartige Schneidaufsätze 53 an den Druckflächen 15 bzw. 54 von Verschlussplatte 17 bzw. Pressstempel 4 oder aber — nach der in der linken Hälfte von Fig. 9 gezeigten Ausführungsform - durch eine zentrische, etwa konische Kaverne 60 in der Druckfläche 54 veranlasst; der Rand 59 jener Kaverne 60 verformt die Stirnkante des Blockes 21 mit zunehmendem Druck zum Wulst 52 (in Fig. 9 ver dem Verformungsvorgang dargestellt).

Vor Beginn des eigentlichen Pressvorganges wird das Rezipientenhemd 50 von wenigstens einem Radialbolzen 55 durch-5 stossen und der abgedichtete Ringraum 51 über eine Absaugleitung 56 evakuiert. Gemäss Fig. 9 lagert jener Radialbolzen 55 axial in der Absaugleitung 56.

Auch ist es möglich, in den abgedichteten Ringraum 51 ein Schutzgas einzuführen, um eine Oxydbildung zu unterbinden, io Anschliessend drückt die Hauptpresse 13 den von Rezipienten 3 umfangenen Block 21 in Pressrichtung x durch das Werkzeug 7, während der Rezipient 3 zum Querhaupt 1 zurückwandert.

Hat der Rezipient 3 seine dem Querhaupt 1 nahe Endlage 15 erreicht, so ist der Block 21 bis auf den erwähnten scheibenartigen Pressgutrest 23 verpresst, welcher nach dem Zurückfahren der Hauptpresse 13 in ihre Ausgangslage nach Fig. 1 von der Rezipientenfront 12 abragt, da diese wieder mit der Werkzeugstirn 11 fluchtet.

20 Zum Lösen des Pressgutrestes 23, dessen Mitteloch 34 in den gewählten Beispielen durch den zylindrischen Zapfen 16 der Hauptpresse 13 erzeugt worden ist, reicht ein Stoss des heranfahrenden Ladeschlittens 20 aus.

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6 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Vorrichtung zum Pressen von Werkstücken aus einem Block, insbesondere aus einem Leichtmetallblock, mit einem einem Rezipienten nachgeschalteten Formwerkzeug, wobei vor dem Rezipienten ein spanabhebendes Werkzeug zum Abschälen einer den Block bedeckenden Mantelschicht angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das spanabhebende Werkzeug (40) aus mehreren, einander zu einem Schälring (41a) ergänzenden, radial zur Pressrichtung (x) bewegbaren Messern besteht und der Block (21) von jenem Schälring umspannbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Messer (40) unmittelbar vor der Mündung der den Block (21) aufnehmenden Rezipientenbohrung (2) den radial entfernbaren Schälring (41a) bilden.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneide (41) jedes Messers (40) teilringförmig um die Achse der Rezipientenbohrung (2) gekrümmt ist; dass die Flanken (42) der Messer (40) sich zur Bildung des Schälringes (41a) gegeneinander stützen; dass die Schneiden (41) der Messer (40) gegen die Pressrichtung (x) gebogen sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient (3) auf den ruhenden Block (21) mit dem diesem anliegenden Schälring (41a) aufschiebbar ausgebildet ist, insbesondere dass der Rezipient (3) mit dem blockwärts angebrachten Schälring (41a) auf den zwischen Formwerkzeug (7) und einer Druckplatte (17) eingespannten Block (21) aufschiebbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient (3) mit dem spanabhebenden Werkzeug (40) gegen die Pressrichtung (x) führbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Druckplatte (17) geringer ist als der Durchmesser des Blockes (21), insbesondere dass die Druckplatte (17) und/oder die ihr gegenüberliegende Stirn des Formwerkzeuges (7) mit Ansätzen (16, 53) zum Verformen der Blockstirnflächen (21s) versehen ist/sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in die Druckplatte (17) und/oder die ihr gegenüberliegende Stirn (54) des Formwerkzeuges (7) eine Kaverne (60) zum Verformen der Blockstirnfläche/n (21s) eingebracht ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kaverne (60) zentrisch in die Stirnfläche (17; 54) eingeformt ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der geschälte Block (21) mit den Kanten (52) seiner verformten Stirnflächen (21a) der Wandung (15) der Rezipientenbohrung (2) dicht anliegt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rezipient (3) mit einer Einrichtung (56) zur Entnahme der zwischen Block (21) und Rezipienten (3) eingeschlossenen Luft versehen ist.