DE4128677C2 - Liegende Metallstrangpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine liegende Metallstrangpresse nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine liegende Metallstrangpresse besteht aus einem Preß­ zylinderholm, einem Gegenholm, diese verbindenden Zugankern und in der Pressenachse beweglich einem Laufholm mit Preß­ stempel und einem Aufnehmer für den zu verpressenden Block, wobei die den Strang ausformende Matrize in einen Matrizen­ halter eingesetzt und über einen Druckring oder Druckringe am Gegenholm abgestützt ist. Der Ausbildung des Trägers für den aus Matrize, Matrizenhalter und Druckring(en) zusammen­ gesetzten Werkzeugsatz kommt hervorragende Bedeutung zu, da diese die Standzeiten der Matrizen, die Produktqualität, die Matrizenwechselzeiten und ebenso die Betriebssicherheit und den baulichen Aufwand der Metallstrangpresse entscheidend beeinflußt. Ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal der Metallstrangpressen ist daher die Ausbildung der Werkzeugträger als Schieber oder Drehköpfe.

Damit ein Matrizenwechsel vorbereitet oder eine Behandlung einer Matrize (nacharbeiten, reinigen, schmieren, kühlen, vorwärmen) durchgeführt werden kann, während eine andere Matrize im Einsatz ist, werden die Schieber wie die Drehköpfe mit zwei wechselweise in Arbeitsstellung bringbaren Aufnehmern versehen (Firmenschrift P2/317 "Horizontale Strang- und Rohrpressen", Schloemann Aktiengesellschaft, von Oktober 1966; Zeitschrift für Metallkunde 51. Jahrgang, (1960) Heft 1, S. 29-35, "Hydraulische horizontale Strangpressen" von W. Dohrn und H. Schmoll).

Die Werkzeugschieber haben den Nachteil, daß ein Wechsel oder eine Behandlung von Matrizen abwechselnd auf der einen und anderen Pressenseite vorgenommen werden muß. Bei den Werkzeugdrehköpfen ist neben dem vom Schwenkkreis gegebenen hohen Raumbedarf der große bauliche Aufwand von Nachteil und diese Nachteile werden dadurch verstärkt, daß diese eine Verriegelung für den sich in Arbeitsstellung befindlichen Dreharm erfordern, die den Dreharm gegen axiale Kräfte beim Abziehen des Aufnehmers vom Werkzeugdrehkopf und gegen radiale Scherkräfte abstützt. Dieser Nachteile der Werkzeug­ drehköpfe wegen werden Werkzeugschieber bevorzugt eingesetzt, insbesondere in der Abwandlung als Kassettenschieber in Verbindung mit einer Schnellwechselvorrichtung für die Kassetten, da diese bei geringem baulichen Aufwand sehr kurze Wechselzeiten zulassen und der Wechsel nur an einer Pressenseite erfolgt. Die Kassetten sind hierbei zur Aufnahme der Werkzeuge mit einer U-förmigen Öffnung nach oben versehen und horizontal quer zur Pressenachse zwischen einer Preßposition und einer Wechsel­ position verschiebbar, wozu der Gegenholm der Presse an seiner dem Preßzylinderholm zugekehrten Seite mit einem eine obere und eine untere Führungsschiene umfassenden Führungsgestell versehen ist. Mit dem Führungsgestell verbunden ist eine Kolben-Zylinder-Einheit als Verschiebeantrieb für die Kassetten, die in der Wechselposition mittels einer zweiten, quer zur ersten gerichteten Führung austauschbar sind (EP 0 318 631 A2, Firmenschrift P2/3210 "Standard-Strangpresse für Aluminium", Schloemann-Siemag AG, von April 1981).

Zur axialen Festlegung eines Matrizenhalters in einem Werk­ zeugträger (Schieber, Drehkopf oder Kassette) sind die Matrizenhalter mit einer Ringnut und die Werkzeugträger mit korrespondierenden, in die untere Hälfte eines Matrizenhalters eingreifenden Leisten, die sich an den U-Schenkeln der Werk­ zeugträgeröffnungen fortsetzen, versehen. Wird nach beendetem Preßvorgang der Preßrest durch ein entlang der Stirnfläche von Matrize und Matrizenhalter bewegtes Schermesser abgetrennt, so kann beim Rückführen des Schermessers die Matrize mit Matrizenhalter im Werkzeugträger angehoben werden, was nicht sein soll. Um dies zu vermeiden werden Werkzeugschieber mit Riegelstücken verschlossen, die zum Auswechseln der Matrize mit Matrizenhalter jeweils entfernt und wieder eingesetzt werden müssen (DE-AS 10 20 951). Diese Verkomplizierung des Matrizen­ wechsels wird bei Verwendung von Werkzeugschiebern mit zwei Aufnahmen für wechselweise in Arbeitsstellung bringbare Matrizen durch einen Riegel vermieden, der im Werkzeugschieber zwischen Anschlägen begrenzt beweglich ist und die Öffnungen für die Werkzeugsätze in der jeweiligen Preßposition nach oben verschließt (DE-OS 21 34 258).

Dem Abscheren des Preßrestes vorangehen muß eine Aufnehmer­ verschiebung, damit der Preßrest freizuliegen kommt. Bei diesem "Abreißen" des Aufnehmers tritt eine erhebliche axiale Kraft auf, sowie beim Abscheren des Preßrestes ein Kippmoment am Matrizenhalter auftritt. Da der Matrizenhalter nur mit seiner unteren Hälfte von den Leisten im Werkzeugträger gehalten ist, entsteht beim Abreißen des Aufnehmers infolge exzentrischer Kraftübertragung und beim Abscheren des Preßrestes infolge des Kippmoments eine hohe örtliche Flächenpressung am Übergang des gestützten zum ungestützten Umfangsteil des Matrizenhalters, mit der Folge, daß diese Flächen verformt werden und der angestrebte, eine Verkantung ausschließende Sitz der Werkzeuge im Werkzeugträger nicht gewährleistet ist. Eine Verkantung der Werkzeuge hat aber zur Folge, daß beim Abscheren des Preßrestes kein zur Stirnfläche von Matrize und Matrizen­ halter planparalleler, sauberer Schnitt entsteht. Überstehende Materialreste, die sich bei aufeinanderfolgenden Preßvorgängen aufbauen können, verhindern schließlich eine dichtende Anlage des Blockaufnehmers am Matrizenhalter. Ein unsauberer Schnitt kann bei Matrizen mit einer Vorkammer zu Lufteinschlüssen führen, wodurch ein Block-auf-Block-Pressen und das Heraustrennen eines eng begrenzten, die Schweißstelle enthaltenden Strangstücks erschwert ist.

Die bekannten Riegelstücke bzw. Riegel sind nicht geeignet, die Abstützung der Werkzeuge im Werkzeugträger zu verbessern, so daß ein Verkanten ausgeschlossen werden könnte, denn dazu müßte die Abstützung spielfrei ausgeführt und ausreichend bemessen sein. Ein Riegelstück nach der DE-AS 10 20 951 läßt sich aber nur dann leicht einsetzen und wieder herausnehmen, wenn es mit reichlichem Spiel ausgeführt ist. Ein Riegel nach der DE-OS 21 34 258 ergibt nur eine unzureichende Stützfläche.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Metallstrangpresse mit einem als Kassettenschieber ausgebildeten Werkzeugträger, und es ist die Aufgabe der Erfindung, eine vollkommene, praktisch spielfreie Abstützung des Werkzeugsatzes über den Matrizenhalter gegen die beim "Abreißen" des Aufnehmers auftretende axiale Kraft und das beim Abscheren des Preßrestes auftretende Kippmoment mit Mitteln zu erreichen, die den Werkzeugwechsel nicht erschweren.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist nach den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1 ein in der Senkrechten zur Pressen­ achse in einer in der oberen Führungsschiene des Führungsgestells für die Kassetten befindlichen Führungsbahn durch einen Antrieb bewegliches Riegelstück vorgesehen, welches sich in der oberen Stellung außerhalb der Öffnung einer Kassette und in seiner unteren Stellung innerhalb der Öffnung einer sich in Preßposition befindlichen Kassette, diese verschließend, befindet. Der Verschiebe­ antrieb erlaubt es, daß von seiner Führungsbahn genau über der Öffnung einer sich in Preßposition befindlichen Kassette positi­ onierte Riegelstück zur praktisch spielfreien Verriegelung der Werkzeuge in der Kassette einzurücken und wieder auszurücken, wobei das Einrücken durch Kantenfassungen an den Riegelflächen erleichtert sein kann.

Zum Stand der Technik ist zu erwähnen, daß es bei Metallstrang­ pressen mit einem als Werkzeugdrehkopf ausgebildeten Werkzeugträger bekannt ist, den sich jeweils in Arbeitsstellung befindlichen Dreh­ arm des Werkzeugdrehkopfes durch einen radial über ihn gestülpten gabelförmigen Riegel, der mit seinen Schenkeln den Werkzeugdreharm dreh- und verschiebefest übergreift, zu arretieren. Mit dem Mittel­ teil seiner Gabel legt sich dabei der Riegel vor einen Vorsprung des Matrizenhalters, der dadurch eine zusätzliche Abstützung erfährt (DE-PS 11 28 827). Für die Arretierung der Kassette eines Kassettenschiebers in seinem Führungsgestell ist ein entsprechender Riegel weder geeignet noch notwendig.

Bei einer Kassette, die mit einer, einer Ringnut am Matrizenhalter entsprechenden, in die untere Hälfte der Ringnut eingreifenden, sich an den U-Schenkeln in der Kassettenöffnung fortsetzenden Leiste versehen ist, ist in Weiterbildung der Erfindung das Riegelstück mit seitlichen Nuten zu seiner Führung an den sich entlang der U-Schenkel der Kassettenöffnung erstreckenden Leistenteilen und mit einem Bund versehen, mit dem das Riegelstück in die obere Ringnuthälfte des Matrizenhalters eingreift und diese zwischen der Leiste in der Kassettenöffnung derart ausfüllt, daß der Schwer­ punkt der Stützfläche des Matrizenhalters am Riegel etwa gleich liegt mit dem Schwerpunkt der Führungsflächen des Riegelstücks.

Eine raumsparende Anordnung des Riegelstücks mit Führungen und Antrieb sowie der Schere mit Antrieb zum Abtrennen des Preßrests ergibt sich, wenn zur Bewegung des Riegelstücks zwei Kolben- Zylinder-Einheiten vorgesehen sind, zwischen denen die Bahn des Messerträgers der Schere angeordnet ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht die Strangpresse insgesamt, wozu die

Fig. 2 einen Schnitt nach der in Fig. 1 eingetragenen Schnitt­ linie II-II in größerem Maßstab zeigt. In Ausschnitten der Fig. 1 sind in den Fig. 3a, 3b und 3c nochmals in größerem Maßstab als Schnitt in der vertikalen Mitten­ ebene der Strangpresse nach der in Fig. 2 eingetragenen Schnittlinie III-III verschiedene Betriebssituationen dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 3a die Strangpresse mit in Preßposition eingerückter Kassette mit Werkzeugsatz, aber noch ausgerückter Verriegelung des Werkzeugsatzes,

Fig. 3b die gleiche Situation, jedoch bei eingerückter Verriegelung - in dieser Position findet das Auspressen eines Stranges statt - und

Fig. 3c zeigt die Situation nach beendeter Auspressung eines Strangs und von dem Werkzeugsatz abgesetztem "abgerissenem" Blockaufnehmer und vollendetem Abtrennen des Preßrestes.

Fig. 4 zeigt in einem weiteren Ausschnitt einen Schnitt in der horizontalen Mittenebene der Strangpresse entsprechend der in Fig. 3a eingetragenen Schnittlinie IV-IV.

Die Strangpresse besteht, wie die Fig. 1 zeigt aus einem Preßzylinderholm 1, einem Gegenholm 2 und Zugankern 3, die den Preßzylinderholm 1 und den Gegenholm 2 verbinden. In der Pressenachse beweglich sind ein Laufholm 4 und ein Blockaufnehmer 5 entlang Führungsbahnen 6 gleitend angeordnet. Der von einem im Preßzylinder 7 beaufschlagbaren Preßkolben bewegte Laufholm 4 ist mit einem Preßstempel 8 versehen. Am Gegenholm 2 ist ein eine obere Führungsschiene 10 und eine untere Führungsschiene 11 umfassendes Führungsgestell 9 befestigt, in dem die den jeweils benötigten Werkzeugsatz 12 tragende Kassette 13 horizontal quer zur Pressenachse beweglich geführt ist. Ein Riegelstück 14 ist in die sich in Preßposition befindende Kassette 13 einrückbar, und damit ist der Werkzeugsatz 12 in der Kassette 13 verriegelt. Eine Schervorrichtung 15 ist zum Abtrennen eines Preßrestes nach beendetem Preßvorgang vorgesehen.

Wie insbesondere aus der Fig. 2 zu ersehen ist, bilden die obere Führungsschiene 10 und die untere Führungsschiene 11 das Führungsgestell 9 für die zwischen einer Preßposition P und einer Wechselposition W verschiebbaren Kassetten 13. Die Führungsschienen 10 und 11 sind mit Flanschen 10f bzw. 11f versehen und mit dem Gegenholm 2 verbunden. Ein Brückenstück 16 zwischen den Führungsschienen 10 und 11 trägt eine Kolben- Zylinder-Einheit 17, deren Kolbenstange 18 mit einem Kopfstück 19 versehen ist, an das eine der Kassetten 13 ankuppelbar ist, die somit von der Kolben-Zylinder-Einheit 17 zwischen der Preßposition P und der Wechselposition W verschiebbar ist. In Verlängerung der Führungsschiene 11 ist ein Verschiebetisch 20 angeordnet, der quer zur Führungsschiene 11 verfahrbar ist und zwei Kassetten 13 aufnehmen kann. Zum Werkzeugwechsel wird die Kassette 13 mit dem auszubringenden Werkzeugsatz 12 aus der Preßposition P aus der Preßachse verschoben in die Wechselposition W auf dem Verschiebetisch 20, auf dessen zweiter Aufnahme bereits eine Kassette 13 mit dem einzubringenden Werkzeugsatz 12 bereitgestellt ist, die mittels des Verschiebe­ tisches 20 nunmehr in die Flucht der Führungsschienen 10 und 11 und mittels der Kolben-Zylinder-Einheit 17 in die Preßposition P eingebracht wird.

Während des Wechsels von Kassetten 13 mit Werkzeugsätzen 12 ist das Riegelstück 14 ausgerückt, wie dies in Fig. 2 in punktierten Linien und in Fig. 3a dargestellt ist. Zur Verriegelung eines Werkzeugsatzes 12 in der sich in Preßposition P befindenden Kassette 13 wird das Riegelstück 14 eingerückt. Dabei ist es mittels einer Feder 21 in einer Nut 22 geführt und seitlich von Laschen 23 gehalten. Zum Ein- und Ausrücken des Riegelstücks 14 sind seitlich außerhalb des Bewegungsbereichs des Stößels 25 der Schervorrichtung 15 zwei Kolben-Zylinder- Einheiten 24 angeordnet, die zusammen mit der Messerstößel­ führung 26 der Schervorrichtung 15 über den Flansch 10f der oberen Führungsschiene 10 am Gegenholm 2 befestigt sind.

Die Kassetten 13 weisen eine U-förmige Öffnung 27 nach oben auf, entlang deren unterem Bogen sich eine Leiste 28 erstreckt, die sich entlang den U-Schenkeln der Öffnung 27 fortsetzt. Das in die Kassetten 13 einrückbare Riegelstück 14 ist mit seitlichen Nuten 30 versehen, die beim Einrücken des Riegelstücks 14 die sich entlang der U-Schenkel der Öffnung 27 einer Kassette 13 erstreckenden Leistenteile 29 aufnehmen und so das Riegelstück 14 in der Kassette 13 führen. Ferner ist das Riegelstück 14 mit einem Bund 31 versehen. Zusammen mit der Leiste 28 in der Öffnung 27 einer Kassette 13 legt der Bund 31 einen in die Kassette 13 eingesetzten Matrizenhalter 32 fest, der hierzu mit einer Ringnut 33 versehen ist. Der Matrizenhalter 32 umgibt eine Matrize 34 und einen Stützring 35 (s. Fig. 3c) und bildet zusammen mit einem Druckring 36 und - wie im Ausführungsbeispiel - erforderlichenfalls einem zweiten Druckring 37 einen Werkzeugsatz 12, der sich gegen den Anpreßdruck des Blockaufnehmers 5 und gegen den Preßdruck beim Auspressen eines Strangs an einem in den Gegenholm 2 eingesetzten Druckstück 38 am Gegenholm 2 abstützt.

In Fig. 1 ist die Strangpresse in der Betriebssituation darge­ stellt, in der ein zu verpressender Block 39 geladen wird, wozu der Blockaufnehmer 5 mit seiner nicht dargestellten Verschiebevorrichtung über den Preßstempel 8 gefahren ist. Der Blockaufnehmer 5 wird nun auf den Gegenholm 2 zu bewegt, nimmt dabei den Block 39 auf und kommt zur Anlage an einen sich in Preßposition P befindlichen Matrizenhalter 32. Indem der Werkzeugsatz 12 gegen den Gegenholm 2 gepreßt wird, wird das Spiel aufgehoben, welches zum Einfahren einer Kassette 13 mit Werkzeugsatz 12 zwischen den zuvorderst gelegenen Druckring 37 und dem Gegenholm 2 mit Druckstück 38 vorgesehen werden muß, und es baut sich der den Blockaufnehmer 5 gegenüber dem Matrizenhalter 32 dichtende Anpreßdruck zwischen diesen auf. Gleichzeitig wird das Riegelstück 14 mittels der Kolben- Zylinder-Einheiten 24 eingerückt und befindet sich dann in der in Fig. 2, 3b und 3c dargestellten Position. Nach beendetem Verpressen eines Blockes 39 (Betriebssituation gemäß Fig. 3b), wird der Blockaufnehmer 5 vom Matrizenhalter 32 abgesetzt (abgerissen), wobei der Preßrest R, wie in punktierten Linien in Fig. 3c dargestellt, an der Stirnseite der Matrize 34 und des Matrizenhalters 32 verbleibt. Mittels der Schervorrichtung 15 wird der Preßrest R abgetrennt, wozu der Stößel 25 mit einem Schermesser 40 versehen ist. Dabei kann das Schermesser 40 auf einen bestimmten Abstand zur Stirnfläche des Gegenholms 2 mit Druckstück 38 eingerichtet sein, was die Einhaltung einer eng tolerierten axialen Abmessung des Werkzeugsatzes 12, bestehend aus Matrizenhalter 32 bzw. Matrize 34 und Stützring 35 sowie den Druckringen 36 und 37 erfordert, wobei die Aufnahme des Kaudrucks durch den Gegenholm 2 mit Druckstück 38 erfolgt. Um die Anlage des Werkzeugsatzes 12 am Gegenholm 2 mit Druckstück 38 nach dem "Abreißen" des Aufnehmers zum Abscheren des Preß­ rests R sicherzustellen, kann eine zwischen den Führungsschienen 10 und 11 und der den Werkzeugsatz 12 tragenden Kassette 13 angeordnete nicht dargestellte Druckvorrichtung vorgesehen sein. Geringere Anforderungen an die Maßhaltigkeit des Werkzeugsatzes 12 liegen vor, wenn die Kassette 13 mit dem Werkzeugsatz 12 auf die Führungsschienen 10 und 11 ausgerichtet wird, wozu Druckvorrichtungen, im Ausführungsbeispiel die mit Druckmittel beaufschlagbaren, in Zylinderbohrungen 41 im Druckstück 38 sitzenden Kolben 42 vorgesehen sind, die mit einer den Kaudruck vom Schervorgang übersteigenden Kraft auf die Kassette 13 wirken (siehe Fig. 3a und Fig. 4).

Die erreichbare hohe Präzision des Schnitts beim Abtrennen des Preßrests R ist von besonderem Vorteil beim "Block-auf-Block- Pressen" mit einer Vorkammer 43 zur Matrize 34 - dargestellt in Fig. 3c - wobei eine glatte, saubere Schnittfläche Voraussetzung ist für eine Verpressung ohne Lufteinschlüsse.

Claims (4)

1. Liegende Metallstrangpresse, die aus einem Preßzylinderholm (1), einem Gegenholm (2), diese verbindenden Zugankern (3) und in der Pressenachse beweglich einem Laufholm (4) mit Preßstempel (8) und einem Aufnehmer (5) für den zu ver­ pressenden Block (39) besteht, deren Gegenholm (2) an seiner dem Preßzylinderholm (1) zugekehrten Seite mit einem eine obere (10) und eine untere (11) Führungsschiene umfassenden Führungsgestell (9) versehen ist, in dem eine den aus Matrize (34) , Matrizenhalter (32) und Druckring(en) (36, 37) zusammengesetzten Werkzeugsatz (12) aufnehmende Kassette (13) horizontal quer zur Pressenachse zwischen einer Preß­ position P und einer Wechselposition W durch einen mit dem Führungsgestell (9) verbundenen Antrieb (Kolben-Zylinder- Einheit) (17) verschiebbar und in der Wechselposition W gegen eine zweite Kassette (13) austauschbar ist, wobei die Kassetten (13) mit zur Aufnahme der Werkzeugsätze (12) dienenden U-förmigen Öffnungen (27) nach oben versehen und durch ein in die Öffnung (27) einsetzbares Riegelstück (14) verschließbar sind, dadurch gekennzeichnet daß das Riegelstück (14) in der Senkrechten zur Pressenachse durch einen Antrieb (24) beweglich in einer in der oberen Führungsschiene (10) des Führungsgestells (9) befindlichen Führungsbahn (22) angeordnet ist und sich in seiner oberen Stellung außerhalb der Öffnung (27) der Kassette (13) und in seiner unteren Stellung innerhalb der Öffnung (27) der in Preßposition befindlichen Kassette (13) diese verschließend befindet.

2. Strangpresse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kassette (13) mit einer, einer Ringnut (33) am Matrizen­ halter (32) entsprechenden, in die untere Hälfte der Ringnut (33) eingreifenden, sich an den U-Schenkeln der Kassetten­ öffnung (27) fortsetzenden Leiste (28) versehen sind, und daß das Riegelstück (14) mit einem bei eingerücktem Riegelstück (14) in die obere Ringnuthälfte eingreifenden Bund (31) versehen und an Leistenteilen (29) entlang der U-Schenkel der Kassettenöffnung (27) geführt ist.

3. Strangpresse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelstück (14) von zwei seitlich der Bahn eines Messerträgers (25) für ein zum Abscheren des Preßrestes R vorgesehenes Messer (40) angeordneten Kolben-Zylinder- Einheiten (24) ein- und ausrückbar ist.

4. Strangpresse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Riegelstück (14) mit einer Feder (21) in einer Nut (22) senkrecht beweglich geführt und von übergreifenden Laschen (23) gehalten ist.