DE1602240A1 - Strangpress-Halbzeug - Google Patents

Description

Baldwin-Lima-Hamilton Corporation, Chicago, 111., USA

Strangpreß-Halbzeng

Die Erfindung betrifft ein Strangprefl-Halbzeug oder
-Knüppel sowie ein Verfahren zum Schmieren dea Halbzeuges zum Zwecke des Extrudierens oder Strangpressens.

Erfindungsgemäß soll ein Verfahren zum Schmieren, insbesondere eines Metallhalbzeuges, mit irgendeinem Schmiermittel während des Strangpreßvorganges geschaffen werden, bei dem keinerlei inderuEgen in der Strangpresse vorzunehmen sind«

In der

tset«a gewisse Schwierigkoiten

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Strangpressen von Metall, beispielsweise Kohlenstoffstahl, nichtrostendem Stahl, Sonderstahl, ITickel, Monel-Metall, Inoonel, etc., auf, und zwar wegen der hohen Temperaturen des Halbzeuges, die durch Reibung an der Strangpreßmatrize hervorgerufen wurde, sowie auf die Deformationewärme zurückzuführen waren. Bei formbareren Metallen, wie Aluminium und Kupfer, trat dieses Problem nicht so sehr wegen der niedrigen Strangpreßtemperaturen des Halbzeuges -dieser Materialien in Erscheinung. Strangpreß-Schmiermittel wurden entwickelt, um die Reibung zwiechen dem Halbzeug bzw. dem Knüppel oderStrang und der Matrize und der Auskleidung der Strangpresse herabzusetzen. Bei solchen Schmiermitteln kann es sich um XaIg und Graphit oder Molybdäneulfit mit XaIg oder verschiedene andere Substanzen handeln. Das Schmiermittel wurde durch Anstreichen auf die Auskleidung der Strangpresskammer aufgebracht, bevor das Halbzeug in der Kammer angeordnet wurde und/oder das Schiiiermittel wurde über die .Oberfläche des Halbzeuges gestrichen. Sobald das Halbzeug unter Druck gesetzt und nach vorne bewegt wurde, wurde das Schmiermittel von der Oberfläche des Halbzeuges beseitigt und konnte damit seiner Funktion nicht gerecht werden.

Um dies zu ,verhindern, hat man in den letzten Jahren die Knüppel in G-lasf as erbahnen vor dem Einbringen in den Strangpreßzylinder gewickelt. Die Glaefasera schmelzen

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"bei den extremen Reparaturen und bilden flüssiges Glas, das ein ausgezeichnetes Schmiermittel ist und mit keinem der extrudierten oder die Matrize und die Auskleidung des Extruder "bildenden Metalle reagiert, Hach dem Strangpressen des Knüppels jedoch kühlen die Glasfasern ab und verfestigen sich auf der Matrize der Strangpresse; es siiui also Arbeiter.erforderlich, die das nunmehr im kristallinen Zustand vorliegende Glas von der Matrize und der Auskleidung abstoßen. Darüber hinaus hat es sich auf der stranggepreßten Stange oder dem Rohr verfestigt, was ein Beizen, · Sand- oder Stalilkugelstrahlen oder andere Säuberungsverfaiiren erforderlich macht. Verwendet man solche Glasfaserbalinen, so wird der Knüppel im Durchmesser geringfügig kleiner als dies normalerweise der Pail wäre.

]iiü Studium der bekannten Verfahren zum Aufbringen eines Schmiermittels zwischen Knüppel und Auskle idung der Strang preßkammer und der Matrize des üxtruders hat gezeigt, daß gewisse Kriterien eingehalten werden müssen; Zunächst muß da,s Schmiermittel über den Umfang des Knüppels gleichmäßig verteilt werden, um zu verhindern, daß ein ungleichmäßiger Reibungszustand sich zwischen Knüppel und Knüppelhalter einstellt, wodurch leicht die'Qualität der Metallverteilung beim resultierenden Strangpreßvorgang beeinflußt werden könnte*. Dies gilt insbesondere beim Strangpressen röhrenförmiger Gebilde mit relativ dünnen Wänden. Darüber hinaus muß das Verfahren zum Aufbringen

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des ScMermittels anwendbar auf jetzt verwendete Strangpressen sein, so daß es nicht erforderlich ist, eine vorhandene Maschinenausrüstung zu ersetzen. Darüber hinaus soll das Verfahren einfach in die Praxis umsetzbar sein und bei Knüppeln beliebiger Gestalt und Größe verwendbar sein.

Erfindungsgemäß sollen also nicht nur die vorstehenden Schwierigkeiten überwunden werden, sondern auch die oben genannten Kriterien erfüllt werden, in dem möglichst neuere und bessere Knüppel zum Strangpressen sowie ein Verfahren zu dessen Schmierung geschaffen werden.

Hierbei soll darüber hinaus beim Schmierverfahren eine gleichförmige Verteilung des Schmiermittels um den Umfang des Knüppels erreicht werden.

Erreicht wird dies erfindungsgemäß durch ein Metallhalbzeug oder einen Metallknüppel für den Strangpreßvorgang, der eine Vielzahl über den Umfang verteilter und gewünschtenfalls auch längs verlaufender Hüten aufweist, die sich um den Umfang des Knüppels herum erstrecken. Streicht man die Halterauskleidung oder den genuteten Knüppel in der für Knüppel mit glatter Oberfläche bisher angewendeten Weise, so wird die Schmierung des Knüppels während des Strangpreßvorganges meßbar erhöht. Knüppel der hier betrachteten Art müssen auf hohe Temperaturen erwärmt werden, um im

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richtigen Zustand für denStrangpreßvorgang zu sein. Werden andere übliche Schmiermittel als Glas auf die tfinfangsoberflache der erwärmten Knüppel aufgebracht,so können diese aufgrund der hohen lemperatur der Knüppel sich entzünden. Die Schmiermittel können vor dem Einführen des Knüppels in die Strangpresse abbrennen.Dieses Problem kann dadurch umgangen werden, daß man die Auskleidung der Strangpresse mit einem relativ schweren Überzug oder SchmiermitiBL versieht. Während des Einführens des Knüppels in die Auskleidung wird das Schmiermittel in den Hüten .des Knüppels aufgenommen und zündet nicht und brennt auch nicht ab, da in der Strangpresse Sauerstoffmangel herrscht.

Das Schmiermittel wird innerhalb der Hüten gehalten und von der Oberfläche des Knüppels nicht entfernt, wenn dieser in. dem Knüppelhalter der Strangpresse gestaucht wird. Es wird vielmehr mit dem Knüppel mitgenommen und sorgt ao für eine kontinuierliche Schmierung der Matrize,, d.h. dort, wo es am meisten benötigt wird. Vorzugsweise werden Muten auf der Stirnfläche des Knüppels im wesentlichen inümfangerichtung vorgesehen» um das Schmiermittel darin zu halten» wenn der Stirnteil dea Knüppels in Soütakt mit der Matrize der Strangpresse kommt. Wahlweise kann, wenn man feststellt, daß das Schmiermittel abbrennt, wenn es auf den Stirnteil des Knüppels auf-

gebracht wird» die Matrize, mit der der Knüppel in Be-

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rührung kommen soll, mit dem Schmiermittel gestrichen werden. Berührt der Knüppel zum erstenmal die Eorm,so wird das Schmiermittel in den Nuten auf der Stirnfläche des Knüppels aufgenommen. Das fehlen von Sauerstoff innerhalb der Strangpresse verhindert ein Abbrennen des Schmiermittels, wenn dieses die Stirnfläche des Knüppels berührt.

Darüber hinaus kann beim Rohrstrangpressen, wo der Knüppel normalerweise mit einer Axialbohrung in der Mitte ausgebildet ist, eine Schmiernutenausbildung in Form einzelner kreisförmiger fluten, einer kontinuierlichen SpimL-nute oder von Längsnuten im Knüppelloch vorgesehen werden, um die Reibung am Dorn während des Strangpreßvorganges zu steuern«

Die Schmierung des Knüppels in der erfindungsgemäßen Weise erhöht die tatsächliche Lebensdauer der Auskleidung, der Eorm und des Domes, weil diese nunmehr wirksamer gegen Reibungaerrosion und Wärme geschützt sind, wobei es sich hier um die Hauptgründe zum Verkürzen der Lebensdauer dieser Teile handelt. Beigetragen, wird auch dazu, daß man eine bessere Strangpreßoberfläche erhält, die durch Reibung und durch den Verschleiß der Matrize und der Auskleidungsoberflache nachteilig beeinflußt wird.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme wird also ein erheb-009815/1081 - 7 - .

lieh, verbesserter Knüppel für Strangpreßvorgänge gescliaffen, bei dem in am Umfang verlauf enden Hut en das Schmiermittel während des Strangpreßverfahrens gehalten wird. - . ■

Gegenstand der Erfindung ist also auch ein verbessertes Verfahren zum Schmieren eines Knüppels, wodurch die Reibung am für einen Knüppel verwendeten Extruderdorn gesteuert wird, wobei der Knüppel bei der Herstellung von Rohren eine durchgehende Axialbohrung aufweist.

Die Anwendung der erfindungsgemäßen Maßnahme wurde zwar nit Bezug auf Knüppel unterschiedlichster Größe beschrieben, ein besonderes Anwendungsgebiet der Erfindung ist jedoch in Knüppeln zu sehen, die im allgemeinen zwischen 25 und 125 cm lang sind und 5 bis 25 cm im Durchmesser betragen (10 - 50 Zoll bzw. 2-10 Zoll).

Beispielsweise Ausfuhrungsformen der Erfindung sollen nun anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert werden, in denen

iag. 1 perspektivisch, einen erfindungsgemäß hergestellten Knüppel zeigt;

i'ig. 2 ist ein Seil des in Pig. I dargestellten Knüppels in veräußerter Darstellung;

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Fig. 3 ist eine schematische Ansicht der zur Herstellung dss Knüppels nach Fig. 1 und 2 benutzten Strangpresse, aus der einRohr stranggepreßt wird;

Fig. 4 zeigt perspektivisch eine zweite Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 zeigt schematisch die Vorrichtung nach Fig. 3 nach dem 3. Schritt bei der Herstellung eines Rohres aus einem Knüppel;

Fig. 6 zeigt schematisch die Endstufe beim Strangpressen eines Knüppels in ein Rohr,

In Fig. 1 ist ein zylindrischer Knüppel allgemein mit dem Bezugszeichen IO bezeichnet. Ein zylindrischer Knüppel eignet sich zwar zur Durchführung der erfindungsgemäßen Maßnahmen ganz besonders, selbstverständlich lassen sich aber mit Vorteil auch andere Knüppel-formen benutzen.

Der zylindrische Knüppel 10 besitzt eine Umfangsflache 12, auf der im wesentlichen parallele ümfangsnuten 14 eingebracht sind. Andere Itfutenmuster, beispielsweise sich kreuzende, spiralförmige oder längliche Muster können Anwendung finden. Die Nuten 14 umgeben den Knüppel, erstrecken sich aber nur um ein unwesentliches Stück in den KMippel, so daß hierdurch das resultierende strang imc::--Hi* ^^o%98 15/1081

gepreßte Produkt nicht "beeinflußt wird. Die ümfangsnuten 14 können auf der Oberf lache 12 vorgesehen werd'en, wenn der Knüppel sich im erwärmten Zustand "befindet, indem man diesen über eine Vielzahl stehender Schneiden rollt oder indem man einen Vorgang ähnlich wie das Gewinderollen, das ¥alzen oder das Schneiden von Buten aus einem kalten Knüppel anwendet.

Die Stirnfläche 16 des Knüppels 10 kann ebenfalls mit einer Vielzahl von Hüten 18 versehen sein, die sieh im wesentlichen in Umfangsrichtung erstrecken und mit irgendwelchen geeigneten Mitteln hierin eingebracht sind.

Bei der Durchführung der Erfindung kann die Auskleidung der Extruderkammer mit einem Schmiermittel, beispielsweise Graphit und iDalg, oder Kolybdändisulfit und IaIg oder mit irgendeinem anderen geeigneten Schmiermittel bestrichen werden, wobei das gleiche Schmiermittel gewünschtenfalls auf dem Knüppel 10 gestrichen werden kann. Die Strangpreßkammer bildet einen Eaüppelhalter 42, in dem der Knüppel 10 eingesetzt wird» Anstatt durch Bewegung des Knüppels IO innerhalb der Auskleidung 40 des Knttppelhalters 42 das Schmiermittel zu beseitigen, wird dieses in den Umfangsnuten 14 und den .-!Tuten IS auf der Stirnfläche 10 des Knüppels zurückgehalten, so daß aie Matrisse i¹ und' die Auskleidung 40 während des Strangpreßrerfahrens zur Begrenzung jedes Verschleißes hierauf

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geschmiert werden.

In liig. 3 ist schematisch eine mit dem zylindrischen Knüp pel 10 "benutzte Strangpresse dargestellt. Der Knüppel ist mit einem Schmiermittel bestrichen worden. Ein Schmiermittel ist ebenfalls auf die Auskleidung 40 des Extruderhalters 42 aufgebracht worden. Der erwärmte Knüppel 10 wird in den Halter 42 des Extruders mittels eines Domes B, einem röhrenförmigen Schaft G und einem Anfahrstück D eingeschoben.

Wie in fig. 5 dargestellt, wird ein loch in den Knüppel 10 durch den Dorn B gebohrt. Das Schmiermittel in den Umfangsnuten 14 sorgt für eine adäquate Schmierung zwischen Knüppel und Behälter bzw. Halterauskleidung 40. Zusätzlich tragen die Nuten 18 in der Stirnfläche zum Schmieren der ZwischenflSche zwischen Knüppel 10 und Matrize Έ¹ bei.

Beim abschließenden Terfahrensschritt wird der Knüppel 10 in ein Jlohr stranggepreßt, während der Schaftteil 0 das Anfahrstück D nach vorne aus der in H¹Ig. 6 dargestellten lage drückt. Der Dorn B wandert im allgemeinen mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Schaftteil 0 während sich um diesen das Rohr bildet. Dorn B und Schaftteil C können sich ;Jedoch "bei unterschiedlicher Geschwindigkeit nach vorne bewegen. Die Ifinfangsnutea tra-

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gen das darin "befindliche Schmiermittel zur Matriae P, so daß eine adequate Schmierung erreicht wird.'

Beim Enüppel kann es sich um einen solchen handeln, wie er in Eig. 4 dargestellt wurde. In Pig. 4 ist ein zweiter Knüppel 20 mit eina? durchgehenden Axialbohrung 30 versehen, die gebohrt,vorgebohrt oder eingegossen sein kann, so daß der den Innendurchmesser des extrudierten Rohres gebildete Dorn durch den Knüppel in die exakte Lage relativ zur Öffnung reichen kann, die den Außendurchmesser des extrudiert.en Rohres bildet.

Auf der Außenumfangsfläche 22 des Knüppels 20 sind eine Vielzahl im \tfesentlichen dem Umfang folgende Nuten 24 aus den oben angegebenen Gründen ausgebildet. Auch auf der Stirnfläche 26 des Knüppels 20 kann eine Vielzahl vonluten 28 vorgesehen sein, die im wesentlichen in ümfangsrichtung verlaufen und die auch dazu brauchbar sind, das Schmiermittel während des Strangpreßverfahrens zurückzuhalten. "Weiterhin besitzt die Axialbohrung 30 innen eine kontinuierliche eingeschnittene Spiralnute 32. Eine alternative zur kontinuierlichen Spiralnute 32 würde aus einer Vielzahl von im Abstand angeordneter paralleler Kreisnuten, beispielsweise der Hüten 24 auf der Außenfläche 22 des Knüppels 20 bestehen. Es ist jedoch einfacher, eine Spiralnut in die Axialbohrung mittels eines sich drehenden schraubenartigen Schneidgerätes

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einzubringen, als eine Yielzahl paralleler Itreisnuten anzuordnen. Gewünschtenfalls können die i:uten an Außenumfang der Enüppe!spiralförmig ausgebildet sein.

Dadurch, daß die Außenfläche 24 und die Innenfläche 50 des Knüppels 20 nit einem Schmiermittel bestrichen werden, ist es möglich, das Einbringen von Schmiermitteln in die ITuten 24, 23 und 32 sicherzustellen, jjie Reibung wird nur ar: jorn 3, der Knüppelhaltera.us!:leidun.g "O und der ilatrize .-'lerabgeBetzt, so daß die te.te^cViliciie Lebensdauer wirksam erhöht wird.

Wird es für den Hersteller zu teuer, die ßpiralnuten 32 in der -Lxialbohrung 30 vorzugsehen, so können diese fortgelassen werden, da der Dorn die geringste Reibung während des StrangpreSverfahrens entwickelt. Die Ilatrize r der btrangpresse entwickelt im allgemeinen die größte Reibung, da es sich um den Seil der Strangpresse handelt, die die erforderliche Arbeit bei der Reduzierung des Enüppels zu einem Rohr leistet.

Die Siefe der ITuten kann variieren. Ss hat sich herausgestellt, daß die bevorzugte Tiefe der Ijuten zwischen 0,25 und 1 ·/'■ des Knüppeldurchmessers liegt. Beispielsweise sind Muten mit einem Durchmesser von etwa 0,076 cm (0,03 Zoll) auf einem Knüppel mit einem Durchmesser von 15,3 cn (6 Zoll) zufriedenstellend. Die Erfindung kann an Knüppeln

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unterschiedlichster Größe angewendet werden und eignet sich "besonders für Knüppel, die im allgemeinen 5 bis 125 cm lang (10 Ms 50 Zoll) sind und im allgemeinen einen Durchmesser von 5 "bis 25 cm (2 Ms 10 Zoll) "besitzen.

Im Hinblick auf eine knappe Beschreibung wurde die Erfindung nur anhand von zwei Ausführungsbeispielen erläutert, alles nicht für wesentlich Erachtete wurde fortgelassen.

- Patentansprüche -

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Claims (1)

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Patentansprüche :

Halbzeug, insbesondere Metallknüppel, gekennzeichnet durch· eine Vielzahl von Ifuten (14; 24) in dessen ümfangsflache (12; 22) zur Aufnahme eines Strangpreß-Schmiermittels.

Halbzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Knüppel (10; 20) zylindrisch ist, wobei die Umfangsnuten aus einer Vielzahl im wesentlichen längs des Uinfanges verkifender paralleler Kreisnuten (14; 24) sind, die sich um den Außenumfang des zylindrischen Knüppels erstrecken .

Halbzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (16; 26) eine Vielzahl von Nuten zur Aufnahme eines Strangpreßschmiermittels eingearbeitet sind, wobei die liefe der Nuten bei etwa 0,25 bis 1 γό des Khüppeldurchmessers liegt.

Halbzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten auf der Stirnfläche konzentrisch augebildet sind.

Halbzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Knüppel (20) eine durchgehende Axial-

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"bohrung (30) aufweist, die eine zylindrische innenfläche bildet.

IaITazeug nacii Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrische Innenfläche eine Vielzahl von Hüten (32) zur Aufnahme eines"ütrangpre-ßsehmiermittels besitzt.

Halbzeug nach -inspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Hüten der zylindrischen Innenfläche die Form äner kontinuierlichem Spirale besitzen.

Halbzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen imten der Oberfläche die loria einzelner kreisförmiger parallel zueinander liegender Hüten besitzen.

Halbzeug nscii .Inspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß auf der ö±irn:^r'läche des Z3^rlindrischen Enüppels eine Yielzahl paralleler Nuten Torgesehen sind, die sich in Umfangsrichtung erstrecken und ein Strangpreßschmiermittel aufnehmen.

Verfahren, ine besondere zur Herstellung eines metallischen Knüppel." r-ach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Umfangsnuten längs der Außenfläche des Hn.-.ppels ausgebildet "werden, ein iJtrangpreßaclii.iiermittel in diese TJmfangstiuten verteilt und dann

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der Knüppel durch, eine Matrize stranggepreßt wird.

Verfahren nach Anspnch 10, dadurch "gekennzeichnet, daß Ifuten auf der Stirnfläche des Enüppels in ttofangsrichtungausgebildet werden und ein Schmiermittel auf die Stirnflächennuten des Knüppels vor dem Strangpreßsschritt verteilt wird.

Verfahren nach Anspruch. 10, dadurch gekennzeichnet, daß in den Knüppel eine Axialbohrung eingebracht wird und Schmiermittel auf der Innenseite des durch die Axialbohrung gebildeten Knüppels vor dem Extrudieren verteilt wird.

Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß Schmiernuten auf der Innenfläche des Knüppels ausgebildet werden, wobei ein Schmiermittel auf die Innenfläche und die innenseitig gelegenen ITuten verteilt wird.

Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß beim Ausbilden der ITuten auf der Innenseite eine kontinuierliche Spiralnut auf dieser Innenfläche ausgebildet wird.

Verfahren nach ~iispruo"ii 15» dadurch gekonnt.elin et, daß beim Ausbilden der ",uten auf der Innenseite eine Vielzahl einzelner paralleler kreisförmiger I.uteu awf die Innen-

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fläche des Knüppels-aufgebracht werden.

Verfahren, insbesondere zum Sirangpressen von Knüppeln nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Huten auf der Außenfläche des Knüppels ausgebildet werden, da der Knüppel erwärmt wird, ein Strangpreßschmiermittel in der Auskleidung eines Strangpreßzylinders verteilt wird, der Knüppel in die Auskleidung eingesetzt wird und das Schmiemttel hiermit auf der Auskleidung in deni-Tuten des Knüppels eingefangen wird und der Knüppel durch eine Strangpreßform zur Bildung eines stranggepreßten Gegenstandes gedrückt wird und die Matrize und die Auskleidung während des Strangpressens durch das Schmiermittel in den lütten geschmiert werden.

Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß Hüten auf der Stirnseite des Knüppels ausgebildet werden, die sich in TJmfanrgsrichtung erstrecken, und daß Schmiermittel auf die Matrize stirnseitig verteilt wird.

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