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Presse zum Auspressen von Metall mit zwei oder mehreren Aufnehmern.
Die Erfindung bezieht sich auf Geräte zum Auspressen von Metall, bei welchen flüssiges Metall zunächst in den äusseren Teil eines zylindrischen Aufnehmers (Behälters) eingefüllt, dann dort abgekühlt und schliesslich durch einen Druckstempel in Richtung auf das innere Ende des Aufnehmers gepresst wird, wo es in plastischem Zustand durch eine oder mehrere Pressköpfe oder ziehringartige Auslässe austritt. Bei solchen Geräten wird der Stempel nach Beendigung des Arbeitshubes relativ zum Aufnehmer zurückbewegt, worauf eine weitere Füllung flüssigen Metalls in den Raum zwischen dem Stempel und dem verbliebenen Teil der vorherigen Füllung im inneren Teil des Aufnehmers eingelassen wird. Die Arbeitsweise eines solchen Geräts ist also ungleichförmig und hat daher, wie allgemein bekannt ist, viele Nachteile.
Dadurch, dass mehrere Aufnehmer (jeder mit einem Druckstempel) so vorgesehen werden, dass sie in einen einzigen Raum fördern, der als Auspresskammer bezeichnet werden soll und aus welchem das plastische Metall in den Presskopf gebracht wird, sowie dadurch, dass die Arbeitshübe der einzelnen Stempel in den geeigneten Zeitintervallen erfolgen, ist es offenbar möglich, durch das Gerät gleichförmig Metall auspressen zu lassen. Hiezu müssen jedoch Vorkehrungen getroffen werden, wodurch verhindert wird, dass durch den Arbeitshub des einen Stempels das Metall in einen Aufnehmer zurückgepresst wird, aus welchem ein anderer Stempel zur betreffenden Zeit zurückgezogen ist, damit dieser Aufnehmer wieder mit flüssigem Metall gefüllt werden kann.
Das Metall im Auspressende eines jeden Aufnehmers sowie in der Auspresskammer und in den Durchlässen zwischen diesen Räumen befindet sich in plastischem Zustand. Daher kann kein gewöhnliches mechanisches Ventil verwendet werden, um die Rückbewegung des Werkstoffes zu verhindern.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein wirksames Mittel zum Zurückhalten des Metalls in der Auspresskammer derart, das es nicht in den Aufnehmer zurückgepresst wird, wenn der darin wirkende Druck sich verringert, wodurch ein zuverlässiges Arbeiten einer Presse der oben erwähnten Art mit mehreren Aufnehmern gewährleistet wird. Gemäss der Erfindung wird die Rückbewegung dadurch unterdrückt, dass die Durchlässe zwischen jedem Aufnehmer und der gemeinsamen Auspresskammer in besonderer Weise geformt sind, wodurch dieser Durchlass in solcher Weise wirkt, dass das Metall zwar leicht aus jedem Aufnehmer in die Auspresskammer fliesst, aber daran gehindert wird, sich in nennenswerter Menge in entgegengesetzter Richtung zu bewegen.
Es hat sich herausgestellt, dass bei den gewöhnlichen Arbeitsbedingungen bezüglich Druck, Temperatur und Grösse der Bewegungen des Metalls, wie sie bei Pressen der vorerwähnten Art vorliegen, ein Durchlass mit sich verjüngendem Querschnitt dem Fluss in der einen Richtung einen wesentlichen grösseren Widerstand bietet als in der andern. Die verhältnismässig ungehinderte Flussrichtung ist diejenige, bei welcher das plastische Metall in den sich verjüngenden Durchlass am engen Ende eintritt und ihn am weiten Ende verlässt. Die Ursache für diese unterschiedliche Wirkung erscheint darin zu liegen, dass das Eintrittsende des Durchlasses für das Metall gleichsam als Pressring wirkt, durch welchen die Abmessungen des Metallstromquerschnittes festgelegt werden.
Tritt das Metall durch das engere Ende ein, so entsteht also eine Art Metallstab. der sich frei durch den sich immer weiter öffnenden Durchlass bewegen kann. Bei der umgekehrten Bewegungsrichtung reibt sich jedoch der durch das weitere Ende hervorgerufene stabförmige Metallkörper stark an den Wandungen des
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Durchlasses und wird hiebei ebenfalls stark zusammengepresst, wodurch ein sehr erheblicher Fliess- widerstand entsteht.
Die Erfindung soll nun ausführlicher an Hand der Zeichnung beschrieben werden, worin die
Fig. 1 und 2 Kurven wiedergeben, die sich auf verschiedene Abmessungen des Durchlasses beziehen : Fig. 3 ist eine Seitenansicht, Fig. 3 a ein teilweiser Schnitt (Fortsetzung der Fig. 3) einer Presse gemäss der Erfindung ; Fig. 4 ist eine Draufsicht auf den Mittelteil der Anordnung nach Fig. 3, während Fig. 5 in vergrössertem Massstab einen Schnitt durch den Mittelteil der Presse nach Fig. 3 wiedergibt.
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und die Fläche des Querschnittes, haben einen sehr weitgehenden Einfluss darauf, ob der gewünschte, selbsttätig eintretende Unterschied bei den verschiedenen Flussrichtungen eintritt.
Das geht deutlich aus den Kurven der Fig. 1 und 2 hervor. In diesen Figuren ist als Ordinate die Verringerung der Auspressgeschwindigkeit aufgetragen, welche bei der Umkehr der Auspressrichtungen eintritt. Die Verringerung ist in Prozenten der Auspressgeschwindigkeit ausgedrückt, die dann erreicht wird, wenn sich das Metall vom engen zum weiten Ende des sich verjüngenden bzw. erweiternden Durchlasses bewegt. Durch die Kurven sollen die Auswirkungen der Änderungen der
Grössen kenntlich gemacht werden, deren Mass auf der Abszisse angegeben ist. Bei den Schaubilder ist der Verlauf der Kurven von grösserer Bedeutung als die einzelnen angegebenen Werte. Diese ändern sich nämlich mit den verschiedenen Versuchsbedingungen, beispielsweise der Art und der Oberflächen- behandlung der Flächen des Durchlasses.
Die allgemeine Kurvenform scheint jedoch charakteristisch zu sein und ermöglicht Schlussfolgerungen in solcher Weise, dass eine zufriedenstellende Ausbildung des Durchlasses gefunden werden kann, wobei ausserdem der zu erwartende Wirkungsgrad für den jeweilig in Betracht kommenden Zweck im voraus abzuschätzen ist. Die Kurven wurden durch Versuche mit Durchlässen ermittelt, die solche Abmessungen aufwiesen, wie sie für Metallpressen der jetzt gebräuchlichen Art notwendig sind.
In Fig. 1 gibt die Abszisse den Verjiingungsgrad des Durchlasses wieder. Der Durchlass hat kreisförmigen Querschnitt und der Verjüngungsgrad wird gemessen in Tausendstelzoll pro Längeneinheit (Zoll) des Durchlasses (oder in Hundertstelmillimeter für jeden Zentimeter in der Längsabmessung). Um ihn in Prozenten auszudrücken, müssen natürlich die Werte der Skala durch zehn geteilt werden. Wie aus der Figur hervorgeht, nimmt mit Vergrösserung des Verjüngungsgrades die Verringerung der Auspressgeschwindigkeit zunächst sehr schnell zu, erreicht ein Maximum und fällt dann wesentlich weniger steil ab.
Eine Verjüngung des Durchmessers in der Grössenordnung von dreitausendstel Zoll pro Zoll der Längsabmessung (oder von dreihundertstel Millimeter pro Zentimeter ergibt ungefähr das Maximum ; doch tritt eine wesentliche Verringerung dieser Wirkung auch bei einer erheblichen Vergrösserung des Verjüngungsgrades, beispielsweise bis zu neuntausendstel Zoll (hundertstel Millimeter) Durchmesseränderung pro Zoll (Zentimeter) der Längenabmessung, noch nicht ein.
In Fig. 2 gibt die Abszisse das Verhältnis der Länge des Durchlasses zu seinem kleinsten Durchmesser wieder. Wie deutlich zu sehen ist, wirkt sich eine Zunahme dieses Verhältnisses zunächst sehr stark aus, nimmt aber dann allmählich bei höheren Kurvenwerten ab. Daraus geht hervor, dass die Länge des Durchlasses stets wesentlich grösser als sein Durchmesser sein muss. Werte dieses Verhältnisses zwischen 3 und 8 liegen innerhalb der für die Praxis brauchbaren Grenzen : doch ist der obere Teil dieses Bereichs vorzuziehen.
Als praktisches Ausführungsbeispiel wurde gefunden, dass ein Durchlass mit kreisförmigem Querschnitt, einer Länge von sechs Zoll (15-24 e), einem Einlassdurchmesser von 0'750 Zoll (19-05 mm) und einem Auslassdurchmesser von 0'768 Zoll (19'51 mm) für eine Presse von mittlerer Grösse brauchbar und für die normale Auspressmenge aus einem Aufnehmer brauchbar ist, wobei hiebei eine Verringerung der Auspressgeschwindigkeit von 99'4% eintritt.
Das bedeutet, dass die Bewegung des Bleies in der umgekehrten Richtung durch den Durchlass bei vollem Auspressdruck nur etwa 0'6% derjenigen in der Richtung der ungehemmten Flussrichtung beim gleichen Druck ist, wodurch praktisch eine Rück- schlagventilwirkung erzielt wird.
In den Fig. 3--5 ist eine Zweibehälterpresse (liegende doppelwirkende Bleipresse) dargestellt, in welcher das Blei abwechselnd durch zwei Stempel in die gemeinsame Auspresskammer durch sich verjüngende Durchlässe hindurch, deren Abmessungen die des oben angegebenen Beispiels sind, eingepresst wird. Die Durchlässe. 3, die von den Aufnehmern 4 in die Auspresskammer 5 führen, haben kreisförmigen Querschnitt und am Punkt 2 (Fig. 5) den Durchmesser 0'750 Zoll (19'Oa mm), am Punkt 1 den Durchmesser 0'768 Zoll (19'51 mm), während die Entfernung zwischen den Punkten 1 und 2
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Weise vorgesehen, um zu verhindern, dass Flüssigkeit den Druckzylinder 8 verlässt oder aus einem Kolbenraum in den andern des Zylinders gelangt.
Derjenige Teil der Oberfläche des Druckzylinders 7, der sieh in den Zylinder 8 hinein-und aus ihm herausbewegt, sowie die Innenfläche des Zylinders sind mit Schutzschichten 24 bzw. 25 ans Nichteisenmetall ansgelegt. Die Zylinder und die beiden Auf-
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