DD203241A5

DD203241A5 - Verfahren und vorrichtung fuer kontinuierliches reibungsgetriebenes strangpressen

Info

Publication number: DD203241A5
Application number: DD81234915A
Authority: DD
Inventors: John B Childs; Owen P Mckenna
Original assignee: Bicc Ltd
Priority date: 1980-11-17
Filing date: 1981-11-17
Publication date: 1983-10-19
Also published as: ES8303134A1; EP0052506B1; AR229412A1; BR8107376A; KR830007157A; DK488781A; AU7709881A; ZA817476B; US4419324A; CA1166324A; ATE9282T1; ES507165A0; ZW26481A1; PT73998A; JPS57109518A; PT73998B; DE3166078D1; NO813874L; MW5081A1; CA1177784A

Abstract

Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung fuer kontinuierliches, reibungsgetriebenes Strangpressen zu schaffen, um durch Optimierung der Steuerung des laufenden Verfahrens einen maximalen Ausstosz bei vertretbaren Torsions-, Druck-, Temperatur- und anderen Variablenwerten zu erhalten. Ferner soll moeglichst die Energiemenge verringert werden, die durch den Reibungswiderstand zwischen dem unverfestigten Material und dem zweiten Bauteil verbraucht wird. Die Aufgabe wird dadurch geloest, dasz das Material dem Durchgang in Teilchenform mit einem Durchsatz eingespeist wird, der niedrig genug ist, um jenem Durchsatz zu entsprechen, mit welchem d. Material aus d. Matrizenoeffnung ausgestoszen wird, wobei dieser letztgenannte Durchsatz durch die Einspeisungsrate bestimmt wird und mit dieser wertgleich ist.

Description

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Verfahren und Vorrichtung für kontinuierliches reibungsgetriebenes Strangpressen

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das kontinuierliche reibungsgetriebene Strangpressen von Metallen (und anderen Materialien) zur Herstellung von Drähten, Bändern und anderen langgezogenen Körpern von beträchtlicher Länge,

Charakteriatik der bekannten technischen lösungen

Hit dem Begriff "reibungsgetriebenes Strangpressen" ist ein Prozeß gemeint, bestehend aus den Schritten der Materialeinspeisung an einem Ende eines zwischen ersten und aweiten Bauteilen gebildeten Durchganges, - wobei das zweite Bauteil im Vergleich zum ersten Bauteil eine größere Oberfläche zur Bearbeitung des Materials aufweist, wobei der genannte Durchgang eine vom Einspeisende entfernt liegende Sperrvorrichtung besitzt und wobei der Durchgang mindestens eine mit dem absperrbaren Ende verbundene Matrizenöffnung aufweist - und dem Schritt des Durchlaufens der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des zweiten Bauteiles in Abhängigkeit von der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des ersten Bauteiles, und zwar vom Eingang her in Richtung der Matrizenöffnung zum absperrbaren Ende dergestalt, daß der Reibungswiderstand der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des zweiten Bauteiles das Material durch den Durchgang zieht und dabei im.Material einen Druck erzeugt, der ausreicht, um das Material durch die Matrizenöffnung auszustoßen. Das gesperrte Ende des Durchganges kann - wie dies in der GB-PS 1 370 894 dargestellt wurde - nahezu vollständig blockiert sein; wenn aber - wie meistens üblich (Conform-Prozeß) - der Durchgang bogenförmig verläuft und das zweite

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Bauteil durch eine vom ersten Bauteil abragende Stütze gebildet wird, dann wird bevorzugt, daß das Stützteil einen beträchtlich geringeren Querschnitt als der Durchgang hat, so daß eine erhebliche Lücke zwischen dem Stützteil und der formenden Oberfläche verbleibt, und damit das zu verformende Material an. der formenden Oberfläche haften kann (wie dies in der Beschreibung unserer GB-PS 2 O69 398 Ä (DDR-Anmeldung AP B 216/227 757/7) erklärt wird)',. wobei ein Teil des Materials durch den Zwischenraum ausgestoßen wird und als Auskleidung in der Rinne verbleibt, um über den Durchgangs-Einlauf. erneut in den Durchgang zu.gelangen, während der Eest des Materials durch die Matrizenöffnung ausgestoßen wird» .

Der Gonform-Prozeß wurde ursprünglich für das Strangpressen eines einzuspeisenden Stabes entwickelt·, die Abmessungen des Durchganges wurden so gewählt,, daß dieser durch das Material des eingespeisten Stabes gefüllt werden würde, ohne daß damit irgendeine stärkere asiale Kompression des Stabes verbunden wäre. Später, als es in einigen Fällen üblich wurde, das zu verformende Material in Teilchenform einzuspeisen, erfolgte das konstante Vorgehen eines Überschusses an Einspeisungsmaterial unter Einsatz eines'"7orratsbehälters,-so daß zwecks linimierung des in den Durchgang hineingetragenen Luftraumvolumens der Durchgang so weit als möglich mit dem teilchenförmigen Material ausgefüllt wurde«

Es wurde nunmehr herausgefunden, daß dies nicht die ideale Art der Speisung einer reibungsgetriebenen Strangpresse mit teilchenförmigen! Material darstellt und daß befriedigendere Ergebnisse erzielt werden, wenn die Menge des eingespeisten

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Materials soweit verringert wird, daß die Ausstoßrate der Strangpresse durch jenen Durchsatz gesteuert wird, mit dem die Teilchen den Durchgang passieren·

Ziel der Erfindung

Das Hauptziel der Erfindung besteht darin, nach Möglichkeit jene Energiemenge zu verringern, die durch den Reibungswiderstand zwischen dem unverfestigten Material und dem zweiten Bauteil verbraucht wird, wobei dies besonders beim Strangpressen relativ harter Materialien, wie etwa von Kupfer und seinen Legierungen, große Beachtung verdient, da hiermit die in den durchgangsbildenden-Bauteilen auftretenden Drücke entlastet werden*

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung für kontinuierliches, reibungsgetriebenes Strangpressen zu schaffen, um durch Optimierung der Steuerung des laufenden Verfahrens einen maximalen Ausstoß bei vertretbaren Torsions-, Drucke, Temperatur- und anderen Variablenwerten zu erhalten*

Eine weitere Aufgabe besteht in der Steuerung des Durchsatzes ohne Qualitätsverlust bis hinunter.zu sehr kleinen Werten* Mitunter ist dies nicht allein durch ein Verlangsamen der Hauptmaschinenteile erreichbar· Dies ist insbesondere beim Anlaufen der Anlage .wichtig, wenn eine sehr langsame Ausstoßgeschwindigkeit das kontinuierliche Durchzeihen des Pührungsendes des Produktes' durch den Kühlapparat und das Aufwickeln auf eine'Spule oder eine andere Aufnahmevor-

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richtung'gestattet; dies kann auch während des Spulenwechsels Ton Wert sein, indem dann dafür ein einfacherer Mechanismus eingesetzt werden kann·

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist also ein'reibungsgetriebenes Strangpreßverfahren dadurch gekennzeichnet, daß das zu verformende Material in Teilchenform in einem Durchsatz in den Durchgang eingespeist wird, welcher niedrig genug ist,, daß er jenem Durchsatz entspricht, bei welchem das Material aus der Matrizenöffnung ausgestoßen wird, wobei dieser letztgenannte Durchsatz durch die Einspeisungsrate bestimmt wird und mit dieser wertgleich ist (und insbesondere im, wesentlichen .unabhängig von der innerhalb des Arbeitsbereiches liegenden Bewegungsgeschwindigkeit der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des zweiten Bauteiles ist)·

Zwecks optimaler Steuerung kann die Einspeisungsrate durch eine gravimetrische oder volumetrische Speisevorrichtung reguliert werden, wobei diese ohne einen ihr nachgeschalteten Puffer-Vorratsbehälter arbeitet (derartige Vorrichtungen sind im Handel erhältlich); brauchbare Ergebnisse können jedoch bei einem geringeren Kostenaufwand durch Verwendung eines Vorratsbehälters erzielt werden, welcher das teilchenförmige Material dem Durchgang über eine Einschnürung von geringerer Querschnittsfläche als jener des Durchganges einspeist; eine solche Einschnürung kann vorzugsweise zur Gewährleistung einer einfachen Ausstoßsteuerung eingerichtet werden, sie kann durch ein einfaches Klappenventil gebildet werden·: Die vorliegende Erfindung beinhaltet Vorrichtungen für das reibungsgetriebene Strangpressen unter Einbeziehung von Steuereinrichtungen der Ein'speisungsrate von diesem oder anderen Typen.

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Ausführungsbe isp IeI

Die vorliegende. .Erf in'dung wird im folgenden mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert» Darin zeigen:

Fig«, Ij einen schematischen Querschnitt durch eine

Form der Vorrichtung gemäß vorliegender Erfindung ;

Fig. 2: den Seitenriß eines charakteristischen Teiles der Vorrichtung und

Fig, 3 und 4« vergrößerte Querschnitte an den in Fig» 1 dargestellten Linien III-IH bzw« IY-IV.

Bei der in Fig_e 1 gezeigten Vorrichtung gestaltet sich der Strangpreß-Durchgang zwischen einem als Schuh 1 geformten ersten Bauteil, welches fest angebracht- ist und eine Seitenwand des Durchganges bildet, sowie einem rotierenden Had 2, das genutet ist, um die. anderen drei Seiten des Durchganges zu bilden· Der Schuh 1 trägt ein Stützteil 3» das in das Austrittsende des Durchganges .4 hineinragt, dieses in seiner Form bestimmt und eine Öffnung 5 enthält, durch die das stranggepreßte Produkt 6 austritt-. In Übereinstimmung, mit. der in der GB-PS 2 0.69--398 A beschriebenen vorangegangenen Erfindung blockiert das Stützteil 3 das Ende des Durchganges nicht vollständig, es laßt vielmehr "einen beträchtlichen Freiraum offen, durch welchen auf dem.Grund der Radnut eine Beschichtung 7 (Fig. 4) gebildet wird»

Die dargestellte Vorrichtung ist mit einem Vorratsbehälter ausgestattet, um die Einspeisung von 'teilchenförmigen!.. Material gemäß vorliegender Erfindung steuern zu können*

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Bezugnehmend auf diesig« 2, 3 und 4 handelt es sich bei dem Vorratsbehälter 8"um einen einfachen, steilwandigen Trichter von rechtwinkligem Querschnitt, welcher sich an einem Punkt kurz oberhalb des Durehgangs-Einlaufendes direkt in die. Sadnut 9 entlädt« Zur Steuerung der Einspeisungsrate gemäß der Erfindung ist eine Sperre 10 mittels eines Schraubmechanismus 11 dergestalt beweglich angebracht, daß sie in jedem beliebigen Ausmaß in die Radnut- hineinragen und auf diese Weise den Teilchenstrom vom Vorratsbehälter in den. Estrusions-Durchgang 4 begrenzen kann«

Da der Schraubmechanismus 11 per Hand nur relativ langsam betätigt werden kann, ist ein separater, durch einen pneumatischen Motor 13 beweglicher Verschluß 12 in der durch die unterbrochenen Linien angezeigten Position angebracht, um ein erforderliches rasches,: vollständiges Absperren, etwa im Havariefall o· ä«, zu erleichtern«

Bei Inbetriebnahme dieser Maschine wird das- Had 2 zunächst mit der halben möglichen Umlaufgeschwindigkeit angetrieben; die Sperre 10 wird so eingestellt, daß sie den Durchgang nur geringfügig einengt» Die teilchenförmige Einfüllmasse. wird nun mit einem niedrigen Durchsatz per Hand in den Vorratsbehälter eingefüllt, um. ein Anfangs-Extrusionsprodukt zu erlangen, welches ausreicht-, um auf irgendeine geeignete Aufnahmevorrichtung aufgewickelt zu.werden· Der Verschluß 12 wird nun geschlossen, während der Vorratsbehälter mit teilchenf örmigem Material gefüllt wird (dies bis zu einem Füllungsgrad, der nachfolgend durch ein einfaches Füllstands-Kontrollgerät gleichgehalten werden kann)· Das Strangpressen beginnt nun in einer gesteuerten Weise durch Öffnen des Verschlusses 12 und Steigern der Radgeschwindigkeit» Bei Srrei—

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chen der Tollen laufgeschwindigkeit - und erforderlichenfalls auch später - wird die Sperre 10 auf die größte Öffnungsweite eingestellt,, wobei- dabei zu sichern ist, daß weder das zur Erhaltung der Radgeschwindigkeit erforderliche Drehmoment noch der an der Matrize anliegende Druck die gewählten Maximalwerte übersteigt*. Diese Einstellung kann unter Einsatz herkömmlicher Vorrichtungen automatisch erfolgen» Bei Bedarf, beispielsweise während des Auswechselns yon Spulen der Aufnahmevorrichtung, kann, die Ausstoßgeschwindigkeit durch Betätigen der Sperre 10 auf das gewünschte Uiveau gesenkt werden*

In einem spezifischen Beispiel wurde eine reibungsgetriebene »2D"Conform-Strangpresse durch Anbringen einer halbkreisförmigen Stütze,, wie sie in. den Pig, 3 bis 5 der GB-PS 2 069. 389 A dargestellt ist, und des Torratsbehälters gemäß den Zeichnungen in dieser Anmeldung modifiziert. Die Hatrizenöffnungsbreite betrug 2,5 23m, die Tolle Laufgeschwindigkeit des Rades- erreichte 20 Umdrehungen pro Minute.. Der Torratsbehälter wurde.mit granuliertem Katodenkupfer einer maximalen Teilchengröße von etwa 3 mm stetig versorgt«: Unter normalen Laufbedingungen wurde die Sperre 10 dergestalt

eingestellt, daß das Motor-Drehmoment auf 3,25 kU/m .und der Druck an der Matrize auf 390 MH/m beschränkt blieb (bei der entsprechenden Grundeinstellung ragte die Sperre ungefähr 3 mm in die Radnut hinein); bei gleichmäßigen Laufbedingungen wurde damit ein Ausstoß τοη 210 m/min gesichert» I?ür ein weiteres Hineinragen wurden folgende Ausstoßgeschwindigkeiten und Drehmomente (relativ zum Drehmoment bei Toller Geschwindigkeit) gemessen:

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Stelltiefe	Ausstoß	Relatives
mm	m/min	Drehmoment
4	180	0,95
5	150	0,85
6	120	0,75

Hinsichtlich noch größerer Einschnbtiefen der Sperre wird die Situation durch den !instand kompliziert, daß die einzelnen einzuspeisenden Teilchen möglicherweise nicht mehr in der Lage sind, ungehindert zwischen-Sperrschieber und lutgrund hindurchzngelangen; wenn es gewünscht wird, sehr niedrige Ausstoßgeschwindigkeiten ohne Reduzierung der Radgeschwindigkeit zu realisieren, dann solten vorzugsweise feiner zerkleinerte Teilchen, eingespeist oder aber anstelle des Sperrschiebers eine gravimetrische Einspeisevorrichtung genutzt werden,.

Claims

- 9 - 60 040 13 13.4.82 Erfindungsanapruch

1· Verfahren des kontinuierlichen reibungsgetriebenen Strangpressens, bestehend aus den Schritten der Materialeinspeisung an einem Ende eines zwischen ersten und zweiten Bauteilen gebildeten Durchganges, wobei das zweite Bauteil im Vergleich zum ersten Bauteil eine größere Oberfläche zur Bearbeitung des Materials aufweist, wobei der genannte Durchgang eine vom Einspeiseende entfernt liegende Sperrvorrichtung besitzt und wobei der Durchgang mindestens eine mit dem absperrbaren Ende verbundene Matrizenöffnnng aufweist und dem Schritt des Durchlaufens der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des zweiten Bauteiles in Abhängigkeit von der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des ersten Bauteiles, und zwar vom Eingang her in Richtung der Matrizenöffnung zum absperrbaren Ende dergestalt, daß der Reibungswiderstand der den Durchgang bestimmenden Oberfläche des zweiten Bauteiles das Material durch den Durchgang zieht und dabei im Material einen Druck erzeugt, welcher ausreicht, um das Material durch die Matrizenöffnung auszustoßen, gekennzeichnet dadurch, daß das- Material dem Durchgang in Teilchenform mit einem Durchsatz eingespeist wird, der niedrig genug i3t,. um jenem Durchsatz zu entsprechen,, mit welchem.das Material aus der Matrizenöffnung ausgestoßen wird, wobei dieser letztgenannte Durchsatz durch die Einspeisungsrate bestimmt wird und mit dieser wertgleich ist,

2· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Einspeisen des teilchenförmigen Materials in den Durchgang durch eine grayimetrische oder volumetrische Ein-

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speisevorrichtung erfolgt, die ohne einen nachgesehalteten Pufferspeicher-Vorratsbehälter arbeitet*

3» Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß das Einspeisen des teilchenförmigen Materials in den Durchgang vermittels eines Speicher-Vorratsbehälters erfolgt, welcher das Material dem Durchgang über eine verstellbare Verengung von gegenüber dem Durchgang geringerer Querschnitt sf lache einspeist·

4» Reibumgsgetriebene Strangpreßanlage,, gekennzeichnet dadurch, daß sie mit einer Einspeisungsvorrichtung versehen ist, welche teilchenförmiges Material dem Durchgang in einem Durchsatz einspeist, der niedrig genug ist, um jenem Durchsatz zu. entsprechen, mit dem,das Material aus der Matrizenöffnung ausgestoßen wird, wobei dieser letztgenannte Durchsatz durch die Einspeisungsrate bestimmt wird und mit dieser wertgleich ist.

5« Anlage nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei der Einspeisungsvorrichturrg um eine gravimetrische oder volumetrische Einspeisungsvorrichtung handelt, die. ohne einen nachgeschalteten Pufferspeicher-Vorratsbehälter arbeitet,

6, Anlage nach Punkt 4» gekennzeichnet dadurch, daß es sich bei der Einspeisevorrichtung um einen Speicher-Vorratsbehälter handelt, der teilchenförmiges Material dem Durchgang über eine verstellbare Verengung von gegenüber dem Durchgang geringerer Querschnittsflache einspeist.

Hierzu 3 Seiten Zeichnungen