Verfahren zum Strangpressen eines Hohlprofils od.dgl. Körpers aus einem Barren sowie Vorrichtung dafür

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Strangpressen eines Hohlprofils od.dgl. Körpers aus einem Barren, der in einer Rezipientenbohrung eines Aufnehmers geführt wird, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1. Zudem erfasst die Erfindung eine dafür besonders geeignete Vorrichtung.

[0002] Beim Strangpressen wird der duktil gewordene Werkstoff eines -- im Metallbereich etwa aus Bunt-, Sintermetallen oder Stahl, aber insbesondere aus einer Aluminiumlegierung vorgeformten -- erwärmten Gussbarrens oder Walzstababschnittes von einem Stempel -- oder beim hydrostatischen Strangpressen mittels einer Flüssigkeit -- aus einem Rezipienten durch einen oder mehrere Formquerschnitt/e eines die Pressrichtung querenden Formwerkzeuges gepresst. Beim direkten oder Vorwärtsstrangpressen bewegt sich der Stempel in Richtung des Ablaufes des entstehenden Profils auf den Formquerschnitt zu, beim indirekten oder Rückwärts-Strangpressen wird der Werkstoff gegen die Stempelrichtung durch ein Werkzeug gedrückt, das am hohlen Stempel festgelegt ist.

[0003] Zur Erzeugung von Hohlprofilen werden für den Strangpressvorgang sog. Hohlprofilwerkzeuge mit Matrizenplatte eingesetzt, wie sie beispielsweise die DE 24 46 308 A1 offenbart. Die Matrizenplatte ist zur Formgebung der Profilaußenkontur in einen Dornteil integriert. In letzterem ist ein Dorn -- bei Mehrkammerprofilen sind es mehrere Dorne -zur Formgebung der werdenden Innenkontur so festgelegt, dass der Dorn in die Matrizenplatte hinein und bis über deren formgebenden Bereich hinaus ragt. Bei diesem Verfahren wird der duktile Werkstoff über Einläufe so in das Presswerkzeug geleitet, dass die Teilstränge der einzelnen Einläufe unter Dorntragarmen -- in einer Schweisskammer - - wieder zusammenfließen und miteinander verschweißen. Beim weiteren Pressvorgang fließt der Werkstoff bzw. die Aluminiumlegierung an dem Dorn und dem Matrizendurchbruch vorbei und nimmt dabei die vorgesehene Gestalt des Hohlprofils an. Die Einläufe sind stets außen um den Profilhohlraum -- oder deren mehrere -- herum angeordnet; die Aluminiumlegierung wird dem formgebenden Bereich des Werkzeuges von außen und vor allem über mehrere Einläufe zugeführt. Sollten im Falle von Mehrkammerhohlprofilen Hohlprofilinnenbereiche von außen nicht ausreichend gespeist werden können, werden auch Materialeinläufe zur Speisung zusätzlich im Innenbereich des Hohlprofils vorgesehen. Stets sind die Haupteinläufe um die Außenkontur des Profilhohlraumes angeordnet.

[0004] Die Größe eines herstellbaren Hohlprofiles -- sein maximal möglicher Umkreisdurchmesser -- ist dabei durch den Rezipientendurchmesser und die Größe der außen um den Hohlraum angeordneten Einläufe sowie die Tragfähigkeit der erwähnten Dorntragarme begrenzt.

[0005] Im allgemeinen ist bei marktüblichen Strangpressen die mit diesen herstellbare Profilgröße durch die Pressengröße, den verwendeten Rezipientendurchmesser und die Werkzeugtragfähigkeit begrenzt. Mit der Dimensionierung letzterer bei Großhohlprofilen mit großer Dornfläche beschäftigen sich die erwähnte DE 24 46 308 sowie die DE 28 12 690 der Anmelderin. Auch die Güte der Pressnähte wird durch das Einfließen der Pressbolzenrandzone in die Außeneinläufe im Strangpresswerkzeug beeinflusst mit der möglichen Folge, zum Abdrehen des Pressbolzens vor dessen Einsatz gezwungen zu sein. Desweiteren wird die Formgebungsfähigkeit und Lebensdauer der Strangpresswerkzeuge durch die hohe Belastung der Werkzeugdornfläche und den durch diese hohe Belastung verursachten Kriechvorgang sowie die Durchbiegung erheblich vermindert.

[0006] Zu beachten ist auch, dass Metallbarren, insbesondere solche aus Aluminiumlegierungen, mit Verunreinigung -- beispielsweise Schmierstoffresten -- sowie mit einer Oxidschicht überzogen sind. Vor allem die Oxidpartikel an der Barrenstirn und Mantelfläche können sich als äußerst schädlich für das Gefüge des Profils erweisen; die durch sie entstehende Zone mit verunreinigenden Einschlüssen ist -- in Abhängigkeit von Profilform und Pressgeschwindigkeit -- verhältnismäßig lang und zwingt bei zunehmenden Qualitätsanforderungen dazu, immer längere Profilabschnitte als Abfall aus dem entstehenden Strang herauszunehmen - mit allen sich daraus ergebenden Folgen abnehmender Wirtschaftlichkeit bei schrumpfendem Profilausstoß.

[0007] Die JP-A-05 007 925 gibt eine Vorrichtung zum Strangpressen wieder mit einem Rezipienten vorgesetztem Werkzeugblock, in welchem mehrere nach außen geneigte Kanäle eine flache Eingangsmulde mit einem Formgebungsquerschnitt verbinden. An die Werkzeugeinlaufseite schließt ein Rezipient an, dessen Rezipientenbohrung geringfügig breiter ist als jene Einlaufmulde, um an der Bolzenwandung vorhandene Verunreinigungen abzustreifen. Bei einer anderen Ausführung ist der Rezipientenbohrung ein Teller nachgeordnet mit einer sich konisch erweiternden mittigen Öffnung, welche in eine die Pressrichtung ringförmig umgebende Kammer übergeht; letztere endet anderseits mit einem Ringspalt, der in die Formöffnung führt.

[0008] In Kenntnis dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, herstellbare Profilweiten von der Pressengeometrie möglichst weitgehend unabhängig werden zu lassen. Zudem sollen beim Strangpressen insbesondere von Aluminiumlegierungen auftretende Verunreinigungsbereiche unterbunden werden.

[0009] Zur Lösung dieser Aufgabe führt die Lehre der unabhängigen Patentansprüche; die Unteransprüche geben günstige Ausgestaltungen an. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale.

[0010] Erfindungsgemäß wird der Werkstoff des Barrens unter dem Pressdruck in einen zentralen Einlauf des Formwerkzeuges eingebracht und die dabei entstehende duktile Masse in einem Winkel zur Pressrichtung nach außen durch mehrere Kanäle zum Formgebungsquerschnitt geführt. Das Pressgut gelangt also nicht'mehr durch mehrere außen um das Hohlprofil angeordnete Einläufe zum Formgebungsbereich, sondern wird durch eine zentrische Einlauföffnung im Inneren des Hohlprofilhohlraums zugeführt. Von diesem Mitteneinlauf aus fließt das Pressgut nach der erfindungsgemäßen Lehre über radial und nach außen geneigt angeordnete Kanäle einer großen Schweißkammer und dem Formgebungsbereich zu.

[0011] Der Umkreis des herzustellenen Profils kann deutlich größer sein als der Rezipientendurchmesser.

[0012] Im Rahmen der Erfindung liegt auch eine Vorrichtung zum Strangpressen eines Hohlprofiles od.dgl. Körpers aus einem Barren, der in einer Rezipientenbohrung eines Aufnehmers geführt und mittels eines Pressstempels in Pressrichtung jenem Formgebungsquerschnitt zugeführt wird, bei der von der Werkzeugeinlaufseite des Formwerkzeuges her in dieses ein etwa mittiger Einlauf innerhalb des Profilhohlraumes eingeformt ist, von dessen Wandung in einem Winkel von vorzugsweise mehr als 90° zur Matrizenstirn mehrere armartige Kanäle ausgehen; an diese schließt der einer Schweißkammer nachgeordnete Formgebungsquerschnitt an.

[0013] Bei rotationssymmetrischen Profilen ist der Mitteneinlauf bevorzugt im Zentrum des Werkzeuges angeordnet. Bei unregelmäßigen Profilformen wird der Flächenschwerpunkt des Einlaufes möglichst im Masseschwerpunkt des Profiles oder in Werkzeugmitte -- oder in einem anderen geeigneten Bereich des Profilhohlraumes -- vorgesehen.

[0014] Sollen Hohlprofile mit großem Seitenlängenverhältnis oder asymmetrischer Profilform hergestellt werden, wird die erforderliche mengengleiche Materialzuführung nach einem weiteren Merkmal der Erfindung über wenigstens zwei der beschriebenen Mitteneinläufe erreicht, die jeweils zentrales Einlaufelement für die -- von ihnen nach außen geneigt -- ausgehenden Kanäle sind.

[0015] Bei bestimmten Profilquerschnitten mag es in Sonderfällen notwendig werden, zur Speisung bestimmter Profilpartien neben dem zentralen Mitteneinlauf Materialzuführungskanäle auch außerhalb des Mitteneinlaufs bzw. des Profilhohlraumes anzuordnen. In all diesen Sonderfällen dient der sog. Mitteneinlauf ebenfalls als Haupteinlauf; jene Materialzuführungskanäle haben lediglich eine ergänzende Funktion.

[0016] Das Herstellen von Rundrohren unterschiedlicher Durchmesser und Wanddicken kann mit Mitteneinlaufgrundwerkzeugen erfolgen, bei denen vorteilhafterweise Dornringe unterschiedlicher Außendurchmesser und Matrizenplatten unterschiedlicher Innendurchmesser in festgelegten Querschnittsbereichen vorgesehen werden.

[0017] Einer der mit der erfindungsgemäßen Vorgehensweise erzielten Vorzüge ist, dass die herstellbare Profilgröße durch Pressengröße und Rezipientendurchmesser geometrisch nicht begrenzt wird; es können mit kleinem Rezipientendurchmesser auch auf Strangpressen mit verhältnismäßig geringer Presskraft Rohre oder Hohlprofile mit großem Umkreisdurchmesser hergestellt werden, da die für die Umformung erforderlichen Pressgutmengen über Mitteneinläufe mit kleinem Öffnungsquerschnitt -- also kleinem Öffnungsdurchmesser -- der Formgebungszone zugeführt werden können. Es wird also möglich, Profile mit kleiner Querschnittsfläche bei großem Umkreisdurchmesser auch unter Einsatz schwer umformbarer Werkstoffe aus kleinen Rezipienten mit hohem spez. Druck zu formen, wodurch das herstellbare Querschnittsspektrum stark erweitert wird.

[0018] Von besonderer Bedeutung ist, dass der Werkstoff stets aus der Pressbolzenmitte dem Werkzeug zugeführt und erst im Werkzeug selbst nach außen zum Formgebungsbereich hin verteilt wird. Pressgut aus dem verunreinigten Pressbolzenrandzonenbereich kann nicht in das Werkzeug einfließen. Das Material des verunreinigten Randzonenbereiches wird im Pressrest gesammelt und dieser am Pressgangende abgeschert. Dadurch kann das -- für größere Querschnitte in alten Pressen u.U. erforderliche -- Abdrehen der Pressbolzen beim erfindungsgemäßen Werkzeug grundsätzlich entfallen.

[0019] Die Werkzeugbelastung ist in dem für die Profilformgebung wichtigen Bereich -- nämlich im Dornteilinneren -- wesentlich tiefer, da die Belastung nur über die Querschnittsöffnung des Mitteneinlaufes aufgebaut wird und nicht wie bei konventionellen Werkzeugen über die gesamte Querschnittsfläche auf die Werkzeugeinlaufseite projezierten Profil-Hohlraumflächen.

[0020] Die Hauptbelastung über den zu verpressenden Pressbolzenquerschnitt erfolgt im Werkzeugbereich außerhalb des zentralen Einlaufes- oder der Mitteneinläufe. Diese Belastung kann über den Außenbereich des Werkzeuges -- also den nicht formgebenden Bereich -- über Stützwerkzeuge aufgenommen werden.

[0021] Die verfahrensmäßig geringere Werkzeugbelastung ergibt bei längerer Nutzung formgerechtere Profile oder erlaubt bei gleicher Nutzungszeit die Herstellung von leichteren Profilquerschnitten oder solchen aus schwer umformbaren Profilwerkstoffen.

[0022] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung; diese zeigt in

Fig. 1:

eine Schrägsicht auf einen Teil einer Strangpresse mit einem horizontal verlaufenden Pressstempel;

Fig. 2:

einen gegenüber Fig. 1 vergrößerten und geschnittenen Ausschnitt aus einer anderen Strangpresse;

Fig. 3:

einen Längsschnitt durch einen skizzenhaft dargestellten Aufnehmer der Strangpresse mit in Pressrichtung in Abstand vorgeordnetem Pressstempel und nachfolgendem Formwerkzeug;

Fig. 4,5,6:

der Fig. 3 etwa entsprechende Darstellungen unterschiedlicher Stellungen von Aufnehmer und Pressstempel;

Fig. 7,9,11,13:

schematisierte Frontansichten von Formwerkzeugen unterschiedlicher Ausführungen;

Fig. 8,10,12,14:

jeweils den Querschnitt durch Fig. 7 nach deren Linie VIIIVIII, durch Fig. 9 nach deren Linie X-X, durch Fig. 11 nach deren Linie XII-XII, durch Fig. 13 nach deren Linie XIV-XIV;

Fig. 15:

einen Längsschnitt durch ein Formwerkzeug mit Darstellung des Belastungsflusses;

Fig. 16:

eine Schrägsicht auf ein teilweise geschnittenes Formwerkzeug.

[0023] Eine Strangpresse 10 zum direkten Strangpressen von Profilen 12 weist gemäß Fig. 1 an einem Presszylinder 14 einen Pressstempel 16 auf, der in der Längsachse A einer einen Rezipienten oder Aufnehmer 18 durchsetzenden Bohrung 19 verläuft. Der Durchmesser d einer Pressscheibe 17 an der freien Stirnfläche des Pressstempels 16 ist geringfügig kürzer als der freie Bohrungsdurchmesser d₁, so dass der Pressstempel 16 in die sog. Rezipientenbohrung einzutauchen vermag. Der erwähnte freie Bohrungsdurchmesser d₁ wird von der Innenfläche 20 einer in den Aufnehmer 18 bzw. dessen Bohrung 19 eingesetzten Rezipientenbüchse 21 begrenzt. Folgend wird der Innenraum dieser Rezipientenbüchse 21 als Rezipientenbohrung 22 bezeichnet.

[0024] Der maximale Abstand zwischen einer stempelseitigen Rezipientenfront 23 und der Pressscheibe 17 in -- nicht dargestellter -- Ruhelage des Pressstempels 16 ist so bemessen, dass der Rezipientenbohrung 22 ein bei 24 angedeuteter Block oder Barren aus Leichtmetall -- insbesondere aus einer vorgewärmten Aluminiumlegierung -- durch einen Ladeschlitten 26 vorgesetzt und vom Pressstempel 16 in Pressrichtung x in die Rezipientenbohrung 22 eingeschoben werden kann.

[0025] Nahe einer dem Pressstempel 16 fernliegenden Rezipientenstirn 23_a ruht in einem Matrizenhalter 28 an einem Querhaupt 30 eine plattenartige Matrize als Formwerkzeug 32. Dieser folgt in Fig. 1 -- in Pressrichtung x -- ein Austragskanal 34 des Querhauptes 30, durch den das in einem Formquerschnitt der Matrize 32 entstehende Profil 12 entfernt wird. Oberhalb des Rezipienten 18 ist in Fig. 1 eine Hubeinrichtung 36 für ein Schermesser 38 zu erkennen, das radial zu einem Spalt 40 zwischen Aufnehmer 18 und Formwerkzeug 32 bewegbar vorgesehen ist.

[0026] Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 2 ist zwischen dem Rezipienten 18 und der plattenartigen Matrize 32 ein Dornteil 33 zur Erzeugung einer Innenkontur eines entstehenden Profils 12_a vorhanden. Der Matrizenplatte folgt in Pressrichtung x eine Druckplatte 42 in einem Druckplattenhalter 44. An jene Druckplatte 42 schließt ein Druckring 46 und an diesen ein Schleißring 48 im Querhaupt 30 an. Bei 50 ist eine Werkzeugaufnahme für den Werkzeughalter 28, den Druckplattenhalter 44 und den Druckring 46 angedeutet.

[0027] Am Ende eines Pressvorgangs findet sich am stempelfernen Ende der Rezipientenbohrung 22 an der dieser zugekehrten Werkzeugfläche ein sog. Pressrest 52, von dem sich die Pressscheibe 17 entfernt hat. Jene Werkzeugfläche bleibt dank eines vom Überstand h der Rezipientenbüchse 21 gebildeten Mündungskragens 54 in Abstand zur Rezipientenstirn 23_a. Auch an der hinteren Rezipientenfront 23 umgibt die Rezipientenbohrung 22 ein Ringkragen 56 als Überstand der Rezipientenbüchse 21.

[0028] Beim Einschieben eines neuen Barrens 24 nähert sich das freie Barrenende dem Pressrest 52 einer beispielsweisen Dicke a von 80 mm. Der heckwärtige Barrenüberstand e beträgt höchstens 20 mm.

[0029] Nunmehr wird der Rezipient oder Aufnehmer 18 -- beispielsweise um mehr als 450 mm -- so weit zurückgefahren, bis der Pressrest 52 freisteht (Fig. 5). Ragt der Barren 24 gemäß Fig. 6 in einer Kraglänge t von z.B. etwa 10 mm über den Mündungskragen 54 hinaus, wird der Barren 24 mit dem Pressstempel 16 angestaucht; der Barren 24 soll bei einem nachfolgenden Schervorgang nicht durch das Schermesser 38 verschoben werden können. Vor diesem Schervorgang wird der Aufnehmer 18 gegen die Pressrichtung x zurückgefahren, bis die hintere Werkzeugfläche des Formwerkzeuges bzw. der Matrize 32 in einem Abstand zur Rezipientenstirn 23_a steht. In dieser Stellung werden Aufnehmer 18 und Matrize 32 zeitweilig fixiert.

[0030] Durch Absenken einer in Fig. 1 angedeuteten Scherklinge des Schermessers 38 wird der Pressrest 42 oder eine -- vom erwähnten Überstand der Kraglänge t des Barrens 24 bestimmte -- Stirnscheibe 58 des Barrens 24 -- und damit dessen in Pressrichtung x weisende Stirnfläche 60 -- entfernt; an dieser Barrenstirnfläche 60 hat sich vor den hier erörterten Vorgängen eine Oxidschicht gebildet, deren Oxidpartikel bei Übernahme in das entstehende Profil 12 störende Verunreinigungen erzeugen würden. Durch Entfernen der Stirnscheibe 58 mit der Barrenstirnfläche 60 entsteht eine oxidschichtfreie Barrenstirn.

[0031] Nach dem Schervorgang wird der Aufnehmer 18 wieder an die Matrize bzw. das Formwerkzeug 32 gefahren - der Pressvorgang kann von neuem beginnen.

[0032] Die Fig. 7, 8 stellen ein tellerartiges Formwerkzeug bzw. eine Matrize 32 des Durchmessers n von hier etwa 500 mm aus zwei Matrizenteilen 31, 31_a zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Rohres 12_r od.dgl. Hohlprofils kreisförmigen Querschnitts mit dem Innendurchmesser q von hier 236 mm vor. In Pressrichtung x ist in die stempelwärtige Matrizenstirn 62 des stempelnäheren Dorn- oder Matrizenteils 31 ein sog. Mitteneinlauf 64 kegelstumpfartiger Gestalt -- mit der Matrizenachse M als Symmetriegerader -- eingeformt; der Durchmesser d₂ von dessen Einlaufkontur K mißt 170 mm. Von der in einem Winkel w zur Matrizenstirn 62 mit hier 65° geneigten Einlaufwand 65 gehen armartige Kanäle 66 ab, deren in die Bildebene fallende Kanalaußenkontur 67 etwa parallel zu der in dieser Bildebene diametral fernliegenden Kontur der Einlaufwand 65 verläuft und mit der anderen sichtbaren -- benachbarten -- Kontur der Einlaufwand 65 einen Winkel w₁ von hier 50° begrenzen. Diese -- in Draufsicht der Fig. 7 sich in Pressrichtung x allmählich zu einem domartigen Endabschnitt 66_e verjüngenden -- Kanäle 66 enden in Pressrichtung x an einer ringförmigen Schweißkammer 68, der ein kreisförmiger Formgebungsquerschnitt 70 der Breite z -- für die entsprechende Wanddicke des Rohres 12_r -- folgt. Der Formgebungsquerschnitt 70 wird innenseitig von der hier ringförmigen Umfangsfläche 72 einer Dornanformung 74 begrenzt.

[0033] Das Pressgut wird also nicht -- wie üblich -- durch mehrere außen um das Hohlprofil oder Rohr 12_r angeordnete Einläufe dem Formgebungsbereich zugeführt, sondern nur durch jenen Mitteneinlauf 64. Während des weiteren Pressvorgang wird das Pressgut über die radial geneigt angeordneten Kanäle 66, 66_a aus dem Mitteneinlauf 64 nach außen hin jener Schweißkammer 68 und dem Formgebungsquerschnitt 70 zugeführt.

[0034] Bei unregelmäßigen Profilformen wird der Flächenschwerpunkt des Einlaufes möglichst im Masseschwerpunkt des Profiles oder in Werkzeugmitte M -- bzw. in einem anderen geeigneten Bereich des Profilhohlraumes -- vorgesehen.

[0035] Wie die Fig. 9, 10 verdeutlichen, können auch Hohlprofile 12_p polygoner oder asymmetrischer Profilform mit einem Mitteneinlauf 64_a geformt werden. Dessen Einlaufwand 65 erzeugt nach Fig. 10 eine asymmetrische Querschnittsgestalt, d.h. die Matrizenachse M liegt außerhalb der Einlaufachse M₁. Bei solchen asymmetrischen Profilformen oder Hohlprofilen 12_p bzw. 12_k mit großem Seitenlängenverhältnis kann die erforderliche mengengleiche Materialzuführung über wenigstens zwei der beschriebenen Mitteneinläufe 64 erreicht werden, wie etwa die Fig. 11, 12 am Formwerkzeug 32_a andeuten. Hier verlaufen die Mittelachsen M₁ der Mitteneinläufe 64 in radialem Abstand k zur Matrizenachse M.

[0036] Das Herstellen von Rundrohren 12_r unterschiedlicher Durchmesser q und Wanddicken y kann mit Formwerkzeugen 32_b erfolgen, bei denen Dornringe 76 unterschiedlicher Außendurchmesser und Matrizenplatten 31_a unterschiedlicher Innendurchmesser in festgelegten Querschnittsbereichen vorgesehen werden.

[0037] Fig. 15 ist zu entnehmen, dass die Werkzeugbelastung P in dem für die Profilformgebung wichtigen Bereich -- nämlich im Inneren des Dornteils 31 -- wesentlich geringer ist, da die Belastung nur über die Querschnittsöffnung des Mitteneinlaufs 64 aufgebaut wird und nicht -- wie bei konventionellen Werkzeugen -- über die gesamte Querschnittsfläche der auf die Werkzeugeinlaufseite 62 projizierte Profil-Hohlraumflächen.

[0038] Die Hauptbelastung über den zu verpressenden Pressbolzenquerschnitt erfolgt im Werkzeugbereich außerhalb des Mitteneinlaufs oder der Mitteneinläufe 64. Diese Belastung kann entsprechend den Pfeilen Q über den Außenbereich des Formwerkzeuges 30 -- also den nicht formgebenden Bereich -durch Stützwerkzeuge aufgenommen werden.

[0039] Die Schrägsicht der Fig. 16 auf ein Dornteil 31 einer Matrize 32 zeigt eindrücklich deren Aufbau mit dem Mitteneinlauf 64, den anschließenden Kanälen 66 sowie einer in der Matrizenachse abragenden, die Profilinnenfläche -- und damit die innere Grenze 72 des Formgebungsquerschnitts 70 -bestimmenden Dornanformung 74 plattenförmiger Gestalt.

Ansprüche

1. Verfahren zum Strangpressen eines Hohlprofils od.dgl. Körpers (12, 12_a) aus einem Barren (24), der in einer Rezipientenbohrung (22) eines Aufnehmers (18) geführt und mittels eines Pressstempels (16) in Pressrichtung (x) einem Formgebungsquerschnitt (70) eines Formwerkzeuges (32, 32_a, 32_b) zugeführt wird, wobei der Barrenwerkstoff unter Pressdruck in einen zentralen Einlauf (64, 64_a) des Formwerkzeuges (32, 32_a, 32_b) eingebracht und die dabei entstehende duktile Masse in einem Winkel zur Pressrichtung (x) nach außen durch mehrere Kanäle (66) zum Formgebungsquerschnitt (70) geführt wird,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hauptbelastung durch den Pressdruck außerhalb des zentralen Einlaufes (64, 64_a) und des formgebenden Bereiches in Stützwerkzeuge abgeleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Profile hergestellt werden, deren Umkreis erheblich größer ist als der Durchmesser des Aufnehmers (18).

3. Vorrichtung zum Strangpressen eines Hohlprofiles (12, 12_a, 12_k, 12_p, 12_r) od.dgl. Körpers aus einem Barren (24), der in einer Rezipientenbohrung (22) eines Aufnehmers (18) geführt und mittels eines Pressstempels (16) in Pressrichtung (x) einem Formgebungsquerschnitt (70) eines Formwerkzeuges (32, 32_a, 32_b) zugeführt wird, von dessen Werkzeugeinlaufseite (62) her in dieses eine etwa mittige Einformung (64, 64_a) innerhalb einer Verlängerung des Profilhohlraumes eingeformt ist, von deren Wandung (65) mehrere in einem Winkel zur Pressrichtung (x) nach außen geneigte armartige Kanäle (66) ausgehen, an welche der Formgebungsquerschnitt (70) anschließt zur Durchführung des Verfahrens nach einem der voraufgehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (65) der als Einlauf (64) kegelstumpfartiger Ausgestaltung ausgebildete Einformung in Pressrichtung (x) mit der Matrizenachse (M) einen spitzen Winkel einschließt, und dass die Hauptbelastung durch den Pressdruck außerhalb des zentralen Einlaufes (64, 64_a) und des formgebenden Bereiches in Stützwerkzeuge abgeleitet wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kanäle (66) von der Wandung (65) des Einlaufes (64)in einem Winkel (w + w₁) von mehr als 90° zur Matrizenstirn (62) ausgehen und der Formgebungsquerschnitt (70) einer Schweißkammer (68) nachgeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kanäle (66) zu einem domartigen Endabschnitt (66_e) verjüngen.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandung (65) des Einlaufes (64) mit der Matrizenstirn (62) einen Winkel (w) von 65° einschließt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, gekennzeichnet durch einen Winkel (w₁) von 50° zwischen der Wandung (65) des Einlaufes (64) und den Außenkonturen (67) der Kanäle (66).

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, gekennzeichnet durch ein Verhältnis des Innendurchmessers (q) des Formgebungsquerschnittes (70) zum Einlaufdurchmesser (d₂) von 1,4.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (64) für ein rotationssymmetrisches Profil (12_r) etwa im Zentrum (M) des Formwerkzeuges (32) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlauf (64) für ein Profil (12_k, 12_p) unregelmäßiger Kontur etwa in dessen Masseschwerpunkt oder in Werkzeugmitte vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrizenachse (M) außerhalb der Einlaufachse (M₁) angeordnet ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, gekennzeichnet durch wenigstens zwei benachbarte Einläufe (64) des Formwerkzeuges (32_a), die jeweils zentrales Einlaufelement für die von ihnen nach außen geneigt ausgehenden Kanäle (66) sind.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittelachsen (M₁) der Einläufe (64) in radialem Abstand (k) zur Matrizenachse (M) verlaufen.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass ihrem Formwerkzeug (32_b) Dornringe (76) unterschiedlicher Außendurchmesser und Matrizenplatten (31_a) unterschiedlicher Innendurchmesser auswechselbar zugeordnet sind (Fig. 13, 14).

Claims

1. Process for extruding a hollow section (12, 12_a) or the like from a billet (24) which is introduced into the bore (22) of a container (18) and, by means of an extrusion stem (16), is fed in the direction of extrusion (x) into a shape-forming opening (70) of a die (32, 32_a, 32_b), whereas the billet material is pressed into a central inlet (64, 64_a) of the die (32, 32_a, 32_b) and the resultant ductile mass fed outwards at an angle to the direction of extrusion (x) through a plurality of channels (66) to the shape-forming cross-section (70),
characterized in
that the main load is applied by the extrusion force acting outside the central inlet (64, 64_a) and the shape-forming region, and is diverted to the die-supporting parts.

2. Process according to claim 1, characterized in that profiles or sections are manufactured with a diameter of circumscribing circle which is much larger than the diameter of the container (18).

3. Device for extruding a hollow section (12, 12_k, 12_p, 12_r) or the like from a billet (24), which is fed in the bore (22) of a container (18) and is pressed by an extrusion stem (16) in the direction of extrusion (x) into a shape-forming cross-section (70) of a die (32, 32_a, 32_b), of its inlet end (62) into the die (32, 32_a, 32_b) an approximately central inlet (64, 64_a) is provided within an extension to the hollow space in the section, that a plurality of arm-like channels (66) run from the wall (65) and connect to the shape-forming cross-section (70) for the purpose of performing the process according to one of the claims 1 and 2, characterised in that the wall (65) of the inlet (64) which is blunted-cone in shape with the axis (M) of the die forms an acute angle.

4. Device according to claim 3, characterised in that the channels (66) run from the wall (65) of the inlet (64) at an angle (w + w₁) of more than 90° to the end face (62) of the die, and that the shape-forming cross-section (70) is following a welding chamber (68).

5. Device according to one of the claims 3 or 4, characterised in that the channels (66) are tapering to a dome-like end section (66_e).

6. Device according to one of the claims 3 to 5, characterised in that the wall (65) of the central inlet (64) together with the end face (62) embrace an angle (w) of 65°.

7. Device according to one of the claims 3 to 6, characterised in by an angle (w₁) of 50° between the wall (65) of the inlet (64) and the outer contours (67) of the channels (66).

8. Device according to one of the claims 3 to 7, characterised in a ratio of the inner diameter (q) of the shape-giving cross-section (70) to the diameter of the inlet contour (d₂) of 1.4.

9. Device according to claim 3 or 4, characterised in that the inlet (64) for a rotationally symmetric section (12_x) is situated approximately in the middle (M) of the die (32).

10. Device according to claim 3 or 4, characterised in that the inlet (64) for a profile (12_k, 12_p) of irregular contour is situated approximately at the centre of gravity according to section mass or at the middle of the die.

11. Device according to claim 10, characterised in that the die axis (M) of the die lies outside the inlet axis (M1).

12. Device according to one of the claims 3 or 4, characterised in at least two neighbouring inlets (64) of the die (32_a) which are the respective central inlet elements for the channels (66) running out from them inclined.

13. Device according to claim 12, characterised in that the central axes (M₁) of the inlets (64) is running in a radial distance (k) to the central axis (M).

14. Device according to one of the claims 3 to 13, characterised in that its shaping die (32_b) features exchangeable mandrel rings (76) of different outer diameter and die plates (31_a) of different inner diameter (Fig. 13, 14).

Revendications

1. Procédé d'extrusion d'un profilé creux ou d'un corps similaire (12, 12_a) à partir d'une barre (24) qui est guidée dans un perçage de réception (22) d'un récepteur (18) et qui est amenée au moyen d'un piston de presse (16) en direction de compression (x) à une section transversale de façonnage (70) d'un outil de façonnage (32, 32_a, 32_b), le matériau en barre étant introduit sous pression de compression dans une entrée centrale (64, 64_a) de l'outil de façonnage (32, 32_a, 32_b) et la masse ductile alors produite étant amenée à la section transversale de façonnage (70) sous un angle par rapport à la direction de compression (x) vers l'extérieur à travers plusieurs canaux (66),
caractérisé en ce que
la charge principale due à la pression de compression est détournée dans des outils de soutien en dehors de l'entrée centrale (64, 64_a) et de la région de façonnage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fabrique des profilés dont la circonférence est considérablement plus grande que le diamètre du récepteur (18).

3. Dispositif d'extrusion d'un profilé creux (12, 12_a, 12_k, 12_p, 12_r) ou d'un corps similaire à partir d'une barre (24) qui est guidée dans un perçage de réception (22) d'un récepteur (18) et qui est amenée au moyen d'un piston de presse (16) en direction de compression (x) à une section transversale de façonnage (70) d'un outil de façonnage (32, 32_a, 32_b), depuis le côté entrée d'outil (62) duquel un creux (64, 64_a) approximativement médian est formé à l'intérieur d'un prolongement de la cavité de profilé, depuis la paroi (65) duquel partent plusieurs canaux (66) en forme de bras inclinés vers l'extérieur sous un angle par rapport à la direction de compression (x), auxquels se raccorde la section transversale de façonnage (70) pour exécuter le procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la paroi (65) du creux réalisé sous forme d'entrée (64) de configuration tronconique forme en direction de compression (x) un angle aigu avec l'axe de matrice (M), et en ce que la charge principale due à la pression de compression est détournée dans des outils de soutien en dehors de l'entrée centrale (64, 64_a) et de la région de façonnage.

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les canaux (66) partent de la paroi (65) de l'entrée (64) sous un angle (w + w₁) de plus de 90° par rapport à la face frontale de matrice (62) et en ce que la section transversale de façonnage (70) est suivie d'une chambre de soudage (68).

5. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que les canaux (66) se rétrécissent pour former un tronçon d'extrémité (66_e) en forme de dôme.

6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la paroi (65) de l'entrée (64) forme avec la face frontale de matrice (62) un angle (w) de 65°.

7. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 6, caractérisé par un angle (w₁) de 50° entre la paroi (65) de l'entrée (64) et les contours extérieurs (67) des canaux (66).

8. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 7, caractérisé par un rapport de 1,4 entre le diamètre intérieur (q) de la section transversale de façonnage (70) et le diamètre d'entrée (d₂).

9. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'entrée (64) pour un profilé (12_r) à symétrie de révolution est agencée approximativement au centre (M) de l'outil de façonnage (32).

10. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé en ce que l'entrée (64) pour un profilé (12_k, 12_p) de contour irrégulier est prévue approximativement au centre de gravité de masse de celui-ci ou au milieu de l'outil.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'axe de matrice (M) est agencé en dehors de l'axe d'entrée (M₁).

12. Dispositif selon l'une ou l'autre des revendications 3 et 4, caractérisé par au moins deux entrées (64) voisines de l'outil de façonnage (32_a) qui sont chacune un élément d'entrée central pour les canaux (66) partant de celles-ci avec inclinaison vers l'extérieur.

13. Dispositif selon la revendication 12, caractérisé en ce que les axes médians (M₁) des entrées (64) s'étendent à distance radiale (k) de l'axe de matrice (M).

14. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 13, caractérisé en ce qu'à son outil de façonnage (32_b) sont associés de manière interchangeable des anneaux de mandrins (76) de différents diamètres extérieurs et des plaques de matrices (31_a) de différents diamètres intérieurs (figures 13, 14).

Zeichnung