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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus hartem Metall.
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in der gewollten Weise beizubehalten. Da das Werkstück während der Bearbeitung unverrückbar feststeht, lässt sich dies mittels des einstellbaren konischen Dornes mit Sicherheit überreichen.
An Hand der Zeichnung ist die Erfindung weiter erläutert. Fig. 1 zeigt rein schematiseh und beispielsweise eine Maschine zur Ausführung des Verfahrens und Fig. 2 eine Einzelheit des Getriebes. a ist der an seinem vorderen Ende konische Dorn und b ist das rohrförmige Werkstück. Die Walzsektoren c und d sind mit ihren Achsen e und t drehbar in dem Schlitten 9 gelagert. Dieser wird von einer Kurbel h aus hin und her bewegt. Zum schrittweisen Vorschub des Werkstückes b dient die Gewindespindel i und die Gewindemutter k, die mit einer das Werkstück b umfassenden Spannmuffe I verbunden ist. Während der Bearbeitung des Werkstückes durch die Walzsektoren c und d wird das Werkstück 6 durch die Spannmuffe I unverrückbar festgehalten.
Nach jedem Reduktionsschritt wird das Werkstück b auf dem feststehenden Dorn a vorgeschoben. Der Halter m des Dornes ist aber mit einer Stellschraube n verbunden, die eine Änderung der axialen Einstellung des Dornes a zu dem
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gehen des Schlittens 9 wird dadurch herbeigeführt, dass der Walzsektor c, wie es bei Fig. 2 ersichtlich ist, mittels eines Zahnkranzes in eine ortsfest angebrachte Zahnstange o eingreift, während, was aus Fig. 2 nicht ohne weiteres ersichtlich ist, der entsprechend schmälere Zahnkranz des andern Walzsektors d mit dem Zahnkranz des Walzsektors c zusammenarbeitet. Die Snannmuffe ! ist mit dem Rohre drehbar, da dieses zuweilen auch gedreht werden muss.
Diese Schilderung einer Ausführungs- form der Maschine, die an sieh bekannt ist, dient aber nur der Erläuterung.
Der Erfindung gemäss soll nun so verfahren werden, dass sich unmittelbar vor den exzentrischen Arbeitsflächen a : und y der Walzsektoren e und d am Werkstück b kein Material wellenartig aufwirft oder dass das Aufwerfen wenigstens auf das denkbar geringste Mass beschränkt wird. In Fig. 3 und 4 ist in grösserem Massstab der vordere Teil des Dornes a und des Werkstückes b in zwei verschiedenen Arbeitsstufen (Anfang und Ende der Bearbeitung durch die Walzsektoren) wiedergegeben. Schematiseh ist auch die Grundlinie z der exzentrischen Arbeitsfläche des einen Walzsektors c angedeutet, ebenso die allmählich fortschreitende Verengung des Kalibers.
An die exzentrisch verlaufende Grundlinie z schliessen sich nach beiden Seiten konzentrische Linien z', z"an. Das konische Ende des Dornes a besteht bei der dargestellten Ausführungsform aus drei Stufen 1, 2, B. Die Stufen haben Kegelflächen derart, dass die Kegelwinkel fortschreitend abnehmen, die Neigung der Kegelerzeugenden zu der Achse in Stufe 1 also am grössten ist.
Die exzentrische Grundlinie z der Arbeitsfläche des Walzsektors ist so ausgebildet, dass sie den konischen Stufen 1 und 2 sowie dem ersten Teil der konischen Stufe 3 des
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des Dornes und die zylindrische Strecke 3"dem, wie später noch dargelegt wird, etwa in der Mitte der konischen Dornstufe 8 sich abhebenden fertigen Rohr mit dem gewollten Querschnitt entspricht.
Bemerkt sei noch, dass in den Fig. 3 und 4 für die Querabmessungen des Dornes und des Werkstückes ein grösserer Massstab als für die Längenabmessungen gewählt worden ist, um den Unterschied in den Stufen deutlicher erkennbar zu machen.
Beim Beginn des Arbeitshubes (Fig. 3) ist das rohrförmige Werkstück b auf dem Dorn a so vorgeschoben, dass über der Stufe 1 des Dornes ein Hohlraum verbleibt, der nun zunächst beim Abwälzen der exzentrischen Arbeitsfläche des Walzsektors allmählich zugedrückt wird, wobei das Werk- stück gleichzeitig eine Verlängerung erfährt, ohne dass sich Material am Werkstück vor dem Walzsektor aufwirft. Wenn nur der Durchmesser, nicht aber auch die Wandstärke des Werkstückes vermindert werden würde, so würde sieh dieser Vorgang in derselben Weise vollziehen.
Die Verhältnisse sind aber so gewählt, dass auch bei der gleichzeitig beabsichtigten und erreichten Verminderung der Wandstärke sich bei dem weiteren Abwälzen der exzentrischen Arbeitsflächen kein Material vor den Walzsektoren aufwirft. Damit wird erreicht, dass trotz der Kaltbearbeitung und trotz der Härte des Metalles sowie trotz der in einem Arbeitsgang ohne Zwischenglühung zu erzielenden sehr weitgehenden Reduktion (stets über 40%, aber auch über 80% und weiter) die Bemessung der Wandstärke besonders
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stückes während der Bearbeitung die Erschütterungen sowie die Spannungen und Entspannungen in Werkstück und Werkzeug verhindert oder doch auf das Mindestmass beschränkt werden.
Der verringerte Arbeitswiderstand ist natürlich aber auch schon an sich von Vorteil für das Verfahren und die Maschine. Wenn die exzentrische Grundlinie z der Arbeitsfläche sich ganz abgewälzt hat, was etwa in der Mitte der letzten Dornstufe 3 der Fall ist, so ist die Reduktion beendigt und das Werkstück hebt sich nun (s. Fig. 4) als reduziertes zylindrisches Rohr von der kegeligen Dornstufe 3 ab.
Man kann aber die genaue Einhaltung der Wandstärke auch stets unter Kontrolle halten, indem man, falls sich bei Inbetriebnahme der Maschine oder bei Verschleiss der Werkzeuge Abweiehungen zeigen, mittels der Stellsehraube n den Dorn a in der Längsrichtung stets in der erforderlichen Beziehung zu den Werkzeugen, d. h. zu den exzentrischen Arbeitsflächen der Walzsektoren, erhält, wodurch dann in Verbindung mit dem unverrückbare Festhalten des Werkstückes in der Arbeitslage die gewollte Wandstärke auch trotz der sonst möglichen praktischen Abweichung gewährleistet bleibt.
In Fig. Ï ist schematisch, aber bei gleichem Massstab für die Längen- und Querabmessungen, angedeutet, dass jeder Punkt der Walzsektoren bei der Berührung mit dem Werkstück sich in der Nähe
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der Kehrstelle einer Zykloide bewegt. Die Bahn, auf der sieh der Punkt dem Werkstück b nähert, ist in ausgezogenen Linien, die Bahn, auf der er sich von dem Werkstück entfernt, in punktierten Linien dargestellt. Man sieht, dass die Bahnen der dem Werkstück sich nähernden Punkte zunächst stärker gegen die Achse des Werkstückes geneigt sind und sich bei fortschreitender Reduzierung immer steiler zu der Achse stellen.
Somit ist die Schubkomponente beim Beginn der Reduktion verhältnismässig gross, was in Verbindung mit der hier vorhandenen stärksten Neigung der Kegelfläche des Dornes (Stufe 1) sich besonders günstig auf den Fluss des Materials auswirkt, wie es den Anforderungen der Praxis entspricht, während gegen Schluss der Bearbeitung für die hier vorhandene Feinbearbeitung die geringere Schubkomponente von Vorteil ist. Die Kehrspitzen der Zykloiden liegen auf einer bestimmten Linie, die stets genau in derselben Beziehung zu dem Werkstück b bleibt, da dieses während der Bearbeitung unverrückbar festgehalten wird, also nicht ausweichen kann. Der dargestellte Verlauf der Kehrstellen der Zykloiden gilt natürlich nur für die Grundlinie des Kalibers, die ja aber auch in erster Linie für den Vorgang der Verformung entscheidend ist.
Statt das Werkstück unverrückbar festzuhalten, kann man zur Erzielung derselben Wirkung auch umgekehrt das Werkstück während der Bearbeitung hin und her bewegen, während die Walzsektoren um ortsfeste Achsen schwingen. Das ist in einer beispielsweisen Ausführungsform durch Fig. 6 schematisch angedeutet. Auf einer ortsfest gelagerten Welle p sitzt die Doppelkurbel r, s, die einerseits einen Schlitten t hin und her bewegt und anderseits den Walzsektor d hin und her schwenkt.
Dieser überträgt seine Bewegung durch eine Verzahnung auf den andern Walzsektor e. An dem Schlitten t ist die Dornstange a befestigt und auch die Spindel i angebracht, die durch die Mutter k und das Spannfutter ! mit dem Werkstück b in Verbindung steht. Durch dieses Getriebe ist formschlüssig die Berührung zwischen dem Werkstück b und den exzentrischen Arbeitsflächen der Walzsektoren c und d gesichert. Auf diese Formschlüssigkeit kommt es an, die auf andere Weise bei der vorhin beschriebenen Ausführungsform durch das unverrückbare Festhalten des Werkstückes während der Bearbeitung ebenfalls erreicht ist. Ohne den Formschluss können während der Bearbeitung Abweichungen in der relativen Lage zwischen Werkstück und Werkzeug stattfinden, welche die Präzision beeinträchtigen können.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Rohren aus hartem Metall durch sowohl den Durchmesser als auch die Wandstärke verkleinerndes Auswalzen eines dickeren rohrförmigen Werkstückes über einen kegeligen Dorn in kaltem Zustande, ohne Zwischenglühungen, auf einem Pilgersehrittwalzwerk, dessen Walzensektoren exzentrische Arbeitsflächen aufweisen, die nicht durch Glättkaliber unterbrochen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die bei jedem Pilgerschritt bewirkte Verminderung des Durchmessers und der Wandstärke des Werkstückes, das dabei mit den Walzensektoren und dem Dorn in ständiger formschlüssiger Berührung und relativ zu den Werkzeugen unverrückbar gehalten wird, ausschliesslich eine Streckung des Werkstückmaterials in der Längsrichtung erzeugt, u. zw.
durch entsprechende Wahl der Bogenlänge und Exzentrizität der Arbeitsflächen der Walzensektoren und der Konizität des Dornes, wobei dafür zu sorgen ist, dass die radiale Deformation bei jedem Schritt am Anfange am stärksten ist und dann allmählich oder in Abstufungen abnimmt, so dass wellenförmige Aufwerfungen des Materials an der Umfläche des Rohres nicht zustande kommen.