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Die Erfindung bezieht sich auf einen Ziehdorn, bestehend aus einem Zieh- und einem Schulterteil, die auf einem Tragbolzen in einem einstellbaren Intervall relativ zueinander verschiebbar sind.
Das Kaltziehen oder Kalibrieren von Rohren erfolgt üblicherweise derart, dass eine Rohrluppe durch eine Matrize oder einen Ziehring gezogen wird, wobei gleichzeitig in die Rohrluppe ein Ziehdorn eingeführt wird, an dem sich die Rohrinnenwand während des Ziehvorganges abstützt. Um den Ziehvorgang überhaupt zu ermöglichen, muss den sogenannten Arbeitsflächen oder Arbeitsabschnitten des Ziehdornes, auf dem sich die Rohrinnenwand abstützt, Schmiermittel, z. B. Öl od. dgl. zugeführt werden.
Desgleichen muss Schmiermittel, insbesondere Öl, zwischen Ziehring und Rohraussenwand zugeführt werden.
Will man einem Ziehdorn eine spezielle Form verleihen, z. B. für das Ziehen mit Öl, und damit die Kontinuität des Schmierfilms sicherstellen, so stösst man auf grosse Schwierigkeiten, wenn man eine funktionsgerechte Formgebung des Dornes erzielen will. Starre Ziehdorne, bei denen der Zieh- und der Schulterteil fix auf dem Tragbolzen angeordnet sein, werden im Betrieb ausserordentlich hohen Belastungen ausgesetzt, die oft an der Grenze der Festigkeit des Materials liegen. Ziehdorne der eingangs genannten Art, bei denen der Zieh- und der Schulterteil gegeneinander verschiebbar sind, sind in dieser Hinsicht günstiger und gewährleisten ausserdem ein Abführen von abgeschabten Materialteilchen usw. aus der Kalibrierzone in das Rohrinnere.
Bei beiden Dornarten sind jedoch die Schmiereigenschaften schlecht, was sich in der Güte und Wirtschaftlichkeit des Kaltziehens bzw. Kalibrierens nachteilig auswirkt.
Ziel der Erfindung ist, den eingangs genannten Ziehdorn dahingehend zu verbessern, dass die angeführten Nachteile nicht mehr auftreten, der Ziehverlauf also wirtschaftlicher durchführbar, die Abnutzung des Dornes stark vermindert und ein dauernd bestehender Schmierfilm sichergestellt ist.
Dieses Ziel wird erfindungsgemäss dadurch erreicht, dass der Zieh- oder der Schulterteil mit einem dichtenden Gleitsitz auf dem Tragbolzen axial verschiebbar ist und dass der Zieh- und der Schulterteil durch eine Feder gegeneinandergedrückt sind.
Der erfindungsgemässe Ziehdorn bietet den Vorteil, dass er eine gewisse Anpassung des Überganges vom Ziehteil zum Schulterteil an den jeweiligen Ziehvorgang ermöglicht. Ferner bietet er den Vorteil, dass auf Grund des elastischen Aufbaues bzw. des veränderlichen Zwischenraumes zwischen den beiden Dornteilen beim Ziehen eines Rohres eine leicht schwingende bzw. vibrierende Bewegung der Dornteile gegeneinander und/oder gegenüber dem Rohr auftritt, wodurch eine gleichmässige Verteilung des Schmiermittels und eine Zufuhr desselben zu den belasteten Stellen des Dornes sichergestellt wird.
Das Vorsehen eines Zwischenraumes zwischen Ziehteil und Schulterteil hat bei einer axial leicht hin-und herschwingenden Bewegung des Schulterteils zur Folge, dass der Zwischenraum sein Volumen ständig ändert und wie eine Pumpe wirkt, die das in den Zwischenraum eingedrungene Öl nach aussen fördert und insbesondere auch in den Spalt zwischen Ziehteil und Rohr hinein, so dass der Ziehteil, der am stärksten belastet wird, während des Ziehvorganges besser mit Öl versorgt wird. Vorteilhafterweise wird einer der Dornteile, z. B. der Ziehteil, fest auf dem Tragbolzen (z. B. mittels Schrumpfsitz oder durch Aufschrauben) angeordnet, wogegen der zweite Dornteil, vorzugsweise der Schulterteil, auf dem Tragbolzen mit dem dichtenden Gleitsitz axial verschiebbar ist.
Der dichtende Gleitsitz ist erforderlich, um den Zwischenraum zwischen den Dornteilen gegenüber dem Tragbolzen abzudichten und eine Pumpwirkung dieses Zwischenraumes bei den genannten axialen Schwing-bzw. Vibrationsbewegungen der Dornteile relativ zueinander mit ausreichend hohem Öldruck sicherzustellen.
Als Feder kann beispielsweise eine Tellerfeder dienen. Um den Ziehdorn den jeweiligen Ziehbedingungen optimal anpassen zu können, ist es von Vorteil, wenn die Vorspannung der Feder einstellbar ist und in der Grössenordnung der beim Ziehen auf die Dornteile ausgeübten Axialkräfte liegt.
Im folgenden wird die Erfindung an Hand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Ziehdorn in Arbeitsstellung im Längsschnitt, und Fig. 2 einen Teil eines Ziehdornes in Seitenansicht.
In Fig. l ist ein mit einer Matrize bzw. einem Ziehring --10-- zusammenwirkender, in das Innere eines Rohrrohlings bzw. einer Rohrluppe --12-- eingesetzter Ziehdorn gemäss der Erfindung dargestellt, der als sogenannter"schwimmender"oder"fliegender"Dorn ausgebildet ist. Der Ziehdorn besteht aus einem kalibrierenden, zylinderförmigen Ziehteil-l-aus hochversehleissfestem Material, vorzugsweise Hartmetall oder hartverchromtem Werkzeugstahl, und einem Anlauf- bzw. Schulterteil --2-- aus weniger hochwertigem Material, z. B. hochfestem legiertem Stahl oder Werkzeugstahl. Der Ziehteil --1-- ist fest mit
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einem Tragbolzen --3-- verbunden, wogegen der Schulterteil --2-- auf dem Tragbolzen --3-- hin- und herverschiebbar angeordnet ist.
Es ist aber auch umgekehrt möglich, den Schulterteil --2-- fest mit dem Tragbolzen --3-- zu verbinden und den Ziehteil--1--axial verschiebbar auf dem Tragbolzen --3-- zu lagern.
Im vorliegenden Fall ist die Art der Verbindung zwischen dem Ziehteil --1-- und dem Tragbolzen - aus den Zeichnungen nicht ersichtlich. Im allgemeinen wird der Ziehteil --1-- auf den Tragbolzen
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versehen und auf den mit einem entsprechenden Aussengewinde versehenen Tragbolzen aufzuschrauben.
Dabei kann es von Vorteil sein, den zylindrischen Ziehteil-l--an beiden gegenüberliegenden Stirnseiten mit einem Innengewinde oder mit einem durchgehenden Innengewinde zu versehen, so dass der Ziehteil --1-- umgekehrt auf den Tragbolzen --3-- aufschraubbar ist. Dies ist vor allem dann von grossem Vorteil, wenn nur die vordere Hälfte des Ziehteiles mit der Rohrinnenwand zusammenwirkt, d. h. die Arbeitszone - des Ziehteiles bildet. Durch Wenden des Ziehteiles kann dann dessen Lebensdauer verdoppelt werden.
Die Befestigung des Ziehteiles --1-- am Tragbolzen --3-- kann aber auch mittels Löten, Schweissen, Aufpressen od. dgl. erfolgen.
Der Tragbolzen --3-- kann aus einem weniger harten Material, z. B. Werkzeugstahl, bestehen.
An dem dem Ziehteil--1--abgewandten Ende des Tragbolzens --3-- ist in eine Ringnut --9-- ein Sprengring --6-- eingesetzt, der einen Anschlag bildet, an dem sich der Schulterteil --2-- über eine Feder --4-- und einen Distanzring --5-- am Tragbolzen --3-- während des Ziehvorganges abstützt. Die Feder --4--, die in Fig. 1 schematisch als Ring dargestellt ist, kann beispielsweise aus einer oder mehreren Tellerfedern oder einem Ring aus elastisch verformbarem Gummi oder Kunststoff bestehen.
Durch die federnde Abstützung des Schulterteiles-2-über die Feder --4-- an dem Tragbolzen - wird eine elastische Aufnahme der beim Ziehen der Rohre auftretenden Belastungen ermöglicht. In einem zwischen Ziehteil --1-- und Schulterteil --2-- ausgebildeten Zwischenraum --14-- kann sich Schmiermittel ansammeln, wobei die elastische Verschiebung des Schulterteiles --2-- zu einer Pumpwirkung führt, die dazu beiträgt, dass Schmiermittel dem Trag-bzw. Ziehteil-l-zugeführt und ein Schmiermittelfilm kontinuierlich aufrechterhalten wird.
Die Art und Stärke der Feder --4-- wird in Abhängigkeit von den beim Zug auftretenden Kräften, der Ziehgeschwindigkeit, der Zähigkeit des Materials des zu ziehenden Rohres usw. gewählt.
Statt des Sprengringes --6-- kann als Haltemittel für den Schulterteil --2-- auf dem Tragbolzen - eine nicht dargestellte Haltemutter verwendet werden, die auf das dem Ziehteil --1-- abgewandte Ende des Tragbolzens --3-- aufschraubbar ist. Um ein selbsttätiges Loslösen der Haltemutter während des Ziehvorganges zu vermeiden, kann diese mittels einer zweiten Mutter gekontert werden.
Die Verwendung einer Haltemutter bringt den Vorteil, dass durch mehr oder weniger weites Einschrauben dieser Mutter die axiale Breite des Zwischenraumes --14-- und/oder die Vorspannung der Feder --4-- einstellbar ist.
Der in Fig. 1 dargestellte Ziehteil --1-- weist eine zylindrische Form auf und besitzt an seinem freien Ende eine kreisförmige Schneide --16--, an die sich eine Fase --7a-- anschliesst.
Die Schneide --16-- des Ziehteiles --1-- kann mit Vorteil von der üblichen Kreisform in eine wellenförmige Form übergeführt werden, d. h. die Form der Schneide kann dem Zugverlauf durch die Änderung ihrer geometrischen Form angepasst werden. Eine Ausführung einer wellenförmig ausgebildeten Schneide --18-- mit einer entsprechend angepassten Fase --7b-- ist in Fig. 2 dargestellt.
Um die durch die Schneide --16-- am gezogenen Rohr verursachte Kerbwirkung noch weiter zu
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Der Schulterteil --2-- ist mit genauer Passung auf den Tragbolzen --3-- aufgeschoben, so dass zwischen Tragbolzen --3-- und Schulterteil --2-- ein dichtender Gleitsitz vorhanden ist und kein Schmiermittel zwischen Tragbolzen --3-- und Schulterteil --2-- entweichen kann. Dies ist für den Aufbau eines genügend hohen Schmiermitteldruckes im Zwischenraum --14-- wichtig.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Schulterteil --2-- austauschbar, wodurch ein Universaldorn geschaffen ist. Ziehteil --1-- und Tragbolzen --3-- sind für eine grosse Anzahl von Zügen anwendbar,
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wobei in einfacher Weise der Schulterteil --2-- den Ausgangsdimensionen der Matrize --10-- sowie dem Innendurchmesser und der Wandstärke des zu ziehenden Rohres --12-- angepasst werden kann. Die zweiteilige Ausbildung des Ziehdornes ermöglicht, dass der Schulterteil --2-- aus weniger wertvollem Material hergestellt wird als der Ziehteil-l-, da er geringer belastet wird als letzterer. Bisher war es allerdings üblich, auch den Schulterteil aus hochwertigem Material herzustellen.
Der Ziehdorn gemäss der Erfindung kann natürlich vielen Modifikationen unterworfen werden.
Dadurch, dass der Schulterteil --2-- spiegelsymmetrisch zu einer seine Axialausdehnung halbierenden Mittelebene --28-- ausgebildet ist und daher die Teile --2a und 2b-- gleich sind, ist die Möglichkeit gegeben, durch einfaches Wenden die doppelte Lebensdauer zu erreichen,. da jeweils nur die vordere Hälfte belastet wird.
Der Schulterteil --2-- kann auch aus mehreren ringförmigen Abschnitten bestehen, wobei an speziell belasteten Stellen, insbesondere an der Stelle, an der sich die Rohrinnenwand am Schulterteil abstützt, der sogenannten Arbeitszone --22-- des Schulterteiles, hochwertiges Material und an den weniger belasteten Stellen billiges bzw. einfaches Material verwendet wird. Dies gilt speziell bei grossen Dorndurchmessern. Ein ganz besonderer Vorteil liegt auch darin, dass mindestens für Teilabschnitte derartiger Schulterteile Werkstoffe zur Anwendung gelangen können, die bisher für Ziehdorne als unanwendbar galten, wie z. B. Kunststoffkörper, Hartgummi, Hartholz, Kunststoffschichtmaterial, Hartporzellan, u. a. m. Von besonderem Vorteil ist ein Material, das bei der Anwendung die Schmierung unterstützt, was z.
B. bei Sintermaterial der Fall ist.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Ziehdorn, bestehend aus einem Zieh- und einem Schulterteil, die auf einem Tragbolzen in einem einstellbaren Intervall relativ zueinander verschiebbar sind, d a d u r c h g e k e n n z e i c h - net, dass der Zieh- oder der Schulterteil (1 oder 2) mit einem dichtenden Gleitsitz auf dem Tragbolzen (3) axial verschiebbar ist und dass der Zieh- und der Schulterteil (1, 2) durch eine Feder (4) gegeneinandergedrückt sind.