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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus Metall, wie z. B. Stahl, mit gerundet-schrauben-bzw. wendelartiger Innen- und Aussenkontur, insbesondere
Förderspindel, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Derartige schraubenartige Hohlkörper können als Förderrotoren in Kompressoren und Pumpen eingesetzt werden und finden besonders als Rotoren in Pumpen zur Förderung von fliessfähigen bis zu mit üblichen Pumpen nicht mehr förderbaren, hohe Dickstoffgehalte aufweisenden Medien
Einsatz, wobei insbesondere die Pumpen nach Moineau auf den unterschiedlichsten Gebieten verwen- det werden. Bei diesen Pumpen wird ein im wesentlichen eine einer Schraubspindel mit grösserer
Ganghöhe entsprechende Aussenkontur aufweisender Rotationskörper in einem ebenfalls schraubige
Gestalt anderer Ganghöhe aufweisenden Hohlraum des Stators gedreht, und in den zwischen Stator und Rotor auftretenden, in Pumprichtung wandernden Zwischenräumen wird das zu fördernde
Medium bewegt.
Um erhöhte Wirtschaftlichkeit, insbesondere bei Medien mit hohem Feststoffgehalt zu erreichen, sind schnellaufende Rotoren von Vorteil, wobei im Falle einer Vollmetallausführung jeweils grosse Massen zu bewegen sind. Neben erhöhtem Energieverbrauch führt auch geringe
Unwucht des Rotors zu hohem Betriebsgeräusch und erhöhtem Verschleiss von Stator und Rotor, wobei die Förderleistung sinkt. Es wurde daher relativ früh versucht, das Gewicht der Rotoren zu reduzieren.
So ist in der GB-PS Nr. 629, 454 ein hohler wendelförmiger Pumpenrotor beschrieben, wobei zu seiner Herstellung ein Rohr in eine mehrteilige, der gewünschten wendelförmigen Aussenkontur des endgültig herzustellenden Rotors entsprechende Form eingebracht wird, die beiderseitigen
Rohröffnungen mit Packungen, deren zumindest eine eine Zuführung für ein Druckmedium aufweist, verschlossen werden, wonach nach Schliessen der Form mittels Pumpaggregat der Druck in einem in das Rohr gefüllten Druckmedium erhöht wird, bis die Rohrwandung nachgibt, satt gegen die Formwandung gedrückt wird und so unter Querschnittserweiterung die gewünschte endgültige Aussenkontur annimmt.
Nachteil dieser Methode ist, dass möglichst hohe Konstanz der Wanddicke über Länge und Umfang des erhaltenen Spindelkörpers nicht erreichbar ist, womit zwar die Masse verringert ist, das Problem störender Unwucht jedoch nicht beseitigt ist.
Es ist weiters, z. B. aus Bänder, Bleche, Rohre 6 [1983], S. 168,169 bekanntgeworden, nach im wesentlichem gleichem Prinzip Rohraufweitung und Formgebung in einem entsprechenden Gesenk durch Explosionsumformung, also mit plötzlich expandierendem gasförmigem Medium vorzunehmen, wobei auch bei dieser Umformmethode das Problem der Ungleichmässigkeit der Wandstärke der erhaltenen Hohlspindel nicht beseitigt ist. Neben diesem Hauptnachteil der bekannten Verfahren haben diese Verfahren den weiteren Nachteil, dass die Umformung zumindest zweistufig, z. B. unter Einschaltung von durch den hohen Umformungsgrad hervorgerufene Härte abbauenden Zwischenglühungen erfolgen muss.
Es ist weiters zu erwähnen, dass auch eine Herstellung gewundener Hohlkörper ohne Anwendung eines Druckmediums bekanntgeworden ist, z. B. aus der DE-PS Nr. 2108083, gemäss welcher in einem Gesenk jeweils zwei Hälften eines Hohlrotors geschmiedet und danach durch Schweissen miteinander verbunden werden. Bei dieser an sich schon aufwendigen Methode ist das Problem mangelnder Gleichmässigkeit der Wanddicke ebenfalls nicht zufriedenstellend gelöst.
Weiters sind z. B. aus der AT-PS Nr. 286079 ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, wobei ein Rohr zwischen radial oszillierenden, der Endform entsprechende Formflächen aufweisenden und in Vorschrittsrichtung sich verengende Querschnittsfläche freilassenden Backen, schrittweise unter zwangsweiser Drehung eingeschoben wird, und die Backen beim Zueinanderbewegen dem Rohr unter schrittweiser Radialpressung nach innen hin die gewünschte Aussenkontur verleihen.
In der DE-OS 3311214 ist z. B. eine spezielle Form des Einlaufteiles der eben genannten Backen der Form beschrieben. Auch mit diesem schrittweise arbeitenden Umform-Verfahren ist die erreichbare Konstanz der Wandstärke der Spindel nicht befriedigend, und der mechanische Aufwand mit der oszillierenden Form ist hoch.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von wie vorher beschriebenen Hohlkörpern zu schaffen, bei welchem mit in metallverarbeitenden Betrieben üblicherweise schon vorhandener Ausstattung eine Fertigung solcher Körper mit gewünschter Wanddicken-Gleichmässigkeit bei verhältnismässig geringem technischem Aufwand
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möglich ist, und die Umformung in einem im wesentlichen einstufigen Vorgang erfolgen kann.
Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers aus
Metall, vorzugsweise Stahl, mit im wesentlichen gerundet-schrauben-bzw.-wendelartiger Innen- und Aussenkontur, insbesondere Förderspindel, durch Umformen eines Rohres in einer Form unter
Einwirkung eines fluiden Druckmediums, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein an einer Seite verschlossenes, mit Druckflüssigkeit gefülltes Rohr mit im wesentlichen in Rohrlängsrichtung gerichteter Kraft von der andern Rohrseite her und von innen her mit Druck beaufschlagt in einem Formwerkzeug von einem Rohr-Aufnahmeraum durch einen Übergangsabschnitt mit sich in Kraftwirkungsrichtung verringernder Querschnittsfläche in bzw. durch einen im wesentlichen der gewünschten endgültigen schrauben-bzw.
wendelartigen Aussenkontur entsprechende Innenkontur aufweisenden Formgebungsraum unter von demselben hervorgerufener und im wesentlichen ungehindert gehaltener Eigendrehung des gesamten in Umformung befindlichen Hohlkörpers bewegt wird. Es wird von einem Rohr ausgegangen, dessen Öffnung an einem Ende, bevorzugt durch Anschweissen einer z. B. kalottenartigen Kappe, druckdicht verschlossen wird. Diese Kappe dem Formgebungsraum zugewendet, wird das Rohr in den Aufnahmeraum des Formwerkzeuges eingesetzt, mit Druckflüssig- keit gefüllt und danach wird z. B. mit dem Stempel bzw. einem Fortsatz am Stempel einer Presse der an der Stirnfläche am andern Ende des Rohres angepresst wird, die dortige Rohröffnung verschlos- sen.
Durch den Vorschub des Rohres mittels des Stempels durch den querschnittsvermindernden
Abschnitt erfolgt Reduktion des Innenvolumens und damit Druckanstieg in der im wesentlichen inkompressiblen Flüssigkeit im Rohr. Dadurch erfolgt gleichzeitig mit dem Vorschub mittels des
Stempels von der Kappe des Rohres her ein Ziehen des Rohres von dessen vorderer Spitze her und gleichzeitig wird die Rohrwandung gleich von der Eintrittsstelle des Formgebungsraumes an satt an dessen Wandung angepresst.
Wichtig ist, dass die durch den schraubenförmigen Form- gebungsraum und das Vorbewegen in denselben hervorgerufene Eigendrehung des sich in Umformung befindlichen Rohrkörpers so erfolgen kann, dass der Rohrkörper während des Umformens innen mit im wesentlichen über seine gesamte Länge gleicher Winkelgeschwindigkeit diese Drehung durchführen kann und nicht etwa in einem Teilbereich seiner Erstreckung, z. B. am Ende, wo die Beaufschlagung mit der Vorschubkraft erfolgt, in dieser Drehbewegung behindert wird. Es soll hier nicht unerwähnt bleiben, dass in kinematischer Umkehrung auch eine freie Drehung des Werkzeuges bei nicht drehendem Rohrkörper vorgesehen sein kann, der dazu nötige technische Aufwand ist jedoch sehr hoch.
Ist die Eigendrehung mit jeweils über die gesamte Rohrkörper-Erstreckung jeweils gleicher Winkelgeschwindigkeit nicht gewährleistet, so erfolgen zusätzliches Verwinden und Einschnürung des Rohrkörpers. Es kommt dabei zu einem Abheben von der Wandung des Formgebungsraumes, wodurch weder die gewünschte Aussenkontur noch die gewünschte gleichmässige Wandstärke exakt einhaltbar ist, so dass Unwuchterscheinungen an den fertigen Rotoren nicht vermeidbar sind. Die Kombination von Vorschieben des Rotors unter Querschnittsverminderung bei gleichzeitiger Druckbeaufschlagung von innen her sowie der schon vorher erwähnten Zugkraftbeaufschlagung des Rohres von dessen Vorderseite her und der gleichzeitig unbehinderten Eigendrehung lässt eine hohe Gleichmässigkeit der Wandstärke des Wendelkörpers von z. B. : t 5% erreichen.
Es hat sich ferner gezeigt, dass durch diese Kombination von Druck- und Zugbeaufschlagung und Drehung eine einstufige Kaltumformung von dieser Technik sonst nur schwer zugänglichen hochkorrosions-und verschleissfesten metallischen Werkstoffen zu der gewünschten Endform in einem Einstufenvorgang möglich ist.
Der Aufwand für die Versorgung des Rohrkörpers mit Innendruck kann ebenfalls äusserst gering gehalten werden, da infolge der Inkompressibilität der im Rohr befindlichen Flüssigkeit der Druckaufbau beim Vorschub durch die Querschnittsreduktion von selbst erfolgt und es im wesentlichen nur notwendig ist, auftretende Druckspitzen abzubauen, indem bei Überschreiten eines vorgegebenen Innendruckes, geringe Mengen Druckmedium über ein druckeinstellbares Ventil, das beispielsweise auch mit der Vorschubbewegung des Rohres gekoppelt steuerbar einstellbar sein kann, abgebaut wird.
Weiterer Vorteil des Verfahrens ist, dass infolge der Drück-Zieh-Umformung und der unbehinderten Drehung die Faserrichtung des erhaltenen Werkstoffes im wesentlichen mit der Aussen- und Innenkontur übereinstimmt, so dass neben der durch die Kaltumformung hervorgerufenen Festigkeitssteigerung zusätzlich eine hinsichtlich mechanischer und Korrosionseigenschaften vorteilhafte Materialtextur erreicht wird.
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Zur Erzielung besonders hoher Formtreue kann vorteilhaft vorgesehen werden, eine infolge unvermeidlicher Reibung des Rohres in dem Umformwerkzeug nicht gänzlich vermeidbare Behinderung der Eigendrehung zu kompensieren, wobei diese durch Einsatz von Ziehöl od. dgl. an sich schon von vornherein herabgesetzt wird. Dazu ist es bevorzugt, die Eigendrehung des in Umformung befindlichen Rohrkörpers durch eine dessen Axialkraft-Beaufschlagung überlagerte, im Drehsinn von dessen Eigendrehung an diesen, vorzugsweise an dem unverschlossenen Ende des Rohres angreifende Drehkraftbeaufschlagung zu unterstützen.
Dabei soll diese Drehkraftbeaufschlagung der vom Körper infolge des Vorschubes durchgeführten Eigendrehung nicht voreilen, da sonst ebenfalls die Gefahr eines Abhebens der Wand von der Innenwandung des Formgebungsraumes und unerwünschtes Einschnüren des Rohrkörpers einträte. Beispielsweise kann zur Drehkraftbeauf- schlagung ein um seine Hauptachse drehbar gelagerter Stempel einer hydraulischen Presse vorge- sehen sein, der an seinem Umfang einen Zahnkranz aufweist, in welchen ein z. B. von einem
Elektromotor antreibbares Ritzel eingreift und die genannte unterstützende Drehbewegung des Kraftbeaufschlagungsorgans bewirkt.
Es hat sich im praktischen Betrieb gezeigt, dass die geforderte Gleichmässigkeit der Wandstär- ke erzielbar ist, wenn das Volumen des Druckmediums im Rohrkörper während des Umformvorganges im wesentlichen konstant gehalten wird. Geringfügige Volumsveränderungen erfolgen z. B. nur bei Entlastung im Falle des Auftretens von Druckspitzen während des Umformens über ein sogenann- tes Abspritzventil.
Besonderer Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist, wie sich zeigte, dass nach der erfindungsgemässen Fertigung der Hohlkörper nur mehr geringer Aufwand zur Erreichung gewünsch- ter Oberflächeneigenschaften, also z. B. nur mehr ein Schleifen notwendig ist.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des Verfah- rens, welche im wesentlichen gekennzeichnet ist durch ein mindestens zwei, vorzugsweise sich im wesentlichen nur in Längserstreckungsrichtung erstreckende Trennfläche aufweisende, voneinander trennbare Formen-Teile aufweisendes Formwerkzeug mit rotationssymmetrischem, vorzugsweise zylindrischem, Aufnahmeraum, für ein umzuformendes Rohr, der über einen, gegebenenfalls lösbar im Werkzeug angeordneten Abschnitt mit sich vom Aufnahmeraum weg vermindernder Querschnittsflä- che in einen im wesentlichen schrauben- bzw.
wendelförmige Innenkontur aufweisenden Formgebungsraum übergeht, ein, gegebenenfalls an einer Presse angeordnetes, am formgebungsraumseitigen Bereich, insbesondere Endbereich des Werkzeuges angreifendes, denselben vorzugsweise umgreifen- des, Widerlager und ein eine Druckmediumsführung aufweisenden, im Rohr-Aufnahmeraum des Werkzeuges im wesentlichen an dessen Wandung anliegend bewegbares, an einer offenen Seite des umzuformenden Rohres angreifenden, im wesentlichen um seine mit der Achse des Formgebungsraumes übereinstimmenden Achse frei drehbares Kraftbeaufschlagungsorgan.
Besonders bevorzugt ist es, wenn das Kraftbeaufschlagungsorgan entweder durch einen am Kolben, Bund od. dgl. einer Presse direkt um seine Hauptachse drehbar gelagerten Stempel oder durch einen derart am - nicht drehbaren - Stempel einer Presse drehbar gelagerten Fortsatz gebildet ist, wobei Stempel bzw. Fortsatz jeweils eine Druckmediumsführung aufweisen, die über ein Drehdichtorgan mit einer Druckmediumsführung nach aussen bzw. im Pressenstempel druckflüssigkeitsdicht verbunden ist.
Es ist bevorzugt, wenn das Werkzeug zwar an Trennflächen die im wesentlichen in Längserstreckung verlaufen, teilbar ist, jedoch vorteilhaft nicht quer zur Längserstreckung, womit hohe Festigkeit gegenüber der Längsbeanspruchung durch den Vorschub erreicht ist und daher höhere Vorschubgeschwindigkeiten ermöglicht sind.
Wenn das Widerlager für das Werkzeug ebenfalls am Stempel einer weiteren Presse angeordnet ist, wird die Lageeinstellung und die Manipulation des Werkzeuges erleichtert und hohe Konstanz von dessen Lagegenauigkeit während des Vorschubes erzielt. Ein wesentlicher Bestandteil der erfindungsgemässen Vorrichtung ist das um seine Hauptachse drehbare Kraftbeaufschlagungsorgan, das den Vorschub des Rohres besorgt. Durch diese Drehbarkeit wird die Eigendrehung des Rohrkörpers beim Einschieben in den wendelförmigen Formgebungsraum nicht behindert und damit wird ein "Abwürgen" des Rohres, also eine Querschnittsverminderung infolge unterschiedlicher Winkelgeschwindigkeiten einzelner Bereiche des im Vorschub befindlichen Rohrkörpers vermieden.
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Der wendelförmige Formgebungsraum hat bevorzugt im wesentlichen über seine gesamte
Länge gleiche Querschnittsfläche. Er kann eine Länge aufweisen, welche im wesentlichen der
Länge der zu fertigenden Hohlspindel entspricht. Gemäss einer andern Variante kann er als
Durchlauf-Formgebungsraum ausgebildet sein, wobei es sich als günstig erwiesen hat, wenn dessen Länge mindestens einer vollen Ganghöhe der zu fertigenden Hohlspindel, vorzugsweise mindestens eineinhalb Ganghöhen, entspricht.
Insbesondere im Hinblick auf eine Einsetzbarkeit des Formwerkzeuges für die Fertigung verschieden dimensionierter Hohlspindeln, also Austauschbarkeit, ist es vorteilhaft, dasselbe mit Form-Teilen, z. B. Formhälften mit jeweils innerer Ausnehmung auszubilden, in welche, gegebe- nenfalls voneinander quer trennbare, den Rohraufnahmeraum und/oder querschnittsvermindernden
Abschnitt und/oder den Formgebungsraum aufweisende Innenkörper etwa büchsenartig eingesetzt sind. Die entsprechende Ausnehmung im Werkzeugkörper und die Aussenseite der genannten Innenkör- per kooperieren miteinander vorteilhaft formschlüssig, wobei drehsymmetrische Formen günstigerwei- se vermieden sind, um ein eventuelles Mitdrehen der Innenkörper bei der Eigendrehung des in Umformung befindlichen Rohrkörpers zu vermeiden.
Es besteht der weitere Vorteil, dass bei erhöhter Flexibilität teurer Werkstoff eingespart werden kann, da nur die Innenkörper mit Stahl höherer Qualität, z. B. Warmarbeitsstahl, gefertigt werden müssen und der Werkzeugkörper bloss mit ausreichende Festigkeit aufweisendem Stahl, z. B. üblichem Baustahl gebildet sein kann.
Weiterhin bevorzugt ist es insbesondere im Hinblick auf leichte Austauschbarkeit, z. B. im Falle von wechselnden Werkstoffanforderungen und Verschleiss, wenn der Übergangsabschnitt vom Aufnahme- raum in den Formgebungsraum einen gesonderten im Werkzeug lösbar angeordneten Ring, vorzugs- weise mit verschleissfesterer Oberfläche als die andern Räume aufweist.
Weiters wurde gefunden, die querschnittsreduzierende Umformung ohne Abheben von der
Formwandung erzielt werden kann, wenn der Übergangsabschnitt einen im wesenltichen zylindri- schen Einlaufbereich mit grösserem, den Rohraufnahmeraum und einen im wesentlichen zylindrischen
Auslaufbereich mit geringerem, dem Formgebungsraum entsprechendem, Querschnitt aufweist, wobei die genannten Bereiche über einen in dieselben jeweils gerundet übergehenden im wesentli- chen konischen Bereich ineinander übergehen. Für Genauigkeit und Reproduzierbarkeit hat es sich durchaus als ausreichend erwiesen, den Übergangsabschnitt insgesamt im wesentlichen rotationssymmetrisch auszubilden.
Für besonders hohe Anforderungen an die Präzision des fertigen Hohlkörpers ist eine Art asymmetrische Ausbildung des querschnittsreduzierenden Abschnittes vorteilhaft, wobei diese Asymmetrie etwa einer Fortsetzung der Schraubenform des Formgebungsraumes in diesen Abschnitt hinein folgt, womit die Querschnittsreduktion des Rohres schon unter Wendelbildung erfolgt, was äusserst sattes Anliegen der Rohrwand schon ganz unmittelbar am Beginn des Formgebungsraumes auch bei schwer umformbaren Werkstoffen gewährleistet und somit besonders hohe Präzision bei der Fertigung.
Es hat sich gezeigt, dass die Länge des querschnittsreduzierenden Abschnittes geringer als oder gleich gross dem Durchmesser des Formgebungsraumes sein kann, und dennoch keine Probleme bei der Umformung auftreten, die Baulänge des Werkzeuges jedoch verringert ist.
Es ist weiterhin bevorzugt, wenn das Formwerkzeug einen wesentlichen Teil des Rohraufnahmeraumes und zumindest den querschnittsvermindernden Abschnitt sowie vorzugsweise einen Teil des Formgebungsraumes aufweisenden verdickten, im wesentlichen zwei einander mit dem grösseren Querschnitt zugekehrte kegelstumpfmantelförmige Aussenflächen aufweisenden Mittelteil aufweist, und diese Aussenflächen mit entsprechend konischen Passflächen von Backen einer Werkzeug-Einspannund Halteeinrichtung einspannbar sind. Bei dieser Ausbildung sind hohe mechanische Stabilität des mehrteiligen Werkzeugkörpers selbst und gleichzeitig hochfestes Aneinanderpressen der Werkzeugteile beim Umformungsorgan gewährleistet.
Dadurch kann ein Auftreten von durch die Vorbeibewegung des Rohrkörpers an den Spalten zwischen den Formteilen hervorgerufenen Marken am fertigen Wendelkörper praktisch völlig vermieden werden, womit der Aufwand bei der Endbearbeitung besonders gering ist.
An Hand der Zeichnungen wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen die Fig. l und la an Hand einer teilweise geschnittenen Seitenansicht eine Vorrichtung gemäss der Erfindung,
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Fig. 2 zeigt schematisch einen Stempel mit drehbarem Endbereich.
In Fig. 1 ist der Betriebszustand vor der Formgebung linkshälftig und derselbe während der Formgebung rechtshälftig gezeigt. Das entlang der Trennflächen --103-- in zwei Formhälf- ten --101, 101'-- geteilte Formwerkzeug --100-- weist einen zylindrischen Aufnahmeraum --2-- für ein Rohr --5-- auf, welches an seinem "vorderen" Ende mittels einer angeschweissten Kap- pe --51-- druckfest und fluiddicht verschlossen und mit einer Druckflüssigkeit --52-- gefüllt ist. Der Aufnahmeraum --2-- geht über einen im Querschnitt sich verringernden, hier mit einem gesonderten Ring --30-- gebildeten Übergangsabschnitt --3-- in den im wesentlichen gerundet konturierte schraubenförmige Gestalt aufweisenden Formgebungsraum --4-- über.
An seinem hier unteren Ende weist der Werkzeugkörper --100-- einen abgesetzten Fortsatz --104-- auf, während ein verdickter Mittelteil desselben, welcher im wesentlichen einen Grossteil des Rohraufnahmeraumes --2--, den Ring --30-- und auch den Anfangsbereich des Formgebungsraumes --4-umschliesst, kegelstumpfmantelförmige Aussenflächen --111, 111'-- aufweist, wobei der zwischen demselben befindliche, hier zylindrische Teil eine ringförmige Verdickung --112-- aufweist, die zum Fassen und Halten des Werkzeuges --100-- mit den Backen --90-- eines Haltetisches --9-dient.
Die konischen Aussnflächen --111, 111'-- der Verdickung sind mit entsprechend geformten Passflächen --61, 61'-- von jeweils in Richtung r und r'an das Werkzeug --100-- heranfahrbarer Backen 60'-- einer 60'-- einer Formspann- und -haltevorrichtung --6-- einspannbar.
In der - rechtshälftig gezeigten - Betriebsstellung sind diese Backen-60, 60'-an die konischen Flächen-111, 111'-angepresst und gewährleisten so druckfesten stabilen Sitz des Werkzeuges --100-- und sattes Aneinanderpressen seiner beiden Formhälften --101, 101'--, während des Umformvorganges. In der Arbeitsstellung ist der untere Fortsatz --104-- des Werkzeuges --100-- von einem Fortsatz --72-- am Pressenstempel --71-- der hier als positionierbares Widerlager, das an einer unteren Presse --7-- angeordnet ist, dient, abgestützt und umgriffen, wodurch auch im Endbereich des Werkzeuges --100-- das satte Aneinanderpressen der Formhälf- ten --101, 101'-- gesichert wird.
Oberhalb des Werkzeuges --100-- ist ebenfalls eine hydraulische Presse --8-- angeordnet, deren Stempel --81-- mittels eines hier schematisch angedeuteten Wälzlagers --82-- um die Hauptachse a drehbar an dem Kolben bzw. Bund --80-- der Presse --8-- gelagert ist. Der Stampel --81-- weist in seinem Inneren eine Mediumsführung --84-- auf, welche beim Umformvorgang mit dem im Rohrkörper --5-- befindlichen Druckmedium --52-- dicht in Verbindung steht. Die Mediumsführung --84-- ist - hier nicht gezeigt-nach aussen geführt und kann z.
B. an eine Hydraulikpumpe angeschlossen sein, wodurch im Rohrkörper --5-- während des Umformens ein zur Steuerung der Wandstärke des erhaltenen Rohrkörpers jeweils optimaler Druck des Druckmediums --52-- einstellbar ist. Sie kann im einfacheren, Spindelkörper durchaus hoher Qualität liefernden Fall aber auch nur ein Hochdruckventil zum Ablassen von Flüssigkeit bei Überschreitung eines jeweils optimalen Druckes während der umformenden Fertigung aufweisen.
Nach dem Einlegen des Rohrkörpers --5-- in den Aufnahmeraum --2-des Werkzeuges --100-- und dessen Schliessung wird durch Bewegen des Pressenstempels --81--
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nach unten bewegt und schiebt das Rohr --5-- durch den querschnittsvermindernden Abschnitt --3-im Ring --30-- in den wendelförmigen Formgebungsraum --4--, wobei infolge der Querschnittsreduktion im Abschnitt --3--, die linear beispielsweise zwischen 2 und 20% beträgt und eine Innenvolumenreduktion bewirkt, der Aufbau hohen Druckes im Medium --52-- erfolgt, welcher infolge seiner Wirkung auf die Rohrkappe --51-- auch eine Zugkraft auf das Rohr --5-- von dessen Vorderseite her ausübt,
wobei durch den sich aufbauenden Druck der Flüssigkeit --52-- ein sattes Anliegen der Wandung des langsam vorgeschobenen und sich drehenden Rohrkörpers --5-- an die Wand des Formgebungsraumes --4-- erreicht wird. Über das vorher beschriebene aussenliegende, druckeinstellbare Ablassventil der Mediumsführung --84-- wird bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckgrenze im Druckmedium --52-- kurzzeitig eine geringe Menge Druckmedium freigegeben und so der optimale Innendruck wieder eingestellt.
Aus dem Detail der Fig. la ist ersichtlich, wie, um grösseren Vorschub des Rohres --5-- bei beschränktem Hub der Presse --8-zu ermöglichen, der Stempel --81-- durch einen Stempelfortsatz --81'-- verlängert ist und
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die Mediumsführungskanäle --84 und 84'-- von Stempel und Fortsatz über eine nicht näher gezeigte
Dichteinrichtung --85-- miteinander verbunden sind. Wesentlich ist, dass die Stempelverlänge- rung --81'-- infolge der Drehlagerung des Stempels --81-- mit diesem drehbar ist. Damit kann sie die vom Formgebungsraum --4-- beim Vorschub des Rohrkörpers --5-- verursachte Eigen- drehung desselben mitmachen, so dass keine Behinderung eintritt.
Aus der Fig. 1 ist schliesslich noch ersichtlich, wie bei der gezeigten Ausführungsform der Rohraufnahmeraum --2--, der gesonderte Ring --30-- und der Formgebungsraum --4-- in den Teilen --234, 234'-- einer gemeinsamen Büchse z. B. aus druck- und verschleissfestem Stahl, z. B. einem Warmarbeitsstahl angeordnet sind, die jeweils in einer Ausnehmung der Formteile-101, 101'-des Werkzeu- ges --100--, das z. B. aus Baustahl gebildet ist, formschlüssig eingesetzt ist, wobei Büchsen-Aussen- seite und Ausnehmung zur Vermeidung von unbeabsichtigten Verdrehungen bevorzugt nicht rotations- symmetrisch sind.
Die wie die entsprechenden Formteile --101, 101'-- längsgeteilten Büchsen- teile --234, 234'-- können auch quergeteilt sein. Besonderer Vorteil des büchsenartig einge- setzten Innenkörpers ist, dass bei Dimensionswechsel des herzustellenden Wendel-Rohrkörpers das Werkzeug --100-- gleichbleibt und nur die Büchsenteile --234, 234'-- auszutauschen sind, wodurch erhöhte Flexibilität gegeben ist.
Bei der in Fig. 2 dargestellten Variante ist ein nicht drehbarer Stempel --81-- der in
Fig. 1 gezeigten Vorschubpresse --8-- gezeigt, dessen distaler Endbereich eine Drehlagerung --82-- mit einem in peripheren Ausnehmungen --821, 821'-- angeordnetem Wälzlager --822-- aufweist, womit die freie Drehbarkeit des Stempelendstückes um die Hauptachse a gesichert ist. Es ist weiters gezeigt, wie die beiden Druckmediumsführungskanäle-84, 84'-im Pressenstempel-81-- und im Endstück --81'-- hindurch einen im wesentlichen zylindrischen, in Rillen Dichtringe --842-- aufweisenden Drehdichtkörper --841-- mit einem Mittelkanal --844'-- relativ drehbar, druck- und mediumsdicht verbunden sind. Diese Konstruktion zeichnet sich durch hohe Einfachheit aus.
Beispiel :
In einer Vorrichtung gemäss Fig. 1 wurde in den im wesentlichen einen Innendurchmesser von 100 mm aufweisenden Aufnahmeraum eines zweiteiligen Formwerkzeuges aus Warmarbeitsstahl mit einer Härte von 45 bis 48 HRC mit einem Querschnittreduktionsring aus gleichem Werkstoff und einer Härte von 48 bis 51 HRC ein Rohr von 640 mm Länge mit 100 mm Aussendurchmesser und 10 mm Wandstärke aus Stahl der Werkstoff-Nr. 1.
4541, das am vorderen Ende eine etwa halbkugelige Kappe aufgeschweisst aufwies, mit dem Stempel einer 12000 kN-Presse innerhalb von insgesamt 1 min, wobei das wegen zu geringen Pressehubes erfolgte Einbringen eines Stempelfortsatzes nicht eingerechnet ist, unter Eigendrehung in einen Wendelgestalt mit zweieinhalb Gängen aufweisenden Formgebungsraum mit einer lichten Weite von 90 mm geschoben, wobei sich als Druckmedium im Rohr Wasser befand, dessen Druck im wesentlichen bei 800 bar gehalten wurde.
Der erhaltene Rohrkörper von 90 mm Aussendurchmesser und einer - linear gemessenen - Gesamtlän- ge von 550 mm hatte praktische markierungsfreie glatte Aussenfläche, welche nur geringe Nacharbeit nötig machte, und einwandfreie Innenfläche, die Wandstärke betrug 9, 2 mm und wies einen Schwankungsbereich von maximal : t 4% auf.
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