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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen
Rohres, insbesondere mit großem
Durchmesser und/oder großer
Wanddicke, bei dem zunächst
Vormaterial in einer Lochpresse zu einer Hülse oder einem Hohlblock bzw.
einer Luppe umgeformt wird und anschließend die Hülse bzw. die Luppe mittels
einer axial verschiebbaren Dornstange durch ein Werkzeug gedrückt und/oder
gezogen wird, mit dem der Außendurchmesser
der Hülse
bzw. der Luppe reduziert wird. Des weiteren betrifft die Erfindung
eine Vorrichtung zur Herstellung eines nahtlosen Rohres.
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Zur
Herstellung nahtloser Stahlrohre und Rohrkomponenten ist das Press-
und Ziehverfahren bekannt. Dabei wird zunächst Vormaterial, insbesondere
ein gegossener Stahlblock, auf einer Lochpresse in einem Lochtopf
mittels eines Lochdorns zu einer Hülse (Hohlblock, Flasche) oder
einer Luppe vorgeformt. Die Hülse
bzw. Luppe wird dann in einer Drückvorrichtung
zum weitgehend fertigen Rohr umgeformt, indem eine Dornstange in
die Hülse
eingeschoben wird und Hülse
bzw. Luppe samt Dornstange dann in Achsrichtung durch einen ortsfest
angeordneten Ziehring (bzw. an mehreren, hintereinander angeordneten
Ziehringen) geschoben wird (Stoßbankverfahren
nach Heinrich Ehrhardt). Der Ziehring wirkt mit seinem Kontaktbereich
auf den Außenumfang
des Rohrs, wodurch dieser reduziert und auf das gewünschte Maß gebracht
wird. Als Umformwerkzeug auf der Drückvorrichtung kommt also ein
ortsfester angeordneter Ziehring zum Einsatz.
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Bei
dieser vorbekannten Technologie zur Herstellung nahtloser Großrohre unterliegt
insbesondere der Rohrziehprozess einer hohen technologischen Sensibilität, was viel
Erfahrung des Bedienpersonals erfordert. Durch die hohe Festkörperreibung (Haft-
und Gleitreibung) zwischen den Werkzeugen und dem Umformgut treten
hohe Dornstangenkräfte auf,
was die Werkzeuge hoch beansprucht. Dadurch werden Oberflächenbeschädigungen
der Werkzeuge und damit des Umformgutes, d. h. der Rohre, hervorgerufen.
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Liegen
nur kleine Rohrdurchmesser vor, kommt auch ein Kaltziehen des Rohrs
in Frage (s. hierzu den Beitrag „Reducing tube through three-roll dies
with stretching mandrels" von
Z. Baolong et al. in Tube International, Jan. 1997, S. 71 f.). Hierbei
wird die Luppe bzw. das Vorrohr auf einer Dornstange platziert,
die mindestens einen konischen Umfangsabschnitt aufweist. Im Zusammenwirken
mit einer Anzahl Walzen wird die Luppe dann zum fertigen Rohr gewalzt.
Dieses Verfahren ist jedoch bei Rohren größeren Durchmessers nicht mehr
realisierbar, insbesondere nicht bei der Großrohrfertigung durch Warmumformung.
Dabei würde
infolge des benötigten
konischen Abschnitts der Dornstange der Verbindungsabschnitt zwischen
Umformgut und Dornstange in diesem Bereich nicht die axiale Dornstangenkraft
aufnehmen können.
Daher scheidet dieses Verfahren bei der Herstellung nahtloser Großrohre aus.
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Bekannt
ist auch die Rohrherstellung mittels indirektem Strangpressen (sog.
Cameron-Verfahren). Auch bei diesem Verfahren bleibt das Problem der
hohen Reibung zwischen der Matrize und dem Umformgut und damit auch
die hohe Werkzeugbelastung und der Verschleiß erhalten.
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Aus
der
DE 100 27 703
A1 ist ein Verfahren zum Umformen eines metallischen Werkstücks mittels
Fließpressen
bekannt. Dort ist vorgesehen, dass eine Matrize mit einer Oszillationsvorrichtung
in oszillierende Relativbewegung zum Werkstück erregbar ist und dass das
Werkstück
in einem Arbeitsgang in mehreren in Materialdurchlaufrichtung hintereinander
liegenden Reduktionskammern der Matrize gleichzeitig einer Reihe
von Umformschritten unterzogen wird. Hierfür weist die Matrize eine Anzahl
im Durchmesser abgestaffelter Abschnitte auf, die eine allmähliche Durchmesserreduzierung
hervorrufen. Zwischen Matrize und Umformgut kommt es aufgrund der
gewählten
Größe der Oszillationsamplitude
auch hier zu einer Haft- und Gleitreibung, insbesondere bei der
Umkehr der Bewegungsrichtung, die prozessbedingt hier auch nötig ist.
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Die
vorbekannten Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, insbesondere
eines Rohres mit größerem Durchmesser,
weisen also den Nachteil auf, dass ein relativ großer Reibungswiderstand zwischen
Umformgut und dem äußeren Umformwerkzeug
vorliegt. Es kommt dabei prozessbedingt zu einer großen Relativbewegung
zwischen dem Umformgut und dem äußeren Umformwerkzeug,
was Reibung hervorruft. Somit liegt eine ungünstig hohe Axialkraft an der
Dornstange an, was die Gefahr von Durchstoßern oder Abreißern birgt.
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Damit
ist auch der Verschleiß – sowohl
aufgrund mechanischer als auch aufgrund thermischer Belastung – der äußeren Umformwerkzeuge
relativ hoch, was wirtschaftliche Nachteile nach sich zieht. Die
Oberflächenqualität des hergestellten
Rohres ist daher nicht immer akzeptabel. Dies hat die Notwendigkeit
einer mechanischen Nacharbeit zur Folge, was teuer ist.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung
insbesondere großer
nahtloser Rohre sowie eine zugehörige
Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der die genannten Nachteile
vermieden werden. Der Reibungswiderstand zwischen Umformgut und äußerem Umformwerkzeug
soll also verringert werden, womit in der Folge eine wirtschaftlichere
und qualitativ hochwertigere Fertigung der Rohre möglich werden
soll.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch
gekennzeichnet, dass der auf den Außenumfang der Hülse bzw.
der Luppe einwirkende Kontaktbereich des Werkzeugs während der
Umformung so bewegt wird, dass zumindest zeitweise im Kontaktbereich
eine Relativbewegung zwischen der Hülse bzw. der Luppe und dem Werkzeug
vorliegt.
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Eine
erste Fortbildung der Erfindung sieht vor, dass das Werkzeug durch
mindestens zwei um den Außenumfang
der Hülse
bzw. Luppe herum angeordnete Walzen gebildet wird, die während des Umformvorgangs
um ihre Drehachse gedreht werden. Dabei kann vorgesehen werden,
dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen im Kontaktbereich mit
der Hülse
bzw. der Luppe größer ist
als die Geschwindigkeit der Hülse
bzw. Luppe im Kontaktbereich, vorzugsweise mindestens 102 % der
Geschwindigkeit der Hülse
bzw. Luppe im Kontaktbereich. Möglich
ist es aber auch, dass die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen im
Kontaktbereich mit der Hülse
bzw. der Luppe kleiner ist als die Geschwindigkeit der Hülse bzw.
Luppe im Kontaktbereich, vorzugsweise höchstens 98 % der Geschwindigkeit
der Hülse
bzw. Luppe im Kontaktbereich.
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Dabei
sind die Walzen bevorzugt ortsfest gelagert und werden angetrieben.
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Eine
Alternative hierzu sieht vor, dass das Werkzeug ein Ziehring ist,
der in Achsrichtung der Hülse
bzw. Luppe oszillierend bewegt wird. Der Ziehring kann nach einer
bevorzugten Ausführungsform dabei
eine oszillierende Bewegung mit einem Oszillationshub von höchstens
0,7 mm ausführen.
Möglich sind
auch Hübe
von mehr als 50 mm. Der Ziehring kann in bevorzugter Weise die oszillierende
Bewegung mit einer Oszillationsfrequenz zwischen 2 und 100 1/s ausführen, bevorzugt
zwischen 20 und 100 1/s.
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Die
Vorrichtung zur Herstellung eines nahtlosen Rohres weist eine Lochpresse
zum Lochen eines Vormaterials sowie eine Drück- und/oder Ziehvorrichtung
auf, auf der die aus dem Vormaterial vorgefertigte Hülse oder
Luppe mittels einer axial verschieblichen Dornstange durch ein Werkzeug
gedrückt
bzw. gezogen werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der
auf den Außenumfang
der Hülse bzw.
der Luppe einwirkende Kontaktbereich des Werkzeugs derart beweglich
angeordnet ist, dass zumindest zeitweise im Kontaktbereich eine
Relativbewegung zwischen der Hülse
bzw. der Luppe und dem Werkzeug vorliegt.
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Das
Werkzeug kann durch mindestens zwei um den Außenumfang der Hülse bzw.
Luppe herum angeordnete Walzen gebildet werden. Dabei sieht eine
Fortbildung vor, dass mehrere Rollenkörbe mit jeweils mindestens
zwei Walzen in Achsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet sind.
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Das
Werkzeug kann auch ein Ziehring sein, der in Achsrichtung der Hülse bzw.
Luppe oszillierend bewegbar angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß werden
also bewegliche äußere Umformwerkzeuge
auf einer Drück-
oder Ziehvorrichtung eingesetzt, wobei sich die Beweglichkeit auf
die Wirk- oder Kontaktflächen bezieht,
mit denen das äußere Umformwerkzeug
auf den Außenumfang
der Hülse
wirkt. Als äußere Umformwerkzeuge
können
kalibrierte Walzen oder Ziehringe eingesetzt werden.
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Dabei
können
Höhlblöcke mit
Boden (Hülsen)
oder ohne Boden (Luppen) verwendet werden. Werden Hohlblöcke ohne
Boden verwendet, müssen diese
vor dem Abstrecken am vorderen Ende kraft- und/oder formschlüssig mit
der Dornstange verbunden werden. Dies kann mit einer Kümpelzange
mit zwei bis vier Backen ausgeführt
werden. Die Dornstange weist dafür
am vorderen Ende einen zylindrischen Absatz kleineren Durchmessers
auf.
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Mit
dem Erfindungsvorschlag wird die Dornstangenkraft beim Abstrecken
gesenkt. Die mechanisch-thermische Werkzeugbelastung wird damit
reduziert, was eine höhere
Standzeit und eine bessere Qualität bezüglich der Rohroberfläche ergibt.
Weiterhin ist das Ausmaß der
erforderlichen mechanischen Nacharbeit geringer. Die Materialausbringung
kann aufgrund geringerer Reibung erhöht werden. Es sinken damit
sowohl die Energie- als auch die Produktionskosten.
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Die
Anfälligkeit
gegenüber
Schwankungen der äußeren Bedingungen
wird mit dem Erfindungsvorschlag ebenfalls verringert und eine Rohrinnen- und
-außenoberfläche erzeugt,
die nicht so große bzw.
gar keine mechanische Nacharbeit erfordert, als es bei den vorbekannten
Verfahren der Fall ist.
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Die
Herstellung insbesondere nahtloser Stahlrohe mit großen Außen- und
Innendurchmessern und mit dicker Wand im Warmumformverfahren, wie
sie z. B. bei der Energiegewinnung infolge hoher Sicherheitsanforderungen
benötigt
werden, kann damit verbessert werden.
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In
der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt. Es zeigen:
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1 schematisch
die Seitenansicht einer Lochpresse, in der Vormaterial gelocht wird,
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2 schematisch
die Seitenansicht einer Drück-
und/oder Ziehvorrichtung samt sich in der Bearbeitung befindlichem
Rohr gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung,
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3 eine
zu 2 entsprechende Darstellung gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der Erfindung,
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4 eine
Drück-
und Ziehvorrichtung entsprechend 3, vor dem
Eintritt der Luppe samt Dornstange,
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5 die
Drück-
und Ziehvorrichtung gemäß 4 während der
Bearbeitung der Luppe samt abziehender Ziehzange,
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6 die
Seitenansicht der Drück-
und/oder Ziehvorrichtung mit drei Rollenkörben mit je drei Walzen,
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7a den
Schnitt A-B gemäß 6,
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7b den
Schnitt C-D gemäß 6 und
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7c den
Schnitt E-F gemäß 6.
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In 1 ist
eine bekannte Lochpresse 3 skizziert, mit der Vormaterial 2 in
Form eines Vierkantblocks zu einem Hohlblock in Form einer Hülse gepresst
wird. Statt eines Vierkantblocks kann auch ein Rundblock oder ein
Polygonblock zum Einsatz kommen. In der Lochpresse 3 wird
das Vormaterial 2 in einer Matrize oder Pressform 13 aufgenommen; dann
wird hydraulisch ein Lochdorn 14 vertikal nach unten gedrückt.
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Die
so vorgefertigte Hülse
wird – wie
es in 2 zu sehen ist – in einer Drück- und/oder Ziehvorrichtung
auf einer Dornstange 5 aufgenommen und horizontal in Pfeilrichtung
durch ein Werkzeug 6 in Form eines an sich bekannten Ziehringes 6' hindurchgepresst.
Dadurch verändert
sich die ursprüngliche
Wanddicke so vor dem Ziehen auf die geringere Wanddicke s1 nach dem Ziehen; dann liegt der endgültige Durchmesser
D des Rohres 1 vor.
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Erfindungswesentlich
ist, dass der Kontaktbereich 8 des Ziehrings 6', mit dem dieser
auf den Außenumfang 7 der
Hülse wirkt,
nicht ortsfest ist, sondern bewegt wird. Dies ist schematisch durch
den Doppelpfeil angedeutet, der eine Oszillationsbewegung des Ziehrings 6' in Achsrichtung
der Dornstange 5 andeutet. Die Amplitude der Oszillationsbewegung
liegt bevorzugt unter 0,7 mm. Es sind jedoch auch gute Ergebnisse
mit Amplituden über
50 mm erzielt worden. Die Oszillationsfrequenz liegt im Bereich
zwischen 2 und 100 Hz, bevorzugt zwischen 20 und 100 Hz.
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In 3 kann
gesehen werden, dass die erfindungsgemäß vorgesehene Bewegung des
Kontaktbereichs 8 des Werkzeugs 6 auch in anderer
Weise realisiert werden kann. Hier besteht das Werkzeug 6 aus
mehreren zusammenwirkenden Walzen 6'',
die dem Umfang der Hülse 4 bzw.
des Rohrs 1 umgreifen. Die Walzen 6'' sind
dabei bevorzugt angetrieben. Dabei ist eine Geschwindigkeitsdifferenz
vorgesehen, d. h. die Geschwindigkeit der Hülse 4 und die Umfangsgeschwindigkeit
der Walzen im Kontaktbereich zwischen Walze und Hülse sind
unterschiedlich.
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Während in 2 und 3 ein
Hindurchschieben der Hülse 4 durch
die Vorrichtung 9 vorgesehen ist, kann auch – wie es
aus 4 und 5 hervorgeht – ein Ziehen
der Hülse 4 samt
Dornstange 5 erfolgen oder auch ein kombiniertes Schieben
und Ziehen.
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Hierzu
ist das eine axiale Ende der Dornstange 5 (in 4 und 5 das
rechte Ende) verjüngt ausgebildet,
wobei sich das entsprechende Ende der dort zu sehenden Luppe 4 sich
so an die Dornstange 5 anlegt, dass ein Abziehen möglich ist.
Das Anlegen erfolgt durch eine Kümpelzange
vor dem Einstoßen in
die Außenwerkzeuge.
Für das
Durchziehen kommt eine Ziehzange 15 zum Einsatz, die das Ende der Hülse oder
Luppe 4 greift und abzieht. Vor dem Einstoßen wird
also das vordere Luppenende durch eine Kümpelzange bzw. Kümpelpresse
auf den Dornstangenabsatz gedrückt.
Danach erfolgt das Einstoßen und
Durchstoßen,
anschließend
wird mit einer Ziehzange am vorderen gekümpelten Ende angefasst und
gezogen.
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In 6 ist
zu sehen, dass mehrere Walzen 6'' um
den Umfang der Hülse
bzw. Luppe 4 bzw. des Rohres 1 angeordnet sein
können
und dass mehrere Rollenkörbe 10, 11 und 12 in
Förderrichtung
des Rohres 1 nacheinander folgend angeordnet sein können.
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Aus
den Schnittdarstellungen gemäß der 7a, 7b und 7c geht
hervor, dass jeweils drei Walzen 6'' um
den Umfang der Hülse
bzw. der Luppe 4 herum angeordnet sind. Dort ist in der
Abfolge der Figuren auch zu sehen, wie die Hülse bzw. die Luppe allmählich zum
endgültigen
Rohr verformt wird.
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Das
Verfahren kann mit einer Reihe von teilweise vorbekannten Maßnahmen
kombiniert werden:
Das Lochen kann in einer ölhydraulischen
Lochpresse 3 zur Herstellung eines Hohlblockes mit Boden (Hülse) oder
ohne Boden (Luppe) unter Anwendung des füllenden und/oder steigenden
Lochens erfolgen, wobei die Matrize 13, d. h. der Lochtopf,
eine über
die Länge
verlaufende Innenkonizität
aufweist und der Lochdornkopf und die Verbindung mit dem Lochdorn 14 (Dornstange)
so gestaltet ist, dass ein leichtes Ausziehen des Dorns ermöglicht wird.
Der Durchlochvorgang kann in einem zweiten Schritt nachgeschaltet
sein. Gegebenenfalls kann auch ein angestauchtes Hülsenende
für die
nachfolgenden Verfahrensschritte verwendet werden.
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Die
Außenform
des Bodenteils kann im Durchmesser abgestuft oder konisch verjüngt sein, entsprechend
der Durchmesserreduktion in den nachfolgenden Umformstufen. Die
Innenform des Bodenteils richtet sich nach der Bodenbelastung beim
nachfolgenden Durchstoß-
bzw. Ziehprozess und dem Hülseninnendurchmesser
nach dem Durchstoßen
bzw. Ziehen.
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Angestrebt
wird ein Verhältnis
von Lochdorndurchmesser zur Hülsenlänge von
3 bis 7 zur Gewährleistung
einer guten Konzentrizität.
In manchen Fällen
kann das Verhältnis
auch bis zu 10 werden.
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Der
Transport des Hohlblocks zur Drück- und/oder
Ziehvorrichtung 9 (Streckaggregat) kann unter Anwendung
einer thermischen Isolierung der Transporteinrichtung bzw. des Hohlblocks
erfolgen.
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Weiter
vorgesehen kann eine Presswasserentzunderung für die Innen- und Außenoberfläche werden,
die wahlweise zu- oder abgeschaltet werden kann. Eine weitere Entzunderungsmöglichkeit
ist das Aufweiten mittels der Dornstange, deren Durchmesser größer ist
als der Innendurchmesser des Lochstücks. Ebenfalls kann eine Bodenplatte
als Gegenhalter vorgesehen werden.
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Weiterhin
kann eine längs
verfahrbare induktive oder anderweitig beheizbare Zwischenwärmeinrichtung
vorgesehen werden, besonders für
die Enden der Hülse
bzw. der Luppe, wobei die Innenverzunderung durch mechanischen Endenverschluss bzw.
Endenabdeckung vermieden bzw. reduziert werden soll.
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Die
Hülsenzufuhr-
bzw. -transporteinrichtung vor dem Streckaggregat kann höhenverstellbar
ausgeführt
werden. Vorgesehen können
auch werden eine oder mehrere höhen-
und durchmessereinstellbare Dornstangenführungen zur zentrischen Einführung und
Unterstützung
der Dornstange gegen Durchbiegung; ferner kann eine Dornstangenwechselvorrichtung
ins Auge gefasst werden.
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Die
Dornstangenvorschubgeschwindigkeit liegt bevorzugt zwischen 50 und
1.000 mm/s.
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Die
Dornstange kann entsprechend der unterschiedlichen mittleren Dornstangentemperatur über die
Länge und
aufgrund unterschiedlicher Kontaktzeiten mit dem Umformgut konisch
gestaltet sein. Ferner kann ein vorne abgerundeter Dornstangenkopf
zur Vergrößerung der
Kontaktfläche
und zur Senkung der spezifischen Scherbeanspruchung verwendet werden.
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Vorgesehen
werden kann weiterhin eine steuerbare und programmierbare Dornstangenaußenkühlung zur
Erzeugung eines Temperaturgradienten über die Länge, wobei sich unter axialem
Vorschub ein Düsenring
um die Dornstangenachse dreht oder sich die Dornstange innerhalb
eines Düsenringes
dreht.
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Als
Kühlmedium
kann ein inertes Gas, wie z. B. Stickstoff, oder Pressluft oder
auch ein Luft-Wassergemisch oder Wasser verwendet werden.
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Weiterhin
kann eine Dornstangenschmierung vorgesehen werden, die gegebenenfalls
unter Rotation eines Düsenringes
ein mit Wasser gemischtes Schmiermittel (bestehend aus Phosphaten,
Boraten und Silikaten oder einer Kombination von zwei oder drei
dieser Bestandteile) und/oder ein Trennmittel und gegebenenfalls
ein unter Druckeinwirkung gasbildendes Medium auf die Dornstange
aufbringt.
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Die
Dornstange kann im Arbeitsbereich aus mehreren miteinander verbundenen
Teilen gleicher oder unterschiedlicher Materialien bestehen, die
im Durchmesser zueinander abgestuft sein können.
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Vorgesehen
werden kann weiterhin eine Schmiereinrichtung für die äußeren Umformwerkzeuge, wobei
ein mit Wasser gemischtes Schmiermittel (ähnlicher Zusammensetzung wie
oben erwähnt)
von der Einlaufseite her zwischen die äußeren Umformwerkzeuge und das
Umformgut gebracht wird.
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Die
Schmierung der äußeren Umformwerkzeuge
kann auch durch Beaufschlagung mit Wasser, mit einem Wasser-Luft-Gemisch
oder Pressluft geschehen, wobei ein rotierender Düsenring
in einem definierten Abstand vor dem Einlauf des jeweiligen Streckaggregats
positioniert ist und eine gezielte Oxidation der Außenoberfläche des
Umformgutes erzielt wird.
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Für den Fall
des Einsatzes schleudergegossener oder gelochter Hohlblöcke ohne
Boden ist eine Dornstange mit abgesetztem vorderen Ende einsetzbar,
wobei eine kraft- und formschlüssige
Verbindung zwischen Hülsenfrontende
und Dornstange durch eine Kümpelvorrichtung
unmittelbar vor dem Stoßvorgang
erzeugt werden kann.
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Die
erläuterte
Vorgehensweise bewirkt eine Durchmesser- und Wanddickenreduktion
durch die sich vorwärts
bewegende Dornstange im Inneren und die äußeren Umformwerkzeuge. Dabei
erfolgt eine Querschnittsabnahme pro Rollenkorb bzw. Walzgerüst von jeweils
zwischen 40 % und (fast) Null %.
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Die
Vorwärtsbewegung
der Dornstange kann durch axialen Druck, durch axialen Zug oder
durch beides bewirkt werden. Die Vorwärtsbewegung des Walzgutes kann
zusätzlich
durch rotierend angetriebene äußere Umformwerkzeuge
(Rollen oder Walzen) unterstützt
werden, wie es bereits oben erläutert wurde.
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Wie
ebenfalls erläutert
wurde, können
die äußeren Umformwerkzeuge
als Ziehdüse
oder als Rollenkorb ausgebildet sein, wobei jeweils 2, 3, 4 oder
6 Walzen zusammenwirkend um den Hülsenumfang angeordnet sein
können,
wobei die einzelnen Rollenkörbe
bzw. Walzgerüste
hintereinander in definiertem Abstand angeordnet sind. Die Rollen bzw.
Walzen sind dabei bei den einzelnen Rollenkörben jeweils um 90°, um 60°, um 45° bzw. um
30° um die
Längsachse
relativ zueinander gedreht, um eine gute Abdeckung des gesamten
Umfangs des Rohres zu erreichen.
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Der
Durchmesser der zum Einsatz kommenden Walzen bzw. Rollen liegt je
nach konstruktiver Auslegung und je nach zu erzeugendem Rohrdurchmesser
zumeist zwischen 400 und 2.000 mm.
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Beim
Antrieb der Walzen ist vorgesehen, dass die Umfangsgeschwindigkeit
am arbeitenden Durchmesser zwischen dem 0,5-fachen und dem 1,5-fachen
der Dornstangengeschwindigkeit beträgt.
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Die
Walzen können
durch Stützwalzen
abgestützt
sein, wobei deren Durchmesser größer als
derjenige der Walzen ist; bevorzugt haben die Stützwalzen den 2-fachen bis 6-fachen
Durchmesser der (Arbeits)Walzen.
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Beim
Vorhandensein mehrerer hintereinander angeordneter Gerüste richtet
sich der Gerüstabstand
nach der Länge
des Umformgutes, der verfügbaren
Dornstangenkraft und der zulässigen
gleichzeitigen Umformung. Die Gerüste können in Kaliberdurchmesser
und axialer Position einstellbar sein und über eine Schnellwechseleinrichtung
verfügen. Die
Gerüstanzahl
beträgt
je nach umzuformendem Material, Querschnittsabnahme, Anzahl der
Walzen je Gerüst
und Anforderungen an die Oberflächenqualität 1 bis
8 Gerüste.
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In
Abhängigkeit
der Rohrabmessungen ist der Umformprozess unter Verwendung kleinerer
Kaliber und, falls erforderlich, kleinerer oder größerer Dornstangendurchmesser
nach der Entzunderung und der Erwärmung ein- oder mehrmals zu
wiederholen. Gegebenenfalls kann auch ein Aufweitprozess zur Entzunderung
genutzt werden.
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Die
Kalibrierung des Endgerüstes
unter Verwendung eines Rollenkorbes ist bevorzugt so gestaltet,
dass ein Lösen
des Rohres von der Dornstange stattfindet.
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Schließlich ist
auch die Verwendung einer geeigneten Vorrichtung zum Abstreifen
oder Abziehen des Rohres von der Dornstange durch Rückwärtsziehen
der Dornstange möglich.
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Im
Unterschied zu einigen vorbekannten Lösungen unter Einsatz von Stoßbänken mit
Rollenkörben
für die
Fertigung von Rohren bis ca. 7'' Durchmesser sieht
die vorliegende Erfindung vor, dass bevorzugt große Rohre
bis ca. 1.500 mm Durchmesser, d. h. ca. 60'',
produziert werden können.
Die Dornstangengeschwindigkeit, die typischerweise bei vorbekannten
Verfahren auf Stoßbänken zwischen 3.000
und 6.000 mm/s liegt, bewegt sich beim erfindungsgemäßen Vorschlag
nur zwischen 50 und 1.000 mm/s.
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- 1
- Rohr
- 2
- Vormaterial
- 3
- Lochpresse
- 4
- Hülse/Luppe
- 5
- Dornstange
- 6
- Werkzeug
- 6'
- Ziehring
- 6''
- Walze
- 7
- Außenumfang
der Hülse/Luppe
- 8
- Kontaktbereich
des Werkzeugs
- 9
- Drück- und/oder
Ziehvorrichtung
- 10
- Rollenkorb
- 11
- Rollenkorb
- 12
- Rollenkorb
- 13
- Matrize
- 14
- Lochdorn
- 15
- Ziehzange
- D
- Durchmesser
- s
- Wanddicke
- s0
- Wanddicke
vor dem Ziehen
- s1
- Wanddicke
nach dem Ziehen