DE102006040023A1

DE102006040023A1 - Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr

Info

Publication number: DE102006040023A1
Application number: DE102006040023A
Authority: DE
Inventors: Kurt Prof. Dr.-Ing. habil. Steinhoff; Ursula Weidig; Klaus Hübner
Original assignee: FEMUTEC INGENIEURGESELLSCHAFT MBH; FEMUTEC INGENIEURGMBH; Universitaet Kassel
Current assignee: General Electric Technology GmbH
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-20
Also published as: US20100000073A1; WO2008022626A1

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem, z. B. rundem oder vieleckigem Querschnitt, wobei die Länge der jeweiligen Funktionsfläche sich vorzugsweise nur über einen Teil der Länge des Rohres erstreckt, zwischen zwei in einem Walzengerüst angeordneten glattzylindrischen Walzen, wobei entsprechend der gewünschten flächigen Erstreckung der Funktionsflächen das Rohr entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal, vorzugsweise mehrere Male, zwischen den Walzen hindurchgeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem, z. B. rundem oder vieleckigem Querschnitt.
Unter einem Rohr versteht man gemeinhin einen länglichen, runden oder vieleckigen Gegenstand, der innen hohl ist.
Gegenstand der Erfindung ist nun ein Verfahren der eingangs Art, mit welchem ein Rohr beliebiger Querschnittsform auf ebene Funktionsflächen aufgebracht werden können, um beispielsweise ein solches Rohr an einen anderen, zumindest im Bereich der Verbindungsstelle, ebenen Gegenstand anschrauben oder sonst wie verbinden zu können.
In diesem Zusammenhang ist bereits bekannt, im Wege der Umformung durch profilierte Walzen solche Querschnittsformen mit ebenen Funktionsflächen herzustellen. Darüber hinaus ist bekannt, mittels Innenhochdruckumformung (IHU) derartige Funktionsflächen an einem Hohlkörper, z. B. Rohre, vorzusehen. Bei dem IHU Verfahren wird das Innere eines solchen Hohlkörpers entweder im kalten oder im erwärmten Zustand mit einem unter Druck stehenden Medium beaufschlagt, wobei durch das Medium der Hohlkörper in eine ihn umgebende Kavität eingeformt wird. Nachteilig beim Umformen mit profilierten Walzen ist, dass für eine jede Querschnittsform eine andere Walzengeometrie erforderlich ist. Gleiches gilt vom Grundsatz her auch für das IHU Verfahren insofern, als dort für jede gewünschte Querschnittform eine andere Kavität erforderlich ist. Das heißt zusammenfassend, dass diese Verfahren sehr aufwändig sind, da entweder für jede Querschnittsform eine gesonderte Walze oder eine gesonderte Kavität hergestellt werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, mit welchem wesentlich preiswerter die Herstellung von ebenen Funktionsflächen unterschiedlichster Art auf langgestreckten Rohren unterschiedlichster Querschnittsformen anzubringen ist.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem oder vieleckigem Querschnitt vorgeschlagen, wobei die Länge der jeweiligen Funktionsfläche sich vorzugsweise über einen Teil der Länge des Rohres erstrecken, wobei zwei in einem Walzengerüst angeordnete glattzylindrische Walzen vorgesehen sind, wobei entsprechend der gewünschten flächigen Erstreckung der Funktionsflächen das Rohr entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal, vorzugsweise mehrere Male zwischen den Walzen bei gegebenenfalls unterschiedlichem Zustellgrad der Walzen hindurchgeführt wird. Hieraus wird deutlich, dass ein auf diese Weise bearbeitetes Rohr auf zwei Seiten zwei parallel zueinander verlaufende ebene Funktionsflächen aufweist, wohingegen die Seitenkanten nach wie vor gewölbt ausgebildet sind.
Zur Erzeugung eines vieleckigen Querschnitts eines Rohres wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, das Rohr nach ein oder mehreren Bearbeitungszyklen um einen Winkel zu drehen, um dann im gedrehten Zustand wiederum entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal das Rohr zwischen den Walzen hindurch zu führen. Hierbei wird derart vorgegangen, dass die Bearbeitung zunächst in einer Ausgangswinkellange erfolgt, dann die Bearbeitung im verdrehten Zustand vorgenommen wird, um dann abwechselnd zwischen den beiden Winkellagen während der Bearbeitung zu wechseln, jeweils in Abhängigkeit von dem gewünschten Verformungsgrad, der gewünschten Ecken- oder Kantenausbildung sowie auch schlussendlich der Materialeigenschaften bedingt durch das Verformungsverhalten.
Insofern ist weiterhin vorgesehen, dass das Hindurchführen des Rohres bei unterschiedlicher Zustellung der Walzen, d. h. unterschiedlicher Spalthöhe, zwischen den Walzen erfolgt. Die Größe der Zustellung der Walzen bei jedem Stich, d. h. bei jedem Durchführen des Rohres durch die Walzen, ist zum einen materialabhängig, darüber hinaus abhängig von der Temperatur des Werkstückes im Umformbereich und des Weiteren abhängig von dem gewünschten Umformgrad.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohr im Bereich der Umformstrecke erwärmt ist. Durch die Erwärmung des Materials ändert sich die Verformbarkeit des Materials, was wiederum Einfluss auf die Anzahl der Wiederholungen der Stiche, d. h. der Anzahl der Durchführungen durch die Walzen hat.
Nach einem weiteren besonderen Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass das Rohr während der Umformung gestaucht wird oder unter Zugbeanspruchung steht, ganz in Abhängigkeit davon, welche Querschnittsform gewünscht ist. Bei einem Rohr, das unter Zugbeanspruchung steht, findet eine Verminderung der Querschnittsfläche statt, wobei insbesondere auch eine Verminderung der Wanddicke erfolgt.
Die Anzahl der Zustellungen in den gewünschten Winkellagen bestimmt auch den Übergangsradius zwischen den ebenen Funktionsflächen. Das heißt, je höher die Anzahl der Abfolgen der Umformungen in jeder Winkellage ist, umso geringer ist schlussendlich der Übergangsradius zwischen den in dieser Weise umgeformten Flächen des Rohres.
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung nachstehend beispielhaft näher erläutert.
Die Zeichnung stellt hierbei lediglich eine schematische Darstellung der Vorrichtung dar. Es sind zwei Halterungen 1 und 2 vorgesehen, zwischen denen das Rohr 3 unverdrehbar eingespannt ist. Dieses Rohr 3 wird reversierend zwischen den beiden Walzen 4 und 5 hindurchgeführt, wobei zwei Fälle zu unterscheiden sind. Ist die Geschwindigkeit V₀ > V₁ = V₂, so findet eine Dehnung des Rohres 3 statt, d. h. die Wanddicke des Rohres wird sich während der Umformung vermindern. Ist hingegen die Geschwindigkeit V₀ < V₁ = V₂, so wird eine Erhöhung der Wanddicke zu verzeichnen sein. Die Zone der höchsten Erwärmung liegt bei dem zu bearbeitenden Rohr immer unmittelbar vor dem Eingriff der Walzen an das Werkstück. Dies deshalb, weil dies die Zone ist, die unmittelbar vor der Umformung steht.

Claims

Verfahren zur Herstellung von mindestens zwei parallel zueinander verlaufenden ebenen Funktionsflächen auf einem Rohr mit kurvenförmigem, z. B. rundem oder vieleckigem, Querschnitt, wobei die Länge der jeweiligen Funktionsfläche sich vorzugsweise nur über einen Teil der Länge des Rohres erstreckt, zwischen zwei in einem Walzengerüst angeordneten glattzylindrischen Walzen, wobei entsprechend der gewünschten flächigen Erstreckung der Funktionsflächen das Rohr entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal, vorzugsweise mehrere Male zwischen den Walzen hindurchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines vieleckigen Querschnitts das Rohr um einen Winkel verdreht wird und im verdrehten Zustand wiederum entsprechend dem gewünschten Umformgrad mindestens einmal zwischen den Walzen hindurchgeführt wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Hindurchführen des Rohres bei unterschiedlicher Zustellung der Walzen, d. h. unterschiedlicher Spalthöhe zwischen den Walzen erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung eines vieleckigen Querschnitts das Rohr ausgehend von der Ausgangslage um einen Winkel zwischen 10° und 90° verdreht wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr im Bereich der Umformstrecke erwärmt wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr während der Umformung gestaucht wird.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr während der Umformung unter Zugbeanspruchung steht.