DE102007037736A1 - Dorn oder Dornstange für ein Rohrherstellungsverfahren - Google Patents
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Abstract
Dorn oder Dornstange für ein Rohrherstellungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Molybdän-Werkstoff besteht, der einen Molybdän-Anteil von 75 Gew.-% oder mehr aufweist. Ebenfalls betrifft die Erfindung einen Dorn oder eine Dornstange, bei der zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Hartstoff besteht. Der erfindungsgemäße Dorn und die erfindungsgemäße Dornstange werden bevorzugt zum Herstellen von Kupferrohren, insbesondere zum Elongieren, verwendet.
Description
- Die Erfindung betrifft einen Dorn oder eine Dornstange für Rohrherstellungsverfahren, insbesondere zum Herstellen von Kupferrohren.
- Rohrherstellungsverfahren verwenden Dorne oder Dornstangen im Innern des Rohres als Verformungswerkzeug. Dieses muß den von den äußeren Werkzeugen erzeugten Kräften standhalten, ohne sich zu verformen.
- Aus
DE 489 432 ist eine Chrom, Nickel und Molybdän enthaltende Stahllegierung für Walzdorne bekannt, die neben den üblichen möglichst geringen Beimischungen von Phosphor und Schwefel etwa folgende Zusammensetzung hat: 0,33 C, 0,16 Si, 0,20 Mn, 0,46 Cr, 1,69 Mo und 4,18 Ni. - Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Dorn oder eine Dornstange mit verbesserten Eigenschaften vorzuschlagen.
- Diese Aufgabe wird durch den Dorn und die Dornstange des Anspruchs 1 und 5 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.
- Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, für zumindest einen Teil des Dorns oder der Dornstange einen Molybdän-Werkstoff oder einen Hartstoff einzusetzen.
- Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform besteht zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Molybdän-Werkstoff besteht, der einen Molybdän-Anteil von 75 Gew.% oder mehr, insbesondere bevorzugt von 80 Gew.% oder mehr, vorzugsweise 85 Gew.% oder mehr und besonders bevorzugt von 90 Gew.% oder mehr aufweist. Bezüglich der Anforderungen an den Werkstoff eines Dorns oder einer Dornstange ist ein solcher Molybdän-Werkstoff vorteilhaft.
- In einer bevorzugten Ausführungsform besteht zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Werkstoff, der einen Titan-Anteil von 0,4 Gew.% oder mehr, einen Zirconium-Anteil von 0,07 Gew.% oder mehr und einen Kohlenstoff-Anteil von 0,005 bis 0,05 Gew.% aufweist. Insbesondere bevorzugt weist der Molybdän-Werkstoff einen Titan-Anteil von 0,5 Gew.% oder mehr, einen Zirconium-Anteil von 0,08 Gew.% oder mehr und einen Kohlenstoff-Anteil von 0,01 bis 0,04 Gew.% auf.
- In einer ergänzenden oder alternativen Ausführungsform besteht zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Hartstoff. Insbesondere bevorzugt besteht zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem metallischen Hartstoff (Hartmetall), insbesondere aus einem Hartmetall, das einen Wolframcarbid-Anteil von 70 Gew.% oder mehr aufweist. Das Hartmetall kann einen Kobalt-Anteil von 2,5 Gew.% oder mehr aufweisen.
- Insbesondere bevorzugt weist das Hartmetall eine der nachfolgend wiedergegebenen Zusammensetzungen auf:
WC [Gew-%] Co [Gew-%] Ni [Gew-%] 71–76 24-29 77–82 18–23 83–86 14–17 86–87 13–14 87–91 9–13 91–94 6–9 73 27 80 20 85 15 86,5 13,5 88 12 89 11 90 10 90,5 9,5 90,5 2,6 6,9 92 8 93 7 94 6 - In einer bevorzugten Ausführungsform besteht zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem nicht-metallischen Hartstoff, beispielsweise aus Diamant, einem Kubischen Bornitrid, einem Borcarbid, einem Siliciumcarbid, einem Korund oder einem Siliciumnitrid.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das aus dem Hartstoff bestehende Bauteil eine Beschichtung aufweist. Dadurch kann der Hartstoff vor einem Angriff durch das Kupfer geschützt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Beschichtung Titan, Aluminium und Stickstoff auf.
- Der erfindungsgemäße Dorn, bzw. die erfindungsgemäße Dornstange kann vollständig aus dem Molybdän-Werkstoff, bzw. dem Hartstoff-Werkstoff bestehen. In einer bevorzugten Ausführungsform ist nur ein Teil des Dorns, bzw. der Dornstange aus dem Molybdän-Werkstoff, bzw. aus dem Hartstoff-Werkstoff. Insbesondere bevorzugt ist ein auswechselbares Teil des Dorns, bzw. der Dornstange aus dem Molybdän-Werkstoff, bzw. dem Hartstoff-Werkstoff.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist das aus dem Molybdän-Werkstoff, bzw. aus dem Hartstoff-Werkstoff bestehende Bauteil hülsenförmig ausgebildet. Dadurch läßt es sich einfach handhaben und erlaubt es, die Aufnahme dieses Bauteils an dem Dorn, bzw. der Dornstange einfach zu gestalten. Außerdem läßt sich ein hülsenartiges Bauteil einfach herstellen.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist die Hülse an einem Ende eine Verjüngung auf. Diese Verjüngung unterstützt den Formgebungsprozeß bei der Rohrherstellung.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Hülse auf ein Trägerelement aufgeschoben. Dies erlaubt ein besonders einfaches Austauschen der Hülse und einen besonders einfachen Aufbau der Aufnahme an dem Dorn, bzw. der Dornstange.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Trägerelement einen Absatz auf, an dem die Hülse endseits anliegt. Durch diesen Absatz kann die Hülse gut positioniert werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Trägerelement endseits eine Bohrung auf, die entlang der Längsachse des Trägerelements verläuft und in die ein Spreizelement eingetrieben ist. Durch das Spreizelement kann das Trägerelement aufgeweitet werden, so daß die Hülse durch Reibung an dem Trägerelement gehalten wird. Besonders bevorzugt sind die Form der Innenseite der Hülse und der Außenseite des Trägerelements sowie der Bohrung und des Spreizelements derart aufeinander abgestimmt, daß bei eingetriebenem Spreizelemente die von dem Trägerelement in Umfangsrichtung auf die Hülse wirkenden Druckkräfte über die Kontaktfläche zwischen Trägerelement und Hülse gleichmäßig verteilt sind.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist eine konische Hülse zwischen das Trägerelement und die Hülse eingeschoben. Besonders bevorzugt sind die Form der Innenseite der Hülse und der Außenseite des Trägerelements sowie der konischen Hülse derart aufeinander abgestimmt, daß bei eingeschobener Hülse die von der konischen Hülse in Umfangsrichtung auf die äußere Hülse wirkenden Druckkräfte über die Kontaktfläche zwischen der konischen Hülse und der äußeren Hülse gleichmäßig verteilt sind.
- In einer bevorzugten Ausführungsform haben das Trägerelement und die Hülse und insbesondere bevorzugt auch das Spreizelement und die konische Hülse den gleichen Ausdehnungskoeffizienten. Dadurch wird verhindert, daß sich der Verbund zwischen Hülse und Trägerelement löst oder die Hülse durch eine größere Ausdehnung der in ihr angeordneten Bauelemente stark belastet wird.
- Der erfindungsgemäße Dorn, bzw. die erfindungsgemäße Dornstange sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei einem Dorn oder einer Dornstange mit einem hülsenförmig ausgebildeten Bauteil aus dem Molybdän-Werkstoff, bzw. aus dem Hartstoff-Werkstoff das hülsenfömige Bauelement und ein Trägerelement, auf das das Bauteil aufgeschoben wird, sowie ein möglicherweise des weiteren vorgesehenes Spreizelement, das in das Trägerelement eingetrieben wird, aus Werkstoffen bestehen, die den gleichen Ausdehnungskoeffizienten haben. Damit bleiben die erzeugten Radialspannungen auch bei Temperaturerhöhungen gleich.
- Der erfindungsgemäße Dorn und die erfindungsgemäße Dornstange werden bevorzugt zum Herstellen von Kupferrohren, insbesondere bevorzugt zum Elongieren, aber auch beispielsweise zum Lochen verwendet.
- Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher beschrieben. Darin zeigen:
-
1 eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dornstange in einer geschnittenen Seitenansicht; -
2 die Ausführungsform gemäß1 mit einem in die Bohrung des Trägerelements eingetriebenen Spreizelement in einer geschnittenen Seitenansicht, -
3 die Ausführungsform gemäß1 mit einer Darstellung der beim Einschieben des Spreizelements in das Trägerelement wirkenden Kräfte in einer geschnittenen Seitenansicht und -
4 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dornstange in einer geschnittenen Seitenansicht. - In
1 ist das vordere Ende einer Dornstange1 dargestellt. Die Dornstange1 weist ein als zum Teil hohlgebohrte Innenstange ausgebildetes Trägerelement2 auf, auf das eine Hülse3 aufgeschoben ist. Die Hülse3 besteht aus einem Molybdän- oder einem Hartstoff-Werkstoff. Endseits weist die Hülse3 eine Verjüngung4 auf. Das Trägerelement2 weist eine Auskragung5 auf und bildet dadurch einen Absatz, an dem die Hülse3 endseits anliegt. Über diese Auskragung werden beim Walzen axiale Kräfte in das Trägerelement eingeleitet. Das Trägerelement weist ferner eine Bohrung6 auf, in die ein Spreizelement eingeführt werden kann. -
2 zeigt das in die Bohrung6 eingeführte Spreizelement7 . Durch das Spreizelement7 wird das Trägerelement2 aufgeweitet und übt in Umfangsrichtung eine Druckkraft auf die Innenseite der Hülse3 aus. Dadurch entsteht eine reibschlüssige Verbindung zwischen der Hülse3 und dem Trägerelement2 . -
3 zeigt, dass das Aufbringen einer axialen Kraft zum Einschieben des Spreizelements7 eine plastische Verformung des Spreizelements bewirkt, so dass Radialkräfte von dem Spreizelement7 auf das Trägerelement2 und vom Trägerelement2 auf die Hülse3 ausgeübt werden. Das Spreizelement7 ist so ausgebildet, dass es länger ist als die Bohrung6 des Trägerelements2 (Delta L). Wird nun durch einen Stößel9 eine Axialkraft auf das Spreizelement7 ausgeübt, so vollzieht es eine plastische Verformung und übt dabei Radialkräfte auf das Trägerelement2 aus. Dadurch wird bewirkt, dass die auftretenden hohen Radialkräfte ohne Spiel in das Trägerelement2 und die Hülse3 eingeleitet werden. - Die in der
4 dargestellte Ausführungsform weist in dem Trägerelement2 keine Bohrung auf. In dieser Ausführungsform ist eine konische Hülse8 zwischen die äußere Hülse3 und das Trägerelement2a eingebracht. Am Ende des Trägerelements2a ist eine Mutter9 aufgeschraubt. Die Form der Innenseite der Hülse3 und der Außenseite des Trägerelements2a sowie der konischen Hülse8 sind derart aufeinander abgestimmt, daß bei in die konische Hülse8 eingeschobenem konischen Trägerelement2a die von der konischen Hülse8 auf die äußere Hülse3 wirkenden Druckkräfte über die Kontaktfläche zwischen der konischen Hülse8 und der äußeren Hülse3 gleichmäßig verteilt sind. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- - DE 489432 [0003]
Claims (19)
- Dorn oder Dornstange für ein Rohrherstellungsverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Molybdän-Werkstoff besteht, der einen Molybdän-Anteil von 75 Gew.% oder mehr aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Werkstoff besteht, der einen Molybdän-Anteil von 80 Gew.% oder mehr, vorzugsweise 85 Gew.% oder mehr und insbesondere bevorzugt von 90 Gew.% oder mehr aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Werkstoff besteht, der einen Titan-Anteil von 0,4 Gew.% oder mehr, einen Zirconium-Anteil von 0,07 Gew.% oder mehr und einen Kohlenstoff-Anteil von 0,005 bis 0,05 Gew.% aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Werkstoff besteht, der einen Titan-Anteil von 0,5 Gew.% oder mehr, einen Zirconium-Anteil von 0,08 Gew.% oder mehr und einen Kohlenstoff-Anteil von 0,01 bis 0,04 Gew.% aufweist.
- Dorn oder Dornstange, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem Hartstoff besteht.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem metallischen Hartstoff besteht.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall einen Wolframcarbid-Anteil von 70 Gew.% oder mehr aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall einen Kobalt-Anteil von 2,5 Gew.% oder mehr aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hartmetall einen Wolframcarbid-Anteil von 85–93 Gew.% Wolfram und einen Kobalt-Anteil von 7–15 Gew.% aufweist.
- Dorn oder Dornstang nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Teil des Dorns oder der Dornstange aus einem nicht-metallischen Hartstoff besteht.
- Dorn oder Dornstange nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Hartstoff bestehende Bauteil eine Beschichtung aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung Titan, Aluminium und Stickstoff aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Molybdän-Werkstoff, bzw. aus dem Hartstoff-Werkstoff bestehende Bauteil hülsenförmig ausgebildet ist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse an einem Ende eine Verjüngung aufweist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse auf ein Trägerelement aufgeschoben ist.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement einen Absatz aufweist und die Hülse endseits an dem Absatz anliegt.
- Dorn oder Dornstange nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerelement endseits ein Bohrung aufweist, die entlang der Längsachse des Trägerelements verläuft und in die ein Spreizelement eingetrieben ist.
- Dorn oder Dornstange nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine konische Hülse zwischen das Trägerelement und die Hülse eingeschoben ist.
- Verwendung eines Dorns oder einer Dornstange nach einem der Ansprüche 1 bis 18 zum Herstellen von Kupferrohren, insbesondere zum Elongieren und zum Lochen.
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Date | Code | Title | Description |
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OP8 | Request for examination as to paragraph 44 patent law | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20130216 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |