DE10311144B3 - Method for producing a tube with an internal profile and device for carrying out the method - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen eines Rohres mit einer gewindeförmig oder wendelförmig verlaufenden Innenprofilierung durch Kaltpilgern, bei dem das Rohr in einem Kaltpilgerwalzwerk in Richtung der Rohrachse translatorisch bewegt wird und bei dem das Rohr mit seiner inneren Mantelfläche über einen ein der herzustellenden Innenprofilierung entsprechendes Negativprofil aufweisenden Stopfen gewalzt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rohres mit einer gewindeförmig oder wendelförmig verlaufenden Innenprofilierung in der das Rohr in Richtung der Rohrachse translatorisch bewegt wird und in der das Rohr mit seiner ihneren Mantelfläche über einen ein der herzustellenden Innenprofilierung entsprechendes Negativprofil aufweisenden Stopfen gewalzt wird, zur Durchführung des Verfahrens.The The invention relates to methods for producing a tube with a thread-shaped or helical trending inner profile by cold pilgrims, in which the pipe translationally in the direction of the pipe axis in a cold pilger mill is moved and in which the tube with its inner lateral surface over a a negative profile corresponding to the inner profile to be produced having plug is rolled. The invention further relates to a device for producing a tube with a thread or helical Internal profiling in which the pipe is translational in the direction of the pipe axis is moved and in which the tube with its inner surface area over one a negative profile corresponding to the inner profile to be produced having plug is rolled to carry out the method.
Ein
solches Kaltpilgerwalzverfahren ist beispielsweise aus der
Aus
der
Die
Für verschiedene Anwendungsfälle werden kaltgepilgerte Rohre aus metallischen Werkstoffen benötigt, deren innere Mantelfläche eine gewindeförmige bzw. wendelförmige Innenprofilierung aufweist. Diese Innenprofilierung kann beispielweise für Kräfte- und Momentenübertragung im Maschinen- oder Fahrzeugbau zum Einsatz kommen; sie werden auch zur Optimierung von Strömungsverhältnissen und Wärmeübergängen in Leitungen und bei Wärmetauschern benötigt.For different ones use cases cold-piled pipes made of metallic materials are required, whose inner lateral surface a thread-like or helical Has inner profiling. This internal profiling can, for example for forces and torque transmission are used in machine or vehicle construction; they also become Optimization of flow conditions and heat transfers in Pipes and heat exchangers needed.
Durch
die
Um ein kaltgepilgertes Rohr mit der genannten gewendelten Innenprofilierung herzustellen, ist es weiterhin bekannt, einen Walzdorn mit einem nachgeschalteten frei drehbaren Stopfen einzusetzen, wobei der Stopfen das Negativprofil der gewünschten Innenprofilierung aufweist. Die dem Drall der Innenprofilierung entsprechende Drehbewegung des Stopfens muss dabei durch die Vorschubbewegung des Walzgutes bewirkt werden. In nachteiliger Weise ist hierdurch der mögli che Drallwinkel stark eingeschränkt, und auch die Profiltiefe ist aufgrund der hiermit zusammenhängenden Vorschubkraft begrenzt.Around a cold pilgrim pipe with the spiral inner profile mentioned To produce, it is also known to use a rolling mandrel with a downstream insert freely rotatable plug, the plug the negative profile the desired one Has inner profiling. The twist of the inner profile The corresponding rotary movement of the plug must be carried out by the feed movement of the rolling stock can be effected. This is disadvantageous the possible Helix angle severely restricted, and also the profile depth is due to the related Feed force limited.
Nachteilig ist es weiterhin, dass die zugbeanspruchte Drehverbindung zwischen Walzdorn und Stopfen die übertragbaren Kräfte begrenzt. Der Stopfen muss zur Anordnung eines Drucklagers hohl ausgebildet sein. Hierdurch ist auch die Radialbelastung für den Stopfen begrenzt.adversely it is still the case that the tensile rotating connection between Rolling mandrel and stopper the transferable personnel limited. The plug must be hollow to arrange a thrust bearing be trained. This is also the radial load on the plug limited.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie eine entsprechende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, durch das bzw. durch die es möglich wird, die genannten Nachteile zu überwinden. Insbesondere soll die dem Drall entsprechende Drehbewegung des Stopfens nicht mehr ausschließlich über die Vorschubbewegung erzeugt werden.The The invention is therefore based on the object of a method of the generic type and to create a corresponding device for carrying out the method, through that or through which it is possible will overcome the disadvantages mentioned. In particular, should the twisting movement of the stopper corresponding to the twist is no longer exclusively via the Feed movement are generated.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Stopfen während des Kaltpilgerprozesses so rotatorisch angetrieben wird, dass die axiale Fortschreitgeschwindigkeit des Gewindes oder der Wendel seines Negativprofils in Richtung der Rohrachse der axialen Fortschreitgeschwindigkeit des Gewindes oder der Wendel der herzustellenden Innenprofilierung in Richtung der Rohrachse entspricht.This The object of the invention solved, that the stopper during of the cold pilgrim process is driven so that the axial speed of progression of the thread or the helix of its Negative profile in the direction of the pipe axis of the axial speed of advance the thread or the helix of the inner profile to be produced in the direction of the pipe axis.
Bevorzugt wird dabei der Stopfen während des Kaltpilgerprozesses – in Richtung der Rohrachse betrachtet – axial stationär gehalten.The stopper is preferred during of the cold pilgrim process - viewed in the direction of the pipe axis - held axially stationary.
Eine gute Synchronisation der den Walzprozess bestimmenden Mechanismen wird dadurch erreicht, dass weiterbildungsgemäß vorgesehen wird, dass das Rohr während des Kaltpilgerprozesses sowohl translatorisch als auch rotatorisch angetrieben wird, wobei die translatorische und die rotatorische Antriebsbewegung des Rohres mit der rotatorischen Antriebsbewegung des Stopfens gesteuert oder geregelt abgeglichen wird.A good synchronization of the mechanisms determining the rolling process is achieved in that it is provided in accordance with further training that the Pipe while of the cold pilgrim process, both translational and rotational is driven, the translatory and the rotary drive movement of the pipe is controlled with the rotary drive movement of the plug or adjusted in a regulated manner.
Umformtechnische Vorteile werden erzielt, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen wird, dass die Kalibrierung der Kaltpilgerwalzen und die Kali brierung des Negativprofils des Stopfens so gewählt sind, dass beim Kaltpilgern keine Streckung des Rohres im axialen Bereich des Negativprofils des Stopfens erfolgt.Metal Forming Advantages are achieved if according to a further embodiment it is provided that the calibration of the cold pilgrim rollers and the calibration of the negative profile of the stopper is selected that with cold pilgrims there is no stretching of the pipe in the axial area of the negative profile of the stopper.
Des weiteren wird die Erfindung durch eine Vorrichtung zum Herstellen eines Rohres mit einer gewindeförmig oder wendelförmig verlaufenden Innenprofilierung, in der das Rohr in Richtung der Rohrachse translatorisch bewegt wird und in der das Rohr mit seiner inneren Mantelfläche über einen ein der herzustellenden Innenprofilierung entsprechendes Negativprofil aufweisenden Stopfen gewalzt wird, zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst, bei der der Stopfen mit einem Drehantrieb in Verbindung steht.Of the invention is further enhanced by an apparatus for manufacturing a pipe with a thread or helical trending inner profile, in which the pipe in the direction of Tube axis is moved translationally and in which the tube with its inner lateral surface over a a negative profile corresponding to the inner profile to be produced having plug is rolled, solved for performing the method according to the invention, at which the plug is connected to a rotary actuator.
Vorzugsweise ist dabei der Stopfen axial ortsfest gelagert. Mit Vorteil weist das Kaltpilgerwalzwerk einen Drehantrieb für die Drehung des Rohres sowie einen translatorischen Antrieb für die translatorische Bewegung des Rohres auf, wobei der Drehantrieb des Stopfens, der Drehantrieb des Rohres und der translatorische Antrieb des Rohres von einer gemeinsamen Steuerung oder Regelung angetrieben werden.Preferably the plug is axially stationary. Advantageously points the cold pilger rolling mill has a rotary drive for rotating the tube as well a translational drive for the translatory movement of the tube, the rotary drive of the plug, the rotary drive of the tube and the translational The tube is driven by a common control system are driven.
Gute umformtechnische Verhältnisse lassen sich erzielen, wenn gemäß einer Weiterbildung vorgesehen wird, dass der Stopfen eine Außenkontur aufweist, die – abgesehen vom Negativprofil – im wesentlichen zylindrisch ausgebildet ist.Quality forming conditions can be achieved if according to a Training is provided that the plug has an outer contour, the - apart from the negative profile - in is essentially cylindrical.
Eine vorteilhafte Glättung der Vorrohrinnenoberfläche lässt sich erzielen, wenn der Stopfen einen in Vorschubsrichtung des Rohres betrachtet vorgelagerten zylindrischen Abschnitt aufweist.A beneficial smoothing the inner tube surface let yourself achieve when the stopper is in the feed direction of the pipe considered upstream cylindrical section.
Maschinentechnisch einfach lässt sich das vorgeschlagene Kaltpilgerwalzwerk realisieren, wenn der Drehantrieb des Stopfens, der Drehantrieb für die Drehung des Rohres und/oder der translatorische Antrieb für die translatorische Bewegung des Rohres als Servomotor ausgebildet ist bzw. sind.Technically machines just lets realize the proposed cold pilger rolling mill if the Rotary drive of the plug, the rotary drive for the rotation of the pipe and / or the translational drive for the translatory movement of the tube is designed as a servo motor is or are.
Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung wird die dem Drall der Innenprofilierung entsprechende Drehbewegung des Stopfens aktiv durch einen Drehantrieb erzeugt. Hierdurch ergibt sich in vorteilhafter Weise, dass es keine Begrenzung des möglichen Drallwinkels ergibt. Weiterhin kann damit auch die Profiltiefe vergrößert werden. Möglich wird dies dadurch, dass die dem Drall entsprechende Drehbewegung des Stopfens nicht mehr nur durch die Vorschubbewegung des Rohres erzeugt werden muss.By the embodiment of the invention the rotation of the inner profile corresponding to the twist Plug actively generated by a rotary drive. This gives themselves in an advantageous manner that there is no limit to the possible Twist angle results. Furthermore, the profile depth can also be increased. Possible this is due to the fact that the rotational movement corresponding to the swirl of the plug no longer only by the feed movement of the pipe must be generated.
Damit ist es möglich, dass Rohre mit einer gewindeförmig bzw. wendelförmig verlaufenden Innenprofilierung quasi ohne Restriktionen in Bezug auf die Größe des Drallwinkels wirtschaftlich erzeugt werden können.In order to Is it possible, that pipes with a thread or helical internal profile almost without restrictions with regard to the size of the twist angle can be produced economically.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing are exemplary embodiments of the Invention shown. Show it:
In
Das
Rohr
Zum Durchführen des Kaltpilger-Walzprozesses muss das Walzgerüst eine oszillierende Bewegung – also eine hin- und hergehende Bewegung – ausführen. Um dies zu bewerkstelligen, ist meist ein Kurbeltrieb vorgesehen, der einen Kurbelarm mit mindestens einer Kröpfung und mit einem in Bezug auf den Lagerpunkt exzentrisch angeordneten Ausgleichsgewicht aufweist.To carry out the cold pilger rolling pro The rolling stand must perform an oscillating movement - that is, a reciprocating movement. In order to accomplish this, a crank mechanism is usually provided which has a crank arm with at least one crank and with a balance weight arranged eccentrically with respect to the bearing point.
In
Das
Rohr
Um
dies zu erreichen, wird die innere Mantelfläche
Die
translatorische und rotatorische Bewegung des Rohres
Der
sich im Inneren des Rohres
Der
als Innenwerkzeug fungierende Stopfen
Die
Zuordnung der Kalibrierung der Kaltpilgerwalzen
Die
Antriebe
Die
Drehung des Rohres
Die
Kalibergrundabwicklung der Walzen
Dem
Negativprofil
Der
im Kaltpilgerwalzwerk ablaufende Arbeitszyklus wird nachfolgend
unter Bezugnahme auf
Es
folgt der Walzbereich, in dem die sich verjüngende Walzenkalibrierung das
Walzgut zunehmend in das Negativprofil
Am Ende der Umformstrecke erweitert sich das Walzgut wieder und gibt das Walzgut frei, wobei kurz hinter der Ablösestelle auch das Stopfenprofil endet.At the end of the forming section, the rolling stock expands again and releases the rolling stock, with the plug profile just behind the detachment point ends.
Im
nun folgenden Bereich um den Auslauftotpunkt AT werden das Rohr
Bei
längeren,
relativ dünnen
Dornstangen wird hierbei schon die Drehung der Dornstange
- 11
- Rohrpipe
- 22
- Innenprofilierunginternal profiling
- 33
- Rohrachsepipe axis
- 44
- inneren Mantelfläche des Rohresinner lateral surface of the pipe
- 55
- Negativprofilnegative profile
- 66
- StopfenPlug
- 77
- Drehantrieb für die Drehung des Stopfensrotary drive for the Rotation of the plug
- 88th
- Drehantrieb für die Drehung des Rohresrotary drive for the Rotation of the pipe
- 99
- translatorischer Antrieb für die translatorischetranslational Drive for the translational
- Bewegung des RohresMove of the pipe
- 1010
- Steuerung oder Regelungcontrol or regulation
- 1111
- zylindrischer Abschnitt des Stopfenscylindrical Section of the plug
- 1212
- KaltpilgerwalzeCold pilger roll
- 1313
- KaltpilgerwalzeCold pilger roll
- 1414
- Dornstangemandrel
- LL
- Förderrichtung/Richtung der RohrachseConveying direction / direction the pipe axis
- ETET
- EinlauftotpunktEinlauftotpunkt
- ATAT
- AuslauftotpunktAuslauftotpunkt
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8100 | Publication of patent without earlier publication of application | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |