DE2211650A1

DE2211650A1 - Presse zum hydrostatischen Strang pressen von Rohren

Info

Publication number: DE2211650A1
Application number: DE19722211650
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl Ing Robertsfors Nilsson (Schweden) P
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1971-03-15
Filing date: 1972-03-10
Publication date: 1972-09-21
Also published as: CH543316A; FR2130264A1; IT952973B; CA961439A; US3751957A; JPS5436144B1; SE364649B; FR2130264B1; DE2211650B2; GB1374031A; NL7203298A

Description

Presse zum hydrostatischen Strangpressen von Rohren

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Presse zum hydrostatischen Strangpressen von Rohren mit einer Druckkammer, bestehend aus einem Hochdruck zylinder, einem in diesen Zylinder einschiebbaren druckerzeugenden Kolben, einer in dem Zylinder angeordneten Matrize, einem in dem Zylinder angeordneten Distanzrohr oder anderem Distanzelement und einem von dem Distanzrohr in seiner zentralen axialen Lage fixierten Dorn, der zusammen mit der Matrize einen Spalt zur Formung des Preßrohlinge s bildet.

Der Preßrohling hat rohrförmige Gestalt und wird unter Aufbringung eines allseitigen hydrostatischen Druckes mittels einer Flüssigkeit durch den Spalt zwischen Matrize und Dorn hindurchgepreßt. Eine solche hydrostatische Strangpresse ist beispielsweise in der DT-OS 1 752 987 beschrieben.

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In der Druckkammer ist ein Dorn angeordnet, der im Verhältnis zur Matrize von einem Distanzrohr axial fixiert und an einer Platte befestigt ist, die auf dem Distanzrohr ruht. Die Befestigung des Dorns an der Platte "bereitet erhebliche Schwierigkeiten. Der Dorn bricht häufig an der Befestigungsstelle ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Presse der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei der die Dorribefestigung zu einer geringeren mechanischen Beanspruchung des Dornes führt, als bei den bekannten Pressen.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Presse der eingangs genannten Art vorgeschlagen, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der in die Matrize hineinragende Teil des Dorns einen kleineren Querschnitt hat als eine dahinter liegende Partie, und daß der Dorn bzw. die Dornspitze flüssigkeitsdicht an ein dahinterliegendes Element angeschlossen ist.

Anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden:

Pig.' 1 und 2 zeigen bekannte Ausführungsformen zur Befestigung des Dornes.

Fig. 5 und 4 zeigen Dornbefestigungen gemäß der Erfindung.

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In den Figuren bezeichnet 1 eine Druckkammer, "bestehend aus einem Hochdruckzylinder 2, einem in diesen einschiebbaren Kolben 3 und eine am entgegengesetzten Ende des Zylinders eingesetzte Matrize 4. Zwischen dem Kolben 3 und dem Zylinder 2 bzw. zwischen der Matrize 4 und dem Zylinder 2 liegen Dichtungen 5 bzw. 6. Im Druckkainmerraum 7 ist ein Distanzrohr 8 angeordnet, das die Matrize 4 stützt. Ein Dorn 9 ist bei der in Eig. 1 gezeigten Ausführung an einer ringförmigen Platte 10 befestigt, die von dem Distanzrohr 8 gestützt wird, wodurch der Dorn im Verhältnis zu der Matrize axial fixiert wird. Der Dorn ist an seinem hinteren Ende mit einem konischen Befestigungsteil 11 und die Platte 10 mit einem zu diesem Befestigungsteil passenden konischen ringförmigen Sitz 12 versehen. In der Druckkammer befindet sich ein rohrförmiger Rohling 13, der in. dem Spalt 14 zwischen dem Dorn und der Matrize unter Einwirkung eines Druckmittels in dem Drucickammerraum 7 zu einem R>hr 15 geformt wird. Das Distanzrohr 8 hat Öffnungen 16, so daß der Raum 7a zwischen dem Dorn 9, der Platte 10, dem Distanzrohr 8 und der Matrize 4 ständig mit dem Hauptteil des Druckkammerraumes 7 in Verbindung steht. Bei der Matrizenausführung gemäß ]?ig. 2 sind Dorn 17 und Platte 18 aus einem Stück gefertigt.

In dem Loch 20 des Rohres 15 beträgt der Druck 1 bar und in dem Druckkammerraum 7 10-20 kbar. Auf den Dorn 9 wirkt dabei

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eine unbalancierte Kraft P = ρ a = ρ ·~τ—, wobei P = totale axiale Kraft

ρ = Druck in der Druckkammer

a = Dornquer schnitt in der Matriζenöffnung d = Durchmesser des Doms in der Matrizenöffnung.

Die Kraft P wird von der Platte 10 aufgenommen und von dieser auf das Distanzrohr 8 übertragen. Es hat sich gezeigt, daß der Dorn dazu neigt, an der Befestigungsstelle zu zerbrechen, auch wenn die Befestigung sorgfältig dimensioniert und ausgebildet ist. Bei der Ausführung gemäß Fig. 1 bricht der Dorn gewöhnlich an dem konischen Teil 11 in der Entfernung a oberhalb der Kante 21 des konischen Sitzes 12 im Ring 10. Dies beruht wahrscheinlich darauf, daß man an diesem Querschnitt aufgrund der unbalancierten Kraft P eine sehr hohe zusammengesetzte Spannung erhält, nämlich den Kontaktdruck zwischen dem konischen Teil 11 des Doms und dem Sitz 12 und Biegebeanspruchungen in dem konischen Teil 11, verursacht durch die Verformung des Rings 10 bei der Belastung P. Die Ausführung gemäß Fig. 2 hat ein noch größeres Bruchrisiko am Übergang zwischen dem Dorn 17 und der Platte 18.

Bei Ausführung und Befestigung eines Doms gemäß der Erfindung, beispielsweise wie in Fig. 3 gezeigt, wird das Dornbruchrisiko vermindert. Ein Dorn 25 ist mit einem tonischen

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Befestigungsteil 26 an seinem inneren Ende ausgebildet. Die Platte 27 besteht aus einem Stück und ist mit einer ausgedrehten Führung 28 für den konischen Befestigungsteil 26 des Dorns versehen. Ein Dichtungsring 31, z.B. ein O-Ring oder dig., wird um den Befestigungsteil 26 gelegt und mittels eines ringförmigen Halters 29 gegen den Teil 26 und&ie Mhrung 28 gepreßt. Hierdurch erhält man eine Dichtung zwischen dem Dornteil 26 und der Platte 27» so daß das Druckmittel nicht in den Raum 30 zwischen dem Dorn und der Platte 27 eindringen kann. Die unbalancierte Kraft P = a · ρ = ρ ■ wird direkt von der Platte 27 aufgenommen und wirkt somit nicht auf den Dorn 25, wodurch die Beanspruchung der Dornbefestigung vermindert wird. Die Befestigung muß die Zugkraft 3? aufnehmen können, die durch die Reibung zwischen dem Rohling 13 und dem vorderen Teil des Dorns 25 entsteht. Die Kraft kann bedeutend verringert werden, wenn der vordere Teil des Dorns konisch ausgebildet wird. Auf den konischen TeQ. 26 des Dorns wirkt das Druckmittel in Raum 7a. Hierdurch erhält man eine aufwärtsgerichtete Kraft P₂, die die Reibungskraft 3? ausbalanciert. Die Kraft P₂ beträgt ρ -ί— (d₂ - d|) wobei

ρ = Druck in der Druckkammer

d-j= Dorndurchmesser

d₂= Befestigungsdurchmesser.

Der Durchmesser d₂ ist so zu wählen, daß Pj>i*. Der Dorn kann mit einer Drainierungsbohrung 56 zum Drainieren des Raumes 30

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versehen sein, so daß evtl. eindringendes Öl die Stärke des Verbandes nicht gefährdet.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 4 liegt der Übergang zwischen dem größeren und kleineren Querschnitt des Dorns nahe dem vorderen Ende, und die Erfindung wird ausgenutzt zur Befestigung einer Dornspitze aus verschleißkräftigem Material auf einem Dorn, der im übrigen aus anderem Material besteht. Eine Platte 40, die von dem Distanzrohr 8 gestützt wird, hat eine zylindrisch gedrehte Führung 41 mit einer Abschrägung 42. Ein zylindrischer Dornteil 43 ist mit einem Befestigungering 44 versehen. Der Dornteil 43 wird mit einem an der Platte befestigten Ring 45 gegen die Platte 40 gepreßt. In dem dreieckigen Raum zwischen der Abschrägung 42, dem Dornteil 43 und dem Ring 44 liegt ein Dichtungsring 46, beispielsweise ein O-Ring. Der Dorn ist mit einer Spitze 47 versehen. Die Fuge zwischen dem Dornteil 43 und der Spitze 47 wird von einer Hülse 48 mit Dichtungsringen 49 und 50 überbrückt, die zwischen der Hülse 48 und dem Dornteil 43 bzw. zwischen der Hülse 48 und der Spitze 47 liegen. Auf die konische Fläche 51 der Spitze wirkt ein Druckmittel und verursacht eine axiale Kraftkomponente

wobei ρ = Druck in der Druckkammer

άζ = größter Durchmesser der Dornspitze und des übrigen Dorns d^j. = kleinster Durchmesser der Dornspitze.

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Die Kraftkomponente Ρ·* preßt die Spitze 47 gegen den Dornteil 43 und diesen gegen die Platte 40.

Die Räume 54 und 55 können durch die Kanäle 52 und 53 drainiert werden.

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Claims

Patentansprüche;

( i.jPresse zum hydrostatischen Strangpressen von Rohren mit einer Druckkammer, bestehend aus einem Hochdruckzylinder, einem in diesen Zylinder einschiebbaren druck er zeugende η Kolben, einer in dem Zylinder angeordneten Matrize, einem in dem Zylinder angeordneten Distanzrohr oder anderem Distanzelement und einem von dem Distanzrohr in seiner zentralen axialen Lage fixierten Dorn, der zusammen mit der Matrize einen Spalt zur Formung des Preßrohlings bildet, dadurch gekennzeichnet, daß der in die Matrize (4) hineinragende Teil des Dorns (25, 43, 47) einen kleineren Querschnitt hat als eine dahinterliegende Partie (26, 43), und daß der Dorn (25) bzw. die Dornspitze (47) flüssigkeitsdicht an ein dahinterliegendes Element (27, 43) angeschlossen ist.
2. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (25, 43, 47) flüssigkeitsdicht an die der Matrize zugewandte Seite einer auf dem Distanzelement (8) ruhenden Platte (27, 40) angeschlossen ist.
3. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daii der Dorn (25) an seinem hinteren Ende konisch ist.
4. Presse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die dei· Matrize (4) zugewandte Seite der Platte (27, <p) mit einer den Dorn (P'j, 4'j, 47) r-iontrierende Führung; (<11) versehen ist.

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5. Presse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Dorn (25, 43, 47) und der Führung (28, 41) eine ringförmige Dichtung (31, 46) vorhanden ist.
6. Presse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (25) an der Platte (27) mit mechanischen Mitteln (29) befestigt ist.
7. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn an seinem vorderen Teil konisch ist.
8. Presse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (43, 47) mit einer Spitze (47) versehen ist, dessen in die Matrize (4) hineinragende Teil eien kleineren Querschnitt hat als der dahinterliegende Dornteil, und daß die Dornspitze

(47) flussigkeitsdicht an dem dahinter liegenden Dornteil (43) angeschlossen ist.
9. Presse nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fuge zwischen den Teilen (43, 47) des Dorns von einer Hülse

(48) überbrückt wird, die dichtend an beide Teile des Dorns (43, 47) angeschlossen ist.
10. Presse nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet, daß der dichtende Anschluß durch in Nuten der Hülse (48) eingelegte Dichtungsringe (A-J, 50) erfolgt.

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11. Presse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (25, 43, 47) mit einem Drainierungskanal (52, 53, 56) versehen ist.

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