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Verfahren und Vorrichtung zur Herstollung becherförmiger, dännwandiger
Metallerzeug@isse Der Stand der Technik zur Herstellung becherförmiger, röhrenförmiger
Erzeugnisse aus dehnbaren Metallen ging bisber allgemein von einem als "Becherziehen"
bekannten Metellformungsprozess aus. Ein solches Verfahren beginnt mit einem kreisförmigen
Rohling aus Bloch, der auf eine kreisförmige Form gelegt wird. Ein Stempel geeigneten
Durchmessers wird dann axial in den Mittelteil des Metallrohlings und der Form gedrückt
und zicht dadurch den überlappenden Teil des Metallrohlings in den begrenzten ringförmigen
Raum zwischen der Form und dem begrenzten Variante dieses Verfahrens, bekannt als
"Stufen-Ziehen", wird häufig bei der Herstellung dünnwandiger Röhren benutzt. Beim
Stufen-Ziehen besitzt eine kreisförmige Form einen koaxial angeordneten Dorn (plug
mandrel), wodurch ein ringförmiger Raum zwischen der kreisförmigen Form und dem
Dorn gebildet wird. Eine übergroße Röhre wird dann in den ringförmigen Raum gedrückt.
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Obwohl das obige Zieh-Verfahren häufig verwendbar ist, insbesondere
wegen der Einfachheit und der glatten Oberflächencharakteristiken, die die darauf
hergestellten Produkte erhalten, weist dieses Verfahren dennoch gewisse schwerwiegende
Nachteil auf. Erstens, wenn der Zich-Prozess nicht relativ kurz und/oder das zu
verformende Metall nicht besonders dehnbar sind, ist es normalerweise nötig, die
erwähnten Zich-Stufen mchrere Male zu wiederholen unter Verwendung fortschreitend
kleinerer Formen, Stempel und Dorne, um insgesamt "Tief"-Zicherzeugnisse zu schaffen,
d.ii. Ziecherzeugnisse, bei denen die ursprüngliche Dicke des Metallrehlings um
einen Faktor über vier reduziert werden soll, was allgemein als "Glätten" (ironing)
bezeichnet wird. Dengemäß erfordert das Becher- oder Stufen-Ziehen zu wesentlichen
Tiefen häufig eine Vielzahl von Zich-Durchgängon, was natürlich sehr teuer ist.
Zweitens unterliegen viele Metalle einer Arbeitshärtung oder Kristallisation während
jedes Zieh-Schritts, was das Produkt eines jeden solchen Zieh-Schritts ungeeignet
für weiteres Ziehen macht, es sei denn, daß eine spezielle Behandlung, z.B. Erhitzen,
vorgenommen wird. Zum Beispiel solche Gegenstände wie Messing, Kleinarmhülsen (brass
small arms cartridge) werden hfsUfig mittels flecherziehen hergestellt in einer
Folge von Zieh-Stufen, die durch zeitaufwendige und teure Erhitzungs- oder Beanspruchungsentlastungsschritte
unterbrochen werden.
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In den letzten Jahren ist die Herstellung hermetischer Metall/Glasdichtungen
von zunehmendem Interesse gewesen.
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Zum Beispiel Spezialleichtkolben oder Rohrleitungen in vielen chemischen
Prozessen erfordern dio Schaffung einer
hermetischen Dicktung zwischen
Glas und röhrenförmigen Metallstrukturen. Solche Dichtungen werden häufig hergestellt
in-dem röhrenförmiges, geschmolzenes Glas über die Wand der röhrenförmigen Metallstruktur
gezwungen wird.
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Nach Abkühlen und Schrumpfen bildet die Glasröhre eine hermetische
Abdichtung mit der Metallröhre. Weiterhin ist es bckannt, daß, wenn die Wand der
röhrenförmigen Metallstruktur sowohl dünn als auch kegelig ist, eine Glas-Metall-Dichtung
besserer Qualität häufig erreicht wird. Um den vollen Gewinn aus der Verwendung
kegeliger zu erhalten Wände röhrenförmiger Strukturen, ist es jedoch weiter wichtig,
daß d:c Metalloberfläche, die das Glas kontaktiert, glatt und frei von jegli.cllen
Oberflächendefckten ist£ All uie deutet die Notwendigkeit bei der Metallverformung
nach einem einfachen genauen Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung kegeliger
Wände röhrenförmiger Erzeugnisse an.
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Obwohl Gesenkschmieden und insbesondere rotierendes Gesenkschmieden
zunächst als annehmbares Verfahren zur Herstellung röhrenförmiger Erzeugnisse mit
kegeliger Wand erscheinen mag, hat sich gezeigt, daß dieses Verfahren nur nützlich
ist, wenn die Wanddicke des resultierenden Produkts nicht besonders wichtig ist
da der Gesenkschmiedeprozess eine Verdickung des geschmiedeten Teiles der Röhre
bewirkt. Daher wird eine Röhre von 5,08 cm Außendurchmesser (2 inch OD) und einer
Wandstärke von 0,25 cm (0,9. inch) nach Ausbildung der Konus- oder Kegelform mit
einem Durchmesser von 2,5 cm (l inch OD) mittels des Rotationsgesenkschmiedens normalerweise
eine Wandstärke von angenähert 0 , 5 cm
.(0,2 inch) an dein Teil
mit 2,5 cm Durchmesser des Sertiggestellten Produkts aufweisen.
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Entsprechend war es in der Vergangenheit allgemein erforderlich, wenn
röhrenförmige Gegenstände mit kegeliger Wand gewünscht wurden, diese dadurch herzustellen,
daß eine besonders dicke Röhre genommen wurde und deren Wände danach durch eine
Maschinenbearbeitung, wie z.B. Konusdrücken (taper reaming), konisch ausgebildet
wurden.
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Zusätzlich zu der Tatsache, daß eine solche Maschinenbearbeitung teuer
und zeitaufwehdig war, war sie häufig auch unzufriedenstellend, da die genauen Toleranzen
für die Konzentrizität, insbesonder hinsichtlich der Herstellung von Dünnwandrohren,
durch die Herstellungsmaschinenverfahren nicht erfüllt werden konnten. Darüber hinaus
läßt die Maschinenbearbeitung häufig Werkzeugspuren zurück, was, wie zuvor mit Bezug
auf Oberflächendefekte erwähnt wurde, ein ungünstiges Merkmal ist, wenn das fertiggestellte
röhrenförmige Erzeugnis nachfolgend als Teil einer hermetischen Glas-Metall-Dichtung
verwendet werden soll. Daher mussten solche in Maschtung verwendet werden sollten
Erzeugnisse in einem Brenn- oder Polierschritt weiter behandelt werden.
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Gemäß der Vorrichtung und den Verfahren der Erfindung werden jedoch
becherförmige, röhrenförmige Metallwaren (im folgenden der Einfachheit halber als
"röhrenförmige Erzeugnisse" bezeichnet) und insbesondere röhrenförmige Erzeugnisse
mit dunnen und genauen konischen Wänden auf einfache Weise hergestellt.
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Es ist die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Metallformverfahren
für die Herstellung röhrenförmiger Erzeugnisse zu schaffen.
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Es ist eine veitere Aufgabe der Erfindung, ein neues Metallformverfahren
für die Herstellung röhrenförmiger Erzeugnisse mit dünnen Wänden zu schaffen.
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Es soll außerdem ein neues Metallformverfahren zur Herstellung röhrenförmiger
Erzeugnisse mit genauen konischen Wänden geschaffen werden und es soll darüber hinaus
ein neues Metallformverfahren für die Herstellung röhrenförmiger Erzeugnisse mit
glatten, im wesentlichen fehlerfreien, Oberflächen geschaffen werden.
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Gemäß dem Verfahren der vorliegenden Erfindung werden röhrenförmige
Erzeugnisse mit Wandstärken von weniger als 0,025 cm (0,01 inch) und vorzugsweise
weniger als 0,013 cm (0,005 inch) hergestellt durch Anordnen eines Becher-Werkstücks
über einem Dorn und Drücken der resultierenden Dorn-Becher-Werkstück-Anordnung axial
in den Klemmraum (nip) zwischen dem Dorn und wenigstens einer Walzenanordnung. Der
Dorn und/oder die Walzenanordnung werden gedreht, während das Werkstück in den Klemmraum
gedrückt wird.
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Weiter Vortile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergebem sich
aus der beiliegenden Darstellung von Ausführungsbeispielen sowie aus der folgenden
Beschreibung.
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Es zeigt: Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt durch eine geeignete
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung, und Fig. 2 einen schematischen
Längsschnitt eines typischen Produkts des Verfahrens der vorli@genden Erfindung.
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Die Vorrichtung der Erfindung weist einen Dorn 3 und Walsen 9 auf,
die mit im wesentlichen gleicher Winkelversetzung und gleichem Abstand um die Achse
des Dornes 3 angeordnet sind. Im vorliegenden Fall sind nur zwei der Grei Walzen
gezeigt, infolge der Schnittdarstellung der Vorrichtung. Jedoch ist es dem Fachmann
klar, daß die Verwendung von drei Walzen durch die Tatsache belegt wird, daß die
Walzen 9 der dargestellten Vorrichtung im Abstand von 120° voneinander angeordnet
sind. Die Walzen 9 sind hoch beanspruchbar und drehbar in geeigneten statischen
Haltern 11 montiert. Außerdem ist eine nicht gezeigte Einrichtung vorgeschen, um
den vorn 3 um seine Achse zu drehen und ihn longitudinal und im wesentlichen koaxial
durch die von den Walzen 9 gebildete Zone zu führen. Das longitudinale Zuführungs-und
Drehsystem soll eine Longitudinal- und Drehbewegung des Dornes relativ zu den Walzen
9 liefern. Demgemäß ist es ebenso möglich, daß der Dorn 3 statisch montiert wird,
während die Halter 11 mit einer Einrichtung zur Drchung und zur Zuführung der Walzen
9 axial über den
statisch montierten Dorn versehen sind. Weitere
Änderungen und Kombinationen solcher Einrichtungen zur Erzielung der beabsichtigten
relativen Bewegungen zw'~schen Dorn und Walzen sind ebenfalls geeignet und dem Fachmann
bckannt In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzen die statischen
Halter 11 jedoch jeder eine mit ihnen verbundene Heizeinrichtung, wie z.B. die Zylinderheizungen
15. Wenn diese bevorzugte Ausführungsform verwendet wird, werden die Dinge normalerweise
wesentlich vereinfacht, wenn die Halter 11 statisch montiert sind, während vorgeschen
ist, daß der Dorn 3 rotiert und zugeführt wird.
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Die besondere Kontur der Walzen 9, die in der Vorrichtung verwendet
werden, ist normalerweise unkritisch. Daher sind z.B. zylindrische, sphärische oder
divergierend konische Konturen häufig völlig geeignet. Jedoch, zum großen Teil abhängig
von solchen Betriebsparametern, wie dem spezifischen zu verformenden Metall, dem
Ausmaß der Redusierung der Wanddicke des Metalls, die erzielt werden, soll, der
Temperatur, bei der gearbeitet wird, und der Anzahl von Durchgängen, die zur Erreichung
des fertigen Produktes gemacht werden, werden allgemein Walzen 9 mit in Längsrichtung
stufenförmiger Kontur verwendet. Die Walzeii 9 besitzen Stufen 17 und 19, die durch
inkremental ansteigende Walzendurchmesser gebildet werden.
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Solche gestuften Walzenkonturen können praktisch gesehen als Einrichtung
für die Schaffung verschiedener Formungsoperationen bei jedem Durchgang eines Werkstückes
dienen.
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Demgemäß können die gestuften Walzen 9 häufig in einem Durchgang erzielen,
was normalerweise drei oder mehr Durchgänge erferdern würde, wenn im wesentlichen
zylindrische Walzen verwendet werden würden.
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Obwohl die Wahl des Materials für die Konstruktion des restlichen
Teiles der Vorrichtung dem Fachmann keine Schwierigkeiten bereitet, wird darauf
hingewiesen, daß das Meterial der Walzen 9 vorzugsweise so ausgewählt werden sollte,
daß eine Walzenoberfläche so hart und glatte wie @öglich geschaffen wird, wobei
natürlich das besondere Erfordernis der Metalle und röhrenförmigen Erzeugnisse,
die hierauf gebildet werden sollen, berücksichtigt werden muß. Allemein gesprochen
werden jedoch Materialien wie gesintertes Wolframearbid, gehärteter oder normal
geglühter Werkzeugstahl und nitrier- oder einsatzgehärtete Stähle, d.h. Materialien,
die härter als ungefähr Rockwell C-60 sind bzw. nach einer entsprochenden Behandlung
werden, als Materialien für die Konstruktion der Walzen sehr bevorzugt.
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Es wird jetzt Bezug genommen auf die Betriebsweise der beschriebenen
Vorrichtung im Hinblick auf ein spezielles Endprodukt. Ein becherförmiges Arbeitsstück
5, bestehend aus einem kreuzweise gewalzten Molybdänblatt von 0,0508 cm (0,02 inch),
das gestanzt wurde, bechergezogen und zu einem Becher mit einem inneren Durchmesser
von ungefähr 1,24 cm (0,49 inch), einer Höhe von ungefähr 1,27 cm (0,5 ineh), einer
Dicke in der Seitenwand 6 von ungefähr 0,0505 cin (0,02 inch) und einer Dicke des
Bodens 7 von ungefähr 0,0508 cm (0,02 inch), wurde über einem kegelförmigen runden
Dorn 3 angeordnet, der eine Spitze 8
mit einem Durchmesser von
1,23 cm (0,485 inch) und einen divergierenden Konus besaß, der bei 1,27 cin (0,5
inch) von der Spitze 8 begann unti sich nach hinten von der Spitze 8 über eine Entfernung
von 3,18 cm (1,25inch) bis zu einem Durchmesser von 1,28 cm (0,497 inch) erstreckte.
Dieser Dorn 3 wurde mittels einer thermostatisch gesteuerten Hülsenheizung 16, die
in ihn eingebettet war, auf ungefähr 204°C (400°F.) erhitzt und gehalten.
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Dann viurde der Dorn 3, der das becherförmige Werkstück 5 trum, mit
einer Drehzahl von 500 Umdrehungen pro Minute gedreht und mit einer Geschwindigkeit
von 0,0025 clfl pro Umdrehung koaxial in den Raum geführt, der von den mit einer
Stufenkontur versehenen, aus gesintertem Wolframcarbid bestehenden Walzen 9 gebildet
wurde. Die Walzen 9 hatten Stufendurchmesser, die von 2,54 cm (1 inch) über 2,58
cm (1,02 inch) auf 2,65 cm (1,04 inch) anstieges. Vor der Inbetriebnahme wurden
die Walzen justiert, um einen Abstand von 0,0038 cm (0,0015 inch) zwischen ihren
jeweiligen größten Durchmesserstufen (2,65 cm) und dem Teil des konischen Dorns
3 mit dem Durchmesser von 1,26 cm (0,497 inch) zu erhalten. Zusätzlich wurde jeder
Halter 11 kontinuierlich erhitzt mittels einer Hülsenheizung 15, um einen Hitzefluß
in in die Walzen und andere Teile der Vorrichtung von dem der Verformung unterliegenden
Werkstück zu minimalisieren.
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Wenn die Dornspitze 8 den Raum, der von den Walzen 9 gebildet wird,
bis zu einer -Tiefe von ungefähr 3,05 cm (1,2 inch) überquert hatte, wurde der Dorn
3 zurückgezogen und die geformte hre von ihm entfernt. Das Werkstück wurde dann
auf eine Gesamtlänge von 2,46 cm (31/32 inch) gebracht und auf Abmessungen und Aussehen
überprüft.
Die Oberfläche des fertiggestellten Becherprodukts erwies sich als glett und im
wesentlichen frei von Rillen, Werkzeugspuren oder anderen Oberflächendefckten, und
es wurde cher darüber hinaus eine Politur von ungefähr 20 rms. (root meansquare)
zuerkannt. Hinsichtlich der Dimensionen stellte sich heraus, daß das, Erzeugnis
cinen einheitlichen äußeren Durchmesser von ungefähr 1,35 cm (0,5- inch) und einen
ir, wesentliehen linearen inneren Konus besaß, mit einer Dicke von 0,0508 cm (0,02
inch) an der Basis der vertikalen Wand, die sich zu einer Dicke von 0,0033 cm (0,0015
inch) am offenen Ende ver jüngte.
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Jedes Metall, jede Metallegierung oder -mischung mit geeigneter Dehnungsfähigkeit
eignet sich als metallisches Material zur Verformung nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren. Während direkte Messungen der Dehnungsfähigkeit durch Zurückgreifen auf
analytische Tests, z.B. die Vickers, Erichson oder Olsen Tests, erhalten werden
können, ist ein physikalischer Parameter, der im allgemeinen leichter aus der Literatur
entnonmmen werden kann als Daten die sich auf die oben erwähnten Tests beziehen,
die prozentuale Verlängerung beim Nachgeben. Dieser Parameter bietet auch eine gute
Aussage über die Dehnungsfähigkeit. Jedes Metallmaterial mit einer äußersten prozentualen
Verlängerung bein Nachgeben von wenigstens ungefähr 10% eigent sich zur Verformung
nach dem erfindungsgemäßen Verfahren. Vorzugsweise jedoch wird das Material ciae
äußerste prozentuale Verlängerung von wenigstens ungefähr 20% besitzen.
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Wie dem Fachmann bokannt ist, bestimmt die physikalische und thermische
Vergangeuheit eines Metalles oft seine Verlängerungseigenschaften, und diese Eigenschaften
können häufig durch geeignete Behandlung des Metalls, wie z.B. Erhitzen, weiterhin
verändert oder modifiziert werden. Entsprechend ist es beabeichtigt, die obigen
Dehnungskriterien dem Metallmaterial nach der Bildung des becherförmigen Werkstücks
5 zu geben. Wenn das Werkstück 5 bei erhöhten Temperaturen gobildet werden soll,
müssen die prozentualen Verlängerungskriterien bei den beabsichtigten Arbeitstemperaturen
genemmen werden.
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Spezifische Beispiele normalerweise geeigneter Metallmaterialien zur
Verarbeitung mittels der Vorrichtung und des Verfahrens der Erfindung sind: geschmiedetes
Eisen, heiß- und kaltgewalztes Eisen, Strukturstähle, SAE 1300-Stahl, SAE 4340-Stahl,
SAE 1112 kaltgewalzter Stahl, 18-19 rostfroier Stahl, Aluminium, 17ST-Aluminium,
getempertes Kupfer, Messing Phosphor, Bronze, Monel-Metall, Molybdän, Zirkonium,
Titan, Nickel, Neusilber, Gold, platin, Rhodium, Zink, Beryllium, Kobalt, Iridium,
Magnesium, Palladium, Tantal, Vanadium und ähnliene.
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Die vorliegende Erfindung ist jedoch besonders geeignet mit Molybdän,
Kupfer, Nickel-Legierungen und insbesondere Nickel-Eisen-Legierungen und Tantal,
die sich besonders gut für das erfindungsgemäße Verfahren eignen und nach konventionellen
Verfahren schwierig zu hanhaben sind.
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In der praktischen Durchführung hat sich gezeigt, daß, wenn gewalztes
Bloch als Ausgangsmaterial benutzt wird, es häufig erwünscht ist, daß das Bloch
aus kreuzweise 'gewalztem Material besteht anstelle von solchem, das nur in einer
Richtung gewalzt wurde. Dies ist besonders wichtig, wenn gewisse Metalle verwendet
werden, die bekannt sind dafür, daß sie eine bedeutend höhere Zugfestigkeit parallel
zur Walz--richtung als 90° dazu aufweisen. Zum Beispiel Molybdän, wenn es gemäß
der vorliegenden Erfindung in Form eines in einer Richtung gewalzten @lattes benutzt
wird, bricht hänfig oder erzeugt unobene Oberflächen. Wenn Molybdän jedoch kreuzweise
gewalzt ist, tritt dieses Problem entweder nicht auf oder nur in geringerem Maße.
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Das Becherwerkstäck 5 ist allgemein als becherfömiges Erzeugnis mit
einer Seitenwand 6 beschrieben, die eine ausreichende Dicke aufweist, um eine Materialmenge
zu liefern, die ausreicht, um den Raum zwischen dem Dorn 3 und der Walzeneinrichtung
9 im wesentlichen zu füllen, um die gesamte Länge des letztlich hergestellten röhrenförmigen
Produkts abzugeben. Verzugsweise wird normalerweise ein kleiner Überschuß an Metallmaterial
vorgeschen werden.
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Größere praktische Zwecke, denen das Becherwerkstück 5 dient, sind
natürlich, erstens ein ausreichendes Volumen von Metallmaterial zum Verformen zu
liefefern und zweitens eine geeignete Form, die, wenn sie auf dem
Dorn
3 angeordnet ist, darauf stabil ist, bis die tatsächliche Formierung gemäß der Erfindung
stattfindet.
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Demgemäß ist es nur notwendig, daß das Becherwerkstück eine Länge
der Wand 6 besitzt, die ausreicht, um sicherzustellen, daß das Werkstück fest auf
dem Dorn sitzt, jedoch Kann die Wand so lang wie gewünscht sein. Es ist wichtig,
hervorzuheben, daß das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung nicht normalerweise
in einer bedeutenden Reduzierung der Dicke des Bodens 7 des Becherwerkstücks 5 resultiert.
Wenn daher das Volumen des Materials bestimmt wird, das erforderlich ist, um die
oben beschriebene vollständige Füllung zwischen dem Dorn 3 uund der Walzeneinrichtung
9 zu erhalten, sollte das Materialvolumen, das den Boden 7 bildet, normalerweise
abgezogen werden.
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Der Boden 7 -jedoch dient dem Zweck, ein Schubglied zu schaffon, gegen
das der Dorn während des Bet5riebes gedrückt wird. Demgemäß sollte die Dicke des
Bodens 7 unter Berücksichtigung der Festigkeit des Metallmaterials so ausgewählt
werden, daß sie ausreicht, den Betriebsdrucklasten ohne Bruch, Zerreisseii oder
wesentliche Verzerrung zu widerstehen, die von dem Dorn 3 aufgebracht werden. Darüber
hin-aus wird der innere Durchmesser des Becherwerkstücks günstigerweise so gewählt,
um eine Press- od-er Gleitpassung auf dem Dorn zu erzeugen.
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Das besondere Verfahren, das zur Herstellung des Werkstücks 5 verwendet
wird, ist normalerweise unkritisch, vorausgesetzt, daß das fertiggestellte Produkt
die oben
beschriebenen Dimensions- und physikalischen Kriterien
erfüllt. Entsprechend kann der Becher durch normaies Becher-Zichen, Gesenkschmieden,
puder-metallurgische Techniken o.ä. erzeugt werden.
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Die Zuführungsgeschwindigkeiten und Umdrehungszahlen, die während
des Herstellungsbetriebs gemäß der Brfindung verwendet werden, können auch in weitem
Maße variiert werden. Die Wahl der Zuführungsgeschwindigkeit und der Umdrehungszahl
ist zu einem großen Ausmaß von solchen Parametern, wie der Betriebstemperatur, dem
zu verformenden Material, der Dicke des Becherwerkstücks und dieser insbesondere
des Verhältnisses Dicke zu der Dicke des erwünschten, das Endprodukt darstellenden
röhrenförmigen Erzeugnisses, der Form der Walzen ete. bestimmt.
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Allgemein kann gesagt werden, daß, je größer die Dehnungsfähigkeit
des Metalles des Becherwerkstücks und/oder je geringer die Dickenreduzierung seiner
Seitenwand ist, desto größer kann die Zuführungsgeschwindigkeit sein. Nichtsdestoweniger
ist es wichtig, daß die Zuführung des Dornes in die Walzen weich und in wesentlichen
kontinuierlich im Gegensatz zu einer stufenförmigen diskontinuierlichen Weise durchgeführt
wird.
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Das kann durch die Verwendung eines Schraubenspindel-Zuführungsmechanismus
o.ä. erzielt werden. Die endgültige Wahl der Zuführungsgeschwindigkeit und der Umdrehungszahlen,
kann in jedem gegebenen Fall am besten in der Praxis bestimmt werden.
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Im Hinblick auf die Betriebstemperaturen ist zu benchten, daß viele
Metallmaterialien definierte optimale Verformungs-Tempernturbereiche aufweisen.
Zum Beispiel hat sich gezeigt, daß kreuzweise gewalztes Molybdän allgemein nach
dem Verfahren gemäß der Erfindung am besten bei Temperaturen zwischen 149°C und
260°C (300°F. - 500°F.) und vorzugsweise zwischen 190°C und 213°C (375°F. - 425°F.)
verarbeitet werden kann. Jedoch ändern sich die optimalen Temperaturbereiche natürlich
für andere Metallmaterialien. Im allgemeinen werden häufig erhöhte Betriebstemperaturen
bei der Durchführung der Erfindung bevorzugt werden.
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Die bestimmte Methode, mittels derer das Arbeitsstück und die Vorrichtuhng
erhitzt werden, ist normalerweise unkritisch. Zum Beispiel könnten heiße Gase durch
die Arbeitsumgebung strömen, oder Flammen könnten auf die Walzen, das Werkstück
und den Dorn gelenkt sein. Die Verwendung elektrischer Hülsenheizungen, wie vorher
beschrieben, stellt jedoch ein weitaus bevorzugtes Mittel zur Durchführung der Heizfunktion
dar, im großen und ganzen infolge der Einfachheit der erforderlichen Vorrichtung
und der ausgezeichneten Temperatursteuerung, die sich damit normalerweise erzielen
läßt.
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Obwohl eine einzige Walzenanordnung 9 bei der Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens verwendet werden kann, ist erkennbar, daß die Vorspannungskräfte, die
von einer enzigen Walze aufgebracht werden, um gegen den Dorn zu drücken, während
des Betriebes normalerweise sehr groß wären.
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Demgemäß wird vorgeschlagen, daß, wenn die Verwendung einer einzigen
Walzenanordnung 9 in Betracht gezogen wird, ihre Verwendung auf solche Operationen
beschränkt wird, in denen der Dorn 3 einen erheblichen Durchmesser hat und der Betrag.
der Dickenreduzierung, der in der Seitenwand 6 des Becherwerkstücks 5 erzielt werden
soll, gering ist, oder entgegengesetzt, daß eine Einrichtung zur Stützung des Dorns
3 gegen dic Vorspannkräfte vorgesehen wird, die während der Operationen auftreten.
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Bevorzugt wird jedoch eine Anordnung einer Vielzahl von Walzenanordnungen
9, bei der die Vektorsumme der vorgenannten Vorspannkräfte, während der Operationen
auftreten, im wesentlichen Null ist. Im Fall liner Zwei-Walzen-Anordnung ergibt
sich daraus, daß die Walzen um 180° versetzt angeordnet sind. In der am meisten
bevorzugten Drei-Walzen-Anordnung, die im vorangegangenen beschrieben wurde, werden
die Walzen 1200 voneinander versetzt angeordnet. Auf diese Weise sind daher die
Hauptbetriebskräfte, die von dem Dorn während des Betriebs aufgenommen werden, kompressive
Kräfte infolge des Drucks, der durch das Werkstück von den Walzen aufgebracht wird,
und Torsionskräfte, die als Resultat der Drehung der Walzen relativ zum Dorn auftreten.
Die zylindrische Form des Dornes ermöglicht os diesem Element jedoch in idealer
Weise, solchen kornpressiven und Torsionskräften gut zu widerstehen.
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Offensichtlich können viele Veränderungen und Zusätze an dem Verfahren
und der Vorrichtung der Erfindung vorgenommen werden; ohne das Wesen der Erfindung
zu verlassen.
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Zum Beispiel können, obowhl dies nicht speziell erwähnt wurde, verschiedene
Schmiermittel während des fletriebs verwendet werden.
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Auch kann die Herstellung eines röhrenförmigen Erzeugnisses gemäß
der Erfindung inkrementweise vorgenommen werden, d. h. in einer Serie von Durchgängen
des Domes in den Raum, der von der Walzeneinrichtung gebildet wird. Darüber hinaus
kann die Walzeneinrichtung justiert werden, um den Zwischenraum zwischen dem Dorn
und ihnen selbst vor jedem neuen Durchgang zu verengen. Falls erforderlich oder
erwünscht, kann das Werkstüd getempert, stress-entlastet o.ä. zwischen solche-n
Durchgängen werden.
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Obwohl die obige Beschreibung auf die Herstellung röhrenföriniger
Erzeugnisse mit kegeliger oder konischer Wand beschränkt war, ist es offensichtlich,
daß das Verfahren und die Vorrichtung sic ebensogut für die Herstellung röhrenförmiger
Erzeugnisse mit gerader, Wand eignen, indem einfach statt des konischen Dorns, gemäß
der Darstellung und Beschreibung ein gerader Dorn verwendet wird