DE2523036B2

DE2523036B2 - Dorn für hydrostatische Strangpresse zum Pressen von Rohren

Info

Publication number: DE2523036B2
Application number: DE2523036A
Authority: DE
Inventors: Jan Dipl.-Ing. Robertsfors Nilsson (Schweden)
Original assignee: ASEA AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1974-06-07
Filing date: 1975-05-24
Publication date: 1980-07-31
Also published as: SE7407508L; FR2273603B1; GB1500058A; DE2523036C3; SE395626B; FR2273603A1; JPS516851A; DE2523036A1; US3992913A

Description

Die Erfindung betrifft einen Dorn für eine hydrostatische Strangpresse zum Pressen von Rohren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ein solcher Dorn ist beispielsweise aus der DE-OS 22 11 650 bekannt. η

Besonders beim Pressen eines erwärmten Rohlings wird der Dorn sehr großen Beanspruchungen ausgesetzt, und der Verschleiß der Dornspitze bereitet stets große Probleme. Es hat sich gezeigt, daß es technisch schwierig oder unwirtschaftlich ist, einen Dorn als w Ganzes aus einem Material herzustellen, das sowohl Wärmeschocks widersteht als auch eine solche Verschleißfestigkeit hat, daß es eine ausreichende Lebensdauer hat. Der Dorn wird daher geteilt hergestellt, und zwar mit einem Schaft aus üblichem Werkstoff und v, einer Spitze aus einem verschleißfesten und wärmebeständigen Hartmetall.

Bei dem aus der DE-OS 22 11 650 bekannten Dorn ist die Dornspitze stumpf gegen die ebene Fläche des matritzenseitigen Endes des Dornschaftes gesetzt, w wobei die Dornspitze an der Berührungsebene mit dem Dornschaft den gleichen Querschnitt wie der Dornschaft hat. Der Spalt zwischen den beiden Teilen muß druckdicht verschlossen sein, und dadurch, daß die Dornspitze sich nach vorne verjüngt, wird eine vi Anpreßkraft auf die Dornspitze gegen den Dornschaft ausgeübt. Diese Befestigung der Dornspitze ist aufwendig und mechanisch empfindlich. Die haltende Anpreßkraft tritt nur während des Betriebes auf.

Eine konstruktiv einfachere Befestigung der Dorn- w> spitze am Schaft ist in der Weise vorstellbar, daß die Dornspitze in einer Bohrung am matritzenseitigen Ende des Dornschaftes eingesetzt wird. Bei einer solchen Konstruktion treten jedoch Stellen mit hoher mechanischer Beanspruchung auf. Dies ist insbesondere der Fall, w< wenn die Dornspitze aus einem Material mit einem hohen frModul und der Dornschaft aus einem Material mit niedrigerem Ε-Modul besteht, wie beispielsweise bei der Befestigung einer Dornspitze aus Hartmetall oder Siliziumnitrid in einem Schaft aus StahL Bei einer solchen Befestigung bricht der Dornschaft häufig am inneren Teil der Bohrung, da durch unterschiedliche Kompression des Materials Spannungskonzentrationen hervorgerufen werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Dorn der eingangs genannten Art zu entwickeln, bei dem die Befestigungskonstruktion der Dornspitze am Schaft verhältnismäßig einfach ist und das Auftreten gefährlicher Spannungskonzentrationen weitgehend vermieden wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Dorn nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 vorgeschlagen, der erfindungsgemäß die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat

Durch die Einfügung der Platte zwischen Dornspitze und Boden der Dornschaftbohrung werden die durch die unterschiedlichen Elastizitätsmoduln zwischen Dornspitze und Dornschaft auftretenden hohen mechanischen Spannungen am inneren Bohrungsende vermieden.

Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist in dem Unteranspruch genannt.

Dornschaft und Platte bestehen vorzugsweise aus demselben Material. Vorzugsweise wird hierfür Stahl verwendet

Anhand des in der Figur gezeigten Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher erläutert werden.

In der Figur bezeichnet 1 eine Matrize, die zu einer im übrigen nicht gezeigten Druckkammer gehört, 2 einen rohrförmigen Rohling und 3 einen Dorn, der aus einem Dornschaft 4 und einer Dornspitze 5 besteht Die Figur zeigt die Teile in ihrer Lage unmittelbar vor dem Beginn des Strangpressens. Die Spitze 6 des Rohiings 2 dichtet am Eingangskegel 7 der Matrize ab. Das Vorderteil 8 des Dornschaftes 4 dichtet an der Wand 10 des Loches 9 ab. Im Vorderteil 8 des Dornschaftes ist eine Bohrung 11 vorhanden, in welcher die Dornspitze 5 befestigt ist. Zwischen der inneren Endfläche 12 der Dornspitze und dem Boden 13 der Bohrung 11 liegt eine Platte 14. Diese hat denselben Durchmesser wie die Bohrung und der innere Teil der Dornspitze 15. Der äußere Teil 16 der Dornspitze hat einen kleineren Durchmesser als der innere Teil 15, so daß ein Ansatz 17 entsteht. Eventuell kann der Teil 16 der Spitze etwas konisch ausgeführt sein. Die Bohrung U des Dornschaftes wird zunächst mit demselben Durchmesser wie der Teil 15 der Spitze hergestellt. Nach dem Einlegen der Platte 14 und dem Einsetzen der Dornspitze 5 wird der Vorderteil 8 des Dornschaftes um die Spitze herumgepreßt, wobei der Teil 8 des Dornschaftes bleibend verformt und nach dem Vorderteil 16 der Dornspitze geformt wird. Durch den Durchmesserunterschied und den dadurch gebildeten Ansatz 17 wird die Dornspitze axial im Dornschaft 4 fixiert. Ein Zusammenpressen und Festlöten der Dornspitze kann zusätzlich erfolgen.

Durch das Einlegen der Platte zwischen die hintere Endfläche 12 der Dornspitze 5 und den Boden 13 der Bohrung 11 werden die hohen Beanspruchungen an der Hohlkehle 18 beseitigt, die durch die unterschiedliche Komprimierung der Dornspitze und des Dornschaftes hervorgerufen werden, wenn die verschiedenen Teile verschiedene £"-Moduin haben. Die durch die unterschiedliche Kompression auftretenden Beanspruchungen an der inneren Kante 19 der Bohrung Il des Dornschaftes sind infolge der hier vorhandenen glatten Zylinderfläche weniger gefährlich.

3 4

Für die Verformung eines elastischen Materials gilt gesetzt, so daß
nach dem Hookeschen Gesetz

_ O_x VOy J¹CT₂ ^fx — '> — Ί — J? -

K ist der räumliche Elastizitätsmodul des Materials. Dasselbe gilt für e_y und ε_ζ. Fürv = 0,5 wird K= co.

ε_χ, Ey, ε₂ sind die Dehnungen in drei senkrecht zueinan- „.. „ ,, . „ ._mmn ... .

der verlaufenden Richtungen „^F"^*™„ ^lst, £* „ ™~ . ^N/mm ' ^v=0·^{3 und}

o_x, Oy, o_z sind die Spannungen in drei senkrecht¹⁰ ^« 500 000 N/mm². Be. P=IO kbar

zueinander verlaufenden Richtungen — 10³

ν ist die Poissonsche Zahl (1000N/mm²)_ix = _r,=-- r_z = jttts = !· 10"³ = 0,2%.
E ist der F-Modul des Materials

In einem zweidimensionalen Spannungsfall ist ι i Für Hartmetall ist E * 600 000 N/mm², r = 0,22

o_I=o_>=-Pundo_i=0,undeswird und K * 1040000

y_x = ,, = '-— (— P) . 'χ = ^fy = >r = 0,096%.

-'» Bei einem Durchmesser von 25 mm erhält man in der

In einem dreidimensionalen Spannungsfall ist Kompression einen Unterschied, der 25 (0,002 —

_ _ _ _ η 0,00096) = 0,026 mm beträgt.

*~ y~ ^z · Bei einer Hohlkehle kann dieser Durchmesser

und es wird gefährliche Beanspruchungen verursachen, die bei einer

_ _ _ I—2r .'") Zylinderfläche nicht auftreten.

'* ~ ^fy ~~ '^z ~ £ ' '" Bei einem zweidimensionalen Spannungsfall wird der

Unterschied größer.

Im letztgenannten Fall wird oft Bei dem vorliegenden Dorn dürfte man näher an dem

zweidimensiona'en als an dem dreidimensionalen

E ₌ ΐζ w Spannungsfall liegen und daher eine größere Durchmes-

I—2v Serverminderung erhalten.

Hierzu 1 Hl=Ht Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:*

1. Dorn für hydrostatische Strangpresse zum Pressen von Rohren, der in der Druckkammer der Presse gegenüber der Matrize axial fixiert ist und aus einem Dornschaft und einer an diesem befestigten, in die Matrize hineinragenden Dornspitze besteht, wobei die Dornspitze aus verschleißfestem Material, insbesondere Hartmetall, besteht, das einen höheren Elastizitätsmodul besitzt als das Material des Dornschaftes, dadurch gekennzeichnet, daß der Dornschaft (4) an seinem matrizenseitigen Ende eine axiale Bohrung (11) hat, in welcher die Dornspitze (5) befestigt ist, und daß zwischen dem 1 inneren Ende der Dornspitze (5) und dem Boden der Bohrung (11) eine Platte (14) liegt, die f:us einem Material besteht, das denselben oder ungefähr denselben Elastizitätsmodul wie das Material des Dornschaftes (4) hat

2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der am weitesten in die Bohrung des Dornschaftes (4) hineinragende Teil (15) der Dornspitze (5) einen größeren Durchmesser als die Dornspitze (5) hat und daß das Vorderteil (8) des r> Dornschaftes (4) um die Dornspitze (5) herum zusammengepreßt ist.