DE2615575A1

DE2615575A1 - Ziehdorn

Info

Publication number: DE2615575A1
Application number: DE19762615575
Authority: DE
Inventors: Bermjard Willimzik
Original assignee: Granges Nyby AB
Current assignee: Wieland Werke AG
Priority date: 1976-04-09
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1977-10-20
Also published as: GB1507576A; DE2615575B2; DE2615575C3; JPS52123961A; US4057992A

Description

betreffend
Ziehdorn

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Dorn zum Kaltziehen und/oder Kalibrieren von Rohren.

Das Kaltziehen oder Kalibrieren von Rohren erfolgt üblicherweise derart, daß eine Rohrluppe durch eine Matrize oder einen Ziehring gezogen wird, wobei gleichzeitig in die Rohrluppe ein Ziehdorn eingeführt wird, an dem sich die Rohrinnenwand während des Ziehvorganges abstützt. Um den Ziehvorgang überhaupt zu ermöglichen, muß den sogenannten Arbeitsflächen oder Arbeitsabschnitten des Ziehdorns, auf dem sich die Rohrinnenwand abstützt, Schmiermittel, z.B. öl oder dergl. zugeführt werden. Desgleichen muß Schmiermittel, insbesondere öl, zwischen Ziehring und Rohraußenwand zugeführt werden.

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In der Regel besteht ein Dorn aus zwei Abschnitten, mämlich dem Kalibrier- oder Ziehteil und dem in der Regel größeren Schulterteil, Der Dorn kann dabei als einstückiger, d.h. ungeteilter Körper ausgeführt sein, oder er kann aus mehreren Teilen bestehen, die über einen zentrischen Bolzen starr miteinander verbunden sind.

Will man einem derartigen Dorn eine spezielle Form verleihen, z.B. für das Ziehen mit öl, und damit die Kontinuität des Schmierfilmes sicherstellen, so stößt man auf große Schwierigkeiten, wenn man eine funktionsgerechte Formgebung des Dornes erzielen will. Ferner besitzen diese starren Dorne den Nachteil, daß sie außerordentlich hohen Belastungen ausgesetzt sind, die oft an der Grenze der Festigkeit des Materials liegen. Diese Nachteile sind eine starke Belastung sowohl für die Produktion wie auch für die Wirtschaftlichkeit des Kaltzieh- bzw. Kalibrierverfahrens.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die angegebenen Nachteile zu elminieren und einen verbesserten Dorn zu schaffen, besonders einen verbesserten fliegenden Dorn, der u.a. dem Ziehverlauf eine bessere Wirtschaftlichkeit verleiht und bei dem die Abnützung des Dornes stark vermindert ist und ein dauernd bestehender Schmierfilm sichergestellt ist.

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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dorn entsprechend den unterschiedlichen funktionellen Anforderungen, die an seine verschiedenen Abschnitte gestellt werden, aus zwei oder mehr voneinander verschiedenen Dornteilen besteht, die zu einem elastischen Aufbau verbunden sind und/oder zwischen sich mindestens einen Zwischenraum aufweisen, dessen Volumen durch elastische Verformung der Dornteile und/oder Relativbewegung der Dornteile gegeneinander veränderbar und durch Anlage der Dornteile an der Innenwand des zu ziehenden Rohres im wesentlichen vollständig abdichtbar ist.

Der erfindungsgemäße Dorn bietet den Vorteil, daß er eine gewisse Anpassung des Obergangs vom Ziehteil zum Schulterteil an den jeweiligen Ziehvorgang ermöglicht. Ferner bietet der erfindungsgemäße Dorn den Vorteil, daß aufgrund des elastischen Aufbaus und/oder des veränderlichen Zwischenraumes zwischen den verschiedenen Dornteilen beim Ziehen des Rohres eine leicht schwingende bzw. vibrierende Bewegung der verschiedenen Dornteile gegeneinander und/oder gegenüber dem Rohr ermöglicht wird, wodurch eine gleichmäßige Verteilung des Schmiermittels und eine Zufuhr desselben zu den belasteten Stellen des Dorns sichergestellt wird. Das Vorsehen eines Zwischenraumes zwischen den verschiedenen Dornteilen, insbesondere zwischen Ziehteil und Schulterteil, hat bei einer axial leicht hin und her schwingenden Bewegung des Schul-

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terteils zur Folge, daß der Zwischenraum sein Volumen ständig ändert und wie eine Pumpe wirkt, die das in den Zwischenraum eingedrungene öl nach außen fördert und insbesondere auch in den Spalt zwischen Ziehteil und Rohr hinein, so daß das Ziehteil, der am stärksten belastet wird, während des Ziehvorgangs besser mit öl versorgt wird.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Dorns werden die verschiedenen Dornteile auf einem zentrischen Bolzen relativ zueinander verschiebbar und unter einer Federvorspannung, die in der Größenordnung der beim Ziehvorgang auf die Dornteile ausgeübten axialen Kräfte liegt, gegeneinander gedrückt angeordnet. Die Federvorspannung kann dabei mittels Tellerfedern und/oder elastischer Zwischenlagen bewirkt werden. Vorteilhafterweise wird eines der Dornteile, z.B. das Ziehteil, fest auf dem Bolzen, z.B. mittels Schrumpfsitz oder durch Aufschrauben, angeordnet, während ein zweites Dornteil, vorzugsweise das Schulterteil, auf dem Bolzen mit einer einen dichtenden Gleitsitz ergebenden genauen Passung axial verschiebbar angeordnet ist. Der dichtende Gleitsitz ist erforderlich, um den Zwischenraum zwischen den Dornteilen gegenüber dem Bolzen abzudichten und eine Pumpwirkung dieses Zwischenraumes bei den genannten axialen Schwing- bzw, Vibrationsbewegungen der Dornteile relativ zueinander "mit ausreichend hohem Öldruck sicherzustellen. Erfindungsgemäß kann es vorteilhaft sein, das Schulterteil aus

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ORIGINAL INSPECTED

zwei oder mehr axial hintereinander liegenden Abschnitten herzustellen, um die verschiedenen Abschnitte entsprechend ihrer Belastung aus mehr oder weniger hochwertigem Material zu fertigen.

Weiter kann es erfindungsgemäß vorteilhaft sein, dem Schulterteil und/oder dem Ziehteil eine zu ihrer radialen Mittelebene spiegelsymmetrische Form zu geben, derart, daß diese Teile gewendet werden können und somit die doppelte Lebensdauer erreicht werden kann.

Vorzugsweise wird das Ziehteil mit einer Schneide versehen, die eine von der Kreisform abweichende Kontur aufweist, wobei mindestens einige Teilabschnitte der Schneide gegen die radiale Mittelebene des Ziehteils geneigt verlaufen. Diese Ausbildung der Schneide bietet den Vorteil, daß eine Kerbwirkung im Bereich der Schneide weitgehend vermieden wird, die bekanntlich auftritt, wenn wie üblich eine kreisförmige Schneide verwendet wird. Diese Kerbwirkung führt bei den bekannten kreisförmigen Schneiden, insbesondere zu Beginn des Ziehvorgangs, häufig zu Schwierigkeiten und kann nicht nur zu rauhen Innenflächen des Rohres führen, sondern sogar zum Abreißen, Die Vermeidung einer Kerbwirkung ist insbesondere dann wichtig, wenn das Rohr seine Richtung ändert, wie dies z.B. beim Trommelzug (Coil-Zug) der Fall ist. Die beschriebene Vermeidung der Kerbwirkung der Schneide des Ziehteils

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ist auch beim Gerade-Zug vorteilhaft, da infolge des Fehlens der Kerbwirkung überkritische Ziehbedingungen zugelassen werden können.

Erfindungsgemäß kann die Kerbwirkung auch dadurch verringert werden, daß man der sich an die Schneide des Ziehteils anschließenden Fasung einen sehr flachen Winkel gegen die Dornachse gibt. Hierbei kann ein Winkel zwischen 3 und 30°, vorzugsweise zwischen 5° und 20° und insbesondere zwischen 10° und 20° vorteilhaft sein.

Im folgenden wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Ziehdorn in Arbeitsstellung im Längsschnitt; und

Fig. 2 einen Teil eines Ziehdorns in Seitenansicht.

In Fig. 1 ist ein mit einer Matrize bzw. einem Ziehring 10 zusammenwirkender, in das Innere eines Rohrrohlings bzw. einer Rohrluppe 12 eingesetzter Ziehdorn dargestellt-, der als sogenannter "schwimmender" oder "fliegender" Dorn ausgebildet ist. Der Ziehdorn besteht aus einem kalibrierenden zylinderförmigen Ziehteil 1 aus hochverschleißfestem Material, vorzugsweise Hartmetall oder hartverchromtem Werkzeugstahl,

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und einem Anlauf- bzw. Schulterteil 2 aus weniger hochwertigem Material, z.B, hochfestem legierten Stahl oder Werkzeugstahl. Ziehteil 1 ist fest mit dem Tragbolzen 3 verbunden, während das Schulterteil 2 auf dem Tragbolzen 3 hin und her verschiebbar angeordnet ist. Es ist aber auch umgekehrt möglich, das Schulterteil 2 fest mit dem Tragbolzen 3 zu verbinden und das Ziehteil 1 hin und her verschiebbar auf dem Tragbolzen 3 zu lagern.

Im vorliegenden Fall ist die Art der Verbindung zwischen dem Ziehteil 1 und dem Tragbolzen 3 aus der Zeichnung nicht ersichtlich. Im allgemeinen wird das Ziehteil 1 auf den Tragbolzen 3 aufgeschrumpft. Es kann aber auch vorteilhaft sein, das Ziehteil 1 mit einem Innengewinde zu versehen und auf den mit einem entsprechenden Außengevrinde versehenen Tragbolzen aufzuschrauben. Dabei kann es vorteilhaft sein, das zylindrische Ziehteil 1.an beiden gegenüberliegenden Stirnseiten mit einem Innengewinde oder mit einem durchgehenden Innengewinde zu versehen, so daß das Ziehteil 1 umgekehrt auf den Tragbolzen 3 aufschraubbar ist. Dies ist vor allem dann von großem Vorteil, wenn nur die vordere Hälfte des Ziehteils mit der Rohrinnenwand zusammenwirkt, d.h. die Arbeitszone 20 des Ziehteils bildet. Durch Wenden des Ziehteils kann dann die Lebensdauer des Ziehteils verdoppelt werden.

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Die Befestigung des Ziehteils 1 am Tragbolzen 3 kann aber auch mittels Löten, Schweißen, Aufpressen oder dergl. erfolgen.

Der Tragbolzen 3 kann aus einem weniger harten Material, z.B. Werkzeugstahl bestehen.

An dem dem Ziehteil 1 abgewandten Ende des Tragbolzens 3 ist in eine Ringnut 9 ein Sprengring 6 eingesetzt, der einen Anschlag bildet, an dem sich das Schulterteil 2 über ein Federelement 4 und einen Distanzring 5 am Tragbolzen 3 während des Ziehvorganges abstützt. Das Federelement 4, das in Fig. 1 schematisch als Ring dargestellt ist, kann beispielsweise aus einer oder mehreren Tellerfedern oder einem Ring aus elastisch verformbarem Gummi oder Kunststoff bestehen.

Durch die federnde Abstützung des Schulterteils 2 über die Feder 4 an dem Tragbolzen 3 wird eine elastische Aufnahme der beim Ziehen der Rohre auftretenden Belastungen ermöglicht. In einem zwischen Ziehteil 1 und Schulterteil 2 ausgebildeten Zwischenraum 14 kann sich Schmiermittel ansammeln, wobei die elastische Verschiebung des Schulterteils 2 zu einer Pumpwirkung führt, die dazu beiträgt, daß Schmiermittel dem Trag- bzw. Ziehteil 1 zugeführt und ein Schmiermittelfilm kontinuierlich aufrechterhalten wird.

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Die Art und Stärke der Feder 4 wird in Abhängigkeit von den beim Zug auftretenden Kräften,der Ziehgeschwindigkeit, der Zähigkeit des Materials des zu ziehenden Rohres gewählt.

Statt des Sprengrings 6 kann als Haltemittel für das Schulterteil 2 auf dem Tragbolzen 3 eine nicht dargestellte Haltemutter verwendet werden, die auf das dem Ziehteil 1 abgewahdte Ende des Tragbolzens 3 aufschraubbar ist. Um ein selbsttätiges Loslösen der Haltemütter während des Ziehvorganges zu vermeiden, kann diese mittels einer zweiten Mutter gekontert werden.

Die Verwendung einer Haltemutter bringt den Vorteil, daß durch mehr oder weniger weites Einschrauben dieser Mutter die axiale Breite des Zwischenraums 14 und/oder die Vorspannung der Feder 4 einstellbar ist.

Das in Fig. 1 dargestellte Ziehteil 1 weist eine zylindrische Form auf und besitzt an seinem freien Ende eine kreisförmige Schneide ΐ6, an die sich eine Fasung 7 a anschließt.

Die Schneide 16 des Ziehteils 1 kann mit Vorteil von der üblichen Kreisform in eine wellenförmige Form übergeführt werden, d.h. die Form der Schneide kann dem Zugverlauf durch die Änderung ihrer geometrischen Form angepaßt werden. Eine Ausführung einer wellenförmig ausgebildeten Schneide 18 mit

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einer entsprechend angepaßten Fasung 7 b ist in Fig. 2
dargestellt.

Um die durch die Schneide 16 am gezogenen Rohr verursachte
Kerbwirkung noch weiter zu vermindern, kann es auch vorteilhaft sein, wenn die Fasung 7 a, 7 b relativ flach ausgebildet ist, d.h. der Winkel der Fase 7 a, 7 b mit der Bolzenachse 25 relativ klein, z.B. zwischen 3° und 30°, vorzugsweise zwischen 3° und 20°, insbesondere 5° und 15° gewählt wird.

Das Schulterteil 2 ist mit genauer Passung auf den Tragbolzen 3 aufgeschoben, so daß zwischen Tragbolzen 3 und Schulterteil 2 ein im wesentlichen dichtender Gleitsitz vorhanden ist und kein Schmiermittel zwischen Tragbolzen 3 und Schulterteil 2
entweichen kann. Dies ist für den Aufbau eines genügend hohen Schmiermitteldrucks im Zwischenraum 14 wichtig.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist das Schulterteil 2 austauschbar, wodurch ein llniversaldorn geschaffen ist. Ziehteil 1
und Tragbolzen 3 sind für eine große Anzahl von Zügen anwendbar, wobei in einfacher Weise das Schulterteil 2 den Ausgangsdimensionen der Matrize 10 sowie dem Innendurchmesser und der Wandstärke des zu ziehenden Rohres 12 angepaßt werden kann.
Die Erfindung gestattet, daß das Schulterteil 2 aus weniger
wertvollem Material hergestellt wird als das Ziehteil, da es geringer belastet wird als letzteres. Bisher war es dagegen

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üblich, auch das Schulterteil aus hochwertigem Material herzustellen, und in der Regel wurde es einstückig mit dem Ziehteil ausgebildet.

Der Ziehdorn gemäß vorliegender Erfindung kann natürlich vielen Modifikationen unterworfen werden. Dadurch, daß das Schulterteil 2 spiegelsymmetrisch zu seiner radialen Mittelebene 28 ausgebildet ist und daher die Teile 2 a und 2 b gleich sind, ist die Möglichkeit gegeben, durch einfaches Wenden die doppelte Lebensdauer zu erreichen, da jeweils nur die vordere Hälfte belastet wird.

Das Schulterteil 2 kann auch aus mehreren ringförmigen Abschnitten bestehen, wobei an speziell belasteten Stellen, insbesondere an der Stelle, an der sich die Rohrinnenwand am Schulterteil abstützt, der sogenannten Arbeitszone 22 des Schulterteils, hochwertiges Material und an den weniger belasteten Stellen billiges oder einfaches Material verwendet wird. Dies gilt speziell bei großen Dorn-Durchmessern, Ein ganz besonderer Vorteil liegt noch darin, daß mindestens für Teilabschnitte derartiger Schulterteile Werkstoffe zur Anwendung gelangen können, die bisher für Ziehdorne als unanwendbar galten, wie z.B. Plastkörper, Hartgummi, Hartholz, Plastschichtmaterial, Komponentmaterial, Hartporzellan, oder ähnliches. Von besonderem Vorteil ist Material, das bei der Anwendung die Schmierung unterstützt, was z.B. der Fall

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ist, wenn man Sintermaterial verwendet.

Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung, werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

- Ansprüche -

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Claims

Ansprüche

M.) Dorn, insbesondere fliegender Dorn, für das Kaltziehen und/oder Kalibrieren von Rohren mit einem Zugteil- und einem Schulterteilabschnitt, dadurch gekennzeichnet , daß der Dorn entsprechend den unterschiedlichen funktioneilen Anforderungen, die an seine verschiedenen Abschnitte gestellt werden, aus zwei oder mehr voneinander verschiedenen Dornteilen (1, 2) besteht, die zu einem elastischen Aufbau verbunden sind und/oder zwischen sich mindestens einen Zwischenraum (14) aufweisen, dessen Volumen durch elastische Verformung der Dornteile (1, 2) und/oder Relativbewegung der Dornteile (1, 2) gegeneinander veränderbar und bei Anlage der Dornteile (1, 2) an der Innenwand des zu ziehenden Rohres (12) im wesentlichen vollständig abgedichtet ist.
2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Dornteile (1, 2) auf einem zentrischen Bolzen (3) relativ zueinander verschiebbar und unter

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ORiGiNAL INSPECTED

einer Federvorspannung (4), die in der Größenordnung der beim Ziehvorgang auf die Dornteile (1, 2) ausgeübten axialen Kräfte liegt, gegeneinander gedrückt angeordnet sind.
3. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschiedenen Dornteile (1, 2) mittels Tellerfedern und/oder elastischen Zwischenlagen (4) gegeneinander gedrückt sind.
4. Dorn nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet , daß mindestens eines der Dornteile (2) mit einer einen dichtenden Gleitsitz ergebenden genauen Passung auf dem Bolzen axial verschiebbar angeordnet ist.
5. Dorn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis

4, dadurch gekennzeichnet , daß das Schulterteil (2) aus zwei oder mehr axial hintereinander liegenden Abschnitten (2a, 2b) besteht.
6. Dorn nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (2a, 2b) des Schulterteils aus unterschiedlichen Materialien bestehen.
7. Dorn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet , daß das Schulterteil

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(2) und/oder das Ziehteil einen zu ihrer radialen Mittelebene (28) spiegelsymmetrischen Aufbau aufweisen.
8. Dorn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß die Schneide (18) des Ziehteils eine von der Kreisform abweichende Kontur aufweist, wobei mindestens einige Teilabschnitte der Schneide gegen die radiale Mittelebene des Ziehteils geneigt verlaufen.
9. Dorn nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide (18) wellenförmige Gestalt aufweist.
10. Dorn nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneide eine gegen die radiale Mittelebene geneigte ovale Gestalt aufweist.
11. Dorn nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß sich an die Schneide (16, 18) des Ziehteils eine unter einem flachen Winkel zur Dornachse (25) verlaufende Fasung anschließt.
12. Dorn nach Anspruch 10,· dadurch gekennzeichnet, daß die Fasung mit der Dornachse (25) einen Winkel zwi schen 5° und 30°, vorzugsweise zwischen 5° und 20°, insbesondere zwischen 10° und 20° einschließt.

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13. Dorn nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß die die verschiedenen Dornteile (1, 2)gegeneinander drückende Federvorspannung (4) einstellbar ist.

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