DE2738559B2 - Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Rohren - Google Patents

Description

a) das Ziehen wird in einem Zug und mit einer mitlaufenden inneren Abstützung gleichbleibenden Durchmessers durchgeführt, b)

die jeweils folgende Verformungsstufe wird zur Verringerung der Rohrwandstärke dort angeordnet, wo sich die in der vorhergehenden Verformung auftretende Zugspannung im soeben verformten Querschnitt und die dabei auf einer bestimmten Länge der inneren Abstützung erzeugte Haftung des verformten Rohres im Gleichgewicht befinden.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Rohren mit Innenabstützung, bei dem die Verformung in mehreren Stufen, d.h. mittels mehrerer Ziehmatrizen erfolgt

Ein Verfahren dieser Art ist durch die US-PS 3812 702 bekannt Weil der Verformbarkeit der Rohrluppe bzw. des Rohres durch die Werkstoffeigenschaften eine Grenze gesetzt ist, besteht dieses Verfahren im wesentlichen in der mehrfachen Anwendung der bekannten Maßnahme, die Rohrluppe bzw. das Rohr mit Hilfe eines Ziehwerkzeuges über einer inneren Abstützung (Stopfen) zu verformen. Zur Durchführung des Verfahrens ist ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich, denn für jeden der aufeinanderfolgenden Züge muß eine vollständige Ziehvorrichtung vorgesehen sein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, daß die mehrfachen Verformungen in einem einzigen Verformungsgang erzielt werden können, wobei die Gesamtverformung mindestens drei- bis vierfach über der Verformungsmöglichkeit eines durchschnittlichen Stopfenzuges und mindestens über dem 27rfachen eines durchschnittlichen Stangenzuges liegt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem im Patentanspruch angegebenen Verfahren gelöst.

Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß durch die Einstellung einer Nullspannung im Rohr und die Anordnung der folgenden Ziehstufe in diesem Punkt jeweils in jeder Ziehstufe erneut die im konventionellen Bereich des Stopfen- bzw. Stangenziehens mögliche max. Verformung (Zugspannung) aufbringbar ist, womit auch sichergestellt ist, daß das Werkstück infolge des aufgebrachten Zuges weder an der in Ziehrichtung gesehen hintersten Verformungsstufe noch an den dazwischenliegenden abreißen kann.

Durch den Fortfall mehrerer einzelner aufeinanderfolgender Züge ist eine wirtschaftliche Fertigung von Dünnwandrohren bei stark verringertem Zeitaufwand möglich. Infolge der in einem Verformungsgang erzielbaren Wändstärkenverminderung kann bei der Fertigung von dickwandigen Ausgangsluppen ausgegangen werden, so daß mit einem Luppentyp ein weiter Fertigungsbereich erfaßbar ist. Dies führt dazu, daß sich die Lagerhaltung auf wenige Luppentypen beschränken kann.

Die Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt nachstehend unter Bezugnahme auf Zeichnungen, die in

F i g. 1 eine schematische Anordnung von drei Verformungsstufen und in F i g. 2 ein Weg-Spannungsdiagramm zeigen.

Bei einer Verformung in drei Stufen, wie sie als Beispiel in F i g. 1 dargestellt ist, wird die extrem dicke Ausgangswand s 1 einer Luppe 1 in der Verformungsstufe I in üblicher Weise auf eine mitlaufende Innenabstützung 2 gedrückt und reduziert, wobei zwischen der Rohrwand s 2 und der Innenabstützung 2 eine Haftung //entsteht

Das Weg-Spannungsdiagramm in Fig. 2 zeigt von einer 0-Linie ausgehend den Spannungsverlauf inner halb der Verformungsstufen I, II und III auf der Ziehlänge »L« (Entfernung zwischen der ersten und der letzten Ziehmatrize) im Bereich der Ziehwerkzeuge. Der Scheitelpunkt gibt die Zugspannung σ™, im Rohrquerschnitt an. Aus dem Diagramm wird ebenfalls

r> erkennbar, daß zwischen den einzelnen Verformungsstufen die Zugspannung im Rohrquerschnitt wieder auf Null zurückgeht Bei Fortführung des Ziehvorganges wächst also die Haftung etwa proportional mit dem Ziehweg.

Die bei der Verformung im Ziehring im Rohrquerschnitt aufgebrachte Zugspannung geht über die Haftung stetig auf die Innenabstützung über, so daß nach einem bestimmten Ziehweg die Zugspannung völlig abgebaut ist An dieser Stelle wird verfahrensge- > maß eine erneute Querschnittsreduktion vorgenommen und, wie vorstehend beschrieben, wird die auftretende Zugspannung über die Haftung wieder auf die Innenabstützung übertragen, so daß nach einer bestimmten Ziehstrecke eine erneute Querschnittsreduk-

~>o tion erfolgen kann. Dieser Vorgang läßt sich beliebig oft wiederholen.

Die Einleitung des Verformungsvorganges (z. B. über Angel) und das Aufbringen von Schmiermitteln erfolgt in bekannter Weise.

r~> Die folgenden Erläuterungen sind nachgebracht.

Die Anordnung der in der Zeichnung mit I, il, III bezeichneten Verformungsstufen bzw. der jeweilige Abstand HL der Ziehringe zueinander ergibt sich für den Fachmann aus den ihm zur Verfügung stehenden

w) Werten und Parametern, aus denen sich eine Berechnungsformel für »Zx< zusammenstellen läßt, deren Entwicklung nachstehend angegeben ist:

Zeichenerkläiung

h--. Pz = Ziehkraft (kp)

Ps = Schrumpf spannung (kp) L = Abstand zwischen der ersten und der letzten Ziehmatrize

Kfo Kiι
F₀
Fi
D

2 (Beiwert für Anstrengungsgrad) mittlere Formänderungsfestigkeit kp/mm²

Kfo ⁺ Kf\
Γ

0,2 Grenze der Ausgangsluppe 0,2 Grenze des gezogenen Rohres Fläche der Ausgangsluppe

Fläche des gezogenen Rohres Außendurchmesser der Ausgangsluppe Reibungsbeiwert zwischen Rohr und Stange Schrumpfweg bestimmt durch Abkühlung des Rohres sowie durch Erwärmung der Stange [D_n, ■ Δ T_R ■ oc) + (d ■ Δ Ts, ■ «) mittlerer Durchmesser des gezogenen Rohres V)

D\ = Außendurchmesser des gezogener Rohres

d = Durchmesser der Ziehstange = D₁ ides gezogenen Rohres

Δ Tr = Temperaturdifferenr zwischen der Temperatur des gezogenen Rohres nach Verlassen des Ziehringes und der Ausgangstemperatur des Rohres

Δ Tsi = Temperaturdifferenz zwischen der Ausgangstemperatur der Stange und der Temperatur nach Verlassen des Ziehringes

α = Wärmeausdehnungsbeiwert des Stahles (-12 · 10-⁶cm/cm Länge und "C Temperaturänderung)

I) HL =

kp

P_s η,-ΐτμ kp

= mm

mnr

• mm

II) P₇ = Kf₁₁,-(F₀-F_x)- C = -

III) P₇ = L- D₁ ■ π ■ μ ■ Ps =

mm

mm ■ mm mm²

IV) Nach dem Ilook'schen Gesetz verhält sich der /:-Mü(lul zu 100% wie die aufgebrachte Spannung zu der prozentualen Verlängerung.

21000 · S _ kp ■ %

100

mm² · %

5 = {D_m ■ Δ T_R - a) + (d ■ A T_s, ■ a) = mm
Beispiel: Λ T_R = 250°C

Δ Ts, - 125-C

(30 · 250 ■ 12) (25 - 125 - 12)

1 000 000 1 000 000

= 0,09 + 0,0375 =0,1275 mm
0,1275 mm =0,42%
Beispiel für P_s:

21000 -0,42 _„_o kp

Ps~^:

100

-88

mnr

Durch diese Rechnung wird ersichtlich, daß P_s größer als Kf, ist, so daß in eine für den praktischen Betrieb ausreichende Formel Kf\ als P_s eingesetzt werden kann.

₌ Kf_n, -(F₀- FQ- C
D, ■ η ■ μ ■ Kf,

kp	mm'
mm2	kp
mm ·

mm"

= [mm]

Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem Vergleich mit der bisher allgemein üblichen Arbeitsweise besonders klar.

Um ein Rohr von 31 mm Durchmesser mit einer Wandstärke von 0,75 mm herzustellen, wird bei herkömmlicher Arbeitsweise von einer Rohrluppe mit einem Durchmesser von 44,5 mm und einer Wandstärke von 2,6 mm ausgegangen. Nach dem Beizen und Bondern der Rohrluppe erfolgt das Angeln und anschließend ein zweimaliges Ziehen. Danach werden

J5 die Rohre getrennt, die Angel wird entfernt, es erfolgt

ein Zwischenglühen und das erneute Beizen und

Bondern und schließlich Angeln. In zwei weiteren Ziehvorgängen wird die Endabmessung erreicht Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ausge-

hend von einer Rohrluppe mit einem Durchmesser von 51 mm und einer Wandstärke von 3,6 mm kontinuierlich in sechs Ziehstufen verformt. Durch diese kontinuierliche Arbeitsweise verringert sich der apparative und zeitliche Aufwand erheblich, weil keine gesonderten Ziehanlagen benutzt werden und das zwischenzeitliche Entfernen der Angel, Glühen, Beizen und Bondern entfällt. Darüber hinaus ist — allerdings auch bedingt durch das andere Einsatzgewicht — das Ausbringen infolge des verringerten Abfalls höher.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum kontinuierlichen Ziehen von Rohren mit Innenabstützung, bei dem die Verformung in mehreren Stufen, d.h. mittels mehrerer Ziehmatrizen erfolgt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: