DE4004155A1 - Verfahren und vorrichtung zum kuehlen und schmieren von dornstangen - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum kuehlen und schmieren von dornstangenInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
- B21B25/04—Cooling or lubricating mandrels during operation
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen und Schmieren von Dornstangen
beim Lochen oder Strecken von Hohlblöcken, bei dem ein Kühl- bzw. ein
Schmiermittel in Längsrichtung durch die Dornstange zum Dornstangenkopf
geleitet wird.
Durch die DE-OS 34 29 524 beispielsweise ist es bekannt, ein Kühlmittel,
insbesondere Wasser, auf diese Weise dem vorderen Teil der Dornstange und dem
Dornstangenkopf von dem hinteren Dornstangenteil her zuzuführen und auch
dorthin wieder zurückzuleiten, um die vor allem im vorderen Teil der
Dornstange beim Lochen oder Strecken von Hohlblöcken auftretende Erwärmung in
Grenzen zu halten. Außerdem ist es bekannt (DE-PS 34 32 288) neben dem
Kühlmittel auch ein Desoxydationsmittel oder Inertgas dem Dornstangenkopf über
eine gesonderte Leitung im Innern der Dornstange zuzuführen und über
Auslaßbohrungen im Dornstangenkopf in den Innenraum des Hohlblockes
einzubringen. Ferner offenbart die DE-OS 37 17 698 eine Dornstange, bei der
auch ein Schmiermittel in Längsrichtung durch die Dornstange und
den Dornstangenkopf über Auslaßbohrungen auf die Außenseite der Dornstange
gebracht wird.
Es ist also bekannt, die verschiedensten Mittel von dem den Walzen abgekehrten
hinteren Dornstangenteil her in Längsrichtung durch die Dornstange hindurch
dem Dornstangenkopf zuzuführen. Diese verschiedenen Mittel werden dabei
durch getrennte Leitungen und Bohrungen zum Dornstangenkopf gebracht und
im Falle des Kühlmittels auch gesondert von dort zurückgeleitet. Dies
setzt voraus, daß bei der Verwendung mehrerer Mittel eine entsprechende
Anzahl von Leitungen und Bohrungen im Innern der Dornstange zur Verfügung
stehen. Diese Leitungen und Bohrungen zu schaffen, stößt häufig auf erhebliche
konstruktive Schwierigkeiten. Man benötigt nämlich für die Zu- und
Rückführungsleitungen bestimmte Mindestquerschnitte, um die erforderlichen
Mengen des jeweiligen Mittels zu- und ableiten zu können. Die größten
Leitungsquerschnitte werden für das Kühlmittel benötigt, aber auch die
Leitungen und Bohrungen für die anderen Mittel erfordern bestimmte
Mindestquerschnitte. Hinzu kommt noch, daß die Wanddicke der Dornstangen
aus Gründen der Stabilität bestimmte Werte nicht unterschreiten darf.
Es ist somit leicht einzusehen, daß es insbesondere bei Dornstangen mit
verhältnismäßig kleinem Außendurchmesser schwierig oder völlig unmöglich ist,
alle Zu- und Rückführungsleitungen vorzusehen, die wünschenswert sind. Da man
auf ein Kühlen der Dornstangen nicht verzichten kann und erhebliche
Kühlmittelmengen zu- und abführen muß, bleibt insbesondere bei Dornstangen mit
kleinem Außendurchmesser häufig nicht einmal genügend Platz für eine
Schmiermittelzuleitung. Deshalb erfolgt bei zahlreichen Anlagen das Schmieren
der Dornstangen in einem gesonderten Verfahrensschritt parallel zum
eigentlichen Herstellungsverfahren, wozu man eine größere Zahl teurer
Dornstangen benötigt und besondere Einrichtungen für das Auswechseln, Kühlen,
Erwärmen, Schmieren und Transportieren der Dornstangen, was erhebliche
Investitions- und Betriebskosten verursacht und zusätzlichen Raum beansprucht.
Auch die Umstellung auf einen anderen Innendurchmesser der Hohlblöcke und
damit auf andere Dornstangen ist arbeits- und zeitaufwendig. Dieser Aufwand
würde eingespart, wenn man mit nur einer Dornstange arbeiten würde, die
allenfalls in größeren Zeitabständen, zum Beispiel bei einer Änderung des
Walzprogramms, gewechselt werden müßte. Dies setzt aber eine intensive Kühlung
der Dornstange und eine ausreichende Schmierung während des Betriebes über die
im Innern der Dornstange anzuordnenden Zu- und Rückführungsleitungen voraus.
Das ist bei den bekannten Bauarten wegen der unzureichenden Querschnitte der
Zu- und Rückführungsleitungen, insbesondere bei Dornstangen mit kleinem
Außendurchmesser, nicht gewährleistet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Kühlen und Schmieren von Dornstangen beim Lochen oder Strecken von
Hohlblöcken zu schaffen, mit dem bzw. der nicht nur eine ausreichende
Kühlung der Dornstange, sondern auch die Zuleitung anderer Mittel in
ausreichender Menge zum Dornstangenkopf sichergestellt ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zum Kühlen und zum
Schmieren nur ein einziges Medium zugeführt, verwendet und abgeführt wird,
welches während des Betriebes ständig umlaufend durch den Dornstangenkopf
geleitet, jedoch zeitweilig auch aus Auslaßbohrungen der Dornstange und/oder
des Dornstangenkopfes nach außen abgespritzt wird. Erfindungsgemäß wurde
erkannt, daß die zum Schmieren der Dornstange verwendeten Mittel, wie z. B.
Graphit, mit dem Kühlmittel, wie z. B. Wasser, vermischt werden können und daß
man deshalb nur noch ein einziges Medium und damit nur eine Zu- und eine
Rückführungsleitung benötigt. Diese Leitungen können dann auch bei
Dornstangen mit kleinem Durchmesser ausreichend bemessen werden, so daß die
notwendige Kühlung sichergestellt ist. Das Beimengen einer ausreichenden
Schmiermittelmenge zum Kühlmittel und das Abspritzen durch Auslaßbohrungen
stellt sicher, daß die Dornstange nicht nur gekühlt, sondern außenseitig auch
in der erforderlichen Weise geschmiert wird. Die Schmierung erfolgt dabei
während des Betriebes und kann, je nach den Erfordernissen, während einer
beliebig langen Zeitspanne durchgeführt werden, die sich jederzeit verlängern
oder verkürzen läßt. Dabei ist es vorteilhaft, wenn der Beginn und das Ende
des Abspritzens durch die beliebig regelbare Höhe des Mediendruckes bestimmt
wird. Den Druck des Mediums zu verändern, z. B. durch eine entsprechende
Regelung der verwendeten Pumpe, ist ohne weiteres möglich und damit auch ein
wahlweises Bestimmen des Anfanges und Endes des Schmiervorganges weitgehend
unabhängig von dem kontinuierlich durchgeführten Kühlvorgang.
Gegenstand der Erfindung ist auch eine Vorrichtung zum Durchführen des
vorgeschlagenen Verfahrens, bei welcher die Dornstange nur jeweils eine Zu
und eine Rückführungsleitung zu bzw. von den Auslaßbohrungen besitzt. Diese
Vorrichtung kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß die Auslaßbohrungen
Anschlußöffnungen zur Zuführungsleitung hin besitzen, die mit einem
vorzugsweise federbelasteten Absperrelement verschließbar sind. Hierdurch wird
erreicht, daß die Auslaßbohrungen nicht sofort und immer mit dem Medium
beaufschlagt werden, sondern erst dann, wenn das Absperrelement die
Anschlußöffnungen und damit die Auslaßbohrungen freigibt. Solange dies nicht
der Fall ist, wird das Medium über die Zuführungsleitung lediglich dem
Dornstangenkopf zugeführt und über die Rückführungsleitung wieder abgeleitet,
wobei die auf diesem Weg aufgenommene Wärmemenge von dem Medium abgeführt
wird. Bei diesem Betriebszustand wird in vorteilhafter Weise vermieden, daß
das Medium über die Auslaßbohrungen nach außen abgespritzt wird, was nicht zu
jedem Zeitpunkt während des Betriebes erwünscht ist, insbesondere dann nicht,
wenn sich kein Hohlblock oder Hohlblockabschnitt auf der Dornstange befindet
und das Medium unnütz und zum Schaden der Umwelt versprüht würde. Erst wenn
beispielsweise nach Beginn des Loch- oder Streckvorganges ein außenseitiges
Schmieren der Dornstange sinnvoll und erforderlich ist, gibt das
Absperrelement die Anschlußöffnungen der Auslaßbohrungen frei, so daß ein Teil
des Mediums über die Auslaßbohrungen nach außen strömen kann und das in ihm
enthaltene Schmiermittel die Dornstangenaußenfläche schmiert.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung gibt das Absperrelement bei einer
Steigerung des Mediendruckes die Anschlußöffnungen der Auslaßbohrungen frei.
Umgekehrt ergibt sich daraus, daß bei einem Absenken des Mediendruckes das
Absperrelement die Anschlußöffnungen der Auslaßbohrungen wieder verschließt.
Bei einem federbelasteten Absperrelement wird der Mediendruck so auf das
Absperrelement geleitet, daß er gegen die Kraft der Feder wirkt. Überwindet er
diese Federkraft, wird das Absperrelement verschoben und die Anschlußöffnungen
freigegeben. Bei sinkendem Mediendruck schiebt die Feder das Absperrelement
wieder zurück, wodurch die Anschlußöffnungen verschlossen und ein Austreten
des Mediums nach außen verhindert wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung kann dem Medium auch ein
Desoxydationsmittel beigefügt sein. Auf diese Weise läßt sich ein
Verzundern der Innenwand der Hohlblöcke vermeiden. Das Desoxydationsmittel
gelangt über die Auslaßbohrungen in den ringförmigen Spaltraum zwischen
Dornstangenaußenfläche und Hohlblockinnenwand, bindet den dort evtl.
noch vorhandenen Sauerstoff, was eine Zunderbildung verhindert.
In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigt:
Fig. 1 den vorderen Längenabschnitt einer Dornstange zum Lochen
im Längsschnitt;
Fig. 2 den vorderen Längenabschnitt einer Dornstange zum Strecken
im Längsschnitt.
In Fig. 1 ist der vordere Endabschnitt einer Dornstange (1) dargestellt, die
stirnseitig einen Dornstangenkopf (2) besitzt, welcher die bekannte, für das
Lochen eines Hohlblockes geeignete Außenform aufweist. Gehalten wird der
Dornstangenkopf (2) von einem Verbindungsstück (3), welches einerseits mit
einem Gewinde (4) in die Dornstange (1) eingeschraubt ist und auf welches
andererseits mit einem Gewinde (5) der Dornstangenkopf (2) aufgeschraubt ist.
Im Innern des Verbindungsstückes (3) ist eine Bohrung (6) vorgesehen, welche
erst im Bereich der Spitze des Dornstangenkopfes (2) endet und an die im
Bereich der Dornstange (1) eine Zuführungsleitung (7) angeschlossen ist.
Außerdem befindet sich im Innern des Verbindungsstückes (3) ein ringförmiges
Absperrelement (8), welches Anschlußöffnungen (9) verschließt zu
Auslaßbohrungen (10), die in radialer Richtung zur Außenfläche der Dornstange
(1) und des Dornstangenkopfes (2) führen. Die Auslaßbohrungen (10), von denen
in Fig. 1 nur eine erkennbar ist, sind zu mehreren auf dem Umfang der
Dornstange (1) verteilt angeordnet. Mehrere Zuführungsbohrungen (11) verbinden
den mit (12) bezeichneten Innenraum im Dornstangenkopf (2) mit den
Auslaßbohrungen (10). Das ringförmige und kolbenartig im Innern des
Verbindungsstückes (3) verschiebbare Absperrelement (8) wird von einer
Druckfeder (13) belastet, die sich außerdem an einem Stützring (14) abstützt.
Zu Beginn des Lochens wird durch die Zuführungsleitung (7)
in Pfeilrichtung X ein Medium zugeführt, das aus einem Kühlmittel,
beispielsweise Wasser, und einem Schmiermittel, beispielsweise Graphit,
besteht. Das Medium gelangt durch die Bohrung (6) in den Innenraum (12)
des Dornstangenkopfes (2) und strömt über Rückführungsbohrungen (15)
wieder in die Dornstange (1) und zu deren rückwärtigem Ende zurück.
Dabei wird eine erhebliche Wärmemenge aus der Dornstange (1) und dem
Dornstangenkopf (2) abgeführt.
Der Druck des Mediums ist zunächst so bemessen, daß es zwar über die
Zuführungsbohrungen (11) das Absperrelement (8) und die Druckfeder (13)
belastet, jedoch nicht in der Lage ist, das Absperrelement (B) zu verschieben.
Durch Erhöhung des Druckes, mit dem das Medium über die Zuführungsleitung (7)
durch die Bohrung (6) zuströmt, wird auch das Absperrelement (8) und die
Druckfeder (13) höher beansprucht, so daß das Absperrelement (8) schließlich
gegen die Wirkung der Druckfeder (13) in Fig. 1 nach links verschoben wird und
die Anschlußöffnungen (9) der Auslaßbohrungen (10) freigibt. Jetzt kann ein
Teil des Mediums durch die Zuführungsbohrungen (11) und die Auslaßbohrungen (10)
nach außen dringen und das im Medium enthaltene Schmiermittel verteilt
sich über die Außenfläche der Dornstange (1) und des Dornstangenkopfes (2),
die zu diesem Zeitpunkt, zumindest teilweise, von einem nicht dargestellten
Hohlblock umschlossen sind. Dieser Schmiervorgang wird so lange beibehalten,
wie er notwendig und erwünscht ist. Will man den Schmiervorgang beenden,
erfolgt eine Absenkung des Mediendruckes, so daß die Druckfeder (13) in der
Lage ist, das Absperrelement (8) wieder zurückzuschieben und die
Anschlußöffnungen (9) der Auslaßbohrungen (10) zu verschließen. Vor, während
und nach dem Schmiervorgang durchströmt das Medium sowohl die Dornstange (1)
als auch den Dornstangenkopf (2), die dadurch laufend gekühlt werden.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist der Dornstangenkopf (2) etwas anders
ausgebildet als bei der Ausführungsform gemäß Fig. 1, weil er hier nicht zum
Lochen benutzt wird. Die in Fig. 2 dargestellte Dornstange (1) ist für das
Strecken von Hohlblöcken vorgesehen, wobei der Dornstangenkopf (2) an der
Umformung der Hohlblöcke nicht unmittelbar beteiligt ist. Der in Fig. 2
dargestellte Dornstangenkopf (2) übernimmt Funktionen des Verbindungsstückes (3)
von Fig. 1 und ist unmittelbar mit einem Gewinde (4) in die Dornstange (1)
eingeschraubt. Die Auslaßbohrungen (10) sind im Dornstangenkopf (2) wieder zu
mehreren auf dem Umfang verteilt angeordnet, wobei ihre Anschlußöffnungen (9)
von einem Absperrelement (8) verschlossen sind. Das Absperrelement (8) ist
auch hier von einer Druckfeder (13) in seiner Absperrposition gehalten. Die
Feder (13) stützt sich dabei an einem in den Dornstangenkopf (2) stirnseitig
eingeschraubten Führungsstück (16) ab, welches auch gleichzeitig die
Druckfeder (13) und das Absperrelement (B) in radialer Richtung führt.
Die Arbeitsweise der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist prinzipiell die gleiche
wie in Fig. 1. Auch hier strömt das Medium durch die Zuführungsleitung (7) in
Pfeilrichtung X zu und durch den Innenraum (12) sowie Bohrungen des
Stützringes (14) im Innern der Dornstange (1) zurück. Eine Erhöhung des
Mediendruckes bewirkt eine Verschiebung des Absperrelementes (8) in Fig. 2
nach rechts, so daß die Anschlußöffnungen (9) und Auslaßbohrungen (10)
freigegeben werden für ein Ausströmen eines Teils des Mediums. Wird dessen
Druck abgesenkt, nimmt das Absperrelement (B) die in Fig. 2 dargestellte
Position wieder ein und der Schmiervorgang ist beendet.
Claims (5)
1. Verfahren zum Kühlen und Schmieren von Dornstangen beim Lochen oder
Strecken von Hohlblöcken, bei dem ein Kühl- bzw. ein Schmiermittel
in Längsrichtung durch die Dornstange zum Dornstangenkopf geleitet
wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum
Kühlen und zum Schmieren nur ein einziges Medium zugeführt, verwendet und
abgeführt wird, welches während des Betriebes ständig umlaufend durch
den Dornstangenkopf (2) geleitet, jedoch zeitweilig auch aus
Auslaßbohrungen (10) der Dornstange (1) und/oder des Dornstangenkopfes (2)
nach außen abgespritzt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Beginn und das Ende des Abspritzens durch die beliebig regelbare
Höhe des Mediendruckes bestimmt wird.
3. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2,
bei welcher die Dornstange nur jeweils eine Zu- und eine
Rückführungsleitung zu bzw. von den Auslaßbohrungen besitzt, dadurch
gekennzeichnet, daß die Auslaßbohrungen (10)
Anschlußöffnungen (9) zur Zuführungsleitung (7) hin besitzen, die mit einem
vorzugsweise federbelasteten Absperrelement (8) verschließbar sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Absperrelement (8) bei einer Steigerung des Mediendruckes die
Anschlußöffnungen (9) der Auslaßbohrungen (10) freigibt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch
gekennzeichnet, daß dem Medium ein Desoxydationsmittel
beigefügt ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904004155 DE4004155A1 (de) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Verfahren und vorrichtung zum kuehlen und schmieren von dornstangen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19904004155 DE4004155A1 (de) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Verfahren und vorrichtung zum kuehlen und schmieren von dornstangen |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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DE4004155A1 true DE4004155A1 (de) | 1991-08-14 |
DE4004155C2 DE4004155C2 (de) | 1993-05-27 |
Family
ID=6399910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19904004155 Granted DE4004155A1 (de) | 1990-02-10 | 1990-02-10 | Verfahren und vorrichtung zum kuehlen und schmieren von dornstangen |
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Country | Link |
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