DE4240246A1 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers und darüberhinaus ein Verfahren zur Herstellung eines hochqualitativen dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, das mikroskopische Risse eliminiert, die andernfalls auf der inneren Oberfläche des Rohres während des Rohraufweitungsprozesses erzeugt werden.

Ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers, das für ein Kraftstoffeinspritzrohr eines Dieselmotors verwendet wird, muß eine glatte Innenoberfläche aufweisen, um den Widerstand im Innern des Rohres zu reduzieren und das Verstopfen an der Einspritzdüse zu verhindern. Zusätzlich ist es erforderlich, daß Defekte, insbesondere mikroskopische Risse an der inneren Umfangsoberfläche des Rohres, verringert werden, um dem Rohr zu erlauben, sich wiederholenden Ermüdungserscheinungen unter Hochdrücken zu widerstehen.

Dieser Typ des dickwandigen Rohres geringen Durchmessers wird durch ein Kaltziehverfahren hergestellt, das sich wiederholende Rohraufweitungsschritte und Wärmebehandlungsschritte umfaßt, die an dem zu behandelnden Rohr ausgeführt werden (ein ursprüngliches Kohlenstoffstahlrohr). Das zu behandelnde Rohr besitzt eine schwarze Außenschicht, die Risse und konkave Falten darauf aufweist, weil es ein nahtloses Rohr ist und durch einen Kaltziehprozeß hergestellt wird. Wenn ein Verfahren zum Entfernen der schwarzen Außenschicht am zu behandelnden Rohr ausgeführt wird, wobei chemische Mittel, beispielsweise säurehaltige Flüssigkeit verwendet wird, ist es schwierig, die schwarze Außenschicht vollständig zu entfernen, um die innere Umfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres in eine gleichmäßige metallische Oberfläche umzuwandeln, so daß die schwarze Außenschicht oftmals zurückbleibt.

Dies kann zum Verstopfen der Düse infolge eines Stückes der schwarzen Außenschicht führen, die sich abpellt, wenn solch ein Rohr als ein Kraftstoffeinspritzrohr für einen Dieselmotor verwendet wird.

Der Anmelder hat in einer geprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. 51-21 391 ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Kohlenstoffstahlrohres geringen Durchmessers vorgeschlagen, bei dem, bei Ausbildung eines zu behandelnden Rohres in ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers, eine an der inneren Umfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres befindliche schwarze Außenschicht beim Zustellen (nachfolgend als anfängliches inneres Zerspanen bezeichnet) durch ein mechanisches Mittel (mechanisches Schneiden oder Schleifen) entfernt wird, um die gesamte Oberfläche im Innern des Rohres in eine metallische Außenschicht umzuwandeln. Das vorgeschlagene Verfahren macht es möglich, ein dickwandiges Kohlenstoffstahlrohr geringen Durchmessers mit einer inneren Umfangsoberfläche zu erhalten, die besonders glatt und hervorragend in der Kreisförmigkeit und Gleichmäßigkeit ist, und die im wesentlichen keine schwarze Außenschicht an ihrer inneren Oberfläche aufweist.

Mit der anfänglichen inneren Zerspanung gemäß dem oben beschriebenen Vorschlag ist es möglich, beinahe die gesamt schwarze Außenschicht, den Schmutzgehalt, die Falten und Flecken zu entfernen, die auf einer inneren Umfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres zurückgeblieben sind, die durch ein Wärmerollierverfahren entstanden ist. Wenn das zu behandelnde Rohr sehr ungleichförmig in der Dicke und sehr exzentrisch ist, können dennoch einige solcher Makel zurückbleiben und es ist nicht möglich während des Herstellungsverfahrens für ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers zusätzlich die Makel zu beseitigen, die während eines nachfolgenden Rohraufweitungsschrittes, der am zu behandelnden Rohr ausgeführt wird, neu eingebracht werden.

Bei der Herstellung dieses Typs eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, werden konkave Falten an der inneren Umfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres während eines Rohraufweitungsschrittes erzeugt, der am zu behandelnden Rohr nach der anfänglichen inneren Zerspanung ausgeführt wird. Die Falten verschließen und verändern dann die mikroskopischen Risse. Auch wenn die schwarze Außenschicht entfernt wird, wobei die Innenbearbeitung gemäß dem oben vergeschlagenen Verfahren angewendet wird, können Risse von einer Größe bis zu 8 µm erzeugt werden (Fig. 6 zeigt einen Riß von 74 µm als Beispiel). Wenn die oben beschriebene anfängliche Bearbeitung nicht ausgeführt wird, können Risse von einer Größe bis zu 300 µm erzeugt werden (Fig. 6 zeigt einen Riß von 135 µm als Beispiel). Weiterhin sind zu behandelnde Rohre häufig ungleich in der Dicke und Exzentrität, weil sie durch ein Wärmerollierverfahren hergestellt werden.

Solche zu behandelnde Rohre sind in einer Weise, beispielsweise repräsentiert durch Tiefbohrverfahren, zugeschnitten worden, das eines der Verfahren des Tiefbohrens darstellt, wobei ein Schneidwerkzeug in ein zu behandelndes Rohr gedrückt wird, daß an einem Ausleger befestigt ist, während es gedreht wird. (Dieses Verfahren verwendet ein Werkzeug, das als Tiefbohrer bezeichnet wird, der zum Erhalten der Linearität einer Bohrung ausgerichtet ist, und diese Technik ist verwendet worden, um die zu bearbeitende Bohrung daran zu hindern, exzentrisch oder gebogen zu verlaufen). Da das Schneiden während des Drückens des Werkzeuges ausgeführt wird, wird ein großer Schnittwiderstand auf das Werkzeug ausgeübt und das Verfahren kann infolge der Durchbiegung einer Welle, verursacht durch die Schubkraft, nicht kontinuierlich ausgeführt werden, ohne daß die Dicke der Welle vergrößert wird. Wenn eine dicke Welle verwendet wird, um die Festigkeit zu verbessern, kann das Werkzeug ohne Nachformen der inneren Umfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres gerade zugeführt werden, das infolge der ungleichen Dicke exzentrisch ist. In diesem Fall kann die schwarze Außenschicht unbeschnitten bleiben, wenn ein Werkzeug verwendet wird, das dicker ist als der Innendurchmesser.

Die vorliegende Erfindung ist unter Berücksichtigung der oben beschriebenen Situation in bezug auf den Typ eines dickwandigen Rohres dünnen Durchmessers entstanden.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres dünnen Durchmessers zu schaffen, bei dem eine schwarze Außenschicht, die während des Wärmerollierens erzeugt wird, vollständig für ein zu behandelndes Rohr beseitigt wird, das ungleich in der Dicke und Exzentrität ist. Wenn auch mikroskopische Risse während eines Rohraufweitungsschrittes nach dem anfänglichen inneren Zerspanen gebildet werden, sollen diese zuverlässig entfernt werden, wobei ein Rohr mit einer inneren Umfangsoberfläche hoher Qualität erzeugt werden soll, das besonders hervorragend im Sicherheitsdruck gegen sich wiederholenden Innendruck ist.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers gelöst, wobei ein einen Rohraufweitungsschritt und einen Wärmebehandlungsschritt umfassender Arbeitsablauf mehrmals an einem zu behandelnden Rohr wiederholt wird, wobei ein Schneideverfahren an einer inneren Umfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres ausgeführt wird.

Wenn ein einen Rohraufweitungsschritt und einen Wärmebehandlungsschritt einschließendes Verfahren mehrmals an einem zu behandelnden Rohr, vorzugsweise nach anfänglicher innerer Zerspanung, wiederholt wird, um ein Rohr mit gewünschtem Innen- und Außendurchmesser gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers herzustellen, wird eine Kernstange, die beispielsweise ein Schneideblatt an ihrem einen Ende aufweist, ins Innere des zu behandelnden Rohres durch dessen Ziehen relativ zum behandelnden Rohr bewegt und das zu behandelnde Rohr und das Kernmetall werden in relative Drehung vor einem Rohraufweitungsschritt bei einer Verfahrensstufe nahe der Endverfahrensstufe, um den Rohrdurchmesser gering zu machen, versetzt. Infolgedessen, wenn das zu behandelnde Rohr ungleichmäßig in Dicke und Exzentrität ist, wird ein die innere Umfangsfläche nachformender Schneideprozeß ausgeführt, um eine schwarze Außenschicht, die während des Wärmerollierverfahrens erzeugt wird, vollständig zu entfernen. Darüberhinaus können, wenn mikroskopische Risse, konkave Falten und dergleichen erneut in einem Rohraufweitungsverfahren vor dem Schneideprozeß erzeugt werden, solche Makel beseitigt werden. Da in diesem Fall der Durchmesser des Rohres gering wird, wenn es in die Nähe der letzten Rohraufweitungsverfahrensstufe gelangt und das Rohr durch ein Ziehverfahren behandelt wird, wird kein großer Schneidewiderstand auf die Kernstange ausgeübt und nur das Schneidedrehmoment und die Schubkraft, die durch das Ziehen erzeugt wird, werden ausgeübt. Daher ist es möglich, eine Kernstange mit geringem Durchmesser zu verwenden, die weniger starr im Bezug auf das zu behandelnde Rohr ist und die eine gute Nachformeigenschaft aufweist, wobei der Schneideprozeß unter einer Zugbelastung ausgeführt werden kann. Dies erlaubt dem Schneideblatt der Kernstange geringen Durchmessers das Schneideverfahren durchzuführen, wobei die innere Umfangsfläche nachgeformt wird, auch wenn das zu behandelnde Rohr ungleich in der Dicke und Exzentrität ist, wobei die schwarze Außenschicht vollständig entfernt wird.

Wenn darüberhinaus ein zu behandelndes Rohr befestigt wird und eine Kernstange wird während des Schneideprozesses in Drehung versetzt, erfährt eine lange Kernstange selbsterzeugte Vibrationen, die die Rauhigkeit der behandelten Oberfläche vergrößert.

Durch Rotation des zu behandelnden Rohres anstelle der Rotation der Kernstange ist es dennoch möglich, die selbsterzeugten Vibrationen der Kernstange zu verhindern, das Verfahren zu stabilisieren und die Rauhigkeit der behandelten Oberfläche zu reduzieren.

Daher werden der Rohraufweitungs- und Wärmebehandlungsschritt am zu behandelnden Rohr ausgeführt, das an seiner inneren Umfangsoberfläche zerspant worden ist. Darüberhinaus ist ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers erzeugt worden, das von hoher Qualität und hervorragend im Sicherheitsdruck gegen sich wiederholenden Innendruck ist.

Anhand von Ausführungsbeispielen soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei zeigen die Zeichnungen in

Fig. 1 eine Vorrichtung, die ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren ausführt;

Fig. 2 einen schematischen Querschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 eine Abbildung der metallographischen Struktur der inneren Umfangsoberfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, das gemäß einer ersten Ausführung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung erhalten wurde, betrachtet durch ein Mikroskop mit einer Ausschnittsvergrößerung (× 200);

Fig. 4 eine Abbildung der metallographischen Struktur einer zweiten Ausführungsform, betrachtet durch ein Mikroskop ähnlich dem von Fig. 3;

Fig. 5 eine Abbildung der metallographischen Struktur eines Beispiels eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers gemäß dem Stand der Technik, betrachtet durch ein Mikroskop ähnlich dem von Fig. 32; und

Fig. 6 eine Abbildung der metallographischen Struktur, die ein anderes Beispiel des Standes der Technik zeigt, betrachtet durch ein Mikroskop ähnlich dem von Fig. 3.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen beschrieben.

In einer ersten Ausführungsform wurde ein Kohlenstoffstahlrohr von JIS G 3455 STS 370 mit einem Außendurchmesser von 34 mm und einer Dicke von 4,5 mm als ein zu behandelndes Rohr verwendet, das ein heißgezogenes Material ist. Zuerst wurde ein Ätzen bei einer Temperatur von 60° Celsius für 30 bis 60 Minuten in einer 20%igen Schwefelsäurelösung durchgeführt, um Krusten an der Innen- und Außenoberfläche zu entfernen und danach eine Wasserwaschung und ein Neutralisierungsprozeß unter Verwendung einer Ätz-Soda-Wasser-Lösung ausgeführt.

Als nächstes wurde das zu behandelnde Rohr in eine bondernde Flüssigkeit getaucht, um phosphärische Zinkschichten an seiner Innen- und Außenoberfläche zu bilden.

Nachfolgend wurde das zu behandelnde Rohr tiefgezogen, um dessen Ende zu gewährleisten, in einen Ziehstempel eingeschoben und in Schmieröl getaucht zu werden. Ein erster Rohraufweitungsschritt wurde ausgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 27 mm und 3,7 mm zu verringern, wobei ein Stopfen und ein Stempel verwendet wurden, und danach wurde ein Zunderfreiglühen bei 800° Celsius für 10 Minuten unter Verwendung eines Glüh- (bright) DX-Gases ausgeführt. Ein zweiter Rohraufweitungsschritt wurde dann zusammen mit einem Temperschritt ausgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 21 mm und 3,6 mm zu verringern, und ein dritter Rohraufweitungsschritt gemeinsam mit einem Temperschritt wurden weiterhin durchgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 15 mm und 3,0 mm zu verringern. Weiterhin wurde ein vierter Rohraufweitungsschritt durchgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 9,5 mm und 2,55 mm zu verringern, und danach wurden ein Nivellierungsschritt, Schneiden auf eine gleichmäßige Größe und ein Anfasungsschritt an einem Ende ausgeführt.

Vor dem letzten Rohraufweitungsschritt wird ein Zerspanungsschritt an der inneren Umfangsoberfläche ausgeführt, der den wichtigen Bereich der vorliegenden Erfindung bildet.

Eine Vorrichtung, mit der dieser Zerspanungsschritt ausgeführt wird, wird mit Bezug auf die Fig. 1 und die Fig. 2 beschrieben. Ein Halte- und Bewegungselement 2 und ein Kernstangenhalteelement 3 sind angeordnet, um bewegbar auf einer Basis (nicht dargestellt) in der Transportrichtung, die durch den Pfeil Y in Fig. 1 gekennzeichnet ist, zu sein, so daß sie übereinander angeordnet einen Rohrhaltetisch 1 bilden. Jede der Kernstangen 4, die durch das Halte- und Bewegungselement 2 und das Kernstangenhalteelement 3 gehalten werden, weist ein Schneideblatt 5 auf, das mit deren Ende verbunden ist.

Das Kernstangenhalteelement 3 ist derart ausgebildet, daß es die Kernstangen 4 in die axiale Richtung (Y-Richtung) der Kernstangen 4 während des Haltens und Befestigens der Kernstangen 4 an der Seite ihrer Enden bewegt werden kann, an der die Schneideblätter 5 ausgebildet sind. Das Halte- und Bewegungselement 2 ist derart ausgebildet, daß es die Kernstangen 4 in die axiale Richtung (Y-Richtung) der Kernstangen 4 während des Haltens und Befestigens der Kernstangen 4 an der Seite ihrer anderen Enden bewegen kann. Das Halte- und Bewegungselement 2 und das Kernstangenhalteelement 3 sind vorgesehen, in der Lage zu sein, eine Vielzahl von (beispielsweise 10) Kernstangen gleichzeitig zu halten.

Ein Rohrspannfutter 11 zum Erfassen und Spannen der Rohre 10A-10J ist so angeordnet, daß dem Kernstangenhalteelement 3 gegenüberliegt. Das Rohrspannfutter 11 besitzt Dreheinrichtungen 6A-6J, die daran angebracht sind und ist so ausgebildet, daß es die Rohre um deren Achsen dreht.

Ein Rohrförderer 7 ist an einer Seite des Rohrhaltetisches 1 angeordnet und ein Produktaufnahmetisch 8 ist an dessen anderer Seite angeordnet. Der Rohrhaltetisch 1, das Halte- und Bewegungselement 2, das Kernstangenhalteelement 3, der Rohrförderer 7, der Produktaufnahmetisch 8 und das Rohrspannfutter 11, mit dem die Rotationseinrichtungen 6A-6J verbunden sind, sind derart ausgebildet, daß sie in Abhängigkeit von den Steuersignalen von einem Steuerschaltkreis (nicht dargestellt) wirksam werden.

Die Betriebsweise wird nun beschrieben. Das Halte- und Bewegungselement 2, das die Kernstangen 4 an deren Enden gegenüber den Schneideblättern 5 hält und sichert, bewegt sich zum Rohrhaltetisch 1, und die Seite der Kernstangen 4, an der die Schneideblätter 5 angebracht sind, dringt durch das Spannfutter 11 und wird am Kernstangenhalteelement 3 gehalten und gesichert.

Das Kernstangengenhalteelement 3, welches die Seite der Kernstangen 4 hält und sichert, an der die Schneideblätter 5 angeordnet sind, und das Spannfutter 11 mit den damit verbundenen Rotationseinrichtungen 6A-6J bewegt sich weg vom Rohrhaltetisch 1. Dann werden die zu behandelnden Rohre 10A-10J mit einem Außendurchmesser von 9,5 mm und einer Dicke von 2,55 mm vom Rohrförderer 7 zum Rohrhaltetisch 1 gefördert, und ein angefastes Ende jedes Rohres wird in eine Position gebracht, die zum Ende der Kernstange 4 zeigt, die am Kernstangenelement 3 gehalten und gesichert ist.

Das Kernstangenhalteelement 3, das Rohrspannfutter 11 und die Rotationsreinrichtungen 6A-6J bewegen sich zum Rohrhalttisch 2 und dadurch werden die Kernstangen 4 in die zu behandelnden Rohre 10A-10J eingeschoben. Gleichzeitig befestigt das Rohrspannfutter 11 zusammen mit den Rotationseinrichtungen 6A-6J äußerlich die zu behandelnden Rohre 10A-10J, wobei ein Zustand erzeugt wird, in dem die zu behandelnden Rohre 10A-10J durch das Rohrspannfutter 11 geschoben werden. Die Teile der Schneideblätter 5, die durch das Kernstangenhalteelement 3 gehalten werden, ragen von den Enden der entsprechenden zu behandelnden Rohre 10A-10J hervor. Die Kernstangen 4 dringen durch die entsprechenden zu behandelnden Rohre 10A-10J, wobei die entgegengesetzten Enden an der Seite des Halte- und Bewegungselementes 2 hervorragen.

Als nächstes bewegt sich das Halte- und Bewegungselement 2 in eine Richtung Y′. Die Enden der Kernstangen 4, die von den entgegengesetzten Seiten der zu behandelnden Rohre 10A-10J hervorragen, werden durch das Halte- und Bewegungselement 2 gehalten und gesichert. Die Seite der Kernstangen, an der die Schneideblätter 5 angeordnet sind, wird aus dem Zustand freigegeben, in dem sie durch das Kernstangenhalteelement 3 gehalten und gesichert ist. Das Kernstangenhalteelement 3 bewegt sich leicht in Y′- Richtung, die sich aus einem Zustand ergibt, in der der Schneideprozeß an der inneren Umfangsoberfläche begonnen wird. Dann werden die zu behandelnden Rohre 10A-10J durch das Spannfutter 11 gespannt und die Rotationseinrichtungen 6A-6J werden angetrieben zu rotieren, wobei die zu behandelnden Rohre veranlaßt werden, sich um ihre Achsen bei einer Drehzahl von etwa 3000 bis 4000 rpm (n^-1) zu drehen, wie durch den Pfeil gezeigt.

Dann bewegt sich das Halte- und Bewegungselement 2 in eine Richtung Y′′ weg von dem Rohrhaltetisch 1 bei einer Geschwindigkeit von etwa 100 bis 300 mm pro Minute. Folglich bewegen sich die Schneideblätter 5, die nicht gedreht werden in Y′′- Richtung, während des Nachformens der inneren Umfangsoberfläche der zu behandelnden Rohre 10A-10J, die gedreht werden, um einen Zerspanungsschritt an den inneren Umfangsflächen der zu behandelnden Rohre 10A-10J mit zugeführtem Schneideöl auszuführen. Gleichzeitig wird der Zerspanungsschritt während des Förderns des Schneideöls zu einem Abschnitt der Schneideblätter 5 über die Enden der Rohre und dergleichen ausgeführt, so daß die Kanten der Schneideblätter 5 geschmiert und gekühlt und Späne ausgeworfen werden. Wenn die Schneideblätter 5 an den Kernstangen 4 aus den zu behandelnden Rohren austreten, schließt sich das Zerspanungsverfahren an. Die Rotation der zu behandelnden Rohre wird gestoppt. Das Spannfutter 11 bewegt sich gemeinsam mit dem Kernstangenhalteelement in Y′- Richtung bis es aus den Enden der zu behandelnden Rohre austritt. Die zu behandelnden Rohre 10A-10J werden zum Produktaufnahmetisch 8 überführt.

Nachdem die Späne ausgeworfen und das Schneidedöl entfernt wurde, werden die Rohre getempert und in Schmieröl getaucht und die fünfte, letzte Verfahrensstufe wird gestartet.

In der fünften Verfahrensstufe wird der letzte Rohraufweitungsschritt ausgeführt, um den Außendurchmesser und die Dicke entsprechend auf 6,4 mm und 2,0 mm zu reduzieren. Eine Dimensionsinspektion wird nach dem Nivellieren ausgeführt. Das Schneiden auf gleichmäßige Größe, Anfasen, Reinigen mit Triethan und Tempern werden ausgeführt, um das Gesamtverfahren zu vervollständigen.

Folglich wird in der vorliegenden Ausführung der Zerspanungsschritt durch Nachformen der inneren Umfangsoberflächen der zu behandelnden Rohre 10A-10J nach der vierten Verfahrensstufe in den gesamten fünf Verfahrensstufen ausgeführt. Wenn folglich eine Ungleichmäßigkeit der Dicke oder Exzentrität auftritt, wird die beim Wärmerollieren erzeugte schwarze Außenschicht vollständig entfernt und konkave Falten, die während des vorangegangenen Rohraufweitungsschrittes erzeugt wurden und mikroskopische Risse von einer Größe bis zu 80 µm, die sich aus den Falten ergeben, werden eliminiert. Fig. 3 zeigt eine Mikroaufnahme der inneren Umfangsoberfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, das gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde. Wie zu sehen ist, weist die innere Oberfläche im wesentlichen keinen mikroskopischen Riß auf und ist besonders glatt; und ein hochqualitatives dickwandiges Rohr geringen Durchmessers mit einer hervorragenden Kreisförmigkeit und Gleichmäßigkeit ist erhalten worden.

Als nächstes wird ein anderes Beispiel als eine zweite Ausführungsform beschrieben, in der das zu behandelnde Rohr einem sich fünfmal wiederholenden Rohraufweitungs- und Wärmebehandlungsschritt unterzogen wird und ein Zerspanungsschritt an den inneren Umfangsoberflächen wird vor der vierten Verfahrensstufe unter Verwendung der Einrichtungen durchgeführt, die identisch zu jenen der ersten Ausführungsform sind.

In dieser Ausführung waren alle Verfahrensbedingungen bis zur dritten Verfahrensstufe identisch zu jenen der ersten Ausführungsform, ausgenommen, daß ein Rohraufweitungsschritt zum Vermindern der Dicke auf 3,45 mm im dritten Verfahrensschritt ausgeführt wurde.

Der Bearbeitungsschritt wurde an den inneren Umfangsoberflächen vor dem vierten Rohraufweitungsschritt durchgeführt, wobei die Bedingungen für diesen Schritt identisch zu jenen der ersten Ausführungsform waren, ausgenommen, daß die Drehzahl der zu behandelnden Rohre etwa 2000 bis 3000 rpm (n^-1) betrug.

Die Späne im Innern der resultierenden zu behandelnden Rohre wurden entfernt und, nach der Reinigung mit Triethan und dem Tempern, wurde der vierte Rohraufweitungsschritt durchgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 9,5 mm und 2,75 mm zu verringern. Dann wurde das Tiefziehen und Tempern durchgeführt und nach dem Nivellieren und Anfasen wurden die Rohre zur fünften, letzten Verfahrensstufe überführt.

Die fünfte Verfahrensstufe, das heißt, die fünfte Rohraufweitungsstufe wurde ausgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 6,4 mm und 2,2 mm zu reduzieren. Die nachfolgenden Verfahrensstufen waren identisch zu jenen der ersten Ausführungsform.

Fig. 4 zeigt eine Mikroabbildung der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, in der die schwarze Außenschicht, die während des Wärmerollierens erzeugt wird, vollständig durch die Zerspanungsstufe beseitigt worden ist, wobei die innere Umfangsoberfläche nachgeformt wurde. Konkave Falten, die während der Rohraufweitungsstufe beseitigt wurden und der Zustand der mikroskopischen Risse von Größen bis zu 80 µm, die sich aus den Falten ergeben, sind im wesentlichen verbessert worden auf eine maximale Größe von 30 µm, was sich in einer hohen Glattheit wiederspiegelt. Darüberhinaus ist eine hervorragende Kreisförmigkeit und Gleichmäßigkeit erreicht worden.

Ein Beispiel wird an einer dritten Ausführungsform beschrieben, wobei die Bearbeitungsstufe an der inneren Umfangsoberfläche eines zu behandelnden Rohres durch Räumen unter Verwendung einer Räummaschine ausgeführt wurde.

In der dritten Ausführungsform waren die Verfahrensschritte bis zur zweiten Verfahrensstufe alle identisch zu denen in der dritten Ausführungsform, ebenso wie in der zweiten Ausführungsform, ausgenommen, daß der dritte Rohraufweitungsschritt ausgeführt wurde, um jeweils den Außendurchmesser und die Dicke auf 16 mm oder 3,1 mm zu reduzieren.

Beim Ausführen eines Zerspanungsschrittes an der Innenumfangsoberfläche des zu behandelnden Rohres, verwendet die dritte Ausführungsform eine Räummaschine mit 8 bis 10 Blättern, eine Schnittquantität von 0,1 mm und eine Länge von etwa 600 mm, um das Räumen bei einer Schnittgeschwindigkeit von 150 bis 200 mm pro Sekunde unter Druckumlaufschmierung und zweitem Räumen bei einer Schnittquantität von 0,1 mm mit anderen Bedingungen, die im wesentlichen unverändert beibehalten wurden, durchzuführen.

Das Rohr, das diese zwei Räumverfahrensstufen erhalten hat, um eine Zerspanungsstufe zu erreichen, die die innere Umfangsfläche nachformt, wird dann behandelt in einer Weise, ähnlich zu der in der zweiten Ausführungsform, um ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers mit gewünschten Charakteristiken zu erhalten.

Die Einschließung der anfänglichen Bearbeitung in der ersten, zweiten oder dritten Ausführungsform wird nun erlauben, effektiver die mikroskopischen Risse und die schwarze Außenschicht, die während des Wärmerollierens erzeugt wird, zu beseitigen. Obwohl die zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf eine Rohrbehandlung mittels des Schneidens gerichtet ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf einen solchen Schneideprozeß beschränkt und die innere Umfangsoberfläche eines zu behandelnden Rohres kann durch Abwendung eines Schleifverfahrens durchgeführt werden. In diesem Fall wird zusätzlich zur Drehung des zu behandelnden Rohres ein Schleifwerkzeug vorzugsweise in die Richtung, entgegengesetzt zu der Richtung gedreht, in der das zu behandelnde Rohr gedreht wird, um die entsprechende Schleifdrehzahl zu verbessern.

Obwohl die zuvor beschriebenen Ausführungsformen weiterhin auf ein Beispiel gerichtet sind, in dem eine rotierende Kernstange derart bewegt wird, daß sie die untere Umfangsoberfläche eines zu behandelnden rotierenden Rohres nachformt, wobei die Kernstange befestigt werden kann, anstatt mit dem zu behandelnden Rohr gedreht und gleichzeitig bewegt zu werden. Alternativ dazu können beide in relative Richtungen bewegt werden, um die Kernstange in einen Zustand zu bringen, in dem sie in Bezug auf das zu behandelnde Rohr gezogen wird. Somit ist es möglich eine Kernstange zu verwenden, die dünn ist, niedrig in der Steifigkeit und die leicht die innere Umfangsoberfläche nachformt, um ihr nachzufolgen. Wenn das zu behandelnde Rohr kurz ist, kann das zu behandelnde Rohr ortsfest mit der zu drehenden Kernstange gehalten werden.

Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen auf die Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers mit einem Außendurchmesser von 6,4 mm und einer Dicke von 2,0 bis 2,2 mm ausgerichtet sind, das als ein Kraftstoffeinspritzrohr für einen Dieselmotor eines Automobils verwendet wird, können dickwandige Rohre geringen Durchmessers anderer Größen hergestellt werden, beispielsweise eines mit einem Außendurchmesser von 6 bis 15 mm und einer Dicke von 1,8 bis 5,5 mm, um für einen Dieselmotor für eine Baumaschine, ein Wasserfahrzeug oder dergleichen verwendet zu werden.

Die oben beschriebenen Ausführungsformen ergeben ein hochqualitatives dickwandiges Rohr geringen Durchmessers, in dem mikroskopische Risse zumindest auf eine maximale Größe von etwa 30 µm reduziert worden sind. Die Kerbempfindlichkeit in bezug auf den Innendruck ist niedrig geworden und der Sicherheitsdruck gegen sich wiederholenden Innendruck ist bis auf 1500 kgf/cm² vergrößert worden.

Wie oben im Detail beschrieben wird erfindungsgemäß ein Zerspanungsschritt durch Nachformen der inneren Oberfläche eines zu behandelnden Rohres vor dem Rohraufweitungsschritt nahe der Endstufe des Verfahrens ausgeführt, das sich wiederholende Aufweitungs- und Wärmebehandlungsschritte umfaßt, die an dem zu behandelnden Rohr ausgeführt werden. Dadurch ist es möglich, ein Verfahren zum Erhalten eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers zu erreichen, in dem eine schwarze Außenschicht, die während des Wärmerollierens erzeugt wird, vollständig beseitigt wird, besonders für ein zu behandelndes Rohr, was ungleich in Dicke und Exzentrität ist. Mikroskopische Risse an der inneren Umfangsoberfläche werden reduziert. Die Gleichmäßigkeit der inneren Umfangsoberfläche wird verbessert. Die Kreisförmigkeit und Gleichmäßigkeit werden hervorragend. Ein hohes Niveau der Druckwiderstandseigenschaft und eine hohe Qualität werden erreicht. Der Sicherheitsdruck gegen Innendruck ist besonders verbessert worden.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers durch Wiederholen eines Arbeitsablaufes, der einen Rohraufweitungsschritt und einen Wärmebehandlungsschritt an einem mehrmals zu behandelnden Rohr umfaßt, wobei ein zerspanender Bearbeitungsschritt an der Innenumfangsfläche des zu behandelnden Rohres vor einem Rohraufweitungsschritt im Endzyklus des Arbeitsablaufes oder eines Arbeitsablaufes nahe des Endzykluses ausgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zerspanende Bearbeitungsschnitt Schneiden oder Schleifen ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneiden mittels eines Räumschrittes ausgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zerspanende Bearbeitungsschritt an einem zu behandelnden Rohr ausgeführt wird, das um seine Achse gedreht wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der zerspanende Bearbeitungsschritt in einer Weise ausgeführt wird, in der ein Schneideblatt an einem Ende einer Kernstange vorgesehen ist, das Schneideblatt nach außen hervorragt, um die Kernstange in das zu behandelnde Rohr einzubringen und das zu behandelnde Rohr in bezug zur Kernstange gedreht und parallel zu seiner Achse gezogen wird, um das Schneideblatt in einer Relativbewegung ins Innere des zu behandelnden Rohres zuzustellen.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernstange mit einem zu behandelnden Rohr gezogen wird, das an einer ortsfesten Position gedreht wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein zu behandelndes Rohr, während es sich mit der feststehenden Kernstange dreht, gezogen wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die anfängliche zerspanende Innenbearbeitung am zu behandelnden Rohr beim Zustellen ausgeführt wird.