DE4240247C2 - Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers; welches an seiner inneren Umfangsoberfläche glatt sein soll.

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 Umfangsfläche des Rohres verringert werden, damit das Rohr sich wiederholenden Ermüdungserscheinungen unter Hochdrücken widersteht.

Dieser Typ eines dickwandigen Rohres geringen Druchmessers wird durch ein Kaltziehverfahren hergestellt, das sich wiederholende Rohraufweitungsschritte und Wärmebehandlungsschritte umfaßt, die an dem zu behandelnden Rohr ausgeführt werden (ursprünglich ein Kohlenstoffstahlrohr).

Das zu behandelnde Rohr besitzt eine schwarze Außenschicht, die Risse und konkave Falten darauf aufweist, weil es ein nahtloses Rohr ist und durch ein Kaltziehverfahren 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 Umfangsfläche des Rohres in eine gleichmäßige metallische Oberfläche umzuwandeln, so daß die schwarze Außenschicht oftmals zurückbleibt.

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

Aus der JP 51-21391 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines dickwandigen Kohlenstoffstahlrohres geringen Durchmessers bekannt, bei dem, bei Ausbildung eines zu behandelnden Rohres in ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers, eine an der inneren Umfangsoberfläche des Rohres befindlichen schwarze Außenschicht beim inneren Zerspanen durch ein mechanisches Mittel (mechanisches Schneiden oder Schleifen) entfernt wird, um die gesamte Oberfäche 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 Kreisform und Gleichmäßigkeit ist, und die im wesentlichen keine schwarze Außenschicht an ihrer inneren Oberfläche aufweist.

Mit der vorangegangenen inneren Zerspanung gemäß dem oben beschriebenen Verfahren ist es möglich, beinahe die gesamt schwarze Außenschicht, den Schmutzgehalt, die Falten und Flecken zu entfernen, die auf einer inneren Umfangsfläche des zu behandelnden Rohres zurückgeblieben sind, die durch ein Wärmerollierverfahren entstanden ist. Wenn das Rohr sehr ungleichförmig in der Dicke und sehr exzentrisch ist, können dennoch einige solcher Fehler zurückbleiben und es ist nicht möglich während der Herstellung eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers zusätzlich diese Fehler zu beseitigen, die während eines nachfolgenden Rohraufweitungsschrittes neu eingebracht werden.

Bei der Herstellung dieses Typs eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, werden konkave Falten an der inneren Umfangsfläche des Rohres während eines Rohraufweitungsschrittes erzeugt, der am nach der vorhergehenden 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 vorgeschlagenen Verfahren angewendet wird, können Risse von einer Größe bis zu 8 µm erzeugt werden. Wenn die oben beschriebene vorherige Zerspanung nicht ausgeführt wird, können Risse von einer Größe bis zu 300 µm erzeugt werden. Weiterhin sind zu behandelnde Rohre häufig ungleich in der Wandstärke und Exzentrität, weil sie durch ein Wärmerollierverfahren hergestellt werden. Solche Rohre sind beispielsweise durch Tiefbohrverfahren zugeschnitten worden, das eines der Verfahren des Tiefbohrens darstellt, wobei ein Schneidwerkzeug in ein 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. Diese Technik ist verwendet worden, um zu verhindern, daß die zu bearbeitende Bohrung exzentrisch oder gebogen verläuft. 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 der Welle des Werkzeuges, 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 Umfangsfläche des zu behandelnden Rohres gerade zugeführt werden, das infolge der ungleichen Dicke exzentrisch werden kann. In diesem Fall kann die schwarze Außenschicht unzerspant bleiben, wenn ein Werkzeug verwendet wird, das dicker ist als der Innendurchmesser.

Aus der DE 33 16 283 A1 ist weiterhin eine Tiefbohrmaschine bekannt, mit einer durch einen Motor antreibbaren Spindel, durch die ein zu bearbeitendes Werkstück spannbar und in eine Drehbewegung versetzbar ist. Diese Maschine umfaßt weiterhin eine Vorrichtung zum Halten des Schaftes eines Tiefbohrers mit einer Bohrbuchse zum Führen der Spitze des Bohrers, wobei die Bohrbuchse in fester Anlage an einer Stirnfläche des Werkstücks haltbar ist. Die Bohrbuchse muß dabei an der Spindel in radialer und/oder axialer Richtung derart abgestützt werden, daß die Spindel, die auf die Bohrbuchse durch den Bohrer bzw. das Werkstück ausgeübten Kräfte aufnimmt. Diese Tiefbohrmaschine ist ausschließlich für das Aufbohren von Vollmaterial geeignet, welches später ein Rohr ergeben soll. Diese Tiefbohrmaschine ist auch nicht zum Bearbeiten bzw. Schneiden der Innenumfangsfläche von Rohren geeignet, da ein Bohrwerkzeug verwendet wird, das mit der Spitze des Bohrkopfes in das Vollmaterial-Werkstück eingedrückt wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der das Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, insbesondere nach dessen Wärmebehandlung, durchgeführt werden kann, um ungleiche Dicken und Exzentrität am Rohr, hervorgerufen durch die sich bei der Wärmebehandlung bildende Ablagerungsschicht, und mikroskopisch kleine Risse bei der Rohraufweitung, die sich bei Beginn des Zerspanens einstellen, zu beseitigen, so daß eine hohe Qualität der inneren Umfangsfläche des Rohres erreicht wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers gelöst, aufweisend

• - mindestens ein Rohrspannfutter zum äußeren Spannen eines Rohres, das eine Rotationseinrichtung zum Drehen des Rohres um seine Längsachse aufweist;
• - ein Bohrstangenhalteelement zum Erfassen und Einführen mindestens einer Bohrstange, die an dem Bohrstangenhalteelement zugewandten Ende mit einem Schneidblatt versehen ist, in axialer Richtung durch das zu bearbeitende Rohr; und
• - eine Spanneinrichtung zum Erfassen und Ziehen der mindestens einen Bohrstange an dem dem Schneidblatt gegenüberliegenden Ende in axialer Richtung durch das Rohr.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung wird das zu behandelnde Rohr in eine mit geringem Durchmesser versehene Bohrstange mit einem Schneideblatt an ihrem einen Ende durch ein Rohrspannfutter vor einem Durchmesser vermindernden Rohraufweitungsschritt eingebracht. Danach wird das zu behandelnde Rohr um seine Längsachse relativ zur Bohrstange gedreht.

Weiterhin wird die Bohrstange, die an ihrem anderen Ende fest eingespannt ist, relativ zum Rohr gezogen. Wenn daher das zu behandelnde Rohr ungleiche Wandstärken und Exzentrität aufweist, schneidet das Schneiblatt der Bohrstange das Rohr derart, daß seine innere Umfangsfläche nachgeformt wird.

Darüber hinaus können mikroskopische Risse, konkave Falten und dergl., die erneut im Rohraufweitungsschritt vor der Schneidestufe erzeugt werden, problemlos beseitigt werden. Da in diesem Fall der Durchmesser des Rohres verringert wird, wenn es in die Nähe des letzten Rohraufweitungsschrittes gelangt und das Rohr durch ein Rohrziehverfahren behandelt wurde, wird kein größerer Schnittwiderstand auf die Bohrstange ausgeübt, sondern lediglich das Schneidedrehmoment und die Schubkraft, die durch das Ziehen erzeugt werden. Dadurch ist es möglich, eine Bohrstange mit geringem Durchmesser zu verwenden, die weniger starr in bezug auf das zu behandelnde Rohr ist und die eine gute Nachformeigenschaft aufweist, wobei die Schneidestufe unter Zugbelastung ausgeführt werden kann. Dies ermöglicht dem Schneideblatt der Bohrstange geringen Durchmessers die Schneidestufe durchzuführen, wobei die innere Umfangsfläche des Rohres nachgeformt wird, auch wenn das Rohr ungleiche Wandstärken und Exzentrität aufweist, wobei die mit Zunder versehene Außenschicht vollständig entfernt wird.

Wenn darüber hinaus das zu behandelnde Rohr nicht gedreht wird und eine Bohrstange während des Schneideprozesses nicht in Drehung versetzt wird, erfährt eine lange Bohrstange selbsterzeugte Vibrationen, die die Rauhigkeit der behandelten Oberfläche vergrößert. Durch Rotation des zu behandelnden Rohres anstelle der Rotation der Bohrstange ist es dennoch möglich, die selbsterzeugten Vibrationen der Bohrstange zu verhindern, das Bearbeitungsverfahren 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, wie oben beschrieben, zerspant worden ist. Darüber hinaus wird ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers mit einer hochqualitativen Umfangsoberfläche erzeugt.

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

Fig. 1 eine erste Arbeitsstufe des Schneidens nach einer ersten Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers;

Fig. 2 eine zweite Arbeitsstufe nach Fig. 1;

Fig. 3 eine dritte Arbeitsstufe nach Fig. 1;

Fig. 4 eine vierte Arbeitsstufe nach Fig. 1;

Fig. 5 eine Querschnittsansicht entlang der Linie A-A in Fig. 3;

Fig. 6 ein Flußdiagramm, das die Arbeitsstufen der erfindungsgemäßen Ausführung zeigt;

Fig. 7 eine Querschnittsansicht nach Fig. 5 für eine zweite Ausführungsform; und

Fig. 8 eine Querschnittsansicht nach Fig. 5 für eine dritte Ausführungsform.

In der ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines Rohres relativ großer Wandstärke und geringen Durchmessers gemäß der vorliegenden Erfindung sind in den Fig. 1 bis 4 eine Spanneinrichtung 2 und ein Bohrstangenhalteelement 3 bewegbar auf einer Basis (nicht dargestellt) in der Transportrichtung angeordnet, die durch den Pfeil Y in den Figuren gekennzeichnet ist, so daß sie übereinander angeordnet einen ortsfesten Rohrhaltetisch 1 zum Halten eines zu behandelnden Rohres bilden. Jede der Bohrstangen 4 wird durch die Spanneinrichtung 2 und das Bohrstangenhalteelement 3 gehalten und weist ein Schneideblatt 5 auf, das an seinem einen Ende angeordnet ist.

Das Bohrstangenhalteelement 3 ist derart ausgebildet, daß es die Bohrstangen 4 in die axiale Richtung (Y-Richtung) der Bohrstangen 4 während des Haltens und Befestigens an der Seite ihrer Enden bewegt werden kann, an der die Schneideblätter 5 ausgebildet sind. Die Spanneinrichtung 2 ist derart ausgebildet, daß die Bohrstangen 4 in axialer Richtung (Y-Richtung) während des Haltens und Befestigens an ihren Enden bewegt werden können. Die Spanneinrichtung 2 und das Bohrstangenhalteelement 3 können eine Vielzahl von (beispielsweise 10) Bohrstangen gleichzeitig halten.

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

Eine Rohrtransporteinrichtung 7 ist an einer Seite des Rohrhaltetisches 1 angeordnet und ein Aufnahmetisch 8 ist an dessen anderer Seite angeordnet. Der Rohrhaltetisch 1, die Spanneinrichtung 2, das Bohrstangenhalteelement 3, die Rohrtransporteinrichtung 7, der Aufnahmetisch 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) aktiviert werden.

Ein Verfahren, das eine Rohraufweitungsstufe und eine Wärmebehandlungsstufe an zu behandelnden Rohren ausführt, wird mehrfach wiederholt, um ein Rohr relativ großer Wandstärke und geringen Durchmessers herzustellen. In der ersten Ausführungsform wird dieser Prozeß viermal durchgeführt und in der dritten Verfahrensstufe wird das zu behandelnde Rohr zur Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines Rohres, wie in den Fig. 1 bis 4 gezeigt, bewegt, um ein Schneiden der inneren Umfangsfläche durchzuführen.

Als nächstes wird die Arbeitsweise der ersten Ausführungsform mit Bezug auf das Flußdiagramm in Fig. 6 beschrieben. In dieser Ausführungsform sind verschiedene Vorstufen vor der Schneidestufe an der inneren Umfangsfläche des zu behandelnden Rohres ausgeführt worden. Eine solche erste Vorstufe wird nun 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 zu behandelndes Rohr verwendet, das aus einem heißgezogenen Material besteht. Zuerst wurde ein Ätzen bei einer Temperatur von 60°C für 30 bis 60 Minuten in einer 20%igen Schwefelsäurelösung durchgeführt, um Krusten an der Innen- und Außenfläche zu entfernen und danach eine Wasserwaschung und ein Neutralisierungsprozeß unter Verwendung einer Soda-Wasser-Ätz-Lösung ausgeführt.

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

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

Wenn diese Vorstufen beendet sind, geht das Verfahren zu Schritt S1 in Fig. 6 über, indem die Schneidestufe in der ersten Ausführungsform der Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers ausgeführt wird. Zuerst bewegt sich bei Schritt 1 die Spanneinrichtung 2, das die Bohrstangen 4 an ihren Enden entgegengesetzt den Schneideblättern 5 hält, in eine Richtung Y′ zum Rohrhaltetisch 1, und die Enden der Bohrstangen 4, an der die Schneideblätter 5 angebracht sind, dringt durch das Spannfutter 11 und wird mit dem Bohrstangenhalteelement 3 (bezogen auf Fig. 1) gehalten.

Als nächstes bewegen sich das Bohrstangenhalteelement 3, welches die Enden der Bohrstangen 4 hält, an der die Schneideblätter 5 angeordnet sind, und das Spannfutter 11 mit den damit verbundenen Rotationseinrichtungen 6A-6J 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, an denen die vorangegangenen Arbeitsstufen beendet worden sind, von der Rohrtransporteinrichtung 7 zum Rohrhaltetisch 1 bewegt, und ein angefastes Ende jedes Rohres wird in eine Position gebracht, die zum Ende der Bohrstange 4 zeigt, die am Bohrstangenelement 3 gehalten ist (bezogen auf Fig. 2). In Schritt 2 bewegen sich das Bohrstangenhalteelement 3, das Rohrspannfutter 11 und die Rotationseinrichtungen 6A-6J zum Rohrhaltetisch 2 und dadurch werden die Bohrstangen 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 Bohrstangenhalteelement 3 gehalten werden, ragen von den Enden der jeweiligen zu behandelnden Rohre 10A-10J hervor. Die Bohrstangen 4 dringen durch die jeweils zu behandelnden Rohre 10A-10J, wobei die entgegengesetzten Enden an der Seite der Spanneinrichtung 2 hervorragen.

Als nächstes bewegt sich die Spanneinrichtung 2 in die Richtung Y′. Die Enden der Bohrstangen 4, die von den entgegengesetzten Enden der zu behandelnden Rohre 10A-10J hervorragen, werden durch die Spanneinrichtung 2 gehalten. Die Enden der Bohrstangen 4, an der die Schneideblätter 5 angeordnet sind, werden aus dem Zustand freigegeben, in dem sie durch das Bohrstangenhalteelement 3 gehalten sind. Das Bohrstangenhalteelement 3 bewegt sich leicht in Y′-Richtung, die sich aus einem Zustand ergibt, in dem der Schneideprozeß an der inneren Umfangsfläche begonnen wird (bezogen auf Fig. 3 und Fig. 5). Dann werden die zu behandelnden Rohre 10A-10J durch das Spannfutter 11 gespannt und die Rotationseinrichtungen 6A-6J werden in Rotation versetzt, wobei sich die zu behandelnden Rohre um ihre Achsen bei einer Drehzahl von etwa 3000 bis 4000 rpm (n^-1) drehen, wie durch den Pfeil gezeigt.

Dann, in Schritt 4, bewegt sich die Spanneinrichtung 2 in eine Richtung Y′′ (Fig. 4) weg vom Rohrhaltetisch 1 bei einer Geschwindigkeit von etwa 100 bis 300 mm pro Minute. Folglich bewegen sich die Schneideblätter 5, die nicht mitrotieren, in Y′′-Richtung während des Nachformens der inneren Umfangsfläche der zu behandelnden rotierenden Rohre 10A-10J, um einen Schneideschritt an den inneren Umfangsflächen der 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 ausgeführt, so daß die Kanten der Schneideblätter 5 geschmiert und gekühlt und Späne ausgeworfen werden. Wenn die Schneideblätter 5 an den Bohrstangen 4 aus den Rohren austreten, schließt sich das Schneideverfahren an. Die Rotation der Rohre wird gestoppt. Das Spannfutter 11 bewegt sich gemeinsam mit dem Bohrstangenhalteelement in Y′-Richtung bis es aus den Enden der Rohre austritt. Die Rohre 10A-10J werden zum Aufnahmetisch 8 überführt.

Nachfolgeprozesse, die weiter unten beschrieben sind, werden an den zu behandelnden Rohren 10A-10J ausgeführt.

Nachdem die Späne ausgeworfen und das Schneideöl entfernt wurde, werden die Rohre getempert und in Schmieröl getaucht und die fünfte, letzte Arbeitsstufe wird begonnen.

In der fünften Arbeitsstufe wird der letzte Rohraufweitungsschritt ausgeführt, um den Außendurchmesser und die Wandstärke 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.

Dann wird in der vorliegenden Ausführung der Schneideschritt durch Nachformen der inneren Umfangsflächen der zu behandelnden Rohre 10A-10J nach der vierten Arbeitsstufe der insgesamt fünf Arbeitsstufen ausgeführt. Wenn daher eine Ungleichmäßigkeit der Wandstärke 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.

Demzufolge wird die schwarze Außenschicht an der inneren Umfangsfläche vollständig beseitigt. Die Oberfläche weist im wesentlichen keinen mikroskopischen Riß auf und ist sehr glatt. Darüber hinaus wird ein hochqualitatives dickwandiges Rohr geringen Durchmessers mit hervorragender Kreisform und Gleichmäßigkeit erhalten.

Als nächstes wird eine andere Ausführungsform beschrieben, in der das zu behandelnde Rohr einem sich fünfmal wiederholenden Rohraufweitungs- und Wärmebehandlungsschritt unterzogen wird und ein Schneideschritt an den inneren Umfangsflächen wird vor der vierten Arbeitsstufe unter Verwendung der Einrichtungen durchgeführt, die identisch zu jenen der ersten Ausführungsform sind.

In dieser Ausführung sind alle Arbeitsbedingungen bis zur dritten Arbeitsstufe identisch zu jenen der ersten Ausführungsform, ausgenommen, daß ein Rohraufweitungsschritt zum Vermindern der Wandstärke auf 3,45 mm im dritten Arbeitsschritt ausgeführt wird.

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

Die Späne im Innern der zu behandelnden Rohre wird entfernt und, nach der Reinigung mit Triethan und dem Tempern, wird der vierte Rohraufweitungsschritt durchgeführt, um jeweils den Ausßendurchmesser und die Wandstärke auf 9,5 mm und 2,75 mm zu verringern. Dann wird das Tiefziehen und Tempern durchgeführt und nach dem Nivellieren und Anfasen werden die Rohre zum fünften, letzten Arbeitsschritt überführt.

Der fünfte Arbeitsschritt, daß heißt, die fünfte Rohraufweitungsstufe wird ausgeführt, um jeweils den Außendurchmesser und die Wandstärke auf 6,4 mm und 2,2 mm zu reduzieren. Die nachfolgenden Arbeitsstufen sind identisch zu jenen der ersten Ausführungsform.

An der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, ist die schwarze Außenschicht, die während des Wärmerollierens erzeugt wird, vollständig durch die Schneidestufe beseitigt worden, wobei die innere Umfangsfläche nachgeformt wurde. Konkave Falten, die während der Rohraufweitungsstufe beseitigt wurden und mikroskopische 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.

Obwohl die zuvor beschriebene Ausführungsform auf ein Beispiel abgestellt ist, bei dem die zu behandelnden Rohre mit in Bewegung befindlichen Bohrstangen gedreht werden, erfolgt nun eine Beschreibung mit Bezug auf Fig. 7 in einer zweiten Ausführungsform, in der die zu behandelnden Rohre, während sie in Rotation versetzt sind, bewegt werden, und die Bohrstangen starr sind, anstatt sie gedreht werden.

Die Ausführung und Gestaltung gemäß Fig. 7 ist im wesentlichen ähnlich zu jener der ersten Ausführungsform, ausgenommen, daß die Spanneinrichtung 2 mit einem ortsfesten Halteelement 2′ verschoben wird, das sich ortsfest in einer vorbestimmten Position befindet, und der Rohrhaltetisch 1 wird mit einem Rohrbewegungs- und Haltetisch 1′ verschoben, der zum Bewegen während des Haltens der zu behandelnden Rohre 10A bis 10J vorgesehen ist.

Die Arbeitsweise der zweiten Ausführungsform wird nun näher beschrieben. Die entsprechende Ausführungsform bezieht sich auf eine Ausbildung, in der die Schneideblätter 5 an den Bohrstangen 4, die durch das ortsfeste Halteelement 2′ an deren hervorstehenden Enden gehalten werden, und die in die Rohre 10A-10J eingeschoben werden, ein Schneiden durch Bewegen in Y′-Richtung ausführen, so daß sie die inneren Umfangsflächen der Rohre nachformen. Um nicht die Schneidestufe zu behindern, wird das Bohrstangenhalteelement 3 in Y′-Richtung zusammen mit dem Rohrhaltetisch 1′ und dem Rohrspannfutter 11 bewegt.

Als nächstes zeigt Fig. 8 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die eine Ausbildung aufweist, die im wesentlichen ähnlich derjenigen in der ersten Ausführungsform ist, ausgenommen, daß der Rohrhaltetisch 1, auf dem die Rohre aufgelegt sind, mit einem beweglichen Rohrbewegungs- und Haltetisch 1′ gerade so wie in der zweiten Ausführungsform verschoben werden, und daß das Halteelement zum Halten eines Endes jeder Bohrstange 4 die Spanneinrichtung 2 wie in der ersten Ausführungsform ist.

In dieser Ausführungsform werden die zu behandelnden Rohre 10A-10J in Y′-Richtung bewegt, während sie gedreht werden, und die Spanneinrichtung 2, die ein Ende jeder Bohrstange 4 hält, wird in Y′′-Richtung bewegt, die entgegengesetzt zur Y′-Richtung ist. Infolgedessen kann der Schneideschritt durch Nachformen der inneren Umfangsflächen mit den Schneideblättern 5 in einer kurzen Zeitperiode effektiv ausgeführt werden.

Wenn die Rohre kurz sind, können die mit den Rohren gedrehten Bohrstangen ortsfest gehalten werden.

Obwohl die Rohre in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen herkömmliche Rohre sind, auf denen die anfängliche innere Zerspanung nicht vorgesehen ist, da der Schneideschritt auf einem Rohr ausgeführt wird, das mittels dieses anfänglichen Zerspanens ausgeführt wird, das die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet, wird die Schnittgeschwindigkeit mit verminderten Schnittkosten vergrößert und es wird effektiver möglich, mikroskopische Risse und die während des Wärmerollierens erzeugte schwarze Außenschicht zu entfernen.

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 gerichtet 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 Wandstärke 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, führt die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dünnwandigen Rohres geringen Durchmessers einen Schneideschritt aus, der durch Nachformen der inneren Umfangsfläche eines zu behandelnden Rohres vor dem Rohraufweitungsschritt nahe der Endstufe des Verfahrens ausgeführt wird, das sich wiederholende Aufweitungs- und Wärmebehandlungsschritte umfaßt, die an dem Rohr ausgeführt werden. Dadurch ist es möglich, ein dickwandiges Rohr geringen Durchmessers zu erhalten, bei 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 Umfangsfläche werden reduziert. Die Gleichmäßigkeit der inneren Umfangsfläche, die Kreisform und Gleichmäßigkeit des Rohres werden verbessert. Ein hohes Niveau der Druckwiderstandseigenschaft und eine hohe Qualität werden erreicht. Die Widerstandsfähigkeit gegen hohen Innendruck ist besonders verbessert worden.

Claims (5)

1. Vorrichtung zum Schneiden der inneren Umfangsfläche eines dickwandigen Rohres geringen Durchmessers, aufweisend

• - mindestens ein Rohrspannfutter (11) zum äußeren Spannen eines Rohres (10) das eine Rotationseinrichtung (6) zum Drehen des Rohres (10) um seine Längsachse aufweist;
• - ein Bohrstangenhalteelement (3) zum Erfassen und Einführen mindestens einer Bohrstange (4), die an dem Bohrstangenhalteelement (3) zugewandten Ende mit einem Schneidblatt (5) versehen ist, in axialer Richtung (Y) durch das zu bearbeitende Rohr (10); und
• - eine Spanneinrichtung (2) zum Erfassen und Ziehen der mindestens einen Bohrstange (4) an dem dem Schneidblatt (5) gegenüberliegenden Ende in axialer Richtung (Y) durch das Rohr (10).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Bohrstangen (4), Rohrspannfutter (11) und Rotationseinrichtungen (6) zur gleichzeitigen Bearbeitung mehrerer Rohre (10A-10J) vorgesehen sind, die auf einem Rohrhaltetisch (1) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrhaltetisch (1) ortsfest ausgebildet ist und die Spanneinrichtung (2) mit den erfaßten Bohrstangen (4) in deren axialer Längsrichtung relativ zum ortsfesten Rohrhaltetisch (1) bewegbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (2′) ortsfest und der Rohrhaltetisch (1) beweglich ausgebildet sind und der Rohrhaltetisch (1) in axialer Längsrichtung der von der ortsfesten Spanneinrichtung (2′) erfaßten Bohrstangen (4) bewegbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spanneinrichtung (2) und der Rohrhaltetisch (1) beweglich ausgebildet sind, wobei die Spanneinrichtung (2) in eine Richtung (Y′′) mit den erfaßten Bohrstangen (4) und der Rohrhaltetisch (1) mit den gespannten Rohren (10) in entgegengesetzte Richtung (Y′) bewegbar sind.