DE4445057C2 - Verschraubung für ein Innenwerkzeug einer Lochpresse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verschraubung für ein Innenwerkzeug einer Lochpresse.

Neben dem Rohrkonti-, Stopfenwalz- und Pilgerverfahren wird seit Beginn dieses Jahrhunderts auch das Stoßbankverfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren im kleineren Abmessungsbereich von etwa 21 bis 178 mm Außendurchmesser eingesetzt. In der Verfahrenstechnik unterscheidet man heute beim Stoßbankverfahren zwischen solchen, die mit einem Schrägwalzwerk als Lochaggregat arbeiten (CPE: Cross piercing elongation) und solchen, die mit einer Lochpresse arbeiten (Erhardt-Verfahren). Die nachfolgende Beschreibung bezieht sich auf das letztgenannte Verfahren.

Das Ausgangsmaterial sei es Vierkant, Achtkant oder Rundknüppel, wird in einem Drehherdofen erwärmt und in der ersten Umformstufe in die zylindrische Matrize einer Lochpresse eingelegt und durch ein Innenwerkzeug in einen dickwandigen Hohlkörper mit Boden umgeformt (siehe Stahlrohr-Handbuch, 10. Auflage, Vulkan- Verlag Essen 1986, Seite 137).

Das Innenwerkzeug besteht aus einer Lochdornkappe, die an einem Lochdornschaft befestigt ist. Der Lochdornschaft ist wiederum am Oberhaupt der Lochpresse verschraubt. Aufgrund der thermischen und mechanischen Beanspruchung beim Preßvorgang unterliegt die Lochdornkappe einem starken Verschleiß und muß je nach Verschleißzustand ausgewechselt werden. Üblicherweise sind die Lochdornkappe und der Lochdornschaft durch ein beidseitig mit einem Außengewindeabschnitt versehenes Zwischenstück als aufnehmendes Element verbunden. Kappe und Schaft weisen dafür jeweils einen Innengewindeabschnitt auf. Damit die Kappe während des Einsatzes sich nicht löst, wird die Verbindung vorgespannt. Diese Vorspannung erfolgt außerhalb der Presse in der Werkstatt. Zum Wechseln der Kappe muß daher das Gesamtsystem Kappe und Schaft gewechselt werden. Dieser Vorgang besteht in: Losschrauben des Schaftes aus dem Pressenoberhaupt, Entnahme und Aussteuern mit einer speziellen Wechselvorrichtung, Einsteuern eines neuen vorbereiteten Schaftes, Einschrauben des Schaftes. Diese Vielzahl von Arbeitsschritten erfordert eine entsprechend hohe Wechselzeit, die sich mindernd auf die Leistung der Fertigungsstraße auswirkt.

Aus dem DE-GM 73 04 365 ist eine Schraube zur Herstellung einer axial vorgespannten Schraubverbindung bekannt, bei der die Schraube mit einer axialen Sackbohrung versehen ist, in die ein Hohlkolben eingesetzt ist, der am offenen Ende der Sackbohrung axial an der Schraube festgelegt ist. An die Axialbohrung ist eine Hydraulikquelle anschließbar. Die Schraube selbst ist an einem der zu verbindenden Teile axial festgelegt, während sich eine auf die Schraube aufgedrehte Mutter an einem anderen Teil axial abstützt. Durch Aufbringen eines hydraulischen Druckes tritt eine Längung der Schraube ein, so daß die Mutter gelöst oder die Vorspannung verändert werden kann. An einen Austausch von Teilen ist dabei nicht gedacht.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Verschraubung für ein Innenwerkzeug einer Lochpresse zu schaffen, mit dem die notwendige Wechselzeit erheblich gesenkt werden kann, wobei die Vorspannung das Lösen der Verschraubung während der Beanspruchung des Bauteiles verhindern soll.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Verschraubung gelöst. Eine Ausgestaltung ergibt sich aus dem Anspruch 2.

Für den Anwendungsfall des Wechselns der Lochdornkappe wird ein besonders ausgebildetes Zwischenstück vorgeschlagen, das mit dem es umgebenden Lochdornschaft einen Ringraum bildet, in dem ein durch die Wandung des Lochdornschaftes sich erstreckender Kanal mündet. Dieser Kanal wird so ausgebildet, beispielsweise mit einem Innengewinde, daß eine Hydraulikleitung anschließbar ist.

Der Auswechselvorgang läuft erfindungsgemäß in der folgenden Weise ab. Nach Feststellung eines unzulässigen Verschleißgrades der Lochdornkappe wird die mit einer Handpumpe verbundene Hydraulikleitung an die Kanalöffnung des Lochdornschaftes angeschlossen. Zur Abdichtung dient eine über den Lochdornschaft geschobene spannbare Ringmanschette, mit der die Hydraulikleitung fest verbunden ist. Der Ringraum zwischen dem Zwischenstück und dem Lochdornschaft wird mittels der Handpumpe mit Hydrauliköl gefüllt. Durch weiteres Betätigen der Handpumpe wird der Druck in diesem Ringraum auf etwa 1000 bar erhöht. Dieser Druck reicht aus, um das Zwischenstück elastisch so weit zu dehnen (d. h. axial zu längen), daß sich die Gewindevorspannung löst. Je nach Abmessung und Werkstoff des Zwischenstückes liegt die elastische Dehnung im Millimeterbereich, beispielsweise 1 bis 2 mm. Unter Aufrechterhaltung der elastischen Dehnung kann die verschlissene Lochdornkappe vom Zwischenstück von Hand abgeschraubt und durch eine neue Kappe ersetzt werden. Diese wird nur mit Handvorspannung angezogen. Durch Ablassen des Öldruckes geht die elastische Dehnung wieder zurück und die Vorspannung der Verbindung wird wieder aufgebaut. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die erforderliche übliche Wechselzeit um mehr als 85% verringert.

In der Zeichnung wird anhand eines Ausführungsbeispieles die erfindungsgemäße Verschraubung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in einem Längsschnitt ein Innenwerkzeug im montierten Zustand

Fig. 2 im Längsschnitt den Lochdornschaft

Fig. 3 im Längsschnitt im vergrößerten Maßstab das Zwischenstück

Fig. 4 im Längsschnitt im vergrößerten Maßstab die Lochdornkappe.

In Fig. 1 ist in einem Längsschnitt ein Innenwerkzeug im montierten Zustand dargestellt. Das wesentliche Element des Innenwerkzeuges ist die Lochdornkappe 1, die aufgrund der thermischen und mechanischen Beanspruchung beim Preßvorgang einem starken Verschleiß unterliegt und deshalb nach einer bestimmten Anzahl von Preßvorgängen ausgewechselt werden muß. Die Lochdornkappe 1 ist über ein verbindendes Element, das sogenannte Zwischenstück 2, mit dem Lochdornschaft 3 verbunden. Die Einzelheiten der Ausgestaltung der drei genannten Elemente ist in den Fig. 2 bis 4 dargestellt. Das Zwischenstück 2 weist einen Abschnitt 4 auf, der mit einem geringeren äußeren Durchmesser versehen ist als der Innendurchmesser der Bohrung 5 des Lochdornschaftes 3. Durch die Durchmesserdifferenz wird ein Ringraum 6 gebildet, der nach beiden Seiten hin durch Dichtungen 7, 8 verschlossen ist. Zur Füllung des Ringraumes 6, beispielsweise mit Hydrauliköl, ist in diesem Bereich ein Kanal 9 angeordnet, der sich durch die Wandung des Lochdornschaftes 3 erstreckt und im Ringraum 6 mündet. Der Kanal 9 weist auf der Mantelfläche des Lochdornschaftes 3 eine kreisförmige Ausnehmung 10 auf, in die ein Anschlußnippel 11 einsteckbar ist. Die Abdichtung erfolgt über eine Ringmanschette 12, die über eine Schraube 13 spann- und fixierbar ist. An den Anschlußnippel 11 kann eine Hydraulikleitung (hier nicht dargestellt) angeschlossen werden. Damit die Lochdornkappe während des Preßvorganges gekühlt werden kann, ist der Lochdornschaft 3 und auch das Zwischenstück 2 mit einer durchgehenden Bohrung 14, 15 versehen. Um ein Austreten des Kühlwassers an der Trennstelle zwischen Lochdomkappe 1 und Lochdornschaft 3 zu verhindern, ist an dieser Stelle eine Dichtung 16 vorgesehen.

Fig. 2 zeigt in einem Längsschnitt den Lochdornschaft 3, wobei aus Platzgründen ein Teil der Schaftlänge weggelassen wurde. Im oberen Endbereich ist auf der Mantelfläche ein Gewindeabschnitt 20 angeordnet, um den Lochdornschaft 3 im Pressenoberhaupt (hier nicht dargestellt) befestigen zu können. Der durch den Lochdornschaft 3 sich erstreckende Kühlkanal 14 erweitert sich im unteren Endbereich. Der innen angeordnete Gewindeabschnitt 21 dient zur Aufnahme des Zwischenstückes 2 (siehe Fig. 1). Dieser Gewindeabschnitt 21 ist mit einem Auslauf 22 versehen, an dessen Stirnseite 23 die schon zuvor erwähnte Dichtung 8 (Fig. 1) zur Anlage kommt. Die links an den Gewindeabschnitt 21 sich anschließende Bohrung 5 bildet zusammen mit dem eingeschraubten Abschnitt 4 des Zwischenstückes 2 den Ringraum 6. Am stirnseitigen Ende 24 des Lochdornschaftes 3 ist eine Nut 25 eingedreht zur Aufnahme des zuvor erwähnten Dichtringes 16 (Fig. 1).

Fig. 3 zeigt in einem vergrößerten Maßstab das Zwischenstück 2. Dieses Zwischenstück 2 weist an beiden Enden einen Gewindeabschnitt 26, 27 auf, wobei der letztgenannte Gewindeabschnitt 27 mit dem Innengewindeabschnitt 21 des Lochdornschaftes 3 zusammenwirkt. Am rechten stirnseitigen Ende 28 ist eine Ringnut 29 vorgesehen zur Aufnahme des zuvor schon erwähnten Dichtringes 8 (Fig. 1). Der mittlere Bereich 4 des Zwischenstückes 2 ist mit einer Eindrehung versehen, so daß der äußere Durchmesser geringer ist als die Bohrung 5 des Lochdornschaftes 3 (Fig. 2). Zur Abdichtung des sich bildenden Ringraumes 6 ist im Übergangsbereich 30 zwischen dem mittleren Abschnitt 4 und dem linken Gewindeabschnitt 26 eine Ringnut 31 vorgesehen zur Aufnahme des zuvor schon erwähnten Dichtringes 7 (Fig. 1). Um das Zwischenstück 2 in dem Lochdornschaft 3 fest einschrauben zu können, ist die linke Stirnseite mit einem Kreuzschlitz 32 versehen.

Fig. 4 zeigt im vergrößerten Maßstab die Lochdornkappe 1. Zur Aufnahme des Zwischenstückes 2 ist die Lochdornkappe mit einem Innengewindeabschnitt 33 versehen, der sich von der rechten Stirnseite 34 bis in die Mitte erstreckt und dann übergeht in eine domartige Ausnehmung 35. Der Innengewindeabschnitt 33 wirkt mit dem links angeordneten Gewindeabschnitt 26 des Zwischenstückes 2 zusammen. Die auf der Stirnseite 34 angebrachte Ringnut 36 dient zur Aufnahme des zuvor schon erwähnten Dichtringes 16 (Fig. 1).

Claims (2)

1. Verschraubung für ein Innenwerkzeug einer Lochpresse, bei dem die einem starken Verschleiß unterliegende und einen Innengewindeabschnitt aufweisende Lochdornkappe über ein an beiden Enden mit einem Außengewindeabschnitt versehenes Zwischenstück mit einem einen Innengewindeabschnitt aufweisenden Lochdornschaft verbunden ist, bei dem zur Verhinderung des Lösens der Verschraubung während der Beanspruchung des Lochdorns die Verbindung vor dem Einsatz vorgespannt wird, wobei der vom Lochdornschaft (3) umfaßte Bereich des Zwischenstückes (2) einen an den Gewindeabschnitt (27) sich anschließenden Abschnitt (4) mit einem Durchmesser aufweist, der geringer ist als der Innendurchmesser der Bohrung (5) des Lochdornschaftes (3), und der zwischen dem Zwischenstück (2) und dem Lochdornschaft (3) sich bildende Ringraum (6) nach beiden Seiten hin durch je eine Dichtung (7, 8) abgedichtet ist und in den ein durch die Wandung des Lochdornschaftes (3) sich erstreckender Kanal (9) mündet, der über ein in den Kanal (9) einsteckbaren Anschlußnippel (11) mit einer Hydraulikleitung verbindbar ist, wobei durch elastisches Dehnen des aufnehmenden Elementes die Gewindevorspannung lösbar und unter Aufrechterhaltung der Dehnung die Auswechslung vornehmbar und nach dem Aufschrauben des neuen Bauteiles durch Zurücknahme der Dehnung die Gewindevorspannung wieder aufbaubar ist.

2. Verschraubung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hydraulikanschluß mittels einer an dem Lochdornschaft (3) angebrachten Ringmanschette (12) abgedichtet wird.