DE55440C - Verfahren zur Herstellung von Röhren - Google Patents

Description

he*

KAISERLICHES

PATENTAMT.

WILLIAM CRAWFORD,

Verfahren zur Herstellung von Röhren.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 17. Juli 1890 ab.

Vorliegende Erfindung bezweckt die Herstellung von Rohren bezw. Röhren nach einer wirksamen und ökonomischen Methode, bei deren Ausführung Verfahren und Apparate benutzt werden, welche sich zum Theil als Vervollkommnungen der Verfahren und Apparate darstellen, welche den Erfindern durch D. R. P. No. 47708 geschützt sind. Das der Bearbeitung zu unterziehende Arbeitsstück kann in Form cylindrischer Hohlkörper mit geschlossenem Ende in Anwendung kommen, in welcher das ursprünglich platten - oder blechförmige Material aus dem durch jenes Patent bekannten Verfahren hervorgeht, oder es kann hierzu ein gegossener Hohlkörper genannter Art aus Stahl oder einem anderen Metall dienen; der Kürze halber soll ein solches Arbeitsstück als »Topf« bezeichnet werden.

Der aus einem Gufskörper bestehende oder auf andere Weise erzeugte Topf wird, wie es sich als nothwendig bezw. wünschenswerth herausgestellt hat, einem besonderen Hämmerprocefs unterworfen, um das Metall mehr oder weniger zu verdichten.

Der Topf, sei er nun gehämmert oder nicht, je nach der Art der Beschaffenheit und dem Verhalten desselben, wird in eine Maschine eingesetzt, in welcher ihn ein von innen auf das geschlossene Ende wirkender Plunger unter dem Antrieb einer hydraulischen Presse durch formgebende Walzrollen und einen Prefsring derart hindurchtreibt, dafs die Wandstärke des cylindrischen Theiles abnimmt und eine beträchtliche Verlängerung desselben erzielt wird. Ein Rohr oder eine Röhre von gegebenem Durchmesser und gegebener Wandstärke und Länge kann auf diese Weise in einem Arbeitsvorgang fertiggestellt werden, während in anderen Fällen zwei oder mehr Vollendungsstufen derselben Art . durchlaufen werden müssen.

Der Vorgang des Hämmerns, wie der darauffolgende ein- oder mehrfache Streckprocefs vollzieht sich unter Mitwirkung einer besonderen Heizvorrichtung.
■ Auf beiliegender Zeichnung sind:

Fig/ ι und 2 Oberansicht und Aufrifs einer Maschine, in welcher der Topf dem vorgängigen Hämmern unterworfen wird,

Fig. 3 und 4 Oberansicht und Verticalschnitt einer Maschine zum Strecken des Topfes oder zum Ziehen in Röhrenform;

Fig. 5 ist eine von unten gesehene Schnittansicht der Walzrollen, durch welche hindurch der Topf getrieben wird, mit einem Theil des Maschinengestelles,

Fig. 6 ein Verticalschnitt in "gröfserem Mafsstabe, welcher den Topf zeigt, wie er zwischen den Walzrollen und dem Prefsring hindurchtritt.

Bei der Hämmermaschine, Fig. 1 und 2, sitzt der Topf P, umgestülpt über einem Dorn oder innerem Ambös A, zwischen Hammerblöcken B, deren zwei, wie dargestellt, oder mehr vorhanden sein können.

Dieselben erhalten bei kleinem Hub eine schnelle Hin- und Herbewegung mittelst hydraulischer Cylinder C und Plunger B¹, an welche sich die Hammerblöcke anschliefsen. Die Plunger B¹ werden nach jedem Hub in die Cylinder durch die damit in Verbindung stehenden Kolben zurückgezogen, welche in kleinen Cylindern C ^x arbeiten und in denen ein constanter Druck erhalten wird. Jede andere Art solcher Vorrichtung zum Antrieb der Hammerblöcke B kann Verwendung finden. Der Ambos A ist als obere Verstärkung des Endes eines rohrförmigen Domes A' ausgebildet, welcher am unteren Ende mit einem cylindrischen Gehäuse A² in Verbindung steht, das selbst als Kolben oder Plunger in einem hydraulischen Cylinder A³ verschiebbar ist, während dieser mit Zapfen in Drucklagern des Maschinengestelles F ruht. Diese Einrichtung erlaubt, dem Ambosblock eine Drehung zu ertheilen und behufs einer die Ueberhitzung verhütenden Abkühlung einen Wasserstrom durch denselben hindurchzuleiten.

Für die Drehbewegung des Ambosblockes A ist an dem rohrförmigen Dorn A¹ ein Zahnkranz vorgesehen, in den die federnde Klinke eines Handhebels A^ derart eingreift, dafs er wie. bei einer Bohrratsche wirkt. Das Kühlwasser tritt in den Mantel A² beim Rohr A⁵ ein und findet seinen Weg zu' einem mittleren verticalen Rohr Α^β, welches es bis zum Ambos A aufsteigend durchzieht. An dieser Stelle zeigt der hohl ausgebildete Ambosblock innere Rippen, die zur Vergröfserung der wirksamen Kühlfläche dienen. Das Wasser geht von dem Ambos durch den rohrförmigen Dorn A¹. abwärts, um in eine ringförmige Aussparung im oberen Theil des Mantels A² überzutreten; von hier wird es durch ein Rohr A⁷ fortgeleitet.

Beim Ingangsetzen der Maschine ruht der Topf P zuerst auf einem Ring D, der mit dem Gestell verbunden ist, und liegt innerhalb einer Heizkammer oder eines Mantels H, der auch auf dem Ring D aufsitzt.

Die Heizkammer H wird aus einem eisernen. Mantel gebildet, der ein Futter von feuerfestem Material hat und aus zwei Theilen zusammensetzbar sein kann. Rings um den oberen Theil herum sind Röhre H¹ H² angeordnet, welche Heizgas und Prefsluft hinzuleiten und mittelst anschliefsender Düsen Löthrohrflammen nach dem Innern der Heizkammer durchtreten lassen. Die heifsen Gase entweichen zum Theil am oberen Ende der Heizkammer H und gehen zum unteren Theil abwärts, um durch Oeffnungen H³ am unteren Ende auszutreten. Der gröfsten Hitze wird dabei derjenige Theil des Topfes ausgesetzt, der sich am oberen Rande der Heizkammer befindet. Den Dorn A¹ umgiebt zum Schutz gegen die Hitze eine Umhüllung H^ von feuerfestem Material.

Während des Hämmerns wird der Topf P mehr oder weniger schnell mittelst des Handhebels A ⁴ dadurch aufwärts bewegt, dafs Druckwasser in den Bodencylinder A ³ eingelassen wird, wobei das Arbeitsstück sich langsam zwischen die Hammerblöcke B einschiebt.

Die Hammerflächen sind staffeiförmig oder auch mit Abschrägungen derart ausgebildet, dafs sich der Zwischenraum zwischen ihnen und dem Ambos in der Richtung der Topfverschiebung verengert, und dafs die Hammerwirkung dem Metall in dem Mafse nachfolgt, wie dieses an Dicke allmälig abnimmt. Die Hammerblöcke B werden hohl ausgeführt und Wasser wird hindurchgeleitet, um sie vor Ueberhitzung zu schützen.

Die besondere Maschine zum Strecken, Fig. 3 bis 6, umfafst eine hydraulische Presse mit unten angeordnetem Cylinder K von geeigneter Gröfse und Länge; in demselben sind zwei Kolben K¹ K² eingepafst, von denen der 'untere K¹ einen' Plunger R bethätigt. Der obere Kolben K² dient zur Verschiebung eines Rohres R¹, welches den Plunger R umgiebt und am oberen Ende einen Dorn oder inneren Widerlagsblock R² trägt. In dem Obertheil T der Presse ist eine centrale. Oeffnung T¹ vorgesehen , durch welche der. verlängerte Topf oder das Rohr mittelst des Plungers R emporgetrieben wird, wobei in diese Oeffnung eine stählerne Ringmatrize oder ein Prefsring L eingesetzt ist. Unmittelbar unter dem Joch T ist eine Reihe stählerner Walzrollen M. vorgesehen, die ähnlich wie Leitscheiben mit concavem Profil derart abgedreht sind, dafs sie, bei sternförmiger Anordnung mit den nach innen liegenden Theilen einander berührend, eine kreisförmige Oeffnung freilassen, Fig. 5. Diese Oeffnung in der Mitte zwischen den Walzrollen ist einerseits etwas weiter als die des darüber folgenden Prefsringes L, andererseits etwas enger als der ä'ufsere Umfang des ungestreckten Topfes P. . Wenn daher der Topf durch dieselbe hindurchgetrieben wird, verliert er zunächst an Wandstärke, durch die Wirkung der Walzrollen M beim Durchgang durch den Prefsring L wird dieselbe noch weiter verringert.

Die Walzrollen M laufen mit ihren Naben auf Drehstangen M¹, deren äufsere, mit Vierkant versehene Theile in vierkantigen Einpafslöchern eines ringförmigen Gestellrahmens T² in fester Verbindung auf dem Joch T gelagert sind; ihre Enden sind mit schrägen Flächen an einander gepafst. Da die Beanspruchung der Rollen nach oben gerichtet ist, so braucht nur eine einfache Vorkehrung dafür angeordnet zu werden, dafs dieselben nicht vermöge ihres Gewichtes herunterfallen; beispiels-

weise können zu diesem Zweck kleine Platten an das Gestell T² angeschraubt werden, nachdem die Walzrollen eingesetzt sind.

Unmittelbar unter den Walzrollen M ist eine Platte Q (in Fig. 5 nicht dargestellt) in fester Verbindung mit dem Gestell T² angeordnet. Dieselbe zeigt eine nach oben sich verjüngende centrale Oeffnung, um welche herum kronenartig eine Reihe keilförmiger Fortsätze an den Stellen vorsteht, wo zwischen den Walzrollen M Zwischenräume bleiben, so dafs sich von dem Topf nicht Metall zwischen die Walzrollen an den Seiten drängen kann. Der Aufsentheil der Platte Q ist zu einer ringförmigen Schale ausgebildet zur Aufnahme von Wasser, welches dieselbe, sowie den unteren Theil der Walzrollen M kühl hält. Ebenso wird fortwährend Wasser durch Innenräume des Joches T geleitet, um dieses, sowie den Prefsring L abzukühlen.

In gewisser Entfernung unterhalb der Walzrollen M ist ein ringförmiger Tisch oder eine Zwischenplatte S angeordnet, worauf der Topf P zuerst aufgesetzt wird, und gleichzeitig dient dieses Auflager zur Aufnahme des Heizapparates H, welcher dem bei der Hämmermaschine beschriebenen ähnlich ist. Wenn der Topf P auf dem Tisch S steht, so befindet sich der Plunger R und Dorn -R² eben unterhalb der Heizvorrichtung, wie in Fig. 4 ersichtlich; sobald aber der Topf P genügend erhitzt ist, wird der Plunger R und Dorn R² dadurch gehoben, dafs Druckwasser in den hydraulischen Cylinder K am unteren Ende desselben eingelassen wird, während der Raum zwischen den beiden Kolben K¹K² mit Wasser gefüllt sein soll.

Wenn der Plunger R und Dorn R² sich mit dem Topf P so weit aufwärts bewegt haben, dafs die Oberfläche des Domes gerade über dem Prefsring L, wie in Fig. 6 ersichtlich, steht, hört der Aufstieg des Domes R² auf und der Plunger R setzt die Bewegung fort, indem er den gestreckten Topf oder das Rohr mit sich zieht. Zu der Zeit, wo das geschlossene Ende des Topfes P den Prefsring L erreicht, wird Kühlwasser in die centrale Oeffnung bei T² im Joch eingelassen. Durch Rohrverbindungen und Kanäle erhalten auch der Dorn R² und der Raum zwischen dem Plunger R und dem über dem Dorn -R² etwa herausstehenden Theil des gestreckten Topfes oder. Rohres Kühlwasser zugeführt. Hierfür ist innerhalb des Domes R² ein . Rohr V angeordnet,-durch welches das Wasser eintritt, indem es mit einem Rohr V¹ communicirt, welches seitlich am Rohr i?¹ zu einem biegsamen Zuflufsrohr führt.

Auf der gegenüberliegenden Seite sind ähnliche Rohre V² V³ zur Ableitung des Wassers vorgesehen. Zwischen die Kolben K¹K² im hydraulischen Cylinder K tritt Wasser mittelst des Rohres Κ^Ά ein, welches sich an den oberen Kolben K² anschliefst und mit einem biegsamen Rohr K* communicirt.

Behufs der Muffen- und Halsausbildung an den Enden eines Rohres oder einer Röhre mufs während des Arbeitsganges der Maschine das Material an den Enden stärker gelassen werden.

An dem oberen . oder eintretenden Ende kann die zusätzliche Wandstärke dadurch erhalten werden, dafs das Endstück des Plungers R von einem Durchmesser gleich demjenigen des Domes R² auf einen kleineren Durchmesser am Ende verjüngt wird. Die zusätzliche Dicke am anderen Ende wird einfach dadurch erzielt, dafs mit der Streckwirkung aufgehört wird, ehe das äufserste Ende des Topfes die Walzrollen M erreicht.

Die weitere Muffen- und Halsausbildung geschieht bei der nachherigen Bearbeitung an den ' so verstärkten Enden.

In den meisten Fällen wird es zweckmäfsig sein, den Topf vor dem Einsetzen in die Hammer- oder Streckmaschine in einem besonderen Ofen oder Heizapparat zu erhitzen und den bei den Maschinen angewandten und beschriebenen Apparat H nur zu dem Zweck zu benutzen, dafs der Topf die gehörige Temperatur während des Bearbeitungsvorganges behält.

Wenn ein Topf, das Rohr oder die Röhre einem ein-, zwei- oder mehrfachen Streckprocefs mittelst Walzrollen M und eines Prefsringes L unterworfen werden soll, können statt des in fester Verbindung mit dem Joch vorgesehenen Gestellrahmens (T²) zur Aufnahme dieser Theile zwei oder mehr Rahmen mit verschiedenen Walzrollen und Prefsringen angeordnet werden, welche vermöge einer wagenähnlichen Anordnung mit auf Schienen laufenden Rädern der Reihe nach unterhalb des Joches einzuschalten sind, wobei immer je einer herausgeschoben wird, nachdem das Arbeitsstück durch ihn hindurchgegangen ist, um dem nächsten Rahmen Platz zu machen. Die Walzrollen oder Scheiben können hinsichtlich ihrer Gröfse und Zahl abgeändert werden; auch hat man die Möglichkeit, einen Zahnräderantrieb für dieselben einzurichten, zu welchem Zwecke 'Zähne an ihren Seiten anzuordnen wären. In einigen Fällen oder in bestimmten Vollendungsstufen der Streckung kann der Topf oder das Rohr auch der Bearbeitung durch die Walzrollen M allein oder nur durch den Prefsring L unterworfen werden.

Anstatt der beschriebenen Anordnung des hydraulischen Cylinders K mit zwei Kolben K¹ K² kann ein getrennter doppeltwirkender Cylinder zum Antrieb des Plungers R angewendet werden, und ein Paar besonderer kleiner

Cylinder kann dazu dienen, den Dorn R² oder andere Theile zu verschieben.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch:

   Ein Verfahren zur Herstellung von Rohren, bei welchem ein aus einem Cylinder mit geschlossenem Ende bestehendes, als »Topf« gekennzeichnetes Arbeitsstück auf einander folgend zwei unter gleichzeitiger Erhitzung stattfindenden Bearbeitungsvorgängen derart unterworfen wird, dafs a), eine Bearbeitung durch fortschreitende Behämmerung der cylindrischen Fläche behufs Verdichtung des Metalles erfolgt, und b) eine Streckung in der Weise eintritt, dafs ein unter hydraulischem Druck stehender Kolben, an die Innenseite des Topf bodens angreifend, den Topf zuerst zwischen sternförmig angeordneten Walzrollen und danach durch einen engeren Prefsring hindurchtreibt, wobei die Erhitzung wesentlich auf das zur Bearbeitung kommende Stück des Topfes durch Wasserkühlung beschränkt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.