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Unter Verwendung eines Kernes hergestelltes Vorwerkstück für die Rohrherstellung
Bei der Herstellung nahtloser Rohre durch Walzen, Ziehen oder Schmieden geht man
in der Regel von gegossenen, gewalzten oder geschmiedeten vollen Vorwerkstücken
aus. Das volle Vorwerkstück wird zunächst in einem Lochwalzwerk oder in einer besonderen
Lochpresse gelocht und anschließend, z. B. im Pilgerschrittwalzwerk :oder auf der
Stoßbank, zum fertigen Rohr weiter verformt. Der Vorgang des Lochers des vollen
Vorwerkstückes verursacht seinen @erheblichen Kraft- und Arbeitsaufwand. Man hat
daher bereits vorgeschlagen, bei den bekannten Rohrherstellungsverfahren von einem
zylindrischen hohlen Vorwerkstück auszugehen, um das Rohrherstellungsverfahren zu
vereinfachen und zu verbilligen. Sao hat man z. B. bereits vorgeschlagen, Vorwerkstücke
in Gestalt zylindrischer Hohlblöcke durch Gießen herzustellen. Die Hohlblöcke hat
man dabei in bekannter Weise schwach konisch ausgebildet, damit sie aus den Gußformen
leichtentfernt werden können. Solche Vorwerkstücke wiesen jedoch ;eine Reihe von
Mängeln auf, die sich auf die Güte des fertigen Rohres nachteilig auswirkten, so
daß sie in größerem Maßstabe noch keinen Eingang fanden. Wird beim Gießen eines
solchen zylindrischen Hohlblocks ein fester Kern verwendet, so besteht die Gefahr,
daß die Blockwandung den Kern beim Erstarren so fest umklammert, daß Risse entstehen.
Daher mußten hohe Ausschußziffern in den Kauf genommen werden. Selbst wenn äußerlich
Risse nicht erkennbar sind, ist doch die Gefahr vorhanden, daß infolge der beim
Erkalten auftretenden Umklammerung des Kernes feine Haarrisse entstehen, die erst
bei der Herstellung des fertigen Rohres sichtbar werden und also die dafür aufgewendete
Arbeit zunichte machen. Schließlich besteht noch die Möglichkeit, daß solche Haarrisse
auch am fertigen Stück noch nicht erkannt werden und erst bei Verwendung des fertigen
Rohres in unter Umständen verhängnisvoller Weise zutage treten. Man kann diese Gefahren
durch Verwendung eines elastischen Kernes zu vermeiden versuchen, der in der Riegel
aus feuerfesten Werkstoffen besteht. Die Gefahr der Rissebildung wird bei Verwendung
solcher Kerne jedoch auch nur dann vermieden, wenn die Elastizität des Kernes ausreichend
groß ist. Dafür besteht jedoch keine Gewähr. Bei der Verwendung geformter Kerne
steigen die Gestehungskosten infolge der aufzuwendenden Kernmacherarbsit und infolge
des häufig unvermeidlichen Kernbruches. Bei Verwendung geformter Kerne muß ferner
damit gerechnet werden, daß das gegossene Vorwerkstück in seinen Wandungen sandige
Einschlüsse enthält, durch die im fertigen Rohr Fehlerstellen entstehen können.
Diese Mängel treten sowohl bei der Herstellung von Vorwerkstücken in Form von gegossenen
Hohlzylindern mit und ohne Boden auf.
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Man hat auch bereits vorgeschlagen, ein zylindrisches Gußstückunter
Verwendung
eines aus zahlreichen Keilformstück@n bestehenden Kernes
herzustellen. Der Kern ist dabei innen hohl ausgebildet und mit inneren schrägen
Gleitflächen versehen, die beim Er.:. kalten des Gußstückes infolge des auftretti
den Schrumpfdruckes einen Druck auf etl', sprechende Flächen einer besonderen mittleren
Kernspindel ausüben, die unter Federdruck stehen. Die Herstellung m-litldrischcr
Hohlkörper auf diese Weise ist s:llr umständlich und kostspielig und birgt trotzdem
noch zahlreiche Fehlerduellctl in sich. Bei der Verschiebung der Keilformstücke
nach der Kernmitte hin unter der Einwirkung des Schrumpfdruckes geht die ursprünglich
kreisförmige. äuliere Bcgreilzutlgslinie des Querschnitts in ein Bogenvieleck über.
Die Kanten der Keilformstücke treten etwas hervor, so daß das erstrarrende Gußstück
auf diese Kanten und nicht mehr auf den ursprünglich zylindrischen Mantel des Kernes
drückt. Beim weiteren Schrumpfen besteht die Gefahr, daß diese Kanten von dein Gußstück
festgeklemmt werdet, und daß an diesen Stellen örtlich hohe Spannungen und Risse
in dem Gußstück hervorgerufen werden. Ferner ist der Kern infolge seiner Zusammensetzung
aus vielen Teilen naturgem'iß empfindlich, so daß keine Gewähr dafür besteht, daß
er seine Aufgabe auch tatsächlich erfüllt.
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Schließlich hat man auch schon hohle Vorwerkstücke für die Röhrenherstellung
durch Gießen unter Verwendung zylindrischer Kerne herzustellen versucht, wobei die
Kerne durch auf die Gußoberfläche aufgesetzte Tastapparate unter Anwendung von Druckzylindern
aus der Umklammerung des .erstarrenden, Gußstückes herausgezogen wurden. Auch diese
Herstellungsweise ist sehr umständlich und teuer, so daß sie sich in großem Mal:)stabe
nicht durchsetzen konnte.
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Gemäß der Erfindung gelingt es, auf einfache und sehr vorteilhafte
Weise hohle Vorwerkstücke für die Röhrenherstellung unter Verwendung eines Kernes
herzustellen, indem man die Bohrung des Vorwerkstückes mit einer derart starken
Verjüngung versieht, daß infolge des Schrumpfdruckes -eine selbsttätige Loslösung
des Kernes aus der Umklammerung des erstarrenden Gußkörpers erfolgt. Die Bohrung
wird also so stark verjüngt, daß der Kern unter der Einwirkung des Schrumpfdruckes
wie ein nicht selbstsperrender Keil aus seiner ursprünglichen Lage um einen geringen
Betrag herausgehoben wird, so daß eine Umklammerung durch das Gußstück nicht eintreten
kann. Dadurch wird mit Sicherheit eine Umklammerung sowie Besch:idigung oder Zerstörung
des Kernes bzw. ein Festschrumpfen des Vorwerkstückes auf dem Kern, ferner die Entstehung
von Schrumpfspannungen und Schrumpfrissen vermieden. Die Ausbildung tincs hohlün
Vorwerkstückcs mit derart stark gewählter konischer Innen-;$eilrung ist keineswegs
Voraussetzung für die
| 'piterverarb,eitung zum fertigen Rohr. Bei |
| k allen R ohrllerstellungsv.erfahren wcrd.en |
| "Aelmehr Vorwerkstücke mit zylindrischer Boh- |
rung verwendet. Die starke Verjüngung des Kernes wird ausschliel5lich gewählt, um
unter der Einwirkung des Schrumpfdruckes ein Nachgeben des Kernes und damit die
Herstellung cin;s rissefrei.eti Gußstücks zu erzielen. In der Regel wird durch einen
weiteren Arbeitsgang das mit einür starken Verjüngung vürschct:e Vorwcrkstück in
ein solches mit zylindrischer Bohrung, das erst zum fertigen Rohr lt,citervcrarbeitet
wird, umgeformt w.erden müssen.
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Eitre besonders vorteilhafte Ausführungsform des Erfindungsgedankens
ergibt sich, wenn man die Verjüngung der Bohrung des Vorwerkstückes an derjenigen
Stelle am größten wählt, au der der Gußw@erkstoff zuerst erstarrt. Bei steigendem
Guß wird das in der IZegcl der Kopf, bei fallendem Guß der Boden des Gußkörpürs
sein.
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Da bei den eigentlichen Rohrherstellungsverfahren in der Regel Vorwerkstücke
mit zylindrischer Bohrung Anwendung finden, wird, wie gesagt, das gemäß vorliegender
Erfindung mit stark verjüngter Bohrung hergestellte Vorwerkstück in ein solches
mit zylindrischer Bohrung umgeformt. Das geschicht vorzugsweise durch Eintreiben
eines Dornes in die Bohrung des Vorwerkstückes, das dadurch zu einem Körper von
gleichmäßiger Bohrung aufgewcitet wird. Um hierbei ein holtlzvlindrischcs Vorwürkstück
zu erhalten, muß die äußere Form des Vonverkstückes bzw. die Höhlung der Gießform
so gewählt werden, daß das Vorwerkstück in allen Schnittebenen senkrecht zur Kernachse
gleichen Flächeninhalt hat. Für die Weiterverarbeitung mittels eines Zieh- oder
Stoßverfahrens, z. B. auf der Ehrhardtschen Stoßbank, wird das Vorwerkstück mit
einem Boden versehen, gegen den sich die beim Rohrhürstellungsverfahren verwendete
Dorn-oder Stoßstange abstützen kann.
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In der Zeichnung sind drei Ausführungsformen düs Erfindungsgegenstandes
dargestellt. In allen Abbildungen ist das gegossene Vorwerkstück mit A, der
Kern mit B und die Gießform mit C bezeichnet.
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Abb. t läßt ein V.orwürkstück A mit gleichmäßig stark verjüngter Bohrung
erkennen. Die äußere Form des Vorwerkstückes bzw. die Höhlung der Gießform ist derart
gewählt, daß in allen Querschnitten des Vorwerkstücks senkrecht zur Kernachse gleiche
Querschnitte vorhanden sind.
Abb. 2 läßt .ein Vorwerkstück erkennen,
das am Bioden eine stärkere Verjüngung der Innenbohrung aufweist. Das Gußstück wird
mit fallendem Guß gegossen, so daß der Werkstoff am Boden zuerst erstarren wird.
Durch die stärkere Verjüngung an dieser Stelle wird erzielt, daß der Kern durch
die hier zuerst auftretende Schrumpfwirkung mit Sicherheit um seinen geringen Betrag
ange-, hoben und der Umklammerung durch den erstarrenden Gußkörperentzogen wird.
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Abb. g veranschaulicht ein Vorwerkstück, das zur Weiterverarbeitung
auf einer Stoß-oder Ziehpresse bestimmt ist und daher einen Boden besitzt, gegen
den sich das bei der Weiterverarbeitung verwendete Werkzeug abstützen kann.