DE79602C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Ca

Das vorliegende Rohrziehverfahren dient sowohl zum Ausziehen rohrförmiger Werkstücke, als auch zum Oeffnen oder Oeffnen und Ausziehen von Walzstä'ben, welche nach dem Vorgange von Muntz mit einem'inneren Längsschlitz versehen sind, und ist besonders geeignet, Rohre in einem Zuge aus einem •Vollkörper herzustellen. Das Verfahren setzt voraus, dafs ein dem inneren oder äufseren Ziehwerkzeug entsprechender cylindrischer Körper von der Länge des fertigen Rohres dazu benutzt wird, das Werkstück an der jeweiligen Arbeitsstelle des Ziehwerkzeuges innen oder aufsen zu unterstützen, so dafs mindestens das fertig gezogene Rohrstück an der cylindrischen Fläche dieses Stützkörpers anliegt.

Das Verfahren besteht in der Hauptsache darin, dafs die von dem Ziehwerkzeug erzeugte Rohrfläche mit dem Aufhören der Berührung zwischen jener und dem ersteren dem Druck einer elastischen oder tropfbaren Flüssigkeit von sehr hoher Spannung ausgesetzt wird, welche die Rohrwand gegen den Stützkörper preist und sie dadurch verdichtet.

Eine besodere Ausführungsart des Verfahrens besteht darin, dafs man die Zieharbeit mit Hülfe derselben Druckflüssigkeit verrichtet, welche die Rohrwandung verdichtet, indem man sie bei Anwendung eines inneren Ziehwerkzeuges unmittelbar auf dieses, bei Anwendung eines äufseren Ziehwerkzeuges aber auf einen mit, dem Werkstück verbundenen Kolben wirken läfst.

Das Verfahren bezweckt weiter, durch den Druck, mit welchem der fertige Theil des Rohres gegen den Stützkörper geprefst wird, eine so grofse Reibung zwischen beiden zu erzeugen, dafs die Zugspannung, welche das Ziehwerkzeug auf den fertigen Theil des Rohres ausübt, mit wachsender Entfernung eines Wandungstheiles von der Kante des Ziehwerkzeuges sehr schnell verschwindet, mit anderen Worten: kleiner ist als der einer sehr geringen Rohrlänge entsprechende Reibungswiderstand. Das Abreifsen des Rohres bei übermäfsig gesteigerter Zugkraft kann also nur in einer Fläche stattfinden, welche mit ihrer einen Begrenzungslinie die Kante des Ziehwerkzeuges nahezu berührt. Die anwendbare Zugkraft wird nun unter diesen Verhältnissen nicht mehr durch die der Elasticitätsgrenze entsprechende Beanspruchung des Querschnittes 'des fertigen Rohres beschränkt, wenn man die Ziehkante länger macht als die Umfangslinie der von ihr erzeugten Rohrfläche. Gestaltet man z. B. die Ziehkante als in einer Cylinderfläche liegende geschlossene Wellen- oder Zickzacklinie, so kann man ihr leicht die vier- bis sechsfache Länge des Umfanges dieser Cylinderfläche geben und dadurch die zulässige Zugkraft auf das Vier- bis Sechsfache steigern ·., ,■ ..

Die in der Zeichnung dargestellten Einrichtungen dienen zur Ausführung des Ziehverfahrens in seiner entwickelteren Gestalt, also unter Benutzung der Druckflüssigkeit zur Erzeugung der Ziehbewegung und unter Erhöhung des Grenzwechsels der Zugspannung durch zickzackförmige Begrenzung der Arbeitsfläche des Ziehwerkzeuges.

Eine Einrichtung zum Ausziehen rohrförmiger Körper unter der Voraussetzung, dafs der auf einen cylindrischen Stützkörper (Dorn) ge-

spannte Rohrkörper durch ein ruhendes äufseres Ziehwerkzeug (Matrize) gezogen wird, ist in den Fig. ι und 2 in Längsschnitten dargestellt, die in Fig. 3 durch einen nach der Linie 1-2 der Fig. 1 durch die Matrize geführten Querschnitt ergänzt werden. Die mit der zickzackförmigen Ziehkante uv uv ausgestattete Matrize G₀ wird durch den Ring H₀ dicht gegen das offene Ende des Wasserdruckcylinders F₀ geprefst, dessen Kolben C₀ durch eine Stange B₀ mit dem den Rohrkörper I₀ tragenden Dorne A₀ verbunden ist. Führt man das kegelförmige - Ende des Domes A₀ bezw. Rohrstückes I₀ dicht in die Matrize ein und läfst Druckwasser zwischen die letztere und den Kolben treten, so wird dasselbe den über die Ziehkante uv uv hinaus in den Cylinder hinein ragenden Theil der Rohres J₀ gegen den Dorn A₀ pressen und zugleich wird der Kolben C₀ vermöge seines gröfseren Querschnittes den Dorn mit dem Rohre durch die Matrize ziehen.

Der umgekehrte Fall, dafs das rohrförmige Werkstück in einem hohlcylindrischen Stützkörper (der Matrize) befestigt ist und ein Dorn mit zickzackförmiger Ziehkante hindurchgetrieben wird, ist nicht besonders dargestellt, weil die dafür zu treffende Einrichtung im wesentlichen mit derjenigen übereinstimmt, die zur Herstellung eines Rohres aus einem vollen Block nach dem neuen Verfahren benöthigt wird.

Letztere Einrichtung wird durch Fig. 4 im Aufrifs, durch Fig. 5 in einem senkrechten Schnitt und durch Fig. 6 im Grundrifs dargestellt.

Die Fig. 7 und 8 geben Vergröfserungen des unteren Theiles der Fig. 4 und 5.

Fig. 9 ist ein Querschnitt durch die Matrize.

Fig. 10 zeigt den Dorn in Seitenansicht und Querschnitten,

Fig. 11 in Unteransicht.

Die Fig. 12 und 13 zeigen Profile der rohen massiven Werkstücke und der daraus hergestellten Rohre.

Fig. 14 stellt ein die Fig. 8 ergänzendes Detail dar.

Das Profil des Vollkörpers wird zweckmäfsig einfach geradlinig, wie in Fig. 12, oder kreuzförmig gewählt, wie in Fig. 13 dargestellt. Im ersteren Falle wird die Spitze des Domes eine Schneide erhalten, welche das Werkstück nach der Linie a-a aufschneidet. Im letzteren Falle werden die in Fig. 11 dargestellten Schneidkanten des Domes die sich kreuzenden Schlitze α ο α herstellen.

Ein prismatischer Körper b, Fig. 14, von diesem Profil wird zur Umwandlung in ein Rohr in eine Matrize eingesetzt, die aus einem äufseren Mantel oder Halter M und inneren, mit radialen Schnittflächen zusammengefügten Einsätzen α besteht (Fig. 8, 9, 14 und 15). Die letzteren bilden nach innen einen dem äufseren Umfang des zu erzeugenden Rohres entsprechenden cylindrischen Hohlraum und zeigen aufsen eine sich nach unten verjüngende Gestalt, vermöge deren sie sich in dem Mantel M anheben lassen und alsdann Raum finden, um sich von dem fertigen Rohre abzulösen. Um den prismatischen Körper b in der Matrize zu halten, kann er mit seinem oberen Ende in eine Klemmvorrichtung eingespannt oder, wie in der Zeichnung dargestellt, in der durch Patent Nr. 72573 geschützten Weise mit einem konischen Kragen oder Kopf versehen werden." Der Kopf des Blockes b ist zum gröfseren Theile in einem Ringe c, Fig. 8, gelagert, der auf dem Matrizenmantel M ruht und auf den ein Stück f unter Zwischenfügung einer Stulpdichtung t und eines mit Rücksicht auf die zerstörende Wirkung der Hitze des Blockes b angeordneten auswechselbaren Ringes u abhebbar aufgesetzt ist. Der Matrizenmantel M ruht auf dem Untertheil C, Fig. 4 und 5, eines Prefsrahmens, der aufserdem aus den Säulen B und dem Obertheil A besteht. Ein Hebekolben D taucht von oben in eine cylindrische Bohrung des Obertheils A. Der Kolben D vermag mittelst des Kreuzkopfes F und der Stangen T den Cylinder k anzuheben, der in der Achse der Ziehpresse zunächst über dem Stück f angeordnet ist und nach oben den Cylinder L trägt, in welchen der von dem Prefskopf A herabhängende unbewegliche Kolben A₁ taucht.

Der nach unten sich öffnende Cylinder k enthält einen Kolben d und ist behufs besseren Dichthaltens seiner Wandung mit einem auswechselbaren Futter r versehen, um auch einen Kolben anderen Durchmessers benutzen zu können. Eine Packung q wird durch den Ring ρ und den Deckel 0 mittelst der Schrauben η angezogen und hält den Kolben d fest genug in dem Cylinder k, um beim Aufwärtsgang des letzteren mit in die Höhe genommen zu werden.

Die Aufwärtsbewegung des Cylinders k bei vollständig eingeschobenem Kolben d leitet' den Arbeitsgang der Ziehpresse ein und wird dadurch hervorgebracht, dafs der Cylinder L, welcher durch die in den Ringkanal S₁, Fig. 5, des Obertheiles A mündenden senkrechten Kanäle ^₁, Fig. 6, des Kolbens A₁ und die vom Ringkanal S_x aus nach drei der hohlen, als Leitungsrohre dienenden Säulen B geführten Verzweigungen S an einen Niederdruckaccumulator, einen Hochdruckaccumulator und einen Wasserauslafs angeschlossen ist, mit dem letztgenannten verbunden wird. Dadurch tritt der durch den Kanal r_x im Obertheil A beständig mit dem Niederdruckaccumulator verbundene Hebekolben D in Thätigkeit und zieht die Cylinder k und L in die Höhe unter Verdrängung des Wassers aus letzterem

durch den Kolben A₁. Aufser dem Kolben d wird von dem Cylinder k auch der Klotz f mit in die Höhe genommen, der allerdings anfänglich auf dem Ring c sitzen bleibt, bis die an dem Kolben d befestigten Bügel h, Fig. 7 und 8, gegen seine Nasen g stofsen. Das Zurückbleiben des Klotzes f erzeugt eine Lücke zwischen seiner oberen Fläche und dem in den Kolben d eingesetzten Ring e, welcher die achsiale Bohrung s des letzteren und des Klotzes f an dieser Stelle abdichtet. Diese Lücke wird zur Einbringung einer Blechscheibe zwischen beiden Theilen benutzt. Um darauf die Lücke wieder zu schliefsen, setzt man die beiden unteren der entgegengesetzt gerichteten Kolben, mit denen die Bügel h in den Nasen g geführt sind, durch (nicht gezeichnete) Ventile mit den Druckwasserrohren X₁ in Verbindung, so dafs der Klotz/ angehoben und gegen den Dichtungsring e geprefst wird. Die Rohre X₁ sind von der Hauptleitung T₁, welche durch eine Bohrung des Kolbens D und den Kanal ρ_λ vom Niederdruckaccumulator gespeist wird, in der Weise abgezweigt, dafs das Rohr T₁ in zwei an Knaggen jr, Fig. 4, des Cylinders L befestigte, abwärts gerichtete Hohlkolben V₁ ausläuft, deren Cylinder j mit ihren unteren Enden an Augen m des Klotzes f befestigt Und an die Rohre X₁ angeschlossen sind.

Haben die Cylinder k und L, der Kolben d und der Klotz f ihre höchste Lage erreicht, so läfst man durch einen anderen Zweig des Rohres T₁ Druckwasser in den Cylinder k bezw. den Einsatz r treten und sperrt dasselbe erst wieder ab, wenn die Bewegung des Kolbens d nach abwärts dadurch gehemmt wird, dafs die oberen Muttern der Cylinder j, Fig. 7 und 8, gegen den von letzteren durchdrungenen Verstärkungsring Z des Cylinders k stofsen. Hierauf wird der Dorn P, Fig. 10, dessen Spitze sich in vier sich an die zickzackförmigen Ziehkanten uv uv anschliefsende Schneidkanten verzweigt, in den Klotz/ eingesetzt (Fig. 14) und durch eine nicht gezeichnete Klemmvorrichtung festgehalten. Läfst man jetzt das Wasser des Niederdruckaccumulators in den Cylinder L treten, so wird derselbe mit dem Cylinder k und dem Kolben d, welcher von der aus der Leitung r, eingelassenen Wassermenge in seiner unteren Stellung gehemmt wird, unter Senkung des Kolbens D nach unten geführt, so dafs der Dorn P in den Block b eindringt. Wenn nach dem Eintritt der Dornspitze der Klotz f den Ring c nahezu berührt, wird der Cylinder L von dem Niederdruckaccumulator selbsttätig abgeschlossen und mit dem Hochdruckaccumulator verbunden. Dadurch wird in dem Augenblicke, wo durch Aufsetzen des Klotzes f auf den Ring c die Bewegung des Cylinders gehemmt wird, in dem Druckwasser des Kolbens d eine so hohe Spannung erzeugt, dafs die den Kanal s dieses Kolbens verschliefsende Blechscheibe durchbrochen wird. Das Wasser strömt, während der Cylinder k sich über den Kolben d heruntersenkt, an dem zur Führung des Domes P dienenden kolbenartigen Hintertheil a des letzteren vorbei in den Raum (Fig. 14)· zwischen dem Dorn und dem Klotz/bezw. dem fertigen Theile des Rohres. Da das Wasser nicht an der Ziehkante vorbeidringen kann, so wirkt der von ihm auf die Hinterfläche des Domes ausgeübte Druck vorwärtstreibend auf diesen, wobei dann der Kolben α aus der Bohrung des Klotzes / in das gleich weite Rohr übertritt. Der Wasservorrath des Kolbens d ist so bemessen, dafs, wenn der Cylinder k seine unterste Stellung wieder erreicht hat, die Bildung des Rohres auch vollendet, d. h. der Kopf bezw. die ihn begrenzende Ziehkante uv uv des Domes P aus dem Körper b vollständig herausgetreten ist.

Dieser Austritt des Domes geschieht zweckmäfsig nicht unter dem Drucke von beispielsweise 3000 Atmosphären, unter dem der Dorn während des mittleren Theiles seines Weges steht, sondern vermöge einer allmäligen Herabsetzung dieses Druckes, ohne übermäfsige Steigerung der Geschwindigkeit. Das Sinken des wirksamen Wasserdruckes wird mit Hülfe der folgenden Einrichtung hervorgebracht. In dem Kolben A₁ ist ein cylindrischer Hohlraum Z mit einem Kolben N angeordnet und mit einer Oeffhung nach dem Cylinder L hin versehen. Der Raum über dem Kolben N wird durch eine Leitung q₁ mit Prefsluft gefüllt, bevor der Cylinder L an den Hochdruckaccumulator angeschlossen wird. Geschieht dann letzteres, so steigt der Kolben JV in die Höhe, bis die Spannung der Luft im Raum Z gleich derjenigen des Wassers im Cylinder L geworden ist. Wenn nun die Spitze des Domes durch das Werkstück dringt, so wird durch eine geeignete, in der Zeichnung nicht dargestellte Einrichtung die Verbindung des Cylinders L mit dem Hochdruckaccumulator selbstthätig aufgehoben. Unter der Einwirkung der gespannten Luft in dem Hochdruckwindkessel Z hat aber diese Absperrung den Stillstand der bewegten Theile nicht und eine Abnahme in der Spannung der Druckflüssigkeiten nur in dem Mafse zur Folge, als die Luft unter Herabsinken des Kolbens N expandiren kann. Gelangt dann der Kolben N in seine unterste Stellung, so ist der Kopf des Domes bereits ausgetreten.

Der Matrizenhalter M besitzt neben einander zwei Oeffnungen zur Aufnahme von Matrizen a, so dafs das fertige Rohr aus der einen Matrize herausgenommen und ein neuer Werkblock b in dieselbe eingesetzt, werden kann, während der Inhalt der anderen dem beschriebenen Verfahren unterworfen wird. Der Doppel-

halter M kann zu diesem Zweck, wie aus Fig. 6 ersichtlich, mit Hülfe der Zugstangen H und zweier in dem Doppelcylinder G arbeitender, entgegengesetzt gerichteter Kolben P und P₁ in waagrechter Richtung hin - und hergeschoben werden, so dafs abwechselnd die eine und die andere der Matrizen in die Achse der Ziehpresse tritt. ,

Will man nach diesem Verfahren Rohre mit äufseren oder inneren Längsrippen herstellen, so mufs man im ersteren Falle eine Matrize nach Fig. 15, in letzterem Falle einen Dorn nach Fig. 16 verwenden. Ordnet man die den Rippen entsprechenden Stofsfugen der Matrizentheile a, Fig. 15, schraubenförmig an, so erhält man ein Rohr mit spiraligen Aulsenrippen, während ein Rohr mit inneren Gewinderippen entsteht, wenn man den Dorn (Fig. 16) durch schraubenförmige Anordnung seiner Schneidkanten und Längsschlitze zwingt, bei der Abwärtsbewegung sich zugleich zu drehen.

Sind die rohen Werkstücke nicht massiv, sondern nach Muntz mit einem inneren Längsschlitz versehen, wie die Profile Fig. 17 und 18 angeben, so kann man die Schneidkanten an den Spitzen der Dorne entbehren und wird die letzteren zweckmäfsig für das erstere Profil mit keilförmigen (Fig. ig), für das letztere Profil mit kegelförmigen (Fig. 20) Spitzen ausführen.

Claims (8)

1. Patent-Ansprüche:

   ι. Ein . Rohrziehverfahren, dadurch gekennzeichnet, dafs der fertige Theil des Rohres bis nahe an die in der Ausbildung begriffene Stelle durch hydrostatischen Druck bei einem im Innern des Rohres arbeitenden Ziehwerkzeug gegen einen äufseren, bei einem von aufsen arbeitenden Ziehwerkzeug gegen einen inneren cylindrischen oder prismatischen Stützkörper geprefst wird, zum Zweck, die Rohrwandung zu verdichten.
2. 2. Eine Ausführungsweise des unter 1. gekennzeichneten Rohrziehverfahrens, bei welcher das zum Anpressen des fertigen Rohrtheiles an den Stützkörper benutzte hydraulische Druckmittel zugleich die Zugarbeit unterstützt oder ausschliefslich ausführt, indem es bei innerem Ziehwerkzeug dieses unmittelbar, bei äufserem Ziehwerkzeug einen mit dem Werkstück bezw. dem Stützkörper verbundenen Kolben vortreibt.
3. 3. Ein inneres Ziehwerkzeug (P) zur Ausführung des Rohrziehverfahrens nach Anspruch i. und 2., gekennzeichnet durch einen zur Führung dienenden kolbenartigen Hintertheil (x) vom Durchmesser der Ziehkante, welches durch einen schwächeren Schaft mit dem mit der Ziehkante versehenen Kopfe verbunden ist.
4. 4. Eine Ausfuhrungsform des unter 3. gekennzeichneten inneren Ziehwerkzeuges (P), bei welcher der Kopf mit von der Ziehkante ausgehenden, sich in einer Spitze vereinigenden Schneidkanten versehen ist, um einen massiven Stab zugleich aufschneiden und zum Rohr ausweiten und strecken zu können.
5. 5. Zur Ausführung des unter 1. gekennzeichneten Rohrziehverfahrens mit einer Zugkraft, welche die durch die Zugfestigkeit des fertigen Rohres gegebene Grenze überschreitet, ein inneres oder äufseres Ziehwerkzeug, dessen Ziehkante eine Wellenoder Zickzacklinie bildet.
6. 6. Eine Ziehpresse zur Ausführung des Rohrziehverfahrens nach Anspruch 1. und 2. mit innerem Ziehwerkzeug (P) nach Anspruch 3., gekennzeichnet dadurch, dafs ein in einen Cylinder (k) tauchender Kolben (d) -ein Kopfstück (f) trägt, welches nach aufsen (nach dem Werkstück hin) eine axiale, cylindrische, durch einen absperrbaren Kanal (s) mit dem Inneren des Cylinders (k) verbundene, den hinteren und mittleren Theil des Ziehwerkzeuges (P) bis zur Ziehkante aufnehmende Bohrung besitzt, so dafs eine axiale Verschiebung des mit Wasser gefüllten Cylinders (k) nach dem Werkstück hin zur Folge hat, dafs zunächst bei abgesperrtem Kanal (s) das Ziehwerkzeug (P) bis zum Aufsetzen des Kopfstückes (f) auf das Werkstück, also bis an die Ziehkante, in das Werkstück eindringt, und dafs es nach der alsdann erfolgenden OefFnung des Kanals (s) durch das auf die Stirnfläche seines Hintertheiles (x) wirkende, aus dem Cylinder (k) verdrängte Druckwasser weiter vorgetrieben wird, wobei dieses Druckwasser, an dem Hintertheil (x) vorbei und bis zur Ziehkante vordringend, die Wandung des fertigenRohrtheiles zusammenprefst.
7. 7. Eine Ausführungsform der unter 7. gekennzeichneten Ziehpresse, bei welcher das Kopfstück (f) von dem Kolben (d) etwas abgerückt und wieder dicht aufgeprefst werden kann, damit sich die Absperrung des Kanals (s) durch Einbringung einer Blechscheibe in den Zwischenraum herstellen läfst, während die Oeffnung des Kanals (s) selbsttätig durch den Durchbruch der Blechscheibe bewirkt wird, den die mit dem Aufstofsen des Kopfstückes (f) auf das Werkstück verbundene plötzliche Drucksteigerung des Wassers im Cylinder (k) und Kanal (s) herbeiführt.
8. 8. Eine Ausführungsform der unter 7. gekennzeichneten Ziehpresse, bei welcher die Verschiebung des Cylinders (k) nach dem

   Werkstück hin durch einen mit ersterem starr verbundenen Prefscylinder (L) hervorgebracht wird, und der am Prefsrahmen befestigte Tauchkolben (A₁) des Prefscylinders eine cylindrische, mit Luft gefüllte Bohrung (Z) besitzt, welche vom Inneren des Cylinders (L) durch einen in der Bohrung (Z) frei beweglichen Kolben (N) abgeschlossen ist, so dafs die Luft unter Verminderung ihres Volumens die Spannung des dem Cylinder (L) zugeführten Druckwassers annehmen mufs, zu dem Zweck, einen trotz abnehmenden Widerstandes allmäligen Austritt des Ziehwerkzeuges (P) aus dem Werkstück dadurch hervorzubringen, dafs man beim Beginn dieses Austrittes den Zutritt des Druckwassers in dem Cylinder (L) absperrt, so dafs infolge der Expansion der in der Bohrung (Z) eingeschlossenen Luft der Arbeitshub der Ziehpresse unter stetiger Abnahme des Prefsdruckes vollendet wird.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen.