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Verfahren und Vorrichtung zum Glätten und Fertigverformen kaltgepilgerter
metallischer Hohlwerkstücke Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen von metallischen Rohren im kalten Zustand auf eifitem bekannten Pilgerschrittwalzw^erk.
Beim üblichen Kaltpilgern zeigen die Rohre sowohl auf der äußeren wie auf der itrneren
Oberfläche je nach dem gewählten Vorschub mehr oder weniger starke Wellen, so daß
die Rohre nicht unmittelbar verwendbar sind. Auch die Genauigkeit der Abmessungen
ist noch nicht ausreichend. Deshalb werden die kaltgepilgerten Rohre in der Regel
geglüht, angespitzt und ein-oder mehrmals nachgezogen, wodurch neuer Abfall entsteht.
Sollen kaltgewalzte Rohre gegebenenfalls auch noch zusätzlich in ihrem Durchmesser
vermiridert werden, so müssen die hartgepilgerten Rohre ebenfalls geglüht, angespitzt
und ein- oder mehrmals eingezogen werden, was meistens ohne Wandstärkenverminderung
geschieht. So erfordert beispielsweise das Einziehen eines kaltgepilgerten Rohres
aus einer AL-Cu-Mg-Legierung von zoX i mm auf 15 X i mm ein bis zwei Züge.
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Die Erfindung vermeidet diese Nachteile im wesentlichen dadurch, daß
das Hohlwerkstück unmittelbar nach. dem Pilgern, also ohne Zwischenglühung, gezogen
wird. Daß das kaltgepilgerte Rohr weder ausgeglüht noch angespitzt werden muß und
trotzdem gezogen werden kann, ist um so überraschender, als die Kaltpilgerfähigkeit
des Hohl-
Werkstückes trotzdem auch restlos ausgeschöpft werden
kann. Das ist anscheinend darauf zurückzuführen, daß durch das Ziehen Spannungen
aufgehoben werden, die beim Kaltpilgern entstanden sind, und daß deshalb die etwas
anders geartete, weitere zusätzliche Verformung zu dem Kaltpilgern möglich ist.
Es ist besonders zweckmäßig, 'das Verfahren gemäß der Erfindung auf einer Vorrichtung
durchzuführen, die eine Vereinigung einer an sich bekannten Kaltpilgernzaschine
mit einer Ziehvorrichtung darstellt; denn hierbei ergeben sich vor allem in betriebstechnischer
Hinsicht beachtliche Vorteile. Deshalb wird im folgenden als Ausführungsbeispiel
der Erfindung eine solche Kaltpilgermaschine mit nachgeschalteter Ziehvorrichtung
an Hand der Zeichnungen erläutert, wobei auf weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung
noch hingewiesen wird. In der Zeichnung zeigt Abb. i die Walzwerkzeuge kombiniert
mit dem Einziehring und dem @Egalisierring zu Beginn des Arbeitshubes, Abb.2 die
Stellung der Werkzeuge nach Beendigung des Walzwerkshubes bzw. zu Beginn des Arbeitshubes
zum Einziehen des verlängerten Rohres, Abb.3 eine Abwandlung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung, mit der das kalibrierte Rohr zur restlosen Beseitigung der inneren
und äußeren Oberflächenwellen auch noch aufgeweitet werden kann, und Abb.4 eine
weitere Abwandlung der Vorrichtung gemäß Abb.3, mit der das aufgeweitete Rohr ein
zweites Mal eingezogen werden kann.
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In den Abbildungen ist 5 der an seinem vorderen Ende verjüngte Dorn
und 6 das rohrförmige Werkstück. Die mit exzentrischen Arbeitsflächen versehenen
Walzsektoren i und 2 sind mit ihren Achsen 3 und 4 in einem nicht dargestellten
Schlitten drehbar gelagert. Dieser wird beispielsweise mit eitler Kurbel hin und
her bewegt. Zum schrittweisen Vorschub des Werkstückes dient eine nicht dargestellte
Gewindespindel mit einer Gewindemutter, die mit einer das Werkstück 6 umfassenden,
drehbaren Spannmuffe verbunden ist. Während der Bearbeitung des 'Werkstückes 6 durch
die Walzsektoren i und 2 wird das Werkstück durch die nicht dargestellte Spannmuffe
unverrückbar festgehalten. Nach jedem Walzschritt wird das Werkstück 6 auf dem während
des Walzvorganges feststehenden Dorn 5 vorgeschoben. Dieser Dorn ist unter Umständen
auch in seiner axialen Stellung zum Werkstück 6 verstellbar und gegebenenfalls auch
mit dem Werkstück drehbar. Das Hinundhergehen des Schlittens wird über einen Zahnkranz
und eine Zahnstange bewerkstelligt.
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Die geschilderte beispielsweise Ausführungsform einer Kaltpilgermaschine
ist an sich bekannt und weist keine Besonderheiten auf. Erfindungsgemäß ist nun
der Kaltpilgerntaschine unmittelbar eine auch an sich bekannte Ziehvorrichtung nachgeschaltet.
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Die Ziehvorrichtung besteht .aus dem Ziehring 7, der mit bekannten
Mitteln, z. B. hydraulisch, mit dem Antrieb der Walzsektoren gekuppelt ist, wobei
es zweckmäßig ist, das Hubverhältnis so zu untersetzen, daß der Ziehring kürzere
Wege macht. An Stelle des einen Ziehringes können auch mehrere verwandt werden,
wobei es vorteilhaft sein kann, Ziehringe mit verschiedenen Durchmessern zu verwenden,
die aufeinander abgestimmt sind.
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Beim Arbeitshub wird das Hohlwerkstück 6 jeweils tun eine bestimmte
Länge, die sich aus dem Vorschub und der durch das Walzen erzielten Verlängerung
zusammensetzt, auf dem feststehenden Dorn 5 gegen das Ziehwerkzeug 7 geschoben und
im Gegentakt durch letzteres in seinem Durchmesser verringert. Die erfindungsgemäße
Verringerung des Durchmessers des kaltgepilgerten Hohlwerkstückes kann dabei ganz
wesentlich sein. So wurde beispielsweise ein Preßrohr aus einer AI-Cu-Mg-Legierung
von 26X32 mm auf 20X i mm kaltgepilgert, womit die Kaltpilgerfähigkeit des Werkstückes
zunächst erschöpft war. Dieses kaltgepilgerte Rohr konnte aber dann gemäß der Erfindung
ohne Zwischenglühung und ohne daß es angespitzt wurde, in einem einzigen Durchgang
auf 15 X i mm gezogen werden. Beim Kaltpilgern des Preßrohres von 26X32 mm auf 20X
i mm war die Verlängerung 4,6fach. Nachdem dieses kalfgepilgerte Rohr auch noch
auf 15 X i mm eingezogen war, stieg die Gesamtverlängerung auf das 5,8fache,
obwohl sich die Wand auch noch um o,o5 mm stauchte. Weitere Versuche ergaben, daß
auch noch eine größerd Verminderung des Durchmessers des kaltgepilgerten Rohres
20X i mm möglich ist. So konnte ein Rohr derselben Abmessung ohne weiteres auf ioX
IAmm gezogen werden. Die Wandstauchung ist in diesem Fall wesentlich größer und
muß in bezug auf die Endabmessung natürlich berücksichtigt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eröffnet verschiedene Möglichkeiten
der wirtschaftlichen Herstellung von kaltgepilgerten, metallischen Hohlwerkstücken.
Bekanntlich spielen die Kosten der Walzwerkzeuge bei der Kaltpilgerei eine nicht
unwesentliche Rolle. Beim erfindungsgemäßen Verfahren könneti aber auch ausgeschlagene
Walzkaliber noch längere Zeit zum Walzen verwandt 'werden, ohne daß eine Überarbeitung
bei ihnen erforderlich ist, denn durch das Ziehen des kaltgepilgerten Rohres werden
die durch die ausgeschlagenen Kaliber bedingten Ungenauigkeiten -hinsichtlich des
Durchmessers auf einfache Weise wieder behoben.
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Die Erfindung bringt außerdem noch den Vorteil, daß durch das Ziehen
auch die äußeren ObeT'-flächenwellen beseitigt werden, die bisher oft schon ein
Weichglühen, Anspitzen und Nachziehen des kaltgepilgerten Werkstückes erforderlich
machten. Somit zeitigt das erfindungsgemäße Verfahren den doppelten Vorteil, daß
durch das Einziehen nicht nur mehrere Arbeitsgänge gespart werden, sondern daß auch
noch gleichzeitig die Wellenfreiheit der äußeren Oberfläche des Hohlwerkstückes
erreicht wird. Außerdem hat man die Möglichkeit, die Herstellung von Hohlwerkstücken
mit weniger Kalibern
auf eine bestimmte Walzrohrabinessung auszuführen
und von dieser gewalzten Abmessung aus dann die gewünschten Endahmessungen des fertigen
Rohres durch Ziehen zu erreichen. Das ist vorteilhaft, weil man dadurch die Zahl
der erforderlichen Walzkaliber, die verhältnismäßig teuer gegenüber den einfachen
Ziehwerkzeugen sind, vermindern kann. Damit ist aber auch noch der weitere Vorteil
verbunden, daß ein zeitraubender Walzkaliberwechsel nicht mehr so oft notwendig
wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren bringt aber die Beseitigung der Pilgerwellen
nur auf der äußeren Oberfläche des Hohlwerkstückes, während die auf der inneren
Oberfläche erhalten bleiben. Für manche Zwecke genügt das unter Umständen nicht.
U m jedoch auch noch die Pilgerwellen auf der inneren Oberfläche zu beseitigen,
kann gemäß einer weiteren Ausbildung der Erfindung den kombinierten Werkzeugen auch
noch ein Aufweitwerkzeug nachgeschaltet werden, wie es beispielsweise in Abb. 3
dargestellt ist. Bei einer solchen Vorrichtung wird der Pilgerdorn 5 über eine Dornstangenverlängerung
8 mit dem Aufweitdorn 9 fest oder lösbar verbunden. Das kaltgewalzte, eingezogene
und gegebenenfalls kalibrierte Rohr wird dann durch den Dorn 9 aufgeweitet. Durch
diese Aufweitung werden die Pilgerwellen auf der inneren Oberfläche des Rohres zum
Verschwinden gebracht. Dieser Vorrichtung kann wiederum ein Ziehwerkzeug i o nachgeschaltet
werden, wie es in Abb.4 schematisch dargestellt ist. Bei Anwendung aller dieser
Kombinatirnreii wird zum Schluß ein Erzeugnis erhalten, das nicht nur auf der äußeren
und inneren Oberfläche frei von Pilgerwellen ist, sondern auch noch hinsichtlich
der Genauigkeit in bezug auf den Durchmesser und die Wandstärke, den höchsten Anforderungen
entspricht. Es ist dabei besonders wesentlich, daß ein solches Erzeugnis dennoch
die w-csciitlicli h<iheren mechanischen Eigenschaften gegenüber einem gezogenen
Rohr zeigt, die eben mir durch das Kaltpilgern erreicht werden können.
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Werra auch die aus den Ausführungsbeispielen ersichtliche Reihenfolge
der den Walzsektoren nachgeschalteten Werkzeuge vorteilhaft ist, so ist es doch
nicht für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich, daß diese Reihenfolge eingehalten
wird. Ferner ist es für das erfindungsgemäße Verfahren unerheblich, ob das Kaltpilgern
des metallischen Hohlwerkstückes mit Walzsektoren oder mit auch an sich bekannten
Schwingsegmenten durchgeführt wird. Statt das Werkstück bei dem Minderungsvorgang
unverrückbar festzuhalten, kann sich auch bei entsprechender Vorrichtung das Werkstück
während der Bearbeitung hin und her bewegen, während die Walzsektoren in an sich
bekannter Weise um ortsfeste Achsen schwingen.