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Rohrziehdorn An Rohrziehdornen mit einem Arbeitsteil aus Hartmetall
treten beim Arbeitsbetrieb oft Risse und Splitterungen im Hartmetalleinsatz auf,
die ihre Ursache einerseits in einer unzureichenden Kühlung und Schmierung des Dorns,
andererseits in Spannungen haben, die bei der Fertigung dieser Werkzeuge, d. h.
beim Verlöten bzw. Verschweißen des Hartmetallkopfes mit dem aus Stahl bestehendem
Zentrierteil, wegen der im Vergleich zu Stahl etwa nur halb so großen Wärmeausdehnung
des Hartmetalls eintreten.
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Es sind bereits verschiedene Befestigungsarten des Hartmetallkopfes
mit dem Zentrierteil bekannt. So wird bei einem Dorn ein massiver Hartmetallkopf
stumpf an den Zentrierteil angelötet. Auch Schraub-undKlemmverbindungen zwischen
beiden Teilen sind bekannt. In einem anderen Fall ist ein ringförmiger Hartmetallkopf
auf einem Zapfen des Zentrierteiles aufgenommen und mit diesem durch Verlöten verbunden.
Bei einer anderen bekanntgewordenen Bauform eines Ziehdornes ist der als Vollstück
ausgebildete Hartmetallkopf einseitig verjüngt, d. h. mit einem zylindrischen oder
kegelförmigen Zapfen versehen, und in dem massiven Zentrierteil ein entsprechendes
Sackloch vorgesehen. Der Zapfen des Kopfes paßt in die Ausnehmung des Zentrierteils
hinein. Beide Teile sind durch Schrumpfen und Löten miteinander verbunden.
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Es ist bereits beobachtet worden, daß sich auch die letztgenannte
Verbindung beim Arbeitsbetrieb, z. B. bei starker Erwärmung des Hartmetallkopfes
oder bei mechanischer Beanspruchung derLötstelle, häufig löst und der Dorn dadurch
frühzeitig zerstört
wird. Es hat sich nämlich gezeigt, daß die
Verbindung zu starr ist und den thermischen sowie den unvermeidbaren Biegebeanspruchungen
und Schlägen nicht widerstehen kann.
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Zum Stand der Technik von Ziehdornen ist ferner anzugeben, daß die
Anordnung eines axialen Kanals in dem Dorn zwecks Schmier- bzw. Kühlmittelzufubr
zur Arbeitsstelle bekannt ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Ziehdorn mit aufgelötetem
bzw. aufgeschweißtem Hartmetallkopf zu schaffen, der an der Verbindungsstelle so
nachgiebig ist, daß ein Reißen der Lötnaht .bei normaler thermischer und mechanischer
Beanspruchung nicht eintreten kann. Gleichzeitig soll der Dorn so ausgebildet werden,
daß der durch den Dorn zugeführte Schmiermittelstrom so gesteigert werden kann,
daß die Arbeitstemperaturen zwecks Kleinhaltung der Wärmespannungen im Dorn niedrig
bleiben.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der den Hartmetallkopf
aufnehmende Zentrierteil als Hohlzylinder, z. B, als Rohr, ausgebildet ist sowie
ein Verhältnis von Innendurchmesser zu Außendurchmesser von mindestens o,6 aufweist,
wobei der Hohlraum des Zentrierteiles so groß bemessen ist, daß er sich von der
Aufnahmestelle des Hartmetallkopfes aus entgegen der Ziehrichtung über ein Mehrfaches
der im Zentrierteil aufgenommenen Länge des Hartmetallkopfes erstreckt.
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Dabei kann der Hartmetallkopf entweder, wie bekannt, als Vollstück
ausgebildet sein, welches vom Zentrierteil außen zentriert ist, oder er kann Ringform
haben und vom Zentrierteil in der Bohrung zentriert sein.
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Zur Erhöhung der Nachgiebigkeit kann der Zentrierteil des Dornes zusätzlich
in üblicher Weise längs geschlitzt sein.
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Schließlich kann bei Innenzentrierung des Kopfes der Ziehdorn aus
einem Rohr und einem besonderen, zur Aufnahme des Hartmeta.llkopfes bestimmten Verbindungsröhrchen
zusammengesetzt sein, wobei beide Teile miteinander verlötet sind.
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Erfindungsgemäß ausgebildete Dorne gewährleisten weitgehende Spannungsfreiheit
beim Verlöten des Hartmetallkopfes und beim Arbeitsbetrieb. Ferner läßt die beanspruchte
Rohrform des Zentrierteils einen großen Schmiermitteldurchsatz, d. h. eine wesentlich
bessere Kühlung des Werkzeuges und eine gute Schmierung seiner Arbeitsflächen beim
Ziehvorgang zu. Erfindungsgemäß ausgeführte Dorne haben sich auch gegenüber den
im. Betrieb unvermeidbaren Verbiegungen und Schlägen als besonders unempfindlich
erwiesen.
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Die günstige Wirkung der Erfindung beruht auf der Tatsache, daß ein
Rohr mit abnehmender Wandstärke, d. h. mit Zunahme des Durchmesserverhältnis,ses
von Innen- zum Außendurchmesser, wegen der starken Zunahme der Tangentialspannungen
gegenüber an seinem Umfang in gleichmäßiger Verteilung radial angreifenden Kräften
nachgiebiger wird. Wertet man die im Schrifttum für die Berechnung der Radial- und
Tangentialspannungen angegebenen Formeln aus, so zeigt sich, daß mit Zunahme des
Verhältnisses
| Innendurchmesser |
| - 0 0,2 0,.4 0,6 0,8 0,9 |
| Außendurchmesser _ |
| die resultierende Vergleichsspannung 17.f2 -- ar" |
| etwa den Wert 1,4 1,5 48 2,5 5,0 10,0 |
| annimmt, die vergleichbaren Nachgiebigkeitszahlen |
| somit I,0 I,I 1,3 1,8 3,5 7,0 |
betragen. Ein Rohr mit dem hier beanspruchten Mindestverhältnis D;/D,
= o,6 wird sich demnach bei gleicher Krafteinwirkung annähernd doppelt so
stark wie ein Vollstab deformieren.
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Hier ist zu bemerken, daß bei den eingangs erwähnten, bekannten Ziehdornen
mit konisch ausgebildeter Sacklochaufnahme das hier beanspruchte Mindestdurchmesserverhältnis
von o,6 zwar auch in einem gewissen Bereich der Aufnahme vorhanden ist. Die bekannten
Dorne entsprechen aber einerseits in einem anderen Bereich der Aufnahme nicht der
hier beanspruchten Bemessung und weisen auch keine Verlängerung des Aufnahmehohlraums
entgegen der Ziehrichtung über ein Mehrfaches der im Zentriertei.l aufgenommenen
Länge des Hartmetallkopfes auf, wie sie bei der Erfindung zur Vermeidung jeglicher
zusätzlicher Einspannwirkungen an der Verbindungsstelle, d. h. zur Erhöhung der
Nachgiebigkeit, beansprucht wird. Die im bekannten Fall=vorhandene Nachgiebigkeit
des Dorns wird demnach nicht so hoch wie die der erfindungsgemäß ausgebildeten Ziehdorne
veranschlagt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung dargestellt. Es zeigen Abb. i bis
3 Ziehdorne mit einem vollen Hartmetallteil, Abb. q. bis 6 Ziehdorne mit einem durchbohrten
Hartmetallteil, Abb.7 eine Aufsicht auf ein Verbindungsröhrchen, Abb. 8 eine Aufsicht
auf ein geschlitztes Trägerrohr.
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Die in den Abb. i bis 3 dargestellten Ziehwerkzeuge besitzen einen
hohlzylindrischen, d. h. röhrenförmigen Zentrierteil mit einem Durchmesserverhältnis
von Innen- zu Außendurchmesser von mindestens o,6. Der Zentrierteil weist an seinem
vorderen Teil innen eine gewölbte oder kegelförmige Ausnehmung auf, in welche ein
gleichgeformter Zapfen 2 des Hartmetallkörpers 3 eingelötet ist. Es handelt sich
um Werkzeuge zum Ziehen von Rohren kleinerer Abmessungen, bei denen der Hartmetallteil
aus Vollmaterial gewählt worden ist. Bei der Arbeit wird durch die zentrale Bohrung
des Tragkörpers eine Kühl- bzw. Schmierflüssigkeit gepreßt, die in üblicher Weise
an den kleinen Bohrungen q. austritt und zur Schmiereng der Innenwand der zu ziehenden
Rohre dient.
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In den Abb. 4. bis 6 sind Ziehdorne dargestellt, bei welchen ringförmige
Hartmetallkörper verwendet
wurden, die zum Ziehen von Rohren mit
größeren Abmessungen benutzt werden. Wie aus den Abb.4 und 5 ersichtlich, ist bei
diesen Ausführungen ein besonderes Verstärkerröhrchen 5 vorgesehen, welches mit
der Bohrung des Hartmetallteils und auch mit dem Trägerrohr durch Löten verbunden
ist. Zum Zwecke eines ausreichenden Spannungsausgleichs ist dieses Röhrchen auf
der ganzen Länge mit einem Schlitz 6 versehen, der auch in der Abb. 7 dargestellt
ist. Durch die Bohrung des Verstärkerröhrchens tritt ein Teil der Kühlflüssigkeit,
die zur intensiven Kühlung im Innern des Hartmetallkörpers dient. Die Durchflußmenge
kann durch ein -in diese Bohrung einzubringendes Einsatzstück nach Belieben bemessen
werden. In der Abb. 6 ist noch eine Ausführungsform eines ringförmigen Hartmetallteils
dargestellt, wobei der Zentrierteil so ausgebildet ist, daß er in die Bohrung hineinragt
und mit dieser 'verlötet ist. Für gewisse Ausführungsformen hat es sich zur weiteren
Erhöhung der Nachgiebigkeit der Lötstelle als zweckmäßig erwiesen, den Zentrierteil
an seinem Ende, also dem Teil, der mit dem Hartmetallteil verlötet wird, mit Schlitzen
7 zu versehen, wie dies in der Abb. 8 in der Aufsicht dargestellt ist.
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Die Ansprüche 2 bis 5 sind echte Unteransprüche. Ihren Gegenständen
ist nur in Verbindung mit dem Gegenstand des Hauptanspruchs Bedeutung zugedacht.