DE10108861B4 - Device for producing a seamless hollow body with a bottom or a seamless steel tube - Google Patents
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Abstract
Einrichtung zur Herstellung eines nahtlosen Hohlkörpers mit Boden oder eines nahtlosen Rohres aus Stahl im Abmessungsbereich von 200 bis 1550 mm Außendurchmesser und einer Wanddicke von 20 bis 250 mm mittels eines Zieh-Press-Verfahrens bestehend aus einer Matrize und einem damit zusammenwirkenden zylindrischen Lochdorn sowie einem Ziehdorn mit Kugelkappe und mindestens einem damit zusammenwirkenden Ziehring, dadurch gekennzeichnet, dass, im Bodenbereich der Matrize, der Übergangsabschnitt (16) vom zylindrischen Abschnitt (14) zum Boden (15) einem Parabelast entspricht und der Übergangsabschnitt (16) zum Boden (15) hin in Form einer Tangente anschließt und der Anschluss zum zylindrischen Abschnitt (14) unter einem Winkel α erfolgt, der im Bereich von 28–35° liegt.Facility for producing a seamless hollow body with bottom or one seamless steel tube in the size range from 200 to 1550 mm outer diameter and a wall thickness of 20 to 250 mm by means of a drawing-press method consisting of a die and a cooperating cylindrical Piercer and a pulling mandrel with ball cap and at least one cooperating drawing ring, characterized in that, in the bottom area of the die, the transition section (16) from cylindrical portion (14) to the bottom (15) corresponds to a parabolic branch and the transition section (16) connects to the bottom (15) in the form of a tangent and the Connection to the cylindrical portion (14) takes place at an angle α, which is in the range of 28-35 °.
Description
Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Herstellung eines nahtlosen Hohlkörpers mit Boden oder eines nahtlosen Rohres aus Stahl im Abmessungsbereich von 200 bis 1550 mm Außendurchmesser und einer Wanddicke von 20 bis 250 mm gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The The invention relates to a device for producing a seamless hollow body with bottom or a seamless steel tube in the dimension range from 200 to 1550 mm outside diameter and a wall thickness of 20 to 250 mm according to the preamble of claim 1.
Das bekannte Zieh-Press-Verfahren ist beispielsweise im Stahlrohr-Handbuch, 10. Auflage (Oktober 1987), Vulkan-Verlag, Seite 138 – 140 und im Firmenprospekt der Mannesmannröhren-Werke (Seamless Hollow Bodies for High-Pressure Engineering, manufactured by the Pierce and Draw Process, Issue Feb. 1972) veröffentlicht. Bei diesem im Jahre 1899 von Heinrich Ehrhardt entwickelten Verfahren wird ein Gussblock, heutzutage kann dies auch ein Stranggussblock sein, in einem Tiefofen auf Umformtemperatur erwärmt und nach Einsetzen in eine Matrize einer vertikalen Lochpresse mittels eines Lochdornes zu einem Hohlblock mit einem kegelstumpfartig ausgebildeten Boden gepresst. Nach dem Ausstoßen aus der Matrize wird der Hohlblock abgestreckt, indem er mittels eines in den Hohlblock eingeschobenen Ziehdornes durch mindestens einen, im Regelfall mehrere, im Durchmesser sich werkleinernde Ziehringe gestoßen wird. Je nach Werkstoff und Anzahl der Züge kann es erforderlich sein, zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zügen eine Nacherwärmung vorzusehen.The known pull-press method is for example in the steel tube manual, 10th edition (October 1987), Vulkan-Verlag, page 138 - 140 and in the company brochure of Mannesmannröhren-Werke (Seamless Hollow Bodies for high-pressure engineering, manufactured by the Pierce and Draw Process, Issue Feb. 1972). In this year 1899 by Heinrich Ehrhardt developed process becomes a cast block, nowadays this can also be a continuous casting block, in a deep furnace at forming temperature heated and after insertion into a die of a vertical punch press a piercer to a hollow block with a frustoconical design Ground pressed. After the ejection from the die, the hollow block is stretched by means of an inserted into the hollow block mandrel by at least one, as a rule, several, in the diameter of werkleinernde Ziehringe pushed becomes. Depending on the material and number of trains, it may be necessary to reheat between two consecutive moves.
Den Skizzen auf Seite 7 und 8 des genannten Firmenprospektes ist zu entnehmen, dass die äußere Kontur des angepressten Bodens einem Kegelstumpf entspricht. Dies hat zur Folge, dass nach einem Abstrecken, beispielsweise über mehrere Ziehringe, sich eine Querschnittskonfiguration im Bodenbereich einstellen kann, bei der der Durchmesser des zylindrischen Teiles des Hohlblockes in etwa dem Durchmesser der stirnseitig angepressten geraden Bodenfläche entspricht. Bei einer solchen Konstellation ist nicht auszuschließen, dass der in den Hohlblock eingeschobene Ziehdorn beim nächsten Ziehring den Baden durchstößt oder Kräfte so stark ansteigen, dass die Presskraft der Ziehpresse nicht mehr ausreicht, um den Hohlblock durch den nächst kleineren Ziehring zu stoßen.The Sketches on page 7 and 8 of the company brochure are closed Take that out of the outer contour of the pressed soil corresponds to a truncated cone. This has to Episode that after a stripping, for example, over several Pull rings, can set a cross-sectional configuration in the bottom area, at the diameter of the cylindrical part of the hollow block corresponds approximately to the diameter of the end face pressed straight bottom surface. In such a constellation can not be ruled out that the inserted into the hollow block pulling mandrel at the next drawing ring piercing the bath or Forces like that strongly increase that the pressing force of the drawing press is no longer sufficient around the hollow block through the next to push smaller drawing ring.
Diesem Umstand hat man bisher dadurch Rechnung getragen, dass kurz vor Erreichen dieses Zustandes der Hohlblock von der Ziehlinie genommen und unter eine separate Schmiedepresse gelegt wurde. Mit Hilfe dieser Schmiedepresse wurde der Bodenbereich beigehalten, oder anders ausgedrückt: eine dickwandige Angel angeformt. Da der Hohlblock sich bei diesem Prozess stark abkühlt, ist nach diesem Beihalteprozess eine Nacherwärmung von mindestens 60 Minuten erforderlich.this The circumstance has been taken into account by the fact that shortly before Reaching this state the hollow block is taken from the drawing line and placed under a separate forging press. With the help of this Forging press was kept to the bottom area, or in other words: a thick-walled Angel molded. Because the hollow block is in this process strongly cooling, is after this retention process a reheating of at least 60 minutes required.
Nachteil dieser Verfahrensweise ist zum einen die Unterbrechung der Fertigung mit einem einhergehenden Zeitverlust sowie der Energieverbrauch für das lange Nacherwärmen. Zum anderen besteht die Gefahr des Verschmiedens, d. h. dass die Mittelachse der angeschmiedeten Angel nicht mit der Mittelachse des Hohlblockes fluchtet. Dies führt dann zu starken Exzentrizitäten im Hohlblock, die unter Umständen den Ausschuss des Teiles bedeuten können. In jedem Fall wird aber der spätere Bearbeitungsaufwand erheblich erhöht und erschwert.disadvantage This procedure is on the one hand the interruption of production with a concomitant loss of time and energy consumption for the long reheating. On the other hand, there is a risk of smearing, d. H. that the Central axis of the forged Angel not with the central axis of the hollow block is aligned. this leads to then to strong eccentricities in the hollow block, under circumstances can mean the committee of the part. In any case, but will the later one Processing costs significantly increased and difficult.
In
der
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Einrichtung zur Herstellung eines nahtlosen Hohlkörpers mit Boden oder eines nahtlosen Rohres der gattungsgemäßen Art anzugeben, mit dem die zuvor geschilderten Nachteile vermieden werden.task The invention is a device for producing a seamless hollow body with soil or a seamless tube of the generic type specify, with which the disadvantages described above are avoided.
Diese Aufgabe wird ausgehend vom Oberbegriff in Verbindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.These Task is based on the generic term in conjunction with the characterizing Characteristics of claim 1 solved.
Nach der Lehre der Erfindung wird beim Lochen an den Blockboden eine kugelkappenförmige Außenkontur angepresst, wobei die Flanken der Außenkontur einen Parabelast darstellen. Beim nachfolgenden Abstrecken des Hohlblockes wird ein Ziehdorn mit einem Endbereich verwendet, der einer Kugelkappe entspricht.According to the teachings of the invention is when punching the block bottom a spherical cap-shaped outer Contour pressed, the flanks of the outer contour represent a parabolic branch. During the subsequent stretching of the hollow block, a mandrel is used with an end portion corresponding to a ball cap.
Die vorgeschlagene Verfahrensweise hat den Vorteil, dass der bisher erforderliche Zwischenschritt des Beihaltens des Bodens entfallen und die Nacherwärmung sich auf eine übliche Zeit von 20 Minuten statt bisher 60 Minuten reduziert. Außerdem wird die Gefahr eines Bodendurchreißens oder eines Steckers vermieden. Die Produktivität wird mit diesem Verfahren erheblich gesteigert und es wird eine signifikante Menge an Energie eingespart.The Proposed procedure has the advantage that the hitherto required intermediate step of holding the soil accounts and the reheating on a usual Time of 20 minutes instead of 60 minutes previously reduced. In addition, will the risk of ground tearing or a plug avoided. The productivity comes with this procedure Significantly increased and there will be a significant amount of energy saved.
Als vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn der zylindrische Lochdorn mit einer konkav eingezogenen Stirnfläche und einem scharfkantigen Übergang zwischen Mantellinie und Stirnfläche versehen ist. Diese Ausbildung erleichtert den Materialfluss beim Lochen und die gewünschte Anformung der kugelkappenförmigen Außenkontur des Bodens des Hohlblockes.When advantageous has been found when the cylindrical piercer with a concave retracted face and a sharp-edged transition between generatrix and face is provided. This training facilitates the flow of material during Punching and the desired Anformung of the spherical cap-shaped outer contour the bottom of the hollow block.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung soll der Radius der Kugelkappe des Ziehdornes in einem bestimmten Verhältnis zum Radius des Hohlblockbodens stehen, damit während des Ziehens beim Strecken des Bodens durch den radialen Materialfluss eine Mindest-Wanddicke eingehalten wird, die größer ist als die für ein Bodenreißen kritische Wanddicke. Vorzugsweise soll das genannte Verhältnis ≤ 0,75 sein. Eine weitere Verbesserung beim Ziehprozess wird dadurch erreicht, dass auf der Kugelkappe des Ziehdornes in unterschiedlich, senkrecht zur Mittelachse liegenden Durchmesserebenen umlaufende Ausnehmungen mit einer Tiefe im Bereich von 10 – 50 mm angeordnet sind. Vorzugsweise sind die Ausnehmungen als Hohlkehle ausgebildet.To Another feature of the invention is the radius of the ball cap of the mandrel in a certain ratio to the radius of the hollow block bottom stand so while drawing during stretching of the soil by the radial flow of material a minimum wall thickness is maintained which is greater than that critical for soil tearing Wall thickness. Preferably, said ratio should be ≤0.75. Another improvement During the drawing process is achieved by the fact that on the ball cap of the mandrel in different, perpendicular to the central axis lying Diameter levels circumferential recesses with a depth in the range from 10 - 50 are arranged mm. Preferably, the recesses are as a groove educated.
Wertere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von einer in Prinzipskizzen dargestellten Verfahrensweise. Es zeigen:Wertere Features, advantages and details of the invention will become apparent the following description of one shown in schematic diagrams Procedure. Show it:
In
den
Der
so erzeugte Hohlblock
In
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
Claims (6)
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DE2001108861 DE10108861B4 (en) | 2001-02-15 | 2001-02-15 | Device for producing a seamless hollow body with a bottom or a seamless steel tube |
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DE10108861A1 DE10108861A1 (en) | 2002-09-05 |
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- 2001-02-15 DE DE2001108861 patent/DE10108861B4/en not_active Expired - Lifetime
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