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Verfahren zum Herstellen von Rohren gleicher Wandstärke Das Hauptpatent
betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Rohren gleicher Wandstärke aus beim Streckreduzierwalzen
von Rohren anfallenden Abfallenden mit in Längsrichtung konisch verdickter Rohrwandung
und kennzeichnet sich dadurch, daß die Abfallenden durch eine auf ihre Außenwandung
einwirkende, an sich bekannte Kaltverformung, insbesondere Kalthämmern, über einen
Dom gestreckt und unter Verringern ihres Außendurchmessers auf gleiche Wandstärke
gebracht werden.
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Das bei dem Verfahren nach dem Hauptpatent insbesondere vorgeschlagene
Kalthämmem der Abfallenden über einen Dorn führt bei Ausgangsrohren von vergleichsweise
großem Ausgangsdurchmesser zu gewissen Schwierigkeiten. Diese beruhen im wesentlichen
darauf, daß mit Zunahme des Außendurchmessers der im Streckreduzierwalzverfahren
hergestellten Rohre die Länge der Rohrenden mit verdickter Rohrwandung abnimmt.
Während bei Rohren von 1/2 Zoll Fertigdurchmesser die am vorderen und hinteren Ende
auftretenden Abfallenden eine Länge von jeweils etwa 2 bis 3 m aufweisen, beläuft
sich die Länge der Abfallenden bei streckreduzierten Fertigrohren von etwa
13/4 Zoll Fertigdurchmesser nur noch auf jeweils etwa 1/2 bis 3I4 m. Da bei
einer durch Kalthämmern erfolgenden Bearbeitung dieser Abfallenden sich an dem die
größere Wandstärke besitzenden Endabschnitt der Abfallenden im Höchstfalle Querschnittsabnahmen
bis zu etwa 60 % erreichen lassen und die an dem die geringere Wandstärke besitzenden
Rohrende auftretenden Querschnittsabnahmen entsprechend geringer sind, können die
Abfallenden durch Kalthämmern etwa auf die doppelte Länge gebracht werden. Dies
würde jedoch bei relativ kurzen Abfallenden, wie sie beim Streckreduzierwalzen von
Rohren größeren Außendurchmessers auftreten, zur Herstellung von verhältnismäßig
kurzen Rohrabschnitten von nur 1 bis 11/2 m Länge führen, für die in der Praxis
nur wenig Verwertungsmöglichkeiten bestehen.
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Diese insbesondere bei Abfallenden mit größerem Außendurchmesser und
vergleichsweise geringer Länge auftretenden Schwierigkeiten lassen sich erfindungsgemäß
dadurch beseitigen, daß die Kaltverformung der Abfallenden durch das bekannte Katlpilgerwalzen
erfolgt. Die Abfallenden werden hierbei durch auf ihre Außenwandung einwirkende
Walzen eines Pilgerwalzwerkes bekannter Bauart über einen Dorn gestreckt und unter
Verringerung ihres Außendurchmessers auf gleiche Wandstärke gebracht. Gegenüber
dem Kalthämmern hat das erfindungsgemäß vorgeschlagene Kaltpilgern den Vorteil,
daß sich ohne weiteres an dem die größere Wandstärke aufweisenden Rohrende Querschnittsabnahmen
bis zu etwa 80 % erreichen lassen, so daß sich unter Berücksichtigung der jeweils
geringeren Querschnittsabnahme an dem die kleinere Wandstärke aufweisenden Rohrende
durch das Kaltpilgern eine Vergrößerung der Rohrlänge bis etwa auf die vierfache
Länge der Abfallenden herbeiführen läßt. Infolge dieser gegenüber dem Kalthämmern
etwa um das Doppelte größeren Längung der Rohrenden ergibt sich die Möglichkeit,
auch aus verhältnismäßig kurzen Abfallenden Qualitätsrohre mit besonders vorteilhaften
Eigenschaften in einer für die Praxis ausreichenden Länge von mehr als 1,5 m - vorzugsweise
mehr als 2 m - herzustellen.
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Infolge der beim Kaltpilgem erreichbaren Querschnittsabnahmen bis
zu etwa 80 % läßt sich ferner auch bei besonders großen Wandstärkentoleranzen sowie
bei Stählen mit einem bis zu relativ großen Querschnittsveränderungen reichenden
kritischen Verformungsbereich eine nachteilige Gefügeveränderung durch die Kaltverformung
mit Sicherheit vermeiden. Ein weiterer Vorteil des Kaltpilgerns besteht darin, daß
der bei der Kaltverformung der Abfallenden eintretende
Werkzeugverschleiß
wesentlich geringer ist als beim Kalthämmern.
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Das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren wird zweckmäßig in der
Weise durchgeführt, daß das Kaltpilgern in bekannter Weise über einen kegehgen Walzdorn
erfolgt. Der Walzdorn ist hierbei in bekannter Weise drehbar, aber axial unverschieblich
gelagert. Die auf den kegeligen Walzdorn aufgeschobenen Abfallenden werden in ebenfalls
an sich bekannter Weise mittels zweier parallel zur Achse des Walzdornes hin- und
herbewegter, gleichzeitig eine oszillierende Drehbewegung ausführender Pilgerwalzen
schrittweise ausgewalzt sowie jeweils nach kurzzeitiger Freigabe zu Beginn des Walzgerüsthubes
vorgeschoben und gleichzeitig um etwa 60° zusammen mit dem Walzdorn gedreht.
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In der Regel empfiehlt es sieh, mit dem Kaltpilgern an dem die größere-
Wandstärke aufweisenden Ende der Abfallenden zu beginnen. Hierdurch erreicht man,
daß die zunächst besonders hohe Belastung des Kaltpilgerwalzwerkes und die dementsprechende
Wärmeentwicklung mit fortschreitender Bearbeitung der Abfallenden abnimmt, so daß
unzulässig starke Erwärmungen des Walzwerkes vermieden werden. Das Verfahren läßt
sich jedoch auch in der Weise durchführen, daß mit dem Kaltpilgern an dem die geringere
Wandstärke aufweisenden Rohrende begonnen wird, wodurch sich im allgemeinen ein
besseres Fließen des Werkstoffes in Rohrlängsrichtung und eine gleichmäßigere Gefügestruktur
erreichen läßt.
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In der Zeichnung ist Näheres zur Durchführung des Verfahrens gemäß
der Erfindung als Ausführungsbeispiel dargestellt. Es zeigt Fig.1 einen Teilabschnitt
eines Abfallendes mit verdickter Rohrwandung im Längsschnitt, Fig.2 eine schematische
Darstellung eines Kaltpilgerwalzwerkes.
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Bei dem in Fig. 1 dargestellten Abfallende 1 eines im Streckreduzierverfahren
gewalzten Rohres nimmt bei etwa gleichbleibendem Außendurchmesser die Rohrwandstärke
von der Rohrmitte zu dem in Fig. 1 rechts dargestellten Rohrende 1 a hin stetig
zu. Das Ausmaß der Wandstärkenvergrößerung und die Länge der Abfallenden 1 ist je
nach den Abmessungen der eingesetzten Rohrluppen und der Fertigrohre verschieden.
Bei einem Außendurchmesser des im Streckreduzierverfahren gewalzten Rohres von 1/z
Zoll und einer Wandstärke von etwa 2,4 mm treten an beiden Rohrenden auf einer Länge
von etwa 2 bis 3 m die Herstellungstoleranzen überschreitende Wandstärkenverdickungen
auf, wobei das Ausmaß der Wandstärkenverdickung am vorderen Ende des Fertigrohres
jeweils etwas geringer als die am hinteren Rohrende ist. Bei einem im Streckreduzierwalzverfahren
hergestellten Rohr mit einem Außendurchmesser von 13/4 Zoll und einer Wandstärke
von 5 mm beläuft sich die Länge der Abfallenden am vorderen Rohrende auf etwa 0,5
m und am hinteren Rohrende auf etwa 0,7 m.
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Die von dem mittleren, eine gleichmäßige Wandstärke besitzenden Rohrabschnitt
abgetrennten Abfallenden 1 werden durch Kaltpilgern über einen Dorn in Rohre gleichmäßiger
Wandstärke umgeformt. Hierzu werden die Abfallenden, wie Fig. 2 erkennen läßt, in
Richtung des Pfeiles x auf einen Dorn 2 aufgeschoben, dessen in Vorschubrichtung
x vorderes Ende 2a bis etwa auf den Innendurchmesser des durch die Kaltbearbeitung
hergestellten Fertigrohres 3 verjüngt ist. Die auf dem Abfallende 1 in hin- und
hergehender Drehbewegung in Richtung der Pfeile y und z abrollenden Walzenbacken
4 sind an den Walzenkörpern 5 befestigt. Die Walzenkörper 5 besitzen am Anfang und
Ende des Kalibers 4 Aussparungen 6.
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Die Arbeitsweise des in Fig. 2 schematisch dargestellten Kaltpilgerwalzwerkes
ist folgende: Das Abfallende 1 wird mit dem die relativ größere Wandstärke besitzenden
Rohrende voraus auf den Dorn 2 aufgeschoben und anschließend mittels einer (nicht
dargestellten) Vorschubvorrichtung in Richtung x über den gehärteten konischen Walzdorn
2a geschoben, der in bekannter Weise drehbar, aber axial unverschieblieh gelagert
ist. Die Walzenbacken 4 der Walzen 5 walzen den auf dem konischen Walzdorn 2 a befindlichen
Längenabschnitt des Abfallendes 1 aus, indem gleichzeitig mit der oszillierenden
Drehbewegung der Walzen 5 das Walzgerüst 7 parallel zur Achse des Walzdornes hin-
und herbewegt wird. Der Werkstoff der Abfallenden 1 wird dabei schrittweise unter
Verringerung des Außendurchmessers des Innendurchmessers und der Wandstärke ausgewalzt,
indem bei jedem Hub des Walzgerüstes das Abfallende 1 während einer kurzzeitigen
Freigabe zu Beginn des Walzgerüsthubes um einen bestimmten Betrag vorgeschoben und
gleichzeitig um etwa 60° zusammen mit dem Walzdorn gedreht wird.
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Auf diese Weise läßt sich z. B. aus einem Abfallende, das einen Außendurchmesser
von 57 mm aufweist, bei einer Wandstärke von 7,5 mm an dem einen und 5 mm an dem
anderen Ende ein Fertigrohr von 38 mm Außendurchmesser und 2,5 mm Wandstärke herstellen.
Die Querschnittsabnahme an dem die relativ größere Wandstärke besitzenden Rohrende
beläuft sich dabei auf 76,1%, während an dem die relativ geringere Wandstärke besitzenden
Rohrende eine Querschnittsverringerung von 65,8% erzielt wird. Die durchschnittliche
Querschnittsabnahme über die gesamte Länge des Abfallendes beläuft sich dabei auf
71,6%, was einer Vergrößerung der Rohrlänge auf mehr als das Dreieinhalbfache der
Länge des Abfallendes entspricht.
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Auf diese Weise läßt sich aus einem Abfallende von z. B. 0,45 m Länge
ein Fertigrohr von etwa 1,6 m Länge herstellen, während aus einem Abfallende von
z. B. 0,65 m Länge ein Fertigrohr von etwa 2,3 m Länge hergestellt werden kann.