DE2166037A1 - Verfahren zur herstellung von zylindrischen hohlkoerpern - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Hohlkörnern, insbesondere solcher überdurchschnittlich großen Durchmessers.
• Es ist bereits bekannt, zylindrische Hohlkörper, wie z.b. Rohre, durch nahtloses Pressen herzustellen. Nachteilig hat sich dabei aber gezeigt, daß diese Rohre nur mit für viele technische Anwendllngen viel zu großen Wanddickenabweichungen bzw. Toleranzen herstellbar sind.
• Es ist weiterhin bekannt, nahtlose Rohre durch Ziehen herzustellen. Nachteilig hat sich aber auch bei diesem Verfahren herausgestellt, daß die Wanddickenabweichungen bzw. Toleranzen für viele technische Zwecke zu groß sind und weiterhin lassen sich mit dem Ziehverfahren nur Rohre von durchschnittlich 300 mm Durchmesser, in Sonderfällen bis zu 400 mm Durchmesser, herstellen.
• Einen sehr wesentlichen Nachteil haben beide genannten Verfahren gemeinsam. Sie erfordern eine bestimmte Mindestwanddicke, die abhängig vom Werkstückdurchmesser ist. Rohre großen Durchmessers mit geringen Wanddicken lassen sich nach den genannten Verfahren nicht herstellen.
• Für viele technische Zwecke sind aber Rohre bzw.
• zylindrische Hohlkörper notwendig, die Durchmesser von mehr als 200 und auch mehr als 400 mm aufweisen müssen und deren Wanddicken verhältnismäßig dünn sein sollen, wobei die Wanddickentoleranzen auch nur sehr gering sein dürfen.
• Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, mit dem es auf wirtschaftliche Weise möglich ist, Rohre bzw. zylindrische Hohlkörper von mehr als 300 mm Durchmesser und mehr herstellen zu können, bei denen die Banddicke und die Wanddickentoleranz sehr gering ist. Insbesondere sollen die hergestellten zylindrischen Hohlkörper eine Wandstärkentoleranz sowohl über die Länge als auch über den Durchmesser von nicht mehr als plus minus 2 % der Wandstärke aufweisen. Die Rohre gemäß der Erfindung sollen weiterhin eine günstige Gefügestruktur aufweisen und zum Aneinanderschweißen ausgebildet sein.
• Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung sollen weiterhin auch Rohre herstellbar sein, die bei einem Durchmesser von mehr als 300 mm dünne Wanddicken aufweisen. Das Verfahren gemäß der Erfindung soll weiterhin auch die Verarbeitung von schwer zu verarbeitendem Material gestatten.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im Extremfall aus einer Blechtafel mit der größt möglichen, durch Walzen erzielbaren Breite zunächst eine Ronde mit dem größt möglichen Durchmesser ausgeschnitten, diese dann durch Projizierstreckdrücken zu einem Kegelstumpf umgeformt, dieser daraufhin. in mehreren T?ollenüber]äufen auf ein zylindrisches Futter aufgedrückt, die Wanddicke des so erhaltenen Zy]inders durch Steck drucken über ein längeres zylinderisches V.erkzeue verringert, danach der Werkstückboden abgestochen und das Werkstück gegerlbenenfalls einer Warmebehandlung unterzogen wird.
• Vorteilhaft kann das Werkstück zwischen allen oder einigen der einzelnen Arbeitsgänge einer Wärmebehandlung unterworfen werden, und es kann weiterhin auch wahrend der Umforrjung zu einem zylindrischem Werkstück dem Werkstück Wärme zugeführt werden.
• Um ein leichteres Anschweißen der Rohre in Längsrichtung aneinander zu gewährleisten, kann das Bedrehen der Werkstückenden (Arbeitsang 7) mit Sonderstählen durchgeführt werden, wodurch gleichzeitig eine Schweißnahtvorbereitung der Werkstückenden erfolgt. Um Werkstücke mit hohen Genauigkeiten und einer guten Gefügestruktur zu erhalten, können die einzelnen Arbeitsgänge unter oder ohne Zwischenschaltung einer Wärmebehandlung wiederholt werden. Weiterhin könne die zylindrischen Hohlkörper durch Längsaufschneiden und Richten zu übergroßen B]echtafeln weiterverarbeitet werden.
• I)ie nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten zylindrischen, nahtlosen Hohlkörper kennzeichnen sich vorteilhaft durch einen Durchmesser von mehr als 300 mm, wobei die Wsnddickentoleranzen im Bereich vom t 2 liegen.
• Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Darstellung der Verfahrensschritte näher beschrieben.
• Die Position 1 der Zeichnung zeigt eine Blechtafel aus z.b. Al Zn Mg 1, die 12 mm dick ist und eine Breite von 1 400 mm besitzt und bereits rund geschnitten ist. Gemäß Position 2 wird die Ronde gemäß Position 1 zunächst mit einem 200 mm großen Mittelloch versehen, damit sie auf den Zentrieransatz eines Spannfutters aufgesetzt werden kann. Die Ronde wird danach auf einer spezial Drückmaschine durch Projizierstreckdrücken gemäß Position 3 zu einem Kegelstumpf mit einer Wanddicke von 6 mm verformt, wobei das Ausgangsmaterial mit konstanten Abstand zur Mittelachse verschoben wird. Der paralell zur Achse erfolgende Vorschub des Içiaterials wird durch die Gleichung S 1 = 5 o X sins ausgedrückt.
• Danach wird das Ende des Kegelstumpfes gemäß Position 4 abgestochen und daraufhin wird das Werkstück nunmehr auf ein zylindrisches Futter gespannt und durch einen Drückvorgang gemäß Position 5 zu einem zylindrischen Hohlkörper mit einer Wandstärke von 5 mm verformt. Der zylindrische Hohlkörper kann daraufhin gemäß Position 6 durch Streckdrücken, das heißt durch spanloses Umformen zur Längung des Zylindermantels bei gleichbleibendem Durchmesser unter Durchführung einer Wanddickenreduktion auf die gewünschte Länge z.b. 5 000 mm bzw. auf die gewünschte Wanddicke z.b. 2 mm gebracht werden.
• Zur Herstellung des fertigen zylindrischen Hohlkörpers werden jetzt gemäß Position 7 die Enden abgestochen, wobei durch Spezialstähle zugleich eine Schweißnahtvorbereitung für das spätere Aneinanderschweißen der zylindrischen Hohlkörper durchgeführt werden kann und letztlich werden die zylindrischen Hohlkörper gegebenenfalls einer Wärmebehandlung unterworfen.
• In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es möglich, durch Längsaufsohneiden und Richten Bleche geringer Dicke, mit geringen Wanddickentoleranzen und großen Abmaßen herzustellen.
• Die erfindungsgemäßen zylindrischen Hohlkörper bzw. Rohre sind mit praktisch allen Durchmessern herstellbar, soweit zylindrische Innenfutter genügend großen Durchmessers vorliegen und weiterhin können durch die Bearbeitung mittels des Streckdrückverfahrens beliebig geringe Wanddicken hergestellt werden. Für den Fachmann iiberraschend ergeben sich selbst bei großen Durchmessern und geringsten Wanddicken nur Wandd ckentoleranzen in Umfangs- und Längsrichtung des Rohres von plus minus 7 S; und weniger.
• Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich für alle Werkstoffe anwenden, wobei bei verschiedenen schwer umformbaren Werkstoffen einige Wärmebehandlungsvorgänge zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen zwischengeschaltet werden müssen. Bei einigen Bearbeuitungsvorgängen ist es auch vorteilbaft, eine Warmumformung vorzunehmen, während der de Werkstiick Wärmeenergie zugeführt wird, um es auf einer bestimmten, fiir die Bearbeitung günstigen Temperatur zu erhalten.
• Bei bestimmten Werkstoffen ist es z.b. auch vorteilhaft, die einzelnen Verformungsschritte schrittweise vorzunehmen. Zum Beispiel kann das Projizierstreckdrücken in einem ersten Schritt auf eine Winkelneigung von 350 erfolgen, danach kann ein Projizierstreckdrficken auf den Endwinkel von 200 erfolgen, es folgt darauf ein Vordrucken und anschließend ein Pertigdrucken und schließlich das Streckdrücken.
• rsichtlicherweise eignet sich das erflndungsgemäuse Vorfahren insbesondere zur Herstellung von Rohren mit geringsten Wanddicken; da bei solchen Rohren ein Geringster Materialaufwand vorliegt, sind diese wirtschaftlich besonders interessant.
• Ersichtlicherweise ist das Verfahren gemäß der Erfindung außerordentlich variabel, und es können durch die Zwischenschaltung von Wärmebehandlungsstufen und die Einteilung des Gesamtverfahrens in verschiedenste Arbeitsschritte auch Werkstoffe bearbeitet werden, die gemeinhin einer spanabhebenden oder auch anderen spanlosen Formgebung nicht zugänglich sind. Bei der Verarbeitung von Werkstoffen, die bei höheren Temperaturen oxidieren, kann die Verarbeitung ohne Wärmebehandlung erfolgen bzw.
• kann das Verfahren unter Schutz gas durchgeführt werden.
• Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung kann z.b. so aussehen, daß eine Blechtafel durch Projizierstreckdrücken auf einen Kegelstumpf mit einer Wanddicke von 12,5 mm umgeformt wird, wobei der Kegelstumpf einen größten Durchmesser von 3 000 mm und einen geringsten Durchmesser von 1 600 mm aufweisen kann, danach kann das Werkstück zu einem Hohlkörper mit einem Durchmesser von 1 600 mm, einer Länge von 1 600 mm und einer Wanddicke von zirka 10 mm durch Drücken umgeformt werden und schließlich kann das jetzt zylindrische Werkstück auf eine Länge von 5 000 mm gebracht werden, wobei sich eine Wanddicke von 4 mm ergibt.

Claims (7)

P a t e n t a n s p r ü c h e

1.Verfahren zur Herstellung von zylindrischen Hohlkörpern, insbesondere für das Ziehen und Pressen überdurchschnittlich großer Durchmesser, dadurch gekennzeichnet, daß aus einer Blechtafel im Extremfall mit größt möglichen, durch Walzen erzielbaren Breite zunächst eine Ronde mit dem größt möglichen Durchmesser ausgeschnitten, diese dann durch Projizierstreckdrücken zu einem Kegelstumpf umgeformt, dieser daraufhin in mehreren Rollenüberläufel auf ein zylindrisches Futter aufgedrucXu, die Wanddicke des so erhaltenden Zylinders durch Streckdrücken über ein längeres zylindrisches Werkzeug verringert, danach der Werkstückboden abgestochen und das Werkstück einer Wärmebehandlung unterzogen wird.

2, Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkstück zwischen allen oder einigen der einzelnen Arbeitsgänge einer Wärmebehandlung unterworfen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß während der Umformung zu einem zylindrischen Werkstück dem Werkstück Wärme zugeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, daß das Bedrehen (Arbeitsgang 7) mit Sonderstählen durchgeführt wird, wodurch gleichzeitig eine Schweißnahtvorbereitung des Werk- -stückes an den Enden erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Arbeitsänge-unter oder ohne Zwischenschaltung einer Wärmebehandlung wiederholt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zylindrischen Hohlkörper durch Längsaufschneiden und Richten zu übergroßen nach anderen Verfahren nicht herstellbaren Blechtafeln weiterverarbeitet werden.

7. Zylindrischer, nahtlose Hohlkörper hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Durchmesser von mehr als 300 mm.

d, Zylindrischer, nahtloser Hohlkörper, hergestellt nach dem Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch einen Durchmesser von mehr als 200 mm und einer Wandstärkentoleranz von 2 %.