DE2631562A1

DE2631562A1 - Verfahren zum walzpresslochen und einrichtung zur durchfuehrung dieses verfahrens

Info

Publication number: DE2631562A1
Application number: DE19762631562
Authority: DE
Inventors: Minoru Kawaharada; Samon Yanagimoto; Seishiro Yoshiwara
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1975-07-18
Filing date: 1976-07-14
Publication date: 1977-01-20
Also published as: BR7604675A; JPS5211156A; RO71341A; JPS5536001B2; SU784743A3; FR2317973B1; FR2317973A1; GB1503482A; IT1062259B; US4052874A; CA1036394A; DE2631562C2

Description

Patentanwalt

D-5880 Lüdenscheid Lüdenscheid, TJ. Juli 1976 - 1

Patentanwalt A 76 105

Dlpl.-Chenrc. Friihj'of Schrumpf
D-5160 Düren

Winnie lderi η: Firma Nippon Steel Corporation 6-3» Otemachi 2-chome,
Chiyoda-ku, Tokyo / JAPAN

Verfahren zum walz preßlochen und LCinrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum JValzpreßlochen unter Anwendung einer axialen Vorschubkraft auf einen Mehrkantknüppel, anter Walzen der Knüppelkanten in einem Rundkaliber und unter inwirkunp; eines Dornkopfes im Bereich des Walzspaltes»

nwendungsgebiet der Erfindung ist das-Lochen von nahtlosen Mebal!rohren, z. B. nahtlosen Stahlrohren.

Bekannte Verfahren cind das Preßlochverfahren und das Schräg— Ätzverfahren sowie neuerdings das Walzpreßlochverfahren. Nach dem Preßlochverfahren wird ein Hohlmantel durch Einsetzen eines runden oder mehrkant ip;eri Knüppels in eine Matrize und durch Einpressen eines Dorns von einem Ende aus hergestellt. Dieses Verfahren hat im Hinblick auf die Produktgüte und die Wirtschaftlichkeit seine Bedeutung verloren. Das Schrägwalzverfahren wird leutzutage ein größtem Umfang eingesetzt, wobei insbesondere das Wannesmam-%rfahren weit verbreitet Lat. Aufgrund der im Rahmen lieses Verfahrens auftretenden starken Beanspruchung des Werkstoff es-, ' benötigt man als Einsatz runde "walzknüppel hoher Güte. Das Walzpreßlochverffihren ist neuerdings durch die Anmelderin ans der Theorie für eine praktische Anwendung weiter verarbeitet worden. Untersuchungen haben gezeigt, daß die in dem Werkstoff

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auftretenden Spannungen nur 1/10 bis 1/50 im Vergleich zu dem Mannesmanfc-Verfahren betragen. Die Spannungen sind in jeder Richtung klein. Infolgedessen ist auch die Gefahr einer Rißbildung klein; man kann Mehrkant-Stranggußstücke einsetzen.

Dieses Walzpreßlochverfahren wird an Hand der Fig. 1 erläutert. Danach wird mittels einer von einem EinstoLzylinder 1 betätigten Einstoßstange 2 ein Mehrkantknüppel 3-1 zwischen Walzen 4- und 4-' eingestoßen, die von einem nicht dargestellten Walzenantrieb angetrieben werden. Vor und hinter den Walzen 4- und 4-¹ befinden sich eine Einstoßführung 5 und eine Austrittsführung 6, die das vVerkstück 3* also den Mehrkant knüppel 3-1 und den gewalzten Hohlmantel 3-2 auf der Mittellinie X-X führen. Die Walzen 4- und 4-' haben ein Rundkaliber. Auf die Mittellinie des Rundkalibers ist ein Dornkopf 7 ausgerichtet, der an einer Dornstange 8 sitzt

Der "Vorschub des Mehrkantknüppels beim vValzvorgang erfolgt einerseits durch den Einstoßzylinder 1 und andererseits durch die Vorschubkraft der Walzen 4- und 4-'. Die Innenseite wird durch den Dornkopf 7 gelocht und aufgeweitet. Die Außenfläche wird kontinuierlich durch das Walzenkaliber in eine Kreisform gewalzt Die Bearbeitung ist beim Erreichen der Walzenebene Y-Y abgeschlossen. Dann werden der Hohlmantel 3-2 und die Dornstange 8 durch die Führungsrollen 10 geführt.

Fig. 1 a zeigt einen Schnitt durch eine Einrichtung zur Durchführung des Walzpreßlochverfahrens, Fig. 1 b einen Schnitt nach der Linie R-R in Fig. 1 a, Fig. 1 c einen Schnitt in der Walzenebene Y-Y und Fig. 1 d einen Schnitt nach der Linie S-S.

Dieses herkömmliche Verfahre-. ir-t dadurch gekennzeichnet, daß dei •^uadratknüppel beim Elnstoi?en im wesentlichen gleichzeitig mit lern Dornkopf und dem Walzenkaliber In Eingriff kommt. Einzel-Leiten dieses bekannten Verfahrens werden an Hand der FIg, 2 und 3 erläutert,

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wo die B¹Ig. 3 a, b, c, d jeweils Querschnitte nach den Linien A-A, B-B, C-C, D-D in Fig. 2 darstellen ; die Schnittlinie D-D entspricht der walzenebene Y-Y in Fig. 1. Wach Fig. 3 liegt in der Stellung A-A der Fig. 2 noch kein völliger Eingriff des Knüppels 3-1 zwischen den Walzen 4 und 4¹ vor, auch ein Eingriff mit dem Dornkopf 7 ist nicht vorhanden, in der Stellung B-B greifen die ¥alzenkaliber 4-1 und 4'-1 der Walzen 4 und 4¹ die Kantenbereiche 3-3 des Knüppels 3-1, und gleichzeitig kommt"· das St^rnende des Dornlcopfes 7 die Stirnfläche des Knüppels 3-1 im 'Dieses' Eingreifen des Dornkopfes 7 ist durch einen Punkt angedeutet. In der Stellung C-C ist der'Lochvorgang weiter fortgeschritten, indem die Kantenbereiche 3-3 cles Knüppels und der Dornkopf 7 eine Preßwirkung ausüben. In der Stellung D-D ist der Knüppel 3-1 im wesentlichen auf einen Kreisquerschnitt gewalzt und der Lochvorgang ist abgeschlossen; infolgedessen ist der Hohlinontel 3-2 ausgebildet. Nach den Fi p;. 2 und 5 kommt der Knüppel in der Stellung B-B im wesentlichen gleichzeitig mit den "'alzen und dem Dornkopf in Eingriff. Hierin sind zwei Nachteile bei der Einleitung des Lochvorgangs begründet. Der 1. Nachteil liegt in der Möglichkeit eines schlechten Eingriffs. Fig. 7 ist eine Seitenansicht des Vorderendes des Dornkopfes 7 im Eingriff mit der Stirnfläche des Knüppels 3-1· In diesem Zeitpunkt kommt der. Knüppel 3-1 mit seinen stirnseitigen Kantenbereichengerade in einen ersten Eingriff mit den Walzenkalibern, so daß die durc die Walzen bereitgestellte Vorschubkraft noch nicht in merklichem Ausmaß vorhanden ist. Der Beginn der Lochung erfolgt also nur unter der Wirkung der Preßkraft F.. Die Größe der Preßkraft F. kann eine Ausbeulung des langen, säulenförmigen Knüppels 3-1 hervorrufen. Infolge eines solchen Ausbeulens stößt der Knüppel gegen die Innenfläche der Einstoßführung 5· Hierdurch wird eine Querkraft F~ erzeugt. Bei einem Reibungskoeffizienten a. ergibt sich eine Reibungskraft «P-, die der Preßkraft F. entgegenwirkt. Wenn deshalb das Lochen nur mit der Preßkraft F_x, erfolgt, überschreitet diese Preßkraft F^ häufig merklich die Streckgrenze.

In diesem Fall wird der Knüppel 3-1 in Längsrichtung gestaucht und beult in Querrichtung aus^ dieses bedingt eine weitere Zunahme der Reibungskraft. Aufgrund dieser Erscheinung wird die zur Einleitung des Lochvorgangs erforderliche Preßkraft nicht auf die Stirnseite des Knüppels 3-1 übertragen, so daß ein schlechter .Eingriff erfolgt. Zur Verringerung dieses Störeinflusses ergreift man Gegenmaßnahmen, um die Erzeugung der Reaktionskraft des Dornkopfes beim Eingriff zu verzögern, bis eine erhöhte Durchzugskraft von den falzen bereitsteht, indem ein Vorloch in der Stirnfläche des Knüppels 3-1 vorgesehen wird. Dadurch wird jedoch die Abkühlgeschwindigkeit im Stirnbereich des Knüppels 3-1 im Vergleich zu den Zentralbereichen größer, so daß die Temperatur des otirnteils beim Beginn des Lochens herabgesetzt ist. Dadurch erhöht sich der Verformungswiderstand. Dieses kann dazu führen, daß die Preßkraft F. die Streckgrenze im Mittelbereich des Knüppels 3-1 überschreitet, darüber·hinaus beeinflußt das Vorloch nachteilig die Vergrößerung der Abkühlgeschwindigkeit.

Der 2. Nachteil ist in der merklichen Verschlechterung der Ungleichförmigkeit der wanddicke im Stirnbereich des Hohlmantels zu sehen, wobei die Ungleichförmigkeit als ( maximale Wanddicke - minimale Wanddicke ) χ 100/ mittlere Wanddicke (%) gemessen wird. Infolgedessen wird die Ungleichförmigkeit der Wanddicke im Mittelbereich verschlechtert, wenn sich dort der nachteilige Einfluß auswirkt. Wenn man auch die Ungleichförmigkeit der Wanddicke im ßtirnbereich mittels eines Vorloches in der Stirnfläche des Knüppels 3-1 verbessern kann, ist diese Verbesserung vom technischen Standpunkt nicht ausreichend. Es konnten durch ausgedehnte Untersuchungen des Erzeugungsvorgangs der ungleichförmigen vvanddicke im Stirnbereich und im Mittelbereich die nachstehenden Tatsachen festgestellt werden. Bei dem herkömmlichen Verfahren nach Fig. 7 kommt beim Lochen die Stirnfläche des Knüppels 3-1 gleichzeitig mit dem Stirnende des Loch-

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dorns 7 und in den Kantenbereichen mit den Kalibern der Walzen 4- und A' in Eingriff. Die Verhältnisse sind der Darstellung der Fig. 3 b ähnlich. In diesem Zeitpunkt wird durch die Walzen kaum eine Vorzugskraft auf den Knüppel 3-1 aufgebracht, so daß bei Beginn des Lochens nur die Freßkraft F^ zur Verfügung steht. Deshalb hat die Preßkraft F^,, wie bereits oben beschrieben, einen so hohen Wert, daf. die Streckgrenze des Knüppels 3-1 überschrittei wird. Infolgedessen knickt der Knüppel 3-1 leicht aus, so daß di« Kraft F-j, geneigt zur Mittellinie 12 durch die Eeaktionskraft F₂ innerhalb der Einstoßführung 5 erzeugt wird. Dadurch werden der Dornkopf 7 und die Dornstange 8 zwangsweise abgebogen, wie dies in Fig. 7 in gestrichelten Linien dargestellt ist. Gleichzeitig wird die Stirnfläche des Knüppels 3-1 ungleichmäßig verformt.

eil infolge dieses Ausknickens die Stirnfläche des Knüppels geneigt zur vvalzenebene Y-Y des Walzgerüsts liegt und weil der Merkstofffluß infolge des Ausknickens des Knüppels ungleichförmig ist, wird dadurch der unerwünschte Zustand noch mehr gefördert. Der Werkstoff fließt nämlich mehr nach oben, also in Y-Richtung nach Fig. 7 und weniger nach unten, also in - Y-Richtung. Diese vVirkunp; ist nicht nur in der Nähe der Stirnfläche merklich, sondern die Abbiegung des Dornkopfes und der Dornstange werden deutlicher durch die Führung des Stirnendes. Diese Wirkung tritt um so ausgeprägter beim Lochen des Mittelteils und des Hinterendes des Knüppels auf. Dementsprechend ist es bei der Ausübung des herkömmlichen Preßlochverfahrens notwendig ein Vorloch im Stirnende des Knüppels anzuwenden. Doch auch wenn ein Vorloch vorgesehen ist, wird die Länge des Loches durch die Ungleichförmigkeit der Wanddicke auf das 25-fache des Innendurchmessers des Hohlmantels 3-2 begrenzt.

Fig. 6 stellt die Ung]eichförmigkeit der Wanddicke im Abstand 1d (d=Außendurchmesser des Rohres) vom Stirnende dar.. Auf der Abszisse ist der Wert L/d aufgetragen, der das Verhältnis des . Abstandes vom Eintrittspunkt des Knüppels in das Kaliber zur Spitze des Dornkopfes zum Außendurchmesser des Rohres angibt.

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Der Abstand L ist die Differenz der gedrückten Länge K - dem Abstand M. der Spitze des Dornkopfes v< n der Walzenebene. Das herkömmliche Verfahren hat den ;.ert L/d = 0; die Ungleichförjnigkeit der ^-.mddicke ist ohne Vorloch 50 %; auch mit Vorloch betrag die Ungleichförmigkeit der Wanddicke noch 22 %. rienr. kein Vor loci, vorhanden ist, wird die Ausbringung merklich verschlechtert. Es ist außerordentlich schwierig das Vorloch warm zu formen, ohne dadurch die Form des Paiüppels zu verschlechtern. Infolgedessen muß das Vorloch kaltgeformt werde. Da jedoch der Knüppel vor dem walzen in Abschnitten der zwei- bis dreifachen Lochlänge aufgeheizt und unterteilt und geschnitten wird, kann das Vorloch iiianchmal nicht angebracht werden. Y/enn das Vorloch warmgeformt wird,ist seine Maßhaltigkeit schlecht. Man erzielt keine ausreichende /nrk-samkeit. Die Stirnfläche wird verfonnt. Der Knüppe" kanr nicht durch die Einstoßführung 5 treten, wenn andererseits ein zu großes Spiel der Einstoßführung 5 vorgesehen ist, kann der Knüppel 3-1 nicht zentral gehalten werden. Infolgedessen wire die Unfrleichförmigkeit der Wanddicke größer, was nachteilig ist.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines wirtschaftlichen Verfahrens zum Walzpreßlochen, das ohne Vorloch ausgeführt werden kann und eine hohe Maßgenauigkeit und i'ormhaltigkeit des gelochten Rohres gewährleistet.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die

alzen die Knüppelkanten greifen und den KnüpOel zentrieren, bevor der Dornkopf mit dem Axialbereich des Knüppels in Eingriff kommt.

Die Erfindung: verringert merklich die Ungleichförmigkeib der Vvanddicke des gebildeten Hohlmantels oder Rohres. Infolgedessen erhält man eine hohe Ausbringung. Es lassen sich Metallrohre hoher Güte herstellen.

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	auf	die anliegenden Zeichnungeft erläutert, in denen

_₇_ 2631562	1	Schnitte einer bekannten Einrichtung
Eine Ausführungsform nach, der Erfindung wird im folgenden unter		zum 'Aalzpreßlochen,
Bezugnahme	2	s- den Verformungsganp eines Knüppels,
darstellen:	3	verschiedene Querschnitte für einzelne .
I¹Ig.		Stufen des Verformungsganges,
	4	den Verformungsgang: im Rahmen des Ver
i'ig.		fahrens nach der Erfindung,
Fig.		verschiedene Schnitte durch einzelne
		Stufen des Verformungsganges,
Fig.	6	ein Schaubild der Ungleichförmigkeit der
		Wanddicke in Abhängigkeit von verschiedenen
		Parametern,
	7	eine Seitenansicht für den Eingriff des
Fig.		Knüppels mit der Spitze des Dornkopfes
		nach dem Stand der Technik,
	8	eine Seitenansicht des Eingriffs der Spitze
Fig.		des Knüppels mit der Spitze des Dornkopfes
		nach der Erfindung und
	9	das Verhältnis des Knüppelquerschnitts
		zum vValzkaliber.


Fig.

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Im Rahmen der ürfindunp; konnten die folgenden Tatsachen durch Versuche bestätigt werden.

1. Selbst wenn der Dornkopf 7 zusammen mit der Dornstange 8 durch die Führungsrollen 10 zentral gehalten wird, wird der Dornkopf 7 an der Dornstange 8 abgeknickt, wenn nicht der Knüppel genau auf der Mittelachse X-X vor dem Dornkopf 7 geführt wird. Dann kann man beim Lochen kein Hohr gleichförmiger Wanddicke erhalten.

2. Selbst wenn der Knüppel auf der Mittelachse X-X zugeführt wire wird das Knüppelende durch die Preßkraft beim Auftreten auf den Dornkopf verformt und dadurch exzentrisch, wenn nicht der Knüppe fest auf der Einstoßseite ausgerichtet wird. Gleichzeitig wird die ungleichmäßige Belastung auf den "Dornkopf 7 übertragen, so daß eine Kraft geneigt zur Mittellinie erzeugt wird, was eine Ausbiegung bedingt. Dadurch wird die Dornstange ausgeknickt und man erhält eine ungleichförmige wanddicke.

3. Damit der Knüppel fest auf der Mittelachse X-X auf der Einstoßseite gehalten wird, hält man am besten die sirnseitigen Kantenbereiche des Knüppels mit Hilfe der Walzen. Wenn dann eine Ausbiegung des Knüppels aufgrund der Preßkraft auftritt und die Kraftrichtung ' geneigt zur Mittellinie ist, so daß eine exzentrische Belastung auf den Dornkopf einwirkt, kann man keinen merklichen nachteiligen Einfluß erwarten.

Einzelheiten der Erfindung werden an Hand der Fig. 4 und 5 erläutert, v/obei die Fig. 5 a, b, c, d jeweils Schnitte längs der Linien A'-A; H-B¹, C?-(7, If-If in Fig. 4 darstellen. Fig. 5 a entspricht der Stellung A'-A¹ in Fig. 4, wo die Kaliber 4-1 und 4'-1 der Walzen 4, 4' gerade die Kantenbereiche 3-3 des Knüppels 3-1 fassen. Nach der Erfindung ist in dieser Stellung die Spitze des Dornkopfes 7 nicht mit der Stirnfläche des Knüppels 3-1 in Eingriff. Fig. 5 b entspricht der Stellung B-B¹ in Fig. 4,wo die

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Kantenbereiche 3-3 bereits teilweise verforint sind und die Spitze des Dornkopfes immer noch nicht mit der Stirnfläche des Knüppels 3-1 in Singriff ist. In der Stellung C-C¹ gemäß Pig. 5 c kommt die Spitze des Dornkopfes 7 mit der Stirnfläche des Knüppels 3-1 in Eingriff. In diesem Zeitpunkt wird der Knüppel 3-1 durch die falzen 4,4-' festgehalten, so daß die verschiedenen Achsen mit der Mittellinie des «Valzspaltes übereinstimmen. VIfT₁. 5 d entsprechend der Stellung D'-D¹ in J"ig. 4 zeigt den Zustand, wo der Knüppel 3-1 im wesentlichen vollständig in

inen Kreisquerschnitt gewalzt ist und wo das Lochen im wesentlichen abgeschlossen ist. Man hat bereits einen Hohlmantel 3-2.

In den Fig. M- und 5 ist die Strecke L von der Eintrittsebene des Valzspaltes zur Spitze des Dornkopfes der Differenz der maximaler gedrückten Länge K und dem Abstand M von der Walzenebene zur Spitze des üornkopfes gleich. Der Eintrittspunkt A'-A¹ in den Walzspalt ist um den Abstand L von der Spitze des Dornkopfes 7 weggerückt. Bevor der Knüppel die Lage des Dornkopfes 7 erreicht, ind die Kantenbereiche bereits ausreichend gewalzt und zwischen den Walzen festgehalten, so daß auch ohne Vorloch und bei zentraler Ausrichtung des Dornkopfes 7 das Zentrum des Knüppels und das Zentrum des Dornkopfes miteinander übereinstimmen. Die Ausbiegung des Knüppels infolge der Preßkraft und die aufgrund dieser /^usbiegung geneigt zur Mittellinie wirksame Kraft, werden durch die Walzkraft vor dem Dornkopf in die Mittellinie umgelenkt Die Ungleichförmigkeit der «anddicke im Stirnbereich wird verbessert.

Fig. 8 zeigt in Seitenansicht das Auftreffen des Stirnendes des Dornkopfes 7 auf die Stirnfläche des Knüppels 3-1. In diesem Zeitpunkt werden die stirnseitigen Kantenbereiche des Knüppels 3t1 bereits durch die nalzkaliber ausgewalzt. Die schraffiert dargestellten Bereiche 13 und 13' sind bereits mit den Walzen in Eingriff. Durch Walzen und Halten des Knüppels 3-1 vor dem Dornkopf 7 in der beschriebenen Weise werden die beiden Nachteile

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des herkömmlichen Verfahrens ausgeschaltet. Zunächst einmal ka: man einen schlechten Eingriff unterdrücken, indem der Druckkraft¹ die von den Walzen 4- und 4-¹ auf die Eckenbereiche des Knüppels übertragene Durchziehkraft überlagert wird, Die Größe der durch di( Walzen erzeugten Druchziehkraft ist geringfügig kleiner als die Walzkraft in diesem Zeitpunkt, doch ist diese Kraft zur Unterstützung des Eingriffs genügend groi?. Die zweite Schwierigkeit hinsichtlich einer ungleichförmigen Wanddicke kann in folgender A'eise verbessert werden. Die bei dem herkömmlichen Verfahren auftretende Kraft F^geneigt zur Mittellinie X-X an der Spitze des Dornkopfes, die sich aus der Preßkraft F. und der Reaktionskraft Fp an der E'instoßführung zusammensetzt, wird nach der Erfindung durch die Walzkraft F. und F¹^ in die Richtung X-X unmittelbar vor dem Dornkopf umgelenkt. Dadurch kann die Ausknickung des Knüppels durch das 'walzen und Festhalten der Kanten-· bereiche korrigiert werden. Deshalb lier;t die Achse des Knüppels -5-1 unmittelbar vor dem Dornkopf koaxial mit der Achse desselben und fällt mit der Mittellinie X-X zusammen. Die Lochformung beginnt im Mittelbereich,und der Werkstofffluß ist symmetrisch, so daß man eine gleichförmige Wanddicke erhält.

Nach der vorstehenden Beschreibung werden die Eingriffsverhältnisse um so besser, je größer der v.ert L/d ist$ entsprechend wird die Ungleichförmigkeit der wanddicke verringert. Fig. 6 zeigt in Abhängigkeit von L/d die Ungleichförmigkeit der ^Twanddicke für den Fall L/d = 0, daß der Eingriffspunkt und die Spitze des Dornkopfes nach dem Stand der Technik übereinstimmen, für den Fall L/d ^- 0, daß der Eingriffspunkt gegenüber der Spitze des Dornkopfes auf die Austrittseite verschoben ist, und für den Fall L/d ^- 0, daß der Eingriffspunkt gegenüber der Spitze des Dornkopfes auf die Eintrittseite verschoben ist. In dem Maße wie L/d größer wird,wird die Ungleichförmigkeit der Wanddicke im Abstand d vom Stirnende allmählich verbessert. Die Ungleichförmigkeit der Wanddicke zeigt eine merkliche Verbesserung für den Wert L/d = 0,15, auch wenn kein Vorloch vorgesehen

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ist. Die Ungleichförmigkeit der -.'aiiddicke ergibt ^ich ohne Vorloch auf einen «ert von etwa 25 % bei L/d > O,15, was keine praktische Schwierip;keit bedeutet. An dieser Stelle L/d > 0,15 kommt der durch die Erfindung erzielte Fortschritt deutlich zum Ausdruck.

wenn L/d έ0,15 ist, werden die Kautenbereiche des Knüppels ineinem solchen Auumafi durch v.'alzen verformt, daß eine Ausbiegung des Stirnendes des Knüppels durch die Treßkraft ausgeschlossen ist. Der Knüppel wird in zentraler Ausrichtung zwischen den Walzen gehalten. Der Vvert L/d kann durch den Kaliberdurchmesser ( d = Rohrdurchmesser ), den '.ialzendurchmesser R₀ im Fußpunkt des Kalibers, die Dicke h des Knüppels, die Breite b des Knüppels und der. Abstand M zwischen der »alzenebene und der Spitze des Dorntopfs nach der Einstoßseite dargestellt werden, wenn Quadratknüppel in einem Rundkaliber gewalzt werden. In Fig. (9) ist der Kaliberquerschnitt 4—1 in der Ebene A'-A' in "Fig. 4

SL

und der Kaliberquerschnitt 4—1, in der Ebene B'-B¹. Bei Rechteckknüppeln wird zunächst der Kantenbereich gemäß Fig. 5 a von dem Kaliber eingezogen. Kach i'ip:. 9 hat der dieser Stellung entsprechende v/alzenradius R den wert:'

^₂J ν₂; u;

Die Abnahme Δ h an einer Kante ist in dieser Stellung:

;)² - (|)² ' (2) Die gedrückte Länge K des Kantenbereichs ist:

T¹ (3)

es gilt L=K-M

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BAD ORIGINAL

fuis den Gleichungen (1), (2), (5), (4) folgt

L/d =

0 2

- M

Beim Walzen von Knüppeln mit Polygon—querschnitt oder bei Anwendung von Kalibern anderer Form kann man den Wert L/d in ähnlicher Weise erhalten.

Der Wert L/d kann aus den Größen R_Q, d, b, h, M berechnet werden. Der Zusammenhang mit der Ungleichförmigkeit der Wanddicke ist außerordentlich deutlich. Die Genauigkeit ist im Vergleich mit anderen Verfahren groß und läßt sich leicht rechnerisch erfassen. Cm Hinblick auf die Ursachen der Ungleichförmigkeit 'der Wanddicke cann man auch die ftalzenanstellkraft in Rechnung stellen. Doch lie quantitative Auswertung dieser Beziehung ist schwierig.

außerdem kann man die deziehung mit der Walzengreiffläche in liesem Bereich berücksichtigen. Hierbei ist ein grundsätzlicher Fehler durch die Voraussetzungen der Berechnung dieser Fläche ge eben. Die Beziehung mit der Ungleichförmigkeit der Wanddicke ist schlechter als mit L/d.

Die Variablen in der obigen Gleichung (5) sollen im Hinblick auf praktische Erfordernisse in den nachstehenden Grenzen liegen:

2	,5	S/Il	R₀/d	<8 =	0	.96	(6)
0	,7	< SS	b/d	S/Il	1	,2	(7)
0	,7	<	b/d	<	d		(8)
0		M	<		(9)

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Die Ober- und Untergrenzen sind folgendermaßen bestimmt. Gleichung (6) gibt die Grenzen fur den -.Valzendurchmesser; die ntergrenze berücksichtigt den abfall des Kaliberdrucks und die Verringerung der i/nl zenfestigkeit und die Obergrenze berücksichtigt das Ansteigen des Drehmoments und der Walzcngröße. Gleichung (7) bestimmt die Breite des Knüppels, deren Untergrenze die Füllung des Kalibers und deren Obergrenze die nachteilige Auswirkung eir.er Über füllung berücksichtigt. Die Untergrenze der Gleichung (8) berücksichtigt die Füllung des Kalibers und die Obergrenze berücksichtigt den Kaliberwinkel, der nicht· zu groß wer:it:L darf und nicht den Kaliberdruck beeinträchtigen darf* Die Untergrenze der C-leic-uuiif·: (9) gewährleistet, daß die Formung in der Walzenebene abgeschlossen ist. Denn für M<0 setzt sich die Dehnung des Innendurchmessers über die walzenebene hinaus fort, v/as zu einer Vergrößerung der Ungleichförmigkeit der Wandstärke, zu einer Verschlechterung der Form der Außenfläche und zu einer Vergrößerung der opaltrisse führt. Die Obergrenze der Gleichung (9) begrenzt die Kosten des L'ornkopfes. Jeder Faktor a ird im Rahmen der Gleichungen (6), (7), (8), (9) sowie der Gleichung (5) festgelegt. Je größer die -werte von R_Q, b, h sind, um so größer wird der wert L/d; je kleiner die vierte von d, M sind, um so größer wird der Wert L/d.

Die Form des Dornkopfes ist in den Fig. 1,2,4 dargestellt. Jedoch kann man mit einer entsprechenden Form etwa einer flachen Stirnfläche eine gleiche Wirkung erzielen. Der Durchmesser des Vorloches beträgt 0,125d.

Es ergibt sich keine Verschlechterun;· der Güte des Rohres, wenn man L/dg 0,15 wählt. Im Hinblick auf die Obergrenze von L/d ist ein wert von etwa 0,4 unter Berücksichtigung der Auslegung und der Bemessung einer Locheinrichtung zweckmäßig. Ein Vorloch im Knüppel wird im Rahmen der Erfindung unnötig. Der gegenseitige Eingriff wird erleichtet. Nicht nur die Ungleichförmigkeit der '.Vanddicke in der .Nähe des otirnendes, sondern auch die Ungleich-

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förmigkeit der Sanddicke im Mittelbereich des Rohres wird verbessert, da hierauf der Einfluß vom Stirnende zurückwirkt. Im Nahmen der Erfindung ist unter Mehrkantknüppel ein Knüppel mit iinem zumeist quadratischen Querschnitt zu verstehen. Doch auch ibgerundete Kanten sind zulässig. Man kann auch geringe Unleichmäßigkeiten der Seitenflächen zulassen. Im Rahmen der Erfindung kann man eine Vielzahl von angetriebenen oder nicht anetriebenen Führungsrollen auf der Einstoßseite der Lochmaschine vorsehen.

!Ils Ausführungsform der Erfindung ist die Lochung mit einem iialzendurchmesser von 420 mm, einem V/alzspalt von 4- mm, einem ialiberdurchmesser von 94-, 1 mm und mit V/erten L = 14· mm und i/d = 0,15 sowie L = 28 mm und L/d = 0,3 durchgeführt worden. Die Ungleichförmigkeit der W-anddicke beträgt 22 % bzw. 12 %

egenüber einer Ungleichförmipckeit der Vianddicke von 51 % nach einem herkömmlichen Verfahren ohne Vorlochung. Wenn man mehrere i/alzenpaare oder einen polygonalen Querschnitt der Knüppel anwendet oder wenn man einen nicht metallischen Werkstoff verarbeitet, kann man ähnliche Wirkungen erzielen.

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Claims

Patentansprüche

1.jVerfahren zum Walzpreßlochen unter Anwendung einer axialen Torsonubkraft auf einen Mehrkantknüppel, unter Walzen der Knüppelkanten in einem Rundkaliber und unter Einwirkung eines Dornkopfes im Bereich des Walzspaltes, dadurch gekennzeichnet, daß die walzen die Knüppelkanten greifen und den Knüppel zentrieren, bevor der Dornkopf mit dem Axialbereich des Knüppels in Eingriff kommt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochen durch den Dornkopf in einem Abstand vom Anfang des lalzspaltes von mehr als dem 0,15-fachen des Außendurchmessers des Rohres erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Lochen durch den Dornkopf ohne Vorlochen der Stirnfläche des Knüppels erfolgt.

4. Einrichtung zum Walzlochpressen nuch einem der Ansprüche

1 bis 3 mit zwei Walzen mit Rundkaliber, mit einem Vorschubstempel und mit einem Lochdorn, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche des Dornkopfes in Walzrichtung gesehen in einem Abstand von der Anfangsfläche des Walzspaltes angeordnet ist.

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