DE3122443A1

DE3122443A1 - Verfahren und vorrichtung zum verbessern der gleiteigenschaften der innenabstuetzung im innern rohrfoermiger werkstuecke

Info

Publication number: DE3122443A1
Application number: DE19813122443
Authority: DE
Inventors: Hans-Christian Dipl.-Ing. 4030 Ratingen Ganse; Josef Ing.(grad.) Opheys; Kurt 4000 Düsseldorf Pörsch
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1981-06-02
Publication date: 1982-12-16

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern
der Gleiteigenschaften der Innenabsttitzung im Innern rohrformiger Werkstücke, insbesondere von Zylinderrohren, die durch Hämmern bzw. Rundkneten hergestellt werden und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
In zahlreichen technischen Bewegungssystemen werden Kunststoff-Metall-Gleitpaarungen eingesetzt. Ausschlaggebend für die Funktion der Gleitkombinationen ist in jedem Fall der Reibwert der Kunststoff-Metall-Paarung.
Die technische Ausführung von Bewegungssystemen mit kombinierten Reib-Gleitpartnern geschieht vornehmlich mit Kunststoff-Formteilen als selbständigen Konstruktionselementen, aber auch durch spezielle Oberflächenbehandlungen der Reibpartner, wie beispielsweise Sinterverfahren oder die Mikroexpansion in Hartchromschichten.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem die Gleiteigenschaften im Innern rohrförmiger Werkstücke, z.B. Zylinderrohre, die durch Hämmern bzw. Rundkneten hergestellt werden, derart zu verbessern, daß die verfahrensbedingten Ungänzen völlig beseitigt werden.
Zur Ladung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäE ein Verfahren und eine Vorrichtung vorgeschlagen, wie es in den Patentansprüchen beschrieben ist.
Die besonderen Verhältnisse bei dem Umformverfahren Hämmern bzw. Rundkneten im Hinblick auf die Verformungskräfteverteilung und der Vorschubbewegung, sowie der Wärmebilanz eignen sich zur Ausnutzung der Wechselwirkungen zwischen Kunststoffen und metallischen Partnern mit dem Ziel einer Verbesserung der Oberflächen- und der Gleiteigenschaft. Durch den Umformvorgang-werden erhebliche Verformungen und Fließvorgänge im metallischen Werkstück als auch im Kunststoff hervorgerufen. Die häufig beobachtete sehr starke Adhäsion wird auf van-der-Waals-Kräfte zurückgeführt. Neben den van-der-Waals-Kräften sind auch primäre chemische Bindungen möglich, selbst dann, wenn das Metall durch eine starke Oxidschicht passiviert ist. Durch die bei der Reibung umgesetzte Energie können nämlich beide Reibpartner lokal so.aktiviert werden, daß eine chemische Reaktion zwischen ihnen möglich ist. Kettenenden oder Radikale können mit der Oxidschicht oder der Metalloberfläche reagieren.
Weiterhin ist eine Zerstörung und bedingte Abtrennung der Oxidschicht möglich, da in der Verformungszone Ubergleitvorgänge starken Ausmaßes stattfinden. Somit bekommt der Kunststoff mit der chemisch sehr aktiven Metalloberfläche Kontakt und kann dort reagieren. Eine Auffüllung von Rauheitstälern, also Oberflächenungänzen, durch den Kunststoff als auch durch die Bedeckung des metallischen Werkstückes mit einer netzartigen Kunststoffschicht ist die Folge. Weiterhin ist die Entstehung von losen Partikeln möglich, die als "Wälzelemente" wirksam werden können, sowie die-Einbettung harter Partikel aus der Suspension und des metallischen Werkstückes in dem Kunststoff.
Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens bei der Rohrherstellung erzielten Innenoberflächen weisen verbesserte tribologische Eigenschaften auf, da das auf Polymer-Basis bestehende Schmiermittel in die vorhandenen Ungänzen eingepreßt wird und somit eine völlig glatte Fläche mit wesentlich verbesserten Gleiteigenschaften entsteht.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens entsteht durch die Kühlung des Verformungsbereiches, insbesondere dann, wenn das Schmiermitt während des Verfahrens umgewälzt wird.
In den beigefügten Zeichnungen ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung schematisch dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1 Vorrichtung mit einer Zuführleitung und einer Längsbohrung, Fig. 2 Vorrichtung mit Zu- und Rückführleitung und zwei Längsbohrungen.
In Figur 1 ist an einer in bekannter Weise liegend gelagerten hohlen Dornstange 1 ein Innenwerkzeug 2 und ein Dichtelement 3 angeordnet; ferner ist vor der Halterung 5 der Dornstange 1 eine feststehende ZutUhrbuchse 6 für das Schmiermittel angeordnet, die eine mit der Innenbohrung 7 der Dornstange 1 verbundene Zuführleitung 8 aufweist.
Wie Figur 1 zeigt, wird das Schmier- bzw. Benetzungsmittel über die Zuführleitung 8, Zuführbuchse 6 und die Längsbohrung 7 in der Dornstange 1 in den vom Werkstück 9, Dorn 2, Dornstange 1 und Dichtelement 3 gebildeten Raum geleitet. Durch die Drehbewegung des Werkstückes 9 infolge der periodisch einwirkenden Knetbacken 10 verteilt sich'das Schmier- bzw. Benetzungsmittel und gelangt in den Verformungsspalt zwischen Werkstück 9 und Dorn 2.
Dabei wird ein Teil der Suspension in die Oberflächenungänzen und in die Oberfläche des Werkstückes eingedrückt.
Der verbleibende Anteil dient der Schmierung und Kühlung.
Der durch die Benetzung des Werkstückes verbrauchte Mengenanteil, sowie der Leckageverlust muß entsprechend dem Arbeitsfortschritt während der Verformung ergänzt werden.
In Figur 2 ist die Dornstange 1 mit zwei Längshohrungen 7 und 7' ausgestattet.
Die Wirkungsweise nach der in Figur 2 dargestellten Vorrichtung zeigt, daß das Schmier- und Renetzungsmittel über die Zuführleitung 8, Zufiihrbuchse 6 und die Längsbohrung 7 in der Dornstange 1 in den von Werkstück 9, Dorn 2, Dorn stange 1 und Dichtelement 3 gebildeten Raum geleitet wird. Diese Wirkungsweise unterscheidet sich gegenüber der Anordnung nach Figur 1 dadurch, daß zusätzlich ein ständiger Austausch der Suspension über die Längsbohrung 7 und die Rückführleitung 8' erfolgt. Dabei wird insbesondere die für bestimmte Suspensionen notwendige Durchmischung bewirkt, damit Festkörperanteile in diesen sich nicht ablagern können und eine ungleichmäßige Benetzong des lerkstücke.s infolge von Konzentrations-Schwankungen verhindert wird. Gleichzeitig wird eine größere Kühlwirkung erzielt, was insbesondere für lange Werkstücke von Bedeutung ist.

Claims

Verfahren und Vorrichtung zum Verbessern der Gleiteigenschaften der Innenabstützung im Innern rohrfbrmiger Werkstücke Patentansrüche: Verfahren zum Verbessern der Gleiteigenschaften der Innenabstützung im Innern rohrförmiger Werkstücke, insbesondere Zylinderrohre, die durch Hämmern bzw. Rundkneten hergestellt werden, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor der Verformungszone ein aus einer Suspension von Polymeren bestehendes Schmiermittel derart eingebracht wird, daß eine größere Menge der Suspension vor und eine geringe Menge zwischen Werkstück und Innenabstützung kontinuierlich zugeführt und in die Oberflächenungänzen eingedrückt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ungefähr zwei Drittel der Suspension vor und ein Drittel derselben zwischen Werkstück und Innenabstützung zugeführt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension während der Zuführung ständig umgewälzt wird.
4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Suspension während des Verformungsvorganges zur Kühlung dient.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen-l bis 4, mit einer fliegend gelagerten hohlen Dornstange und einem daran befestigten Innenwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Innenwerkzeug (2) ein Dichtelement (3) angeordnet ist und vor der Halterung (5) der Dornstange (1) eine feststehende-ZuSührbuchse (6) für das Schmiermittel angeordnet ist, die einemit der Innenbohrung (7) der Dornstange (1) verbundene Zuführleitung (8) aufweist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornstange (1) zusätzlich zur Längsbohrung (7) eine weitere Längsbohrung (7') aufweist und die Zuführbuchse (6) eine Rückführleitung (8')
7. Vorrichtung nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtelement (3) mitmin bestens einem Dichtring (4) versehen ist.