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Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre Die bisher bekannten Verfahren
zur Herstellung nahtloser Rohre leiden alle an dem Übelstande des Auftretens großer
Reibungswiderstände und Schläge und Stöße. Die Erfindung vermeidet diese :Yachteile
im wesentlichen durch das Zusammenwirkenlassen und sinngemäße Abändern zweier einzeln
an sich bekannter Metallbearbeitungsverfahren, nämlich erstens des Verfahrens zur
H : rstellung nahtloser Rohre mittels kalibrierter Ringe, durch welche das auf eine
kalibrierte Stange gesteckte Rohr gezogen wird, und zweitens des beim Walzen, Schmieden
und Pressen häufig ausgeübten Verfahrens, wobei die Formänderung des gerade bearbeiteten
Materials wesentlich durch das umliegende, gerade nichtbearbeitete Material beeinflußt
wird, indem das vom Werkzeug gerade bearbeitete Material immer nach der Seite des
kleinsten Widerstandes abfließt. Drückt beispielsweise ein Preßstempel auf die Kante
eines darunter auf einem Amboß befindlichen Werkstückes, so ist das niedergedrückte
Material gezwungen, nach vorn als der einzig freien Seite auszuweichen, da das umliegende,
vom Preßstempel nicht erfaßte Material ein Ausweichen nach den anderen Seiten stark
beeinträchtigt. Dabei ist es selbstverständlich, .daß sich die Eindrucktiefe des
Stempels ganz nach der Art des bearbeiteten Materials, nach seiner Dicke und nach
der Arbeitsgeschwindigkeit richtet. Die hierbei eintretende Breitung des Materials
ist um so kleiner, je kleiner die Eindrucktiefe im Verhältnis zur Dicke und Breite
des Werkstückes ist.
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Um nun diese beiden genannten, in der Metallbearbeitung bereits angewendeten
Verfahren für die durch die Erfindung bezweckte Verbesserung in der Herstellung
nahtloser Rohre zusammenwirken zu lassen, denke man sich nun den Amboß als Dorn,
das Werkstück als Hohlblock darauf und den Stempel als `Valzbund ausgebildet. Es
muß dann der Hohlblock ohne erhebliche Vergrößerung des Durchmessers zum Rohre ausgestreckt
werden, sobald er entsprechend mit dein Dorn vorgeschoben wird. Den Vorschub des
Hohlblocks erreicht man erfindungsgemäß durch eine an sich beim Walzen nahtloser
Rohre bekannte Schrägstellung mehrerer verwendeter Walzen. Hierbei erhalten die
schräggestellten Walzen des Walzensatzes erfindungsgemäß in gesetzmäßiger Aufeinanderfolge
eine so verschiedenartige Kalibrierung, daß jede folgende Walze die Stelle des Hohlblocks
weiterbearbeitet; -die von der vorhergehenden Walze bereits bearbeitet ist, wobei
die einzelnen Walzenkaliber eine dem Rohrziehvorgang ähnliche Wirkung auf den Hohlblock
ausüben. Anstatt nun diese ziehringartige Wirkung auf den Hohlblock durch eine verschiedenartige
Kalibrierung der aufeinanderfolgenden Walzen zu erreichen, kann die gleiche Wirkung
auch dadurch erzielt werden, daß alle Walzen gleich kalibriert sind und mehrere
auf einanderfolgende Kaliber besitzen
und erste Kaliber jeder Walze
den Hohlblock für sich bearbeitet, alle folgenden Kaliber jeder Walze aber die Stellen
des Hohlblocks nacheinander weiterbearbeiten, die von den ersten Kalibern bereits
bearbeitet sind. Durch die in beiden Fällen auftretende ziehringartige Wirkung der
Walzen unterscheidet sich die Erfindung gegenüber bekannten Schrägwalzverfahren
von auf einem Dorn befindlichen Hohlblöcken. Bei allen diesen bekannten Verfahren
üben alle Walzen eine gleichartige Wirkung auf den Hohlblock aus, und es findet
keine gesetzmäßige Aufeinanderfolge der Wirkung der einzelnen Walzen auf den Hohlblock
im Sinne der Erfindung statt.
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Auf der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Anwendungsarten und
Durchführungsbeispiele der Erfindung veranschaulicht; es zeigt: Abb. i eine schematische
Darstellung des Walzvorganges nach dein neuen Verfahren, Abb. a, 3, 4, 5 eine schematische
Darstellung der Einwirkung der in Abb. i dargestellten beispielsweise vier Walzen
auf den Hohlblock.
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Abb. 6 stellt ein Schema dar, bei welchem die Walzen in ihrer Umrißlinie
übereinandergelegt sind, Abb. 7 bis i i Einzeldarstellungen der in Abb. 6 schematisch
angegebenen Walzen, Abb. i2 bis 15 weitere Ausführungsformen der Erfindung.
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Zwecks Durchführung des neuen Verfahrens werden die bisher benutzten
Ziehringe gemäß der Erfindung durch eine Anzahl den Hohlblock planetenartig umlaufender
Walzen ersetzt, die von außen auf den Hohlblock einwirken. Im Innern dieses auf
der Zeichnung mit i bezeichneten Hohlblocks befindet sich die kalibrierte Stange
2, die mit dem Hohlblock selbst längsverschiebbar ist. Die Walzen sind schräg zur
Blockachse derart angeordnet, daß ihre Schräglage mit der Vorschulgeschwindigkeit
im Einklang steht, wie dies an sich bei Schrägwalzwerken bekannt ist. Wie üblich,
können nun die in Abb. i mit 3, 4, 5 und 6 bezeichneten Walzen angetrieben werden
und den Block unter Drehung um seine Achse infolge ihrer Schräglage axial durch
das Walzwerk befördern. Anstatt dessen könnte auch das ganze Walzgehäuse auf ihm
abrollen und ihn, bedingt durch ihre Schräglage, durch das Walzwerk hindurchziehen,
ohne ihn jedoch zu drehen.
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Um das Anfassen des Hohlblocks durch die Walzen zu erleichtern, ist
derjenige Teil 7 derselben, der zuerst mit dem Block in Berührung kommt, zylindrisch
oder schwach konisch ausgebildet, wie dies bereits bei Schrägwalzwerken an sich
bekannt ist. An diesen :teil 7 der Walze schließt sich die eigentliche Kalibrierung
3 an, deren Erzeugende ähnlich derjenigen eines Ziehringes ist. Die um den Block
planetenartig umlaufenden Walzen 3, 4, 5 und 6 umschließen daher einen Ringraum,
dessen Erzeugungslinie gleich der Erzeugungslinie der Ringfläche eines Ziehringes
ist; d. h. der genannte Ringraum verengt sich im wesentlichen in der gleichen Weise
wie ein Ziehring, dessen engster Querschnitt gleich dem gewünschten Außendurchmesser
des Rohres ist. Durch das Abrollen der Walzen auf dem Hohlblock wird die starke
gleitende Reibung, die beim Ziehringverfahren auftritt, größtenteils nur als rollende
Reibung auftreten. Der Hauptvorteil liegt aber darin, daß die von jeder Walze augenblicklich
bearbeitete Hohlblockfläche verhältnismäßig klein und rings von unbearbeiteten Material
eingeschlossen ist. Dieses gerade nicht bearbeitete Material setzt nun, wie oben
näher auseinandergesetzt, der Umformung Widerstand entgegen und veranlaßt das gerade
unter Walzendruck stehende Material, nach der Seite des kleinsten Widerstandes,
d. h. nach vorn in der Vorschulrichtung des Hohlblocks abzufließen. Es wird also
eine Verminderung der Wandstärke bei gleichzeitiger Streckung ohne erhebliche Vergrößerung
des Rohrdurchmessers erreicht.
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Die Kalibrierung kann nun j e nach Temperatur und Materialbeschaffenheit
so ausgebildet sein, daß sie mehr oder weniger dem ersten oder zweiten der angeführten
Punkte Rechnung trägt.
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Wie aus den Abb. 2, 3, 4 und 5 erkennbar, kann die Kalibrierung der
aufeinanderfolgenden Walzen 3, 4, 5, 6 in etwa dem gleichen Maße verschieden sein
wie die Kalibrierung einer gleichen Anzahl aufeinanderfolgender Ziehringe, so daß
also das Rohr i in der aus den Abbildungen erkennbaren Weise allmählich gestreckt
und in der Wandstärke verkleinert wird. Jede Walze trägt nur einen Kaliberwulst.
Die Wülste bearbeiten dasselbe Materialstück nacheinander und sind in der Längsrichtung
alle entsprechend der Schräglage und der Vorschulgeschwindigkeit des Materials verschoben.
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Die Kaliberwalzen 3, 4, 5 und 6 können auch unabhängig von den Walzteilen
7 sein. In den Abb. 6 bis 15 sind nun einige weitere beispielsweise Möglichkeiten
der Kalibrierung, Anordnung und weiteren Ausgestaltung der Walzen dargestellt.
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In Abb.6 sind fünf Walzen angenommen und in ihren Umrißlinien übereinandergelegt
gedacht, wodurch die Lage der nacheinander arbeitenden Kaliberwülste verdeutlicht
wird. Die ,gleiche Kalibrierung dieser selben Walzen ist in den Abb. 7 bis i i nochmals
einzeln
dargestellt und in Abb. ii außerdem noch die Wirkung auf
den Hohlblock i.
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In Abb. i2 ist ein Schema von vier Walzen dargestellt, die das Material
in zwei Gruppen nacheinander bearbeiten. Hierbei sind je zwei gegenüberliegende
Walzen gleich. Jede Gruppe bearbeitet ein anderes Materialstück.
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In Abb. 13 sind sämtliche Walzen, deren Zahl beliebig ist,
gleich kalibriert, und jede Walze bearbeitet ein Materialstück für sich. Die zu
einer Walze gehörenden einzelnen ziehringförmigen Kaliberstücke sind einzeln auf
ihren Achsen drehbar, so daß jedes Kaliberstück sich auf die seinem Umfange entsprechende
Drehgeschwindigkeit einstellen kann.
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In Abb. 1q. .und 15 sind sechs Walzen angenommen, von denen
je drei in zwei Gruppen zusammenarbeiten, die mit I und II bezeichnet sind. Die
Einzelwalzen der Gruppe I sind mit Zahlen ohne Exponenten und die Einzelwalzen der--
Gruppe II mit dem Exponenten x versehen. Jede der beiden Gruppen faßt das Material
für sich an. Die Gruppen sind, wie insbesondere aus Abb. 15 erkennbar, abwechselnd
durcheinandergeschaltet.