EP0243789B1 - Method for manufacturing moulds for continuous-casting machines - Google Patents
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- EP0243789B1 EP0243789B1 EP87105533A EP87105533A EP0243789B1 EP 0243789 B1 EP0243789 B1 EP 0243789B1 EP 87105533 A EP87105533 A EP 87105533A EP 87105533 A EP87105533 A EP 87105533A EP 0243789 B1 EP0243789 B1 EP 0243789B1
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- EP
- European Patent Office
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- mandrel
- die
- pipe section
- mold
- tube
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/04—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into open-ended moulds
- B22D11/057—Manufacturing or calibrating the moulds
Definitions
- the invention relates to a method and a device according to the preamble of claim 7 for the production of continuous molds for continuous casting machines, in which an abutment for an internal gauge block and / or shape of the mold to be produced is initially at one end of a pipe section made of copper or a copper alloy having formed mandrel, the mandrel for calibrating the pipe section is introduced into the pipe section, the pipe section is then ironed onto the mandrel by means of a die, and the mandrel is removed from the calibrated pipe section after the molding process.
- a straight piece of pipe flanged at one end is brought into a bent shape in a separate working step in order to produce curved continuous molds, radial pressures being exerted on the outer surface of the piece of pipe.
- a mandrel having the inside dimensions and shape of the mold to be produced is inserted into the preformed pipe section and the pipe section is then molded onto the mandrel.
- the present invention is based on the object of making the production of continuous molds of any dimensions and cross-sectional shapes considerably more efficient and therefore more cost-effective, and at the same time increasing the quality of the end product, regardless of the pipe cross section, the wall thickness and the degrees of hardness of the mold materials used.
- the die is continuously adjusted depending on the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces during the relative movement between the tube piece and the die during the forming process in the respective working position for the mandrel or tool surface.
- a prerequisite for the proper execution of the production program is a primary material store, which contains the number of preliminary tubes necessary for processing, possibly of different dimensions.
- These front pipes can be straight, but also pre-curved pipe sections.
- Drawn pipe lengths are advantageously used as the starting material from which the pipe sections are cut to length, but rolled or cast pipe lengths are also used, which are used as base materials for the pipe sections to be processed according to the invention.
- an abutment for the mandrel to be inserted is expediently first provided at one end of a pipe section.
- Such an abutment can be through the pipe end pass through the mandrel, but one end of the tube piece can also be sharpened accordingly to prevent the pin from being pushed or pulled through the tube piece when it is inserted.
- the forming of the tube piece to the mold tube, and in particular the cold forming to achieve the required mold qualities, such as dimensional accuracy, surface quality of the inner surfaces forming the mold cavity, hardness of the tube walls, by means of a mandrel having the inside dimensions of the mold tube .
- the mandrel will be pressed into the pipe section, this also applies if e.g. Bent mold tubes are to be produced and straight tube pieces are to be removed from the primary material store, into which a curved mandrel is to be inserted.
- a matrix is decisive for the invention, by means of which the thickened piece of pipe (mandrel-pipe-stucco combination) is ironed onto the mandrel, that is to say it is molded onto a mechanical surface.
- the flared pipe section can be pushed or pulled through the die, but in a further development of the invention one can also proceed in such a way that the die is moved over the fixed, flared pipe section for the purpose of pipe forming.
- the tight pressing of the inner surface of the pipe piece onto the mandrel enables the production of straight or curved, conical or partially conical mold pipes, which are characterized by a particularly high degree of dimensional accuracy, a high surface quality and a hardness sufficient for use in steel continuous casting, the method according to the invention being used ensures constant mold quality in a cost-effective way of working.
- the die is continuously adjusted to the respective working position for the mandrel or tool surface as a function of the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces during the relative movement between the tube piece and the die during the shaping process, this measure leads despite higher forming forces, e.g. when forming a thorn-out piece of pipe onto the calibration mandrel, to a uniform decrease in material in the process sequence and thus to a uniform wall thickness that is free of internal mechanical stresses. These properties which can be achieved by the invention lead to a substantial extension of the service life.
- the die is regulated continuously in the normal position to the mandrel or die surface as a function of the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces during the relative movement between the tube piece and the die during the shaping process.
- the continuous adjustment of the die into the respective working position enables the die to be set in a targeted manner during the forming process, for example to compensate for wall thicknesses of non-uniform pipe pieces that are supplied as primary material to the forming device. Any angle settings, for example to the mandrel center axis, can be achieved.
- Known devices DE-PS 21 54 226) and methods (EP-PS 0 060 820) do not offer these possibilities.
- the automatic infeed of the die in the direction of the curved mandrel can lead to uneven material removal and to the uneven wall of the mold tube.
- the pulling of the pipe section over an externally adjacent curved tool surface does not lead here either; in particular, the required dimensional accuracy of the inner surfaces of the mold tube cannot be achieved with this.
- a particularly advantageous embodiment of the invention is obtained if, as already indicated, a curved mandrel having the inside dimensions and / or shape of the mold tube to be produced is introduced into the pipe section and the thorn pipe section is molded onto the mandrel by a pivotably mounted die.
- the fact that at any point in time of the relative movement between the thickened pipe section and the die is normal to the radius of curvature of the mandrel ensures a uniform deformation of the pipe wall. Because the forming process when "ironing" the pipe onto the mandrel is actively influenced at all times.
- the relative movement between the pipe section, in particular the thickened pipe section, and the die is essential for the forming process according to the invention. Therefore, it is basically irrelevant for the forming process whether the pipe section is pressed through or pulled through the die. If there is a mandrel in the pipe section which has the inside gauge and / or shape of the mold to improve the dimensional accuracy of the shaping interior, then it can often be expedient to guide the die in the axial direction of the mandrel over the flared pipe section.
- the invention provides yet another advantage.
- the raw material used e.g. Drawn pipes, which are then cut to pieces, generally have a certain tolerance with regard to the eccentricity of the wall thickness.
- the die itself is guided, for example, in a so-called die holder.
- the continuous adjustment to the normal position to the mandrel surface takes place by the force acting on the die holder, which is rotatably or pivotably mounted and holds the die in a stable position relative to the die holder.
- the die holder which is rotatably or pivotably mounted and holds the die in a stable position relative to the die holder.
- adjust the die holder hydraulically into the respective working position, for example in the normal position to the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces.
- the setting movement of the die in the respective working position to the surface of the mandrel or the tool surfaces takes place via a freely programmable control.
- the setting in the working position for the respective radius of curvature runs automatically according to a predetermined program.
- Another advantageous possibility for carrying out the invention is that if the setting movement of the die into the normal position or into any other working position, which includes any setting angle between die and mandrel surface or tool surfaces, by an automatic control depending on a force measurement between the die holder and the machine frame he follows.
- the calibration mandrel is now made from the molded mold tube pushed out or pulled out. Possibly. the mold tube (calibrated pipe section) is cut to the final dimension and the attached pipe end, for example, is also cut off.
- the mold tube thus finished can then either be packaged and made ready for dispatch after the quality control has been carried out, but it can also be made up by mechanical processing before the quality control, i.e. for example the end faces of the mold tube can still be mechanically processed or retaining grooves can be milled into the tube wall from the outside.
- the method according to the invention can be applied to any mold cross-sectional shapes, the prerequisite being a mandrel shape corresponding to the desired cross-sectional shape of the mold.
- circular, rectangular, square or polygonal shapes can be achieved in cross-section, as can T, double-T, U- or L-shaped cross-sectional profiles.
- the mandrel required for the shaping in accordance with the desired cross-sectional shape can also be conically shaped in the implementation of the invention, one or more times, in order to ensure the conicity of the mold cavity that may be required.
- the mandrel can also be bent in order to ensure the use of tubular molds produced according to the invention also for continuous arc casting machines.
- the different profile of the mold cavity can lead to undercuts in the shape of the calibration mandrel.
- the division of the mandrel can be longitudinal and / or transverse to the axial direction of the mold.
- FIGS. 1 to 6 show the procedural sequence of the invention, while FIGS. 3 to 6 illustrate the specific case of regulating the die into the working position.
- the tube piece 1 suitable for a given mold type is selected from a store of cut-to-length tube pieces SR, possibly of different dimensions and / or cross-sectional shapes, and fed to station I for coupling.
- This coupling ie flanging the pipe end 2 expediently takes place after the supplied pipe section 1 has been clamped into a suitable press device by upsetting the one pipe end.
- the coupled pipe section 1 is conveyed to station II by means of a suitable transport device, and at the same time the calibration mandrel 3 predetermined by the order becomes removed from the mandrel stock SD and also fed to the station II, in which it is pressed in a kind of press bench, for example, into the still straight pipe section 1.
- the flared pipe section 1 inevitably takes on approximately the mandrel shape.
- Another possibility is to take the already curved pipe section 4 from the storage stock SR, to couple it in station I and then to insert the curved mandrel 3 in station II, i.e. depending on the shape and size of the mandrel to slide in or push it into the pipe section.
- the pipe section 1 is ironed onto the mandrel 3 with the aid of the die 5.
- the thorned pipe section (1/3) is pressed through the die in the direction of the arrow, the inner surface 6 of the pipe section 1 being pressed tightly onto the mandrel surface.
- the mandrel 3 is removed from the mold tube 1 'in station IV. This is done, for example, as shown in the figure, by means of a scraper 7, which serves as an abutment for the mold tube 1 'when the mandrel 3 is pressed out of the mold tube 1' in the direction of the arrow.
- mandrel 3 is again fed to station II or returned to mandrel storage SD after completion of a production batch.
- the transport section 8 is used for this purpose. If straight tube molds or tube molds with double-T profiles are provided in further production lots, the mandrel 9 or the mandrel version is used accordingly 10 fall back.
- the coupled end 2 is separated from the calibrated pipe section 1, now the mold pipe 1 ', and the pipe, if the ends need not be machined or cut to a required final dimension, is fed to the test station P.
- the mold tube 1 ' can then be packed and made ready for dispatch.
- FIG. 2 illustrates the work system according to the invention in a type of block diagram.
- a suitable piece of pipe is removed from the storage feeder SR and fed to station I for coupling.
- the mandrel corresponding to the production batch defined in accordance with the work specification arrives from the mandrel storage SD at station II and is introduced into the coupled pipe section brought up by station I.
- the tube-mandrel combination then arrives in station III for tightly pressing the pipe section onto the mandrel surface and finally for separating the mandrel and now calibrated pipe section (pipe mold) to station IV.
- the calibrated pipe section is fed to the test station P, if necessary after prior finishing, cutting to length, etc., and the mandrel first arrives at the control station ST, which, depending on the scope of the production batch (number of the same mold type), either ensures that The mandrel arrives again in station II or is returned to the memory SD when the mold type to be manufactured is subsequently changed.
- FIGS. 3 to 6 Details of the forming process are shown in FIGS. 3 to 6 on an enlarged scale compared to FIGS. 1 and 2.
- the raw material used for forming a tube piece into the mold tube is the bright drawn straight copper tube 11, for example made from an extruded round tube by tube drawing, with a Brinell hardness of, for example, HB 55-75.
- This tube is cut to the desired mold length, taking into account a machining allowance.
- FIG. 3 the According to the internal dimensions of the mold to be produced, for example, a hard-chromed mandrel 12, which is deformed in accordance with the curvature of the circular arc continuous casting machine, is pressed (thorned) into the tube 11, as illustrated in FIG. 4.
- the copper tube 11 can of course already be pre-bent according to the mandrel shape in order to facilitate the insertion of the mandrel, and a sufficient clearance between the mandrel surface and the inner tube surface can also be selected for the same purpose.
- the copper tube 11 will conveniently be coupled to the end 13, i.e. flare the pipe end inwards to create an abutment for the inserted mandrel for the subsequent forming.
- the abutment can also be created by a bolt extending transversely through the end of the copper tube or simply by tapering the end of the tube 13.
- the thorned copper pipe 11 is then fed to the forming device 14, which essentially consists of the machine frame 15 and the die holder 17, which is mounted on the machine frame 15 by means of the schematically indicated rotating or pivoting device 16 and which contains the die 18 contains. With 19 against the machine frame 15 supporting hydraulic cylinders are designated, which pivot the die holder 17, as indicated by arrows, relative to the machine frame 15 when actuating a corresponding control.
- the ideal position ie the normal position of the die to the mandrel surface, for example at any time when the thickened copper tube 11 is being passed (pulled or pressed) through the die 18.
- the ongoing forming process of tightly pressing or ironing the copper tube 11 onto the mandrel 12 can thus be actively influenced in the sense of a uniform wall thickness and in the sense of a uniform stress distribution and improvement of the mold life. This option is particularly useful when one goes to larger dimensions and harder mold materials.
- regulated die 18 provides an unconditional dimensional accuracy of the mold 11 'thus produced because of the cold forming that takes place here, the Brinell hardness is simultaneously increased from the original to HB 80-110.
- the respective position of the die 18 relative to the mandrel surface can be regulated with the aid of force measuring devices 20, which are arranged at different locations on the die holder 17 between die holder 17 and machine frame 15.
- the differences between the measured forces occurring are evaluated in data processing 21, for example via microprocessors known per se, and converted into control commands for regulating the die into the normal position.
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Description
Die Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren und eine Vorrichtung gemäß den Oberbegriff von Anspruch 7 zur Herstellung von Durchlaufkokillen für Stranggußmaschinen, bei dem zunächst an einem Ende eines Rohrstückes aus Kupfer oder einer Kupferlegierung ein Widerlager für einen die Innenendmaße und/oder -form der herzustellenden Kokille aufweisenden Dorn angeformt, der Dorn zur Kalibrierung des Rohrstückes in das Rohrstück eingebracht, das Rohrstück dann mittels einer Matrize auf den Dorn aufgebügelt und der Dorn nach dem Formvorgang wieder aus dem kalibrierten Rohrstück entfernt wird.The invention relates to a method and a device according to the preamble of
Ein derartiges Verfahren ist bereits prinzipiell bei der Herstellung gebogener Durchlaufkokillen für Kreisbogenstranggußmaschinen bekannt geworden (DE-PS 18 09 633). Hier bei wird in ein gerades Rohrstück ein die Innenendmaße und -form der herzustellenden Kokille aufweisender Dorn eingedrückt, dessen äußere Abmessung nur um ein weniges geringer als die Innenabmessungen des Rohrstückes sind. Das Rohrstück wird den Dornabmessungen entsprechend vorgeformt und anschließend werden Dorn und Rohrstück gemeinsam durch eine Matrize hindurchgedrückt, um die Innenflächen des Rohrstückes dicht auf den Dorn aufzupressen. Dieses Verfahren hat sich bis heute bewährt, so können auf diese Weise Rohrkokillen hoher Maßgenauigkeit und Oberflächengüte sowie mit für die Verwendung im Stahlstrangguß ausreichender Härte hergestellt werden. Wenn auch die Qualität der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Rohrkokillen noch immer dem heutigen Standard entspricht, erfordert das Verfahren selbst einen hohen maschinellen und personellen Aufwand, eine rationelle Fertigungstechnik ist nicht gegeben.Such a method has already become known in principle in the production of curved continuous molds for continuous arc casting machines (DE-PS 18 09 633). Here, a mandrel is pressed into a straight piece of pipe and has the inside gauge and shape of the mold to be produced, the outside dimensions of which are only a little less than the inside dimensions of the piece of pipe. The pipe piece is preformed according to the mandrel dimensions and then the mandrel and pipe piece are pressed together through a die in order to press the inner surfaces of the pipe piece tightly onto the mandrel. This process has proven itself to date, so it can be used to produce tubular molds of high dimensional accuracy and surface quality as well as hardness sufficient for use in continuous steel casting. Even though the quality of the tube molds manufactured according to the known process still corresponds to today's standard, the process itself requires a high level of mechanical and personnel expenditure, and there is no rational manufacturing technology.
Hinzu kommt, daß man zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit vorhandener Gießanlagen immer mehr zu größeren Gußformen übergeht. Um Stillstandzeiten durch notwendiges Auswechseln der Kokillen zu verringern, ist es erforderlich, die Standzeit der Kokillen zu erhöhen. Hierzu wiederum ist es notwendig, die Härte der eingesetzen Kokillenwerkstoffe zu steigern und die Formgenauigkeit der eingesetzen Kokillen zu verbessern. Die Forderung der Verarbeitung von Werkstoffen, insbesondere Kupferwerkstoffen, erhöhter Härte bei verbesserter Formgenauigkeit der Kokillen bedeutet für den Kokillenhersteller die Anwendung größerer Verformungs- und Umformungskräfte, als sie bisher bei dem eingangs beschriebenen Verfahren notwendig waren.In addition, to improve the efficiency of existing casting systems, more and more are being converted to larger molds. In order to reduce downtimes by changing the molds, it is necessary to increase the tool life. For this purpose, it is again necessary to increase the hardness of the mold materials used and to improve the dimensional accuracy of the molds used. The requirement for the processing of materials, in particular copper materials, increased hardness with improved shape accuracy of the molds means for the mold manufacturer the use of greater deformation and forming forces than were previously necessary in the process described at the outset.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren (GB-A-21 51 162) wird zur Herstellung gebogener Durchlaufkokillen ein gerades an einem Ende umgebördeltes Rohrstück in einem getrennten Arbeitsschritt in eine gebogene Form gebracht, wobei radiale Drücke auf die Außenfläche des Rohrstücks ausgeübt werden. Hiernach wird ein die Innenendmaße und -form der herzustellenden Kokille aufweisender Dorn in das vorgeformte Rohrstück eingeführt und das Rohrstück dann auf den Dorn aufgeformt.In another known method (GB-A-21 51 162), a straight piece of pipe flanged at one end is brought into a bent shape in a separate working step in order to produce curved continuous molds, radial pressures being exerted on the outer surface of the piece of pipe. Thereafter, a mandrel having the inside dimensions and shape of the mold to be produced is inserted into the preformed pipe section and the pipe section is then molded onto the mandrel.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fertigung von Durchlaufkokillen beliebiger Abmessungen und Querschnittsformen erheblich rationeller und damit kostengünstiger zu gestalten und gleichzeitig die Qualität des Endproduktes zu steigern, und zwar unabhängig vom Rohrquerschnitt, von der Wanddicke sowie den Härtegraden der eingesetzten Kokillenwerkstoffe.Starting from this prior art, the present invention is based on the object of making the production of continuous molds of any dimensions and cross-sectional shapes considerably more efficient and therefore more cost-effective, and at the same time increasing the quality of the end product, regardless of the pipe cross section, the wall thickness and the degrees of hardness of the mold materials used.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß, gemäß Ansprüche 1 und 7, die Matrize in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen während der Relativbewegung zwischen Rohrstück und der Matrize beim Umformvorgang fortlaufend in die jeweilige Arbeitsstellung zur Dorn- oder Werkzeugfläche eingeregelt wird.The object is achieved in that, according to
Mit den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten läßt sich eine rationellere Fertigung mit verbesserter Qualität des Endproduktes erreichen. Das gilt insbesondere auch für die Herstellung von Kokillenrohren mit dem Bedarf angepaßten größeren räumlichen Abmessungen sowie aus härteren Kokillenwerkstoffen. Der Fertigungsablauf kann halb- und vollautomatisch auftragsgemäß gesteuert vor sich gehen, das Verfahren wird damit von manuellen Handhabungsfehlern unabhängig.With the method steps according to the invention, a more rational production with improved quality of the end product can be achieved. This applies in particular to the manufacture of mold tubes with larger spatial dimensions adapted to the requirements and from harder mold materials. The production process can be controlled semi-automatically and fully automatically according to the order, making the process independent of manual handling errors.
Der Verfahrensablauf läßt eine wahlfreie Auftragsbearbeitung innerhalb eines vorgegebenen Lieferprogramms zu, wobei nennenswerte Unterbrechungen durch Umrüsten vermieden sind. Voraussetzung für den ordnungsgemäßen Ablauf des Fertigungsprogramms ist ein Vormaterialspeicher, der die zur Verarbeitung notwendige Anzahl an Vorrohren gegebenenfalls unterschiedlicher Abmessungen enthält. Diese Vorrohre können abgelängte gerade, aber auch bereits vorgekrümmte Rohrstücke sein. Als Ausgangsmaterial, von denen die Rohrstücke abgelängt werden, werden vorteilhaft gezogene Rohrlängen verwendet, jedoch kommen auch gewalzte oder gegossene Rohrlängen zum Einsatz, die als Grundmaterialien für die nach der Erfindung zu bearbeitenden Rohrstücke Anwendung finden.The course of the process allows an optional order processing within a given delivery program, whereby noteworthy interruptions due to changeovers are avoided. A prerequisite for the proper execution of the production program is a primary material store, which contains the number of preliminary tubes necessary for processing, possibly of different dimensions. These front pipes can be straight, but also pre-curved pipe sections. Drawn pipe lengths are advantageously used as the starting material from which the pipe sections are cut to length, but rolled or cast pipe lengths are also used, which are used as base materials for the pipe sections to be processed according to the invention.
Zur Herstellung von Durchlaufkokillen für Stranggußmaschinen, wird zweckmäßigerweise zunächst an dem einen Ende eines Rohrstückes ein Widerlager für den einzuführenden Dorn vorgesehen. Ein solches Widerlager kann ein durch das Rohrstückende hindurchgeführter Dorn sein, man kann das eine Ende des Rohrstückes aber auch entsprechend anspitzen, um ein Hindurchdrücken oder -ziehen des Dornes durch das Rohrstück bei seinem Einführen zu verhindern. Im Rahmen der rationellen Fertigung nach der Erfindung hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, zu diesem Zweck ein Ende des Rohrstückes anzukuppen. Unter Ankuppen soll hier ein Umbördeln der Kanten des Rohrstückendes nach innen verstanden werden.To produce continuous molds for continuous casting machines, an abutment for the mandrel to be inserted is expediently first provided at one end of a pipe section. Such an abutment can be through the pipe end pass through the mandrel, but one end of the tube piece can also be sharpened accordingly to prevent the pin from being pushed or pulled through the tube piece when it is inserted. As part of the rational production According to the invention, however, it has proven to be particularly advantageous to couple one end of the pipe section for this purpose. Hitching here is understood to mean flanging the edges of the pipe section end inwards.
Für die Erfindung kommt es darauf an, daß die Umformung des Rohrstückes zum Kokillenrohr, und insbesondere die Kaltumformung, zur Erzielung der geforderten Kokillenqualitäten, wie Maßgenauigkeit, Oberflächengüte der den Formhohlraum bildenden Innenflächen, Härte der Rohrwandungen, mittels eines die Innenendmaße des Kokillenrohres aufweisenden Dornes erfolgt. In der Regel wird man den Dorn in das Rohrstück eindrücken, das gilt auch dann, wenn z.B. gebogene Kokillenrohre hergestellt werden sollen und aus dem Vormaterialspeicher gerade Rohrstücke entnommen werden, in die ein gekrümmter Dorn einzubringen ist. Ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen, kann man selbstverständlich das Einführen des Kalibrierdornes in das umzuformende Rohrstück auch so gestalten, daß der Dorn in Rohrstück, gekrümmt oder gerade, mit Spiel geführt ist und die mechanische Kontaktierung erst beim Umformvorgang erfolgt.For the invention it is important that the forming of the tube piece to the mold tube, and in particular the cold forming, to achieve the required mold qualities, such as dimensional accuracy, surface quality of the inner surfaces forming the mold cavity, hardness of the tube walls, by means of a mandrel having the inside dimensions of the mold tube . As a rule, the mandrel will be pressed into the pipe section, this also applies if e.g. Bent mold tubes are to be produced and straight tube pieces are to be removed from the primary material store, into which a curved mandrel is to be inserted. Without deviating from the idea of the invention, one can of course also design the insertion of the calibration mandrel into the pipe section to be shaped such that the mandrel is guided with play in the pipe section, curved or straight, and the mechanical contacting takes place only during the forming process.
Zur Erzielung der gewünschten Kokillenqualitäten ist für die Erfindung maßgeblich eine Matrize, durch die das aufgedornte Rohrstück (Dorn-Rohrstuck-Kombination) auf den Dorn aufgebügelt, d.h. mechanisch allflächig anliegend aufgeformt wird. Zu diesem Zweck kann das aufgedornte Rohrstück durch die Matrize hindurchgedrückt oder hindurchgezogen werden, man kann in Weiterführung der Erfindung aber auch so vorgehen, daß die Matrize über das feststehende , aufgedornte Rohrstück zum Zwecke der Rohrumformung bewegt wird. Das dichte Aufpressen der Innenflächen der Rohrstückes auf den Dorn ermöglicht die Herstellung gerader oder gekrümmter, konischer oder teilkonischer Kokillenrohre, die sich durch eine besonders hohe Maßhaltigkeit, durch eine hohe Oberflächengüte sowie eine für die Verwendung im Stahlstrangguß ausreichende Härte auszeichnen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren bei einer kostengünstigen Arbeitsweise gleichbleibende Kokillenqualitäten sicherstellt.To achieve the desired mold qualities, a matrix is decisive for the invention, by means of which the thickened piece of pipe (mandrel-pipe-stucco combination) is ironed onto the mandrel, that is to say it is molded onto a mechanical surface. For this purpose, the flared pipe section can be pushed or pulled through the die, but in a further development of the invention one can also proceed in such a way that the die is moved over the fixed, flared pipe section for the purpose of pipe forming. The tight pressing of the inner surface of the pipe piece onto the mandrel enables the production of straight or curved, conical or partially conical mold pipes, which are characterized by a particularly high degree of dimensional accuracy, a high surface quality and a hardness sufficient for use in steel continuous casting, the method according to the invention being used ensures constant mold quality in a cost-effective way of working.
Wird, wie in Weiterführung der Erfindung auch vorgesehen, die Matrize in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen während der Relativbewegung zwischen Rohrstück und Matrize beim Umformvorgang fortlaufend in die jeweilige Arbeitsstellung zur Dorn- oder Werkzeugfläche eingeregelt, dann führt diese Maßnahme trotz höhere Umformungskräfte, z.B. beim Aufformen eines aufgedornten Rohrstückes auf den Kalibrierdorn, zu einer gleichmäßigen Materialabnahme im Verfahrensablauf und damit zu einer gleichmäßigen Wanddicke, die frei von inneren mechanischen Spannungen ist. Diese durch die Erfindung erzielbaren Eigenschaften führen zu einer wesentlichen Verlängerung der Standzeiten. Dies gilt insbesondere dann, wenn in Durchführung der Erfindung die Matrize in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen während der Relativbewegung zwischen Rohrstück und Matrize beim Umformvorgang fortlaufend jeweils in die Normalstellung zur Dorn- oder Werkzeugfläche geregelt wird.If, as is also provided in a further development of the invention, the die is continuously adjusted to the respective working position for the mandrel or tool surface as a function of the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces during the relative movement between the tube piece and the die during the shaping process, this measure leads despite higher forming forces, e.g. when forming a thorn-out piece of pipe onto the calibration mandrel, to a uniform decrease in material in the process sequence and thus to a uniform wall thickness that is free of internal mechanical stresses. These properties which can be achieved by the invention lead to a substantial extension of the service life. This applies in particular if, in carrying out the invention, the die is regulated continuously in the normal position to the mandrel or die surface as a function of the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces during the relative movement between the tube piece and the die during the shaping process.
Darüberhinaus ermöglicht die Erfindung durch die fortlaufende Einregelung der Matrize in die jeweilige Arbeitsstellung eine gezielte Einstellung der Matrize beim Umformvorgang, z.B. zum Wandstärkenausgleich nicht gleichwandiger Rohrstücke, die als Vormaterial der Umformeinrichtung zugeliefert werden. Beliebige Winkeleinstellungen etwa zur Dornmittelachse sind erreichbar. Diese Möglichkeiten bieten bekannte Einrichtungen (DE-PS 21 54 226) und Verfahren (EP-PS 0 060 820) nicht. So kann die selbsttätige Zustellung der Matrize in Richtung des gekrümmten Dornes zu ungleichmäßiger Materialabnahme sowie zur Ungleichwandigkeit des Kokillenrohres führen. Das Ziehen des Rohrstückes über eine außen anliegende gekrümmte Werkzeugfläche führt hier auch nicht weiter, insbesondere können hiermit nicht die geforderten Maßgenauigkeiten der Innenflächen des Kokillenrohres erreicht werden.In addition, the continuous adjustment of the die into the respective working position enables the die to be set in a targeted manner during the forming process, for example to compensate for wall thicknesses of non-uniform pipe pieces that are supplied as primary material to the forming device. Any angle settings, for example to the mandrel center axis, can be achieved. Known devices (DE-PS 21 54 226) and methods (EP-PS 0 060 820) do not offer these possibilities. The automatic infeed of the die in the direction of the curved mandrel can lead to uneven material removal and to the uneven wall of the mold tube. The pulling of the pipe section over an externally adjacent curved tool surface does not lead here either; in particular, the required dimensional accuracy of the inner surfaces of the mold tube cannot be achieved with this.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dann, wenn, wie bereits angedeutet, in das Rohrstück ein die Innenendmaße und/oder -form des herzustellenden Kokillenrohres aufweisender gekrümmter Dorn eingebracht und das aufgedornte Rohrstück durch eine schwenkbar gelagerte Matrize auf den Dorn aufgeformt wird. Dadurch, daß zu jedem Zeitpunkt der Relativbewegung zwischen aufgedorntem Rohrstück und Matrize letztere normal zum Krümmungsradius des Dornes steht, ist eine gleichmäßige Verformung der Rohrwandung sichergestellt. Denn der Umformungsvorgang beim "Aufbügeln" des Rohrstück auf den Dorn wird zu jedem Zeitpunkt aktiv beeinflußt.A particularly advantageous embodiment of the invention is obtained if, as already indicated, a curved mandrel having the inside dimensions and / or shape of the mold tube to be produced is introduced into the pipe section and the thorn pipe section is molded onto the mandrel by a pivotably mounted die. The fact that at any point in time of the relative movement between the thickened pipe section and the die is normal to the radius of curvature of the mandrel ensures a uniform deformation of the pipe wall. Because the forming process when "ironing" the pipe onto the mandrel is actively influenced at all times.
Wesentlich für das Umformverfahren nach der Erfindung ist die Relativbewegung zwischen dem Rohrstück, insbesondere dem aufgedornten Rohrstück, und der Matrize. Deshalb ist es dem Grunde nach für den Umformvorgang unerheblich, ob das Rohrstück durch die Matrize hindurchgedrückt oder durch diese hindurchgezogen wird. Befindet sich zur Verbesserung der Maßgenauigkeit des formgebenden Innenraumes ein die Innenendmaße und/oder -form der Kokille aufweisender Dorn im Rohrstück, dann kann es oft zweckmäßig sein, die Matrize in Achsrichtung des Dornes über das aufgedornte Rohrstück zu führen.The relative movement between the pipe section, in particular the thickened pipe section, and the die is essential for the forming process according to the invention. Therefore, it is basically irrelevant for the forming process whether the pipe section is pressed through or pulled through the die. If there is a mandrel in the pipe section which has the inside gauge and / or shape of the mold to improve the dimensional accuracy of the shaping interior, then it can often be expedient to guide the die in the axial direction of the mandrel over the flared pipe section.
Durch die Erfindung ergibt sich aber noch ein weiterer Vorteil. Das als Ausgangsmaterial eingesetzten, z.B. gezogenen Rohre, die dann zu Rohrstücken abgelängt werden, weisen im allgemeinen eine bestimmte Toleranz bezüglich Exzentrizität Wanddicke auf. Durch die erfindungsgemäß gezielte Einstellung der Matrize beim Kalibrieren des Kokillenrohres ist es möglich, diese vom sog. Vorrohr herrührenden Ungleichmäßigkeiten zu beseitigen.The invention provides yet another advantage. The raw material used, e.g. Drawn pipes, which are then cut to pieces, generally have a certain tolerance with regard to the eccentricity of the wall thickness. Through the targeted adjustment of the die when calibrating the mold tube according to the invention, it is possible to eliminate these irregularities resulting from the so-called front tube.
Die Matrize selbst ist z.B. in einem sog. Matrizenhalter geführt. In Durchführung der Erfindung erfolgt daher die fortlaufende Einregelung in die Normalstellung zur Dornoberfläche durch Krafteinwirkung auf den Matrizenhalter, der dreh- oder schwenkbar gelagert ist und die Matrize in relativ zum Matrizenhalter stabiler Lage hält. Vorteilhaft wird man hierbei, insbesondere wegen der hohen Umformkräfte, den Matrizenhalter auf hydraulischem Wege in die jeweilige Arbeitsstellung, beispielsweise in die Normalstellung zum Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen einstellen.The die itself is guided, for example, in a so-called die holder. In carrying out the invention, therefore, the continuous adjustment to the normal position to the mandrel surface takes place by the force acting on the die holder, which is rotatably or pivotably mounted and holds the die in a stable position relative to the die holder. One becomes advantageous here in particular because of the high forming forces, adjust the die holder hydraulically into the respective working position, for example in the normal position to the radius of curvature of the mandrel or the tool surfaces.
Neben einer hohen Qualitätserwartung ist für die Erfindung auch die Wirtschaftlichkeit des Umformverfahrens wesentlich. Auf diesem Grunde ist in Weiterführung des Erfindungsgedankens vorgesehen, daß die Einstellbewegung der Matrize in die jeweilige Arbeitsstellung zur Oberfläche des Dornes oder der Werkzeugflächen über eine frei programmierbare Steuerung erfolgt. Je nach Rohrabmessungen, Wanddicken, Werkstoffeigenschaften, Krümmungsradien und dergl., d.h. auftragsbedingten Parametern, läuft die Einstellung in die Arbeitsstellung zum jeweiligen Krümmungsradius selbsttätig nach vorbestimmtem Programm ab.In addition to high quality expectations, the economy of the forming process is also essential for the invention. For this reason, it is provided in a continuation of the inventive concept that the setting movement of the die in the respective working position to the surface of the mandrel or the tool surfaces takes place via a freely programmable control. Depending on the pipe dimensions, wall thicknesses, material properties, radii of curvature and the like, i.e. order-related parameters, the setting in the working position for the respective radius of curvature runs automatically according to a predetermined program.
Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Durchführung der Erfindung ist die, wenn die Einstellbewegung der Matrize in die Normalstellung oder in jede andere Arbeitsstellung, die beliebige Einstellwinkel zwischen Matrize und Dornoberfläche oder Werkzeugflächen einschließt, durch eine selbsttätige Regelung in Abhängigkeit einer Kraftmessung zwischen dem Matrizenhalter und dem Maschinenrahmen erfolgt.Another advantageous possibility for carrying out the invention is that if the setting movement of the die into the normal position or into any other working position, which includes any setting angle between die and mandrel surface or tool surfaces, by an automatic control depending on a force measurement between the die holder and the machine frame he follows.
Nach dem Umformung, die vorzugsweise eine Kaltumformung ist, und zweckmäßig Umformgrade zwischen 15 und 25%, bezogen auf den Ausgangsquerschnitt des Rohrstückes, vorsieht, wenn man den Endabmessungen und/oder der Endform bereits angepaßte Rohrstücke als Vormaterial verwendet, wird der Kalibrierdorn aus dem nunmehr geformten Kokillenrohr herausgedrückt oder herausgezogen. Ggf. wird das Kokillenrohr (kalibriertes Rohrstück) auf das Endmaß abgelängt und auch das z.B. angekuppte Rohrende abgetrennt. Das so fertiggestellte Kokillenrohr kann dann entweder nach erfolgter Güteprüfung verpackt und versandfertig gemacht werden, es kann aber auch vor der Gütekontrolle noch durch mechanische Bearbeitung konfektioniert werden, d.h. z.B. können die Stirnseiten des Kokillenrohres noch mechanisch bearbeitet bzw. Haltenuten in die Rohrwandung von außen eingefräst werden.After the forming, which is preferably a cold forming, and expediently provides degrees of deformation between 15 and 25%, based on the initial cross section of the pipe section, if pipe sections which have already been adapted to the final dimensions and / or the final form are used as the starting material, the calibration mandrel is now made from the molded mold tube pushed out or pulled out. Possibly. the mold tube (calibrated pipe section) is cut to the final dimension and the attached pipe end, for example, is also cut off. The mold tube thus finished can then either be packaged and made ready for dispatch after the quality control has been carried out, but it can also be made up by mechanical processing before the quality control, i.e. for example the end faces of the mold tube can still be mechanically processed or retaining grooves can be milled into the tube wall from the outside.
Das Verfahren nach der Erfindung ist auf beliebige Kokillenquerschnittsformen anwendbar, Voraussetzung ist eine der gewünschten Querschnittsform der Kokille entsprechende Dornform. So können im Querschnitt kreisförmige, rechteckförmige, quadratische oder vieleckige Formen ebenso erzielt werden wie T, Doppel-T, U- oder L-förmige Querschnittsprofile.The method according to the invention can be applied to any mold cross-sectional shapes, the prerequisite being a mandrel shape corresponding to the desired cross-sectional shape of the mold. In this way, circular, rectangular, square or polygonal shapes can be achieved in cross-section, as can T, double-T, U- or L-shaped cross-sectional profiles.
Der entsprechend der gewünschten Querschnittsform benötigte Dorn für die Umformung kann in der Durchführung der Erfindung auch konisch geformt sein, ein- oder mehrfach, um die ggf. geforderte Konizität des Kokillenformhohlraumes sicherzustellen. Der Dorn kann auch gebogen sein, um den Einsatz nach der Erfindung hergestellter Rohrkokillen auch für Kreisbogenstranggußmaschinen zu gewährleisten.The mandrel required for the shaping in accordance with the desired cross-sectional shape can also be conically shaped in the implementation of the invention, one or more times, in order to ensure the conicity of the mold cavity that may be required. The mandrel can also be bent in order to ensure the use of tubular molds produced according to the invention also for continuous arc casting machines.
Die unterschiedliche Profilgebung des Formhohlraumes kann zu Hinterschneidungen in der Formgebung des Kalibrierdornes führen. Um in solchen Fällen Probleme beim Herausdrücken oder -ziehen des Dornes aus dem Kokillenrohr von vornherein auszuschalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Dorn zwei-oder mehrfach zu teilen. Dabei kann die Teilung des Dornes längs und/oder quer zur Achsrichtung der Kokille verlaufen.The different profile of the mold cavity can lead to undercuts in the shape of the calibration mandrel. In order to eliminate problems in pressing or pulling the mandrel out of the mold tube from the outset in such cases, it has proven expedient to divide the mandrel two or more times. The division of the mandrel can be longitudinal and / or transverse to the axial direction of the mold.
Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Auführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 den verfahrensmäßigen Ablauf der Erfindung, während die Fig. 3 bis 6 den konkreten Fall der Einregelung der Matrize in die Arbeitsstellung verdeutlichen.The invention will be explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in FIGS. 1 to 6. 1 and 2 show the procedural sequence of the invention, while FIGS. 3 to 6 illustrate the specific case of regulating the die into the working position.
Zur Herstellung gebogener Rohrkokillen entsprechend der Erfindung wird von einem Speichervorrat an abgelängten Rohrstücken SR ggf. unterschiedlicher Abmessungen und/oder Querschnittsformen das für einen vorgegebenen Kokillentyp geeignete Rohrstück 1 ausgesucht und der Station I zum Ankuppen zugeführt. Dieses Ankuppen, d.h. Umbördeln des Rohrendes 2, geschieht zweckmäßig nach Einspannen des zugeführten Rohrstückes 1 in eine geeignete Pressvorrichtung durch Stauchen des einen Rohrendes. Das angekuppte Rohrstück 1 wird mittels einer geeigneten Transportvorrichtung zur Station II befördert, gleichzeitig wird der vom Auftrag her vorbestimmte Kalibrierdorn 3 dem Dornvorrat SD entnommen und ebenfalls der Station II zugeführt, in der er in einer Art Drückbank beispielsweise in das noch gerade Rohrstück 1 eingepreßt wird. Das aufgedornte Rohrstück 1 nimmt dabei zwangsläufig schon in etwa die Dornform an.For the production of curved tube molds according to the invention, the tube piece 1 suitable for a given mold type is selected from a store of cut-to-length tube pieces SR, possibly of different dimensions and / or cross-sectional shapes, and fed to station I for coupling. This coupling, ie flanging the
Eine andere Möglichkeit ist die, aus dem Speichervorrat SR das bereits gekrümmte Rohrstück 4 zu entnehmen, in der Station I anzukuppen und anschließend in der Station II den gekrümmten Dorn 3 einzuführen, d.h. je nach Übereinstimmung in Form und Abmessung der Dorn hineingleiten zu lassen oder ihn in das Rohrstück einzuschieben.Another possibility is to take the already curved pipe section 4 from the storage stock SR, to couple it in station I and then to insert the
Unabhängig von der Zuordnung von Rohrstück und Dorn, nämlich gerade - gekrümmt oder gekrümmt - gekrümmt, wird der entscheidende Umformvorgang in der Station III vollzogen. Hier wird nämlich das Rohrstück 1 auf den Dorn 3 mit Hilfe der Matrize 5 aufgebügelt. In der dargestellten Ausführungsform wird zu diesem Zweck das aufgedornte Rohrstück (1/3) in Pfeilrichtung durch die Matrize gedrückt, wobei die Innenfläche 6 des Rohrstückes 1 dicht auf die Dornoberfläche aufgepreßt wird. Mit der Kopie der Dornform und der Dornoberfläche erfolgt bei dieser Umformung der Rohrwandung gleichzeitig eine Härtesteigerung des Rohrwerkstoffes.Regardless of the assignment of pipe section and mandrel, namely straight - curved or curved - curved, the decisive forming process is carried out in station III. Here, the pipe section 1 is ironed onto the
Zur weiteren Bearbeitung des nunmehr geformten Kokillenrohres 1' d.h. ggf. Konfektionierung und Güteprüfung, wird der Dorn 3 in der Station IV aus dem Kokillenrohr 1' entfernt. Dies geschieht beispielsweise, wie in der Fig. dargestellt, mittels eines Abstreifers 7, der als Widerlager für das Kokillenrohr 1' dient, wenn der Dorn 3 aus dem Kokillenrohr 1' in Pfeilrichtung herausgedrückt wird.For further processing of the now-shaped mold tube 1 ', i.e. if necessary, assembly and quality control, the
Nach der mechanischen Trennung von Dorn 3 und Kokillenrohr 1' wird, wie in der Station V angedeutet, der Dorn 3 wiederum der Station II zugeführt bzw. nach Abschluß eines Fertigungsloses zum Dornspeicher SD zurückgeführt. Hierzu dient die Transportstrecke 8. Sind in weiteren Fertigungslosen gerade Rohrkokillen oder Rohrkokillen mit Doppel-T-Profilen vorgesehen, wird man entsprechend auf den Dorn 9 oder die Dornausführung 10 zurückgreifen. Von dem kalibrierten Rohrstück 1, jetzt das Kokillenrohr 1', wird das angekuppte Ende 2 abgetrennt und das Rohr, falls nicht noch eine Bearbeitung der Enden oder ein Zuschneiden auf ein gefordertes Endmaß zu erfolgen hat, der Prüfstation P zugeführt. Anschließend kann das Kokillenrohr 1' verpackt und versandfertig gemacht werden.After the mechanical separation of
Die Fig. 2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Arbeitssystem in einer Art Blockschaltbild. Entsprechend der Arbeitsvorgabe, z.B. Fertigungslos Rohrkokille, Format X-Y quadratisch, Material CuCrZr, teilkonisch, gesteuert, wird dem Vorratsspeicer SR ein passendes Rohrstück entnommen und zum Ankuppen der Station I zugeführt. Zwischenzeitlich gelangt der für das entsprechend der Arbeitsvorgabe definierte Fertigungslos entsprechende Dorn aus dem Dornspeicher SD zur Station II und wird in das von der Station I herangeführte angekuppte Rohrstück eingebracht. Die Rohr-Dorn-Kombination gelangt anschließend in die Station III zum dichtem Aufpressen des Rohrstückes auf die Dornoberfläche und schließlich zum Wiedertrennen von Dorn und nunmehr kalibriertem Rohrstück (Rohrkokille) zur Station IV.
Von hier wird das kalibrierte Rohrstück der Prüfstation P zugeführt, ggf. nach vorheriger Endenbearbeitung, Ablängen auf Endmaß usw., und der Dorn gelangt zunächst zur Steuerstelle ST, die entsprechend dem Umfang des Fertigungsloses (Stückzahl des gleichen Kokillentyps) entweder dafür sorgt, daß der Dorn erneut in die Station II gelangt oder bei anschließend vorgesehenem Wechsel des herzustellenden Kokillentyps in den Speicher SD zurückgeführt wird.2 illustrates the work system according to the invention in a type of block diagram. In accordance with the work specification, for example, production batch of tubular mold, format XY square, material CuCrZr, partially conical, controlled, a suitable piece of pipe is removed from the storage feeder SR and fed to station I for coupling. In the meantime, the mandrel corresponding to the production batch defined in accordance with the work specification arrives from the mandrel storage SD at station II and is introduced into the coupled pipe section brought up by station I. The tube-mandrel combination then arrives in station III for tightly pressing the pipe section onto the mandrel surface and finally for separating the mandrel and now calibrated pipe section (pipe mold) to station IV.
From here, the calibrated pipe section is fed to the test station P, if necessary after prior finishing, cutting to length, etc., and the mandrel first arrives at the control station ST, which, depending on the scope of the production batch (number of the same mold type), either ensures that The mandrel arrives again in station II or is returned to the memory SD when the mold type to be manufactured is subsequently changed.
In gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab sind in den Fig. 3 bis 6 Einzelheiten des Umformvorganges dargestellt. Zur Umformung eines Rohrstückes zum Kokillenrohr dient als Vormaterial das z.B. aus einem stranggepreßten Rundrohr durch Rohrziehen hergestellte blank gezogene gerade Kupferrohr 11 mit einer Brinellhärte von beispielsweise HB 55 - 75. Dieses Rohr ist unter Berücksichtigung einer Bearbeitungszugabe auf die gewünschte Kokillenlänge zugeschnitten. Anschließend wird, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, der nach den Innenmaßen der herzustellenden Kokille gefertigte z.B. hartverchromte Dorn 12, der entsprechend der Krümmung der Kreisbogen-Stranggußmaschine verformt ist, in das Rohr 11 eingepreßt (aufgedornt), wie es die Fig. 4 veranschaulicht.Details of the forming process are shown in FIGS. 3 to 6 on an enlarged scale compared to FIGS. 1 and 2. The raw material used for forming a tube piece into the mold tube is the bright drawn
Abweichend hiervon kann das Kupferrohr 11 selbstverständlich auch bereits entsprechend der Dornform vorgebogen sein, um das Einführen des Dornes zu erleichtern, ebenso kann zu dem gleichen Zweck ein ausreichendes Spiel zwischen Dornoberfläche und Rohrinnenfläche gewählt werden. Das Kupferrohr 11 wird man zweckmäßigerweise an dem Ende 13 ankuppen, d.h. das Rohrende nach innen umbördeln, um für den eingeschobenen Dorn für die nachfolgende Umformung ein Widerlager zu schaffen. Das Widerlager kann aber auch durch einen quer durch das Kupferrohrende reichenden Bolzen geschaffen werden oder lediglich durch ein Anspitzen des Rohrendes 13.Deviating from this, the
Das aufgedornte Kupferrohr 11 wird dann, wie aus der Fig. 5 ersichtlich, der Umformungseinrichtung 14 zugeführt, die im wesentlichen aus dem Maschinenrahmen 15 sowie dem am Maschinenrahmen 15 mittels der schematisch angedeuteten Dreh- oder Schwenkvorrichtung 16 gelagerten Matrizenhalter 17 besteht, der die Matrize 18 enthält. Mit 19 sind sich gegen den Maschinenrahmen 15 abstützende Hydraulikzylinder bezeichnet, die bei der Betätigung einer entsprechenden Steuerung den Matrizenhalter 17, wie durch Pfeile angedeutet, gegenüber dem Maschinenrahmen 15 verschwenken.5, the
Auf diese Weise ist es, wie die Fig. 6 zeigt, möglich, zu jedem Zeitpunkt des Hindurchführens (Ziehen oder Drücken) des aufgedornten Kupferrohres 11 durch die Matrize 18 z.B. die Idealstellung, d.h. die Normalstellung der Matrize zur Dornoberfläche, einzustellen. Der laufende Umformvorgang des dichten Aufpressens oder -bügelns des Kupferrohres 11 auf den Dorn 12 kann damit aktiv im Sinne einer gleichmäßigen Wanddicke sowie im Sinne einer gleichmäßigen Spannungsverteilung und Verbesserung der Kokillenstandzeit beeinflußt werden. Diese Möglichkeit kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn man zu größeren Abmessungen und zu härteren Kokillenwerkstoffen übergeht.In this way, it is possible, as shown in FIG. 6, to set the ideal position, ie the normal position of the die to the mandrel surface, for example at any time when the thickened
Das gemeinsame Hindurchdrücken von Kupferrohr 11 und Dorn 12 durch die entsprechend der Dornkrümmung im Ausführungsbeispiel in die Normalstellung, d.h. jeweils senkrecht zur Dornoberfläche, eingeregelte Matrize 18 liefert wegen der hier erfolgenden Kaltumformung eine unbedingte Maßhaltigkeit der so hergestellten Kokille 11', die Brinellhärte wird gleichzeitig von der ursprünglichen auf HB 80 - 110 erhöht.The pushing together of
Wie in den Fig. 5 und 6 weiterhin angedeutet, kann die Regelung der jeweiligen Stellung der Matrize 18 zur Dornoberfläche mit Hilfe von Kraftmeßeinrichtungen 20 erfolgen, die an unterschiedlichen Stellen des Matrizenhalters 17 zwischen Matrizenhalter 17 und Maschinenrahmen 15 angeordnet sind. Die Differenzen der auftretenden gemessenen Kräfte werden in der Datenverarbeitung 21, beispielsweise über an sich bekannte Mikroprozessoren, ausgewertet und in Steuerbefehle zur Einregelung der Matrize in die Normalstellung umgesetzt. Damit kann der Umformprozeß selbsttätig aufgrund auftragsgemäßer Daten optimiert werden und zwar für die unterschiedlichsten Abmessungen, Querschnitte, Wandstärken etc., für die unterschiedlichsten Formen und Werkstoffqualitäten.As further indicated in FIGS. 5 and 6, the respective position of the die 18 relative to the mandrel surface can be regulated with the aid of
Claims (10)
- A process for the production of continuous casting moulds for continuous casting machines, wherein firstly an abutment for a mandrel, which possesses the final internal dimensions and/or shape of the mould which is to be produced, is formed onto one end of a pipe section made of copper or a copper alloy, the mandrel is introduced into the pipe section for the calibration of the pipe section, the pipe section is then smoothed onto the mandrel by means of a die, and following the forming process the mandrel is removed again from the calibrated pipe section, characterised in that during the forming process the die (5;18) is continuously adjusted into the respective operating position relative to the surface of the mandrel or tool in dependence upon the radius of curvature of the mandrel (3; 12) or the tool surfaces during the relative movement between the pipe section (1;4;11) and the die (5;18).
- A process as claimed in Claim 1, characterised in that during the forming process the die (5;18) is continuously adjusted into the respective position normal to the surface of the mandrel or tool in dependence upon the radius of curvature of the mandrel (3;12) or the tool surfaces during the relative movement between the pipe section (1;4;11) and the die (5;18).
- A process as claimed in Claim 1 or 2, characterised in that the continuous adjustment of the die (5;18) into the respective operating position is carried out by applying force to the die holder (17) which is rotatably or pivotably mounted and maintains the die (5;18) in a stable position relative to the die holder (17).
- A process as claimed in one of Claims 1 to 3, characterised in that the die holder (17) is adjusted hydraulically or mechanically into the respective operating position.
- A process as claimed in one of Claims 1 to 4, characterised in that the adjusting movement of the die (5; 18) into the respective operating position is carried out via a freely programmable control arrangement.
- A process as claimed in one of Claims 1 to 5, characterised in that the adjusting movement of the die (5; 18) into the respective operating position is carried out by automatic regulation in dependence upon a force measurement between the die holder (17) and the machine frame (15).
- A device for the production of continuous casting moulds for continuous casting machines, comprising a mandrel, which can be introduced into a pipe section and which possesses the final internal dimensions and/or shape, and a die by which the pipe section passing through it is formed onto the mandrel, characterised by a rotatably or pivotably mounted die (5;18) with an adjustment facility hydraulically actuated in dependence upon control signals.
- A device as claimed in Claim 7, characterised in that the mandrel (3;9;10;12) possesses a shape which is conical or partially conical in the longitudinal direction.
- A device as claimed in Claim 7 or 8, characterised in that the mandrel (3;9;10;12) is doubly or multiply divided.
- A device as claimed in Claim 9, characterised in that the division of the mandrel (3;9;10;12) extends longitudinally and/or transversely relative to the axial direction.
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