DE2758609A1

DE2758609A1 - Verfahren zum herstellen eines hohlen, langgestreckten werkstuecks und vorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens

Info

Publication number: DE2758609A1
Application number: DE19772758609
Authority: DE
Inventors: Raymond Floyd Boshold
Original assignee: Wean United Inc
Current assignee: Wean United Inc
Priority date: 1977-08-08
Filing date: 1977-12-27
Publication date: 1979-02-22
Also published as: AU3172077A; FR2399885A1; IT7826515A0; FR2399885B1; ES472423A1; JPS6224163B2; IN150309B; IT1097633B; US4165627A; JPS5428763A; CA1084875A; AU510509B2; GB1585692A

Description

Wean United, Inc., Pittsburgh, Pennsylvania, V.St.A.

Verfahren zum Herstellen eines hohlen, langgestreckten Werkstücks und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die Erfindung betrifft unmittelbares Strangpressen eines hohlen, langgestreckten Werkstückes, wie z.B. eines Metallrohres oder fiohrmaterials, sowie insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abdichten des hinteren Sides des Rohr— materials, um ein Eindringen von luft und/oder Wasser in das fiokrinnere beim vollständigen Eintauchen des Röhrmaterials in Wasser nach dem Strangpressen zu verhindern.

Bei der gegenwärtigen Strangpreßtechnik ist es sehr erwünscht, stranggepreßtes, nicht eisenhaltiges Rohrmaterial, wie z.B.

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Kupferrohrmaterial, einer Wasserbehandlung zu unterziehen, da die Wassertemperaturen leicht aufrechterhalten werden können, um den Kühlvorgang zwecks Erzielung eines minimalen Kristallwachstums sowie minimaler Oxidation des stranggepreßten Gegenstandes zu beschleunigen.

Ein Eindringen von Wasser in das Innere des Rohrmaterials bringt verschiedene Probleme, wie z.B. Entwässerungs- und Sicherheitsprobleme, mit sich, da das Wasser auf den Boden der Betriebsanlage tropft. Außerdem sind die Bedienungspersonen bei aufeinanderfolgenden Bearbeitungsvorgängen des Rohrmaterials dauernd dem herabtropfenden Wasser ausgesetzt. Ferner werden aufeinanderfolgende Ziehvorgänge des Rohrmaterials durch das Vorhandensein von Wasser und Sägespänen im Inneren des Rohrmaterials beeinträchtigt. Zur Vermeidung derartiger Nachteile ist es allgemeine Praxis, das vordere und hintere Ende des Rohrmaterials vor der Wasserbehandlung abzudichten.

Bei einem herkömmlichen Strangpreßverfahren, bei dem ein freibeweglicher Ziehdorn konstanten Durchmessers verwendet wird, wird zu Beginn des Strangpreßvorgangs ein Strang über eine kurze Länge des Ziehringes oder der Hohlform durchbohrt, um zunächst einen kurzen Abschnitt einer massiven Stange zu erzeugen. Der Ziehdorn wird dann in den Ziehring zwecks Vollendung des Strangpreßverfahrens eingesetzt. Kurz vor Beendigung des Strangpreßvorganges wird der Ziehdorn jedoch aus den Rohr und dem Ziehring zurückgezogen und wiederum wird ein kurzes Stück der Stange

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- 8 stranggepreßt.

Da der Ziehdorn einen konstanten Durchmesser und der Anfahr-"block eine Bohrung geringfügig größeren Durchmessers als der des Außendurchmessers des Ziehdorns aufweisen, wird eine Abdichtung zwischen dem Außenmantel des Ziehdorns und der Bohrungswandung des Anfahrblockes aufrechterhalten, wodurch ein Strangpressen dieses kurzen Stangenstücks durch den Druckkolben möglich wird.

Probleme treten jedoch auf, wenn ein arretierter Ziehdorn verwendet wird. Derartige Ziehdorne sind abgesetzt ausgebildet und weisen einen langen Schaft und einen Spitzenteil reduzierten Durchmessers zum Aufdornen von Rohrmaterial kleinen Durchmessers auf. Wenn der abgesetzte Ziehdorn aus dem Ziehring und dem Rohr herausgezogen wird, dringt der Spitzenteil in die Bohrung des Anfahrblocks ein. Wenn in diesem Zustand der Hauptdruckkolben nach vorn bewegt wird, um das hintere Ende des Rohres zu verschließen, ist es sehr wahrscheinlich, daß das Metall sowohl nach rückwärts in die Bohrung χ des Anfahrblocks als auch nach vorn durch den Ziehring extrudieren wird. Selbst bei sehr genauer Bimensionierong des Spitzenteile des Ziehdoras und einer sehr genauen Handhabung des letzteren und des Druckkolbens ist dieser Nachteil nicht auszuschalten.

Die Erfindung be"brif ft ein Verfahren zum Herstellen eines aohlen, langgestreckten Werkstückes, dessen vorderes Ende bei der

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Herstellung verschlossen ist, wobei sich das Verfahren dadurch auszeichnet, daß die restliche Fertigung des Werkstückes und seines hinteren Endes vollendet wird, in dem ein hohler Teil des Werkstückes vor Freilegung des hohlen, hinteren Endes von letzterem derart nach einwärts verformt wird, daß das hintere Ende verschlossen wird.

Die Erfindung "betrifft ferner eine Vorrichtung zum Herstellen eines hohlen, langgestreckten Werkstücks, dessen vorderes Ende bei der Herstellung verschlossen ist, die sich auszeichnet durch Einrichtungen, die vor Freilegung des hohlen hinteren Endes des Werkstückes betätigbar sind und eine Verformung eines hohlen Teils des Werkstückes nach einwärts vom hinteren Ende derart bewirken können, daß letzteres verschließbar ist.

Die Erfindung wird nunmehr an Hand der Zeichnungen im Einzelnen erläutert. In letzteren sind:

Fig. 1 die Ansicht eines Grundriß einer Preß- oder Sickenvorrichtung gemäß der Erfindung, teilweise zwecks Verdeutlichung der erfindungswesentlichen Merkmale aufgebrochen dargestellt,

Fig. 2 eine Aufrißansicht der Preßvorrichtung, teilweise im Schnitt entlang der Linie 2-2 der Fig. 1,

die Fig. 3 bis 8 Ansichten der Anordnung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zusammen mit verschiedenen Teilen einer

Strangpresse, wobei die Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens

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dargestellt sind, und

Fig. 9 die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie 9-9 Fig. 5.

Da der Aufbau und die Arbeitsweise vom Strangpressen für gerades Strangpressen an sich bekannt sind, werden nur grundsätzliche Bauteile, die zur Erläuterung der Erfindung erforderlich sind, beschrieben.

Fig. 3 zeigt eine Preß- oder Sickenvorrichtung 1, die sich in einer unwirksamen Stellung senkrecht zu einem Rohrmaterial 3 befindet, von dem ein Teil in einem Hohlformschlitten 5 und auf einer Aufspannplatte 7 befindet. Wie ersichtlich ist, weist der stranggepreßte Teil des Rohrmaterials 3 ein verschlossenes Stirnende 9 auf, das aus der Strangpresse austritt und in einen in der iiahe auf einem Pressentisch 13 angebrachten Wassertank eintritt. In der Endstufe des Strangpreßverfahrens wird das Rohrmaterial 3 "unter Bildung eines Rohlingrestes 15 stranggepreßt. Ein arretierter, abgestufter Ziehdorn 17 ^o/b einem in einem Anfahrblock befindlichen Teil und mit einem Spitzenteil verringerten Durchmessers-, der sich in einer Hohlform 21 und in dem nicht stranggepreßten Sohlingrest 15 befindet, muß, wie später dargelegt wird, zusammen mit dem Schaft 23 aus einem Aufnehmer 25 zurückgezogen werden.

Wie aus den Fig. 1 und 2 hervorgeht, ist die Preßvorrichtung an einer Wandung des Iformschlittens 5 angebracht, der eine

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Aufspannplatte 7 trägt. Die Preßvorrichtung 1 besteht aus einem langgestreckten, abgerundeten Werkzeug 27, das mittels einer Kolben-Zylinder-Anordnung hin- und herbewegbar oder verschiebbar ist. Ein Ende des Werkzeugs 27 ist mit einem Ende einer Kolbenstange 31 im Zylinder 33 über einen Gabelkopf 35 verbunden, in dem das Werkzeug 27 mittels eines Bolzens und einer Mutter 37 befestigt ist. Diese Anordnung ermöglicht ein leichtes und schnelles Entfernen und Auswechseln des Werkzeugs 27, insbesondere, wenn der Hohlformschlitten 5 in eine Außerbetriebsstellung von der Presse weg bewegt worden ist, um die Hohlform auszuwechseln. Der Hohlformschlitten 5 und die Aufspannplatte 7 weisen zusammenarbeitende Bohrungen 39 und 41 zur Aufnahme des verschiebbaren Werkzeugs 27 auf. Die Bohrungen 39 und 41 kommunizieren miteinander und sind senkrecht zu einer y anderen Bohrung 43 in der Aufspannplatte 7 angeordnet, durch die sich das Rohrmaterial 3 erstreckt. Das Werkzeug 27 weist ein abgerundetes, reduziertes Stirnende 45 relativ zu seinem durchmessermäßigen Teil auf, wie am besten aus Fig. 9 hervorgeht. Die Preßvorrichtung 1 ist an dem Hohlformschlitten 5 mittels vier Bolzen 47 fest gelagert, die rund üb die Kolbenstange 31 und das Werkzeug 27 herum im gleichen Abstand einander angeordnet sind und parallel zu letzteren verlaufen. Wenn es erwünscht ist, das hintere Ende des Rohrmaterial a 3 zu verschließen oder abzudichten, wird die Kolben-Zylinder- -Anordnung 29 betätigt, um das Werkzeug 27 In den Bohrungen 39 und 41 gegen das Rohrmaterial M« und her zu bewegen, wobei das Stirnende die eine Längswandung des Rohrmaterials gegen die

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andere Längswandung preßt, die von der Wandung der Bohrung in der Aufspannplatte 7 abgestützt wird. Da das Rohrmaterial heiß und unter Druck verformbar ist, ist nur eine geringe Kraft erforderlich, um die Preßwirkung auszuführen, die in Fig. 9 in übertriebenem Maß dargestellt ist.

Aus den Fig. 3 bis 8 gehen die Anordnung der Preßvorrichtung und das stufenmäßige Verfahren zum Verschließen des hinteren Endes eines stranggepreßten Kupferrohrmaterials am Ende eines Strangpreßvorganges hervor. Wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht, wird das Kupferrohrmaterial stranggepreßt, um einen gewünschten Rohlingrest 15 zu formen. Während das Rohrmaterial 3 stranggepreßt wird, wird das Werkzeug 27 durch die Kolben- -Zylinder-Anordnung 29 aus der Bohrung 43 von dem Rohrmaterial 3 entfernt gehalten. Das stranggepreßte Rohrmaterial 3> dessen vorderes Ende bereits bei dem zuvor erwähnten Verfahren verschlossen worden ist, erstreckt sich durch die Strangpresse und in den Wassertank 11. Darauf wird, wie es Fig. 4 hervorgeht, der Ziehdorn 17 vollkommen aus dem Aufnehmer 25 zurückgezogen, während der Schaft 23 teilweise in den Aufnehmer 25 zurückgezogen wird. Der Aufnehmer 25 zusammen mit der Vorlegscheibe 19 und das Rohlingende 15 werden dann von der Hohlform 21 weg bewegt, wodurch eine Länge des Rohrmaterials zwischen dem Aufnehmer 25 und der Hohlform 21 freigelegt wird. Aus Fig. 5 geht die Preß— oder Sickenstufe hervor, die das vordere Ende des Werkzeugs 45 der Preßvorrichtung 1 einschließt., das, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich ist, radial zum Rohmaterial

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angeordnet ist, wobei das Werkzeug 45 in den Bohrungen 39 und 41 des Hohlformschlittens 5 bzw. der Aufspannplatte 7 durch die Kolben-Zylinder-Anordnung 29 hin- und herbewegt wird, um die Wandungen des Rohrmaterials zum Verschließen des hinteren Endes 49 zusammenzupressen. Diese Wirkung zur Erzeugung eines Querschnitts einer doppelt flach gedrückten Wandung ist bereits an Hand der Pig. 9 erläutert worden. Die nächste Stufe besteht darin, die freigelegte Länge zwischen dem Aufnahmer 25 und der Hohlform 21 zu zersägen oder abzuscheren.

Pig. 6 zeigt die Anordnung einer Säge radial zum Rohrmaterial

zwecks Durchführung dieser Arbeitsstufe. Nach Abschluß des Sägevorgangs wird die Säge 51 zurückgezogen, und der Aufnehmer 25 wird zur Hohlform 21 hin bewegt. Wie aus Pig. 7 hervorgeht, bewirkt diese Bewegung des Aufnahmers 25 zusammen mit dem Rohlingrest 15, daß letzterer mit dem Rohrmaterial 3 in Berührung kommt, um das stranggepreßte Rohrmaterial aus der Hohlform 21 und in die Aufspannplatte 7 zu stoßen. Fig. 8 verdeutlicht den letzten Arbeitsschritt, bei dem das stranggepreßte Rohrmaterial aus der Hohlform und dem Pressentisch 13 entfernt und vollständig im Wassertank 11 unter Wasser getaucht ist. Hier ist der Aufnehmer 25 von der Hohlform 21 über den Schaft 23 wegbewegt, wodurch letzterer veranlaßt wird, sowohl den Rohlingrest 15, als auch den Anfahrblock 19 aus dem Aufnehmer 25 zu stoßen.

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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und durch die Vorrichtung zur Durchführung des letzteren ist es möglich, eine wasser- und luftdichte Abdichtung des nachlaufenden Endes eines stranggepreßten Rohrmaterials in geeigneterweise zu erzielen.

Die Preßvorrichtung ist so ausgelegt, daß lediglich durch
Veränderung der Aufspannplatte 7 und des Preßwerkzeugs 27
das hintere Ende vom Rohrmaterial jeden beliebigen Durchmessers innerhalb der Fähigkeiten der Druckkraft von der Außenatmosphäre abgedichtet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

M^)verfahren zur Herstellung eines hohlen, langgestreckten Werkstücks, dessen vorderes Ende bei der Herstellung verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die restliche Fertigung des Werkstückes und seines hinteren Endes vollendet wird, indem ein hohler !Feil des Werkstückes vor Freilegung des hohlen, hinteren Endes von letzterem derart nach einwärts verformt wird, daß das hintere Ende verschlossen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das hohle, langgestreckte Werkstück von einem stranggepreßten Metallrohr gebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Verformvorgang eine längsverlaufende Wandung des Bohrmaterials radial nach einwärts gegen die gegenüberliegende,

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NACHGETREICHT

:iCHT j

längsverlaufende Wandung des Rohrmaterials gepreßt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das hintere Ende des Rohrmaterials nach dem Verformungsvorgang abgesägt oder abgeschert wird.
5· Verfahren nach Anspruch 2 bis 4-, bei dem zur Betätigung einer Strangpresse eine Hohlform, ein Behälter, ein Ziehdorn und ein Schaft zum Strangpressen des Metallrohrmaterials vorgesehen und das vordere Ende des letzteren so verschlossen werden, daß Wasser und/oder Luft am Eintritt in das Innere des Rohrmaterials gehindert wird, dadurch gekennzeichnet , daß die restliche Fertigung des Werkstückes und seines hinteren Endes vollendet wird, Indem ein Ronlingrest an den hinteren, stranggepreßten Enden des Rohrmaterials in dem Aufnehmer gebildet wird, daß der Ziehdorn und der Schaft aus der Hohlform gezogen werden, um ein Bückziehen des Rohlingrestes aus der Hohlform zu ermöglichen, daß der Aufnehmer von der Hohlform derart entfernt wird, <iaß der Rohlingrest aus der Hohlform gezogen und eine Länge des Rohrmaterials zwischen dem Aufnehmer und der Hohlform freigelegt werden, daß ein Teil der Wandung des Rohrmaterials radial nach einwärts gegen einen gegenüberliegenden Wandungsteil des Rohrmaterials in der Veise gepreßt wird, daß das hintere Ende von der Außenatmosphäre abgeschlossen wird, und daß zwecks Abtrennung des Rohlingreates vom Rohrmaterial letzteres zersägt oder abgeschert wird.

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j NACHGEREICHT j
6. Verfahren nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß der Aufnehmer und der Rohlingrest vorgerückt werden, um das stranggepreßte Bohrmaterial aus der Hohlform zu stoßen, und daß der Aufnehmer und die Hohlform ein zweites Mal fortbewegt werden, um ein Ausstoßen des Hohlingrestes aus dem Aufnehmer zu "bewirken.
7· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (1), die vor Preilegung des hohlen, hinteren Endes des Werkstückes betätigbar ist und einen hohlen Teil des Werkstücks nach einwärts vom hinteren Ende derart verformt, daß letzteres verschlossen ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (1) zum Verformen eine Preßeinrichtung (4-5) aufweist, die so angeordnet ist, daß ein Wandungsteil des Rohrmaterials gegen ein diametral gegenüberliegendes Wandungsteil preßbar ist.
9. Vorrichtung naoh Anspruch 8, dadurch, gekennzeichnet, dafi die Preßvorrichtung «la verschiebbar geführtes \Jerfcseug (45) senkreoat stm Sofcrmaterial angeordnet aufvelit, und dafi ein Stellantrieb (29) sub Verschieben de· gegen das bsw. von dem Bobxmaterial vorgesehen 1st.

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10. Vorrichtung nach Anspruch 7 mit einer Aufspannplatte und einem Hohlformschlitten zur Herstellung eines hohlen, langgestreckten Werkstückes, gekennzeichnet durch eine Preßvorrichtung mit einem verschiebbaren Element, daß betätigbar ist, bevor das hohle, hintere Ende des Rohrmaterials der Außenatmosphäre ausgesetzt ist, um eine längsverlaufende Wandung des Bohrmaterials gegen die gegenüberliegende, längsverlaufende Rohrmaterialwandung unter Verschließen des hinteren Endes zu pressen.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß in der Aufspannplatte und dem Hohlformschlitten zusammenwirkende Bohrungen und Einrichtungen zum Anordnen des verschiebbaren Elementes derart vorgesehen sind, daß sich letzteres durch die Bohrung der Aufspannplatte und des Hohlformschlittens erstreckt, und daß eine Lagereinrichtung für das verschiebbare Element und ein Stellantrieb auf dem Hohlformschlitten für eine Bewegung mit diesem vorgesehen sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das verschiebbare Element ein zwecks Verformung des Honrmaterials derart gestaltetes Ende aufweist, daß ein Querschnitt einer doppelt flachgedrückten Wandung in einem Teil des Rohrmaterials herstellbar ist, daß die Auf spannplatte eine zweite Bohrung aufweist, die mit der ersten

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Bohrung zwecks Aufnahme des Rohrmaterials zusammenwirkt und derart gestaltet ist, daß der Teil der Aufspannplatte, der der ersten Bohrung gegenüberliegt, als Auflager des Rohrmaterials bei seiner Verformung dient.

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