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Verfahren zur Herstellung nahtloser 1Vletallrohre auf mechanisch angetriebenen
Strangpressen Die Erfindung betrifft Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung
von Metallrohren auf mechanisch angetriebenen Strangpressen mit einem konzentrisch
in dem Preßstempei geführten Lochdorn.
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Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß der Lochdorn und
der Preßsteinpel in einem einzigen fortlaufenden Arbeitsvorgang geradlinig so bewegt
werden, dar) im ersten Teil des Arbeitsvorgangs der Preßstempel den in den Aufnehmer
eingesetzten Metallblock in den Aufnehmer preßt, im zweiten Teil des Arbeitsvorgangs
der Lochdorn den Block locht, wobei das beim Lochen verdrängte Material den Preßstempel
rückwärts bewegen kann, im dritten Teil des Arbeitsvorgangs Lochdorn und Preßstempel
bis zum vollständigen Ausspritzen des Rohrs sich zusammen bewegen und im letzten
Teil des Arbeitsvorgangs Lochdorn und Preßsteinpel wieder in die Ausgangsstellung
zurückkehren.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung besteht darin, daß bei senkrechter
Anordnung der Presse der Block während des Locheis unter dein Druck des Gewichts
des Preßstenipels und nies Preßstempelträgers steht.
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Bevor darauf eingegangen wird, wie weit die einzelnen Arbeitsstufen
an sich bekannt sind, sei zunächst folgendes über ihren Zweck ausgeführt. Durch
das Einpressen des Blocks in den Aufnehmer vor dein Lochen soll erreicht werden,
daß auch bei Verwendung roher, auf Scheren abgeschnittener Blöcke der Aufnehmer
vollständig von dem Bloch ausgefüllt wird. Dadurch wird gewährleistet, daß beim
Lochen und Pressen im wesentlichen nur noch regelmäßige Werkstoffbewegungen auftreten,
so daß eine Verlagerung des Dornes vermieden wird und Rohre mit gleichmäßiger Wandstärke
hergestellt werden. Daß der Block auch noch während des Locheis selbst an der Oberfläche
unter Druck gehalten wird, hat den Zweck, bei den gegen freie Verformung empfindlichen
Metallen und Legierungen die leicht auftretenden Rißbildungen im Blockinnern zu
vermeiden.
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Es ist nun bereits ein Verfahren zur Herstellung von kurzen, rohrförmigen
Gegenständen, wie Hülsen, bekannt, welches darin besteht, daß ein Metallblock zunächst
in einer doppelt wirkenden mechanischen Presse gelocht und kalibriert wird, und
daß das Ausspritzen des kalibrierten und gelochten Blocks in einer zweiten Presse
vorgenommen wird. Abgesehen davon, daß bei diesem Verfahren das Lochen des Blocks
und das Ausspritzen auf verschiedenen Pressen und in zwei voneinander getrennten
Arbeitsstufen vorgenommen wird, besteht auch noch der Unterschied gegenüber dem
Verfahren nach der Erfindung, daß nach dem bekannten Verfahren der Block vor und
während des Locbens nur dann zusammengepreßt und Rißbildung verhindert wird, wenn
die Blockhöhe ein gewisses Maß überschreitet.
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Es sind auch schon Rohrstrangpreßv erfahren auf hydraulischen Pressen
bekannt, bei denen der Block vor dem Lochen so fest in
den Aufnehmer
gepreßt wird, daß beine Lochen statt eines Lochbutzens ein vollständiger Kern ausgestoßen
wird, der zur Rohrbildung nicht ausgenutzt wird und den Abfall vermehrt. Außerdem
ist beiden hydraulischen Pressen dieser Art der Lochdorn nicht an Lieni Preßkolben,
sondern an einem besonderen I:oclilzolben befestigt, der mit den zugehörigen Lochzylinder
das Antriebsmittel für den im Preßstempel geführten Lochdorn bildet und es gestattet,
den Lochdorn unabhängig vom Preßsteinpel zu bewegen. Die hydraulischen Pressen dieser
Art haben den Nachteil, daß sie nicht nur einen besonderen Antrieb für den Lochdorn,
sondern auch besondere Steuerungseinrichtungen erfordern. Was aber praktisch noch
mehr ins Gewicht fällt, ist, daß durch die Vermehrung der Steuerungsoperationen
das Arbeitsverfahren verumständlicht wird, während es bei solchen Warinver arbeitungsv
erfahren gerade darauf ankommt, sie so einfach wie möglich zu gestalten.
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Bei dem Verfahren nach der Erfindung sind die Nachteile der bekannten
Verfahren vermieden. Z. B. wird beim Lochen kein vollständiger Kern ausgestoßen,
weil der vorn Lochdorn verdrängte Blockwerkstoff den Preßstempel zurückbewegen kann.
Außerdem liegt, wie aus den vorstehenden Ausführungen hervorgeht, ein wesentlicher
Vorteil darin, daß die einzelnen Arbeitsstufen mittels einer mechanisch angetriebenen
Strangpresse in einem einzigen fortlaufenden Arbeitsgange ausgeführt werden.
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Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Strangpresse zur Ausübung
des neuen Verfahrens, bei der der Lochdorn zentrisch an einem eine geradlinige Hinundherbewegung
ausführenden Maschinenteil, dein Lochdornträger, der hohle, den Lochdorn führende
Preßstempel aber an einem besonderen Preßstempelträger befestigt ist, der, im Pressengestell
geführt, so an dein Lochdornträger angeordnet ist, daß er in derselben Hubachse
wie der Lochdornträger in ge,%;Tissen Grenzen gegen diesen verschiebbar ist. Der
Pressenantrieb wirkt ständig nur auf den Lochdornträger ein, während der Preßstempelträger
im Vorwärtshub teils durch vom Lochdorn abgeleitete und gesteuerte Hiifsantriebsmittel,
teils durch das verdrängte Material, teils durch den Lochdornträger bewegt" und
im Rückhub durch den Lochdornträger in die Ausgangsstellung zurückgeführt wird.
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Der vorgesehene größte Abstand zwischen Preßstempelträger und Loch:.dornträger
wird nur während des ersten Teils des Hubs bis nach dem Anpressen des Blocks im
Aufnehiner'aufrechterhalten. Während des Locheis vermindert sich der Abstand zwischen
Preßsteinpelträger und Lochdornträger dadurch, dall der Lochdornträger seine Bewegung
fortsetzt, während der Preßstempelträger eine der Vergrößerung des Blocks beim Lochen
folgende rückläufige Bewegung macht. Nach beendigtem Lochen trifft der Lochdornträger
auf den Pr, eßstempelträger, so daß Lochdorn und Preßstenpelträger den eigentlichen
Spritzhub, miteinander starr gekuppelt, ausführen.
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Bei einer derartigen Strangpresse zur Ausübung des Verfahrens nach
der Erfindung folgen nach dem Ingangsetzen der Presse die einzelnen Arbeitsgänge
selbsttätig aufeinander.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in der
Anwendung auf eine stehende Kurbelpresse dargestellt. Die Abb. z bis 5 geben Ansichten
der Presse, teilweise im Schnitt, und lassen die aufeinanderfolgenden Arbeitsstufen
und Bewegungen der Presse erkennen.
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Nach Abb. z ist der rohe Metallblock a in entsprechend erhitztem Zustande
in die Bohrung des Aufnehmers b eingebracht, deren unterer Abschluß durch die Matrize
c gebildet wird. Der Aufnehmer b ist auf dem Arbeitstisch d des Pressengestells
e befestigt, das, wie gezeichnet, für senkrechten, aber auch für waagerechten
oder schrägen Hub ausgeführt und angeordnet sein kann.
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Das Schubkurbelgetriebe, an dessen Stelle auch ein Exzentergetriebe
gewählt werden kann, setzt sich, wie aus den Abb. 2 und 3 am deutlichsten ersichtlich,
zusammen aus der Kurbelwelle f, der Kurbel g, dem Kurbelzapfen h, der Schubstange
i, dem Kugelgelenk k, das auch als Zapfengelenk ausgebildet sein kann, und dem hin
und her gellenden Lochdornträger oder Schubstangenführungskolben 1, in dessen
Boden der Lochdorn in eingesetzt ist, der auf seine Nutzlänge den lichten Durchmesser
des zu pressenden Rollres hat.
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Der hohle Preßstempel ia, welcher den Lochdorn in konzentrisch umhüllt,
ist an der Stirnfläche eines frei beweglichen Zylinders o, ein folgenden Preßstempelträger
genannt, befestigt, welcher mit seiner Innenfläche als Führung für den Lochdornträger
1 dient und mit seiner Außenfläche im Pressergestell e selbst seine Führung findet.
Der Lochdornträger 1 mit Lochdorn in. bewegt sich zwangsläufig mit dem Schubkurbelgetriebe.
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Die Bewegung des Preßstempelträgers o und des Preßstempels n ist im
ersten und letzten Teil des Arbeitshubs mit der des L ochdornträgers gleichförmig,
wogegen ein mittleren Teil des Arbeitshubs der Preßstempel keine bzw. eine der @"ergrößerung
des Blocks
beim Lochen folyeiide rückläul1be 13e«-egulig macht.
Während die Gleichförmigkeit der Bewegung von Lochdorn und Preßstempel im letzten
Teil des Arbeitshubs dadurch hergestellt wird, daß der Lochdornträger mit dein Preßstempelträger
fest verkuppelt wird, wird .sie im ersten Teil des Arbeitshubs durch besondere,
jedoch vom Lochdorntrieb abgeleitete und gesteuerte Antriebsmittel bewirkt. Diese
Antriebsmittel bestehen in einer mit der Kurbelwelle starr verbundenen Kurvenscheibe
p mit Auflauffläche p', welche auf eine Rolle q einwirkt, die in einer auf
dem offenea Ende des Preßstempelträgers o festsitzenden Brücke r leicht drehbar
gelagert ist. An Stelle des Kurvenscheibengetriebes könnte auch ein denselben Zweck
erfüllendes. all sich bekanntes gesteuertes Kniehebefg.etriebe oder ein steuerndes
Nutenscheibengetriebe gewählt werden.
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Bei dieser Einrichtung kommt die Presse wie folgt zur Wirkung: Abb.
r zeigt die Stellung des Getriebes, des Lochdorns und Preßstempels vor Inbetriebsetzung
der Presse im oberen Totpunkt. Der Preßstempelträger o hängt mit seiner Rollenbrücke
r am Lochdornträger L und geht mit diesem abwärts. Hat sich der Preßstempel
#,a auf den Metallblock a aufgesetzt (Abb. z), so wird der Lochdornträger
L durch das Schubkurbelgetriebe für sich allein Nveiterbewegt, während die Lauffläche
p' der Kurvenscheibe p auf die Rolle q trifft und den Preßstempelträger o
samt dem Preßstempel mit geringerer Geschwindigkeit abwärts bewegt, bis der Metallblock
im Aufnehmer festgepref)t ist.
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Das Vorpressen des Metallblocks a ist in dem Augenblick vollendet,
in welchem die Kurvenscheibe p die Rolle q verläßt. Der Preßstempel 3a sitzt
dann einstweilen bewegungslos bei stehend angeordneten Pressen mit seinem eigenen
und dein Gewicht des Preßstempelträgers o auf dein vorgepreßten :Jetallblock a auf.
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Nach Abb. 3 vollzieht der sich ununterbrochen weiterbewegende Lochstempel
na unmittelbar darauf das Lochen des Metallblocks. Das dabei verdrängte Material
des 3"letallblocks verlängert den Metallblock a in axialer Richtung, wodurch der
auf ihin ruhende Preßstempel n samt dein Preßstenlpelträger o etwas zurückgedrängt
wird. Nur ein kleiner Teil des durch den Lochdorn verdrängten Materials fällt als
Lochbutzen s in das Bohrloch t des Arbeitstisches d, welches zur Aufnahme
des zu pressenden Rohres ?s dient.
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Wie aus Abb. d. ersichtlich, trifft unmittelbar nach Vollendung des
Lochens der Lochdornträger 1 bei seiner Weiterbewegung auf die innere Bodenfläche
des Preßstempelträgers o auf. Deshalb bewegen sich Lochdorn-und Preßstempelträger
l und o und beide Stempel in und n von jetzt an gemeinsam weiter und pressen das
Material des Metallblocks als Rohr u aus der ringförmigen öffnung v (Abb. q.a) heraus,
welche durch die feststehende Matrize c und den sich durch diese schiebenden Lochdorn
in, gebildet wird. Mit Beendigung des Hubs ist die Vorbearbeitung des Metallblocks
a sowohl als auch die Arbeit des Rohrpressens vollendet, und die Kurbei g hat die
untere Totstellung erreicht.
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Beim Rückwärtsgang bewegt sich zunächst nur das Kurbelgetriebe
f, g, h, i, k, l mit Lochdorn in zurück, bis der Lochdornträger
l
auf die Rollentragbrücke r auftrifft und gemäß Abb. 5 den Preßstempelträger
o mit Preßstempel n in die Ausgangsstellung mitnimmt, in welcher sich dann auch
wieder die Kurvenscheibe p befindet.
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Das mit dem Preßrückstand w noch verbundene Rohr u wird dann in bekannter
Weise abgetrennt, worauf Rohr und Preßrückstand entfernt werden können.
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Statt der ineinanderläufenden Führungskolben könnten auch nebeneinanderlaufende
Führungskörper für den Preßstempei und 1211 Lochdorn Verwendung finden.