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Verfahren und Vorrichtung zum Ziehen von Hohlkörpern Die Erfindung
bezieht sich auf die Herstellung von rohrähnlichen Hohlkörpern durch Ziehen, und
zwar von solchen mit runden oder unrunden Querschnitten und/oder ungleichmäßiger
Wandstärke auf dem Umfang. Rohre werden bekanntlich gezogen, indem sie zur Gänze
erhitzt und sodänn mit oder ohne Anwendung von Dornen durch Ziehmatrizen oder Ziehdüsen
hindurchgezogen und auf diese Weise verformt werden. Durch Benutzung von Ziehmatrizen
mit eckigen, ovalen oder sonstigen Querschnitten können auf diese Weise auch rohrähnliche
Körper mit unrundem Querschnitt erzeugt werden.
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An Stelle des Erhitzens der Rohre zur Gänze ist schon für das Ziehen
von Rohren mit gleichmäßigem Querschnitt und gleichmäßiger Wandstärke auf dem Umfang
vorgeschlagen worden, das Erhitzen durch einen unmittelbar vor dem Ziehwerkzeug
an-
geordneten Induktor vorzunehmen. Für diese nicht vorbekannte Art des Ziehens
ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Rohrwandung vor Eintritt in das
Ziehwerkzeug vollkommen gleichmäßig auf Verformungstemperatur gebracht ist.
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Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren vorgeschlagen, bei welchem
bewußt hiervon abgegangen wird und das Ausgangswerkstück unmittelbar vor Eintritt
in das Ziehwerkzeug auf seinem Umfang unter Anwendung des elektroinduktiven Erhitzens
ungleichmäßig erwärmt wird, und zwar soll dieses Verfahren ausgenutzt werden zum
Ziehen von rohrähnlichen Hohlkörpern mit rundem oder unrundem
Querschnitt
und/odier ungleichmäßiger Wandstärke auf dem Umfang. 'Vorzugsweise wird bei diesem
Verfahren, wie dies auch sonst üblich, von Rohren mit rundem Querschnitt ausgegangen.
Das neuartige Verfahren bietet besondere Vorzüge; wenn z. B. ein rohrähnlicher Körper
mit viereckigem Querschnitt gemäß Abb. i der Zeichnurigen hergestellt werden soll,
so werden bei der üblichen Art der Erzeugung die Ecken i eine geringere Wandstärke
aufweisen als irr den geraden Abschnitten 2 des Umfanges. Die Innenausrundungen
3 an den Eckstellen i -werden außerordentlich scharf, und es kann sogar zu
einer Art Faltenbildung kommen, wie dies bei 4 angedeutet ist. Diese Erscheinung
ist darauf zurückzuführen, daß an den Eckstellen bei der-Verformung des kreisrunden
Rohres zum Vierkantrohr an diesen Stellen die stärksten Verformungsbeanspruchungen
auftreten. Eine solche Ausbildung des Vierkantrohres ist besonders dann nachteilig,
wenn aus diesen Werkstücken sog. Sektionskammern für Se'ktionalkammerkessel hergestellt
werden, weil die Gefahr besteht, daß sich beim Wellen dieser Vierkantrohre starke
Falten bilden.
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Diese Erscheinung, ungleichmäßiger Wandstärkenverteilung über den
Umfang des Querschnittes .tritt sinngemäß auch bei der Erzeugung anderer Profilformen
auf. Sie kann verhindert werden, indem gemäß der Erfindung das in das Ziehwerkzeug
eintretende Vorwerkstück auf dem Umfang ungleichmäßig erwärmt wird, und zwar derart,
daß an den Stellen, an denen beim Ziehen in der Umfangsrichtung Druckwirkungen auftreten,
die Temperaturen höher gewählt werden als an den Stellen, an denen Zugwirkungen
auftreten. Für die Erzeugung eines Körpers nach Abb. i wäre, wie in Abb. 2 schematisch
dargestellt, der rohrförmige Ausgangskörper 5 so zu erwärmen, daß an den Stellen
7, die die ebenen Seitenflächen bilden sollen, ein höherer Erwärmungsgrad erzielt
wird als an den Eckstellen B. Dies gelingt beispielsweise durch einen das Werkstück
spulenartig umfassenden Induktor 6, der ebenfalls eckigen Querschnitt aufweist,
wobei dann die geraden Abschnitte gegenüber den stark zu streckenden Stellen 7 liegen.
Infolge des. hohen Kopplungsgrades an dieser Stelle wird im Werkstück 5 an dieser
Mantellinie eine starke Temperaturerhöhung erzielt. Gegenüber den Stellen 8 ist
der Kopplungsgrad wesentlich schlechter, und somit wird hier eine geringere Wärmewirkung
erzielt. Die ungefähre Temperaturverteilung auf dem Umfang ist angedeutet durch
die strichpunktiert gezeichnete Kurve 9.
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An Stelle eines Iirduktors von der Form, wie sie bei 6 in Abb. 2 angedeutet
ist, kann auch beispielsweise ein Induktor mit rundem Querschnitt benutzt werden,
bei welchem dann an den Stellen, an denen eine erhöhte Heizwirkung eintreten soll,
Jochbleche aufgesetzt sind. Außer durch unterschiedliche Kopplung oder durch aufgesetzte
Magnetjoche in entsprechender Verteilung kann die Temperaturstaffelung durch verschiedene
Querschnitte dies Heizleiters beeinflußt werden. Eine kreisringförmige Spule hätte
hiernach an den Stellen erwünscht höchster Wärmnewirkung geringe Höhe bei gfößerer
Breite oder- bei gleichbleibender' Breite kleinere Querschnittsfläche aufzuweisen.
In Abb.6 ist ein solcher Induktor abgewickelt dargestellt, und zwar mit geringer
Höhe und größerer Breite im Bereich der hoch zu erhitzenden Stellen. Linksseitig
sind die Querschnitte angedeutet. Die rechteckige Querschnittsform in den Bereichen
20 ist bei 21 zu flachen breiten Teilen ausgezogen. Unter den Teilen 21 findet die
stärkste Erwärmung statt, ohne daß hierdurch die Kopplung geändert wird.
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Da die meisten Spulen gekühlt werden müssen, kann das Kühlmittel auch
zur Temperaturstaffelung ausgenutzt werden, wobei gleichzeitig eine besonders einfache
Spulenform erzielt wird, die keine Querschnittänderungen aufweist. Das Kühlmittel,
vorzugsweise Luft, tritt aus Schlitzen oder Löchern auf die schwach zu erhitzenden
Oberflächenabschnitte des Werkstückes aus. Eine andere Möglichkeit, die ungleichmäßige
Temperaturverteilung zu erzielen, besteht darin, _ daß verschiedene Heizleiterschleifen
angeordnet werden. Es sind dies Induktoren, die das Werkstück nicht umfassen, sondern
sich über der Oberfläche des Werkstückes schließen. Diese Induktoren wären ausdrücklich
an der Stelle anzuordnen, an der die höchsten Temperaturen erzielt werden , sollen,
während an den anderen Stellen geringerer Temperaturerhöhung entweder überhaupt
keine Induktoren. oder, nur solche vorgesehen werden, die ebenfalls als Leiterschleifen
ausgebildet geringere Heizwirkung hervorrufen.
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In Abb. 3 ist die Anordnung für das Ziehen eines solchen Vierkantkörpers
schematisch im Schnitt dargestellt. Es ist ein Ziehwerkzeug io üblicher Ausbildung
vorgesehen, vor welchem unmittelbar der Induktor i i angeordnet ist. Die Heizeinrichtung
nach Abb. 3 ist in einer möglichen Abwandlung der Anordnung so ausgebildet, daß
außer der das Werk-
stück umfassenden Induktionsspule i i auch noch
eine
Heizleiterschleife 12 vorgesehen ist, die die
ungleichmäßige Erwärmung auf
den Umfang herbeiführt. hm Innern des Werkstückes sitzt der Vier-
kantdorn
13, der zusammen mit dem Werkstück io die gewünschte Verformung erzwingt. An sich
be-
steht die Gefahr, daß sich das Werkstück beim Hineinwandern in: das Ziehwerkzeug
io verdreht, so daß die Mantellinien mit verschieden hoher Tem-
peratur nicht
in der richtigen Relativstellung zum
Ziehwerkzeug bleiben. Wenn aber, wie
in Abb. 3
dargestellt, die Induktoren unmittelbar vor cliem. Ziehwerkzeug
angeordnet sind, ist diese Gefahr praktisch beseitigt.
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Das beschriebene Verfahren ermöglicht außerdem unter Anwendung der
erfindungsgemäßen Maß-
nahme des ungleichmäßigen Erhitzens auf den Umfang
die Erzeugung rohrähnlicher Körper mit trngleichmäßiger Wandstärke. Hierzu ist es
nach der
Erfindung erforderlich, die Abschnitte am stärksten zu erhitzen.,
die im Hinblick auf die gewünschte Endform der stärksten Verformung unberwprfetti
werden müssen oder umgekehrt. Wird ein Vorstück dderarf erwärmt, so wird beim Aufwerten
auf größeren Durchmesser das Werkstück an . den
erhitzten Stellen
starke und an den weniger stark erwärmten oder vollkommen kalt gebliebenen Zonen
keine oder nur geringe Verformung der Wandstärke zeigen. Auf diese Weise wird ein
Rohr erzeugt, das ungleichmäßige Wandstärke aufweist, etwa wie dies in Abb. 4 im
Querschnitt dargestellt ist. Die Wandstärken bei 14 sind größer als bei 15. Außerdem
ist in dem gewählten Beispiel die Verstärkung 14 ungleichmäßig, so daß bei 14° eine
größere Stärke vorliegt als bei 1.4.
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Wenn außerdem bei dieser Ausführungsart des Verfahrens gemäß der Erfindung
noch ein profilierter Dorn, beispielsweise ein Vierkantdorn benutzt wird, so können
Körper erzeugt werden, wie sie in Abb. 5 dargestellt sind. Der rohrförmige Körper
mit rechteckigem Querschnitt muß eine verhältnismäßig große Wandstärke bei 16, eine
geringere Wandstärke der Seitenflächen 17 und i9 aufweisen, und die vierte Seite
18 hat die geringste Wandstärke. Selbstverständlich können auch andere Ausbildungsformen
für die erzeugten Körper gewählt werden. Es ist dies lediglich eine Frage der Wahl
dies Ziehwerkzeuges und des Dornes einerseits und der geeigneten Anwendung der Heizeinrichtung
andererseits.
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Das Verfahren ist anwendbar auf Werkstücke aus Stahl, Stahllegierungen
oder Metall und Metalllegierungen.
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Die Verwendungszwecke der erzeugten Rohre sind an sich bekannt. Das
Verfahren gemäß der Erfindung bietet die :Möglichkeit, die Anwendungsgebiete solcher
rohrähnlicher Körper wesentlich zu erweitern, zumal die Erzeugung einfacher und
wirtschaftlicher ist als nach den bisher üblichen bekannten Verfahren.