Verfahren und Vorrichtung zum Strecken von vollen und hohlen Metallwerkstüeken. Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Strecken von vol len und hohlen Metallwerkstücken, wobei unter Strecken ein Verlängern unter Ab- ralinie der Stärke der hIetallteile des Werk stückes zu verstehen ist.
Das Verfahren besteht darin, dass in einem kurzen Abschnitt des Werkstückes die Metallteile beim Strecken abgebogen werden, wobei von dem noch zu streckenden Teil des Werkstückes weggestreckt wird und dieser Streckvorgang mit folgenden Abschnitten wiederholt wird.
Eine zur Ausführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung zeichnet sich aus durch einen Werkstückträger, Mittel zum abschnitt weisen Verschieben des Werkstückes auf dem Werkstückträger, Mittel, um in einem Ab schnitt des 'vVerlzstüekes die Metallteile ab zubiegen, und ein Streckwerkzeug, um den verformten Abschnitt des Werkstüeli:es von dem unverformten Teil des Werkstückes weg zust.recken.
Zum Strecken von Rohren kann so vor gegangen werden, dass ein kurzer Abschnitt des kalten oder erhitzten Rohres durch ach- siale Verschiebung auf einer Dornstange gegen einen Dornkopf, dessen Durch messer grösser ist als der innere Durchmesser des zu streckenden Rohres aufgewertet wird, da-ss der aufgewertete Rohrteil mittelst eines als Ziehring ausgebildeten Streckwerkzeuges, dessen innerer Durchmesser gleich oder grö sser ist als der äussere Durchmesser des zu streckenden Rohres, über den zylindrischen Teil des Dornkopfes geschoben und ausgestreckt wird, um die neue Rohrwand zu bilden, und dass diese Verfahrensschritte so oft wieder holt werden,
bis sämtliche oder gewünschte Teile des Rohres über den Dornkopf gescho ben und gestreckt sind.
Der Durchmesser des Dornkopfes kann kleiner oder grösser sein als der äussere Durch messer des auszustreckenden Rohres, wobei die Wahl des grössten Durchmessers durch die praktisch zulässige grösste Aufwertung bestimmt ist. Es gelingt so, Rohre von an nähernd gleichem oder grösserem Aussendurch messer als dem des zu behandelnden Rohres herzustellen. Zum Strecken von vollen Werkstücken kann so vorgegangen werden, dass das zu streckende Werkstück stufenweise auf einer Auflagefläche vorgeschoben wird und dass der über die Auflagefläche vorgeschobene Abschnitt des Werkstückes winklig zu dieser Auflagefläche abgebogen und vom noch nicht gestreckten Teil des Werkstückes weg gestreckt wird.
Zum Zwecke des Ausstreckens kann ent weder das Streckwerkzeug in der Streckrich tung oder der Werkstückträger entgegen gesetzt zur Streckrichtung bewegt werden. Als Streckwerkzeug kann man sich eines prismatischen Körpers oder einer Walze be dienen.
Auf der Zeichnung sind Ausführungsbei spiele der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, und zwar sind: Fig. 1, 2 und 3 Längsschnitte, die das Strecken eines Rohrabschnittes in den aufein anderfolgenden Stufen zeigen; Fig. 4 ist eine Seitenansicht einer Vor richtung zum Strecken von Rohren, teilweise im Schnitt, in der Stellung nach dem Ver schieben des Rohres in die erste Streckstufe; Fig. 5 ist eine Ansicht, ähnlich wie Fig. 4, die Vorrichtung in der Stellung nach Beendi gung des Streckvorganges; Fig. 6 ist ein Schnitt der Vorrichtung nach der Linie VI-VI der Fig. 4;
Fig. 7 ist eine seitliche Ansicht einer Vorrichtung zum Strecken voller Werkstücke in der Stellung nach dem Vorschieben des Werkstückes in die erste Streckstufe, Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 7, die Vorrichtung in der Stellung nach der er sten Streckstufe, Fig. 9 desgleichen, die Vorrichtung in der Stellung vor dem Vorschub des Werkstückes in die zweite Streckstufe und Fig. 10 eine Rückansicht der Streckvor richtung nach Fig. 9, teilweise im Schnitt. Nach den Fig. 1 bis 3 ist das Rohr 1 verschiebbar auf der Dornstange 2 angeord net. Letztere endigt in einem Dornkopf 3 mit zylindrischem Teil 5, dessen Durchmesser grösser ist als der innere Durchmesser des noch nicht gestreckten Rohres.
Der Auf weitekonus 4 bildet den Übergang zwischen dem zylindrischen Teil der Dornstange und dem zylindrischen Teil 5 des Dornkopfes.
Zunächst wird (Fig. 1) das bewegliche Rohr auf der Dornstange gegen den ortsfesten Domkopf oder die bewegliche Dornstange mit dem Dornkopf gegen das ortsfeste Rohr bewegt, so dass sich am Rohrende durch Ab biegen der Rohrwand die Aufweitung 6 bil det, denen freies Ende über die lUantelfläche des Dornkopfes hinausragt.
Dann wird (Fig. 2) ein beweglicher Zieh ring 7, der die ortsfeste Dornstange mit,dem Rohr umschliesst, von rechts nach links, oder die bewegliche Dornstange mit dem Rohr gegen den ortsfesten Ziehring von links nach rechts bewegt. Sobald der Ziehring auf die glockenförmige Aufweitung 6 trifft, wird der vom Ziehring gefasste Teil derselben in der Richtung vom ungestreckten Teil des Rohres weg zwischen Ziehring und Dornkopf zu dem neuen Rohrteil 8 ausgestreckt.
Je kleiner der Unterschied zwischen dem kleinsten innern Durchmesser des Ziehringes und dem Durch messer des zylindrischen Teils des Dorn kopfes ist, um so grösser ist die Streckung. Nachdem der Ziehring im Rückhub den Aufweitekonus 4 überschritten hat, wird ,das Rohr zur Bildung einer neuen Aufweitung 9 (Fig. 3<B>)</B> vorgeschoben und das Ausstrecken mittelst des Ziehringes wiederholt. Diese Verfahrensschritte werden so lange fort gesetzt, bis sämtliche oder gewünschte Teile des Rohres ausgestreckt sind.
Mittelst des beschriebenen Streckverfah rens kann beispielsweise die Wandstärke eines Rohres aus dem nichtrostenden Stahl V <I>2</I> a in einer Streckung von 2 mm auf 0,5 mm und darunter reduziert werden.
Bei der in den Fig. 4 bis 6 dargestell ten Rohrstreckvorrichtung ist in dem Lager 11 des Maschinenrahmens 12,das untere Ende des in vertikaler Ebene schwingbaren He bels 13 gelagert. Mit der in der Mitte des Schwinghebels angeordneten Kulisse 14 steht der Kulissenstein 15 in Eingriff, der auf dem Kurbelzapfen 16 der Antriebsscheibe 17 drehbar befestigt ist. Die Welle 18 (Fig. 6) der Antriebsscheibe ist in einer der Seiten wände des Maschinenrahmens gelagert.
In der Schlittenführung 22 des Maschinen- iahmens ist der Streckwerkzeugträger 19 mittelst der Führungsleisten 21 geradlinig hin- und herverschiebbar angeordnet. Um die Bewegungen des Schwinghebels auf den Streckwerkzeugträger zu übertragen, ist das freie Ende des Schwinghebels mit einem Längsschlitz 23 versehen, durch den ein am Streckwerkzeugträger befestigter, durch einen senkrechten Ausschnitt 25 desselben gehen der Querzapfen 24 greift. Die Dornstange 2 ruht mittelst ihres Halszapfens 29 in der Auskehlung 30 des Dornstangenträgers 27, der dreh- und verschiebbar an einer zur Dornstange parallelen, im Maschinenrahmen angeordneten Führungsstange 28 befestigt ist.
Auf diese Weise ist die Dornstange ge gen achsiale Verschiebung zu ihrem Träger 30 gesichert. Durch einfaches Ausschwenken des Dornstangenträgers wird das Ende der Dornstange für das Aufstecken eines Rohres frei. In der Arbeitsstellung wird der Dorn stangenträger durch die Befestigungsschraube 31 gesichert. Das vordere Ende der Dorn stange 2 ist durch die Öffnung 32 in dem Stirnteil 33 des Streckwerkzeugträgers 19, sowie durch den in einem Ausschnitt 34 des Streckwerkzeugträgers mittelst der Stell schraube 35 befestigten, mit der Rille 36 versehenen Ziehring 7 geführt.
Um aufeinanderfolgende Teile des Rohres an dem Dornkopf aufzuweiten, wird das Rohr auf der Dornstange periodisch mittelst einer Vorrichtung vorgeschoben, die untere Klemmbacken 37 und obere Klemmbacken 38 aufweist. Der vordere Teil des über die Dornstange geschobenen Rohres ruht auf den untern Klemmbacken 37, die verschiebbar auf einer vierkantigen Stange 39 angeordnet sind, die parallel zur Dornstange und senk recht unter dieser mit dem hintern Ende an einem Fortsatz des den Streckwerkzeugträ ger überspannenden Armes 41 des Maschinen rahmens befestigt ist. Die untern Klemm- backen 37 sind mit vertikalen Fortsätzen 45 versehen, an denen mittelst der Zapfen 44 die zweiarmigen Hebel 43 drehbar befestigt sind.
Die Enden der kürzeren Arme der He bel 43 sind mit den obern Klemmbacken 38 und die Enden der längeren Arme der Hebel 43 mit der Schubstange 46 drehbar verbunden. Anschläge 57 an den Fortsätzen 45 begrenzen die Rechtsbewegung der länge ren Arme der Hebel 43.
Die zur Dornstange parallele Schubstange 46 ist in dem obern Ende des von dem Arm 41 schräg nach oben abgezweigten Schub stangenträgers 42 verschiebbar gelagert. Die scheibenförmige Verstärkung 56 und der Schubstangenträger 42 bilden die Wider lager für die Druckfeder 55, die die Schub stange 46 nach rechts drückt (Fig. 5).
Das rechtsseitige Ende der Schubstange 46 ist mit dem Querzapfen 48 versehen, der mit dem Langloch 49 in. dem Ende des kürzeren Armes des zweiarmigen; Hebels 51 in D4 in- griff steht, dessen Drehzapfen in dem Fort satz 52 des Trägers 42 sitzt. Das mit der Hohlkehle 53: versehene Ende des längeren Armes des Hebels 51 arbeitet mit der an der Rückseite des Streckwerkzeugträgers 19 ver stellbar befestigten Anschlagschraube 54 zu sammen.
Die Arbeitsweise ist wie folgt: Zunächst wird die Stellschraube 31 gelöst und der Dornstangenträger 27 ausgeschwenkt. Darauf wird in der Stellung des Streckwerk zeugträgers 19 nach Fig. 5 das Rohr 1 auf die Dornstange 2 aufgeschoben, so dass das vordere Ende des Rohres den Dornkopf berührt. Dann wird der DornstangentrKger 27 wieder eingeschwenkt, die Stellschraube 31 festgezogen und die Antriebswelle 18 in Umdrehung versetzt. Während der Streck werkzeugträger den Rückhub ausführt, trifft die Anschlagschraube 54 auf den längeren Arm des Hebels 51 und bewegt diesen nach rechts.
Die mit dem kürzeren Arm des He bels 51 verbundene Schubstange 46 wird da bei nach links gestossen und betätigt die He- heil 43 in dem Sinne, dass die Klemmbacken 3-8 fest zur Auflage auf das Rohr kommen. Da aber die Linksbewegung der Schubstange zu diesem Zeitpunkt noch nicht beendet ist, so werden die Klemmbacken 37, 38 mit dem Rohr 1 von der Schubstange 46 gegen den feststehenden Dornkopf 5 bewegt, wobei das vordere Ende des Rohres glockig aufgeweitet wird (Fig. 4). Der Streckwerkzeugträger beginnt jetzt den Arbeitshub.
Dabei wird zunächst der Hebel 51 freigegeben, so dass die Druckfeder 55 zur Wirkung kommt, welche die Schubstange nach rechts bewegt. Dies hat zur Folge, dass die Klemmbacken 38 gehoben werden und das Rohr freigeben, Sobald die Hebel 43 auf die Anschläge 57 stossen, nehmen die Klemmbacken 37, 38 an der Rechtsbewegung der Schubstange teil, bis einer der Klemmbacken 37 auf den Amin 41 stösst. Während des Vorwärtshubes des Streckwerkzeugträgers quetscht der Zieh ring 7 Teile des aufgeweiteten Rohrendes über den zylindrischen Teil des Dornkopfes, wo durch ein Rohrteil mit schwächerer Rohr wand gebildet wird.
Die gleichen Arbeitsvorgänge wiederholen sich in ununterbochener Folge. Bevor das ungestreekte Ende des Rohres die Klemm backen verlässt, wird ein neues Rohr über die Dornstange geschoben, welches den weiteren Vorschub des ersten Rohres bewirkt, nach dem dieses die Klemmbacken 37, 38 ver lassen hat.
Eine für das Strecken von vollen Werk stücken besonders geeignete Vorrichtung ist in den Fig. 7 bis 10 dargestellt. In dem Kopf teil der senkrechten Seitenwände 62, 63 des Maschinenrahmens 64 ist die Streckwalze 61 gelagert. Im Fussteil des Maschinenrahmens 64 ist in dem Lager 69 (Fig. 10) die Kur belwelle 68 gelagert, deren Kurbel mittelst ihres Zapfens 71 den Kulissenstein 73 trägt. Dieser steht mit der Kulisse 74 in Eingriff, die aus dem senkrecht nach unten ragenden Arm 72' des Werkstückträgers 66 ausgeschnit ten ist.
Der Werkstückträger 66 ist mit den Führungsschienen 67 in von vorne nach hin - ten ansteigenden Führungsnuten 65 der Sei- tenwände 62, 63 in der Längsachse der Streckvorrichtung und quer zur Achse der Walze 61 geradlinig hin und her verschieb bar angeordnet und mit einer horizontalen Auflagefläche 75 für das zu streckende Werkstück 79 versehen. In einem stumpfen Winkel zur Auflagefläche 75 und parallel zu den Führungsschienen 67 ist am Werk stückträger 66 die Streckbahn 76 angeord net.
Auf dem Werkstückträger 66 ist, seitlich ausserhalb der Streckbahn, die mit den Zäh nen der Walze zugekehrte und zu den Füh rungsschienen 62 parallele Zahnstange 77 befestigt, die mit einem Zahnrad 78, welches auf dem Zapfen der Walze 61 aufgekeilt ist, in Eingriff steht.
Um das Werkstück 79 nach jeder Streck operation in eine neue Streckstufe vorzu schieben, ist eine Klemmbackenvorrichtung vorgesehen, welche durch die Bewegungen des Werkstückträgers 66 unter Vermittlung eines Stossstangenhebelgetriebes gesteuert wird. Zu diesem Zweck ist in einem Aus schnitt 86 des Werkstückträgeroberteils ein Gleitstück 84 auf Führungsspindeln 85, die parallel zur Werkstückauflagefläche 75 be festigt sind, verschiebbar angeordnet.
Ein Klemmbacken 87 ist mittelst im Gleitstuck 84 festsitzender Kopfschrauben 88 gegenüber dem Gleitstück 84 so geführt, dass er in der Senkrechten durch die Schraubenköpfe be grenzte Bewegungen ausführen kann. Ge kröpfte Hebel 89 sind mit ihren obern En den an den beiden Seiten des Klemmbackens <B>.87</B> drehbar befestigt, während die untern Enden der gekröpften Hebel mit den untern Enden der kurzen Lenker 91 verzapft sind, deren obere Enden an beiden Seiten des Gleitstückes 84 drehbar befestigt sind.
An den Verbindungsstellen der gekröpften Hebel 89 und der kurzen Lenker 91 sind die obern Enden der längeren Hebel 92. angelenkt, die etwa in der Mitte mit Langlöchern 93 ver sehen sind, in welche seitlich am Werkstück träger angeordnete horizontale Zapfen 94 eingreifen. Die untern Enden der Hebel 92 sind gleichfalls mit Langlöchern 95 versehen und mittelst der Zapfen 96 mit den gegabel- ten Enden der Schubstangen 97 verbunden. Diese Schubstangen sind an seitlichen, nach unten ragenden Armen 98 des Werkstückträ- gers 66, parallel zu den Führungsschienen 67 und in der Längsrichtung verschiebbar, ge lagert.
Scheibenförmige Verstärkungen an den Enden der Schubstangen und die Arme 98 dienen als Widerlager für die Druckfedern 99, welche die Schubstangen nach links drük- ken. Die Enden der Schubstangen 97 arbeiten mit Anschlagschrauben 101 zusammen, die mittelst der Arme 102 an der Stirnseite des Maschinenrahmens befestigt sind.
Die Arbeitsweise der Vorrichtung ist wie folgt: In der Stellung der Streckvorrichtung und des Werkstückes 79 nach Fig. 7 wird die Vorrichtung in Gang gesetzt, wobei der Werkstückträger 66 mit dem Werkstück 79 nach rechts bewegt und die Walze 61 ent gegengesetzt zur Richtung des Uhrzeigers in Umdrehung versetzt wird. Dabei wird der über die Streckbahn 76 des Werkstückträgers 66 hinausragende Abschnitt 81 des Werk stückes 79 abgebogen und in ähnlicher Weise wie der Teig auf dem Kuchenbrett ausgewalzt, nur mit dem Unterschied, dass hier die Walze feststeht und das auszuwalzende Gut bewegt wird.
Unmittelbar nach der Ingangsetzung werden die Druckfedern 99 entlastet, so dass die Schubstangen 97 zunächst der Bewegung des Werkstückträgers nicht folgen. Da aber die mit dem Werkstückträger fest verbunde nen Zapfen 94 nach rechts bewegt werden (Fig. 8), so werden die obern Arme des He bel 92 mit den Zapfen 94 als Drehpunkte nach rechts geschwenkt. Diese Schwenkung der Hebel 92 hat zunächst zur Folge, dass der Klemmbacken 87 gehoben wird, bis er an die Köpfe der Führungsschrauben 88 an schlägt. Bei der weiteren Drehung des He bels 92 wird der Klemmbacken 87 zusam men mit dem Gleitstück 84 so lauge nach rechts bewegt, bis das Gleitstück 84 an die Wand des Werkstückträgers 66 anschlägt.
Eine als Bremse wirkende, in der Zeichnung nicht dargestellte, an Walzwerken bekannte Finlaufführung verhindert das Mitnehmen des Werkstückes 79 bei der Rückwärtsbewe gung des Gleitstückes.
Im Rückhub des Werkstückträgers 66, der beginnt, nachdem die Kurbel die Stel lung nach Fig. 8 erreicht hat, tritt zunächst keine Relativbewegung der Vorschubeinrich- tungen gegenüber dem Werkstückträger ein. Diese beginnt erst, wenn die Enden der Schubstangen 97 auf die Köpfe der Stell schrauben 101 stossen (Fig. 9). Von diesem Zeitpunkt ab bleiben die Schubstangen 9 7 stehen.
Da aber die mit dem 66 fest verbundenen Zapfen 94 weiter nach links bewegt werden, so werden die obern Arme der Hebel 92 mit den Zapfen 94 als Dreh punkte nach links geschwenkt.
Diese Schwen kung hat zunächst zur Folge, dass der Klemm backen 87 gesenkt wird, bis er das Werk stück 79 berührt. Bei der weiteren Drehung der Hebel 92 werden das Gleitstück 84 und der Klemmbacken 87 mit dem eingeklemm ten Werkstück 79 auf den Führungsspindeln 85 von rechts nach links bewegt, wobei das Werkstück in die neue Streckstufe vor geschoben wird.
Die beschriebenen Vorgänge werden in rascher Folge wiederholt, bis das ganze Werk stück oder gewünschte Teile desselben aus gestreckt sind.
Mittelst des beschriebenen Streckverfahrens können die höchsten überhaupt erreichbaren Verformungsgrade erzielt werden. So konnte beispielsweise eine Platte aus Messing mit 63 lo Kupfergehalt von 4 mm Stärke glatt auf 0,5 bis 0,4 mm herabgestreckt werden.
Da das gestreckte Werkstück die Streck vorrichtung frei und mit verhältnismässig niedriger Geschwindigkeit verlässt, so kann man die nach dem Strecken vorzunehmenden Wärmebehandlungen, welche zur Beseitigung der Ausstreckspannungen und der Austreck- härte dienen, in äusserst zweckmässiger Weise an das Ausstrecken anschliessen, indem man beispielsweise bei der Herstellung von Roh- ren den die Streckvorrichtung verlassenden ausgestreckten Rohrteil in einen in geringer Entfernung von der Streckvorrichtung auf gestellten Rohrglühofen laufen lässt und so die Vorschubeinrichtungen der Streckvorrich tung und den Streckvorgang dazu benützt,
die ausgestreckten Rohre aus der Streckvor richtung unmittelbar durch den Glühofen zu befördern. Ein solcher mit elektrischer Wi derstandsheizung ausgerüsteter Ofen kann, da er im Querschnitt nur ein Rohr aufzuneh men hat, von sehr einfacher Bauart sein. Das Verschieben der Rohre im Ofen kann bei spielsweise auf einer Stange oder einem Drahtseil stattfinden, das mit dem einen Ende an dem Dornkopf und, durch den rohrförmi gen Glühofen geführt, mit dem andern Ende ausserhalb des Glühofens an einer Spannein richtung befestigt ist. Die zweckmässig aus hitzebeständigen und warmfesten Werkstof fen hergestellte Tragstange oder das Trag seil kann mit Wärmeschutzmitteln gegen Wärmeaufnahme isoliert sein.
Da es sich bei dem beschriebenen Streckverfahren in der Hauptsache um Rohre von geringer Wand stärke handelt, so erfordert das Weichglühen nur sehr geringe Zeit. Man kommt also mit einer verhältnismässig kurzen Baulänge des Ofens aus.
Da bei den erläuterten Streckverfahren eine Abbiegung der Metallteile des Werk stückes stattfindet, übertragen sich nicht die ganzen Verformungskräfte auf den noch zu streckenden Rohrabschnitt, sondern nur Kom ponenten dieser Kräfte, so dass mittelst die ser Streckverfahren ungleich grössere Wand stärkabnahmen erzielt werden können als mit- telst des gewöhnlichen Ziehverfahrens, wo das ganze Werkstück den Streckbeanspru chungen ausgesetzt ist und der Verformungs höchstgrad von der Zerreissferstigkeit des ge zogenen Rohrteils abhängig ist.
Dazu kommt noch der weitere Vorteil gegenüber dem Ziehverfahren, dass die Ziehangeln ganz in Wegfall kommen und eine nahezu abfall- lose Wandstärkenverminderung mit oder ohne gleichzeitige äussere Aufweitung der Rohre möglich ist.