CH334023A - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Rohren - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von dünnwandigen Rohren

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CH334023A
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A Macha Edward
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Description


      Verfahren    und Vorrichtung     zur    Herstellung von dünnwandigen Rohren    Die     Erfindung    betrifft ein Verfahren und  eine Vorrichtung zur Herstellung von dünn  wandigen Metallrohren mit kleinen Toleran  zen und einheitlicher Wandstärke.  



  Bei bestimmten Anwendungen ist zur Er  zielung einer funktionsfähigen     Vorrichtung     ein Rohr mit geringer Toleranz und einheit  licher Wandstärke besonders erwünscht. Wenn       z.    B. in Tauchmotoren zur Flüssigkeitsförde  rung die Flüssigkeit den Läufer     undloder     Ständer nicht berühren soll, muss der Läufer       undloder    Ständer dicht in einer Metallkammer       eingeschlossen    sein, die den     Umgebluigsdrük-          ken    gewachsen ist, unter denen die Flüssig  keit gefördert wird.

   In diesem Falle wird ein  den Luftspalt durchsetzendes dünnwandiges  Rohr zur Abdichtung des     Läufers        undloder     Ständers verwendet. Da jedoch der Luftspalt  zwischen Läufer und Ständer sehr klein und  einheitlich sein muss, ist     hiefür    ein Rohr von  geringer Toleranz und einheitlicher Wand  stärke erforderlich.  



  Bei dem im Handel erhältlichen Rohrmate  rial bezeichnet der Ausdruck  dünnwandiges  Rohr  ein Rohr mit einer Wandstärke von  0,3-0,64 mm und einer     Unrundheitatoleranz     von 5;4 mm pro Meter Rohrlänge. Bisher war  es zur Herstellung von dünnwandigen Metall  rohren mit kleinen Toleranzen erforderlich,  nach verschiedenen Verfahren hergestellte  z. B. gezogene oder     spangebend    vorbearbeitete  Rohrrohlinge     spangebend    fertig zu bearbeiten.    Nach dem vorliegenden Verfahren können je  doch auch Rohre mit einer Wandstärke von  weniger als 0,3 mm, das heisst mit einer  dünneren Wandstärke als bisher im Handel  erhältlich, hergestellt werden.

   Es ist     klar,    dass  eine     spangebende    Bearbeitung mit kleinen       Toleranzen,    einen grossen     Zeitaufwand,    prä  zise Werkzeugmaschinen und geschultes Be  dienungspersonal erfordert. Dadurch wird die       Herstellung    des Produktes derart     verteuert,     dass eine Herstellung in angemessenen Men  gen nicht in Frage kommt. Die Herstellung  derart     spangebend    bearbeiteter Rohre wird  ferner durch Fehler von Mensch, Maschine  und Material verteuert, wie sie bei einer der  artigen     Präzisionsarbeit    unvermeidlich sind.

    Die     apangebend    bearbeiteten Rohre haben  nicht nur den Nachteil, dass sie teuer sind,  sondern auch unerwünschte physikalische  Eigenschaften.     Bedauerlicherweise    können die  durch die     spangebende        Bearbeitung    verur  sachten     Spannungen    in einem mit     kleinen     Toleranzen hergestellten Produkt nicht durch  Glühen     beseitigt    werden, da dieses die Ge  nauigkeit aufheben     würde.    Die Bearbeitungs  spannungen und Einschlüsse sind besonders  unerwünscht, wenn derartige Rohre- einem  Innendruck ausgesetzt sind, da sie den Druck,  dem die Rohre ausgesetzt werden können, be  trächtlich vermindern.

   In der Praxis ist es  auch nicht möglich, Rohre mit einheitlicher  dünner Wandstärke und geringen Durch-           messertoleranzen    in wesentlicher Länge nach  andern Verfahren     herzustellen,    z. B. durch  Tiefziehen oder durch     Längsnahtschweissung     von gewalztem Blechmaterial,' da diese Ver  fahren für im Verhältnis zum Rohrdurchmes  ser so     kleine    Wandstärken nicht geeignet  sind.  



  Das     erfindungsgemässe    Verfahren zur Her  stellung eines dünnwandigen Rohres aus       einem    Rohrkörper grösserer Wandstärke ist  dadurch gekennzeichnet, dass der an beiden  Enden gegen seitliche     Ausdehnung    starr ge  haltene und an der Längsbewegung gehinderte  Rohrkörper in eine Kammer     eingesetzt    wird,  die grösser ist als der Rohrkörper und deren  Innenprofil dem gewünschten Aussenprofil       des        dünnwandigen    Rohres entspricht, und dass       auf    den zwischen den Enden des Rohrkörpers  befindlichen Teil desselben von innen eine  gleichmässig verteilte Kraft zur     Einwirkung     gebracht wird,

   um diesen Teil gegen die  Kammerwandung auszudehnen.  



  Die     erfindungsgemässe    Vorrichtung zur       DurchführLmg    dieses     Verfahrens    ist     gekenn-          zeichnet    durch je     ein    Ringorgan zum Fest  klemmen und zum Abdichten beider Enden  des Rohrkörpers und durch Mittel, um die  Querbewegung der Enden des Rohrkörpers  zu verhindern, ferner durch hydraulische Mit  tel zur     Beaufschlagung    des     Innenraumes    des  Rohrkörpers mit einer hydraulischen Kraft  und durch eine die Ausdehnung des Rohrkör  pers     begrenzende    Kammer.  



  Nachstehend ist die Erfindung ausführ  licher an Hand der Zeichnungen     besehrie-          ben,    die verschiedene bevorzugte Ausführungs  beispiele der Erfindung darstellen.  



  Gemäss     Fig.    1 wird ein zu verformender,  an den Enden zugestöpselter Hohlrohling in  einer ortsfesten Kammer bzw. einem Hohl  zylinder 1 angeordnet     und,    dann durch Druck  anwendung     aufgeweitet.        Dieses        Aiüweiten     kann stufenweise erfolgen, bis der Rohling  schliesslich satt an der     ortsfesten    Kammer  wand anliegt. Bei diesem     Aufweiten    wird' der  Hohlrohling über seine     Elastizitätsgrenze    hin  aus beansprucht, so dass das Material nach-    gibt, bis eine Fertigform von einheitlicher       Wandstärke    erzielt ist.  



  Zum besseren     Verständnis    der Erfindung  sei sie     nachstehend    an Hand eines relativ  langen zylindrischen Rohres von einer Länge  der Grössenordnung von 150-180 cm be  schrieben. Das     Verfahren    kann jedoch     in    glei  cher Weise auch auf andere Längen und Pro  file     Anwendung    finden, wobei die erforder  liche Vorrichtung im wesentlichen nur in der  Grösse verändert zu werden braucht. Das vor  liegende Verfahren geht. von einem Rohrroh  ling 3 aus, der in     Fig.    1 in vollständig auf  geweitetem Zustand gezeigt ist und eine ur  sprüngliche Stärke von etwa 0,46 mm hat.

    Die Art der Herstellung des Rohres 3 ist  unwesentlich; es hat sich jedoch als zweck  mässig erwiesen,     korrosionsfesten    Stahl der  Serie 300 in einer Stärke von 0,46 mm     zil     einem Rohr zu     walzen    und entlang seiner  Längsnaht zu schweissen. Man kann jedoch  auch ein aus dem gleichen Stahl tiefgezogenes  Rohr mit einer Wandstärke von etwa 0,46 mm  verwenden.  



  Ferner werden zwei Scheiben 4 vorgesehen,  die aus jedem geeigneten Material, z. B. Stahl,  bestehen können, das den bei der Durchfüh  rung des Verfahrens auftretenden Drücken  gewachsen ist. Die Scheiben können span  gebend bearbeitet sein. Jede Scheibe hat eine  Umfangsnut 5, in der ein elastischer Ring 6  angeordnet ist. Die Scheiben 4 können an den  beiden Enden in dein Rohrrohling 3 ange  ordnet werden. Ringe aus     Neopren    haben sich  für diesen Zweck als zweckmässig erwiesen,  doch können auch andere synthetische Elasto  mere verwendet werden.

   Die Ringe 6 ragen  etwas über die Scheiben hinaus und, da sie  elastisch sind, brauchen die Scheiben 4 am  Umfang nicht mit grosser     Genauigkeit    bear  beitet- zu sein, sondern können weiter abgear  beitet werden, als den intern Toleranzgrenzen  des Innendurchmessers des Rohrrohlings 3  entspricht. Zur Abstützung des Rohrrohlings 3  an beiden Enden sind     Aussenstützringe    7 vor  gesehen, die aus jedem geeigneten Material,  z. B. Stahl, bestehen können. -Der Innenum  fang der Stützringe 7 ist so bearbeitet, dass      er dem Aussendurchmesser des Rohrrohlings  3 ziemlich genau entspricht, so dass die Stütz  ringe von Hand frei auf die Enden des Rohr  rohlings 3 aufgeschoben werden können; sie  können jedoch auch einen leichten     Presssitz     haben.

   Diese ganze Anordnung wird durch  einen Zugstab 8 zusammengehalten, der eben  falls aus jedem geeigneten Material, z. B.  Stahl, bestehen kann. Der Zugstab 8 ist an  beiden Enden mit Gewinden 9 in Gewinde  bohrungen 10 der Scheiben 4 eingeschraubt.  Zum Zusammenhalten der Anordnung kann  man jedoch auch andere Befestigungsorgane  verwenden. Es sei auch erwähnt, dass eine der  Scheiben 4 mit einer Bohrung 11 versehen  ist, an die die Hochdruckleitung 12 einer  hydraulischen Pumpe 13 anschliesst. Die  Hochdruckleitung 12 kann an der Scheibe 4  in jeder geeigneten Weise befestigt werden,  z. B. durch Verschraubung mit dem erweiter  ten gewindetragenden Teil 14 der Bohrung  11.

   Die andere Scheibe 4 ist mit einer Boh  rung 20 versehen, in deren äusserem Ende das       Hochdruckformstück    22 einer Leitung 24 ein  geschraubt ist, die zu einem     Hochdruclcventil     26 führt. Das Ventil 26 kann eines von ver  schiedenen im Handel erhältlichen Hoch  druckventilen sein und dient zum Ablassen  der in dem Rohrrohling 3     eingeschlossenen     Luft, wenn der Rohrrohling 3 mit einem ge  eigneten Druckmedium gefüllt wird. Dies  wird nachstehend beschrieben.  



  Die derart beschriebene Anordnung kann  auf verschiedene Weise ausgeführt werden.  Es hat sich jedoch als zweckmässig erwiesen,  die Anordnung wie folgt herzustellen: Zu  nächst setzt man die Ringe 6 in die Nuten  5 der Scheiben 4 ein, dann befestigt man die  Scheiben 4 an beiden Enden des Zugstabes 8  und schiebt dann den Rohrrohling 3 unter  leichtem Zusammendrücken der Ringe 6 über  die Scheiben 4 und den Zugstab B. Darauf  schiebt man die Stützringe 7 auf die beiden  Enden des Rohrrohlings 3 auf. Zur endgülti  gen     AufweitLmg    des Rohres 3 setzt man nun  diese ganze Anordnung in den Zylinder 1  ein und befestigt die Druckleitung 12 in der  Bohrung 11.    Bei dieser Anordnung bilden die Pumpe  13, die Leitung 12, die Bohrung 11, der Rohr  rohling 3; die Scheiben 4 und die Ringe 6 ein  hydraulisch abgedichtetes System.

   Zur Durch  führung des Verfahrens wird     nun    der     Rohr-          rohling    3 zunächst durch die Bohrung 11 der  Scheibe 4 mit Wasser oder einem ändern ge  eigneten Medium gefüllt, ehe die Hochdruck  Leitung 12 mit dem gewindetragenden Teil 14  der Bohrung 11     verschraLtbt    wird. Gegebenen  falls kann der Rohrrohling 3 jedoch auch  durch die Bohrung 20 der andern Scheibe 4  gefüllt werden, damit man den     Pumpenan-          schluss    14 nicht     abzutrennen.    braucht. Dann  wird mit Hilfe der Pumpe 13 der hydrau  lische Druck in dem hydraulisch abgedichte  ten System erhöht.

   Wie in der Hydraulik be  kannt, wird eine durch ein     hydrauliches     System einwirkende Kraft in allen Richtun  gen gleichmässig weitergeleitet. Wenn eine  solche Kraft in dem Rohr 3 eine Spannung  erzeugt, die die     Elastizitätsgrenze    des Mate  rials des Rohres 3 überschreitet, erfährt das  Rohr 3 eine bleibende Verformung mit einer  von seiner ursprünglichen     Abmessung    abwei  chenden     Dimension.     



  In der Metallverformung ist es ferner be  kannt, dass die mechanische oder Kaltverfor  mung eines bildsamen     Metalles    innerhalb des       Metalles    eine Verfestigung bewirkt, die die       Bildsamkeit    des     Metalles    herabsetzt. Wenn  beispielsweise eine     prozentuell        starke    Verfor  mung erforderlich ist, kann die Abnahme der       Bildsamkeit    so gross werden, dass vor Erhalten  der vollständigen Verformung ein Bruch er  folgt.

   Um einen derartigen Bruch zu vermei  den, kann die Verformung stufenweise erfol  gen und das Metall zwischengeglüht werden,  um die durch die Verformung hervorgerufe  nen Spannungen zu beseitigen und die Bild  samkeit des     Metalles    wiederherzustellen.  



  Bei der Durchführung des Verfahrens hat  es sich in den meisten Fällen gezeigt, dass die  zur Erzielung der gewünschten Wandstärke  des Rohres 3     erforderliche    prozentuelle Zu  nahme des Aussendurchmessers des Rohres 3  so gross ist, dass ein Bruch des     Metalles    ein  treten kann. Aus einem Rohr mit einer ur-           eprüngliehen        Wandstärke    von z. B. 0,46 mm  und     einem        Nenn-Aussendurchmesser    von  69 mm kann man z. B: nach diesem Verfah  ren ein Rohr mit einer Wandstärke von  0,3 mm und einem     Nenn-Aussendurchmesser     von etwa 117 mm herstellen. Das bedeutet  eine     .Zunahme    des Durchmessers um 73 0/0.

    Bei- einer prozentuell so starken Zunahme ist  es erwünscht, dass das Rohr schrittweise auf  geweitet und nach jedem     Aufweiten    zwischen  geglüht wird, um die Wirkungen der Kalt  verfestigung zu beseitigen. In diesem Fall  braucht man bei dem ersten     Aufweitschritt     den Durchmesser nicht um den vollen ohne  Bruchgefahr zulässigen Prozentsatz zu ver  grössern. Bei Anwendung dieses Verfahrens  und dieser Vorrichtung     kann    die prozentuelle  Zunahme .des     Durchmessers    gleichmässig auf  zwei, drei oder vier     Aufweitstufen    verteilt  werden, oder in ungleichen     Aufweitstufen    er  folgen.  



  Nun sei die     Betrachtung    des Beispiels der  Verformung von 0,46 auf 0,3 mm wieder auf  genommen. Hier wird das vorliegende Ver  fahren vorzugsweise in gleichen     Aufweitstu-          fen        von        je        20        %        Durchmesserzunahme        durch-          geführt.    -Bei einem     ursprünglichen        Nenn-          Aussendurchmesser    von 69     mm    ergibt eine       erste        Stufe     <RTI  

   ID="0004.0029">   mit        20_        %iger        Zunahme        einen          Nenn-Aussendurchmesser    von 83 mm. Nach  der ersten     Aufweitstufe    wird das Rohr ge  glüht, um seine     Verformungsspannungen    zu  beseitigen. Die zweite Stufe mit 20 0%     lger    Zu  nahme ergibt einen     Nenn    Aussendurchmesser  von 99 mm; anschliessend wird geglüht.  Schliesslich ergibt eine dritte     Aufweitstufe     mit 20     0/a    Zunahme einen     Nenn-Aussendurch-          messer    von 119 mm.  



  Unabhängig von der Anzahl der in dem  vorliegenden Verfahren angewendeten Auf  weitstufen kann jede     Aufweitstufe    in der das  hydraulisch dichte System bildenden Vorrich  tung durchgeführt werden. Die Enden 25 des  ursprünglichen Rohrrohlings 3 werden fest  gehalten und daher weder     aufgeweitet    noch  in der Stärke verringert, so dass die Scheiben  4 und Stützorgane 7 für jede     Aufweitstufe     verwendet werden können.

   Ferner können    bei . der Durchführung des Verfahrens die  ersten     Aufweitstufen    ohne den     Kaliberzylin-          der    1 durchgeführt werden, da nach Festle  gung der prozentuellen Durchmesserzunahme  in einer bestimmten Stufe der nach dieser  Stufe erwünschte Durchmesser mit einfachen  Rechenlehren oder einstellbaren Mikrometern  kontrolliert werden kann, die Lehre über den  vergrösserten Durchmesser angelegt -werden,  bis ein Festsitz erreicht ist. Jetzt kann der  hydraulische Druck weggenommen werden, .  um ein weitergehendes     Aufweiten    des Rohres  zu verhindern.

   Die letzte     Aufweitstufe    kann  in der gleichen Weise durchgeführt werden,  doch ist die mit Lehren erreichbare Genauig  keit der Kontrolle natürlich nicht so gross  wie bei Verwendung eines     Kaliberzylinders.     Die letzte     Aufweitstufe    wird daher in der  Bohrung des     Kaliberzylinders    1 durchge  führt.  



  Au     4s    der Zeichnung ist ersichtlich, dass der  feststehende     Kaliberzylinder    1, der aus jedem  geeigneten Material, z. B. Stahl, hergestellt  werden kann, das den in dem Verfahren an  gewendeten Drücken gewachsen ist, mit einer       kreisförmigen        Innenbohrung    2 ausgebildet  ist, in der der zu verformende Rohrrohling 3  angeordnet wird. Der Zylinder 1 kann mit  einem von verschiedenen üblichen Organen  zu seiner Manipulation versehen werden, z. B.  mit (nicht gezeigten)     ösenschrauben,    die mit  dem Zylinder 1 verschraubt sind. Der Zylin  der kann horizontal oder vertikal auf jede  geeignete Arbeitsfläche, z. B. eine Sohlplatte,  gestellt werden.

   Zur Erzielung einer glatten  Aussenfläche des     aufgeweiteten    Rohres wird  die 'Bohrung 2 des Zylinders 1 vorzugsweise  mit kleiner Toleranz     spangebend    bearbeitet  und glatt gehont.  



  Da die radiale     Expansionsbewegung    des  Rohres 3 durch die Bohrung 2 des Zylinders  1 begrenzt wird, gibt das Rohr 3 nur so lange  nach, bis es satt an der Bohrung 2 des Zylin  ders 1 anliegt. Dann können die in dem Rohr  3 erzeugten Spannungen durch Anlegen einer       Vibrationskraft        beseitigt    werden, die mit ge  eigneten Mitteln, z. B. einem     Pressluftham-          mer    15, auf die Aussenfläche des Rohres 1      zur Einwirkung gebracht wird.     Dieses    Ver  fahren zur Beseitigung derartiger Spannun  gen wird nachstehend vollständig beschrieben.  



  Aus der bisherigen Beschreibung des Ver  fahrens und der Vorrichtung ist die Art der  Verformung des Rohres 3 wohl ohne weiteres  verständlich. Bei     zuinehmendem'hydraulischem     Druck werden in dem Zugstab 8 und dem  Rohrrohling 3 Spannungen hervorgerufen,  die einer Längsausdehnung der hydraulischen  Kammer entgegenwirken. Damit nur das  Rohr 3 gedehnt wird, muss der Zugstab 8  einen so grossen     Querschnitt    haben, dass die  darin von dem hydraulischen Druck erzeugte  Spannung die     Elastizitätsgrenze    des Materials  des Zugstabes 8 nicht überschreitet. Die ganze  Anordnung bleibt daher unbeweglich, bis in  dem Mantel des Rohres 3 Spannungen erzeugt  werden, die die     Blastizitätsgrenze    des Mate  rials des Rohres 3 überschreiten.

   Wie bereits  angedeutet, liegen an beiden Enden des Roh  res 3 an seiner Innenseite die Ringe 6 an,  die die Rohrenden abdichten     und    das Rohr       reibungsschlüssig    festhalten. Die Ringe 7 hal  ten die Enden des Rohres 3 gegen jede seit  liche Ausdehnung fest. Bei zunehmender       Spannung    in dem Rohr 3 dehnt sich dieses  aus, um die Spannungen zu vermindern. Diese  Entspannung     erfolgt        zunächst    durch radiale       Ausdehnung    des Rohres 3. Das Rohr kann  sich jedoch auch über den Ringen verschieben       Lind    in der Länge etwas kürzer werden.

   Um  eine derartige Verkürzung des Rohres 3 aus  zugleichen, werden die Ringe 6 im Bereich der  hydraulischen Kammer angeordnet. Nach  jeder     Aufweitstufe    wird der hydraulische  Druck durch Abtrennen der Leitung 12 von  der     öffnung    11 weggenommen     und    die Flüs  sigkeit durch die Bohrung 11 oder 20 aus der  hydraulischen Kammer entfernt. Danach wer  den die Stützringe 7, Scheiben 4     und    der Zug  stab 8 von dem     aufgeweiteten    Rohr 3 entfernt.  



  Der Charakter     eines    gespannten     Metalles     bedingt, dass das Rohr 3 eine Schrumpfnei  gung hat, wenn nach Druckentlastung die  hervorgerufenen Spannungen nicht in irgend  einer Weise, z. B. durch den     Presslufthammer     15, beseitigt werden. Da jedoch das Rohr 3    über seine     Plastizitätsgrenze    hinaus     gespannt     wurde, wird eine bleibende Verformung er  halten und erreicht das Rohr einen stabilen  Zustand, der zwischen seiner ursprünglichen  und seiner     aufgeweiteten        Dimension,    und  zwar in der Nähe seiner     aufgeweiteten    Dimen  sion, liegt.

   Bei einem gegebenen Rohr 3 kann  die endgültige Dimension des     aufgeweiteten     Rohres durch Wahl eines Zylinders 1 mit  einem bestimmten Innendurchmesser bestimmt  werden. Es hat sich gezeigt, dass mit     diesem     Verfahren die Wandstärke des Rohres 3 im  wesentlichen in seiner gesamten Länge ein  heitlich vermindert wird und dass dabei die       Molekularstruktur    des Rohres 3 im Sinne  einer     Erhöhung    der Festigkeitseigenschaften  des Rohres 3 verändert werden. In dem gege  benen Beispiel weicht die Wandstärke um  0,025 min von der Nennstärke von 0,3     mm    ab,  das heisst sie ist praktisch. einheitlich.  



  Die Scheiben 4, Stützringe 7 und der     Zug-          Stab    8 sind relativ einfache . Teile, die mit  relativ einfachen Methoden der     spangebenden          Bearbeitung    hergestellt werden können. Der  einzige Teil der Vorrichtung, der eine weiter-.  gehende     spangebende        Bearbeitung    erfordert,  ist der Zylinder 1, da die     Bohrung    2 notwen  digerweise glatt sein muss, um die satte An  pressung des Rohres     3@    an den Zylinder 1 zu  ermöglichen.

   Es erscheint ferner selbstver  ständlich, dass, wenn die     Abmessungen-    der  Scheibe 4, der Stützorgane 7 und des Zug  stabes 8     zunächst    experimentell festgelegt  wurden, diese Teile dann ohne weiteres     in     Serie hergestellt und wiederverwendet werden  können.  



  Mit Bezug auf das vorstehend gegebene  Beispiel sind mit dem Verfahren erzielbare  Ergebnisse in der nachstehenden Tabelle bei  spielsweise angeführt:  
EMI0005.0042     
  
    Nenn-Aussen- <SEP> Mittlere
<tb>  durchmesser <SEP> Wandstärke
<tb>  MM <SEP> <U>mxn</U>
<tb>  Rohrrohling <SEP> 69 <SEP> 0,46
<tb>  nach <SEP> 1. <SEP> Aufweitstufe <SEP> - <SEP> 83 <SEP> 0,39
<tb>  nach <SEP> 2.

   <SEP> Aufweitstufe <SEP> 99 <SEP> 0,34
<tb>  endgültige <SEP> Aufweitung <SEP> 119 <SEP> - <SEP> 0,30         Dies bedeutet     eine        Gesämtzunahme    des  Durchmessers von etwa 73     O/o        und    eine Gesamt  verminderung der Wandstärke um 33,33     0/e.     Es sei darauf     hingewiesen,    dass die     prozen-          tuelle    Zunahme des Durchmessers pro Stufe  grösser ist als die prozentuelle Abnahme der  Wandstärke pro Stufe. Der Aussendurchmes  ser kann     eine    ziemlich beträchtliche Verände  rung erfahren, ohne dass die Wandstärke  wesentlich beeinflusst wird.

   Die begrenzte Er  holung des Rohres 3 nach der     Druckentlastung     beeinflusst daher die Wandstärke kaum. In  dem angegebenen Beispiel erholte sich das       aufgeweitete    Rohr 3, an seinem Aussendurch  messer gemessen, nach jeder Stufe um 0,3 bis  0,38 mm. Bei der letzten     Aufweitstufe        wurde     der Aussendurchmesser um 119-99 mm  20- mm vergrössert, während die Wandstärke  um     0,34--0,30    mm = 0,04 mm     verringert     wurde. Eine     Erholung    des     Durchmessers    des  Rohres 3 um 0;04 mm hat dann natürlich nur  eine geringe Auswirkung auf die Wandstärke.

    Es ist auch verständlich, dass der Aussen  durchmesser des Rohres 3 eine beträchtliche  Streuung haben kann, ohne dass die Einheit  lichkeit der Wandstärke wesentlich beein  trächtigt     wird.     



  In der bisherigen Beschreibung wurde ein       kreisförmiger    Rohrkörper 3 betrachtet. Das  Verfahren ist jedoch in gleicher Weise auch  zur Verformung anderer Profile, z. B. von  Dreiecken, Rechtecken     Lind        Polyedern,    an  wendbar, Es ist ferner selbstverständlich, dass  ausser Stahl auch andere     bildsame    Metalle in       ähnlicher    Weise verformt werden können und  dass an Stelle einer Flüssigkeit ein anderes  Druckmedium verwendet werden     kann.    Die       von'den    Stützringen 7 festgehaltenen Enden  des Rohres 3 können natürlich durch jedes  geeignete mechanische Verfahren, z.

   B. durch  Sägen,     abgetrennt    und beseitigt werden, so  dass ein     Endprodukt    von einheitlichem Quer  schnitt erhalten wird.  



  Wie bereits erwähnt, können die im aus  geweiteten Rohr 3 verbleibenden Spannungen  durch Anlegen von     Vibrationskräften    an den  umhüllenden Zylinder beseitigt werden. Das       geschieht,    indem ein hydraulischer Druck auf    das Rohr 8 gegeben wird, der genügt, um das  Rohr 3 satt gegen die     Innenbohrung    2 des  Zylinders 1 zum     Anliegen    zu bringen. Dabei  kann, wie die Figur zeigt, ein Lufthammer 15  benutzt werden, um an der Aussenfläche des  Zylinders 1 Stosswellen zu bewirken. Der  Hammer 15 für die Erzeugung der Stosswel  len kann einen Hammerkopf 16 besitzen, der  aus beliebigem weichem Material besteht, z. B.

    bestimmten Sorten von Messing oder Bronze,  so dass die Abnutzung infolge der Schläge  statt an der Aussenfläche des Zylinders 1. am  Hammerkopf auftritt. Beim Anlegen der  Stosswellen wird der Lufthammer 15 sowohl in  Längsrichtung wie in     Umfangsrichtung    an der  Aussenfläche des Zylinders 1 fortbewegt, um  die gewünschte Freimachung von den erzeug  ten Spannungen zu bewirken, wobei kein fest  gelegter Bewegungsweg für den Lufthammer  eingehalten werden muss. Es sei betont, dass  die Verwendung eines Lufthammers nur eine  Durchführungsmethode darstellt, um Stoss  wellen an das ausgeweitete Rohr 3 anzulegen  und dass ebensogut auch andere Verfahren zur  Erzeugung der Stosswellen verwendbar sind.

      Die Kraft des Hammerschlages bewirkt,  dass im Zylinder eine Reihe Stosswellen auf  treten, die auf das ausgeweitete Rohr 3 über  tragen werden. Der Wirkungsbereich eines  einzelnen Schlages ist beschränkt     und    seine  grösste     Wirkring    liegt im Bereich direkt unter  dem Kopf 16 des Hammers 15, von wo die  übertragenen Stosswellen sich radial ausbrei  ten. Es ist zweckmässiger, in rascher Folge  eine Serie von Schlägen verhältnismässig klei  ner Amplitude zu verwenden, statt je Schlag  eine grössere Kraft in grösseren räumlichen  Abständen zu benutzen.

   Obwohl eine grosse  Zahl Schläge grösserer Kraft verwendet wer  den kann, hat sich ein Hammerkopf von etwa  9,7     cm2    an einem Lufthammer für einen Luft  druck von 6,3-7     kglcm9    als zufriedenstellend    erwiesen.    Durch das beschriebene Verfahren können  verbliebene Spannungen des ausgeweiteten  Rohres 3 beseitigt werden, so dass das ausge  weitete Rohr einen Aussendurchmesser auf-      weist, der genau der Bohrung 2 des Zylinders  1. entspricht.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRÜCHE I. Verfahren zur Herstellung eines dünn wandigen Rohres aus einem Rohrkörper, des sen Ausgangswandstärke grösser ist als bei dem dünnwandigen Rohr, dadureh gekenn zeichnet, dass.der an beiden Enden gegen seit liche Ausdehnung starr gehaltene und an der Längsbewegilng gehinderte Rohrkörper in eine Kammer eingesetzt wird, deren öffnungs weite grösser ist als die Aussenweite des Rohr körpers und deren Innenprofil dem gewünsch ten Aussenprofil des dünnwandigen Rohres entspricht, und dass auf den zwischen den Enden des Rohrkörpers befindlichen Teil des selben von innen eine gleichmässig verteilte Kraft zur Einwirkung gebracht wird,
    um diesen Teil gegen die Kammerwandung aus zudehnen. Il. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekenn zeichnet durch je ein Ringorgan zum Fest klemmen und zum Abdichten beider Enden des Rohrkörpers und durch Mittel, um die Querbewegung der Enden des Rohrkörpers za verhindern, ferner durch hydraulische Mittel zur Beaufschlagung des Innenraumes des Rohrkörpers mit einer hydraulischen Kraft und durch eine die Ausdehnung des Rohrkörpers begrenzende Kammer.
    UNTERANSPRÜCHE 1.. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass der ausgedehnte Rohrkörper mit einer Vibrationskraft beauf- schlagt wird, während er durch die zu seiner Ausdehnung zur Wirkung gebrachte Kraft gegen die Kammerwandung gedrückt wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrkörper durch eine in seinem Innern zur Wirkung gebrachte hydraulische Kraft ausgedehnt wird. 3.
    Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass im Abstand stehende kreisför mige Endstücke, auf deren Aussenumfang elastische Dichtungsorgane angeordnet sind, starr miteinander verbunden werden, der Rohrkörper über diese elastischen Organe und Endstücke gestülpt und ringförmige Klemm organe an beiden Enden auf den Rohrkörper derart aufgepresst werden, dass die elastischen Organe zwischen dem Rohrkörper und den Endstücken zusammengepresst werden. 4.
    Verfahren nach Patentanspruch I und Unteransprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass der Rohrkörper in mehreren aufeinanderfolgenden Stufen ausgedehnt und die durch die einzelnen Ausdehnungsstufen erzeugten Spannungen zwischen aufeinander folgenden Stufen beseitigt werden. 5. Verfahren nach den Unteransprüchen 1 bis 4, dadurch. gekennzeichnet, dass die Kam mer mit einer örtlichen Vibrationskraft beauf- schlagt wird. 6.
    Verfahren nach Unteranspruch 5, da durch gekennzeichnet, dass die Kammer prak tisch an allen Stellen ihrer Aussenseite mit einer äussern örtlichen Vibrationskraft beauf- schlagt wird. 7. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zwei starr mit einander verbundene, im Abstand stehende Endstücke in ihrem Aussenumfang eine Ring- 11ut haben, in der je ein elastischer Dichtungs ring angeordnet ist. B.
    Vorrichtung nach Patentanspruch II und Unteranspruch 7, gekennzeichnet durch Mittel zur Beaufschlagung der Aussenseite der Kammer mit einer Vibrationskraft während der Anlage des Rohrkörpers an der Kammer. 9. Vorrichtung nach Unteranspruch 8, da durch gekennzeichnet, dass zur Beaufscbla- gung der Kammer mit der @ Vibrationskraft ein Presslufthammer vorgesehen ist.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000012240A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-09 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum innenhochdruckumformen eines werkstückes

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2000012240A1 (de) * 1998-08-28 2000-03-09 Daimlerchrysler Ag Verfahren zum innenhochdruckumformen eines werkstückes
US6578400B1 (en) 1998-08-28 2003-06-17 Daimlerchrysler Ag Internal high pressure forming method for a workpiece

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