DE1935357B2

DE1935357B2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von mit Längsrippen versehenen Metallrohren

Info

Publication number: DE1935357B2
Application number: DE1935357A
Authority: DE
Inventors: Makoto Tokio Hashimoto; Takashi Mochizuki Tatsuya Yakohama Kanagawa Konno; Osamu Kawasaki Kanagawa Nakahara; Masaharu Matsudo Chiba Odaki
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1968-07-13
Filing date: 1969-07-11
Publication date: 1980-03-20
Also published as: DE1935357C3; SE366668B; FR2012924A1; JPS4834664B1; US3630062A; GB1240380A; DE1935357A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Längsrippen versehenen Metallrohren.

Zur Herstellung von derartig gerippten Metallrohren sind folgende Verfahren bekannt:

a) ein auf einem Warm-Strangpreßverfahren beruhendes Verfahren;

b) ein Dornwalzverfahren;

c) ein Verfahren, bei welchem ein nach den unter a) oder b) genannten Verfahren hergestelltes geripptes Rohr anschließend kaltgezogen wird;

d) ein Verfahren, bei welchem eine flache Leiste auf ein Metallrohr aufgeschweißt wird.

Die beiden ersten Verfahren liefern Rohre mit einer relativ geringen Herstellungsgenauigkeit und Oberflächengüte. Um diese Nachteile zu beseitigen, unterwarf man die nach dem Verfahren a) oder b) gefertigten Rohre zur Verbesserung der Maßgenauigkeit und der Oberflächengüte anschließend einer Kaltziehung entsprechend dem Verfahren c).

Bei dem Verfahren d), bei welchem eine oder mehrere flache Leisten auf ein zylindrisches Rohr aufgeschweißt werden, werden die metallurgischen und physikalischen Eigenschaften des Metallrohrs durch die Schweißhitze beeinträchtigt.

Zur Überwindung der genannten Schwierigkeiten bei den bekannten Verfahren hat die Anmelderin zur Herstellung von mit Längsrippen versehenen Metallrohren vorgeschlagen, ein gewöhnliches zylindrisches Metallrohr in einem einstufigen Verfahren mittels einer den Längsrippen entsprechende Nuten aufweisenden Matrize kaltzuziehen. Gemäß diesem Vorschlag läßt sich z. B. ein in Fig. IA dargestelltes geripptes Rohr 2 durch Kaltziehen eines gewöhnlichen zylindrischen

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gemäß Fig. IC, die den Rippen 1 entsprechende Nuten 4 aufweist, und eines damit zusammenwirkenden, nicht dargestellten zylindrischen Doms herstellen. Bei den vorgeschlagenen Verfahren läßt sich jedoch nicht vermeiden, daß an den inneren Wandflächen im Bereich der Rippen Eindrückungen 6 entstehen.

Aus der DE-PS 2 21 900 ist es allgemein bekannt, Rohre mit ungleichmäßiger Wandstärke herzustellen. Die Wandverdickungen dieser Rohre sind für das Anbringen von Bohrungen und Gewinden zum Befestigen der Rohre und zum Ansetzen von Abzweigrohren vorgesehen. Es ist bei der bekannten Lösung jedoch nicht vorgesehen, die Rohre mit Längsrippen zu versehen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von mit Längsrippen versehenen Metallrohren zu schaffen, mit dem bzw. der eine hohe Herstellungsgenauigkeit und Oberflächengüte erhalten werden.

Bezüglich des Verfahrens wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß zunächst ein Zwischenprodukt-Rohr mit dickeren Wandabschnitten an den Stellen, an welchen anschließend die Rippen ausgebildet werden sollen, in an sich bekannter Weise aus einem zylindrischen Metallrohr konstanter Wandstärke durch einen Kaltziehvorgang hergestellt wird, und daß anschließend das Zwischenprodukt-Rohr mit innerer Abstützung kaltgezogen wird unter Ausbildung der Rippen aus den dickeren Wandabschnitten des Zwischenprodukt-Rohrs.

Bezüglich der Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß für das Zwischenprodukt-Rohr eine kreisförmige Matrize und ein Dorn mit nicht-kreisförmigem Querschnitt verwendet werden und daß für das anschließende Ziehen eine Matrize mit rippenartigen Aussparungen vorgesehen ist.

Der Kern der Erfindung besteht also darin, daß von einem normalen Rohr mit kreiszylindrischem Querschnitt und gleichmäßiger Wandstärke ausgegangen wird, und dieses Rohr in zwei Kaltziehschritten auf die endgültige Form gebracht wird. Bei der erfindungsgemäßen Lösung werden insgesamt drei Schritte, nämlich die Herstellung des Ausgangsrohres in einem üblichen Herstellungsverfahren, das Kaltziehen dieses Ausgangsrohres zu dem Zwischenprodukt-Rohr mit den verdickten Wandbereichen und schließlich das Kaltziehen des Zwischenprodukt-Rohres zu dem Endprodukt-Rohr mit den nach außen vorstehenden Längsrippen benötigt. Trotz dieser drei Schritte ergibt sich überraschenderweise außer der besseren Qualität der nach der Erfindung hergestellten Rohre auch eine Verringerung der Herstellungskosten, da von normalen Rohren mit gleichmäßiger Wandstärke ausgegangen werden kann, deren Produktionskosten erheblich niedriger liegen, als die Kosten für das Strangpressen oder Walzen von Rohren in Rippen. Insbesondere werden an die Ausgangsrohre keine besonderen Anforderungen in bezug auf die Dimensionsgenauigkeit und die Oberflächengüte gestellt, da diese Eigenschaften für das Endprodukt für die zwei Kaltziehvorgänge bestimmt werden.

Abhängig von der Form und Größe der auszubildenden Längsrippen besitzt der Dorn zur Herstellung des Zwischenprodukt-Rohrs entweder einen rechteckigen oder elliptischen Querschnitt.

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Ausführungsformen, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind, näher erläutert Es zeigt

F i g. 1A einen Querschnitt durch ein geripptes Metallrohr,

Fig. IB einen Querschnitt durch ein zylindrisches Rohr,

Fig. IC einen Querschnitt durch eine Rippen-Matrize zur Herstellung eines gerippten Metalkohrs aus dem zylindrischen Rohr gemäß Fig. IA,

F i g. 1D einen Querschnitt durch ein unter Verwendung der Rippen-Matrize gemäß Fig. IC hergestelltes geripptes Rohr,

Fig.2 einen Längsschnitt durch eine bei der ersten Verfahrensstufe des erfindungsgemäßen Kaltziehverfahrens verwendete Vorrichtung,

F i g. 3 einen Schnitt längs der Linie III-1II in Fig. 2,

F i g. 4 einen Querschnitt durch ein das Zwischenprodukt bildende Rohr,

F i g. 5 einen Längsschnitt durch eine bei der zweiten Stufe des erfindungsgemäßen Verfahrens angewandte Vorrichtung,

F i g. 6 einen Schnitt längs der Linie VI — VI in Fig. 5,

F i g. 7 bis 9 Querschnitte durch das Zwischen- und Endprodukt gemäß abgewandelter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 10 Schnitte zur Veranschaulichung typischer Dimensionen des Produkts.

Zur Herstellung eines in F i g. 1 dargestellten gerippten Metallrohrs 2 wird erfindungsgemäß ein gewöhnliches zylindrisches Metallrohr 3 gemäß F i g. 1B einem Kaltziehvorgang unter Verwendung eines Dorns 7 von rechteckigem oder elliptischem Querschnitt, wie er in Fig.2 und 3 gezeigt ist, und eines Gesenks bzw. einer Matrize 8 hergestellt, die im Gegensatz zum Dorn kreisförmigen Querschnitt besitzt, so daß ein Zwischenprodukt-Rphr 9 ungleichmäßiger Wanddicke erhalten wird. Gem^ß Fig.4 weist dieses Rohr 9 verdickte Wandabscb'litte 10 auf, welche auf noch zu beschreibende Weise zur Bildung der Rippen benutzt werden.

Das Roh¹" 9 wird sodann als Zwischenprodukt bzw. Halbfabrikat benutzt und einem Kaltziehvorgang unter Verwendung Qi'ier rippenartige Aussparungen besitzenden Matrte' 5 der erforderlichen Konfiguration (Fig. IC) soVie eines zylindrischen Dorns 11 (Fig. 5) unterworfen, ^so daß ein geripptes Rohr gemäß F i g. 1A erhalten wird, das von allen inneren Eindrückungen 6 (Fig. ID)frei Wt.

Fig. 7B zeigt einen Querschnitt durch ein geripptes Metallrohr mit vier auf gleiche Abstände voreinander verteilten Radialrippen, während Fig.7A ein für die Herstellung dieses Produkts geeignetes Halbfabrikat veranschaulicht. Ebenso zeigen F i g. 8B einen Querschnitt durch ein abgewandeltes geripptes Metallrohr mit zwei um 90° voneinander entfernten radialen Längsrippen und F i g. 8A einen Querschnitt durch ein Zwischenprodukt-Rohr, das für die Herstellung des Produkts gemäß Fig.8B vorgesehen ist Fig.9 veranschaulicht einen Querschnitt durch ein weiter abgewandeltes Zwischenprodukt-Rohr, bei welchem die den zu bildenden Rippen entsprechenden, einander diametral gegenüberliegenden Abschnitte sowohl radial einwärts als auch radial auswärts ausgebeult sind.

Fig. 10 verdeutlicht die typischen Abmessungen eines Ausgangs-Rohrs A, eines Zwischen-Rohrs B nach dem ersten Verfahrensschritt und eines nach dem zweiten Verfahrensschritt erhaltenen Produkts C. Diese Rohre besitzen folgende Abmessungen:

Ausgangs-Rohr A:

Außendurchmesser
Wanddicke

Zwischen-Rohr B:

Außendurchmesser
Wanddicke der dünneren
Abschnitte

Wanddicke der dickeren
Abschnitte

Produkt C:

Außendurchmesser

Wanddicke

Rippendicke

Breite über die Rippen

89,1 mm
10 mm

76,3 mm
7 mm
10 mm

63,5 mm
5,2 mm
6,0 mm

71,5 mm

Erfindungsgemäß wird mithin ein weniger kostspieliges gewöhnliches zylindrisches Rohr als Ausgangs-Rohr verwendet, das einer speziellen Verformung unterworfen wird, durch welche bestimmte Abschnitte des Zwischen-Rohrs, an welchen anschließend die Rippen ausgebildet werden sollen, verdickt werden. Auf diese

J5 Weise wird bei der Verformung der Metallfluß an den Rippen verbessert. Erfindungsgemäß ist es somit ohne weiteres möglich, ein geripptes Metallrohr herzustellen, das frei von inneren Eindrückungen ist und genaue Konfiguration, Dimensionsgenauigkeit sowie ausgezeichnete Oberflächengüte besitzt. Darüber hinaus sind die Herstellungskosten für dieses Rohr niedrig, da die Kosten für das Ausgangsmaterial gering sind und eine herkömmliche Kaltziehmaschine angewandt werden kann.

Neben den dargestellten gerippten Metallrohren können nach dem erfindungsgemäßen Verfahren auch gerippte Metallrohre mit in verschiedenen Richtungen abstehenden Rippen, mit an einer Seite in zwei Richtungen abstehenden Rippen oder mit vielfältig anderer Konfiguration geschaffen werden, die sich zur Verwendung als Kessel- bzw. Boilerrohre und für Bauzwecke eignen. Außerdem ist zu bepchten, daß das Zwischenprodukt-Rohr ebenso auch mittels eines Pilgerschritt-Kaltwalzwerks o. dgl. hergestellt werden kann.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von mit Längsrippen versehenen Metallrohren, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Zwischenprodukt-Rohr mit dickeren Wandabschnitten an den Stellen, an welchen anschließend die Rippen ausgebildet werden sollen, in an sich bekannter Weise aus einem zylindrischen Metallrohr konstanter Wandstärke durch einen Kaltziehvorgang hergestellt wird, und daß anschließend das Zwischenprodukt-Rohr mit innerer Abstützung kaltgezogen wird unter Ausbildung der Rippen aus den dickeren Wandabschnitten des Zwischenprodukt-Rohrs.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für das Zwischenprodukt-Rohr eine kreisförmige Matrize (8) und ein Dorn mit nicht-kreisförmigem Querschnitt (7) verwendet werden und daß für das anschließende Ziehen eine Matrize (5) mit rippenartigen Aussparungen vorgesehen ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn rechteckigen Querschnitt besitzt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn elliptischen Querschnitt besitzt.