Verfahren zur Herstellung von Durchlaufkokillen für Stranggussmaschinen

Abstract

 Zur Herstellung von Durchlaufkokillen für Strangguß­maschinen mittels Dorn und Matrize wird als Vormaterial ein Rohrstück (1;4) aus einem Rohrspeicher (SR) entnom­men und innerhalb eines Arbeitssystems wird das Rohr­stück (1;4) angekuppt, der Dorn (3;9;10) wird in das Rohrstück (1;4) eingebracht, das Rohr wird auf dem Dorn (3;9;10) kalibriert, der Dorn (3;9;10) wird wieder aus dem Rohrstück (1;4) entfernt und in seine Ausgangs- oder Arbeitsposition zurückgebracht sowie das kalibrierte Rohr (1ʹ) der weiteren Bearbeitung und/oder Prüfung und/oder Verpackung zugeleitet.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung von Durchlaufkokillen für Stranggußmaschi­nen, bei dem als Vormaterial ein Rohrstück aus Kupfer oder einer Kupferlegierung auf einen die Innenendmaße und/oder -form der herzustellenden Kokille aufweisenden Dorn durch Krafteinwirkung von außen aufgeformt und nach dem Formvor­gang der Dorn aus dem Kokillenrohr wieder entfernt wird.

[0002] Ein derartiges Verfahren ist bereits prinzipiell bei der Herstellung gebogener Durchlaufkokillen für Kreisbogen­stranggußmaschinen bekannt worden (DE-PS 18 09 633). Hier­bei wird in ein gerades Rohrstück ein die Innen-Endmaße und -form der herzustellenden Kokille aufweisender Dorn eingedrückt, dessen äußere Abmessungen nur um ein weniges geringer als die Innenabmessungen des Rohrstückes sind. Das Rohrstück wird den Dornabmessungen entsprechend vorge­formt, und anschließend werden Dorn und Rohrstück gemein­sam durch eine Matrize hindurchgedrückt, um die Innen­flächen des Rohrstückes dicht auf den Dorn aufzupressen. Dieses Verfahren hat sich bis heute bewährt, so können auf diese Weise Rohrkokillen hoher Maßgenauigkeit und Ober­flächengüte sowie mit für die Verwendung im Stahlstrangguß ausreichender Härte hergestellt werden. Wenn auch die Quali­tät der nach dem bekannten Verfahren hergestellten Rohrko­killen noch immer dem heutigen Standard entspricht, erfor­dert das Verfahren selbst einen hohen maschinellen und personellen Aufwand, eine rationelle Fertigungstechnik ist nicht gegeben.

[0003] Hinzu kommt, daß man zur Verbesserung der Wirtschaftlich­keit vorhandener Gießanlagen immer mehr zu größeren Gußfor­men übergeht. Um Stillstandzeiten durch notwendiges Aus­wechseln der Kokillen zu verringern, ist es erforderlich, die Standzeit der Kokillen zu erhöhen. Hierzu wiederum ist es notwendig, die Härte der eingesetzten Kokillenwerkstoffe zu steigern und die Formgenauigkeit der eingesetzten Kokil­len zu verbessern. Die Forderung der Verarbeitung von Werk­stoffen, insbesondere Kupferwerkstoffen, erhöhter Härte bei verbesserter Formgenauigkeit der Kokillen bedeutet für den Kokillenhersteller die Anwendung größerer Verformungs- und Umformungskräfte, als sie bisher bei dem eingangs beschrie­benen Verfahren notwendig waren.

[0004] Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt deshalb der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Fertigung von Durch­laufkokillen beliebiger Abmessungen und Querschnittsformen rationeller und damit kostengünstiger zu gestalten und gleichzeitig die Qualität des Endproduktes zu steigern, unabhängig vom Rohrquerschnitt, von der Wanddicke sowie den Härtegraden der eingesetzten Kokillenwerkstoffe.

[0005] Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß

a. das Rohrstück als Vormaterial einem Vormaterialspeicher entnommen und zur Bearbeitung nacheinander innerhalb eines Arbeitssystems angeordneten Bearbeitungsstationen zugeführt wird,

b. in einer ersten Station an dem einen Ende des Rohrstückes ein Widerlager für den einzuführenden Dorn vorgesehen wird,

c. in einer zweiten Station der Dorn zur Kalibrierung des Rohrstückes in das Rohrstück eingebracht wird,

d. das Rohrstück in einer dritten Station mittels einer Ma­trize auf den Dorn aufgebügelt wird,

e. der Dorn in einer vierten Station aus dem kalibrierten Rohrstück (Kokillenrohr) entfernt und schließlich

f. der Dorn in seine Ausgangs- oder Arbeitsposition zurück­gebracht (zweite Station) und das kalibrierte Rohr über eine Materialabführungseinrichtung der weiteren Bearbei­tung oder Verpackung zugeleitet wird.

[0006] Diese Verfahrensschritte lassen in ihrer Gesamtheit eine ra­tionelle Fertigung mit verbesserter Qualität des Endproduktes zu. Das gilt insbesondere auch für die Herstellung von Kokil­lenrohren mit dem Bedarf angepaßten größeren räumlichen Abmes­sungen sowie aus härteren Kokillenwerkstoffen. Der Fertigungs­ablauf kann halb- oder vollautomatisch auftragsgemäß gesteuert vor sich gehen, das Verfahren wird damit von manuellen Hand­habungsfehlern unabhängig.

[0007] Das gemäß der Erfindung vorgeschlagene Verfahren läßt eine wahlfreie Auftragsbearbeitung innerhalb eines vorgegebenen Lieferprogramms zu, wobei nennenswerte Unterbrechungen durch Umrüsten vermieden sind. Voraussetzung für den ordnungsgemäßen Ablauf des Fertigungsprogramms ist der Vormaterialspeicher, der die zur Verarbeitung notwendige Anzahl an Vorrohren ggf. unterschiedlicher Abmessungen enthält. Diese Vorrohre können in Durchführung der Erfindung abgelängte gerade, aber auch be­reits vorgekrümmte Rohrstücke sein. Als Ausgangsmaterial, von denen die Rohrstücke abgelängt werden, werden vorteilhaft ge­zogene Rohrlängen verwendet, jedoch kommen auch gewalzte oder gegossene Rohrlängen zum Einsatz, die als Grundmaterialien für die nach der Erfindung zu bearbeitenden Rohrstücke Anwen­dung finden.

[0008] Nach der Erfindung wird zunächst an dem einen Ende des Rohr­stückes ein Widerlager für den einzuführenden Dorn vorgesehen. Ein solches Widerlager kann ein durch das Rohrstückende hin­durchgeführter Dorn sein, man kann das eine Ende des Rohr­stückes aber auch entsprechend anspitzen, um ein Hindurch­drücken oder -ziehen des Dornes durch das Rohrstück bei sei­nem Einführen zu verhindern. Im Rahmen der rationellen Fer­ tigung nach der Erfindung hat es sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen, zu diesem Zweck ein Ende des Rohr­stückes anzukuppen. Unter Ankuppen soll hier ein Umbördeln der Kanten des Rohrstückendes nach innen verstanden werden.

[0009] Für die Erfindung kommt es darauf an, daß die Umformung des Rohrstückes zum Kokillenrohr, und insbesondere die Kaltum­formung, zur Erzielung der geforderten Kokillenqualitäten, wie Maßgenauigkeit, Oberflächengüte der den Formhohlraum bildenden Innenflächen, Härte der Rohrwandungen, mittels eines die Innenendmaße des Kokillenrohres aufweisenden Dornes erfolgt. In der Regel wird man den Dorn in das Rohrstück eindrücken, das gilt auch dann, wenn z.B. gebogene Kokillen­rohre hergestellt werden sollen und aus dem Vormaterialspei­cher gerade Rohrstücke entnommen werden, in die ein gekrümm­ter Dorn einzubringen ist. Ohne vom Erfindungsgedanken abzu­weichen, kann man selbstverständlich das Einführen des Kali­brierdornes in das umzuformende Rohrstück auch so gestalten, daß der Dorn in Rohrstück, gekrümmt oder gerade, mit Spiel geführt ist und die mechanische Kontaktierung erst beim Umformvorgang erfolgt.

[0010] Zur Erzielung der gewünschten Kokillenqualitäten ist für die Erfindung maßgeblich eine Matrize, durch die das aufgedornte Rohrstück (Dorn-Rohrstuck-Kombination) auf den Dorn aufge­bügelt, d.h. mechanisch allflächig anliegend aufgeformt wird. Zu diesem Zweck kann das aufgedornte Rohrstück durch die Matrize hindurchgedrückt oder hindurchgezogen werden, man kann in Weiterführung der Erfindung aber auch so vorgehen, daß die Matrize über das feststehende , aufgedornte Rohr­stück zum Zwecke der Rohrumformung bewegt wird. Das dichte Aufpressen der Innenflächen der Rohrstückes auf den Dorn ermöglicht die Herstellung gerader oder gekrümmter, konischer oder teilkonischer Kokillenrohre, die sich durch eine beson­ders hohe Maßhaltigkeit, durch eine hohe Oberflächengüte so­wie eine für die Verwendung im Stahlstrangguß ausreichende Härte auszeichnen, wobei das erfindungsgemäße Verfahren bei einer kostengünstigen Arbeitsweise gleichbleibende Kokillen­qualitäten sicherstellt.

[0011] Wird, wie in Weiterführung der Erfindung auch vorgesehen, die Matrize in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen während der Relativbewegung zwischen Rohr­stück und Matrize beim Umformvorgang fortlaufend in die je­weilige Arbeitsstellung zur Dorn- oder Werkzeugfläche einge­regelt, dann führt diese Maßnahme trotz höhere Umformungs­kräfte, z.B. beim Aufformen eines aufgedornten Rohrstückes auf den Kalibrierdorn, zu einer gleichmäßigen Materialab­nahme im Verfahrensablauf und damit zu einer gleichmäßigen Wanddicke, die frei von inneren mechanischen Spannungen ist. Diese durch die Erfindung erzielbaren Eigenschaften führen zu einer wesentlichen Verlängerung der Standzeiten. Dies gilt insbesondere dann, wenn in Durchführung der Erfindung die Matrize in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen während der Relativbewegung zwischen Rohrstück und Matrize beim Umformvorgang fortlaufend jeweils in die Normalstellung zur Dorn- oder Werkzeugfläche geregelt wird.

[0012] Darüberhinaus ermöglicht die Erfindung durch die fortlaufende Einregelung der Matrize in die jeweilige Arbeitsstellung eine gezielte Einstellung der Matrize beim Umformvorgang, z.B. zum Wandstärkenausgleich nicht gleichwandiger Rohrstücke, die als Vormaterial der Umformeinrichtung zugeliefert werden. Belie­bige Winkeleinstellungen etwa zur Dornmittelachse sind er­reichbar. Diese Möglichkeiten bieten bekannte Einrichtungen (DE-PS 21 54 226) und Verfahren (EP-PS 0 060 820) nicht. So kann die selbsttätige Zustellung der Matrize in Richtung des gekrümmten Dornes zu ungleichmäßiger Materialabnahme sowie zur Ungleichwandigkeit des Kokillenrohres führen. Das Ziehen des Rohrstückes über eine außen anliegende gekrümmte Werk­zeugfläche führt hier auch nicht weiter, insbesondere können hiermit nicht die geforderten Maßgenauigkeiten der Innen­flächen des Kokillenrohres erreicht werden.

[0013] Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung er­gibt sich dann, wenn, wie bereits angedeutet, in das Rohr­stück ein die Innenendmaße und/oder -form des herzustellenden Kokillenrohres aufweisender gekrümmter Dorn eingebracht und das aufgedornte Rohrstück durch eine schwenkbar gelagerte Ma­trize auf den Dorn aufgeformt wird. Dadurch, daß zu jedem Zeitpunkt der Relativbewegung zwischen aufgedorntem Rohrstück und Matrize letztere normal zum Krümmungsradius des Dornes steht, ist eine gleichmäßige Verformung der Rohrwandung sicher­gestellt. Denn der Umformungsvorgang beim "Aufbügeln" des Rohrstück auf den Dorn wird zu jedem Zeitpunkt aktiv beein­flußt.

[0014] Wesentlich für das Umformverfahren nach der Erfindung ist die Relativbewegung zwischen dem Rohrstück, insbesondere dem auf­gedornten Rohrstück, und der Matrize. Deshalb ist es dem Grunde nach für den Umformvorgang unerheblich, ob das Rohrstück durch die Matrize hindurchgedrückt oder durch diese hindurchgezogen wird. Befindet sich zur Verbesserung der Maßgenauigkeit des formgebenden Innenraumes ein die Innenendmaße und/oder -form der Kokille aufweisender Dorn im Rohrstück, dann kann es oft zweckmäßig sein, die Matrize in Achsrichtung des Dornes über das aufgedornte Rohrstück zu führen.

[0015] Durch die Erfindung ergibt sich aber noch ein weiterer Vor­teil. Das als Ausgangsmaterial eingesetzten, z.B. gezogenen Rohre, die dann zu Rohrstücken abgelängt werden, weisen im allgemeinen eine bestimmte Toleranz bezüglich Exzentrizität Wanddicke auf. Durch die erfindungsgemäß gezielte Einstellung der Matrize beim Kalibrieren des Kokillenrohres ist es mög­lich, diese vom sog. Vorrohr herrührenden Ungleichmäßigkeiten zu beseitigen.

[0016] Die Matrize selbst ist z.B. in einem sog. Matrizenhalter ge­führt. In Durchführung der Erfindung erfolgt daher die fort­laufende Einregelung in die Normalstellung zur Dornoberfläche durch Krafteinwirkung auf den Matrizenhalter, der dreh- oder schwenkbar gelagert ist und die Matrize in relativ zum Matri­zenhalter stabiler Lage hält. Vorteilhaft wird man hierbei, insbesondere wegen der hohen Umformkräfte, den Matrizenhal­ter auf hydraulischem Wege in die jeweilige Arbeitsstellung, beispielsweise in die Normalstellung zum Krümmungsradius des Dornes oder der Werkzeugflächen einstellen.

[0017] Neben einer hohen Qualitätserwartung ist für die Erfindung auch die Wirtschaftlichkeit des Umformverfahrens wesentlich. Auf diesem Grunde ist in Weiterführung des Erfindungsgedan­kens vorgesehen, daß die Einstellbewegung der Matrize in die jeweilige Arbeitsstellung zur Oberfläche des Dornes oder der Werkzeugflächen über eine frei programmierbare Steuerung er­folgt. Je nach Rohrabmessungen, Wanddicken, Werkstoffeigen­schaften, Krümmungsradien und dergl., d.h. auftragsbedingten Parametern, läuft die Einstellung in die Arbeitsstellung zum jeweiligen Krümmungsradius selbsttätig nach vorbestimmtem Programm ab.

[0018] Eine andere vorteilhafte Möglichkeit zur Durchführung der Er­findung ist die, wenn die Einstellbewegung der Matrize in die Normalstellung oder in jede andere Arbeitsstellung, die be­liebige Einstellwinkel zwischen Matrize und Dornoberfläche oder Werkzeugflächen einschließt, durch eine selbsttätige Regelung in Abhängigkeit einer Kraftmessung zwischen dem Matrizenhalter und dem Maschinenrahmen erfolgt.

[0019] Nach dem Umformung, die vorzugsweise eine Kaltumformung ist, und zweckmäßig Umformgrade zwischen 15 und 25%, bezogen auf den Ausgangsquerschnitt des Rohrstückes, vorsieht, wenn man den Endabmessungen und/oder der Endform bereits angepaßte Rohrstücke als Vormaterial verwendet, wird der Kalibrierdorn aus dem nunmehr geformten Kokillenrohr herausgedrückt oder herausgezogen. Ggf. wird das Kokillenrohr (kalibriertes Rohr­stück) auf das Endmaß abgelängt und auch das z.B. angekuppte Rohrende abgetrennt. Das so fertiggestellte Kokillenrohr kann dann entweder nach erfolgter Güteprüfung verpackt und ver­sandfertig gemacht werden, es kann aber auch vor der Güte­kontrolle noch durch mechanische Bearbeitung konfektioniert werden, d.h. z.B. können die Stirnseiten des Kokillenrohres noch mechanisch bearbeitet bzw. Haltenuten in die Rohrwan­dung von außen eingefräst werden.

[0020] Das Verfahren nach der Erfindung ist auf beliebige Kokillen­querschnittsformen anwendbar, Voraussetzung ist eine der gewünschten Querschnittsform der Kokille entsprechende Dorn­form. So können im Querschnitt kreisförmige, rechteckförmige, quadratische oder vieleckige Formen ebenso erzielt werden wie T, Doppel-T, U- oder L-förmige Querschnittsprofile.

[0021] Der entsprechend der gewünschten Querschnittsform benötigte Dorn für die Umformung kann in der Durchführung der Erfindung auch konisch geformt sein, ein- oder mehrfach, um die ggf. geforderte Konizität des Kokillenformhohlraumes sicherzu­stellen. Der Dorn kann auch gebogen sein, um den Einsatz nach der Erfindung hergestellter Rohrkokillen auch für Kreisbogen­stranggußmaschinen zu gewährleisten.

[0022] Die unterschiedliche Profilgebung des Formhohlraumes kann zu Hinterschneidungen in der Formgebung des Kalibrierdornes füh­ren. Um in solchen Fällen Probleme beim Herausdrücken oder -ziehen des Dornes aus dem Kokillenrohr von vornherein auszu­schalten, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, den Dorn zwei- oder mehrfach zu teilen. Dabei kann die Teilung des Dornes längs und/oder quer zur Achsrichtung der Kokille verlaufen.

[0023] Die Erfindung sei an Hand der in den Fig. 1 bis 6 dargestell­ten Auführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigen die Fig. 1 und 2 den verfahrensmäßigen Ablauf der Erfindung, wäh­rend die Fig. 3 bis 6 den konkreten Fall der Einregelung der Matrize in die Arbeitsstellung verdeutlichen.

[0024] Zur Herstellung gebogener Rohrkokillen entsprechend der Erfin­dung wird von einem Speichervorrat an abgelängten Rohrstücken SR ggf. unterschiedlicher Abmessungen und/oder Querschnitts­formen das für einen vorgegebenen Kokillentyp geeignete Rohr­stück 1 ausgesucht und der Station I zum Ankuppen zugeführt. Dieses Ankuppen, d.h. Umbördeln des Rohrendes 2, geschieht zweckmäßig nach Einspannen des zugeführten Rohrstückes 1 in eine geeignete Pressvorrichtung durch Stauchen des einen Rohrendes. Das angekuppte Rohrstück 1 wird mittels einer ge­eigneten Transportvorrichtung zur Station II befördert, gleich­zeitig wird der vom Auftrag her vorbestimmte Kalibrierdorn 3 dem Dornvorrat SD entnommen und ebenfalls der Station II zuge­führt, in der er in einer Art Drückbank beispielsweise in das noch gerade Rohrstück 1 eingepreßt wird. Das aufgedornte Rohr­stück 1 nimmt dabei zwangsläufig schon in etwa die Dornform an.

[0025] Eine andere Möglichkeit ist die, aus dem Speichervorrat SR das bereits gekrümmte Rohrstück 4 zu entnehmen, in der Sta­tion I anzukuppen und anschließend in der Station II den ge­krümmten Dorn 3 einzuführen, d.h. je nach Übereinstimmung in Form und Abmessung der Dorn hineingleiten zu lassen oder ihn in das Rohrstück einzuschieben.

[0026] Unabhängig von der Zuordnung von Rohrstück und Dorn, nämlich gerade - gekrümmt oder gekrümmt - gekrümmt, wird der ent­scheidende Umformvorgang in der Station III vollzogen. Hier wird nämlich das Rohrstück 1 auf den Dorn 3 mit Hilfe der Matrize 5 aufgebügelt. In der dargestellten Ausführungsform wird zu diesem Zweck das aufgedornte Rohrstück (1/3) in Pfeilrichtung durch die Matrize gedrückt, wobei die Innen­fläche 6 des Rohrstückes 1 dicht auf die Dornoberfläche auf­gepreßt wird. Mit der Kopie der Dornform und der Dornober­fläche erfolgt bei dieser Umformung der Rohrwandung gleich­zeitig eine Härtesteigerung des Rohrwerkstoffes.

[0027] Zur weiteren Bearbeitung des nunmehr geformten Kokillenrohres 1ʹ d.h. ggf. Konfektionierung und Güteprüfung, wird der Dorn 3 in der Station IV aus dem Kokillenrohr 1ʹ entfernt. Dies ge­schieht beispielsweise, wie in der Fig. dargestellt, mittels eines Abstreifers 7, der als Widerlager für das Kokillenrohr 1ʹ dient, wenn der Dorn 3 aus dem Kokillenrohr 1ʹ in Pfeil­richtung herausgedrückt wird.

[0028] Nach der mechanischen Trennung von Dorn 3 und Kokillenrohr 1ʹ wird, wie in der Station V angedeutet, der Dorn 3 wiederum der Station II zugeführt bzw. nach Abschluß eines Fertigungs­loses zum Dornspeicher SD zurückgeführt. Hierzu dient die Transportstrecke 8. Sind in weiteren Fertigungslosen gerade Rohrkokillen oder Rohrkokillen mit Doppel-T-Profilen vorge­sehen, wird man entsprechend auf den Dorn 9 oder die Dorn­ ausführung 10 zurückgreifen. Von dem kalibrierten Rohrstück 1, jetzt das Kokillenrohr 1ʹ, wird das angekuppte Ende 2 abge­trennt und das Rohr, falls nicht noch eine Bearbeitung der Enden oder ein Zuschneiden auf ein gefordertes Endmaß zu er­folgen hat, der Prüfstation P zugeführt. Anschließend kann das Kokillenrohr 1ʹ verpackt und versandfertig gemacht werden.

[0029] Die Fig. 2 verdeutlicht das erfindungsgemäße Arbeitssystem in einer Art Blockschaltbild. Entsprechend der Arbeitsvorgabe, z.B. Fertigungslos Rohrkokille, Format X-Y quadratisch, Ma­terial CuCrZr, teilkonisch, gesteuert, wird dem Vorratsspei­cer SR ein passendes Rohrstück entnommen und zum Ankuppen der Station I zugeführt. Zwischenzeitlich gelangt der für das ent­sprechend der Arbeitsvorgabe definierte Fertigungslos ent­sprechende Dorn aus dem Dornspeicher SD zur Station II und wird in das von der Station I herangeführte angekuppte Rohr­stück eingebracht. Die Rohr-Dorn-Kombination gelangt an­schließend in die Station III zum dichtem Aufpressen des Rohrstückes auf die Dornoberfläche und schließlich zum Wiedertrennen von Dorn und nunmehr kalibriertem Rohrstück (Rohrkokille) zur Station IV.

[0030] Von hier wird das kalibrierte Rohrstück der Prüfstation P zugeführt, ggf. nach vorheriger Endenbearbeitung, Ablängen auf Endmaß usw., und der Dorn gelangt zunächst zur Steuer­stelle ST, die entsprechend dem Umfang des Fertigungsloses (Stückzahl des gleichen Kokillentyps) entweder dafür sorgt, daß der Dorn erneut in die Station II gelangt oder bei an­schließend vorgesehenem Wechsel des herzustellenden Kokillen­typs in den Speicher SD zurückgeführt wird.

[0031] In gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab sind in den Fig. 3 bis 6 Einzelheiten des Umformvorganges darge­stellt. Zur Umformung eines Rohrstückes zum Kokillenrohr dient als Vormaterial das z.B. aus einem stranggepreßten Rundrohr durch Rohrziehen hergestellte blank gezogene gerade Kupferrohr 11 mit einer Brinellhärte von beispielsweise HB 55 - 75. Dieses Rohr ist unter Berücksichtigung einer Be­arbeitungszugabe auf die gewünschte Kokillenlänge zugeschnit­ten. Anschließend wird, wie aus der Fig. 3 ersichtlich, der nach den Innenmaßen der herzustellenden Kokille gefertigte z.B. hartverchromte Dorn 12, der entsprechend der Krümmung der Kreisbogen-Stranggußmaschine verformt ist, in das Rohr 11 eingepreßt (aufgedornt), wie es die Fig. 4 veranschaulicht.

[0032] Abweichend hiervon kann das Kupferrohr 11 selbstverständlich auch bereits entsprechend der Dornform vorgebogen sein, um das Einführen des Dornes zu erleichtern, ebenso kann zu dem gleichen Zweck ein ausreichendes Spiel zwischen Dornober­fläche und Rohrinnenfläche gewählt werden. Das Kupferrohr 11 wird man zweckmäßigerweise an dem Ende 13 ankuppen, d.h. das Rohrende nach innen umbördeln, um für den eingeschobenen Dorn für die nachfolgende Umformung ein Widerlager zu schaffen. Das Widerlager kann aber auch durch einen quer durch das Kupferrohrende reichenden Bolzen geschaffen werden oder ledig­lich durch ein Anspitzen des Rohrendes 13.

[0033] Das aufgedornte Kupferrohr 11 wird dann, wie aus der Fig. 5 ersichtlich, der Umformungseinrichtung 14 zugeführt, die im wesentlichen aus dem Maschinenrahmen 15 sowie dem am Maschi­nenrahmen 15 mittels der schematisch angedeuteten Dreh- oder Schwenkvorrichtung 16 gelagerten Matrizenhalter 17 besteht, der die Matrize 18 enthält. Mit 19 sind sich gegen den Ma­schinenrahmen 15 abstützende Hydraulikzylinder bezeichnet, die bei der Betätigung einer entsprechenden Steuerung den Matrizenhalter 17, wie durch Pfeile angedeutet, gegenüber dem Maschinenrahmen 15 verschwenken.

[0034] Auf diese Weise ist es, wie die Fig. 6 zeigt, möglich, zu jedem Zeitpunkt des Hindurchführens (Ziehen oder Drücken) des aufgedornten Kupferrohres 11 durch die Matrize 18 z.B. die Idealstellung, d.h. die Normalstellung der Matrize zur Dornoberfläche, einzustellen. Der laufende Umformvorgang des dichten Aufpressens oder -bügelns des Kupferrohres 11 auf den Dorn 12 kann damit aktiv im Sinne einer gleichmäßigen Wand­dicke sowie im Sinne einer gleichmäßigen Spannungsverteilung und Verbesserung der Kokillenstandzeit beeinflußt werden. Diese Möglichkeit kommt insbesondere dann zum Tragen, wenn man zu größeren Abmessungen und zu härteren Kokillenwerk­stoffen übergeht.

[0035] Das gemeinsame Hindurchdrücken von Kupferrohr 11 und Dorn 12 durch die entsprechend der Dornkrümmung im Ausführungsbeispiel in die Normalstellung, d.h. jeweils senkrecht zur Dornober­fläche, eingeregelte Matrize 18 liefert wegen der hier er­folgenden Kaltumformung eine unbedingte Maßhaltigkeit der so hergestellten Kokille 11ʹ, die Brinellhärte wird gleichzei­tig von der ursprünglichen auf HB 80 - 110 erhöht.

[0036] Wie in den Fig. 5 und 6 weiterhin angedeutet, kann die Regelung der jeweiligen Stellung der Matrize 18 zur Dornoberfläche mit Hilfe von Kraftmeßeinrichtungen 20 erfolgen, die an unter­schiedlichen Stellen des Matrizenhalters 17 zwischen Matri­zenhalter 17 und Maschinenrahmen 15 angeordnet sind. Die Differenzen der auftretenden gemessenen Kräfte werden in der Datenverarbeitung 21, beispielsweise über an sich bekannte Mikroprozessoren, ausgewertet und in Steuerbefehle zur Ein­regelung der Matrize in die Normalstellung umgesetzt. Damit kann der Umformprozeß selbsttätig aufgrund auftragsgemäßer Daten optimiert werden und zwar für die unterschiedlichsten Abmessungen, Querschnitte, Wandstärken etc., für die unter­schiedlichsten Formen und Werkstoffqualitäten.

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von Durchlaufkokillen für Strang­gußmaschinen, bei dem als Vormaterial ein Rohrstück aus Kupfer oder einer Kupferlegierung auf einen die Innenwend­maße und/oder -form der herzustellenden Kokille aufwei­senden Dorn durch Krafteinwirkung von außen aufgeformt und nach dem Formvorgang der Dorn aus dem Kokillenrohr wieder entfernt wird, gekennzeichnet durch die Gesamtheit der folgenden Merkmale:

1. das Rohrstück (1;4;11) als Vormaterial wird einem Vorma­terialspeicher (SR) entnommen und zur Bearbeitung nach­einander innerhalb eines Arbeitssystems angeordneten Bearbeitungsstation zugeführt,

b. in einer ersten Station (I) wird an dem einen Ende (2;13) des Rohrstückes (1;4;11) ein Widerlager für den einzu­führenden Dorn (3;9;10;12) vorgesehen,

c. in einer zweiten Station (II) wird der Dorn (3;9;10;12) zur Kalibrierung des Rohrstückes (1;4;11) in das Rohr­stück eingebracht,

d. das Rohrstück (1;4;11) wird in einer dritten Station (III) mittels einer Matrize (5;18) auf den Dorn (3;9;10;12) aufgebügelt

e. der Dorn (3;9;10;12) wird in einer vierten Station (IV) aus dem kalibrierten Rohrstück (1ʹ;11ʹ) (Kokillenrohr) entfernt,

f. der Dorn (3;0;10;12) wird in seine Ausgangs- und Arbeits­position (zweite Station) zurückgebracht, und das kali­brierte Rohr (1ʹ;11ʹ) wird über eine Materialabführungs­einrichtung der weiteren Bearbeitung und/oder Prüfung und/oder Verpackung zugeleitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vormaterialspeicher (SR) von Vorrohren abgelängte gerade Rohrstücke (1;11) oder vorgekrümmte Rohrstücke (4) ent­hält.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Widerlager für den einzuführenden Dorn (3;9;10;12) ein Ende (2;13) des Rohrstückes (1;4;11) angekuppt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (1;4;11) durch Hinein­drücken oder Hindurchziehen des aufgedornten Rohrstückes (1/3;11/12) durch die Matrize (5;18) auf den Dorn (3;12) aufgebügelt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück (1;4;11) durch Ziehen der Matrize (5;18) über das aufgedornte Rohrstück (1/3;11/12) auf den Dorn (3;12) ausgebügelt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (3;9;10;12) aus dem kalibrierten Rohrstück (1ʹ;11ʹ) herausgedrückt oder herausgezogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das kalibrierte Rohrstück (1ʹ;11ʹ) auf das Endmaß abgelängt und/oder durch mechanische Bearbeitung konfektioniert wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsumformung vom Rohrstück (1;4;11) als Vormaterial zum kalibrierten Rohrstück (1ʹ;11ʹ) (Kokillenrohr) vorzugsweise 15 % bis 25 %, bezogen auf den Anfangsquerschnitt, beträgt.

9. Verfahren nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (5;18) in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dornes (3;12) oder der Werkzeugflächen während der Relativbewegung zwischen Rohrstück (1;4;11) und der Matrize (5;18) beim Umformvorgang fortlaufend in die jeweilige Arbeitsstellung zur Dorn- oder Werkzeug-­fläche eingeregelt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (5;18) in Abhängigkeit vom Krümmungsradius des Dor­nes (3;12) oder der Werkzeugflächen während der Relativbe­wegung zwischen Rohrstück (1;4;11) und Matrize (5;18) beim Umformvorgang fortlaufend jeweils in die Normalstellung zur Dorn- oder Werkzeugfläche eingeregelt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die fortlaufende Einregelung der Matrize (5;18) in die jeweilige Arbeitsstellung durch Krafteinwirkung auf den Matrizenhalter (17) erfolgt, der dreh- oder schwenkbar ge­lagert ist und die Matrize (5;18) in relativ zum Matrizen­halter (17) stabiler Lage hält.

12. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß der Matrizenhalter (17) auf hydrau­lischem oder mechanischem Wege in die jeweilige Arbeits­stellung eingestellt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbewegung der Matrize (5;18) in die jeweilige Arbeitsstellung über eine frei programmier­bare Steuerung erfolgt.

14. Verfahren nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellbewegung der Matrize (5;18) in die jeweilige Arbeitsstellung durch eine selbsttätige Regelung in Abhängigkeit einer Kraftmessung zwischen Ma­trizenhalter (17) und Maschinenrahmen (15) erfolgt.

15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 9 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine dreh­oder schwenkbar gelagerte Matrize (5;18) mit in Abhängig­keit von Steuersignalen hydraulisch bewirkter Einstell­bewegungsmöglichkeit.

16. Dorn zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, gekennzeichnet durch eine über die Länge konische oder teilkonische Form.

17. Dorn nach Anspruch 16 in gebogener Form, dadurch gekenn­zeichnet, daß der Dorn (3;9;10;12) zwei- oder mehrfach geteilt ist.

18. Dorn nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilung des Dornes (3;9;10;12) längs und/oder quer zur Achsrichtung verläuft.

Zeichnung