AT141108B - Verfahren zur Herstellung von Behältern für komprimierte Gase in Kugelstabform. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von   Behältern     iur   komprimierte Gase in Kugelstabform. 



   In dem Hauptpatent ist ein Behälter für hochgespannte Gase in Kugelstabform beschrieben, der sich aus einzelnen   Kl1gelzonen   zusammensetzt, wobei die Übergangsstellen zwischen zwei Kugel- zonen zweckmässig eine grössere Wandstärke haben als die kugelförmigen Teile. Ein derartiger Behälter besitzt bei gleichem Gewicht und gleicher Festigkeit ein höheres Fassungsvermögen für komprimierte
Gase als ein Hohlzylinder. 



   Bei der Herstellung derartiger Behälter in Kugelstabform besteht die Schwierigkeit, kugelförmige
Teile mit geringerer Wandstärke und die Übergangsstellen mit grösserer Wandstärke so herzustellen, dass die Beanspruchung des Materials an allen Stellen des Behälters weitgehend gleichmässig ist. 



   Gegenstand vorliegender Erfindung ist ein Veifahren zur Herstellung kugelstabförmiger Behälter, bei der die genannten Schwierigkeiten vermieden werden. Erfindungsgemäss wird bei der Herstellung des Behälters in Kugelstabform von einem Hohlzylinder ausgegangen, der den Durchmesser und die
Wandstärke der kugelförmigen Teile besitzt. Dieser Zylinder wird durch Walzen, Pressen oder Hämmern zu einem Kugelstab verkleinert.

   Die Bearbeitung wird dabei so durchgeführt, dass die   Einschnürungen   des Ausgangszylinders, die zu den   kugelförmigen   Teilen führen, in Richtung der Kugelradien ausgeführt werden, so dass die entstehenden kugelförmigen Teile die Wandstärke des Ausgangszylinders behalten ; denn bei gleicher Grösse besitzt eine Kugel bzw. eine Kugelzone die gleiche Wandstärke wie ein Zylinderstück gleichen Durchmessers und gleicher Länge. Die Übergangsstellen zwischen zwei Kugelzonen werden jedoch in Richtung des Zylinderradius eingeschnürt, so dass aus dem weiten Zylinder ein engerer entsteht, dessen Wandung im umgekehrten Verhältnis der Radien   verstälkt   ist. 



   Das Verfahren wird für einige Ausführungsbeispiele an Hand der Figuren erläutert. In der Fig. 1 ist ein Stück des Ausgangszylinders mit dem Radius f1 und der Wandstärke   t1   dargestellt. Die Wandstärke t1 braucht nur das %.   V2- fache derjenigen   zu betragen, die ein Hohlzylinder bei gleichem Durchmesser und gleicher Beanspruchung besitzen müsste. Dieser Ausgangszylinder wird beispielsweise durch eine Walze mit dem Profil   W eingeschnürt,   wobei gegebenenfalls ein Widerlager verwendet wird. Durch einen derartigen Walzprozess werden Kugelzonen gebildet, deren Radius   f1   und deren Wandstärke   t1   beträgt.

   Die   Zwischenstücke   der Länge   z   erhalten durch die Drosselung auf den Radius   f2   eine Wandstärke, die um das   / fache stärker   ist als   t1.   



   Eine etwas abweichende Arbeitsweise besteht darin, dass die Einschnürung des Ausgangszylinders zu den kugelförmigen'Teilen nicht durch eine Walze sondern durch Rollen oder Kugeln bewirkt wird, die auf Kreisbahnen, welche mit der Achse des Ausgangszylinders in einer Ebene liegen und deren Mittelpunkte sich auf dieser Achse befinden, bewegt werden und dabei dem Material die Kugelform aufzwingen. 



   In Fig. 2 ist 1 der gestrichelt gezeichnete Ausgangszylinder, dessen Wandstärke und Radius wieder gleich derjenigen der Kugelzonen sind. Der hieraus gebildete Behälter ist in Ansicht mit teilweisem Schnitt dargestellt. Fig. 3 und 4 sind zwei zueinander senkrechte Ansichten, entsprechend Fig. 1. 2 sind Rollen, die in Bügeln 3 befestigt sind. Die Bügel sind in 4 gelagert und um ihre Achse drehbar. 



   Die   Einschnürung   des Zylinders 1 zum Kugelstab geschieht folgendermassen : Der Zylinder wird in Umdrehung versetzt und die Bügel 3 mittels eines geeigneten Antriebes um ihre Achse geschwenkt. 



  Hiedurch werden die Rollen 2 gezwungen, sieh auf den durch die Pfeile angedeuteten Kreisbahnen zu 

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 bewegen und durch diese Bewegung den Ausgangszylinder zu dem gewünschten Profil   einzuschnüren.   Bei der Arbeitsweise nach Fig. 2-4 sind zur Herstellung einer Kugelzone zwei Bügel mit je zwei Rollen vorgesehen, wobei die benachbarten Rollen zweier Bügel sich auf nebeneinander liegenden parallelen Kreisbahnen bewegen, die der Zylinderachse parallel sind und den gleichen Abstand von ihr haben. Der Abstand der beiden Kreisbahnen kann maximal gleich dem der Übergangsstellen zwischen zwei Kugelzonen sein. Die auf verschiedenen Seiten des Ausgangszylinders liegenden Bügel werden zweckmässig 
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 erhalten. 



   Eine etwas abweichende Arbeitsweise besteht darin, dass alle vier Rollen oder Kugeln auf der gleichen Kreisbahn geführt werden, die dann mit der Achse des Zylinders in einer Ebene liegt. Die beiden Bügel, die die Rollen tragen, werden   gegenläufigbewegt,   so dass jede einzelne Rolle   feiner Kugelzone   formt. 



   Die zur Herstellung einer Kugelzone dienenden vier Rollen lassen sieh gegebenenfalls durch zwei Rollen ersetzen, die an einem einzigen Bügel befestigt sind, wobei eine einzelne Rolle in gleicher Weise angreift wie zwei benachbarte bei der Verwendung von zwei Bügeln mit vier Rollen. 



   Eine etwas abweichende Befestigungsart der Rollen bzw. Kugeln ist in Fig. 4 und 6 angegeben, wobei Fig. 5 die gleiche Ansicht wie Fig. 2 und Fig. 6 wie Fig. 4 darstellt. In diesem Falle sind die Rollen, die zum Einwalzen der   kugelförmigen   Teile dienen, an zwei diametral gegenüberliegenden Punkten eines Kreisringes 6 befestigt, der um den Ausgangszylinder herumgelegt wird und um eine zur Verbindungslinie der beiden Rollen senkrechte Achse 7 gedreht werden kann. Bei der Drehung des Kreisiinges um die Achse 7 bewegen sich die Rollen auf den in Fig. 5 durch Pfeile angedeuteten Kreisbahnen, welche wieder mit der Achse des Ausgangszylinders in einer Ebene liegen und deren   : J1ittelpunkte sich   auf dieser Achse befinden. Die einzelnen Ringe 6 können ebenfalls starr miteinander verbunden und gemeinsam angetrieben werden. 



   Bei Herstellung von kugelstabförmigen Behältern mit grossem Offnungswinkel der Kugelzonen, also tief eingeschnürten Übergangsstellen, werden erfindungsgemäss gesonderte Rollen   5   vorgesehen, um die   Übergangsstellen   zwischen zwei Kugelzonen einzuwalzen.   Zweckmässig werden   je zwei Rollen in Richtung des Zylinderradius aufeinander zu bewegt. Die Rollen, die die   kugelförmigen   Teile formen und diejenigen, die die   Übergangsstellen einschnüren,   werden so gegeneinander versetzt, dass sie sich nicht gegenseitig behindern. Die Rollen 5 werden, um eine möglichst gleichmässige Beanspruchung des Materials in den verformten Stellen zu erzielen, in dem gleichen   Masse   vorbewegt, wie durch die Rollen 2 die Kugelzonen eingeschnürt werden.

   Die Rollen   5   können ausser der   Einschnürung   der   Übergangsstellen   auch zum Antrieb für die Rotation des Ausgangszylinders während des Walzprozesses dienen. 



   Bei Behältern in Kugelstabform mit kleinen Öffnungswinkeln der Kugelzonen, also gering eingeschnürten Übergangsstellen zwischen den Kugelzonen, reicht mitunter die   Verstärkung   der Übergangsstellen im Verhältnis der Radien des Ausgangszylinders zu der der Übergangsstelle nicht aus, um die notwendige Festigkeit zu erzielen. Erfindungsgemäss wird in diesem Falle die Einschnürung der Übergangsstellen durch einen Walz-oder Pressvorgang in der Weise durchgeführt, dass eine besondere Material-   anhäufung   in der Mitte der   Einschnürungsstellen   erzielt wird.

   Die   Walz-oder Pressweikzeuge,   mit denen die Einschnürung vorgenommen wird (beispielsweise die Rollen 5 in Fig. 2-6), werden zu diesem Zweck mit Hohlkehlen od. dgl. versehen, die das bei der Umfangsverkleinerung infolge der   Einschnürung des   
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 der Einschnürung besitzt. 



   Diese Art der Einschnürung der Übergangsstellen ist besonders in den Fällen angebracht, in denen die Herstellung der kugelstabförmigen Teile nicht durch Einwalzen eines Zylinders mit dem Radius der kugelförmigen Teile erfolgt, sondern durch Aufblähen unter innerem Druck aus einem kleineren 
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 werden, so wird das beim Aufblähen der kugelförmigen Teile herausgezogene Material aus der verstärkten Mitte geliefert, ohne dass die Übergangsstellen hiedurch eine unzulässige Schwächung erfahren. 



   Eine etwas abweichende Herstellungsart der   Verstärkung   der Übergangsstellen zwischen zwei Kugelzonen besteht darin, dass die Übergangsstellen vor der Umformung des Ausgangszylinders zur Kugelstabform lokal erhitzt und daraufhin mittels Pressen in Richtung der Zylinderachse durch Stauchung verstärkt werden. Die Erwärmung der zu tauchenden Stellen erfolgt hiebei zweckmässig durch einen oder mehrere in radialer Richtung wirkende Brenner, wobei gegebenenfalls der Zylinder während der Erwärmung gedreht wird. 



   Die   Verstärkung   der einzelnen Übergangsstellen wird entweder einzeln hergestellt oder es werden sämtliche Übergangsstellen gleichzeitig erwärmt und in einem einzigen Arbeitsgang durch Pressen des Zylinders in Richtung der Zylinderachse gestaucht. Mit der Stauchung kann eine Einschnürung der Übergangsstelle durch Walzen oder Pressen in einer der beschriebenen Weisen verbunden werden. 

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   Die Vorteile des erfindungsgemässen Verfahrens bestehen darin, dass die Herstellung des Behälters in Kugelstabform in unmittelbarem Anschluss an die Fabrikation des Ausgangszylinders durchgeführt werden kann, indem der noch warme Zylinder gegebenenfalls gleichzeitig mit dem Einziehen der Böden dem   Umformungsprozess   unterworfen   wild. Ausserdem   lässt sieh die Beanspruchung des Materials bei der   Einschnürung   des Ausgangszylinders zur Kugelstabform, besonders bei der Arbeitsweise nach Fig. 2-6, während des ganzen Walzprozesses ausserordentlich   gleichmässig   halten, indem die die Rollen oder Kugeln tragenden Bügel bzw. Ringe zunächst nur um kleine Winkel geschwenkt werden und der Anschlag der Schwenkung langsam und stetig vergrössert wird.

   Ein Vorteil der Vorrichtung nach Fig. 2-6 besteht darin, dass kugelstabförmige Behälter mit beliebigem Öffnungswinkel der Kugelzonen hergestellt werden können. Wenn ein Behälter mit einem andern Öffnungswinkel hergestellt werden soll, so ist lediglich notwendig, die Abstände der Bügel. 3 voneinander und von den Rollen 5 entsprechend zu verändern. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern für hohe Drücke nach Patent Nr.   134230,   dadurch gekennzeichnet, dass Hohlzylinder vom Durchmesser der kugelförmigen Teile durch Walzen, Pressen oder Hämmern in der Weise umgeformt werden, dass die Übelgangsstellen zwischen zwei Kugelzonen in Richtung des Zylindeiradius eingeschnürt und hiedurch in der Wandung verstärkt werden, während die dazwischen liegenden Teile in Richtung der Radien der zu bildenden Kugelzonen eingeschnürt werden, so dass die fertigen Kugelzonen die gleiche Wandstärke wie der Ausgangszylinder besitzen.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschnüren des Hohlzylinders zur Kugelstabform in der Wärme, insbesondere unmittelbar anschliessend an den Herstellungsprozess des Hohlzylinders, erfolgt.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einschnürung der kugelförmigen Teile durch Rollen oder Kugeln erfolgt, die auf Kreisbahnen bewegt werden, die mit der Achse des Ausgangszylinders in einer Ebene liegen und deren Mittelpunkte sich auf dieser Achse befinden.

   4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen zur Herstellung der kugelförmigen Teile an den Enden von halbkreisförmigen Bügeln befestigt sind, die um denAusgangszylinder herumgreifen und in ihrer Mitte derart gelagert sind, dass sie um eine Achse senkrecht zur Zylinderachse gedreht werden können.

   5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen zur Herstellung der kugelförmigen Teile an zwei diametral gegenüberliegenden Stellen eines Ringes befestigt sind, der koaxial zum Ausgangszylinder angeordnet ist und um die zur gemeinsamen Achse und zur Verbindungslinie der beiden Rollen senkrechte Richtung gedreht werden kann.

   6. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Angriffspunkte derjenigen Rollen, die zur Formung der kugelförmigen Teile dienen, EMI3.1 setzt sind.

   7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einschnürung der Übergangsstellen eine in der Mitte des Rollengrundes, insbesondere nach aussen liegende Materialanhäufung erzielt wird.

   8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Walz-oder Presswerkzeuge zur Einschnürung der Übergangsstellen zwischen zwei Kugelzonen mit Hohlkehlen versehen sind.

   9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangszylinder an den Stellen, an denen beim fertigen Kugelstab zwei Kugelzonen zusammenstossen, nach lokaler Erwärmung durch Stauchen in Richtung der Zylinderachse verstärkt wird.