DE1218986B

DE1218986B - Verfahen und Platine zur Herstellung von Hohlkoerpern oder aehnlichen Formteilen ausBlech durch Hochenergieumformung

Info

Publication number: DE1218986B
Application number: DEW33593A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Friedri Bock-Nussbaum; Dipl-Ing Karl Keller; Dipl-Ing Karl Oberlaender
Original assignee: WMF Group GmbH
Current assignee: WMF Group GmbH
Priority date: 1962-12-21
Filing date: 1962-12-21
Publication date: 1966-06-16
Also published as: LU45069A1; AT239625B

Description

Verfahren und Platine zur Herstellung von Hohlkörpern oder ähnlichen Formteilen aus Blech durch Hochenergieumformung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern oder ähnlichen Formteilen aus Blech durch Hochenergieumformung, insbesondere durch Explosionsumformung, einer über einer evakuierbaren Hohlform angeordneten Platine, Blechronde od. dgl., auf welche die Energie des Energieträgers, z. B. einer Sprengladung, über ein Druckmedium, wie z. B. Wasser, öl oder auch Luft, übertragen wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, und zwar insbesondere die Ausbildung der umzuformenden Platine oder gegebenenfalls auch eines bereits vorgeformten Werkstückes.
Bei einem solchen Verfahren wird die umzuformende Platine, Blechronde od. dgl. auf den Rand einer oben offenen, dem zu formenden Teil entsprechenden Hohlform aufgelegt. Der Hohlraum der Form unter der Platine wird vorzugsweise evakuiert, um das Luftpolster unter der Platine möglichst auszuschalten. Die Sprengladung oder der sonstige Energieträger wird in der gewünschten Lage gegenüber der Form und der Platine angeordnet, und das ganze System wird in das Druckmedium, z. B. in einen mit Wasser gefüllten Behälter, eingetaucht. Sodann wird die Energie des Energieträgers ausgelöst, indem z. B. bei der Explosionsumformung die Sprengladung gezündet oder eine Hochspannungsentladung über Elektroden herbeigeführt wird. Die dadurch entstehende Schockwelle pflanzt sich über das Druckmedium auf den umzuformenden Werkstoff der Platine od. dgl. fort, die sich dann unter der Wirkung dieser Energie mit sehr hoher Geschwindigkeit zu der durch die Hohlform bestimmten Gestalt verförmt.
Es hat sich nun vor allem bei der Herstellung von Hohlkörpern mit symmetrischem Querschnitt, wie z. B. Eiskaffeebechern, konischen Schalen oder Vasen, Trichtern oder sonstigen Teilen mit kegeligem, halbrundem oder parabolischem Querschnitt, gezeigt, daß häufig an dem Scheitelpunkt oder an der Spitze des Werkstückes ein Zurückstülpen des Materials auftritt, wodurch das geformte Teil entweder völlig unbrauchbar wird oder wenigstens durch Abdrehen des zurückgestülpten Endes nachbearbeitet werden muß. Die Ursache für diese äußerst unerwünschte Erscheinung dürfte vermutlich unter anderem in dem Vorhandensein einer trotz der Evakuierung der Form noch verbliebenen Restluft zu suchen sein. Die Luft wird bei der Umformung der Platine sehr schnell komprimiert und kann unter Umständen gerade an der tiefsten Stelle der Form trotz der durch die Evakuierungsleitung gegebenen Möglichkeit eines Entweichens nach außen. ein einwandfreies Anliegen des Werkstoffes an die Form verhindern. Ferner kann bei der Umformung der Platine oder Ronde an der betreffenden Stelle, also vor allem in der Mitte der Platine, der Fließvorgang in dem Werkstoff behindert werden.
Es wurde nun gefunden, daß dieser übelstand beseitigt und eine einwandfreie Umformung erzielt werden kann, wenn die zu verformende Platine mit mindestens einer Bohrung versehen ist, welche vor der Umformung gegen das Eindringen des Druckmediums in den Hohlraum der Form abgeschlossen ist und bei Beginn oder während der Umformung der Platine freigegeben wird. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens dienende Platine wird an derjenigen Stelle oder an denjenigen Stellen mit der oder den Bohrungen versehen, welche sich nach der Umformung an der bzw. den kritischen, im allgemeinen der bzw. den tiefsten Stellen der Hohlform befindet bzw. befinden. Bei einer Platine zur Herstellung von Hohlkörpern mit rotationssymmetrischem Querschnitt, insbesondere von konischen, halbrunden, parabolischen oder ähnlichen Gegenständen, wird die Bohrung demgemäß zweckmäßig in der Mitte der Platine angeordnet. Der Durchmesser einer solchen Bohrung liegt beispielsweise etwa in der Größenordnung der Materialstärke der Platine.
Durch die Erfindung wird erreicht, daß sich der Werkstoff bei der Umformung der so durchbohrten Platine überall und auch an der tiefsten Stelle der Form einwandfrei an die Formwand anlegt. Ein Zurückstülpen des Materials tritt dabei nicht mehr auf. Vermutlich verhindert die Bohrung der Platine eine Komprimierung der an der betreffenden Stelle der Form noch vorhandenen Restluft und .gestattet außerdem dem Werkstoff der Platine, bei der Umformung auch von der Mitte her nach außen besser zu fließen.
Als Verschluß gegen das Eindringen des Druckmediums in den evakuierbaren Hohlraum der Form kann gemäß einer besonders einfachen und vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung eine die Bohrung abdeckende Verschlußschicht aus einem Material vorgesehen werden, welches bei der Umformung durch die ausgelöste Energie zerreißbar, ablösbar oder entfernbar ist. Ein solcher Verschluß kann vorteilhafter Weise aus einer Kunststoffolie, aber auch aus einem wasserfesten Papier, Stanniol od. dgl. bestehen. Die Festigkeit dieser die Bohrung abdeckenden Verschlußschicht muß einerseits so groß sein, daß sie den statischen Druck des Wassers oder des sonstigen Druckmediums vor der eigentlichen Umformung trotz des darunter in dem Hohlraum der Form herrschenden Vakuums aufnehmen kann, andererseits muß sie bei der Umformung selbst unter dem Einfluß der Schockwelle entweder zerreißen oder sich von der Bohrung ablösen. In jedem Fall muß gewährleistet sein, daß der Verschluß die Bohrung der Platine freigegeben hat, wenn die betreffende Werkstoffzone der Platine den Boden bzw. die tiefste oder sonstige kritische Stelle der Hohlform erreicht.
In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausführungsform beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigt die einzige Figur schematisch in einem Vertikalschnitt eine Anlage zur offenen Explosionsumformung einer Platine gemäß der Erfindung in einer dem gewünschten Formteil entsprechenden Hohlform.
Die Anlage besteht im wesentlichen aus einem z. B. aus Beton hergestellten, oben offenen Behälter 1, der mit Wasser 2 oder einer sonstigen Flüssigkeit gefüllt ist. Der Energieträger, z. B. in Form einer Sprengladung 3, kann von einem an dem Behälter 1 oder auch an der eigentlichen Form angeordneten Tragbügel 4 gehalten werden. Zur elektrischen Zündung der Sprengladung 3 dient eine Zündleitung 5, die aus dem Behälter 1 herausgeführt und mit einer Zündvorrichtung verbunden ist.
In dem Behälter 1 wird eine auf einer Grundplatte 6 stehende Hohlform 7 angeordnet, die mit einem oben offenen, dem zu formenden Teil oder Gegenstand entsprechenden Hohlraum 8 versehen ist. Auf dem oberen Rand der Form 7 befindet sich ein Zentrierring 9, in den eine Platine 10 in Form einer Blechronde eingelegt wird. Selbstverständlich kann bei Bedarf auch ein in der Zeichnung nicht näher dargestellter Blechhalter über der Randzone der Platine 10 angebracht werden.
An der tiefsten Stelle des Hohlraumes 8 ist in der Form 7 eine Bohrung 11 vorgesehen, die über eine Erweiterung 12 und eine Seitenbohrung 13 an eine Evakuierungsleitung 14 angeschlossen ist. Die Evakuierungsleitung 14 ist z. B. mit einer in der Zeichnung nicht dargestellten Vakuumpumpe verbunden. In die Evakuierungsleitung 14 kann in üblicher Weise ein Ventil oder ein sonstiges Absperr- oder Steuerorgan eingebaut sein.
Die Blechplatine 10, aus welcher der gewünschte Gegenstand, im Ausführungsbeispiel z. B. eine konisehe bzw. parabolische Schale für einen Eiskaffeebecher oder eine Vase, geformt werden soll, ist in ihrer Mittelzone mit einer durchgehenden Bohrung 15 versehen. Die Bohrung 15 ist so angeordnet, daß sie der tiefsten Stelle des Hohlraumes 8 gegenüberliegt, d. h., daß sie sich nach der Umformung der Platine an der tiefsten Stelle der Form befindet, im Ausführungsbeispiel also über der Mündung der Evakuierungsbohrung 11. Der Durchmesser der Bohrung 15 entspricht etwa der Stärke der Platine 10.
Vor der Umformungsoperation wird die Bohrung 15 mit einer als Verschluß dienenden Abdeckung 16 versehen, die das Eindringen des die Form 7 und die Platine 10 umgebenden Wassers oder sonstigen Druckmediums in den zu evakuierenden Hohlraum 8 verhindern soll. Beispielsweise wird als Abdeckung 16 einfach eine Kunststoffolie od. dgl. über der Bohrung 15 auf die Platine 10 aufgeklebt.
Wenn die Sprengladung 3 gezündet wird, überträgt sich die beim Zerfall dieser Sprengladung freiwerdende Energie auf die Platine 10. Die Umformung der Platine wird durch die erzeugte Schockwelle durchgeführt und durch den nachfolgenden Gasdruck gegebenenfalls vervollständigt, bis der Werkstoff überall an der Innenwand der Hohlform anliegt. Vorher ist jedoch bereits -die Abdeckung 16 unter dem Einfluß der Druckwelle zerrissen, so daß die Bohrung 15 offen ist. Das fertige Formteil zeichnet sich dann dadurch aus, daß am Scheitelpunkt desselben eine einwandfreie Formgebung ohne zurückgestülptes oder hochgestauchtes Material stattgefunden hat.
Es können gegebenenfalls auch zwei oder mehrere Bohrungen an entsprechenden Stellen der Platine, Ronde od. dgl. vorgesehen werden, z. B. bei der Umformung asymmetrischer Körper oder bei sonstigen Formteilen, bei denen ähnliche Deformationen des Werkstückes eintreten, die durch die Anordnung von Bohrungen in der Platine verhindert werden können.

Claims

Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern oder ähnlichen Formteilen aus Blech durch Hochenergieumformung, insbesondere durch Explosionsumformung, einer über einer evakuierbaren Hohlform angeordneten Platine od. dgl., auf welche die Energie des Energieträgers über ein Druckmedium, wie z. B. Wasser, übertragen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die zu verformende Platine (10) mit mindestens einer Bohrung (15) versehen ist, welche vor der Umformung gegen das Eindringen des Druckmediums (2) in den Hohlraum (8) der Form (7) abgeschlossen ist und bei Beginn oder während der Umformung der Platine freigegeben wird.
2. Platine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie an derjenigen Stelle oder denjenigen Stellen mit der oder den Bohrungen (15) versehen ist, welche sich nach der Umformung an der bzw. den kritischens im allgemeinen der bzw. den tiefsten Stellen der Hohlform (7) befindet bzw. befinden.
3. Platine nach Anspruch 2 zur Herstellung von Hohlkörpern mit rotationssymmetrischem Querschnitt, insbesondere von konischen, halbrunden, parabolischen oder ähnlichen Gegenständen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bohrung (15) in der Mitte der Platine (10) angeordnet ist.
4. Platine nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Bohrung (15) etwa in der Größenordnung der Materialstärke der Platine (10) liegt.
5. Verschluß für die Bohrung in der Platine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Bohrung (15) abdeckende Verschl'ußschicht (16) aus einem Material vorgesehen ist, welches bei der Umformung durch die ausgelöste Energie zerreißbar, ablösbar oder entfernbar ist.
6. Verschluß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer Kunststoffolie besteht.