DE1527949A1 - Verfahren und Einrichtung zur Ausbildung von gewoelbten Schalen aus Metallplatten - Google Patents

Description

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BerlinZk-- (Grunewald). —~— 7"'"" 3erlin„ iden 17. Januar 1966

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Verfahren und Einrichtung zur Ausbildung von gewölbten

Schalen aus Metallplatten

Zur Ausbildung von gewölbten Schalen, z»B« von Kessel-* und Behälterböden aus ebenen Metallplatten sind verschiedene Verfahren bekannt. Das am weitesten verbreitete ist das Pressen mit Treibarbeit oder ohne eine/ solche^, event, mit einer nachfolgenden Flanschbildung« Diese Verfahren können zumeist nur warm durchgeführt werden und beanspruchen außer dem Heizofen auch^mit den AbmeesungenWer Kompliziertheit dea Werkstückes zunehmende und sehr kostspielige Einrichtungen. Häufig benö-

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tigt man auch Schalen deren Abmessungen die Aufnahmefähigkeit der zur Verfügung stehenden Pressen übersteigen·

Aus der Literatur und der Praxis ist auch ein Preßverfahren bekannt, bei dem die als Ausgang des Herstellungsverfahrens dienende ebene Platte mit Hilfe eines Faltenträgers auf einer, das Negativ der gewünschten Schale aufweisende Form (auf einer Matrize) befestigt wird und die Formgebung durch die plötzliche Freigabe der Energie eines auf der Platte oder in einer gewissen Entfernung von derselben vorgesehenen Energieträgers durchgeführt wird· Der W Energieträger kann z.B_# Sprengstoff oder eine elektrische Ladung sein, die an einer entsprechenden Funkenstrecke entladen wird* Die Übertragung der Energie vom Energieträger auf das Werkstück erfolgt zumeist über ein flüssiges Mittel, die Vermittlung kann aber auch mit Luft oder irgendeinem anderen Gas oder aber mit Sand und auch mit anderen festen Mitteln erfolgen.

Bei dem beschriebenen Verfahren ist die Zeitdauer der Ausbildung des Werkstückes, die als Hauptzeit der Formk gebung betrachtet werden kann, überaus kurz· Einen um so größeren Wert beansprucht aber die sogenannte Nebenzeit« Der Faltenträger muß sehr stark, für gewöhnlich mit Hilfe von zahlreichen Schrauben, an der Matrize befestigt werden, damit die Faltenbildung innerhalb erträglicher Grenzen verbleibt· Aus dem zwischen der flachen, zur Bildung der Schale dienenden Platte und der Matrize befindlichen Hohlraum ist der größte Teil der Luft abzusaugen, da der event· dort verbleibende Rest derselben dazu neigt, sich auszudehnen und dadurch das Werkstück zu deformieren·

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Zweck der Erfindung ist die Behebung dieser langwierigen Vorgänge, wodurch die erwähnten Nebenzeiten auf erträgliche Maße sinken· Dadurch wird das Verfahren wirschaftlicher und zur Herstellung von größeren Serien brauchbar, wobei gleichzeitig auch eine Einschränkung der MaBe der herstellbaren Werkstücke aufhört»

Um diesen Zweck zu erreichen, wird in Sinne der Erfindung der Paltonträger weggelassen und die Platte wird durch einen sich verengenden Kanal durchgepreßt, dessen weitere öffnung durch die Platte^ bedeckt wird, und desaen engere öffnung der gewünschten Umrißlinie der ferti- I gen Plattenschale entsprechend ausgebildet wird. Der zwischen den beiden Offnungen vorgesehene Kanal kann entweder die form eines Kegelstumpfes oder die Gestalt einer halben Peeudosphäre, oder einen zu diesen beiden nahestehenden Obergang aufweisen· Das untere Ende des Kanals wird zweckmäßig an einem gewissen Abschnitt mit konstantem Querschnitt ausgebildet· In der Achsrichtung des Kanalfta wird vor der größeren Öffnung, an der Außenseite der zur Bildung der Schale bestimmten Platte die Sprengla- j dung oder die Funkenstrecke vorgesehen.

Bei der Auslösung der Energie nimmt die zu verformende Platte, entlang des Kanäles gleitend, die gewünschte Form an und entfernt sich aus dem Kanal durch die engere Öffnung. Wurde das Maß der Verengung des Kanäles im Vergleich zur Stärke und Festigkeit der Platte richtig gewählt, wird bei diesem Vorgang keine Faltenbildung und keine Defonmierung auftreten.

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Die auf diese Weise erzeugte Schale bildet sich auf Wirkung des entstehenden Druckes in natürlicher Weise aus, so daß d£e Gestalt derselben den späteren Beanspruchungen besser entspricht als die mehr oder weniger willkürlich angenommenen, auch in den Normalien vorgeschriebenen, Korbkurvenquerschnitt besitzenden Rotationsflächen» Nach Wunsch sind aber an der frei entstehenden Gestalt auch einige Änderungen dadurch möglich, daß bei der Explosion oder bei d em Funkendurchschlag ein Teil der auseinandergestrahlten Energie - und zwar womöglich ein je größerer Teil derselben - durch eine reflektierende Fläche von entsprechender Gestalt auf die zu verformende Platte zurückgerichtet wird. Die endgültige Form der Schale hängt schließlich von der Verteilung dieser zusätzlichen Energie und diese letztere von der Form des Spiegele ab« Außerdem ist die Verformung'des Werkstückes auf eine genaue Form auch noch durch einen zweiten, nunmehr viel einfacheren Vorgang möglich«

Falls die Energieübertragung nicht mittels Luft ) oder einem gasförmigen Mittel, sondern mit Hilfe einer Flüssigkeit erfolgt, muß dafür gesorgt werden, daß jjjflff letztere vor der Auslösung der Energie nicht in den Ziehkanal eindringen kann. Deshalb ist deiy am Rande der zu verformenden Platte verbleibende Spalt mit Fett oder auf eine andere Art zu verschließen und das andere Ende des Kanales mit einem, das Werkstück auffangenden Behälter zweckmäßig zu umschließen. Die Verformung wird durch den, auf die konvexe Seite der Platte wirkenden Gegendruck be-

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hindert, weshalb die Luft aus dem erwähnten Behälter abausaugen ist, oder ist der Behälter so groß auszuführen, daß die Verdrängung der im Kanal befindlichen Luftmenge in den nunmehr zur Verfügung stehenden größeren Volumen keine schädliche Druckerhöhung verursachen könne» Der Behälter wird zwecks leichterer Entnahme des fertigen Werkstückes zweckmäßig mit einem Schnellverschluß am Werkzeug befestigt*

Der Erfolg des Verfahrens ist größtenteils daran gegründet, wie weit es möglich ist, die freiwerdende Bnergie an der Oberfläche der Platte gleichmäßig zu verteilen und dadurch im Laufe des Verformungsverfahrens ein seitliches Kippen des Werkstückes zu vermeiden. Ea ist demnach auch eine Vorrichtung zu verwenden, die ein vollständig konzentrisches Einspannen der Sprengladung oder der Funkenstrecke sichert* Die Art der Einspannung der Energiequelle kann derart ausgebildet werden, daß die Entfernung derselben von der zu verformenden Platte einstellbar ist· Ferner kann die Einspannvorrichtung so angeordnet und ausgebildet werden, daß der, die Energie reflektierende Schirm selbst als solche verwendbar ist«

Die Zeichnung veranschaulicht im Querschnitt ein Ausführungsbeispiel einer zur Verformung dienenden Einrichtung, bei der die Energieübertragung unter Vermittlung von Wasser erfolgt*

Das Innere des Werkzeuges 1 wird durch einen, die Form eines halben pseudosphärischen Körpers besitzenden Kanal 2 gebildet, an welchen die zu verformende Platte während

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der Formling gleitet und das fertige Werkstück in den Behälter 4 fällt, von wo es bei der Entleerung desselben herausgehoben werden kann. Zur Bildung des event, notwendigen Vakuums hat der Behälter einen absperrbaren Anschluß 10· Nach Beendigung der Verformung kann der Behälter mit dem Sehne11Verschluß 5 zwecks Entnahme des Werkstückes leicht geöffnet werden· In den Bohrungen des Werkzeugkörpers 1 steht der Ladungsträger 6, der die die Energie tragende Ladung 7 und den die strahlende Energie auf das Werkstück reflektierenden Schirm 8 zentrisch festhält»

Das ganze Werkzeug ist mit ejjaem Haken 9 auf einen Kran aufhängbar und mit dessen Hilfe in das die Energie übertragende Wasser eintauchbar und von dort heraushebbar«

Mit dem neuen Verfahren wird die Anschaffung von überaus kostspieligen Fressen und Anheizeinrichtungen überflüssig und es können mit verhältnismäßig billigen Vorrichtungen Werkstücke von beliebigen Abmessungen angefertigt werden. Der !Tausch der Werkstücke wird derart beschleunigt, daß der Vorgang glatt in das Fabriketionsverf ehren, eingereiht werden kann· Biese Vorteile lassen das erfindungegtmäße Verfahren selbst dann wirtschaftlich erscheinen, wenn zur Erhöhung der Genauigkeit des Werkstückes eine Kalibrierung notwendig sein würde, das zweckmäßig ebenfalls durch Sprengung erfolgen kann«

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Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE»

1.) Verfahren zur Formung von gewölbten Schalen, z.B. von Kessel- oder Behälterboden aus ebenen Metallplatten, dadurch gekennzeichnet , daß die

Platte an das weitere Sode eines sich verengenden Kanäles,

druckübertragendes , ohne einen Faltenträger, in einem Mittel, z.B. in Wasser angebracht und dann durch Sprengung oder durch eine sonstige plötzliche Energiefreigabe die Platte durch den sich verengenden Kanal hindurchgepreßt wird.

2.) Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens g nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gegenüber dem weiteren Ende des sich verengenden Kanäle s, an dem vom Kanal abgewendeten Bade des Energieträgers (7) ein, die freiwerdende Energie gegen das Werkstück lenkender Schirm (8) angeordnet ist·

3.) Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die engere Kanalöffnung,

druckübertragenden. zwecks Fernhaltung des ^to«p*.-d ttalgj in einem zur Aufnahme der, durch das Durchpressen zusammengedruckten Luft geeigneten, leicht zu öffnenden oder abzunehmenden Behälter mündet.

4.) Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet , daß zur zentrischen Befestigung der Energiequelle ein sich an den Kanalkörper oder an den Rand der zu verformenden Platte abstützender Schirm

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