DE1752167A1 - Anordnung und Verfahren zum Kaltaufweiten von metallischen Holzylindern durch Explosivstoffe - Google Patents
Anordnung und Verfahren zum Kaltaufweiten von metallischen Holzylindern durch ExplosivstoffeInfo
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Description
Gebr* Bb'hler &Uo. Aktiengesellschaft 1752167
Anordnung und Verfahren zum Kaltäufweiten von metallischen
Hohlzylindern durch Explosivstoffe
Verfahren zum Kaltaufweiteη von metallischen Werkstücken
mitteIs.'Explosionsdruck haben sich in den letzten Jahren
immer stärker durchgesetzt. Bei diesen Umformungen werden
grundsätzlich zwei Verfahren unterschieden, welche im Schrifttum als " Standoff Operations .-" und "Contact Operations» bezeichnet werden» Bei den " Standoff Operations M wird ein Übertragung smedium für die entstehenden Druckwellen verwendet, wobei
grundsätzlich alle Flüssigkeiten in Frage kommen, im besonderen jedoch,
und dies schon aus volkswirtschaftlichen Gründen, in den
meistenFällen Wassor herangezogen wird· Eine Reihe von Veröffentlichungen "beschäftigt sich mit der Umformung von Blechen,wobei diest
in einem liefziehvorgang in Gesenke oder formen eingedrückt wer-·
den» Das Aufweiten oder Eindrücken von zylindrischen Körpern wird in der Literatur ebenfalls erwähnt, jedoch handelt es sich mit
wenigen Ausnahmen um dünnwandige Rohre· Es wird hierbei bei der
Aufweitung immer von einer zentral angeordneten Ladung beriohtet« Da« "kpde der AufWeitung wird durch vorgegebene Gesenke festgelegt.
Auch da,s Aufweiten von Kappenringen mittels Explosionsdruck
wurde bereits durchgeführt. Auch in diesem Fall wird der Explosions·
stoff im Zentrum des Ringes angeordnet, AlsEßergieüberträger wird
WaE.'--?r verwendet. Es werden in diesem Fall keine Gesenke verwendet,
um das Ende der Aufweitung festzulegen« Doch wird bei dieser
vorbekannten Anordnung der Ring bällig, so- daß ein nachfolgender
Richtprozeß oder eine erhebliche Zerspanungszugabe vorgesehen werden muß.
Es ist auch bereits ein Verfahren bekamt, bei welchem
ein rotations symmetrischer LadungEsträgerkörper verwendet wird,
an de&oen Oberfläche die Ladung so angebracht ißt, daß die Ladungsmenge
in Don^itudinaler Atj chtung stetig variiert, wobei die
Ladun^aoborfläche fir^-enühert die Borm eines Hotationonyper-
109820/0580
BAD QRIGJMAL
baloids annimmt· Der Zweck dieser Anordnung soll ein Ausgleich
des Exploaionsdruckes sein, wodurch eine etwaige Ausbuchtung
des zu verformenden Hohlzylinder» etwa in halbem Höhe Vermieden
werden soll· Es hat sieh aber gezeigt, daß durch diese Maßnahme
gerade das Gegenteil von dem erreicht wird, was sie bezweckt» da
nach heute"allgemein anerkannten Erkenntnissen bei gekrümmten Ladungen
Stoßwellenkonzentrationen an der konkaven Seite der Ladung
entstehen* Im Extremfall kommt es hierbei .zum bekannten Hohlladungseffekt·
Hierdurch wird der Hohlzylinder η"1Ct ungleichmäßiger
verformt, als dies rs.B. bsi Anwendung einer einfachen
Stabladung der Pall ware»
Segenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Anordnung
zum Kaltaufweiten von metallischen Hohlzylindern, welche die eben erwähnten Nachteile zu vermeiden gestattet· Der Aufweitungsvorgang
findet unter Verwendung von Wasser als ^nergieüberträger
statt und geht folgendermaßen vor sieh*;
Der aufzuweitende Hohlzylinder steht auf einer Auflegeplatte
oder einem Amboß. In den Hohlzylinder ist ein zylindrisoher Einlegekörper, im folgenden lf Ladungsträgerkörper" genannt,
eingebracht, an dessen Bberflache sich in hohlzylindrischer Anordnung
der Sprengstoff befindet· In einer bevorzugten Ausführungsform
ist in die Oberfläche des besagten Ladungsträgerkörpers mindestens eine hohlzylindrische Ausnehmung eingedreht, in
welche der Sprengstoff eingelegt wird* Als Material für den Ladungsträgerkörper kommt vorzugsweise Metall, insbesondere
Stahl, in Frage· Der Aufweitevorgcing kann so vonstatten gehen,
daß die ganze beschriebene Anordnung in Wasser, getaucht wird, wo die Sprengung stattfindet, es kann sich aber auch zwischen
dem Ladungsträgerkörper und dem Hohlzylinder eine WasβErfüllung
befinden· DieSprengung erfolgt somit im Wasser zwischen zwei Metallkörpern, nämlich dem Ladungsträgerkörper und dem aufzuweitenden
Hohlzylinder, wobei der Ladungaträgerkörper die Funktion
eines Heflektors ausübt und gestattet, die Wirkung der Sprengung Örtlich genauer festzulegen, a Is dies bei Verwindung
einer geformten zentralen Sprengladung allein möglich wäre. Dieser
linlegekörper übt bei der Sprengung drei Funktionen aua:
BAD ORIGiNAL
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1) Die in vertikaler -^ichtung wirksam, werdenden Komponenten
der Detonation werden durch die Gestaltungsfestigkeit des Einlegekörpers
aufgenommen» Hierdurch wird ein unerwünschter Streueffekt weitgehend abgefangen·
2) Die in Richtung auf das Zentrum gerichtete Komponente der
Detonation wird durch den Sinlegekörper sum größten leil
reflektiert und ebenfalls zur gewünschten Arbeitsleistung
herangezogen« Durch diese verbesserte Ausnutzung der bei der Detonation freiwerdenden Energie ib t für dieselbe Aufweitung
nur etwa die halbe Menge a η Energieträger notwendig»
als bei den herkömmlichen-Verfahren benötigt wird*
3) Durch die beschriebene Anordnung des Sprengstoffes ist es
möglich, den Hohlzylinder so aufzuweiten, daß nach der Aufweitung wieder ein Hohlzylinder mit nur so kleinen Abweichungen
von der gewünschten Form entsteht, daß diese in die Zerspanungszugabe
fällte
Bei der Durchführung der Aufweitung ist es zweckmäßig,
über der Sprengte dung als Abdämmung eine so tiefe Wasserschicht
vorzusehen? daß die Detonation abgeschlossen ist, bevor der
durch die Detonation im Wasser entstandene Hohlraum sich, gegen
die Wasseroberfläche öffnet·
Um "bsi der Aufweitung höherer Hohlzylinder eine allfällige
Ausbauchung in der Mitte zu vermeiden, ist es zweckmäßig,
die Aufweitung zweistufig durchzuführen, wobei in der ersten Stufe ein/ Hohlkegelstumpf entsteht,Hierbei wird eine HohlHylinderförmige
Sprengladung in der Nähe der Auflagefläche abdetoniert, wobei sie nicht höher als etwa in einem Achtel der Höhe des a ufzuweitenden
Hohlzylinder»· angebracht sein sollte· Bezugslinie i3t hierbei die langitudinale Halbierungslinie der Sprengstoffladung«
Der Hohlkegelstumpf entsthet in der Weise, daß der Hohlzylinder an der Basis aufgeweitet wird· In der nächsten Stufe
wird der so erzeugte Hohlkegel stumpf auf den Kopf gestellt, so daß nunmehr die kleine Fläche zur Basisfläche *ird· Wiederholt
man nun den Aufweitvorgang in der oben beschriebenen Weise, so
entsthet aus dem Hohlkegelstumpf wiederum ein Hohlzylinder,
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist daher eine Anordnung zur Explosionsverformung von metallischen Hohlzylindern
109820/0580 "bADOR!3«NAL
- 4 - Ma 1312
mit Hilfe von im Inneren der Hohlzylinder angebrachten Sprengstoffladungen
unterVerv/or.dung von Nasser als Energieübsrträger,
und die Erfindung "besteht darin, daß an der Oberfläche eines zylindrischen Ladun^eträgerkörpers der Sprengstoff in Jj1OrEi sines
Hohlzylinders angeordnet ist» Die Der ladung tr l'gerkör per namt
Ladung wird in der inneren Enum des Hohlzylinders eingebracht
und zwischen ihm un d dem umhüllenden Hohlsylindor m.r Detonation
gebracht» Dieses Verfahren ist besonders gut für die Aufweitung von Kappenringen geeignet«,
Die Gestaltung der Schockwelle und ihre Wirkung auf den aufzuweitenden Hohlzylinder kann selbstverständlich noch auf
mannigfache Weise variiert wurden, etwa durch Wahl der geeigneten Breite und Tiefe der ringförmigen Ausnehmung oder durch
die Form der Ladungsträger« Es int auch möglich, mindestens eine der ringförmigen Ausnehmungen so zu gestalten, daß ihre
Breite und/oder Tiefe über den Umfang des Ladungsträgerlfcörpers
stetig oder unstetig Htejr±ier.tv und im Grenzfall Unterbrechnn^n
aufweist· Falls relativ große Ladungen aufrelativ kleinen Ladungsträgerkörpern angebracht wurden, iet es zweckmäßig,
eine diiäcte Berührung zwischen eier Ladung und dem Ladungaträgerkörper
beispielweise durch das Sirlogen von 3&ech\vinkeln
zu verhindern, da son^t durch die sogenannte " Contact Operation"
die Gefahr der Zerstörung des Ladungsträgerköpera besteht»
Das erf in dungs gemäße Verfahren hut in eier Praxis au
einer großen Präzisierung und Vereinfachung z.B. bei der KaItaufv/eitung
von Kappenringen und zu erheblichen Einsparungen
vonSpreng3toff geführt«
BAD ORIGINAL
109820/0580
Claims (7)
1. Anordnung zur Kxploaionsverformung von metallischen
Hohlzylindern, insbesondere sur KaltaufWeitung von Kappenringen
mittels Explosionsdruck mit Hilfe von im Inneren der Hohlzylinder
angebrachten Sprengstoff ladungen unter Verwendung von vfasser als Energieüberträger, wobei ein vorzugsweise rotations-"
symmetrisch gestalteter Ladungsträgerkörper , an dessen Oberfläche
der Sprengstoff rotationssymnetrisch angeordnet ist, sich im innsren Raum des Hohlzylinders befindet, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sprengladung die Form eines Kohlsylinders und der
ladungsträgerkörper zylindrische ^'orm besitzt.
2« Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die direkte Berührung zwischen der Ladung und dem Ladungsträgerkörper
beispielsweise durch das Einlegen von Blechwinkeln verhindert ist«
3© Ladungsträgerkörper zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen glatten,
zylindrischen Metallkörper, an dessen Oberfläche sich der Sprengstoff in hohlzylindrischer Anordnung befindet.
4. Ladungsträgerkörper nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch einen vorzugsweisen, rotationssymmetrischen
Metallkörper, in dessen Oberfläche sich mindestens eine äohlzylindrische
Ausnehmung für die Aufnahme des Sprengstoffes
befindet«
5· Ladungsträgerkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mindeotens eine »einer am Umfang befindlichen
hohlzylindrischen Ausnehmungen in ihrer Breite und /oder liefe
stetig oder unstetig variiert wird und im Grenzfall Unterbrechungen
aufweist.
6. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen
Waascurposter über der Sprengstoffladung, der so tief iat, daß
die Detonation abgeschlossen ist, bevor der durch die Detonation
im WaS^..r entstandene Hohlraum sich gegen die Wasseroberfläche
öffnet.
1 09820/OS8 0 bad original*
- 6 - Ma 1312
7. Verfahren zur Explosionsverformung von metallischen
Hohlzylindern mittels der Anordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet,durch folgende Schritte:
a) Eine hohlzylindrische Sprengladung wird in der Fähe
der Auflagefläche in einer Maximalhöhe, welche ein Achtel der Höhe des aufzuweitenden Hohlzylinders beträgt, a bdetoniert.
b) Der nach ^urchfürhung des Schrittes a) entstandene
Hohlkegelstumpf wird auf den Kopf gestellt, so daß die nunmehr kleinsre Fläche zur Auflagefläche wird, und der in a) beschriebene
vorgang wird-wiederholt»
r »Bohl er & G o·
Aktiengesellschaft Patentbüro
BAD ORIGINAL
109 8 20/0580
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---|---|
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Also Published As
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