DE1901767B2

DE1901767B2 - Verfahren zum explosiven einformen eines boden-rohlings in einem behaelterboden

Info

Publication number: DE1901767B2
Application number: DE19691901767
Authority: DE
Inventors: Paul Dr.-Ing. 2300 Kiel Nemitz
Original assignee: Mak Maschinenbau GmbH
Current assignee: Caterpillar Motoren GmbH and Co KG
Priority date: 1969-01-15
Filing date: 1969-01-15
Publication date: 1972-05-10
Also published as: DE1901767A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum spanlosen, explosiven Einformen eines mechanisch vorgeformten Boden-Rohlings aus Nichteisenwerkstoff in einen Behälterboden aus Stahl durch explosives Kalibrieren.

Es ist ein Verfahren zürn explosiven Plattieren der Innenfläche von Behältern bekannt. Bei diesem Verfahren wird in dem Behälter, der aus Metall besteht, ein mechanisch vorgeformter Innenbehälter als Platzierung hineinkalibriert. Zum Explosiv-Plattieren wird der Innenbehälter mit einer Flüssigkeit gefüllt und eine eingebrachte Explosivladung gezündet. Durch den Explosionsdruck wird der Innenbehälter der Behälterinnenform angepaßt unrl soll am Behälter Ium Anliegen gebracht werden (USA.-Patentschrift 3 36 374).

Weiter ist ein Verfahren zum Explosiv-Kalibrieren Von einem Innenkessel in Rohkesseln bekannt. Der l'.inenkessel wird mechanisch vorgeformt in den Rohlcsscl eingesetzt. Das Kalibrieren des Innenkessels %ird erzielt durch eine auf der dem Rohkessel abgelehrten Seite des Innenkesseli befestigten Sprcng-Itoffolie, die am Innenkesselbodcn gezündet wird •nd einen Druck bewirkt. Der von der Sprengstofflolie begrenzte Raum kann von einem Puffermedium iusgefiilk sein (deutsche Auslcgeschrift 1267 519).

Fen.cr ist auch das Kalibrieren von Hohlkörpern durch Druckmittel in einer Kalibrierform bekannt. Zwischen der Hohlraumwand der Form und der lußcrcn Wand des vorgeformten Hohlkörpers wird kciin Kalibrieren ein Vakuum erzeugt (deutsches Gebrauchsmuster I 858 011).

Die bekannten Verfahren zum explosiven Einformen von Einformlingen zum Zweck der Plattierung von Stahlbehältern haben den Nachteil, daß besonders bei dünnwandigen Einformlingen infolge der durch die Kalttimformung aufgenommenen höheren Spannung sich innere Falten bilden und der Einformling nicht fest am Behälter haftenbleibt.

Auch das explosive Einformen von Einformlingen in Behältern unter Vakuum ist nachteilig, da nach Wegnahme des Vakuums zwischen dem Behälter und dem Einformling der zuvor an der Behälterwandung festanliegende Einformling sich wieder löst.

Die spaltlose Auskleidung von Behälterböden aus Stahl mit Nichteisenwerkstoflen ist weder konventionell noch explosiv durchzuführen, weil die Differenz der Ε-Module beider Werkstoffs, z. B. Stahl — Titan oder Siahl — Leichtmetall und andere Kombinationen, zu unterschiedlichen elastischen Verformungsanteilen führt, die ein gegenseitiges sattes Anliegen nicht zulassen.

Der Erfindung Uegt die Aufgabe zugrunde, eine spaltiose Auskleidung von Behälterboden aus Stahl mit Nichteisenwerkstoffen durchzuführen und zu erreichen, daß die Auskleiuung nach dem Einformvorgang fest am Behälterboden haftenbleibt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Rohling in bekannter Weise unter einem Vakuum im Zwischenraum ziehen dem kalibrierten Boden und dem Behälterboden an den Behälterboden zum Anliegen gebracht wird, daß ein flüssiges oder körniges Mittel in den eingekleideten Behälterboden gefüllt und ein Glühprozeß bei Emspannungstemperaiur angeschlossen wird.

Ferner findet nach dem Verfahren ein erhitztes, flüssiges Mittel für den Glühprozeß Verwendung.

Am Rohling bilden sich nach dem Verfahren der Erfindung keine durch Spannung entstehende Falten, und der Rohling kann sich von der Behälterwandung nicht mehr lösen. Die dem Explosiv-Kalibrieren nachfolgende Warmbehandlung unter Vakuum bewirKt ein glattes Anliegen, so daß der kalibrierte Boden nach dem Glühprozeß bei Atmosphärendruck fest am Behälterboden haftenbleibt.

Nach dem Hookschen Gesetz können verschiedenartige Werkstoffe zusammen nur dann spaltlos verformt werden, wenn sie gleiche elastische Oehneigenschaften haben oder der ein/uformende Werkstoff eine kleinere elastische Dehnung aufweist als die umhüllende Schale.

Beispiel

Stahlboden, in den ein Tiianboden eingeformt werden soll:

X, (el. Dehnung) = " -Λ"^¹^¹"^ _;
E (Ε-Modul)

y, ,(Stahl)= ²⁵ =P125ⁿ/o.
^ 20 000

T,(Titan) = - ²⁵-- = 0,25¹Vo.
^ 10000

Dieser Vergleich besagt, daß Reintitan eine doppelt so große elastische Dehnung hat wie Stahl; d. h.. der Titankörpcr wird um diesen Prozentsatz bei der Einformung in den Stahlboden zurückfedern. Diese Rückfederung kann nur beseitigt werden, indem durch Herabsetzung der Dehngrenze des Titans durch Wärme bei 300° C die elastische Dehnung auf den Wert der elastischen Dehnung des Stahls = 12^Γ" ο herabgesetzt wird:

²-^(Tilan) = -Ä ^{= 0J25>/}··

Eine spaltlose Einformung des Titans ist nur dann ir.'iglicli, wenn der Stahlboden zusammen mit dem erwärmten Titanboden auf gleiche elastische Dehnung gebracht wird. Dies kann aber über das Vakuum nicht geschehen, weil der Dme!- nicht aus-

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reicht. Deshalb wird nach dem Erkalten ein vollkommen spaltloses Anliegen des Titankörpers an den Stahlboden nicht eintreten.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung ist im folgenden beschrieben:

Eine Ronde, z. B, aus Reintitan, wird maschinell oder explosiv vorgeformt und anschließenil im Stahlboden explosiv kalibriert, bis die Einkleidung unter Vakuum auf der ganzen Oberfläche an der Bodenwandung fest anliegt. In diesem Zustand wird der eingekleidete Boden durch Einfüllen einer Flüssigkeit, z. B. eine Salzlösung, auf Entspannungstemperatur, beim Titan beispielsweise auf mindestens 300° C₁ gebracht, wobei ein genügend großer Anteil der elastischen Dehnung abgebaut wird, so daß die Einkleidung nach dem GlUhprozeß praktisch spaltlos an der Bodenwanne haftet.

Der Glühproaeß kann auch mit einem eingefüllten körnigen Medium in einem Glühofen vorgenommen werden.

Die Höhe der Erwärmung ist abhängig von dem geforderten Verhältnis der Streckgrenze zum B-Modul, abgestimmt auf das jeweilige Auskleidungsmaterial.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum spanlosen, explosiven Einformen eines mechanisch vorgeformten Boden-Rohlings aus Nichteisenwerkstoff in einen Behälterboden aus Stahl durch explosives Kalibrieren, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling in bekannter Weise unter einem Vakuum im Zwischenraum zwischen dem kalibrierten Boden und dem Behälterboden an den Behälterboden zum Anliegen gebracht wird, daß ' . flüssiges oder körniges Mittel in den eingekleideten Behälterboden gefüllt und ein Glühprozeß bei Entspannungstemperatur angeschlossen wird.

2. Verwendung eines erhitzten, flüssigen Mittels für den Glühprozeß zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1.