DE2337500B2 - Verfahren zum herstellen eines hohlen umdrehungskoerpers - Google Patents
Verfahren zum herstellen eines hohlen umdrehungskoerpersInfo
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- B21D51/00—Making hollow objects
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Umdrehungskörpers, der aus einem
dünnwandigen Rohr und einem Boden besteht, indem *5
ein schalenförmiger Rohling geschmiedet wird, dieser Rohling durch Drehbearbeitung seines Außenteils einen
Rohrdrehteil und durch Drehbearbeitung seines Innenteils einen Bodendrehteil erhält und das Rohr durch
Strecken dieses Rohrdrehteils hergestellt wird.
Der genannte Umdrehungskörper dreht sich im allgemeinen nicht um seine Achse, sondern ist hier als
ein mittels der Guldinschen Regel konstruierbarer Umdrehungs- bzw. Rotaticns- oder Drehkörper zu
verstehen.
Das bekannte Verfahren dieser Art dient der Herstellung eines genannten Umdrehungskörpers, bei
dem der Boden kompakt, und zwar achssenkrecht gerade und axial sehr dick ist. Der Rohling ist dort in der
Form einer Schale geschmiedet, die aus einem Boden dieser Art als Innenteil und einem Rohr, das etwa so
hoch wie die Bodendicke und weitaus dicker als das dünnwandige Rohr des fertigen Umdrehungskörpers ist,
als Außenteil, jeweils mit Drehbearbeitungsaufmaßen, besteht. Dieser an die Form des Bodens und eines
anschließenden Teils des Rohrs des fertigen Umdrehungskörpers angelehnte bzw. in dieser topfartigen
Schalenform geschmiedete Rohling ist also relativ hoch. Auch der aus ihm gedrehte Gesamtdrehteil hat diese
topfartige Schalenform. Dabei stellt dessen Bodendrehteil bereits den Boden des fertigen Umdrehungskörpers
dar. Zwischen dem Bodendrehteil und dem Rohrdrehteil ist ein derart geformter, dünner Übergang vorhanden,
daß beim Strecken des Rohrdrehteils die Gefahr des Abreißens desselben vom Boden besteht (Schweizer
Maschinenmarkt, 1969, H. 23, S. 45).
Es ist ferner bekannt, eine Vorform für eine Druckgasflasche durch Warmpressen herzustellen,
indem eine dicke, erwärmte Ronde mit einer Presse, auf der eine zylindrische Matrize und ein Sitempel
angebracht sind, gelocht und vorgeformt wird, so daß das Bodenstück der Flasche bereits die gewünschte
Form erhält, und indem nach erneuter Erwärmung die Form durch eine Reihe hintereinander angeordneter
Ringe oder Rollen gestoßen wird, die von Stufe zu Stufe kleiner werden, bis der gewünschte Außendurchmesser
der Vorform erreicht ist. Diese Vorform ist noch höher als der genannte bekannte Rohling. Eine auf diese Weise
oder durch Tiefziehen oder Drücken hergestellte Vorform kann dann auf die Flaschenlänge gestreckt
werden. Zwischen dieser Vorformherstellung und diesem Strecken findet keine Drehbearbeitung der
Vorform statt. Der Flaschenboden kann ein schalenförmiger, konvexer Boden sein (Bänder, Bleche, Rohre
(970,Nr.l0,S.517).
Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das anfangs genannte Schmiede-Dreh-Streck-Verfahren
für die Herstellung eines Umdrehungskörpers, der aus dem dünnwandigen Rohr und einem gewölbt
schalenförmigen, konvexen, anschließend an das Rohr dünnwandigen Boden besteht, weiterzuentwickeln und
dabei unter Schmieden eines möglichst niedrigen Rohlings dann beim Strecken die Reißgefahr zu bannen.
Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der in der Form des Bodens geschmiedete Rohling
bei der Drehbearbeitung seines Innenteils einen weiter außen als der endgültigen Bodenform entsprechend
verlaufenden, in der Wanddicke zum Rohrdrehteil hin zunehmenden Bodendrehteil erhält und dieser Bodendrehteil
zu einem dünnwandigen Bodenteil gestreckt wird.
Dieser gewölbt schalenförmig geschmiedete Rohling ist niedriger als jeder der beiden genannten bekannten
Rohlinge und reicht mit einer Höhe, die zumindest ungefähr gleich der Höhe des gewölbt schalenförmigen,
konvexen Bodens ist, für die beiden Drehteile aus, weil der Bodendrehteil aufgrund seines genannten Verlaufs
und seiner genannten Wanddickenzunahme sehr niedrig ist. Solch ein niedriger Schmiederohling ist meist
leichter herstellbar, zumal dazu noch die Wanddicke des Rohlings bei der vorliegenden Art des Bodens und Art
der gedrehten Schale wenigstens einigermaßen gleichmäßig verlaufen und auch relativ klein sein darf. Der aus
diesem Rohling hergestellte Gesamtdrehteil mit diesem Bodendrehteil ist gleichermaßen niedrig und außerdem
nicht topfartig schalenförmig, sondern gewölbt schalenförmig und ferner recht dünnwandig, und es findet nun
auch ein Strecken des Bodendrehteils statt. Beim Strecken ist durch den genannten Bodendrehteil-Verlauf
und die genannte Wanddickenzunahme des Bodendrehteils die Gefahr des Reißens bzw. der Bildung
von Rissen in der Oberfläche des Bodendrehteils oder des Abreißens desselben gebannt, denn es treten
weniger Spannungen beim Strecken auf, da der Bodendrehteil mehr schmiegend gestreckt wird. Auch
kann sich an diesen Bodendrehteil der Rohrdrehteil ohne oder fast ohne Umlenkung anschließen, so daß
beim Strecken des Rohrdrehteils dort keine Gefahr des Reißens oder Abreißens desselben besteht, zumal dazu
noch der Bodendrehteil infolge seiner Wanddickenzunahme mit relativ großer Endwanddicke in den
Rohrdrehteil übergeht. Es wird also beim Strecken überall ein guter Werkstofffluß erreicht. Durch die
genannten Drehbearbeitungen zwischen der Herstellung des gewölbt schalenförmigen Rohlings und dem
Strecken wird ein Gesamtdrehteil geschaffen, dessen Wanddickc bzw. Wanddicken so klein ist bzw. sind, daß
er zum genannten Umdrehungskörper streckbar ist, auch wenn er bzw. der Rohling aus hochfestem Stahl
bzw. einem anderen hochfesten Werkstoff besteht, z. B. aus einem Stahl, dessen Zugfestigkeit größer ist als etwa
150 kg/mm2. Das erfindungsgemäße Verfahren wird also insbesondere bei hochfestem Stahl bzw. Werkstoff
angewendet. Ferner wird durch die Erfindung eine große Formgenauigkeii des Bodenteils erreicht. Der
Werkstoff- und Herstellungsaufwand und die Anzahl
der Verfahrensschritte sind relativ gering. Boden und
Rohr können sehr dünnwandig hergestellt werden, und somit kann ein äußerst leichter Umdrehungskörper
hergestellt werden.
Der Bodendrehteil wird mit einer solchen Langs-Schnittfläche
und einer Länge herausgedreht, daß sich durch das Strecken die gewünschte Wanddicke und
Kurvenlänge des Bodenteils ergeben. Das Strecken des Bodendrehteils wird insbesondere mittels eines Drückbzw.
Streckdorns und Drück- bzw. Streckrollen ι ο
durchgeführt. Vorteilhafterweise erhält bei der Drehbearbeitung der Bodendrehteil an seinem Anfang einen
äußeren Absatz zum Angriff der Drück- bzw. Streckrollen. Dadurch wird erreicht, daß der Werkstoff vom
Beginn des Streckens an fließt und die Sicherheit gegen is
Reißen bzw. Abreißen noch größer ist. Der Rohrdrehteil wird meist mit einem Rauminhalt herausgedreht, der
durch das Strecken eine zur Wanddicke des dünnen Bodenteils zumindest ungefähr gleiche oder doppelt so
große Rohrwanddicke ergibt. Der Boden des fertigen Umdrehungskörpers ist vorzugsweise halbkugelförmig,
kann aber auch z. B. halbellipsoide oder dergleichen Form haben.
Der Werkstoff des Rohlings ist insbesondere Stahl, kann aber auch ein anderes Metall, z. B. Aluminium, sein.
Der Rohling wird insbesondere durch Gesenkschmieden hergestellt. Bei einem genannten Strecken handelt
es sich insbesondere um ein Kaltverformen, z. B. bei einem Rohling aus Stahl, um ein Warmverformen, z. B.
bei einem Rohling aus Titan.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann der Herstellung eines Behälters, z. B. eines lnnendruckbehälters,
dienen. Es kann der genannte Umdrehungskörper der Behälter sein. Der Innendruck kann von einem
gasförmigen oder flüssigen Medium stammen, zu dessen Aufnahme der Behälter dient. Durch das erfindungsgemäße
Verfahren hergestellte, dünne Umdrehungskörper können, im allgemeinen für einen Behälter,
stirnseitig gut miteinander verschveißt werden, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen.
In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Herstellen
eines dünnwandigen Umdrehungskörpers genannter Art an Hand eines Längsschnitts durch die schalenförmigen
Gebilde der verschiedenen Verfahrensschritte dargestellt, wobei diese Gebilde der Einfachheit halber
nur auf der einen Seite der Achse dargestellt sind.
F i g. 2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fertigen Umdrehungskörpers, der durch das
Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist, im Längsschnitt.
Gemäß F i g. 1 ist strichpunktiert ein geschmiedeter Rohling dargestellt. Er ist ein Umdrehungskörper
gemäß der Guldinschen Regel, hat Schalenform und ziemlich geringe Wanddicke und verläuft vom Zentralgebiet
zuerst relativ flach — Teil 10 — und dann steiler — Teil ti. Dieser Rohling 10, 11 ist an die Form des
haibkugelförmigen Bodens des aus dem Rohling herzustellenden Umdrehungskörpers angelehnt bzw. in
dieser Form geschmiedet. Dieser Boden ist vom Zentralgebiet aus zuerst schraffiert und anschließend
dünnliniert dargestellt. Der herzustellende, also fertige Umdrehungskörper weist anschließend an diesen Boden
bzw. an einen Teil 13 desselben ein rc'.ativ langes,
zylindrisches Rohr 19 auf. dessen Wanddicke gleich der des Bodens bzw. des Bodenteils 13 ist. Der schalenförmige
Rohling 10, 11 umfaßt trotz seiner axial relativ geringen Erstreckung vom Zentralgebiet hintereinander
die Teile, aus denen dieser Boden und dieses Rohr 19 hergestellt werden. Der schraffierte Teil 12 dieses
Bodens wird aus dem Teil 10 des Rohlings 10,11 durch Drehbearbeitung hergestellt. Der dünnliniert dargestellte
Teil 13 dieses Bodens wird aus den Teilen 10 und 11 des Rohlings durch Drehbearbeitung und späteres
Strecken bzw. Streckprojizieren (Projizierabstreckdrücken) des erhaltenen Bodendrehteils 14 hergestellt.
Der durch diese Drehbearbeitung erhaltene Bodendrehteil ?4 verläuft weiter außen als der Form des Bodenteils
13 entsprechend bzw. ist eine nach radial außen abstehende Wulst. Der Bodendrehteil 14 beginnt mit
einem Absatz 15 für nicht dargestellte Drück- bzw. Streckrollen, und die Wanddicke des Bodendrehteils 14
nimmt zum Rohrdrehteil 16 hin zu; alles wird durch diese Drehbearbeitung erzielt. Der Rohrdrehteil 16
schließt sich an den Bodendrehteil 14 an und wird aus dem Teil 11 des Rohlings durch Drehbearbeitung
hergestellt. Der Rohrdrehteil 16 ist zylindrisch und liegt koaxial. Seine Wanddicke ist mehr als doppelt so groß
wie die größte, an der Stelle 17 gemessene Wanddicke des Bodendrehteils 14.
Zuerst erfolgt das Drehen des Bodenteils 12, anschließend des Absatzes 15 und des Bodendrehteils 14
und dann des Rohrdrehteils 16, und zwar alles numerisch gesteuert oder mittels Kopierschablone, und dann
erfolgt das Strecken bzw. Streckprojizieren des Bodendrehteils 14 zum Bodenteil 13, wobei die Stelle 17
an die Stelle 18 — Axialende des Teils 13 — gelangt, und anschließend, meist mittels anderer Drück- bzw.
Streckrollen, ein Fließdrücken des Rohrdrehteils 16 zum Rohr 19. Das Folgende ist der Einfachheit halber nicht
besonders dargestellt: Das Strecken bzw. Streckprojizieren des Bodendrehteils 14 geschieht auf einem
halbkugeligen, sich drehenden Drück- bzw. Streckdorn, das Fließdrücken des Rohrarehteils 16 auf einem
zylindrischen, sich drehenden Fließdrückdorn; der zu streckende Körper wird auf dem betreffenden Dorn fest
aufgespannt.
Der Rauminhalt des Rohrdrehteils 16 ist so gewählt, daß nach dem Fließdrücken die Wanddicke des Rohrs
19 so groß ist wie die Wanddicke des Bodenteils 13. Dies ist in F i g. 1 und 2 gut erkennbar.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Verfahren zum Herstellen eines Umdrehungskörpers, der aus einem dünnwandigen Rohr und einem Boden besteht, indem ein schalenförmiger Rohling geschmiedet wird, dieser Rohling durch Drehbearbeitung seines Außenteils einen Rohrdrehteil und durch Drehbearbeitung seines Innenteils einen Bodendrehteil erhält und das Rohr durch Strecken dieses Rohrdrehteils hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Form des Bodens (12, 13) geschmiedete Rohling (10, 11) bei der Drahtbearbeitung seines Innenteils einen weiter außen als der endgültigen Bodenform entsprechend verlaufenden, in der Wanddicke zum Rohrdrehteil (16) hin zunehmenden Bodendrehteil (14) erhält und dieser Bodendrehteil (14) zu einem dünnwandigen Bodenteil (13) gestreckt wird.20
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