DE4402295C1 - Vorrichtung zur Profilierung von gerundeten Behältnissen und rohrförmigen Werkstücken - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Profilierung von gerundeten Behältnissen und rohrförmigen Werkstücken aus Materialien, die bei Raumtemperatur schlecht zu verformen sind, wobei die Profilierung durch eine in das Werkstückinnere eingesetzte Stützeinheit und Druckeinwirkung, wobei die Werkstückoberfläche durch Strahlungswärme temperiert wird, erfolgt, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist bekannt, in Rohr- oder zylinderische Behälterwände durch äußeren Überdruck oder inneren Unterdruck regelmäßig zueinander versetzte Waben hineinzudrücken, während die Wände durch kreisrunde oder spiralförmige Vorrichtungen abgestützt werden (DE 25 57 215 A1). Weiterhin ist bekannt, daß durch Erwärmung von Werkstoffoberflächen die Festigkeit herabgesetzt werden kann, so daß für die Verformung des Werkstückes geringere Kräfte aufgewandt werden müssen, beziehungsweise ist bei bestimmten Werkstücken, (z. B. Kunststoffe) die Umformung nur im plastischen Zustand möglich. Die Erwärmung des Werkstückes kann durch direkten Kontakt mit einem warmen Medium (z. B. Heißwasser) geschehen, wie in der DE 25 57 215 A1 erwähnt.

Jedoch ist die Temperierung und die Temperaturverteilung an der Ober­ fläche durch Strömungsunregelmäßigkeiten nur schlecht zu steuern und der Vorgang nicht beobachtbar. Ferner wird das Medium gleichzeitig zur Erwärmung und zur Erzeugung des Preßdruckes verwendet. Hierbei müssen durch Leckagen austretendes Medium entsprechende Sicherheitsvorkehrungen (Auffangwanne, Spritzschutz) vorgesehen werden. Bei größeren Werkstücken kann es zu Problemen, beispielsweise durch Versperren, beim Einfügen des Werkstückes kommen, da die Vorrichtung längs nicht geöffnet werden kann, so daß das Werkstück nur axial hineingeschoben werden kann.

Weiterhin ist mit der DE 43 11 978 C1 ein Verfahren zur Beulverformung dünner Materialbahnen und Folien bekannt geworden, bei dem die Materialbahnen und Folien mehrlagig auf beabstandete Stützelemente aufgewickelt werden, die Wicklung mit der darunterliegenden Materialbahn verbunden wird und die Wicklungen von außen und/oder innen mit einem Überdruck beaufschlagt werden. Die Tiefe der Beulen kann jedoch dadurch weiter vergrößert werden, daß für eine plastische Vertiefung der Beulen die Verformungs­ temperatur während des Beulens in den elastisch/plastischen Übergangs­ bereich angehoben wird, z. B. durch Aufheizen der Druckkammer bzw. des Druckmediums oder bei Metallen durch elektrischen Stromfluß, beispiels­ weise der Jouleschen Wärme. Die Erwärmung der Werkstückoberfläche bezieht sich hier nur auf die Vergrößerung der Profiltiefe. Eine Verminderung der Festigkeit der Werkstückoberfläche zur Profilierung ist hierbei nicht vorgesehen. Nachteilig ist das Aufheizen und das Steuern der Temperatur der Druckkammer, da es sich hierbei um eine große Masse handelt, und damit eine große Trägheit gegenüber Temperaturänderungen besteht, desweiteren die Druckkammer dem Verformungsdruck standhalten muß. Auch bei direktem Aufheizen des Druckmediums ist durch Strömungs­ unregelmäßigkeiten an der Werkstückoberfläche eine gleichmäßige Erwärmung und Temperaturführung nicht unbedingt gegeben. Weiterhin sind die oben genannten Einschränkungen auch hier zu berücksichtigen, da das Ausführungsbeispiel in dieser Schrift ähnlich dem der DE-OS 25 57 215 ist. Für beide Lösungen müssen Schutzmaßnahmen ergriffen werden, um eine Berührung mit der heißen Oberfläche der Druckkammer oder des heißen Druckmediums zu vermeiden. Für das Aufheizen mit Hilfe elektrischen Stroms besteht die Gefahr einer leitenden Verbindung zwischen Druckkammer und/oder Druckmedium, so daß es zu Verletzungen kommen kann. Eine Lösung der Problematik in der genannten Schrift zur Erwärmung der Oberfläche des Werkstücks ist nicht näher beschrieben.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu entwerfen, die die Verformung ohne Verwendung eines Mediums als Wärmeüberträger ermöglicht und die ein einfaches Einsetzen des Werkstückes ermöglicht.

Erfindungsgemäß erfolgt die Lösung im wesentlichen durch die Merkmale des Anspruches 1.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, die Erwärmung der Werkstückoberfläche ohne den Einsatz eines Gases oder flüssigen Mediums zu ermöglichen, indem die Erwärmung durch Strahlung erfolgt wobei es vorteilhaft ist, auf der Innenseite des Werkstücks einen Unterdruck zu erzeugen und unabhängig davon das Werkstück zu erwärmen, so daß auch auf den Einsatz eines Druckmediums verzichtet werden kann.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 3 und 4 angegeben, wodurch die auf das Werkstück einwirkende Strahlungsleistung optimal eingestellt werden kann, indem die einzelnen Strahler geregelt werden können und der Strahlerabstand zur Werkstückoberfläche eingestellt werden kann. Durch die Positionierbarkeit der einzelnen Strahler können Werkstücke verschiedener Geometrie verformt werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Anspruch 4 und 5 angegeben, indem Strahler und Oberfläche relativ zu einander bewegt werden, so daß eine gleichmäßige Erwärmung gewährleistet wird und örtliche Überhitzung oder Unterkühlung vermieden wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung,

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Vorrichtung.

Im Inneren der Vorrichtung wird das Werkstück (4) mit der Stützeinheit (B) eingesetzt, wobei dieses an den Stirnflächen abgedichtet ist und über den Druckanschluß (5) mit dem Vakuum verbunden werden kann, das zur Aufbringung des Verformungsdruckes dient. Um das Äußere der Vorrichtung sind vor einem Reflektor (2) die Strahler (3) angeordnet, die mit Hilfe des Einstellstabes (11) in ihrem Abstand zur Werkstückoberfläche verändert werden können und mit Hilfe der Fixierung (10) fixiert werden, wobei die gesamte Konstruktion mit Hilfe der Lagerung (13) geführt wird und die Übertragung der Elektrizität für die Strahler (3) durch an der Führungsachse (12) befindliche Schleifkontakte erfolgt, wo ebenso die Bestrahlungsvorrichtung über die Führungsachse (12) durch den Antrieb (1) bewegt werden kann.

Die Reflektoren (2) und die Strahler (3) sind an einem Halterahmen befestigt, der sich mit Hilfe der Handgriffe (7) aufklappen läßt und an den anderen Bewegungsstellen durch ein Scharnier (6) verbunden ist. Die Strahler (3) sind mit einer Regeleinrichtung elektrisch verbunden, so daß die Leistung entsprechend den Erfordernissen verändert werden kann. Ebenso ist der Antrieb (1) in der Geschwindigkeit veränderbar. Anstelle der äußeren Strahleranordnung kann auch eine innenliegende gewählt werden, wobei jedoch das Einsetzen des Werkstückes durch axiales Verschieben desselben oder der Strahler erfolgt.

Die Aufbringung des Verformungsdruckes kann auch durch äußeren Überdruck erfolgen, indem die gesamte Vorrichtung von einem Druckmantel umgeben ist.

Bezugszeichenliste

1 Antrieb
2 Halterahmen mit Reflektor
3 Strahler
4 Werkstück
5 Druckanschluß
6 Scharnier
7 Handgriff
8 Stützeinheit
10 Fixierung der Strahlerverstellung
11 Einstellstab des Strahlers
12 Führungsachse
13 Lagerung

Claims (7)

1. Vorrichtung zur beulartigen Profilierung von gerundeten Behältnissen und rohrförmigen Werkstücken mit einer Stützvorrichtung im Inneren des Behälters und einem Druckanschluß zur Erzeugung eines Unter- oder Überdruckes zur Profilierung der Werkstückoberfläche, dadurch gekennzeichnet, daß um die Werkstückoberfläche (4) Strahler (3) geeigneter Wellenlänge, insbesondere Infrarotstrahler, innen und/oder außen angeordnet sind, die in ihrem Abstand zur Werkstückoberfläche (4) verändert werden können, wodurch die Festigkeit des Materials des Werkstückes vermindert wird, und daß der Druckanschluß an der Stützeinrichtung (8) vorgesehen ist, so daß infolge eines Unter- oder Überdruckes (5), der auf die Werkstückoberfläche (4) wirkt, diese profiliert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Strahler (3) unabhängig von einander zur Werkstückoberfläche (4) verändert werden kann.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Leistung der Strahler (3) verändert und geregelt werden kann.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückoberfläche (4) an den Strahlern (3) vorbeibewegt wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Strahler (3) an der Werkstückoberfläche (4) vorbei bewegt werden.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Übertragung der Strahlung oder die teilweise Übertragung der Strahlung auf die Werkstückoberfläche (4) mit Hilfe von Reflektoren (2) erfolgt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß der Strahler (3) in einem beweglichen Halterahmen befestigt ist, so daß die Halterahmen (2) mit dem Strahler (3) zur Entnahme des Werkstückes (4) aufgeklappt werden.