CH172356A - Verfahren zur Herstellung von Behältern von Kugelstabform für komprimierte Gase. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von Behältern von     Nugelstabform     für komprimierte Gase.    In dem Hauptpatent Nr. 151309 ist ein  Hohlkörper für hochgespannte Drücke  beschrieben, der aus     aneinanderstossenden     Kugelzonen     besteht,    so dass er die Form  eines Kugelstabes besitzt, und welcher     in    der  Weise hergestellt wird, dass ein zylindrischer  Hohlkörper in einer Matrize unter Druck zu  einer     Kugelstabform    aufgebläht wird.  



  Bei der Herstellung derartiger Behälter  in     Kugelstabform    besteht die Schwierigkeit,  die kugeligen Teile mit geringerer Wand  stärke und die Übergangsstellen benachbarter  Kugelzonen mit grösserer Wandstärke herzu  stellen, derart, dass die Beanspruchung des  Materials an allen Stellen des Behälters weit  gehend gleichmässig ist.  



  Gegenstand der vorliegenden Erfindung       ist    nun ein Verfahren zur Herstellung von       Behältern    von     Kugelstabform    für kompri  mierte Gase, das sich zwecks Vermeidung der  genannten     Schwierigkeiten    dadurch auszeich  net, dass zwecks Bildung der Kugelzonen     ein       Hohlzylinder vom Durchmesser der kugeligen  Teile in Richtung senkrecht zur Zylinder  achse eingeschnürt wird, derart, dass eine  Vergrösserung der Wandstärke an den Über  gangsstellen benachbarter Kugelzonen er  folgt, während die Wandstärke der Kugel  zonen selbst gleich derjenigen des Ausgangs  zylinders bleibt.  



  Zwei Ausführungsbeispiele dieses Ver  fahrens werden im nachstehenden anhand  der Zeichnung erläutert.  



  In der     Fig.    I ist ein Stück des Ausgangs  zylinders mit dem Radius     r1    und der Wand  stärke     t1    dargestellt. Die Wandstärke     t1     braucht nur das
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   -fache derjenigen zu  betragen, die ein Hohlzylinder bei gleichem  Durchmesser und gleicher Beanspruchung be  sitzen müsste. Dieser Ausgangszylinder wird  beispielsweise durch eine Walze mit dem  Profil     W    eingeschnürt, wobei gegebenenfalls  ein     Widerlager    verwendet werden kann.  Durch einen derartigen     Walzprozess    werden      Kugelzonen gebildet, deren Radius     ri    und  deren Wandstärke     ti    beträgt.

   Die     Zwischen-          stücke    von der Länge     r    erhalten durch die       Einschnürung    auf den Radius     r2    eine Wand  stärke, die um das     ri/r2-fache    stärker ist  als     4-          Eine        etwas        abweichende    Arbeitsweise be  steht darin, dass die     Einschnürung    des Aus  gangszylinders zu den kugelförmigen Teilen  nicht durch eine Walze, sondern durch Rollen  oder Kugeln bewirkt wird, die auf Kreis  bahnen,

   welche mit der Achse des Ausgangs  zylinders in einer Ebene liegen und deren       Mittelpunkte    sich auf dieser Achse befinden,  bewegt werden und dabei dem Material die  Kugelform aufzwingen.  



  In     Fig.        II    ist 1 der gestrichelt gezeich  nete Ausgangszylinder, dessen Wandstärke  und Radius wieder gleich sind wie bei den  Kugelzonen. Die     Teile   <I>A,</I> C und<I>D</I> sind in  Aufsicht dargestellt, während der Teil B im  Schnitt gezeichnet ist.     Fig.        III    und IV sind  eine Ansicht     resp.    ein Querschnitt zu     Fig.    I,  2 sind Rollen, die in     Bügeln    3 befestigt sind.  Die Bügel sind auf Achsen 4 drehbar ge  lagert.  



  Die     Einschnürung    des Zylinders 1 zum  Kugelstab geschieht folgendermassen:  Der Zylinder wird in Umdrehung ver  setzt und die Bügel 3     mittelst    eines geeig  neten Antriebes     um    ihre Achse geschwenkt.  Hierdurch werden die Rollen 2 gezwungen,  sich auf den durch die Pfeile angedeuteten  Kreisbahnen zu bewegen und durch diese  Bewegung den Ausgangszylinder in der ge  wünschten Form einzuschnüren.

   Bei der Ar  beitsweise nach     Fig.        II    bis     IV    sind zur     $er-          stellung    einer Kugelzone zwei Bügel mit je       zwei    Rollen vorgesehen, wobei die benach  barten Rollen zweier Bügel sich auf neben  einander liegenden parallelen Kreisbahnen be  wegen,     welch--    in Ebenen liegen, die der  Zylinderachse parallel sind und den gleichen  Abstand von ihr haben. Der Abstand der  beiden     Kreisbahnen    kann     maximal    gleich dem  der     LTbergangsstellen    zwischen zwei Kugel  zonen sein.

   Die auf verschiedenen Seiten des  Ausgangszylinders liegenden Bügel werden    zweckmässig gegenläufig bewegt. Sie können  starr miteinander verbunden werden und  einen gemeinsamen     Antrieb    erhalten.  



  Eine etwas abweichende Arbeitsweise be  steht darin, dass alle vier Rollen oder Kugeln  auf der gleichen Kreisbahn geführt werden,  die dann     mit    der Achse des Zylinders in einer  Ebene liegt. Die beiden Bügel, die die Rollen  tragen, werden gegenläufig bewegt, so dass  jede einzelne Rolle 1/4. einer Kugelzone formt.  



  Die zur Herstellung einer Kugelzone  dienenden vier Rollen lassen sich gegebenen  falls durch zwei Rollen ersetzen, die an einem  einzigen Bügel befestigt sind, wobei eine ein  zelne Rolle in gleicher Weise angreift wie  zwei benachbarte bei der Verwendung von  zwei Bügeln     mit    vier Rollen.  



  Eine etwas abweichende Befestigungsart  der Rollen     bezw.    Kugeln ist in     Fig.    V und       VI    angegeben,     wobei        Fig.    V eine Ansicht in  gleicher Richtung wie     Fig.        II    und     Fig.        VI     einen     Querschnitt    darstellt.  



  In diesem Falle sind die Rollen, die zum  Einschnüren des Ausgangszylinders zwecks       Bildung    der kugeligen Teile dienen, an zwei  diametral gegenüberliegenden Punkten eines  Kreisringes 6 befestigt, der     um    den Aus  gangszylinder herumgelegt     wird    und um eine  zur Verbindungslinie der beiden Rollen senk  rechte Achse 7 gedreht werden kann. Bei der  Drehung des Kreisringes um die Achse 7 be  wegen sich die Rollen auf den in     Fig.    V  durch die Pfeile angedeuteten Kreisbahnen,  welche wieder mit der Achse des Ausgangs  zylinders in einer Ebene liegen und deren  Mittelpunkte sich auf dieser Achse befinden.  Die einzelnen Ringe 6 können ebenfalls starr  miteinander verbunden und gemeinsam ange  trieben werden.  



  Zur Herstellung von     kugelstabförmigen     Behältern mit grossem Öffnungswinkel der  Kugelzonen, also tief eingeschnürten Über  gangsstellen, sind besondere Rollen 5 vorge  sehen, welche den Zylinder an den Über  gangsstellen zwischen zwei Kugelzonen ein  walzen. Zweckmässig werden je zwei Rollen  in     Richtung    senkrecht zu der Zylinderachse       aufeinander    zu     bewegt.    Die Rollen, die die      kugeligen Teile formen und diejenigen, die  den Zylinder zwecks Bildung der Übergangs  stellen einschnüren, sind so gegeneinander  versetzt angeordnet, dass sie sich nicht gegen  seitig behindern.

   Die Rollen 5 werden, um  eine möglichst gleichmässige Beanspruchung  des Materials an den verformten Stellen zu  erzielen, in dem gleichen Masse gegen die  Zylinderachse bewegt, wie der Zylinder  zwecks Bildung der     Kugelzonen    durch die  Rollen 2 eingeschnürt wird. Die Rollen 5 kön  nen ausser der     Einschnürung    der Übergangs  stellen auch zum Antrieb für die     Rotation     des Ausgangszylinders während des     Walz-          prozesses    dienen.  



  Bei Behältern von     Kugelstabform    mit  kleinen Öffnungswinkeln der Kugelzonen.  also gering eingeschnürten Übergangsstellen  zwischen den Kugelzonen, reicht     mitunter     die Verstärkung der Übergangsstellen im  Verhältnis der Radien des Ausgangszylinders  zu der der Übergangsstelle nicht aus, um die  notwendige Festigkeit zu erzielen. Die Ein  schnürung der Übergangsstellen kann in die  sem Falle durch einen Walz- oder     Pressvor-          gang    in der Weise durchgeführt werden, dass  eine besondere Materialanhäufung in der  Mitte der     Einschnürungsstellen    erzielt wird.

    Die Walz- oder     Presswerkzeuge,    mit denen  die     Einschnürung    vorgenommen wird (bei  spielsweise die Rollen 5 in     Fig.        II    bis IV)  werden zu diesem Zwecke z. B. mit Hohl  kehlen versehen, die das Material bei der       Einschnürung,    insbesondere am äussern Um  fang, anhäufen.

   In der     Fig.        VII    ist als  Beispiel ein Schnitt durch eine derartige  Übergangsstelle b zwischen zwei Kugelzonen  a dargestellt, welche mittelst der Konkav  rolle c durch Einschnüren des Ausgangs  zylinders hergestellt wurde und die aus der  Figur ersichtliche Materialverstärkung in der  Mitte der     Einschnürung        besitzt.     



  Eine etwas abweichende Herstellungsart  der Verstärkung der Übergangsstellen zwi  schen zwei Kugelzonen besteht darin, dass die  Übergangsstellen vor der Umformung des  Ausgangszylinders zur     Kugelstabform    lokal  erhitzt und daraufhin     mittelst        Pressen    in    Richtung der Zylinderachse durch     Stauehung     verstärkt werden. Die     Erwärmung    der zu  stauchenden Stellen erfolgt hierbei zweck  mässig durch     einen    oder mehrere in radialer  Richtung     wirkende    Brenner,     wobei    ge  gebenenfalls der Zylinder während der Er  wärmung gedreht     wird.     



  Die     Verstärkung    der einzelnen Über  gangsstellen     kann    entweder     einzeln        h--rge-          stellt    werden oder es werden sämtliche Über  gangsstellen gleichzeitig erwärmt und in  einem     einzigen    Arbeitsgang durch Pressen  des Zylinders in Richtung senkrecht zur Zy  linderachse gestaucht. Mit der     Stauchung     kann     eine        Einschnürung    der Übergangsstelle  durch Walzen oder Pressen auf eine der be  schriebenen Arten verbunden werden.  



  Die Vorteile des neuen Verfahrens be  stehen     darin,    dass die     Herstellung    des Be  hälters in     Kugelstabform    in     unmittelbarem     Anschluss an die     Fabrikation    des Ausgangs  zylinders durchgeführt werden kann, indem  der noch warme     Zylinder    eventuell gleich  zeitig mit dem     Einziehen    der Böden dem       Umformungsprozess    unterworfen wird.

   Ausser  dem lässt sich die     Beanspruchung    des     @    Mate  rials bei der     Einschnürung    des Ausgangs  zylinders zur     Kugelstabform,        besonders    bei  der     Arbeitsweise    nach     Fig.        II    bis IV wäh  rend des ganzen Walzprozesses ausserordent  lich gleichmässig halten, indem die die Rollen  oder Kugeln tragenden Bügel     bezw.    Ringe  zunächst nur um kleine Winkel geschwenkt  werden und der     Schwenkungswinkel    langsam  und stetig vergrössert wird.

       Ein    Vorteil des  Verfahrens nach     Fig.        II    bis     VI    besteht  darin, dass     kugelstabförmige    Behälter mit  beliebigem Öffnungswinkel der Kugelzonen  hergestellt werden können. Wenn Behälter  mit verschiedenen     Öffnungswinkeln    herge  stellt werden sollen, so ist lediglich not  wendig,     die    Abstände der Bügel 3 vonein  ander     und    der Rollen 5 entsprechend zu ver  ändern.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Behältern von Kugelstabform für komprimierte Gase, dadurch gekennzeichnet, dass zwecks Bildung der Kugelzonen ein Hohlzylinder vom Durch messer der kugeligen Teile in Richtung senk recht zur Zylinderachse eingeschnürt wird, derart, dass eine Vergrösserung der Wand stärke an den Übergangsstellen benachbarter Kugelzonen erfolgt, während die Wandstärke der Kugelzonen selbst gleich derjenigen des Ausgangszylinders bleibt. UNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Ausgangszylinders auf das i/2 -V--#-fache derjenigen eines Zylinders gleichen Durchmessers und gleicher Beanspru chung wie die Kugelzonen beträgt. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Einschnüren des Hohlzylinders zur Kugelstabform in der Wärme, und zwar unmittelbar an schliessend an den Ifferstellungsprozess des Hohlzylinders erfolgt. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man zwecks Bildung der kugeligen Teile Rollkörper auf Kreis bahnen bewegt, die mit der Achse des Ausgangszylinders in einer Ebene liegen und deren Mittelpunkte sich auf dieser Achse befinden. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man zwecks For mung der Übergangsstellen benaclibar- ter Kugelzonen Rollen senkrecht zur Zylinderachse wirken lässt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Ausgangszylin der während der Einschnürung rotiert. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der kugeligen Teile Rollen zur Verwendung kommen, die an den Enden halbkreis förmiger Bügel befestigt sind, die den Ausgangszylinder umgreifen und in ihrer Mitte auf einer senkrecht zur - Zylinderachse stehenden Achse drehbar gelagert sind. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung der kugeligen Teile Rollen zur Verwendung kommen, die an zwei diametral gegen überliegenden Stellen eines Ringes be festigt sind, der koaxial zum Ausgangs zylinder angeordnet ist und um eine zur gemeinsamen Achse und zur Verbin dungslinie der beiden Rollen senkrechte Achse gedreht werden kann. B. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen, die zur Formung der kugeligen Teile dienen. und diejenigen, die zur Einschnürung zwecks Verstellung der Übergangsstellen benach barter Kugelzonen dienen, gegeneinander versetzt sind. 9.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch - gekennzeichnet, dass die Rollen, die zur Einschnürung des Zylinders zwecks Bildung der Übergangsstellen benach barter Kugelzonen dienen, gleichzeitig die Rotation des Ausgangszylinders be wirken. 10. Verfahren nach Patentanspruch und En- teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Einschnürung des Zylinders zwecks Bildung der Übergangsstellen be nachbarter Kugelzonen eine in der Mitte des Grundes der Einschnürung auf der Aussenseite liegende Materialanhäufung bewirkt wird. 11.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 4 und 10, dadurch gekenn zeichnet, dass zur Einschnürung des Zy linders zwecks Bildung der Übergangs stellen benachbarter Kugelzonen mit ' Hohlkehlen versehene Werkzeuge zur Verwendung kommen. 12. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass man den Ausgangs zylinder an den Stellen, an denen beim fertigen Kugelstab zwei Kugelzonen zu sammenstossen, -nach lokaler Erwärmung durch Stauchen in Richtung der Zy linderachse verstärkt. 13.

   Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1\3, dadurch gekennzeichnet, dass man die zu stauchenden Stellen durch einen oder mehrere radial wirkende Brenner unter Drehung des Zylinders erhitzt.