CH214958A - Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von zylindrischen Druckbehältern aus Metall. - Google Patents

Description

  Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von zylindrischen  Druckbehältern aus Metall.    Vorliegende Erfindung betrifft ein Ver  fahren und eine Einrichtung zur Herstellung  von zylindrischen Druckbehältern aus Metall,  und zwar für     innern    sowohl ,als auch äussern  Überdruck und bezweckt     eine    Erhöhung der       Materialausnützung.     



  Nach bisher bekannten Herstellungs  weisen, wie Schmieden, Tiefziehen usw. her  gestellte Behälter aus Metallen beliebiger Art,  zum Beispiel aus Leichtmetall und Legierun  gen hiervon, weisen ein im wesentlichen in  Längsrichtung des Behälterkörpers gerich  tetes Gefüge auf. Infolgedessen ist die Quer  festigkeit geringer als die     Längsfestigkeit.     Für die Bemessung der Wandstärke ist aber  gerade die Querfestigkeit massgebend, weil die  Beanspruchung bei zylindrischen Druck  behältern in Querrichtung doppelt so gross ist       a.ls    in     Längsrichtung.    Für einen bestimmten  Überdruck     benötigen    deshalb solche Behälter  eine verhältnismässig grosse Wandstärke,  welche kleiner gehalten werden könnte,

   wenn  das Verhältnis zwischen Längs- und Quer  festigkeit ein günstigeres wäre.    Dies wird nun nach dem     erfindungsgemä-          ssen    Verfahren dadurch :erreicht, dass der Be  hältermantel um seine Längsachse verwunden  wird.  



  Das Verwinden des Behältermantels kann  zweckmässig entweder in kaltem Zustande  oder auch unter     Warmbehandlung    erfolgen.  



  Wenn ein derart hergestellter, das heisst  verwundener Behälterkörper, der vorher aus  gesprochenes Längsgefüge besass, sich unter  der Wirkung, zum Beispiel eines     innern    Über  druckes, auszuweiten versucht, so wird eine  Komponente der     entstehenden    grossen Ring  spannung in das hochwertigere ursprüngliche  Längsgefüge der Wandung verlegt. Auf diese  Weise wird eine höhere Querbeanspruchung  ermöglicht. Infolgedessen     kann    für eine ge  gebene Beanspruchung die Wandstärke schwä  cher gehalten werden, woraus sich eine ent  sprechende Verringerung des Behältergewich  tes und eine     Materialersparnis    ergibt.  



  Die erfindungsgemässe     Einrichtung        zur     Ausführung des Verfahrens weist eine das  geschlossene Behälterende     unverdrehbar    fest-      haltende Haltevorrichtung und eine am offe  nen Behälterrand angreifende Vorrichtung  auf, welche in bezug auf die Haltevorrich  tung um die gemeinsame Längsachse     ver-          drehbar    ist.  



  Bei der Ausführung des Verfahrens kann  vorteilhaft zugleich mit der Verwindung auch  eine     Zusammendrückung    oder     Stauchung    des  Behälterkörpers in     Axialrichtung    bewirkt  werden, wodurch das Gefüge noch verdichtet  wird.  



  Ein Ausführungsbeispiel der erfindungs  gemässen Einrichtung ist in der beiliegenden  Zeichnung     dargestellt,    an Hand welcher auch  Durchführungsbeispiele des erfindungsgemä  ssen Verfahrens erläutert sind. Es zeigt:       Fig.    1 einen Behälterrohling im Längs  schnitt,       Fig.    2 eine Ansicht der Einrichtung und       Fig.    3 in grösserem Massstab ein Teilstück  der Einrichtung im Längsschnitt.  



  Der     au.Fig.    l     .ersichtliche,    zu     verwindende     Rohling R, zum Beispiel aus einer Alu  miniumlegierung, hat hohlzylindrische Form  mit einem     kalottenförmig    gewölbten Boden.  Zur Erzielung der gewünschten Verwindung  muss das Bodenende fest eingespannt und das  offene Ende diesem gegenüber in Umfangs  richtung verdreht werden. Die aus     Fig.    2 und  3 ersichtliche Einrichtung     besitzt    zu diesem  Zweck ein     Einspannlager    1 und     diesem    gegen  über ein gleichachsig angeordnetes Spindel  lager 2.

   Das     Einspannlager    1 hat einen zy  lindrischen Hohlraum, dessen inneres Ende  dem gewölbten Boden des Rohlings R genau  angepasst ist, während der Rohling R auf  seinem zylindrischen Teil seitlich etwas Spiel  im Hohlraum hat.  



  Im     Spindellager    2 ist eine zum Hohlraum  des     Einspannlagers    1 gleichachsige Klemm  spindel 3 gelagert, welche an ihrem zum       Spindellager    herausragenden hintern Ende  ein Handrad 4 trägt. Am vordern Ende hat  die Klemmspindel 3 einen zylindrischen Kol  ben 5, dessen Durchmesser so gewählt ist, dass  er seitlich etwas Spiel im Hohlraum des Roh  lings     R    hat, während sein gewölbter Kopf    genau der Stirnhöhlung des Rohlings     R    an  gepasst ist.  



  Auf der Klemmspindel 3 ist ausserdem  mit Laufsitz eine mit Aussengewinde ver  sehene Klemmbüchse 6 aufgesetzt, deren vor  deres, leicht verjüngtes Ende in den Hohl  raum des Rohlings     R    hineinpasst, und welche  zusammen mit einer auf das Gewinde auf  geschraubten Aussenbüchse 7, deren leicht  kegelförmig     ausgedrehtes    vorderes Ende auf  den Rand des Rohlings     R    passt, ein Hals  klemmfutter bildet. Zum Anziehen des  Klemmfutters 6/7 hat die Aussenbüchse 7  Handgriffe 7a. Ebenso besitzt die Innen  büchse 6 am     hintern    Ende herausragende  Handgriffe 6a zum Verdrehen des Klemm  futters 6/7, wodurch die Verwindung .des  Rohlings R ermöglicht wird.  



  Der zu     behandelnde    Rohling R wird in  der aus     Fig.    3 ersichtlichen Lage in das Ein  spannlager 1 eingeführt und die Klemmspin  del 3 mittels des Handrades 4 so angezogen,  dass der Boden des Rohlings     R    zwischen dein  Boden des Lagers 1 und der Wölbung des  Kolbens 5     unverdrehbar    eingespannt ist. Dann  wird die Innenbüchse 6 des Klemmfutters  in das offene Ende des Rohlings     R    geschoben  und die Aussenbüchse 7 über den Rand des  Rohlings fest angezogen, so dass der offene  Endrand des Rohlings im Klemmfutter 6/7  fest :eingeklemmt ist.

   Nun verdreht man mit  tels der Griffe 6a das Klemmfutter 6/7 im       gewünschten    Masse, wodurch der Rohling     R     entsprechend verwunden wird. Diese Verdre  hung kann von Hand oder mechanisch aus  geführt werden. Das Mass der Verwindung  hängt hierbei von der Länge, dem Durchmes  ser und der Wandstärke sowie dem Material  des Rohlings ab und wird so gewählt, dass  sich eine maximale Materialausnützung er  gibt.  



  Es können auch Vorkehrungen getroffen  sein, um zugleich mit der Verwindung ein  Zusammenstauchen des Rohlings in Längs  richtung und hierdurch eine Verdichtung des  Gefüges zu erzielen.  



  In besonderen Fällen von Behältern aus  selbstaushärtenden Leichtmetallegierungen      wird die Verwindung unmittelbar nach dem  Abschrecken, das.     heisst    während einer ge  wissen Zeit, in der das Material noch weich  bleibt, durchgeführt, kann aber auch in war  mem Zustande des Behälters erfolgen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren eignet  sich zur Herstellung von Druckbehältern für  die Aufbewahrung von Flüssigkeiten und  komprimierten Gasen, ferner von     Geschoss-          hülsen    aller Art und ähnlichen, auf Über  druck beanspruchten Hohlkörpern     bezw.    Be  hältern.  



  Natürlich könnte das Verfahren auch der  art ausgeführt werden, dass der Rohling schon  bei seiner Erzeugung einer Behandlung zur       Herbeiführung    der passend bemessenen     Ver-          windung    unterworfen wird.

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Herstellung von zylin drischen Druckbehältern aus Metall, dadurch gekennzeichnet, dass der Behältermantel um seine Längsachse verwunden wird, zum Zwecke, die Festigkeit in der Querrichtung zu erhöhen. II. Einrichtung zur Ausführung des Ver fahrens nach Patentanspruch I, dadurch ge kennzeichnet, dass dieselbe eine das geschlos sene Behälterende unverdrehbar festhaltende Haltevorrichtung und eine am offenen Be hälterrand angreifende Vorrichtung aufweist, welche in bezug auf die Haltevorrichtung um die gemeinsame Längsachse verdrehbar ge lagert ist. U NTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass das eine, ge schlossene Ende des Rohlings fest eingespannt und das andere, offene Ende in Umfangs richtung verdreht wird. 2. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter mantel während des Verwindens gleichzeitig in Längsrichtung gestaucht wird. 3. Verfahren gemäss Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass schon bei der Herstellung des Behälterrohlings dieser einer Behandlung zur Herbeiführung der Verwin dung unterworfen wird. 4. Verfahren gemäss Patentanspruch I, zur Herstellung von Behältern aus selbst aushärtenden Metallen, dadurch gekennzeich net, dass die Verwindung unmittelbar nach dem Abschrecken, solange das Material noch weich ist, erfolgt.

   5. Einrichtung gemäss Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevor richtung ein Einspannlager mit zylindrischem Hohlraum, dessen Stirnende ohne Spiel der äussern Bodenform des Behälterrohlings an gepasst ist, und in welchem der Rohling seit lich .Spiel hat, sowie :

   eine gleichachsig mit dem Hohlraum liegende, in einem Spindel lager gelagerte Einspannspindel aufweist, welche am äussern Ende mit einem Handrad versehen ist und am innern Ende einen zylin drischen Einspannkolben trägt, der im Hohl raum des Rohlings seitlich Spiel hat und dessen Kopfende der Innenseite des Rohling bodens angepasst ist, das Ganze derart, dass der Boden des. Rohlings zwischen dem Ein spannlager und dem Einspanukolben durch Anziehen der Spindel so eingeklemmt werden kann, dass der Rohling unverdrehbar gehal ten, aber seitlich nicht eingeklemmt ist. 6.

   Einrichtung gemäss Patentanspruch II und Unteranspruch 5, dadurch gekennzeich net, dass auf der Einspannspindel mit Lauf sitz,ein Klemmfutter aufgesetzt ist, das aus einer innern Klemmbüchse und einer äussern, auf erstere aufgeschraubten Klemmbüchse be steht, zwischen deren innern Rändern der offene Rand des Rohlings durch Anziehen der äussern Klemmbüchse eingeklemmt werden kann, wobei an letzterer Handgriffe zum Anziehen und am herausragenden Ende der innern Klemmbüchse Handgriffe zum Ver drehen des Klemmfutters zwecks Verwin dung des Rohlings angebracht sind.