CH385146A - Verfahren und Vorrichtung zur kalten Formung von Hohlprofilkörpern - Google Patents

Description

  Verfahren und     Vorrichtung    zur kalten Formung von     Hohlprofilkörpern       Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kalten  Formung von     Hohlprofilkörpern.    Weiterhin bezieht  sie sich auf eine Vorrichtung zur     Durchführung    des  Verfahrens.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren besteht darin, dass  man einen Hohlkörper verschliesst und mit einer Flüs  sigkeit auffüllt, worauf über mindestens     zwei    relativ  gegeneinander bewegbare     Formstempel    ein Druck auf  den Hohlkörper - unter     Begrenzung    des Höchstdruckes  der Flüssigkeit - ausgeübt wird, und dass hierbei der  Hohlkörper unter Verkleinerung seines Volumens in  die gewünschte Form gebracht wird. Die Vorrich  tung zur     Durchführung    des Verfahrens ist durch  mindestens zwei Führungen relativ gegeneinander be  wegbare Formstempel gekennzeichnet, durch welche  ein Druck auf den Hohlkörper ausgeübt werden  kann, wobei der Hohlkörper in die gewünschte Form  gepresst wird.  



  Es ist bekannt, Hohlkörper dadurch zu verfor  men, dass man dieselben mit einem Füllmittel auf  füllt und mit     Hilfe    eines Stempels so lange Druck  auf das Füllmittel ausübt, bis der Hohlkörper sich  an eine vorgesehene Wandung anlegt und die ge  wünschte Form annimmt. Bei diesem Verfahren wird  durch Einführung des Stempels in den Hohlkörper  Füllmittel verdrängt und das Volumen des Hohl  körpers vergrössert. Dabei vergrössert sich die Ober  fläche des Hohlkörpers, und je nach gewähltem Aus  gangshohlkörper und der Form, in die er gebracht  werden soll, verändert sich mehr oder minder kon  trollierbar seine Wandstärke.  



  Demgegenüber wird beim erfindungsgemässen  Verfahren nach dem Verschliessen und Auffüllen  des Hohlkörpers mit Flüssigkeit     Druck    von aussen  auf den Hohlkörper ausgeübt und er hierbei unter  Verkleinerung seines Volumens in die gewünschte       Form    gebracht.

      Beim     erfindungsgemässen    Verfahren bleibt die       Oberfläche    und     Wandstärke    des     Ausgangshohlkör-          pers        während    der Formung, abgesehen von Deh  nungsänderungen, unverändert gleich gross.     Damit     ist     eine    etwa vom Konstrukteur geforderte genaue  Einhaltung der Wandstärke gewährleistet.

   Das Ver  fahren hat weiterhin den Vorteil,     dass    selbst bei       Formung    von Hohlkörpern aus     hochbeanspruchba-          rem    und damit sehr festem Material die Herstellung  der     Pressflächenformen,    die dem Hohlkörper     ganz     oder teilweise die gewünschte Form geben, verhält  nismässig einfach     möglich    ist. Sie     unterliegen    selbst  bei Formung grosser Stückzahlen keinem nennens  werten Verschleiss, und damit wird eine gute Mass  haltigkeit erreicht.

   Das Verfahren ist     wirtschaftlich     'besonders vorteilhaft, wenn man als Ausgangshohl  körper handelsübliche Hohlquerschnitte, beispiels  weise rohrförmige Hohlprofile, verwenden     kann.     



  Die     Erfindung    wird an Hand der schematisch  dargestellten Zeichnungen     näher    erläutert. Es zeigen:       Fig.    1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung zur  Durchführung des Verfahrens,       Fig.2        einen    Querschnitt nach     Linie        A-B    von       Fig.    1,       Fig.    3 eine Draufsicht auf einen Teil der Vor  richtung nach     Fig.    1,       Fig.4    ein Beispiel zur     Formung    einer hohlen  Turbinenschaufel aus einem     ringförmigen    Hohlprofil,

         Fig.    5 einen Längsschnitt eines     Hohlkörpers    nach  dem Formen,       Fig.    6 einen Querschnitt nach     Fig.    5,       Fig.    7 einen     rohrförmigen        Hohlkörper    mit Form  stempeln nach dem Formen.  



       In.        Fig.    1 ist ein     rohrförmiger        Hohlkörper    1 an  den Enden durch Stopfen 2, 3 verschlossen. Zwi  schen den Stopfen 2, 3 und dem     Hohlkörper    1       sind    Dichtungen 4, 5 angeordnet. Der Stopfen 3      weist eine Bohrung 6 auf, die in einen     Zufluss    7  mündet, der mit einem Absperrorgan 8 versehen  ist. Der Stopfen 2 hat eine Bohrung 9, die über  ein einstellbares Sicherheitsventil 10 mit einem Ab  fluss 11 verbunden ist. Die Formstempel 12, 13  sind an den     Pressstempeln    14, 15 befestigt, welche  durch eine Vorrichtung 16 gegeneinander geführt  sind.

   Auf den Stopfen 3 ist bis zu einer Schulter  17 eine Platte 18 geschoben. Ebenfalls befindet sich  auf dem Stopfen 2 eine Platte 19 an einer Schulter  20. Der Stopfen 2 ist seitlich durch Führungsstangen  21, 22 gehalten, die mit dem Querhaupt 23 fest  verbunden sind. Das Querhaupt 23 ist quer zur  Längsrichtung auf der Grundschiene 24 einstellbar und  mittels Schrauben 25 befestigt. Der Stopfen 2 weist  die entsprechenden Teile auf, nämlich die Führungs  stangen 26, 27 sowie die den Teilen 23, 24 ent  sprechenden Teile 28, 29 und das Befestigungsmittel  30. Der Stopfen 2 ruht auf einem elastischen Lager  31. Ebenfalls ruht der Stopfen 3 auf einem dem  Lager 31 entsprechenden Auflager, das aus Gründen  der     übersichtlichkeit    nicht gezeichnet ist.

   Am     Press-          stempel    14 ist ein Element 33 befestigt, und mit  dem     Pressstempel    1 ist ein an seiner Oberfläche  abgeschrägter Lagerbock 34 verbunden. Auf dem  Lagerbock 34 gleitet ein Keil 36, der mit Hilfe  einer Einrichtung 35 verstellt werden kann. Durch  die Teile 33 bis 36 wird eine einstellbare Begrenzung  durch Anschlag für die Bewegung der     Pressstempel     erreicht. Die Zugstangen 37, 38 sind durch die  Platten 18, 19 geführt. Die Schrauben 39, 40 sind  lose angezogen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren wird an Hand  der Vorrichtung wie folgt beschrieben:  Der Hohlkörper wird, nachdem er an seinen  Enden mit Stopfen 2, 3 verschlossen ist, mit einer  Flüssigkeit 32 über die Zuleitung 7 voll aufgefüllt.  Nach Absperren der Zuleitung 7 mit     Hilfe    des Organs  8 und nach Einstellen des Sicherheitsventils 10 auf  einen bestimmten Höchstdruck werden die     Press-          stempel    14; 15 und damit die Formstempel 12, 13  relativ gegeneinander bewegt und so der Hohlkörper  unter Verkleinerung seines Volumens in die ge  wünschte Form gebracht.  



  In einem anderen Fall, bei Anwendung des Ver  fahrens, wird vor dem Ausüben eines Druckes mittels  der     Pressstempel    14, 15 durch die Zuleitung 7 die  Flüssigkeit 32 im Hohlkörper unter Druck gesetzt  und dann erst mit Hilfe des Organs 8 abgesperrt.  



  Die Sicherung durch die Zuganker 37, 38 in  Verbindung mit den Platten 18, 19 soll nur im  Falle des Nachlassens der Dichtung 4, 5 bei Druck  erhöhung in der eingeschlossenen Flüssigkeit -zur  Wirkung kommen. Deshalb brauchen die Schrauben  39, 40 nur lose angezogen zu sein.  



  Beim     Gegeneinanderbewegen    der Formstempel  12, 13 und die durch das erfindungsgemässe Ver  fahren bedingte Verkleinerung des Hohlquerschnitts  erhöht sich der Druck der im     Hohlkörper    einge  füllten Flüssigkeit. Dabei wirkt die Flüssigkeit druck-    übertragend als Puffer und bewirkt, dass sich das Hohl  körperprofil beim Quetschen gut an die durch die       Pressflächen    gegebene Form anlegt. Der beim Quet  schen in der Flüssigkeit entstehende Druck wird  durch das eingestellte Sicherheitsventil unter einer  bestimmten Höchstgrenze gehalten.

   Dieser auftre  tende Höchstdruck sowie der vor dem Quetschen  in der Flüssigkeit durch die Zuleitung 7 aufzubrin  gende niedrigste Druck bestimmen sich dadurch,  dass einmal beim Quetschen keine noch zulässigen  Spannungen überschritten werden dürfen, und zum  anderen muss er noch so hoch sein, dass sich das  Profil gut an die durch die     Pressflächen    gegebene  Form anlegt, ohne dass Falten oder ähnliches ent  stehen.  



  Bei der Durchführung des Verfahrens wird man  den Ausgangshohlkörper etwas länger wählen als die  Länge der Formstempel, und zwar um so viel, dass  beim Quetschen die Dichtung 4, 5 erhalten bleibt  und sie Spannungen im Hohlkörper im     übergangs-          bereich    zwischen den Stopfen und den Formstem  peln unter einer zulässigen Grenze 'bleiben. Dabei  wird durch die elastische Auflagerung der Stop  fen 2, 3 eine weitgehende Anpassung durch Mit  gehen an die     Querschnittsverschiebung    beim Quet  schen erreicht.  



  Die quer zur Längsachse vorgesehene, einstell  bare Führung des Hohlkörpers wird jeweils so ein  gerichtet, dass beim Quetschen keine Relativbewe  gungen zwischen dem Hohlkörper und den     Press-          flächen    der Formstempel 12, 13 auftreten.  



  Weitere mit der Erfindung zusammenhängende  Merkmale werden an Hand der     Fig.4    bis 7 näher  erläutert.  



  Die     Pressflächen    der Formstempel 41 und 43       (Fig.    4) haben ganz die Form des gewünschten Pro  filquerschnitts. Der gestrichelt gezeichnete, ringför  mige Hohlquerschnitt 42 wird zwischen die Form  stempel gelegt, seitlich eingerichtet und beim For  men geführt. Der obere Formstempel 41 befindet  sich vor dem Formen in der gestrichelt gezeichne  ten Stellung. Durch Pressen wird er gegen den Form  stempel 43 bewegt und ist nach dem Formen in  der Stellung 41', wobei der Ausgangshohlkörper 42  in die Form 42' gebracht wird.  



  In einem anderen Anwendungsbeispiel     (Fig.7)     wird die gewünschte Form durch die     Pressflächen     der Formstempel 44, 45 nur teilweise bewirkt. Um  beispielsweise Überdehnungen an Stellen mit sehr  kleinem     Krümmungsradius        zu    vermeiden, kann man  ballonartige Ausweitungen 46, 47 des Hohlkörpers  48 an den Seiten in Kauf nehmen. Die endgültige  Profilgebung wird beispielsweise durch Verschwei  ssen an den Stellen 49, 50 und durch Abtrennen  der ballonartigen Ausweitungen erreicht.  



  Es ist auch möglich, nur auf einem Teil der  Länge des Ausgangshohlkörpers, beispielsweise zwi  schen den Stellen 52, 53     (Fig.5),    den Querschnitt  des     Ausgangshohlprofils    zu verkleinern. An dem  jeweils seitlich an den Stellen 52 und 53 nach aussen      anschliessenden Stück kann der Querschnitt entweder  unverändert bleiben oder sich etwas vergrössern oder  auch durch weitere Formstempel in eine bestimmte  Form gebracht werden. Dabei hat sich gemäss der  Erfindung nur das gesamte Volumen des Hohlkör  pers zu verkleinern. Beispielsweise kann man so  hohle Turbinenschaufeln 51 mit Füssen 54 zur Be  festigung durch Formen aus einem Stück herstellen       (Fig.    6).  



  Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann man  von beliebigen Hohlkörpern ausgehen.     Vorteilhaft     wird man     dünnwandige,        rohrförmige    Hohlprofile ver  wenden. Dabei braucht die Wandstärke nicht kon  stant zu sein. Ebenfalls kann der Profilquerschnitt  über die Länge des Hohlkörpers veränderlich sein.  Auch kann man einen     Ausgangshohlkörper    mit über  die Länge veränderlichem     Umfang    verwenden.  



  Bei der Vorrichtung zur Durchführung des Ver  fahrens kann der Druck auf den Hohlkörper langsam  mittels Pressen ausgeübt werden. Es ist aber auch  möglich, den Druck plötzlich, beispielsweise durch  einen Hammer, aufzubringen. Dabei ist lediglich da  für Sorge zu tragen, dass der im Hohlkörper auf  tretende begrenzte Höchstdruck der Flüssigkeit nicht  überschritten wird, was durch     trägheitsarmes    Ver  halten des Sicherheitsventils erreicht wird.  



  Es ist weiterhin     vorteilhaft,    beim Aufbringen des  Drucks durch die Formstempel den Hohlkörper rela  tiv zu mindestens einem Formstempel zu führen.  Damit wird     erreicht,    dass beim Formen der Hohl  körper eine vorher relativ zum Formstempel einge  richtete Lage beibehält. Ist diese     Führung,    die auch  an einem Formstempel befestigt sein kann, einstell  bar und ist weiterhin mindestens ein Formstempel  quer zu seiner Bewegungsrichtung einstellbar, so ist  eine     Einrichtmöglichkeit    für Formung verschiedener  Ausgangshohlkörper gegeben.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I Verfahren zur kalten Formung von Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Hohlkörper verschliesst und mit einer Flüssigkeit auffüllt, wor auf über mindestens zwei relativ gegeneinander be wegbare Formstempel ein Druck auf den Hohlkörper - unter Begrenzung des Höchstdruckes der Flüssig keit - ausgeübt wird, und dass hierbei der Hohl körper unter Verkleinerung seines Volumens in die gewünschte Form gebracht wird. UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man die Flüssigkeit nach Ein- füllen in den Hohlkörper und vor Verkleinerung des Hohlkörpervolumens unter Druck setzt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Ausgangshohlkörper einen rohrförmigen Hohlkörper verwendet. 3. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Ausgangshohlkörper einen Hohlkörper mit über die Länge veränderlichem Profil verwendet. 4. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Ausgangshohlkörper einen Hohlkörper mir über die Länge veränderlichem Umfang verwendet. 5. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass man als Ausgangshohlkörper einen Hohlkörper mit örtlich unterschiedlicher Wand stärke verwendet.

   PATENTANSPRUCH II Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch min destens zwei in Führungen relativ gegeneinander be wegbare Formstempel, durch welche ein Druck auf den Hohlkörper ausgeübt werden kann, wobei der Hohlkörper in die gewünschte Form gepresst wird. UNTERANSPRÜCHE 6. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf die Hohlkörper mittels einer Presse ausgeübt wird. 7.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck auf die Hohlkörper mittels eines Hammerwerks ausgeübt wird. B. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurcb gekennzeichnet, dass der zu verformende Hohlkörper relativ zu mindestens einem der Formstempel ge führt ist. 9. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Formstempel an den Press- elementen einer Presse lösbar befestigt sind. 10.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer der Formstem pel quer zu seiner Bewegungsrichtung einstellbar be festigt ist. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Pressflächen der Formstempel mindestens teilweise oder ganz die Form des ge wünschten Profilquerschnitts haben. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung des Hohlkörpers an einem der Formstempel befestigt und dieser quer zur Führung einstellbar ist.