CZ306340B6 - Způsob výroby vysokotlaké bezešvé ocelové láhve s druhým vnitřním hrdlem - Google Patents

Abstract

Způsob výroby bezešvé ocelové láhve (1), kdy je láhev vyrobena v prvním kroku metodou zpětného protlačování, kdy se nejdříve vyrobí dno pomocí tvarové děrovací hlavy, kdy hlava má větší vnější průměr a matrice větší vnitřní průměr než jsou konečné rozměry a poté se provede protahování monolitickým trnem opatřeným tvarovacím čelem, které má stejný tvar dnové plochy jako tvarová děrovací hlava, kdy se na čelním vnějším povrchu (10) tvarové děrovací hlavy (8) vytvoří dutina (6) pro vytvoření vnitřního materiálového zesílení (11) dna (12) ocelové láhve (1) a provede se zpětné protlačování pomocí takto upravené tvarové děrovací hlavy (8), načež se v dalším kroku provede proces protahování na monolitickém protahovacím trnu (7), který je na čele opatřen tvarovacím čelem (18) s dutinou (6), přičemž zbytek ocelové láhve (1) se vyrobí známým způsobem a na závěr se vnitřní materiálové zesílení (11) na dně (12) ocelové láhve (1) provrtá a vytvoří se průchozí dnové hrdlo (5).

Description

Způsob výroby vysokotlaké bezešvé ocelové láhve s druhým vnitřním hrdlem

Oblast techniky

Vynález se týká vysokotlakých bezešvých ocelových láhví pro stlačené plyny a s vnitřním tvářeným hrdlem, vyrobených metodou zpětného protlačování a protahování.

Dosavadní stav techniky

Bezešvé ocelové láhve Γ, jaké jsou znázorněny na obr. 1 jsou ve společnosti přihlašovatele vyráběny metodou zpětného protlačování a protahování. Samotný proces výroby spočívá nejprve v dělení (řezání) jednotlivých přířezů ze čtvercových či kruhových sochorů. Ocelové přířezy jsou ohřívány v indukční peci na výstupní teplotu před tvářením 1100 až 1250 °C. Před samotným lisováním musí jednotlivé přířezy vždy projít vysokotlakým ostřikem okují. Poté následuje samotný proces zpětného protlačování.

Tento proces je realizován vertikálním děrovacím lisem. Samotný proces zpětného protlačování probíhá v několika základních krocích.

Prvním krokem je ustavení, tedy vložení, ohřátého přířezu na dno matrice. Toto dno matrice je uloženo na pohyblivém pístu, který se pohybuje ve vertikálním směru v cylindrické vložce matrice. Dno matrice a cylindrická vložka tvoří odolnou stěnu proti toku materiálu během procesu zpětného protlačování.

Druhým krokem je zajetí pístu s nosičem dna matrice do základní lisovací polohy, dle vyráběného sortimentu. Následuje nájezd lisovacího respektive děrovacího tmu do cylindrické matrice, na jejímž dně se nachází rozžhavený přířez položený na dně matrice. Neznázoměný lisovací, respektive děrovací, tm je na jeho konci osazen plochou děrovací hlavou 17, znázorněnou na obr. 2.

Během tohoto kroku dochází k vytvoření prvotního hrubostěnného dutého polotovaru, ze kterého je následně děrovací tm vysunut. Tento děrovaný respektive protlačovaný polotovar je uvnitř hladký, bez výstupků, hrbolů apod. Celý proces je popsán v patentu CZ 243 247 Bl a také podobně v patentu CZ 252 113 Bl. Dno láhve je vylisováno v podstatě na konečnou tloušťku, nicméně vnější průměr ploché děrovací hlavy 17 i vnitřní průměr cylindrické matrice jsou větší než konečné rozměry láhve. Plochá děrovací hlava 17 je v první operaci samostatným koncovým dílcem, který se upevní na neznázoměný děrovací tm.

Po zpětném protlačení dutého polotovaru je tento polotovar roboticky odebrán a usazen do protahovacího horizontálního lisu, kde probíhá druhá tvářecí operace, kterou je zpětné protahování. Tváření probíhá tak, že polotovar z první tvářecí operace je nasazen na protahovací tm již konečného vnitřního průměru láhve. Pro dosažení konečného vnějšího průměru je polotovar tlačen skrz stírací kroužek, při přetváření tloušťky stěny o 25 % a po čištění okují, a osm válečkových kazet osazených redukčními válečky. Polotvar je na tmu válcován a přetvářen na požadovaný vnější a vnitřní průměr. Po průchodu polotovaru válečkovými kazetami je celá operace zakončena zatlačením dna budoucí láhve do kalibrační zápustky, kde se vytvaruje konečný tvar dna láhve. Při zpětném pohybu protahovacího tmu je polotovar láhve stažen pomocí stíracích čelistí z protahovacího tmu. Tato technologie je popsána v CZ 20 492 Ul.

Takto vyrobené válcované duté polotovary jsou dochlazeny vzduchem a následně zahrdlovány (uzavřeny) pomocí rotačního tváření. Tímto způsobem vzniká ocelová láhev typické geometrie, viz obr. 1.

- 1 CZ 306340 B6

Zákazníci z různých důvodů čím dál častěji vyhledávají dvouhrdlé ocelové láhve. Ukázka je na obr. 3, kde je znázorněna taková ocelová láhev podle stavu techniky. Takto konstruované varianty láhví umožňují aplikaci různých typů ventilů, propojení (pipening) na obou stranách láhví. Tohoto lze v současné době dosáhnout pouze u láhví, které jsou vyrobeny z trubek, pomocí technologie rotačního tváření. Zde se pomocí rotačního tváření uzavírají oba konce trubky ]_5, což je znázorněno na obr. 3 nebo nadměrným zesílením tloušťky konvexního/konkávního dna.

Ze spisu US 4 023 701 je známa vysokotlaká ocelová láhev pro potápění vyrobená tvářením z přířezu, sestávající z horního hrdla na zaobleném konci, které vystupuje z láhve a je opatřeno otvorem), přičemž je opatřena na svém dně dalším dnovým hrdlem provedeném ve vnitřním materiálovém zesílení po celé ploše dna, orientovaném směrem dovnitř vysokotlaké ocelové láhve a zesílené dno je opatřeno průchozím provrtaným otvorem.

Takovou nádobu představuje i spis DE 10 2010 053 634 Al a navíc popisu způsob výroby. Ten spočívá v tom, že láhev po vytvarování rotuje a rolkou se materiál postupně natlačuje z obvodu do středu a dovnitř láhve tak, že vznikne vytlačované středové vnitřní vydutí, které se v závěru zvětší tlakem zvnějšku na střed dna. Poté se vydutí provrtá. Problém ovšem je, že po zpětném protlačování základní láhve tvářecím trnem v zápustce se musí absolvovat nová operace s rotační rolkou jako tvářecím nástrojem a láhev se musí usadit do další stanice v rámci této druhé operace.

Cílem vynálezu je představit způsob výroby oboustranně otevřené vysokotlaké bezešvé ocelové láhve vyráběné s využitím stejného procesu tváření a s jedním nástrojem jako známé jednostranně otevřené vysokotlaké bezešvé ocelové láhve.

Podstata vynálezu

Výše uvedené nedostatky odstraňuje způsob výroby bezešvé ocelové láhve s dvěma otvory, jehož podstata spočívá v tom, že se na čelním vnějším povrchu tvarové děrovací hlavy vytvoří dutina pro vytvoření vnitřního materiálového zesílení dna ocelové láhve a provede se zpětné protlačování pomocí takto upravené tvarové děrovací hlavy, načež se v dalším kroku provede proces zpětného protahování na monolitickém protahovacím trnu, který je na čele opatřen tvarovacím čelem s dutinou, přičemž zbytek ocelové láhve se vyrobí známým způsobem a na závěr se vnitřní materiálové zesílení na dně ocelové láhve provrtá a vytvoří se průchozí dnové hrdlo.

Objasnění výkresů

Vynález bude dále přiblížen pomocí výkresů na kterých obr. 1 představuje jednostranně otevřenou ocelovou láhev s jedním hrdlem vyráběnou způsobem tváření podle stavu techniky, obr. 2 představuje plochou tvarovou děrovací hlavu podle stavu techniky k výrobě láhve podle obr. 1, obr. 3 představuje oboustranně otevřenou ocelovou láhev vyrobenou z trubky pomocí technologie rotačního tváření, obr. 4 představuje ocelovou láhev podle vynálezu, obr. 5 představuje tvarovou děrovací hlavu podle vynálezu k výrobě ocelové láhve podle obr. 4, obr. 6 představuje první operaci tváření ocelové láhve podle obr. 4 s tvarovou děrovací hlavou podle obr. 5, obr. 7 představuje pohled na monolitický trn s tvarovaným čelem s tvarem dna jako u tvarové děrovací hlavy z obr. 5, obr. 8 představuje polotovar po provedení operace z obr. 6 a obr. 9 představuje další krok výroby druhého hrdla u ocelové láhve z obr. 4.

Příklady uskutečnění vynálezu

Na obr. 4 je představena ocelová láhev 1 podle vynálezu. Sestává z horní části 2 s horním hrdlem 3 známého provedení a dále z inovativne provedené dnové části 4 s dnovým hrdlem 5, které je celé nad úrovní spodního povrchu dnové části 4.

-2CZ 306340 B6

Na obr. 5 je představena tvarová děrovací hlava 8 podle vynálezu, která je stejně jako u postupu podle stavu techniky samostatným dílcem a je nasazena na konec neznázoměného děrovacího tmu. První tvářecí operací se tvaruje hrubostěnný polotovar - viz obr. 6. Tvarová děrovací hlava 8 má opět o něco větší vnější průměr a matrice 16 o něco větší vnitřní průměr, takže dno láhve je vylisováno v podstatě na konečnou tloušťku, nicméně stěna vylisovaného polotovaru je tlustší než konečná tloušťka - to je dobře vidět na obr. 6, kde je rozdílná tloušťka dna - v podstatě konečná - a stěn. Čelo 9 tvarové děrovací hlavy 8 podle vynálezu je na svém čelním vnějším povrchu 10 opatřeno dutinou 6. Taje s výhodou válcová a v ose tvarové děrovací hlavy 8. Je zřejmé, že do této dutiny 6 vteče materiál a vznikne tak vnitřní materiálové zesílení 11 dna 12.

To je dobře vidět na obr. 6, kde je vidět tvarová děrovací hlava 8 nasazená na zde neznázoměném děrovacím tmu při procesu zpětného protlačování.

Na obr. 7 je pohled na celý monolitický protahovací tm 7, který je na čele opatřen tvarovaným čelem 18 s dutinou 6, ale tvoří s ním jeden kus.

Na obr. 8 je pak vidět finální tvar dnové části 4 ocelové láhve 1 po vytažení z poslední protahovací kazety. Dnová část 4 je opatřena vnitřním materiálovým zesílením H·

Na obr. 9 je vidět, že tímto vnitřním materiálovým zesílením 11 je na závěr provrtán průchozí otvor 13 a do něj se pak vloží ventil nebo šroubem'jako do otvoru 14 v horním hrdle 3.

Takto provedená ocelová láhev 1 se vyrobí následujícím způsobem podle vynálezu:

Vyrobí se metodou zpětného protlačování a protahování. K samotnému tváření dnového hrdla 5 dochází už během prvního kroku - zpětného protlačování tvarovou děrovací hlavou 8 nasazenou na děrovacím tmu. Jak je uvedeno výše, tvarová děrovací hlava 8 má něco větší vnější průměr a matrice 16 o něco větší vnitřní průměr, takže dno láhve je vylisováno v podstatě na konečnou tloušťku, nicméně stěna polotovaru je tlustší než konečná tloušťka láhve.

Pomocí speciálně upravené tvarové děrovací hlavy 8 s dutinou 6 dochází k vtečení materiálu během tvářecího procesu do volné dutiny 6 v tvarové děrovací hlavě 8.

Dalším krokem je proces protahování na upraveném protahovacím tmu 7, kteiý je na čele opatřen tvarovaným čelem 18 s dutinou 6, ale jedná se o jeden kus. To je vidět na obr. 7, kdy pomocí monolitického protahovacího tmu 7 s čelem 18 dojde ke kalibraci geometrie dna 12. Poté dojde k finálnímu dokalibrování rozměrů i u druhého hrdla, jak je vidět na obr. 1 nebo 3.

Následně se vnitřní materiálové zesílení 11 ve dnu 12 ocelové láhve 1 provrtá a vznikne průchozí otvor 13.

Díky takto vyrobené ocelové láhvi se zkrátí celkový rozměr známé dvouhrdlové ocelové láhve zobrazené na obr. 3 a přitom se zachová celý objem, nehledě na to, že technologie tváření z přířezu je podstatně snadnější než technologie přetváření ocelové trubky a zmenší se i zástavbově v rozměrech z hlediska integrity ocelových láhví, sníží se distribuce napětí, nedochází k jakémukoli snížení užitných parametrů, mechanických vlastností apod.

Pro realizaci výroby vysokotlakých bezešvých ocelových láhví podle vynálezu se pouze upraví geometrie čela tvarové děrovací hlavy, kdy se uprostřed čela tvarové děrovací hlavy vytvoří dutina, kam bude moci materiál během procesu zpětného protlačování vtéct. Dalším nástrojem, který je nutno pro výrobu tohoto nového typu láhví upravit, je protahovací tm, na jehož čele je nutno vytvořit tvarovací čelo s podobnou dutinou jako v případě tvarové hlavy z první operace tak, jak je to vidět na obr. 7. Ostatní tvářecí nástroje mohou zůstat bez geometrických změn.

-3CZ 306340 B6

Samotný dokončovací proces tváření již poté probíhá stejně jako v případě výroby klasických bezešvých ocelových láhví, jak je tomu popsáno výše.

Tento typ ocelové láhve se vyznačuje svou unikátností z hlediska rozšíření užitných vlastností ocelových láhví s těmito vnitřními hrdly - zvýšení vodního objemu při zachování celkové délky ocelových láhví i s ventily.

Claims (1)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob výroby bezešvé ocelové láhve, kdy je láhev vyrobena v prvním kroku metodou zpětného protlačování, kdy se nejdříve vyrobí dno pomocí tvarové děrovací hlavy, kdy hlava má větší vnější průměr a matrice větší vnitřní průměr než jsou konečné rozměry a poté se provede protahování monolitickým trnem opatřeným tvarovacím čelem, které má stejný tvar dnové plochy jako tvarová děrovací hlava, vyznačující se t í m , že se na čelním vnějším povrchu (10) tvarové děrovací hlavy (8) vytvoří dutina (6) pro vytvoření vnitřního materiálového zesílení (11) dna (12) ocelové láhve (1) a provede se zpětné protlačování pomocí takto upravené tvarové děrovací hlavy (8), načež se v dalším kroku provede proces protahování na monolitickém protahovacím trnu (7), který je na čele opatřen tvarovacím čelem (18) s dutinou (6), přičemž zbytek ocelové láhve (1) se vyrobí známým způsobem a na závěr se vnitřní materiálové zesílení (11) na dně (12) ocelové láhve (1) provrtá a vytvoří se průchozí dnové hrdlo (5).