DE1777207A1

DE1777207A1 - Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstuecken,insbesondere aus Blech,mit Hilfe von Schockwirkungsmitteln

Info

Publication number: DE1777207A1
Application number: DE19681777207
Authority: DE
Inventors: Heinrich Prof Dr-Ing Hertel; Dietrich Dr-Ing Ruppin
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1968-09-25
Filing date: 1968-09-25
Publication date: 1971-04-01
Also published as: SE364887B; GB1247309A; JPS5111072B1; US3643481A; DE1777207C3; DE1777207B2

Description

Prof. Dr.-Ing. Heinrich Hertel

1 Berlin 19, Tannenbergallee 36 Berlin, den 1 8.9.1 968

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Patentanmeldung

Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstücken, insbesondere aus Blech, mit Hilfe von Schockwirkungsmitteln

(Zusatz zu Patent 1 259 825)

Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterentwicklung der Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werkstücken, insbesondere aus Blech, mit Hilfe von Schockwirkungsmitteln nach Patent 1 259 825, welche aus Bauelementen besteht, die einen geschlossenen Druckraum bilden, wobei mindestens ein Bauelement von dem anderen wegbeweglich ist. Durch den sich beim Eintreten der Schockwirkung gegen die Massenträgheitskräfte unter Offnen des Druckraums und Abbau der Druckspitze ausbildenden Druck wird dem Werkstück die gewünschte Form gegeben.

Bei der Vorrichtung nach dem Hauptpatent sind als Mittel zum Geschlossenhalten des Druckraums bis zum Erreichen des Formgebungsdrucks überwiegend die Trägheitskräfte dei beweglichen Bauelemente durch entsprechend große Bemessung der Massen herangezogen.

Wird bei derartigen Vorrichtungen als Schockwirkungsrnittel Schießpulver , beispielsweise in Form von Putionen benutzt, so muli die Munition Bedingungen erfüllen, die iicfi /on denen unterscheiden, «lie /.B. in Schußwaffen gefordert werden, und zwar i'jt beim Anmeldunysyegenstmid vor allem der kurzzeitige Aufbau eines möglichst liolien jpit/endiuf ks für <)i(· FunPtion dei fr<igheitsverriegelung wichtig. Bei Schuß-.v ι j f f β j 11 ist iJdgeyen ein»? lieioi t icje [)m< kspit/e unerwünscht, da diese dun Lauf uii-,' it ι ι I if κ Ii I >e I o-,ItJi

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Darüber hinaus grenzt bei den erfindungsgemäßen Vorrichtungen die Patrone an das vorzugsweise flüssige Druckübertragungsmedium, wodurch sich die Schwierigkeit ergibt, eine restlose Pulververbrennung zu erhalten, da die Druckübertragungsflüssigkeit u.U. die Entflammung eines Teiles der Ladung verhindert. Bei Schußwaffen steht für die Verbrennung des Pulvers dagegen die gesamte Zeit zur Verfugung, während der sich das Geschoß im Lauf bewegt.

Die Druckentwicklungszeit kann grundsätzlich durch die Korngröße des Pulvers und die Form der einzelnen Körner beeinflußt werden. Bei hinreichend feiner Körnung und degressiv brennendem Pulver (Kugelkorn) ist der notwendige steile Druckanstieg in jedem Falle zu erreichen.

Bei derartig laborierter Munition wird jedoch das Patronenlager, besonders bei größeren Ladungsmengen von mehr als 10 g, höher belastet, als es technisch vertretbar ist, und zwar mit mehr als 1 0 000 at. Darüber hinaus hat sich gezeigt, daß so laborierte Ladungen trotzdem nicht restlos verbrennen. Diese unvollständige Pulververbrennung führt einmal zu unterschiedlichen Arbeitsergebnissen und ist zum anderen ein Sicherheitsrisiko, da sich das unverbrannte Pulver irgendwo in der Maschine ablagern kann und nach dem Trocknen wieder zündfähig ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, die erwähnten Nachteile zu vermeiden. Die Erfindung besteht darin, daß bei Verwendung von Schießpulver als Schockwirkungsmittel dieses, nämlich das Schießpulver, zusammen mit einer Dämmasse in einer nach dem Druckraum hin offenen Kammer angeordnet ist. Dabei kann die Kammer nur zum Teil mit dem Schießpulver und der Dämmasse angefüllt sein, so daß ein Teil der Kammer als Expansionsraum zur Verfügung steht.

Wesentlich für die Erfindung ist die Kombination einer Expansionskammer mit einer Dämmasse in oder vor der Patrone. Bei der Bewegung der Dämmasse in der Expansionskammer entsteht vor der Patrone der zur vollständigen Pulververbrennung benötigte Verbrennungsraum. Die lohiförniiije Ausbildung der Exixinsionskammer bewirkt dabei, daß die Dtimmasse /usamnieiKjt.iuilhMi wiul υικί il>ie FrennKinktion zwischen dem -ScnielipuliuMern L>niLki.tl>tHhiu}iiii<)>,Mim)iiiiii tür tlie Ihiut;) ihrer Bewegung in der Expansions-

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kammer beibehält. Dadurch kann sowohl gröberes Pulver verwendet als auch die Belastung des Patronenlagers herabgesetzt werden. DarUber hinaus erreicht man mit Sicherheit restlose Pulververbrennung und somit gleichmäßige Arbeitsergebnisse.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Anordnung ist weitgehend unabhängig von dem Werkstoff der Dämmasse. Das ermöglicht es, Werkstoffe zu verwenden, die beim Eintritt in den Druckraum in kleine Bestandteile zerlegt werden und das Werkstück
nicht beschädigen, wie z.B.Filz, Pappe, unvulkanisierter Kautschuk u.a.

Die Erfindung wird an Hand von schematischen Skizzen näher erläutert. Der folgenden Beschreibung und den Figuren sind weitere Einzelheiten insbesondere aber auch noch weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung zu entnehmen.

Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch den Arbeitsteil einer trägheitsverriegelten Presse mit einer erfindungsgemäßen Patronenanordnung. Fig. 2 bis 5 zeigen in Schnittdarstellung weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Patronenanordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte trägheitsverriegelte Presse besteht im Prinzip aus der Obermasse und der Untermasse 5. Auf der Untermasse 5 befindet sich das Gesenk 9 mit dem Werkstück 1 0 und dem Dichtungsmittel 11 .

Der Gesenkhohlraum 13 kann über die Vakuumleitung 12 in üblicher Weise evakuiert werden.

Obermasse 4 und Untermasse 5 bilden den mit der Druckübertragungsflüssigkeit 8 gefüllten trägheitsverriegelten Druckraum.

Die zur Trägheitsverriegelung notwendige Relativbewegung der Bauteile 4 und 5 wird durch die Stangenführung 7 ermöglicht.

Die Obermasse 4 enthält die Patrone 1, die Zündauslösung 6, die erfindungsgemäße Dämmasse 2 und die erfindungsgemäße Expansionskammer 3.

Die Expansionskammer 3 in Fig. 1 hat einen kleineren Durchmesser als die Patrone 1 . Dadurch wird einerseits das Einbringen der Dämmasse 2 erleichtert, andererseits unter-

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stutzt die Durchmesser-Verringerung die Wirkung der Dämmasse dadurch, daß nach dem Zünden der Patrone die Dämmasse mit erhöhter Reibung durch die Expansionskammer 3 gepreßt wird, wodurch sich die Dämmwirkung erhöht.

Beim Austritt der Dämmasse 2 aus der Expansionskammer 3 bildet sich im Druckraum, der zur Formgebung des Werkstückes 10 benötigte Arbeitsdruck aus, wobei als Mittel zum Geschlossenhalten des Druckraumes überwiegend die Trägheitskräfte der Bauelemente 4 und 5 herangezogen werden.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßen Patronenanordnung ist folgende:

Die Dämmasse 2 wird nach dem Zünden der Patrone durch die Expansionskammer 3 getrieben. Die rohrförmige Ausbildung dieser Expansionskammer 3 bewirkt in Verbindung mit Reibungs- und Massenkräften, daß sich die Dämmasse 2 in der Expansionskammer nicht zerlegt, sondern sich als geschlossener Pfropfen bis zur Austrittsöffnung bewegt. Das ist selbst dann der Fall, wenn die Dämmasse aus einem Werkstoff geringer Festigkeit besteht.

Die pfropfenförmige Dämmasse verhindert während ihrer Bewegung in der Expansionskammer den Übertritt noch nicht entflammter Pulverkörner in die Druckübertragungsflüssigkeit 8. Damit wird die vollständige Durchzündung der Ladung der Patrone 1 gewährleistet. Gleichzeitig steht die Zeit, in der sich die Dämmasse in der Expansionskammer bewegt, für den Aufbau des Spitzendruckes zur Verfugung. Dadurch wird es ermöglicht, auch grober gekörntes Pulver mit längerer Abbrandzeit zu verwenden.

Der für die Arbeitsweise der Vorrichtung benötigte steile Druckanstieg in der Druck-Ubertragungsflüssigkeit 8 entsteht unabhängig von der Art des Druckaufbaus in der Expansionskammer beim Austritt der Dämmasse 2 aus der Expansionskammer 3.

Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Patronenanordnung. Die Expansionskammer 3' ist bei Fig. 2, im Gegensatz zur Ausführungsform bei Fig. 1, derart konisch ausgebildet, daß die Dämmasse 2 im Verlauf ihrer Bewegung ständig im Durchmesser verringert wird. Dadurch wird einerseits die Reibungswirkung erhöht und andererseits die Zerlegung der Dämmasse 2 beim Austritt in den Druckraum begünstigt.

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Eine derartige Zerlegung ist in erfindungsgemäßen Vorrichtungen erwünscht, um eine Beschädigung des Werkstückes zu vermeiden.

Bei dem Beispiel in Fig. 3 ist die Expansionskammer zylindrisch ausgebildet und hat gleichen Durchmesser wie die Patrone, Eine derartige Anordnung ist zwar fertigungstechnisch die einfachste Lösung, setzt aber voraus, daß die Dämmasse 2 in Werkstoff und Geometrie so beschaffen ist, daß sie sich mit der erforderlichen Reibung in der Expansionskammer 3 bewegt.

D ie Anordnung gernäß der F ig . 4 entspricht im Prinzip der Anordnung bei der F ig . I, jedoch ist cJie Dfimmasse 2' Bestandteil der Patrone 1 ' .

Fig. 5 zeigt eine Patrone 1'' mit konischer Kartusche. Die Expansionskammer wird von dem nicht durch die Ladung 14 ausgefüllten Kartuschenraum gebildet. Sie ist mit der Ddmmasse 2'' ausgefüllt. Die Wirkungsweise dieser Anordnung entspricht der Wirkungsweise der Anordnung in der Fig. 2.

Die Größe dei Fxpnnsionskummer und auch das Volumen der Expansionskammer können in verhältnismäßig weiten Grenzen variiert werden. Es hat sich gezeigt, cJaß günstige Vei hültnisse vorliegen, wenn Expunsionskammer- und Ladungsvolumen etwa größenoidnunysmäßig gleich sind.

Bei /u großem Volumen der fixpansionskammer wird der gewünschte hohe Arbeitsdruck in der Vorrichtung nicht mehr erreicht. Bei zu kleinem Volumen der Expansionskammer wild die gewünschte /olKt'indirje Pulververbrennung nicfit erreicht.

Ladungsmenge, Patronenform, Alt der Zündung, Art, Geometrie und Größe der Pulverkernel sowie die GioiW; im Ünminrisse und die AusfUhrungsfoim der Expc:.')sionskammer ',im! F iriHuljpdifjmerer sowohl füi (Jen AuHkiu des Arbeitsdruckes als auch für die Bedes P(Jhonenlirjeis .

[ ii. i.>ev>n<Juier /oiteil ist es duliui, ilnli dwn.li die Erfindung eine Vielfalt von Gestalt nielli jjli ΙιΙ·(;ιΐ'!π (in fin· Ait dm AAjnitioii ijeschulfen wild. Dnduich iit e"> iiuHjlioli,

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aus einer Reihe arbeitstechnisch gleichwertiger Lösungen die bezUglich der Wirtschaft lichkeit und Handhabung günstigste auszuwählen. Da die Munition ein wesentlicher Faktor bei den Betriebskosten der erfindungsgemäßen Vorrichtungen ist, kommt diesem

Umstand große Bedeutung zu. .

Die in den Fig. 1 bis 5 erläuterten Beispiele können weitgehend untereinander kornbiniert werden.

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Claims

Patentansprüche

. Vorrichtung zur Hochleistungsumformung von Werbtücken, insbesondere aus Blech, mit Hilfe von Schockwirkungsmitteln in einem geschlossenen Druckraum aus Bauelementen, von denen mindestens eins von den anderen wegbeweglich ist, durch den sich ausbildenden zur Formgebung herangezogenen Druck gegen die Massenträgheitskräfte unter Öffnen des Druckraumes und Abbau der Druckspitze, wobei als Mittel zum Geschlossenhalten des Druckraumes bis zum Erreichen des Formgebungsdruckes Überwiegend die Trägheitskröfte der beweglichen Bauelemente durch entsprechend große Bemessung der Massen der Bauelemente herangezogen sind, nach Patent 1.259.852, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von Schießpulver als Schockwirkungsmittel vor dem die Schießpulverladung enthaltenden Materialraum eine zum Druckraum (8) hin offene Expansionskammer (3) angeordnet ist, die eine Dämmasse (2) enthält (Fig. 1).
2. Vorrichtung nachdem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kammer in einen Materialraum und einen Ex pans ions raum unterteilt ist und daß der Expansionsraum der Kammer (3) einen kleineren Durchmesser als der Materialraum zur Aufnahme des Schießpulvers und der Dämmasse (2) hat (Fig. 1).
3. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Expansionsraum (3') konisch ausgebildet ist und daß er am Materialraum den größeren und an der Stelle seiner Öffnung zum Druckraum (8) seinen kleinsten Durchmesser hat (Fig. 2).
4. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Expansionsraum zylindrisch ausgebildet ist und den gleichen Durchmesser wie der Materia I raum hat (Fig. 3).
5. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmmasse (2) und das Schießpulver (14) in einer gemeinsamen Hülse, z.B. in einer Patrone, untergebracht sind (Fig. 4).

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6. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Schießpulver (14) und die Dömmasse (2') in einer gemeinsamen konischen Hülse untergebracht sind, und daß die Dämmasse (2') die Expansionskammer vollständig ausfüllt (Fig. 5).
7. Vorrichtung nach dem Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmmasse aus Werkstoffen besteht, die beim Eintritt in den Druckraum in kleine Bestandteile zerlegt werden.
8. Vorrichtung nach den Patentansprüchen 1 und 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Dämmasse aus Filz, Pappe unvulkanisiertem Kautschuk u.a. besteht.

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L e e r s e i t e