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Verfahren zum Nachpressen von Formteilen Die Erfindung betrifft ein
Verfahren zum Nachpressen von Formteilen unter Verwendung einer mit einem Druckmedium
arbeitenden Presse.
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Formteile, besonders solche, die eine größere Längserstreckung besitzen
oder die wendelförmig oder spiralig gebogen sind, sowie z,B.
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solche, die aus einem mit irgendeiner Masse gefüllten Staiamantoi
bestehen,
neigen beim isostatischen Pressen zu unerwünschten Veränderungen
ihrer Grundform, d.h. es werden durch den Preßdruck keine maßstabsgetreuen Verkleinerungen,
sondern auf innere Spannungen zurtlckzuftihrende, unkontrollierbare Verzerrungen
erzielt. Wenn z. B. bei einem längsgestreckten Formteil die Formänderungen an einer
Biege stelle zwischen den Schenkeln oftmals auch nur einige wenige Grad oder darunter
betragen, so können doch - eine entsprechende Länge des gesamten Formteiles vorausgesetzt
- sich die Abstände der Schenkelenden um mehrere Millimeter verändern. Dies ist
jedoch jUr viele Anwendungszwecke nicht tragbar. So ist z. B. bei haarnadelförmig
gebogenen Rohrheizicörpern die Formänderung darauf zurückzuführen, daß während der
Biegung das in ein Stahlrohr eingepreßte Isoliermaterial an der Äußenfaser der Biegestelle
aufgelockert oder wenigstens der Verdichtungsgrad des Isoliermaterials herabgesetzt
wird, während der Verdichtungsgrad an der Innenfaser gLeichbleibt oder sogar noch
etwas verbessert wird. Beim isostatischen Nachpressen wird sodann die Außenfaser
des Isoliermaterials nach-verdichtet, wobei es g @@chzeitig zur Stauchung des Rohrmantels
an dessen Außenfaser kommt. Darauf ist dann die Formänderung zurückzuführen. Die
Enden der Rohrheizkörperschenkel milssen jedoch einen genau gleichbleibenden bstand
besitzen, da sie in einer Anschlußflanschplatte oder in einer ähnlichen Befestigungseinrichtung
gefaßt werden müssen.
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Man kann nun diese Verforniung der Formteile beim isostatischen Nachformen
dadurch verhindern, daß man die Enden der Formteile, beispielsweise durch je eine
Klemme oder Spange fixiert. Abgesehen davon, daß dies umständlich ist, verhindert
dies nicht, daß sich dann das Formteil an irgendeiner anderen Stelle verformt. Inebeemdere
wenn komplizierte Biegeformen, z.B. spiralige Formen, vorliegen, ist es bisher unmöglich,
das Formteil so zu fixieren, daß es beim isostatischen Pressen nicht an irgendeiner
Stelle zu Verformungen kommt.
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Der vorliegenden Erfindung llegtnm die Aufgabe zugrunde, die Verformung
von Formteilen beim isostatischen Preises auf einfache Art und Weise zu verhindern.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung bestebt dabei darin, daß ein'e größere
Anzahl der Formteile in in einen Behälter eingeschlichtet wird, daß während oder
nach dem Einschlichten ein körniges, rieselfähiges Material in die zwischen den
Formteilen verbleibenden Zwischenräume eingefüllt wird, ferner daß die Oberflichen
der durch das körnige Material in ihrer Lage fixierten Formteile dem Druckmedium
ausgesetzt werden.
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Gemaß einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung
wird während oder nach dem EinfUllen des körnigen Materials der Behälter Vibrationsschwingungen
ausgesetzt. Zweckm Lßigerweise wird ein Behälter verwendet, der Öffnungen oder Schlitze
zum Durchlaß des Druckmediums besitzt, deren Durchmesser bzw. Breite kleiner ist
als der Durchmesser des körnigen Materials.
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Als körniges Material können beispielsweise Sand, Magnesit, Stahlkugeln,
kleine Stanzteile oder kurze Drahtabschnitte verwendet werden.
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Die beiliegenden Zeichnungen dienen der weiteren Veranschaulichung
des Verfahrens gemäß der Erfindung.
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Es zeigen: Fig. 1 eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete isostatische
Preßeinrichtung vor dem endgtiltigen Verschließen derselben; Fig. 2 schaubildlich
eine Einrichtung zum Einfüllen eines körnigen Materials und zum Vibrieren desselben.
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Eine zylindrische Kammer 1 hat eine Bandeisenbewehrung 2, welche hohe
Drücke in radialer Richtung aufnehmen kann. Die Kammer 1 und die Bewehrung 2 sind
mit einer Aufhängung 3 an einer Wand befestigt.
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Die Kammer 1 nimmt einen Behälter 4 auf. Sie ist unter Zwischenlage
eines Dichtungsringes 5 mittels eines Verschlußdeckels 6 verschließbar.
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Die untere Seite la der Kammer 1 und dieOere Seite 6a des Deckels
8 sind eben und vorzugsweise plan bearbeitet.
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Zur Sicherung des Verschlußdeckels 6 dient ein Rahmen 7, welcher mit
den Flächen 8a und la zusammenarbeitende Flächen 8 und 9 besitzt und welcher mit
einer Bandeisenbewehrung 10 versehen ist, die starke Drücke aufnehmen kann. Der
Rahmen 7 und die Bandeisenbewehrung 10 bilden einen Wagen mit Rädern 11, welche
auf Schienen 12 laufen. Zum Verschließen der Presse wird der Wagen im Sinne des
Pfeiles in' Fig. 1 nach links verschoben, so daß er die Kammer 1 mit dem Verschlußdeckel
6 umgibt.
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Durch die Bandeiseebewehrung 2 und die Wandungen der Kammer 1 hindurch
sind Leitungen 13 und 14 geführt, welche durch Hähne 15 imd 18 geöffnet oder verschlossen
werden können. Ein KL oder Schaltmanometer 17 erlaubt die Ablesung des in der Leitung
14 herrschenden
Druckes. Zur Druckerzeugung dient eine an die Leitung
14 angeschlossene Hochdruckpumpe 18. Die Leitung 13 dient als Rücklaufleitung und
fUhrt zu einem Öl sumpf.
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Zur Füllung und Vibration des Behälters 4 dient ein Tisch 20, auf
welchem ein mit einer Unwucht versehener Elektromotor 21 angeordnet ist. Der 123ch
20 ist durch Federn 22 abgestützt, so daß bei laufendem Elektromotr 21 derselbe
und ein auf ihn gestellter Behälter 4 in Vibration gerL.
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Ein Trichter 23, welcher mit einem rieselfähigen Material 24, z.B.
mit Sand, Magnesit, Stahlkugeln, mit kleinen Stanzteilen oder mit kurzen Drahtabschnitten
gefüllt ist, besitzt eine Klappe 25, welche mittels eines Handhebels 26 geöffnet
werden kann. Der Trichter 23 lE auf Schienen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung wird nun mittels der dargestellten
Vorrichtung wie folgt durchgeführt: Ein leerer Behälter 4 wird mittels eines nicht
dargestellten Kranes auf dem Rütteltisch 20 abgestellt. Nunmehr werden die zu behandelnden
Formteile in den Behälter 4 eingeschlichtet. Je nach Form und Größe der Formteile
wird nach Schlichtung einer oder mehrerer Lagen der
Trichter 23
auf Schienen 27 bis über die Öffnung des Behälters 4 verfahren. Durch einen der
Klappe 25 und durch Hin- und Herfahren des Trichters 23 wird dann eine gleichmäßige
Lage körniges Material 24 auf die eingesebllchteten Formteile geschüttet. Durch
die von dem Elektromotor 21 erzeugten Vibrationen werden die Körner des Materials
24 so in die Zwischenräume zwischen den Formteilen eingerüttelt, daß die Formteile
irgendwelche Lagea- und Formveränderungen nur gegen den Reibungswiderstand der aufeinanderliegenden
Materialkörner durchführen können.
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Die Korngröße des Materials wird so gewählt, daß einerseits ein Großteil
der Zwischenräume ausgefüllt wird, daß jedoch andererseits noch genug Raum verbleibt,
durch welchen das Druckmedium hindurchströmen kann.
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Wenn der Behälter4/auf diese Weise gefüllt ist, wird er bei abgehobenem
Deckel 6 mittels eines nicht dargestellten Kranes in die Kammer 1 eingesetzt. Der
Deckel 6 wird aufgelegt und durch Verschieben des Rahmens gesichert. Anschließend
werden die Hähne 16 und 16 geöffnet, so daß das Druckmediwn in die Kammer 1 hineinfließt.
Wenn die gesamte Luft verdrängt ist, dann fließt Öl über die Rücklaufleitung 13
in den Ölsumpf zurück; daraufhin wird der Hahn 16 geschlossen. Die Kammer 1 kommt
nun unter Druck, wobei ßIr das Vorverdichten der Formteile Drücke im
Bereich
von etwa 100 kg/cm² und für das Nachverdichten Drücke im Bereich von 3.000 bis 8.000
kg/cm² Anwendung finden.
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Die Praxis zeigte nun überraschenderweise, daß DrUcke in der zuletzt
genannten Höhe zwar die erwünschte Durchmesserverringerung und Verdichtung der Formteile
bewirken, jedoch auf der anderen Seite keine Spannungen in dem Formkörper erzeugen,
die groß genug wären, den Reibungswiderstand des zwischen den Formteilen liegenden,
relativ grobkörnigen Materials zu überwinden. Es wird also mit anderen Worten eine
maßstabsgetreue Verkleinerung der Formteile in zwei Dimensionen, d.h. im allgemeinen
eine Durchmesserverringernng bei rolirförmigen Rohrteilen, oder auch je nach der
Gestaltung des Formkörpers in drei Dimensionen erreicht, ohne daß eine Verformung
oder Verzerrung auftritt. Dieses Ergebnis ist jedoch sehr überraschend, zumal es
auf relativ einfache Art und Weise erreicht wird.
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Ein besonderer Vorteil liegt noch darin, daß die sonst unvermeidbaren
Zwischenräume durch das körnige Material 24 bis auf einen Bruchteil ausgefüllt werden.
Es muß dementsprechend nicht mehr das gesamte Zwischenraumvoiumen, sondern nur mehr
dieser Bruchteil mit Öi gefüllt werden. Dies bedeutet jedoch; daß die Kammer 1 relativ
rasch unter Druck kommt, so daß entsprechende Zeiteinsparungen erzielt werden.
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Wenn der gewünschte Druck in der Kammer 1 erreicht ist, wird der Absperrhahn
15 geschlossen und der Hahn 16 geöffnet. Danach wird der Rahmen 7 zurückgezogen
und der Deckel 6 abgehoben. Der Behälter 4 wird mittels eines Kranes aus der Kammer
1 abgehoben und zur Entleerung auf eieem Podest abgestellt, wie dies in Fig. 1 ersichtlich
ist, wo ein bereits fertig bebanslelter Behhlter 19 auf seine ntleerung wartet.
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Es ist verständlich, daß Löcher oder Schlitze in dem Behälter 4, welche
dem Zustrom der Druckflüssigkeit dienen, einen Durchmesser oder eine Breite haben
müssen, die kleiner ist, wie der Korndurchmesser des Materials 24, damit dieses
nicht herausfallen kann.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung eignet sich besonders für Rohrheizkörper.
Es ist jedoch allgemein für alle isostatisch zu preasenden Gegenstände, die während
des isostatischen Pressens eine unerwünschte Formveränderung erleiden, geeignet.