DE1924064A1

DE1924064A1 - Device for the explosion deformation of metallic materials

Info

Publication number: DE1924064A1
Application number: DE19691924064
Authority: DE
Inventors: Schwarz Dipl-Ing Ludwig
Original assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Current assignee: Gebrueder Boehler and Co AG
Priority date: 1968-05-17
Filing date: 1969-05-12
Publication date: 1969-12-11
Also published as: US3600921A; BE733087A; CH504911A; FR2008749A1; GB1202508A; AT299664B

Description

Ma 1355 7.5.1969Ma 1355 7.5.1969

Gebr. Böhler & Co. Aktiengesellschaft, WienGebr. Böhler & Co. Aktiengesellschaft, Vienna

Vorrichtung zur Explosionsverformung metallischer WerkstoffeDevice for the explosion deformation of metallic materials

Bei dem als "Explosionsverformung" bekannten Verfahren erfolgt die Verformung metallischer Werkstoffe bekanntlich durch Druck- oder Stoßwellen, welche durch das Abdetonieren von Sprengladungen erzeugt werden. Als Medium zur Energieübertragung dient hierbei in der Regel-Wasser. Ein bei der Anwendung dieses Verfahrens auftretendes Problem ist der Schutz gegen die zerstörende Wirkung der Explosionswellen auf den Boden des Wasserbeckens,-in welchem die Sprengung erfolgt. Es sind bereits Vorschläge bekannt geworden, wonach luftgefüllte Gummischläuche zur Dämpfung der Stoßwellen verwendet werden. So wurde z.B. vorgeschlagen, die als "Amboß" bezeichnete Bodenplatte, auf welcher der zu verformende Gegenstand aufliegt, auf eine Anzahl nebeneinanderliegender Gummischläuche zu legen. Diese Maßnahme hat sich jedoch als unbefriedigend erwiesen, vor allem deswegen, weil die Gummiwände der Schläuche selber starken Beanspruchungen durch den stoßartigen Explosionsdurck unterliegen. * · ^; . , . .,In the process known as "explosion deformation", metallic materials are known to be deformed by pressure waves or shock waves which are generated by detonating explosive charges. As a rule, water is used as the medium for energy transfer. A problem that arises when using this method is the protection against the destructive effect of the explosion waves on the bottom of the water basin in which the blasting takes place. Proposals have already become known according to which air-filled rubber hoses are used to dampen the shock waves. For example, it has been proposed that the "anvil" designated base plate, on which the object to be deformed rests, be placed on a number of rubber hoses lying next to one another. However, this measure has proven to be unsatisfactory, mainly because the rubber walls of the hoses themselves are subject to heavy loads from the shock-like explosion pressure. * · ^; . ,. .,

Die vorliegende Erfindung zeigt nun einen Weg, die bei der Explosionsverformung auftretenden Stoßwellen praktisch ohne Zuhilfenahme von verschleißanfälligen Substanzen zu dämpfen. Als dämpfendes Medium wird Wasser verwendet, wobei von der physikalischen Erscheinung der sogenannten progressiven Dämpfung Gebrauch gemacht wird. Diese beruht auf der Trägheit einer zwischen zwei parallelen Flächen komprimierten Wassersähicht bei seitlicher Ausweichmöglichkeit des komprimierten Mediums. Hierbei zeigt es sich, daß der Widerstand gegen eine weitereThe present invention now shows one way that in the shock waves occurring due to the deformation of the explosion practically without the aid of substances susceptible to wear. Water is used as the damping medium, whereby the physical phenomenon is called progressive damping Use is made. This is based on the inertia of a layer of water compressed between two parallel surfaces if the compressed medium has the option to avoid it laterally. This shows that the resistance to a further

90 985 0/076?90 985 0/076?

BAD ORIGINALBATH ORIGINAL

gegenseitige Annäherung der parallelen Platten umso größer wird, ;fe größer die bereits erfolgte Annäherung ist. Im Falle der Explosionsverformung äußert sich diese Erscheinung darin, daß beispielsweise ein federnd aufliegender Amboß, zwischen dem und einer Bodenplatte sich ein Wasserpolster mit seitlicher Ausweichmöglichkeit befindet, durch den Explosionsdruck zuerst' rasch nach unten gedrückt wird. Durch die gegenseitige Annäherung zwischen Amboß und Bodenplatte nimmt der Widerstand gegen eine weitere Annäherung progressiv zu, wobei auch der Anteil an verbrauchter kinetischer Energie progressiv wächst, so daß der Amboß entweder überhaupt nicht oder mit nur geringer '"Wucht auf die Bodenplatte aufschlägt. Die dämpgende Wirkung ist hierbei umso größer, je größer die druckerzeugenden Flächen sind. Die Dämpfungswirkung nimmt umso stärker ab, je mehr die einander zugekehrten Flächen von Amboß und Bodenplatte von der Parallelität abweichen, wobei es jedoch nicht erforderlich ist, daß sie parallel sind. Um die seitlichen Druckkomponenten möglichst klein zu halten, sollten die Seitenwände des ¥asserbeckens gegenüber der Bodenplatte einen nicht zu großen Neigungswinkel aufweisen. Im allgemeinen kann jedoch das Problem des Schutzes der Seitenwände dadurch als gelöst betrachtet werden, daß zwischen der Detonationsstelle und den Seitenwänden des Sprengbeckens ein luftblasenschleier erzeugt wird. Der Schutz für den Boden des Y/asserbeckens konnte hingegen bisher als nur unzureichend gelöst betrachtet werden und ist aber weitgehend" gewährleistet, wenn für die Durchführung der Explosionsverformung eine· Vorrichtung gemäß der vorliegenden Anmeldung verwendet wird* . .--;,-. ■■-■:;>■ : . The mutual approach of the parallel plates becomes greater, the greater the approach that has already taken place. In the case of explosion deformation, this phenomenon manifests itself in the fact that For example, a resilient anvil, between which and a base plate is a water cushion with a lateral There is an alternative, through the explosion pressure first ' is pushed down quickly. The mutual approach between the anvil and the base plate increases the resistance a further approximation progressively, with the proportion of kinetic energy consumed also increasing progressively, so that the anvil either does not strike the base plate at all or with only a slight '' force. The dampening effect is here the larger, the larger the pressure-generating areas are. The damping effect decreases, the more the facing surfaces of the anvil and base plate are more parallel differ, but it is not necessary that they be parallel. To the side pressure components as possible To keep it small, the side walls of the water basin should not incline too much in relation to the base plate exhibit. In general, however, the problem of protecting the side walls can be considered to be solved by placing between the detonation site and the side walls of the blasting basin a veil of air bubbles is created. The protection for the bottom of the Yasser basin, however, has so far been found to be insufficient can be considered solved and is largely "guaranteed if for the implementation of the explosion deformation a · device according to the present application is used *. .--;, -. ■■ - ■:;> ■:.

Die Patentzeichnung zeigt eine Ausführungsform der Er- "-findung, wie sie beispielsweise für die Aufweitung metallischer Hohlzylinder Verwendung findet. Der zu verformende Hohlzylinder 1 ruht auf dem Amboß 2, welcher so geführt ist, daß er nur eine Bewegung in Richtung senkrecht zur Grundplatte durchführen kann. Die gerade'Führung des Ambosses ist wesentlich, da, wenn er kippen kann, die dämpfende Wirkung stark herabgesetzt ist. 3-sind zylindrische Bohrungen in der Bodenplatte 5 sind an der Unterseite des Ambosses befestigte Kolben, welcheThe patent drawing shows an embodiment of the invention as it is used, for example, for expanding metallic hollow cylinders. The hollow cylinder 1 to be deformed rests on the anvil 2, which is guided in such a way that it only performs one movement in the direction perpendicular to the base plate The straight guidance of the anvil is essential because, if it can tilt, the damping effect is greatly reduced

909850/0767 , .909850/0767,.

in den Zylindern 3 gleiten, um eine gerade Führung des Ambosses zu gewährleisten« Der Amboß ruht auf Federn 6, welche jedoch nicht, wie im Fall der Patentzeichnung, notwendigerweise die Kolben umgeben müssen. Um den Amboß vor der Sprengung in einer Entfernung von der Grundplatte zu halten, ist es z.B* auch möglich, ihn durch eine zentrale Mittelfeder oder durch einen Federnkranz am Umfang zu stützen.slide in the cylinders 3 to guide the anvil straight to ensure «The anvil rests on springs 6, which however not, as in the case of the patent drawing, necessarily the Must surround piston. In order to keep the anvil at a distance from the base plate before blasting, it is e.g. * also possible, to support it by a central central spring or by a ring of springs on the circumference.

Auch zur Gewährleistung-der geraden Führung des Ambosses gibt es die verschiedensten Möglichkeiten, z.B. die Anbringung von Führungsstäben an der Bodenplatte, welche durch entsprechende Bohrungen im Amboß reichen, so daß dieser an ihnen in Richtung senkrecht zur Bodenplatte gleiten kann.Also to ensure the straight guidance of the anvil there are various possibilities, e.g. the attachment of guide rods on the base plate, which extend through corresponding holes in the anvil, so that this on them in the direction can slide perpendicular to the base plate.

Die gesamte Anordnung befindet sich in einer mit Wasser 7 gefüllten Wanne 8, welche mit einer Überlaufvorrichtung 9 versehen ist. 10 ist die Vorrichtung zur Erzeugung des schon erwähnten Luftblasenschleiers. Der Sprengstoff wird in diesem Fall im Innern des Hohlzylinders zur Detonation gebracht. Die zwischein dem Amboß 2 und der Bodenplatte 4 befindliche Wasserschicht übt eine so wirksame progressive Dämpfung aus, daß auch nach oftmals wiederholtem Sprengvorgang keinerlei Beschädigung der beschriebenen Vorrichtung zu beobachten war.The entire arrangement is in one with water 7 filled tub 8, which is provided with an overflow device 9 is. 10 is the device for producing the air bubble curtain already mentioned. The explosives are in this Detonated case inside the hollow cylinder. The water layer located between the anvil 2 and the base plate 4 Exercises such an effective progressive damping that even after repeated blasting process no damage whatsoever the device described was observed.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform besteht darin, an der dem Amboß zugekehrten Seite der Bodenplatte unter Gewährleistung der Eintauchmöglichkeit des Ambosses und der c-eitlichen-Ausweichmöglichkeit-.des »'asserg eine seitliche geschlossene Begrenzungsfläche vorzusehen, deren Symmetrieachse vorzugsweise mit der Symmetrieachse des Araboßmantels züsammenMlt* Falls der Ambcß zylindrisch ist, würde er somit in einen mit der Bo*-Another preferred embodiment consists in ensuring on the side of the base plate facing the anvil the possibility of immersion of the anvil and the c-lateral-alternative-.des »'Asserg a side closed Provide boundary surface, the axis of symmetry of which preferably coincides with the axis of symmetry of the araboss mantle * case the anvil is cylindrical, it would thus be

denplatte verbundenen .w,assergefüllten Hohlsylinder eintauchen, dessen Innendurchmesser größer ist als der Durchmesser des Ambosses. Hierdurch wird dem seitlich ausweichenden Wasser an der Wand der Begren^un^sfläche eine Ei chtunfcs änderung nach oben auf«' gezwungen, was cu einer Verstärkung der Dämpfungswirkung führt.immerse the water-filled hollow cylinder connected to the plate, the inside diameter of which is greater than the diameter of the anvil. As a result, the laterally evasive water on the Wall of the boundary area a real change upwards to "' forced, which leads to a strengthening of the damping effect.

Weiters ϊετ es möglich, den Anboß samt dem zu verfemenden ',Verkr-i-'-ol; er.tweder allseitig" nit '.Yasser su usireben oder dasFurthermore, it ϊετ possible to Anboß together with the to verfemenden ', Verkr-i -'- ol; er. either on all sides "nit '. Yasser su usireben or that

909850/0767 BADORiGtNAL909850/0767 BADORiGtNAL

Sprengbecken nur bis zur Höhe des Amboß zu füllen, so daß sich das zu verformende Werkstück nicht unter Wasser befindet.The blasting basin should only be filled to the level of the anvil, so that it is the workpiece to be deformed is not under water.

Um ein Abschleudern des Werkstückes nach oben zu vermeiden, ist es in gewissen Fällen vorteilhaft, eine Haltemaschine für das Werkstück vorzusehen, die es festhält, ohne es an der Verformung zu hindern, wobei die Anordnung für die Dämpfung, bestehend aus Amboß, Bodenplatte und der dazwischen befindlichen Wasserfüllung, einen Bestandteil dieser Haltemaschine bilden kann.In order to prevent the workpiece from being thrown off upwards, it is advantageous in certain cases to use a holding machine to provide for the workpiece that holds it in place without preventing it from deforming, the arrangement for the Damping, consisting of anvil, base plate and the water filling in between, a component of this holding machine can form.

An Stelle von \7asser können selbstverständlich auch andere Flüssigkeiten als Übertragungs- und zugleich Dämpfungsmedium Verwendung finden, doch wird man im allgemeinen dem Wasser schon aus wirtschaftlichen Gründen den Vorzug geben.Instead of \ 7asser you can of course also use Other fluids are used as a transmission and damping medium at the same time, but one will generally use the Give preference to water for economic reasons alone.

BAD ORIGINAL 909S50/Q767-BATH ORIGINAL 909S50 / Q767-

Claims

1924054 Patent to s ρ r ü c h e

1./Device for performing explosive deformations, characterized in that the space between straight anvil and a base plate is filled with a liquid, preferably with water, · wherein a lateral alternative for the liquid is provided is*

2. Device according to claim 1, characterized in that that the facing boundary surfaces of anvil and base plate are parallel.

3. Device according to claims 1 and 2, characterized by an anvil (2) resting on springs (6), on which the V / part to be deformed (1) rests and which by means of pistons (5) attached to the underside of the anvil and cylindrical bores (3) in the base plate (4) is guided so that it can only perform one movement in the direction perpendicular to the base plate (4), whereby the elements (1) to (6) are in a tub (8) filled with water (7) and provided with an overflow (9) is.

4. Device according to claims 1 to 3, characterized in that on the side facing the anvil Base plate while ensuring the possibility of immersion of the anvil and the possibility of lateral evasion of the water lateral closed boundary surface is provided, ■ whose axis of symmetry preferably coincides with the axis of symmetry of the Anvil jacket collapses.

BATH ORIGINAL 909850/076?

5. Device according to claims 1-4, characterized

* indicated that the anvil and the workpiece to be deformed are surrounded on all sides by water.

6. Device according to claims 1-4, characterized in that the blasting basin only up to the height of the The anvil is filled with water.

7. Device according to claims 1-6, characterized by an additional holding machine for the to be deformed Y / piece which prevents it from being thrown off but not from being deformed.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that that the arrangement for the damping, consisting of anvil, base plate and the water filling in between one Forms part of said holding machine.

Gebr. Bö "hler & Co Aktiengesellschaft Patent office

909850/07 6 7