DE2337500B2

DE2337500B2 - Verfahren zum herstellen eines hohlen umdrehungskoerpers

Info

Publication number: DE2337500B2
Application number: DE19732337500
Authority: DE
Inventors: Horst-Lothar 8080 Furstenfeldbruck Tronsberg Walter 8000 München Kreft Holger 8047 Karlsfeld Erfurt
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1973-07-24
Filing date: 1973-07-24
Publication date: 1977-10-27
Also published as: IT1015721B; FR2238544B3; DE2337500A1; US3943867A; FR2238544A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Umdrehungskörpers, der aus einem dünnwandigen Rohr und einem Boden besteht, indem *5 ein schalenförmiger Rohling geschmiedet wird, dieser Rohling durch Drehbearbeitung seines Außenteils einen Rohrdrehteil und durch Drehbearbeitung seines Innenteils einen Bodendrehteil erhält und das Rohr durch Strecken dieses Rohrdrehteils hergestellt wird.

Der genannte Umdrehungskörper dreht sich im allgemeinen nicht um seine Achse, sondern ist hier als ein mittels der Guldinschen Regel konstruierbarer Umdrehungs- bzw. Rotaticns- oder Drehkörper zu verstehen.

Das bekannte Verfahren dieser Art dient der Herstellung eines genannten Umdrehungskörpers, bei dem der Boden kompakt, und zwar achssenkrecht gerade und axial sehr dick ist. Der Rohling ist dort in der Form einer Schale geschmiedet, die aus einem Boden dieser Art als Innenteil und einem Rohr, das etwa so hoch wie die Bodendicke und weitaus dicker als das dünnwandige Rohr des fertigen Umdrehungskörpers ist, als Außenteil, jeweils mit Drehbearbeitungsaufmaßen, besteht. Dieser an die Form des Bodens und eines anschließenden Teils des Rohrs des fertigen Umdrehungskörpers angelehnte bzw. in dieser topfartigen Schalenform geschmiedete Rohling ist also relativ hoch. Auch der aus ihm gedrehte Gesamtdrehteil hat diese topfartige Schalenform. Dabei stellt dessen Bodendrehteil bereits den Boden des fertigen Umdrehungskörpers dar. Zwischen dem Bodendrehteil und dem Rohrdrehteil ist ein derart geformter, dünner Übergang vorhanden, daß beim Strecken des Rohrdrehteils die Gefahr des Abreißens desselben vom Boden besteht (Schweizer Maschinenmarkt, 1969, H. 23, S. 45).

Es ist ferner bekannt, eine Vorform für eine Druckgasflasche durch Warmpressen herzustellen, indem eine dicke, erwärmte Ronde mit einer Presse, auf der eine zylindrische Matrize und ein Sitempel angebracht sind, gelocht und vorgeformt wird, so daß das Bodenstück der Flasche bereits die gewünschte Form erhält, und indem nach erneuter Erwärmung die Form durch eine Reihe hintereinander angeordneter Ringe oder Rollen gestoßen wird, die von Stufe zu Stufe kleiner werden, bis der gewünschte Außendurchmesser der Vorform erreicht ist. Diese Vorform ist noch höher als der genannte bekannte Rohling. Eine auf diese Weise oder durch Tiefziehen oder Drücken hergestellte Vorform kann dann auf die Flaschenlänge gestreckt werden. Zwischen dieser Vorformherstellung und diesem Strecken findet keine Drehbearbeitung der Vorform statt. Der Flaschenboden kann ein schalenförmiger, konvexer Boden sein (Bänder, Bleche, Rohre (970,Nr.l0,S.517).

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das anfangs genannte Schmiede-Dreh-Streck-Verfahren für die Herstellung eines Umdrehungskörpers, der aus dem dünnwandigen Rohr und einem gewölbt schalenförmigen, konvexen, anschließend an das Rohr dünnwandigen Boden besteht, weiterzuentwickeln und dabei unter Schmieden eines möglichst niedrigen Rohlings dann beim Strecken die Reißgefahr zu bannen.

Erfindungsgemäß ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der in der Form des Bodens geschmiedete Rohling bei der Drehbearbeitung seines Innenteils einen weiter außen als der endgültigen Bodenform entsprechend verlaufenden, in der Wanddicke zum Rohrdrehteil hin zunehmenden Bodendrehteil erhält und dieser Bodendrehteil zu einem dünnwandigen Bodenteil gestreckt wird.

Dieser gewölbt schalenförmig geschmiedete Rohling ist niedriger als jeder der beiden genannten bekannten Rohlinge und reicht mit einer Höhe, die zumindest ungefähr gleich der Höhe des gewölbt schalenförmigen, konvexen Bodens ist, für die beiden Drehteile aus, weil der Bodendrehteil aufgrund seines genannten Verlaufs und seiner genannten Wanddickenzunahme sehr niedrig ist. Solch ein niedriger Schmiederohling ist meist leichter herstellbar, zumal dazu noch die Wanddicke des Rohlings bei der vorliegenden Art des Bodens und Art der gedrehten Schale wenigstens einigermaßen gleichmäßig verlaufen und auch relativ klein sein darf. Der aus diesem Rohling hergestellte Gesamtdrehteil mit diesem Bodendrehteil ist gleichermaßen niedrig und außerdem nicht topfartig schalenförmig, sondern gewölbt schalenförmig und ferner recht dünnwandig, und es findet nun auch ein Strecken des Bodendrehteils statt. Beim Strecken ist durch den genannten Bodendrehteil-Verlauf und die genannte Wanddickenzunahme des Bodendrehteils die Gefahr des Reißens bzw. der Bildung von Rissen in der Oberfläche des Bodendrehteils oder des Abreißens desselben gebannt, denn es treten weniger Spannungen beim Strecken auf, da der Bodendrehteil mehr schmiegend gestreckt wird. Auch kann sich an diesen Bodendrehteil der Rohrdrehteil ohne oder fast ohne Umlenkung anschließen, so daß beim Strecken des Rohrdrehteils dort keine Gefahr des Reißens oder Abreißens desselben besteht, zumal dazu noch der Bodendrehteil infolge seiner Wanddickenzunahme mit relativ großer Endwanddicke in den Rohrdrehteil übergeht. Es wird also beim Strecken überall ein guter Werkstofffluß erreicht. Durch die genannten Drehbearbeitungen zwischen der Herstellung des gewölbt schalenförmigen Rohlings und dem Strecken wird ein Gesamtdrehteil geschaffen, dessen Wanddickc bzw. Wanddicken so klein ist bzw. sind, daß er zum genannten Umdrehungskörper streckbar ist, auch wenn er bzw. der Rohling aus hochfestem Stahl bzw. einem anderen hochfesten Werkstoff besteht, z. B. aus einem Stahl, dessen Zugfestigkeit größer ist als etwa 150 kg/mm². Das erfindungsgemäße Verfahren wird also insbesondere bei hochfestem Stahl bzw. Werkstoff angewendet. Ferner wird durch die Erfindung eine große Formgenauigkeii des Bodenteils erreicht. Der Werkstoff- und Herstellungsaufwand und die Anzahl

der Verfahrensschritte sind relativ gering. Boden und Rohr können sehr dünnwandig hergestellt werden, und somit kann ein äußerst leichter Umdrehungskörper hergestellt werden.

Der Bodendrehteil wird mit einer solchen Langs-Schnittfläche und einer Länge herausgedreht, daß sich durch das Strecken die gewünschte Wanddicke und Kurvenlänge des Bodenteils ergeben. Das Strecken des Bodendrehteils wird insbesondere mittels eines Drückbzw. Streckdorns und Drück- bzw. Streckrollen ι ο durchgeführt. Vorteilhafterweise erhält bei der Drehbearbeitung der Bodendrehteil an seinem Anfang einen äußeren Absatz zum Angriff der Drück- bzw. Streckrollen. Dadurch wird erreicht, daß der Werkstoff vom Beginn des Streckens an fließt und die Sicherheit gegen is Reißen bzw. Abreißen noch größer ist. Der Rohrdrehteil wird meist mit einem Rauminhalt herausgedreht, der durch das Strecken eine zur Wanddicke des dünnen Bodenteils zumindest ungefähr gleiche oder doppelt so große Rohrwanddicke ergibt. Der Boden des fertigen Umdrehungskörpers ist vorzugsweise halbkugelförmig, kann aber auch z. B. halbellipsoide oder dergleichen Form haben.

Der Werkstoff des Rohlings ist insbesondere Stahl, kann aber auch ein anderes Metall, z. B. Aluminium, sein. Der Rohling wird insbesondere durch Gesenkschmieden hergestellt. Bei einem genannten Strecken handelt es sich insbesondere um ein Kaltverformen, z. B. bei einem Rohling aus Stahl, um ein Warmverformen, z. B. bei einem Rohling aus Titan.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann der Herstellung eines Behälters, z. B. eines lnnendruckbehälters, dienen. Es kann der genannte Umdrehungskörper der Behälter sein. Der Innendruck kann von einem gasförmigen oder flüssigen Medium stammen, zu dessen Aufnahme der Behälter dient. Durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte, dünne Umdrehungskörper können, im allgemeinen für einen Behälter, stirnseitig gut miteinander verschveißt werden, insbesondere durch Elektronenstrahlschweißen.

In F i g. 1 der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens gemäß der Erfindung zum Herstellen eines dünnwandigen Umdrehungskörpers genannter Art an Hand eines Längsschnitts durch die schalenförmigen Gebilde der verschiedenen Verfahrensschritte dargestellt, wobei diese Gebilde der Einfachheit halber nur auf der einen Seite der Achse dargestellt sind.

F i g. 2 der Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel eines fertigen Umdrehungskörpers, der durch das Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt ist, im Längsschnitt.

Gemäß F i g. 1 ist strichpunktiert ein geschmiedeter Rohling dargestellt. Er ist ein Umdrehungskörper gemäß der Guldinschen Regel, hat Schalenform und ziemlich geringe Wanddicke und verläuft vom Zentralgebiet zuerst relativ flach — Teil 10 — und dann steiler — Teil ti. Dieser Rohling 10, 11 ist an die Form des haibkugelförmigen Bodens des aus dem Rohling herzustellenden Umdrehungskörpers angelehnt bzw. in dieser Form geschmiedet. Dieser Boden ist vom Zentralgebiet aus zuerst schraffiert und anschließend dünnliniert dargestellt. Der herzustellende, also fertige Umdrehungskörper weist anschließend an diesen Boden bzw. an einen Teil 13 desselben ein rc'.ativ langes, zylindrisches Rohr 19 auf. dessen Wanddicke gleich der des Bodens bzw. des Bodenteils 13 ist. Der schalenförmige Rohling 10, 11 umfaßt trotz seiner axial relativ geringen Erstreckung vom Zentralgebiet hintereinander die Teile, aus denen dieser Boden und dieses Rohr 19 hergestellt werden. Der schraffierte Teil 12 dieses Bodens wird aus dem Teil 10 des Rohlings 10,11 durch Drehbearbeitung hergestellt. Der dünnliniert dargestellte Teil 13 dieses Bodens wird aus den Teilen 10 und 11 des Rohlings durch Drehbearbeitung und späteres Strecken bzw. Streckprojizieren (Projizierabstreckdrücken) des erhaltenen Bodendrehteils 14 hergestellt. Der durch diese Drehbearbeitung erhaltene Bodendrehteil ?4 verläuft weiter außen als der Form des Bodenteils 13 entsprechend bzw. ist eine nach radial außen abstehende Wulst. Der Bodendrehteil 14 beginnt mit einem Absatz 15 für nicht dargestellte Drück- bzw. Streckrollen, und die Wanddicke des Bodendrehteils 14 nimmt zum Rohrdrehteil 16 hin zu; alles wird durch diese Drehbearbeitung erzielt. Der Rohrdrehteil 16 schließt sich an den Bodendrehteil 14 an und wird aus dem Teil 11 des Rohlings durch Drehbearbeitung hergestellt. Der Rohrdrehteil 16 ist zylindrisch und liegt koaxial. Seine Wanddicke ist mehr als doppelt so groß wie die größte, an der Stelle 17 gemessene Wanddicke des Bodendrehteils 14.

Zuerst erfolgt das Drehen des Bodenteils 12, anschließend des Absatzes 15 und des Bodendrehteils 14 und dann des Rohrdrehteils 16, und zwar alles numerisch gesteuert oder mittels Kopierschablone, und dann erfolgt das Strecken bzw. Streckprojizieren des Bodendrehteils 14 zum Bodenteil 13, wobei die Stelle 17 an die Stelle 18 — Axialende des Teils 13 — gelangt, und anschließend, meist mittels anderer Drück- bzw. Streckrollen, ein Fließdrücken des Rohrdrehteils 16 zum Rohr 19. Das Folgende ist der Einfachheit halber nicht besonders dargestellt: Das Strecken bzw. Streckprojizieren des Bodendrehteils 14 geschieht auf einem halbkugeligen, sich drehenden Drück- bzw. Streckdorn, das Fließdrücken des Rohrarehteils 16 auf einem zylindrischen, sich drehenden Fließdrückdorn; der zu streckende Körper wird auf dem betreffenden Dorn fest aufgespannt.

Der Rauminhalt des Rohrdrehteils 16 ist so gewählt, daß nach dem Fließdrücken die Wanddicke des Rohrs 19 so groß ist wie die Wanddicke des Bodenteils 13. Dies ist in F i g. 1 und 2 gut erkennbar.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines Umdrehungskörpers, der aus einem dünnwandigen Rohr und einem Boden besteht, indem ein schalenförmiger Rohling geschmiedet wird, dieser Rohling durch Drehbearbeitung seines Außenteils einen Rohrdrehteil und durch Drehbearbeitung seines Innenteils einen Bodendrehteil erhält und das Rohr durch Strecken dieses Rohrdrehteils hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der in der Form des Bodens (12, 13) geschmiedete Rohling (10, 11) bei der Drahtbearbeitung seines Innenteils einen weiter außen als der endgültigen Bodenform entsprechend verlaufenden, in der Wanddicke zum Rohrdrehteil (16) hin zunehmenden Bodendrehteil (14) erhält und dieser Bodendrehteil (14) zu einem dünnwandigen Bodenteil (13) gestreckt wird.

20