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Verfahren und Driickmaschine zur Her.ctellung VOIl i;asflaschen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von hohlzylindrischen, metallischen
Werkstücken, mit einem einseitigen, einstückigen Boden, insbesondere Gasflaschen,
wobei ein Block vorzugsweise auf einer Presse so gelocht wird, daß ein Bodenteil
stehenbleibt und so zu einem Hohlzylinder mit einem einseitigen Boden wilgeforIat
wird, dieser weiterhin zu einem Gasflaschenrohling, umgeformt und danach zur Endform
kalt abgestreckt und am lials eingezogen wird sowie eine Drückmaschine zur Durchführung
dieses Verfahrens mit einer über einen Spindelkasten angetriebenen Spindel, die
ein den Hohlzylinder aufnehmendes Futter trägt und in station versetzt, einen Reitstock
zum Andrücken des Werkstücks über einen Andrücxkolben und einem auf dem Maschinenbett
verfahrbaren Support, der die Drückrollen trägt.
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Es ist bereits bekannt, Gasflaschen dadurch herzustellen, daß diese
in insgesamt drei Schritten auf Pressen hergestellt werden. Dabei wird zuerst ein
Block gelocht, dieser dann auf einer Ziehpresse gelängt und dann wird in einem weiteren
Arbeitsgang auf einer weiteren Ziehpresse die Gasflasclienwandung nochmals ausgedünnt.
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Nachteilig ist dabei aber, daß durch die beiden Bearbeitungsschritte
auf
Ziehpressen die wandstärke der fertigen Gasflasche nur sehr ungenau eingestellt
wird und daß daher zur Erzielung einer Nindestwandstärke eine relativ hohe Durchschnittswandstärke
eingestellt werden muß. Weiterhin entstehen auf der Oberfläche Riefen und neben
der Notwendigkeit, aufwendige Pressen zu benutzen, entsteht auch ein Werkstück unterlegener
Qualität.
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Es ist weiterhin bereits bekannt, die Endgestaltung des Werkstückes
durch Abstrecken im kalten Zustand eines Gasflaschenrohlings vorzunehmen. Dieser
Schritt verbessert zwar das Gesamtverfahren erheblich, nachteilig ist aber noch
immer durch den Ziehpressvorgang an dem gelochten Block eine ungleichmäßige Verteilung
des Materials am Umfang der Flasche gegeben und weiterhin ist die Ziehpresse außerordentlich
aufwendig, da sie in der Regel mit Drücken von 300 bis 400 Tonnen arbeitet. Die
für den zweiten Verformungsschritt angesetzten Ziehpressen sind weiterhin relativ
kompliziert, sie sind sehr verschleißanfällig und wegen der großen Anzahl bewegter
Teile auch sehr aufwendig, so daß ihr Einsatz unwirtschaftlich ist.
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Dementsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine
Vorrichtung zu finden, denen die vorgenannten Nachteile und die Nachteile des Standes
der Technik auf diesem Gebiet nicht mehr anhaften, die es erlauben, höherwertige
Gasflaschen mit geringeren Investitionskosten herzustellen, die wirtschaftlicher
arbeiten
und bei denen insbesondere eine Beschleunigung des Fertigt sablallfes möglich ist;*
Die Gasflaschen, welche nach dem erfin(lllngsgemäßon Verfahren gefertigt sind, sollen
ei gleichmäßige Materialverteilung am Umfang und übszr die hänge aufweisen, die
Oberfläche soll glatt und ohne Riefen sein und die durchschnittliche Wandstärke
soll aufgrund einer höheren Toleranz geringer sein können, als bei herkömmlichen
Gasflaschen. Das erfindungsgemäße Verfahren soll weiterhin allf angepaßten, herkömmlichen
Drückmaschinen durchführbar sein und einen beschleunigten Arbeitsablauf ermöglichen,
wobei Verschleiß an Maschinenteilen nicht mehr auftreten soll, wodurch eine Einhaltung
der geforderten Toleranzen auch bei einer intensiven Benutzung der Vorrichtungen
zur Umformung gegeben ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei dem eingangs
genannten Verfahren der Hohlzylinder im erhitzten Zustand durch Drücken zum Gasflaschenrohling
abgestreckt wird.
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Vorteilhaft wird der Drückvorgang bei einer Temperatur von 850 bis
1100, insbesondere 900 bis 10000 C vorgenommen und die Vorschubgeschwindigkeit kann
vorteilhaft, um eine rasche Bearbeitung ohne nennenswerte Abkühlung des Werkstücks
zu ermöglichen, 700 bis 1000 mm/Minute betragen. Die Zustellung erfolgt vorteilhaft
so, daß in einem Rollenüberlauf eine
Wandstärkenverringerung von
18 bis 20 mm auf 10 bis 11 mut vorliegt.
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Die Drücktnasciine zur Durchführung des Verfahrens weist vorteilhaft
ein Maschinenbett, eine Spindel und ein Fetter auf, die von Kühlwasser durchflossen
sind und die Lager der Drückrollen und des Andrückkolbens des Reitstocks sind ebenfalls
gekühlt. Ersichtlicherweise kann jetzt eine herkömmliche Drückmaschine, z.B.
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das Fabrikat ST 601 G der Anmelderin entsprechend ausgerüstet werden
und als B Streckdrückmaschine zum Warmumformen eingesetzt werden. Für den Fachmann
überraschend hat sich das Warmabstrecken als ohne weiteres beherrschbar erwiesen
und ersichtlicherweise stellt daher der Einsatz des Warmabstreckens zur herstellung
des Gasflaschenrohlings einen wesentlichen technischen Fortschritt und eine wesentliche
Verbesserung der Wirtschaftlichkeit bei der Gasflaschenherstellung dar.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erf indung anhand von
Zeichnungen näher beschrieben. Es z eigen: Figur 1 schematisch die Entwicklungsstufen
eines Blocks zu einer Gasflasche und Figue 2 schematisch den Aufbau einer Drückmaschine
zur Durchführung des Warmabstreckens.
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Gemäß Figur 1 wird das erfindungsgemäße Verfahren j etzt folgendermaßen
durchgeführt:
Sin recht eckiger oder runder Block wird über ein
herkömmliches Preßverfahren im erhitzten Zustand zu einem Hohlzylinder umgeformt,
der z.B. eine Wandstärke von 18 bis 20 mm aufweist. Das Fressen bzw. Lochen geht
dabei so vor sich, daß genügend Material für den späteren Flaschenboden stehenbleibt,
der mit der Wandung einstückig ist Der entstandene Hohlzylinder wird jetzt entweder
induktiv oder auf herkömmliche Art auf ca. 900 bis 100000 erwärmt und in diesem
erhitzten Zustand auf einer Streckdrückmaschine durch Drücken in vorzugsweise einem,
gegebenenfalls aber auch mehreren Rollenüberläufen abgestreckt. Dabei verringert
sich die Wandstärke auf ca. 10 bis 11 mm.
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Das vorgenannte Erhitzen der hohlzylindrischen Zwischenform kann unterbleiben,
wenn das Werkstück direkt nach dem Lochen in noch genügend erhitztem Zustand zum
Warmabstrecken überführt wird. Durch diese direkte Ankoppelung des Abstreckvorgangs
kann weiterhin die Wirtschaftlichkeit und Bearbeitungsgeschwindigkeit des erfindungsgemäßen
Verfahrens wesentlich verbessert werden.
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Der durch das Warmabstrecken entstandene Gasfgaschenrohling wird jet8t
im kalten Zustand zu der Gasflaschenendform abgestreckt. Dieses Abstrecken wird
in der Anmeldung P 1 652 595 der Anmelderin näher beschrieben und zur Vermeidung
von Wiederholungen wird
daher ausdrücklich auf die Offenbarung Äiee'r(iiieldung
Bezug genommen.
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Das Warmabstrecken entspricht einem Abstreckvorgang im kalten Zustand.
Das Werkstück wird also auf das Futter aufgeschoben, danach durch den Andrückzylinder
des Reitstocks gespannt und die Spindel versetzt dann das Futter in Rotation. Nach
entsprechender Zustellung der Streckrollen wird der Support zum Abstrecken in Bewegung
gesetzt und drückt jetzt mit einer Vorschubgeschwindigkeit von ca. 700-1000 mm/Minute,
gegebenenfalls aber auch langsamer oder schneller die Wandung auf die gewünschte
Wandstärke ab. Bei diesem Abstrecken verteilen die Drückrollen das Material nicht
nur gleichmäßig über die Länge des Werkstücks, sondern für den Fachmann überraschend
verteilen sie das Material auch gleichmäßig auf den Umfang des Werkstücks.
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Es entsteht also selbst bei Werkstücken, bei denen der gelochte Block
noch erhebliche Ungleichheiten in der Materialverteilung am Umfang aufwies, Zwischenformen,
deren Materialverteilung weitgehend gleichmäßig ist, und bei denen die Wandstärken
bereits mit geringsten Toleranzen eingestellt sind.
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Nach dem Abstrecken wird der Gaaflaschenrohling von dem Futter abgezogen
und zum Kaltabstrecken transportiert.
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Die Drückmaschine zur Durchführung des Warmabstreckens
bei
den genannten Temperaturen von ca. 850-1100, vorzugsweise aber 90010O0O C ist eine
entsprechend eingerichtete herkömmliche Driickmaschine. Um die wichtigsten Maschinenteile
gegen die übertragene Wärme aus dem heißen Werkstück zu schützen, ist der Spindelkasten
2 mit einem Kühlwassermantel eingeben, das gegebenenfarls Maschinenbett 1 ist ebenfalls
kühlwasserdurchflossen und die Spindel 3 mit dem daran anschließenden Futter 4 ist
ebenfalls über zwei Kühlwasserkanäle von Kühlwasser durchströmt. Die Kühlung des
Futters b.B.
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kann aber auch entfallen oder nur sehr gering sein, da dieses Teil
nicht direkt belastet wird und ohne weiteres eine erhöhte Temperatur aufweisen kann.
Bei zu starker Kühlung wäre sogar eine zu schnelle Abkühlung des Werkstücks gegeben
und es ist daher auch bei der Kühlung eine geringe Wärmeleitung innerhalb des Futters
4 oder der Spindel 3 einzustellen.
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Der Andrückkolben 5 des Reitstocks 6 weist ein Lager 7 auf, um die
Rotation des Werkstücks mitmachen zu können. Dieses Lager ist ebenfalls wie die
Lagerung 9 der Drückrollen 8 gekühlt, d.h. es kann einen Kühlmantel oder Kühlschlangen
aufweisen. ueber Druckwasserschläuche ist weiterhin das Innere des Supports 10 ebenfalls
von Kühlwasser durchströmt und es hat sich jetzt für den Fachmann überraschend herausgestellt,
daß die beschriebenen Kühleinrichtungen ausreichen, um die wichtigsten und anfälligsten
Maschinenteile während des Drückvorganges ausreichend vor Wärmeübertragung
zu
schützen. Eine Abschirmung des Luftraumes des Drückbereiches ist nicht notwendig,
da für den Fachmann überraschend eine geringfügige Oberflächenabkühlung des Werkatückes
den Streckdrückvorgang nicht behindert. Diese Abkiihl ung kann auch bei der Erhitzung
vor dem Aufspannen berücksichtigt werden. tjberraschenderweise funktioniert daa
Kühlsystem auch bei kontinuierlichen Betrieb, d.h. bei laufenden Streckvorp'-jngen,
wobei sich rasch eine Gleichgewichtstemperatur aller Haschinentei 1 e einste]
lt.
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Erforderlichenfalls $können über den Kühlwassermantel 12 des Spindelkastens
hinaus auch noch weitere Kühlwassermäntel angebracht werden. Die Druckwasserschlänche
13 zum Einleiten von Kühlwasser in den Support und damit auch zu der Rollenlagerung
der Drückrollen 8 sind in ihrer Länge so bemessen, daß sie die Support bewegung
nicht behindern.
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Zusammenfassend kann gesagt werden, daß es für den Fachmann absolut
überraschend ist, daß nicht nur die Materialverteilung am Umfang des Werkstücks
entscheidend verbessert wird, sondern daß sich das erfindungsgemäße Verfahren auch
auf einer Drückmaschine durchführen läßt, die nicht hermetisch gekapselt ist und
die durch einfaches Umbauen angepaßt werden kann. Da nur wenig bewegte Teile vorhanden
sind und die Vorschubkräfte übliche Größenordnung aufweisen, ist ein störungsfreies
Arbeiten gegeben. Da der Arbeitsbereich
nicht gekapselt ist, ist
die Zu- und Abführung des Werkstiicks problemlos und mit dieser Wirtschaftlichen
Maschine eröffnet sich dem Warmabstrecken über die Anwendung bei der Herstellung
vou Gasflaschen binaus ein neuer, weiterer Arbeitsbereich.