DE3423146A1 - METHOD FOR SHAPING A RING BULB AT THE BOTTOM OF A ONE-PIECE METAL CIRCULAR VESSEL AND LIKE THIS VESSEL - Google Patents
METHOD FOR SHAPING A RING BULB AT THE BOTTOM OF A ONE-PIECE METAL CIRCULAR VESSEL AND LIKE THIS VESSELInfo
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Description
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines metallischen einstückigen umlaufenden Gefäßes mit einem dicken Boden, der von einem umlaufenden ringförmigen Bund umgeben ist, der integrierender Bestandteil des Gefäßes ist und sich im wesentlichen in der Verlängerung von dessen Seitenwand befindet. Ein derartiger Bund dient im allgemeinen als Verbindungsorgan und muß sehr gute mechanische Eigenschaften haben.The invention relates to a method for producing a metallic one-piece circumferential vessel with a thick base, which is surrounded by a circumferential ring-shaped collar, which is an integral part of the vessel and is substantially in the extension of the side wall thereof. Such a covenant is generally used as a connecting element and must have very good mechanical properties.
Dies ist besonders der Fall bei Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung zur Herstellung eines Triebwerkgehäuses.This is particularly the case when the method according to the invention is used to manufacture an engine housing.
Es ist bekannt, durch Schmieden oder warmes oder kaltes Ziehen Gefäße mit dicker Wand herzustellen, deren Boden einen beim Schmieden oder Ziehen gebildeten Bund aufweist.It is known to produce vessels with a thick wall by forging or hot or cold drawing, the bottom of which has a has collar formed during forging or drawing.
Es ist jedoch schwierig, derartige Gefäße mit einem verhältnismäßig dicken Boden, verhältnismäßig dünnen Wänden und einem großen Verhältnis von Höhe zu Durchmesser herzustellen.However, it is difficult to use such vessels with a relatively thick base, relatively thin walls and a large ratio of height to diameter.
Die europäische Patentanmeldung EP 51121 beschreibt ein Verfahren zur Erzielung eines derartigen Ergebnisses, das in der Verwendung eines geschmiedeten Rohlings besteht, dessen Seitenwände unter Anwendung von speziellen Mitteln zur Bekämpfung der Exzentrizität durch Rolldrücken verlängert werden. Die Ausführung dieser aufeinanderfolgenden Vorgänge ist jedoch sehr anspruchsvoll,und es ist sehr schwierig, Qualitätsprodukte mit optimalen Dimensions- und mechanischen Eigenschaften unter wirtschaftlich annehmbaren Bedingungen zu erzielen.The European patent application EP 51121 describes a method to achieve such a result, which consists in the use of a forged blank, its Sidewalls extended with the use of special means to combat eccentricity by roll pressing will. However, performing these sequential operations is very demanding, and it is very difficult to Quality products with optimal dimensional and mechanical properties under economically acceptable conditions achieve.
Man hat daher versucht, sich von den herkömmlichen Methoden frei zu machen unter Herstellung von Gefäßen mit auf abweichende Weise erzielten Böden mit dem Nachteil, den Bund nicht gleichzeitig herstellen können.Attempts have therefore been made to free oneself from the conventional methods by manufacturing vessels using different methods Wise soils obtained with the disadvantage that the federal government can not produce at the same time.
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Es ist allgemein bekannt, am Boden eines Metallgefäßes einen Bund durch geeignete Befestigungsmittel,'wie Verschrauben, Schweißen, Löten, Bandagieren oder dgl., zu befestigen. Jedoch bleibt die Verbindungszone zwischen dem Bund und dem Behälter eine schwache Stelle. Um ein ausreichendes Verhalten zu erzielen, muß die Verbindungszone verstärkt werden, was die Wirtschaftlichkeit der gesamten Vorrichtung in Frage stellt.It is generally known to fasten a collar to the bottom of a metal vessel by suitable fastening means, such as screwing , welding, soldering, banding or the like. However, the connection zone between the collar and the container remains a weak point. In order to achieve sufficient behavior, the connection zone must be reinforced, which calls into question the economy of the entire device.
Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Möglichkeit zum Formen eines umlaufenden Bunds, der den Boden eines einstückigen Gefäßes umgibt und integrierender Bestandteil hiervon ist, und ist insbesondere die Schaffung einer Möglichkeit zum Formen eines Bunds um den Boden eines Gefäßes, wobei der Boden seinerseits vorher durch Drücken der dicken Wand eines Rohrs an einem seiner Enden geformt wurde.The object of the invention is to create a way of forming a circumferential collar, which is the bottom of a one-piece Surrounding the vessel and an integral part of it is, and in particular is to provide a way of forming a collar around the bottom of a vessel, the Soil, in turn, was previously formed by pressing the thick wall of a pipe at one of its ends.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch den Gegenstand des Anspruchs 1.This object is achieved according to the invention by the Subject matter of claim 1.
Die Verschiebung des Metalls erfolgt vorzugsweise mittels wenigstens einer um ihre Achse frei drehbaren umlaufenden Rolle, die auf der Außenfläche der Gefäßwand in der Verbindungszone zwischen dem Boden und der Seitenwand abrollt und dabei einen zur Verschiebung des Metalls ausreichenden Druck ausübt.The displacement of the metal is preferably carried out by means of at least one rotating one that is freely rotatable about its axis Roll that on the outer surface of the vessel wall in the junction zone rolls between the bottom and the side wall, applying sufficient pressure to move the metal exercises.
Es werden vorzugsweise eine oder mehrere Rollen verwendet, von denen jede auf einem Rollentragkopf gelagert ist, derOne or more roles are preferably used, each of which is mounted on a roller bearing head, the
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wenigstens in zwei zueinander/ACiisen verschiebbar ist, wobei die Verschiebungen jedes dieser Köpfe durch eine Vorrichtung mit numerischer Steuerung oder kontrollierter numerischer Steuerung ausgeführt werden.is displaceable at least in two to each other / ACiisen, wherein the displacements of each of these heads by a device with numerical control or controlled numerical control Control are executed.
Bei Verwendung mehrerer Rollen sind diese um die Drehachse des Gefäßes verteilt.When using multiple rollers, these are around the axis of rotation of the vessel.
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Das Drücken kann gegebenenfalls in einem oder mehreren aufeinanderfolgenden Schritten erfolgen.The pressing can optionally be carried out in one or more consecutive steps Steps.
Entsprechend den mechanischen Eigenschaften des Metalls oder der das Gefäß bildenden Legierung wird ein Drücken ausgeführt, das ein kaltes oder warmes Formen des Bunds ermöglicht.According to the mechanical properties of the metal or the alloy forming the vessel, pressing is carried out, that enables a cold or warm shaping of the waistband.
Nach dem Formen des Bunds kann ein kaltes oder warmes Rolldrücken der Gefäßseitenwand erfolgen, um diese zu verdünnen oder zu verlängern.After the collar has been formed, the side wall of the vessel can be cold or warm roll-pressed in order to thin it or to extend.
Die Erfindung betrifft auch Gefäße mit einem Bund, der durch Verschiebung des Metalls,ausgehend von der Wand,geformt ist. Die Erfindung betrifft ferner Gefäße mit einem Boden, der durch Drücken hergestellt und mit einem derartigen Bund versehen ist.The invention also relates to vessels with a collar formed by moving the metal from the wall. The invention also relates to vessels with a base which is produced by pressing and which is provided with such a collar is.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Anwendung des Verfahrens zur Herstellung von Triebwerksgehäusen.The invention relates in particular to the use of the method for manufacturing engine housings.
Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:In the following an embodiment of the invention is based on described in the drawing. Show it:
Fig. 1 einen Schnitt eines metallischen einstückigen umlaufenden Gefäßes, das zum Formen eines Bunds auf einen Dorn aufgebracht ist;Fig. 1 is a section of a metallic one-piece circumferential vessel which is used for forming a collar on a Mandrel is applied;
Fig. 2 den Beginn des Formens des Bunds um den Boden des Gefäßes von Fig. 1;Fig. 2 shows the beginning of the formation of the collar around the bottom of the vessel of Fig. 1;
Fig. 3 das Ende des Formens des Bunds.3 shows the end of the formation of the collar.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen in schematischer Weise eine Art der Durchführung des Verfahrens zum Formen eines Bunds nach der Erfindung.1 to 3 show schematically a way of carrying out the method for forming a bundle according to the Invention.
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Ein metallisches einstückiges Gefäß 1 mit dicken Wänden wird auf einen Dorn 2 aufgebracht, der durch nicht dargestellte Mittel um seine Achse 3 gedreht wird. Der Boden 4 des Gefäßes wird auf seiner gesamten Fläche gegen das vordere Ende 5 des Dorns 2 gedrückt. Die Seitenwand 6 des DornS/ der im Fall dieser Figuren zylindrisch ist, wird mit geringem oder im wesentlichen kleinem Spiel von der Seitenwand 14 des Gefäßes bedeckt.A metallic one-piece vessel 1 with thick walls is placed on a mandrel 2, which is not shown by Means is rotated about its axis 3. The bottom 4 of the vessel is against the front end over its entire surface 5 of the mandrel 2 pressed. The side wall 6 of the mandrel / which is cylindrical in the case of these figures, is with little or substantially small clearance covered by the side wall 14 of the vessel.
Gegen den Boden des Gefäßes wird eine umlaufende Reitstockspitze 7 gedrückt, die um eine gemeinsame Achse 3 frei drehbar gelagert ist. Die Reitstockspitze übt in Richtung eines Pfeils F einen Schub aus, der den Boden 4 am vorderen Ende des Dorns anlegt. Zwei auf ihren Achsen 10, 11 frei drehbar gelagerte Rollen 8, 9 befinden sich beiderseits des Dorns. Jede wird von einem nicht dargestellten beweglichen Kopf getragen, der sich in einer durch zwei zueinander senkrechten Achsen X und Y gebildeten Ebene verschiebt, die zur Achse 3 des Dorns im wesentlichen parallel ist. Die Köpfe können ebenfalls um eine zur Ebene XY im wesentlichen senkrechte Achse derart drehbar sein, daß der Winkel verändert wird, den die Achsen 10, 11 der Rollen mit der Achse 3 des Dorns einschließen. A circumferential tailstock tip 7, which is freely rotatable about a common axis 3, is pressed against the bottom of the vessel is stored. The tailstock tip exercises towards one Arrow F from a thrust that creates the bottom 4 at the front end of the mandrel. Two freely rotatable on their axes 10, 11 mounted rollers 8, 9 are located on both sides of the mandrel. Each is carried by a movable head, not shown, which extends in one through two mutually perpendicular Axes X and Y formed plane moves which is parallel to the axis 3 of the mandrel substantially. The heads can also be rotatable about an axis substantially perpendicular to the XY plane in such a way that the angle is changed include the axes 10, 11 of the rollers with the axis 3 of the mandrel.
Durch eine bekannte Vorrichtung mit kontrollierter numerischer Steuerung werden die Rollen durch die Köpfe längs der Außenwand des Gefäßes in der Bildungszone des Bunds verschoben und rollen auf der sich drehenden Außenwand;, ab unter Ausübung eines gegebenen Drucks auf dieser, der das Verschieben des Metalls längs der Mantellinie der Außenwand bewirkt.By a known device with controlled numerical control, the rollers are driven by the heads along the Outer wall of the vessel shifted in the formation zone of the collar and roll on the rotating outer wall; while exerting a given pressure on this, the shifting of the metal along the surface line of the outer wall.
Die Rollen bewegen sich längs der Außenwand 12 des Gefäßbodens auf einer schraubenförmigen Bahn, ausgehend von der Verbindungszone 13 des Bodens mit der Seitenwand 14,In Richtung der Seitenwand 15 der Reitstockspitze 7. Die Stirnfläche 16 der Reitstockspitze legt sich fest an den Boden 4 an, deren Form er annimmt.The rollers move along the outer wall 12 of the bottom of the vessel on a helical path, starting from the connection zone 13 of the bottom with the side wall 14, towards the side wall 15 of the tailstock tip 7. The end face 16 of the tailstock tip is firmly attached to the bottom 4, the Shape he takes.
Die Seitenwand 15 der Reitstockspitze dient als Anlage für die Innenwand des Bunds während dessen Formung.The side wall 15 of the tailstock tip serves as a support for the inner wall of the collar during its formation.
Unter diesen Bedingungen formt das von den Rollen mitgenommene Metall allmählich einen Wulst, der die Seitenfläche 15 der Reitstockspitze wenigstens teilweise bedeckt.Under these conditions, the metal carried along by the rollers gradually forms a bead that defines the side surface 15 the tailstock tip at least partially covered.
Im Fall von harten Metallen oder Legierungen, etwa bei Stahl, erfolgt diese Arbeit warm. Erforderlich ist daher eine Heizeinrichtung, die wenigstens die durch die Rollen zu bearbeitende Zone auf die gewünschte Temperatur bringt, und eine Einrichtung, die die Temperatur während der zum Formen des Bunds erforderliche Zeit aufrechterhält. Man kann hierzu eine Erhitzung durch Hochfrequenz, durch Brenner oder durch jedes andere Mittel verwenden.In the case of hard metals or alloys, such as steel, this work is done warm. A heating device is therefore required which brings at least the zone to be processed by the rollers to the desired temperature, and one Means to maintain the temperature for the time required to form the bundle. You can do this a heating by high frequency, by burner or by use any other means.
Im Fall von Stählen, z. B. der Sorte 32 CD4 (französische Norm) kann man auf Temperaturen in der Größenordnung von beispielsweise 850 bis 900 0C erhitzen.In the case of steels, e.g. B. of the 32 CD4 variety (French standard) can be heated to temperatures of the order of magnitude of 850 to 900 ° C., for example.
Fig. 2 zeigt den Beginn der Formung des Bunds mit Bildung eines ringförmigen Wulsts 17. Fig. 3 zeigt den Bund 15 bei der Fertigstellung. Auf den drei Figuren sind die Achsen 10, 11 der Rollen im wesentlichen parallel zur Achse 3 dargestellt. Es kann von Vorteil sein, ihnen einen Neigungswinkel zu geben, der während der von den Rollen ausgeführten aufeinanderfolgenden Schritte gegenüber dieser Achse veränderlich ist. Die Rollen sind längs der Achse 3 im allgemeinen derart positioniert, daß sie gegeneinander versetzt sind. Es können 1 bis 3 oder sogar mehr Rollen vorgesehen sein. Die Vorrichtung mit kontrollierter numerischer Steuerung ermöglicht die Ausführung der Verschiebung der Rollen im allgemeinen mit aufeinanderfolgenden Schritten in vollkommen kontrollierter Weise, was die Herstellung eines Bunds ermöglicht, dessen Abmessungseigenschaften voll reproduzierbar sind.FIG. 2 shows the beginning of the formation of the collar with the formation of an annular bead 17. FIG. 3 shows the collar 15 at of completion. On the three figures are the axes 10, 11 of the rollers shown essentially parallel to axis 3. It can be beneficial to give them an angle of inclination variable relative to this axis during the successive steps performed by the rollers is. The rollers are generally positioned along the axis 3 so that they are offset from one another. 1 to 3 or even more roles can be provided. The device with controlled numerical control allows the execution of the displacement of the rollers in general with successive steps in a perfectly controlled manner Way, which enables the production of a collar whose dimensional properties are fully reproducible.
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Nach der Formung des Bunds kann bei Bedarf eine örtliche oder allgemeine Wärmebehandlung des Gefäßes erfolgen. Es kann auch eine Bearbeitung der Außenfläche und/oder der Innenfläche des Gefäßes derart erfolgen, daß eventuelle Oberflächenfehler beseitigt und die Abmessungsgenauigkeit erhöht werden.After the covenant has been formed, a local or general heat treatment of the vessel. The outer surface and / or the inner surface can also be machined of the vessel take place in such a way that possible surface defects eliminated and the dimensional accuracy increased.
Schließlich kann ein warmes oder kaltes Rolldrücken der Seitenwand 14 des Gefäßes ausgeführt werden, um die Seitenwand zu verlängern oder zu verdünnen.Finally, a warm or cold roll pressing of the side wall can be done 14 of the vessel can be carried out to lengthen or thin the side wall.
Es ist auch möglich, in den Boden des Gefäßes,meistens in Nähe der Achse,eine öffnung zu bohren.It is also possible in the bottom of the vessel, mostly in Near the axis to drill an opening.
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Claims (10)
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Free format text: BEETZ, R., DIPL.-ING. DR.-ING. TIMPE, W., DR.-ING. SIEGFRIED, J., DIPL.-ING. SCHMITT-FUMIAN, W., PROF. DIPL.-CHEM. DR.RER.NAT. MAYR, C., DIPL.-PHYS.DR.RER.NAT., PAT.-ANWAELTE, 80538 MUENCHEN |
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8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |