DE3816792A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von fuellkoerpern aus streckmaterial - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zum herstellen von fuellkoerpern aus streckmaterialInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von
Füllkörpern aus sog. Streckmaterial sowie eine Vorrichtung
zur Durchführung dieses Verfahrens.
Unter Streckmaterial sind dünne Folien, meist aus Metall,
Papier, Holz, aber auch aus Kunststoffen
zu verstehen, welche zunächst mit einer Vielzahl von
einzelnen Schnitten versehen werden, welche alle parallel
zueinander, jedoch versetzt, verlaufen und anschließend
quer zur Richtung dieser Schnitte gedehnt werden, wodurch
ein mehr oder weniger zweidimensionales Gitterwerk
mit z. B. rautenförmigen Zwischenräumen und Stegen aus
Folien entsteht, deren Dicke dem Abstand der eingebrachten
Schnitte entspricht.
Abhängig von der Wahl des Materials sowie der für das
Material gewählten Dicke kann ein solches Streckmetall
sehr unterschiedlich eingesetzt werden: Angefangen von
sehr dünnen Gitterwerken, die beispielsweise als Explosionsschutz bei
Tankbehältern, Brandschutz allgemein und ähnlichem dienen
können, geht die Verwendung bis zur Herstellung von
Fußabtritten, Laufstegen und ähnlichem bei der Verwendung
von mehreren mm dicken Blechen.
Einer der Einsatzzwecke von Streckmaterial im folgenden
nur noch als Streckmetall angesprochen, besteht auch
darin, aus dem im wesentlichen zweidimensionalen
Gitterwerk durch Verformen Füllkörper einer bestimmten
Form und Größe herzustellen, mit denen Behälter, die
flüssige, explosionsgefährdete Stoffe enthalten, wie etwa Treib
stofftanks, nachträglich angefüllt werden. Entzündet sich ein
solcher Behälter, so kommt es nicht zu einer Explosion
der im Behälterfreiraum angesammelten explosiven Gase,
sondern zu einem normalen, kontrollierten Abbrand des
Behälterinhaltes. Obwohl zu diesem Zweck die Behälter
vollständig mit den Füllkörpern gefüllt sein sollen,
weisen diese Füllkörper einen so hohen Anteil an Hohl
räumen auf, daß das Fassungsvolumen für die flüssigen
Inhaltsstoffe der Behälter durch das Füllen mit den
Füllkörpern um etwa 1 Prozent bis 6 Prozent reduziert wird.
Um dies zu erreichen, ist es selbstverständlich notwendig,
daß die Füllkörper nicht nur gleiche Größe und Form,
sondern auch etwa die gleiche Dichte und damit
Folienmasse enthalten, da nur durch eine gleichmäßige
Verteilung der Metallfolie innerhalb der Füllkörper
sowie im weiteren durch eine gleichmäßige Verteilung der
Füllkörper im auszufüllenden Behälter - bedingt durch
gleichmäßige Formgebung der Füllkörper - einerseits
zuverlässig die explosionsverhindende Wirkung erreicht
und andererseits die Verminderung des Behältervolumens
begrenzt werden kann. Daher ist ein Herstellungsverfahren
sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
notwendig, bei dem die am Streckmetall vorgenommenen
Veränderungen während der Umarbeitung zu den Füllkörpern
gleichmäßig und definiert ablaufen und demzufolge die
produzierten Füllkörper nicht nur äußerlich die gleiche
Form und Dimension haben, sondern auch eine in etwa
gleiche und definierte Innenstruktur.
Würde man beispielsweise aus dem zweidimensionalen Gitter
werk des Streckmetalls lediglich rechteckige Stücke
ausschneiden und diese wahllos soweit zusammenknüllen,
bis sie in etwa kugelige Außenform aufweisen, so würde
es dabei wohl immer wieder vorkommen, daß innerhalb der
kugeligen Außenkontur an der einen Stelle das Material
sehr stark verdichtet ist und an einer anderen Stelle
ein sehr großer Hohlraum bestehen bleibt, was ungleiche Wärme
abfuhr zur Folge hat und somit die Schutzfunktion vermindert. Für das ggbfs.
nachträgliche Befüllen von Kraftfahrzeugtanks und kleineren
Benzinkanistern hat sich eine kugelige Form der Füllkörper
als geeignet erwiesen, und zwar mit einem Durchmesser von
etwa 2 cm.
Zum Herstellen dieser Füllkörper aus Streckmetall sind
Verfahren bekannt, bei denen zumindest im letzten
Schritt die Endform des Füllkörpers dadurch erzeugt wird,
daß das Gitterwerk zwischen zwei Formteilen, die zusammen
den gewünschten kugeligen Hohlraum bilden, zur Kugelform
zusammengedrückt wird. Eventuell ist eine dieser Formhälften
noch mit einem Auswerfer für den fertigen Füllkörper
versehen. Zur Erzielung einer gleichmäßigen und definierten
Verteilung des Gitterwerkes innerhalb der
Kugelform des endgültigen Füllkörpers sind jedoch be
sonders die der endgültigen Formung vorgeschalteten
Bearbeitungsvorgänge maßgebend.
Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren
zur Herstellung von etwa kugeligen Füllkörpern aus
Streckmetall zu schaffen, welches möglichst einfach und
zuverlässig arbeitet und zugleich Füllkörper mit
gleichmäßiger und definierter Verteilung des Gitterwerkes
innerhalb des Füllkörpers sowie möglichst gleichmäßiger
Außenkontur erzeugt, wobei aus Ausgangspunkt bandförmig
vorliegendes Streckmetall verwendet werden soll.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird diese Aufgabe
dadurch gelöst, daß das bandförmige Streckmetall zunächst
durch eine sog. Kalibrieröffnung, z. B. einen zylindrischen
Innendurchmesser mit abgerundeten Einlaufkanten, gezogen
wird, wodurch das aus Streckmetall bestehende Band seitlich
zusammengeschoben wird, also quer zu seiner Längserstreckung
und in Richtung der Bandbreite. Diese Kalibrieröffnung kann statt
der abgerundeten Einlaufkanten sogar einen Einlauftrichter aufweisen, der
sich maximal bis zur vollen Breite des Metallbandes öffnet, vorzugsweise je
doch am Einlauf einen Durchmesser entsprechend der halben Bandbreite auf
weist und eine ebensolche Länge der gesamten Kalibrieröffnung. Hierdurch
kommt es in Querrichtung des Bandes zu wellenförmigen Aufwerfungen und dem
zufolge zu einer Verdichtung von der ursprünglichen Bandbreite auf den
Durchmesser der Kalibrieröffnung, in aller Regel jedoch nicht zur Erzeu
gung eines schlauchförmigen Gebildes mit einem Hohlraum in der Schlauchmitte,
wobei die Materialdichte nur größer wird, je kleiner der kleinste Öffnungs
durchmesser im Vergleich zur Bandbreite ist.
Das Streckmetall, das nun in etwa die Form eines endlosen
Zylinders besitzt, wird anschließend an einzelnen Stellen
mechanisch noch weiter quer zu seiner Längserstreckung
zusammengeschoben und sogar gequetscht, so daß während
dieses Vorganges das Streckmetall zwischen Klemmele
menten festsitzt und sich relativ zu diesen Klemmelementen
auch in Längsrichtung nicht bewegen kann. Dadurch ist
es möglich, diese aus Streckmetall bestehende Wurst
abschnittsweise in Längsrichtung weiterzutransportieren,
indem die Klemmelemente nach dem Klemmen des Streck
metalls um eine bestimmte Strecke in Längsrichtung des
Streckmetalls weiterbewegt werden, dort die Klemmung
gelöst wird, die Klemmelemente wieder zurückbewegt werden
und damit das Streckmetall an der nächsten Stelle von den
Klemmelementen zusammengeschoben und geklemmt und
anschließend weitertransportiert wird.
Durch diesen Längstransport wird das Streckmetall durch
eine zweite, die Kalibrieröffnung ähnliche, jedoch
engere Führung geschoben, welche lediglich dazu dient,
das Streckmetall in die kurz hinter der Führung angeordne
te Form einzuführen. Besonders bei Streckmaterial aus Kunststoff,
aber auch aus Metallen ist das Beheizen von Kalibrieröffnung und Führung
zu empfehlen, wodurch ein leichteres Hindurchgleiten des Streckmaterials
erreicht wird. Diese Form besteht beispielsweise aus einem Sackloch,
dessen Boden einen Teil der Negativform für den späteren Füllkörper dar
stellt und dessen Öffnung auf den Auslaß der Führung gerichtet ist. Auf diese
Weise ragt das Ende des Stranges aus Streckmetall in das Sackloch hinein.
Dieses Sackloch wird durch die etwa zylindrische Form gebildet, welche
durch einen Boden verschließbar ist.
Nunmehr wird der Streckmetallstrang zwischen Führung und Form an einer
solchen Stelle von einem Messer durchtrennt, daß der zwischen Schnittstelle
und Boden des Sackloches der Form liegende, abgetrennte Strang des Streck
metalls in der Form verbleibt und zwischen 0,8 und 2,0mal so lang ist
wie der Durchmesser der Form, wobei Faktor 1,2 das beste Ergebnis brachte.
Anschließend wird diese Form aus ihrer mit der Führung
fluchtenden Position hinwegbewegt, um das Einwirken eines
Stempels z. B. halbkugelförmig auf die Form zu ermöglichen. Dieser
Stempel paßt von seinem Umfang her genau in das Sackloch,
und bildet mit seiner Stirnseite den zweiten Teil der
negativen Form, ergänzend zum Boden des Sacklochs,
wodurch die Außenkontur des Füllkörpers festgelegt wird.
Sollen diese Füllkörper Kugelform aufweisen, so werden
sowohl die Stirnfläche des Stempels als auch der Boden
des Sacklochs jeweils etwa halbkugelige Kontur aufweisen,
und ebenso werden sowohl die Kalibrieröffnung als auch
die Führung einen runden Querschnitt aufweisen, welcher,
abgesehen von der Abrundung der Einlaufkanten, entweder
gleichbleiben oder sogar konisch zulaufen kann.
Selbstverständlich ist es vorteilhaft, sowohl Kalibrieröffnung,
als auch die Führung, als auch die Form und deren Boden austauschbar
zu gestalten, um eine andere Form oder Dimension der Füllkörper oder der
Zwischenstufenprodukte zu erzielen.
Aus diesem Verfahrensablauf ist zu ersehen, daß sämtliche
Einwirkungen auf das Streckmetall, also die einzelnen
beschriebenen Bearbeitungsschritte, von der Querverdichtung
in der Kalibrieröffnung, der diskontinuierlichen Quetschung
in bestimmten Abständen als auch der Verdichter des
Strangabschnittes zur Kugelform definiert ablaufen und
damit auch ein definiertes Ergebnis hinsichtlich der
späteren Dichte und Verteilung des Materials im Inneren
der Füllkörper ergibt.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens liegt darin, daß es
geeignet ist, im Rahmen einer Vorrichtung zu einem
kontinuierlich arbeitenden Verfahren gestaltet zu werden,
obwohl einzelne Bearbeitungsschritte, nämlich das
abschnittweise Quetschen, Schneiden sowie Verdichten zu
Kugelform, diskontinuierlich arbeiten.
Die Anwendung dieses Verfahrens in einer diesbezüglich
geschaffenen Vorrichtung geht folgendermaßen vor sich:
Das Streckmetall wird als zweidimensionales, bandförmiges
Gitterwerk angeliefert. Es kann von einer Rolle geliefert
werden oder auch direkt aus einer davor angeordneten
Vorrichtung zur Herstellung des bandförmigen Streck
metalls in die Vorrichtung zum Herstellen von Füllkörpern
eingespeist werden.
Wie bereits beschrieben, wird dieses bandförmige Streck
metall zunächst durch eine sog. Kalibrieröffnung
hindurchgezogen, welche aus einem Durchlaß mit
kreisförmigem Querschnitt und abgerundeten Einlaufkanten
besteht, welche in einer dicken Platte aus Metall oder
einem ähnlich harten Werkstoff angeordnet ist. Dabei
kann sich der Querschnitt in Längsrichtung der Öffnung
verkleinern, so daß die Öffnung eine konische Form
aufweist, oder auch gleichbleiben, so daß es sich im
wesentlichen um eine zylindrische Form der Öffnung handelt.
Die axiale Länge dieser Kalibrieröffnung sollte wenigstens
das Doppelte ihres Durchmessers betragen. Dadurch wird das
bandförmige Streckmetall quer zu seiner Längsrichtung
zusammengeschoben und gefaltet, so daß ein Strang mit
einem Querschnitt entsteht, der in etwa dem Querschnitt am
Ende der Kalibrieröffnung entspricht. Dieser Strang muß
nun in bestimmten Abständen quer zur Längsrichtung
weiter verdichtet und gequetscht werden. Dies geschieht
dadurch, daß nach der Kalibrieröffnung quer zur Längsrichtung
des Stranges unmittelbar hintereinander zwei Platten an
geordnet sind, welche jeweils identische, etwa birnenför
mige Durchbrüche aufweisen. Allerdings sind diese Durch
brüche in den beiden Platten spiegelverkehrt und nur teil
weise überdeckend zueinander angeordnet, also so, daß die
Längsachsen der Birnenform in den beiden Platten parallel
zueinander verlaufen, bei Deckung der dicken Enden der
beiden Birnenformen jedoch die dünnen Enden in den beiden
Platten in verschiedene Richtungen weisen. Diese Durch
brüche müssen so dimensioniert sein, daß bei Überdeckung
der dicken Enden der beiden birnenförmigen Durchbrüche ein
freier Durchlaß entsteht, welcher größer ist als der
Querschnitt des aus der Kalibrieröffnung austretenden
Strangs aus Streckmetall, der ja immer durch den freien
Durchlaß der beiden Platten verlaufen muß.
Werden nun die beiden Platten relativ zueinander entlang
der Längsachse der birnenförmigen Durchbrüche, aber
in gegengesetzten Richtungen, also jeweils in Richtung
des dünnen Endes der birnenförmigen Öffnung der anderen
Platte verschoben, so wird hierdurch eine kontinuierliche
Verengung des freien Durchlasses durch die beiden Platten
erreicht, ähnlich dem Schließen der mechanischen Blende
eines Photoapparates. Hierdurch wird der sich durch den
freien Durchlaß durch die beiden Platten hindurcher
streckende Strang quer zu seiner Längsrichtung weiter
zusammengeschoben und letztendlich zwischen den beiden
Platten gequetscht. Sobald dies der Fall ist, werden die
beiden Platten zusammen um eine bestimmte Strecke in
Längsrichtung des Stranges weiterbewegt, wodurch auch der
ganze aus Streckmetall bestehende Strang wegen seiner
Klemmung zwischen den beiden Platten um die gleiche
Strecke in Längsrichtung weitertransportiert wird.
Anschließend wird durch Relativbewegung der beiden
Platten zueinander die Klemmung des Stranges gelöst,
indem die freie Durchlaßöffnung wieder auf das ursprüng
liche Maß vergrößert wird, und die beiden Platten werden
zusammen wieder entlang der Längsrichtung des Stranges
zur ursprünglichen Position zurückbewegt, um die nächste
Verdichtung und Klemmung des Stranges vornehmen zu können.
Durch diese Klemmung wird das Streckmetall nicht nur
quer zu seiner Längsrichtung beliebig weiter verdichtet,
sondern es wird auch die Querfaltung des ursprünglichen
Bandes aus Streckmetall, wie sie in der Kalibrieröffnung
geschehen war, durch das Zusammenquetschen endgültig
fixiert. Dadurch wird die Verteilung des Materials in
Querrichtung des Stranges praktisch irreversibel festge
legt, so daß eine erneute Umverteilung nur durch
gezielten mechanischen Aufwand bewirkt werden könnte.
Gleichzeitig wird durch diese Querverdichtung an ein
zelnen Stellen des Stranges auch eine Verringerung des
gesamten Strangquerschnitts erreicht, da ja die
Verdichtung nicht nur an einem bestimmten axialen Punkt
des Strangs erfolgt, sondern auch in einem gewissen
Bereich vor und hinter diesem axialen Punkt des Stranges
ein kontinuierlicher Querschnittsübergang stattfindet.
Da der Abstand der Klemmstellen in axialer Richtung
des Stranges kleiner ist als der Bereich, in dem Auswir
kungen auf den Querschnitt des Stranges erfolgen, wird
der gesamte Strang, wenn auch unterschiedlich stark,
in diesem Arbeitsschritt eingeschnürt.
Durch den Transport in Längsrichtung wird dieser
weiter verdichtete Strang anschließend in eine Führung
mit rundem Querschnitt eingeleitet, welche von der
Form her der Kalibrieröffnung entspricht, jedoch geringere
Querschnittsabmessungen entsprechend dem verringerten
Querschnitt des Stranges aufweist. Diese Führung dient der
Einleitung des Strangs in die dahinter angeordnete
Form, welche aus einem in einem metallischen Körper
angeordneten Sackloch besteht, welches mit seiner
offenen Seite dem Auslaß der Führung zugewandt ist.
Dabei bildet der Boden des Sacklochs einen Teil der
Kontur zum Formen des Füllkörpers. Die Länge des Sack
lochs ist so zu wählen, daß der darin befindliche Teil
des Strangs, bei einem bis zum Boden des Sackloches
eingeschobenen Strang genau der Menge an Streckmetall
entspricht, den der spätere Füllkörper enthalten soll.
Ist nun der Strang aus Streckmetall durch die Führung
hindurch in das Sackloch bis zum Anschlag am Boden des
Sacklochs eingeschoben, so wird der Strang durch eine
Zwischenführung und ein vorgeordnetes Messer durchtrennt.
Anschließend wird die Form mit dem darin befindlichen
Strangabschnitt aus der Führung nachgeschalteten
Position bewegt, um einen Stempel in das Sackloch
einzuführen, dessen Außenumfang genau dem Innenumfang
des Sackloches entspricht und dessen Stirnseite,
zusammen mit dem Boden des Sackloches die Kontur für
den Füllkörper vorgibt. Sollen kugelförmige Füllkörper
erzeugt werden, so weisen sowohl der Boden des Sackloches
als auch die Stirnfläche des Stempels konkave, etwa
halbkugelige Form auf, so daß bei vollständig in das
Sackloch eingeschobenem Stempel ein kugelförmiger
Hohlraum entsteht, auf den der Strangabschnitt des
Streckmetalls komprimiert wird, so daß ein kugelförmiger
Füllkörper entsteht.
Das Wegbewegen der Form aus der zur Führung fluchtenden
Position geschieht dadurch, daß nicht eine Einzelform
hinter der Führung angeordnet ist, sondern ein Formre
volver, auf dem sternförmig mehrere Formen angeordnet
sind, deren Sacklöcher von der Außenseite her zugänglich
sind, wobei der Sternrevolver so angeordnet ist, daß
seine Drehachse quer zur Längsachse der Führung verläuft
und sich mit dieser so kreuzt, daß durch Drehen des
Formrevolvers die einzelnen Formen jeweils in Positionen
knapp hinter dem Auslaß der Führung und fluchtend mit
dieser gebracht werden können.
Befindet sich nun ein abgetrennter Strangabschnitt in
der Form, welche sich momentan unmittelbar hinter der
Führung befindet, so wird der Formrevolver anschließend
um eine Position weitergedreht, also bis sich die nächste
Form direkt hinter dem Auslaß der Führung befindet. Auf
diese Weise ist die Form, in der sich bereits der
abgetrennte Strangabschnitt befindet, ebenfalls weiter
bewegt worden, und sollte sich nun fluchtend zum Stempel
befinden, welcher anschließend auf die Form einwirkt.
Durch schrittweises Weiterdrehen des Formrevolvers neigt
sich die Öffnung des Sacklochs immer mehr nach unten,
bis der fertige, in der Form liegende Füllkörper aus
der Form heraus nach unten in einen Sammelbehälter fällt.
Sollte dies aufgrund eines Festpressens oder Festklebens
in der Form nicht geschehen, so muß der fertige Füll
körper durch einen Auswerfer aus der Form herausgedrückt
werden. Dies geschieht dadurch, daß der Boden des Sack
lochs nicht einstückig zusammen mit den Wänden ausge
bildet ist, sondern sich relativ zu den Wandungen des
Sacklochs in axialer Richtung innerhalb der Form mittels eines
Stößels bewegen kann. Durch eine Bewegung des Bodens des Sackloches
in Richtung auf die freie Öffnung kann also der Füllkörper aus der
Form herausgeschoben werden.
Zu diesem Zweck sollte der Formrevolver vorzugsweise
mit einer geraden Anzahl von Formen bestückt und so
ausgebildet sein, daß die Böden der einander gegenüber
liegenden Formen mechanisch miteinander verbunden sind
und sich um eine bestimmte Strecke in axialer Richtung
der Sacklöcher verschieben können. Auf diese Weise
kann beim Einpressen des Stempels in die zu diesem
gerade fluchtenden Form der Boden des Sackloches dieser
Form in Richtung auf den Mittelpunkt des Formrevolvers
zu bewegt werden, was zur Folge hat, daß sich der Boden
des Sackloches der gegenüberliegenden Form von Mittelpunkt
bzw. der Drehachse des Formrevolvers weg, also auf die
Öffnung des Sackloches zu bewegt, wodurch ein evtl.
noch in dieser Form befindlicher Füllkörper ausgestoßen
wird. Hierzu sollte vorzugsweise jeder der Böden der
Sacklöcher gegenüber der Mitte des Formrevolvers
abgefedert sein, damit beim Zurückziehen des Stempels
aus der einen Form beide Böden wieder jeweils die
Ausgangslage, nämlich die Mittellage zwischen den beiden
Sacklochöffnungen einnehmen.
Selbstverständlich kann eine derartige Vorrichtung
parallel nebeneinander eine ganze Reihe von Streckmetall-
Bändern verarbeiten, was zur Folge hätte, daß die
Kalibrieröffnungen und Führungen entsprechend oft neben
einander in Metallschienen angeordnet sein müssen und
auch die beiden unmittelbar hintereinander angeordneten
Platten eine entsprechende Anzahl von jeweils birnen
förmigen Öffnungen aufweisen. Für den Formrevolver bedeutet
dies, daß mehrere in axialer Richtung des Formrevolvers
hintereinander liegende Revolver zu einer Art Walze zu
sammengefaßt werden, auf der sich in entsprechenden
radialen Winkellagen jeweils eine ganze Reihe von
Formen befindet, auf die in einer bestimmten Position
natürlich auch eine entsprechende Anzahl von Stempeln
einwirken.
Eine bevorzugte Ausführungsform dieser Vorrichtung soll
im folgenden anhand der Figuren beispielsweise näher erläutert
werden. Es zeigt
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung einer Aufsicht
auf eine Vorrichtung gemäß der Erfindung,
Fig. 2 eine Seitenansicht dieser Vorrichtung,
Fig. 3 eine Ansicht einer Kalibrieröffnung bzw.
einer Führung in axialer Richtung,
Fig. 4 eine Aufsicht auf die beiden
hintereinander liegenden Platten in
axialer Längsrichtung,
Fig. 5 eine Darstellung gemäß der Fig. 4,
jedoch mit anders geformten Durchbrüchen
in den Platten,
Fig. 6 einen Querschnitt durch eine Kalibrier
öffnung bzw. eine Führung mit einer
gegenüber den Fig. 1 und 2 unterschiedlichen
Form.
In Fig. 1 ist die komplette Vorrichtung zur Herstellung
von kugelförmigen Füllkörpern aus bandförmigem Streckmetall
in der Aufsicht dargestellt, während Fig. 2 die gleiche
Anlage in einer Seitenansicht zeigt.
In beiden Fällen läuft von der linken Seite her das Band 1,
bestehend aus Streckmetall, zunächst in eine Kalibrier
öffnung 4 ein. Diese Kalibrieröffnung 4 ist mehr oder
weniger ein Trichter mit etwa kreisförmigem Querschnitt,
welcher auf der Einlaufseite des Bandes 1 eine stark abge
rundetes Einlaufkante 25 aufweist. In den Fig. 1 und 2 ist
diese Kalibrieröffnung 4 - abgesehen von der Rundung
der Einlaufkante 25 - mit zylindrischer Form dargestellt,
während in Fig. 6 die spezielle Ausgestaltung mit sich
verjüngendem Querschnitt, also in Form eines Kegelstumpfes
mit gerundeten Einlaufkanten, dargestellt ist. Durch
das Hindurchziehen durch diese Kalibrieröffnung 4 wird das vorher
im wesentlichen zweidimensional ausliegende Band 1 quer
zu seiner Längsrichtung 3 zusammengeschoben und zu Falten
aufgeworfen und damit zu einem Strang 2 mit im Querschnitt
etwa runder Außenkontur verdichtet.
Nach der Kalibrieröffnung ist ein Längstransport 26 ange
ordnet, welcher zugleich den Querschnitt des Strangs 2
weiter verringert, jedoch nicht gleichmäßig über die
ganze Länge des Strangs 2, sondern an einzelnen Stellen
des Stranges. Dieser Längstransport 26 besteht aus zwei
parallel nebeneinander und quer zur Längsrichtung 3 ange
ordneten Platten 13, die jeweils mit Öffnungen 9 versehen
sind. Diese Öffnungen 9 weisen eine birnenförmige Kontur
auf, wie die in den Fig. 4 und 5 dargestellten Aufsichten
auf die Platten 13 zeigen. Diese birnenförmigen Öffnungen
9 weisen somit einerseits ein dickes Ende 11 und anderer
seits ein dünnes Ende 12 auf. Die beiden Platten 13 sind
parallel zueinander verschiebbar, und zwar ebenfalls wieder
quer zur Längsrichtung 3 des Stranges 2, wobei die
birnenförmigen Öffnungen 9 in den Platten 13 so angeordnet
sind, daß die Symmetrieachse 10 der birnenförmigen Öffnungen
9 parallel zur Bewegungsrichtung der Platten 13 verläuft.
Darüber hinaus weisen beispielsweise die dünnen Enden 12 der
Öffnungen 9 in den beiden benachbarten Platten in jeweils
gegensätzliche Richtungen. Damit können sich die beiden
Öffnungen 9 niemals vollständig überdecken, sondern es
kann lediglich ein größtmöglicher freier Durchlaß 14 durch
die Platten 13 dadurch erzielt werden, daß die beiden
dicken Enden 11 der birnenförmigen Öffnungen 9 zur
Deckung gebracht werden. Dieser größtmögliche freie
Durchlaß 14 muß mindestens so groß sein wie der Querschnitt
des Stranges 2 nach dem Austritt aus der beheizbaren Kalibrier
öffnung 4, da er durch diesen größtmöglichen freien
Durchlaß 14 in den Platten 13 hindurch in die Führung 5
verlaufen muß.
In einem festen Turnus werden nun die beiden Platten 13
parallel gegeneinander verschoben, bis anstelle der
dicken Enden 11 nurmehr die dünnen Enden 12 der Öffnungen
9 in Überdeckung sind, wodurch sich der freie Durchlaß 14
durch die Platten 13 stark verringert. Hierdurch wird
der Querschnitt des Stranges 2 stark verringert und der
Strang 2 nicht nur zusammengeschoben, sondern sogar
zwischen den beiden Platten 13 gequetscht und damit
festgehalten.
In dieser gegenseitigen Lage der beiden Platten 13 werden
diese zusammen mit dem festgeklemmten Strang 2 um einen
gewissen Hub 16 in der Längsrichtung 3 des Strangs 2
bewegt, wodurch der gesamte Strang 2 sowie das Band 1
vor der Kalibrieröffnung 4 um die Strecke des Hubs 16 in
Richtung auf die Führung 5 und in diese hinein bewegt
werden. Nach Durchlaufen des Hubs 16 werden die beiden
Platten 13 wieder relativ zueinander so bewegt, daß die
beiden dicken Enden 11 der Öffnungen 9 in Deckung liegen,
wodurch der größtmögliche freie Durchlaß 14 entsteht und
die Platten 13 entlang des Strangs 2 um den Hub 16 zurück
bewegt werden können, um an einer weiteren Stelle den Strang
2 zusammenzudrücken und dadurch festzuhalten für den
nächsten Transport um den Hub 16.
Die bei diesem Arbeitsschritt erfolgende Einschnürung des
Strangs 2 an einzelnen Stellen ist so groß, daß der Hub
16, der ja zugleich der Abstand der Einschnürungsstellen
des Strangs 2 ist, nicht ausreicht, um an den Stellen in
der Mitte zwischen den Einschnürungspunkten den ursprüng
lichen Querschnitt des Strangs 2, wie er beim Verlassen
der Kalibrieröffnung 4 vorhanden ist, zu erhalten.
Anders ausgedrückt ist der Abstand und Hub 16 zwischen
den Einschnürungsstellen des Strangs 2 so klein, daß
durch die Einschnürung des Strangs 2 an einzelnen Stellen
praktisch über die ganze Länge des Strangs eine mehr oder
weniger starke Querschnittsverringerung eintritt.
Aus diesem Grunde ist die Führung 5, die im wesentlichen
aus einem Rohrstück 6 mit rundem Innendurchmesser und abgeschräg
ter, gerundeter Einlaufkante 35 besteht, etwas kleiner
gestaltet ist die Kalibrieröffnung 4, ansonsten jedoch
dieser hinsichtlich der Gestaltungsmöglichkeiten (s. Fig. 3
und 6) sehr ähnlich. Weiterhin sollte sowohl bei der
Kalibrieröffnung 4 als auch bei der Führung 5 beachtet
werden, daß die axiale Länge sowohl der Kalibrieröffnung 4
als auch der Führung 5 auch abzüglich der Rundung der
Einlaufkante noch mindestens dem Auslaßdurchmesser am
Ende der Kalibrieröffnung 4 bzw. Führung 5 entspricht.
Die Führung 5 dient dazu, den Strang 2 in die knapp
dahinter liegende Form 7 einzuleiten, welche zusammen mit dem
Boden 21, der eine Hälfte der Negativform des späteren Füllkörpers 24 dar
stellt, ein Sackloch 18 bildet. Die
Wände des Sacklochs 18 dienen später als Führung für
einen Stempel 8, der zwischen den Wandungen des
Sacklochs 18 auf den Boden 21 zugeführt wird, und dessen
konkav geformte Stirnseite 28 die andere Hälfte der
Außenkontur des späteren Füllkörpers 24 formt.
Um eine definierte Menge von Streckmetall in der Form 7
zu einem Füllkörper 24 zusammenzupressen, wird zunächst
der Strang 2 bis zum Anschlag auf dem Boden 21 des
Sacklochs 18 in die Form 7 eingeführt und anschließend
durch eine Schneidvorrichtung 15 zwischen dem die
Führung 5 bildenden Rohrstück 6 und der Form 7 durch
trennt. Diese Schneidvorrichtung 15 besteht aus einem
Messer 17, welches den Strang 2 gegen die Auslaßkante
des die Führung 5 bildenden Rohrstücks 6 abschert.
Dadurch befindet sich nunmehr ein definierter Abschnitt
23 des Strangs 2 innerhalb der Form 7, welche aus
ihrer mit der Führung 5 fluchtenden Position weggedreht
wird, um den Stempel 8 auf diesen Abschnitt 23 aus
Streckmetall einwirken zu lassen, um ihn zu einem
kugelförmigen Füllkörper 24 umzuformen.
Dieser Positionswechsel der Form 7 geschieht dadurch,
daß auf einem Formrevolver 19 mehrere Formen 7 radial
so angeordnet sind, daß ihre Sacklöcher 18 mit der
freien Öffnung radial nach außen weisen. Die Drehachse
20 des Formrevolvers 19 liegt dabei quer zur Längs
richtung 3 des Strangs 2 und die ganze Anordnung und
Gestaltung des Formrevolvers 19 ist so gewählt, daß
durch Drehung des Formrevolvers 19 die Formen 7 einerseits
fluchtend zur Führung 5 und andererseits fluchtend zu
Stempel 8 eingestellt werden können.
Deshalb kann eine Form 7, nach Durchtrennen des Strangs 2,
mit dem darin befindlichen Abschnitt 23 so um die Drehachse
20 des Formrevolvers 19 geschwenkt werden, daß sie zum
Stempel 8 fluchtet, welcher zwischen die Wände des
Sackloches 18 einfährt und den Abschnitt 23 zwischen
seiner konkaven Stirnseite 28 und dem ebenfalls konkaven
Boden 21 des Sacklochs 18 zu einer Kugel formt.
Wenn sich dieser Vorgang bei der nächsten Form 7 wieder
holt, wird die bisher betrachtete Form 7 mit dem darin
befindlichen Füllkörper 24 ebenfalls um eine Drehposition
weiterbewegt und befindet sich bei der in Fig. 2 darge
stellten Ausführungsform mit vier Formen 7 auf einem
Formrevolver 19 nunmehr in der waagerechten Lage gegen
über der Führung 5. Bei Weiterdrehen in die untere
Lage am Formrevolver 19 fällt nunmehr der Füllkörper 24
nach unten in einen Auffangbehälter 27 heraus. Ist dies
nicht der Fall, so muß der Füllkörper 24 aus der Form 7
herausgedrückt werden.
Dies ist dadurch möglich, daß der Boden 21 des Sacklochs
18 in axialer Richtung des Sacklochs 18 beweglich ist.
Zusätzlich sind bei gerader Anzahl von Formen 7 auf
einem Formrevolver 19 wie im hier gezeichneten Fall
die Böden 21 zweier gegenüberliegender Formen mechanisch fest
über einen Stößel 30 miteinander verbunden. Sobald also der
eine Boden 21 zur Drehachse 20 des Formrevolvers 19
hinbewegt wird, bewegt sich der gegenüberliegende Boden
21 von dieser weg. Dadurch kann erreicht werden, daß
beim Einpressen des Stempels 8 in die am Formrevolver 10
in Fig. 2 obenliegende Form 7 der entsprechende oben
liegende Boden 21 etwas in Richtung auf die Drehachse 20
nachgibt, wodurch der untenliegende Boden 21 den ggf.
noch in der unteren Form 7 liegenden Füllkörper 24 aus
dieser Form herauspreßt.
Selbstverständlich muß diese Koppelung der gegenüberliegen
den Böden 21 innerhalb der gleichen Radialebenen des
Formrevolvers 19 durch entsprechende wechselseitige
Aussparungen der jeweiligen Stößel 30, wie
in Fig. 2 zu sehen, mechanisch ermöglicht werden. Eben
falls sind Federn oder andere Einrichtungen vorzusehen,
welche nach einer solchen Auslenkung der gegenüber
liegenden Böden 21 aus ihrer Normallage die Rückbewegung
in die Ausgangslage ermöglichen. Beispielsweise könnte
dies durch Abfedern gegenüber einem im Zentrum des Form
revolvers 19 liegenden Anschlag erfolgen.
In Fig. 3 ist eine Aufsicht auf eine Kalibrieröffnung 4
in Blickrichtung der Längsrichtung 3 dargestellt. Dabei
kann es sich ebenso um eine entsprechende Aufsicht auf
die Führung 5 handeln. In beiden Fällen ist einerseits
der freie, innere Durchmesser zu erkennen und andererseits
als ringförmige Zone die abgerundete Einlaufkante 25
bzw. 35.
In den Fig. 4 und 5 ist die gegenseitige Überlappung der
zugeordneten Öffnungen 9 in den hintereinanderliegenden
Platten 13, ebenfalls in Blickrichtung der Längsrichtung 3
zu sehen. In Fig. 5 handelt es sich dabei um eine mehr
oder weniger gerade äußere Verbindungslinie zwischen dem
dicken Ende 11 und dem dünnen Ende 12 der birnenförmigen
Öffnung 9, während in Fig. 4 hierfür ein geschwungener
Übergang gewählt wurde. In beiden Fällen sind die
beiden Öffnungen 9 in einem Überlappungszustand dargestellt,
in dem lediglich noch die dünnen Enden 12 überlappen und
somit nur ein sehr kleiner freier Durchlaß 14 für den
während des Arbeitsprozesses darin befindlichen Strang 2
zur Verfügung stellt. Die Kontur der Öffnung 9 der dahinter
liegenden, unsichtbaren Platte 13 wurde gestrichelt darge
stellt.
In Fig. 6 ist weiterhin die Möglichkeit der konischen
Form sowohl der Kalibrieröffnung 4 als auch der Führung 5
dargestellt, unbenommen der Tatsache, daß in beiden
Fällen die Einlaufkante 25 bzw. 35 abgerundet sein
sollte.
Wie den Fig. 1 und 2 weiterhin zu entnehmen, sind die
Rohrstücke 6, durch welche die Kalibrieröffnung 4 als auch
die Führung 5 gebildet werden, auswechselbar. Gleiches gilt
auch für die Formen 7 mit den zugehörigen Böden 21. Dadurch
wird ermöglicht, daß nicht nur ein leichteres Austauschen
der besagten Teile bei Abnutzung möglich ist, sondern auch
eine einfache Umrüstung der Vorrichtung bei anderen Anfor
derungen an Form oder Abmessungen der Füllkörper bzw. der
Zwischenstufenprodukte, wenn dies gewünscht wird.
Ebenso ist den Fig. 1 und 2 zu entnehmen, daß Kalibrier
öffnung 4 und Führung 5 entweder durch ein einstückiges
Bauteil entsprechend großer axialer Länge gebildet werden
können, wie hier bei der Führung 5 verwirklicht, oder aber
auch durch eine mehrstückige Ausbildung, beispielsweise
ein massives Bauteil, welches den kleinsten Querschnitt
wie bei der Kalibrieröffnung 4 bildet, sowie einen vorge
setzten, aus dünnerem Material gebildeten Einlauftrichter
31.
Claims (12)
1. Verfahren zur Herstellung von Füllkörpern aus
bandförmigem Streckmaterial, z. B. Streckmetall aus Aluminium,
dadurch gekennzeichnet, daß
- a) das aus Streckmaterial bestehende Band (1) beim Durchlaufen einer Kalibrieröffnung (4) quer zu seiner Längsrichtung (3) zu einem Strang (2) mit etwa rundem Querschnitt zusammengeschoben wird,
- b) der Strang (2) dahinter in Abständen quer zur Längsrichtung (3) mechanisch weiter zusammenge schoben und dabei in Längsrichtung (3) diskonti nuierlich weitertransportiert wird,
- c) und zwar durch eine Führung (5) mit rundem Querschnitt hindurch,
- d) bis das vorderste Stück des Stranges (2) in eine Form (7) hineinragt,
- e) worauf der Strang (2) zwischen Führung (5) und Form (7) durchtrennt wird, und
- f) der in der Form (7) befindliche Abschnitt (23) des Stranges (2) durch einen Stempel (8), der in die Form (7) hineingeführt wird, zu dem beabsichtigten Füll körper (24) zusammengedrückt wird.
2. Vorrichtung zum Herstellen von Füllkörpern aus
bandförmigem Streckmaterial,
gekennzeichnet durch folgende Bau
gruppen für jedes zu verarbeitende Band (1), welche in
Durchlaufrichtung des Streckmetalles in der folgenden
Reihenfolge angeordnet sind:
- a) eine Kalibrieröffnung (4) mit etwa rundem Querschnitt, trichterförmigem Einlauf und gerundeten Einlaufkanten (25),
- b) einen Längstransport (26), bestehend aus zwei unmittelbar hintereinander, quer zur Längsrichtung (3) des Stranges (2) angeordneten Platten (13), welche Öffnungen (9) aufweisen, so daß sich bei Parallelverschiebung der beiden Platten (13) relativ zueinander der freie Durchlaß durch die Platten verringert, wodurch der Strang (2) weiter im Querschnitt reduziert und auch geklemmt wird,
- c) so daß in diesem geklemmten Zustand durch Bewegung der Platten (13) in Längsrichtung (3) um einen bestimmte Hub (16) ein Transport des Stranges (2) in Längsrichtung (3) erfolgt,
- d) eine Führung (5), bestehend aus einem Rohrstück (6) mit rundem Innendurchmesser,
- e) eine Schneidvorrichtung (15) unmittelbar am Ende der Führung (5), bestehend aus einem Messer (17), welches den Strang (2) am Ende des Rohrstückes (6) abschert,
- f) einen unmittelbar an die Schneidvorrichtung (15) anschließenden Formrevolver (19), bestehend aus einer geraden Anzahl von sternförmig angeordneten Formen (7), wobei die Drehachsen (20) des Formrevolvers quer zur Längsrichtung (3) des Stranges (2) verläuft,
- g) wobei jede Form (7) je ein Sackloch (8) aufweist, welches mit der Führung (7) fluchten kann und zu dieser hin geöffnet ist,
- h) wobei der Boden (21) des Sackloches (18) in axialer Richtung des Sackloches (18) beweglich ist und je zwei Böden (21) der einander am Formrevolver (19) gegenüber liegenden Formen (7) miteinander verbunden sind, und
- i) einen Stempel (8), der genau in das Sackloch (18) paßt und fluchtend zum Sackloch (18) einer Form (7) geführt ist, die an dem Formrevolver (19) benachbart zu der Form (7) sitzt, die gerade mit der Führung (5) fluchtet.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Einlaufkanten (35) der Führung (5) trichterförmig und
gerundet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet, daß der kleinste
Durchmesser der Kalibrieröffnung (4) 1/4 bis 1/10
der Breite des Bandes (1) beträgt.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (9)
der Platten (13) birnenförmig sind, mit einer Längs
achse in Bewegungsrichtung der Platten, und einem
Durchmesser am dickeren Ende (11) der Öffnung, welcher
mindestens dem Durchmesser der Kalibrieröffnung (4)
entspricht.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Platten (13) von der Stellung, in der die
dicken Enden (11) der beiden Öffnungen (9) den freien
Durchlaß (14) bilden, in die Richtung längs der
Symmetrieachse (10) der Öffnungen (9) relativ und
parallel zueinander verschiebbar sind, daß der freie
Durchlaß (14) nur noch durch die Überdeckung der dünnen
Enden (12) der birnenförmigen Öffnungen (9) gebildet wird.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Hub (16) des Ein- bis Dreifache des Durchmessers
der Füllkörper (24) beträgt.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Länge des Abschnittes (23) des Stranges (2) das 0,8 bis 2,0,
insbesondere das 1,2fache des Durchmessers des Füllkörpers
(24) beträgt.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß
der Boden (21) der Form (7) und die Stirnseite (28) des
Stempels (8) jeweils etwa konkave Halbkugelform aufweisen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Kalibrieröffnung (4) und/oder die Führung (5) konisch
verlaufen.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrstücke (6), in denen sich die Kalibrieröffnung
(4) bzw. die Führung (5) befinden, beheizbar sind.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Rohrstücke (6), in denen sich die Kalibrieröffnung
(4) bzw. die Führung (5) befinden, und/oder die Form (7)
und der Stempel (8) austauschbar gegen andere Exemplare
mit unterschiedlicher Innenkontur bzw. Innenabmessungen
sind.
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