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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkugeln aus Wfetall.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Hohlkugeln
aus -Metall und bezweckt, das Herstellungsverfahren zu vereinfachen und zu verbessern,
um Hohlkugeln, namentlich größerer Art, in vollkommener und gleichmäßiger Form finit
geringstem Arbeitsaufwand zu erhalten. Es ist bereits ein Verfahren bekannt ge-«-orden,
nach dem Hohlkugeln aus flachen Formkörpern hergestellt werden. Dieses Verfahren
ist zur Herstellung kleiner Kugeln bis zu etwa 2,5 mm Durchmesser wohl geeignet;
zur Herstellung größerer Kugeln dagegen sind vor dem Walzen so viele Formgebungen,
Hitzbehandlungen u. dgl. erforderlich, daß
(las Verfahren zu zeitraubend
und kostspielig wird. Nach dein älteren obenerwähnten Verfahren ist es ferner schwierig,
aus einem flachen Metallkörper regelmäßig ausbalancierte Hohlkugeln herzustellen,
wie solche für den Bau von gewissen Ventilen benötigt werden.
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Die vorliegende Erfindung verbessert und vereinfacht die Herstellung
derartiger Hohlkugeln. Dies wird dadurch erreicht, daß man als Ausgangsmaterial
Rohrabschnitte verwendet, welche zunächst nach den Enden zu verjüngt und alsdann
in Gesenken in kugelähnliche, an zwei gegenüberliegenden Stellen offene Hohlkörper
verwandelt werden, bevor sie dem Walzverfahren unterworfen v@erden. Nach dem Walzen
und Schließen haben ,die fertigen Hohlkugeln an zwei gegenüberliegen: den Stellen
im Innern Pole, wo die Metallfasern verknüpft sind, und es ist ersichtlich, daß
eine nach dem Verfahren der Erfindung hergestellte Hohlkugel viel besser ausbalanciert
ist wie eine nach dem bisherigen Verfahren hergestellte Kugel, bei der nur eine
Stelle zu verschließen war. Bei der Herstellimg von Hohlkugeln aus Rohrabschnitten
ist es leicht, die Formkörper nach den Enden hin zu verjüngen, bevor die eigentliche
Kugelformung beginnt. Nach dieseln Verfahren lasen sich die Üffnuagen der Kugelkörper
vor dem Walzen verkleinern, wodurch das Walzverfahren vereinfacht wird und die Wandstärke
an den Schließstellen gleichmäßiger und stärker geformt wird.
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Bei der Ausbildung der vorliegenden Erfindung hat sich herausgestellt,
daß die Gestalt der Formnut einen maßgebenden. Einfluß auf die Schließung der Öffnungen
ausübt und daß es von großer Wichtigkeit ist, daß der Formkörper mit der Hutwandung
nur an zwei Punkten in Berührung kommt. Zu diesem Zweck sind die Wandungen der Walznuten
nach außen sich erweiternd ausgebildet, wobei die Ränder der Nuten abgerundet sind,
um ein Einschneiden in den Kugelkörper zu verhindern. Die Seitenwandungen der beschriebenen
Nuten sind nicht halbkreisförmig in ihrem Ouerschnitt, sondern nach außen hin erweitert,
wobei diese Erweiterung ungefähr in der Mitte der Tiefe der Nut anfängt. Bei dieser
eigenartigen Querschnittsform der Formnuten findet eine Berührung zwischen den Wandungen
der Nuten und dem Formkörper an zwei Punkten statt, die sich noch in einer gewissen
Entfernung von der Mündung der Nuten befinden. Es ist durch Versuche festgestellt
worden, daß eine in einer umlaufenden Scheibe ausgebildete ringförmige Nut, bei
der eine Seite länger ist als die andere, den' gewünschten Effekt hervor= ruft,
da dadurch die Drehbewezuna der Kugelschalen bewirkt wird und die eigenartige Schließung
der Hohlkugelkörper zus;ande kommt.
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In der Zeichnung ist die Erfindung in bevorzugten Ausführungsformen
veranschaulicht, und zwar ist Abb. i ein Längsschnitt durch einen Rohrabschnitt,
welcher bereits an den Enden verjüngt ist.
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Abb.2 ist ein ähnlicher Schnitt, welcher den. bereits vorgeformten
Kugelkörper mit den beiden Öffnungen veranschaulicht. Die Formung ist mittels der
in Abb. 3a und 313
veranschaulichten Gesenke ausgeführt.
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Abb.3 ist ein Schnitt durch eine geschlossene Kugel, "velche nach
dem Verfahren der Erfindung hergestellt ist.
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Abb.3a und 3b sind senkrechte Schnitte durch Gesenke, welche zwei
Stufen des Vorformungsv erfahrens veranschaulichen.
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Abb. .4 ist eine Seitenansicht einer zur Ausführung der Erfindung
in Anwendung komrnenden Walzmaschine.
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Abb. 5 ist eine Teildarstellung einer Formplatte, welche die Ringnuten
im Schnitt veranschaulicht.
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Abb. G zeigt in größerem Maßstabe einen Ouerschnitt durch zwei zusammenarbeitende
Nuten.
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Abb. 7 ist eine ähnliche Darstellung einer abgeänderten Form der Nuten.
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Bei der Ausführung des Verfahrens wird ein Metallrohr gleichmäßiger
Wandstärke in gleiche Stücke geschnitten, und jedes Stuck wird einem Formvorgang
unterworfen, durch den die Stücke nach den Enden zu verjüngt werden, wie dies in
Abb. i bei -i i veranschaulicht ist. Das Formstück wird alsdann zwischen Gesenken
der in Abb. 3a und 3b veranschaulichten Art in einer geeigneten Maschine stufenweise
einem Preßverfahren unterworfen, aus dem der, in Abb. 3b und 2 veranschaulichte
Kugelkörper, welcher an zwei gegenüberliegenden Stellen offen ist, hervorgeht. Zwischen
den Pressungen werden die Formkörper so oft wie es nötig ist geglüht.
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Der vorgeformte Hohlkugelkörperwird alsdann in der Walzmaschine, die
in Abb. .l. veranschaulicht ist, zwecks Schließung der öffnungen und Vollendung
der Form bearbeitet, wobei die Kugeln, in die dargestellten Nuten eingelegt werden.
Bei der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsform ist die obere der die Nuten
enthaltenden Scheiben mittels eines Handrades und Kegelradübertragung über der anderen
Scheibe heb- und senkbar, während die untere Scheibe durch eine in Abb. .4 veranschaulichte
Vorrichtung, bei der ebenfalls Kegelradübertragung in Anwendung kommt, in Drehung
versetzt werden kann.
Durch die Drehung unter allmählich verstärktem
Druck wird die Schließung der Öffnungen und die Vollendung der Kugelform bewirkt.
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Zuerst wird die obere Formplatte 2 angehoben, und es werden die vorgeformten
Kugeln in die Nuten i eingelegt, worauf durch entsprechende Drehung des Handrades
3 und der Zahnräder d. die obere Walzplatte 2 auf die Kugeln gesenkt wird. Zu Beginn
kann diese Bewegung verhältnismäßig schnell stattfinden, während in dem Maße, wie
die öffnungen der Kugel sich schließern und die Größe der Kugeln verringert wird,
die Geschwindigkeit des Niedergangs der oberen Walzplatte nachlassen wird. Die Stellung
der Walzplatten zueinander und der Fortschritt des Walzens oder die Verringerung
der Größe der Kugeln ist durch ein. Zifferblatt oder eine Ringskala sowie Zeiger
am oberen Ende der Maschine erkenntlich gemacht.
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Wie Abb. 6 erkennen läßt, hat die Nut i eine besondere Ouerschnittsform,
die durch zwei Kreise begrenzt ist, von denen der eine, der die Kurven
a bis b bildet, c als Mittelpunkt hat. Der zweite Kreis, dessen Durchmesser
etwas geringer als der des ersten Kreises ist und der den Boden der Nut begrenzt
bzw. die Kurve b-b bildet, hat den Mittelpunkt d. Die rohe Kugelform, wie sie zu
Anfang in die Nut eingelegt wird, ist durch den punktierten Kreise e angedeutet.
Es ist ersichtlich, daß von der Mündung der Nut bis etwa halbwegs zum Boden der
Durchmesser der Nut größer ist wie der der Kugel, wenn dieselbe in die Nut eingelegt
wird. Von dort an ist der Radius der Nut im wesentlichen gleich dem Radius der Kugel,
wenn dieselbe fertig geformt ist.
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In den Nuten der oberen und unteren Walzplatte hat eine Kugel oder
Kugelschale vier Stützpunkte, deren. Ebenen sich etwa in der Mitte der Nutentiefe
befinden, so daß die Kugeln, wenn sie in die Nuten eingelegt werden, den Boden der
Nut nicht erreichen. Wenn dagegen ein Druck auf die Kugeln ausgeübt wird,- während
sich dieselben zwischen den Walzscheiben befinden, wird das Metall nach den Öffnungen
der Werkstücke hin gedrängt, so daß schließlich diese Öffnungen geschlossen und
das Metall an: den Treffpunkten fest verknüpft wird. Auf diese Weise werden Kugeln
gleichmäßiger Wandstärke hergestellt.
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Die Nuten zum Formen der Kugeln und Schließen der Öffnungen können
auch die in Abb. 7 veranschaulichte Querschnittsform haben, die von der Mitte der-
Tiefe aus durch divergierende Linien, begrenzt ist, während,die Bodenkurve der eines
Kreises entspricht, der im wesentlichen der fertigen Kugel entspricht.
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Um die Kugelgestalt der Hohlkörper zu vollenden, werden diese zwischen
den flachen nach einem Kreise geformten Nuten 7 (Abb. 5) bearbeitet. Dieser Kreis
hat einen größeren Durchmesser als die fertige Kugel, so daß jede Nut mit der Kugel
nur in einem Punkte in Berührung kommt.
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Bezüglich der Bearbeitung in den die Kugeln schließenden und formenden
Nuten sei noch bemerkt, daß infolge der vier Stützpunkte, von denen die beiden äußeren
schneller laufen als die beiden anderen, die Kugeln in eine Kreiselbewegung versetzt
werden, die das Zusammenfließen des Metalls an den CSffnungen bewirkt.
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Die Erfindung ist nicht auf die Anwendung der mit Nuten versehenen
Scheiben beschränkt, sondern es könnten zur Umformung der mit Öffnung versehenen
Hohlkörper in geschlossenen Hohlkugeln auch andere mit Nuten o. dgl. versehene Körper
verwendet werden.
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Die Anwendung von Nuten der angedeuteten Art und Gestalt macht es
möglich, die Öffnungen in. den Hohlkugeln durch Walzen unter Druck zu schließen
und die Gestalt der Kugeln zu vollenden.