DE528488C

DE528488C - Verfahren zur Formaenderung hohler Metallkoerper durch Anwendung eines Fluessigkeitsdruckes

Info

Publication number: DE528488C
Application number: DEU10806D
Authority: DE
Original assignee: Us Cast Iron Pipe & Foundry Co
Current assignee: Us Cast Iron Pipe & Foundry Co
Priority date: 1928-12-29
Filing date: 1929-06-26
Publication date: 1931-06-29
Also published as: DE553426C

Description

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung, durch welche die Form hohler Metallkörper von im wesentlichen zylindrischer Gestalt geändert und gleichzeitig die innere Struktur des Metalls verbessert werden kann. Das Verfahren beruht darauf, daß die Körper einem äußeren Flüssigkeitsdruck unterworfen werden, welcher auf den Metallkörper gleichzeitig eine in radialer Richtung zusammenziehende und in der Längsrichtung streckende Einwirkung ausübt. Unter dem Einfluß dieser Druckwirkung ändert sich die Struktur des Körpers so, daß seine Widerstandsfähigkeit und seine sonstigen Eigenschaften, beispielsweise die Verschleißfestigkeit, erhöht werden. Die Erfindung läßt sich besonders auf hohle Stahlkörper anwenden.

Um die Einwirkung des Druckmittels auf eine Berührung mit dem Umfang des Zylinders zu beschränken, wird eine Packung verwendet, die eine Ausdehnung des Zylinders in der Längsrichtung zuläßt. Man befördert die Verformung des Hohlkörpers, indem man diesen einer längsgerichteten Streckkraft unterwirft, welche auf den zylindrischen Körper eine Zugkraft in der Längsrichtung ausübt. Es empfiehlt sich, in den zu behandelnden Metallkörper einen Kern einzuschließen, der für die endgültige Form des Körpers bestimmend ist.

Die Erfindung ist an Hand der beiliegenden Zeichnungen erläutert, und zwar ist

Abb. ι ein Schnitt durch eine Vorrichtung, die für die Anwendung des - Verfahrens be- ³S stimmt ist.

Die Abbildung zeigt eine Rohrform aus Stahl, die an der zu betreibenden Vorrichtung befestigt ist, einen Kern, auf welchen die Form aufgedrückt werden soll, Packungsringe, die angebracht sind, um das Druckmittel abzugrenzen, und eine besondere Anordnung, mit deren Hilfe das Druckmittel sowohl eine Zusammenziehung wie eine Streckung auf die zu verändernde Form ausüben soll.

Abb. 2 zeigt eine Abänderung der Vorrichtung, die auf der linken Seite der Abb. 1 dargestellt ist, und bei welcher die Packung so gehalten wird, daß die Form keiner unmittelbaren längsgerichteten Zugkraft unterworfen wird.

Abb. 3 ist ein Schnitt, welcher eine Abänderung der Vorrichtung darstellt, in wel-

eher die Form, welche in diesem Falle vollkommen zylindrische Gestalt besitzt, beiderseits in der Längsrichtung ausgedehnt werden kann.

Gemäß Abb. ι stellt A einen Behälter dar, der natürlich eine große Festigkeit besitzen muß, um die Drücke, denen er unterworfen wird, aushalten zu können. A¹ ist die Innenseite des Behälters, α¹ eine Erweiterung an ίο der rechten Seite des Behälters, welche dazu bestimmt ist, das erweiterte Ende der Form aufzunehmen, und A² eine Leitung für das Druckmittel. B ist eine Endplatte, die an der rechten Seite des Behälters befestigt ist. C ist ein Kern, der in die Form eingeführt ist, welche verarbeitet werden soll, und auf den die Form aufgedrückt wird. C¹ ist das erweiterte Ende des Kerns, welches, wie dargestellt, in dem äußeren Teil des Glockenendes der zu behandelnden Form sitzt. D ist die Form, welche hier als eine schon geformte Schleudergußform aus Stahl dargestellt ist, die durch das Verfahren radial zusammengedrückt und gleichzeitig in der Längsrichtung ausgedehnt werden soll. D¹ ist das Glockenende der Form, und D², D² sind Rillen, die an dem Spitzende der Form angebracht sind, um Packungsringe aufzunehmen, wenn die Form verwendet wird. D³ ist die innere Oberfläche der Form, welche in denjenigen Fällen, in denen die zu behandelnde Form eine schon gebrauchte Form ist, mit Rissen versehen und aufgerauht ist. E ist ein Packungsring, der zwischen den erweiterten Teil al· des Behälters und das Glockenende der Form eingefügt wird. Der Packungsring ist so dargestellt, daß er sich gegen einen Ring F stützt und mit einem Körper G von keilförmigem Querschnitt verbunden ist, der in den U-förmigen Packungsring eingefügt ist. H, H sind Ringe, die in den Rillen D² befestigt sind. / ist ein Block, der gegen, den hinteren Ring H, und F¹ ein Block, der gegen den vorderen Ring H und gegen das Ende des Ringes / gestützt ist, und E¹ ist ein Pakkungsring, der gegen den Block oder Ring F¹ gestützt ist.

Beim Arbeiten wird die Form in den Behälter eingeschoben, der Kern C in der dargestellten Weise in seine Stellung gebracht und die Packungsringe F und F¹ zwischen der Innenseite des Behälters und der Außenseite der Form befestigt. Wenn die einzelnen Teile sich in ihrer richtigen Stellung befinden, wird durch die Leitung A² eine Druckflüssigkeit eingelassen, welche nun auf die Außenseite der Form einwirkt, indem sie diese zusammenpreßt und gleichzeitig in der Längsrichtung streckt. Bei der Arbeitsweise nach Abb. 1 wird die Streckung der Form, welche lediglich durch den auf die Außenseite ausgeübten Druck erfolgt, wenn die Form sich radial zusammenzieht, durch unmittelbare Einwirkung des Drucks auf den Pakkungsringi⁷¹ und die Stützung des Ringes an dem Spitzende der Form erleichtert. Immerhin muß dafür Sorge getragen werden, daß die Fläche des Packungsringes F¹, welcher dem Druck ausgesetzt ist, nicht so groß gewählt wird, daß ein übermäßiger längsgerichteter Zug auf die Form ausgeübt wird, da sonst die Gefahr besteht, daß die Form in zwei Teile zerrissen wird. Der Druck soll nur so hoch sein, daß er die Streckung erleichtert und unterstützt.

Die Wirkung der radialen Zusammenziehung und längsgerichteten Ausdehnung der Form besteht darin, daß die Kristalle oder Elemente des Metalls in der Weise verdichtet und in ihrer Form geändert werden, daß die Dichte, Festigkeit und Härte beträchtlich erhöht werden.

Gemäß der Abänderung nach Abb. 2 wird der Behälter mit einer -Endplatte / versehen, gegen welche sich ein Ring K stützt, an den weiterhin der bei F³ dargestellte Ring anliegt, welcher den bei E² gezeichneten Pakkungsring unmittelbar stützt. Bei dieser Ausführung übt der Packungsring E² keine längsgerichtete Streckkraft auf die Form aus, deren längsgerichtete Ausdehnung daher nur unter dem Einfluß des Umfangsdruckes erfolgt.

Bei der Abänderung gemäß Abb. 3 besitzt die bei D₁ D dargestellte Form eine zylindrische Gestalt. Ring 2? und K¹ sind an beiden Enden des Behälters angeordnet, um die bei E und E¹ gezeichneten Packungsringe zu stützen. Bei dieser Ausführungsform zieht der auf die Form ausgeübte Druck nicht nur die Form über dem Kern zusammen, sondern bewirkt auch eine längsgerichtete Ausdehnung in beiden Richtungen.

Viele Vorteile der Erfindung können auch erzielt werden, indem eine Form in einem i°5 genau bestimmten Grade zusammengezogen wird, der durch die Menge des dem Behälter zugeführten Druckmittels geregelt wird, ohne daß man sich eines Kernes bedient, obwohl offenbar der Kern ein sehr brauchbares Hilfsmittel der Erfindung bildet, da er ebenso die Zusammenziehung begrenzt, wie die innere Fläche der Form genau festlegt.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, den zylindrischen Körper nach der Zusammenziehung und Streckung einer gelinden Wärmebehandlung, und zwar zwischen 200 und 400 °, zu unterwerfen. Diese Behandlung verringert die inneren Spannungen und erhöht andererseits beträchtlich die Härte und die Wider-Standsfähigkeit des Metalls. Die Temperatur, welche man anwendet, hängt naturgemäß

von der Art des Metalls ab. Die erwähnten Temperaturen beziehen sich auf gewöhnlichen Handelsstahl.

Für die erfolgreiche Durchführung des Verfahrens ist es notwendig, daß die Wandstärke des zu behandelnden zylindrischen Körpers ausreicht, um Verformungen zu verhindern, welche eintreten könnten, statt daß der Körper sich unter dem Einfluß des äußeren

ίο Drucks radial zusammenzieht. Die notwendige Wandstärke schwankt mit dem Durchmesser des zu behandelnden Zylinders. Bei einem inneren Durchmesser des Zylinders von 5 cm soll die Wandstärke nicht geringer als ¹Z₁₂ cm sein.

Obwohl das Verfahren sich mit besonderem Nutzen auf die Behandlung von hohlen Stahlkörpern anwenden läßt, hat es sich auch als zweckmäßig für die Behandlung von Hohlkörpern aus Messing und Bronze erwiesen. Die Strukturverbesserung ist bei diesen Metallen ebenfalls beträchtlich. Die erwähnte Behandlung ist aber nicht auf die Verbesserung der Struktur beschränkt, sondern besitzt auch zur Veränderung der Form des zu behandelnden Körpers wesentliche Bedeutung.

Claims

Patentansprüche:

i. Verfahren zur Formänderung hohler Metallkörper von im wesentlichen zylindrischer Gestalt durch Anwendung eines Flüssigkeitsdruckes, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallkörper so mit einem Flüssigkeits-Druckbehälter umschlossen wird, daß er sich in der Längsrichtung strecken und der Druck nur auf seine Außenwandung wirken kann, und daß dann der Körper einem Druck auf seinem äußeren Umfang ausgesetzt wird, der ausreicht, um eine symmetrische Zusammenziehung in radialer Richtung und gleichzeitig eine Streckung in der Längsrichtung zu bewirken.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Beschränkung des Druckmittels auf eine Berührung mit dem Umfang des Zylinders eine Packung verwendet wird, die eine Ausdehnung des Zylinders in der Längsrichtung zuläßt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des Hohlkörpers befördert wird, indem man diesen einer längsgerichteten Streckkraft unterwirft, welche auf den zylindrischen Körper eine Zugkraft in der Längsrichtung ausübt.
4. Vorrichtimg zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher ein Packungsring an dem Ende des Metallkörpers befestigt ist, so daß er als ein Kolben wirkt, der auf den Körper einen längsgerichteten Zug ausübt.
5. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei welcher ein Kern angewendet wird, um dem zu behandelnden Metallkörper eine Endform zu geben.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen