DE54162C

DE54162C - Verfahren zur Erzeugung von Druckspannungen in Röhren und anderen Hohlkörpern für hohen inneren Druck

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Publication number: DE54162C
Application number: DENDAT54162D
Authority: DE
Original assignee: R. MANNESMANN JUN. in Remscheid-Bliedinghausen
Anticipated expiration: 1910-04-24

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^;1 Nach dem bekannten Uchatijas-Verfahren jwerden die ausgebohrten bronzenen Geschütz-/ '-Tohre. veriniltelst Durchtreibens von Dornen. . !so behandelt, dafs die äufseren Schichten des. ^Rohres auf Zug beansprucht und die inneren ,'iSchichten zusammengedrückt werden. . .

-j Nach dem vorliegenden Verfahren· wird der !gleiche Zweck beim Bearbeiten der Rohre, sei. Ves nun, dafs dieselben gewalzt, geprefst, ge-. jha'mmert oder durch Matrizen gezogen bezw. . 'geprefst werden, dadurch erreicht, dafs während :. 'dieser Bearbeitung des. Werkstückes im erhitzten Zustande die innere Höhlung desselben ^mittelst Gase, ■ Flüssigkeiten, oder durch feste Körper gekühlt wird. Die inneren Schichten setzen hierbei infolge der Abkühlung Form- : Veränderungen gröfseren Widerstand entgegen· als, die äufseren erhitzten Schichten, so dafs ■jene während -der Bearbeitung eine Druck-'-Spannung erhalten, welche bei der allmäligen ,!,Erkaltung der äufseren Schichten infolge Zu- -■; sammenschrumpfens derselben noch erheblich, erhöht wird. Durch Regelung des Hitzegrades, bis zu welchem das.Werkstück vor der angedeuteten Behandlung erwärmt wird, und durch Regelung der Abkühlung der inneren Schichten ■•bei der Bearbeitung kann man die Spannungen : iiV.den verschiedenen Schichten des Hohlkörpers, insbesondere das Verhältnifs, in dem ;die Druckspannung von innen nach aufsen ab-,nimmt ' und. in - Zugspannung übergeht, be-...stimmen, derart, dafs .einerseits je' nach der V Gröfse und Art des inneren Druckes, den die Rohre^. oder Hohlkörper auszuhallen'haben, die spannungslose Zone mehr oder weniger weit von der inneren Wandfläche . des Hohlkörpers .entfernt liegt, andererseits aber die Druckspannung in den dieser Wandfläche zunächst gelegenen inneren Schichten eine zweckentsprechende' Gröfse erhält..

Das Verfahren'kann daher nicht nur für ^Geschützrohre und Gewehrläufe, sondern auch z. - B. bei Druckcylindern für hydraulische; Pressen und andere Zwecke Verwendung finden und eignet sich sowohl für Körper mit ■einseitiger Wandung als auch insbesondere für. Körper, welche aus einer mehr oder minder ■ gröfsen Anzahl über einander geschobener einzelner Rohre bestehen. Auf. beiliegender ' Zeichnung... ist in Fig. 1 angegeben, wie ein sölchesaus über einander geschobenen Rohren^ bestehendes Geschützrohr in der angedeuteten Weise behandelt werden kann. Das Rohr hat bereits durch Auswalzen oder in anderer- Weise annähernd seine äufsere" Form erhalfen. Nachdem dasselbe geeignet erhitzt ist, wird es der Bearbeitung von aufsen zwischen Walzen oder durch einen Hammer, in einer Presse, oder dergleichen so ausgesetzt, dafs es im Laufe der Bearbeitung von allen Seiten senkrecht-zur inneren Wandfläche der Höhlung einen hohen Druck erfährt. Gleichzeitig wird durch, ein Rohr A Kühlflüssigkeit in die innere Höhlung eingeführt. Von den Vorgängen, welche bei .dieser gleichzeitigen inneren Abkühlung und' äufseren Bearbeitung, auftreten, kann man sich folgende Vorstellung machen: . :,;';

-Wird ein cylindrischer Hohlkörper, der vor-·

her erhitzt. ,war,- von innen her abgekühlt, während die aufseren Schichten noch erhitzt sind, so suchen sich die inneren Schichten zu-' ■ sammcnzuzichen«, während die aufseren 'ihre· Form beibehalten. Infolge dessen ■ mufs d,as Material- einen grüfseren Raum ausfüllen, wobei' in den inneren Schichten radiale Kräfte auftreten, welche diese Schichten von den äufseren Schichten zu trennen suchen, wie Fig..2 andeutet. Schreitet die Abkühlung der inneren Schichten nach aufsen hin fort, so wandert die Zone, woselbst die Schichten sich von einander zu trennen suchen, nach aufsen, Fig. 3.,. und bei völliger Abkühlung tritt sie aus derb; Rohrquerschnitt ganz heraus, . so. defs die.. Spannungen zum gröfslen. Theil verschwinden.

Werden jedoch während· der Abkühlung, von .innen : durch ' äufsere Bearbeitung.. des. Rohres die äufseren Schichten den inneren genähert, so dafs sie ■ denr von diesen ausgeübten Zuge folgen können, Fig. 4, so verschwinden die vorhin angedeuteten Zugspannungen.

Läfst, man nun den äufseren Druck aufhören, so verschwinden auch die Druckspannungen in den äufseren. Schichten des Rohres, und bei der völligen Abkühlung des Rohres ziehen sich. die äufseren Schichten zusammen, während die inneren Schichten,· welche schon vorher hinreichend abgekühlt waren, sich weniger oder gar nicht zusammenV ziehen können. Infolge dessen treten jetzt umgekehrt in den äufs.eren Schichten nach innen gerichtete Zugspannungen und in den inneren Schichten Druckspannungen auf, Fig..'5. ■■ .^;;

Wird bei der fortschreitenden Abkühlung die Bearbeitung von aufsen fortgesetzt, so erhöhen sich die Druckspannungen in den. inneren Schichten und die Zugspannung in den äufseren Schichten.

In derselben Weise werden auch bei einem aus verschiedenen einzelnen Rohren zusammengesetzten Rohre die inneren Rohre auf Drück, die äufseren auf Zug beansprucht.

Erfährt nun ein solches Geschützrohr von innen her hohen Druck, so erweitert sich der innere Durchmesser um ein gewisses geringes Mafs,'.;. und bei einer gewissen Höhe jenes inneren·' -Druckes wird die Druckspannung in den inneren Schichten in Zugspannung umgewandelt, so dafs nun sämmtliche Schichten des Rohres auf Zug beansprucht sind.·
„Zum Kühlen kann Wasser, OeI oder eine andere Flüssigkeit benutzt werden... Auch lassen sich Gase oder feste Körper verwenden, wenn nur bei letzteren dafür gesorgt wird, dafs. entweder ihre Masse grofs genug ist, um die Wärme abzuleiten, oder die. Erwärmung durch Abkühlung der Körper mittelst geeigneter Hülfsmittel verhindert wird.

Claims

Patent-Anspruch: "..■'

Verfahren zur Erzeugung von Druckspannungen in den inneren Schichten von Rohren, und Hohlkörpern, dadurch gekennzeichnet, dafs während der auf Zusammendrücken hinzielenden äufseren Bearbeitung der erhitzten Rohre oder Hohlkörper letztere von innen gekühlt werden. \. .' ' . , .

Hierzu ι Blatt Zeichnungen. ' .