DE609921C - Verfahren und Vorrichtung zur Kaltherstellung von Borden an Boeden, insbesondere ausStahlblech - Google Patents

Description

Gewölbte Böden für Druckbehälter, wie ζ. Β. Dampffässer oder Druckkessel für Wasserversorgungsanlagen, sollen nach neueren Bauvorschriften in der Abrundung am Übergang zwischen der Bodenfläche und dem zylindrischen Niet- oder Schweißbord einen Krempenradius von mindestens Y₁₀ des Bodendurchmessers haben. Mit den bisher bekannten Maschinen und Arbeitsmethoden kann man aber solche Borde mit großem Krempenradius nicht herstellen, insbesondere nicht auf kaltem Wege. Es sind schon Bördelmaschinen vorgeschlagen, mit denen es möglich sein soll, Borde mit besonders großem Krempenradius herzustellen. Die Bodenmitte wird zu diesem Zweck in eine Klemmvorrichtung eingespannt, die auf einem Tragrahmen sitzt, der um eine Achse schwenkbar ist, die senkrecht zur Ebene der Achsen der beiden Bördelrollenwellen und in der Berührungsebene der beiden Rollen liegt. Dabei ist die innere Bördelrolle birnförmig gestaltet, etwa entsprechend dem herzustellenden Krempenradius. Der äußere Rand des Bodens wird erst bei schwach nach außen geneigter Lage des Tragrahmens zwischen den beiden Rollen durch Herunterdrücken der oberen etwas vorgebogen. Dann wird der Bord fertiggebogen durch allmähliches Schwenken des Tragrahmens mit dem Boden bis zur Erzielung des gewünschten Bordwinkels. Es ist aber bekannt, daß es auf diese Weise nicht möglich ist, Borde mit einem Krempenradius in der Größenordnung von r = Vio D herzustellen. Bei dem hier angewandten Verfahren, den Bord zonenweise von außen her zu formen, tritt ein sehr wesentlicher Übelstand ein. Der äußere Rand des Bodenbleches muß bei Herstellung des Bords wegen -der Verkleinerung seines Durchmessers eine erhebliche Stauchung erfahren. Er wird aber im Gegensatz zu diesem Endziel von Beginn der Verformung an durch das Festklemmen zwischen den beiden Rollen nicht nur im Stauchen behindert, sondern, da der Druck, mit dem die Rollen gegeneinandergepreßt werden müssen, sehr hoch ist, sogar gereckt und gehärtet. Dabei wird der elastische Widerstand des Randes so hoch, daß die Krempe sich auch, bei Böden von größten gangbaren Durchmessern in kaltem Zustand nur mit Radien bis zu etwa V20 ^{statt 1}Ao ^ biegen läßt. Es sind inzwischen noch weitere Vorschläge zur Verbesserung dieser Art. von Bördelmaschinen gemacht worden, die aber zu keinem besseren Erfolg geführt haben. Es ist bekannt, Böden mit großem Krempenradius in warmem Zustand auf der Presse in einem Arbeitsgang zu drücken. Solche Pressen sind aber sehr teuer. Außerdem ist für jede Bodenform eine passende Matrize mit Stempel erforderlich, die auch sehr viel Geld kosten und bei größeren Bodendurchmessern schwer zu handhaben sind. Auch die Handhabung der zwecks Warmbearbeitung erhitzten, schweren Boden-

bleche ist schwierig. Es ist auch schon vorgeschlagen, Bodenborde segmeiitweise auf Pressen herzustellen. Die ganze Bordhöbc wird dabei segmentweise, aber nicht in konzentrischen Zonen, sondern in einem Stück über eine Unterlage heruntergebogen, wobei der Bordwinkel 'entweder auf einmal oder in mehreren Absätzen hergestellt wird. Auch auf diesem Wege ist es nicht möglich, an kalten ίο Böden Borde mit einem Krempenradius von etwa Vio -D herzustellen, weil bei diesem großen Radius die außerhalb der neutralen Zone liegenden Fasern nicht so überdehnt werden, daß der Bord stehenbleibt.

Es war also bisher nur auf dem Wege des sehr kostspieligen Warmpressens möglich, Borde mit großem Krempenradius herzustellen. DiesemÜ beistand hat die Erfindung abgeholfen. Sie ermöglicht es, kalte Böden auf einer verhältnismäßig leichten und billigen Presse mit verhältnismäßig leichten und billigen Werkzeugen mit 'einem Bord mit Krempenradius von V₁₀ D zu versehen. Für einen ι S mm starken Boden von etwa 2000 mm Durchmesser genügt z. B. eine Presse von 150 t Druck, während zum. "Warmpressen desselben Bodens, abgesehen von der erforderlichen viel schwereren Zweiständerkonstruktion der Presse, etwa der drei- bis vierfache Druck erforderlieh ist.

Das wesentliche Merkmal des Verfahrens nach der Erfindung beruht darin, daß hier die Notwendigkeit der Anwendung von Überdruck bzw. Überdehnung der gestreckten Fasern zur Herstellung eines stehenden Bordes dadurch vermieden wird, daß das segmentweise Biegen in k'onzentrischen Zonen vor sich geht, und zwar vom äußeren Rand beginnend, so, daß die äußere Randzone beim ersten Rundgang angebogen, beim zweiten weitergebogen, unter Anbiegen der zweiten Randzone, und beim dritten Rundgang nach dem in der Zeichnung dargestellten Beispiel zu dem gewünschten Bordwinkel gebogen wird, während die zweite Zone weitergebogen und die dritte angebogen wird. Die bei diesem Verfahren unvermeidliche Auffederung wird dadurch ausgeglichen, daß im Fertigwerkzeug der Bordwinkel auf etwas mehr als 90⁰ herumgeholt wird, so daß durch die Auffederung der richtige Winkel hergestellt wird. Verschiedene Auffederungsgrade von verschieden harten Blechen werden dabei auf folgende Weise ausgeglichen: Beim Biegen der ersten Randzone steht der Boden etwa unter einem Winkel von etwa 6o° gegen die Horizontale, beim Biegen der dritten noch unter einem Winkel von etwa 30⁰, da naturgemäß beim weiteren Einschieben des Randes zwischen die Werkzeuge die Bodenneigung größer werden muß. Um nun eine stärkere Auffederung des Materials auszugleichen, die sich schon beim Vorbiegen erkennen läßt, wird der Boden beim letzten Arbeitsgang etwas tiefer gesenkt, so daß er etwas hohl auf dem Gesenk aufliegt und infolgedessen etwas stärker durchgedrückt wird. Es handelt sich also liier auch um ein Verfahren, bei dem, wie beim Bördeln auf der Bördelmaschine, mit der Vierformung von der äußeren Zone her begonnen wird. Aber die Nachteile des Verfahrens mit der Bördelmaschine sind vermieden durch das stufenweise An- und Weiterbiegen der aufeinanderfolgenden Zonen unter Vermeidung der Einflüsse, die bei der Bearbeitung auf der Bördelmaschine den elastischen Widerstand des Bordrandes erhöhen und seiner Stauchung entgegenwirken. Das Verfahren ist in der Zeichnung veran-. schaulicht, und die Vorrichtung zur Ausübung desselben ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt.

Fig. ι und 2 veranschaulichen den Arbeitsvorgang und zeigen die Werkzeuge für die ersten, beispielsweise drei, Stufen des Verfahrens bzw. die letzte Fertigstufe schcmatisch im Querschnitt;

Fig. 3 ist eine Draufsicht auf die Matrize aus Fig. i.

Das Verfahren besteht darin, daß der Rand des Bodens a in kaltem Zustand zunächst segment- und stufenweise zwischen zwei segmentförmigen Werkzeugen, der Matrize & und dem Stempele, beispielsweise in drei Stufen i, 2 und 3 nach Fig. 1 ohne Anwendung von Überdruck vorgebogen wird.

Der Boden wird an einer angehefteten Öse oder sonstwie an einem Hebezeug aufgehängt. Dann wird sein Rand zunächst bis zum Punkt 1 zwischen die beiden Werkzeuge b und c gesteckt und durch Niedergehen des Pressenstößels auf die Länge des Werkzeuges (Fig. 3) entsprechend gedrückt. Dann wird der Bio den um etwa eine Werkzeugbreite weitergedreht und wieder gedrückt usw., bis der Rand ringsherum angebogen ist.

Dann wird derselbe weiter zwischen die Werkzeuge eingeschoben bis nach 2 und wieder ringsherum segmentweise durchgedrückt, wobei die äußerste Zone weitergebogen und die zweite angebogen wird. Schließlich wird er bis nach 3, also bis zum äußeren Rand der Matrize, durchgeschoben und in dieser Stellung wieder ringsherum gedrückt. Nach diesem dreistufigen Vordrücken wird der angebogene Rand noch in einem vierten Gang (nach Fig. 2) zwischen einer Fertigmatrize &¹ und dem Stempel c geglättet.

Der Stempele ist für alle Bearbeitungsstufen derselbe, mit dem am fertigen Decke] gewünschten Krempenradius ^> VioE*· Die Arbeitsfläche der Matrize b für die Vorbiege-

stufen entspricht dagegen der Fertigform des Bordes nur etwa auf ihrer äußeren Hälfte. Der innere Teil verläuft etwa waagerecht. Die Arbeitsfläche der zweiten Matrize b^l entspricht unter Berücksichtigung normaler Auffederung genau der gewünschten Form des fertigen Bordes. Entsprechend wird beim vierten Arbeitsgang die Eckkrümmung des Bordes fertig durchgedrückt und gleichzeitig

ίο der Bord geglättet. Unnormale Auf federung wird dadurch ausgeglichen, daß die innerste gebogene Zone mehr oder weniger Breite erhält, etwa dadurch, daß der Bord etwas hohl auf die Innenkante der Matrize b¹ aufgelegt wird.

Das Verfahren ist praktisch erprobt und als technisch und wirtschaftlich vorteilhaft erwiesen.

Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht aus einer in der Zeichnung nicht dargestellten normalen Presse, auf deren Tisch T das Werkzeug j b/w. b^l in bekannter Weise befestigt wird, wofür etwa Befestigungsflansche d mit je einem oder mehreren Löchern e zum Durchführen von Befestigungsschrauben vorgesehen werden können. Der Stempel c wird in ebenfalls bekannter Weise am Pressenstößel St befestigt. Er ist im übrigen entsprechend ausgebildet wie die in Fig. 2 dargestellte Matrize b¹, und zwar hat dieser Stempel, wie bereits oben erwähnt, genau die Form, welche die Innenfläche des Bordes mit anschließendem Übergang im fertigen Zustand haben soll.

Die Breite der Werkzeuge b, b¹ und c und damit die Zahl der erforderlichen Pressenliube für die Durchführung einer Arbeitssttife richtet sich einmal nach der Breite des Pressentisches bzw. der lichten Weite zwischen den Pressenständern, andererseits nach der Druckleistung der verfügbaren Presse und nach dem Gewichtspunkt der möglichst leichten Auswechselbarkeit und möglichst geringen Kosten der Werkzeuge.

Es kann vorteilhaft sein, die Matrizen b, b^l breiter auszuführen als den Stempel c.

Es ist grundsätzlich auch möglich, für alle, z. B. vier, Bearbeitungsstufen nur eine Matrize b zu verwenden, deren Oberfläche der gewünschten Gestalt des Deckelbords entspricht, und dafür zwei verschiedene Stempel c, c¹ zu verwenden. Bei diesem Verfahren müßte der Boden bei den ersten drei Arbeitsvorgängen steiler gehängt werden und würde dadurch seine Handhabung weniger bequem. Mit Rücksicht darauf, daß die Matrize außerdem leichter auszuwechseln ist als der Stempel, wird man normalerweise die auszuwechselnde Matrize dem auszuwechselnden Stempel vorziehen.

Nach dem angemeldeten Verfahren lassen sich also die beschriebenen Böden mit großem Eckradius, der mindestens V10 ^^es Bodendurchmessers beträgt, auf kaltem Wege ohne ungünstige Beeinflussung, des- Materialgefüges wesentlich billiger herstellen als durch Warmpressen. Diese Herstellung kann auch wesentlich schneller erfolgen wegen der einfacheren, leichteren Herstellung der Werkzeuge und weil der ganze Arbeitsgang einschließlich aller Vorbereitungen weniger Zeit in Anspruch nimmt. Es sind also wesentlich kürzere Lieferzeiten möglich als beim Warmpressen. Und schließlich ist die Anpassung der Bödendurchmesser an die Konstruktiönsbedingungen viel leichter, d. h. in viel weitgehenderem Maße möglich, weil die Anfertigung der erforderlichen Werkzeuge für einen anormalen Durchmesser nur einen geringen-Bruchteil des Aufwands an Geld und Zeit verursacht wie beim. Warmpressen.

Neben dem Verfahren und der Vorrichtung zur Ausübung desselben sollen auch die nach diesem Verfahren hergestellten Böden geschützt werden.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Kaltherstellung von Borden mit besonders großem Eckradius, etwa /■ = Y₁₀ D, an Böden, insbesondere aus Stahlblech, durch segmentweises Umbiegen des Randes des in nachstellbarer Schrägsttellung um seine Achse drehbar gehaltenen Bodens zwischen Stempel und Matrize auf einer Exzenter- oder hydraulichen Presse, dadurch gekennzeichnet, daß der Bord in mehreren konzentrischen Zonen nacheinander und ohne Anwendung von Überdruck derart vorgebogen wird, daß im ersten Rundgang die äußere Randzone allein gebogen wird und in jedem folgenden Rundgang eine weitere Zone angebogen wird, während die bereits angebogenen Zonen weitergebogen werden, und zum Schluß der fertig vorgebogene Bord

in einem letzten Rundgang mit unter Berücksichtigung· normaler Auffederung genau der gewollten Bordform entsprechenden Werkzeugen geglättet wird, wobei Unterschiede im Grad der Auffederung durch mehr oder weniger Breite der innersten gebogenen Zone ausgeglichen werden.

2. Vorrichtung zur Kaltherstellung von Borden mit besonders großem Eckradius, etwa /· = Vio D, bestehend aus Matrizen und Stempel für Exzenter- bzw. hydraulische Pressen, dadurch gekennzeichnet, daß der beim Vor- und Fertigbiegen des Bordes verwendete Stempel unter Berücksichtigung der Auffederung genau das Profil des fertigen Bordes aufweist, wäh-

rend die Vorbiegematrize nur in ihrem äußeren, dem Bordrand angrenzenden Teile der Fertigform genau entspricht^ während nach der Bodenmitte zu ihr Profil weniger stark gekrümmt ist als beim Fertigprofilj dagegen zum Fertigbiegen des Bordes eine weitere Matrize genau der gewollten Bordform Verwendung findet.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfläche to der Matrize (b, b¹) breiter ist als diejenige des Stempels.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen