DE642504C

DE642504C - Process for the production of thin-walled, lightweight containers for medium and low pressures

Info

Publication number: DE642504C
Application number: DEV28997D
Authority: DE
Inventors: Jakob Keulers
Original assignee: DEUTSCHE ROEHRENWERKE AG
Current assignee: DEUTSCHE ROEHRENWERKE AG
Priority date: 1932-12-28
Filing date: 1932-12-28
Publication date: 1937-03-06

Description

Verfahren zur Herstellung dünnwandiger leichter Behälter für mittlere und niedere Drücke Es ist bekannt, Behälter und Flaschen für gasförmige und flüssige Medien aus nahtlosen Rohren herzustellen oder durch Zusaxnmznschweißen von Blechen anzufertigen. Die rechnerische Ermittelung der Behälterwandstärke erfolgte dabei unter Zugrundelegung des in dein Behälter bzw. in der Flasche auftretenden Druckes nach den Gesetzen der Festigkeitslehre und unter Beachtung von behördlichen oder anderen Vorschriften; sie ist jedoch praktisch bisher- in" ihrer Mindeststärke bei nahtlosen Behältern von :dem Herstellverfahren des Ausgangsrohrstückes abhängig. Dies hatte zur Folge, daß, insbesondere bei niedrigen und mittleren Drücken die rechnerisch ermittelte, also die theoretisch zulässige Wandstärke nicht unwesentlich geringer war, als sie mit Rücksicht auf - die Herstellungsverfahren und die Eigenschaften des Werkstoffes praktisch gewählt werden mußte.Process for the production of thin-walled, lightweight containers for medium-sized and low pressures It is known, containers and bottles for gaseous and liquid Manufacture media from seamless tubes or by joining sheet metal to make. The arithmetic determination of the container wall thickness was carried out based on the pressure occurring in your container or in the bottle according to the laws of strength theory and in compliance with official or other regulations; However, it is practically so far in "its minimum strength seamless containers on: depending on the manufacturing process of the starting pipe section. This had the consequence that, especially at low and medium pressures, the calculated, i.e. the theoretically permissible wall thickness is not insignificant was less than it was with regard to - the manufacturing process and the properties of the material had to be chosen in practice.

Exfmdungsgemäß; wird die Herstellung und Verwendung von Behältern oder Flaschen für geringe und mittlere Drücke ohne Längs-und Rundnähte mit so dünner Wand ermöglicht, wie sie sich rechnerisch ergibt, während die Behälter für den gleichen Verwendungszweck bisher mit Rücksicht auf das Herstellungsverfahren der nahtlosen Rohre mit wesentlich dickerer Wand hergestellt werden mußten.According to the embodiment; becomes the manufacture and use of containers or bottles for low and medium pressures without longitudinal and round seams with so thinner Wall allows as it arises arithmetically, while the container for the same Purpose so far with regard to the manufacturing process of the seamless Pipes with a much thicker wall had to be made.

So z. B. kann, nach der neuen Druckgasverordnung, deren Entwurf seit einiger Zeit vorliegt, die Beanspruchung beim Probedruck bis zu 3/4 der Streckgrenze zugelassen werden. Wenn der Probedruck gleich dem r, 5fachen Betriebsdruck gesetzt wird, errechnet sich bei einer Materialfestigkeit von mindestens 55 kg/mm2 und einer Streckgrenze von 35 kg/mm2 die Wandstärke nach der Formel: z. B. zu 3,5 mm bei einem Fülldruck von 40 atü und einer lichten Flaschenweite von 30o mm und ebenfalls zu 3,5 mm bei 34 atü und einer lichten Flaschenweite von 35omm, während die dünnste Wandstärke, mit der sieh nahtlose Rohre von 35omm lichten Durchmessers nach den bisher bekannten Walzverfahren fertig herstellen lassen; mindestens 6mm beträgt.So z. B. can, according to the new pressure gas regulation, the draft of which has been available for some time, the stress at test pressure up to 3/4 of the yield point can be allowed. If the test pressure is set equal to r.5 times the operating pressure, the wall thickness is calculated using the formula with a material strength of at least 55 kg / mm2 and a yield point of 35 kg / mm2: z. B. to 3.5 mm with a filling pressure of 40 atü and a clear bottle size of 30o mm and also to 3.5 mm at 34 atü and a clear bottle size of 35omm, while the thinnest wall thickness, with which see seamless tubes of 35omm clear Have the diameter finished by the previously known rolling process; is at least 6mm.

Die Behälter gemäß dem Erfindungsgegenstand haben nicht nur auf Grund der Materialersparnis den Vorteil der Billigkeit, sie sind vielmehr auch im Betriebe wegen ihres leichteren Gewichtes wirtschaftlicher, da sie, wenn es sich z. B. tun transportable Flaschen han- Belt, billigste Frachtkosten gestatten und in der Handhabung rentablev sind.The containers according to the subject matter of the invention do not only have due the material savings have the advantage of cheapness, they are rather also in the company more economical because of their lighter weight, since they, when it is z. B. do transportable bottles Belt to allow cheapest freight and are profitable to use.

Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß ein in bekannter Weise und in bekannten Abmessungen nahtlos hergestelltes Rohr mittels Dornen oder ähnlichen mechanischen Mitteln bis zu rechnerisch ermittelten noch zulässigen dünnsten Wandstärke eines Rohres größeren Rohr durchmessers aufgeweibet und aus dem so aufgeweiteten Rohr ein Behälter mit einer geringeren als bisher möglichen Wandstärke gebildet wird. Die Aufweitung des Rohrstückes wird dabei meist eine Vergrößerung seines ursprünglichen Durchmessers auf i2oollo und mehr mit sich bringen, je nachdem welche Druckbeanspruchung zu erwarten und welche geringste Wandstärke als noch zulässig anzusehen ist. Durch die Bildung der B:ehälterwandstärke durch Aufwehen eines normalen nahtlosen Rohrstückes wird jedoch nicht nur erstmalig die Herstellung eines Behälters mit günstigerer, bis zur rechnerisch geringstmöglichen Wandstärke ermöglicht, sondern es eTfährt dabei der Werkstoff eine intensive Verformung, die alle etwa vorhandenen Material-oder Herstellungsfehler erkennbar macht. Dies war bei keinem der bisher bekannten Herstellungsverfahren von Behältern möglich.The method according to the invention is that a known in Way and in known dimensions seamlessly manufactured pipe by means of thorns or similar mechanical means up to the computationally determined still permissible thinnest Wall thickness of a pipe with a larger pipe diameter is widened and expanded in this way Tube formed a container with a smaller wall thickness than previously possible will. The expansion of the pipe section is usually an enlargement of its original Diameter on i2oollo and more, depending on the pressure load to be expected and which smallest wall thickness is to be regarded as still permissible. By the formation of the container wall thickness by blowing open a normal, seamless piece of pipe However, not only is the production of a container with cheaper, up to the arithmetically smallest possible wall thickness, but it runs while the material undergoes intensive deformation, all material or material possibly present Makes manufacturing defects recognizable. This was not the case with any of the previously known manufacturing processes of containers possible.

Man hat zwar schon vorgeschlagen, Behälter für hohe Drücke in der Weise herzustellen, daß ein zylindrisches nahtloses Rohrstück durch Aufblasen mittels Luft zwischen aufgesetzten Ringen mit mehreren kugelförmigen Erweiterungen ausgestaltet wird, wobei man eine bessere Druckverteilung an den Kugelflächen erzielen wollte. Doch abgesehen davon, daß sich die dabei auftretende ungleiche Wandstärke zwischen den einzelnen Kugelkörpern für die Widerstandsfähigkeit nachteilig auswirkt, konnte durch Aufblasen mittels Luft niemals eine derartig geringe Wandstärke erzielt werden, wie sie für Behälter für mittlere und niedrige Drücke notwendig ist. Ebenso hat sich auch der Vorschlag nicht durchgesetzt, dickwandige Behälter für höchste Beanspruchungen durch. Aufblasen eines Hohlwerkstückes in einer Form herzustellen, da auch hierbei keine nennenswerte Wandstärkenverminderung erzielt werden konnte und die für die Zuverlässigkeit des Behälters maßgebende intensive Durcharbeitung des Werkstoffes nicht erreichbar war.It has already been proposed to use containers for high pressures in the Way to manufacture a cylindrical seamless tube piece by means of inflation Air designed between attached rings with several spherical extensions where one wanted to achieve a better pressure distribution on the spherical surfaces. But apart from the fact that the unequal wall thickness that occurs is between the individual spherical bodies has a detrimental effect on the resistance such a small wall thickness can never be achieved by inflating with air, as it is necessary for tanks for medium and low pressures. Likewise has Even the suggestion that thick-walled containers for the highest demands did not prevail by. Blowing up a hollow workpiece in a form, as here too no significant reduction in wall thickness could be achieved and for the Reliability of the container decisive intensive work-through of the material was not attainable.

Demgegenüber ist durch das gemäß, der Erfindung in Anwendung zu bringende bekannte Aufweiten eines nahtlosen Rohres mittels Dornen, Stopfen, Kugeln o. dgl. mechanischen Mitteln praktisch jede erforderliche geringe Wandstärke erreichbar, während dabei gleichzeitig eine intensive Durcharbeitung und Prüfung des Werkstoffes erfolgt. Das Aufweiten des nahtlosen Rohres geschieht dabei zweckmäßig durch Dorne, denen Durchmesser größer ist, als die lichten Rohrweiten sind, derart, daß :ein Dorn oder mehrere auf einer Stange befestigt und durch das Rohr gezogen werden. Diese Maßnahme ist an sich bekannt, z. B. bei der Herstellung von Gewindebrücken, bei der der eine schwächere Wandung besitzende zylindrische Teil der Gewindebrücke aus einem flachen Stanzstück gezogen wird; dieses Verfahren erfolgt jedoch auf kaltem Wege. Ferner ist es bekannt, zum genauen Ziehen des Innern und zum Ausgleichen ungleicher Wandungen von gepreßten oder geschmiedeten Hohlkörpern in rotwarmem Zustand des Werkstückes eine Ziehstange mit mehreren Ziehringen zu benutzen; hierbei: wird lediglich eine Streckung in der Längsrichtung des Hohlkörpers, nicht dagegen eine Aufweitung des äußeren Durchmessers erzielt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren dagegen, bei dem zum Aufweiten auf sehr große Durchmesser mehrere Aufweitevorgänge erforderlich sind, ist es wesentlich, die Wärme des Werkstückes wirtschaftlich auszunutzen, so daß die Anordnung mehrerer Dorne wachsender Größe auf einer Stange besonders vorteilhaft für das erfindungsgemäße Aufweiteverfahren ist. Dabei ist es bekanntlich möglich, der Flasche oder dem Behälter auch einen anderen als kreisrundenQuerschnitt zu geben, indem die Dorne entsprechend profiliert sind.In contrast, according to the invention to be applied known widening of a seamless tube by means of thorns, plugs, balls, or the like. practically any required low wall thickness can be achieved by mechanical means, while at the same time an intensive working through and testing of the material he follows. The widening of the seamless pipe is expediently done by means of mandrels, whose diameter is larger than the clear pipe widths, such that: a The mandrel or several are attached to a rod and pulled through the pipe. This measure is known per se, e.g. B. in the manufacture of threaded bridges, in which the cylindrical part of the threaded bridge with a weaker wall is drawn from a flat die cut; however, this procedure is done on cold Ways. It is also known to pull the interior accurately and to compensate for unequal Walls of pressed or forged hollow bodies in the red-hot state of the Workpiece to use a pull rod with several pull rings; here: is only an elongation in the longitudinal direction of the hollow body, but not an expansion of the outer diameter achieved. In the method according to the invention, on the other hand, at which requires several expansion processes to expand to very large diameters it is essential to use the heat of the workpiece economically, so that the arrangement of several mandrels of increasing size on a rod is particularly advantageous for the expanding method according to the invention. It is well known that to give the bottle or container a cross-section other than circular, by profiling the mandrels accordingly.

Durch das Aufweiten um ein so hohes Maß, wie @es Gegenstand der Erfindung ist, soll nicht nur eine Wandreduzierung herbeigeführt werden, vielmehr bezweckt @es gleichzeitig eine weitestgehende Prüfung des Werkstoffes. Letztere geschieht bekanntlich jetzt durch Abpressen der Flaschen mit Wasser oder Luft und durch Vornahme technologischer Proben, wie sie die Vorschriften der Behörden und der Klassifikationsgesellschaften vorsehen. Dabei werden jedoch nicht diejenigen Material- oder Herstellungsfehler @erfaßt, die erst nach einer gewissen Betriebszeit infolge der mannigfaltigen ungünstigen Beanspruchungen, denen Behälter und Flaschen unterworfen sind, zur Auswirkung kommen und zu einer Zerstörung derselben und damit zu folgenschwersten Unglücken Veranlassung geben können. Durch das mechanische Aufwehen der Rohre in dem Maße, wie es erfindungsgemäß vorgesehen ist, wird der Werkstoff wie bei keiner anderen @ Prüfung in weitestgehendem Maße beansprucht. Es werden dabei auch die geringsten Material- und Herstellungsfehler sichtbar. So z. B. verursachen feine, durch die Walzhaut verdeckte Risse ein Aufklaffen des Behältermantels. Selbst Mängel, die am Ausgangswerkstück nach Entfernen der Walzhaut durch Beizen oder Sandstrahlen nicht erkennbar sind, treten nach dem Aufwehen des Rohres deutlich zutage. Die Möglichkeit zu ihrer Beseitigung bzw. Ausschaltung des betreffenden Rohres aus dem weiteren Fabrikationsgang ist gegeben, so daß das Verfahren die Herstellung von absolut betriebssicheren Behälter. und Flaschen gestattet.By expanding it to such an extent that it is the subject of the invention is, not only a reduction in the wall should be brought about, rather it is intended @es at the same time an extensive examination of the material. The latter happens as is well known, now by pressing the bottles with water or air and making technological samples as required by the regulations of the authorities and classification societies provide. However, this does not include those material or manufacturing defects @ recorded that only after a certain operating time as a result of the manifold unfavorable Stresses to which containers and bottles are subjected come into effect and cause them to be destroyed and thus to cause the most serious misfortunes can give. By the mechanical blowing up of the pipes to the extent that it is according to the invention is provided, the material is tested to the greatest extent possible like no other @ test Dimensions claimed. There are also the slightest material and manufacturing defects visible. So z. B. cause fine cracks hidden by the mill skin to open up of the container jacket. Self Defects that appear on the initial workpiece Removal of the mill skin by pickling or sandblasting are not recognizable, occur after blowing up the pipe clearly visible. The possibility of their elimination or elimination of the pipe in question from the further production process given, so that the process enables the production of absolutely reliable containers. and bottles allowed.

Die nach dem Verfahren der Erfindung hergestellten Behälter haben nicht nur auf Grund der Materialersparnis den Vorteil der Billigkeit, sie sind vielmehr auch im Betriebe wegen ihres leichteren Gewichtes wirtschaftlicher, da sie, wenn es sich z. B. um transportable Flaschen handelt, billigste Frachtkosten ermöglichen und sich durch besondere Handlichkeit auszeichnen. In der Kenntnis dieser Verhältnisse wird schließlich noch vorgeschlagen, die nach dem oben beschriebenen neuen Verfahren hergestellten Behälter für die Aufnahme von Medien mittleren oder niedrigen Druckes insbesondere als Transportflaschen zu verwenden.The containers made by the method of the invention have not only because of the material savings the advantage of cheapness, rather they are also more economical in the company because of their lighter weight, since they, if it is z. B. is transportable bottles, allow the cheapest freight costs and are characterized by special handiness. Knowing these relationships Finally, it is proposed to use the new method described above manufactured container for holding medium or low pressure media especially to be used as transport bottles.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of thin-walled, lightweight containers for medium and low pressures, characterized in that one in a known manner and tube produced seamlessly in known dimensions by means of mandrels. or the like mechanical means up to the computationally determined thinnest wall thickness that is still permissible of a pipe with a larger pipe diameter, i.e. to about i2o% and more of its original Diameter, is expanded to make a container from the expanded tube with a smaller wall thickness than previously possible. _