DE860934C

DE860934C - Method and device for drawing in cylindrical hollow bodies and subsequently produced spherical bottle, high pressure bottle and corrugated tube

Info

Publication number: DE860934C
Application number: DED2721D
Authority: DE
Inventors: Erich Dr-Ing Hoermann; Gerhard Dr-Ing Seulen
Original assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG; Deutsche Edelstahlwerke AG
Current assignee: RHEINISCHE ROEHRENWERKE AG; Deutsche Edelstahlwerke AG
Priority date: 1944-05-04
Filing date: 1944-05-04
Publication date: 1952-12-29

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Einziehen von zylindrischen Hohlkörpern und danach hergestellte Kugelflasche, Hochdruckflasche und Wellrohr Zylindrische Hohlkörper, d. h. also rohrförmige Körper, müssen vielfach am Ende geschlossen werden; beispielsweise um eine Flasche herzustellen, wie sie zum Transport von Hochdruckgasen gebraucht werden: Dieses Zukümpeln erfolgt durch ein' Warriifornigeben unter Gier Presse oder unter dem Schmiedehammer: Dieses Verfahren ergibt in dem zugezogenen Abschnitt eine Vergrößerung der Wandstärke. Die Wandstärke wächst um so mehr je-stärker sich "der Durchmesser verringert. Diese _größeren Wandstärken in den Abschnitten geringerer - lichter` Weite sind . insofern -uner= @fz@isclit, 'als än diesen Stellen- im allgemeinen -die Betriebsbeanspruchungen geringer sind als in den übrigen zylindrischen Abschnitten. Der Werkstoff für die große Wandstärke an 'diesen. Stellen ge-a ringerer Beanspruchung ist, daher; mechanisch gesehen, unnütz aufgewendet.Method and device for drawing in cylindrical hollow bodies and then manufactured spherical bottle, high pressure bottle and corrugated tube cylindrical Hollow body, d. H. thus tubular bodies often have to be closed at the end; for example to manufacture a bottle such as that used for the transport of high-pressure gases are needed: This dodging takes place through a 'Warriifornigiegen' under greed Press or under the forging hammer: This process results in the drawn Section an increase in the wall thickness. The wall thickness grows more and more the diameter is reduced. These _ greater wall thicknesses in the sections are smaller - lighter` width. insofar -uner = @ fz @ isclit, 'as in these places- in general -the operational stresses are lower than in the other cylindrical ones Sections. The material for the great wall thickness on these. Make less Stress is, therefore; mechanically, wasted unnecessarily.

Ä'hnlic'he -Verhältnisse liegen' beispielsweise vor bei den sögenannten Kugelflaschen. Diese Flaschen bestehen - aus kugelförmigen Abschnitten großer lichter Weite, die mit Abschnitten- geringerer lichter Weite . abwechseln. Bekanntlich besteht der Zweck dieser Kugelflaschen darin, daß bei einem Zerbersten an einer Stelle ein Aufreißen nur eines kugelförmigen Abschnittes - erfolgt und- das hochgespannte Gas aus den übrigen Teilen der Flasche durch die verengten Querschnitte nur verhältnismäßig langsam zur Bruchstelle nachfließen kann, so daß' weitere Zerstörungen hintan. gehalten werden. Solche Flaschen werden als beschußsichere Flaschen, , beispielsweise in Flugzeugen, benutzt. Sie werden z. B. hergestellt, indem der erhitzte Ausgangskörper in einem entsprechenden Gesenk aufgeblasen wird. Die Wandung ist daher in den Abschnitten geringer lichter Weite größer als in den Abschnitten großer lichter Weite, weil hier bei der Verformung die stärkste Dehnung eingetreten ist.Similar conditions exist, for example, in the case of the so-called Spherical bottles. These bottles are made up of spherical sections of large lights Width, the one with sections - smaller clear width. alternate. As is well known, there is The purpose of these spherical bottles is to prevent them from bursting in one place Tearing open only a spherical section - takes place and - the high tension gas from the remaining parts of the bottle due to the narrowed cross-sections only relatively can flow slowly to the break point, so that 'further destruction behind. held will. Such bottles are called bulletproof bottles, for example in Aircraft, used. You will e.g. B. produced by the heated output body is inflated in a corresponding die. The wall is therefore in sections smaller clear width larger than in the sections of large clear width, because Here, during the deformation, the greatest elongation occurred.

Das Verfahren gemäß der Erfindung zielt darauf ab, die Wandstärke bei derartigen Erzeugnissen auch in den Teilen, die verformt werden, den Wandstärken der übrigen Abschnitte anzugleichen und unter Umständen sogar geringer werden zu lassen als an den übrigen Abschnitten der Werkstücke. Das Verfahren gemäß der Erfindung zum Einziehen von zylindrischen Hohlkörpern durch Warmformgebung besteht darin, daß der Hohlkörper rotierend angeordnet und an seinem Ende fest bzw. unter Zug nachgiebig eingespannt ist, während durch Induktionsheizgeräte an den Stellen der Verformung ein örtliches Erhitzen erfolgt und der Hohlkörper durch zwei oder mehrere senkrecht zur Achsrichtung angedrückte Rollenpaare eingezogen wird. Je nachdem, welche Zugwirkung während des Einziehens gleichzeitig in Achsrichtung ausgeübt wird, wird entweder eine Verringerung der Wandstärke im Bereich des sich verringernden Querschnittes erzeugt, oder es kann erreicht werden, daß die Wandstärke die gleiche bleibt wie in den nicht verformten Teilen des Rohres. Bezüglich der Formgebung der zugewalzten Stelle besteht verhältnismäßig große Freiheit durch geeignete Wahl einer Profilierung der angedrückten Walzen sowie der gewählten Erhitzung und der Zugbeanspruchung. Das Verfahren gemäß der Erfindung beschränkt sich nicht darauf, das Ende eines Rohres einzuziehen und dabei vollkommen zu schließen; es kann vielmehr auch so angewendet werden, daß ein vollkommenes Schließen vermieden wird; und außerdem kann es an verschiedenen Stellen der Rohrlänge wiederholt werden, so daß mannigfaltigeFormen erzeugt werden können. Hierbei können die Querschnittsverringerurngen in größeren Abständen voneinander durchgeführt werden, so d.aß von der Formgebung unbeeinflußte Abschnitte des Rohres erhalten bleiben; es ist aber auch möglich, die eingezogenen Stellen so kurz aufeinander folgen zu lassen, daß sich in gewissem Umfang auch noch eine Formgebung der zwischen den zugewalzten Stellen verbleibenden Abschnitte ergibt.The method according to the invention aims at the wall thickness in the case of such products also in the parts that are deformed, the wall thicknesses the remaining sections to be adjusted and possibly even become smaller than on the other sections of the workpieces. The method according to the invention for drawing in cylindrical hollow bodies by hot forming consists in that the hollow body is arranged in a rotating manner and at its end fixed or flexible under tension is clamped while by induction heaters at the points of deformation local heating takes place and the hollow body is perpendicular through two or more Pairs of rollers pressed against the axial direction are drawn in. Depending on the pulling effect is exercised simultaneously in the axial direction during the retraction, either a reduction in wall thickness in the area of the decreasing cross-section generated, or it can be achieved that the wall thickness remains the same as in the undeformed parts of the pipe. Regarding the shape of the rolled Place there is relatively great freedom through a suitable choice of a profile the pressed rollers as well as the selected heating and tensile stress. The method according to the invention is not limited to the end of a pipe move in and close it completely; rather, it can also be applied that way be that a perfect closing is avoided; and besides, it can be at different Adjusting the length of the pipe are repeated so that various shapes are created can. Here, the cross-sectional reductions can be at greater distances from one another be carried out, so d.aß sections of the pipe unaffected by the shape remain; but it is also possible to place the indented points so close together to follow that to a certain extent there is also a shaping of the between the rolled areas results in remaining sections.

Das Erhitzen auf Warmformgebungstemperatur erfolgt gemäß - der Erfindung mit Hilfe von Induktionsheizgeräten. Sie werden in den Ebenen zwischen den angreifenden Verformungswalzen angeordnet, und.zwar in der Form von Heizleiterschleifen, die sich über der Werkstückoberfläche schließen. Es erweist sich als zweckmäßig, 'Heizleiterschleifen von etwa rechteckiger Form zu verwenden, wobei das Rechteck eine der Ausgangsoberfläche angepaßten Krümmung aufweist und die Mantelfläche des Rohres teilweise umfaßt.The heating to hot forming temperature takes place according to the invention with the help of induction heaters. You will be attacking in the levels between Deforming rollers arranged, und.zwar in the form of heating conductor loops, the close over the workpiece surface. It turns out to be useful, 'heating conductor loops of roughly rectangular shape, the rectangle being one of the starting surface has adapted curvature and the jacket surface of the tube partially includes.

In den Zeichnungen ist in einem axialen Längsschnitt (Abb. 2) und in einem senkrechten Schnitt (Abb. i) eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens schematisch dargestellt. Der Hohlkörper i in der Form eines Rohres wird in eine umlaufende Einspannvorrichtung 3 eingespannt. An. der zu verformenden Stelle greift ein Walzenpaar 5 an. In der Ebene. 'zwischen den beiden Walzen sind einander gegenüberstehend zwei' Induktoren4 angeordnet. Die Induktoren- haben die Form von rechteckigen Heizleiterschleifen, die die Mantelfläche der Ausgangsoberfläche des Rohres i teilweise überdecken.In the drawings is in an axial longitudinal section (Fig. 2) and in a vertical section (Fig. i) a device for carrying out the procedure shown schematically. The hollow body i in the form of a tube is converted into a revolving jig 3 clamped. At. the point to be deformed a pair of rollers 5. In the plane. 'between the two rollers are facing each other two 'inductors4 arranged. The inductors have the shape of rectangular heating conductor loops, which partially cover the outer surface of the output surface of the pipe i.

Unter Umlauf der Einspannvorrichtung 3 und damit des Rohres i wird die zu verformende Stelle auf Verformungstemperatur gebracht. Wenn dies erreicht ist, werden die Walzen 5 in Radialrichtung gegen das Rohr gefahren und gleichzeitig in Richtung der Pfeile 2 auf das Rohr i ein mehr oder minder starker axialer Zug ausgeübt. Auf diese Weise entsteht ein Körper von der Form, wie er in Abb.2 angedeutet ist. Durch Einstellen des axialen Zuges unter Berücksichtigung des Formänderungswiderstandes des Werkstoffes und des angewendeten radialen Druckes der Walzen 5 kann die Wandstärke der Verformungsstelle geringer werden als in den übrigen Abschnitten des Rohres. Es kann aber auch der Druck so gewählt werden, daß ,die Wandstärke an der verformten Stelle das gleiche Maß aufweist wie beim übrigen Rohr (wie in Abb. 2 angedeutet).While rotating the jig 3 and thus the tube i is brought the point to be deformed to deformation temperature. When this is achieved is, the rollers 5 are moved in the radial direction against the pipe and at the same time in the direction of the arrows 2 on the tube i a more or less strong axial pull exercised. In this way a body of the shape as indicated in Fig. 2 is created is. By adjusting the axial tension taking into account the deformation resistance the material and the applied radial pressure of the rollers 5 can be the wall thickness the deformation point will be less than in the other sections of the pipe. However, the pressure can also be chosen so that the wall thickness on the deformed Place has the same dimension as the rest of the pipe (as indicated in Fig. 2).

Bei Verwendung von Heizleiterschleifen, die lediglich entsprechend. der Oberfläche des Werkstückausgangsquerschnittes gekrümmt sind, kann der Fall eintreten, daß bei fortschreitender Verformung infolge des sich verschlechternden Kopplungsgrades die Heizwirkung zu stark abnimmt. Die Heizwirkung wird verbessert und damit auch die Verformung besser beherrscht, wenn eine Vorrichtung gemäß, der Ausführungsform Abb. 3 bis 6 benutzt wird. Die Abb. 3 und 5 zeigen Axial-, die Abb. 4 und 6 Querschnitte der Vorrichtung in Ausgangs- und Endstellung.When using heating conductor loops, only accordingly. the surface of the workpiece exit cross-section are curved, the case may arise that with progressive deformation as a result of the deteriorating degree of coupling the heating effect decreases too much. The heating effect is improved and therefore also the deformation is better controlled when a device according to the embodiment Fig. 3 to 6 is used. Figs. 3 and 5 show axial sections, Figs. 4 and 6 show cross-sections of the device in the starting and end positions.

Das Rohr i wird von den Walzen 5 verformt. Der Induktor 6 ist als rechteckige Heizleiterschleife ausgelegt, die sich der Krümmung derAusgangsoberfläche des Rohres anpaßt. Der Leiter ist der besseren Heizwirkung wegen, wie bei 7 angedeutet,» mäanderartig geführt.The pipe i is deformed by the rollers 5. The inductor 6 is as rectangular heating conductor loop, which follows the curvature of the output surface of the pipe adapts. The conductor is because of the better heating effect, as indicated at 7, » meandering.

Dem Induktor 6 gegenüber ist der Induktor 8 vorgesehen, der ebenfalls als Heizleiterschleife ausgebildet, jedoch dem Profil der Walzen vollkommen. oder weitgehend angenähert ist. Beide Induktoren können, wie an sieh bekannt, mit Magnetjochen 9 versehen sein.The inductor 6 opposite the inductor 8 is provided, which also designed as a heating conductor loop, but perfectly matches the profile of the rollers. or is largely approximated. As is known, both inductors can be equipped with magnetic yokes 9 be provided.

Der Induktor 6 steht fest und erwärmt den Ausgangsumfang desRohres auf einem bestimmtenAbschnitt. Der Induktor 8 dagegen bewegt sich in dem Maße, wie die Verformung fortschreitet, auf die Achse - des Werkstückes zu. Die Walzen, bewegen sich in Richtung der Pfeile W, der Induktor in Richtung des Pfeiles I. Während in der Ausgangsstellung die Heizwirkung des Induktors 8 gering ist, nimmt sie mit fortschreitender Verformung zu, gleichzeitig nimmt die Heizwirkung des anderen Induktors ab. Die Heizwirkung des Induktors 8 ist in der in den Abb. 5 und 6 dargestellten Endlage am stärksten-.The inductor 6 is stationary and heats the output circumference of the pipe on a certain section. The inductor 8, however, moves to the extent that the deformation progresses towards the axis - of the workpiece. The reels, move themselves in the direction of arrows W, the inductor in the direction of arrow I. While in the Starting position, the heating effect of the inductor 8 is low, it decreases with progressing Deformation increases, at the same time the heating effect of the other inductor decreases. the The heating effect of the inductor 8 is in the end position shown in FIGS the strongest-.

Die beiden Induktoren sind in Reihe geschaltet. Von einer Wechselstromquelle io wird der Strom über einen Schalter ii und einen Kompensationsschalter 12 unmittelbar zugeführt; es könnte also auch ein Zwischentransformator eingeschaltet sein.The two inductors are connected in series. From an AC power source io is the current via a switch ii and a compensation switch 12 directly fed; an intermediate transformer could also be switched on.

In manchen Fällen kann es zweckmäßig sein, an Stelle eines Walzenpaares auch mehrere Walzenpaare anzuordnen. Auch in diesem Falle müssen die Induktoren zwischen den Walzenpaaren angeordnet werden, und mit Rücksicht auf eine hinreichend rasche Erwärmung werden in diesem Falle mehrere Induktorenpaare vorgesehen.In some cases it can be useful instead of a pair of rollers also to arrange several pairs of rollers. In this case too, the inductors be arranged between the pairs of rollers, and with sufficient consideration for one rapid heating, several pairs of inductors are provided in this case.

Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung können mit besonderem Vorteil sogenannte Kugelflaschen hergestellt werden. Das Verfahren ist wesentlich einfacher als das bisher übliche Aufblasen, bei welchem von einem verhältnismäßig geringen Hohlkörperquerschnitt ausgegangen wurde und infolgedessen an den Stellen großer lichter Weite die geringste Wandstärke vorliegt. Die Kugelflasche gemäß der Erfindung, hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren, hat eine Wandstärke, die an den Stellen geringer lichter Weite geringer ist als an den Stellen großer lichter Weite. Es wird daher in großem Maße an Werkstoff gespart. Da die Halsstellen der Kugelflaschen am geringsten beansprucht und gerade die Stellen höchster Beanspruchung auch die größte Wandstärke aufweisen, kann die Flasche bei gleichem Fassungsvermögen geringeres Gewicht aufweisen und ist außerdem betriebssicherer als die bekannten Flaschen.According to the method according to the invention can with particular advantage so-called spherical bottles are produced. The process is much simpler than the hitherto customary inflation, in which of a relatively low one Hollow body cross-section was assumed and, as a result, large at the points clear width the smallest wall thickness is present. The spherical bottle according to the invention, manufactured according to the method described, has a wall thickness that is at the points smaller clear width is less than at the points of large clear width. It therefore, a large amount of material is saved. As the neck points of the spherical bottles least stressed and especially the areas of highest stress also the have the greatest wall thickness, the bottle can be smaller with the same capacity Have weight and is also more reliable than the known bottles.

Bei Hochdruckflaschen ergibt sich nach der bisherigen Erzeugungsart beim Zukümpeln durch Pressen oder Schmieden im Kopf- bzw. Fußteil eine wesentlich höhere Wandstärke als im zylindrischen Abschnitt der Flasche. Die Hochdruckflasche gemäß der Erfindung, hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren, weist im Kopf- oder Fußteil, in welchen die mechanische Betriebsbeansprüchung wesentlich geringer ist als im zylindrischen Teil, eine geringere Wandstärke auf als in jenem Abschnitt. Bei der Flasche kann daher Werkstoff und. damit Leergewicht eingespart werden. Eine weitere Einsparung ergibt sich, wenn einem nicht vorbekannten Vorschlag gemäß der zylindrische Teil mit Knotenstellen versehen ist, die die freie Berstlänge des zylindrischen Teiles unterteilen.In the case of high-pressure bottles, this results from the previous type of generation in the case of dumping by pressing or forging in the head or foot part an essential higher wall thickness than in the cylindrical section of the bottle. The high pressure bottle according to the invention, produced by the method described, has in the head or foot section, in which the mechanical operational stress is significantly lower is than in the cylindrical part, a smaller wall thickness than in that section. In the case of the bottle, material and. so that empty weight can be saved. One Further savings result if a not previously known proposal according to the The cylindrical part is provided with nodal points that correspond to the free burst length of the cylindrical Divide part.

Wird das Verfahren gemäß der Erfindung nicht nur einmal, sondern.. mehrfach wiederholt an der Rohrlänge durchgeführt, so ist es möglich, auf diese Weise auch Wellrohre herzustellen. Während bisher bekannte Wellrohre im allgemeinen in den Wellentälern und Wellenbergen unterschiedliche Wandstärke aufwiesen, besitzt :das Wellrohr gemäß der Erfindung, hergestellt nach dem beschriebenen Verfahren, in Wellenbergen und Wellentälern gleichbleibende Wandstärke bzw. in den Wellenbergen größere Wandstärke als in den Wellentälern.If the method according to the invention is used not just once, but .. Performed repeatedly on the length of the pipe so it is possible to use this Way to manufacture corrugated pipes. While previously known corrugated pipes in general had different wall thicknesses in the wave troughs and wave crests : the corrugated pipe according to the invention, produced by the method described, constant wall thickness in wave crests and troughs or in wave crests greater wall thickness than in the wave troughs.

Claims

PATENT CLAIMS: i. A method for drawing in sections of cylindrical hollow bodies by hot forming, characterized in that the hollow body is inductively heated at the points of deformation while rotating about its longitudinal axis and is reduced in diameter between rollers, while at the same time the wall thickness by axially pulling its clamped ends apart in the area of the Cross-section reduction in strength compared to the undeformed areas of the hollow body is kept the same or reduced.

2. The method according to claim i, characterized in that the drawing-in at certain intervals of the length of the hollow body is repeated.

3. Apparatus for performing the method according to claim i and 2, characterized by at least two between the. Profile rollers on the circumference of the Hollow body or tube oppositely arranged inductors in the form of conductor loops, one of which is fixed, and the initial shape of the pipe is correspondingly curved, while the other modeled on the shape of the profile rollers and with progressive deformation with the shaping profile rollers radially in Direction towards the workpiece axis is movable, and by one around the longitudinal axis of the hollow body rotatable, two clamping the hollow body ends tight and: axially from one another Clamping device having removing socket pieces. q .. spherical bottle, manufactured according to claim z and 2, characterized in that the wall thickness at the point smaller clear width is less than at the points of large clear width. -5. High pressure bottle, manufactured according to claim i, characterized in that the wall thickness in the head or foot part is less than in the cylindrical, possibly with knots provided part. 6: Corrugated pipe, manufactured according to claims 1 and 2, characterized in that that wave crests and wave troughs have the same wall thickness or in the wave crests greater wall thickness than in the wave troughs.