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Vorrichtung zum Einziehen bei stellenweisem Verstärken der Wandung
offener Enden von Hohlkörpern Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Einziehen
offener Enden von Hohlkörpern, wobei deren Wandstärke stellenweise eine Verdickung
erfährt. Die Vorrichtung ist insbesondere dazu bestimmt, an dünnwandigen Stahl-
und Leichtmetallflaschen den Hals- und Bodenteil herzustellen unter Hervorrufung
einer verhältnismäßig starken Werkstoffanhäufung am Halsteil oder Brustteil der
Flasche.
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Es ist bekannt, den Halsteil von Stahlflaschen ohne Anwendung eines
Dornes durch Profilwalzen zu bearbeiten. Es ist auch bekannt, durch Schrägstellung
der Walzenachsen, wobei Walzen und Werkstückachse nicht in einer Ebene liegen, die
Enden von Hohlkörpern im Schrägwalzverfahren einzuziehen. In allen diesen Fällen
wird die Hohlkörperwandung unter beliebiger Formgebung nach innen eingezogen, wobei
-die Wandstärke des Hohlkörpers am Einziehende sich verstärkt. Um bei derartigem
Einziehen der Behälterwandung eine verhältnismäßig große Verstärkung der Wandung
hervorzurufen, wie sie beispielsweise beim Hals von Stahlgasflaschen erforderlich
ist, wurde schon vorgeschlagen, den schräg gestellten Walzen eine verschiedene Neigung
zueinander zu geben. Dieses Verfahren eignet sich wohl zur Herstellung von Behältern
mit stärkerer Wandung, für die heute immer schwächer werdenden Wandstärken von Stahlflaschen
mit i bis a mm Wandung ist die Verdickung des Halsteiles auf io bis ao mm jedoch
hiernach nicht mehr durchzuführen. Werden diese Flaschen andererseits nur zewalzt
oder Gerollt und
gehämmert, so ist durch die unvermeidliche Falten-und
Rissebildung nur ein verhältnismäßig geringer Teil dieser Stahlflaschen zu gebrauchen.
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Dieser Mangel ließ sich erfindungsgemäß dadurch beheben, daß das Einziehen
und Verstärken der Behälterwandung teils im Roll- und teils im Reibungsvorgang oder
nur allein mit Reibwerkzeugen vorgenommen wurde. Hierbei wird eine Vorrichtung benutzt,
die aus einem für das Einziehende als Führung dienenden Werkzeugkopf besteht, in
dem Roll- und Reibungswerkzeuge oder auch Reibungswerkzeuge allein untergebracht
sind. Der erste Teil der Verformung kann mit Reibungswerkzeugen, der zweite Teil
mit Rollwerkzeugen oder umgekehrt der erste Teil mit Roll- und der zweite Teil mit
Reibungswerkzeugen in einem Arbeitsgang vorgenommen werden. Zweckmäßig werden als
Reibungswerkzeuge im Werkzeugkopf verstellbar befestigte Segmente benutzt, die gegebenenfalls
an der Arbeitsfläche eine Auflage von Hartwerkstoff erhalten. Man kann die Vorrichtung
auch so ausbilden, daß die zwischen Spannplatte und Stirnplatte befestigten Formwerkzeuge
aus zweiteiligen Rollen bestehen, die auf Schraubenbolzen od. dgl. derart angebracht
sind, daß einerseits durch Verschieben der Schraubenbolzen ein Teil der Rollen festgesetzt
wird, wobei diese Rollen als Reibungswerkzeug und die drehbaren Rollen als Rellwerkzeug
dienen. Wenn bei dieser Vorrichtung durch Verschieben der Schraubenbolzen und der
Stirnplatte gegen die Spannplatte hin alle Rollen festgespannt werden, so wirkt
die Vorrichtung als Reibwerkzeug allein.
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Bekanntlich müssen dünnwandige Stahlplatten, um sie falten- und risselos
einzuziehen, mehrmals angewärmt oder auch mit angeheizten Werkzeugen und auch Sauerstoffapparaten
behandelt werden, um allzu schnelles Abkühlen der dünnen Wandung -zu verhüten. Bei
dem vorliegenden Verfahren kommt diese umständliche Behandlung in Fortfall, da beim
Reibverfahren das schon vorher erhitzte Werkstück durch die Reibung bis zur Schweißhitze
erhitzt wird.
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Die Bearbeitung geht so vor sich, daß das Werkstück, beispielsweise
die Stahlflasche, am Einziehende auf goo bis iooo° C erwärmt wird und in den mit
hoher Drehzahl laufenden Werkzeugkopf unter Druck hineingepreßt wird. Durch die
Roll- und Reibungswerkzeuge wird die Wandung des Werkstückes an der Einzugstelle
stellenweise verdickt. Es bleibt sich dabei gleich, ob das Werkstück sich dreht
und der Werkzeugkopf stillsteht oder aber umgekehrt der Werkzeugkopf sich dreht
und das Werkstück stehenbleibt.
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Durch dieses Verfahren fällt das bei dünnwandigen Stahl- und Leichtmetallflaschen
bekannte Handeinziehen in Fortfall, was zu einer Lohnersparnis bis zu go °/o führt.
Man ist mit dieser Einrichtung in der Lage, die verlangte Wandverstärkung an beliebige
Stellen des Flaschenhalses zu verlegen. Das Reibungswerkzeug wirkt am stärksten
werkstoffanhäufend. Wird beispielsweise eine große Verstärkung am Halsteil verlangt,
so wirken die ersten Formwerkzeuge rollend und die hinteren reibend. Wenn umgekehrt,
an der Brust der Stahlflasche eine größere Wandstärke verlangt wird, so werden die
ersten Formwerkzeuge reibend und die hinteren rollend eingestellt. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß durch Reibung die Verstärkung der Wandung um ¢o bis 5ä 1/o höher
liegt als beim Walzen oder Rollen allein. Diese Tatsache erklärt sich daraus, daß
durch die Reibung der Werkstoff nicht so schnell nach vorn abfließt als beim Walzen
oder Rollen und demzufolge an der Reibungsstelle eine größere Werkstoffanhäufung,
sogenannte Stauchung, erfolgt.
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Die Abbildungen zeigen an mehreren Ausführungsbeispielen den Aufbau
der Vorrichtung. Abb. i und 2 sowie g lassen die Wirkung des mit Reibungswerkzeugen
allein ausgerüsteten Werkzeugkopfes erkennen; Abb. q. zeigt die Weiterverarbeitung
durch Hämmern der nach Abb. 3 hergestellten Flaschen; Abb. 5 und 6 zeigen einen
mit Reibungs- und Rollwerkzeugen ausgestatteten Werkzeugkopf und Abb. 7 und 8 einen
mit Rollwerkzeugen versehenen Werkzeugkopf, dessen Rollen teilweise festgesetzt
werden können, die dann als Reibungswerkzeug dienen.
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Nach Abb. 3 wird zwecks Bildung des Halsteiles das offene erhitzte
Ende einer Stahlgasflasche i in den mit hoher Drehzahl umlaufenden Werkzeugkopf
2 gepreßt. Dieser Werkzeugkopf 2 besteht nach Abb. 2 aus einem Führungsteil 3 für
den Flaschenhals, in dem Schlitze q. als Durchtrittsöffnung für die Reibungskörper
5 vorgesehen sind. Diese Reibungskörper 5 sind nach Abb. 2 als Segmente ausgebildet.
Sie können durch die Schrauben 6, die in der auf den Spannkopf 2 geschraubten Hülse
7 sitzen, in radialer Richtung verstellt werden. Hierbei treten die Segmente aus
den Schlitzen q. der Werkstückführung 3 heraus, so daß nur die Arbeitsflächen 27
der Reibungssegmente 5 mit dem Werkstück i in Berührung kommen. -Die Abb. 5 und
6 zeigen einen anderen Werkzeugkopf, der am unteren Teil die ebenfalls als Segmente
ausgebildeten Reibkörper 8 aufweist. Sie sitzen in dem Werkzeugkopf g und treten
ebenfalls durch Schlitze io, die im Führungsteil i i des Werkzeugkopfes vorhanden
sind, aus diesem heraus. Im vorderen Teil des Werkzeugkopfes sind schräg gestellte
Walzen 12 untergebracht, die auf einem Bolzen 13 drehbar befestigt sind. Diese schräg
gestellten Walzen treten ebenfalls durch Schlitze 1q., die im oberen Teil der Führung
ii des Werkzeugkopfes g vorhanden sind, aus diesem um einen geringen Betrag heraus.
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Eine weitere Vorrichtung ist in Abb. 7 im Grundriß und in Abb. 8 im
Schnitt dargestellt. Der Werkzeugkopf besteht hier aus einer Spannplatte 15, welche
durch die Schrauben 16 mit der Stirnplatte 17 verbunden ist. Zwischen dieser Spannplatte
und der Stirnplatte sind in Längsrichtung verstellbare Schraubenbolzen 18 untergebracht,
die in der Mitte einen Doppelkonus ig haben. An beiden
Enden des
Schraubenbolzens sitzt durch einen Keil längs verschieblich je ein weiterer kegeliger
Teil 20 und 21. Das zweiteilige Rollwerkzeug besteht aus der vorderen Rolle 22 und
der hinteren Rolle 23. Wird durch Anziehen der Schraubenmutter 24 der Schraubenbolzen
in Achsenrichtung verschoben, so wird die Vorderrolle 22 zwischen dem Kegel 21 und
1g festgeklemmt, so daß sie sich nicht mehr drehen kann. In diesem Falle wirkt die
vordere Rolle als Reibwerkzeug. Wenn der Schraubenbolzen in entgegengesetzter Richtung
bewegt wird, so kann in gleicher Weise die hintere Rolle 23 als Reibwerkzeug dienen.
Für den Fall, daß beide Rollen als Reibwerkzeug dienen sollen, ist es nur notwendig,
die Schraubenbolzen 18 sowie die Stirnplatte 17 gegen die Spannplatte 15 zu bewegen
und damit sämtliche Rollen festzuspannen. Der Teil 25-, durch dessen Schlitze 26
die Rollen 22 und 23 hindurchtreten, dient als Werkstückführung.
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Abb.4 zeigt, wie nachträglich die im Reibvorgang nach Abb. 3 durch
die Reibsegmente 5 hervorgerufene Verstärkung der Flaschenbrust 30 durch Schmieden
oder Hämmern in Gesenken 28 in den Halsteil 29 verlegt werden kann.