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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von spitzbogenförmigen Hohlkörpern
aus Blech. Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von spitzbogenförmigen
Hohlkörpern aus Blech und bezweckt, eine sehr billige und genaue Herstellung solcher
Hohlkörper zu ermöglichen.
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Auf der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung erläutert,
und zwar zeigt Abb. i eine Seitenansicht eines nach dem neuen Verfahren hergestellten
Hohlkörpers, Abb. 2 einen Schnitt nach Linie 2-:2 der Abb. i, von oben gesehen,
Abb. 3 eine Seitenansicht einer zur Herstellung des Hohlkörpers benutzten Rollbank,
Abb. q. eine Oberansicht der Rollbank, Abb. 5 eine zu Abb. 3 gehörige Stirnansicht,
von rechts gesehen, und Abb. 6 in größerem Maßstabe einen Schnitt nach Linie 6-6
der Abb. 3, von rechts gesehen; ferner zeigen Abb. 7 eine teilweise im Schnitt gehaltene
Seitenansicht einer zur Herstellung des Hohlkörpers benutzten Presse, Abb.8, 9 und
io in größerem Maßstabe Teile der Abb. 7 bei verschiedenen Stellungen und Abb. i
i einen Schnitt nach Linie i i-i i der Abb.9, von oben gesehen.
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Der als Drehkörper ausgebildete Hohlkörper A (Abb. i) besitzt eine
sehr schlanke Gestalt; seine Erzeugende a ist nach einem flachen Kreisbogen gekrümmt.
Mit b ist eine Schweißnaht bezeichnet, die in einer durch die Achse des Hohlkörpers
gelegten Ebene liegt. Zur Herstellung eines solchen Hohlkörpers wird zunächst aus
einem ebenen BlechstreifeiZ ein Stück von der Gestalt eines Bogendreiecks ausgestanzt,
zu dem sich der an der Naht b aufgeschnitten gedachte Hohlkörper ausbreiten läßt.
Sodann wird dieses Stück zwischen drei gleich großen kegelförmigen Walzen
C, D und E der in Abb. 3 bis 6 dargestellten, unten näher beschriebenen Rollbank
in einem Gange zu einem mit einem breiten Längsspalte versehenen Hohlkegel Al (Abb.
8) eingerollt. Hierauf wird der Hohlkegel in der in Abb. 7 bis i i dargestellten,
weiter unten näher beschriebenen Presse, deren Preßtopf F und Preßidorn G der Form
des fertigen Hohlkörpers A entsprechen, fertig gepreßt. Schließlich werden die Kanten
der bei b entstehenden Stoßfuge (autogen) verschweißt.
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Die zur Herstellung des Hohlkegels A1 (Abb.8) benutzte Rollbank (vgl.Abb.3
bis 6) besitzt eine durch Vermittlung eines Stirnrades Hl (Abb.3 und q.) und eines
Vorgeleges drehbare, wagerecht am Gestell J der Rollbank gelagerte Triebwelle H.
Mit dieser ist die kegelförmige Walze C an ihrem stärkeren Ende durch einen Gelenkbolzen
h2 derart verbunden, daß ihre Längsachse in eine Lage gebracht werden kann, bei
der sie, wie z. B. Abb. 3 -zeigt, mit der Achse der Welle H zusammenfällt. An ihrem
dünneren Ende ist die Walze C mit einem kegelförmigen Drehzapfen cl versehen, der,
wenn sich die Rollbank, wie z. B. Abb. 3 zeigt, in betriebsfertigem Zustande befindet,
in einem an einem Lagerbock il des Gestelles J angeordneten, in der Richtung der
Längsachse der Walze C verstellbaren Gleitstück K gelagert ist. Unterhalb der Walze
C ist am Gestell J dieWalze D derart drehbar gelagert, daß ihre Drehachse die Achse
der Walze C, wenn sich diese in ihrer Lage nach Abb. 3 befindet, schneidet und sich
zwischen den Mantelflächen der beiden Walzen ein gleichmäßiger Zwischenraum befindet,
der der Blechstärke des einzurollenden, zur Herstellung des Hohlkegels Al benutzten
Bogendreiecks entspricht. Die Walze D ist mit einer Kegelradverzahnung dl (Abb.
3) versehen, die bei der aus Abb. 3 ersichtlichen Lage der Walze C mit einer Kegelradv
erzahnung c2 der Walze C in Eingriff steht. Zur Verstellung des Gleitstückes K,
das in einer Ausnehmung i2 des Lagerbockes il geführt ist, dient eine Kurbel ml,
die an einer an dem Lagerbock il gelagerten Welle M befestigt ist. Die Welle M trägt
einen an seinem freien Ende mit einem Langloch na3 versehenen Arm m-, mit,dem .das
Gleitstück K durch Vermittlung eines an ihm angeordneten, in
das
Langloch in." eingreifenden Zapfens hl erbunden ist. Die Verhältnisse sind hierbei
so gewählt, daß das Gleitstück K durch eine im Sinne des Pfeiles x (Abb. 3) erfolgende
Drehung der Kurbel va' um eine solche Strecke im Sinne des Pfeiles y verschoben
werden kann, daß der Zapfen cl der Walze C von dem Gleitstück vollständig freigegeben
wird. Die das Gleitstück aufnehmende Ausnehmung i2 des Lagerbockes il ist in der
Höhenrichtung so groß bemessen, dal3 nach (lcr im Sinne des Pfeiles _y erfolgten
Verschiebung des Gleitstückes K die Walze C bei einer Winkelstellung der Welle H,
bei der der Gelenkbolzen h' eine wagerechte 1-a-e (Abb. 3) einnimmt, um einen solchen
Betrag nach oben geschwenkt werden kann, daß ihre Verzahnung c' außer Eingriff mit
der Verzahnung dl der Walze D gelangt. Die Austiehmung i.' bildet ferner nach der
Kurbel in' hin ein Fenster i3, durch das der Zapfen cl, nachdem die Verzahnung c2
in der beschriebenen Weise außer Eingriff mit der Verzahnung dl gebracht ist, durch
Drehen der Welle H aus der Ausnehmung i2 zur Seite leerausgeschwenkt werden
kann, so daß die Walze C, indem sie gleichzeitig um die Achse des Zapfens h2 geschwenkt
und um die Achse der Welle H gedreht wird, schließlich in ihre in Abb.4 strichpunktiert
gezeichnete Lage gebracht werden kann. Hinter den Walzen C und D ist in zwei Lagerböcken
il und i' die als Biegewalze wirkende Walze E gelagert, deren Achse bei der Arbeitsstellung
der Walze C durch den Schnittpunkt der Achsen der Walzen C und D geht und in solcher
Lage angeordnet ist, daß sich zwischen den Mantelflächen der Walzen E und C ein
Zwischenraum von der gleichen Größe befindet wie zwischen den Walzen C und D.
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Zum Einrollen des zur Herstellung des Hohlkegels Ah benutzten; Bogendreiecks
wird dieses von der der Walze E gegenüberliegenden Seite her als Werkstück zwischen
die Walzen C und D gebracht, von denen die Walze C durch das Zahnrad Hl im Sinne
des Pfeiles z und die Walze D durch Vermittlung des Kegelrädergetriebes
c2, dl im Sinne des Pfeiles ia gedreht wird. Durch die Walzen C und D wird das Werkstück
der hinteren Walze E zugeführt und von dieser durch den zwischen ihr und der oberen
Walze C befindlichen Zwischenraum geleitet, so daß es auf der Walze C zu dem Hohlkegel
A1 eingerollt wird. Zur Entfernung des Hohlkegels Al von der Walze C wird zunächst
das Gleitstück K, nachdem die Walze C in einer Winkellage zum Stillstand gebracht
ist, bei der der Gelenkbolzen lag wagerecht liegt (Abb. 3), mittels der Kurbel
iW sa weit im Sinne des Pfeiles y verschoben, daß der "Zapfen cl freigegeben wird.
Hierauf wird die Walze C um die Achse des Gelenkbolzens lag um einen solchen Betrag
nach oben geschwenkt, daß die Verzahnung c= außer Eingriff finit der Verzahnung
dl der Walze h kommt, wobei sich der Zapfen cl in dem von dein Gleitstück K freigegebenen
Teil der Au:-nehmung i= ungehindert bewegen kann. Alsdann wird der Zapfen cl durch
Drehen der Welle H im Sinne des Pfeiles z durch (las Fenster i° hindurch nach außen
geführt und hierauf (lie Walze C hei weiterer Drelnuig der M'elle H durch Schwenken
tim die Achse düs Gelenkbolzens h' in die in Abb. d. strichpunktiert gezeichnete
Lage gebracht, bei der der Hohlkegel <-1l ungehindert von der Walze über den
Zapfen cl hinweg abgestreift werden kann.
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Nachdem der Hohlkegel Al von der Walze C abgestreift ist, wird er
in den Preßtopf F der in A11. 7 bis i i dargestellten Presse in der aus Abb. 8 ersichtlichen
Weise eingeführt. Die Gestalt des Preßtopfes F und des zugehörigen Pr eßdornes G
entspricht der Gestalt des herzustellenden Hohlkörpers t1 iAbb. i). Der Preßdorn
G ist mittels eine Gewindezapfens -l an einem Schaft g3 eines Ouerhauptes G2 befestigt,
das an zwei Säulen F' (Abb. 7) der Presse geführt und durch einen Preßkolben G'1
verstellbar ist, der aus einem von den Säulen F1 getragenen, an einer Druckwasserleitung
angeschlossenen Zylinder F2 herausragt. Der obere Teil des Preßdornes G ist zu einem
zylindrischen Halsstücke g5 abgesetzt, dessen Durchmesser kleiner ist als der des
Schaftes g°. Die durch die Abstufung des Preßdornes G gebildete- Ringfläche g' (Abb.
8 bis io) ist dazu bestimmt, dem Boden zzl eines napfförmigen Druckkörpers N als
Anschlag zu dienen. Dieser Druckkörper, dessen lichte Weite dem größten Durchmesser
des Preßdornes G entspricht, ist auf das Halsstück g' mit einer kreisförmigen Bodenöffnung
aufgeschoben, die den gleichen Durchmesser besitzt wie das Halsstück g#i. Wenn der
Druckkörper N auf der Fläche g6 des Preßdornes G aufliegt (Abb. 8 und 9), umfaßt
er mit seiner Seitenwandung das obere Ende des spitzbogenförmig gewölbten Teiles
des Preßdornes G. Bei dieser Lage des Druckkörpers N bleibt zwischen dem Boden ial
des Körpers N und der Stirnfläche g' des Schaftes g' ein Ringspalt, in den ein gabelförmiges,
mit einem Handgriffe versehenes Zwischenstück P (s. bes. Abb. i i ) lose eingreifen
kann.
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Das Umformen des Werkstückes in der Presse vollzieht sich in zwei
Arbeitsgängen. Abb. 8 veranschaulicht die Stellung der Teile zu Beginn des ersten
Arbeitsganges. Das in den Preßtopf F eingesetzte hohlkegelförurige
Werkstück
.a' berührt die Wandung des Preßtopfes nur in der Nähe des oberen Randes des Preßtopfes
und hängt im übrigen frei. Das Zwischenstück P ist zwischen Schaft g3 und Druckkörper
N eingeschoben. Die Abmessungen der Preßwerkzeuge F, G, N
und ihre gegenseitige
Anordnung sind nun unter Berücksichtigung der Gestalt und Wandstärke des herzustellenden
Hohlkörpers so gewählt, daß beim Senken des Preßsteinpels G, g3 der Druckkörper
N gegen den Bodenrand a2 des Werkstückes trifft, wenn der Preßdorn G so weit in
den Hohlraum des Werkstückes vorgeschoben ist, daß zwischen ihin und der Innenfläche
des Werkstückes nur noch ein kleiner Spielraute vorhanden ist. \-on diesem Zeitpunkte
an wird das Werkstück unter der Einwirkung des Druckkörpers N , auf
den sich ;der am Preßstempel G, g3 ausgeübte Druck durch Vermittelung des Zwischenstückes
P überträgt, in den I'reß.-topf F hineingedrückt und dabei allmählich umgeformt.
Der Preßstempel G, g3 wird so weit gesenkt, bis das Werkstück in ganzer Ausdehnung
an der Wandung des Preßtopfes anliegt (Abb.9). Bei dem beschriebenen ersten Arbeitsgange
bleibt der Spielraum zwischen dem Werkstücke und dem gleichzeitig mit ihm vorgeschobenen
Preßdorne G im wesentlichen bestehen, so daß zum Bewegen des Preßstempels nur ein
verhältnismäßig geringer Kraftaufwand erforderlich ist. Dabei verhütet der in geringem
Abstande vom Werkstücke befindliche Preßdorn, daß das Werkstück Falten bildet oder
sonst erheblich von der fertigen Form abweicht.
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Bei dem nun folgenden zweiten Arbeitsgange wird die Wirkung des Druckringes
N ausgeschaltet. Zu diesem Zwecke wird der Preßstempel G, g3 um ein gewisses Maß
angehoben, damit das Zwischenstück P vom Preßdruck entlastet wird und vom Preßstempel
leicht abgezogen werden kann. Nachdem dies geschehen ist, wird durch Senken des
Preßstempels der Preßdorn G gegen die Innenfläche des Werkstückes gedrückt, wobei
der gegen deal Rand cz= des Werkstückes treffende Druckring N von der Fläche g6
des Preßdornes G abgehoben wird und an dessen Halsstück g nach oben gleitet (Abb.
i o). Da das Werkstück nach dem ersten Arbeitsgange nur noch unerhebliche Abweichungen
von der endgültigen Gestalt des herzustellenden spitzbogenförmigen Hohlkörpers aufweist,
so ist die beim Eindrücken des Preßdornes G in das Werkstück zu leistende Formänderungsarbeit
nicht besonders groß. Es gelingt daher auf die beschriebene Weise, mit verhältnismäßig
geringem Kraftaufwand auch starkwandige Hohlkörper sehr genau herzustellen.