VERFAHREN ZUM HERSTELLEN EINES GAS- ODER FLÜSSIGKEITSTANKS MIT TROMMELFÖRMIGER UMFANGSWAND

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gas- oder Flüssigkeitstanks mit einer trommelförmigen Umfangswand, an deren Innenseite ein Innenprofil mit Längsrippen durch Zustellen mindestens einer Profilierungsrolle eingeformt wird, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

[0002] Derartige Verfahren zum Herstellen von Drucktanks gehen etwa aus der DE 10 2006 032 304 A1 oder der DE 10 2006 038 379 A1 hervor. Ein rohrförmiges Ausgangswerkstück wird auf einem Dorn mit geradlinigen Ausfräsungen angeordnet. Durch Drückwalzen wird das Ausgangswerkstück an den Dorn angepresst und dabei Längsrippen entsprechend den Ausfräsungen eingeformt.

[0003] Die DE 1 602 264 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung längsgerippter Rohre. Bei diesem bekannten Verfahren wird ein rohrförmiges Ausgangswerkstück auf einen Dorn aufgeschoben, welcher an seiner Außenseite mit Zähnen versehen ist. Durch Zustellen von Drückrädern mit Zähnen wird das dünnwandige Rohr in die Verzahnung am Innendorn eingeformt. Bei diesem bekannten Verfahren wird also die gesamte Rohrwand umgeformt, so dass das Profil sowohl an der Innenseite als auch an der Außenseite des Werkstückes ausgebildet ist.

[0004] Aus der DE 24 20 014 A1 geht ein Abstreckdrückverfahren hervor, bei welchem ein Ausgangswerkstück ebenfalls auf einem profilierten Dorn aufgesetzt wird. Durch ein Abstreckdrückwalzen mittels Abstreckdrückrollen wird das Werkstück gelängt und das Material in die Profilierung am Innendorn eingeformt. Dieses bekannte Verfahren zum Einformen eines Innenprofils bedingt zwingend eine Umformung der Außenkontur des Werkstücks.

[0005] Weitere Verfahren zum Umformen eines rohrförmigen Werkstücks unter Verwendung eines profilierten Innendorns gehen aus der EP 2 210 682 A1 oder der CH 432436 A hervor.

[0006] Aus der DE 1 552 178 A ist ein Verfahren zur Walzreduzierung von Ringwandstärken bekannt. An ein rohrförmiges Werkstück werden gleichzeitig an der Innen- und der Außenseite rollenförmige Walzen zugestellt. Hierdurch kann eine Wanddickenreduzierung bei gleichzeitiger Werkstücklängung erzeugt werden. Weiter wird in dieser Druckschrift gelehrt, die Reduzierwalzen in bestimmten Intervallen voneinander zu trennen, so dass umlaufende ringförmige Rippen ausgebildet werden können.

[0007] Aus der DE 10 2004 010 444 A1, der WO 2008/13932312 A2 und der EP 1621 263 A1 gehen Verfahren zum Herstellen von Getriebeteilen mit einer Innenverzahnung hervor. Die DE 44 08 427 A1 betrifft die Herstellung eines ringförmigen Drehschwingungsdämpfers.

[0008] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein effizientes Verfahren zum Herstellen eines Gas- oder Flüssigkeitstanks anzugeben.

[0009] Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

[0010] Das erfindungsgemäße Verfahren ist unter anderem dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine drehbar gelagerte Profilierungsrolle an eine Innenseite der Umfangswand zugestellt wird und dass die mindestens eine Profilierungsrolle relativ zu der Innenseite der Umfangswand umläuft, wobei das Innenprofil spanlos eingeformt wird.

[0011] Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, ein Innenprofil mit Längsrippen in eine Innenseite einer Hohlraumwand mittels Profilierungsrolle von innen einzuformen. Das Innenprofil wird sozusagen eingerollt oder eingewalzt. Gemäß der Erfindung ist dabei der Außenumfang der Profilierungsrolle auf den Innendurchmesser des Werkstücks abgestimmt, so dass bei einem vielfachen Umlauf der Umfangswand des rotierenden Werkstücks gegenüber der Profilierungsrolle ein exaktes Kämmen des Außenprofiles an der Profilierungsrolle mit dem eingeformten Innenprofil an der Innenseite der Umfangswand gegeben ist.

[0012] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, auch größere Werkstücke mit größerem Innendurchmesser mit einem Innenprofil versehen, für welche die Herstellung eines Innendornes mit einem passenden Gegenprofil nicht wirtschaftlich ist. Zudem muss bei einer Änderung des Innenprofils lediglich die Profilierungsrolle geändert werden, nicht jedoch ein aufwändiger Innendorn. Vorzugsweise wird das Werkstück über einen Hauptspindelantrieb in Rotation versetzt. Alternativ kann das Werkstück feststehend sein, während die innen liegenden Profilierungsrollen drehend angetrieben werden.

[0013] Eine bevorzugte Verfahrensvariante nach der Erfindung besteht darin, dass die mindestens eine Profilierungsrolle axial und/oder radial zugestellt wird. Die Rolle kann dabei auf einem Rollenhalter drehbar gelagert, vorzugsweise über einen Rollenantrieb drehbar angetrieben sein. Die Profilierungsrolle wird mit einer entsprechenden Zustellkraft zugestellt, so dass das Material des Werkstücks spanlos verformt und das gewünschte Innenprofil mit den axialen Längsrippen eingeformt wird. Die Werkstückdrehung und die Rollendrehung sind dabei synchronisiert, vorzugsweise schlupffrei aufeinander abgestimmt. Bei einem Antrieb der Profilierungsrollen durch einen separaten Rollenantrieb kann für ein Kämmen des Außenprofiles der Profilierungsrolle mit dem Innenprofil jedoch ein definierter Schlupf vorgesehen sein, so dass die Profile exakt miteinander kämmen. Abhängig von der Zustellbewegung und der Werkstückeinspannung kann eine Werkstücklängung erfolgen. Alternativ kann die Werkstücklänge gleich bleiben, wobei das verdrängte Material ausschließlich zum Bilden der Profilierung verwendet wird.

[0014] Nach einer weiteren Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es bevorzugt, dass mindestens zwei Profilierungsrollen zugestellt werden, deren Positionen und Zustellbewegungen aufeinander abgestimmt werden, so dass ein einheitliches Innenprofil an der Innenseite eingeformt wird. Vorzugsweise sind drei, vier oder mehr Profilierungsrollen gleichmäßig verteilt entlang des Innenumfangs des Werkstücks vorgesehen. Das Werkstück kann dabei einen Durchmesser von bis zu 1 m und mehr aufweisen. Position, Durchmesser und Zustellbewegungen der Profilierungsrollen sind dabei so synchronisiert aufeinander abgestimmt, dass stets die Profile von Rolle und Werkstück miteinander kämmen. So kann ein exaktes einheitliches Innenprofil an der Werkstückinnenseite erzeugt werden. Grundsätzlich ist es möglich, auch Umformoperationen an der Außenseite des Werkstücks durchzuführen, insbesondere auch eine Profilierung der Außenseite zu bewirken. Eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass eine Profilierung ausschließlich an der Innenseite der Umfangswand durchgeführt wird. Ein vorab bearbeiteter Außendurchmesser des Werkstücks kann so unverändert bleiben.

[0015] Insbesondere bei relativ dünnwandigen Werkstücken ist es nach einer weiteren Verfahrensvariante vorteilhaft, dass jeder inneren Profilierungsrolle eine äußere Gegendruckrolle zugeordnet wird, welche der Profilierungsrolle radial gegenüberliegend an einer Außenseite des Werkstücks zugestellt wird. Vorzugsweise ist die äußere Gegendruckrolle glattflächig, so dass einer unerwünschten Verformung der Außenseite des Werkstücks entgegengewirkt wird. Die Gegendruckrolle dient als ein Widerlager, um radial nach außen gerichtete Kräfte aufzunehmen. Dies ermöglicht, an der Profilierungsrolle relativ hohe radiale Zustellkräfte nach außen vorzusehen, um ein effizientes spanloses Einformen des Innenprofils zu bewirken. Die Gegendruckrolle sichert dabei einen runden Umlauf des Werkstücks.

[0016] Grundsätzlich ist es möglich, beim Einformen des Innenprofils auch ein Außenprofil in die Außenseite der Umfangswand einzuformen. Eine effiziente Verfahrensvariante besteht nach der Erfindung darin, dass beim Einformen des Innenprofils in die Innenseite eine Außenseite der Umfangswand unverformt bleibt.

[0017] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein Gas- oder Flüssigkeitstank mit axialen

[0018] Längsrippen als Innenprofil geformt.

[0019] Der Hohlkörper ist erfindungsgemäß ein Gas- oder Flüssigkeitstank, bei welchem die axialen Längsrippen zur Versteifung der Hohlkörperwand dienen. Es kann so ein dünnwandiger, jedoch sehr stabiler Gas- oder Flüssigkeitstank aus einem Metall spanlos geformt werden. Die Längsrippen verlaufen axial, insbesondere können diese parallel zur Längsachse oder mit einem gewissen Ablenkwinkel versehen sein, so dass die Längsrippen einen schraubenförmigen Verlauf aufweisen können.

[0020] Die verwendete Vorrichtung ist derart ausgebildet, dass die mindestens eine Profilierungsrolle in einen Hohlraum des Werkstücks einfahrbar und an die Innenseite der trommelförmigen Umfangswand zustellbar ist, wobei ein Innenprofil mit Längsrippen spanlos in eine Innenseite der Umfangswand einformbar ist.

[0021] Mit einer Umformvorrichtung kann insbesondere das zuvor beschriebene erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden, so dass sich die entsprechenden Vorteile ergeben. Die Profilierungsrolle ist auf einem entsprechenden Rollenhalter drehbar gelagert und über einen axialen Verstellantrieb axial in den Hohlraum des trommel- oder topfförmigen Werkstücks einfahrbar. Durch eine entsprechende radiale Zustellkraft rollt die Profilierungsrolle an der Innenseite der trommelförmigen Umfangswand des Werkstücks ab, wobei das Innenprofil mit Längsrippen spanlos eingeformt wird. Auf diese Weise können mit der Vorrichtung effizient verschiedenste Innenprofile mit Längsrippen hergestellt werden.

[0022] Gemäß einer Ausführungsform der Vorrichtung ist es vorteilhaft, dass mindestens zwei Profilierungsrollen vorgesehen werden, deren Positionen und Zustellbewegungen aufeinander abstimmbar sind, so dass ein einheitliches Innenprofil an der Innenseite des Werkstücks einformbar ist. Insbesondere können mehr als zwei Profilierungsrollen gleichmäßig entlang des Innenumfangs des Werkstücks angeordnet werden. Hierdurch können sich die auf das Werkstück einwirkenden Querkräfte gegenseitig kompensieren. Die Rollen sind so dimensioniert und angeordnet, dass diese einheitlich mit dem eingeformten Innenprofil kämmen. Zur Synchronisation der Profilierungsrollen mit dem Werkstück können die Profilierungsrollen jeweils über einen eigenen Rollenantrieb verfügen. Der Rollenantrieb könnte vorzugsweise über eine Steuerung mit dem Hauptspindelantrieb zum rotierenden Antreiben des Werkstücks abgestimmt und synchronisiert werden.

[0023] Eine weitereAusführungsform der Vorrichtung besteht darin, dass jeder inneren Profilierungsrolle eine äußere Gegendruckrolle zugeordnet ist, welche der Profilierungsrolle radial gegenüberliegend an einer Außenseite des Werkstücks zustellbar ist. Die äußere Gegendruckrolle kann glattflächig oder selbst mit einem Außenprofil versehen sein. Die Gegendruckrolle dient als eine Art Widerlager zur Aufnahme der radialen Auslenkkräfte, um so einen Rundlauf des Werkstücks sicherzustellen.

[0024] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter erläutert, welches schematisch in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. Die Zeichnung zeigt eine Teilquerschnittsansicht in stark schematisierter Weise durch den Teil einer Vorrichtung 10 beim Umformen eines Werkstücks 1 mit einer trommelförmigen Umfangswand 2.

[0025] An eine Innenseite 3 des Werkstücks 1 wird eine Profilierungsrolle 12 mit einem äußeren Profil 14 radial zugestellt, während das Werkstück 1 in Pfeilrichtung in Rotation versetzt ist. Aufgrund der radialen Zustellung wird die Umfangswand 2 des Werkstücks 1 spanlos verformt, wobei sich entsprechend dem Profil 14 der mitdrehenden Profilierungsrolle 12 ein Innenprofil 5 ausbildet. Das Innenprofil 5 weist axial verlaufende Längsrippen 6 auf.

[0026] Radial gegenüberliegend zu der Profilierungsrolle 12 wird an eine Außenseite 4 des Werkstücks 1 eine glattflächige Gegendruckrolle 16 angelegt. Die mitdrehende Gegendruckrolle 16 stellt sicher, dass die Außenseite 4 der Umfangswand 2 des Werkstücks 1 unverformt bleibt und somit ein Rundlauf des rotierenden Werkstücks 1 gesichert ist.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen eines Gas- oder Flüssigkeitstanks mit einer trommelförmigen Umfangswand (2) mittels Umformen,
bei dem

- an einer Innenseite (3) der Umfangswand (2) ein Innenprofil (5) mit axialen Längsrippen (6) spanlos eingeformt wird,

- wobei die axialen Längsrippen (6) des Innenprofils (5) zur Versteifung der Hohlkörperwand des Gas- oder Flüssigkeitstanks vorgesehen werden,

dadurch gekennzeichnet,

- dass zum Einformen der Längsrippen (6) mindestens eine drehbar gelagerte Profilierungsrolle (12) an die Innenseite (3) der Umfangswand (2) des Gas- oder Flüssigkeitstanks zugestellt wird,

- dass jeder inneren Profilierungsrolle (12) eine äußere Gegendruckrolle (16) zugeordnet wird, welche der Profilierungsrolle (12) radial gegenüberliegend an einer Außenseite (4) des Gas- oder Flüssigkeitstanks zugestellt wird, und

- die mindestens eine Profilierungsrolle (12) relativ zu der Innenseite (3) der Umfangswand (2) umläuft, wobei das Innenprofil (5) spanlos eingeformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die mindestens eine Profilierungsrolle (12) axial und/oder radial zugestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens zwei Profilierungsrollen (12) zugestellt werden, deren Positionen und Zustellbewegungen aufeinander abgestimmt werden, so dass ein einheitliches Innenprofil (5) an der Innenseite (3) eingeformt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Profilierung ausschließlich an der Innenseite (3) der Umfangswand (2) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass beim Einformen des Innenprofils (5) in die Innenseite (3) eine Außenseite (4) der Umfangswand (2) unverformt bleibt.

Claims

1. Method for producing a gas or liquid tank with a drum-shaped circumferential wall (2) by means of forming,
in which

- on an internal side (3) of the circumferential wall (2) an internal profile (5) with axial longitudinal ribs (6) is formed in a non-cutting manner,

- wherein the axial longitudinal ribs (6) of the internal profile (5) are provided for the reinforcement of the hollow body wall of the gas or liquid tank,

characterized in that

- for the forming of the longitudinal ribs (6) at least one rotatably supported profiling roller (12) is fed to the internal side (3) of the circumferential wall (2) of the gas or liquid tank,

- in that to each internal profiling roller (12) an external counter-pressure roller (16) is assigned which is fed radially opposite the profiling roller (12) to an external side (4) of the gas or liquid tank, and

- the at least one profiling roller (12) circulates relative to the internal side (3) of the circumferential wall (2), wherein the internal profile (5) is formed in a non-cutting manner.

2. Method according to claim 1,
characterized in that
the at least one profiling roller (12) is fed axially and/or radially.

3. Method according to claim 1 or 2,
characterized in that
at least two profiling rollers (12) are fed, the positions and feed movements of which are coordinated so that a uniform internal profile (5) is formed on the internal side (3).

4. Method according to any one of claims 1 to 3,
characterized in that
a profiling is exclusively carried out on the internal side (3) of the circumferential wall (2).

5. Method according to any one of claims 1 to 4,
characterized in that
during the forming of the internal profile (5) into the internal side (3) an external side (4) of the circumferential wall (2) remains non-deformed.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un réservoir de gaz ou de liquide avec une paroi périphérique (2) en forme de tambour par façonnage,
pour lequel

- un profil intérieur (5) avec des nervures longitudinales (6) axiales est formé sans copeau au niveau d'un côté intérieur (3) de la paroi périphérique (2),

- dans lequel les nervures longitudinales (6) axiales du profil intérieur (5) sont prévues pour le renforcement de la paroi de corps creux du réservoir de gaz ou de liquide,

caractérisé en ce que

- pour la formation des nervures longitudinales (6) au moins un rouleau de profilage (12) logé de manière rotative est avancé au niveau du côté intérieur (3) de la paroi périphérique (2) du réservoir de gaz ou de liquide,

- en ce qu'à chaque rouleau de profilage (12) intérieur est associé un rouleau de pression antagoniste (16) extérieur qui est disposé au niveau d'un côté extérieur (4) du réservoir de gaz ou de liquide à l'opposé radialement du rouleau de profilage (12), et

- en ce que l'au moins un rouleau de profilage (12) tourne par rapport au côté intérieur (3) de la paroi périphérique (2), le profil intérieur (5) étant formé sans copeau.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
l'au moins un rouleau de profilage (12) est avancé axialement et/ou radialement.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
au moins deux rouleaux de profilage (12) sont avancés, dont les positions et mouvements d'avance sont adaptés les uns aux autres de sorte qu'un profil intérieur (5) uniforme soit formé au niveau du côté intérieur (3).

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3,
caractérisé en ce que
un profilage est réalisé exclusivement au niveau du côté intérieur (3) de la paroi périphérique (2).

5. Procédé selon l'une des revendications 1 à 4,
caractérisé en ce que
lors de la formation du profil intérieur (5) dans le côté intérieur (3) un côté extérieur (4) de la paroi périphérique (2) reste non déformé.

Zeichnung