Vorrichtung und Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rondenförmigen Werkstück

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rondenförmigen Werkstück, insbesondere eine Drück-/Drückwalzmaschine, mit einem Umformdorn, der um eine Drehachse drehend antreibbar gelagert ist, einem Andrückelement, das um die Drehachse drehbar und zum Einspannen des Werkstücks axial relativ zum Umformdorn verschiebbar gelagert ist, und mindestens einer Umformrolle, die axial und/oder radial zu dem Umformdorn zustellbar ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rondenförmigen Werkstück.

Derartige Hohlkörper können beispielsweise als Druckbehälter Verwendung finden. Druckbehälter, welche einen Fülldruck von bis zu mehreren 100 bar standhalten müssen, werden für komprimierbare oder flüssige Gase eingesetzt, wie zum Beispiel CNG (komprimiertes natürliches Gas), LNG (verflüssigtes natürliches Gas) oder Hochdruckwasserstoffgas. Die Druckbehälter werden beispielsweise in Kraftfahrzeugen als Druckgasflaschen für Erdgastanks und zur Wasserstoffversorgung von Brennstoffzellen eingesetzt .

Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Druckbehältern bekannt.

Die DE 25 17 971 lehrt beispielsweise, Gasflaschen aus einem Block herzustellen. Dieser Block wird auf einer Presse derart gelocht, dass ein Bodenteil stehen bleibt, und so zu einem Hohlzylinder mit einem einseitigen Boden umgeformt. Dieser Hohlzylinder wird weiterhin zu einem Gasflaschenrohling umgeformt und danach zur Endform auf einer Drückwalzmaschine kalt abgestreckt .

Die DE 39 10 192 Al schlägt vor, durch Ablängen von warm gefertigten Rohren gewonnene Rohrabschnitte über Warmumformung zu einem geschlossenen Behälter umzuformen. Beim Anformen des Bodens entsteht auf der Innenseite im Bodenzentrum eine Stauchnase, die durch einen zusätzlichen Verfahrensschritt mechanisch entfernt wird. Ferner ist es vorgesehen, die Wanddicke des mittleren zylindrischen Teiles durch Kaltumformung zu verringern. Da die verschiedenen Verfahrensschritte in der Regel in unterschiedlichen Bearbeitungsstationen durchgeführt werden müssen, kann das vorbekannte Verfahren ebenfalls vergleichsweise aufwändig sein.

Die DE 197 11 844 B4 lehrt ein weiteres Verfahren zum Herstellen eines Druckbehälters . Gemäß diesem Verfahren wird aus zwei Ronden im Drückwalzverfahren jeweils ein topfartiges Teil erstellt, wobei die topfartigen Teile anschließend zum Behälter zusammengeschweißt werden. Das Schweißen kann das Festigkeitsund Korrosionsverhalten des Werkstoffs negativ beeinflussen.

Aus der DE 16 52 630 C ist ein Verfahren zum Herstellen von Kochtöpfen mit zylindrischer Wandung bekannt. Gemäß diesem Verfahren ist vorgesehen, den Rand einer Ronde durch Drückwalzen zunächst zylindrisch umzulegen und dann abzustrecken.

A u f g a b e der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers, insbesondere eines

Druckbehälters, aus einem rondenförmigen Werkstück anzugeben, mit denen besonders beständige und dichte Hohlkörper einfach und wirtschaftlich herstellbar sind.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst. Bevorzugte Ausführungsbeispiele sind in den jeweils abhängigen Ansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass am Andrückelement mindestens eine Umformmatrize angeordnet ist, welche relativ zum Umformdorn zum Umformen des Werkstücks axial verfahrbar ist, und dass die Umformmatrize relativ zum Andrückelement axial verschiebbar ist.

Ein erster Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, an einer Drück- und/oder Drückwalzmaschine eine zusätzliche Umformmatrize so anzuordnen, dass das Werkstück durch axiales Verfahren der Matritze und/oder des Umformdorns in die Matrize gezogen werden und dabei umgeformt werden kann. Dies ermöglicht es, das in der Maschine eingespannte Werkstück in ein und derselben Einspannung in einem Tiefzieh- oder Pressvorgang und in einem Drück- und/oder Drückwalzvorgang umzuformen. Beispielsweise kann durch Tiefziehen oder Pressen in der Umformmatrize ein Bodenbereich des Hohlkörpers angeformt werden und durch anschließendes Drückwalzen ein zylindrischer Wandbereich und/oder ein Halsbereich des Hohlkörpers fertig geformt werden.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, die Umformmatrize axial verschiebbar am Andrückelement vorzusehen. Dies ermöglicht es, die Umformmatrize nach dem Tiefziehen oder Pressen von der Stirnfläche des Andrückelementes und dem Werkstück zurückzuziehen, so dass diese das Zu-

stellen der zumindest einen Umformrolle nicht behindert. Hierdurch können insbesondere auch Werkstückbereiche, die zuvor durch Tiefziehen oder Pressen verformt wurden, anschließend durch Drücken oder durch Drückwalzen weiter bearbeitet werden, ohne dass es erforderlich ist, das Werkstück erst umständlich umzuspannen .

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt somit eine besonders einfache, schnelle und damit wirtschaftliche Herstellung des Hohlkörpers . Gegenüber anderen Umformverfahren können Verfahrensschritte eingespart werden, etwa Zwischenglühen und notwendiges Beizen und Bonsern zum Entzundern.

Gegenüber der Herstellung aus Rohren ist das erfindungsgemäße Verfahren deutlich billiger. Zudem kann das als Ausgangsmaterial benötigte ebene Blech nicht nur kostengünstiger beschafft werden, sondern ist in einer hohen Vielfalt von Blechdicken frei verfügbar. Eine Beschränkung des Behälterdurchmessers auf angebotene Rohrquerschnitte besteht nicht. Neben dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich so beliebige Durchmes- ser/Wanddicken-Verhältnisse einstellen. Es ist somit eine hohe Flexibilität gegeben. Auch können einzelne Bereiche des Behälters in ihrer Wanddicke frei eingestellt werden. Gegenüber dem Warmumformen durch Schmieden fallen für das erfindungsgemäße Verfahren wesentlich geringere Investitionskosten an. Anders als notwendige Schmiedeformen kann die erfindungsgemäße Vorrichtung mit hoher Flexibilität für eine große Werkstückvielfalt eingesetzt werden.

Geeigneterweise umgibt die Umformmatrize das Andrückelement ringartig. Die Umformmatrize weist vorteilhafterweise eine Innenkontur auf, die sich mit zunehmendem axialem Abstand vom ausgefahrenen Umformdorn verjüngt. Das Andrückelement ist vorzugsweise im Scheitel der Innenkontur der Umformmatrize ange-

ordnet . Je nach gewünschter Bodenform des Hohlkörpers kann das Andrückelement beispielsweise ein konvexe, eine konkave oder eine ebene Stirnfläche aufweisen.

Die Umformmatrize ist vorzugsweise so verschiebbar, dass sie in einer Arbeitsposition axial über die dem Umformdorn zugewandte Stirnfläche des Andrückelementes hervorsteht und in einer Rückzugsposition gegenüber dieser Stirnfläche axial zurückversetzt ist . Geeigneterweise schließt sich die Kontur der Stirnseite des Andrückelementes bei der Umformposition der Umformmatrize stetig an die Innenkontur der Umformmatrize an.

Die Vielseitigkeit und Arbeitsgeschwindigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann dadurch erhöht werden, dass im Umformdorn und/oder im Andrückelement ein Stempel angeordnet ist, der zum Durchführen eines Umformzuges stirnseitig aus dem Umformdorn beziehungsweise dem Andrückelement vorschiebbar ist. Ein solcher Stempel kann beispielsweise zum Anformen eines Behälterhalses verwendet werden. Vorzugsweise ist der Stempel axial, das heißt in Richtung der Drehachse, verschiebbar, wobei die Drehachse geeigneterweise mittig durch den Stempel verläuft .

Die Vielseitigkeit der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann weiter dadurch erhöht werden, dass die Umformmatrize mehrere Matrizenelemente aufweist, die relativ zueinander axial verfahrbar sind. Hierdurch ist es möglich, in derselben Einspannung nacheinander mehrere unterschiedliche Umformzüge durchzuführen. Geeigneterweise sind die Matrizenelemente koaxial angeordnet und/oder umgeben einander ringartig.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rondenförmigen Werkstück ist vorgesehen, dass durch Tiefziehen oder Pressen in einem Mittenbereich des Werk-

Stücks ein Bodenbereich des Hohlkörpers ausgeformt wird und ein Außenbereich des in Rotation versetzten Werkstückes durch Zustellen zumindest einer Umformrolle zu einer Zylinderform umgelegt, insbesondere drückgewalzt, wird. Es kann dabei zunächst auch eine konische oder trichterförmige Vorform etwa durch Proj izier-Drückwalzen gebildet werden. Diese Vorform wird dann in einen oder mehreren Arbeitsschritten zur Zylinderform umgeformt .

Das Verfahren kann insbesondere mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt werden, wobei die in diesem Zusammenhang erläuterten Vorteile erzielt werden können.

Ein weiterer Grundgedanke der Erfindung kann darin gesehen werden, zum Herstellen des Hohlkörpers das rondenförmige Werkstück zunächst mittig durch Einfahren in eine Umformmatrize zu bearbeiten. Der Außenbereich des Werkstückes kann dabei unver- formt bleiben oder beispielsweise auch zu einer bevorzugt kegelstumpfartigen Vorform umgelegt werden. In einem anschließenden Drück- oder Drückwalzverfahren wird der Außenbereich sodann zu einer Zylinderform umgelegt.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, einen Hohlkörper, insbesondere einen Druckbehälter, bei besonders geringem Gewicht, hoher Festigkeit und geringer Verunreinigung im Behälterinneren besonders energiesparend und wirtschaftlich herzustellen.

Die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich unter anderem aus der Verwendung von Ronden, die in fein gestuften Dicken mit guter Oberflächenqualität und geringer Toleranz kostengünstig erhältlich sind.

Das Tiefziehen oder Pressen kann nach der Erfindung einen oder mehrere Umformzüge beinhalten. Es kann nach der Erfindung bei stillstehendem, bevorzugt auch bei rotierendem Werkstück erfolgen.

Die Verfahrensgeschwindigkeit kann weiter dadurch erhöht werden, dass das Tiefziehen oder Pressen des Mittenbereichs und das Umlegen des Außenbereichs in derselben Einspannung durchgeführt werden. Hierzu wird geeigneterweise eine Drück- /Drückwalzmaschine verwendet, bei der stirnseitig vor dem Umformdorn eine Umformmatrize angeordnet ist. Bevorzugt wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet.

Die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens kann weiter dadurch erhöht werden, dass beim Tiefziehen oder Pressen der Außenbereich, insbesondere trichterartig, umgeformt wird. Gemäß dieser Ausführungsform wird der Außenbereich beim Tiefziehen oder Pressen in eine Vorform gebracht und anschließend mittels einer Umformrolle zur Zylinderform umgelegt. Das Werkstück wird in der Regel vor dem Tiefziehen oder Pressen erwärmt wird. Der Außenbereich ist dann besonders gut formbar. Unter einer trichterartigen Form kann eine insbesondere rotationssymmetrische Form mit verjüngendem Querschnitt verstanden werden, wobei die Wand im Längsschnitt konvex, konkav oder gerade verlaufen kann, so dass insbesondere eine Kegelform gegeben ist.

Alternativ kann auch vorgesehen sein, dass beim Tiefziehen oder Pressen der Außenbereich unverformt belassen wird. Dies kann insbesondere bei schwer bearbeitbaren Werkstückmaterialien oder bei großen Rondenüberständen für durchmessergroße und lange Druckbehälter vorteilhaft sein.

Eine besonders hohe Qualität des Hohlkörpers kann dadurch erhalten werden, dass beim Tiefziehen oder Pressen der Außenbe-

reich abgestützt wird. Hierzu kann beispielsweise ein bevorzugt ringförmiger Niederhalter vorgesehen sein, der auf der der Umformmatrize abgewandten Seite an das Werkstück angelegt wird. Zusätzlich oder alternativ kann zumindest eine Stützrolle vorgesehen sein. Beispielsweise kann zumindest ein Stützrollenpaar vorgesehen sein, wobei dann das Werkstück geeigneterweise im Außenbereich zwischen zwei benachbarten Stützrollen des Stützrollenpaares durchgeführt wird. Es kann auch zumindest eine Umformrolle zugestellt werden, welche das Werkstück stützt. Sofern zum stützen Rollen vorgesehen sind, wird das Werkstück beim Tiefziehen oder Pressen geeigneterweise langsam gedreht .

Besonders gut definierte Wanddicken ergeben sich nach der Erfindung dadurch, dass das Werkstück im Bereich der Zylinderform während des Umlegens oder in zumindest einem weiteren Rollenüberlauf abgestreckt wird. Es kann eine definierte Wandstärke oder eine definierte Kaltverfestigung eingestellt werden.

Ferner kann es vorteilhaft sein, dass beim Abstrecken in einem Endbereich der Zylinderform, insbesondere durch Spaltverstellung, eine Wanddickenänderung hergestellt wird. Eine geringe Wanddickenreduzierung kann zur Herstellung eines Behälterhalses und/oder eines Anschlussstückes zum Befüllen eingesetzt werden. Die Randdicke wird bevorzugt mehrstufig ausgebildet. Vorteilhafterweise wird dies dann vorgesehen, wenn die Wanddicke der Zylinderform gering ist und/oder im Verhältnis zur Ausgangsdicke des Werkstücks wesentlich verdünnt ist.

Ein besonders vielseitiges Verfahren ist dadurch gegeben, dass beim Tiefziehen oder Pressen die Wandstärke im Mittenbereich geändert wird. Dies kann durch eine entsprechende Gestaltung des Andrückelements und/oder der Umformmatrize, des Umform-

dorns sowie der Umformgeschwindigkeiten und/oder der Umformkraft erreicht werden. Es kann auch die Wandstärke erhöht werden.

Insbesondere dann, wenn im Bodenbereich des Hohlkörpers ein Behälteranschluss vorgesehen werden soll, ist es vorteilhaft, dass beim Tiefziehen oder Pressen eine als gelochte Ronde mit angeformter Nase ausgebildete Vorform verwendet wird. Grundsätzlich können beispielsweise Vorformen aus geprägten Ronden mit oder ohne Mittenbohrung, mit oder ohne Nasen, mit oder ohne angeformtem Behälterboden und/oder kegelartige oder napfartige Vorformen verwendet werden.

Vorzugsweise kann durch Reduzieren der Wanddicke Material gewonnen werden, welches zu einer verdickten Nase angeformt wird.

Beispielsweise zum Herstellen eines bodenseitigen Behälteranschlusses kann alternativ oder zusätzlich vorgesehen sein, dass, insbesondere nach dem Tiefziehen oder Pressen, im Bodenbereich mittels zumindest einer Rolle Material abgenommen und zu einem Flansch geformt wird. Dieser Verfahrensschritt, der geeigneterweise in derselben Einspannung wie das Tiefziehen oder Pressen und/oder das Umlegen durchgeführt wird, kann aber auch vor dem Tiefziehen oder Pressen vorgesehen sein. Vorzugsweise wird mittels zumindest einer Spaltrolle Material abgetrennt, welches dann, insbesondere durch zumindest eine gekam- merte Umformrolle, beispielsweise zu einem Behälteranschluss, Verbindungsstück oder Flaschenhals angeformt werden kann.

Besonders vorteilhaft ist es ferner, dass das Werkstück vor dem Tiefziehen oder Pressen insbesondere auf eine Umformtemperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur erwärmt wird. Zusätzlich oder alternativ kann eine Erwärmung vor oder nach dem Umlegen, dem Abstrecken und/oder einem Einziehen der Zylinderform vorgesehen sein. Dies kann durch bekannte Heizein-

richtungen, etwa Gasbrenner oder Induktionsheizeinrichtung, erfolgen. Bevorzugt kann auch der Umformdorn und/oder die Matrize durch eine interne Heizeinrichtung beheizt werden.

Weiterhin ist es erfindungsgemäß, dass nach dem Umlegen und insbesondere nach dem Abstrecken der Zylinderform der Endbereich der Zylinderform durch Zustellen mindestens einer Einziehrolle eingezogen wird und, insbesondere unter Ausbildung eines Behälterhalses, verschlossen wird. Hierdurch kann der Hohlkörper wirtschaftlich und schnell als Gasbehälter ausgebildet werden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungs- beispiele näher erläutert, die schematisch in den Zeichnungen dargestellt sind.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 bis 5 Verfahrensschritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 6 den Verfahrensschritt der Fig. 3 bei einer unterschiedlich ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 7 bis 10 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer ersten Variante mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 11 den Verfahrensschritt der Fig. 7 bei einer unterschiedlich ausgebildeten erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 12 bis 17 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer zweiten Variante mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 18 und 19 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer dritten Variante mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 20 und 21 Verfahrensschritte einer vierten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 22 bis 26 Verfahrensschritte einer fünften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 27 bis 29 eine weitere Verfahrensvariante gemäß der Erfindung;

Fig. 30 bis 32 eine andere Verfahrensvariante gemäß der Erfindung;

Fig. 33 bis 35 eine weitere Ausführungsform nach der Erfindung zum Umformen einer Materialansammlung an einen Behälter;

Fig. 36 bis 38 Verfahrensschritte einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;

Fig. 39 bis 42 Verfahrensschritte einer anderen Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. 43 Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens gemäß einer weiteren Variante;

Fig. 44 und 45 Verfahrensschritte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einer weiteren Variante;

Fig. 46 abschließende Verfahrensschritte bei der Herstellung eines Gasbehälters.

Gleich oder ähnlich wirkende Elemente sind in allen Ausführungsbeispielen mit denselben Bezugszeichen gekennzeichnet. Die verschiedenen Verfahrensvarianten können grundsätzlich frei kombiniert werden.

Verfahrensschritte eines erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sind in den Fig. 1 bis 5 dargestellt. Gemäß dem dargestellten Verfahren wird ein rondenförmiges Werkstück 1 zunächst in einer Zuführeinrichtung 51 mit Halterung auf Umformtemperatur erwärmt (Fig. 1) . Hierzu kann die Zuführeinrichtung 51 beispielsweise einen Ofen, eine Flammenerzeugungs- einrichtung und/oder eine Induktionsanlage aufweisen.

Anschließend wird das Werkstück 1 in eine als Drück- /Drückwalzmaschine ausgebildete, erfindungsgemäße Vorrichtung eingespannt (Fig. 2) . Die Drück-/Drückwalzmaschine weist einen Umformdorn 11 sowie ein Andrückelement 18 auf, das dem Umformdorn 11 stirnseitig gegenüberliegt. Umformdorn 11 und Andrückelement 18 sind um eine Drehachse 10 drehend antreibbar und axial relativ zueinander verschiebbar an einem nicht dargestellten Maschinenbett angeordnet.

Das Andrückelement 18 ist von einer ringartigen Umformmatrize 40 umgeben, die relativ zum Andrückelement 18 zwischen einer in Fig. 2 und 3 dargestellten Umformposition und einer in den Fig. 4 und 5 dargestellten Rückzugsposition verschiebbar ist. In der Umformposition ragt die Umformmatrize 40 axial über das Andrückelement 18 in Richtung auf den Umformdorn 11 vor. Das Andrückelement 18 und die Umformmatrize 40 können insbesondere als hydraulisch betätigbare Presseinheit ausgeführt sein.

Wie in Fig. 2 dargestellt wird das Werkstück 1 zwischen dem Umformdorn 11, der die Innenform des fertigen Hohlkörpers, zumindest seines Bodens, aufweist, und der Umformmatrize 40, die zusammen mit dem Andrückelement 18 die Außenform des fertigen Hohlkörpers, zumindest im Bereich des Behälterbodens, aufweist, eingespannt. Je nach gewünschter Form des Bodens des Hohlkörpers kann das Andrückelement 18 stirnseitig konkav (Fig. 3) , konvex (Fig. 6) oder eben (nicht dargestellt) ausgebildet sein. Insbesondere kann eine bogen- oder kreisförmige Kontur vorgesehen sein.

Wie in Fig. 3 dargestellt, wird der Umformdorn 11 anschließend axial in die Umformmatrize 40 eingefahren, wobei diese relative Bewegung vorzugsweise durch gleichzeitiges Verfahren des Andrückelements 18 und der Umformmatrize 40 am Maschinenbett bei feststehendem Umformdorn 11 durchgeführt wird.

Beim Einfahren des Umformdorns 11 wird in einem Umformzug in einem Mittenbereich 4 des Werkstücks 1 der Bodenbereich des Hohlkörpers ausgeformt. Gleichzeitig wird ein radial weiter außen liegender Außenbereich 5 zu einem Kegelmantel umgeformt (Fig. 3) .

Anschließend (Fig. 4) wird die Umformmatrize 40 am Andrückelement 18 axial vom Umformdorn 11 zurückgezogen und damit aus

dem Arbeitsbereich genommen. Das Andrückelement 18, das im Zentrum der Umformmatrize 40 angeordnet ist und stirnseitig eine verglichen mit der Umformmatrize 40 durchmesserkleinere Andrückscheibe aufweist, drückt weiterhin das Werkstück 1 im Bodenbereich gegen den Umformdorn 11.

Der Umformdorn 11, das Andrückelement 18 und das dazwischen eingespannte Werkstück 1 werden sodann um die Drehachse 10 in Rotation versetzt und mindestens eine als Drückwalzrolle ausgebildete Umformrolle 31 wird an das Werkstück 1 zugestellt. In mindestens einem Drückwalzüberlauf wird der Außenbereich 5 zu einer Zylinderform 8 an den Umformdorn 11 angelegt, abgestreckt und mittels einer nicht dargestellten Abstreifvorrichtung vom Umformdorn 11 abgestreift (Fig. 5) . Dieses Verfahren ist insbesondere bei mittlerer Rondendicke, gut umformbaren Material und mittleren Rondenüberstand einsetzbar.

Für eine bessere Umformung kann bei der Bearbeitung mit der zumindest einen Umformrolle 31 eine Nacherwärmung vorgesehen werden .

Eine Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in den Fig. 7 bis 10 erläutert. Im Gegensatz zur zuvor beschriebenen Ausführungsform, bei der während des Pressens und/oder Tiefziehens das gesamte Werkstück 1 umgeformt wird, bleibt bei dem in Fig. 7 dargestellten Umformzug des Ausführungsbeispiels der Fig. 7 bis 10 der Außenbereich 5 des Werkstücks 1 unverformt, das heißt, es wird nur ein Teil des Werkstücks verformt.

Erst in einem weiteren Schritt (Fig. 8 und 9) wird der Außenbereich 5 durch mindestens eine als Drückwalzrolle ausgebildete Umformrolle 31 zunächst zylindrisch umgelegt und in mindestens einem Rollenüberlauf (Fig. 10) anschließend durch Drückwalzen auf Fertigmaß abgestreckt.

Diese Verfahrensvariante ist besonders bei kleineren Rondenü- berständen und damit für kleinere Behälter geeignet.

Auch in diesem Fall kann das Andrückelement 18 je nach gewünschter Bodenform konvex (Fig. 11) oder konkav (Fig. 7) ausgebildet sein.

Eine weitere Verfahrensvariante, die insbesondere bei großen Werkstückdicken und/oder schwer zu bearbeitenden Materialien geeignet ist, ist in Fig. 12 bis 17 dargestellt.

Auch bei dieser Verfahrensvariante wird im anfänglichen Umformzug das Werkstück nur im Mittenbereich 4 umgeformt, während der radial weiter außen liegende Außenbereich 5 unver- formt bleibt (Fig. 12 und 13) .

Danach wird durch Drücken oder Projizieren eine trichterförmige Vorform hergestellt (Fig. 14 und 15) , deren Mantel sich zum öffnungsbereich hin erweitert. Die trichterförmige Vorform kann eine konstante oder veränderliche Wandstärke aufweisen.

Durch weiteres Drücken (Fig. 16) wird der Außenbereich 5 des Werkstück 1 an den Umformdorn 1 angelegt und zu einer Zylinderform 8 umgeformt. Hierbei kann sichergestellt werden, dass für ein späteres Anformen eines zweiten Behälterbodens sowie eines hieran angeordneten Anschlussstückes genügend Material zur Verfügung steht .

Anschließend (Fig. 17) wird die Zylinderform 8 durch Drückwalzen in mindestens einem überlauf auf Fertigmaß abgestreckt.

Eine weitere Verfahrensvariante ist in Fig. 18 und 19 dargestellt. Auch bei dieser Verfahrensvariante wird beim Pressen

oder Tiefziehen zunächst lediglich der Mittenbereich 4 des Werkstücks 1 umgeformt. Um eine Faltenbildung im Außenbereich 5 des Werkstücks 1 beim Umformen zu vermeiden, ist nach dieser Verfahrensvariante vorgesehen, das Werkstück 1 während des Umformzuges langsam zu drehen und den Außenbereich 5 mittels Stützrollen 61, 62 abzustützen. Die Stützrollen 61, 62 bilden ein Stützrollenpaar, wobei eine Stützrolle 61 das Werkstück 1 seitens des Andrückelements 18 abstützt und eine benachbarte Stützrolle 62 seitens des Umformdorns 11. Die Drehachsen der Stützrollen 61, 62 verlaufen dabei senkrecht zur Drehachse 10 des Werkstücks 1.

Eine weitere Verfahrensvariante, bei der das Werkstück 1 während des Umformzuges abgestützt wird, ergibt sich aus den Fig. 20 und 21. Bei dieser Verfahrensvariante wird zum Abstützen des Außenbereichs 5 des Werkstücks 1 beim ersten Umformzug auf der Seite des Andrückelementes 18 eine Umformrolle 31 an den Außenbereich 5 des Werkstücks 1 zugestellt und das Werkstück 1 langsam rotiert .

Für die in den Fig. 22 bis 24 dargestellte Verfahrensvariante wird eine Vorrichtung verwendet, bei der mittig im Umformdorn 11 ein axial relativ zum Umformdorn 11 verfahrbarer Stempel 13 vorgesehen ist. Im Andrückelement 18 ist eine dem Stempel 13 korrespondierende Ausnehmung 14 vorgesehen.

Bei der in den Fig. 22 bis 26 gezeigten Verfahrensvariante werden vor dem Drückwalzen zwei Umformzüge durchgeführt. Beim ersten Umformzug (Fig. 23) wird, wie bei den zuvor beschriebenen Ausführungsbeispielen, das Andrückelement 18 zusammen mit der umgebenden Umformmatrize 40 axial am Maschinenbett vorgeschoben und dabei der gegenüber liegende Umformdorn 11 unter Verformung des Werkstücks 1 in die Umformmatrize 40 eingeschoben.

Im anschließenden zweiten Umformzug (Fig. 24) wird der Stempel

13 stirnseitig aus dem Umformdorn 11 heraus in die Ausnehmung

14 eingefahren. Bei diesem Umformzug aus dem Umformdorn 11 heraus in Richtung des Andrückelements 18 kann eine Behälternase angeformt werden. Diese Behälternase kann gegebenenfalls anschließend durch eine Umformrolle auf Maß gebracht werden.

Gemäß Fig. 25 wird die Umformmatritze rückgezogen, um einen Freiraum für eine nachfolgende Umformrolle 31 zu bilden. Gemäß Fig. 26 wird ein gezielter Wanddickenverlauf 28 durch Spaltverstellung der Umformrolle 31 beim Abstrecken hergestellt.

Für das in den Fig. 22 bis 26 erläuterte Verfahren wird geeigneterweise eine mittig gelochte Ronde verwendet.

Alternativ zu dem vorausgegangenen Verfahrensschritt gemäß Fig. 26 kann gemäß den Fig. 27 bis 29 mittels einer Umformrolle 31 der äußere Rand des Werkstücks 1 durch Projizieren in axialer Richtung zu einer konischen Form umgeformt werden, wie in Fig. 28 gezeigt ist. Anschließend kann gemäß Fig. 29 mittels der Umformrolle 31 das so vorgeformte Werkstück auf den Umformdorn 11 umgelegt und in seiner Wanddicke abgestreckt und zu der Zylinderform 8 endgeformt werden.

Eine weitere Alternative ist in den Fig. 30 bis 32 gezeigt. Im Unterschied zu der vorausgehend beschriebenen Verfahrensvariante wird das Werkstück 1 mittels der Umformrolle 31 zu einer glocken- oder trichterförmigen Vorform in ein oder mehreren Rollenüberläufen umgeformt, wie Fig. 31 anschaulich zu entnehmen ist. Anschließend erfolgt, wie bei dem vorausgegangenen Verfahren, das Umlegen und Endformen der Zylinderform 8 mittels der Umformrolle 31.

Gemäß den Fig. 33 bis 35 ist eine Verfahrensvariante dargestellt, bei welcher an dem Werkstück 1 mittels einer Umformrolle 31 eine mittige Materialansammlung 3 ausgeformt werden kann, welche beispielsweise für einen Behälteranschluss verwendet werden kann. In einem Außenbereich des Werkstücks wird die Umformrolle 31 in die Wand des Werkstücks eingedrückt und in Richtung auf das Andrückelement 18 verfahren. Hierdurch wird das verdrängte oder teilweise abgetrennte Material vom Andrückelement 18 verschoben, welches erfindungsgemäß in axialer Richtung ausweichen und so einen Freiraum für die Materialansammlung 3 bilden kann. In die Materialsammlung 3 kann etwa eine Gewindebohrung für ein Ventilelement eingebracht werden.

Gemäß der Verfahrensvariante der Fig. 36 bis 38 wird als Werkstück 1 beim Tiefziehen oder Pressen eine als gelochte Ronde mit angeformter Nase 2 ausgebildete Vorform verwendet. Diese wird in der Zuführeinrichtung 51 (Fig. 36) erwärmt. Anschließend wird durch einen Umformzug (Fig. 37 und 38) der Behälterboden ausgebildet.

Auch bei dieser Ausführungsform weist das Andrückelement 18 eine stirnseitige Aufnehmung 14 auf, welche die Nase 2 beim Umformzug aufnimmt. Die Nase 2 kann beim fertigen Hohlkörper als Behälteranschluss dienen.

Bei der Verfahrensvariante der Fig. 39 bis 42 werden das Tiefziehen oder Pressen zum Anformen des Bodenbereiches des Hohlkörpers (Fig. 40) und das anschließende Umlegen des Außenbereiches 5 (Fig. 42) in unterschiedlichen Einspannungen durchgeführt. Dabei kann sowohl vor dem Tiefziehen oder Pressen als auch vor dem Drückwalzen jeweils ein Erwärmungsschritt vorgesehen sein (Fig. 39 beziehungsweise Fig. 41) .

Gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig. 43 ist in der Zuführeinrichtung 51 eine Aufheizvorrichtung mit Halterung sowie ein Umformwerkzeug vorgesehen.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 44 und 45 wird eine erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet, bei der die Umformmatrize 40 zwei koaxial angeordnete Matrizenelemente 41, 42 aufweist, die relativ zueinander axial verschiebbar sind.

Während des in Fig. 44 dargestellten ersten Umformzuges ist das äußere Matrizenelement 42 so angeordnet, dass es stirnseitig mit dem inneren Matrizenelement 41 fluchtet. Hierdurch wird das Werkstück 1 in seinem Außenbereich 5 durch das Matrizenelement 42 abgestützt. Der Umformdorn 11 wird dabei zum Umformen des Mittenbereichs 4 in das erste Matrizenelement 41 eingefahren.

In einem weiteren, in Fig. 45 dargestellten Umformzug wird das innere, erste Matrizenelement 41 vom Umformdorn 11 zurückgezogen und das zweite, äußere Matrizenelement 42 vorgeschoben. Hierdurch dringt der Umformdorn 11 auch in die konische öffnung des zweiten Matrizenelements 42 ein, wobei der Außenbereich 5 des Werkstücks 1 trichterförmig umgelegt wird.

Anschließend kann auch das äußere Matrizenelement 42 vom Umformdorn 11 zurückgefahren werden und der Außenbereich 5 durch Drückwalzen zylindrisch umgelegt werden.

Fig. 46 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt, der zum Verschließen des Hohlkörpers im Anschluss an das Ausformen der Zylinderform 8 vorgesehen sein kann. Bei diesem Verfahrensschritt wird das Werkstück 1 auf Umformtemperatur erhitzt, seitens seines Bodenbereiches mittels eines Spannfutters in eine Drück-Einziehmaschine eingespannt und in Rotation ver-

setzt. Der Endbereich 7 des Werkstücks 1 wird dann, gegebenenfalls unter weiterer Wärmezufuhr, durch eine schwenkbare Einziehrolle 38 in mindestens einem überlauf zu einem Behälterhals mit Nase (Fig. 46 rechts) oder ohne Nase (Fig. 46 Mitte) verschlossen. Dabei kann die Wanddicke des Behälterhalses dünner, gleich dick oder dicker als die Ausgangsdicke des Werkstückes gewählt werden.