CN1909991A - 热挤变形弯曲法和用来实施该方法的装置 - Google Patents

Abstract

用于封闭式、半开或开式型材的热挤变形弯曲方法采用一由至少两个沿所弯曲型材的输入方向相互面对面设置的辊子(17，18)组成的弯曲机，沿输入方向辊子后面一定轴向距离处设置至少一个轧辊(14)和一设置在它对面的中间辊(11)，它们共同构成用于待弯曲型材的轧弯区，其中在输出端设置至少一个可朝待弯曲型材送进和后退的弯曲辊(13)。为了变形加工薄壁和敏感的开式、半开和封闭型材建议，至少加热设置在轧弯区内的辊子(11，14)。

Description

热挤变形弯曲法和用来实施该方法的装置

技术领域

本发明的内容是按权利要求1和11前序部分的热挤变形弯曲法和用来实施该方法的装置。

背景技术

由同一专利申请人较早的专利申请已知，用所谓的四辊弯曲机也可以弯曲敏感和薄壁的封闭的、半开式的和开式的型材。

弯曲在两维或三维造型的模具中进行。

在对例如由镁合金或高强度钢组成的型材进行变形时实际证明，纯粹的冷弯曲变形是不够的，由于待变形的材料的高强度和与此有关的造成的脆性，其变形能力不足以使型材令人满意地变形。在一定的变形程度时型材开裂或造成其他方式的损坏，因此迄今为止不能折弯这种敏感的型材。

特别是在薄壁型材时实际证明，这些型材倾向于膨胀，迄今为止不能变形。

发明内容

因此本发明的目的是，推荐一种用于薄壁的敏感的开式、半开和封闭的型材的新型弯曲变形方法，它运行可靠地工作。

为了实现所述目的，本发明的特征是按权利要求1的技术内容的方法。

重要的是，至少加热设置在轧弯区内的辊子。

在本发明一种优选的结构中设想，相应地加热设置在轧弯区内的相互对置的、紧靠在型材相互对置的壁上的辊子。

在下面的说明中对于这两个辊子中的至少一个采用“轧辊”的概念。但是这不能从字面上来理解，因为这些辊子不再仅仅具有轧制任务的功能，而是附加地用来在弯曲轧制区内引导型材，型材实际的弯曲在沿输入方向位于后面的弯曲辊和至少一个沿输入方向隔开一定距离设置在前面的支承辊之间的距离内进行。

但是本发明不局限于对弯曲轧制区内的轧辊进行加热的设置。当然也可以加热其他辊子，特别是沿输入方向设置在轧弯区前面的支承辊和位于它对面的对应辊，它可以使待弯曲的型材支承在沿输入方向位于前面的弯曲辊上。

因此代替所述的四辊弯曲机，也可以将其他辊式弯曲机做成可加热的。因此本发明仅仅举例地借助于四辊弯曲机加以说明。但是按本发明的技术原理适用于所有已知的弯曲方法。

关于加热装置的结构同样具有不同的实施形式，它们应该被本发明发明内容全部包括。

在本发明第一种优选结构中设想，在轧弯区内相互对置设置的轧辊(亦即上轧辊和位于对面的中间辊)做成能导电的(高导电的)。为此每个轧辊带一位于外部的导电外壳，它径向向内通过一绝缘环与内部基体电绝缘，其中基体以已知方式与轴不可旋转地连接。

用同样的方法设计对面的辊子。现在如果在一个辊子上施加例如1000至2000安培的大电流，那么便产生一系列不同分布的导电路径，它们至少部分通过待弯曲型材。由于相应的电阻加热，型材仅仅高效地在轧弯区内按要求被加热。如上所述，这些导电路径部分穿过待弯曲型材。但是导电路径还部分向内朝固定在轧弯区内的芯轴方向伸展，还有一部分电流通过其芯轴杆向外引出。因此在型材内腔内也进行电阻加热。

在中间连接能导电的型材的情况下，其他电流直接流过相互面对面的辊子，因此仅仅集中在轧弯区内并以高的效率以非常高的温度加热。

在对薄壁镁型材或镁合星型材进行变形时，这时在轧弯区内产生约150℃至200℃的温度。

而在变形加工高强度钢板型材时，则温度最好在700℃至900℃之间的范围内。

在这种实施形式时重要的是，较高的发热仅仅集中在轧弯区内。这种发热最好通过所述的电阻电流加热产生。

但是本发明并不局限于此。本发明也可以设想，相互对置的轧辊配备已知的电热元件，它们预热轧辊。

也可以在相互面对面的轧辊内放入加热螺旋管，以便同样通过相应的电流使它们加热。

除了这里所述的电阻电流加热和用单个加热元件加热外，在本发明的一种改进结构中设想，通过其他加热元件加热轧辊，例如通过流体加热元件，它们被引入轧辊内腔，通过直接作用在辊子上的热空气加热元件，通过红外线或轧辊的感应发热。

这些轧辊也可以借助于激光能量加热。所述的现有加热方法也可以相互组合。

本发明也不局限于轧辊和相对于轧弯区位于它对面的中间辊的加热。

在本发明的一种改进结构中设想，附加地还加热垂直于所述两辊子设置的所谓的垂直轧辊，这里采用上述的全部加热方法，所述垂直轧辊紧靠在待弯曲型材的侧壁上，并在那里将热量集中地输入待弯曲型材的侧壁内。

特别是如果采用前面提到的电流加热的话，还产生通过垂直轧辊延伸的导电路径。

本发明不局限于在轧弯区内加热轧辊，而是在一种改进结构中设想，加热沿输入方向位于前面的辊子。这里牵涉到支承辊和位于支承辊对面的对应辊，它们同样紧贴在型材相互对置的侧壁上。

这两个辊子也可以通过上述的所有加热机构加热。在这个区域内的加热相当于型材的预热，然后在轧弯区内最终集中对其加热和加温。从而显著改善甚至敏感的型材的变形加工。

通过将相互对置的轧辊在轧弯区内导电地紧贴在型材上，从而形成导电路径的受控制的布局，由此得到精确确定的导电路径，从而可以通过施加电流在±1℃的精度范围内调整轧弯区内的温度。

为了进行调节，在相互对置的轧辊上设置相应的温度传感器，它们调节通过此结构的电流。

此外在本发明的一改进结构中设想，在型材的输入端、亦即在机器桥形架区域内进行另一次预热。所述此预热可以包括一加热通道，在其内腔内设置大量相互顺序设置的加热工位。

这些加热工位可以以任意方式对型材进行预先规定的加热。

但是这里优先将每个加热工位设计成辐射加热器(红外线加热)。但是除辐射外也可以采用其他加热机构，例如感应加热和最好是其它的非接触加热方法。

用给出的技术原理得到这样的优点，即使是薄壁的非常敏感的镁和镁合金或铝镁合金也可以可靠地进行首次变形加工，而不致使型材开裂或鼓胀。

为了从内侧支承型材，一固定在芯轴杆上的芯轴在型材内腔内跟随移动。

这里最好在前端设置一环形链条，它起支承作用地在型材内腔内延伸，并从弯曲区伸展到弯曲辊区域内，以便给弯曲辊提供一相应的对应对承。

由此实现型材相对于弯曲辊的支承，使得弯曲辊以后不会使型材还变形。

这里在本发明的一种改进结构中设想，芯轴被加热。如上所述，加热最好通过所述的电流加热装置进行。

但是也可以单独和/或相互组合地应用上述所有其他加热机构，特别是辐射加热、流体加热、激光加热或类似加热机构。

本发明的发明内容不仅由各个权利要求的内容，而且还由各个权利要求的相互组合得到。

所有内容包括摘要中所公布的所有信息和特征，特别是在附图中所示的空间结构，如果它们单独地或其组合相对于现有技术是新的话，都作为发明内容要求权利保护。

附图说明

下面借助于仅仅表示一种实施方式的附图详细说明本发明。这里由附图及其说明可以看到本发明其他主要的特征和优点。

附图表示：

图1：一按本发明的热流变形弯曲机的示意透视图；

图2：弯曲头的局部放大剖视图；

图3：按图1的热挤变形弯曲机连同其他细节的视图；

图4：按图3中IV-IV线的剖视图；

图5：按图3中V-V线的剖视图。

具体实施方式

在图1中表示一机器桥形架1，在它上面固定一列顺序设置的导引工位3、4、5。在机器桥形架的后侧上设置一用来固定两个芯轴杆6、7的芯轴固定工位2。

导引工位3、4、5既用来引导芯轴杆6、7又用来引导未详细画出的待变形的型材21。

此型材21以未详细画出的方法夹紧在一与一送进滑板9连接的夹紧头8中。

送进滑板9通过驱动装置10沿机器桥架架1纵向行驶，以便使待变形型材21移入弯曲头70内。

由图2和3可以看到其他细节。

图3表示，在一种实施形式中重要的是，给待变形型材21配设一加热通道30。

这个加热通道由一列顺序设置的加热工位31、32、33组成，其中每个加热工位具有多个辐射器34、35。

其次在加热通道30内还设有导向滚轮37，它们摆动支承，并借助于弹性元件38靠在待变形型材21上。

图4中表示加热通道30的剖视图。在那里以剖视图表示前面提到的各个零件。

代替2个芯轴杆6，7-如图1中所示-这里只用唯一一根芯轴杆6。

现在借助于图2和3详细说明按本发明的新型弯曲头70。

它主要由一中间辊11组成，它可旋转地支承在旋转轴12上并例如可沿箭头方向29旋转驱动。

在中间辊11对面-与待弯曲的型材相对-有一轧辊14，使得通过这两个轧辊确定一用于待变形型材21、21′的轧弯区40。

轧辊14可以被驱动，并且此外送进滑板9沿型材21的纵向轴线方向运动，以便使型材通过轧弯区40。

这里在轧弯区40内在空心型材内部设置一芯轴25，它最好由许多元件组成。

芯轴25的后端由第一支承元件26构成，它设置在支承辊17和位于对面的对应辊18之间的中间空腔内。

在轧弯区40的区域内，芯轴25形成一第二支承元件27，它防止型材在轧弯区40区域内凹陷或压塌。

在向前的区域内芯轴25与一环形链条28连接，它由各个相互铰接的链节组成，链节贴合在空心型材内壁上，其中环形链条28一直通到弯曲辊13区域内。

弯曲辊13做成可回转的，并可以以任意方式向待弯曲型材21′送进，以达到规定的弯曲。

也就是说待变形型材的弯曲优先通过弯曲辊13在待变形型材21上的作用进行，由此达到设置在它后面一定距离处的支承辊17的相应的反压力。

但是变形(热挤变形弯曲)在轧弯区40区域内进行。

图5表示，在轧弯区40区域内还可以设置其他轧辊，它们贴合在型材的上下侧壁上。在图5中表示了垂直轧辊15、16。

这些垂直轧辊的作用是，附加地在侧壁区域内引导型材并防止在该区域内折裂。

此外未详细表示，在支承辊和对应辊17、18区域内在与它们垂直的平面内也可以设置其他的垂直轧辊19、20，如图2中所示。

此外整个型材21放在一支承工作台22上，以防止型材下沉。

此外弯曲头具有一底面23和一顶盖24。

现在重要的是在轧弯区40区域内的电流加热，它借助于图2详细表示。

首先可以看到，上轧辊14可旋转地支承在一送进滑板65上，它做得可朝待弯曲型材方向送进和后退。

现在将电源的一极紧靠在该送进滑板25上，而电源的另一极与对面的中间辊11导电连接。

因此形成导电路径55-64，它们在附图中具体用导电路径A1至A10标注。

例如导电路径A1从中间辊11经过导电外壳41延伸到型材21表面上，并在那里以导电路径62(A8)的形式转引并通过型材流出。

导电路径A3过渡到导电路径A4。导电路径A5过渡到导电路径A6。导电路径A7过渡到导电路径A8。导电路径A9过渡到导电路径A10。

所有导电路径相互交联，并相互导电连接。

通过输入比较大的通过轧辊14的导电外壳41流到能导电的型材21上并从型材流到中间辊11的导电外壳41上的电流在轧弯区40区域内产生集中的高富能的加热区，使得敏感的型材仅仅集中在这个变形加工区内加热。

还示出了，同样的带有导电路径的加热机构也可以设置在垂直于它设置的垂直轧辊15、16区域内。

还表示，芯轴25设计成能导电的，其中支承元件26、27同样是导电的，并且电流最后通过芯轴6向后传导。

此外图2表示，支承辊17和对应辊18也可以用同样的方法加热，其中相应的电流通过送进滑板66引入，而对应电极例如与对应辊18的外壳导电连接。

这样便得到在附图中具有圆形标记B1至B10的导电路径45-54。

这里也出现导电路径多种多样的分叉，其中在支承辊17和对应辊18区域内的电流加热看作是在轧弯区40内固有的加热的预热。

这里还设想，设置垂直于上述支承辊和对应辊分布的垂直轧辊19、20，它们可以用同样的方式加热。

此外弯曲辊13也支承在送进滑板67上，但是弯曲辊13不被加热。

开头已经提到，通过电流加热装置加热的每个辊子11、14、17、18、15、16、19、20由一导电外壳41组成，它通过一电绝缘的绝缘环43与有时也导电的基体42绝缘。然后相应的基体42分别与一轴44不可旋转地连接。

对于图3还应该指出，在加热通道30的输出端配备一盖板39，以防止在那里产生的热量不许可地从加热通道30中逸出。

整个加热装置配设一相应尺寸大小的变压器，它提供相应的电能。

按本发明的热挤变形弯曲法与冷挤变形弯曲的主要区别在于，在冷挤变形弯曲时弯曲辊需要挤入待变形型材的材料一定的深度，以达到组织流动。这种组织流动通过轧制效应实现，而这通过(轧辊)轮廓横截面挤入待变形型材一定深度达到。这里与按本发明的新型热挤变形弯曲存在明显的区别，因为一如前面表示的那样一轧辊本身，亦即中间辊11和轧辊14不再进行型材本身的轧制，而仅仅承担支承作用和导电。

因为在轧弯区40内的电阻加热产生在待变形型材组织内的发热，以使组织变得可弯曲。相应的镁型材在室温时不可变形加工。这里前面提到的在轧弯区内的旋转加热使得镁合金的组织可以流动，并在弯曲辊13和离它一定距离设置的支承辊17之间的区域内可以变形加工。

对于高强度钢材这意味着，这种高强度钢材在轧弯区内必须加热到700至1000℃的温度范围，以便使得在轧弯区内同样可以组织流动，由此第一次实现这种型材的变形加工。

                  附图标记清单

1   机器桥形架                 28  环形链条

2   芯轴固定工位               29  箭头方向

3   导引工位                   30  加热通道

4   导引工位                   31  加热工位

5   导引工位                   32  加热工位

6   芯轴杆                     33  加热工位

7   芯轴杆                     34  (上)辐射器

8   夹紧头                     35  (侧)辐射器

9   送进滑板                   36  导轨(送进滑板9)

10  驱动装置                   37  导向滚子

11  中间辊                     38  弹簧件

12  旋转轴                     39  盖板

13  弯曲辊13′，13″           40  轧弯区

14  轧辊                       41  外壳

15  垂直轧辊                   42  基体

16  垂直轧辊                   43  绝缘环

17  支承辊                     44  轴

18  对应辊                     45  导电路径B1

19  垂直轧辊                   46  导电路径B2

20  垂直轧辊                   47  导电路径B3

21、21′型材                   48  导电路径B4

22  支承工作台                 49  导电路径B5

23  底面(弯曲头架)             50  导电路径B6

24  盖板                       51  导电路径B7

25  芯轴                       52  导电路径B8

26  支承元件(后)               53  导电路径B9

27  支承元件(前)               54  导电路径B10

55  导电路径A1

56  导电路径A2

57  导电路径A3

58  导电路径A4

59  导电路径A5

60  导电路径A6

61  导电路径A7

62  导电路径A8

63  导电路径A9

64  导电路径A10

65  送进滑板

66  送进滑板

67  送进滑板

70  弯曲头架

Claims (19)

1.一种利用弯曲机对薄壁的封闭式、半开式或开式的型材进行热挤变形弯曲的方法，所述弯曲机包括至少两个沿待弯曲的型材(21，21′)输入方向相互对置设置的辊子(17，18)，沿输入方向在所述辊子后面离开一定的轴向距离处设置至少一个轧辊(14)和一设置在此轧辊对面的中间辊(11)，所述轧辊和中间辊共同构成一用于待变形的型材(21，21′)的轧弯区(40)，其中在出口端设置至少一个可朝待弯曲的型材送进和后退的弯曲辊(13)，其特征为：至少加热设置在轧弯区(40)内的辊子(11，14)。

2.按权利要求1的方法，其特征为：也加热弯曲机的其它辊子。

3.按权利要求1或2的方法，其特征为：加热沿输入方向设置在轧弯区之前的支承辊和对置的对应辊，它们使待弯曲的型材相对于沿输入方向位于前面的弯曲辊得到支承。

4.按权利要求1至3之任一项的方法，其特征为；设置在轧弯区内的相互对置的轧辊做成能导电的，并被一大电流流过，所述电流至少在轧弯区区域内穿过待变形的型材(21，21′)。

5.按权利要求1至4之任一项的方法，其特征为：施加的电流还传到待变形的型材内侧上，传到设置在轧弯区内腔中的芯轴上。

6.按权利要求1至5之任一项的方法，其特征为：辊子通过流体加热剂加热。

7.按权利要求1至6之任一项的方法，其特征为：辊子通过电加热的电热元件和/或加热螺旋管加热。

8.按权利要求1至7之任一项的方法，其特征为：辊子通过辐射加热和/或通过感应发热进行加热。

9.按权利要求1至8之任一项的方法，其特征为：还加热其它的垂直于所述被加热的辊子设置在轧弯区内的垂直轧辊。

10.按权利要求1至8之任一项的方法，其特征为：在型材的输入端、亦即在机器桥形架区域内进行预热。

11.一种利用弯曲机对薄壁的封闭式、半开或开式的型材进行热挤变形弯曲的装置，所述弯曲机包括至少两个沿待弯曲的型材(21，21′)的输入方向相互对置设置的辊子(17，18)，沿输入方向在所述辊子后面离开一定的轴向距离处设置至少一个轧辊(14)和一个设置在此轧辊对面的中间辊(11)，所述轧辊和中间辊共同形成一用于待变形的型材(21，21′)的轧弯区(40)，其中在出口端设置至少一个可朝待弯曲的型材送进和后退的弯曲辊(13)，其特征为：至少加热设置在轧弯区(40)内的辊子(11，14)。

12.按权利要求11的装置，其特征为：所述装置用来实施按权利要求1至10之一项或多项所述的方法。

13.按权利要求10或11的装置，其特征为：被加热的轧弯区(40)至少由旋转驱动的中间辊(11)组成，轧辊(14)位于所述中间辊对面。

14.按权利要求10或13的装置，其特征为：待变形的型材(21，21′)被附加地推动穿过轧弯区(40)。

15.按权利要求10或14的装置，其特征为：芯轴(25)在轧弯曲(40)区域内加热，并形成一用于型材内腔的支承元件(27)。

16.按权利要求15的装置，其特征为：在芯轴(25)前端固定一环形链条(28)，它由各个相互铰接的链节组成，所述链节紧靠在空心型材的内壁上，这里环形链条(28)一直通到弯曲辊(13)区域内。

17.按权利要求10或16的装置，其特征为：在轧弯区(40)区域内设置垂直轧辊(15，16)，它们紧贴在型材的上、下侧壁上。

18.按权利要求17的装置，其特征为：也加热垂直轧辊(15，16)。

19.按权利要求10或18的装置，其特征为：电流通过轧辊(14)的导电的外壳(41)经过能导电的待变形型材(21)流动，并从那里传到中间辊(11)的导电的外壳(41)上。

Images