DE102009025301A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Verformung eines Blechs - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Verformung eines Blechs, insbesondere für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren, umfassend eine mit einem Radius konturierte Matrize und Mittel zum Anpressen des Blechs an die Matrize, wobei die Mittel zum Anpressen des Blechs an die Matrize eine verschiebbar gelagerte Biegewange (3) mit im Wesentlichen ebener blechseitiger Oberfläche umfassen, welche schrittweise oder kontinuierlich entlang des Radius (21) der Matrize (2) tangential an diesen anstellbar ist. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zur Verformung eines Blechs, insbesondere für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren, wobei das Blech an eine mit einem Radius konturierte Matrize angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechkante über die Radiuskontur (21) übersteht, nachfolgend eine Biegewange (3) mit ihrer ebenen Seite tangential zum Radius (21) der Matrize (2) angestellt wird und das Blech (7) mittels der so angestellten Biegewange (3) gegen die Matrize (2) gepresst wird und anschließend die Biegewange (3) schrittweise oder kontinuierlich entlang der Radiuskontur (21) der Matrize (2) tangential zu dieser angestellt wird, wobei die Biegewange (3) nach jeder positionsveränderten Anstellung gegen das Blech (7) gepresst wird, welches so schrittweise oder kontinuierlich an die Kontur der Matrize (2) angelegt wird.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum An- bzw. Vorbiegen von Blechkanten, insbesondere für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum An- bzw. Vorbiegen von Blechkanten, insbesondere für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 8.
- Bei der Herstellung von längsnahtgeschweißten Stahlrohren wird das gewünschte Querschnittsprofil durch das Biegen eines Bleches in Richtung der Breite des Materials erzielt. Das Biegen des Bleches zu einem Rohr kann sowohl auf einer Walzenbiegemaschine in einem kontinuierlichen Umformprozess oder in einer Biegepresse durch das schrittweise Umformen erfolgen. Dabei wird das Blech in ein offenes kreisförmiges Querschnittsprofil verformt. Prozessbedingt ist der Kantenbereich des so verformten Bleches jedoch nicht kreisbogenartig verformt, sondern die Kanten ragen tangential zum Kreisquerschnitt hervor. Daher werden die Kantenbereiche vor dem eigentlichen Rohrbiegeprozess mit dem gewünschten Radius versehen. Zudem werden die Blechkanten zur Vorbereitung der Rohr-Schweißnaht mit gegeneinander zulaufenden Fasen versehen.
- Das Biegen der Blechkanten erfolgt bis heute durch Rollenan- oder Nachbiegemaschinen. Hierbei wird die gewünschte Umformung der Blechkanten durch die Anstellung der Rollen und das relative Verfahren von Werkstück oder Werkzeug gegeneinander erreicht. Bei einem weiteren Verfahren wird zur Kantenvorbehandlung des Stahlblechs der kantenseitige Bereich über ein Formgesenk mit dem gewünschten Radius versehen, wobei der Kantenbereich mit dem Formgesenk in eine hiermit korrespondierende Matrize gepresst wird. Die Außenkontur des Formgesenks entspricht dabei dem gewünschten Innenradius der Blechkante und die Innenkontur der Matrize dem gewünschten Außenradius der Blechkante. Nachteilig an den vorbekannten Verfahren ist, dass durch die erhebliche Krafteinwirkung die für die Schweißnaht des ausgeformten Rohres vorbereitete Außenkante der bearbeiteten Blechkante ausgewalzt oder beschädigt wird. Hierdurch wird der nachfolgende Schweißprozess erschwert; die erforderliche Schweißnaht ist hierdurch erheblich breiter auszuführen.
- Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, eine Vorrichtung zur Verformung eines Blechs für die Rohrherstellung zu schaffen, welche eine Biegung des Kantenbereichs zur Vorbereitung des Rohrbiegeprozesses ohne Beschädigung der Schweißkante ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 gelöst.
- Mit der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Verformung eines Blechs für die Rohrherstellung geschaffen, welche eine Biegung des Kantenbereichs zur Vorbereitung des Rohrbiegeprozesses ohne Beschädigung der Schweißkante ermöglicht. Durch das schrittweise oder kontinuierliche Anlegen des Blechs an die mit einem Radius konturierte Matrize wird eine Beschädigung der zur Vorbereitung der Schweißnaht angeschrägten Blechkante vermieden. Unter dem Begriff „Blech” ist nachfolgend ein für die Rohrherstellung im Biegeverfahren geeignetes Metallband zu verstehen.
- In Weiterbildung der Erfindung ist die Biegewange an einem schwenkbar und in zwei Richtungen verschiebbar gelagerten Hebel angeordnet, der an wenigstens einem Presszylinder anliegt. Hierdurch ist eine gleichmäßige Führung der Biegewange entlang des Radius der Matrize mit jeweils schrittweisem oder kontinuierlichem Anpressen des Blechs an die Matrize ermöglicht.
- In Ausgestaltung der Erfindung weist der Hebel an seiner der Biegewange entgegengesetzten Seite eine Mulde auf und der Presszylinder weist eine nach außen gewölbte Oberfläche auf, deren Außenkontur mit der Innenkontur der Mulde korrespondiert. Hierdurch ist eine flächige Anlage des Presszylinders an dem Hebel bei jeder Hebelposition bewirkt, wodurch die Aufbringung einer homogenen Anpresskraft erzielt ist. Bevorzugt ist die nach außen gewölbte Oberfläche des Presszylinders in Form eines Kugelabschnitts ausgebildet.
- Vorteilhaft ist ein Haltestempel angeordnet, mittels dessen das Blech während des Kantenbiegeprozesses in seiner Lage fixierbar ist. Hierdurch ist eine Bewegung des Blechs während des Biegevorgangs vermieden. Bevorzugt ist der Haltestempel in Form eines Andrückzylinders ausgebildet.
- In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weist der Presszylinder an seiner dem Hebel abgewandten Seite eine Außenwölbung auf, welche in einer Mulde an einer angeordneten Zylinderaufnahme anliegt. Hierdurch ist in jeder Position des Hebels eine gleichmäßige Aufnahme der anliegenden Presskräfte erzielt.
- Der vorliegenden Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Verformung eines Blechs für die Rohrherstellung bereitzustellen, welches eine Biegung des Kantenbereichs zur Vorbereitung des Rohrbiegeprozesses ohne Beschädigung der Schweißkante ermöglicht. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 8 gelöst.
- Andere Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind in den übrigen Unteransprüchen angegeben. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend im Einzelnen beschrieben. Es zeigen:
-
1 die schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Verformung eines Blechs; -
2 die Detaildarstellung des Ausschnitts II aus1 und -
3 die Darstellung der Anordnung von Presszylinder und Hebel in zwei unterschiedlichen Anstellpositionen der Biegewange. - Die als Ausführungsbeispiel gewählte Vorrichtung besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse
1 , in dem eine Matrize2 angeordnet ist, sowie eine Biegewange3 , die an einem schwenkbar und in zwei Richtungen verschiebbar gelagerten Hebel4 befestigt ist und über einen in dem Gehäuse1 angeordneten Presszylinder5 gegen die Matrize2 anpressbar ist. Weiterhin ist ein Andrückzylinder6 zur Fixierung eines Blechs7 gegen die Matrize2 angeordnet. Für die Zuführung eines zu bearbeitenden Blechs7 ist weiterhin eine Zuführvorrichtung8 vorgesehen. - Die Matrize
2 ist parallel zur Auflagefläche81 der Zuführvorrichtung8 angeordnet, derart, dass zwischen Matrize2 und Zuführvorrichtung8 ein Spalt zum Durchtritt des Blechs7 vorhanden ist. Die Matrize2 ist im Wesentlichen quaderförmig ausgebildet. An ihrem der Zuführvorrichtung8 entgegengesetzten Ende ist in die Matrize2 ein Radius21 eingebracht. Der Radius21 entspricht der zu erzielenden Kontur des zu bearbeitenden Kantenbereichs des Blechs7 . - Der Matrize
2 gegenüberliegend ist in dem Gehäuse ein Andrückzylinder6 angeordnet. Der Andrückzylinder6 dient dem Verspannen des zu bearbeitenden Blechs7 gegen den nicht konturierten Abschnitt der Matrize2 . - Die Biegewange
3 ist im Ausführungsbeispiel als Vierkant ausgebildet, dessen der Matrize2 zugewandte Oberfläche in Richtung des Andrückzylinders6 als schräg abfallende Ebene ausgebildet ist. Die Biegewange3 ist mit dem Hebel4 verschraubt. Der Hebel4 ist abgewinkelt ausgebildet. An seinem der Matrize2 abgewandten Ende ist in den Hebel4 eine Bohrung41 eingebracht, durch die ein Bolzen42 geführt ist, über den der Hebel4 schwenkbar mit – nicht dargestellten – vertikalen und horizontalen Führungsschienen innerhalb des Gehäuses1 verbunden ist. Über diese Anordnung ist der Hebel sowohl vertikal und horizontal verschiebbar als auch um den Bolzen42 schwenkbar gelagert. An seiner der Biegewange3 abgewandten Seite ist in den Hebel4 in Höhe der Biegewange3 eine Mulde43 eingebracht. Im Ausführungsbeispiel weist die Mulde43 die Kontur eines Kugelabschnitts auf. - Innerhalb des Gehäuses
1 ist ein Presszylinder5 angeordnet. Der Presszylinder5 ist an seinen beiden Enden mit einem gewölbten Anlagestück51 ,52 versehen. Im Ausführungsbeispiel weisen die Anlagestücke51 ,52 die Kontur eines Kugelabschnitts auf. Das dem Hebel4 zugewandte Anlagestück51 liegt in der Mulde43 des Hebels4 an, wobei die Kontur des Anlagestücks51 mit der Kontur der Mulde43 korrespondiert. Das an der gegenüberliegenden Seite des Presszylinders5 angeordnete Anlagestück52 liegt in einer Presszylinderauf nahme12 des Gehäuses1 an, welche hierzu eine mit dem Anlagestück52 korrespondierende Mulde13 aufweist. Der Presszylinder5 ist in dem Gehäuse1 schwenkbar gelagert, derart, dass je nach Stellung des Hebels4 eine orthogonal auf die Biegewange3 einwirkende Presskraft erzielbar ist. Hierzu gleiten die Anlagestücke51 ,52 in zugeordneten Mulden43 ,13 . - Das Gehäuse
1 ist in einem Fundament9 verschiebbar angeordnet. Je nach Breite der zu bearbeitenden Blechkante kann die Einspannung des Blechs7 über den Andrückzylinder6 gelöst werden und das Gehäuse1 wird in Richtung des Blechs7 verfahren, so dass das Blech7 weiter in den Arbeitsbereich11 des Gehäuses1 eingreift. Alternativ ist auch eine entsprechende Zuführung des Blechs über ein Fördermittel möglich. - In
3 sind zwei unterschiedliche Hebelstellungen dargestellt. Dabei sind die unterschiedlichen Positionen der Anlagestücke51 ,52 in den Mulden43 ,13 ersichtlich. Hierbei ist der als Drehpunkt für den Hebel4 fungierende Bolzen43 beispielhaft vertikal um l = 115 mm verschoben. Der Presszylinder5 ist dabei um einen Winkel von α = 17,5 Grad geschwenkt. Durch die Verschiebung des Bolzens ist eine Veränderung des Anstellwinkels der Biegewange bewirkt.
Claims (9)
- Vorrichtung zur Verformung eines Blechs, insbesondere für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren, umfassend eine mit einem Radius konturierte Matrize und Mittel zum Anpressen des Blechs an die Matrize, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Anpressen des Blechs an die Matrize eine verschiebbar gelagerte Biegewange (
3 ) mit im Wesentlichen ebener blechseitiger Oberfläche umfassen, welche schrittweise oder kontinuierlich entlang des Radius (21 ) der Matrize (2 ) tangential an diesen anstellbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewange (
3 ) an einem schwenkbar und in zwei Richtungen verschieb bar gelagerten Hebel (4 ) angeordnet ist, der an einem Presszylinder (5 ) anliegt. - Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (
4 ) an seiner der Biegewange (3 ) entgegengesetzten Seite eine Mulde (43 ) aufweist und dass der Presszylinder (5 ) eine nach außen gewölbte Oberfläche (51 ) aufweist, deren Außenkontur mit der Innenkontur der Mulde (43 ) korrespondiert. - Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die nach außen gewölbte Oberfläche (
51 ) des Presszylinders (5 ) in Form eines Kugelabschnitts ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Haltestempel angeordnet ist, mittels dessen das Blech (
7 ) während des Verformungsprozesses in seiner Lage fixierbar ist. - Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Haltestempel in Form eines Andrückzylinders (
6 ) ausgebildet ist. - Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Presszylinder (
5 ) an seiner dem Hebel (4 ) abgewandten Seite eine Außenwölbung (52 ) aufweist, welche in einer Mulde (13 ) einer angeordneten Zylinderaufnahme (12 ) anliegt. - Verfahren zur Verformung eines Blechs, insbesondere für die Herstellung von längsnahtgeschweißten Rohren, wobei das Blech an eine mit einem Radius konturierte Matrize angedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechkante über die Radiuskontur (
21 ) übersteht, nachfolgend eine Biegewange (3 ) mit ihrer ebenen Seite tangential zum Radius (21 ) der Matrize (2 ) angestellt wird und das Blech (7 ) mittels der so angestellten Bie gewange (3 ) gegen die Matrize (2 ) gepresst wird und anschließend die Biegewange (3 ) schrittweise oder kontinuierlich entlang der Radiuskontur (21 ) der Matrize (2 ) tangential zu dieser angestellt wird, wobei die Biegewange (3 ) nach jeder positionsveränderten Anstellung gegen das Blech (7 ) gepresst wird, welches so schrittweise oder kontinuierlich an die Kontur der Matrize (2 ) angelegt wird. - Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Verformung mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 erfolgt.
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Legal Events
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R020 | Patent grant now final |
Effective date: 20110722 |
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