DE2402190C3 - Vorrichtung zum Biegen von Stahlblechen bzw. -platten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Stahlblechen bzw. -platten mit unterschiedlichen, einstellbaren Krümmungen, mit einer oberen und einer unteren Stempelgruppe mit relativ-beweglichen Stempeln, die zwischen sich die Stahlplatte verformen, wobei die Stempel einer der Stempelgruppen in der Höhe voreinsteilbarsind.

Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 20 33 819 bekannt. Bei dieser bekannten Vorrichtung sind die Stempel der beiden Stempelgruppen mit konzentrischen Druckringen versehen, die zwischen sich die Stahlplatte in punktsymmetrischer Weise in eine Kalotte mit einer einstellbaren Kontur verformen. Die Einstellung der Kontur der Kalotte erfolgt mittels einer Schablone, deren Oberfläche auf Endschalter einwirkt, die zugeordnete Stempel einer Stempelgruppe hydraulisch in vorgegebenen Stellungen verriegeln. Dabei drücken etwa die Stempel der unteren Stempelgruppe mit einem hydraulischen Arbeitsdruck unter Zwischenschaltung der Stahlplatte gegen die Stempel der oberen Stempelgruppe, die um ein solches, für jeden Druckring einstellbares Maß zurückweichen, welches von der Schablone her über die Endschalter bestimmt wird.

Eine solche Vorrichtung setzt eine Verformung der gesamten Stahlplatte in einem Arbeitsgang voraus, wobei aber nur rotalionssymmetriscuc Formen, die an der Schablone voreinstellbar sind, erzeugt werden. Sollen andere Formen erzeugt werden, so müßten unter Ers-,ηζ der Druckringe komplizierte Umbauten vorgenommen werden und wäre insbesondere die Schablone entsprechend der komplexeren, unsymmetrischen Verwindungen aufwendig und großflächig auszuführen. Die Bearbeitung der Gesenkoberfläche üblicher Pressen

ίο würde dann lediglich durch eine entsprechend komplizierte Bearbeitung der komplexen Schablonenoberfläche ersetzt, was für kleinere Fertigungsserien zu aufwendig ist.

Aus der US-PS 37 57 805 ist eine Vorrichtung bekannt, bei der jede Stempelgruppe drei untereinander parallele Stempclreihen aufweist. Die Stempel der unteren Stempelgruppe sind fest, während die Stempel der oberen Stempelgruppe in einem Rahmen gleitbeweglich und durch Gewichte zur Erzeugung des nötigen Verformungsdruckes belastbar sind. Da die Stempel der unteren Stempelgruppe in ihren Lageröffnungen im Bett der Vorrichtung austauschbar sind, können unterschiedliche Konturen eingestellt werden. Dies erfordert jedoch jeweils den Ausbau von Stempeln der unteren Stempelgruppe und ihren Einsatz durch Stempel der dann an dieser Stelle gewünschten Höhe. Im Prinzip ist somit mit den festen Stempeln der unteren Stempelgruppe ein Gesenk gebildet, welches durch Ausbau der Teil des Gesenkes bildenden Stempel und ihren Ersatz durch andere Stempel auswechselbar ist. Dies ist zwar kostengünstiger möglich als bei einem aus dem Vollen gearbeiteten Gesenk, jedoch muß in jedem Falle eine ausreichende Anzahl von verschieden ausgebildeten Stempeln bereitgehalten werden und in komplizierter Weise jeweils ausgewechselt werden, so daß auch diese Vorrichtung sich für die Herstellung einer großen Vielfalt verschiedenartiger, in kleinen Mengen herzustellenden Bauteilen nicht eignet.

Aufgpbe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Gattung zu schaffen, mit der auf einfache Weise eine Anpassung an verschiedene Konturen von in kleinen Serien herzustellenden Bauteilen möglich ist, so wie dies beispielsweise bei mehrfach gekrümmten Stahlplatten zur Erzeugung eines Schiffsrumpfes erforderlich ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jede der beiden Stempelgruppen in an sich bekannter Weise wenigstens drei quer zur Durchlaufrichlung der Stahlplatte liegende Stempelreihen aufweist.

Durch die drei, quer zur Durchlaufrichtung liegenden Stempelreihen können sowohl über die Breite als auch in Durchlaufrichtung unterschiedliche Druckbeaufschlagungen frei gewählt werdeti und dabei in Durchlaufbetrieb mit schrittweiser Verpressung gearbeitet werden. Die Hübe der einzelnen Stempel können gemäß der an der jeweiligen Stelle gewünschten Verformung einfach eingestellt werden, wozu beispielsweise ein Rechner vorgesehen sein kann, so daß auch gewünschte Änderungen in der Krümmung im Rahmen kleiner Stückzahlen schnell berücksichtigt werden können. Selbst bei einer Verwendung von Schablonen für die Einstellung der Stempelhübe braucht; eine solche Schablone nur für den Bereich der drei Stempelreihen

^ft5 begrenzt ausgebildet werden, so daß gegenüber einer Ausbildung einer die gesamte Fläche des herzustellenden Bauteiles abdeckenden Schablone erhebliche Fertigungsvereinfachungen erzielbar sind.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist die Stahlplatte, wie dies aus der DT-OS 22 !9 797 an sich bekannt ist, bei intermittierender Förderung zwischen den Stempelgruppen, gegebenenfalls unter Änderung der Voreinstellung zwischen den PreOhüben, schrittweise verpreßbar: hierbei wird die Möglichkeit einer schnellen Änderung der Einstellung dazu ausgenutzt, die verschiedenen, oft unterschiedlich zu verformenden aufeinanderfolgenden Abschnitte einer Stahlplatte einzeln zu verpressen, wodurch gegenüber einer Formung in einem Zuge beträchtlicher apparativer Aufwand einzusparen ist.

Die weiteren Unteransprüche haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt.

Im folgenden ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Biegen von Stahlblechen bzw.-platten,

Fig. 2 einen in vergrößertem Maßstab gehaltenen Längsschnitt, welcher in Einzelheiten das Kopfende eines Stempels zeigt,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer typischen Krümmungsausbildung einer in sich verwundenen Stahlplatte,

F i g. 4 eine schematische perspektivische, auf einstükkige Blöcke übertragene Darstellung einer Jurch die .Stempelreihen festzulegenden Krümmungsfläche, um einer Stahlplatte eine Verwindung zu erteilen,

Fig. 5 eine Seitenansicht der aus je drei Stempelreihen bestehenden oberen und unteren Stempelgruppen beim Verpressen einer Stahlplatte, um dieser eine Verwindung zu erteilen,

Fig.6 eine Seitenansicht zur Veranschaulichung einer mechanischen Einstellung der Abstände zwischen den benachbarten Stempelreihen der aus drei Reihen bestehenden S'empelgruppe und

Fig. 7 eine Vorderansicht der Anordnung gemäß Fig. 6, in Richtung der Pfeile A-A gesehen.

In der Zeichnung sind eine zu verformende Stahlplatte 1, ein oberer Rahmen 2 einer Pressenanordnung, die Seilenrahmen 3 derselben und ein unterer Rahmen 4 dargestellt, wobei diese Rahmen zur Bildung des Pressenkörpers durch Keile 33 starr miteinander verbunden sind.

Bei 5 sind die die jeweiligen Stempelgruppen aufnehmenden Kästen dargestellt, die am oberen und am unteren Rahmen 2 bzw. 4 montiert sind und Hydraulikzylinder oder Spindelkästen 6 bzw. 8 sowie Stempelgruppen 7 bzw. 9 aufnehmen.

Die Vorrichtung weist außerdem einen Vorschuboder Aufnahmetisch 10 mit auf diesem gelagerten Rollen 11 auf.

Die Stempelreihen sind in drei Reihen quer zur Vorschubi ichtung der Stahlplatte 1 sowohl an der Oberais auch an der Unterseite angeordnet, wobei in Querrichtung der Stahlplatte 1 eine beliebige Anzahl von Stempeln in einer Stempelreihe vorgesehen sein kann. Wenn eine Stahlplatte mit Hilfe dieser Stempelgruppen in eine gewünschte Form gebogen werden soll, wird die Krümmungsfläche durch die Stempelgruppen festgelegt. Dabei ist es möglich, diese Krümmungsfläche mit Hilfe eines kleinen elektronischen Rechners 12 vorher zur programmieren und festzulegen. Eine Schalttafel 13 ist zur Bedienung der Presse vorgesehen.

Damit sich Kopfenden 14 der einzelnen Stempel der Stempelgruppen frei an die Krümmungsform der Stahlplatte 1 bei deren Verformung anpassen können, steht gemäß Fig. 2 jedes Kopfende 14 über ein Kugelgelenk mit dem Schaft 16 des Stempels in Berührung. Für die Montage ist das Kopfende 14 denn

s kenkav ausgebildet, daß es bis zur Tiefe des größten Durchmessers auf einen kugeligen bzw. kalottenförmigen Abschnitt des Schafts 16 aufgepaßt werden kann, worauf mit Hilfe von Schraubbolzen 17 eine Gegenoder Halteplatte 15 mit dem Kopfende 14 verbunden

ίο wird.

Das Aus- und Einfahren der Stempel zur Ausbildung einer Krümmungsfläche mittels der oberen oder der unteren Stempelgruppe kann mit Hilfe eines Schraubspindelsystems wowohl für die obere als auch für die untere Stempelgruppe erfolgen. Es ist jedoch vorteilhafter, entweder die obere oder die untere Stempelgruppe mit einem Schraubspindelsystem zu verwenden und für die gegenüberliegende Stempelgruppe ein Hydrauliksystem vorzusehen. Wenn nämlich sowohl die obere als auch die untere Stempelgruppe durch Schraubspindeln verstellbar sind, müssen zur Festlegung einer Krümmungsfläche die Höhen der Stempel in beiden Stempelgruppen eingestellt werden. Wenn dagegen die Stempelgruppe an der einen Seite hydraulisch betätigbar ist und der Stempelhub nur an der anderen Seite eingestell* wird, an welcher ein Schraubspindelsystem Verwendung findet, brauchen die hydraulisch betätigbaren Stempel nicht eingestellt /u werden, solange sie mit einem ausreichenden Hydraulikdruck beaufschlagt werden, um die Stahlplatte sich gegen die spindelbetätigte Stempelgruppe an der gegenüberliegenden Seite biegen zu lassen.

In den F i g. 6 und 7 ist eine bevorzugte Ausführungsform zur Einstellung des Abstands zwischen den benachbarten Stempelreihen der drei Reihen dargestellt. In diesen Figuren ist die an der Unterseite vorgesehene Stempelgruppe als hydraulisch betätigbare Anordnung dargestellt.
Am unteren Rahmen 4 sind Führungsglieder 29 zur Verschiebung der Stempelreihen auf ihnen angeordnet. Die mittlere Stempelreihe ist vorrichtungsfest angeordnet, während die zu ihren beiden Seiten vorgesehenen Stempelreihen mittels Schraubspindeln 30 verstellbar sind, um den gegenseitigen Abstand zwischen den drei einander benachbarten Stempelreihen einstellen zu können. Bei 34 ist ein Getriebekasten angedeutet. Gemäß Fig. 7 sind im Unterteil der Stempelreihen mehrere Nuten 31 zur Führung der Verschiebebewegung sowie mehrere Gewindebohrungen 32 vorgesehen.

Zur Einstellung des Abstands zwischen den Stempelreihen kann anstelle der Schraubspindeln auch ein Hydraulikzylinder mit einem Druckkolben vorgesehen sein.

Selbstverständlich kann der eben erläuterte Mechanismus auch bei oberen Stempelreihen Anwendung finden.

Infolge der vorstehend erläuterten Konstruktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung arbeitet diese auf die

fto im folgenden beschriebene Weise.

Gemäß F i g. 1 wird eine zu verformende Stahlplatte I mittels der an der linken Seite befindlichen Rollen 11 in di» Presse eingeführt.

Im Stempelbereich sind die Höhenlagen der einzel-

<>> nen Stempel und die Abstände zwischen den benachbarten Stempelreihen so eingestellt, daß sie der Form, welche der Stahlplatte t verliehen werden soll, angepaßt sind. Wenn die Stahlplatte 1 beispielsweise

gemäß F i g. I sowohl in Längs- als auch in Querrichtung in eine nach unten konvexe Form gebogen werden soll, werden bei der oberen Slempelgruppe die Höhen der einzelnen Stempel und die Abslände zwischen den Stempelreihcn unter Berücksichtigung des Rückfedcrcf- s fekts der Stahlplatte so eingestellt, daß die obere Stempelgruppe eine nach unten konvexe Fläche bildet.

Wenn die untere Stempclgruppe durch Schraubspindeln einstellbar ist. müssen die Höhenlagen der einzelnen Stempel und die Abstände zwischen den Stempelreihen so eingestellt werden, daß sie —unter Berücksichtigung der Dicke der Stahlplatte 1— eine an die Oberfläche der oberen Stempelgruppe angepaßte Oberfläche bilden. Wenn die untere Stcmpelgruppc jedoch hydraulisch betätigbar ist, brauchen nur die Abstände zwischen den Siempeireihen in Anpassung an die oberen Stempelreihen eingestellt zu werden.

Wenn der Stahlplatte 1 eine feste Krümmung in Längs- und in Querrichtung verliehen werden soll, bleiben die Relativpositionen der jeweiligen Stcmpclreihen festgelegt, und die Stahlplatte 1 wird durch Betätigung der Presse über die Schalttafel 13 schrittweise vom einen Ende zum anderen durch die Presse hindurchgeführt, um den Biegevorgang jeweils zu wiederholen. Auf diese Weise läßt sich die angestrebte Krümmungsform erzielen.

Wenn die Krümmungen, welche die gewünschte Form der Stahlplatte 1 ergeben, nicht gleichbleibend sind, kann die erforderliche Biegung der Stahlplatte durch Änderung der Höhenlagen der einzelnen Stempel und der Abstände zwischen den Stempelreihen bei jedem Vorschubschritt der Stahlplatte (wobei im Fall einer hydraulisch betätigbaren Stempelgruppe nur eine Einstellung des Abstands zwischen den Stempelreihen erforderlich ist) und durch Wiederholung des Biegepreßvorgangs erreicht werden.

Im folgenden ist der Fall erläutert, in welchem die Stahlplatte zu einer Form gebogen werden soll, die gemäß Fig.3 eine Krümmung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung und zudem eine Verwindung besitzt.

Hierbei müssen die Stempelreihen 18, 19 und 20 auf die in Fig.4 dargestellte Weise eingestellt werden, wobei in F i g. 4 die Stempelreihen schematisch in Form einstückiger Blöcke dargestellt sind. Obgleich einer Stahlplatte die gewünschte Verwindung, wenn lediglich eine Verwindung der Stahlplatte erforderlich ist, durch Verspannen derselben mit zwei Stempelreihen sowohl in der unteren als auch in der oberen Stempelgruppe erteilt werden kann, sind dann, wenn der Stahlplatte eine gewisse Krümmung sowohl in Längs- als auch in Querrichtung verliehen werden soll, mindestens drei Stempelreihen erforderlich, wobei die Umhüllungslinie jeder Stempelreihe eine Krümmung enthalten muß.

Im folgenden ist das vorstehend beschriebene Vorgehen anhand von Fig.5 erläutert, welche die Stempelgruppen von der einen Seite her zeigt. Die obere, aus drei Reihen bestehende Stempelgruppe ist am oberen Rahmen 2 montiert, wobei die Einzelstempel der betreffenden Stempelreihen bezüglich ihrer Höhenlage so eingestellt sind, daß sie in Richtung der Breite der Stahlplatte derart variieren, daß in der gemäß F i g. 5 linken Stempelreihe der vorderste Stempel am höchsten liegt und die Kopfenden 14 der Stempel zum hinteren Ende der Reihe hin fortlaufend tiefer liegen und somit mit ihrer Umhüllungslinie eine Kurve festlegen, während in der gemäß Fig.5 rechten Stempelreihe der vorderste Stempel entgegengesetzt zur linken Stenipelrcihc am tiefsten liegt und die Kopfenden der .Stempel in Richtung auf das hintere Ende der Stempelreihe fortlaufend höher liegen, so daß die Stempel in der mittleren Reihe eine /wischenform der Umhüllungslinie festlegen.

Die einzelnen Stempel dieser Siempeireihen besitzen dabei eine solche Konstruktion, daß Dnickstiickc 22 und die mit Gewinde versehenen Stcmpclschäfte 21 auf die in Verbindung mit F i g. 2 beschriebene Weise über ein Kugelgelenk 2 miteinander vcibuiiden sinti. Die lotrechte Verschiebung jedes Stempels erfolgt mit Hilfe eines Elektromotors 25, der unmittelbar mit dem anderen Ende des Stempclschafls 21 verbunden ist. Wenn der Motor frei gehalten ist. wird nur das Motorgehäuse in freie Drehbewegung versetzt. Indem am Motorgehäuse ein

schlag 26 vorgesehen und

mit einer an der inneren Seitenwand des Aufnahmekastens 5 angeordneten, eine Drehung verhindernden Führung 27 in Eingriff gebracht wird, wird die Drehung des Motorgehäuses angehalten, so daß der Stempel in lotrechter Richtung verschoben wird. Hierbei ist im Oberteil des Aufnahmekastens 5 ein Innengewinde vorgesehen, das mit dem Außengewinde am Stempel in Eingriff steht.

Die aus den drei am unteren Rahmen 4 angeordneten Siempeireihen bestehende untere Stempclgruppe weist dagegen Hydraulikzylinder 28 mit Kolben 23 auf, an deren Kopfende jeweils ein Druckstuck 24 der gleichen Konstruktion wie das Druckslück 22 montiert ist. Diese Teile sind in einem Aufnahmekasten 5' angeordnet.

Wenn nun eine Stahlplatte auf die unteren Stempelreihen aufgelegt und ein Hydraulikdruck an die Stempelreihen angelegt wird, wird die Stahlplatte gegen die oberen Stempelreihcn angepreßt. Auf diese Weise kann die Stahlplatte zu der gewünschten, mehrfach gekrümmten Oberfläche geformt werden, wobei ihr bei ihrer Biegung längs der durch die oberen Stempelreihen festgelegten Krümmungsfläche eine Verwindung erteilt werden kann. Da außerdem die Stahlplatte intermittierend schrittweise durch die Presse vorschiebbar ist, kann selbst eine große Stahlplatte in jede gewünschte Konfiguration gebracht werden.

Falls die Krümmungsform der Stahlplatte stellenweise unterschiedlich ist, kann der Stahlplatte die gewünschte Form dadurch erteilt werden, daß die Höhe der oberen Stempelgruppe sowie die Abstände zwischen benachbarten Reinen der drei Stempelreihen bei jedem Biegepreßvorgang eingestellt werden.

Obgleich die Stempelreihen in F i g. 5 sowohl in der oberen als auch in der unteren Stempelgruppe mit festen Abständen voneinander dargestellt sind, sind zur Einstellung der Abstände zwischen den benachbarten Stempelreihen tatsächlich beispielsweise am unteren Rahmen 4 Gleitführungen 29 angebracht, wobei die linke und die rechte Stempelreihe mit den Führungen 29 entsprechend angepaßten Gleitführungsnuten 31 versehen sind, so daß diese Stempelreihen unter der Führung durch die Gleitführungen 29 gemäß F i g. 6 verschiebbat sind, während die mittlere Stempelreihe ortsfest angeordnet sein kann. Zum Verschieben dieser Stempelreihen sind im Unterteil der Stempelreihen Gewindebohrungen 32 vorgesehen, wobei die Schraubspindeln 30 durch einen Motor über ein Untersetzungsgetriebe 34 in Drehung versetzbar sind. Infolge des Eingriff: zwischen der Gewindebohrung 32 und der Schraubspindel 30 können die linke und die rechte Stempelreiht nach links bzw. nach rechts verschoben werden Obgleich hierbei ein mechanischer Antrieb beschrieber

7 8

ist, kann auch eine hydraulische Verstellung unter ohne weiteres in jede gewünschte f'orm entsprechend

Verwendung eines Hydraulikzylinders mit Druckkolben einer mehrfach gekrümmten Fläche gebogen werden,

erfolgen. ohne daß ein speziell ausgebildetes Gesenk erforderlich

Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrich- wäre. Außerdem läßt sich auch eine Automatisierung

tung zum Biegen einer Stahlplatte kann diese daher 5 der gesamten Vorrichtung ohne weiteres erreichen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Biegen von Stahlblechen bzw. -platten mit unterschiedlichen, einstellbaren Krümmungen, mit einer oberen und einer unteren Stempelgruppe mit relativ-beweglichen Stempeln, die zwischen sich die Stahlplatte verformen, wobei die Stempel einer der Stempelgruppen in der Höhe voreinstellbar sind, dadurch gekennzeichne t, daß jede der beiden Stempelgruppen (7 bzw. 9) in an sich bekannter Weise wenigstens drei quer zur Durchlaufrichtung der Stahlplatte (1) liegende Stempelreihen (18,19,20) aufweist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stahlplatte (1) bei intermittierender Förderung zwischen den Stempelgruppcn (7 bzw. 9), gegebenenfalls unter Änderung der Voreinstellung zwischen den Preßhüben, schrittweise verpreßbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Änderung der Voreinstellung zwischen aufeinanderfolgenden Preßhüben ein Rechner vorgesehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Höhenlage der Stempel wenigstens einer der Stempelgruppen (7) mittels Spindeltricben vorcinstellbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedciii Spindeltrieb ein eigener, gesteuerter Einstellmotor (25) zugeordnet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Abstände zwischen den Stempelrcihen (18, 19, 20) der oberen und unteren Stempelgruppen (7 bzw. 9) einstellbar sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Stempel ein eigenes, mit Kugelgelenk am Schaft (16) des Stempels angeschlossenes Druckstüvrk (22, 24) zugeordnet ist.