-
Anbiegemaschine Beim Biegen von Werkstücken, insbesondere Blechen,
mit Dreiwalzenbiegemaschinen verbleiben am Anfang und am Ende des Werkstückes ungebogene
Randstreifen, deren Breite vom Abstand der als Umformungs-Werkzeuge dienenden Walzen
abhängig ist. Diese ungebogenen Randstreifen sind insbesondere bei durch Biegen
hergestellten Rohren sehr nachteilig, da sich dann bei der Längsschweissnaht ein
Knick ergibt.
-
Es ist nun bereits eine Anbiegemaschine bekannt, die eine Auflage,
auf der das Werkstück mit einer Klemmvorrichtung aufgespannt werden kann, und einen
entlang der Auflage verschiebbaren Wagen aufweist, der mit zwei Profilwalzen versehen
ist, mit denen der Randstreifen des Werkstückes angebogen werden kann. Die sich
unten befindende Profilwalze weist eine im Längsschnitt konkav gekrümmte und die
sich oben befindende eine im Längsschnitt entsprechend konvex gekrümmte Mantelfläche
auf. Die untere Profilwalze ist ortsfest und die obere vertikal verstellbar
gelagert.
Um nun das Werkstück anzubiegen, wird die obere Profilwalze derart positioniert,
dass der Zwischenraum zwischen den beiden Walzen der Wandstärke des Werkstückes
entspricht.
-
Bei dieser vorbekannten Anbiegemaschine sind die Lagerzapfen der beiden
Profilwalzen nur auf ihrer der Auflage abgewandten Seite abgestützt. Dies hat zur
Folge, dass nur verhältnismässig kleine Kräfte übertragen und dementsprechend nur
Profilwalzen mit einer schmalen Andruckfläche verwendet werden können.
-
Das Anbiegen muss daher in mehreren Schritten erfolgen, für die das
Werkstück sukzessive quer zur Verschieberichtung des Wagens nach innen verschoben
werden muss. Zum Verschieben des Werkstückes muss die Klemmvorrichtung Jeweils vorgängig
gelöst und nachher wieder festgeklemmt werden. Bei grossen Werkstücken, die ein
Gewicht von mehreren Tonnen aufweisen können, ist das Verschieben sehr mühsam und
nur mit Hilfe eines Krans durchführbar. Zudem ist es bei schweren Werkstücken schwierig,
die Verschiebung mit der zur Erzielung einer formtreuen Anbiegung erforderlichen
Genauigkeit vorzunehmen.
-
Da bei dieser vorbekannten Anbiegemaschine die untere, den Werkstückrand
nach oben drückende Profilwalze ortsfest gelagert sind sich bereits beim Arbeitsbeginn
in der zur Erzeugung der Soll-Krümmung notwendigen Lage befindet, wird der Anfang
des Werkstück-Randes, wenn er in Berührung mit den Profilwalzen gelangt, zu stark
nach oben gebogen. Diese übermässige Biegung muss dann entweder nachträglich wieder
korrigiert werden, oder o es muss in Kauf genommen werden, dass das Endprodukt in
den Randbereichen Formfehler aufweist.
-
Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, eine Anbiegemaschine
zu schaffen, die die vorstehend aufgeführten Nachteile nicht aufweist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Anbiegemaschine zum Anbiegen
des Randes eines Werkstückes mit einem verschiebbar
geführten Wagen,
in welchem zwei Profilwalzen drehbar gelagert sind, von denen die erste einen im
Längsschnitt konkaven Mantelflächenabschnitt und die zweite einen im Längsschnitt
konvexen Mantelflächenabschnitt aufweist, und mit einem Auflage-Element, auf dem
das Werkstück -derart befestigt werden kann, dass sein anzubiegender Rand parallel
zur Verschieberichtung des Wagens 8 verläuft und in den von den Profilwalzen bestrichenen
Bereich hineinragt. Die Maschine ist erfindungsgemäss da.
-
durch gekennzeichnet, dass die erste Profilwalze in einer zu ihrer
Drehachse senkrechten und zur Auflage-Ebene des Auflage-Elementes ungefähr senkrechten
Richtung verstellbar ist, dass die zweite Profilwalze um eine senkrecht zu ihrer
Drehachse verlaufenden Schwenkachse verschwenkt werden kann und dass eine der beiden
Profilwalzen (20,22) entlang ihrer Drehachse (22a) verschiebbar ist.
-
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. In der Zeichnung zeigen die Fig.
1 eine Seitenansicht einer Anbiegemaschine und die Fig. 2 einen Schnitt durch den
Wagen der Anbiegemaschine entlang der Linie II-II der Figur 1, in grösserem Massstab.
-
Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte, zum Anbiegen von Werkstückrändern
dienende Anbiegemaschine weist ein auf einem Betonboden 1 befestigtes, aus verschiedenen
Profilelementen und Platten gebildetes Maschinengestell 2 auf. Das nur teilweise
dargestellte Maschinengestell 2 weist unter anderem zwei in seiher Längsrichtung
verlaufende, zueinander parallele I-Träger 9 und 10 auf. Auf dem I-wräger 9 ist
das Auflage-Element 3 befestigt, dessen obere Begrenzungsfläche die Auflage-Ebene
3a für das durch eine Blechplatte gebildete Werkstück 21 bildet.
-
Das Aufspannen des letzteren kann mit Hilfe einer Aufspannvorrichtung
erfolgen, die durch zwei Klemmvorrichtungen 4 und 5 gebildet wird. Jede der letzteren
weist einen Hydraulikzylinder 4a, beziehungsweise 5a und einen in diesem verschiebbar
geführten, zum Festklemmen des Werkstückes 21 dienenden Kolben 4b, beziehungsweise
5b auf. Das Auflage-Element 3 und die Seitenplatten der Klemmvorrichtung 4 weisen
miteinander fluchtende Bohrungen auf, und sind durch Schrauben miteinander verbunden.
Die Klemmvorrichtung 5 ist vom AuflageElement 3 verschiebbar geführt und durch einen
hydraulisch verstellbaren Kolben 6a mit einem ebenfalls entlang dem AuflageElement
3 verschiebbaren Schieber 6 verbunden. Das AuflageElement 3 ist mit einer Reihe
von äquidistanten, in der Figur 1 nur zum Teil dargestellten Bohrungen versehen,
die ermöglichen, den Schieber 6 in einer wählbaren Stellung festzuschrauben. Des
weitern weist das AuflageElement 3 eine Öffnung 3b auf, deren Zweck noch erläutert
wird.
-
Die Anbiegemaschine weist des weitern einen Wagen 8 auf, der beidseitig
mit Je vier mit Wälzlagern drehbar gelagerten Laufrädern 11 versehen ist. Auf der
Stirnseite der Laufräder 11 ist Je eine um eine vertikale Achse drehbar gelagerte
Lauf-Walze 41 angeordnet. Die dem I-Träger 9 zugewandten Laufwalzen 41 werden durch
in der Figur 2 nicht dargestellte Druckfedern gegen den Steg des I-Trãgers 9 gedrückt,
so dass sich eine gute seitliche Führung ergibt. Durch die acht Laufräder 11 und
die acht Walzen 41 wird der Wagen 8 verschiebbar in den I-Tägern 9 und 10 geführt.
-
Die beiden letzteren dienen also als Führungsschienen für den Wagen
8 und ermoglichen, dass dieser entlang dem anzubiegenden Rand des Werkstückes 21
verschoben werden kann. Im Wagen 8 sind zwei zum Anbiegen des Werkstückes 21 dienende
Profilwalzen 20 und 22 drehbar gelagert. Die beiden Profilwalzen 20, 22 sind ungefähr
übereinander angeordnet und die erste, sich unterhalb der zweiten befindende weist
einen im Längsschnitt konkaven Mantelflächenabschnitt 20a auf. Genauer gesagt, hat
Jede Längsschnittlinie durch den Mantelflächenabschnitt 20a die Form eines sich
über einen Zentriwinkel von etwa 450 erstreckenden Kreisbogens, der an seinem dem
Auflage-Element 3 zugewandten Ende in eine horizontale,
das heisst
zur Auflage-Ebene 3a parallele Tangente übergeht. Die zweite, obere Profilwalze
22 hat im wesentlichen die Form einer Kugelzone und weist also einen im Längsschnitt
konvexen Mantelflächenabschnitt 22a auf. Wie der Figur 2 entnommen werden kann,
erstrecken sich die durch die Längsschnittlinien des Mantelflächenabschnittes 22a
gebildeten Kreisbogen über einen etwas grösseren Zentriwinkel als die entsprechenden
Kreisbogen der ersten Profilwalze 20.
-
Im übrigen weisen die von den Längsschnittlinien durch den Mantelflächenabschnitt
22a der zweiten Profilwalze 22 gebildeten Kreisbogen einen Krümmungsradius auf,
der etwa um den Betrag der maximal vorgesehenen Werkstück-Wandstärke kleiner ist
als derJenige der entsprechenden Kreisbogen der ersten Profilwalze 20.
-
Die erste Profilwalze 20 ist mit zwei Wälzlagern 19 auf einem Lagerbolzen
18 gelagert. Die beiden Enden des letzteren sitzen Je in einer Bohrung einer von
zwei Seitenplatten 12a einer Wiege 12. Das dem Auflageelement 3 zugewandte Ende
des Lagerbolzens 18 ist mit einem Flansch 17 lösbar an der vorderen Seitenplatte
12a befestigt. Die Wiege 12 ist mit einem Schwenkzapfen 13 schwenkbar im Wagengestell
gelagert und zusätzlich durch verschiedene, nicht dargestellte Führungselemente
geführt. Am Wagengestell ist ferner mittels eines Gelenkbolzens 14a ein Hydraulikzylinder
14 angelenkt. In diesem ist ein Kolben 15 geführt, dessen freies Ende mit einem
Gelenkbolzen 16 an der Wiege 12 angelenkt ist. Der Schwenkzapfen 13 und der Gelenkbolzen
16 sind bezüglich der Profilwalze 20 ungefähr symmetrisch angeordnet und befinden
sich in der Arbeitsstellung der letzteren in einer ungefähr zur Auflage-Ebene 3a
parallelen Ebene. Die erste Profilwalze 20 kann also mit Hilfe das Hydraulikzylinders
14 um den Schwenkzapfen 13 verschwenkt und dadurch in einer zu ihrer Drehachse 20b
senkrechten und zur Auflage-Ebene 3a ungefähr senkrechten Richtung verstellt werden.
-
Die zweite Profilwalze 22 ist mit Wälzlagern 23 auf einem Lagerzapfen
24 drehbar gelagert, und durch einen zweiteiligen, lösbaren, in eine Ringnut des
letzteren eingreifenden Ring 42 bezüglich axialen Verschiebungen fest mit dem Lagerzapfen
24 verbunden. Der letztere ist in einem Führungsorgan entlang der Drehachse 22b
der Profilwalze 22 verschiebbar geführt. Das Führungsorgan weist ein Gehäuse 29
mit einer Platte 29a auf, die mit einer Bohrung versehen ist, in der der Lagerzapfen
24 auf der dem Auflageelement 3 zugewandten Seite der zweiten Profilwalze 22 geführt
ist. Auf der andern Seite der letzteren ist der Lagerzapfen 24 in einem starr mit
dem Gehäuse 29 verbundenen Hohlzylinder 25 geführt. Der Lagerzapfen 24 ist durch
eine Verbindungsstange 27 mit einem Kolben 26 verbunden, der in einem starr mit
dem Gehäuse 29 verbundenen Hydraulikzylinder 28 geführt ist. Das Gehäuse 29 ist
mit einem Schwenklager 30 schwenkbar im Wagengestell gelagert. Die Schwenkachse
30a des Schwenklagers 30 befindet auf der oberen, das heisst auf der der ersten
Profilwalze 20 abgewandten Seite der Drehachse 22b und verläuft senkrecht zur letzteren.
-
Ferner schneidet die Schwenkachse 30a die zweite Profilwalze 22, wenn
diese sich in ihrer in der Figur 2 dargestellten Arbeitsstellung befindet.
-
Am Gestell des Wagens 8 ist ferner mit einem Gelenkbolzen 33 ein Hydraulikzylinder
31 angelenkt. Der in diesem geführte Kolben 32 ist mit einem Gelenkbolzen 34 am
Hohlzylinder 25 angelenkt.
-
Der Hydraulikzylinder 31 und der Kolben 3m ermöglichen also, das aus
dem Hohlzylinder 25 und dem Gehäuse 29 gebildete Führungsorgan 25, 29 in dem durch
die beiden Linien 40 angedeuteten Winkelbereich um die Schwenkachse 30a zu verschwenken
und in einer wählbaren Lage festzuhalten.
-
Die beidseitig abgestützten Profilwalzen 20 und 22 sind also beide
verstellbar, wobei ihre Drehachsen 20b, beziehungsweise 22b in allen Stellungen
in zur Verschieberichtung des Wagens 8 senkrechten Ebenen verlaufen.
-
Die Anbiegemaschine weist ferner einen in ihrer Längsrichtung verlaufenden
Hydraulikzylinder 37 auf, der mittels eines Flansches am Maschinengestell 2 befestigt
ist. Der Hydraulikzylinder 37 ist zusätzlich mit mehreren Stützen, von denen in
der Figur 1 nur eine dargestellt und mit 38 bezeichnet ist, auf dem Boden 1 abgestützt.
Im Hydraulikzylinder 37 ist ein Kolben 35 geführt, der über eine Verbindung 36 mit
dem Wagen 8 verbunden ist. Die Verbindung 36 ist derart ausgebildet, dass siegkleine
Abweichungen des Kolbens 35 von der Soll-Lage, die etwa durch die Kolben-Durchbiegung
verursacht werden können, ausgleichen kann. Der Hydraulikzylinder 37 und der Kolben
35 sind derart bemessen, dass der Wagen 8 entlang der ganzen Länge der Führungsschienen
9 und 10 verschoben werden kann.
-
Der zur Betätigung der verschiedenen Hydraulik-Organe erford#rliche
Druck kann mit Hilfe einer Hydraulikpumpe 39 erzeugt werden.
-
Wie aus der Figur 1 ersichtlich ist, steht das Maschinengestell in
einer Vertiefung auf einem Bodenabschnitt lb, der sich unterhalb des Bodens la der
übrigen Werkhalle befindet, und der Hauptabschnitt des Hydraulikzylinders 37 ist
in einem im Boden 1 vorhandenen Kanal untergebracht, dessen Boden lc sich etwas
über dem Bodenabschnitt lb befindet. Diese Anordnung ist besonders bei grossen Maschinen
zweckmässig und hat den Vorteil, dass der Biegevorgang von einer auf dem Boden la
der Werkhalle stehenden Person visuell überwacht werden kann.
-
Falls die Anbiegemaschine zum Anbiegen von grossen Werkstücken vorgesehen
ist, sind die zum Führen des Wagens 8 dienenden FGhrungsschienen 9 und 10 und das
Auflageelement 3 selbstverständlich aus mehreren, für den Transport zerlegbaren
Teilen aufgebaut.
-
Die Maschine kann beispielsweise derart dimensioniert werden, dass
Stahlbleche bis zu 6m Länge und bis zu einer Dicke von etwa 40 mm angebogen werden
können.
-
Im folgenden soll nun noch die Arbeitsweise der Anbiegemaschine
erläutert
werden. Zuerst wird das Werkstück 21 auf das Auflage-Element 3 gelegt und, wenn
nötig, zusätzlich abgestützt. Dann wird das Werkstück so gerichtet, dass sein anzubiegender
Rand parallel zur Verschieberichtung des Wagens 8 verläuft und, wie dies in der
Figur 2 dargestellt ist, in den von den Profilwalzen 20, 22 bestrichenenen Bereich
hineinragt. Das Ausrichten kann etwa durch Messen oder mit Hilfe eines Anschlages
erfolgen. Wenn sich das Werkstück in der gewünschten Stellung befindet, wird es
mit Hilfe der Spannvorrichtung 4,5 auf dem Auflage-Element 3 befestigt. Dann werden
die Profilwalzen 20, 22 in ihre Arbeitsstellung gebracht und der Wagen 8 entlang
den Führungsschienen 9 und 10 verschoben und der Werkstückrand dadurch angebogen.
Das Anbiegen erfolgt vorteilhafterweise in mehreren Schritten für die die erste,
untere Profilwalze 20 sukzessive nach oben verschoben und die Stellung der zweiten,
oberen Profilwalze 22 entsprechend angepasst wird. Damit das Werkstück 21 beim Ende
des Randes beim Einfahren des Wagens 8 nicht über den Sollwert hinaus angebogen
wird, wird die untere Profilwalze 20 zweckmässigerweise erst in die für den betreffenden
Arbeitsschritt vorgesehene Endlage gebracht, wenn sich die Profilwalzen 20, 22 bereits
im Bereich des Werkstückes 21 befinden. Auf diese Weise kann eine Anbiegung# erzeugt
werden, deren Aussenfläche im Bereich des ganzen Randstreifens genau den gleichen
Krümmungsradius aufweist wie die durch die Längsschnittlinien des Mantelflächenabschnittes
20a gebildeten Kreisbogen. Bei geeigneter Einstellung der beiden Profilwalzen 20,
22 lassen sich Jedoch ohne weiteres auch Anbiegungen herstellen, die einen grösseren
Krümmungsradius aufweisen als die von den Längsschnittlinien der Mantelflächen 20a,
22a gebildeten Kreisbogen.
-
Falls grössere Serien von Werkstücken mit dem gleichen Krümmungsradius
anzubiegen sind, ist es selbstverständlich vorteilhatt, wenn die Profilwalzen gerade
die der Anbiegung entsprechende Profilform aufweisen. Die Anbiegemaschine ist nun
derart konstruiert,
dass die beiden Profilwalzen 20, 22 relativ
einfach und schnell ausgewechselt werden können. Beim Auswechseln wird zuerst die
obere Profilwalze 22 mit einem Kran, durch den nach oben offenen Oberteil des Wagens
8 hindurch gefasst und entlastet.
-
Dann kann der zweiteilige Ring 42 entfernt und der Lagerzapfen 24
mit Hilfe des Hydraulikzylinders 28 aus der Profilwalze 22 herausgezogen und die
letztere mit dem Kran nach oben gehoben werden. Zum Entfernen der unteren Profilwalze
20 wird der Wagen 8- derart verschoben, dass der Lagerbolzen 18 in den Bereich der
Mffnung 3b des Auflage-Elementes 3 gelangt. Dann wird die untere Profilwalze 20
mit dem Kran von oben her gefasst, der Flansch 17 gelöst und der Lagerzapfen 18
durch die Öffnung 3b hinausgezogen. Die untere Profilwalze 20 kann nun mit dem Kran
entfernt werden. Dann können in umgekehrter Reihenfolge die neuen Profilwalzen montiert
werden.
-
Die Anbiegemaschine kann selbstverständlich in verschiedener Hinsicht
modifiziert werden. Beispielsweise ist es möglich, statt der zweiten, oberen die
erste, untere Profilwalze axial verschiebbar zu lagern.