DE3123319A1 - Verfahren und einrichtung zum biegen von blechplattenrohlingen zu blechkoerpern zylindrischer form - Google Patents
Verfahren und einrichtung zum biegen von blechplattenrohlingen zu blechkoerpern zylindrischer formInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Biegen von im wesentlichen ebenen, plastisch verformbaren
Blechplattenrohlingen oder Platten zu Blechkörpern zylindrischer Gestalt, nach dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 und auf eine Einrichtung zum Biegen solcher Blechplattenrohlingen in eine zylindrische Gestalt nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Lange und dickwandige zylindrische Kessel, für bspw. Dampfgeneratoren und chemische Reaktorgefäße bzw. -kessel
werden normalerweise aus großen, im wesentlichen ebenen Blechplattenrohlingen hergestellt. Diese Rohlinge besitzen
eine Dicke von 100 bis 200 mm und eine Breite von 4 bis 5 m und eine Länge von 6 bis 12 m. Die Rohlinge
werden normalerweise in Portalpressen oder Vierständerpressen mit sog. offenen Werkzeugen geformt, d.h., in
Pressen, in denen ein Stempel nach unten in eine Matrize gepresst wird, ohne daß er im Endzustand seiner Bewegung
mit einem mechanischen Anschlag in Berührung gebracht wird. Die Matrize besitzt zwei im Abstand angeordnete Matrizenbalken,
die eine Länge aufweisen, die der Länge der Platte entspricht, bspw. 6 bis 12 m. Der Stempel ist mit einer
Stempelkante versehen, die eine entsprechende Länge auiweist und so angeordnet ist, daß sie zwischen die beiden
Matrizenbalken dringen kann.
Beim Formen der Platte bzw. des Blechs wird der Plattenrohling stufenweise zwischen den Stempel und die Matrize
zugeführt und wird nach unten zwischen die beiden Matrizenbalken mittels der Stempelkante auf eine bestimmte Tiefe
gedrückt, die durch den gewünschten Formradius und die Länge des Vorschubschrittes bestimmt ist. Die Blechplatte
kann zu einem vollen zylindrischen Ring geformt werden, der einen offenen Schlitz für den Stempel besitzt,
oder zu zwei Halbringen, einem sog. Halbblechkörper. Die hierzu erforderlichen Pressenkräfte sind sehr
hoch, bspw. in der Größenordnung von 5000 bis 20000 Tonnen.
Eine Schwierigkeit bei diesem Verfahren zum Formen von Rohlingen besteht darin, daß der erste Bereich des Rohlings,
der zwischen den Stempel und die Matrize zugeführt wird, nicht verformt wird, Dies passiert auch mit dem
hinteren bzw. letzten Bereich der Platte, wenn er zwischen die Matrize und den Stempel geführt ist. Die Länge dieser
geraden Bereiche des Rohlinges kann sich ändern, was von den zur Verfügung stehenden Druckkräften und der Plattendicke
abhängig ist. Ein normaler Wert kann etwa 1 bis 3 Plattendicken sein. Kann man diese geraden Bereiche beim
Herstellen von Druckkesseln nicht tolerieren, so müssen sie entfernt werden. Dies ist in normalen Fällen üblich
und bedingt gesonderte Arbeitskosten und erheblichen Ausschuß.
Ein Verfahren, die Länge der geraden Bereiche zu reduzieren besteht darin, ein Werkzeug zu verwenden, bei dem
die Stempelkante relativ zu den Matrizenbalken verschiebbar ist, so daß die Matrizenkante näher an dem Matrizenbalken
, der dem Ende der Platte am nächsten angeordnet ist,
arbeitet. Dieses bekannte Biegeverfahren wird als exzentrisches
Biegen bezeichnet. Hierbei ergibt sich jedoch eine Anzahl von ernsthaften Problemen, nämlich daß die
daraus resultierenden Seitenkräfte nicht gleich groß sind, so daß die Gefahr besteht, daß sich der Stempel zur einen
Seite und die Matrize zur anderen Seite verschiebt. Infolgedessen ist die Presse großer Beanspruchung insbesondere
an den Führungen unterworfen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren
und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die das Problem der nicht einheitlichen Kräfteverteilung
zwischen den Matrizenbalken beim exzentrischen Biegen eines Rohlings in einer Presse der genannten Art
löst.
Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch
die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die im
Kennzeichen des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst.
Erfindungsgemäß wird also das Problem in der Weise gelöst,
daß das exzentrische Biegen der betreffenden Endbereiche der Platte in der Weise bewirkt wird, daß man mindestens
einen zusätzlichen Matrizenbalken verwendet, der in einem größeren Abstand vom fraglichen Plattenende und höher als
der betreffende eine der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken angeordnet ist und der von dem Plattenende
am weitesten entfernt ist und diesen einen funktionell ersetzt.
Beim Anwenden vorliegender Erfindung werden die beiden Endbereiche des Blechplattenrohlings in geeigneter Weise
zuerst gebogen, wobei der betreffende zusätzliche Matrizenbalken verwendet wird, der dann in eine inaktive Position
wegbewegt wird, worauf die Stempelkante relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken zentriert
wird. Die zusätzlichen Matrizenbalken werden dann mit Hilfe
— ß "»
von hydraulischen oder elektrischen Antriebsmitteln in geeigneter Weise auf eine Seite in ihre inaktive Position
verschwenkt. Das Zentrieren der Stempelkante relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken
findet vorzugsweise in der Weise statt, daß die Matrizenbettplatte, die die Matrizenbalken trägt, verschoben
wird.
Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die
Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht dejenigen Teils einer Blechbiegeportalpresse, der oberhalb
des Bodens angeordnet ist,
Figur 2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt des Pressenwerkzeuges der Presse nach Fig.
für exzentrisches Biegen, und
Figur 3 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 2
durch ein Pressenwerkzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung
.
Die in Fig. 1 dargestellte Portalpresse besitzt zwei drahtseilumspannte Seitenrahmen 1 und 2 und zwischen
ihnen einen oberen und unteren Pressenträger 3 bzw. H.
Der untere Pressenträger M- trägt eine Matrizenbett-
bzw. -grundplatte 5, die mit zwei sich längserstreckenden, parallelen Matrizenbalken 6 bzw. 7 versehen ist, die im
Abstand zueinander angeordnet sind. Am oberen Träger 3 ist ein anhebbarer und absenkbarer Stempel 8 befestigt,
der an seiner unteren Kante mit einer langgestreckten Stempelkante bzw. -rand 9 versehen ist, die bzw. der derart
ausgebildet ist, daß sie bzw. er zwischen die Matrizenbalken 6 und 7 dringen kann. Die Presse wird von einer
Operationseinheit 10 ferngesteuert.
Die in Fig. 1 dargestellte Presse kann zum Formen zylindrischer Blechkörper verwendet werden, wobei ein Blechplattenrohling
schrittweise zwischen die Pressenwerkzeuge zugeführt und nach und nach aufgrund der Aufwärts- und
Abwärtsbewegung der Stempelkante 9 zwischen den Matrizenbalken 6 und 7 gebogen wird. Auf diese Weise werden, wie
zuvor erwähnt, die Endbereiche des Zylinders nicht gefaltet oder übereinandergelegt.
Aus diesem Grunde werden heutzutage Pressenwerkzeuge, wie sie bspw. in Fig. 2 dargestellt sind, verwendet, bei denen
einer der auf der Grundplatte 5 angeordneten Matrizenbalken, z.B. der Balken 6 derart seitlich verschoben wird,
daß der mit der Stempelkante 9 versehene Stempel 8 nicht mehr zentral bzw. mittig zwischen den Matrizenbalken arbeitet.
Dies führt jedoch zu einer ungleichmäßigen Verteilung derjenigen Kräfte, die zwischen den Matrizenbalken
6 und 7 wirken, und zu einer unsymmetrischen Kraft auf den
Stempel 8, was relativ hohe Seitenkräfte zur Folge hat, die u.a. relativ hohe Beanspruchungen auf die Führungen der
Presse ausüben.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Pressenwerkzeugs gemäß vorliegender Erfindung, bei welchem
die Matrizenbett- bzw.-grundplatte 5 seitlich verschiebbar ist, um sowohl ein herkömmliches Biegen des
Blechs als auch ein exzentrisches Biegen des Blechs zu ermöglichen. Um eine einheitlichere Verteilung der Kräfte
zwischen den Matrizenbalken, die für das exzentrische Biegen des Blechs verwendet werden, zu erreichen, besitzt
das Werkzeug zwei zusätzliche Matrizenbalken 11 bzw. 12, die mittels nicht im einzelnen dargestellter Antriebsmittel,
bspw. Elektromotoren 13 bzw. lh zwischen einer
inaktiven Lage, siehe bspw. den Balken 11, und einer aktiven Lage, siehe bspw. den Balken 12, verschwenkbar
sind. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die zusätzlichen Matrizenbalken und die zwei normalerweise
vorgesehenen Matrizenbalken mit einem Belag 15 auf denjenigen Bereichen versehen, die am Blech dort anliegen,
wo das Biegen stattfinden soll, und die deshalb größtem Verschleiß unterworfen sind. Dieser Belag enthält ein
hochwertiges Material, wie bspw. gehärteter Stahl. Obwohl vorstehend nicht erwähnt, sind die unteren Flächen der
zusätzlichen Matrizenbalken 11 und 12 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schräg verlaufend. Beim in
Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zusätzlichen Matrizenbalken 11 und 12 derart angeordnet, daß man
sie von ihrer betreffenden inaktiven Lage in die aktive Lage verschwenken Kann, in welcher die untere schräge
Fläche der Balken an einer entsprechend schrägen Auflagefläche anliegt, wodurch die erheblichen Stabilitätserfordernisse
in einfacher Weise erfüllt sind. Die Höhe der zusätzlichen Matrizenbalken kann mit Hilfe einer oder
mehrerer Abstandsscheiben oder Einsetzplatten 16 eingestellt werden.
Das in Fig. 3 dargestellte Pressenwerkzeug wird in einer geeigneten Art und Weise derart verwendet, daß
die beiden Endbereiche des Blechplattenrohlings 17 zuerst mit Hilfe der betreffenden zusätzlichen Matrizenbalken
11 und 12 gebogen wird. Somit bedeutet dies, daß beim Biegen der Endabschnitte des Rohlings die Funktion
der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken 6 und 7, und zwar jeweils von dem, der am weitesten vom
betreffenden Ende des Blechs angeordnet ist, von dem zugehörigen zusätzlichen Matrizenbalken durchgeführt
wird, die in einer größeren Entfernung von den Enden dieses Blechs und höher als die BaJken, die sie ersetzen,
angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine optimale Verwendung der verfügbaren Pressenkräfte zu erreichen,
während die Resultierende der Seitenkräfte ein Minimum ist. Nach dem Biegen der Endbereiche des Blechs
mit dem gewünschten Radius werden die zusätzlichen Matrizenbalken auf eine Seite verschwenkt und die Matrizenbettplatte
5 wird so verschoben, daß der Stempel 8 mit der Stempelkante 9 mittig über den normalerweise vorgesehenen
Matrizenbalken 6 und 7 angeordnet ist, worauf das herkömmliche Biegen des zylindrischen Blechkörpers
stattfinden kann.
Für einen Fachmann versteht es sich, daß die Blechplattenrohlinge gebogen oder gefaltet werden, währenddem sie
heiß sind. Demzufolge ist es von größter Wichtigkeit, daß die zusätzlichen Matrizenbalken so konstruiert sind und
in einer Art und Weise funktionieren, daß ihr Betrieb nicht durch ein großes Maß an Verzunderungen gestört wird,
die vorhanden sein können9 was beim Formen großer Zylinder
bis zu einigen Tonnen betragen können. Wegen der extrem hohen Temperaturen der von dem Blechplattenrohling abgestrahlten
Wärme und aus Sicherheitsgründen, ist es wichtig,
daß die zusätzlichen Matrizenbalken in einfacher und sicherer Weise ferngesteuert betrieben werden können.
Dies wird gemäß der Erfindung durch den dargestellten Mechanismus erreicht. Die Matrizenbalken können in
ihre arbeitende und nichtarbeitende Lage mit Hilfe von Getriebemechanismen, Ketten, Schneckengetriebe, Motoren
oder dgl. gebracht werden.
Für einen Fachmann versteht es sich, daß die Erfindung in verschiedenen Richtungen innerhalb des Rahmens der
Ansprüche abgewandelt werden kann, so u.a. hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung der zusätzlichen Matrizenbalken
und ihre Betriebs- und Wirkungsweise. Vorausgesetzt, daß das bei Vorhandensein von Verzunderungen
maßgebende Problem der Wärme gelöst werden kann, so können die zusätzlichen Matrizenbalken auch für eine Bewegung
in horizontaler oder vertikaler Richtung anstatt für eine Schwenkbewegung ausgebildet sein. Das wesentliche Merkmal
der Einrichtung besteht darin, daß sie die zusätzlichen Matrizenbalken besitzt, die zum Biegen der Kantenbereiche
eines Blechplattenrohlinges verwendet werden können, um
die zur Verfügung stehenden Pressenkräfte effektiver ausnutzen zu können, ohne daß die Presse übermäßigen Belastungen
unterworfen ist.
- Ende der Beschreibung -
Leerseite
Claims (8)
1.J Verfahren zum Biegen von im wesentlichen ebenen, plastisch
verformbaren Blechplattenrohlingen oder Platten zu Blechkörpern zylindrischer Gestalt durch schrittweisen Vorschub
der Platte und nach unten Pressen dieser Platte zwischen zwei auf einer Matrizenbettplatte im Abstand angeordnete
Matrizenbalken mittels der Kante eines STempels, der normalerweise
im wesentlichen mittig zwischen den beiden Matrizenbalken arbeitet, der jedoch beim Biegen der Endbereiche
der Platte näher an dem Matrizenbalken arbeiten,
der dem fraglichen Plattenende am nächsten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen der betreffenden Endbereiche
der Platte durchgeführt wird, während ein zusätzlicher Matrizenbalken verwendet wird, der in einem größeren Abstand
vom fraglichen Ende der Platte und höher angeordnet ist als der eine der beiden normalerweise vorgesehenen
— 2 —
Dresdner Bank Stuttgart 1919 854 (BLZ 600 80000), Postscheckkonto Stuttgart 5Ο7 71-7Ο5 (BLZ 600100 70)
Deutsche Bank Stuttgart 11/03 928 (BLZ 600 700 70), Postscheckkonto Stuttgart 24646 704 (BLZ 600100 7Oi
Matrizenbalken, der von diesem Plattenende am weitesten weg angeordnet ist und der diesen Matrizenbalken-«"S,uxitiLonell
ersetzt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die beiden Endbereiche der Platte mit Hilfe des betreffenden zusätzlichen Matrizenbalkens zuerst gebogen
werden, und daß danach jeder der zusätzlichen Matrizenbalken in seine inaktive Lage bewegt wird, worauf der
die Stempelkante tragende Stempel relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken zentriert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Matrizenbalken in diese inaktive Lage
mittels hydraulischer oder elektrischer Antriebsmittel verschwenkt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Stempelkante relativ zu den beiden normalerweise verwendeten Matrizenbalken dadurch zentriert wird, daß
die die Matrizenbalken tragende Matrizenbettplatte verschoben wird.
5. Einrichtung zum Biegen von im wesentlichen ebenen, plastisch verformbaren Blechplattenrohlingen oder Platten
(17) zu einem Blechkörper zylindrischer Gestalt, mit zwei im Abstand angeordneten Matrizenbalken (6, 7) auf
einer Matrizenbettplatte (5) und mit einer Stempelkante (9) an einem Stempel (8), der in Verbindung mit einem
schrittweisen Vorschub der Platte derart angeordnet ist,
daß die Platte zwischen die beiden Matrizenbalken nach
unten drückbar ist, wobei die Stempelkante (9) normalerweise im wesentlichen mittig zwischen den
beiden Matrizenbalken (6, 7) arbeitet, jedoch beim Biegen der Endbereiche der Platte näher an demjenigen
Matrizenbalken arbeitet, der dem fraglichen Ende der Platte am nächsten ist, dadurch gekennzeichnet
, daß sie zum Biegen der betreffenden Endbereiche der Platte (17) mindestens einen zusätzlichen
Matrizenbalken (11; 12) aufweist, der in einem größeren Abstand vom fraglichen Ende der Platte und höher als
der eine der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken, der von dem Ende der Platte am weitesten entfernt
ist, angeordnet ist und der diesen Matrizenbalken funktionell ersetzt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
sie einen weiteren Matrizenbalken (11; 12) aufweist, der außerhalb des anderen der beiden normalerweise vorgesehenen
Matrizenbalken (6, 7) angeordnet ist.
7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet
, daß die zusätzlichen Matrizenbalken (11; 12) zwischen einer aktiven und einer passiven Lage einstellbar
sind.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die zusätzlichen Matrizenbalken (11; 12) zwischen den beiden Lagen mit Hilfe von hydraulischen oder elektrischen
Antriebsmitteln (13, 14) schwenkbar sind.
Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenbettplatte
(5) relativ zum Stempel (8) zum Zentrieren der Stempelkante (9) relativ zu den beiden normalerweise
vorgesehenen Matrizenbalken (6, 7) nach dem Biegen der Kantenbereiche der Platte verschiebbar
ist.
- Ende -der Ansprüche -
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: ASEA AB, VAESTERAAS, SE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |