DE3447690C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Zweiwalzen-Blech­ biegemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Eine solche Maschine ist aus dem SU-Erfinderschein 6 34 814 bekannt.

Maschinen der betrachteten Bauart dienen zum Biegen von Tafelblech zu gekrümmten Werkstücken, z. B. bei der Herstellung von rohrförmigen Teilen, Segmenten, Beplankungen für Flugzeuge u. dgl.

Zur Zeit tendiert die Entwicklung zur Vergrößerung der Abmessungen der benötigten gekrümmten Blechfelder, z. B. zur Herstellung von Verkleidungen größerer Ma­ schinen. Somit ist die Vergrößerung der Arbeitslänge der Biegewalzen eines der Probleme, die beim Bau von Blechbiegemaschinen zu lösen sind.

Bei den Zweiwalzen-Blechbiegemaschinen der vorliegend betrachteten Art dringt bei der radialen Zustellung der Walzen gegeneinander die steife Oberfläche der ersten Walze in die elastischen Mäntel und Ringe der zweiten Walze ein und erzwingt die Ausbildung einer Mulde, die den Biegeabschnitt der Maschine darstellt. Beim Einschalten des Drehantriebs der zweiten Walze mit elastischer Oberfläche dreht sich infolge der Reibungskräfte auch die erste Walze mit steifer Ober­ fläche. Zwischen die rotierenden Walzen wird ein ebenes Blechfeld eingeschoben; die durch die Verformung des elastischen Belags wirkenden Kräfte bzw. Flächen- Pressungen zwingen dem Blech die Krümmung der stei­ fen Oberfläche der ersten Walze auf, wodurch es in den Bereich der plastischen Verformung hinein gebogen wird und eine bleibende Krümmung erfährt.

Die Anwendung der bekannten Zweiwalzen-Blechbiegema­ schine zur Herstellung von langen dünnwandigen Teilen ist durch die Steifigkeit und Festigkeit der Walze mit elastischer Oberfläche beschränkt. Eine Erhöhung der Steifigkeit und Festigkeit durch Vergrößerung des Durchmessers des metallischen Kerns hat eine Ver­ größerung des Durchmessers der gesamten Walze zur Folge. Dies ist aus mehreren Gründen unzweckmäßig. Erstens ergibt sich eine beträchtliche Vergrößerung der Außenabmessungen der Maschine und ihres Gewichts, zweitens führt die Vergrößerung des Durchmessers der Walze mit elastischer Oberfläche zur Zunahme des zum Antrieb notwendigen Drehmomentes, und drittens hat die Vergrößerung des Walzendurchmessers unter Beibehaltung der optimalen Dicke der elastischen Bemantelung eine Erhöhung der notwendigen Menge dieses verhältnismäßig teuren Materials, beispielsweise Polyurethan, zur Folge.

Bei den bekannten Zweiwalzen-Blechbiegemaschinen und auch bei der oberbegrifflich vorausgesetzten Konstruk­ tion kann die zweite Walze als ein von einer Strecken­ last beaufschlagter Balken auf zwei Stützen angesehen werden. Die in ihm wirkenden großen Biegemomente füh­ ren zu beträchtlichen Durchbiegungen. Dies kann die Qualität der Biegebearbeitung der Bleche in Frage stellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Zweiwal­ zen-Blechbiegemaschine zu schaffen, bei der die Durch­ biegung der zweiten Walze mit elastischer Oberfläche trotz kleinen Durchmessers derselben klein bleibt und so die Herstellung von langen dünnwandigen Teilen mög­ lich wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale. Durch diese erfindungsgemäße Ausbildung ergeben sich weitere Abstützstellen der zweiten Walze zwischen deren Enden, was die maximal auftretenden Biegemomente erheblich reduziert. Dennoch bleibt eine durchgehende elastische Oberfläche erhalten. Die Walze kann trotz kleinen Durchmessers mit großer Länge ausgeführt werden. Die maximale Länge der Walze ist nur noch durch deren Tor­ sionssteifigkeit begrenzt.

Die erfindungsgemäße Bauart der Zweiwalzen-Blechbiege­ maschine ermöglicht die Herstellung von langen dünn­ wandigen Blechteilen dank der Erhöhung der Steifigkeit der Walze mit elastischer Oberfläche. Auch macht die konstruktive Ausführung der zweiten Walze es möglich, sie mit einem kleineren Durchmesser herzustellen, was zur Einsparung des teuren Materials des elastischen Belags führt.

Bei bekannten Zweiwalzenmschinen ist die Arbeitslänge der Walzen auf etwa 2000 mm beschränkt. Bei dieser Länge erreicht der Durchmesser der Walze mit elasti­ scher Oberfläche 400 mm. Eine Vergrößerung der Ar­ beitslänge, beispielsweise auf das Doppelte, würde zu einer Vervierfachung des Biegemomentes führen, was zu einer Vergrößerung des Walzendurchmessers um mehr als das 1,58fache zwingen würde. Bei einer Zweiwalzen- Biegemaschine gemäß der vorliegenden Erfindung kann unter Beibehaltung des Durchmessers der Walze mit elastischer Oberfläche von 400 mm deren Arbeitslänge gleich 4000 mm gewählt werden.

Eine zweckmäßige Ausbildung der zweiten Walze ist im Patentanspruch 2 angegeben.

Abstützungen dieser Art sind an sich aus DE-OS 31 13 753 oder aus DE-OS 24 43 002 bekannt. Hier handelt es sich aber um Dreiwalzen-Blechbiegemaschinen, bei denen keine Walzen mit elastischer Oberfläche Anwendung finden.

Dadurch, daß die Abstützung in Form von zwei parallel nebeneinanderliegenden Walzen ausgebildet ist, wird die Reibungskraft zwischen der unbemantelten Außen­ fläche der zweiten Walze und der Abstützung verrin­ gert, was die Größe des erforderlichen Drehmomentes herabmindert. Dies erlaubt eine Verringerung der Leistung und der Abmessungen des Drehantriebes und führt zu einer Energieeinsparung.

Eine Zweiwalzen-Blechbiegemaschine gemäß der Erfin­ dung wurde bei der Herstellung von rohrförmigen Ein­ zelteilen der Enteisungs- und Sicherheitssysteme von Flugzeugen aus hochfesten Aluminium- und Titanlegierun­ gen mit Erfolg eingesetzt. Beim Biegen von langen dünnwandigen Teilen bis zu 1,5 mm Dicke aus Titanle­ gierungen und bis zu 3,0 mm Dicke aus Aluminiumle­ gierungen erreichte die Belastung der zweiten Walze mit elastischer Oberfläche 200 kN/m. Ihr Durchmesser betrug 400 mm bei 4000 mm Länge.

Die Erfindung wird durch die nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 die Gesamtansicht einer Zweiwalzen-Blechbiege­ maschine mit teilweisem Schnitt der Lagerungen der Walzen;

Fig. 2 den Schnitt nach Linie II-II in Fig. 1 in ver­ größertem Maßstab;

Fig. 3 den Schnitt nach Linie III-III in Fig. 2.

Die Zweiwalzen-Blechbiegemaschine, die beispielsweise zum Biegen von Mantelblechen bestimmt ist, hat ein Bett 1 mit Säulenständern 2 und 3 und zwei Walzen: eine erste Walze 4 mit steifer Oberfläche und eine zweite Walze 5 mit elastischer Oberfläche, welche mit einem Drehantrieb 6 versehen ist. Die Achsen der ersten Walze 4 und der zweiten Walze 5 sind zueinander pa­ rallel. Die erste Walze 4 ist in den Säulen 2 und 3 drehbar gelagert. Hierzu ist ein Laufzapfen 7 der Walze 4 in einem Rollenlager 8 angeordnet, während der andere Laufzapfen 9 derselben Walze in zwei Rollenla­ gern 10 angeordnet ist. Eine Hälfte des Umfangs des Lagers 8 ist von einer in einer Lagerung 11 ausgeführ­ ten zylindrischen Oberfläche umfaßt. Die Lagerung 11 ist längs in der Säule 2 vorgesehener Führungen 12 (Fig. 2) in Vertikalrichtung verschiebbar angeordnet. In der Lagerung 11 ist eine Öffnung 13 zur bequemen Montage dieser Lagerung 11 mit Hilfe einer Mutter 14 an der Kolbenstange 15 eines Hydraulikzylinders 16 ausgeführt, der die vertikale Verschiebung der La­ gerung 11 bewirkt und an der Säule 2 feststehend an­ gebracht ist. In der Säule 2 ist eine Nut 17 zur Auf­ nahme des Hydraulikzylinders 16 und eine Öffnung 18 zum Entfernen des gebogenen Werkstücks bzw. Mantels 19 ausgeführt.

Die Lager 10 des anderen Laufzapfens 9 (Fig. 1) sind in einer Lagerung 20 eingepreßt, die längs in der Säule 3 vorgesehener Führungen 21 in Vertikalrichtung verschiebbar angeordnet ist.

In der Lagerung 20 ist eine Öffnung 22 zur bequemen Montage dieser Lagerung 20 mit Hilfe einer Mutter 23 an der Kolbenstange 24 eines Hydraulikzylinders 25 ausgeführt, der die vertikale Verschiebung der Lage­ rung 20 bewirkt und an der Säule 3 feststehend ange­ bracht ist. Hierbei vollführt die Walze 4 eine radiale Verschiebung in Richtung auf die zweite Walze 5 zu.

Die zweite Walze 5 besteht aus einem Kern 26, auf dem Büchsen 27 sitzen, deren jede mittels eines Federkeils 28 mit dem Kern 26 verbunden ist und einen Mantel 29 aus elastischem Material trägt.

Zwischen den elastischen Mänteln 29 sind unbemantelte Abschnitte gebildet, auf denen Büchsen 30 mit Flan­ schen sitzen, zwischen denen sich ein elastischer Ring 31, beispielsweise aus Polyurethan, befindet. Der Durchmesser des Ringes 31 übersteigt den Durchmesser der zweiten Walze 5, und seine Dicke ist der Dicke der elastischen Mäntel gleich. Die elastischen Ringe 31 in den Spalten zwischen den elastischen Mänteln ge­ währleisten einen in Achsrichtung durchgehenden elasti­ schen Belag der zweiten Walze 5 im Biegebereich.

Der Außendurchmesser der Büchse 30 mit den Flanschen ist gleich dem Außendurchmesser der Büchse 27. Zur Ver­ hinderung einer axialen Verschiebung der Büchsen 27 und 30 sind Scheiben 32 und Muttern 33 vorgesehen.

Ein Halszapfen 34 des Kernes 26 ist in einem Rollenla­ ger 35 angeordnet, das in der Säule 2 eingepreßt ist, während der andere Halszapfen 36 in einem in der Säule 3 eingepreßten Rollenlager 37 angeordnet ist. Der Hals­ zapfen 36 ist mittels einer Kupplung (nicht gezeigt) mit dem Drehantrieb 6 zur Drehung der Walze 5 verbun­ den. Dieser Drehantrieb ist ein Hydromotor.

In einem Spalt 38 (Fig. 2) zwischen der Innenfläche des elastischen Ringes 31 und der steifen Außenfläche der zweiten Walze, nämlich der Außenfläche der Büchse 30, ist eine Abstützung 39 untergebracht, auf welche die unbemantelte Außenfläche der zweiten Walze 5, näm­ lich die Oberfläche der Büchse 30, sich abstützt. Die Abstützung 39 besteht aus zwei Walzen 40, von denen jede mittels eines Bolzens 41 in einem auf dem Bett 1 befestigten Bock 42 gelagert ist. Der Bock 42 hat eine Öffnung 43 zum Durchtritt des elastischen Ringes, deren Querschnittsmaße in der durch die Achsen der Walzen 4 und 5 definierten Ebene die Querschnittsmaße des elastischen Ringes 31 in dieser Ebene übersteigen, so daß der elastische Ring 31 mit Spiel durch die Öff­ nung 43 laufen kann.

Der Betrieb der beschriebenen Zweiwalzen-Blechbiege­ maschine verläuft folgendermaßen:

Bei Druckbeaufschlagung der oberen Hohlräume der Hydraulikzylinder 16 und 25 verschieben die Kolben­ stangen 15 und 24 die Lagerungen 11 und 20 längs der Führungen 12 und 21 und somit auch die Walze 4 verti­ kal nach unten, bis die zylindrischen Oberflächen der Lagerungen 11 und 20 die Oberflächen der Lager 8 und 10 erreichen. Bei der weiteren Abwärtsbewegung kommt es zum Eindringen der Walze 4 mit steifer Oberfläche in die zweite Walze 5 der Ummantelung aus elastischem Material bis zu einer vorgegebenen Eindringtiefe. Bei der Verformung der elastischen Mäntel entsteht in die­ sen eine Gegenkraft, die vom Lager 35, den drei Ab­ stützungen 39 und dem Lager 37 aufgenommen wird. Somit kann man die zweite Walze 5 als einen auf mehreren Stützen aufgelagerten Balken mit gleichmäßig verteil­ ter Streckenlast ansehen, in dem nur kleinere Biege­ momente auftreten, so daß auch die Durchbiegung gerin­ ger bleibt.

Der Hydromotor des Drehantriebs 6 treibt die zweite Walze 5 mit elastischer Bemantelung, wobei die Reibungs­ kräfte die elastischen Ringe 31 und die Walze 4 mitneh­ men. Zwischen den rotierenden Walzen 4 und 5 wird ein ebener Blechrohling zur Herstellung eines gebogenen Mantels 19 vorgeschoben. Die Biegung des Rohlings um die Walze 4 geschieht während dessen Durchlaufs durch die Eingriffszone der Walzen 4 und 5.

Nach Durchlauf des Blechs schaltet man den Hydromotor bzw. Antrieb 6 aus. Die Drehung der Walze 5 und folglich auch der Walze 4 hört auf. Durch entsprechende Beaufschlagung der Hydraulikzylinder 16 und 25 hebt man die Lagerungen 11 und 20 und damit die Walze 4 nach oben, bis deren steife Oberfläche mit der elastischen Bemantelung der Walze 5 außer Eingriff geht. Durch die Öffnung 18 zieht man den gebogenen Mantel 19 heraus.

Claims (2)

1. Zweiwalzen-Blechbiegemaschine mit einer ersten Walze, die eine steife Oberfläche aufweist, und mit einer zweiten Walze, die nebeneinander liegende, aus elasti­ schem Material bestehende Mängel trägt, zwischen de­ nen jeweils ein elastischer Ring von gleicher Dicke wie die elastischen Mäntel, aber von größerem Durch­ messer als die zweite Walze angeordnet ist, wobei beide Walzen in durch ein Bett verbundene Säulen­ ständer relativ zueinander radial verstellbar gela­ gert sind und wobei der elastische Ring zwischen sei­ ner Innenfläche und der unbemantelten Außenfläche der zweiten Walze auf der der ersten Walze abgewandten Seite einen Spalt bildet, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Spalt (38) eine Abstützung (39) vorgesehen ist, auf der die unbeman­ telte Außenfläche der zweiten Walze (5) lagert.

2. Zweiwalzen-Blechbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (39) von zwei parallel nebeneinanderliegenden Walzen (40) ge­ bildet ist, die auf einem mit dem Bett (1) verbundenen Bock (42) gelagert sind, der eine den elastischen Ring (31) mit Spiel umgebende Öffnung (43) aufweist.