DE3725020A1 - Rundbiegemaschine zur herstellung konischer rohrabschnitte aus blech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundbiegemaschine zur Herstellung konischer Rohrabschnitte aus Blech mit wenigstens einer Anbiegewalze und zwei übereinander angeordneten Transportwalzen, die den Blechzuschnitt zwischen sich aufnehmen und transportieren, wobei jede Transportwalze eine innere Tragwalze und in Achsrichtung gegeneinander distanzierte Mantelabschnitte aufweist, die mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten antreibbar sind, und die übrigen Mantelabschnitte aus freilaufenden Büchsen bestehen.

Eine Rundbiegemaschine dieser Gattung ist aus dem deutschen Patent 23 15 604 bekannt. Die Mantelabschnitte unterschiedlicher Drehgeschwindigkeit liegen dort an den Enden der jeweiligen Transportwalze. Der langsam drehende Mantelabschnitt ist der dem Antrieb gegenüberliegende Endabschnitt der Tragwalze selbst, der den gleichen Außendurchmesser wie die Büchsen hat. Der schnell drehende Mantelabschnitt ist als eine auf der Tragwalze gelagerte Büchse ausgebildet, die ein eigenes Antriebszahnrad aufweist und sich an dem antriebsseitigen Ende der Tragwalze befindet. Zwischen diesen beiden Mantelabschnitten sind freilaufende Büchsen auf der Tragwalze gelagert, die keine Antriebsunterstützung haben. Sie sind wahlweise miteinander koppelbar.

Beim Konuswalzen mit dieser bekannten Rundbiegemaschine hat sich gezeigt, daß die Mitnahmekräfte, die dabei nur von den schneller laufenden Mantelabschnitten der beiden Transportwalzen auf das Blech ausgeübt werden, nicht ausreichten, um reproduzierbare Biegeergebnisse zu erreichen. Insbesondere diejenigen freilaufenden Büchsen, die in der Nähe des großen Bogens des Blechzuschnitts liegen, müssen an ihrer Außenfläche von dem Blech schnell mitgenommen werden, an ihrer Innenfläche werden sie jedoch von der wesentlich langsamer drehenden Tragwalze gleichzeitig gebremst. Somit bremsen die freilaufenden Büchsen das Blech unkontrolliert, weil sie bezüglich der Konusabwicklung alle schneller als ihre Tragwalze laufen sollten.

Deshalb ist auch schon durch das Patent 25 11 649 der Vorschlag bekanntgeworden, sämtliche Büchsen durch innen eingelegte Planetenräder mit gestuften Drehgeschwindig­ keiten anzutreiben. Jedoch ist diese Konstruktion außerordentlich aufwendig, kompliziert und störungsanfällig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mitnahme des zu biegenden Bleches durch die Transportwalzen zu verbessern.

Diese Aufgabe wird ausgehend von einer Rundbiegemaschine der einleitend bezeichneten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der schneller laufende Mantelabschnitt mit der tragenden Unterlage drehfest verbunden ist, auf der die freilaufenden Büchsen gelagert sind. Somit werden die freilaufenden Büchsen durch das Blech nicht angetrieben, sondern abgebremst, wodurch die Mitnahme des Blechs entscheidend verbessert und die erforderliche Gleichförmigkeit und Reproduzierbarkeit des kurvenbe­ zogenen Blechdurchlaufs beim Konusbiegen erreicht wird.

Als tragende Unterlage wird derjenige Teil der Transportwalze bezeichnet, auf dem die freilaufenden Büchsen unmittelbar gelagert sind. Das kann einfach die Tragwalze sein, es kann aber auch - wie unten noch ausgeführt wird - eine Anzahl gekoppelter Mitnehmerbüchsen oder eine durchgehende Mitnehmerbüchse sein, welche ihrerseits auf der Tragwalze gelagert ist. Ausschlaggebend für die bessere Mitnahme des Blechs ist der Umstand, daß die tragende Unterlage schneller läuft als der Großteil der freilaufenden Büchsen.

Um Konen verschiedener Länge auf der gleichen Biegemaschine herstellen zu können, sollte der Koppelpunkt der mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten antreibbaren Mantelabschnitte axial variierbar sein. Dazu wird vorgeschlagen, daß die freilaufenden Büchsen wahlweise mit der tragenden Unterlage unmittelbar koppelbar sind. Wird also eine Büchse oder bei schmäleren Büchsen ein Paar beieinanderliegender Büchsen ausgewählt und beispielsweise mittels radialer Stifte mit der tragenden Unterlage verbunden, so bildet diese Büchse oder dieses Büchsenpaar den schnell drehenden Mantelabschnitt, der den Vorschub des Blechzuschnitts am großen Bogen bewirkt.

Um die äußere Mantelfläche der freilaufenden Büchsen zur Schonung des Blechzuschnitts nicht durchbohren zu müssen und um eine sichere drehmomentfeste Verbindung zu erreichen, erfolgt die Kopplung zweckmäßigerweise mit Hilfe von innen und außen gezahnten Bogensegmenten, die in zusammenpassende gezahnte Aussparungen eingesetzt sind, die einerseits an der Außenfläche der tragenden Unterlage und andererseits an der Innenfläche zweier benachbarter Büchsen im Bereich der Stoßstelle angebracht sind. Man braucht also nur die betreffenden Büchsen ein wenig auseinanderzuschieben, das Bogensegment auf die dadurch offengelegte Verzahnung der tragenden Unterlage aufzulegen und anschließend die Büchsen wieder zusammenzuschieben. Die Handhabung ist also äußerst einfach und schnell.

Wenn - entsprechend den vorstehenden Vorschlägen - der schnell laufende Mantelabschnitt am antriebsfernen Ende liegt können sich bei der Herstellung von Konen mit großen Öffnungswinkeln von beispielsweise über 60° Schwierigkeiten einstellen. Die Abwicklung solcher Konen sind mindestens Halbringscheiben von 180° und mehr mit einem zum Teil nur kleinen sektorförmigen Ausschnitt. Die Schwierigkeit resultiert aus dem Einführen solcher Blechzuschnitte in die Rundbiegemaschine, da der Blechzuschnitt um die Antriebsanordnung, welche sich an der Antriebsseite der Transportwalzen befindet, herumgeführt werden muß. Die Antriebsanordnung kann einem solchen Blechzuschnitt im Wege stehen.

Deshalb wird vorgeschlagen, daß auf der langsam angetriebenen Tragwalze schnell angetriebene, untereinander drehfest gekoppelte Mitnehmerbüchsen gelagert sind, welche die tragende Unterlage für die darauf gelagerten freilaufenden Büchsen bilden. Damit kann der Blechzuschnitt um das antriebsferne Lager der Transportwalzen herumgeführt werden, das mehr Bewegungsfreiheit bietet. Somit können beispielsweise auch 90°-Konen exakt reproduzierbar hergestellt werden.

Was die Konstruktion im einzelnen angeht, wird vorgeschlagen, daß die Tragwalze am antriebsfernen Ende eine mit ihr gekoppelte Transportbüchse aufweist und daß zwischen den Mitnehmerbüchsen eine Transportbüchse an beliebiger Stelle eingefügt ist, wobei die Außendurchmesser der Transportbüchsen mindestens gleich groß sind wie der Außendurchmesser der freilaufenden Büchsen. Um aber die Mitnahme noch zu verbessern, wird vorgeschlagen, daß die Transportbüchsen eine gummierte Außenschicht aufweisen.

Da bei großen Werkstücken die Blechzuschnitte aus mehreren Einzelstücken zusammengeschweißt sein können, sollte Vorsorge getroffen werden, daß auf der Blechoberfläche auftragende Schweißnähte dessen Mitnahme nicht behindern. Dies ist dadurch möglich, daß wenigstens eine der beiden gegeneinander zustellbaren Transportwalzen elastisch nachgebend gelagert ist, beispielsweise mit Hilfe von stoßdämpfenden Federelementen.

Das Biegeergebnis wird sehr stark von der Exaktkeit des Einlegens der Blechzuschnitte in die Transportwalzen beeinflußt. Zur Sicherstellung einer genau parallelen Einführung wird eine Anschlagklappe vorgeschlagen, die mit ihrem geradlinigen Anschlagrand entgegen der Förderrichtung zwischen die Transportwalzen eingeschwenkt und in dieser Stellung gehalten werden kann. Die Anschlagklappe wird vor Beginn des Biegevorgangs wieder weggeschwenkt.

Zur weiteren Förderung des gleichförmigen und reproduzierbaren Blechdurchlaufs wird vorgeschlagen, daß jede Anbiegewalze aus einer in Durchlaufrichtung angetriebenen Tragwalze besteht, die auf ganzer Länge mit freilaufenden Büchsen bestückt ist. Dadurch wird erreicht, daß auch die Büchsen der Anbiegewalzen vom durchlaufenden Blech abgebremst werden, d. h. weiterschiebende Reibkräfte am Blech angreifen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Im einzelnen zeigt

Fig. 1 die Transportwalze einer Rundbiegemaschine teils im Längsschnitt und teils in Seitenansicht,

Fig. 2 die Walzen der Rundbiegemaschine schematisch in Stirnansicht und

Fig. 3 einen Ausschnitt III aus Fig. 1 in größerem Maßstab.

Der Aufbau einer Rundbiegemaschine, bei der eine Tragwalze gemäß Fig. 1 eingesetzt werden kann, entspricht im wesentlichen dem Patent 23 15 604. Es sind gemäß Fig. 2 zwei Transportwalzen (1 und 2) parallel übereinander angeordnet. Sie werden gegensinnig angetrieben und können gegeneinander gepreßt werden. Vor und hinter den Transportwalzen (1 und 2) befindet sich je eine verstellbare Anbiegewalze (3 und 4). Diese werden abwechselnd eingesetzt. Zum Anbiegen des Blechanfangs wird die eingangsseitige Anbiegewalze (4) nach oben angestellt. Hat das Blech (5) die Anbiegewalze (3) erreicht, bestimmt diese den Biegeradius und die Anbiegewalze (4) wird - wie dargestellt - zurückgenommen.

Um ein Schräglaufen des Blechs (5) zu verhindern, muß dieses mit seiner geraden Anfangskante parallel zu den Walzen eingeführt werden. Zu diesem Zweck ist eine Anschlagklappe (6) vorgesehen, die entgegen der Vorschubrichtung zwischen die obere und untere Transportwalze eingeschwenkt und in dieser Stellung festgehalten wird. Nun stößt man die Anfangskante des Blechs (5) gegen den Anschlagrand der Klappe, die dünner als das Blech (5) ist, und stellt eine der Transportwalzen (1, 2) an, so daß das Blech (5) festgeklemmt wird. Nach dem Wegschwenken der Anschlagklappe werden die Walzen in Drehung gesetzt und das Blech gebogen.

Die in Fig. 1 dargestellte Transportwalze hat innen eine Tragwalze (10), deren Achszapfen am rechten Ende in einem abnehmbaren Lager (11), dem sogenannten Klapplager aufgenommen ist, während sie am linken Ende einen in einem stationären Lager (12) aufgenommenen Lagerhals aufweist, an dem ein Antriebszahnrad (13) sitzt. An der rechten Seite ist auf die Tragwalze (10) eine Transportbüchse (14) mit einer elastischen Außenschicht (15) aufgesetzt. Diese Transportbüchse ist mittels einer Paßfeder mit der Tragwalze (10) drehfest verbunden. Ein Gewindering (16), der auf einem schmalen Gewindeansatz der Tragwalze sitzt, sichert die Transportbüchse (15) gegen Herausschieben nach rechts.

Auf der Tragwalze (10) sind Mitnehmerbüchsen (17, 18, 19) und eine Transportbüchse (20) gelagert. Diese Büchsen haben an ihren Enden axial vorstehende Klauen (21) bzw. diese Klauen aufnehmende Aussparungen und sind so untereinander und mit einem Antriebsflansch (22) gekoppelt, der auf dem Lager der Tragwalze (10) gelagert ist und ein Antriebszahnrad (23) aufweist.

Auf den Mitnehmerbüchsen (17 bis 19) sind freilaufende Büchsen (24) gelagert. Sie haben zylindrische Außenflächen gleichen Durchmessers und stoßen aneinander bzw. gegen die Stirnflächen der Transportbüchsen (14 und 20). Auch die Transportbüchse (20) hat eine gummierte Außenschicht, die im unbelasteten Zustand etwas über die Zylinderfläche der freilaufenden Büchsen (24) übersteht.

Die beiden Antriebszahnräder (13 und 23) stehen mit einem Antrieb in Verbindung, der es ermöglicht, die Drehzahl beider Räder unabhängig voneinander zu variieren. Zum Konusbiegen werden die Tragwalze (10) mit ihrem Antriebszahnrad (13) langsamer und die Mitnahmebüchsen (17, 18, 19) sowie die Transportbüchse (20) mittels des Antriebszahnrades (23) schneller angetrieben. Die Bewegung des Bleches bestimmt sich jetzt im wesentlichen nach der langsameren Geschwindigkeit der Antriebsbüchse (14) und der schnelleren Geschwindigkeit der Antriebsbüchse (20). Die freilaufenden Büchsen (24), welche den Blechtransport auf den übrigen Längenabschnitten der Transportwalze unterstützen, stellen sich in ihrer Geschwindigkeit zwangsläufig auf den entsprechenden Kegelbereich ein, weil vorteilhafterweise diejenigen freilaufenden Büchsen (24), die sich zwischen den Transportbüchsen (14 und 20) befinden, und dies ist gewöhnlich die überwiegende Zahl der insgesamt vorhandenen freilaufenden Büchsen (24), von den schneller laufenden Mitnahmebüchsen (17, 18, 19) aufgrund der natürlichen Reibung in Drehrichtung mitgenommen werden.

Die Transportbüchse (20) wird als Sonderausstattung zum Einsatz in besonderen Problemfällen empfohlen, zum Beispiel bei geschweißten Blechzuschnitten. Sie kann je nach Länge des Werkstücks axial versetzt werden, indem man sie mit den Mitnahmebüchsen (17, 18, 19) tauscht. Dazu sind jedoch die rechts von der Mitnahmebüchse befindlichen Büchsen herauszunehmen. Auch die Transportbüchse (14) in der dargestellten Ausführung mit gummierter Außenschicht (15) ist als Sonderausstattung empfohlen. Sie hat normalerweise eine mit den freilaufenden Büchsen (24) bündige Metallaußenfläche.

Normalerweise wird der schneller antreibende Mantelabschnitt dadurch bestimmt, daß zwei der freilaufenden Büchsen (24) gemäß Fig. 3 mit der jeweiligen darunterliegenden Mitnahmebüchse gekoppelt werden. Die freilaufenden Büchsen (24) haben dafür an beiden Enden innengezahnte Aussparungen, während die Mitnahmebüchsen (17, 18, 19) in Abständen gleich der Breite der freilaufenden Büchsen (24) Zahnungen am Außendurchmesser aufweisen. Zur Kopplung sind in die Aussparungen dazu passend innen und außen gezahnte Bogensegmente (25) eingefügt. Somit bilden die beiden mit einer Mitnehmerbüchse gekoppelten freilaufenden Büchsen den schneller angetriebenen Mantelabschnitt. Zum Einlegen und Herausnehmen des Bogensegments (25) können die betreffenden freilaufenden Büchsen (24) nach dem Zurückdrehen des Gewinderings (16) auseinandergeschoben werden.

Jede Anbiegewalze (3, 4) besteht aus einer Tragwalze, auf der eine Vielzahl freilaufender Büchsen gelagert sind, welche die ganze Länge abdecken. Die Tragwalzen sind angetrieben und zwar schneller als es der Blechdurchlaufgeschwindigkeit entspricht. Die darauf freilaufenden Büchsen werden aufgrund der natürlichen Reibung in Drehrichtung mitgenommen. Sie können, jeweils biegeradiusbezogen, zum Zylinderbiegen parallel und zum Konusbiegen schräg zu den Transportwalzen (1, 2) angestellt werden.

Die Walzen können, wie in Fig. 1 durch eine Bruchlinie angedeutet ist, grundsätzlich beliebig lang sein. Selbstverständlich können die Antriebsräder (13 und 23) auch mit gleichen Drehzahlen angetrieben werden, was zu zylindrischen Biegeformen oder Rohren führt. Ferner ist es möglich, zum gleichen Zweck sämtliche freilaufenden Büchsen (24) mittels der beschriebenen Bogensegmente (25) mit den Mitnahmebüchsen zu koppeln. Moderne Anzeige- und Steuersysteme für die Transportgeschwindigkeitsregelung bis hin zu CNC-Programmsteuerungen können integriert werden.

•  1 Transportwalze, oben
   2 Transportwalze, unten
   3 Anbiegewalze
   4 Anbiegewalze
   5 Blech
   6 Anschlagklappe
  10 Tragwalze
  11 Klapplager
  12 Lager
  13 Antriebszahnrad
  14 Transportbüchse
  15 Außenschicht
  16 Gewindering
  17 Mitnehmerbüchsen
  18 Mitnehmerbüchsen
  19 Mitnehmerbüchsen
  20 Transportbüchse
  21 Klaue
  22 Antriebsflansch
  23 Antriebszahnrad
  24 freilaufende Büchse
  25 Bogensegment

Claims (9)

1. Rundbiegemaschine zur Herstellung konischer Rohrabschnitte aus Blech mit wenigstens einer Anbiegewalze und zwei übereinander angeordneten Transportwalzen, die den Blechzuschnitt zwischen sich aufnehmen und transportieren, wobei jede Transportwalze eine innere Tragwalze und in Achsrichtung gegeneinander distanzierte Mantelabschnitte aufweist, die mit unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten antreibbar sind, und die übrigen Mantelabschnitte aus freilaufenden Büchsen bestehen, dadurch gekennzeichnet, daß der schneller laufende Mantelabschnitt (20) mit der tragenden Unterlage (17, 18, 19) drehfest verbunden ist, auf der die freilaufenden Büchsen (24) gelagert sind.

2. Rundbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die freilaufenden Büchsen (24) wahlweise mit der tragenden Unterlage (17, 18, 19) unmittelbar koppelbar sind.

3. Rundbiegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplung mit Hilfe von innen und außen gezahnten Bogensegmenten (25) erfolgt, die in zusammenpassende gezahnte Aussparungen eingesetzt sind, die einerseits an der Außenfläche der tragenden Unterlage und andererseits an der Innenfläche zweier benachbarter Büchsen (24) im Bereich der Stoßstelle angebracht sind.

4. Rundbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der langsam angetriebenen Tragwalze (10) schnell angetriebene, untereinander drehfest gekoppelte (21) Mitnehmerbüchsen (17, 18, 19) gelagert sind, welche die tragende Unterlage für die darauf gelagerten freilaufenden Büchsen (24) bilden.

5. Rundbiegemaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragwalze (10) am antriebsfernen Ende eine mit ihr gekoppelte Transportbüchse (14) aufweist und daß zwischen den Mitnehmerbüchsen (17, 18) eine Transportbüchse (20) an beliebiger Stelle eingefügt ist, wobei die Außendurchmesser der Transportbüchsen mindestens gleich groß sind wie der Außendurchmesser der freilaufenden Büchsen (24).

6. Rundbiegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Transportbüchsen eine gummierte Außenschicht (15) aufweisen.

7. Rundbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden gegeneinander zustellbaren Transportwalzen (1, 2) elastisch nachgebend gelagert ist.

8. Rundbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anschlagklappe (6) vorgesehen ist, die mit ihrem geradlinigen Anschlagrand entgegen der Förderrichtung zwischen die Transportwalzen eingeschwenkt und in dieser Stellung gehalten werden kann.

9. Rundbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine Anbiegewalze (3, 4) aus einer angetriebenen Tragwalze besteht, die mit freilaufenden Büchsen bestückt ist.