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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
für die Herstellung eines ringförmigen Flansches aus einem
Metallstreifen. Ein solcher Flansch ist beispielsweise zur
Verwendung bei der Verpackung von zylindrischen Produkten
wie Coils aus Stahl bestimmt. Die Erfindung betrifft auch
eine Vorrichtung und einen Drehtisch zur Verwendung bei der
Herstellung eines solchen Flansches.
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Die Flansche, die in der Praxis zum Verpacken von Coils aus
Stahl verwendet werden, werden durch ein Verfahren
hergestellt, das durch die nachfolgend beschriebenen Figuren 1a
bis d dargestellt ist, in dem ein Metallstreifen zuerst zu
einem Winkelbalken durch Biegung umgeformt wird oder ein
Winkelbalken direkt als Anfangspunkt genommen wird. Der
Winkelbalken wird deformiert, indem eine seiner beiden Flächen
durch zwei verzahnte Räder geführt wird, die so angeordnet
sind, daß sie einer Flansch schaffen. Der Durchmesser des so
gebildeten Flansches hängt unter Anderem von dem Spalt
zwischen und der schragen Anordnung von den verzahnten Rädern
und den Verformungseigenschaften des Streifens ab.
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Dieses Verfahren ist insbesondere geeignet, um eine Reihe
von Flanschen mit dem selben Durchmesser nacheinander
herzustellen, nachdem die richtigen Einstellungen nach der
Herstellung einer Anzahl von Testflanschen herausgefunden
worden sind. Ein Anzahl ehen hierfür muß auch in der Tatsache
gesehen werden, daß nut diese Weise hergestellte Flansche, die
zur Verpackung von Coils aus Stahl bestimmt sind, in einem
vorgegebenen Größenbereich verkauft werden, wobei die
Durchmessergrößen, die kommerziell erhältlich sind, in
vorgegebenen Schritten ansteigen.
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In der Praxis halten die Verpackungsstationen eine Reihe von
Flanschen mit unterschiedlichen Durchmessern, und für jedes
zu verpackende Coil wird die nächstkommende Flanschgröße
dann ausgesucht. Da in den meisten Fällen die Durchmesser
von gerollten Coils etwas schwanken, wird die naheste zur
Verfügung stehende Flanschgröße nicht optimal um das zu
verpackende Coil passen.
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Fine Erhöhung der Auswahl durch Verringerung der Schritte in
dem Größenbereich bietet eine Lösung für dieses Problem,
aber in der Praxis muß es nicht geeignet sein, weil der
Speicherplatz an den Verpackungsstationen allgemein zu
beschränkt ist. Es hat sich gezeigt, daß die Herstellung der
korrekten Größe in situ durch das bekannte Verfahren auch
unpraktisch ist, weil mit dem bekannten Verfahren immer eine
Einschränkung in Relation zu der resultierenden Flanschgröße
besteht, eine Einschränkung, die einerseits durch die Art
der Herstellung und andererseits durch die Veränderung, die
in den Verformungseigenschaften des verwendeten
Streifenmaterials auftritt, verursacht wird.
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Andere bekannte Verfahren zur Herstellung von ringförmigen
Flanschen bestehen darin, einen flachen Ring aus Metall zu
deformieren, indem ein Kantenbereich gebogen wird, wie es
durch die GB-A-1404671 und GB-A-2147231 dargestellt ist,
oder einen Streifen in einer zylindrischen Form zu halten
und einen Kantenbereich des Streifens zu biegen, wie es in
der FR-A-2329370 dargestellt ist.
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Die Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine
Vorrichtung anzugeben, mit denen Flansche der gewünschten Größe
reproduzierbar und effizient hergestellt werden können,
wobei unterschiedliche Größen auf einfache Weise ausgewählt
werden können.
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Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe durch ein Verfahren
mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Dies schafft ein
Verfahren für die Herstellung von Flanschen von
unterschiedlichen
Größen, wobei die Flanschgröße das Ergebnis der
Stelle in dem spiralförmigen Kanal ist, wo der Streifen etwa
einen Kreis von veigegebenem Durchmesser bildet.
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Die kreisförmige Form des Streifens muß nicht exakt sein, da
üblicherweise etwas Spiel fur die Endform des Flansches
besteht.
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In dem Verfahren können gleichzeitig eine Mehrzahl von
Streifen in den Haltemitteln gehalten und ihre Kanten zusammen
gebogen werden. Dies erreicht eine Vervielfachung der
Herstellungskapazität bei sehr niedrigen Kosten.
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In dem Verfahren der Erfindung wird das Biegen vorzugsweise
durch Umformung ausgeführt. In diesem Zusammenhang wird
unter Umformung die allmähliche Deformierung des
zylindrischen Streifens, der sich vorzugsweise dreht, in einen
Flansch verstanden, bei der er gegen ein drehendes
Umformwerkzeug gedrückt wird. Dieses Verfahren ist insbesondere
für die Automation geeignet, insbesondere wo es mit der
Hilfe der Vorrichtung der Erfindung, die noch beschrieben
wird, ausgeführt wird.
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Die Vorrichtung gemäß der Erfindung ist durch die Merkmale
von Anspruch 3 definiert.
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Vorzugsweise wird der Kanal durch einen Drehtisch getragen.
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Dies erreicht die Wirkung, daß der Streifen sich drehen
kann, so daß eine Umformung durch die Drehung stattfinden
kann, während der Streifen in einer zylindrischen Form
gehalten wird, so daß sich die ergebende Flanschgröße
vorhersagbar aus der zylindrischen Form ergibt.
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Der Kanal hat eine Spiralform, so daß der Durchmesser des
ringförmigen Flansches gesteuert werden kann, indem der
Streifen an einer Stelle des spiralförmigen Kanals von
gewünschtem Durchmesser plaziert wird. Die Vorrichtung kann
Mittel haben, um den Streiten in den spiralförmigen Kanal zu
führen, mit einer Klemme for den Streifen, die relativ zu
und bezüglich dem Kanal radial und tangential bewegbar ist.
Diese Spiralform erreicht den Effekt, daß die sich ergebende
Flanschgröße sehr genau einstellbar ist, indem ein Streifen
von richtiger Länge an einer Stelle der Spirale gehalten
wird, die dem gewünschten Flanschdurchmesser entspricht. Die
theoretische Abweichung von einer reinen Kreisform, die
durch die Spiralform auftritt, kann so gering sein, daß sie
vernachlässigbar ist.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Vorrichtung gemäß
der Erfindung ist das Biegemittel ein Umformwerkzeug mit
einem Satz von konischen Rollen, zwischen die der
vorstehende Teil des Streifens paßt, wobei die konischen Rollen
radial bezüglich des Kanals bewegbar sind.
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Es sollte bemerkt werden, daß ähnliche Formwerkzeuge aus der
GB-A-21472318 bekannt ist. Diese Patentbeschreibung befaßt
sich mit der Herstellung eines Deckels mit einer gebogenen
Kante.
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Die Vorrichtung kann ein Joch aufweisen, an dem ein
Schlitten bewegbar angebracht ist, an dem die konischen Rollen
plaziert sind.
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Vorzugsweise ist während des Betriebs der Spalt zwischen den
konischen Rollen kleiner als das Doppelte der Dicke des
Streifens multipliziert mit der Anzahl von Flanschen, die
gleichzeitig hergestellt werden sollen.
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Die Erfindung erstieckt sich auch auf den Drehtisch zur
Verwendung in dem Verfahren oder der Vorrichtung gemäß der
Erfindung mit einem Kanal von Spiralform zur Aufnahme des
Streifens gemäß des Anspruchs 7.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben werden.
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Figuren 1a, 1b, 1c und 1d zeigen Streifen, Winkelbalken,
Umformungswerkzeug und Flansch in Verfahrensschritten, die in
einer geläufigen bekannten Praxis verwendet werden.
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Figuren 2a, 2b und 2c zeigen Streifen, Verformungswerkzeug
und Flansch in Schritten eines anderen Verfahrens.
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Figuren 3a, 3b und 3c zeigen Verfahrensschritte und
Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Fig. 3d zeigt den Halter, der in den Figuren 3a bis 3c
verwendet wird, mit zusätzlichen Teilen, und Fig. 3e ist die
Einzelheit A von Fig. 3d.
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In den mehreren Figuren bezeichnen dieselben Bezugsziffern
sich entsprechende Teile. In dem Verfahren der Figuren 1a
bis 1d wird ein Metallstreifen 1 in Fig. 1a deformiert,
indem er zu einem Winkelbalken 2 gebogen wird, wenn er gerade
und flach ist, wie in Fig. 1b gezeigt ist. Indem dieser
Winkelbalken zwischen zwei profilierten Rädern 2a, 2b in der
in Fig. 1c angedeuteten Weise gezogen wird, wird ein
ringförmiger Flansch 3 gebildet, der beispielsweise dazu dient,
Coils von gewalzten Stahl zu verpacken, wie es in Fig. 1d
gezeigt ist, die zwei Flansche 3 an dem Ende eines Coils 16
zeigt.
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In den Figuren 2a bis 2c wird ein erster Metallstreifen 1
von einem Coil 4 in der Nähe der Vorrichtungen zugeführt
(Fig. 2a). Die flanschbildende Vorrichtung besteht im
wesentlichen aus einem Halter in der Form eines Drehtisches 5 mit
einem vollständig kreisförmigen Kanal oder einer Rille 6 in
einer Fläche und Biegemitteln in der Form von Formwalzen 8,
9. Wie in Fig. 2b gezeigt ist, wird der Streifen in den
Kanal 6 mit einem leicht nach unten geneigten Winkel zur
Radialebene des Kanals zugeführt während gleichzeitig der
Malter gedreht wird, so daß der Streifen in den Kanal 6
tangential eintritt. Die Länge des Streifens ist etwas größer als
der Außenumfang des Kanals 6, so daß Kopf und Ende des
Streifens sich überlappen. Um diese überlappung möglich zu
machen, ist die Breite des Kanals etwas größer als das
Zweifache der Dicke des Streifens.
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Der Streifen liegt nun kantenweise in dem Kanal 6 und hat
einen Kantenbereich, der aus dem Kanal heraussteht. In der
Praxis kann es notwendig sein, den Streifen gegen die
Unterseite des Kanals unter Verwendung eines geeigneten
Preßmittels, das nicht in der Zeichnung gezeigt ist, zu drücken.
Als nächstes wird das Formwerkzeug, das ein Paar von
konischen Formwalzen 8, 9 mit einem Spalt dazwischen hat, in
Position gebracht und mit einer gesteuerten Bewegung radial
nach innen bewegt, während sich der Halter 5 dreht. Wegen
Einzelheiten dieses Formprozesses sollte Bezug genommen
werden auf den Inhalt der zuvor genannten Patentbeschreibung
GB-A-2147231B. Es sollte bemerkt werden, daß hier der
kürzeste Abstand zwischen den beiden Formrädern 8 und 9, der
gemäß der GB-A-2147231 etwas kleiner als die Dicke des
Streifens sein sollte, in dem vorliegenden Fall etwas kleiner als
das Doppelte der Streifendicke ist, um die Passage des
überlappenden Teils des Flansches während der Umformung möglich
zu machen.
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Nach ein paar Umdrehungen ist der Streifenteil, der nach
oben über den Halter vorsteht, vollständig gebogen und der
Flansch 3 von Fig. 2c gebildet. Das Innere der sich
überlappenden Enden 13 des Metalls ist etwas zusammengedrückt und
der Winkel zwischeh dem vorderen (ringförmigen) Teil und dem
hülsenförmigen (zylindrischen) Teil des Flansches etwas
grösser als 90º, in Abhängigkeit von den
Deformationseigenschaften des Streifens.
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In den Figuren 3a bis 3e wird gemaß der Erfindung der
Streifen 1 tangential in einen Halter geführt, der einen
Drehtisch 14 hat, welcher einen spiralförmigen Kanal 10 umfaßt,
wobei der Drehtisch 14 stillsteht. Nachdem der Streifen über
einen Teil seiner Länge in den Kanal 10 eingeführt worden
ist (Fig. 3a), wird der Streifen weiter durch gleichzeitige
Drehung des Drehtisches 14 vorbewegt, so daß der Streifen
sich entlang der Außenseite des Halters bewegt, bis eine
Position erreicht wird, wie in Fig. 3b gezeigt ist. Der
Streifen wird in dieser Position durch beispielsweise
Führungsrollen 11 an dem Drehtisch gehalten.
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Als nächstes wird der Kopf des Streifens durch eine
Klemmvorrichtung 12, die in Fig. 3b schematisch gezeigt ist und
radial frei beweglich und tangential fest gegenüber dem
Drehtisch 14 ist, gehalten, während gleichzeitig der Drehtisch
14 in der entgegengesetzten Richtung gedreht wird. Indem der
Kopf des Streifens gehalten wird, während der Drehtisch 14
gedreht wird, wird der Streifen in Richtung der Mitte der
Spirale 10 bewegt; die Bewegung hält an, wenn der Streifen
den gewünschten Flanschdurchmesser erreicht. Die Länge des
Streifens wird durch den gewünschten Flanschdurchmesser
bestimmt. Dann findet die Umformung statt, indem das
Formwerkzeug 7, das ein Paar von Formwalzen ist, wie in Fig. 3d
gezeigt in der Richtung des Pfeils entlang eines Joches 15
bewegt wird, an dem das Werkzeug 7 durch einen Schlitten
gehalten
wird. In der Praxis ist das Joch 15 auf solche Weise
ausgebildet, daß es zur Entnahme des hergestellten Flansches
weggenommen werden kann. Währenddessen kann die Drehrichtung
des Drehtisches 14 umgekehrt werden, um jegliche
kelativbewegung des Streifens gegenüber dem Drehtisch 14 zu verhindern.
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Die Klemmvorrichtung 12 kann auch an dem Joch 15 aufgehängt
sein, wie es in Fig. 3d gezeigt ist. Der Drehtisch 14
besteht beispielsweise aus einem Kreuzrahmen aus sich
kreuzenden Balken, an denen eine Doppelspirale aus gekrümmten
Teilen aus Stahlstreifen geschweißt ist.