EP0109031A2 - Verfahren und Werkzeug zum Biegen von Randabschnitten eines Bleches - Google Patents

Verfahren und Werkzeug zum Biegen von Randabschnitten eines Bleches Download PDF

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EP0109031A2
EP0109031A2 EP83111121A EP83111121A EP0109031A2 EP 0109031 A2 EP0109031 A2 EP 0109031A2 EP 83111121 A EP83111121 A EP 83111121A EP 83111121 A EP83111121 A EP 83111121A EP 0109031 A2 EP0109031 A2 EP 0109031A2
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EP
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sheet
tool
edge
bending
leg
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Finn Lennart Jonsson
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • 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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws

Definitions

  • the invention relates to a method according to the preamble of claim 1 and a tool for performing the method.
  • the sheet When forming an approximately 20 to 200 mm thick sheet into a cylindrical container, the sheet is bent by rolling or successive bending in a hydraulic press, in which the sheet is placed on two elongated cushions, one elongated punch arranged between the two cushions Exerts pressing force on the sheet.
  • the edge sections of the sheet cannot be bent into the desired shape in this way. Rather, an unbent flat edge section remains, which is at least twice as wide as the sheet thickness.
  • the invention has for its object to develop a method for bending edge portions of a sheet that can be carried out with a simple bending tool, simple and is cheap and reduces the risk of undesirable deformation of the sheet edge during bending. Furthermore, an easily transportable bending tool suitable for carrying out this method is to be created.
  • the bending tool according to the invention is placed with its U-shaped bracket on the sheet metal in such a way that the bracket engages around the sheet edge, two elongated rulers or pillows arranged in the bracket being located near the surface on the top and bottom of the sheet.
  • One ruler is further away from the outermost edge of the sheet than the other ruler.
  • the longer leg of the bending tool is provided with an actuating device, which preferably consists of one or more hydraulic cylinder-piston arrangements. These act on the sheet and tilt the tool in such a way that the two rulers are pressed against the sheet at different distances from the outer sheet edge and thereby bend the edge of the sheet.
  • the tool can have the same length as the sheet. However, the tool is preferably shorter than the sheet, which can be very long, for example 10 to 15 m. The tool is then gradually moved along the edge of the sheet and bends a short part of the sheet edge with each step.
  • the bending tool according to the invention is expediently designed as a U-shaped (or J-shaped) bracket with a long leg, which is located above the sheet to be bent when using the tool, and a short leg, which is located under the application the sheet metal.
  • a U-shaped (or J-shaped) bracket with a long leg, which is located above the sheet to be bent when using the tool, and a short leg, which is located under the application the sheet metal.
  • the two rulers or tool cushions In the part of the bracket to be pushed over the sheet edge there are the two rulers or tool cushions, the upper of which is closer to the connecting web of the two legs of the U-shaped bracket than the lower. This creates a suitable lever arm when bending.
  • the lower ruler is preferably displaceable so that different distances between the rulers and thus lever arms of different lengths can be set.
  • the longer leg of the tool can be provided with running wheels and guide rollers which allow the tool to be moved by hand or by a drive along the edge of the sheet like a
  • 1 denotes a sheet which is placed on a horizontal table 2.
  • the bending tool 3 is constructed from a U-shaped, relatively wide bracket 4 with a long leg 4a and a short leg 4b, which form an opening 5 between them.
  • the tool 3 is provided with two pairs of impellers 6, each of which is seated on a shaft 7 and which are in fork-shaped brackets 8 the sides of the long leg 4a ..
  • the shafts 7 are connected to a power transmission arrangement 10 which is driven by a drive motor 11.
  • the bracket 4 also has guide rollers 12 which rotate about vertically directed axes and are supported by brackets 13. These guide rollers run on the narrow edge surfaces of the sheet 1.
  • An upper ruler 14 and a lower ruler 15 are arranged in the opening 5 of the bracket 1.
  • the lower ruler 15 is at a greater distance from the bottom of the opening 5 than the upper ruler 14, so that a lever arm L required for bending is formed (FIG. 2).
  • the lower ruler 15 can be arranged on each side of the bracket 4 with the aid of a Actuating cylinder can be arranged displaceably, as shown in Figure 4. In this way, the ruler 15 can be moved between the position shown in FIG. 4 and indicated by dash-dotted lines, as a result of which the length of the lever arm L changes.
  • the contact surfaces of the two rulers acting as cushions intended for contact with the sheet metal can expediently be adapted to the desired radius of curvature of the sheet, that is to say the upper cylindrical concave and the lower cylindrical convex surfaces.
  • the cushion rulers are expediently chamfered at the ends (chamfered) so that the ruler ends do not leave any pressure points in the sheet.
  • Openings 17 and 18 are present in the leg 4a of the bracket 4.
  • Cross pieces 20 run in the openings 18, in which a hydraulic cylinder 21 is pivotably mounted with the pin 22.
  • the piston rod 23 of the cylinder 21 is directed downward and is pressed against the sheet metal 1 when the piston-cylinder arrangement is actuated.
  • the tool 3 is used as follows: It is placed on the sheet 1 so that it engages around a sheet edge.
  • the cylinder 21 is actuated, the piston rod 23 pressing against the sheet.
  • the tool is tilted from the position shown in FIG. 2 to that shown in FIG. 3, the edge of the sheet 1 being bent by a desired radius by a desired angle.
  • Several bends can be carried out with lever arms L of different lengths. The bending can begin at one end of the sheet and can be carried out successively along the entire length of the sheet side by gradually moving the tool along the sheet side, as shown by the dash-dotted line in FIG. 1.
  • the step-by-step individual bends can partially overlap.
  • the side shift between two bends can be, for example, 60 to 90% of the tool width.
  • the tool is easy to handle and transport and can replace large, expensive, stationary press equipment in many cases, especially in small and medium-sized series.
  • the legs 4a, 4b of the U-shaped bracket are preferably designed such that their inner sides diverge in the direction of the opening of the U-shaped leg, as can be seen from FIGS. 2 to 4. This widening of the leg distance to the opening of the U-shaped leg makes it easier to place the tool on the edge of the sheet and to use the same tool for sheets of different thicknesses.

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Abstract

Verfahren und Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens zum Biegen der Randabschnitte eines Bleches. Ein Biegewerkzeug (3) mit einem U-förmigen Bügel (4) mit einem langen und einem kurzen Schenkel (4a, 4b) und Biegelinealen (14, 15) in der von den Schenkeln (4a, 4b) gebildeten Öffnung (5) wird derart auf dem zu biegenden Blech aufgesetzt, daß es den Rand des Bleches umgreift. Dabei liegt je ein Biegelineal (14, 15) oberhalb bzw. unterhalb des Blechrandes. Am längeren Schenkel des Werkzeugs ist eine Antriebsvorrichtung, die beispielsweise aus einem hydraulischen Zylinder (21) mit Kolbenstange (23) besteht, vorhanden, die bei ihrer Betätigung mit der Kolbenstange auf das Blech (1) aufsetzt, wobei das Werkzeug gekippt wird und die Lineale (14 und 15) gegen den Blechrand gepreßt werden und diesen umbiegen. Das Werkzeug kann mit Laufrädern (6) zur Verschiebung auf dem Blech (1) versehen sein, wobei für den Antrieb der Laufräder eine Antriebsanordnung (10, 11) am Werkzeug vorhanden sein kann.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1, sowie ein Werkzeug zur Durchführung des Verfahrens.
  • Beim Formen eines ca. 20 bis 200 mm dicken Bleches zu einem zylindrischen Behälter wird das Blech durch Walzen oder sukzessives Biegen in einer hydraulischen Presse gebogen, in welcher das Blech auf zwei langgestreckten Kissen plaziert wird, wobei ein zwischen den beiden Kissen angeordneter langgestreckter Stempel eine Preßkraft auf das Blech ausübt. Die Randabschnitte des Bleches können auf diese Weise nicht in die gewünschte Form gebogen werden. Vielmehr bleibt ein ungebogener flacher Randabschnitt übrig, der mindestens doppelt so breit wie die Blechdicke ist. Diese Schwierigkeiten nehmen mit steigender Blechdicke zu und sind besonders groß, wenn die Blechdicke 70 bis 80 mm übersteigt. Bei bekannten Verfahren zum Biegen von Randabschnitten wird das Blech von den konvexen Flächen der Kissen oder Walzen hohen spezifischen Drücken ausgesetzt, die ein Verschieben des Blechmaterials verursachen können. Besonders bei einem gleichzeitigen.Gleiten zwischen dem Blech und dem äußersten Formkissen ist die Gefahr einer unerwünschten Verformung des Blechrandes groß. Dies ist ein besonders großer Nachteil, wenn ein Blechrand sorgfältig für eine Schweißnaht bearbeitet ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Biegen von Randabschnitten eines Bleches zu entwickeln, das mit einem einfachen Biegewerkzeug ausführbar ist, einfach und billig ist und die Gefahr unerwünschter Verformungen des Blechrandes beim Biegen vermindert. Ferner soll ein für die Durchführung dieses Verfahrens geeignetes leicht transportierbares Biegewerkzeug geschaffen werden.
  • Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe wird ein Verfahren zum Biegen von Randabschnitten eines Bleches vorgeschlagen, welches die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannten Merkmale hat.
  • Ferner wird ein Biegewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens vorgeschlagen, das gemäß der Erfindung die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 2 genannten Merkmale hat.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen dieses Biegewerkzeuges sind in den Ansprüchen 3 bis 5 genannt.
  • Das Biegewerkzeug gemäß der Erfindung wird mit seinem U-förmigen Bügel derart auf dem Blech plaziert, daß der Bügel den Blechrand umgreift, wobei sich zwei im Bügel angeordnete langgestreckte Lineale oder Kissen nahe der Oberfläche auf der Ober- und Unterseite des Bleches befinden. Das eine Lineal befindet sich dabei weiter vom äußersten Blechrand entfernt als das andere Lineal. Der längere Schenkel des Biegewerkzeugs ist mit einer Betätigungsvorrichtung versehen, die vorzugsweise aus einer oder mehreren hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnungen besteht . Diese wirken auf das Blech ein und kippen das Werkzeug derart, daß die beiden Lineale in verschiedenen Abständen vom äußeren Blechrand gegen das Blech gepreßt werden und dabei den Rand des Bleches umbiegen. Das Werkzeug kann dieselbe Länge wie das Blech haben. Vorzugsweise ist das Werkzeug jedoch kürzer als das Blech, welches sehr lang sein kann, beispielsweise 10 bis 15 m. Das Werkzeug wird dann schrittweise längs des Blechrandes verschoben und biegt bei jedem Schritt einen kurzen Teil des Blechrandes.
  • Das Biegewerkzeug gemäß der Erfindung ist zweckmäßigerweise als ein U-förmiger (oder J-förmiger) Bügel ausgebildet mit einem langen Schenkel, der sich bei der Verwendung des Werkzeuges oberhalb des zu biegenden Bleches befindet, und einem kurzen Schenkel, der sich bei der Anwendung unter dem Blech befindet. In dem über die Blechkante zu schiebenden Teil des Bügels befinden sich die beiden Lineale oder Werkzeugkissen, von denen das obere dichter am Verbindungssteg der beiden Schenkel des U-förmigen Bügels 'liegt als das untere. Dadurch entsteht beim Biegen ein geeigneter Hebelarm. Das untere Lineal ist vorzugsweise verschiebbar, so daß man verschiedene Abstände zwischen den Linealen und damit verschieden lange Hebelarme einstellen kann. Der längere Schenkel des Werkzeugs kann mit Laufrädern und Führungsrollen versehen sein, die es gestatten, das Werkzeug wie einen Wagen längs des Blechrandes von Hand oder durch einen Antrieb zu verschieben.
  • Anhand der in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen
    • Fig. 1 eine Draufsicht auf ein Biegewerkzeug gemäß der Erfindung in Richtung der Pfeile A-A in Figur 2, wobei das Biegewerkzeug auf ein Blech aufgesetzt ist,
    • Fig. 2 und 3 eine Seitenansicht in Richtung der Pfeile B in Figur 1 vor bzw. während des Biegevorgangs,
    • Fig. 4 eine andere Ausführungsform gemäß der Erfindung mit einem verschiebbaren Biegelineal.
  • In den Figuren bezeichnet 1 ein Blech, das auf einem horizontalen Tisch 2 plaziert ist. Das Biegewerkzeug 3 ist aus einem U-förmigen, verhältnismäßig breiten Bügel 4 mit einem langen Schenkel 4a und einem kurzen Schenkel 4b aufgebaut, welche zwischen sich eine Öffnung 5 bilden. Das Werkzeug 3 ist mit zwei Paaren auf je einer Welle 7 sitzenden Laufrädern 6 versehen, die in gabelförmigen Konsolen 8 an den Seiten des langen Schenkels 4a gelagert sind.. Die Wellen 7 sind an eine Kraftübertragungsanordnung 10 angeschlossen, die von einem Antriebsmotor 11 angetrieben wird. Der Bügel 4 hat auch um vertikal gerichtete Achsen rotierende Führungsrollen 12, die von Konsolen 13 getragen werden. Diese Führungsrollen laufen auf den schmalen Kantenflächen des Bleches 1.
  • In der Öffnung 5 des Bügels 1 ist ein oberes Lineal 14 und ein unteres Lineal 15 angeordnet. Das untere Lineal 15 hat einen größeren Abstand vom Boden der öffnung 5 als das obere Lineal 14, so daß sich ein für das Biegen erforderlicher Hebelarm L bildet (Figur 2).Das untere Lineal 15 kann mit Hilfe eines auf jeder Seite des Bügels 4 angeordneten Betätigungszylinder verschiebbar angeordnet sein, so wie es in Figur 4 gezeigt ist. Auf diese Weise kann das Lineal 15 zwischen der in Figur 4 dargestellten und strichpunktiert angedeuteten Lage verschoben werden, wodurch sich die Länge des Hebelarms L verändert.
  • Die zur Anlage an dem Blech bestimmten Anlageflächen der beiden als Kissen wirkenden Lineale können zweckmäßigerweise dem gewünschten Krümmungsradius des Bleches, also der oberen zylindrisch konkaven und der unteren zylindrisch konvexen Fläche angepaßt sein.Die Kissenlineale können für verschiedene Blechdicken und Krümmungsradien austauschbar sein. Die Kissenlineale sind zweckmäßigerweise an den Enden leicht angefast(abgeschrägt), damit die Linealenden keine Druckstellen in dem Blech hinterlassen. Im Schenkel 4a des Bügels 4 sind öffnungen 17 und 18 vorhanden. In den öffnungen 18 laufen Querstücke 20, in denen ein hydraulischer Zylinder 21 mit dem Zapfen 22 schwenkbar gelagert ist. Die Kolbenstange 23 des Zylinders 21 ist nach unten gerichtet und wird bei der Betätigung der Kolben-Zylinderanordnung gegen das Blech 1 gedrückt.
  • Das Werkzeug 3 wird wie folgt angewendet: Es wird so auf dem Blech 1 plaziert, daß es einen Blechrand umgreift. Der-Zylinder 21 wird betätigt, wobei die Kolbenstange 23 gegen das Blech drückt. Hierbei wird das Werkzeug aus der in Figur 2 gezeigten Stellung in die in Figur 3 gezeigte gekippt,wobei der Rand des Bleches 1 mit einem gewünschten Radius um einen gewünschten Winkel gebogen wird. Es können mehrere Biegungen mit verschieden langen Hebelarmen L durchgeführt werden. Das Biegen kann an dem einen Ende des Bleches beginnen und durch schrittweise Verschiebung des Werkzeugs längs der Blechseite nacheinander auf der gesamten Länge der Blechseite vorgenommen werden, so wie es die strichpunktierte Darstellung in Figur 1 zeigt. Die schrittweise durchgeführten Einzelbiegungen können sich dabei teilweise überlappen. Die Seitenverschiebung zwischen zwei Biegungen kann beispielsweise 60 bis 90 % der Werkzeugbreite betragen.
  • Wie aus den Figuren und der vorausgehenden Beschreibung hervorgeht, ist das Werkzeug leicht handhabbarund transportierbar und kann in vielen Fällen, insbesondere bei kleinen und mittelgroßen Serien große kostspielige stationäre Preßausrüstungen ersetzen.
  • Die Schenkel 4a, 4b des U-förmigen Bügels sind vorzugsweise so ausgebildet, daß ihre Innenseiten in Richtung zur Öffnung des U-förmigen Schenkels divergieren, wie dies aus den Figu- - ren 2 bis 4 erkennbar ist. Durch diese Verbreiterung des Schenkelabstandes zur Öffnung des U-förmigen Schenkels hin wird das Aufsetzen des Werkzeugs auf dem Blechrand sowie die Verwendung desselben Werkzeugs für unterschiedlich dicke Bleche erleichtert.

Claims (6)

1. Verfahren zum Biegen von Randabschnitten eines Bleches, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blech (1) derart auf einen Tisch (2) gelegt wird, daß eine Seite des Bleches über den Tisch (2) hinausragt, daß ein Biegewerkzeug (3) mit.einem U-förmigen Bügel (4) mit einem längeren und einem kürzeren Schenkel (4a, 4b) und mit langgestreckten Linealen (14, 15) in der Öffnung (5) zwischen den Schenkeln (4a, 4b) derart angesetzt wird, daß die Öffnung (5) des Bügels (4) den Blechrand (1) umgreift, und daß danach eine an dem einen Schenkel (4a) vorhandene Antriebsvorrichtung (21) derart gegen das Blech (1) drückt, daß das Werkzeug (3) kippt und die in verschiedenen Abständen vom Blechrand liegenden Lineale (14, 15) gegen das Blech (1) gepreßt werden und ein Biegemoment auf dessen Rand ausüben.
2. Biegewerkzeug zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeug (3) einen U-förmigen Bügel (4) mit einem längeren und einem kürzeren Schenkel (4a, 4b) enthält, daß in der Öffnung (5) zwischen den Schenkeln (4a, 4b) ein oberes und ein unteres Lineal (14, 15) an je einem Schenkel (4a, 4b) angebracht ist, welche Lineale verschieden weit vom inneren Fußpunkt der Öffnung (5) entfernt liegen und einen solchen Abstand voneinander haben, daß sie einen Blechrand zu umgreifen vermögen, und daß an dem längeren Schenkel (4a) eine Antriebsvorrichtung (21) angeordnet ist, die an das Blech ansetzbar ist und bei Betätigung das Werkzeug um den Blechrand zu kippen vermag.
3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Lineal (15) derart verschiebbar angeordnet ist, daß der Abstand zwischen den Angriffslinien der Lineale (14, 15) am Blech (1) geändert werden kann.
4. Werkzeug nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Laufrädern (6) versehen ist, mit denen es auf dem zu biegenden Blech (1) aufsetzbar ist.
5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2-4, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Führungsrollen (12) versehen ist, die beim Aufsetzen des Werkzeugs auf das Blech gegen die schmalen Flächen des Blechrandes anliegen.
6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2-5,- dadurch gekennzeichnet, daß die Innenseiten der Schenkel (4a ,4b) in Richtung zur offenen Seite des U-förmigen Schenkels divergieren.
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EP0109031B1 EP0109031B1 (de) 1987-05-06

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