EP0204290A2 - Zum Herstellen eines Konusmantels aus einer zugeschnittenen Blechplatte dienende Walzen- Blechrundmaschine - Google Patents
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- EP0204290A2 EP0204290A2 EP86107426A EP86107426A EP0204290A2 EP 0204290 A2 EP0204290 A2 EP 0204290A2 EP 86107426 A EP86107426 A EP 86107426A EP 86107426 A EP86107426 A EP 86107426A EP 0204290 A2 EP0204290 A2 EP 0204290A2
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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
- B21D5/14—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by passing between rollers
Definitions
- the invention relates to a method according to the preamble of claim 1.
- 3-roll machines or 4-roll machines are used, which form the cut sheet, which has two opposing, curved edges of different lengths, in one or more passages to form the cone. Since the surface lines of a cone are not parallel to each other, the sheet must not be moved straight through the machines; it must rather change its direction continuously in such a way that the surface lines always run parallel to the roller axes, or, which is synonymous, so that the position of each curved edge which is between the transport rollers always indicates the direction of advance.
- the conventional roll-sheet metal rounding machines have a brake shoe against which the shorter of the two curved edges rests and from which it is braked, so that the change in direction is ensured.
- the invention also relates to a roll sheet metal rounding machine having the features of claims 4 and 7.
- 1 denotes the top roller, 2 the bottom roller, 3 and 4 the two side rollers.
- the workpiece ie here the finished machined cone jacket, is designated by 5.
- the bearings of the individual rollers are not shown, and it is known to mount the top roller in such a way that one of its bearings can be folded down so that the finished workpiece can be removed from the machine.
- the hydraulic cylinders which are used to move the roller bearings and which are shown as if they were acting on the geometric axes of the rollers are only indicated schematically.
- the hydraulic cylinders of the lower roller are designated with 21 and 22, those of the side rollers with 31 and 32 and 41 respectively.
- the second cylinder belonging to the side roller 4 is not visible in the drawing. Also not shown in the drawing are the drive elements of the top roller and the bottom roller.
- a metal plate cut to produce a cone serves as the workpiece. If a straight cone is to be made, the plate has two concentric, arcuate edges and two straight edges connecting these edges, the extensions of which intersect at the center of the arcuate edges. If a slanted cone is to be produced or a cone with a non-circular cross-section, the workpiece naturally has a slightly different shape that is known per se.
- the workpiece 5 is, as usual, inserted into the roll plate rounding machine and held on the entire length of the workpiece between the upper roll 1 and the lower roll 2. Then its free edge is bent by infeed of the side roller 3 serving as a bending roller. Then the side roller 3 is removed from the workpiece 5 again and the lower roller 2 is pivoted such that the gap opens in the direction toward the hydraulic cylinder 21, as can be seen from FIG. 1, where only the longer arcuate edge 5a of the workpiece 5 is clamped between the two rollers 1 and 2. Now the workpiece is advanced a very small distance by turning the rollers.
- a brake shoe, not shown, or a controllable clamping device causes the workpiece to pivot so that the surface lines of the workpiece to be generated are located between the two transport rollers 1 and 2.
- a measuring roller or an optical scanning device that measures the feed at the shorter of the two arcuate edges. The size of this feed can be compared in a computer with the feed caused by the roll rotation on the longer arcuate edge. If the ratio determined in this way does not match the ratio of the lengths of the two arcuate edges entered in the computer, the opening angle of the gap between the rollers is changed or the clamping device is actuated in order to obtain the correct ratio between feed and pivoting. Since such computers, which issue control commands when the measured values deviate from an entered target value, are known per se, they are not described in more detail here.
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Abstract
Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, dass man das zu bearbeitende Werkstück (5) nicht kontinuierlich sondern schrittweise durch die Maschine transportiert und jeweilen zwischen zwei Transportschritten eine Walze (3) zum Biegen anstellt, die nach dem Biegeprozess wieder vom Werkstück (5) weggeführt wird. Während des Biegevorganges sind die beiden Transportwalzen (1 und 2) achsparallel zueinander angeordnet, so dass sie das Werkstück (5) auf der ganzen Länge fest einklemmen, während vor dem Transportschritt der Walzspalt derart divergierend eingestellt wird, dass das Werkstück nur am einen, nämlich am längeren der beiden gebogenen Ränder festgehalten wird. Am andern Rand kann ein das Verschwenken des Werkstückes bewirkender Bremsschuh oder noch besser eine durch ein Steuergerät gesteuerte Klemmvorrichtung angeordnet sein, wodurch der richtige Durchlauf des Werkstücks gewährleistet ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
- Zur Herstellung von Konen aus zugeschnittenen Blechplatten werden 3-Walzenmaschinen oder 4-Walzenmaschinen benützt, die das zugeschnittene Blech, das zwei einander gegenüber angeordnete, bogenförmige Ränder unterschiedlicher Länge aufweist, in einem oder in mehreren Durchgängen zum Konus formen. Da die Mantellinien bei einem Konus nicht zueinander parallel verlaufen, darf das Blech nicht gerade durch die Maschinen bewegt werden; es muss viel mehr kontinuierlich seine Richtung derart ändern, dass die Mantellinien stets parallel zu den Walzenachsen verlaufen, oder, was gleichbedeutend ist, so, dass diejenige Stelle jedes gebogenen Randes, die sich zwischen den Transportwalzen befindet, stets die Vorschubrichtung angibt. Zu diesem Zweck weisen die üblichen Walzen-Blechrundmaschinen einen Bremsschuh auf, an welchem der kürzere der beiden gebogenen Ränder anliegt und von welchem er gebremst wird, so dass die Richtungsänderung gewährleistet ist. Diese Art der Blechverformung hat jedoch den wesentlichen Nachteil, dass der Bremsschuh grosse Kräfte auf das Werkstück ausübt, so dass die Möglichkeit besteht, dass der bogenförmige Rand aufgestaucht wird. Dies ist besonders dann unzweckmässig, wenn er bereits vor dem Biegen als einigermassen spitz auslaufende Schweisskante ausgebildet werden sollte, weil ein derart geschwächter Rand den Stauchkräften stets nachgibt, so dass vor dem Biegen am betreffenden Rand keine Schweisskantenvorbereitung vorgenommen werden kann.
- Beim Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist es nun möglich, ohne einen die Randaufstauchung bewirkenden Bremsschuh auszukommen, da das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, dass der Vorschub schrittweise erfolgt und dass zwischen jedem Vorschubschritt eine Biegewalze zum Biegen angehoben und nachher wieder vom Werkstück entfernt wird.
- Bei diesem Verfahren, bei welchen das Vorschieben und das Biegen in getrennten, einander folgenden, kleinen Schritten durchgeführt werden, ist es möglich, die auf den Werkstückrand einwirkenden Kräfte so klein zu halten, dass sie auch dann diesen Rand nicht beschädigen, wenn er bereits als Schweisskante ausgebildet ist. Dies lässt sich im wesentlichen dadurch erreichen, dass man die zum Vorschieben des Werkstückes als Vorschubwalzen dienenden Walzen derart verstellt, dass sich der Walzspalt nach einer Seite hin so öffnet, dass das Werkstück nur an einer verhältnismässig schmalen Stelle am längeren der beiden bogenförmigen Ränder festgeklemmt wird, so dass es im übrigen Bereich nicht festgehalten wird und sich verhältnismässig leicht verschwenken lässt. Um die Verschwenkung zu bewirken, könnte ein Bremsschuh verwendet werden, dessen Gleitfläche eine an die Kantenform des Werkstückes angepasste Form hat. Zweckmässiger ist es jedoch, eine steuerbare Klemmvorrichtung zu benützen, welche das Werkstück am kürzeren der beiden bogenförmigen Ränder während gewisser Intervalle festklemmt oder seine Verschiebung behindert. Nach jedem Vorschubschritt werden die beiden Transportwalzen wieder in die ursprüngliche Lage zurückgestellt, in der sie zueinander parallel verlaufen und das Werkstück auf der ganzen Mantellinie festhalten, damit es sich beim nachfolgenden Biegevorgang nicht verschiebt.
- Die Erfindung betrifft zusätzlich zum Verfahren nach dem Anspruch 1 auch eine Walzen-Blechrundmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 4 und des Anspruchs 7.
- Nachfolgend werden anhand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben.
- Die Figur 1 zeigt rein schematisch eine 4-Walzen-Biegemaschine in perspektivischer Darsteltung, mit einem fertig bearbeiteten Werkstück und
- die Figur 2 einen schematischen Querschnitt durch die Maschine kurz nach Beginn des Verformens.
- In der Zeichnung bezeichnet 1 die Oberwalze, 2 die Unterwalze, 3 und 4 die beiden Seitenwalzen. Mit 5 ist das Werkstück, also hier der fertig bearbeitete Konusmantel bezeichnet. Die Lager der einzelnen Walzen sind nicht dargestellt, wobei es bekannt ist, die Oberwalze so zu lagern, dass sich eines ihrer Lager nach unten abklappen lässt, damit das fertig bearbeitete Werkstück aus der Maschine herausgenommen werden kann.
- Nur rein schematisch sind die Hydraulikzylinder angedeutet, die zum Verschieben der Walzenlager dienen, und die so dargestellt sind, als würden sie an den geometrischen Achsen der Walzen angreifen. Die Hydraulikzylinder der Unterwalze sind mit 21 und 22 bezeichnet, diejenigen der Seitenwalzen mit 31 und 32 bzw. 41. Der zweite zur Seitenwalze 4 gehörende Zylinder ist in der Zeichnung nicht sichtbar. Ebenfalls nicht dargestellt in der Zeichnung sind die Antriebsorgane der Oberwalze und der Unterwalze.
- Als Werkstück dient eine für die Herstellung eines Konus zugeschnittene Metallplatte. Wenn ein gerader Kegelkonus herzustellen ist, dann weist die Platte zwei zueinander konzentrische, bogenförmige Ränder und zwei diese Ränder verbindende, gerade Ränder auf, deren Verlängerungen sich im Zentrum der bogenförmigen Ränder schneiden. Falls ein - schiefer Konus herzustellen ist oder ein Konus mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt, so hat das Werkstück natürlich eine etwas andere, an sich bekannte Form.
- Das Werkstück 5 wird wie üblich in die Walzen-Blechrundmaschine eingeführt und zwischen der Oberwalze 1 und der Unterwalze 2 auf der ganzen Werkstücklänge festgehalten. Dann wird sein freier Rand durch Zustellen der als Biegewalze dienenden Seitenwalze 3 angebogen. Alsdann wird die Seitenwalze 3 wieder vom Werkstück 5 entfernt und es wird die Unterwalze 2 so verschwenkt, dass sich der Spalt in Richtung gegen den hydraulischen Zylinder 21 öffnet, wie das aus der Figur 1 ersichtlich ist, wo nur der längere bogenförmige Rand 5a des Werkstückes 5 satt zwischen den beiden Walzen 1 und 2 eingeklemmt ist. Nun wird das Werkstück durch Drehen der Walzen ein sehr kleines Stück weit vorgeschoben. Ein nicht gezeichneter Bremsschuh oder eine steuerbare Klemmvorrichtung bewirkt dabei ein Verschwenken des Werkstückes so, dass sich die zu erzeugenden Mantellinien des Werkstückes zwischen den beiden Transportwalzen 1 und 2 befinden. Es ist möglich, zusätzlich zum Bremsschuh eine Messrolle oder eine optische Abtastvorrichtung zu verwenden, die den Vorschub am kürzeren der beiden bogenförmigen Ränder misst. In einem Rechner lässt sich das Mass dieses Vorschubs mit dem durch die Walzendrehung bewirkten Vorschub am längeren bogenförmigen Rand vergleichen. Wenn das so bestimmte Verhältnis nicht mit dem in den Rechner eingegebenen Verhältnis der Längen der beiden bogenförmigen Ränder übereinstimmt, wird der Öffnungswinkel des Spaltes zwischen den Walzen geändert oder die Klemmvorrichtung betätigt, um das richtige Verhältnis zwischen Vorschub und Verschwenkung zu erhalten. Da derartige Rechner, die beim Abweichen der Messwerte von einem eingegebenen Sollwert Steuerbefehle erteilen, an sich bekannt sind, werden sie hier nicht näher beschrieben.
- Es ist auch möglich, auf dem Werkstück Mantellinien oder die Enden von Mantellinien des zu erzeugenden Konusmantels einzuzeichnen und den Rechner mit einer optischen Ablesevorrichtung zu versehen, die dem Rechner die nötigen Informationen gibt, damit dieser die Transportwalzen und die Klemmvorrichtung so steuert, dass das Werkstück zwischen zwei Biege-Operationen derart - schrittweise vorgeschoben und gleichzeitig verschwenkt wird, dass die Biege-Operation jeweilen bei einer eingezeichneten Mantellinie erfolgt. Nach jedem Vorschubschritt werden dann die Transportwalzen wieder in ihre Ausgangslage gebracht, in welcher sie achsparallel angeordnet sind, so dass das Werkstück auf seiner ganzen Länge gleichmässig festgehalten wird und das Zustellen der die Krümmung des Werkstückes bewirkenden seitlichen Biegewalze 3 keine Verschiebung des Werkstückes zwischen den Walzen 1 und 2 zur Folge hat. Nach dem Biegeschritt erfolgt erneut ein Verstellen der Transportwalzen und ein Transportschritt, anschliessend wieder ein Biegeschritt.
- Selbstverständlich könnte dieses Verfahren durch manuelle Steuerung der Maschine durchgeführt werden. Es ist jedoch wesentlich zweckmässiger, dafür eine programmierte Steuerung zu verwenden, welcher man nur die Parameter eingeben muss.
Claims (7)
1. Verfahren, um mit einer Walzen-Blechrundmaschine aus einer zugeschnittenen Metallplatte einen Konusmantel herzustellen, wobei das zu bearbeitende Werkstück (5) zwischen der Ober-(1) und der Unterwalze (2) derart vorgeschoben und verschwenkt wird, dass die Biegung stets senkrecht zur Mantellinie erfolgen kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorschub - schrittweise erfolgt und dass zwischen jedem Vorschubschritt eine Biegewalze (3,4) zum Biegen angehoben und nachher wieder vom Werkstück (5) entfernt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der beiden als Vorschubwalzen dienenden Walzen (1,2) vor jedem Weiterschieben des Werkstückes (5) so verstellt wird, dass der Walzspalt am kürzeren der beiden bogenförmigen Ränder des Werkstückes grösser ist als am längeren Rand (5a) und dass nach jedem Vorschubschritt die betreffende Walze (1,2) wieder in ihre Ausgangslage zurückgestellt wird, in welcher die beiden Walzen (1,2) zueinander parallel verlaufen und das Werkstück (5) festhalten.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass an den beiden bogenförmigen Rändern des Werkstückes (5) der Verschiebweg jedes Vorschubschrittes des Werkstückes (5) gemessen wird und dass durch dieses Mass der Vorschub an den beiden Rändern gesteuert wird.
4. Walzen-Blechrundmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Lesegerät, um auf dem Werkstück (5) eingezeichnete Mantellinien oder Mantellinienenden zu lesen, Bremsmittel zum Angreifen am kürzern der beiden bogenförmigen Ränder des Werkstückes (5) sowie zum Bremsen des Vorschubes des kürzeren Werkstückrandes und ein durch das Lesegerät gesteuertes Steuergerät aufweist, das den Vorschub und das Verschwenken des Werkstückes (5) steuert.
5. Walzen-Blechrundmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn5 zeichnet, dass die Bremsmittel einen Bremsschuh aufweisen.
6. Walzen-Blechrundmaschine nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremsmittel eine Klemmvorrichtung aufweisen.
7. Walzen-Blechrundmaschine zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine zum Bremsen des Werkstückvorschubs am kürzem der beiden bogenförmigen Ränder angreifende Klemmvorrichtung und ein diese Klemmvorrichtung steuerndes Rechenwerk, welchem man unter anderem die Grösse oder die Anzahl der Vorschubschritte eingeben kann sowie diejenigen Grössen, mit denen sich die Geometrie des herzustellenden Konusmantels bestimmen lässt.
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