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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung längs gewellter Bänder
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von längsgewell- ten Bändern, insbesondere profiliertem Blechband beliebiger Länge mit längslaufender Profilierung.
Es ist bekannt, eine allmähliche Profilgebung durch Ziehen zu erreichen. Bei diesen bekannten Ver- fahren sind eine oder mehrere hintereinander angeordnete, aus je zwei gegeneinander verstellbaren Teilen bestehende Ziehmatrizen vorhanden. Durch die so entstandene Ziehbank wird von einem Ziehwagen aus das zu profilierende Werkstück gezogen.
Bei einer dieser Ausführungen findet die Herstellung eines Rohres schrittweise im Hin- und Hergang statt. Es liegt dabei aber kein kontinuierliches Verfahren vor und die Herstellung von Hinterschneidungen ist nicht möglich.
Bei einer andern bekannten Ausführung wird nur jede übernächste Welle eines Wellbleches zu einer Hohlrippe umgestaltet. Die übrigen Wellen werden wieder zurückgepresst. Dabei findet eine Streckung und Dehnung statt. Ein Ziehen und besonders die Herstellung von Hinterschneidungen ist nicht möglich.
Nachteil dieser Ausführungen ist es, dass ein kontinuierliches Ziehen, wie es für die Herstellung langer Blechbahnen erforderlich wäre, nicht möglich ist. Es ist auch nicht möglich, während des Ziehvorganges Hinterschneidungen zu ziehen, die dann zur Befestigung der Blechbahnen gebraucht würden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, diese Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens so auszubilden, dass es möglich ist, lange Blechbahnen mit beliebigen Profilen und auch Hinterschneidungen zu ziehen.
Die Lösung der Aufgabe nach der Erfindung besteht darin, dass das von der Vorratsrolle geschmiert ablaufende Blechband durch eine an sich bekannte Führungsvorrichtung hindurchgeführt, in die geöffneten Matrizen eingelegt und an seinem vorderen Ende in der Klemmvorrichtung des Ziehwagens festgeklemmt wird, worauf die erste nach der Führungsvorrichtung angeordnete Matrize geschlossen und der Ziehwagen in Gang gesetzt wird (oder umgekehrt) und die folgenden Matrizen jeweils geschlossen werden, wenn die in der vorhergehenden Matrize geformte Stelle des Bandes die betreffende Matrize erreicht hat und der Ziehvorgang durch die geschlossenen Matrizen bis zum Erreichen der gewünschten Wellbandlänge oder bis zum Auslaufen des Ausgangsbandes fortgesetzt wird.
Zweckmässig ist es, dass zur Herstellung von Wellbändern mit hinterschnittener Profilierung bei zumindest einer am Ende der Matrizenreihe angeordneten, die Hinterschneidungen formenden Matrize eine horizontal in Ziehrichtung verschiebbare Matrizenhälfte zuerst gegenüber der ändern Matrizenhälfte versetzt angeordnet wird und nach dem Schliessen der betreffenden Matrize beim Vorwärtslaufen des Bandes allmählich In Ziehrichtung bis in die senkrechte Ebene der zweiten Matrizenhälfte verschoben wird, worauf der Ziehvorgang durch die geschlossenen Matrizen bis zum Erreichen der gewünschten Wellbandlänge oder bis zum Auslaufen des Ausgangsbandes fortgesetzt wird.
Zweckmässige Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens sind im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass die untere Hälfte der Matrize hydraulisch oder mechanisch bis zu einem regulierbaren Anschlag bewegbar ist, wogegen die obere Hälfte als einarmiger Hebel um eine Achse hochkippbar und zum Schliessen bis zu einem festen Anschlag zurückschwenkbai ist.
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Bei schwierigen Profilformen ist es erforderlich, dass einzelne Matrizensätze senkrecht aus der für alle Matrizen gemeinsamen horizontalen Ebene nach unten oder oben oder horizontal gegeneinander ver- schoben werden können, um Profilbänder zu erhalten, die in Längsrichtung nicht verworfen sind.
Ebenso kann es notwendig sein, einzelne, insbesondere den letzten oder die zwei letzten der Matri- zensätze mit ihren Profilreihen in nach oben konkaven oder konvexen Kurven auszubilden, um Profilbän- der zu erhalten, die in Querrichtung nicht verworfen sind.
Zwischen den oberen und unteren Matrizenteilen sind Anschläge vorgesehen, die einen senkrechten
Abstand beider Matrizenteile von mindestens der Blechbandstärke gewährleisten. Die Anschläge sind ver- stellbar, um Blechstärke und Blechhärte einregulieren zu können.
Zur genauen Einführung der Blechbänder in die erste Matrize ist vor dieser eine senkrecht und waag- recht verstellbare sowie auf die jeweilige Bandbreite einstellbare Blechbandführung angeordnet.
Zur Herabsetzung des Reibungswiderstandes ist es möglich, dass die einzelnen Matrizen auf vibrieren- den Gestellen angebracht sind. Das Vibrieren kann z. B. in an sich bekannter Weise durch einen Wechsel- strommagneten erreicht werden.
Die Zeichnungen zeigen Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung sowie Beispiele von nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellten profilierten Bändern im Querschnitt. Fig. 1 zeigt schematisch die Anordnung der Matrizen und des Schlittens in der Vorderansicht, Fig. 2 ist eine
Draufsicht der Fig. 1, Fig. 2a zeigt eine Profil, wie es z.
B. in der Vorrichtung hergestellt wird, Fig. 3 zeigt perspektivisch eine Aufnahmevorrichtung am Schlitten, Fig. 3a zeigt die Höhen- und Breitenver- stellung bei der Blechbandführung, Fig. 4 zeigt den Schlitten mit der beispielsweisen Aufnahmevorrich- tung und den Zahnstangen von vorn gesehen, Fig. 5 zeigt eine geöffnete Matrize mit der hydraulischen
Verstellung und den Anschlagstiften, Fig. 6 zeigt eine hochgeklappte Matrize, Fig. 7 zeigt schematisch in perspektivischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel einer Matrize zum Herstellen von hinterschnittenen Profilierungen, wie in Fig. 7a dargestellt, Fig. 8 zeigt in zeitlicher Reihenfolge die Verformm. g beim Profilieren, die Fig. 9 und 10 zeigen eine weitere besondere Ausführungsform der erfindungsgemässen Ziehbank, u. zw. die Fig.
9 die Ziehbank im Längsschnitt und Fig. 10 eine Ziehmatrize in Ziehrichtung gesehen-. Die Fig. 11 - 14 zeigen weitere Beispiele von Wellungen, die durch das erfindungsgemässe Verfahren hergestellt werden können.
In den Fig. 1 und 2 ist das Blechband 1 gezeichnet, welches z. B. ein Profil 3 oder ein Profil mit hinterschnittenen Sicken 4, wie es in Fig. 2 dargestellt ist, erhalten soll. Das Blechband 1 wird mit der Vorratsrolle 6 in der Ölwanne 7 mit Ölfilllung 8 auf konisch verlaufenden Holzleisten 9 abgestützt. Das Blechband 1 wird über Ölabstreif- und Ölverteilerwalzen 10. die Blechbandführung 11, die Matrizen 12-17 zur Aufnahmevorrichtung 18 geführt und dort festgeklemmt. Diese Aufnahmevorrichtung 18 ist fest am Schlitten 19 angebracht, der, in Pfeilrichtung 20 bewegt, das Ziehen bewerkstelligt.
Der Vorschub wird durch Zahnräder 21, die auf den Zahnstangen 22 laufen, ermöglicht. Der Oberteil 17a'der letzten Matrize (Kalibriermatrize) 17 ist zur Herstellung hinterschnittener Profile horizontal in Ziehrichtung längsverschiebbar.
Die mögliche Ziehlänge ist bei Verwendung von Zahnstangen nur durch die Länge der Zahnstangen begrenzt. Die Maschine kann also durch Verlängerung der Zahnstange jederzeit auf eins grössere Arbeitlänge gebracht werden.
Die Aufnahmevorrichtung 18 besteht aus nebeneinanderliegenden Scheiben 24, denen andere Scheiben 25 gegenüberliegen. Die Scheiben sind auf je einer Welle 26,27 exzentrisch gelagert, so dass beim Verstellen der Zahnräder 28,29 der Spalt 30 zwischen den Scheiben entweder vergrössert wird, damit das Blech eingeschoben werden kann, oder aber, wie gezeichnet, der Spalt so verringert wird, dass das Blech genügend eingepresst wird, um die Zugbeanspruchung aufzunehmen.
Die Blechbandführung gemäss Fig. 3a besitzt eine obere Führung 36 und eine untere Führung 37. Die Blechband-Breiteneinstellung erfolgt durch die verstellbaren Schraubspindeln 38, die je einen Anschlag 39 besitzen. Die Blechbandrichtungseinstellung erfolgt durch die Schraubspindel 40, die gemeinsam die Anschläge 39 verschiebt. Die Blechband-Dickeneinstellung erfolgt durch Verstellung längs Schraubspindeln 41, durch welche die obere Führung 36 bewegt wird.
Die Matrize selbst besitzt Profile 32,33, wie in Fig. 5 gezeigt, und der Oberteil liegt auf Anschlägen 34,35, die genau eingestellt werden können, auf. Der Unterteil kann durch einen hydraulisch betätigten Stempel 23 nach oben oder unten bewegt werden, wobei in den Fig. 6 und 10 die Matrize in ge- öffnetem bzw. hochgeklapptem Zustand gezeichnet ist.
Aus der Fig. 6 ist noch ersichtlich, dass man die Matrizen hochklappen kann, wobei der Oberteil 31 hochgeklappt gezeichnet ist.
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Die in Fig. 7 gezeigte Matrize 17 besteht aus einer oberen Matrizenhälfte 78, die um eine Achse 72 aufklappbar ist, und einer unteren Matrizenhälfte 79, welche in Längsrichtung auf Schienen 73 verschiebbar ist. Beide Matrizenhälften bestehen aus einem Träger, an welchem die beiden Hälften 74 und 75 des eigentlichen Ziehwerkzeuges befestigt sind. Wie die Detailzeichnung der Fig. 7a zeigt, ist infolge der Hinterschneidung der Vorsprung der unteren Werkzeughälfte an seiner breitesten Stelle breiter als die Öffnung der entsprechenden Rinne in der oberen Werkzeughälfte, auf alle Fälle aber dann, wenn das eingespannte Band die Arbeitsspalte 76 ausfüllt.
Deshalb, ausgehend von der geöffneten Matrize, können die beiden Matrizenhälften nicht durch eine Bewegung in vertikaler Richtung wieder in geschlossene Arbeitsstellung zusammengebracht werden, wie es bei den vorhergehenden Matrizen ohne Hinterschneidungen der Fall ist. Bei diesen Matrizen mit Hinterschneidungen müssen die beiden Hälften durch ein gegenseitiges Verschieben in Ziehrichtung in Eingriff gebracht werden.
Zu Beginn des Vorganges wird die untere Matrizenhälfte 79 in die gestrichelt gezeichnete Lage 77 rückwärts geschoben und die obere Matrizenhälfte 78 aufgeklappt, wodurch das Einlegen des Bandes ermöglicht wird. Nachdem die obere Matrizenhälfte heruntergeklappt worden ist, wird, wenn die durch die vorhergehende Matrize 16 erzeugte Prägung des Bandes die Matrize 17 erreicht hat (Fig. 1), beim Weiterziehen des Bandes die untere Matrizenhälfte, welche gleichzeitig Kaliber-Matrize ist, in Ziehrichtung (angegeben durch den Pfeil 8a) in die senkrechte Ebene der oberen Matrizenhälfte verschoben, so dass die beiden Matrizenhälften sich gegenseitig verzahnen und dadurch die eigentlichen Arbeitsspalten 76 mit Hinterschneidungen gebildet werden. Der Ziehvorgang wird dann bis zur Erreichung der gewünschten Wellbandlänge oder bis zum Auslaufen des Ausgangsbandes fortgesetzt.
Bei der dargestellten Matrize 17 ist die untere Hälfte 79 verschiebbar. Selbstverständlich wäre es auch möglich, in analoger Weise die obere Matrizenhälfte mit einem verschiebbaren Bestandteil zu versehen, wie bei der in Fig. 1 abgebildeten Matrize 17 mit verschiebbarem Bestandteil 17a angedeutet ist.
Es ist allerdings dazu zu bemerken, dass infolge des Ineinandergreifens der Matrizenhälften die Spaltenbreite nur durch die richtige Dimensionierung der Matrizenteil, aber nicht mehr durch ein Höhenverstellen einer Matrizenhälfte eingestellt werden kann.
In Fig. 8 ist das Blechband 1 im Ausgangszustand 46 noch ungewellt gezeigt. Es erhält dann nach und nach in den verschiedenen Matrizen die immer stärker ausgeprägten Wellungen 47, 48,49, 50, 51. Man erkennt aus der Zeichnung, dass, wenn die Wellenhöhen immer grösser werden, die Wellenbreiten immer kleiner werden. Es ist ferner ersichtlich, dass die Breite des Bandes entsprechend der Verformung abnimmt und dass die Blechränder sowie die einzelnen Wellen während der Verformung nicht parallel zueinander sind, sondern konvergieren. Die Parallelitat der Blechränder und der Wellen tritt erst nach Verlassen der letzten Verformungsmatrize wieder ein. Bei der fortschreitenden Behandlung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, erfährt das Metall eine plastische Verformung, die Bandstarke bleibt aber praktisch unverändert.
Das Metall weist eine gewisse Elastizität auf, so dass es nach Verlassen der letzten Matrize durch Zurückfedern in eine Gestalt zurückgeht, die etwas weniger stark profiliert ist als die letzte Matrize.
Das zu wellende Blechband 1 nach Fig. S wird als Rolle in das teilweise mit Schmiermittel gefüllte
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17 hindurchgezogen. Der auf Schienen 57 rollende Wagen wird selber z. B. durch ein Kabel 58 gezogen, das sich auf die Trommel 59 einer Haspel aufrollt. Vor den eigentlichen VerformungllI1atrizen 12 - 17 Ist noch die Blechbandfilluungsvorr1chtung 11 angeordnet, die zur Zentrierung des Bandes dient und auch als Schmiermittelverteüer arbeiten kann. Nach der letzten Matrize 17 ist eine Richtmatrize 61 vorgesehen, damit zwischen den beiden Matrizen bzw. Vorrichtungen 11,61 das Band einem parallelen Zug unterworfen wird und die inneren Spannungen ausgeglichen werden.
Schliesslich durchläuft das gewellte Band noch zwei Filzstreifen, durch welche das Schmiermittel zum grössten Teil entfernt wird. Diese* zurückgewonnen Schmiermittel fliesst dann auf ein geneigtes Rücklaufblech 63, das es ins Vorratsgeflss 53 zurückleitet.
Wie in Fig. 10 gezeigt ist, besitzen die Matrizenständer Im Prinzip zwei Querbalken 64, 65, an welchen die auswechselbaren, die Matrize bildenden Arbeitswerkzeuge 66 mit Schrauben befestigt sind.
Diese Arbeitswerkzeuge bestehen aus einer z. B. hölzernen Einfassung 67. in welcher der eigentliche Ziehstahl 68 angeordnet ist. Der Ziehstahl kann ganz aus Stahl hergestellt sein oder auch in seinem mittleren Teil aus hartem künstlichem Material, wie Kunststoff, gehärtetem Holz, Resofil usw. bestehen, wobei es aber dann zweckmässig ist, die der Reibung der mehr oder weniger schneidenden Blechränder ausgesetzten äusseren Teile aus Stahl herzustellen. Zur Erleichterung der Einführung eines frischen Bandes
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ist es vorteilhaft, wenn der obere Querbalken 64 auf einer Achse 69 drehbar ist und hochgekippt werden kann, wie punktiert gezeichnet, und zu diesem Zweck mit einem Gegengewicht 70 versehen ist.
Diese Anordnung des oberen Querbalkens 64 bietet noch den Vorteil, dass die Arbeitsflächen der Matrize für die Kontrolle gut zugänglich sind. Das Zusammenpressen der beiden Matrizenhälften kann hydraulisch oder auch mechanisch z. B. mit Hilfe von Spindeln 71 erfolgen. Ferner ist es möglich, vorzugsweise in einer
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Die Ziehstähle können, wie dargestellt, aus zwei zusammenhängenden Hälften gebildet werden.
Wie bereits erwähnt, kann es vorkommen, dass die erhaltene Wellung infolge der Elastizität des Bandes nicht genau derjenigen der letzten Matrize entspricht und deshalb je nach den Eigenschaften des Aus- gangsbandes die Breite des erhaltenen Wellbandes etwas variieren kann und nicht den Sollwert aufweist.
Um diese Erscheinung korrigieren zu können, kann man eine Matrize verwenden, deren beide Hälften aus mehreren Teilen bestehen, die z. B. jeweils einer Wellenbreite entsprechen. Durch Verschieben dieser
Teile zu-oder auseinander kann die geprägte Wellenbreite so geändert und korrigiert werden, dass das
Wellband schliesslich die Sollbreite erreicht.
Die weiteren Fig. 11-14 zeigen besondere Wellungen, die sich nach dem erfindungsgemässen Ver- fahren herstellen lassen. Ein Band kann auch Wellen verschiedener Querschnitte aufweisen und z. B. fla- che Ränder erhalten oder in den Rändern noch mit besonderen Wellungen versehen werden, die eine Überlappung der Blechränder bei der Montage als Verkleidung oder Bedachung erlauben. Es sei besonders auf den Querschnitt nach Fig. 13 hingewiesen, der schwalbenschwanzförmige Wellen aufweist. Solche Wellen, die an ihrem Boden breiter als an der Öffnung sind, können offensichtlich nicht mit einer Walzenmaschine nach bekannter Art hergestellt werden, wohl aber durch Ziehen durch entsprechend geformte Matrizen.
Das erfindungsgemässe Verfahren und die dazugehörende Ziehbank sind für die Herstellung von langen Metall-, insbesondere Leichtmetall-Wellbändem, wie man sie für Bedachungen oder Verkleidungen verwendet, besonders vorteilhaft und wirtschaftlich und erlauben es, den verschiedenen Wünschen der Kundschaft viel besser entgegenzukommen als es mit Hilfe der bereits bestehenden Verfahren und Maschinen möglich ist.
Es wurde festgestellt, dass beim Schneiden des Bandes, wobei Längen von überhundert Metern ohne weiteres möglich sind, die Enden dieser Abschnitte infolge der inneren Spannungen dazu neigen, sich unter leichtem Abflachen der Wellen zu verbreitern. Diese störende Erscheinung lässt sich dadurch vermeiden, dass im Anschluss an das keilförmige Ziehen noch ein Parallelziehen vorgenommen wird, indem das Band nach Verlassen der die Wellen erzeugenden Matrizen noch durch mindestens eine Richtmatrize gezogen wird, welche praktisch das gleiche Innenprofil aufweist, wie die letzte Ziehmatrize.
Wesentlich ist immer dabei, dass die ganze Vorrichtung, die als Ziehbank bezeichnet werden kann, mehrere hintereinander angeordnete Ziehmatrizen besitzt, deren quer zur Ziehrichtung gewellte Arbeitsspalte jeweils eine grössere Wellenhöhe und eine entsprechend kleinere Wellenbreite als die der vorhergehenden Matrize aufweist.
Als Anwendungsgebiet der vorliegenden Erfindung sind alle Möglichkeiten zu bezeichnen, bei denen man ein Blechband durch Ziehen durch Profilwerkzeuge herstellen will.
Selbstverständlich kann man statt Blechbändern auch Kunststoffbänder verarbeiten, wobei erforder- lichenfalls hiefür besondere zusätzliche Vorkehrungen, wie Warmbehandlungen zwischen den Matrizen, stellenweise vibrierende Matrizen ù. ähnl. Mittel angewendet werden können.
Genauso ist eine an sich bekannte Farbbehandlung während des Ziehens in den Matrizen möglich, wobei durch die etwaige Verformung während des Ziehens besondere Farbeffekte möglich sind.
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