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Verfahren und Vorrichtung zum Verformen von Blechbändern
Das Stammpatent Nr. 219 939 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verformen von Blechbändern, insbesondere für die Herstellung von Blechrinnen od.. ähnl. Erzeugnissen. Beim Verfahren gemäss dem Stammpatent erfolgt ein fortlaufendes allmähliches Querverformen des Bandes bis zum endgültigen Querschnitt in einem einzigen Arbeitsgang mittels relativ zum Band in Längsrichtung bewegter Krümmungs- und Falzwerkzeuge. Die Erfindung besteht in jedem Patent darin, dass die Verformung des z.
B. aus einer Rolle abwickelbaren Blechbandes und der Vorschub des entstehenden Profils intermittierend schrittweise in der Weise erfolgen, dass zwischen den Vorschubschritten das Blechband festgehalten und mittels in Bandlängsrichtung bewegter Verformungswerkzeuge zonenweise die Anformung des Wasser- und des Wulstfalzes sowie gleichzeitig auch das Querkrümmen des Blechbandes in die Halbrundform vorgenommen werden.
Gegenstand der Erfindung ist eine Weiterbildung dieses Verfahrens in der Weise, dass auch zylindrische oder konisch gefalzte Rohre vom flachen Blechband aus schrittweise verformt werden und als fertiges Produkt die Vorrichtung verlassen. Während bisher die Herstellung von Rohren dadurch erfolgte, dass flache Blechstücke kontinuierlich durch mehrere hintereinander angeordnete Zieheisen geführt oder über Walzen bzw.
Transportrollen gebogen wurden, wird dies gemäss der Erfindung dadurch erreicht, dass nacheinander in absatzweisen Vorschubbewegungen das eingeführte ebene Blechband zu einem fast geschlossenen zylindrischen oder konisch zulaufenden Rohr geformt wird, an dessen beiden Kanten alsdann je ein an sich bekannter Falz angebogen, diese Falze danach aneinandergelegt und zur Falznaht vereinigt werden und schliesslich diese Falznaht auf den Rohrumfang niedergedrückt wird. Der glatte Blechstreifen bzw. das Blechband wird in eine Biegeform eingeführt und in dieser schrittweise hindurchbewegt und während des Auslaufens noch zusätzlich über einenDorn geführt, wodurch sich der jeweils entsprechende rohrförmige Querschnitt ergibt.
Das von einerRolle ablaufendeoder auf eine gewünschte Rohrlänge zugeschnittene Blechband gelangt vonHand in Höhe der Ebene des Schlittens durch eine Schmiervorrichtung hindurch in den Einlauf der Biegeform bis unter den Bremsschuh eines ersten Spantes, welcher, wie auch die Bremsschuhe, an den nachfolgenden weiteren Spanten das zu verformende Blechband während jeder Rückwärtsbewegung des Ziehschlittens festhält, es dagegen beim Vorwärtsgang des Schlittens in Auslaufrichtung freigibt.
Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die eine Biegeform aufweist, die zunächst flach ist und sich dann in zunehmendem Masse wölbt und zu einer zylindrischen Gestalt verändert, wobei erfindungsgemäss diese sicn im wesentlichen über die ganze Länge der Vorrichtung erstreckende Biegeform für ihr Hin- und Herbewegen an dem durch einen Exzenter angetriebenen Ziehschlitten befestigt ist.
Der eingeführte Blechstreifen gelangt nach der Schmierung in eine zunächst flache, dann aber mehr und mehr nach unten gewölbte Biegeform, die sich in zunehmendem Masse allmählich zur Kreis- bzw.
Rohrform verengt. Ihre beiden Längskanten sind um etwa 180 nach innen umgeschlagen. In diesen stützt sich der Blechstreifen im Verlauf der Verformung elastisch ab, bis schliesslich die Umschläge entfallen und dieBlechkanten je in eine besondere Falzeinrichtung gelangen, in welcher seine eine Kante zum sogenannten Z-Falz und die andere Kante zum sogenannten Steh-Falz allmählich umgebogen wird.
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In diesen Verformungsphasen haben sowohl Biegeform als auch Blechband einen noch offenen kreisförmigen Querschnitt, der nun in einem nach vorne spitz zulaufenden Winkel in die geschlossene Kreisform übergeführt wird. Am Scheitelpunkt dieses Winkels treffen einander der Steh-Falz und Z-Falz des rohrförmig gebogenen Blechbandes. Der Steh-Falz wird dabei von dem Z-Falz überdeckt. In dieser Stellung verlässt das nun zum Rohr gebogene und vorgefalzte Blechband die Biegeform und gelangt in eine Schliessvorrichtung, in welcher stufenweise der Z-Falz um den Steh-Falz gelegt und mit diesem im weiteren Verlauf dieses Vorganges um weitere 900 umgebogen wird und dadurch diese Falzverbindung flach auf den Rohrumfang zu liegen kommt.
Nach dem Verlassen der Schliessvorrichtung wird das nun geformte und geschlossene Rohr über einen der Rohrweite entsprechenden Dorn geführt, der Verformungsspannungen des Blechbandes ausgleicht und die Mantellinien des Rohres glättet.
Dadurch, dass sich der jeweils auf die bestimmte Rohrweite zugeschnittene Blechstreifen bzw. das Blechband während der Verformungsbewegung in den Umschlägen der Biegeform elastisch abstützt bzw. die beiden freien Kanten des Blechbandes durch die eingene Spannung des Bleches in die Umschläge gedrückt sind, ist es möglich, auch in gewissen Grenzen stetig schmaler werdende Bleche zukonischgestalteten Rohren nach dem oben beschriebenen Verfahren zu verformen. Dabei bleiben die Falzbreite des Steh-Falzes und die Abmessungen des Z-Falzes stets gleich, obwohl sich die Durchmesser des gefertigten Rohres konisch ändern. Der Aufbau des Vorrichtungsrahmens, die Funktion des Bremssystems und der maschinelle Antrieb für die absatzweise Verformung entsprechen der Ausführung dieser Elemente bei der Vorrichtung nach dem Stammpatent.
Einzelheiten des erfindungsgemässen Verformungsvorganges und der hiebei verwendeten Vorrichtung ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles an Hand entsprechender Figuren für die Herstellung gefalzter, am vorderen Ende konisch zulaufender Rohre.
Fig. l ist die stark verkleinerte Ansicht der Verforrnungsmaschine von einer Seite aus, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung von oben. Fig. 3 zeigt die perspektivische Ansicht des Blechbandes und desEinlaufes in die Biegeform der Vorrichtung von der Einlaufseite her, entsprechend dem linken Teil der Fig. 1 und 2. Fig. 4 zeigt den weiteren Verlauf derBiegeform und den Übergang in die Falzenrichtung, ebenfalls in perspektivischer Ansicht. Fig. 5 lässt die Anbringung der Schliessvorrichtung an der Auslaufseite des Rohres erkennen. Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht der Biegeform.
Die Fig. 7a, b, c, d, e und f geben die Querschnitte durch eingestellen der Form gemäss Fig. 6 wieder, die Fig. 8a-c zeigen die auseinandergenommene Falzzungenanordnung für das allmähliche Anformen des Z-Falzes, während die Fig. 8d-f Querschnitte der zusammengesetzten Falzanordnung und die Lage der rechten Blechrohrkante an diesen Stellen erkennen lassen. Die Fig. 9a-c zeigen die auseinandetgenommene Falzzungenanordnung für das allmähliche Anformen des Steh-Falzes, und die Fig. 9d-f sind die Querschnitte der zusammengesetzten Falzanordnung und die Lage der linken Blech (rohr) kante an diesen Stellen. Die Fig. 10a-c lassen das Zusammenführen von Steh- und Z-Falz vor Einleitung des Schliessvorganges erkennen.
Fig. 11 zeigt die Schliessvorrichtung mit den einzelnen Elementen in perspektivischer Ansicht. Fig. 12 zeigt den Einlauf der zusammengeführten Falze in die Schliessvorrichtung, schematisch im Schnitt an der Stelle v der Fig. 11. Fig. 13 zeigt das Verschliessen des Steh-Falzes durch den Z-Falz in der Schliessvorrichtung. sche- matisch im Schnitt an der Stelle w der Fig. 11. Fig. 14 zeigt das Umlegen des verschlossenen Steh- Falzes um 90 beim Auslauf aus der Schliessvorrichtung, schematisch im Schnitt an der Stelle x in Fig. 11. Fig. 15 ist der schematische Querschnitt in der Auslaufphase des geschlossenen Rohres an der Stelle y derFig. 11. Fig. 16 zeigt das Eindrücken der Falznaht in der Auslaufphase im Schnitt.
Fig. 17 gibt von c bis y zusammenfassend schematisch die einzelnen Verformungs- und Schliessphasen des Rohres wieder.
Die Fig. l zeigt die Vorrichtung in Seitenansicht. Das rahmenförmige, in sich versteifte Gestell 1 besitzt Längswände mit Stützfüssen 6, die mit Bodenlaschen 44 versehen sind und an den Fussboden angeschraubt werden können. Die Querverbindung der Längswände erfolgt durch Rahmenteile la, von denen je eines in den Fig. 4 und 5 zu erkennen ist. An der einen, vom Beschauer abgewendeten Seite be findet sich eine Aussparung, in welcher ein Elektro- oder Hydraulikmotor 48 in einem Gehäuse untergebracht ist. Dieser Motor kann durch einen Schalter 46 in Betrieb gesetzt und wieder abgeschaltet werden. Der Motor treibt über Untersetzungsgetriebe einen Exzenter, von dem weiter unten noch gesprochen werden wird.
Die fest mit den Längswänden verbundenen Stützfüsse 6 sind hohl und haben etwa rechteckigen Querschnitt. Darin befinden sich Pleuelstangen 43 (Fig. 3, 4, 5), die in einstellbaren Lagern 54 gehalten und oben in dem verhältnismässig kleinen Raum der Stützen hin-und herbeweglich sind. Die obe-
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ren freien Enden der Pleuelstangen an den beiden Längsseiten der Maschine sind durch sogenannte Spanten 2, 2a, 3, 3a, 5a, 5 miteinander verbunden, und diese sind durch in der Zeichnung sichtbare Handgriffe 45a oder Schrauben 45 in der Höhe verstellbar. Diese Spanten. tragen, in der Mitte ihrer Unterseite pendelnd aufgehängt, sogenannte Bremsschuhe 9, 9a, 13, 13a, 14a, 14, unter denen das zu be- fördernde Band hindurchgeführt wird.
Der oben erwähnte Motor 48 erteilt den amexzenter befestigtenverbindungsstangen 57 (Fig. 2, 3) eine hin-und hergehende Bewegung und damit auch über die Gelenke 59a (Fig. 4) dem sogenannten Ziehschlitten. Dieser besteht aus einem sich fast über die ganze Länge des Gestelles erstreckenden eisernen Gestell mit den Längsschienen 58, die insbesondere durch querverlaufende'Verbindungsstücke. 49. 59,
65 zusammengehalten werden, deren Seitenzapfen in Lagern 64 gleiten können.
An oder in dem Ziehschlitten ist das eigentliche Biege-oderRohrverformungsstück 68 (s. auch Fig. 6) befestigt, das sich ebenfalls fast über die ganze Länge der Maschine erstreckt und dazu dient, das eingeführte Blechband zu einem Rohr zu verformen.
Wie Fig, 2 erkennen lässt, wird diese Form. durch die Bänder 60 an den Längsschienen 58 des Schlittens gehalten. Bei eingeschaltetem Motor bewegt sich also der gesamte Schlitten 58 mitsamt der Biegeform. 68 infolge der Exzenterbewegung hin und her. Die Motordrehzahl wird durch das nicht sichtbare Untersetzungsgetriebe von etwa 1600 auf 80 Umdrehungen reduziert.
Als Ausgangsstück für die Verformung zu einem Rohr dient ein flaches Blechband 8, welches die dem späterenRohrumfang entsprechende Breite haben muss. Das Blech kann von einer Rolle ablaufen oder auch in abgemessener Länge eingeführt werden, die der Länge des späteren Rohres entspricht. Es wird von Hand flach durch eine Schmiervorrichtung 67 hindurchbewegt und dann in den Einlauf der Form 68 gebracht, bis es unter den ersten Bremsschuh 9 gelangt.
Die in Fig. 6 dargestellte Biegeform 68 ist am Anfang fast flach. Die Bänder gemäss Fignolez gen sich in den Raum unter die umgebogenen Kanten der am Schlitten befestigten und sich mit diesem bewegenden Biegeform 68, die an diesem Einlauf den in Fig. 7a gezeichneten Querschnitt hat. Dabei liegt der Anfang des Bleches unter dem Schuh 9, der an dem Spant 2 aufgehängt ist.
Dieser Schuh lässt das in die Form hineingeschobene Blechband ohne Widerstand unter sich hindurchgleiten, drückt jedoch auf das Band und hält es fest, sobald infolge der Rückwärtsbewegung des Schlittens das von den Umschlägen 68a und 68b der Form 68 eingeklemmte Band ebenfalls zurücklaufen möchte. Das hat zur Folge, dass sich die Form an den Rändern des festgehaltenen Bandes rückwärts entlangzieht bzw. gezogen wird und dabei einige Zentimeter entsprechend der Rückwärtsbewegung des Schlittens auf dem Band entlanggleitet und dieses dabei ganz allmählich weiter verformt, wie es den Phasen in den Fig. 7b. 7c usw. entspricht.
Der Vorgang ist also stets so, dass bei der Vorwärtsbewegung des Schlittens das von diesem festgehaltene Blechband mitbewegt wird, dieses dagegen bei dem Rückwärtslauf durch den Druck der Bremsschuhe festgehalten wird, so dass sich nur der Schlitten mit der Biegeform 68 nach hinten bewegen kann und dabei unter dem Blechband hinweggleitet.
Damit die Bremsschuhe beim Rückwärtslauf sich nicht gleichzeitig auch gegen die am Schlitten befestigteForm stemmen, weist diese Form an denjenigen Stellen, an denen die Bremsschuhe ihren Druck auf das Blechband 8 ausüben, rechteckige Ausschnitte 79 in einer Länge auf, wie sie der Grundfläche der Bremsschuhe zusätzlich deren Bewegung entspricht. Unterhalb der Form 68 befindet sich eine am Maschinengestell befestigte Eisenschiene, die den Bremsschuhen beim Druck auf das durch die Form gleitende Blechband einen genügend kräftigen Widerstand entgegensetzt. Im Innern der Biegeform 68, die beim Schlittenrücklauf unter diesem Band entlanggeschoben wird, ist also während des Rückwärtsganges das Band durch den Druck der Bremsschuhe festgehalten.
Die Spanten mit den Bremsschuhen bewegen sich nur ein wenig nach der Auslaufseite, wenn der Zieh- schlitten mit demBand vorwärts läuftund infolge der leichtenReibungdie losehängendenBremsschuhe mitnimmt. Wenn sichbeiniRücklaufdesZiehschlittens die Bremsschuhe gegen das Band stemmen, bewegen sich die Spanten mit den Bremsschuhen wieder zurück, bis diese fest auf das Blech drücken und dieses festhalten. Die Bewegung der Pleuelstangen mit den Spanten wird also lediglich durch die Reibung mit dem Blechband bewirkt. Befindet sich kein Blechband in der Maschine bzw. unter den Spanten, können sich auch die Spanten mit den Schuhen nicht bewegen.
Die einzelnen Phasen der Verformung ergeben sich einerseits aus der Veränderung der Biegeform gemäss den Fig. 7a und 7f, anderseits aus der entsprechenden Veränderung des Blechbandes entsprechend der Fig. 17. Fig. 7e zeigt den Querschnitt der Biegeform, wenn das Blechband die Gestalt gemäss Fig. 17r erreicht hat. In Fig. 4 ist dies die Stelle, bei der die rechte Kante des Blechbandes in die Falzvorrichtung 69 eingeführt wird. An dieser Stelle tritt die rechte Blechkante aus der Biegeform 68 heraus,
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bogene Rand ausgespart (s. 81 in Fig. 6) und an dieser Stelle gelangt der linke Rand des Blechbandes in die linkeBiegevorrichtung 70 für den sogenannten Steh-Falz.
Nach Durchlauf durch diese beidenFalz-
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gung zwangsläufig zwischen die Teile 82 und 83 und wird darin allmählich weiter vorgeschoben. Nach- dem der Z-Falz in der weiter unten geschilderten Weise angebogen ist, gelangt die linke Kantenpartie des Bleches in die Biegevorrichtung 70 für den Steh-Falz. Diese Vorrichtung ist in Fig. 9, in die Teile-
86, 87, 88, 89 auseinandergenommen, dargestellt. Hier gelangt die linke Blechrandpartie zwischen die
Teile 86 und 87. Wie dasBiegen derFalzränder in diesen Einrichtungen erfolgt. istausdeninFig. 8d, e, f und 9d, e, f schematisch dargestellten Querschnitten ersichtlich, welche an verschiedenen Stellen auch die Lage des rechten bzw. linken Blechrandes und die Form der betreffenden Biegevorrichtung erkennen lassen.
Die Fig. 8d und 9d zeigen den Zustand kurz nach der Einführung des Bandes in die Biegevorrich- tung, dieFig. 8e und 9e etwa in der Mitte und schliesslich ist beiFig. 8f und 9f jeweils der Ausgang der be- treffenden Biegevorrichtung gezeigt.
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demAustritt aus derVorrichtungsammengeführt und gelangen dann in die Schliessvorrichtung 71, die unterhalb eines starken Abdeck- bleches untergebracht ist und den Verschluss des Rohres herbeiführt, wie dies in den Fig. ll und 13 erläu- tert ist.
Die beiden aneinanderliegenden Falze 72 und 73. des jetzt bereits zum Rohr 7 geformten
Bleches gelangen, niedergehalten'durch ein schräg angeboRenes Mittelstück 90. zwischen die beiden
Stahlleisten 75 und 76, von denen die erstere an ihrer Innenkante so geformt ist, dass der obere Teil des Z-Falzes allmählich niedergebogen und um den Steh-Falz herumgelegt wird.
Fig. 12 zeigt die Lage des Rohres an der Stelle v in Fig. 11, Fig. 13 an der Stelle w. Dieser zusammengedrückte Falz läuft nun zwischen'dem in geringen Grenzen bei der hin- und hergehenden Schlittenbewegung infolge seiner
Reibung mit derFalznaht hin- und herschwankendemHebel 74 und dem Teil 76 hindurch, wird dort weiter zusammengepresst und gelangt nun bei w in eine Führung zwischen den Teilen 77 und 76, deren innere Kanten die bis dahin aufrechtstehende Falznaht niederdrücken (Fig. 14). Schliesslich läuft das zusammengefalzte Rohr unter dem letzten Teil 78 der Schliessvorrichtung hindurch und gelangt dabei auf einen Dorn 91 (Fig. 15, 16), dessen Durchmesser dem des Rohres entspricht.
Das Rohr wird von dem Schuh 14a am Spant 5a absatzweise festgehalten und auf den Dorn 91 gedrückt, um die
Rundung des Rohres, falls erforderlich, zu vergleichmässigen. Dieser Dorn enthält an seiner Oberseite un- terhalb derFalznaht des Rohres eine leichteVertiefung 93, in die derSchuh 14 des Spantes 5 den
Falz hineindrückt. 92 ist eine Unterlage für den Dorn, der seinerseits an dem verlängerten Ende des
Schuhes 14a befestigt ist.
Das Rohr muss an einem Ende in der Regel einen um ein oder wenige Millimeter geringeren Durch- messer haben als am andern Ende, also leicht konisch auslaufen, damit ein Zusammenstecken mit dem vorhergehenden Rohr oder einer Verlängerung stattfinden kann. Zu diesem Zweck werden die Blechstrei- fen vor ihrer Einführung in die Vorrichtung amAnfang etwas schmäler zugeschnitten. Ihre Bewegung durch die Vorrichtung ist trotzdem die gleiche, weil sich ihre Kanten infolge der Steifigkeit des Bleches genau so kräftig in die umgebogenen Formkanten der Biegevorrichtung hineinklemmen und dadurch dann auch der gleiche Falz entsteht, wie bei dem übrigen anschliessenden Teil des Rohres. Der Dom, über den das fertige Rohr geschoben wird, darf naturgemäss nur einen Durchmesser haben, welcher der kleinsten Rohr- weite entspricht.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zum Verformen von Blechbändern nach Patent Nr. 219939, dadurch gekenn- zeichnet, dass nacheinander in absatzweisen Vorschubbewegungen das eingeführte ebene Blechband zu einem fast geschlossenen zylindrischen oder konisch zulaufenden Rohr geformt wird, an dessen beiden Kanten alsdann je ein an sich bekannter Falz angebogen, diese Falze danach aneinandergelegt und zur
Falznaht vereinigt werden und schliesslich diese Falznaht auf den Rohrumfang niedergedrückt wird.