**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.
PATENTANSPRÜCHE
1. Mehrwalzenbiegemaschine zum Biegen von Profilstäben (5), die zwei sich gegenüberstehende, durch einen Steg (5a) miteinander verbundene Flansche (5b, 5c) aufweisen, mit einem Gestell (1), drehbar in diesem gelagerten Walzen (2, 3, 4) und einem Träger (6), auf dem mindestens eine Stützrolle (10) mit einer zu den Drehachsen der Walzen (2, 3, 4) parallelen Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Stützrolle (10) dazu bestimmt ist, beim Biegen eines Profilstabes (5) an der dem andern Flansch (5b) zugewandten Fläche desjenigen Flansches (5c) anzuliegen, der sich auf der äusseren Seite des Bogens befindet, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem Träger (6) mindestens eine andere Stützrolle (9) mit einer zur erstgenannten Stützrolle (10) parallelen Drehachse drehbar gelagert ist,
deren Mantelfläche diejenige der erstgenannten Stützrolle (10) berührt und die dazu bestimmt ist, beim Biegen an der dem bogenäussern Flansch (5c) zugewandten Fläche des bogeninnern Flansches (5b) anzuliegen und diesen abzustützen, und dass der Träger (6) um eine zu den Stützrollen-Drehachsen parallele Schwenkachse schwenkbar ist und dass ein Verstellorgan (20) vorhanden ist, um den Träger (6) zu verschwenken und festzuhalten.
2. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Stützrolle (10) mittels eines rechtwinklig zu ihrer Drehachse verschiebbaren Lagerzapfens (12) im Träger (6) gelagert ist.
3. Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einander berührenden Abschnitte der Mantelflächen der Stützrollen (9, 10) kreiszylindrisch sind.
4. Verfahren zum Betrieb der Mehrwalzenbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei aneinander anliegende Stützrollen (9, 10) verwendet werden, für die die Summe der Durchmesser ihrer einander berührenden Mantelflächenabschnitte mindestens gleich dem Abstand der einander zugewandten Flächen der Flansche (5b, 5c) des zu biegenden Profilstabes (5) und höchstens 20% grösser als der genannte Abstand ist.
Die Erfindung betrifft eine Mehrwalzenmaschine zum Biegen von Profilstäben, die zwei sich gegenüberstehende, durch einen Steg miteinander verbundene Flansche aufweisen, mit einem Gestell, drehbar in diesem gelagerten Walzen und einem Träger, auf dem mindestens eine Stützrolle mit einer zu den Drehachsen der Walzen parallelen Drehachse drehbar gelagert ist, wobei die Stützrolle dazu bestimmt ist, beim Biegen eines Profilstabes an der dem andern Flansch zugewandten Fläche desjenigen Flansches anzuliegen, der sich auf der äusseren
Seite des Bogens befindet.
Wenn Profilstäbe mit zwei sich gegenüberstehenden, durch einen Steg miteinander verbundenen Flanschen, d. h. U- oder
I-Profilstäbe, parallel zur Ebene des Steges gebogen werden, haben die Flansche bei grossen Querschnittsabmessungen die
Tendenz, sich gegen den Steg hinzubiegen. Vor allem bei
U-Profilstäben wird dabei auch der Steg beträchtlich aus seiner
Ebene herausgewölbt. Diese unerwünschten Profil-Verfor mungen treten insbesondere bei Steghöhen von 200 bis 400 mm und mehr auf, weil dann die Materialdicke des Steges im Ver hältnis zu seiner Höhe wesentlich kleiner ist als bei kleineren
Querschnittsabmessungen.
Es ist nun bereits eine Dreiwalzenbiegemaschine mit einer
Mittelwalze und zwei Seitenwalzen bekannt, die zum Biegen von U-Profilstäben eine Stützrolle aufweist. Die Stützrolle ist auf einem einenends an einem Träger befestigten Zapfen ge lagert. Der Träger ist mit dem Kolben eines Hydraulikzylinders verbunden. Die Stützrolle ist derart angeordnet, dass ihre Drehachse parallel zu denjenigen der Walzen verläuft und dass sie beim Biegen eines Profilstabes gegenüber der Mittelwalze zwischen den beiden Seitenwalzen an der dem andern Flansch zugewandten Fläche desjenigen Flansches anliegt, der sich auf der äusseren Seite des hergestellten Bogens befindet. Die Stützrolle wird während eines Biegevorganges mittels des Hydraulikzylinders von der Mittelwalze weg gegen den bogen äusseren Flansch des Profilstabes gezogen, um dadurch die Querschnittsverformung zu verhindern.
Beim Biegen eines I-Profilstabes werden zwei Stützrollen verwendet, die auf den beiden Seiten der vom Steg aufgespannten Ebene angeordnet sind und an den beiden Hälften des bogenäusseren Flansches angreifen.
Die vorbekannte Maschine hat den Nachteil, dass sie nur eine Abstützung des bogenäusseren Flansches ermöglicht. Ein Einknicken des bogeninneren Flansches kann daher nicht verhindert werden. Bei sehr grossen Querschnittsabmessungen lässt sich jedoch auch das Einknicken des bogenäusseren Flansches nicht verhindern. Weil nämlich die Stützrolle in die von den zwei Flanschen begrenzte Rille hineinragen muss, kann ihr Lagerzapfen, wie bereits erwähnt, nur einseitig befestigt sein. Da die Durchmesser der Stützrolle und des Lagerzapfens aber auch nicht beliebig gross gewählt werden können, lässt sich die Andrückkraft der Stützrolle wegen der beschränkten Lagerstabilität nicht in allen Fällen so gross machen, wie es zum Verhindern des Einknickens des Flansches erforderlich wäre.
Die vorliegende Erfindung hat sich nun zur Aufgabe gestellt, eine Mehrwalzenbiegemaschine zu schaffen, die es ermöglicht, U- oder I-Profilstäbe parallel zu der vom Steg des Profilstabes aufgespannten Ebene zu biegen, ohne dass die Querschnittsform des Profilstabes verändert wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Mehrwalzenbiegemaschine der einleitend genannten Art gelöst, die erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet ist, dass auf dem Träger mindestens eine andere Stützrolle mit einer zur erstgenannten Stützrolle parallelen Drehachse drehbar gelagert ist, deren Mantelfläche diejenige der erstgenannten Stützrolle berührt und die dazu bestimmt ist, beim Biegen an der dem bogenäusseren Flansch zugewandten Fläche des bogeninneren Flansches anzuliegen und diesen abzustützen, und dass der Träger um eine zu den Stützrollen-Drehachsen parallele Schwenkachse schwenkbar ist und dass ein Verstellorgan vorhanden ist, um den Träger zu verschwenken und festzuhalten.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Betrieb der Mehrwalzenbiegemaschine. Dieses ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass zwei aneinander anliegende Stützrollen verwendet werden, für die die Summe der Durchmesser ihrer einander berührenden Mantelflächenabschnitte mindestens gleich dem Abstand der einander zugewandten Flächen der Flansche des zu biegenden Profilstabes und höchstens 20% grösser als der genannte Abstand ist.
Wenn man die Durchmesser der Stützrollen so wählt, dass ihre Summe etwas grösser ist als die Breite der zwischen den Flanschen vorhandenen Rinne, können die Stützrollen derart angeordnet werden, dass ihre Drehachsen in einer Ebene liegen, die mindestens annähernd rechtwinklig zur Längs-Tangente der Flansche bei der Berührungsstelle der Stützrollen verläuft. Die beiden aneinander anliegenden Stützrollen stützen dann einander derart ab, dass ihre Lager nur verhältnismässig kleine Kräfte aufnehmen müssen.
Die Erfindung soll nun anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert werden. In der Zeichnung zeigen die Fig. 1 eine Draufsicht auf eine vereinfacht dargestellte Dreiwalzenbiegemaschine,
die Fig. 2 einen Ausschnitt aus der Fig. 1 in grösserem Massstab und die Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig. 1 in gleichem Massstab wie die Fig. 2.
In der Fig. 1 ist eine Mehrwalzenbiegemaschine, und zwar eine Dreiwalzenbiegemaschine dargestellt. Sie weist ein Gestell 1 auf, in dem eine Mittelwalze 2 und zwei Seitenwalzen 3 und 4 drehbar gelagert sind. Die drei Walzen 2, 3, 4 weisen parallele, und zwar im vorliegenden Fall vertikale. Drehachsen auf. Die drei Walzen 2, 3, 4 sind im übrigen je mit einer ringförmigen Führungsrille 2a bzw. 3a bzw. 4a versehen, die zum Führen des zu biegenden Profilstabes 5 dient. Die beiden Seitenwalzen 3 und 4 sind voneinander durch einen Zwischenraum getrennt und symmetrisch bezüglich einer durch die Drehachse der Mittelwalze 2 verlaufenden Mittelebene angeordnet. Mindestens eine der drei Walzen ist rechtwinklig zu ihrer Drehachse verstellbar. Ferner ist mindestens eine der drei Walzen mit einem Antriebsmotor verbunden.
Der zu biegende Profilstab 5 weist einen Steg 5a auf, der zwei Flansche 5b und 5c miteinander verbindet. Die Flansche 5b, 5c begrenzen auf beiden Seiten der vom Steg 5a aufgespannten Ebene eine Rinne. Die die seitlichen Begrenzungen der letzteren bildenden, einander zugewandten Flächen der Flansche 5b, 5c verlaufen rechtwinklig zu der vom Steg aufgespannten Ebene. Der Profilstab 5 liegt mit dem bogeninneren Flansch 5b an der Mittelwalze 2 und mit dem bogenäusseren Flansch 5c an den beiden Seitenwalzen 3 und 4 an, so dass die von seinem Steg 5a aufgespannte Ebene rechtwinklig zu den Drehachsen der Walzen verläuft.
Die Maschine weist ferner einen bewegbar mit dem Gestell 1 verbundenen Träger 6 auf, der zum Teil in grösserem Massstab vereinfacht in den Fig. 2 und 3 dargestellt und zwischen den Seitenwalzen 3 und 4 angeordnet ist. Der Träger 6 weist zwei Platten 7 und 8 auf, die rechtwinklig zu den Drehachsen der Walzen 2, 3, 4 verlaufen, und auf verschiedenen Seiten der vom Steg 5a aufgespannten Ebene angeordnet sind, und zwar nur wenig von den Rändern des bogenäusseren Flansches 5c entfernt. Die beiden Platten 7, 8 erstrecken sich an nähern bis zum an der Mittelwalze 2 anliegenden Flansch 5b des I-förmigen Profilstabes 5.
Auf jeder der beiden Platten 7 und 8 sind zwei Stützrollen 9 und 10 mit kreiszylindrischen Mantelflächen drehbar gelagert, wobei die Drehachsen der Stützrollen parallel zu denjenigen der Walzen 2, 3, 4 sind. Die Stützrollen 9 befinden sich beim mittelwalzenseitigen Ende der Platte 7 bzw. 8 und sind je auf einem Lagerzapfen 11 gelagert, dessen eines Ende unverschiebbar an der betreffenden Platte 7 bzw. 8 befestigt, etwa angeschweisst ist. Die anderen zwei Stützrollen 10 sind je auf einem Lagerzapfen 12 gelagert, der mittels eines Schiebers 13 verschiebbar in einem Schlitz 7a bzw. 8a der Platte 7 bzw. 8 geführt ist. Die beiden Schlitze 7a und 8a verlaufen dabei geradlinig und rechtwinklig zu den Drehachsen der Stützrollen 9, 10 und ungefähr entlang der durch die Drehachse der Mittelwalze 2 verlaufenden Mittelebene zwischen den beiden Seitenwalzen 3, 4.
Die Lagerzapfen 11, 12 und allfälligen übrigen Lagerteile sind derart ausgebildet, dass die Stützrollen 9, 10 beim Betrieb axial unverschiebbar sind.
Die beiden Platten 7, 8 sind an einer Platte 14 befestigt, die ihrerseits an einer Platte 15 befestigt ist. Die letztere ist mittels eines Schwenkzapfens 16 schwenkbar, aber axial unverschiebbar mit einem Schieber 17 verbunden. Die Schwenkachse des Schwenkzapfens 16 verläuft parallel zu den Drehachsen der Stützrollen 9, 10. Der Schwenkzapfen 16 ist im übrigen derart angeordnet, dass sich seine Schwenkachse in der gleichen Ebene befindet wie die Stützrollen-Drehachsen, und zwar gerade in der Mitte zwischen diesen. Die Platte 15 und die ebenfalls zum Träger 6 gehörende Platte 34 sind mit einer Führungsnut 15a bzw. 34a versehen. Am Schieber 17 sind zwei Führungsschienen 35 befestigt, die in die Führungsnuten 15a bzw. 34a eingreifen.
Diese Führungsnuten und -schienen verlaufen auf zum Schwenkzapfen 16 koaxialen Kreisbögen und bilden auf beiden Seiten der Stützrollen 9, 10 zur Entlastung des Schwenkzapfens 16 dienende Gleitführungen. Der Schieber 17 ist mittels am Gestell 1 befestigter Führungselemente 18, etwa Schienen, geradlinig und rechtwinklig zu den Drehachsen der Walzen und Stützrollen verschiebbar geführt, und zwar mindestens ungefähr parallel zu der durch die Drehachse der Mittelwalze 2 verlaufenden Mittelebene zwischen den beiden Seitenwalzen 3 und 4. Der Schieber 17 ist mit einem Sockel 19 versehen, auf dem ein Zylinder 21 einer hydraulischen Verstellvorrichtung 20 mittels eines Schwenklagers 22 schwenkbar gelagert ist. Am Kolben 23 der Verstellvorrichtung 20 ist ein gabelförmiger Gelenkteil 24 befestigt.
Dieser ist mittels eines Gelenkbolzens 25 an einem starr an der Platte 14 befestigten Gelenkteil 26 befestigt. Eine hydraulische Verstellvorrichtung 27 weist einen am Gestell 1 befestigten Zylinder 28 und einen Kolben 29 auf, der mittels eines Verbindungselementes 30 mit dem Schieber 17 verbunden ist.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der Dreiwalzenbiegemaschine erläutert werden. Der zu biegende Profilstab 5 wird in der durch den Pfeil 31 bezeichneten Richtung zwischen den drei Walzen 2, 3, 4 hindurch transportiert, wobei sich diese in Richtung der Pfeile 32 drehen und, wie bereits erwähnt, mindestens eine von ihnen entsprechend angetrieben wird. Wie ebenfalls bereits erwähnt, ist mindestens eine der Walzen rechtwinklig zu ihrer Drehachse verstellbar, so dass der Profilstab 5 mit dem gewünschten Krümmungsradius parallel zu der von seinem Steg 5a aufgespannten Ebene gebogen werden kann.
Die beiden Stützwalzen 9, 10 weisen Mantelflächen mit identischen Durchmessern auf, wobei die Summe der Durchmesser mindestens gleich dem Abstand der einander zugewandten Flächen der beiden Profilstab-Flansche 5b und 5c ist. Die Summe der beiden Stützwalzen-Mantelflächen-Durchmesser soll also zwar etwas grösser, aber höchstens etwa 20 %, beispielsweise 5 bis 10% grösser, als der genannte Abstand sein.
Die Lage des Schiebers 17 ist mittels der Verstellvorrichtung 27 derart eingestellt, dass sich die zwei Paare von Stützrollen 9, 10 auf je einer Seite der vom Steg 5a aufgespannten Ebene zwischen den zwei Flanschen 5b, 5c befinden. Des weitern ist die Schwenklage des Trägers 6 mit der Verstellvorrichtung 20 derart eingestellt, dass die Stützrollen 9 und 10 einander paarweise mit ihren Mantelflächen berühren und an den einander zugewandten Flächen der Flansche anliegen, und zwar die Stützrollen 9 am bogeninneren Flansch 5b und die Stützrollen 10 am bogenäusseren Flansch 5c.
Da die Summe der Stützrollendurchmesser grösser ist als der Abstand der einander zugewandten Flanschflächen, kann durch eine geeignete Einstellung der Schwenklage des Trägers 6 erreicht werden, dass die Stützrollen unter Vorspannung an den Flanschen 5b, 5c anliegen. Wenn nun beim Biegen Spannungen entstehen, die die Flansche 9b, 9c gegeneinanderdrücken, wird deren Einknicken durch die Stützrollen 9, 10 verhindert. Dabei wird natürlich jede der Stützrollen 9, 10 mit Kräften beaufschlagt, die von der Berührungslinie, bei der sie den Flansch berührt, gegen ihre Drehachse gerichtet sind.
Da nun die Summe der Stützrollendurchmesser nur wenig grösser ist als der Abstand der einander zugewandten Flanschflächen, liegen die Berührungslinien, bei denen die Stützrollen 9, 10 an den Flanschen 5b, 5c anliegen, nahezu in der durch die Drehachsen der Stützrollen 9, 10 und deren gegenseitigen Berührungslinien verlaufenden Ebene. Dies hat zur Folge, dass die von den beiden Flanschen 5b, 5c auf die Stützrollen 9, 10 ausgeübten Kräfte einander weitgehend kompensieren, so dass die Lager der Stützrollen 9, 10 nur verhältnismässig kleine Kräfte und Momente aufnehmen müssen. Versuche mit Stahl-Profilstäben mit einer Steghöhe von 300 bis 400 mm haben erwiesen, dass es trotz der nur einenends gehaltenen Lagerzapfen 11, 12 möglich ist, eine Veränderung der Querschnittsform beim Biegen nahezu vollständig zu verhindern.
Wegen Fabrikationsungenauigkeiten können die Flanschabstände der zu biegenden Profilstäbe variieren. Die hydraulische Verstellvorrichtung 20 ermöglicht solche Ungenauigkeiten durch geringe Verschwenkungen des Trägers um die Achse des Schwenkzapfens 16 auszugleichen, so dass die Andrückkraft der Stützrollen ungefähr konstant bleibt. Die Maschine ermöglicht daher, auch Fabrikationsungenauigkeiten aufweisende Profilstäbe ohne Querschnittsverformung zu biegen.
Selbstverständlich können auch Profilstäbe mit verschiedenen Abmessungen gebogen werden. Stäbe, deren Flanschabstände sich nur wenig unterscheiden, können dabei unter Verwendung der gleichen Stützrollen gebogen werden. Da die Summe der Durchmesser der einander berührenden Mantelflächen der beiden Stützrollen jeweils einige Prozent grösser sein sollte als der Abstand der einander zugewandten Flanschflächen, müssen die Stützrollen bei grossen Unterschieden der Flanschabstände ausgewechselt werden. Die Lagerzapfen 11 und 12 sind daher so ausgebildet, dass die Stützrollen relativ einfach lösbar und auswechselbar sind.
Der Abstand des rechtwinklig zur Drehachse der Mittelwalze 2 verschiebbaren Schiebers 17 von der Mittelwalze 2 und die Schwenklage des Trägers 6 bezüglich des Schiebers 17 sind natürlich entsprechend den Profil-Abmessungen und Durchmessern der Stützrollen Mantelflächen so einzustellen, dass die Stützrollen 9, 10 in der beschriebenen Weise an den Flanschen des Profilstabes anliegen. Da die Lagerzapfen 12 verschiebbar vom Träger 6 gehalten sind, passt sich der Abstand der Lagerzapfen beim Betrieb dem Stützrollendurchmesser automatisch an, so dass die nebeneinander angeordneten Stützrollen einander abstützen. Man kann zur Maschine einen Satz von verschiedene Mantelflächen Durchmesser aufweisenden Stützrollen berditstellen, die nach Bedarf montiert werden können.
Selbstverständlich kann statt des in den Fig. 1 bis 3 dargestellten I-förmigen Profilstabes auch ein U-förmiger Profilstab in entsprechender Weise entlang einer zu seinem Steg parallelen Ebene gebogen werden. In diesem Fall ist natürlich nur ein Paar von aneinander anliegenden Stützrollen erforderlich.
Hingegen ist es zweckmässig, noch eine Rolle mit einer zu den Drehachsen der Mittelwalze und der Stützrollen rechtwinkligen Drehachse vorzusehen, die an der den Flanschen abgewandten Fläche des Steges anliegt.
Bei Profilstäben sind die einander zugewandten Flanschflächen manchmal nicht genau rechtwinklig zum Steg, sondern etwas von diesem weg nach aussen geneigt. Die von den Flanschen begrenzte Rinne ist dann bei den Flanschrändern etwas breiter als beim Steg. In diesem Fall können Stützrollen verwendet werden, die einen konischen und einen kreiszylindrischen Mantelflächenabschnitt aufweisen. Der Kegelwinkel des konischen Mantelflächenabschnittes wird dann so gewählt, dass der letztere jeweils längs einer Mantellinie am Flansch anliegt.
Der kreiszylindrische Mantelflächenabschnitt schliesst an das dem Steg des Profilstabes abgewandte, dickere Ende des konischen Mantelflächenabschnittes an. Der den grössten Durchmesser aufweisende Mantelflächenabschnitt, mit dem die nebeneinander angeordneten Stützrollen einander berühren, ist also wiederum kreiszylindrisch.
Falls vorgesehen ist, grosse Serien von Profilstäben mit gleichem Flanschabstand zu biegen, können die Schlitze 7a und 8a wegfallen und alle Lagerzapfen 11 und 12 unverschiebbar montiert werden. Anderseits könnten natürlich auch die Lagerzapfen von beiden aneinander anliegenden Stützrollen verschiebbar sein.