CN101626850A - 用于弯曲待形成为有缝管的板材的边缘带的方法和弯曲压力机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于在弯曲压力机(11)中对待形成为有缝管的平面的板材进行弯曲的方法，该弯曲压力机具有一固定地设置在压机机架(4)中的并对应于要实现的弯曲轮廓形成轮廓的上模具(1)和一与该上模具相对置的可竖直移动的下模具(3)，在上模具和下模具之间在一个工作步骤中将位置固定地夹紧在压机机架(4)中的板材的边缘带(2)弯曲成希望的边缘轮廓，其中，随着弯曲过程的开始，下模具(3)的用于与边缘带(3)的下侧发生接触的工作面已经至少按赫兹挤压的形式面式地进入贴合。为了避免屋脊边缘形成和塑性变形或挤压，在整个弯曲过程中，通过下模具(3)协调的水平和竖直的运动，以最小的并且关于力作用点(P)恒定的到板材棱边的距离保持这种面式的接触。该弯曲压力机(11)构成用于该方法的结构上的解决方案。

Description

用于弯曲待形成为有缝管的板材的边缘带的方法和弯曲压力机

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于对待形成为有缝管的板材进行(板边)弯曲的方法和一种根据权利要求5的弯曲压力机。

背景技术

在弯曲平的应按已知的UOE方法形成有缝管的板材时，板材的边缘带在U-压机中是根本不能形成的并且在O-压机中只有用非常大的压机压力形成一完成的管的圆形。所以通常首先在弯曲压力机中用不同的弯曲模具/工具尽可能地将边缘带弯曲成圆形，其中由于制造条件导致，边缘带的末端区域接近保持不变。这种在制成的管上已经证实的所谓的屋脊边缘(Dachkante)应保持得尽可能小或应避免，因为其只有用大的费用才能修正。

在有缝管中平行相对的板采边缘为了后面的纵向缝焊接根据板材厚度的不同通常设有相应的板材边缘倒棱(例如双-V形)而配备。

根据现有技术已知的用于弯曲平的板材的边缘带的弯曲压力机由一牢固地设置在压机框架中的并根据要实现的弯曲半径形成轮廓的上模具和一可竖直移动的与上模具相对的下模具构成。

固定地夹紧在压机框架中的板材的边缘带设置在上和下模具之间位置，所述边缘带可通过下模具沿朝向上模具方向的竖直移动弯曲成希望的边缘轮廓。

这种弯曲压力机例如由DE 26 41 573A1、DE 43 11 228A1或DE25 10 488C3已知，这些文件试图解决在弯曲平的板材的边缘带时未变形的末端区域的问题(形成屋脊边缘)。

在由DE 25 10 488C3已知的弯曲压力机中，可通过在弯曲过程之前沿水平方向对下模具进行调整来进行对不同的板厚或待形成的曲率半径的匹配。在载荷下，也就是在弯曲过程期间不对下模具进行水平调整。

在已知的压机中不利的是，位于板材棱边上的倒棱由于工艺在弯曲期间可塑性变形，由此会形成不可容忍的壁厚下降。由于在一些情况下出现非常明显的变形，通过后面的焊接也不能可靠地补偿板材棱边的误差。这导致对有缺陷的管的时间和成本上耗费很大的后加工。

对这问题的大量研究已经形成了这样的认识，即在已知的压机中这样促成这种变形，即弯曲过程通过下模具的直线形的导入力导入到板材棱边中，其中，在超过钢的弹性极限时引起板材的塑性变形，也就是挤压。这种效应随着板材厚度的增加和/或更高的钢强度而增强。

由此，虽然由于在板材棱上的力作用点而使未变形的末端区域减至最小，然而板材棱边的倒棱仍以有时不可容忍的方式变形。

由于下模具沿朝向上模具的方向的竖直运动，形成在下模具轮廓和板材轮廓之间的角度差。该角度差在压制过程开始时最大并到终止时越来越小，然而实际上不能完全为零。另外角度差越大，弯曲角度就越大。

特别是在压制过程的开始阶段，由于大的角度差而沿水平方向在板材棱边上发生卡死，由于从下模具直线形地向板材棱边中的力导入所述卡死导致高的应力峰值。这里板材棱边发生强烈塑性变形的危险很高。

此外研究还已经显示，即这种局部的应力峰值在弯曲过程期间是较小的，因为下模具依随边缘带的轮廓逐渐接近上模具并且取决于下模具的轮廓，线形的接触以赫兹面挤压的形式过渡至面式的接触。

为了将屋脊边缘形成减至最小，根据DE 23 65 515A1试图，引导边缘带通过上部和下部的弯曲辊，它们凸的或凹的周边轮廓对应于待弯曲的棱边区域的半径。

除了很高的构造费用以外，一个这样的两级式工作的弯曲装置由此也不能避免在变形开始时在板材棱边上直线形的力导入。

另一个缺点在于，通过边缘带的滚轧变形不能防止板材棱边的碾轧(Auswalzen)，由此在棱边区域中形成波浪形。

另外不利的是，通过弯曲辊的周边轮廓确定边缘带的弯曲半径。这意味着，对于变化的管直径，必须保留具有不同的周边轮廓的、相应数量的弯曲辊。

由DE 10 2004 050 784B3已知一种方法，利用该方法可将屋脊边缘形成减小至最小并且在板边弯曲过程中通过在弯曲过程期间持续的面式的接触避免在板材棱上的塑性变形。

这通过由下模具的竖直移动和通过球缺形支承件绕一摆动轴线的同时的摆动组成下模具的组合式运动来实现。

虽然用这方法在试验中也可以达到良好的结果，但是通过球缺形支承件的实现是相当复杂和昂贵的。

此外对于球缺形支承件的缺点是，必须采取复杂的措施来避免球缺形的污染并由此使下模具和球缺形的磨损最小化。

发明内容

所以本发明的目的是，给出一种用于在弯曲压力机中对待形成为有缝管的平的板材进行弯曲的方法，利用该方法能够以简单和经济的方式不仅将使屋脊边缘形成最小化，而且还可以可靠地避免为焊接预备的板材棱边的塑性变形或者说挤压以及由此还有在完成的管上的焊缝区域中的壁厚下降。另一个目的在于，给出相应的弯曲压力机。

所述目的根据权利要求1或权利要求5的与特征部分相结合的前序部分来实现。有利的改进方案是从属权利要求的内容。

根据本发明的教导，为了实现所述目的采用一种方法，在该方法中，在整个弯曲过程中，通过下模具协调的水平和竖直的运动，以最小的并且关于力作用点恒定的到板材棱边的距离保持一种面式的接触。

这方法方式的一个大的优点在于，与根据DE 10 2004 050 784B1已知的弯曲压力机相比同样实现了屋脊边缘形成的最小化并避免了板材棱边的塑性变形，但其中，所述优点较经济地通过在弯曲过程期间下模具简单的竖直和水平竖直调整来实现。

与已知的弯曲压力机相比，可以明显降低弯曲压力机的结构上的费用，因为可以简单地通过标准的、可直线移动的压机冲头进行下模具的运动并不需要复杂的保护装置，如在已知的弯曲压力机中防污染的保护装置。

在控制技术上，可以这样来实现下模具的水平和竖直调整的运动过程，即，这些运动例如直线地或按任意的曲线分布同时进行。此外运动过程也可分级地进行，其中前后相继地进行水平和竖直运动。

为了将屋脊边缘形成限制到一不可避免的最小值，必要的是，下模具在边缘带处的力作用点尽可能设置在板材棱边附近，但以这样的方式设置，即在边缘带中总是还按赫磁面挤压的形式发生面挤压，就是说，避免了在板材棱边上的直线挤压。

通过下模具的水平和竖直的运动的合适的运动过程，下模具在边缘带上的力作用点总是保持恒定，从而板材棱边未变形的末端区域总是保持在一恒定的最小的值。

这里在整个弯曲过程中保持所述面式的接触，从而可以可靠地避免在弯曲开始时出现沿水平方向的卡死以及由此造成的倒棱的板材棱上局部的应力峰值，并排除了由于局部压力过大发生的塑性变形。

基于运动学上的条件，下模具上的力作用点在弯曲过程期间由于水平和竖直调整发生偏移，从而下模具用于与边缘带的下侧接触的表面的轮廓必须设计成，即在整个弯曲过程期间至少通过赫磁挤压而保持面挤压。

这可以这样实现，即下模具在力作用点的区域中在弯曲过程开始时具有一例如平的轮廓，该轮廓过渡到一凸形的轮廓，或下模具的整个在弯曲期间与边缘带接触的面具有凸出弯曲的形状。

为了形成不同的弯曲半径有利地只需要还保有一个相应的下模具。从而取消了用于模具更换的装调时间。此外这在购置、维护和安装中节省很多的成本。

附图说明

本发明的其他的特征、优点和细节由下面对所示的实施例的说明得出。

附图示出：

图1示出根据本发明的直接在弯曲边缘带之前的弯曲压力机的原理草图，该弯曲压力机具有一在载荷下可竖直和水平调整的下模具，

图2与图1a相似，但出于弯曲完成的状态中。

具体实施方式

在图1中示出根据本发明的直接在弯曲边缘带2之前的弯曲压力机11的原理，该弯曲压力机具有在载荷下可竖直和水平调整的下模具3。

为了弯曲边缘带2，板材在待弯曲的边缘带区域之外位置固定地夹紧在弯曲压力机11的压机机架4中并定位在一与待形成的弯曲半径相对应地形成轮廓的上模具1的下方。

待弯曲的边缘带2的末端区域8设有倒棱7，用于UOE形形成的有缝管的焊接。

在边缘带2的末端区域8的下方设置根据本发明的在载荷下可竖直和水平移动地支承的下模具3。下模具的可能的运动方向对于竖直方向用箭头9表示和对于水平方向用箭头10表示。

根据本发明的下模具3的力作用点P在边缘带2的末端区域8中出于与板材棱边的最小距离处，以便保持未变形的末端区域的形成尽可能小。

根据本发明的下模具3设计成，使得至少按赫兹挤压的形式可以实现与待弯曲的边缘带3的持续的面式接触和由此基本上避免板材棱边变形。

下模具3的表面轮廓在具有边缘带2的接触平面中具有一平的段5，该段在下模具3的工作区域中过渡到一凸形构成的段6。

随着弯曲过程的开始，根据本发明下模具3的工作面的所述平的段5面式地与边缘带2的下侧接触，其中只有下模具3的工作面的部分区域接触边缘带2的下侧。

在弯曲期间，由于运动学上的条件，出现下模具3和边缘带2之间的接触平面中的力作用点的相对移动。

如图2中所示，下模具3在弯曲过程期间竖直和水平地移动，直至终点位置，并且特别是以这样的方式移动，即在弯曲过程期间力作用点P保持在边缘带2的末端区域的原始位置处，但所述力作用点在下模具3的工作面上沿朝向凸形的段6的方向移动。此时，下模具3这样移动，即，所述水平和竖直运动同时例如直线地进行或者这两个运动分级式地进行。

由于边缘带2的下侧持续的面式接触，由此可靠地避免了直线形的应力，并可靠地避免了由此导致的在边缘带2的末端区域8中以及特别是在倒棱7处带的有塑性变形的应力峰值。

附图标记列表

标号名称

1  上模具

2  边缘带

3  下模具

4  压机机架

5  工作面的平的段

6  工作面的凸的段

7  倒棱

8  末端区域

9  下模具的竖直运动

10 下模具的水平运动

11 弯曲压力机

P  力作用点

Claims (9)

1、一种用于在弯曲压力机中对待形成为有缝管的平面的板材进行弯曲的方法，该弯曲压力机具有一固定地设置在压机机架中的并对应于要实现的弯曲轮廓形成轮廓的上模具和一与该上模具相对置的可竖直移动的下模具，在上模具和下模具之间在一个工作步骤中将位置固定地夹紧在压机机架中的板材的边缘带弯曲成希望的边缘轮廓，其中，随着弯曲过程的开始，下模具的用于与边缘带的下侧发生接触的工作面已经至少按赫兹挤压的形式面式地进入贴合，其特征在于，在整个弯曲过程中，通过下模具协调的水平和竖直的运动，以最小的并且关于力作用点恒定的到板材棱边的距离保持这种面式的接触。

2、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述水平和竖直的运动同时进行。

3、根据权利要求2的方法，其特征在于，所述水平和竖直的运动直线地进行。

4、根据权利要求1的方法，其特征在于，所述水平和竖直的运动相继地分级式地进行。

5、一种用于对待形成为有缝管的平面的板材的边缘带进行弯曲的弯曲压力机，具有固定设置在压机机架中的并对应于要实现的弯曲轮廓形成轮廓的上模具和一与该上模具相对置的可竖直移动的下模具，在上模具和下模具之间能够将位置固定地夹紧在压机机架中的板材的边缘带弯曲成希望的边缘轮廓，其特征在于，下模具(3)至少在与边缘带(2)的接触平面中在弯曲期间具有使得能够实现面式的接触的表面轮廓，并且在载荷下能够竖直(9)和水平(10)移动地支承，其中移动范围在水平的和竖直的方向至少有这样的大小，即关于下模具(3)的力作用点(P)在整个弯曲过程期间实现到板材棱边最小的和恒定的距离。

6、根据权利要求5的弯曲压力机，其特征在于，下模具(3)的工作面的表面轮廓由一构成为凸形的段(6)构成。

7、根据权利要求5的弯曲压力机，其特征在于，下模具(3)的工作面的表面轮廓由一平的段(5)和一构成为凸形的段(6)构成。

8、根据权利要求1-7的弯曲压力机，其特征在于，下模具(3)在水平和竖直方向上的可移动性通过可调整的压力机冲头来实现。

9、根据权利要求1-8的弯曲压力机，其特征在于，压力机冲头是液力驱动的。

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