DE102011114927A1

DE102011114927A1 - Rundbiegen von großen Blechen

Info

Publication number: DE102011114927A1
Application number: DE201110114927
Authority: DE
Inventors: Horst Stehlig; Wilhelm Zimmer
Original assignee: Lufthansa Technik AG
Current assignee: Lufthansa Technik AG
Priority date: 2011-10-06
Filing date: 2011-10-06
Publication date: 2013-04-11

Abstract

Verfahren zum Rundbiegen von großen Blechen (4) auf einen Zielradius, wobei die Bleche (4) mindestens zwei Meter lang sind und auf einen mindestens fünfzig Zentimeter großen Zielradius gebogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundbiegen auf einer Kantbank (1) durch mehrfaches Kanten mit einem Rundstempel (2) erfolgt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Rundbiegen von großen Blechen mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein entsprechend geformtes rundgebogenes Blech mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 12.
Das Runden von großen Blechen erfolgt üblicherweise auf speziellen Rundbiegemaschinen. Über das Walzen auf diesen Rundbiegemaschinen werden die Bleche mit dem gewünschten Zielradius versehen. Um große Bleche walzen zu können, müssen die Biegemaschinen jedoch entsprechend groß sein. Für große Bleche mit besonders hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität, wie beispielsweise Bleche für die Außenhaut von Verkehrsflugzeugen, werden dabei hochglanzpolierte Walzen eingesetzt. Bleche für Verkehrsflugzeuge können Längen von vier Metern in Biegerichtung aufweisen, wie es beispielsweise bei dem Flugzeugtyp Boeing 737 der Fall ist. In der Regel werden diese Bleche auf einen Radius gebogen, der dem Radius der Kabine des Flugzeugs entspricht, im Falle der B 737 beträgt der Kabinenradius in etwa 1,8 Meter.
Die dafür eingesetzten Rundbiegemaschinen mit hochglanzpolierten Walzen sind sehr teuer, haben einen hohen Flächenbedarf und setzen eine hohe Tragkraft des Unterbodens voraus. Dementsprechend sind auch die mit diesen Maschinen gebogenen Bleche sehr teuer. Auch kann ein zeitweise auftretender überdurchschnittlich hoher Bedarf an großen gebogenen Blechen mit den vorhandenen Maschinen nicht immer gedeckt werden.
Kleinere Bleche können auf manuell zu bedienenden Walzenrundbiegemaschinen umgeformt werden, diese sind jedoch zum Biegen von großen Blechen nicht geeignet.
Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Rundbiegen von großen Blechen und ein entsprechendes rundgebogenes großes Blech bereitzustellen, welches es ermöglicht, große Bleche ohne besondere Rundbiegemaschinen auf den gewünschten Radius zu biegen.
Die Erfindung löst die Aufgabe durch ein Verfahren zum Rundbiegen von großen Blechen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und ein entsprechend rundgebogenes Blech mit den Merkmalen des Anspruchs 12. Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen und zugehörigen Zeichnungen und Beschreibungen zu entnehmen.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Rundbiegen von großen Blechen auf einen Zielradius vorgeschlagen, wobei die Bleche mindestens zwei Meter lang sind und auf einen mindestens fünfzig Zentimeter großen Zielradius gebogen werden, und wobei das Rundbiegen auf einer Kantbank durch mehrfaches Kanten mit einem Rundstempel erfolgt.
Das Verfahren ist für Bleche geeignet, die Längen von mindestens 2, vorzugsweise mindestens 3, beispielsweise 4 Metern aufweisen und bevorzugt um diese Längsrichtung auf den Zielradius gebogen werden. Die Breite kann dabei mindestens 50 cm, vorzugsweise mindestens einen Meter betragen. Der Zielradius beträgt vorzugsweise mindestens 50 cm, weiter bevorzugt mindestens einen Meter, beispielsweise mindestens 1,5 Meter.
Anstatt eines üblicherweise verwendeten Stempels zum Kanten von Blechen wird vorzugsweise ein Rundstempel, beispielsweise eine Aluminiumstange, verwendet. Dieser wird in regelmäßigen Abständen auf das Blech abgesenkt und verformt es dadurch plastisch. Wie weiter unten beschrieben, kann die Kantbank zusätzlich noch in vorteilhafter Weise leicht modifiziert werden.
Der große Vorteil des Verfahrens ist darin zu sehen, dass große Bleche auf den gewünschten Zielradius gebogen werden können, ohne dass dafür große Biegemaschinen notwendig sind. Obwohl eine handelsübliche Kantbank verwendet wird, welche aufgrund ihrer Abmessung nicht für das Rundbiegen von großen Blechen vorgesehen ist, können durch die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens auch große Bleche auf den gewünschten Zielradius gebogen werden. Die Bleche weisen wider Erwarten nach dem erfindungsgemäßen Biegen die gleiche kontinuierliche Rundung ohne Bearbeitungsspuren auf, die bisher nur mit großen Rundbiegemaschinen mit hochglanzpolierten Walzen erreicht werden konnte.
Vorzugsweise wird das Blech dazu im Zuge des Verfahrens einmalig oder mehrmalig um 180 Grad gedreht. Es wird der Kantbank entnommen und nach der Drehung wieder eingesetzt. Die Drehung erfolgt beispielsweise so, dass der bereits gebogene Radius durch weitere Biegevorgänge fortgesetzt werden kann und so vorzugsweise das gesamte Blech mit dem Zielradius versehen werden kann. Somit können sich an die ersten Biegeschritte mit erster Blechorientierung weitere Schritte mit einer zweiten Blechorientierung anschließen. Vorzugsweise wird zunächst eine Hälfte des Bleches umgebogen und anschließend die zweite Hälfte. Es ist möglich, das Blech auf einen bestimmten Zielradius zu biegen, oder bei Bedarf mehrere unterschiedliche Abschnitte mit unterschiedlichen Zielradien zu biegen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es vorteilhaft, eine Reihe von im Folgenden beschriebenen Parametern zu beachten, um ein möglichst gutes Ergebnis zu erzielen.
Vorzugsweise ist das Verhältnis zwischen der Größe des Stempelradius r des Rundstempels im Kontaktbereich zum Blech und dem Zielradius kleiner als 0,1, weiter bevorzugt kleiner als 0,05, beispielsweise 0,028.
Vorzugsweise erfolgt das Kanten in äquidistanten Abständen, wobei das Verhältnis des Kantabstands zum Stempelradius r in einem Bereich von 0,05 bis 1, weiter bevorzugt in einem Bereich von 0,1 bis 0,5 beispielsweise 0,3, liegt.
Vorzugsweise wird der Rundstempel zum Biegen des Bleches um einen Hub t abgesenkt, wobei das Verhältnis des Hubs t zum Zielradius kleiner als 0,01, weiter bevorzugt kleiner als 0,005, beispielsweise 0,003, ist.
Vorzugsweise liegt das Verhältnis zwischen der Größe der verwendeten Matrizenöffnungen m und der Größe des Stempelradius r in einem Bereich von 0,5 bis 5, weiter bevorzugt in einem Bereich von 1 bis 3, beispielsweise 2.
Ferner ist es vorteilhaft, die Kantbank leicht zu modifizieren und die üblicherweise in der Matrize der Kantbank vorhandene Gummieinlage für das Rundbiegen herauszunehmen. Zusätzlich werden vorzugsweise auf der Matrize der Kantbank Schutzstreifen vorgesehen, die bevorzugt als PTFE Klebefolie ausgebildet sind, aber alternativ auch andere vergleichbare Polymere aufweisen können. Die Schutzstreifen werden vorgesehen, um einem Verkanten und/oder Zerkratzen des Blechs entgegenzuwirken.
Zur Lösung der Aufgabe wird weiterhin ein rundgebogenes Blech für die Außenhaut eines Flugzeugs vorgeschlagen, wobei es nach dem beschriebenen Verfahren geformt ist und wenigstens zwei Abschnitte mit einem unterschiedlichen Biegeradius aufweist.
Mit den bekannten großen hochglanzpolierten Walzen werden üblicherweise nur Bleche auf einen bestimmen Zielradius gebogen, der vom Radius der Walze abhängt. Sollte ein Blech mit zwei oder mehr unterschiedlich gebogenen Abschnitten benötigt werden, kann durch das beschriebene Verfahren ein entsprechend großes Blech mit zwei oder mehr Abschnitten mit unterschiedlichen Zielradien versehen werden. Das derart rundgebogene Blech kann somit einfach hergestellt, angepasst und vielseitig eingesetzt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Figur erläutert. Dabei zeigt:
1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens an einer modifizierten Kantbank.
In der 1 ist eine Kantbank 1 dargestellt, die einen Rundstempel 2 aufweist, welcher in Richtung einer Matrize 3 verschiebbar ist. Zwischen dem Rundstempel 2 und der Matrize 3 ist das zu biegende Blech 4 angeordnet, wobei es nicht direkt auf der Matrize 3 aufliegt, sondern auf Schutzstreifen 5, die auf der Matrize 3 platziert sind. Vor dem Durchführen des erfindungsgemäßen Biegeverfahrens wird die Gummieinlage, die üblicherweise in der Matrizenöffnung der Matrize 3 angeordnet ist, entfernt.
In diesem Ausführungsbeispiel ist das Blech 4 vier Meter lang und einen Meter breit und wird um die Längsrichtung von vier Metern auf einen Zielradius von 1,8 Metern gebogen. Dazu wird der Rundstempel 2 in einem Abstand von fünfzehn Millimetern auf das Blech herabgesenkt, wobei der Rundstempel 2 einen Hub t von sechs Millimetern vollzieht. Der Rundstempel 2 wird dementsprechend sechs Millimeter tief abgesenkt, gemessen vom Auflagepunkt 7 des Rundstempels 2 auf dem Blech 4 bis zur Endposition 6 des Rundstempels 2. Die Endposition 6 des Rundstempels 2 ist in der 1 als gestrichelter Kreis dargestellt. Es wird 25 Mal pro Blech 4 gekantet, wie beschrieben immer im Abstand von fünfzehn Millimetern.
Anschließend wird das Blech 4 aus der Kantbank 1 entnommen und um 180 Grad gedreht wieder eingesetzt. Das Biegen des 1,8 Meter Radius wird fortgesetzt und beendet. Der Wechsel der Blechorientierung erfolgt vorzugsweise dann, wenn die Hälfte des Bleches 4 bereits gebogen ist. Insgesamt werden demnach zwei Mal 25 Kantvorgänge an dem Blech 4 durchgeführt.
Die Breite der Matrizenöffnung m beträgt dabei hundert Millimeter, das Doppelte des Stempelradius r, der dementsprechend fünfzig Millimeter groß ist.
Das Verfahren zum Biegen von großen Blechen 4 auf einen Zielradius umfasst auch Verfahren, bei denen das Biegen der Bleche 4 nur auf einem Abschnitt erfolgt. Beispielsweise können so in einfacher Weise große Bleche 4 mit geraden und gebogenen Abschnitten oder aufeinander folgenden Abschnitten mit unterschiedlichen Radien hergestellt werden. Die Abschnitte mit gebogenen Abschnitten können kontinuierlich oder auch versetzt voneinander angeordnet sein. In einer Weiterentwicklung ist durch das Biegen mit verschiedenen Zielradien auf verschiedenen Abschnitten auch das Herstellen von ellipsoidartigen Blechen 4 möglich.
Vorzugsweise werden große Bleche 4 für Verkehrsflugzeuge durch das Verfahren gebogen, das Verfahren ist aber nicht auf diese Anwendung beschränkt. In jedem Fall stellt es eine einfache und kostengünstige Möglichkeit dar, große Bleche 4 auf den gewünschten Zielradius zu biegen, ohne dabei auf große Biegemaschinen mit hochglanzpolierten Walzen zurückgreifen zu müssen.
Bezugszeichenliste

m: Breite der Matrizenöffnung
t: Hub
r: Stempelradius
1: Kantbank
2: Rundstempel
3: Matrize
4: Blech
5: Schutzstreifen
6: Endposition
7: Auflagepunkt

Claims

Verfahren zum Rundbiegen von großen Blechen (4) auf einen Zielradius, wobei die Bleche (4) mindestens zwei Meter lang sind und auf einen mindestens fünfzig Zentimeter großen Zielradius gebogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Rundbiegen auf einer Kantbank (1) durch mehrfaches Kanten mit einem Rundstempel (2) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech im Zuge des Verfahrens einmalig oder mehrmalig um 180 Grad gedreht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Größe des Stempelradius r des Rundstempels (2) im Kontaktbereich zum Blech (4) und dem Zielradius kleiner als 0,1 ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Größe des Stempelradius r des Rundstempels (2) im Kontaktbereich zum Blech (4) und dem Zielradius kleiner als 0,05 ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kanten in äquidistanten Abständen erfolgt, wobei das Verhältnis des Kantabstands zum Stempelradius r in einem Bereich von 0,05 bis 1 liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundstempel (2) zum Biegen des Bleches (4) um einen Hub t abgesenkt wird, wobei das Verhältnis des Hubs t zum Zielradius kleiner als 0,01 ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundstempel (2) zum Biegen des Bleches (4) um einen Hub t abgesenkt wird, wobei das Verhältnis des Hubs t zum Zielradius kleiner als 0,005 ist.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis zwischen der Größe der verwendeten Matrizenöffnungen m und der Größe des Stempelradius r in einem Bereich von 0,5 bis 5 liegt.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die üblicherweise in der Matrize (3) der Kantbank (1) vorhandene Gummieinlage für das Rundbiegen herausgenommen wird.
Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Matrize (3) der Kantbank (1) Schutzstreifen (5) vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Schutzstreifen (5) als PTFE Klebefolie ausgebildet sind.
Rundgebogenes Blech für die Außenhaut eines Flugzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass es nach einem der Verfahren 1 bis 11 geformt ist und wenigstens zwei Abschnitte mit einem unterschiedlichen Biegeradius aufweist.