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Dreiwalzen-Blechbiegemaschine mit veränderlicher Anstellung der Unterwalzen
und konstanter Walzenbelastung Bei den bisherigen Ausführungen von Walzen-Blechbiegemaschinen
sind entweder die Unterwalzen fest gelagert, und die Anstellung erfolgt durch die
Oberwalze, oder es ist umgekehrt die Oberwalze fest gelagert, und die Unterwalzen
werden in festen Führungen angestellt. Die Anstellung muß bekanntlich zur Anpassung
an die verschiedenen Blechstärken und Biegeradien geändert werden. Bei der Unterwalzenanstellung
ist sowohl die Einzel- als auch die gemeinsame Einstellung dieser Walzen bekannt,
die dabei ohne oder mit Änderung ihrer Höhe näher an die Oberwalze herangeführt
werden.
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Es ist nachteilig, daß sich bei der Verkleinerung des Biegeradius
einerseits der für die Biegung wirksame Hebelarm verkleinert und andererseits das
zur Biegung erforderliche Moment gerade vergrößert. Infolgedessen ändert sich die
Walzenbelastung mit der Anstellung und wird mit engerer Anstellung immer größer.
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Ferner wächst das erforderliche Biegemoment mit der zweiten Potenz
der Blechstärke. Dies bedeutet, daß bei den seither üblichen Ausführungen von Blechbiegemaschinen
mit fester Lagerung oder starrer Führung der Unterwalzen die Walzenbelastung bei
kleinen Blechstärken sehr viel geringer ist als bei stärkerem Blech.
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Da die Ausbildung der Maschinen bezüglich Starrheit, Festigkeit und
Antriebsleistung stets nach der maximalen Belastung erfolgt, sind sie mithin nur
bei der zulässig maximalen Blechstärke und gleichzeitig kleinstem Biegeradius voll
ausgelastet, für die mittelgroße Regelbelastung aber erheblich überdimensioniert.
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Außer der sehr stark schwankenden Belastung der Walzen und damit der
ganzen Maschine liegt ein be-
sonderer Nachteil der bisherigen Ausführungen
darin, daß die übertragbare Arbeit, die eine lineare Funktion der Walzenbelastung
ist, bei kleinen Blechstärken und großen Biegeradien nur einen Bruchteil derjenigen
beträgt, die bei voller Auslastung der Maschinen aufgebracht werden kann. Dies bedingt
stets größere Durchlaufzeiten und damit geringere Wirtschaftlichkeit. Auch der Ausnutzungsgrad
der bekannten Maschinen ist also gering.
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Zur Beseitigung dieser Nachteile ist es schon bekannt, daß bei Biegemaschinen
mit balliger Biegewalze bei der Erzeugung zylindrisch gestalteter Werkstücke für
jeden Gebrauchsfall, abhängig von der Blechstärke, der Biegungsfestigkeit des Bleches
und der in einem Walzengang herzustellenden Krümmung, durch entsprechende Einstellung
der Walzen stets der gleiche Belastungsfall bzw. Belastungsdruck hergestellt wird.
Dabei wurde es als wesentlich angesehen, daß die Außenfläche der balligen Walze
das Werkstück in einer Geraden berührt und zu diesem Zweck die durch die immer gleiche
Belastung hervorgerufene Formänderung der Oberwalze durch eine entsprechende Gestaltung
ihrer Oberfläche ausgeglichen wird. Das Einstellen des vorgeschriebenen Belastungsfalles
erfolgt dadurch, daß die unteren Walzen bei Blechen mit größerem Biegungswiderstand
voneinander entfernt, bei Blechen mit geringerem Biegungswiderstand dagegen entsprechend
näher zusammengerückt werden. Bei der zur Ausführung dieses Verfahrens bekannten
Maschine sind die Unterwalzen durch mehrere Hilfsrollenpaare drehbar gestützt und
zugleich gegen Durchbiegung gesichert, die ihrerseits in quer zur Maschine mittels
einer Schraubenspindel gemeinsam aufeinander zu und voneinander weg verschiebbaren
Führungsstücken gelagert sind. Die Höhenstellung der Unterwalzen wird dabei nicht
geändert. Es wird jedoch die Oberwalze mit Hilfe von an den Enden ihrer beiden Verlängerungsschenkel
angreifenden und einzeln oder auch gemeinsam verstellbaren Schraubenspindeln in
ihrer Höhe verstellt.
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Ferner ist schon eine Dreiwalzen-Biegemaschine mit unverstellbarer
Oberwalze, und zwei Unterwalzen bekannt, die auf je einem vertikal verstellbaren
tischartigen Auflagerglied gelagert sind und auf ihm mittels je einer Gewinderspindel
ohne Änderung ihres
Abstandes voneinander horizontal verschoben
werden können. Dadurch wird zwar gegenüber der unverstellbaren Oberwalze neben der
Höhenverstellung wahlweise eine symmetrische oder auch unsymmetrische Anstellung
der Unterwalzen erreicht; jedoch läßt sich bei dieser Maschine einerseits -der Abstand
der Unterwalzen voneinander nicht ändern, obwohl dies bei manchen Biegeoperationen
erwünscht wäre, und andererseits müssen die Lager der Unterwalzen und die sie bewegenden
Gewindespindeln beim Biegen den vollen seitlichen Druck der Unterwalzen auf-nehmen.
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Die Dreiwalzen-Blechbiegemaschine, um die es sich bei der Erfindung
handelt, ist eine Maschine mit nach Höhe und Seite durch vertikale bzw. horizontale
Verstellung von Auflagergliedern mittels Gewindespindeln veränderbarer sowie gegenüber
der unverstellbaren Oberwalze wahlweise symmetrischer oder unsymmetrischer Anstellung
der Unterwalzen und mit konstanter Walzenbelastung. Erfindungsgemäß zeichnet sich
diese Maschine dadurch aus, daß beide Unterwalzen in beiden Walzenständern auf
je einem von zwei um bei allen Walzenstellungen oberhalb oder mindestens
in gleicher Höhe der Unterwalzen bleibende Drehpunkte einseitig schwenkbaren Hebeln
gelagert sind, die einerseits mit dem zwischen ihnen angeordneten vertikal verstellbaren
Auflagerglied zusammenwirken und andererseits mittels an ihnen anliegender und auf
einer festen Bahn gleitender Rollen und sie bewegender horizontaler Spindeln gemeinsam
oder im Bedarfsfall zur Änderung des Abstandes der Unterwalzen voneinander auch
einzeln verstellbar sind. Die Hebel bilden nach Bedarf mehr oder weniger schräg
anstellbare schiefe Ebenen zur Führung der Lager und damit der Auflagerung der Unterwalzen
unter Aufnahme des von ihnen beim Biegen ausgeübten seitlichen Druckes.
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Die durch die Erfindung geschaffene Maschine ermögJieht nicht nur
wie einige bekannte Biegemaschineu eine vertikale und horizontale Verstellung der
Unterwalzen und deren wahlweise symmetrische oder unsymmetrische Anstellung gegenüber
der unverstellbaren Oberwalze mit durch die Unverstellbarkeit erleichterter Ausbildung
des Antriebes der Maschine, sondern sie ermöglicht im Bedarfsfall auch die wiederum
nur bei anderen bekannten Biegemaschinen mögliche Änderung des Abstandes der Unterwalzen
voneinander. Diese Möglichkeiten der Änderung des gegenseitigen Abstandes und der
auch unsymmetrischen Einzelanstellung der Unterwalzen sind auch nicht wie bei bekannten
Biegemaschinen an eine Schräganstellung mit zwangläufiger Höhenänderung der Unterwalzen
gebunden. Es ist sogar ein wesentlicher Vorteil der Erfindung, daß bei der Maschine
gemäß der Erfindung im Gegensatz zur bekannten Schräganstellung die Lager und mit
ihnen die Unterwalzen mit größerer Höhe, nicht nach innen, sondern gerade umgekehrt
nach außen gleiten, wodurch sich der Biegehebelarrn in erwünschter Weise vergrößert.
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Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Maschine gemäß der Erfindung,
durch den sie sich von allen anderen bekannten Biegemaschinen unterscheidet, besteht
darin, daß durch die Anordnung der Hebel die Anzahl der Auflagerpunkte für die beiden
Unterwalzen vermehrt wird, nämlich einerseits durch die festen Drehpunkte der Hebel
und andererseits durch die feste Bahn in den Walzenständern, auf der die an den
Hebeln anliegenden Rollen gleiten können. Dies hat zur Folge, daß die Gewindespindeln
zur horizontalen Bewegung der Rollen bzw. ihrer Lagerböcke beim Biegen erheblich
weniger als bisher auf Druck beansprucht werden. Sie können deshalb sogar leichter
als bisher ausgeführt werden und verbürgen dennoch eine unter dem Biegedruck weniger
veränderliche Anstellung der Unterwalzen, also ein genaueres Arbeiten der Maschine.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt,
neben dem jedoch auch noch andere Ausführungen der Erfindung möglich sind.
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Fig. 1 zeigt in einem Querschnitt durch einen der beiden Walzenständer
und Fig. 2 in dem zugehörigen Seitenschnitt eine konstruktive Gestaltung der Maschine;
Fig. 2 bis 5 zeigen mehrere markante Betriebseinstellungen der Maschine unter
Fortfall einiger Einzelheiten der Fig. 1..
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Gemäß Fig. 1 ist die angetriebene Oberwalze 1 in dem
nicht näher bezeichneten und zwei Walzenständer aufweisenden Maschinengestell unverstellbar
gelagert. Die Lager der beiden Unterwalzen 2 bestehen je aus zwei Teilen
(Teillagern) 3 und 4. Jedes der beiden Lager3 ruht gleitbar auf einem eigenen
eine Führung bildenden Hebe15. Diese Hebe15 lassen sich jeder um einen im Walzenständer
angebrachten Bolzen5a dadurch schwenken, daß je eine Rolle6, auf welcher
der Hebel auflieg durch eine an ihrem Lagerbock 6a angreifende horizontale Gewindespindel
verstellt wird. Die beiden Lager 4 sitzen dagegen auf dem sie führenden Biegetisch
8 und werden in ihrer Höhe mit ihm zusammen mittels der an ihm angreifenden
kräftigen vertikalen Gewindespindel 9
verstellt. Diese Gewindespindel
9 wird mittels eines aus einem gezahnten Rad 10 und einer horizontal
liegenden Schnecke 11 bestehenden Schneckenantriebes gedreht.
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Der Seitenschnitt der Fig. 2 läßt erkennen, daß die Hebel
5 mit den zugehörigen Gewindespindeln 7
neben dem Biegetisch
8 mit seiner Gewindespindel 9
sitzen, dämlich von den Maschinenseiten
her gesehen die Hebel 5 mit ihren Lagern 3 vor dem Biegetisch
8 mit seinen Lagern 4. Die Lagerböcke 6a gleiten auf einer durch das Maschinengestell
hindurchgehenden Konsole 12 an der Gestellaußenwand.
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Die Schwenk- und die waagerechte Gleitbewegung der Lager sind ein
besonders wichtiges Merkmal der Maschine gemäß der Erfindung. Diese ganze, beide
Bewegungen ermöglichende Anordnung ist auf beiden Seiten der Maschine vorhanden,
d. h. an beiden Walzenständern.
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Fig. 3 und 4 zeigen zwei verschiedene Einstellungen der Maschine:
Fall a) für kleine und Fall b) für große Blechstärken. Zunächst werden die
Hebel 5
entsprechend der zu biegenden Blechstärke eingestellt, indem sie mit
Hilfe ihrer Spindeln 7 und der von ihnen hin- und hergeschobenen Rollen
6 um die Bolzen 5a in die gewünschte Schrägstellung geschwenkt werden. Dann
wird der Biegetisch 8 mittels der Spindel 9 heraufgefahren, wodurch
die Unterwalzen 2 über die dabei ebenso wie die auf den Hebeln 5 gleitenden
Lager 3 zwangläufig mitgenommenen Lager 4 angestellt werden. Fig. 2 läßt
erkennen, daß bei der Anstellung Fall a) beide Lagergruppen auf ihren Hebeln innen
bzw. unten und bei Anstellung Fall b) außen bzw. oben stehen. Auf diese Weise
wird die Anstellung der Unterwalzen an die Blechstärke und zugleich auch an den
gewünsdhten Biegeradius
angepaßt. Bei dünnen Blechen ist der Hebelarm
beim Biegen kurz und bei dicken Blechen lang, so daß bei richtiger Anstellung eine
konstante Walzenbelastung erreicht werden kann.
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Die Einstellung zum Zweck des Anbiegens von Blechen erfolgt gemäß
Fig. 5. Dabei wird das eine Doppellager (bzw. eine Lagerrolle 6) völlig
nach außen, das andere völlig nach innen gefahren, so daß bei der Anstellung des
Biegetisches 8 an der einwärts gestellten Unterwalze eine Einspannung des
Bleches erzielt wird, während die auswärts gefahrene Unterwalze die Biegearbeit
verrichtet. Zur Einspannung des zu biegenden Bleches wird auf diese Weise zuerst
das Unterwalzenpaar seitlich verschoben, wie Fig. 5 deutlich erkennen läßt.
Dann wird je nach der gewählten Seite der Blecheinführung durch Hochfahren
der unter dem Bleche liegenden äußeren Unterwalze die Biegung eingeleitet. Diese
Anordnung hat den großen Vorzug, daß eine völlige Rundung entsteht. Bei vielen bisher
bekannten Maschinen bleibt beim Biegen immer ein Blechstück, das mindestens so lang
ist wie die Blechstärke, ungebogen. Beim Weiterbiegen braucht man nun auch nicht
mehr umzustecken, sondern kann einfach das Walzenpaar verschieben und dann von der
anderen Seite her anbiegen.
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Das Merkmal, daß sich die Unterwalzen nicht nur mehr oder weniger
auseinanderfahren lassen können, was auch bei anderen Maschinen schon bekannt ist,
sondern daß sich erfindungsgemäß das ganze Unterwalzenpaar hin- und herschieben
läßt, ist besonders wichtig, weil auf diese Weise die Biegung flacherer Bögen und
stärkerer Bleche, z. B. für Kesselschüsse, erleichtert und verbessert wird.
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Die Maschine gemäß der Erfindung stellt also ein im Bedarfsfall unsymmetrisch
einstellbares System dar, das sich ohne weiteres wieder in ein symmetrisches System
umändern läßt; man kann infolgedessen mit der Maschine auch konische Schüsse herstellen.
Zum Zweck des Konischbiegens werden die Hebel des einen Walzenständers nämlich nach
innen und die des anderen nach außen gefahren. Dabei wird das Unterwalzenpaar als
solches symmetrisch zur Oberwalze gestellt, und beide Unterwalzen werden zugleich
hochgefahren. Die Möglichkeit der Schrägstellung war bisher nur für die Oberwalze,
nicht dagegen für die Unterwalzen der normalen Dreiwalzenmaschine bekannt. Dadurch,
daß sich die z. B, als sogenannte Pendelrollenlager ausgeführten Seitenlager getrennt,
d. h. einzeln nach rechts und links verstellen lassen, können die Unterwalzen
auch einzeln schräggestellt werden. Bei im übrigen symmetrischer Anstellung der
Unterwalzen wird dadurch die Herstellung konischer Schüsse erleichtert. Bei dieser
symmetrischen Anordnung mit schräg ,stehenden Walzen können dann auch geschweißte
Kessel (mit verdickten oder erhöhten Schweißstellen) durch die Maschine hindurchgehen.
Die Kesselbauer wollen bekanntlich nach dem Schweißen noch einmal nachwalzen. Bei
Vierwalzenmaschinen z. B. ist dies nicht möglich, weil die mittlere Unterwalze angespannt
ist und die verdickten Stellen nicht durchlaufen läßt.
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Das Ausführungsbeispiel der Maschine zeigt eine mechanische Verstellung
mit Gewindespindeln, die z. B. wie üblich elektrisch angetrieben werden. Statt dessen
ist auch die ebenfalls schon bekannte hydraulische Verstellung der Unterwalzen im
Rahmen der Erfindung möglich.