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Schiffbaupresse Die Erfindung bezieht sich auf eine Schiffbaupresse
zur Formung von Blechen durch freies Kaltbiegen, die aus einem am Blech mit Linien-
oder Punktberührung angreifenden Stempel und einem dem Stempel gegenüber angeordneten
Gegenwerkzeug besteht, das das Blech mit gegen die Stempelachse seitlich versetzten
Kanten abstützt, die in einer rechtwinklig zur Stempelachse stehenden Ebene liegen,
und die mit einem Taster ausgerüstet ist, der unter der Wirkung einer Rückstellkraft
an der entgegengesetzt zum Stempel liegenden Seite des Bleches anliegt. Derartige
Pressen dienen zur Herstellung von Platten, die in ihren Formen mannigfaltig gebogen
sind, wie sie insbesondere der Schiffbau erfordert.
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Die Formung eines Bleches auf einer Schiffbaupresse stellt hohe Anforderungen
an das Bedienungspersonal der Presse in Hinblick auf Sorgfalt, Aufmerksamkeit und
Geschicklichkeit. Die Fertigstellung eines jeden Bleches nimmt auch geraume Zeit
in Anspruch. Denn jedes Blech wird zunächst in vielen Arbeitsgängen grob vorgeformt
und dann unter ständiger Kontrolle mit Schablonen in einer weiteren Vielzahl von
Arbeitsgängen auf die endgültige Form gebracht. Für die Größe des jeweils nötigen
Preßstempelhubes hat der die Presse steuernde Mann als Anhalt lediglich die Abweichung
des Bleches von der Schablone, die er nach jedem Arbeitsgang anlegen muß. Aus dieser
Abweichung muß er nach seinem Gefühl abschätzen, wie weit noch nachgedrückt werden
muß. Dabei ist es durch einen Fehler in der Schätzung immer möglich, daß das Blech
zu stark durchgedrückt wird. Die dann nötige Korrektur ist überaus umständlich,
da das Blech aus der Presse herausgenommen, umgedreht, wieder eingelegt und zurückgebogen
werden muß.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine Schiffbaupresse der eingangs bezeichneten
Art zu schaffen, bei der die vorstehend geschilderte schwierige, mühsame und langwierige
Arbeit vermieden wird. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Taster ständig zwischen den Kanten gegenüber dem Stempel angeordnet ist und die
Arbeitsbewegung des Stempels augenblicklich unterbricht, wenn die Durchbiegung einen
zwischen je zwei Arbeitsgängen beliebig einstellbaren Sollwert erreicht hat. Damit
entfällt die Arbeit des Vorbiegens, Anlegens der Schablone, Nachbiegens, erneuten
Anlegens und vor allem die Gefahr, daß das Blech stärker als vorgeschrieben durchgebogen
wird. Vielmehr wird auf Grind der Daten, die der Zeichnung der zu formenden Platte
oder dem Spantenriß ; unmittelbar entnommen werden können, ein Programm aufgestellt,
nach welchem die Werte eingestellt werden, bei denen der Taster bei jedem der aufeinanderfolgenden
Arbeitsgänge den Stempel stillsetzt oder umsteuert. Dies kann mit Hilfe einer nach
der Zeichnung der Platte hergestellten Lochkarte völlig selbsttätig geschehen. Dabei
ist es ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens, daß Schwankungen der Blechdicke
nicht in das von dem Taster gelieferte Meßergebnis eingehen; die Messung also unabhängig
von der Blechdicke ist.
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Gegenstand eines älteren Patents ist eine Meß- und Aufzeichnungsvorrichtung
für die Biegekurve des zu biegenden Bleches bei einer Biegepresse, bei der am Pressenständer
eine Führungsstange auf und nieder bewegbar angebracht und diese mit einer Buchse
versehen ist, in der quer zur Führungsstange ein übertragungshebel gelagert ist,
dessen eines Ende zur Werkstückabtastung und dessen anderes Ende zur Aufzeichnung
der Abtastkurve eingerichtet ist und auf eine Aufzeichnungsfläche arbeitet. Diese
Vorrichtung ist, wie hieraus folgt, zur Lösung der Aufgabe, um die es sich vorliegendenfalls
handelt, weder bestimmt noch geeignet.
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Ein weiteres älteres Patent ist darauf gerichtet, bei einer Biegepresse
dort, wo sich bei der Presse nach der Erfindung der Taster befindet, eine einstellbare
Leiste vorzusehen, um auf diese Weise das dem Stempel gegenüberliegende Werkzeug
auf verschiedene Biegungen einrichten zu können. Auch diese Maßnahme ist nicht dazu
bestimmt oder geeignet, die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe zu lösen.
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Bei der Presse nach der Erfindung besteht der Taster zweckmäßig aus
einem gegen die Rückstellkraft beweglichen Kolben, dessen freies Ende in der Grundstellung
in der die Kanten enthaltenden Ebene liegt. Dadurch ergibt sich ein einfacher und
zugleich robuster, wenig störanfälliger Aufbau.
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Nach jedem Arbeitsgang federt das Blech beim Rückzug des Stempels
um einen gewissen Betrag zurück,
der von den Werkstoffeigenschaften
und der Blechdicke abhängt. überschreitet das Maß der Rückfederung die Krümmungstoleranz,
dann kann dem dadurch Rechnung getragen werden, daß man be: der Gestaltung des Programms
dem Stempel von vornherein etwas größere Hübe zuordnet, als dem Sollwert der Durchbiegung
unmittelbar entspricht. Dies entfällt jedoch, wenn man gemäß der bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung den Taster auch noch zur Messung der tatsächlich erzeugten Durchbiegung
des Bleches benutzt. Das wird dadurch ermöglicht, daß der Taster in einem in Richtung
der Stempelbewegung gegen eine Rückstellkraft beweglichen Schlitten gelagert wird,
der den Träger mindestens eines Teiles des Gegenwerkzeuges bildet und einen Hub
hat, der größer ist als die zu erwartende maximale Rückfederung des Bleches. Dadurch
wird gewährleistet, daß das Blech auch nach Rückzug des Stempels an den Kanten des
Gegenwerkzeuges anliegt, so daß die Verschiebung des Tasters aus seiner Grundstellung
direkt ein Maß für die erzeugte Biegung liefert. Ist diese Biegung infolge der Rückfederung
zu gering, so kann, ehe das Blech weiter vorgeschoben wird, der Stempel nochmals
tätig werden, um den Fehler zu korrigieren, was wiederum automatisch geschehen kann.
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Die Zeichnung veranschaulicht ein Aasführiingibeispiel in schematischer
Darstellung. Es zeigt F i g. 1 eine Schiffbaupresse üblichen Aufbaus in Stirnansicht,
F i g. 1 a das Preßwerkzeug der Presse nach F i g. 1 in Seitenansicht, gesehen in
Richtung des Pfeiles I a in Fig.l, F i g. 2 einen vergrößerten Ouerschnitt durch
den mittleren Teil einer Schiffbaupresse nach F i g. 1 mit den Merkmalen der Erfindung,
F i g. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles 111 in F i g. 2, F i
g. 4 einen Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 3, F i g. 5 eine der F i g. 2 entsprechende
Darstellung während des Biegens eines Bleches, F i g. 6 ein Schaltschema und F i
g. 7 und 8 zwei der F i g. 5 entsprechende Darstellungen zur Veranschaulichung der
Vorrichtung zum Ausgleich der Rückfederung des Bleches.
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F i g. 1 soll den allgemeinen Aufbau der Pressen veranschaulichen,
um deren Typ es sich beim Gegenstand der Erfindung handelt. Die Presse besteht aus
einem Rahmen 11, dessen obere Traverse 12 den hydraulischen Antrieb
13 eines vertikal beweglichen Stempels 14 trägt. Am unteren Ende des Stempels 14
sitzt ein Werkzeug 15, dessen Arbeitsfläche 16 von einem langgestreckten Zylinder
mit horizontaler Achse gebildet wird, wie aus der in F i g. 1 a dargestellten Seitenansicht
hervorgeht. Unterhalb des Stempels 14 trägt der Rahmen 11 einen Bock 17, auf dem
ein Gegenwerkzeug 18 angeordnet ist. Die wesentlichen Teile des Werkzeuges 18 sind
zwei langgestreckte Leisten 1.9 mit zwei einander parallelen und in einer horizontalen
Ebene beiderseits der Achse des Stempels 14
liegenden Kanten 20. Rechts und
links vom Bock 17 sind hydraulisch ausfahrbare Stützen 21 angeordnet.
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Ein zu biegendes Blech B, das in F i g. 1 strichpunktiert dargestellt
ist, wird auf die Kanten 20 so aufgelegt, daß seine eine Seitenkante nahe
der einen Kante 20 des Werkzeuges 18 liegt. Dabei ist die linke Stütze 21 zunächst
eingefahren. Das Blech kann sich in F i g. 1 beiderseits der Zeichenebene wesentlich
über die Länge des Werkzeuges 16 hinaus erstrecken. Durch Niederfahren des Stempels
14 wird dem Blech in der eingangs beschriebenen Weise nach und nach in vielen Arbeitsschritten
die verlangte Krümmung erteilt. Ein Zwischenstadium ist mit vollen Linien dargestellt.
Dabei ist der rechts der Mitte liegende Blechteil bereits verformt. Die Stützen
21 werden stets nach einer Anzahl von Arbeitsschritten so nachgestellt, daß sie
die weit über das Werkzeug hinaus vorstehenden Blechteile gegen unerwünschte Verformungen
sichern. Die Mittel zum Vorschub des Bleches sind nicht dargestellt. überschreitet
die Länge des Bleches diejenige des Werkzeuges, also die Länge a in F i g. 1 a,
so wird das Blech nicht nur seitlich, sondern auch in Längsrichtung vorgeschoben.
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Die Presse nach F i g. 2 bis << stimmt im grundsätzlichen Aufbau
mit derjenigen nach F i g. l überein. Demgemäß ist unterhalb des Stempels 14 ein
Gegenwerkzeug mit Leisten 19 und Kanten 20 angeordnet. Die feststehenden Leisten
19 sind jedoch durch einen Schlitten 22 unterbrochen, der im Bock 17 gegen
Federn 23 vertikal verschiebbar ist. Die Verschiebung ist oben durch Leisten 24
und unten durch die Grundplatte 25 des Bockes 17 begrenzt. Die Federn 23 stehen
unter Vorspannung. An der Oberseite hat der Schlitten 22 Leisten
19a mit Kanten 20a, die den Leisten 19 und Kanten 20 völlig entsprechen,
nur daß sie um das Maß b, um das der Schlitten 22 gegen die Federn 23 niedergedrückt
werden kann, nach oben versetzt sind. Bei niedergedrücktem Schlitten fallen mithin
die Kanten 20 a mit den Kanten 20 zusammen.
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Im Schlitten 22 ist ein Kolben 26 in Flucht mit der Achse
A -A des Stempels 14 vertikal verschiebbar angeordnet. Eine vorgespannte
Feder 27 sucht ihn in der gezeichneten Lage zu halten, in der sein Kopf
28 mit dem höchsten Punkt 29 seiner Kuppe in einer Ebene mit den Kanten 20
a liegt. Zur Justierung dient eine Mutter 30. Ein bei 31 im Schlitten 22 gelagerter
Hebel 32 ist durch ein Gelenk 33 mit dem Kolben 26 und durch einen Lenker 34 mit
einem Schieber 35 verbunden, der seinerseits an den beweglichen Teil 36
eines
mit Schiebekontakt versehenen Potentiometers 37 angeschlossen ist.
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Das Potentiometer 37 bildet gemäß F i g. 6 den einen Zweig einer Brücke,
deren weitere Zweige aus zwei Festwiderständen 38 und einem weiteren Potentiometer39
bestehen. Die innere Diagonale der Brücke wird von einer Stromquelle 40 gebildet.
In der äußeren Diagonale liegt ein hochempfindliches polarisiertes Relais
41, das seinerseits ein in der nicht gezeichneten hydraulischen Schaltung
des Antriebes 13 liegendes Magnetventil 42 steuert. Das polarisierte Relais
41
schaltet das Ventil 42 um, wenn der Strom in der äußeren Diagonale durch
Null geht. Bei welcher Stellung des Abgriffes des Potentiometers 37 dies geschieht,
hängt von der Einstellung des Abgriffes des Potentiometers 39 ab. Das Ansprechen
des Relais 41
bewirkt, das der niedergehende Stempel 14 augenblicklich stillgesetzt
oder umgesteuert wird.
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Befindet sich ein Blech B gemäß F i g. .5 in Bearbeitung, so wird
durch den niedergehenden Stempel 14 zunächst ohne wesentliche Blechverformung der
Stempel 22 in seine untere Endstellung gedrückt, in der die Kanten 20 a mit
den Kanten 20 zusammenfallen. Bei der nunmehr einsetzenden Verformung des
Bleches B wird der Kolben 26 gegen die Feder 27 nach unten geschoben und das Potentiometer
37 um ein proportionales Maß verstellt. Wenn das Potentiometer
37
die von der Einstellung des Potentiometers 39 abhängige Stellung erreicht, in der
die Brücke abgeglichen ist, der Strom durch das Relais 41 also durch Null geht,
wird die Abwärtsbewegung des Stempels 14 unterbrochen. Die Durchbiegung des Bleches
B hat dabei das in F i g. 5 mit c bezeichnete Maß erreicht.
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Der Zeichnung der aus dem Blech B zu formenden Platte ist zu entnehmen,
welche Durchbiegungen c dem Blech an bestimmten diskreten Punkten oder Linien zu
erteilen sind. Diese Durchbiegung wird am Potentiometer 39 zwischen je zwei Arbeitsgängen
oder Reihen von Arbeitsgängen eingestellt. Dies kann mit Hilfe eines lochkartengesteuerten
Rechners 43 geschehen, der seinerseits den Abgriff des Potentiometers 39 bewegt.
Zur Herstellung der Lochkarte ist lediglich die in wenigen Minuten zu bewältigende
übertragung der Daten der Werkstattzeichnung auf die Lochkarte in der im Lochkartenverfahren
üblichen Weise notwendig. Wird darüber hinaus auch noch der Vorschub des Bleches
B automatisch gestaltet, so findet die Formung des Bleches, abgesehen von der aus
Sicherheitsgründen nötigen Überwachung, ohne menschliche Mitwirkung statt.
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Wenn der Stempel 14 zurückgefahren wird, so federt das Blech B um
ein gewisses Maß zurück. Die tatsächliche Durchbiegung weicht daher von dem Betrag
c etwas ab. Wenn die Rückfederung so klein ist, daß das Blech nach dem Rückgang
des Stempels 14 nach wie vor in Berührung mit den beiden Kanten 20 bleibt, dann
ist der Weg des Kolbens 26 ein Maß für die tatsächliche Durchbiegung, die daher
in einer etwas weiter ausgestalteten Schaltung ohne weiteres meßbar ist. überschreitet
die so bestimmte Abweichung der tatsächlichen Durchbiegung von der Solldurchbiegung
die vorgeschriebene Toleranz, so kann der Fehler durch nochmaliges Niederfahren
des Stempels 14 beseitigt werden, was wiederum ohne weiteres automatisch geschehen
kann.
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Es besteht nun aber keine Gewähr dafür, daß das Blech B nach dem Rückziehen
des Stempels 14 noch mit den Kanten 20 Berührung hat. Vielmehr kann gerade infolge
der Rückfederung sich dann der in F i g. 7 dargestellte Zustand einstellen, in dem
das Blech nur auf den Stützen 21 ruht. Die vom Kolben 26 gemessene Größe d ist dann
kleiner als die tatsächliche Durchbiegung, so daß die Rechnung fehlerhaft ausfällt.
Diesen Fehler zu beseitigen, ist der Zweck des Schlittens 22, der gemäß F i g. 8
bei zurückgefahrenem Stempel 14 mit seinen Kanten 22a durch die Federn 23 in Anlage
am Blech B gehalten wird, so daß der Kolben 26 um die tatsächliche Durchbiegung
verschoben ist, obwohl das Blech infolge der Rückfederung keine Berührung mit den
Kanten 20 mehr hat.
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Die Presse nach der Erfindung ist auch zum Biegen von Blechen für
große Behälter geeignet, wo ganz ähnliche Probleme entstehen und Verhältnisse herrschen
wie im Schiffbau. Dabei kann es notwendig werden, das langgestreckte Werkzeug am
Stempel durch ein solches mit einer Kugelsegmentfläche zu vertauschen und die beiden
parallelen Kanten des Gegenwerkzeuges durch eine kreisförmige Kante zu ersetzen,
die konzentrisch zur Achse des Stempels liegt.