DE1777354A1 - Boerdelmaschine zur Formung des Bordrandes an Behaelterboeden - Google Patents

Description

• Bördelmaschine zur Formung des Bordrandes an Behälterböden Die Erfindung betrifft Bördelmaschinen zur Kalt- und/oder Warmumformung des Bordrandes flacher oder gewölbter Behälterböden in eine Übergangsform zum anzusetzenden zylindrischen Behälterschuß. Derartige Bördelmaschinen weisen eine das Krempenprofil bestimmende, den Bordrand innen abstützende, angetriebene Formpilzrolle auf, die das Werkstück mittels Reibungsschlusses um. eine Mittelachse in Rotätion versetzt, während außen, entlang des gewünschten Umformprofiles in einer vertikalen Bewegungsebene geführt, eine in einem Lagerkörper gehaltam, ebenfalls antreibbare Arbeitsrolle angreift und das Werkstück zur Erhöhung des Reibungsschlusses nachgiebig abstützende und gegen die Formpilzrolle pressende Hilfsrollen vorgesehen sind. Im Betriebe wird die Arbeitsrolle so gegen die angetriebene-Formpilzrolle W@ngestellt, daß diese bzw. beide das Werkstück mittels Reibungsschlusses um seine Mittelachse in Rotation versetzen und die Rollen im Zusammenwirken den Bordrand des Behälterbodens formen.` Aus den deutschen Patenten Nr. 565 307, 593 852 und 940 582, dem französischen Patent Nr. 676 79'2 und den US-Patenten Nr. 738 428 und 2 308 432 sind bereits Bördelmaschinen bekannt, bei denen der Rand des umzuformenden Behälterbodens zwischen zwei angetriebenen Arbeitsrollen mit parallelen, angetriebenen Achsen gefaßt ist. Durch den Reibungsschluß wird der Behälterboden in Rotation versetzt, während derer entweder der Boden gegenüber den Arbeitsrollen oder diese gegenüber dem Boden geschwenkt werden, bis der Bordrand die gewünschte zylindrische Form erhalten hat. Der Krempenradius wird hieibei durch die Profilform der Oberrolle bestimmt. Die Schwenkbewegung zwischen Rollensatz und

  EinspannvorrichtUbng rang in Formeines Kreisbogens oder

  einer Evolvente-werden. Durch den Antrieb beider

  den Behälterboden zwischen sich einschließenden Rollen lassen sich zwar hohe Antriebsmomente des Behälterbodens erzielen, so daß dieser sicher mitgenommen wird; die Rollen weisen aber nichtkbsolut aufeinander abgestimmte Umfangsgeschwindigkeiten auf, so daß jeweils zwischen einer-der Rollen und dem Behälterboden ein Schlupf auftritt, der nicht nur erhöhten Verschleiß der Rollen bedingt, sondern auch die Oberfläche des Werkstückes beschädigt. Derartige Oberflächenschäden durch unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen werden grundsätzlich vermieden, wenn die den Behälterboden bildende flache oder gewölbte Scheibe mittels angetriebener zentraler Spann-

  teller, die, den Boden zwischen sich fassen, in Rotation

  wird

  versetzt, wie dies bspw. aus dem österreichischen Patent

  Nr. 1o5 313 sowie den US-Patenten Nr. 314 615, 341 598, 795 18o und 1 6o6 677 bekannt ist. Derartige Spannvorrichtungen erfordern einen besonderen Aufwand. Es hat sich daher bewährt, auf solche Spannvorrichtungen überhaupt zu verzichten, und zur Vermeidung von Oberflächenschäden nur -der Formpilzrolle einen zwangsläufigen Antrieb zuzuprdnen, während die Arbeitsrolle frei drehbar gehalten ist. Der-` artige, aus den US-Patenten Nr..1 733 385 und 3 o16 942 haben gezeigt, daß der durch den Umformvorgang gegebene Reibungsschluß im allgemeinen ausreicht, den Boden in Rotation zu versetzen und das für den Bördelprozeß erforderliche Antriebsmoment bei gleichbleibender, optimaler Arbeitsgeschwindigkeit zu übertragen. Da die äußere Arbeitsrolle hierbei lose mitläuft, werden Oberflächenschäden des Behälterbodens durch ungleiche Umfangsgeschwindigkeiten. an Berührungsstellen zwischen Formpilzrolle und Behälter-Boden bzw. Behälterboden und Arbeitsrolle während des normalen Arbeitsvorganges sicher ausgeschlossen. Beim Verarbeiten harten Materiales, bei stärkerer Verformung an der jeweiligen Umformstelle und insbesondere bei der Verarbeitung von im Stauchbereich zu Faltenbildung neigendem Material besteht jedoch stets die Gefahr, daß das nur von der Formpilzrolle übertragene Antriebsmoment zur Drehung des Behälterbodens nicht ausreicht, so daß an der Berührungsstelle zwischen Formpilzrolle und Behälterboden ein Schlupf auftritt odergar der Behälterboden stehen bleibt, so daß zu erheblichen Oberflächenschäden des Werkstückes und starkem Verschleiß der Formpilzrolle noch Ungleichförmigkeiten der Bördelung treten. Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, für Bördelmaschinen der beschriebenen Gattung einen Antrieb des Werkstückes zu schaffen, welcher es gestattet, die volle Leistung der Bördelmaschine auszunutzen und Oberflächenschäden des Werkstückes sowie Störungen des Bördelvorganges sicher auszuschließen. Gelöst wird diese Aufgabe, indem die in an sich bekannter Weise der Arbeitsrolle zugeordnete Antriebsvorrichtung als Hilfsantrieb ausgebildet wird, dessen Antriebsmoment begrenzt ist, solange die Umfangsgeschwindigkeiten der Formpilzrolle und der Druckbrust einander entsprechen, und dessen Antriebsmoment ansteigt, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Druckbrust die der Formpilzrolle unterschreitet. Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, die Achse der Arbeitsrolle mittels einer Überholkupplung mit einer Antriebsvorrichtung zu verbinden, die derart ausgelegt bzw. untersetzt ist, daß die durch diesen Antrieb gegebene Umfangsgeschwindigkeit der Drückbrust der Arbeitsrolle die der Formpilzrolle um ein geringes unterscheitet. Hierdurch wird erreicht, daß, so lange der Reibungsschluß der Form-Pilzrolle ausreichende Antriebsmomente zu bewirken vermag, allein diese die Winkelgeschwindigkeit des Behälterbodens bestimmt, daß aber beim Auftreten des geringsten Schlupfes die Arbeitsrolle ein zusätzliches Moment auszuüben vermag. Im einzelnen ist die Erfindung anhand der folgenden Beschreibung eines Äusführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert. In der Figur ist eine Bördelmaschine gezeigt, deren-Gesiell auf ein Supportbett 1 aufgesetzt ist und an seiner oberen Stirnseite eine frei auskragende Supportführung 2 aufweist. Das Supportbett sowie die Supportführung sind in bekannter Weise mit einer horizontal verfahrbaren Einspannvorrichtung ausgestattet, welche zwei Hydraulikzylinder 3 und 4 aufweist, die über zwei Spannteller 5 und 6 den zu bearbeitenden flachen. oder gewölbten Behälterboden 7 um seine vertikale Mittelachse lose drehbar zwischen sich einspannen.
• Die Hydraulikzylinder 3 und 4 werden so gesteuert bzw, beaufschlagt, daß nicht nur die erforderlichen Spannkräfte induziert werden, sondern auch jede erforderliche, durch die_Tiefe des Behälterbodens bedingte Höhenlage angefahren und gehalten werden kann. Zwischen den Ständerplatten 8 des Maschinengestelles ist eine Lageranordnung 9 vorgesehen, in der die Antriebswelle 1o der gehärteten Formpilzrolle 11 geführt ist. Durch einen in d-erFigur nicht gezeigten Drehantrieb wird die Antriebswelle 1o mit der -aufgekeilten Förmpilzrolle 11 in Richtung des Pfeiles 12 angetrieben. Die Formpilzrolle ist auswechselbar und weist das gewünschte Innenprofil der Randbädelung des Behälterbodens 7 auf. In bekannter Weise kann die Neigung der Antriebswelle 1o durch Schwenken um den Zapfen 13 geändert .werden, umunterschiedliche Rückfederungsfaktoren der verschiedenen Werkstoffe ausgleichen zu können. An als llydraulikzyti@iddr ausz;ebildeten, längenverstellbarea Lenkern 14 ist der Lagerkörper 15 für die Arbeitsrolle 16 gehalten und ist durch seine Anordnung zwischen den Ständerplatten 8 in einer durch diese bestimmten Bewegungsebene mittels der Lenker 111 im Zusammenwirken mit dem Hydraulikzylinder 17 verschiebbar. Die Arbeitsrollenachse 18 ist über eine Überholkupplung 19 mit einem als Antriebsvorrichtung vorgesehenen, an den Lagerkörper 15 angeflanschten Getriebemotor 2o verbunden. Zur Durchführung des Formvorganges wird ein Behälterboden 7 zwischen den Drehtellern 5 und 6 eingespannt und angehoben, bi s er die Fornnpilzrolle 1 tangiert. Durch Anlegen der hydraulisch betriebenen Stützrollen 28 wird der Behälterboden derart an die Formpilzrolle 11 angepreßt, daß das zur Mitnahme erforderliche Autriebsinoment durch den Reibungsschluß übertragbar ist. Durch vorzugsweise im Gleichlauf bewirktes Verstellenobr Lenker 14 sowie durch Verlagerung des Schwenkpunktes des Hydraulikzylinders 17 sowie dessen Beaufschlagung werden der Lagerkörper 15 und damit die Arbeitsrolle 16 derart an den Rand des Behälterbodens herangebracht, daß dieser in an sich bekannter Weise uni den Umfang der Formpilzrolle 11 gedrückt wird. In vielen Fällen kann die Umformung nicht_in einem einzigen Umformprozeß erzwungen werden; insbesondere bei großen Krempenradien, wie-sie in den Geometrien der sogenannten Klöpper-und Korbbogenblen gegeben sind, hat es sich als zweckmäßig erwiesen, die Umformung in mehreren, aufeinander folgenden Uformetappen durchzuführen. Zwar können durch besondere, innerhalb der Umformungszone auf den Behälterboden einwirkende Hilfsrollen wesentlich wirksamere und weitergehendere Umformung erzielt werden, so daß die Anzahl der Etappen wesentlich herabgesetzt bzw. auf einen Umformvorgang zurückgeführt werden kann und sich kürzere Bearbeitungszeitenergeben. Die AbdUtzurig durch solche Hilfsrollen unterstützt die notwendige Gefügestauchung im-Umformbereich und ergibt damit nicht nur eine stauchfreundliche Krempenformgebung, Sie wirkt auch der drohenden Faltenbildung entgegen. Bei solchen@starken Umformungen insbesondere dünnerer Bleche sowie auch bei nur geringfügigen Ansätzen zur Faltenbildung in der zu stauchenden Zone besteht aber stets-die Gefahr, daß die Reibung zwischen der angetriebenen Formpilzrolle 11 und dem Behälterboden 7 nicht mehr zur Mitnahme des Behälterbodens ausreicht. Die wünschenswert intensiv durchgeführten Umformungsvorgänge verlangen entsprechend hohe zu übertragende Antriebsmomente; und zusätzliche Hemmungen können bspw. durch Falten bedingt werden, welche den Durchlauf zwischen der Formpilzrolle und der Drückbrust der Antriebsrolle stören. Wird daskrhöht erforderliche Antriebsmoment durch die Formpilzrolle nicht mehraufgebracht, so tritt zwischen dieser und dem Behälterboden ein Schlupf auf, und als dessen Auswirkung ergeben sich durch die trockene Reibung erhebliche Strukturschäden der Oberfläche des Behälterbodens. Der Schlupf stört damit nicht nur den Umformvorgang selbst, die durch ihn verursachten Strukturschäden können, insbesondere bei oberflächenempfindlichen Böden, die bspw. aus nichtrostendem Stahl oder Nichteisenmetallen bestehen, zum Unbrauchbarwerden des Behälterbodens führen. Bei der gemäß der Erfindung ausgebildeten Bördelmaschine werden Störungen des Umformvorganges sowie ein derartiger Ausschuß mittels einer der Arbeitsrolle zugeordneten Hilfsantriebsvorrichtung sicher vermieden: Im normalen Arbeitsbereich iat sicher

  dafür gesorgt, daß durch Geringhalten bzw. @e fall des An-.

  triebsmomentes der Arbeitsrolle ein Schlupf Al nicht auf-

  treten kann, so daß der Antrieb des Behälterbodens 7 von der Antriebsvorrichtung der Formpilzrolle 11 bestimmt ist. Erst bei einsetzender Überlastung der Reibverbindung zwischen Formpilzrolle und Behälterboden macht sich die Unterstützung des Hilfsantriebes bemerkbar. Im Ausführungsbeispiel ist die Antriebsdrehzahl des Getriebemotors 2o der Hilfsantriebsvorrichtung derart be::lessen, daß die Umfangsgeschwindigkeit an der Drückbrust der Arbeitsrolle 16 um ein geringes; bspw. etwa um o,5%, unterhalb der Umfangsgeschwindigkeit der vom Hauptantriebsmotar angetriebenen Formpilzrolle 11 liegt. Durch die Überholkupplung 19, die freilaufartig bspw. in Form eines Klemmsperrgetriebes ausgebildet sein kann, wird hierbei erreicht, daß der Getriebemotor 2o im normalen Betriebe leer läuft und die Arbeitsrollen 16 vom umlaufenden Behälterboden her, d. h. indirekt von der Formpilzrolle 11 und vom Hauptantriebsmotor her, angetrieben wird. Erst wenn zwischen der Formpilzrolle 11 und dem Behälterboden 7 ein Schlupf aufzutreten beginnt, so daß die Umfangsgeschwindigkeit des Behälterbodens 7 in Höhe der Auflagestelle der Drückbrust der Arbeitsrolle 16 unter deren durch den Getriebemotor 2o bewirkbaren Umfangsgeschwindigkeit sinkt, nimmt der Getriebemotor 2o über die Überholkupplung 19 die Arbeitsrollenachse .18 mit der Arbeitsrolle 16 mit und bewirkt einen zusätzlichen Friktionsantrieb des Behälterbodens 7, so daß ein merklicher Schlupf vermieden wird und nach Überwindung des Hindernisses die Formpilzrolle wiederum den alleinigen, schlupffreien Antrieb zu vermitteln vermag. Die gemäß der Erfindung ausgebildete Bördelmaschine erlaubt, auch die bei intensivierten Formvorgängen und/oder bei der Umformung.harten, federnden Materiales erhöhten Antriebsmomente schlupffrei zu übertragen, so daß einerseits überhöhtem Verschleiß der Formpilzrolle sowie der Antriebaalle begegnet ist, während andererseits Oberflächenschäden der Werkstücke, welche deren teilweise oder völlige Entwertung bedingen können, sicher vermieden sind.

Claims (1)

1. Fateritansprüche 1. Bördelmaschine zur Kalt- und/oder Warmumformung des Bordrandes flacher oder gw,rölbter Behälterböden' mit einer das Krempennprofil bestimmenden, den Bordrand innen abstützenden, angetriebenen Formpilzrolle, welche das Werkstück mittels Reibungsschlusses um seine Achse in Rotation versetzt, einer mit seiner Druckbrust außen entlang des gewünschten Umformprmfiles in einer vertikalen Bewegungsebene geführten, in einem Lagerkörper gehaltenen angetriebenen Arbeitsrolle, sowie das Werkstück zur Erhöhung des Reibschlusses nachgiebig abstützenden und gegen die Formpilzrolle pressenden Hilfs-. rollen, dad u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Antriebsvorrichtung der Arbeitsrolle (16) als Hilfsantrieb (Getriebemotor 20) ausgebildet ist, dessen Antriebsmoment begrenzt ist, solange die Umfangsgeschwindigkeiten der Formpilzrolle (11) und der Druckbrust der Arbeitsrolle einander entsprechen, und dessen Antriebsmoment ansteigt, wenn die Umfangsgeschwindigkeit der Druckbrust die der Formpilzrolle unterschreitet. -z. Bördelmaschine nach Anspruch 1, . d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e.t , daß die Achse (18) der Arbeitsrolle (16) mittels einer Überholkupplung (19) mit einer Antriebsvorrichtung (Getriebemotor 2®) verbunden ist, und daß die durch diesen Antrieb gegebene Umfangsgeschwindigkeit der Arbeitsrolle die der Formpilzrolle 11 um ein geringes unterschreitet.