DE19811717A1 - Rundbiegeeinrichtung - Google Patents

Abstract

Für eine Rundbiegeeinrichtung, insbesondere eine Dreiwalzen-Rundbiegeeinrichtung, für Bleche wird vorgeschlagen, daß eine Biegewalzenanordnung mit einer nichtlinear einstellbaren Biegelinie eingesetzt wird. Eine solche Biegewalzenanordnung kann insbesondere in Form einer Reihe von in Längsrichtung nacheinander angeordneten und durch verschiebbare Halterungen voneinander getrennten Teilwalzen aufgebaut sein. Die Einstellbarkeit der Biegelinie ermöglicht mit ein und derselben Rundbiegeeinrichtung eine präzise Kompensation der beim Biegevorgang auftretenden Durchbiegung der Oberwalze und damit eine Anpassung an verschiedene Biegeaufgaben mit nahezu beliebiger Kombination von Materialzusammensetzung, Materialdicke und gewünschtem Biegeradius im Rahmen der Möglichkeiten der gesamten Rundbiegeeinrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Rundbiegeeinrichtung mit einer Oberwalze, einer Unterwalze und einer Biegewalzenanordnung.

Bei derartigen Rundbiegeeinrichtungen für flaches Material, beispielsweise Bleche, insbesondere zur Formung von Rohren oder Rohrsegmenten, bei­ spielsweise Rinnen tritt mit zunehmenden Biegekräften eine Verformung der Oberwalze auf nach Art einer Wölbung der Walzenlängsachse von dem Biege­ bereich weg. Dies führt in dem gebogenen Material zu einer tonnenförmigen Auswölbung gegenüber einer geraden Rohrform.

Es ist bekannt, einer solchen unerwünschten Verformung dadurch zu begeg­ nen, daß die Biegewalze tonnenförmig ausgeführt wird. Die optimale Tonnen­ form ist aber schwierig zu bestimmten und zudem von Zusammensetzungen und Dicke des Ausgangsmaterials und von dem gewünschten Biegeradius ab­ hängig.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Rohrbiege­ einrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, welche bei einfachem und kostengünstigem Aufbau zuverlässig eine gewünschte Formgebung des gebo­ genen Materials ermöglicht.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 beschrieben. Die Unteransprüche ent­ halten vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung.

Durch die Einstellbarkeit der Biegelinie der Biegewalzenanordnung kann für jede Kombination von Materialzusammensetzung, Materialdicke und Biegera­ dius eine Einstellung der Biegelinie gefunden werden, die einem idealen Ver­ lauf der Biegelinie zumindest gut angenähert ist. Unter Biegelinie sei in diesem Sinne die im wesentlichen linienförmige Berührung des zugeführten Materials mit der Biegewalzenanordnung auf der der Oberwalze zugewandten Seite ver­ standen.

Die Einstellbarkeit betrifft insbesondere die Variationsmöglichkeit der Biegeli­ nie relativ zur Oberwalze und dabei wiederum vor allem die Möglichkeit, den Verlauf des Abstands der Biegelinie von der geraden Linie der ungewölbten Achse der Oberwalze gezielt nichtlinear einzustellen.

Der Biegewalzenanordnung wird dadurch eine an die jeweilige Anordnung an­ gepaßte Vorkrümmung zur Berücksichtigung der beim Biegevorgang auftreten­ den Verwölbung der Oberwalze aufgeprägt. Durch die Verstellbarkeit der Bie­ gelinie bzw. der Biegewalzenanordnung kann die problematische Vorgabe ei­ ner Wölbungskurve in Form einer tonnenförmigen Biegewalze entfallen und die optimale Einstellung kann insbesondere auch ohne Vorausberechnung iterativ gefunden werden, was vor allem für die Herstellung einer größeren Anzahl gleichartiger Produkte von Bedeutung ist.

Für die Herstellung von Einzelstücken oder wenigen Exemplaren kann nach z. B. tabellarisch vorgegebenen Einstellwerte für mehrere Einstellmittel zurück­ gegriffen werden. Zur vereinfachten Einstellung können solche Einstellmittel mit Skaleneinrichtungen versehen sein. Der übliche gerade Verlauf der Biege­ linie auf der Biegewalzenanordnung stellt einen Grenzfall der nichtlinearen Einstellung dar und ist als Einstellmöglichtkeit auch bei der erfindungsgemä­ ßen Einrichtung gegeben.

Die nichtlinear einstellbare Biegelinie enthält vorzugsweise mehrere Linienab­ schnitte, die insbesondere in sich einen im wesentlichen geraden Verlauf auf­ weisen und durch Trennstellen voneinander separiert sein können.

Vorzugsweise ist die Einstellbarkeit der Biegelinie dadurch gegeben, daß die Biegewalzenanordnung aus mehreren in Längsachsenrichtung nacheinander angeordneten Teilwalzen gegebenenfalls unter Zwischenfügen von Trennstel­ len bildenden Mitteln aufgebaut ist. Die Linienabschnitte der einstellbaren Bie­ gelinie liegen auf den Oberflächen der Teilwalzen. Die Teilwalzen weisen in sich jeweils vorzugsweise eine kreiszylindrische Walzenoberfläche auf und sind vorteilhafterweise gleich dimensioniert.

Die Teilwalzen können vorteilhafterweise in jeweils zwischen zwei benachbarte Teilwalzen ragenden Halterungen gelagert sein. Zur Verstellung der Biegelinie sind dann vorteilhafterweise die Halterungen quer zu den Richtungen der Längsachsen der Teilwalzen individuell verschiebbar. Die Halterungen sind innerhalb eines Verstellbereichs in mehreren Positionen, vorzugsweise in kon­ tinuierlich veränderbaren Positionen festlegbar.

Die Verstellbarkeit der Biegewalzenanordnung in sich zur Erzielung einer ein­ stellbaren Biegelinie ist unabhängig von der an sich gebräuchlichen kollektiven Verschiebung der gesamten Biegewalzenanordnung bezüglich der Oberwalze, beispielsweise in Form einer Kippbewegung um die Achse der Unterwalze. Ei­ ne solche Verschiebung der gesamten Biegewalzenanordnung, welche haupt­ sächlich den Biegeradius bestimmt, ist vorzugsweise zusätzlich zu der Ver­ stellbarkeit der Biegewalzenanordnung in sich vorgesehen.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ist vor der Biegewalzenanordnung dem zugeführten Werkstück zugewandt eine Umlenkeinrichtung vorgesehen, welche eine in Biegerichtung weisende Führungsfläche umfaßt. Die Vorder­ kante des zugeführten Werkstücks läuft schräg an die Führungsfläche und wird in den Bereich zwischen Biegewalzenanordnung und Oberwalze umgelenkt. Hierdurch wird auch bereits der anfängliche Werkstückabschnitt im Bereich der Vorderkante des Werkstücks umgebogen und der nicht gleichmäßig gebogene Anbug des geformten Produkts verkürzt.

Die Umlenkeinrichtung ist vorzugsweise keilförmig ausgebildet und kann vor­ teilhafterweise in Form mehrerer über die Oberfläche der Teilwalzen hinausra­ gender Fortsätze an den Halterungen für die Teilwalzen ausgeformt sein. In die Führungsfläche sind vorteilhafterweise Biegerollen integriert, welche die Rei­ bung des Werkstücks auf der Führungsfläche reduzieren. Der Durchmesser der Biegerollen ist wesentlich kleiner als der Durchmesser der Teilwalzen. Der Durchmesser der Teilwalzen der Biegewalzenanordnung ist wiederum deutlich kleiner als der Durchmesser von Oberwalze und Unterwalze, so daß die Bie­ gewalzenanordnung tief zwischen Oberwalze und Unterwalze eingreifen kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Abbildungen noch eingehend veranschaulicht. Da­ bei zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Rundbiegeeinrichtung

Fig. 2 einen ersten Schnitt durch eine Anordnung nach Fig. 1

Fig. 3 einen zweiten Schnitt durch eine Anordnung nach Fig. 1

Bei der in Fig. 1 dargestellten Draufsicht auf eine Rundbiegeeinrichtung oder einen Ausschnitt aus einer solchen ist die Oberwalze zur besseren Darstellung der erfindungsgemäßen Biegewalzenanordnung weggelassen. Eine um eine im Regelfall horizontale Achse drehbare Unterwalze UW ist im Maschinengehäu­ se G drehbar gelagert. Die Lage der in Fig. 1 nicht eingezeichneten Oberwalze ist in den Schnittbildern nach Fig. 2 und Fig. 3 ersichtlich. Die Oberwalze OW ist auf einer gleichfalls im Maschinengehäuse gelagerten Welle um eine Achse AO drehbar. Die Drehachsen AO der Oberwalze OW und AU der Unterwalze UW verlaufen parallel. Der Abstand zwischen den beiden Drehachsen AO und AU ist zur Anpassung an die Dicke des zugeführten Werkstücks W veränder­ bar, was durch den Doppelpfeil R4 in Fig. 3 angedeutet ist. Oberwalze und Unterwalze drehen sich gegensinnig und sind typischerweise in ihrer Drehbe­ wegung durch ineinandergreifende Zahnräder gekoppelt. Die aus mehreren Teilwalzen TW bestehende Biegewalzenanordnung ist über Halterungen H, eine Trägerplatte TP und einen Querträger QT fest mit zwei seitlich der Unter­ walze angeordneten Lagerplatten LP verbunden. Der Radius der Teilwalzen ist deutlich geringer als die Radien von Oberwalze OW und Unterwalze UW, so daß die Biegewalzenanordnung tief zwischen Oberwalze und Unterwalze ein­ greifen kann.

Die Lagerplatten LP sind samt den Trägerplatten TP, den Halterungen H und der Biegewalzenanordnung um die Drehachse AU der Unterwalze UW kippbar so daß die Lage der Biegewalzenanordnung bezüglich der Oberwalze OW va­ riiert werden kann. Die Kippbewegung der Lagerplatten ist in Fig. 3 durch den Doppelpfeil R2 angedeutet. Eine Kipposition kann beispielsweise durch nicht eingezeichnete exzentrisch gelagerte Abstützmittel bestimmt werden.

Ein in Fig. 2 zwischen Oberwalze OW und Unterwalze UW in Pfeilrichtung R3 eingeführtes Wertstück W, insbesondere ein ebenes Blech stößt beim Einfüh­ ren auf eine Führungsfläche FF eines in Richtung des Werkstücks über die Walzenoberfläche der Biegewalzenanordnung hinausragenden Keils K, der als Verlängerung der Halterung H ausgebildet ist. Die Führungsfläche FF ist als schräg in Biegerichtung weisende ebene oder gekrümmte Fläche ausgeführt und lenkt die Vorderkante des Werkstücks W in den Bereich zwischen Ober­ walze und Biegewalzenanordnung um. Innerhalb der Führungsfläche FF ist eine Biegerolle kleinen Durchmessers eingefügt, die beispielsweise in einem zur Führungsfläche teilweise offenen Lagerkäfig gleitend geführt ist und ge­ ringfügig über die Führungsfläche hinausragt. Die Biegerolle BR vermindert die Reibung der Werkstückvorderkante auf der Führungsfläche.

Die Vorderkante des Werkstücks wird durch die Führungsfläche und die Biege­ rolle auf die Oberfläche der Teilwalzen TW der Biegewalzenanordnung gelei­ tet, die im oberen Abschnitt der Führungsfläche über diese hinausragen und nach Aufliegen des Werkstücks auf den Oberflächen der Teilwalzen der Bie­ gewalzenanordnung das Werkstück von der Führungsfläche FF abheben. Die unterbrochene Linie P zeigt den Verlauf des rohrförmig gebogenen Produkts nach Durchlaufen der Rundbiegeeinrichtung. Die Führungsfläche FF an dem Keil K verkürzt den nicht gleichförmig gekrümmten sogenannten Anbug AN.

In der Draufsicht nach Fig. 1 ist der Aufbau der Biegewalzenanordnung aus mehreren in Längsrichtung nacheinander angeordneten Teilwalzen unter Zwi­ schenfügung von Halterungen H als Trennstellen deutlich ersichtlich. Auch endständig zu der Biegewalzenanordnung sind gleichartige Halterungen H vorgesehen. Die Teilwalzen TW sind in den Halterungen H drehbar gelagert, was für die linke Teilwalze angedeutet ist. Die Halterungen H seien quer zu den Längsachsen der Teilwalzen in Richtung R1 verschiebbar. Die Verschieb­ barkeit ist durch Langlöcher LL, in welche Befestigungsmittel BM, beispielswei­ se Schrauben, eingesetzt sind, gegeben. Die Lagerung der Teilwalzen TW in den Halterungen sei so ausgeführt, daß eine geringfügige Verkippung der Längsachse der jeweiligen Teilwalze möglich ist. Für die beiden mittleren Hal­ terungen H ist mit unterbrochener Linie im Bereich der keilförmigen Fortsätze mit den Führungsflächen FF und den Biegerollen BR eine Verschiebung in Richtung eines tieferen Eingriffs zwischen Oberwalze und Unterwalze ange­ deutet. Die endständigen Halterungen sollen dabei nicht verschoben werden, so daß sich eine Verkippung der beiden äußeren Teilwalzen TW und eine nichtlineare Vorderkante der zusammengesetzten Biegewalzenanordnung ent­ sprechend der punktierten Linie BLN gegenüber der zuvor als linear ange­ nommenen Vorderkante BLL ergibt. Die Vorderkanten BLN und BLL sollen stellvertretend für die Biegelinien auf der Biegewalzenanordnung stehen, wenngleich korrekterweise diese Biegelinien aufgrund des schrägen Aufliegens des Werkstücks auf der Biegewalzenanordnung gegenüber den Vorderkanten der Biegewalzenanordnung nach hinten zurückgesetzt sind.

Die durch lineare und durch Trennstellen an den Halterungen separierte Lini­ enabschnitte zusammengesetzte nichtlineare Biegelinie BLN nähert eine Aus­ wölbung der Biegewalzenanordnung in Richtung der Oberwalze OW an, wel­ che ihrerseits durch die beim Biegevorgang auftretenden Kräfte eine gegen­ über der Biegewalzenanordnung ausweichende Auswölbung erfährt. Bei opti­ maler Einstellung der Position der in Richtung R1 verschiebbaren Halterungen kompensieren sich die bewußt gewählte Verwölbung der Biegelinie BLN und die unvermeidliche Auswölbung der Oberwalze so, daß das nach dem Verlauf P gebogene Produkt den gewünschten gleichmäßigen Biegeradius über die gesamte Breite der Biegevorrichtung aufweist.

Zur definierten und im Regelfall bezüglich der Mitte der Arbeitsbreite des Ge­ räts symmetrischen Positionierung der Halterungen H innerhalb des Verschie­ bebereichs in Verschieberichtung R1 kann eine Skaleneinrichtung für die Ver­ schiebung, beispielsweise in Form einer Skala SK auf dem Querträger und ei­ ner Markierung M an den Halterungen vorgesehen sein, wobei zur Erhöhung der Genauigkeit bei der Einstellung die Skala und die Markierung nach Art ei­ nes Nonius aufeinander abgestimmt sein können.

In Fig. 1 sind die Schnittebenen A-A und B-B entsprechend den Schnittbildern in Fig. 3 bzw. Fig. 2 eingezeichnet.

Die Länge der Teilwalzen TW ist vorteilhafterweise wesentlich größer als die Breite der als Trennstellen wirkenden Halterungen H und beträgt insbesondere (abweichend von der nicht maßstabsgerechten Darstellung in Fig. 1) minde­ stens das Dreifache der Breite der Halterungen. Die Länge der Teilwalzen liegt typischerweise in der Größenordnung von 10 bis 30 cm. Das Maß der Auswöl­ bung der Anlagekante gegenüber einem linearen Verlauf liegt für eine Arbeits­ breite von 1 m typischerweise im Bereich bis 5 mm.

Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausfüh­ rungsbeispiel beschränkt, sondern im Rahmen fachmännischen Könnens in mancherlei Weise abwandelbar. Beispielsweise können die Teilwalzen TW in ihrer Ausdehnung in Längsrichtung der Biegewalzenanordnung auch wesent­ lich kürzer sein oder in sich in eine kompakte Gruppe von weiter unterteilten Walzenabschnitten gegliedert sein. Die Biegewalzenanordnung kann aber auch über ihre gesamte Länge aus kurzen Walzenabschnitten ohne die breiten Halterungen aufgebaut sein. Die Lagerung der Walzenabschnitte kann bei­ spielsweise in einer nach vorne offenen Führungsleiste nach Art eines Füh­ rungskäfigs realisiert sein, wobei die Leiste beispielsweise auch kontinuierlich durchbiegbar und von hinten in der Durchbiegung unterstützt sein kann. Die Werkstücke sind nicht notwendigerweise eben, sondern können in an sich be­ kannter Weise auch eine Profilierung in Form einer Sicke oder dgl. aufweisen.

Oberwalze und Unterwalze können zur besonderen Formgebung des fertigen Produkts beispielsweise in Form einer Stufung oder Rändelung noch beson­ ders geformte aufeinander abgestimmte Abschnitte innerhalb der Arbeitsbreite aufweisen. Die Erfindung ist bevorzugt bei Dreiwalzen- und Biegeeinrichtungen anwendbar, aber auch auf Rundbiegeeinrichtungen mit beispielsweise vier Walzen übertragbar.

Claims (10)

1. Rundbiegeeinrichtung mit einer Oberwalze, einer Unterwalze und einer Bie­ gewalzenanordnung, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewalzenanord­ nung eine nichtlinear einstellbare Biegelinie aufweist.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegelinie der Biegewalzenanordnung eine Kette von Linienabschnitten mit gegebe­ nenfalls eingefügten Trennstellen zwischen zwei Linienabschnitten bildet.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß einer oder meh­ rere der Linienabschnitte in sich linear sind.

4. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewalzenanordnung aus mehreren entlang der Biegelinie ange­ ordneten Teilwalzen besteht.

5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilwalzen kreiszylindrische Oberflächenform besitze.

6. Einrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Teil­ walzen durch einzeln verschiebbare Halterungen getrennt sind.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch Ska­ leneinrichtungen für die Einstellung der Biegelinie.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch eine vor die Biegewalzenanordnung ragende Umlenkeinrichtung mit einer in Bie­ gerichtung weisenden Führungsfläche

9. Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenkein­ richtung an den verstellbaren Halterungen angeformte Keile umfaßt.

10. Einrichtung nach Anspruch 8 oder 9, gekennzeichnet durch Führungsrollen in der Führungsfläche.