DE2003614A1

DE2003614A1 - Tool for bending deformable workpieces such as sheet metal or the like. In particular for manufacturing fuel assembly boxes for nuclear reactors

Info

Publication number: DE2003614A1
Application number: DE19702003614
Authority: DE
Inventors: Karl Koschatzky
Original assignee: MAN Maschinenfabrik Augsburg Nuernberg AG
Current assignee: MAN AG
Priority date: 1970-01-28
Filing date: 1970-01-28
Publication date: 1971-08-12
Also published as: FR2077372A1; FR2077372B1; US3705512A; DE2003614B2; GB1329951A; BE761205A

Description

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Maschinenfabrik Augsburg-NürnbergMaschinenfabrik Augsburg-Nürnberg

Aktiengesellschaft '
Zweigniederlassung NürnbergCorporation '
Branch office Nuremberg

Nürnberg, den 22.1.1970Nuremberg, January 22nd, 1970

Werkzeug zum Biegen von verformbaren Werkstücken wie Blechen oder dgl., insbesondere zum Herstellen von Brennelementkästen von,KernreaktorenTool for bending deformable workpieces such as sheet metal or the like, in particular for manufacturing of fuel assemblies from, nuclear reactors

Die Erfindung bezieht sich auf ein Werkzeug zum Biegen von verformbaren Werkstücken wie Blechen oder dgl„, insbesondere zum Herstellen von Brennelementkästen von Kernreaktoren mit einer auf einem Maschinentisch angeordneten Profilform und .einem das Werkstück in diese Form pressenden Stempel, wobei die Profilform den Abmessungen des zu gebenden Profils entspricht und an ihrer Abkantebene feste Backen sowie in ihrem Boden mindestens eine Öffnung für ein Auswerfwerkzeug aufweist.The invention relates to a tool for bending deformable workpieces such as sheet metal or the like, in particular for the manufacture of fuel assembly boxes for nuclear reactors with a profile shape arranged on a machine table and .a punch pressing the workpiece into this shape, wherein the profile shape corresponds to the dimensions of the profile to be given and fixed jaws on their folding plane as well as in its bottom has at least one opening for an ejector tool.

Es ist im Maschinenbau bekannt, mittels Abkantpressen, Biegemaschinen oder ähnlichen diverse Profile herzustellen und μ diese Profile aus Blechen, Kunststoffen oder anderen verformbaren Werkstücken zu fertigen. Bei Anwendung von Pressen bedient man sich für die Herstellung des erwünschten Profils vielfach einer Profilform und eines Stempels mittels letzterem das Werkstück in die Profilform eingepreßt wird. Um das Werkstück nach erfolgter Pressung aus der Profilform entfernen zu'können, sind, die Profilformen mit Auswerfern versehen, die je nach deren Ausbildung und Größe der auszuwerfenden Werkstücke pneumatisch, hydraulisch odfcr mechanisch betätigt werden können; Die für die Herstellung der gewünschten Profile verwendeten Profilformen weisenIt is known in the engineering, manufacture by means of press brakes, bending machines or similar various profiles and produce μ these profiles made of sheet metal, plastics or other deformable parts. When using presses, a profile shape is often used for the production of the desired profile and a punch, by means of the latter, the workpiece is pressed into the profile shape. In order to be able to remove the workpiece from the profile mold after pressing has taken place, the profile molds are provided with ejectors which, depending on their design and size of the workpieces to be ejected, can be actuated pneumatically, hydraulically or mechanically; The profile shapes used for the production of the desired profiles have

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die Form der herzustellenden Profile auf, wobei sie in der Regel eine Vertiefung enthalten, in die das Werkstück mittels des Stempels bis zum Erreichen der Profilform eingepreßt wird. Beim Einpressen des Werkstückes in die Profilform wird das Werkstück um den Stempel gezogen, wobei die Kanten von Backen, die an der Profilform vorgesehen sind, und den Ecken des Stempels gebildet werden. Zwar lassen sich mit diesen Maschinen diverse Profilformen herstellen,· indessen stößt man auf Schwierigkeiten, wenn man beispielsweise Profile herstellen will, die große Maßgenauigkeicen erfordern. Derartige Profile v/erden beispielsweise für die Herstellung der Elementkästen für die Brennstäbe von Kernreaktoren verwendet und zwar für die Herstellung solcher Kästen, die aus einzelnen Profilstücken durch Schweißen zusammengesetzt v/erden. Diese Elementkästen, die eine quadratische, rechteckige oder polygonale Querschnittsform haben können, erfordern für deren Herstellung Werkzeuge, die zum einen die hohe Maßgenauigkeit gewährleisten und zum andern die Herstellung der Elementteile, d.h. der einzelnen Profile ohne Beschädigung der Werkstücke ermöglichen. the shape of the profiles to be produced, with them in the Usually contain a recess into which the workpiece is pressed by means of the punch until it reaches the profile shape will. When the workpiece is pressed into the profile shape, the workpiece is drawn around the punch, with the Edges of jaws provided on the profile mold and the corners of the punch are formed. Let it be Various profile shapes can be produced with these machines, but difficulties are encountered when, for example Want to produce profiles that have great dimensional accuracy require. Such profiles are used, for example, for the manufacture of the element boxes for the fuel rods of nuclear reactors, specifically for the manufacture of such Boxes that are assembled from individual profile pieces by welding. These element boxes, the one can have square, rectangular or polygonal cross-sectional shape, require tools for their production, which on the one hand ensure the high dimensional accuracy and on the other hand the production of the element parts, i.e. the enable individual profiles without damaging the workpieces.

Hier setzt also die Erfindung ein, der die Aufgabe zugrunde liegt, ein Werkzeug zu schaffen, mittels dem hohe Genauigkeit bei Ausschaltung einer Beschädigung der Werkstücke die gewünschten Profile hergestellt werden können.This is where the invention comes into play, the object of which is to create a tool by means of which high accuracy if damage to the workpieces is eliminated, the desired profiles can be produced.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe bei einem Werkzeug der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß in Bewegungsrichtung dee Stempels unterhalb jeder Backe eine Nische vorgesehen ist, in der sich ein elastisches Widerlager befindet, und daß der Stempel ab seiner Biegeebene nach innen verlaufende Mantelflächen und in der Biegeebene selbst eine der herzustellenden Form entsprechende Mantelfläche aufweist, an der während des Preßvorganges desAccording to the invention, this object is achieved in a tool of the type mentioned in that in the direction of movement dee stamp below each jaw a niche is provided in which there is an elastic abutment is located, and that the punch from its bending plane inwardly extending circumferential surfaces and in the bending plane itself has a shell surface corresponding to the shape to be produced, on which during the pressing process of the

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Werkstückes unter ZwIschensolial-fcüng desselben ein als „Workpiece under the intermediary of the same as "

.Auswerfer und Gegendruckplatte fungierender Kolben-"an-" preßbar Ist. --..'■.Ejector and counter pressure plate acting piston "on" Is compressible. - .. '■

Durch diese. Maßnahmen, ist es möglich, Preßprofile .sowohl mit einer großen Maßgenauigkeit als auch ohne Beschädigung deren Wandteile einfach und billig herzustellen. Durch die Amiendung der elastischen Widerlager wird das Werkstück, meist ein Blech, schonend und genau um die I'orm des Stempels gebogen. Bei der Herstellung von Elementkästen für die Brennstäbe, die aus zwei oder mehreren Profilteilen;- gj ausaramengesetzt werden, ergibt sich durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Stempels der Vorteil, daß die-während des Preßvorganges nach innen gebogenen Schenkel vor dem Zusammenschweißen nach außen gebogen werden können, um auf diese Weise die im Material sich beiindenden Spannungen abzubauen. Dies ist bei Brennelementkästen insofern von entscheidender Bedeutung, als Verengungen in der lichten Weite der El em ent käst en. aus Gründen der verkantungsfreien Führung der Brennstäbe nicht hingenommen werden icönnen. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht in der Anwendung der elastischen Widerlager, da mittels dieser ein exaktes Biegen der Werkstücke um die Biegekanten des Stempels möglich ist. Darüber hinaus hat die Erfindung den Vorteil, daß mittels dieses Werkzeuges auch extrem lange Profilteile leicht und billig hergestellt werden könnet}.. Dies ist bei der Herstellung von Profilen, bei denen es sich in der Regel um eine Massenfertigung .handelt,-von entscneiüender Bedeutung.Through this. Measures, it is possible to use press profiles .sowohl with great dimensional accuracy as well as without damage their wall parts easy and cheap to manufacture. Through the At the end of the elastic abutment, the workpiece, usually a sheet metal, is gently and precisely around the shape of the stamp bent. In the manufacture of element boxes for the fuel rods, which consist of two or more profile parts; - gj are set out, results from the invention Formation of the stamp the advantage that the-during the pressing process inwardly bent legs can be bent outward before welding together to in this way the tensions in the material dismantle. This is of crucial importance in the case of fuel assembly boxes as there are constrictions in the clear width of the el em. for reasons of tilt-free Leadership of the fuel rods not accepted I will be able to. Another advantage of the invention consists in the use of the elastic abutment, since it is by means of this precise bending of the workpieces around the bending edges of the stamp is possible. In addition, the invention the advantage that with this tool even extremely long profile parts can be produced easily and cheaply} .. This is the case with the production of profiles, which are usually mass production despicable meaning.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand einer Biegepresse schematisch dargestellt. Es zeigt:In the drawing, an embodiment of the invention is shown schematically on the basis of a bending press. It shows:

irig. 1 einen Querschnitt durch eine Biegepresse mit einem vor dessen Verformung sich befindendenirig. 1 with a cross section through a bending press one before it is deformed

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Werkstück undWorkpiece and

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Biegepresse nach Fig. 1 mit dem verformten Werkstück.FIG. 2 shows a cross section through the bending press according to FIG. 1 with the deformed workpiece.

Das erfindungsgemäße Werkzeug "besteht im wesentlichen aus einer Profilform 1, die auf einem Maschinentisch 2, angebracht ist, einem in einer Öffnung 3 im Boden 4 der Profilform angeordneten und darin bewegbaren Kolben 5 sowie einem in die Profilform einpreßbaren Stempel 6. Bei diesem Werkzeug bildet die Profilform 1 das feststehende und der Stempel 6 das bewegbare Werkzeugteil, wofür der Stempel an einem Querhaupt 7 angebracht ist, mittels dem dieser von einer in der Zeichnung angedeuteten Preßeinrichtung b bewegt werden kann. Die Profilform 1, die der Querschnittsform des herzustellenden Profils entspricht und die bei diesem Ausführungsbeispiel dem Herstellen von U-Profilen dient, weist eine Sicke 9> die nach unten vom Boden 4 und dem Kolben 5 und seitlich von Nischen 10 begrenzt wird auf. Die Nischen 10 der Sicke 9 werden von Begrenzungswänden 11 und auf diesen angebrachten Backen 12 gebildet. Die Backen 12 bilden dabei die obere Ebene der Profilform 1 und sind auf den Begrenzungswänden 11 mittels Schrauben auswechselbar befestigt. Unterhalb der Backen befindet sich in jeder Nische 10 ein elastisches Widerlager 13, das je nach Art des herzustellenden Profiles als eine Gummikugel oder Gummiwalze ausgeführt sein kann. Beim Biegen von U-förmigen Schienen, wie sie z.B. für die Herstellung der Brennelementkästen verwendet werden, erstreckt sich die Sicke 9 über die ganze Länge des herzustellenden Profilkörpers, wobei sich auch die hier als Gummiwalzen verwendeten elastischen Widerlager 13 ebenfalls sich über die ganze länge der Sicke bzw. deren Nischen 10 erstrecken. Wie dem hier in Querschnitt dargestellten Werkzeug entnommen werden kann, weisen die elastischen Widerlager 13 kreisförmigen Querschnitt auf undThe tool according to the invention "consists essentially of a profile form 1 which is attached to a machine table 2, a piston 5 arranged in an opening 3 in the bottom 4 of the profile form and movable therein, and a punch 6 that can be pressed into the profile form the profile shape 1 is the stationary and the punch 6 the movable tool part, for which the punch is attached to a crosshead 7, by means of which it can be moved by a pressing device b indicated in the drawing which in this embodiment is used to produce U-profiles has a bead 9> which is delimited at the bottom by the bottom 4 and the piston 5 and laterally by niches 10. The niches 10 of the bead 9 are provided by boundary walls 11 and on them Jaws 12. The jaws 12 form the upper level of the profile shape 1 and are on the boundary wall nd 11 fastened interchangeably with screws. Below the jaws in each niche 10 there is an elastic abutment 13 which, depending on the type of profile to be produced, can be designed as a rubber ball or rubber roller. When bending U-shaped rails, such as those used for the production of fuel assemblies, the bead 9 extends over the entire length of the profile body to be produced, with the elastic abutment 13 used here as rubber rollers also extending over the entire length of the Bead or their niches 10 extend. As can be seen from the tool shown here in cross section, the elastic abutments 13 have a circular cross section and

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sie ragen mit einem Teil ihres Querschnittes, in den freien Raum der Sicke 9 hinein. Diese elastischen Widerlager 13, die in einem unbelasteten Zustand den Raum der Nischen 10 nicht voll ausfüllen, werden beim Einpressen des Werkstückes Ϊ4 in die Profilform 1 nach außen, also in die Nischen verdrängt. Das mittels des Stempels 6 zu verformende Werkstück 14 wird dabei auf die Backen 12 gelegt, und es wird im Anschluß daran der über dem Werkstück schwebende Stempel 6 an dieses angefahren. Um eine, glatte und genaue Verformung des Werkstückes 14 zu gewähr- μ leisten, wird gleichzeitig auch der Kolben 5, der neben ^v-part of their cross-section protrudes into the free space of the bead 9. These elastic abutments 13, which do not completely fill the space of the niches 10 in an unloaded state, are displaced outwards, that is to say into the niches, when the workpiece Ϊ4 is pressed into the profile shape 1. The workpiece 14 to be deformed by means of the punch 6 is placed on the jaws 12, and then the punch 6 floating above the workpiece is approached. A smooth and afford precise deformation of the workpiece 14 to warranty μ, is simultaneously the piston 5, in addition to ^v -

seiner Funktion als Auswerfer auch als Gegendruckplatte dient, an. das Werkstück angefahren· Kolben 5 und Stempel 6 werden auf das Werkstück 14 gedrückt und zwar derart, daß der Druck des Stempels den Druck des Kolbens über- its function as an ejector also serves as a counter pressure plate . the workpiece is approached Piston 5 and punch 6 are pressed onto workpiece 14 in such a way that the pressure of the punch exceeds the pressure of the piston.

- wiegt. Durch das Überwiegen des Druckes des Stempels 6' wird das Werkstück 14 allmählich in die Profilform eingesenkt, bis es nach Verdrängen der elastischen Widerlager 13 den Boden 4 der Profilform 1 erreicht hat. Durch die Anwendung der elastischen Widerlager 13 werden die nach oben ragenden Schenkel 15_f. 16(FIg. 2) des U-förmigen Profils an die nach innen abgeschrägten Mantelflächen 17 des Stempels 6 gepresßt. Diese nach innen gedrückten f - weighs. Due to the predominance of the pressure of the punch 6 ′, the workpiece 14 is gradually sunk into the profile shape until it has reached the bottom 4 of the profile shape 1 after the elastic abutment 13 has been displaced. By using the elastic abutment 13, the upwardly projecting legs 15 _f . 16 (FIG. 2) of the U-shaped profile is pressed against the inwardly beveled lateral surfaces 17 of the punch 6. These inwardly pressed f

Schenkel 15, 16 des Werkstückes 14 können bei einfaohen Werkstücken beim Ausfahren des Stempels 6 aus denselben wieder nach außen gerichtet wurden, wobei die in ihnenLegs 15, 16 of the workpiece 14 can simplify at Workpieces when extending the punch 6 from the same were directed outwards again, with those in them

, wohnende Spannung abgebaut wird. Bei Werkstücken 14 dagegen^ bei denen die hohe Maßgenauigkeit gefordert wird, empfiehlt es sich, die Werkstücke der Iiänge nach vom Stempel 6 abzuziehen und die nach ihnen gebogenen Schenkel 15» 1$ npch Abziehen vom Stempel nach außen zu biegen, d.h> g^a^Uüstellen, Das Ausstoße^, des gepreßten Werk- ι Stückes fl4 feann bei einfachen Werkstücken mittels des r Kolbens 5_f eier §etzt erneut von einer hydraulischen, pneumatischen oder mechanischen Einrichtung 18 nach oben , living tension is relieved. In the case of workpieces 14, on the other hand, for which high dimensional accuracy is required, it is advisable to pull the length of the workpieces off the punch 6 and to bend the legs 15 bent outwards after they are pulled off the punch, ie> g ^ a ^ Uüstellen, Das Ausstoße ^, of the pressed workpiece ι piece fl4 feann with simple workpieces by means of the r piston 5 _f eier §etzt again from a hydraulic, pneumatic or mechanical device 18 upwards

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bewegt wird, erfolgen. Das auf diese Weise hergestellte Werkstück 14 weist exakte Maße auf, ohne daß es dabei Schaden genommen hat. Um das Werkstück 14 schonend behandeln zu können, sind die Biegekanten 19 des Stempels im Bereich der Biegeebene, und es sind die Biegekanten 20 der Backen 12 ebenfalls im Bereich deren Biegeebene mit entsprechenden Abrundungen versehen. Der Grad der Abrundung richtet sich dabei nach dem Grad der gewünschten Querschnittsform und fällt in der Regel beim Herstellen eckiger Kästen relativ klein aus.is moved. The workpiece 14 produced in this way has exact dimensions without it Has been damaged. In order to be able to treat the workpiece 14 gently, the bending edges 19 of the punch are in the area of the bending plane, and the bending edges 20 of the jaws 12 are also in the area of their bending plane provided with appropriate roundings. The degree of rounding depends on the desired degree Cross-sectional shape and is usually relatively small when making angular boxes.

Pur das Herstellen langer Profile, wie beispielsweise UIementkästen mit etwa vier bis fünf Meter Länge empfiehlt es sich, zumindest den Stempel 6 aus einzelnen Teilen herzustellen, beispielsweise Meterstücken, die nach deren Zusammensetzen zum Zwecke einer genauen Bearbeitung gemeinsam nachbearbeitet werden. Der dem Ausstoßen der Werkstücke 14 bzw. Gegenpressen derselben dienende Kolben 5 kann ebenfalls der exakteren Bearbeitung wegen auch der Länge des Stempels 6 entsprechen. Dies hat den Vorteil, daß beim Gegenpressen des Werkstückes 14 dieses über seine ganze Länge gegengepreßt wird, so daß sich ^ Beulen oder dgl. nicht ausbilden können.Purely for the production of long profiles, such as UIement boxes with a length of about four to five meters, it is advisable to make at least the stamp 6 from individual parts, For example, meter pieces that after they have been put together for the purpose of precise processing can be reworked together. The piston used for ejecting the workpieces 14 or counterpressing them 5 can also correspond to the more precise machining because of the length of the punch 6. This has the advantage that when counter-pressing the workpiece 14 this is counter-pressed over its entire length, so that ^ Bumps or the like. Cannot form.

Das erfindungsgemäße Werkzeug dient der Herstellung von Preßprofilen annähernd beliebiger Form, ohne daß es dabei auf die Herstellung von Elementkästen bzw, deren Profilteile allein beschränkt bleibt. Das erfindungsgemäße Werkzeug wurde hier auch nur am Beispiel einer Presse für U-Profile erläutert. Selbstverständlich lassen sich mit- ₍ tels diesee Werkzeuges auch andere Profilarten herstellen, j wie beispielsweise mit polygonalem oder kreisbogenförmi- : gern Querschnitt. Da das erfindungsgemäße Werkzeug an beliebige, vorhandene Biegeaaschinen angebracht werden kann, ist hier auf die Beschreibung derartiger Maschinen verzichtet worden.The tool according to the invention is used to produce pressed profiles of almost any shape, without it being restricted to the production of element boxes or their profile parts alone. The tool according to the invention was only explained here using the example of a press for U-profiles. Blank course, with- _(means of diesee tool also prepare other types of profile, j, such as polygonal or kreisbogenförmi-. Like cross-section since the inventive tool can be attached to any existing Biegeaaschinen has been omitted here to the description of such machines.

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Claims

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Branch office Nuremberg

Nuremberg, January 22nd, 1970

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Tool for bending deformable workpieces such as M

Sheets or the like, in particular for the production of fuel assemblies of nuclear reactors with a profile shape arranged on a machine table and a punch pressing the workpiece into this shape, the profile shape corresponding to the dimensions of the profile to be given and at its folding plane or bending plane has fixed "jaws and at least one opening in their bottom for an ejector tool, characterized in that a niche (10) is provided below each jaw (12) in the direction of movement of the punch (6), in which an elastic abutment is provided (13) is located, and that the punch has inwardly extending jacket surfaces (17) from its bending plane and in the bending plane itself ™ a jacket surface corresponding to the shape to be produced, on which during the pressing process under ΖΛ-iischensciialtung of the workpiece (1.4) an as off -: "The piston (5) acting as the thrower and counter pressure plate can be pressed _.: -

2. Tool according to claim 1, characterized in that the elastic abutment (13) when deforming the Workpiece (14) in the niches (10). are displaceable.

3. Tool according to claim 1, characterized in that

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the lengths of the niches (10) correspond to the length of the workpiece (14) to be deformed.

4. Tool according to claims 2 and 3> characterized in that that the elastic abutments (13) extend over the entire length of the respective niche (10) and are designed as rubber balls or rubber rollers.

5. Tool according to claim 1 _f, characterized in that at least the jaws (12) facing edges of the punch (6) are rounded.

6. Tool according to claim 1, characterized in that the jaws (12) attached to the profile shape (1)
are interchangeable.

7. Tool according to claim 1, characterized in that the piston (5) extends over the entire length of the workpiece (14) to be deformed and in a groove located in the bottom (4) of the profile shape (1)
(eg opening 3) can be moved in the direction of movement of the punch (6).

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