DE2033819A1

DE2033819A1 - Bending sheet-metal - in boiler making process

Info

Publication number: DE2033819A1
Application number: DE19702033819
Authority: DE
Inventors: Gerhard 5931 Netphen Sieg M Konig
Original assignee: Konig & Co GmbH, 5931 Netphen
Priority date: 1970-07-08
Filing date: 1970-07-08
Publication date: 1972-01-20

Abstract

Device has hydraulically inter-connected opposing formers, whose active side has higher thrust force than that of the passive element. By using a programmed valve switch gear a wide range of curvature pattern is obtained. It saves time in machine setting and reduces material damage.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von metall insbesondere fUr die Herstellung von Kesselboden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von metall, insbesondere für die Herstellung von Kesselböden, wobei eine Anzahl aktiver, mit Preßstempeldruck beaufschlagbarer Gesenkelemente und eine weitere Anzahl von passiven, entsprechend dem gewünschten Umriß des Vlerkstückes einstellbaren Gesenkelementen vorgesehen sind.Method and device for bending metal, in particular for Manufacture of boiler bottom The invention relates to a method and a Device for bending metal, especially for the manufacture of boiler bottoms, a number of active die elements which can be acted upon by ram pressure and a further number of passive ones, corresponding to the desired outline of the workpiece adjustable die elements are provided.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art (US-Patentschrift 1 156 062) ist das Untergesenk aus diesen aktiven Gesenkelementen aufgebaut, wobei die passiven Gesenkelemente aus Ringen bestehen, deren Höhenlage einstellbar st und die sich an einem mittleren Ring abstützen. Die Höheneinstellung wird durch Verdrehen der Ringe mittels. llandrader bewirkt. In a known device of this type (US Pat. No. 1,156 062) the lower die is made up of these active die elements, with the passive die elements consist of rings, the height of which is adjustable and st which are supported on a middle ring. The height adjustment is made by twisting of the rings by means of. llandrader causes.

Die aktiven Gesenkelemente sind als schwenkbare Sattel ausgebildet und können mittels jeweils einer zugeordneten Hydraulikeinrichtung bewegt werden. Zur gerstellang von Tank oder Keaselböden wird das Untergesenk entsprechend der Form des gewünschten Werkstückes eingestellt, und nachdem das zu bearbeitende Werkstück eingelegt worden ist, wird es mitte;ls des aus den einzelnen Sattelkörpern bestehenden Obergesenkes in das Untergesenk gedrückt, so daß es dessen Form annimmt Bei der bekannten etallbiegemaschine ist die Einstellung der Form des Werkstückes umständlich und zeitraubend.The active die elements are designed as swiveling saddles and can each be moved by means of an associated hydraulic device. For the gerstellang of tank or keasel bottoms the lower die is made according to the Shape of the desired workpiece set, and after the workpiece to be machined has been inserted, it will be in the middle of that consisting of the individual saddle bodies Upper die pressed into the lower die, so that it assumes the shape of the known metal bending machine, setting the shape of the workpiece is cumbersome and time consuming.

Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß das zu verformende Werkstück beim Biegen ungleichmäßig beansprucht wird, was zu Rißbildungen und damit Ausschuß führt.Another disadvantage is that the workpiece to be deformed is unevenly stressed when bending, resulting in cracks and thus rejects leads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, so daß Tank- oder Kesselböden oder ähnliche Werkstücke mit unterschiedlichen Krummungen und Größen mit demselben Werkzeug hergestellt werden können, wobei die Beanspruchung des Werkstückes während seiner Herstellung relativ schonend ist. The invention is based on the object of a method and a To create device so that tank or boiler bottoms or similar workpieces with different curvatures and sizes can be produced with the same tool can, whereby the stress on the workpiece during its manufacture is relative is gentle.

Die gestellte Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die passiven Gesenkelemente entsprechend einem eingegebenen Programm bezüglich ihrer Lage zueinander einstellbar sind. The problem posed is achieved in that the passive die elements their position relative to one another can be set according to an entered program are.

Wenn demnach beispielsweise von einem flachen Rohwerkstück ausgegangen wird, dann werden die inden der passiven Gesenkelemente zunächst entsprechend einer Ebene zueinander ausgerichtet, und die passiven Gesenkelemente weichen allmählich immer itr zurück, bis sie die gewünschte Form des fertigen Werkstückes einnehmen. Während dieses Zurückweichens pressen die aktiven Gesenkelemente das Werkstück auf die passiven Gesenkelemente, so daß die Biegearbeit ebenfalls allmählich erfolgt.If, for example, a flat raw workpiece is assumed then the indices of the passive die elements first aligned with one another according to a plane, and the passive die elements gradually recede until they have the desired shape of the finished workpiece take in. During this retreat, the active die elements press the Workpiece on the passive die elements, so that the bending work also gradually he follows.

Nach einer teiterbildung der Jrfindung wird das Prograsrl aufgrund der Abtastung sich zeitlich ändernder und allmählich an den Umriß des Werkstückes angenäherter Kurven gebildet. After a further development of the invention, the program is based on the scanning changes over time and gradually to the contour of the workpiece approximated curves formed.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, daß die passiven Gesenkelemente durch Hydraulikeinrichtungen abgestützt sind, deren Stützkraft bei geöffnetem Hydraulikzylinder kleiner ist als die Vorschubkraft der gegenüberstehenden aktiven Gesenkelemente, jedoch als Reaktionskraft bei ab:esperrtem ITdraulikzylinder der Vorschubkraft der aktiven Gesenkele.ente gleichkommt, und daß eine Programmsteuereinrichtung zum Öffnen und Absperren der Hydraulikzylinder der passiven Gesenkelemente vorgesehen ist. A device for carrying out the method is characterized in that that the passive die elements are supported by hydraulic devices, their Support force when the hydraulic cylinder is open is less than the feed force of the opposing active die elements, but as a reaction force when it is blocked ITdraulic cylinder equals the feed force of the active die element, and that a program control device for opening and locking the hydraulic cylinder the passive die elements is provided.

Die Abstützung der passiven Gesenkelemente mittels Hydraulikzylinder erlaubt, eine nachgiebige Gesenkhälfte aufzubauen, wobei die Nachgiebigkeit durch die 'rogrammsteuereinrichtung steuerbar ist und bei Erreichen der gewünschten Werkstückform ausgeschaltet wird. The support of the passive die elements by means of hydraulic cylinders allows a compliant die half to be built, with the compliance through the program control device is controllable and when the desired workpiece shape is reached is turned off.

Nach einer Weiterbildung der BrSindung weist die Programmsteuereinrichtung eine Schablone, eine Blattfeder und Steuerstangen mit Endschaltern auf, und die Schablone gibt mindestens ein Teilstück des Umrisses des werkstückes wieder, während die Blattfeder in Richtung auf die Schablone bewegbar und an diese anpreßbar ist und die Endschalter beim Auflaufen der Steuerstangen auf die Blattfeder betätigbar sind. Durch die Bewegung der blattfeder in Richtung auf die Schablone werden immer neue Kurven gebildet, die von den Steuerstangen abgetastet werden, so daß sich die passiven Gesenkelemente immer der eingestellten Umrißlinie der Blattfeder und schließlich der Schablone annähern. According to a further development of the connection, the program control device a template, a leaf spring and control rods with limit switches, and the Stencil there at least part of the outline of the workpiece again, while the leaf spring is movable towards and against the template can be pressed and the limit switch when the control rods run against the leaf spring are operable. By moving the leaf spring towards the template always new curves are formed, which are scanned by the control rods, so that the passive die elements always follow the set outline of the leaf spring and finally approach the template.

Bei einer Ausgestaltung der erfindung ist das eine Kunde der Blattfeder an der Schablone befestigt und das andere bnde mit einer Verschiebeeinrichtung, dessen Verschiebegeschwindigkeit einstellbar ist, verbunden. Die Verschiebeeinrichtung kann aus einer stufenlos regelbaren Hydraulikzylinder-Kolben-Einheit bestehen. Bci einer insbesondere zur Herstellung von Tank- und Kesselböden angepaßten Ausführungsform der Zrfindung bestehen die Gesenkeler,lento,-wenigstens teilweise, aus konzentrisch angeordneten Ringen Zweckmäßig stehen sich die Ringe des Ober- und Untergesenkes gegenüber. In one embodiment of the invention, this is a customer of the leaf spring attached to the template and the other band with a sliding device, whose displacement speed is adjustable, connected. The sliding device can consist of an infinitely variable hydraulic cylinder-piston unit. Bci an embodiment especially adapted for the production of tank and boiler bottoms According to the invention, the Gesenkeler, lento, - at least partially, consist of concentric Arranged rings The rings of the upper and lower dies are expediently aligned opposite to.

Zur Schonung des Jerkstückes ist es vorteilhaft, wenn die Ringe der passiven Gesenkelemente im Bereich ihrer Arbeitsenden mit zunehmendem Durchmesser nach außen gewölbt sind, während die Ringe der aktiven Gesenkelemente im Bereich der Arbeitsenden mit abnehmendem Durchmesser nach außen gewölbt sind.To protect the jerk piece, it is advantageous if the rings of the passive die elements in the area of their working ends with increasing diameter are curved outwards, while the rings of the active die elements in the area the working ends are curved outwards with decreasing diameter.

Ein zweckmäßiger Aufbau der Maschine besteht darin, daß sich die aktiven Gesenkelemente unter Zwischenfügung der zugehörigen Freßstempel-Hydraulikeinrichtung an einer unteren Maschinentraverse abstützen, während die passiven Gesenkelemente unter Zwischenfügung der Gegenhalter-Hydraulikeinrichtung an einer oberen Liaschinentraverse gehalten werden. Hierbei können die Schablone und die 31attfeder der nrogrammsteuereinrichtung oberhalb der oberen Nasohinentraverse angeordnet werden, so daß eine Anpassung der Maschine an unterschiedliche Werkstückformen durch raschen Austausch der Schablone und gegebenenfalls der Blattfeder -- diese sind sehr gut zugänglich -- durchgeführt werden kann. An expedient construction of the machine is that the active die elements with the interposition of the associated feeding stamp hydraulic device on a lower machine crossbeam, while the passive die elements with the interposition of the counter-holder hydraulic device on an upper line crossbeam being held. Here, the template and the spring of the program control device above the upper nasal crossbar can be arranged, so that an adjustment of the machine to different workpiece shapes by quickly exchanging the template and, if necessary the leaf spring - these are easily accessible - can be carried out.

Zur Schonung des Werkstückes kann zwischen den aktiven und passiven Gesenkelomenten außer dem zu verformenden Werkstück noch eine biegsame Stützschicht eingelegt werden. To protect the workpiece, you can choose between active and passive In addition to the workpiece to be deformed, there is also a flexible support layer be inserted.

Die erfindung wird nunmehr anhand der Zeichnung im einzelnen erläutert. Dabei zeigt: Fig. 1 die Ausgangslagè der neuen Vorrichtung, Fig. 2 die Sndlagen der neuen Vorrichtung nach Herstellung eines .erkstückes, Fig-. 3 einen Schnitt entlang der Linie 111-111 in Fig. 1, während Fig. 4 drei unterschiedliche Formen der Enden von Gesenkelementen darstellt, i aus Fig. 1 ersichtlich, weist die neue Vorrichtung eine untere Traverse 1, eine obere Traverse 2 und vier Säulen 3 zur Verbindung der oberen und unteren Traverse auf. Auf der unteren Traverse 1 stützt sich eine Reihe von Freßstempel-Hydraulikeinrichtungen 4 ab, deren Kolben auf Ringe 5 bis 11 bzw. auf einen Kolben 12 einwirken, Es sind jeweils mehrere Kolben 4 pro Ring vorgesehen, so daß ein Kippen der Ringe vermieden wird. An ihrem oberen Arbeitsende sind die Ringe 5 bis 11 abgerundet, und zwar am inneren Durchmesser des jeweiligen Ringes. The invention will now be explained in detail with reference to the drawing. It shows: Fig. 1 the starting position of the new device, Fig. 2 the end positions the new device after the production of a .erkstückes, Fig-. 3 a section along the line 111-111 in Fig. 1, while Fig. 4 shows three different shapes represents the ends of die elements, i can be seen from Fig. 1, the new Device a lower cross member 1, an upper cross member 2 and four columns 3 for Connection of the upper and lower traverse. On the lower traverse 1 is based a number of Eßstempel-hydraulic devices 4 from whose pistons on rings 5 to 11 or act on a piston 12, there are several pistons 4 per Ring provided so that tilting of the rings is avoided. At her upper end of work the rings 5 to 11 are rounded, namely on the inner diameter of the respective Ring.

An der oberen Traverse 2 ist eine Reihe von Gegenhalter-Hydraulikeinrichtungen 14 aufgehängt, die mit ihren Kolber auf konzentrisch zueinander angeordneten Ringen 15 bis 21 bzw. On the upper traverse 2 is a number of hydraulic counterholder devices 14 suspended with their pistons on concentrically arranged rings 15 to 21 or

auf einen Kolben 22 einvtirken. Die Arbeit senden der Ringe 15 bis 21 sind ebenfalls abgerundet, diesmal jedoch an der Seite des größeren Durchmessers. Auf der Rückseite der Ringe 15 bis 21 bzw. auf dem Kolben 22 stützen sich Steuerstangen 25 bis 32 ab, von denen in ig. 1 und 2 nur eine (27) gezeigt ist. Die Steuerstangen stehen in einer Reihe, wie sich aus Fig. 3 ergibt, Am oberen ,Jnde der Steuerstangen 25 bis 32 sind Endschalter 35 bis 42 angebracht, von denen einer (37) in Fig. 1 und 2 dargestellt ist. Der auf der Steuerstange 25 sitzende vndsehalter steuert den Zu- und Abfluß von Hydraulikfiüssigkeit für die Gegenhalter-Hydraulikeinrichtungen des Ringes 15, der Endschalter der- Steuerstange 16 steuert die Gegenhalter-Hydraulikeinrichtungen des Ringes 16, usw.act on a piston 22. The work send the rings 15 to 21 are also rounded, but this time on the side of the larger diameter. Control rods are supported on the back of the rings 15 to 21 or on the piston 22 25 to 32, of which in ig. 1 and 2 only one (27) is shown. The control rods stand in a row, as can be seen from Fig. 3, at the upper, Jnd of the control rods 25 to 32 limit switches 35 to 42 are attached, one of which (37) in FIG. 1 and FIG. 2 is shown. The vndsehalter sitting on the control rod 25 controls the inflow and outflow of hydraulic fluid for the counterholder hydraulic devices of the ring 15, the limit switch of the control rod 16 controls the counterholder hydraulic devices of the ring 16, etc.

Oberhalb der Steuerstangen ist eine Blattfeder 45 angeordnet, deren eines Ende bei 46 mit einer Schablone 47 verbunden ist, während das andere Ende bei 48 an eine Hydraulikkolben-Zylindereinheit 50 angelenkt ist. Die Sohablone 47 ist an einem Joch 51 austauschbar befestigt. Auch die Blattfeder 45 kann gegebenenfalls gegen eine solche von veränderter Biegsamkeit ausgetauscht werden. Die hydraulische Kolben-Zylindereinheit 50 ist schwenkbar an einem Arm 52 aufgehängt. Die Verschiebegeschwindigkeit des Kolbens der lXinheit 50 kann mittels eines Rengenreglers der Förderpumpe bzw mittels eines Magnetsteuerschiebers eingestellt werden. Above the control rods a leaf spring 45 is arranged, the one end is connected at 46 to a template 47, while the other end is articulated at 48 to a hydraulic piston-cylinder unit 50. The template 47 is attached to a yoke 51 interchangeably. The leaf spring 45 can optionally be exchanged for one of modified flexibility. The hydraulic The piston-cylinder unit 50 is pivotably suspended from an arm 52. The moving speed of the piston of the unit 50 can be controlled by means of a Rengen controller of the feed pump or can be adjusted by means of a magnetic control slide.

Die von den Kolbenzylindereinheiten 4 entwickelte Kraft ist etwas größer als die von den Kolbenzylinderein heiten 14 gelieferte Kraft, es sei denn, die Zylinder 14 sind abgesperrt, wonach sich gemäß dem Prinzip actio ist gleich reactio gleiche @räfte einstellen. Die Kolben 4 drängen somit die Kolben 14 zurück, sofern nicht die zugehörigen Zylinder der Kolben 14 abgesperrt werden. Die Ringe 5 bis 11 und der Kolben 12 stellen somit aktive Gesenkelemente dar, während die Ringe 15 bis 21 zusammen mit dem Kolben 22 passive Gesenkelemente bilden. The force developed by the piston-cylinder units 4 is a little larger than that of the piston cylinders 14 power supplied, unless the cylinders 14 are blocked, after which, according to the principle actio is the same reaction set the same forces. The pistons 4 thus urge the pistons 14 back unless the associated cylinders of the pistons 14 are shut off. The rings 5 to 11 and the piston 12 thus represent active die elements while the rings 15 to 21 together with the piston 22 form passive die elements.

Der betrieb der Vorrichtung ist wie folgt: Auf das durch die Ringe 5 bis 11 und den Kolben 12 ebildete Untergesenk wird eine Stitzfolie 55'aufgelegt, die aus Folyamidgummi oder -pappe bestehen kann und deren Rand gegebencnfalls geschlitzt ist, um sich besser der sphärischen Form anzupassen. Auf die Stützfolie 55 wird das rohe Werkstück 56 aufgelegt und Gesenkoberteil und -unterteil einander genähert. Die Hydraulikkolben 4 drängen die Hydraulikkolben 14 zurück, so daß die Steuerstangen 25 bis 32 an der Blattfeder 45 anstoßen. Dies führt zu einer Auslösung der den jeweiligen Steuerstangen zugeordneten Endschalter und damit zu einem Absperren der Zylinder der entsprechenden Kolbenzylindereinheiten 14. Das Obergesenk verharrt deshalb in einer Lage, wie sie der Umrißlinie der Blattfeder 45 entspricht. Diese Umrißlinie der Blattfeder 45 wird dadurch allmählich verändert, daß das Ende 48 der Biattfeder 45 von der Kolbenzylinder'inheit 50 angehoben wird. The operation of the device is as follows: On that by the rings 5 to 11 and the lower die, which forms the piston 12, a foil 55 'is placed on it, which can consist of polyamide rubber or cardboard and the edge of which is slotted if necessary is to better adapt to the spherical shape. Is on the support film 55 the raw workpiece 56 is placed and the upper and lower parts of the die are brought closer to one another. The hydraulic pistons 4 push the hydraulic pistons 14 back, so that the control rods 25 to 32 abut the leaf spring 45. This leads to a triggering of the respective Control rods assigned limit switches and thus to shut off the cylinder of the corresponding piston-cylinder units 14. The upper die therefore remains in a position as it corresponds to the outline of the leaf spring 45. This outline the leaf spring 45 is gradually changed that the end 48 of the Biattfeder 45 is raised by the piston cylinder unit 50.

Je nach der Größe des Werkstückes wird eine Anhebegeschwindigkeit von 2 bis 5 mm eingestellt .Durch diese Bewegung der Blattfeder 45 werden die Endschalter 37 immer wieder freigegeben, so daß die Absperrung der zugeordneten Zylinderkolbeneinheiten 14 aufgehoben wird und die gegenüberstehenden Zylinder 4 die geöffneten Kolbenzylindereinheiten 14 zurückdrängen. Die entsprechenden Endschalter laufen deshalb nach kurzer Zeit wieder an die Blattfeder 45ä, so daß es zum Absperren der zugeordneten .olbenzylindereinheit 14 kormjlt.Depending on the size of the workpiece, there is a lifting speed from 2 to 5 mm. This movement of the leaf spring 45 activates the limit switches 37 released again and again, so that the locking of the associated cylinder-piston units 14 is lifted and the opposing cylinder 4, the open piston-cylinder units 14 push back. The corresponding limit switches therefore run after a short time back to the leaf spring 45a, so that it is to shut off the associated .Piston cylinder unit 14 kormjlt.

Dieses Spiel setzt sich fort, bis die blattfeder 45 voll an der Schablone 47 anliegt.This game continues until the leaf spring 45 is fully on the template 47 is present.

In Fig. 4 ist die Umrißlinie eines aktiven Gesenkelementes dargestellt, wie diese sich bei völligem Anlegen an das Werkstück im endzustand ergeben würde. Es hat sich gezeigt, daß die Spitze eines derartigen aktiven Gesenkelementes zu einer Beschädigung des \Werkstückes führt. Auch wenn diese Spitze abgeschnitten wird, ist der anfängliche spezifische Druck unangenehm groß. Das gleiche gilt, wenn die nach innen gekrümmte Umrißlinie durch eine Tangente angenähert werden würde, wie in Fig. 4, Mitte, dargestellt. Obwohl die rechts dargestellte Form der aktiven Gesenkelemente zu keiner starken Annäherung an die Umrißlinie des fertigen Werkstückes führt, hat sich doch herausgestellt, daß hierbei die günstigsten Ergebnisse erzielt werden. In Fig. 4 the outline of an active die element is shown, how this would result in the final state if it were fully applied to the workpiece. It has been shown that the tip of such an active die element to damage to the \ workpiece. Even if this tip is cut off becomes, the initial specific pressure is uncomfortably large. The same is true if the inwardly curved outline would be approximated by a tangent, as shown in Fig. 4, center. Although the form shown on the right is the active one Die elements do not closely approximate the outline of the finished workpiece leads, it has been found that this gives the best results will.

Die Erfindung betrifft auch Abänderungen der im beiliegenden Patentanspruch 1 umrissenen Ausführungsform und bezieht sich vor allem auch auf sämtliche Brfindungsmerkmale, die im einzelnen -- oder in Kombination -- in dtr gesamten Beschreibung und Zeichnung offenbart sind. The invention also relates to modifications to the appended claim 1 outlined embodiment and relates above all to all features of the invention, the individually - or in combination - in the entire description and drawing are disclosed.

Patentans prüche Patent claims

Claims

Claims 1. Method for bending rivet, in particular for the production of thanks or kettle bottoms, with a number of active ones, with Ram pressure can be applied to die elements and a further number of passive, according to the desired outline of the .lerkstüakes adjustable die elements provided are, characterized in that the passive die elements according to a entered program are adjustable with respect to their position to each other.

2. The method according to claim 1, characterized in that.

that the Frogranim changes over time due to the scanning and curves approximated to the contour of the workpiece is gradually formed.

3. Device for performing the method according to claims and 2, characterized in that the passive die elements by hydraulic devices are supported, the supporting force of which is less than when the hydraulic cylinder is open the feed force of the opposing active die elements, but as a reaction force when the hydraulic cylinder is locked, the feed force of the active die elements equals, and that a program control device for opening and closing the Hydraulic cylinder of the passive die elements is provided.

4. Apparatus according to claim 3, characterized in that the program control device a stencil, a leaf spring and control rods with limit switches comprises that the template at least a portion of the outline of the workpiece reproduces. that the leaf spring can be moved in the direction of the template and to this can be pressed and that the limit switch when the control rods run against the leaf spring are operable.

5. Apparatus according to claim 4, characterized in that one end the leaf spring attached to the template and the other end to a feed device, whose feed rate is adjustable, is connected.

6. Apparatus according to claim 5, characterized in that the feed device consists of an infinitely variable hydraulic cylinder-piston-unit.

7. Apparatus according to claim 3 to 6, characterized in that the die elements consist at least partially of concentrically arranged rings.

8. Apparatus according to claim 7, characterized in that the rings of the upper and lower dies face each other.

9. Apparatus according to claim 7 or 8, characterized in that the rings of the passive Geseekelenente in the area of their working ends with increasing Diameter are curved outwards.

10. Apparatus according to claim 7 to 9, characterized in that the rings of the active elements in the area of the workers with decreasing numbers Diameter bulging towards the eyes.

11. Apparatus according to claim 3 to 10, characterized in that the active die elements with the interposition of the associated ram hydraulic device on a lower traverse, while the passive die elements with the interposition of the counter-holder hydraulic device on an upper machine cross-member being held.

12. The apparatus according to claim 11, characterized in that the Template and the leaf spring of the program control device above the upper machine crossbeam are arranged.

13. Apparatus according to claim 3 to 12, characterized in that between the active and passive die elements except for the block to be frozen a flexible support layer is still inserted, Read more e