DE2129972A1

DE2129972A1 - Kaltbiegevorrichtung

Info

Publication number: DE2129972A1
Application number: DE19712129972
Authority: DE
Inventors: Yasunori Taira
Original assignee: TOKYO GIKEN KOGYO KK
Current assignee: TOKYO GIKEN KOGYO KK
Priority date: 1970-07-16
Filing date: 1971-06-16
Publication date: 1972-01-20
Also published as: DE2129972B2; JPS4946467B1; DE2129972C3; US3704616A

Description

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PATENTANWALT DIPL-ING. R. M ü LLER-BORN ER PATENTANWALT DIPL-ING. HANS-H. WEY

IBERLIN- DAH LE M 33 · PODBIE LS KIALLE E 68 8MÖNCHEN22-WIDENMAYERSTRASSE49

TEL 0311 . 762907 · TELEGR. PROPINDUS . TELEX 0184057 TEL. 0811 · 225585 . TELEGR. PROPINDUS · TELEX 0524244

23 990

TOKYO GIKEN KOGYO KABUSHIKI KAISHA Tokyo / Japan

Kaltbiegevorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Kaltbiegevorrichtung mit mehre» ren Seitenrollen seitlich von einer Hauptrolle zum Biegen eines Formstahls mit der Hauptrolle und den Seitenrollen.

Profilstähle werden leicht und dünn und mit einem Profil hergestellt, das eine hohe Biegefestigkeit aufweist, um für den beabsichtigten Verwendungszweck geeignet zu sein. Wenn solch ein Formstahl entsprechend dem erforderlichen Krümmungsradius durch Kaltbiegen mit einem ständig zu« nehmenden Biegemoment gebogen wird, treten bei einer bestimmten Grosse Querknicke auf, d.h. der Stahl wird

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rechtwinklig zu der Beanspruchungsebene verdreht. Eine Verdrehung und Faltenbildung infolge dieser Verformung tritt nicht an der Biegezugseite auf, sondern ist auf die Biegedruckseite begrenzte Bei dem üblichen plastischen Biegevorgang eines Formstahls mit drei Sätzen von Rollen tritt zwischen der Rolle und dem Formstahl ein Schlupf auf, wenn der Krümmungsradius kleiner wird, der es unmöglich macht, den Stahl in der erforderlichen Weise vorzuschieben₀ Ausserdem ist hierbei keine Vorfei richtung zur Verhinderung der Knickbildung vorgesehene Es ist daher schwierig, einen Formstahl mit einem kleinen Krümmungsradius ohne Verdrehung oder Faltenbildung zu biegen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Biegen eines Formstahls mit einem kleinen Krümmungsradius zu schaffen, die die Knickbildung und das Rutschen des Formstahls verhinderte

Gelöst wird diese Aufgabe gemäss der Erfindung durch eine Druckplatte, die mit einstellbarem Kippwinkel vor ^ der Hauptrolle angeordnet ist, und dadurch, dass die von der Druckplatte ausgeübte Kraft, die nur auf die Biegedruckseite des Formstahls wirkt, der zwischen der Hauptrolle, der Druckplatte und den Seitenrollen durchläuft, durch die Kraft der Seitenrollen ausgeglichen wird, wenn der Formstahl gebogen wird_o

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Figuren 1 bis 5 erläutert. Es zeigt:

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Figo 1 eine Aufsicht der Rollenanordnung der Kaltbiegevorrichtung gemäss der Erfindung,

Figo 2 einen Längsschnitt, aus dem die Beziehung zwischen der Hauptrolle und der Endbiegerolle hervorgeht,

Fig. 3 eine Fig. 2 entsprechende Seitenansicht,

Fig. k eine perspektivische Darstellung eines mit einem kleinen Krümmungsradius gebogenen Vinkelstahls, und

Figo 5 ein Funktionsschaltbild des Öldrucks in verschiedenen Zylindern.

Fig. 1 zeigt eine Aufsicht der Rollenanordnungο Die Seitenrolle Zk, die Endbiegerolle 17 und die Seitenrolle 37 sind seitlich von der Hauptrolle 15 angeordnet«

Der axiale Abstand A zwischen der Achse der Hauptrolle und der der Seitenrolle Zk und <Jr axiale Abstand B zwischen der Achse der Hauptrolle 15 und der der Seitenrolle 37 wird jeweils durch die Profilabmessungen des Formstahls 23 und dem Krümmungsbiegeradius bestimmt. Der axiale Abstand A zwischen der Hauptrolle 15 und der Seitenrolle 24 ist durch manuelle Einstellung der Schraube 7* (Fig. 2) einstellbar« Die Lage der Rolle 37 kann mittels des Zylinders 31 und des Kolbens 3° und die Lage der Endbiegerolle 17 kann mittels des Zylinders 20 und des Kolbens 19 geändert werden* Die Kräfte der Rollen 17, Zk und 37, die auf den Formstahl 23 ausgeübt werden, sind jeweils P₂, P_ und Pj,, so dass der Biegevorgang ausgeglichen ist.

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Fig· 2 zeigt die Beziehung zwischen der Hauptrolle und der Endbiegerolle 17₀ Die Hohlwelle 4 ist durch eine Kombination von Quer- und Axiallagern drehbar an dem Rahmen 5 gelagert» Die Hauptrolle 15 ist auf ein Ende der Hohlwelle 4 aufgekeilt und ein Antriebszahnrad 6 ist auf deren anderes Ende aufgekeilt. Eine Welle 2 verläuft durch die Hohlwelle 4_O Die Welle 2 ist auf einem Kugelgleitlager 3 drehbar gelagert, das am Ende der Hohlwelle 4 eingesetzt ist und um den Winkel Q zur W Achse der Hohlwelle 4 gekippt werden kann· An einem Ende der Welle 2 ist mit einer Mutter 12 eine Druckplatte 1 befestigt, deren Oberseite zum Umfang hin abgeschrägt ist und deren Unterseite eine flache Scheibe bildeto Das andere Ende der Welle 2 ist über ein Axiallager mittels einer Mutter 13 mit einem Kolben 8 verbunden. Ein Hydraulikzylinder 7 ist mittels eines Getriebegehäuses 14 an dem Rahmen 5 befestigte

Wenn Drucköl durch die Anschlussbohrung 10 des Zylinders

7 eingeführt wird, bewirkt der Druck P₁, dass der Kolben

8 die Welle 2 in Pfeilrichtung herauszieht. Der Form-

stahl 23 wird durch die Kraft P zwischen der Hauptrolle 15 und der Druckplatte 1 zusammengedrückt. Der Kolben befindet sich dabei in dem in Fig. 2 gezeigten Gleichgewichtszustand.

Wenn Drucköl durch die Anschlussbohrung 21 des Endbiegezylinders 20 und auch durch die oben erwähnte Anschlussbohrung 10 eingeführt wird, wird der Kolben 19 durch die Kraft P₂ nach oben geschoben und dadurch drücken die Welle 16 und die Endbiegerolle 17 unter der Wirkung der Kraft P₂ über das Joch 18 den Forestahl 23 gegen die

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Hauptrolle 15. Die Oberseite der Hauptrolle 151 die den Formstahl 23 berührt, und die Unterseite der Druckplatte 1 sind aufgerauht, um ein Gleiten zu verhindern.

Wenn nun das Zahnrad 6 in Richtung des Pfeils in Fig. 1 angetrieben wird, dreht sich der Formstahl 23 im Druckzustand unter der durch die Hauptrolle 15 und die Druckplatte 1 ausgeübten Kraft P₁. Der Formstahl 23 wird in Richtung des Pfeils M in Fig. 1 bewegt, wobei er mit dem erforderlichen Krümmungsradius gebogen wird. Die Rollen 17, 24 und 37 sind dabei mit dem Formstahl 23 bei den Drücken P₂, P und P. im Gleichgewicht.

Die Endbiegerolle 17» die nahe der Hauptrolle 15 liegt, dient hauptsächlich dazu, beide Enden des Formstahls 23 zu biegen. Wenn die Druckplatte 1 gegen die Biegedruck« seite des Formstahls 23 drückt, wirkt die Endbiegerolle 17 mit dem Druck P„ auf den Formstahl 23, um diesen zu biegen.

Wenn der Biegevorgang beendet ist, wird das Umschaltventil k\ betätigt, um das Öl, das durch die Anschlussbohrungen 10, 21, 33 der Zylinder 7, 20, 31 strömte, zu den Anschlussöffnungen 11, 22, 32 zu leiten. Dadurch schiebt der Kolben 8 die Druckplatte 1 in der zur Wirkung des Druckes P₁ entgegengesetzten Richtung, während die Endbiegerolle 17 und die Seitenrolle 37, die über die Joche 18 bzw. 38 in der der Wirkung der Drücke P₂ und P. entgegengesetzten Richtung zurückbewegt werden. Dadurch wird der Forastahl 23 von den Rollen freigegeben und, wie Fig. h zeigt, ein knickfreie· Produkt mit sehr geringer Unrundhelt kann erhalten werden.

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Figo 3 zeigt in einer Seitenansicht die Beziehung zwischen der Hauptrolle 15 und der Endbiegerolle 17 beim plastischen Biegen eines flachen Stahls mit einfachem rechteckigem Querschnitt.

Bei der plastischen Verformung ändert sich die Höhe H kaum, jedoch nimmt die Dicke auf der Druckseite auf b₂ zu und auf der Zugseite auf b-j ab. Bei der Erhöhung der Dicke auf b„ auf der Druckseite tritt eine Ver- ^ biegung und ein Faltenwerfen auf, das zu einer schnellen Knickbildung führt.

Um die Knickbildung an der Biegedruckseite zu verhindern, besteht ein Kippwinkel zwischen der Achse der Hauptrolle 15 und der Schraube 7^f zur Befestigung des Zylinders 7· Wie gezeigt ist, wird die Dicke b„ der Druckseite zwischen der Hauptrolle 15» die den Druck P ausübt, und der Druckplatte 1 stets unter der Wirkung des Druckes P₁ plastisch verformt, wodurch eine Knickbildung verhindert wird, während zugleich der Formstahl 23 ohne Schlupf durch die Hauptrolle 15 ψ der Fig, 1 zuverlässig transportiert werden kann, die sich in Richtung des Pfeils M dreht·

Der Druck P₁, der von der Druckplatte 1 auf die Hauptrolle 15 ausgeübt wird,und die jeweiligen Drücke P₂, P„, P^ der Rollen 17, 2k, 37 stehen in einer linearen, proportionalen Beziehung»

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Die Proportionalität der Drücke P₁ bis P^ zu der Grosse und dem Radius der Krümnmng des Formstahls 23 bzw. des Flachstahls 25 stellt einen idealen Biegevorgang sicher.

Fig. k zeigt einen fertiggestellten Winkelstahl 23, der mit einein kleinen Krümmungsradius gebogen wurde. Der Teil E stellt die Verbindung zwischen dem Anfang und dem Ende der Biegung dar.

Fig. 5 zeigt ein Öldruck-Funktionsschaltbild eines jeden Zylinders.

Das Umschaltventil kl steuert mit jeweils geeigneten Drücken die Zu- und Ableitung von Drucköl von der den Motor MTR, die Pumpe PF, ein Entspannungsventil und einen Druckmesser aufweisenden Energieeinheit zu und von dem Zylinder 7 und dem Kolben 8 für die Hauptdruckplatte, den Zylinder 20 und dem Kolben 19 für die Endbiegerolle und dem Zylinder 31 und dem Kolben 30 für die Seitenrolle.

Wenn Drucköl durch das Umschaltventil kl zu den Anschlussbohrungen 10, 21, 33 der Zylinder geleitet wird, wird der Formstahl gepresst und gebogen. Wenn dagegen das Öl zu den AnschlussÖffnungen 11, 22, 32 geleitet wird, werden die Kolben 8, 19, 30 zurückgeschoben, um das Produkt freizugeben.

Aufgrund der Vorrichtung genäse der Erfindung ist es nicht notwendig, beide Enden eines Formstahls wie bei dem üblichen Biegevorgang durch eine Presse zu biegen» und durch eine blosse Betätigung des Umschaltventils 41 kann die Knickbildung und das Rutschen verhindert werden.

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Die Stelle des maximalen Blegemoments (maximale plastische Verformung) ist zugleich, die am ehesten zur Knickbildung führende Stelle* Auf die Biegedruckseite dieser Stelle wird eine notwendige und ausreichende Kraft P₁ durch die Druckplatte 1 ausgeübt, um die Knickbildung zu verhindern·

Durch Verwendung der Hauptrolle 15t ^die ■*-* einem Antirutschmechanismus ausgestattet ist, der mit dem Druck P₁ arbeitet und die Druckplatte 1 verwendet, wird der Formstahl 23 bzw· der Flachstahl 25 zusammengedrückt. Dadurch drehen sich die Hauptrolle 15 und die Druckplatte 1 in Richtung des Pfeils M und nehmen den Stahl zuverlässig ohne Rutschen mit. Dadurch kann ein knickfreies Produkt mit dem erforderlichen Krümmungsradius erhalten werden·

Durch Verwendung geeigneter Rollen kann die Vorrichtung gemäss der Erfindung einen rechteckigen Stahl, einen Winkelstahl, einen Η-Stahl, ein Stahlrohr oder irgendeinen anderen Formstahl in ähnlicher Weise biegen·

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Claims

Pa tentansprüche

1.\Kaltbiegevorrichtung mit mehreren Seitenrollen seit- ^-J lieh von einer Hauptrolle zum Biegen eines Formstahls mit der Hauptrolle und den Seitenrollen, gekennzeichnet durch eine Druckplatte (i), die mit einstellbarem Kippwinkel vor der Hauptrolle (15) angeordnet ist, und dadurch» dass die von der Druckplatte (i) ausgeübte Kraft, die nur auf die Biegedruckseite des Formstahls (23) wirkt, der zwischen der Hauptrolle (15), der Druckplatte (i) und den Seitenrollen (24,37) durchläuft» durch die Kraft der Seitenrollen (24,37) ausgeglichen wird, wenn der Formstahl (23) gebogen wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Zylinder (31) und einen Kolben (30) zum Verstellen der Seitenrolle (37)·

3· Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kippwinkel der Druckplatte (1) durch eine Schraube (7¹) einstellbar ist.

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