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B e s c h r e i b u n g zu der Patentanmeldung Vorrichtung zum köntinuierlichen
Biegen von streifenförmiem Werkstoff Die Erfindung bezieht sich auf das Behandeln
von iietal.l durch Biegen mit dera Zweck, das Metall geschmeidiger und.leichter
verarbeitbar zu machen, und sie betrifft insbesondere Vorrichtungen zum kontinuierlichen
Hin und Verbiegen von streifenförmigen Werkstoff, insbesondere von Metallen.
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Es ist bekannt, daß eine Kaltverformung} Flußtahl zu einer Verbesserung
der Zieh- und Verformbarkeit führt, da hrdurch der Stahl gesdhmeidiger wird, so
daß er sich leichter verarbeiten läßt. Die Hauptaufgabe der Erfindung besteht darin,
eine neuartige Vorrichtung zu schaffen, die e ermöglicht, ein mehrmaliges Biegen
von streifenförmigem Metall, z. B. von sogennanten "Coils" zu bewirken; die erfindungsgemäße
Vorrich tung umfaßt lin wesentlichen zwei drehbare Walzen, die so unterstützt sind,
daß sie als Ganzes um eine zentrale Antriebsachse geschwenkt werden können, die
parallel zu den Längsachsen der Walzen verläuft und sich längs der Mittelinie eines
durch die Walzen gebildeten Spaltes erstreckt. Diese Biegewalzen werden beim Betrieb
der Vorrichtung gedreht, und sie sind
um die zentrale Antriebsachse
in einem Bereich, der 1800 nicht überschreitet, winkelverstellbar. Das Ausmaß, in
dem die beiden Walzen gegenüber einer anfänglichen Einfädelstel lung in ihre Arbeitsstellung
geschwenkt werden, bestimmt das Ausmaß, in dem der streifenförmige werkstoff hin-
und hergebogen wird.
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Zur Erfüllung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe wird eine
trommelähnliche Untersützung für die Biegewalze zen vorgeschlagen, und diese Unterstützung
umfaßt durch einen axialen Abstand getrennte stirnseitige Bauteile, die im Gehäuse
der Vorrichtung drehbar bzw. winkelverstellbar gelagert sind. Die Antriebseinrichtung
zum Drehen der Walzen ist auf der Mittelachse der Trommelähnlichen Unterstützung
angeord net, und damit die durch einen Abstand getrennten stirnseitieren Bauteile
als Ganzes gedreht und in die gewünschte Winkelstellung gebracht werden können,
ist ein Schneckengetriebe vorgesehen, mittels dessen die trommelähnliche Unterstützung
in ihrer jeweiligen Arbeitastellung so feabgehalten wird, daß den Kräften ein Widerstand
entge:engese Üzt wird, denen die Unterstützung ausgesetzt ist, wenn die Walzen in
Betrieb sind, um einen Werkstoffstreifen zu biegen.
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Ferner ist gemäß der Erfindung eine Vorrichtung geschaffen, die die
Durchführung einer Kaltverformung von metall mit Hilfe von Biegewalzen ermöglicht,
welche an ihrc-n Enden in durch einen Abstand getrennten stirnseitigen Bauteilen
drehbar gelagert sind, und bei der die Biegewalzen durch Dtiitzwalzen abgestützt
sind, welche in Fachwerkträgern gelagert sind, die sich zwischen den stirnseitigen
teilen erktrekken, sie miteinander verbinden und zusammen nlit ihnen die trommelähnliche
Unterstützung bilden. Weiterhin ist gemäß Der Erfindung eine trommelähnliche Unterstützung
für die drehbbaren Biegewalzen geschaffen, bei dere die Zahnränder der Einrichtung
zum Abreiben der biegewalzen in einem Olbad arbeitch, um
eine ständige
Sclnierung zu gewährleisten. Schließlich sind gemäß der Erfindung an den durch einen
Abstand getrennten stirnseitigen Bauteilen der trommelähnlichen Unterstützung Anschläge
vorgesehen, die mit einem Endschalter zusammen arbeiten, so daß die Winkelverstellbarkeit
der trommelähnlichen Unterstützung zwar in beiden Drehrichtungen begrenzt ist, daß
die trommelähnliche Unterstützung -jedoch zwischen deflAnschlägen in beiden Richtungen
innerhalb eines Winkelbereichs gedreht werden kann, der durch Zahnradsegmente bestimmt
ist, welche an den stirnseitigen Bauteilen befestigt sind und angetrieben werden
können, um eine Winkelverstellung der trommelähnlichen Unterstützung zu bewirken.
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Die Erfindung und vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung werden
im folgenden anhand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungabeispiel näher
erläutert. Es zeigt.
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Fig. 1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung in einem verkürzten senkrechten
Schnitt, der die zentrale Antriebsachse der Vorrichtung enthält; Fig 2 einen senkrechten
Schnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen vergrößerten Teilschnitt längs
der Linie 3-3 in Fig. 1; Fig 4 in einer verkürzten, teilweise als Schnitt gezeichneten
Ansicht einen der Fachwerkträger, welche die Stützwalzen für die Biegewalzen tragen;
Fig. 5 in einer Teilansicht eine Einrichtung zum hnzeigen der Winkelstellung der
Biegewalzen während des Betriebs der Vorri.c11tung; und Fig. 6, 7 und 8 in schematischen
Dargestellungen den mit lfe der Vorrichtung durchführbaren Biegevorgang.
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In Fig. 1, 2 und 3 erkennt man das insgesamt mit 10 bezeichnete Gehäuse
der Vorrichtung, das ein unteres Rahmenteil 12, ein oberes Rahmenteil 13 und seitliche
Rahmenteile 14 und 15 umfaßt. In dem Gehäuse sind in relativ kleinen Ab, ständen
von den seitlichen Rahmenteilen oder Seitenwänden 14 und 15 gemäß Fig. 1 zwei Trennwände
16 und 17 vorgesehen-, von denen jede mit einer großen Öffnung versehen ist; in
diesen großen Öffnungen sind die stirnseitigen Bauteile der noch zu beschreibenden
trommelähnlichen Unterstützung drehbar gelagert. Weitere ahenglieder 18 und 20,
die sich oberhalb des oberen Rahmenteils 13 erstrecken, bilden zusammen mit den
seitlichen Hahmenteilen 14 und 15 Gehäuse fürZahnradgetriebe zum Antreiben der trommelähnlichen
Unterstützung. Die verschiedenen kahmenteile und die 'Llrennwhde sind in der aus
Fig.
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2 ersichtlichen Weise durch geneigte, an den Ecken des Gehäuses angeordnete
Platten 21 verstärkt, und die oberen und unteren Xahmenteile sind mit den seitlicheJn
hahmenteilen durch Schrauben 22 (Fig. 1) verbunden; jedoch könnten diese und andere
Teile des Gehäuses auch miteinander verschweißt sein.
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Die Gehäuse- oder Rahmenkonstruktion der Vorrichtung dient in erster
-linie dazu, die stirnseitigen Bauteile 24 und 25 der trommelähnlichen Unterstützung
drehbar zu lagern, welche gemäß Fig. 1 die beiden Biegewalzen 27 und 28 trägt. Das
stirnseitige Bauteil 24 ist in der Trennwand 16 gelagert, und dieses Bauteil mfaßt
einen ringförmigen Hauptkörper, der an seinem Umfang einen Flansch 30 aufweist,
mit dem ein Zahnradsegment 31 durch Schrauben 32 verbunden ist. Das andere stirnseitige
Bauteil 25 hat eine ähnliche Form, und an seinem äußeren Flansch 30 ist ebenfalls
ein Zahnradsegment 33 mittels Schrauben 32 befestigt. Die beiden stirnseitigen Bauteile
24 und 25 sind in den Trennwänden ..16 und 17 drehbar gelagert, und damit ihre Lagerflächen
geschmiert werden können, können die Trennwände mit Ölkanälen 34 (Fig. 1) versehen
sein. Die
obere Biegewalze 27 weist an ihren Enden einen kleineren
Durchmesser auf, um Lager 35 aufnehmen zu können, die in Öffnungen der stirnseitigen
Bauteile 24 und 25 eingebaut sind.
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Auch der unteren Biegewalze 28 sind Lager 36 zugeordnet, mittels welcher
die untere Biegewalze in der gleichen Weise wie die obere Biegewalze in den stirnseitigen
Bauteilen 24 und 25 drehbar gelagert ist.
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Wie erwähnt, sind die stirnseitigen Bauteile oder Lagerscheiben 24
und 25 durch zwei Fachwerkträger miteinander verbunden; gemäß Fig. 1 und 3 ist der
oberen Biegewalze 27 ein insgesamt mit 37 bezeichneter Fachwerkträger zugeordnet,
während der unteren. Biegewalze 28 ein insgesamt mit 38 bezeichneter Fachwerkträger
zugeordnet ist. Jeder Fachwerkträger ist gemaß Fig. 4 bei 40 an den Bagerscheiben
24 und 25 verankert, die Fachwerkträger erstrecken sich zwischen den Lagerscheiben,
und sie verbinden die Lagerscheiben so miteinander, daß sie zusammen mit ihnen eine
trommelähnliche Unterstützung bilden, in der die Biegewalzen 27 und 28 drehbar gelagert
sind. Jeder achwerkträger umfaßt eine untere Strebe 41, eine obere Strebe 42, geneigte
Streben 43 und zwei Stirnwände 44 und 45. Diese Streben sind vorzugsweise miteinander
verschweißt, um den betreffenden Fachwerkträger zu bilden, und gemäß Fig. 4 sind
die Stirnwände 44 und 45 bei 40 mit den Lagerscheiben 24 und 25 der trommelähnlichen
Unterstützung verkeilt. Somit bilden die i?achwerkträger eine zusammenhängende trommelähnliche
Unterstützung von großer Festigkeit und Starrheit, bei der gemäß Fig. 2 die beiden
Fachwerkträger einander annähernd diametral gegenüberliegen. Jedoch ist der eine
Fachwerkträger auf die obere Biegewalze 27 ausgerichtet, während der andere Fachwerk
träger auf die untere Biegewalze 28 ausgerichtet ist.
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Da die Biegewalzen 27 und 28 beim Biegen eines Metallstreifens einer
sehr hohen Beanspruchung ausgesetzt sind, ist
es erforderlich, sie
abzustützen und einen Teil der auf sie wirkenden Kräfte in die Fachwerkträger einzuleiten.
Zu diesem Zweck sind Stützwalzen vorgesehen, wie sie in der U.S.A.-Patentschrift
3 289 448 beschrieben sind. Auf jedem Fachwerkträger können vier Stützwalenbaugruppen
angeordnet sein. Jede dieser Baugruppen umfaßt eine Stützstange 46, die sich gemäß
Fig. 3 von der oberen Strebe 42 aus in Richtung auf die untere Strebe 41 und über
sie hinaus erstreckt und an ihrem freien Ende mit einem kugelförmigen Kopf 47 versehen
ist. Jede Stützstange 46 ist bei 48 in die obere Strebe 42 eingeschraubt und gegenüber
der unteren Strebe 41 frei drehbar.
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Das äußere Ende weder Stützstanbe 46 ist mit einem Vierkant 50 versehen,
damit sie niit Hilfe eines werkzeugs gedreht und genau eingestellt werden kann.
Gemaß Fig. 4 sind auf beiden Seiten jeder Stützstange. Platten 51 vorgesehen, welche
die untere Strebe mit der oberen Strebe verbinden, um einen Qeil der auf die Stützstangen
wirkenden Druckkräfte aufzunehmen undt sie in den betreffenden Fachwerkträger einzuleiten.
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Das nach innen ragende kugelförmige Ende 47 jeder Stützstange 46
steht in Berührung mit einem LÒger-teil 52, das gegenüber der Stützstange allseitig
beweplich ist, da der Kugelkopf 47 in eine kugelförmige Aussparung des Lagerteils
eingreift. In jedem Lagerteil 52 sind zwei kurze Achsen drehbar gelagert, mit denen
jeweils zwei Stützwalzen oder Rollen 53 und 54 drehfest verbunden sind. Hierbei
sind jeweils zwei Stützrollen, z. B. die Stützrollen 53, auf der einen Seite der
Biegewalze 27 bzw. 28 angeordnet, während die beiden nnderen Stützrollen 54 auf
der entgegengesetzten seite der betreffenden Biegewalze angeordnet sind, so daß
die Stützrollen beider Paare in Berührung mit der zugehörigen Biegewalze stehen.
Somit können die Stützrollen jeder Durchbiegung der Biegewalzen entgegenwirken,
die anderenfalls auf breten würde.
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Um die Fachwerkträger 37 und 38 zusätzlich zu verstärken und
so
jede Durchbiegung der Biegewalzen undjoder der Fachwerkträger zu verhindern, sind
die Facbwerkträger außerdem gemäß Fig. 3 mit sich in der Längsrichtung erstreckenden
i>latten oder Seitenwänden 55 und 56 versehen, die mit den oberen Streben 42
und den unteren Streben 41 der Fachwerkträger verschweißt sind.
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Die trommelähnliche Unterstützung wird über die beiden Zahnradsegmente
31 und 33 angetrieben, und die Antriebseinrichtung umfaßt ein Schneckengetriebe,
damit die trommelähnliche Unterstützung gemäß Fig. 6, 7 und 8 in der gewählten Winkelstellung
festgelegt werden kann, um das Biegen eines Metallstreifens im gewünschten Ausmaß
zu ermöglichen. Gemäß Fig. 4 umfaßt die Antriebseinrichtung einen Elektromotor 58.
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Eine Kupplung 60 verbindet die Welle des lvlotors 58 mit einem Zahllraountersetzungsgetriebe
61, das auch ein Schneckengetriebe umfaßt, und mittels dessen die Antriebskraft
auf zwei Wellen 62 und 63 übertragen wird, die sich von dem Untersetzungsgetriebe
61 aus in entgegengesetzten Richtungen erstrecken. Jede der Wellen 62 und 63 kann
mit einer oder mehreren Kupplungen 59 versehen sein; gemäß Fig. 1 ragt die zelle
62 durch die Wand 18, und sie trägt ein mit ihr drehfesrerbundenes Ritzel 64. Das
benachbarte Ende der Welle 62 ist in der Wand 14- mittels eines Lagers 65 gelagert.
Die andere Welle 63 ragt durch die Wand 20, sie trägt ein Ritzel 66, und ihr äußeres
Ende ist in der Wand 15 mittels eines Lagers 67 gelagert.
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Die Ritzel 64 und 66 kämmen mit ihnen zugeordneten Zahnrädern 68
und 70. Auf den gleichen Wellen, welche diese Zahnräder tragen, sitzen Antriebsritzel
71 und 72, die mit den Zahnradsegmente 31 und 33 kämmen. Die Welle 73 mit dem Zahnrad
68 und dem Ritzel 71 ist an einem Ende in der Trennwand 16 mittels eines Lagers
74 und an ihrem andere Ende in der Wand 14 mitj:el eines Lagers 75 gelagert. Die
das Zahnrad 70
und das Ritzel 72 tragende Welle 76 ist gemäß Fig.
1 mittels eines Lagers 77 in der Trennwand 17 und mittels eines weiteren Lagers
78 in der Wand 15 gelagert. Der Elektromotor 58 treibt somit die Wellen 62 und 63
über das Untersetzungsgetriebe 61 Jeweils mit der gleichen Drehzahl und in der gleichen
Drehrichtung an. Die Antriebskraft wird von den Wellen aus über die Zahnräder 68,
70 und die Ritzel 71, 72 auf die Zahnradsegmente 31 und 33 übertragen, so daß die
trommelähnliche Unterstützung in die gewünschte Winkelstellung gebracht werden kann.
Die Verzahnung der Zahnradsegmente erstreckt sich über einen Winkelbereich von etwa
1800, so daß sich die Lagerscheiben 23 und 25 mit der troinmelähnlichen Unterstützung
nur innerhalb dieses Winkelbereichs im Uhrzeigersinne bzw. entgegen dem Uhrzeigersinne
drehen können. In Fig. 6 sind die Biegewalzen 27 und 28 so eingestellt, daß das
Zu verarbeitende Material 80 zwischen ihnen hindurchgeführt werden kann. Bei der
in Fig. 7 gezeigten Winkelstellung der Biegewalzen wird der streifenförmige Werkstoff
Jeweils unter einem Winkel von etwa 800 gebogen, während Fig. 8 eine Winkelstellung
der Biege;-salzen zeigt, bei der eine maximale Durchbiegung des Werkstoffs bewirkt
wird. Die Winkelstellung der Biegewalzen, wie sie in Fig. 6, 7 und 8 dargestellt
ist, wird der Bedienungsperson dadurch angezeigt, daß die Biegewalzen auf der Außenfläche
81 einer tellerSörmigen.Platte 82 abgebildet sind, welche an der Lagerscheibe 25
befestigt ist und sich daher zusammen mit dieser Lagerscheibe dreht.
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Damit die Biegewalzen 27 und 28 gleichzeitig und mit uer gleichen
Drehgeschwindigkeit angetrieben werden können, ist gemäß Fig. 1 ein Elektromotor
85 vorgesehen, dessen Antriebskraft zur Drehachse der trommelähnlichen Unterstützung
übertragen wird. Zu diesem Zweck ist die Lagerscheibe 24 gemäß Fig. 1 mit einer
Abdeckung 86 versehen, die in die Lagerscheibe eingreift und mit ihr durch Schrauben
87 verbunden ist. Somit bilden die Lagerscheibe a und die Abdeckung 86
einen
ringförmigen Kasten zum Aufnehmen der die Biegewalzen antreibenden Zahnräder. Nit
der Abdeckung 86 ist ein Lager 88 durch Schrauben 89 verbunden. Dieses Lager ist
auf der Drehen.
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achse des durch die Abdeckung und die Lagerscheibe gebildeten Kastens
angeordnet, und dieser Kasten paßt in eine Öffnung der Wand 14 und dreht sich gegenüber
der abrand 14 in der gleichen Weise, wie die Lagerscheibe 24 in-eine Öffnung der
Trennwand 16 paßt und sich gegenüber dieser trennwand dreht. In dem Lager 88 ist
eine kurze Welle 90 gelagert, mit deren äußerem Ende 92 ein Zahnrad 91 drehfest
verbunden ist. Die Welle 93 des Motors 85 trägt ein Ritzel 94, das durch einen Zahnriemen
95 mit dem Zahnrad 91 auf der Welle 90 verbunden ist.
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Das innere Ende der kurzen Welle 90 trägt ein Ritzel 96, das mit
einem Zahnrad 97 kämmt, welches in dem durch die Lagerscheibe 24 und die Abdeckung
86 gebildeten ringförmigen Kasten drehbar gelagert ist. Mit der das Zahnrad 97 tragenden
Welle 98 ist ein Ritzel 100 drehfest verbunden. Gemäß Fig. 2, wo diese Zahnrad-
und Ritzelanordnung ebenfalls dargestellt ist, kämmt das Ritzel 100 mit einem Zahnrad
101, das mit der Achse der Biegewalze 28 nahe dem Lager 36 drehfest verbunden ist.
Das Zahnrad 101,treibt ein gleichartises Zahnrad 102 an, das mit der Achse der Biegewalze
27 nahe dem Lager 35 drehfest verbunden ist. Somit wird die durch das Ritzel 100
auf die Biegewalze~ 28 aufgebrachte Antriebskraft auch auf die Biegewalze 27 übertragen,
so daß sich beide Biegewalzen gleichzeitig und mit der gleichen Drehzahl drehen.
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Wenn der zu biegende streifenförmige Werkstoff in die Vorrichtung
eingefädelt werden soll, werden die Biegewalzen in die in Fig. 2 und 6 gezeigte
Stellung gebracht, bei der die untere Biegewalze 27 unter der waagerechten mittellinie
liegt und etwas nach links versetzt ist. Hierbei liegt die obere Biegewalze 28 über
der waagerechten Nittellinie, und sie ist etwas nach rechts versetzt. Das Einfädeln
des derkstoffs
zwischen den Biegeüalzen wird durch eine vordere
Umlenkplatte 103 erleichtert, die gemäß Fig. 2 mittels einer Achse 104 auf der Rahmenkonstruktion
drehbar gelagert ist.
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Gemäß Fig. 2 dient der Fachwerkträger 38 dazu, die voruere Umlenkplatte
103 in ihrer waagerechten Stellung zu halteii.
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Ferner ist eine hintere Umleiikplatte 105 vorgesehen, die ebenfalls
mittels einer Achse 106 auf der Rahmenkonstruktion drehbar gelagert ist. Auch die
hintere Umlenkplatte 105 wird durch den Fachwerkträger 58 in einer im wesentlichen
waagerechten Lage gehalten, wenn der Fachwerkträger in Berührung mit ihr steht.
In Fig. 2 berührt jedoch der Fachwerkträger die Umlenkplatte 105 nicht, so daß die
Umlenplatte in der trommelähnlichen Unterstützung herabhängt. Der Workstoff wird
der Vorrichtung jetzt gemäß Fig. 2 von rechts nach links zugeführt. Nunmehr kann
uiaii die Motoren 58 und 85 in Betrieb setzen und lie trommelähnliche Unterstützung
gemäß Fig. 2, 6 und 7 im Uhrzeigersinne drehen, wobei die Biegewalzen 27 und 28
entsprechend gesciiwenkt werden. Wenn der Werkstoff unter einem Winkel von etwa
800 gebogen werden soll, kaiin der Motor 58 stillgesetzt wordell, sobald die in
Fig. 7 gezeigte Stellung erreicht ist; wenn der Werkstoff jetzt die Vorrichtung
durchläuft, wird er in dem eingestelltn Ausrllaß gebogen.
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Wird die trommelähniliche Unterstützung weiter gedrecht, wird der
Werkstoff schließlich gemäß Fig. 8 annähernd unter einem Winkel von 1250 gebogen.
Dieser Wert bildet bei der Vorrichtung den maximalen Wert, da gemäß Fig. 2 ein Anschlag
107 vorgesehen ist, der einen Endschalter 1G8 betätigt, um den Motor 58 stillzusetzen.
Wird die trommelähnliche Unterstützung entgegen dem Uhrzeigersinne gedreht, betätigt
ein weiberer Anschlag 109 den Endschalter 108 sobald die Vorrichtung wieder ihre
in Fig. 6 gezeigte Stellung einnimmt.
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Ansprüche: