DE2735662A1

DE2735662A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung gewoelbter kesselboeden

Info

Publication number: DE2735662A1
Application number: DE19772735662
Authority: DE
Inventors: Hector Thomas
Original assignee: HEAT EXCHANGERS AFRICA Ltd
Current assignee: HEAT EXCHANGERS AFRICA Ltd
Priority date: 1976-08-09
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1978-02-16
Also published as: DE7724624U1; FR2361169A1; JPS5330671A; ZA764762B; FR2361169B3; BE857599A

Description

Heat Exchangers Africa Limited

ZA-Johannesburg 6. August 1977

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung gewölbter Kesselboden

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung gewölbter Kesselböden·

Bei einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung von gewölbten Kesselboden nach dem Stand der Technik wird ein Blechttzuschnitt in Drehung versetzt, und die Drehachse des Blechs bleibt dabei zu allen Zeiten in einer Fixlage· Während der Drehung des Blechs wird es zwischen zwei gegenüberliegenden Rollen preßgerollt, die längs bestimmter Wege verlagert werden, um das Blech damit zu verformen. Aufwendige mechanische und/oder elektronische Mechanismen werden zum Führen der Rollen längs bestimmter Wege eingesetzt·

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung zu vereinfachen.

Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zur Herstellung gewölbter Kesselböden vorgesehen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Blechzuschnitt vorgesehen wird, aus dem der gewölbte Kesselboden herzustellen ist, daß das Blech zur Drehung um eine Drehachse quer zum Blech gelagert wird, daß für eine Verlagerbarkeit der Drehachse gesorgt wird, daß das Blech um die Drehachse gedreht wird und so verlagert wird und daß das Blech in eine gewölbte Form verformt wird, während es um die Dreh-

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achse herum gedreht wird.

Eine Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens ist gekennzeichnet durch Lagermittel zur Lagerung des Blechzuschnitts für die Herstellung eines gewölbten Kesselbodens, derart, daß das Blech um die Drehachse quer zum Blech drehbar ist, wobei die Drehachse verlagerbar ist, und Verlagerungsmittel, die an den Lagermitteln betätigbar sind und mittels derer das Blech so verlagerbar ist, daß die Drehachse verlagert wird.

Das wesentliche kennzeichnende Merkmal der Erfindung ist also, daß der Blechzuschnitt gedreht wird und während seiner Drehung verlagert wird, so daß dessen Drehachse verlagert wird. Die Drehachse wird also nicht in einer Fixlage gehalten. Die Verlagerung wird durch einen Preßspaltbereich bewirkt, der zwischen zwei gegenüberliegenden Rollen gebildet wird, und insbesondere erfolgt die Verlagerung des Blechs längs eines Bogens. Das wird dadurch erreicht, daß der Neigungswinkel der Drehachse des Blechs geändert wird. Anstatt daß also die Rollen verlagert werden, wird das Blech selbst verlagert.

Einige der Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfBindungsgemäßen Vorrichtung gegenüber dem Stand der Technik sind:

1. Weil der Blechzuschnitt selbst verlagert wird, beispielsweise durch Änderung des Neigungswinkels der Drehachse des Blechs, kann ein konstanter Wölbungsradius ohne weiteres erreicht werden.

2. Der Wölbungsradius des Bodens kann ohne weiteres eingestellt werden, so daß ein großer Bereich verschiedener Wölbungsradien ohne weiteres erreicht werden kann.

3. Die Notwendigkeit zum Arbeiten mit einem Reitstook entfällt.

4. Weil das Blech selbst verlagert wird, und nicht die Rollen, die den Preßspaltbereich bilden, können die Rollen in relativ ortsfesten Lagen gehalten werden. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, die Bewegungen der Rollen längs bestimm-

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ter Bahnen zu führen.

Das Blech kann längs eines Bogens durch Ändern des Neigungswinkels der Drehachse verlagert werden. Der Neigungswinkel der Drehachse kann um einen Punkt herum geändert werden, der exzentrisch gegen deas Blech versetzt ist.

Das Verlagern des Blechs längs eines Bogens kann das Verlagern des Blechs durch einen Preßspaltbereich hindurch mit beinhalten. Es kann weiter das Schwingen des Blechs längs des Bogens beinhalten. Die Verlagerungsmittel können also so eingerichtet sein, daß sie das Blech längs des Bogens schwingen.

Zweckmäßigerweise kann das Verlagern des Blechs gleichzeitig mit der Drehung des Blechs um die Drehachse erfolgen, und gegebenenfalls auch gleichzeitig mit der Verformung des Blechs in eine gewölbte Form. Die Verformung des Blechs in eine gewölbte Form kann also dadurch erfolgen, daß das Blech durch den Preßspaltbereich verlagert wird, während sich das Blech dreht.

Alternativ kann die Drehung des Blechs zu einer anderen Zeit als die Verlagerung des Blechs längs des Bogens bewirkt werden. Bei dieser Anordnung können die Bewegungen in Stufen erfolgen.

Der Bogen kann einen Mittelpunkt haben, der mit der Drehachse des Blechs zusammenfällt. Zweckmäßigerweise ist der Krümmungsradius des Bogenseinstellbar.

Die Verlagerungsmittel zum Verlagern des Blechs längs eines Bogens können durch ein Druckmittel betätigbar sein. Insbesondere können die Verlagerungsmittel einen Hydraulikzylinder aufweisen, der gelenkig an seinem einen Ende mit einem Ankerglied wie einem Fundament oder einem Chassis und an seinem anderen Ende mit den Lagermitteln für den Blechzuschnitt verbunden ist.

Die Mittel zur Lagerung des Blechs zur Drehbarkeit um eine Dreh-

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achse können eine verlagerbare Säule mit einem darin gelagerten drehbaren Putter aufweisen· Das Futter kann geeignete Befestigungsmittel wie Schrauben oder Muttern aufweisen, mittels derer das Blech daran befestigt werden kann, so daß das Blech durch das Futter gedreht werden kann. Bei dieser Anordnung wird die Säule an einer Drehung gehindert, während das Futter darin drehbar ist, um eine Drehung des Blechs um die Drehachse zu ermöglichen· Eine Verlagerung der Säule bewirkt eine Verlagerung der Drehachse des Blechs·

Das Blech kann um die Drehachse mittels einer Antriebswelle gedreht werden, die fest mit dem Futter verbunden ist und sich durch die Säule erstreckt, die hohlzylindrisch sein kann» Die Antriebswelle kann durch einen Hydraulik- oder Elektromotor drehbar sein. Alternativ oder darüber hinaus kann das Blech durch Antriebsmittel wie Rollen drehbar sein, die am Blech reibend angreifen·

Die Säule kann gelenkig gelagert sein, um um eine Schwenkachse schwingbar zu sein, die den Krümmungsmittelpunkt der Kurvenbahn bildet, längs derer das Blech verlagerbar ist. Das Gelenk selbst kann verlagerbar sein, beispielsweise mittels eines Hydraulikzylinders, während darüber hinaus die Säule axial in bezug auf das Gelenk einstellbar sein kann, um damit den Krümmungsradius des bogenförmigen Verlagerungswegs einzustellen. Die Säule kann beispielsweise axial durch eine Mutter oder eine Gewindehülse verlagerbar sein, die in sich axial erstrekkendes Gewinde an der Säule eingreift. Die Mutter kann von Hand oder durch einen Motor zur axialen Verlagerung derselben längs der Säule drehbar sein.

Der Preßspaltbereich kann durch gegenüberliegende Rollen gebildet sein. Zwei solche Rollen können vorgesehen sein, und sie können so positionierbar sein, daß das Blech zwischen den Rollen liegt, wobei Kraft von den Spannmitteln ausgeübt wird, die auf die Rollen ausgeübt wird, und dabei das Blech zwischen den Rollen preßgerollt und verformt wird, wenn as längs des Bo-

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gens verlagert wird. Die Spannmittel können hydraulisch betätigbare Zylinder sein. Eine der Rollen kann eine schlüssig angetriebene Antriebsrolle sein, während die andere Rolle eine Freilaufrolle sein kann. Das Blech und die Freilaufrolle können durch die Antriebsrolle und durch Reibungskontakt zwischen den Rollen und dem Blech drehbar sein. Die Freilaufrolle kann eine vorangestellte Rolle sein, und die Antriebsrolle kann die nachgestellte Rolle in Richtung radial nach außen in bezug auf das Blech sein.

Eine der Rollen, zum Beispiel die Antriebsrolle, kann ein gekrümmtes Querschnittspirofil haben, das dem Endquerschnittsprofil mindestens eines Teils des gewölbten Bodens entspricht, der hergestellt wird. Das Profil kann beispielsweise das Profil des gewölbten Bodens am Rand der Wölbung sein, die einen sogenannten Knieradius hat. Die andere Rolle kann ein kegelst umpfförmiges Querschnittsprofil haben, wobei die Ecke des Profils gerundet ist, um scharfe Ränder an der Rolle zu beseitigen.

Die Antriebsrolle kann durch einen Motor schlüssig angetrieben sein, beispielsweise durch einen Hydraulik- oder Elektromotor. Der Neigungswinkel der Antriebsrolle kann ortsfest sein.

Die Freilaufrolle kann manövrierbar sein, dadurch, daß sie in meindestens zwei Richtungen Bewegungsfreiheit hat, nämlich in Richtung der Drehachse der Rolle und durch Änderung des Neigungswinkels der Drehachse der Rolle. Die Verlagerung der Rolle in beide Richtungen der Bewegungsfreiheit kann durch die Spannmittel mit Hilfe eines Druckmittels erfolgen, insbesondere durch Arbeitszylinder.

Ein Verfahren nach der Erfindung kann das Verwenden eines Reitstocks vorsehen, der zum Angreifen am Blechzuschnitt vorgesehen ist, und zwar derart, daß er koaxial mit der Drehachse des Zuschnitts liegt· Der Reitstock unterstützt das Erreichen einer Stabilität während der Drehung und Verformung des Blechzuschnitts,

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Beim Herstellungsverfahren kann auch mit einem massiven Putter oder mit einer Schablone mit einem Profil gearbeitet werden, das dem Profil eines gewölbten Bodens entspricht, der nach dem Verfahren hergestellt werden soll.

Das Verfahren zum Verformen des Zuschnitts in eine gewölbte Form kann den Verfahrensschritt enthalten, daß der Zuschnitt mit der Freilaufrolle durch Hübe in Hubbewegung versetzt wird, die in radialer Richtung in bezug auf die Drehachse des Zuschnitts ausgeführt werden. Um den Kronenradius des gewölbten Bodens zu formen, kann der Zuschnitt mit der Freilaufrolle in Hubbewegung versetzt werden, ohne daß von der Antriebsrolle Gebrauch gemacht wird. Bei dieser Anordnung wird der Zuschnitt durch die Antriebswelle angetrieben, die sich durch die schwingfähige Säule erstreckt. Um den Knieradius des Blechs herzustellen, wird der Zuschnitt etait der Freilaufrolle in Verbindung mit der Antriebsrolle in Hubbewegung versetzt, so daß der Zuschnitt zwischen den beiden Rollen liegt.

Die Vorrichtung kann ferner lösbare Sperrmittel aufweisen, mittels derer die Säule in einer Fixlage gesperrt werden kann, in der die Drehachse des Blechs festliegt. Die lösbaren Sperrmittel können eine Einspannung aufweisen, die zwei gelenkig miteinander verbundene Spannteile aufweist, die an einem Vorsprung an der Säule angreifen können und die durch lösbare Befestigungsmittel aneinander befestigt werden können, um den Vorsprung einzuspannen, wobei einer der Spannteile an einem Ankerglied befestigbar ist.

Die Vorrichtung kann weiter ein Reibantriebsrad aufweisen, das von der schlüssig angetriebenen Antriebsrolle angetrieben wird, um das massive Futter reibend anzutreiben. Es kann ein Ring vorgesehen sein, der am massiven Futter befestigbar ist und eine Umfangsflache hat, die zum reibenden Angreifen am Reibantriebsrad vorgesehen ist, um durch dieses antreibbar zu sein.

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Weiter kann die Vorrichtung Schneidmittel aufweisen, mittels derer ein Umfangsschnitt am Blech vorgenommen werden kann. Die Schneidmittel können ein drehbares Schneidrad aufweisen, das auf einer Welle sitzt und das axial auf der Welle einstellbar ist, wobei die Welle gelenkig angeordnet ist, derart, daß das Rad in Kontakt mit dem Blech und von ihm weg bewegt werden kann. Das Rad kann ein V-förmigen Querschnittsprofil am Umfang haben, mittels dessen ein V-förmiger Schnitt am Blech hergestellt werden kann. Das Schneidrad kann gegen das Blech durch hydraulische Mittel gedrückt werden, insbesondere durch die !Freilaufrolle und deren Hydraulikzylinder.

Die Erfindung ist nachstehend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen sind:

Fig. 1 die Darstellung einer Vorrichtung nach der Erfindung

zur Herstellung gewölbter Kesselboden, Fig. 2 die Darstellung der Verwendung eines massiven Futters

in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung, Fig. 3 die Darstellung der Vorrichtung nach Fig. 2 mit einer Alternativ-Antriebsanordnung, wobei die Sperranordnung

weggelassen ist,
Fig. 4 die Vorderansicht eines Teils der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung, in der die Stummelseitenwellen gezeigt

sind,
Fig. 5 die Darstellung eines Teils der in Fig. 1 gezeigten

Vorrichtung während der Herstellung der Krone eines gewölbten Bodens,
Fig. 6 die Darstellung einer Einzelheit des Blechs und der

Vorrichtung nach Fig. 3 im vergrößerten Maßstab und Fig. 7 die Darstellung e»iner Schneidanordnung, die in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung vorgesehen ist.

Die Vorrichtung ist allgemein mit 10 bezeichnet. Sie weist eine hohlzylindrische Säule 12 auf, die an einem Drehpunkt gelenkig gelagert ist. Der Drehpunkt 14 liegt waagrecht, so daß sich die Säule 12 um diesen Drehpunkt in einer vertikalen

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Ebene verschwenkt.

Der Drehpunkt 14 hat die Form eines Zapfens, der in einer Wiege gelenkig gelagert ist, welche schematisch bei 16 dargestellt ist. Die Wiege 16 selbst sii tzt auf einem Hydraulikzylinder 18, der gelenkig an einem Fundament 20 befe*stigt ist. Zwei Stellglieder 18, die mechanisch, z.B. in Gewindeausführung, oder hydraulisch wie dargestellt sein können, sind vorgesehen, damit bei einer Verschwenkung der Säule 12 um den Dr& punkt 14 die Basis 22 der Säule zwischen den Stellgliedern 18 schwingen kann. Durch Ausfahren der Hydraulik-Stellglieder 18 kann der Drehpunkt 14 vertikal in Richtung der Linie 24 in eine extreme obere Position angehoben werden, die durch 14·1 dargestellt ist.

Der Drehpunkt 14, der, wie vorstehend erwähnt, die Form eines Zapfens hat, ist an der Außenseite der Basis 22 vorgesehen, bei der es sich um ein hohlzylindrisches Gehäuse quadratischen Querschnitts handelt. Eine Mutter 26 hat Innengewinde, das mit Gewinde 28 an der Außenseite der Säule 12 zusammenwirkt. Die Mutter 26 liegt oben auf dem Gehäuse 22 auf. Durch Drehen der Mutter 26 kann die Säule 12 in das Gehäuse 22 hinein- oder aus ihm herausgeschraubt werden, und zwar auf Grund eines Zusammenwirkens des Gewindes 28 mit der Mutter 26. Dadurch kann die Länge der Säule 12, die aus dem Gehäuse 22 vorsteht, eingestellt werden, und damit kann auch der Kronenradius eines gewölbten Bodens eingestellt werden, der in der Vorrichtung hergestellt werden soll.

Die Vorrichtung 10 weist ferner einenHydraulikzylinder 30 auf, der bei 32 am Fundament 20 und bei 34 an der Säule 12 angelenkt ist. Durch Betätigung des Hydraulikzylinders β30 kann das Gelenk 34 längs eines Bogens verlagert werden, der durch den Pfeil 36 angedeutet ist, und zwar um den Drehpunkt 14 herum in eine Endlage, die bei 34.1 dargestellt ist. Durch kontrolliertes Bestätigen des Hydraulikzylinders 30 kann die Säule 12 damit um den Drehpunkt 14 herum geschwungen werden.

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Die Säule 12 ist mit Lagermitteln versehen, die allgemein mit 38 bezeichnet sind und mittels derer ein Blechzuschnitt 40, der in einen gewölbten Boden verformt werden soll, an der Säule gelagert werden kann. Die Lagermittel 38 weisen eine Kronenplatte 42 auf, die eine gekrümmte Oberseite 44 hat, welche der Krümmung der Krone des fertigen gewölbten Bodens entspricht, der aus dem Blech 40 hergestellt werden soll. Die Kronenplatte 42 ist fest mit einer Antriebswelle 46 (die in Pig. 2 gezeigt ist) verbunden, und zwar durch ein Gewindeende 48, auf das eine Mutter 50 geschraubt ist, so daß das Blech 40 zwishen der Mutter 50 und der Kronenplatte 42 am G-ewindeende 48 liegt und festgehalten wird, das durch ein Loch im Blech führt. Ein Axial-Radial-Lager 52 ist zwischen der Kronenplatte 42 und dem oberen Ende der Säule 12 vorgesehen, so daß die Kronenplatte 42 in bezu^ auf die Säule 12 drehbar ist. Die Kronenplatte 42 ist durch die Antriebswelle 46 um eine Drehachse 54 mittels eines stufenlos drehzahlregelbaren Hydraulikmotors 56 und Antriebsmittel drehbar, die nach Fig. die Form einer Ketten- und Kettenrad- oder Zahnradanordnung haben können, um das Blech 40 nur über der Kronenplatte 42 zu verformen, und in Fig. 2 handelt es sich dabei um die einzigen Antriebsmittel für das Blech 40.

Die Vorrichtung 10 weist ferner eine Antriebsrolle 60 auf, die ein Querschnittsprofil mit einem Radius hat, der dem Knieradius 32 des Randbereichs 64 des gewölbten Bodens entspricht, der aus dem Blech 40 hergestellt werden soll. Die Antriebsrolle 60 ist zur Drehung in Richtung des Pfeils 66 auf einer Welle 68 um eine Drehachse 70 gelagert. Die Welle 68 hat einen verengten Bereich 72, und sie ist durch Riemenscheiben 74 und 76 und Riemen 78 oder andere Antriebsmittel und einen Elektromotor 80 drehbar, der auf einem Chassis 91 sitzt. Die Rolle 60 ist so gelagert, daß die Drehachse 70 einen fixen Neigungswinkel für jeden beliebigenKNieradius 62 hat.

Die Vorrichtung 10 weist außerdem eine Freilaufrolle 82 auf,

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die auf einer Halterung 84 drehbar gelagert ist. Die Halterung 84 selbst ist bei 86 an einer weiteren Halterung 88 gelenkig gelagert, die fest mit einem Hydraulikzylinder 90 verbunden ist, welcher am Chassis 91 befestigt ist. Durch Betätigung des Zylinders 90 kann die Halterung 88 linear ausgefahren werden, so daß das Gelenk 86 längs eines linearen Wegs 92 zwischen Endlagen 86.1 und 86.2 verlagerbar ist. Ein weiterer Hydraulikzylinder 94 ist vorgesehen, der gelenkig mit dem Chassis 91 und der Halterung 84 in Gelenken 96 und 98 verbunden ist. Durch Betätigung der Zylinder 90 und 94 kann die Rolle 82 stufenlos in bezug auf die Antriebsrolle 60 und das Blech 40 verstellt werden.

In der Vorrichtung 10 ist weiter ein Reitstock 100 vorgesehen, der einen freilaufenden Drehkopf 102 und einen Hydraulikzylinder 104 aufweist, welcher am Chassis 91 befestigt ist. Der frei laufende Drehkopf 102 greift reibend am Blech 40 durch Betätigung des Zylinders 104 an, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, und zwar zum Gebrauch nur entsprechend dem Verfahren, das nachstehend im Zusammenhang mit Pig. 2 beschrieben wird.

In Pig. 2 ist ein Teil der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung in einer anderen Betriebsposition gezeigt. Die Vorrichtung weist darüber hinaus ein massives Putter 106 auf, das an der Antriebswelle 46 anstelle der Kronenplatte 42 anbringbar ist. Dadurch ist das massive Putter 106 drehbar. Das Blech 40 wird reibend am Putter 106 durch den Kopf 102 und darauf ausgeübten Hydraulikdruck und Muttern durch den Zyl»inder 104 gehalten. Keine Schrauben führen durch das Blech 40.

Die Vorrichtung nach Pig. 2 weist ferner eine Sperranordnung 108 auf, mittels der die Säule 12 in einer gewünschten Lage gesperrt werden kann, z.B. vertikal, wie dargestellt. Die Sperranordnung 108 weist zwei halbkreisförmige Spannhälften 110 und 112 auf, die durch Schrauben und Muttern 114 um zwei sich zur Seite hin erstreckende Stummelwellen 116 an der Säule 12 zusammengespannt werden können. Die Spannhälfte 110 ist bei

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118 an 112 angelenkt, so daß sie herausgeschwungen werden kann, um eine Aufnahme der Stummelwellen 116 zwischen den Spannhälften 110 und 112 oder ein Herausbewegen derselben aus der Lage zwischen den Spannhälften zu ermöglichen. Die Spannhälfte 112 ist an einer Basis 120 am Chassis 91 befestigt. Wenn die Säule 12 in dieser Weise in der vorgesehenen Lage gesperrt ist, wie das in Fig. 2 gezeigt ist, befindet sich die Drehachse 54 des Futters 106 in einer festen Lage vertikal, und das Formen des Blechs 40 am Futter 106 kann ohne eine seitliche Verlagerung der Säule 12 unter dem seitlichen Druck vorgenommen werden, der von der Rolle 82 ausgeübt wird.

Die Arbeitsweise der in Fig. 2 gezeigten Vorrichtung wird nachstehend noch zu beschreiben sein.

In Fig. 3 ist eine Alternativantriebsanordnung 122 zum Drehen des Futters 106 gezeigt. Die Antriebsanordnung 122 weist ein abnehmbares Antriebsrad 124 auf, das an der Welle 68 anstelle der Rolle 60 angebracht ist. Das Rad 124 hat eine kegelstumpfförmige Fläche 126 aus Gummi, Kunststoff, Metall oder irgendeinem anderen geeigneten Reibungsmaeterial. Die Fläche 126 greift an einem abnehmbaren Ring 128 an, der an der Unterseite 130 des Futters 106 durch Schrauben (nicht dargestellt) angebracht ist. Durch Drehen des Rads 124 treibt die Fläche 126, die an der Unterseite 132 des Rings 128 unter dem Druck der Rolle 82 angreift, den Ring 128 und damit das Futter 106 reibend an und dreht diese damit.

Gegebenienfalls kann, vorausgesetzt, daß der Durchmesser des Futters 106 groß genug ist, der Ring 128 weggelassen werden, und die Fläche 126 kann dann an der Unterseite 130 des Futters 106 direkt angreifen·

Das Rad 124 dient nicht nur zum Antreiben des Futters 106, sondern auch zum Abstützen des Futters unter den hohen Drücken, die von der Rolle 82 ausgeübt werden. Indem das Futter abgestützt wird, wird ein Verkanten des Futters verhindert und da-

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mit eine Beschädigung des Lagers 52 vermieden.

Bezugnehmend auf Pig· 1,5 und 6 wird mit der Vorrichtung 10 wie folgt gearbeitet:

In einem ersten Arbeitsgang wird die Vorrichtung 10 auf einen betreffenden Kronenradius 134 eingestellt. Die Säule 12 wird in ihrer Länge in bezug auf den Drehpunkt 14 mittels der Mutter 26 und des Gewindes 28 eingestellt, um den gewünschten Kronenradius 134 am gewölbten Boden zu erhalten, der aus dem Blech 40 hergestellt werden soll. Die Säule 12 wird um den Drehpunkt 14 mittels des Zylinders340 geschwungen, und der Drehpunkt wird in seiner Höhe durch die Hydraulik-Stellglieder 18 eingestellt, so daß die Kronenplatte 42 an der Rolle 60 liegt, wie das in Pig. 5 und 6 gezeigt ist.

Danach muß die gekrümmte Fläche 44 der Kronenplatte 42 geformt werden. Das geschieht durch Benutzen der Rolle 82 in der Form einer Drehbank. Um das zu erreichen, wird die Rolle 82 gesperrt, und ein spangebendes Werkzeug (nicht dargestellt) wird eingebaut. Der Zylinder 30 wird betätigt, um die Säule 12 um den Drehpunkt 14 schwingen zu lassen, so daß die Kronenplatte 42 in einen spangebenden Kontakt mit dem spangebenden Werkzeug (nicht dargestellt) gebracht wird. Der Hydraulikmotor 56 wird in Gang gesetzt, um damit die Kronenplatte 42 um die Drehachse 54 zu rotieren, so daß das spangebenede Werkzeug damit die Kronenplatte 42 spangebend bearbeitet, damit sie die gekrümmte Fläche 44 erhält. Die Spangebung kann zweckmäßigerweise in Richtung radial nach innen zur Drehachse 54 hin erfolgen. Es versteht sich, daß bei diesem Arbeitsgang kein Blechzuschnitt 40 in die Vorrichtung eingespannt ist.

Der nächste Arbeitsgang besteht darin, einen kreisrunden flachen Blechzuschnitt 40 auf die Kronenplatte 42 in der vorstehend beschriebenen Weise mittels der Mutter 450 und des Gewindeschafts 48 aufzuspannen. Der erste Schritt bei der Verformung

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des Blechs 40 besteht darin, den Teil an der Mutter 50 zu formen. Die Rolle 82 wird durch Betätigung der Zylinder 90 und manipuliert, damit sie am Blech 40 an der Mutter 50 angreift, wie das gestrichelt bei 82.1 in Pig. 3 dargestellt ist. Der Motor 56 wird in Gang gesetzt, um damit das Blech 40 um die Drehachse 54 zu drehen. Zur gleichen Zeit wird der Zylinder betätigt, um die Rolle 82 gegen das rotierende Blech 40 zu drükken, so daß dadurch die Rolle 82 auf Grund des Reibungskontakts mit dem Blech 40 gedreht wird. Zur gleichen Zeit wird der Zylinder 90 betätigt, so daß das Blech radial über dem Bereich der Kronenplatte in Hubbewegung versetzt wird. Dadurch wird das Blech 40 verformt, wie das in Fig. 5 dargestellt ist, um die Form der gekrümmten Kronenplatte 44 anzunehmen.

Nachdem das Blech 40 über der Kronenplatte 42 die vorgesehene Form erhalten hat, wie das in Fig. 5 und 6 gezeigt ist, v/ird die Rolle 82 in der relativen Position in bezug auf die Rolle 60 gehalten, wie das in diesen Figuren dargestellt ist. In diesen relativen Positionen läuft die Rolle 82 voran, und die Rolle 60 läuft hinterher, und zwar in Richtung radial nach außen von der Brehachse 54 aus. Auf Grund des Drucks, der vom Zylinder 94 ausgeübt wird, wird das Blech 40 zwischen den beiden Rollen 82 und 60 preßgerollt, wie das in Fig. 5 und 6 gezeigt ist. Beim Übergang der Rolle 82 von der Kronenplatte zur Rolle 60 wird der Motor 56 ausgekuppelt, beispielsweise durch eine Freilaufanordnung, so daß danach das Blech 40 um die Drehachse 54 einzig durch die Antriebsrolle 60 und dadurch in Drehung versetzt wird, daß es zwischen der Antriebsrolle 60 und der Rolle 82 eingespannt ist. Der Zylinder 30 wird nun betätigt, um die Drehachse 54 weiter von der Vertikalen weg zu neigen, so daß bewirkt wird, daß das rotierende Blech 40 radial nach außen in Richtung des Pfeils 136 durch den Preßspaltbereich zwischen den Rollen 82 und 60 verlagert wird. Dieser Arbeitsgang wird kontinuierlich durchgeführt, um ein stellenweises Verdünnen des Blechs 40 durch die Rolle 82 zu verhinedern. Während der Zylinder 30 die Drehachse 54 weiter

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neigt, wird das Blech 40 allmählich verformt, um den gewünschten Kronenradius 134 zu erlangen. Dieser Arbeitsgang wird fortgesetzt, bis das Blech 40 von der Rolle 82 bis etwa zu der Position überquert worden ist, die durch den Pfeil 138 in Fig. 1 dargestellt ist.

Um die Randpartie 64 des Blechs 40 aus der Position 138 nach außen zu formen, werden die Zylinda? 90 und 94 betätigt, um zu bewirken, daß sich die Rolle 82 gegen das Blech 40 legt, derart, daß das Blech zwischen der Rolle 82 und der Rolle 60 preßgerollt wird. Die Zylinder werden weiter betätigt, so daß die Rolle 82 das Blech 40 radial in Hubbewegnng versetzt. Das Blech 40 wird wie zuvor durch die Antriebsrolle 60 und dadurch in Drehung versetzt, daß es zwishen der Rolle 60 und der Rolle 82 eingespannt ist. Dadurch wird das Blech 40 allmählich verformt, bis die Randpartie 64 das Profil der Rolle 60 angenommen hat, um einen Radius 62 aufzuweisen.

In Pig. 2 ist die Herstellung eines gewölbten Bodens unter Verwendung der Rolle 82, der Säule 12, der Antriebswelle 46 und des Reitstocks 100 der in Pig. 1 gezeigten Vorrichtung 10 gezeigt. Bei dieser Anordnung ist die Säule 12 an dem massiven Putter 106 angebracht und in einer vertikalen Position durch die Sperranordnung 108 gesperrt. Der Zylinder 106 wird betätigt, um den freiluafenden Drehkopf 102 in Anlage gegen das Blech zu bringen und damit das Blech reibend am Putter IO6 zu halten. In dieser Position befindet sich der Kopf 102 in einer Plucht mit der Drehachse 54· Die Antriebswelle 46 wird durch den in Pig. 1 gezeigten Motor 56 in Drehung versetzt, um damit das massive Putter 106 und das daran sitzende Blech 40 in Drehung zu versetzen. Die Rolle 82 wird gegen deas Blech 40 durch Betätigung der in Pig. 1 gezeigten Zylinder 90 und 94 gedrückt und führt radiale Hübe gegen das Blech 40 aus. In ihrer innersten Position befindet sich die Rolle 82 in der bei 82.1 gestrichelten Lage. Die Hubbewegung der Rolle 82 und das Drehen des Blechs 40 werden fortgesetzt, bis das Blech die Porm des massiven Put-

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ters erlangt hat. Die Formgebung des Blechs 40 wird in genau der gleichen Weise bewirkt, ob nun die Antriebswelle 46 zum Drehen des Putters 106 benutzt wird, oder ob die in Pig. 3 gezeigte Alternativantriebsanordnung eingesetzt wird.

In Pig. 7 ist eine Schneidanordnung 140 gezeigt, die in der in Pig. 1 gezeigten Vorrichtung 10 benutzt werden kann. Die Schneidanordnung 140 weist ein Schneidrad 142 mit einer V-förmigen Schneidkante 144 am Umfang auf. Das Schneidrad 142 wird auf einer Welle 146 drehbar gelagert, die bei 148 in einer Halterung 150 gelenkig gelagert ist, welche ihrerseits am Chassis 91 befestigt ist. Eine Feder 152 zwischen der Welle 146 und dem Chassis 91 spannt die Welle vom Blech 40 weg, das randbeschnitten werden soll.

Das Schneidrad 142 ist axial auf der Welle 146 in einem U-förmigen Joch 154 gehalten, das einen Stützbereich 156 und zwei Schenkel 158 hat, die längs der Welle 146 in Richtung der Pfeile 160 verschiebbar sind. Das Joch kann in jeder gewünschten Position durch Sperrschrauben 162 festgespannt werden.

Um einen Schneidevorgang vorzunehmen und dabei den Rand 164 vom geformten Blech 40 abzuschneiden, wird das Joch 154 axial auf der Welle 146 eingestellt und durch die Schrauben 162 in der vorgesehenen Lage festgestellt, so daß das Schneidrad 142 sich in der richtigen Lage in bezug auf das Blech 40 befindet. Die Rolle 82 wird nun durch Betätigung der Zylinder 90 und 94 manipuliert, um den Stützbereich 156 des Jochs 154 gemäß der Darstellung anzulegen. Die Rolle 60, die längs der Innenseite des Blechs 40 sitzt, wird gedreht, um das Blech 40 damit reibend in Drehung zu versetzen. Druck wird nun von der Rolle 82 gegen das Joch 154 ausgeübt, um damit das Schneidrad gegen das Blech 40 zu drücken. Unter dem in dieser Weise ausgeübten Druck und wegen der Drehung des Blechs 40 wird eine V-förmige Nut 166 in das Blech 40 eingeformt. Wenn die Nut eine Tiefe von etwa drei Vierteln der Dicke des Blechs 40 erreicht hat,

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springt der Rand 164 wegen der Keilwirkung ab, die von der V-förmigen Schneidkante 144 in der V-förmigen Nut 166 herrührt. Wenn der Rand 164 abgesprungen ist, bleibt eine Fase 168 längs des Rands des Blechs 40. Diese Fase ist als Schweißfläche zum Anschweißen einer Seitenwand an das geformte Blech 40 sehr gut geeignet.

Um eine Vielfalt an gewölbten Boden nach dem Verfahren herstellen zu können, das im Zusammenhang mit Fig. 1 beschrieben worden ist, können verschiedene Antriebsrollen 60 vorgesehen sein, die jeweils ein unterschiedliches Querschnittsiprofil haben, um einen anderen Kronenradius 62 zu formen. Um entsprechend einen ganzen Bereich an gewölbten Kesselboden nach dem in Fig« 2 gezeigten Verfahren herstellen zu können, können mehrere massive Futter 106 vorgesehen sein, die jeweils ein anderes Querschnittsprofil haben.

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Claims

I NAOHGEREICHT

COHAUSZ & FLORACK

PATENTANWALTSBÜRO 2/35662

D-4 DÜSSELDORF · SCMUMANNSTR. 97

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-lng. W. COHAUSZ ■ Dipl.-lng. W. FLORA« ■ Dipl.-lng. R. KNAUF ■ Dr.-lng., Dipl.-Wirtsch.-lng. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

Heat Exchangers Africa Limited

ZA-Johannesburg 6. August 1977

Ansprüche

(iJ ¥erfahren zur Herstellung gewölbter Kesselböden, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blechzuschnitt (40) vorgesehen wird, aus dem der gewölbte Kesselboden herzustellen ist, daß das Blech zur Drehung um eine Drehachse (54) quer zum Blech gelagert wird, daß für eine Verlagerbarkeit der Drehachse gesorgt wird, daß das Blech um die Drehachse gedreht wird und so verlagert wird, daß die Drehachse verlagert wird, und daß das Blech in eine gewölbte Porm verformt wird, während es um die Drehachse herum gedreht wird.

2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Blech längs eines Bogens durch Änderung des Neigungswinkels der Drehachse verlagert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß der Neietgungswinkel der Drehachse um einen Punkt (14) herum geändert wird, der exzentrisch dem Blech gegenüber versetzt ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß der Bogen einen Mittelpunkt hat, der

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ORIGINAL INSPECTED

mit dem exzentrisch dem Blech gegenüber versetzten Punkt zusammenfällt, um den der Neigungswinkel der Drehachse geändert wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß die Verlagerung des Blechs ein Schwingen des Blechs einschließt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß ein Preßspaltbereich vorgesehen wird, das Blech in den Preßspaltbereich eingeführt wird und das Blech dadurch verformt wird, daß es unter Drehen durch den Preßspaltbereich verlagert wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet , daß der Preßspaltbereich durch zwei Rollen (60, 82) gebildet wird, die in Richtung aufeinander zu gedrückt werden, derart, daß das zwischen den Rollen liegende Blech durch Preßrollen verformt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Blech um die Drehachse durch eine treibende Drehung mindestens einer der Rollen (60) und durch Reibungskontakt zwischen den Rollen und dem Blech gedreht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehachse (70) der treibend gedrehten Rolle (60) in einer Pixlage gehalten wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet , daß der Zuschnitt dadurch verformt wird, daß er mit einer der Rollen (82) mittels Hübe einer Hubbewegung unterzogen wird, die in radialer Richtung in bezug auf die Drehachse des Zuschnitts ausgeführt werden.

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11. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Bogen ein Kreisbogen ist und daß der Radius (134) des Bogens veränderlich ist.

12. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch Lagermittel (12, 46, 48, 50, 52) zur lagerung eines Blechzuschnitts (40) für die herstellung eines gewölbten Kesselbodens, derart, daß das Blech um eine Drehachse (54) quer zum Blech drehbar ist, wobei die Drehachse verlagerbar ist, und Verlagerungsmittel (30), die an den Lagermitteln betätigbar sind und mittels derer das Blech so verlagerbar ist, daß die Drehachse verlagert wird.

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß das Blech längs eines Bogens durch Änderung des Neigungswinkels der Drehachse (54) verlagerbar ist.

14« Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß die Verlagerungsmittel (30) so betätigbar sind, daß das Blech in Schwingung versetzt wird und damit die Drehachse schwingend verlagert wird.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß deas Blech um seine Drehachse gleichzeitig mit einer Verlagerung des Blechs durch die Verlagerungsmittel zur Verlagerung der Drehachse drehbar ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß der Bogen ein Kreisbogen ist und daß die Lagermittel (12, 26) so einstellbar sind, daß der Radius (134) des Bogens einstellbar ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlagerungsmittel (30) durch ein Druckmittel betätigbar sind.

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18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß die Verlagerungsmittel (30) einen Hydraulikzylinder aufweisen, der an seinem einen Ende (32) gelenkig mit einem Ankerglied (20) und an seinem anderen Ende (34) mit den Lagermitteln (12) verbunden ist, wobei die Enden des Hydraulikzylinders durch das Druckmittel relativ zueinander verlagerbar sind.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagermittel eine verlagerbare Säule (12) mit einem darin gelagerten Drehfutter (42) aufweisen, das Befestigungsmittel (50) zum Befestigen des Blechs daran aufweist, derart, daß das Blech durch das Putter drehbar ist, wobei die Säule bei einer Drehung des Putters der Säule gegenüber an einer Drehung gehindert ist und eine Verlagerung der Säule eine Verlagerung der Drehachse des Blechs bewirkt.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Säule (12) hohlzylindrisch ist und daß die Lagermittel eine Antriebswelle (46),aufweisen, die fest mit dem Futter (42) verbunden ist und sich durch die Säule erstreckt und durch Antriebsmittel (56, 58) zum Drehen des Blechs mittels des Putters drehbar ist.

21. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet , daß die Antriebsmittel einen treibend mit der Antriebswelle verbundenen Motor (56) aufweisen, der an der Säule sitzt.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Säule (bei 14) gelenkig gelagert ist, derart, daß sie um eine Schwenkachse schwingbar ist, die mit dem Hittelpunkt des Bogens zusammenfällt, längs dessen das Blech verlagerbar ist.

23. Vorrichtung nach Anspruch 21, gekennzeichnet

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durch Einstellmittel (18), mittels derer die gelenkige Lagerung (14) der Säule einstellbar ist.

24· Vorrichtung nach Anspruch 22 oder 23, gekennzeichnet durch Säuleneinstellmittel (26, 28), mittels derer die Säule axial in bezug auf die gelenkige Lagerung (14) einstellbar ist·

25, Vorrichtung nach Anspruch 24_f dadurch gekennzeichnet , daß die Säuleneinstellmittel Außengewinde (28) an der Säule und eine Gewindehülse (26) aufweisen, die im Gewindeeingriff mit dem Gewinde der Säule steht und axial dieser gegenüber durch Verschrauben bewegbar ist.

26. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 25, gekennzeichnet durch Mittel (60, 82), die einen Preßspaltbereich bilden, in den das Blech einführbar ist.

27· Vorrichtung nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet , daß die den Preßspaltbereich bildenden MIttel zwei Rollen (60, 82) aufweisen, die in eine solche Position bringbar sind, daß das Blech zwischen die Rollen legbar ist, ferner Spannmittel (90, 94) zum Spannen der Rollen aufeinander zu, derart, daß das Blech zwischen den Rollen eingespannt wird und daß während der Verlagerung des Blechs unter Drehung dessen Drehachse verlagert wird, während es durch den Preßspalt zwischen den Rollen verlagert wird, derart, daß es verformt vird.

28. Vorrichtung nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet , daß eine Rolle (60, 68) eine schlüssig angetriebene Antriebsrolle und die andere Rolle (82) eine Freilaufrolle ist und daß das Blech um die Drehachse mittels der Antriebsrolle (60) und durch Reibungskontakt mit den Rollen drehbar ist.

29. Vorrichtung nach Anspruch 27 oder 28, dadurch gekennzeichnet , daß die Drehachse (70) mindestens

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eine der Rollen (60, 68) ortsfest ist.

30. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannmittel durch Druckmittel betätigbar sind und einen Hydraulikzylinder (90, 94) aufweisen.

31. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Rollen (82) in mindestens zwei Richtungen Bewegungsfreiheit hat, eine in Richtung der Drehachse der Rolle und eine andere durch Änderung des Neigungswinkels der Drehachse der Rolle.

32. Vorrichtung nach Anspruch 31, dadurch gekennzeichnet , daß die Manövrierbarkeit der Rolle durch mindestens zwei Hydraulikzylinder (90, 94) erbringbar ist,

33. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 26 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die den Preßspaltbereich bildenden Mittel ein drehbares massives Putter (106) aufweisen.

34. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 19 bis 33, gekennzeichnet durch lösbare Sperrmittel (110, 112), mittels derer die Säule (12) in einer ortsfesten Position sperrbar ist, in der die Drehachse (54) des Blechs ortsfest liegt.

35. Vorrichtung nach Anspruch 34, dadurch gekennzeichnet , daß die lösbaren Sperrmittel (110, 112) eine Einspannung aufweisen, die zwei gelenkig (bei 118) miteinander verbundenede Spannteile (110, 112) aufweist, welche zum Angreifen an einem Vorsprung (116) an der Säule vorgesehen sind und die durch lösbare Befestigungsmittel miteinander befestigbar sind, derart, daß der Vorsprung eingespant wird,

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wobei einer der Spannteile (112) an einem Ankerglied (91) befestigbar ist.

36« Vorrichtung nach einem der Ansprüche 33 bis 35» gekennzeichnet durch ein Reibantriebsrad (124)» das durch edie schlüssig angetriebene Antriebsrolle (68) zum reibenden Antreiben des massiven Futters (106) antreibbar ist.

37· Vorrichtung nach Anspruch 36, gekennzeichnet durch einen am massiven Futter (106) befestigbaren Ring (128) mit einer Umfangsflache (126), die zum reibenden Angreifen an dianReibantriebsrad zur Antreibbarkeit durch dieses vorgesehen ist·

38. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 37» gekennzeichnet durch Schneidmittel (140) zur Vornahme eines Umfangsschnitts in das Blech·

39· Vorrichtung nach Anspruch 38, dadurch gekennzeichnet, daß die Schneidmittel (140) ein drehbares Sohneidrad (142) aufweisen, das auf einer Welle (146) sitzt, wobei das Rad axial auf der Welle einstellbar ist und die Welle angelenkt ist (bei 148), derart, daß das Rad in Kontakt mit dem Blech und von dem Blech weg bewegbar ist·

40. Vorrichtung nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, daß das Rad ein V-förmiges Querschnittsprofil (144) an der Peripherie hat, derart, daß das Blech mit einem V-förmigen Schnitt versehbar ist.

41· Vorrichtung nach Anspruch 39 oder 40, gekennzeichnet durch Hydraulikkraftmittel (90, 94) zum Drücken des Schneidrads in Eontakt mit dem Blech und zur Vornahme eines Schneidens des Bleohs.

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