DE2911901A1

DE2911901A1 - Vorrichtung fuer das biegen von blechzuschnitten

Info

Publication number: DE2911901A1
Application number: DE19792911901
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Current assignee: Siempelkamp Giesserei KG
Priority date: 1979-03-27
Filing date: 1979-03-27
Publication date: 1980-10-02
Also published as: FR2452338B1; GB2045128A; JPS5641329B2; FR2452338A1; GB2045128B; JPS55128319A; IT8019625A0; US4291569A; DE2911901C2; IT1129596B

Description

Patent- und Hilfsgebrauchsmusteranmeldung

G. Siempelkamp GmbH & Co.
Siempelkampstr. 75, 415o Krefeld 1

Vorrichtung für das Biegen von Blechzuschnitten

Die Erfindung bezieht sich gattungsgemäß auf eine Vorrichtung für das Biegen von im Grundriß rechteckigen Blechzuschnitten (auch solchen mit angebogenen Längsrändern) zu einem im Querschnitt im wesentlichen U-förmigen Vorformling für die Großrohrherstellung, - mit

Pressengestell,

in einer vertikalen Biegeebene arbeitendem Vertikalbiegebalken,

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zwei (unter Zwischenschaltung des umzuformenden Bleches) in einer horizontalen Ebene gegeneinander arbeitenden Horizontalbiegebalken,

Breitenzentriereinrichtung und

hydraulischen Antrieben mit Pumpen für den Vertikalbiegebalken sowie für die Horizontalbiegebalken und die Breitenzentriereinrichtung,

wobei der Antrieb für die Horizontalbiegebalken an jedem Horizontalbiegebalken zumindest zwei Zylinderkolbenanordnungen und eine Gleichlaufsteuerung aufweist. - Die Blechzuschnitte, die mit Hilfe der gattungsgemäßen Vorrichtungen gebogen werden, sind innerhalb enger Toleranzen bearbeitet und vorgebogen. Es handelt sich um Blechzuschnitte aus Blechen großer Dicke und/oder hoher Festigkeit, insbes. aus legierten Stählen, so daß erhebliche Biegekräfte aufgebracht und erhebliche Reaktionskräfte abgestützt werden müssen. Nichtsdestoweniger muß der Biegevorgang so geführt werden, daß der gebogene Vorformling innerhalb enger Toleranzen eine vorgegebene Form aufweist. Folglich werden an die Genauigkeit des Biegevorganges besondere Anforderungen gestellt.

Bei den (aus der Praxis) bekannten gattungsgemäßen Vorrichtungen ist die Gleichlaufsteuerung eine mechanische Einrichtung mit Torsionswelle, Gelenken, Zähnrädern und Zähnstangen. Solche mechanischen Einrichtungen haben den Nachteil, daß sie aufgrund des Spiels in den Gelenken und Zähnen in bezug auf die Parallel-

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führung der Horizontalbiegebalken ungenau sind. Die Blechzuschnitte bedürfen in bezug auf ihre Länge einer genauen und nur umständlich durchführbaren Mittenpositionierung, wenn anders die beschriebenen Ungenauigkeiten sich noch vergrößern und Verdrehungen in den Torsionswellen weitere Störungen bewirken. Im übrigen wirkt sich in bezug auf die angestrebte Biegegenauigkeit störend aus, daß die Breitenzentriereinrichtung unabhängig von den Zylinderkolbenanordnungen der Horizontalbiegebalken arbeitet. Sie besteht aus einer Kombination von Verstellspindeln und Hydrozylindern und hat ihre eigenen, eingeprägten Toleranzen. Daraus resultieren bereits Ungenauigkeiten und darüber hinaus können sich störende Toleranzen der Breitenzentriereinrichtung mit Toleranzen addieren, die aus der beschriebenen Gleichlaufsteuerung resultieren. Unter Umständen müssen beim Arbeiten mit der bekannten Vorrichtung die fertiggebogenen Vorformlinge wegen mangelnder Genauigkeit verworfen oder nachgerichtet werden. - Bei der bekannten Ausführungsform sind im übrigen sämtliche Zylinderkolbenanordnungen eines Horizontalbiegebalkens an eine gemeinsame Pumpe angeschlossen.

Der Erfindung liegt die Atfjabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung so weiter auszubilden, daß der Biegevorgang sehr genau mit engen Toleranzen durchgeführt werden kann und durch unerwünschte Additionen von Toleranzen der Gleichlaufsteuerung einerseits und der Breitenzentriereinrichtung andererseits nicht mehr beeinträchtigt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung die Kombination der folgenden Merkmale:

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a.) die Zylinderkolbenanordnung der beiden Horizontalbiegebalken sind jede an eine separate Pumpe angeschlossen,

b) die Gleichlaufsteuereinrichtung weist den einzelnen Zylinderkolbenanordnungen der Horizontalbiegebalken zugeordnete Wegmeßwertgeber und eine diesen zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinrichtung auf,

c) die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung ist außerdem mit einer Programmsteuereinrichtung für unterschiedliche Blechbreiten ausgerüstet,

wobei die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung eine der Zylinderkolbenanordnungen der Horizontalbiegebalken nach Maßgabe ihres Wegmeßwertgebers als Masterzylinderkolbenanordnung steuert und die anderen folgen läßt sowie bei Folgeabweichungen nach Maßgabe von deren Meßwertgebern korrigiert, wobei ferner die Programmsteuereinrichtung nach Maßgabe eingebbarer Daten über die Breite eines zu biegenden Blechzuschnittes die Horizontalbiegebalken als Zentrierwerkzeuge steuert.

Die Kombination der Merkmale a) plus b) bewirkt, daß beide Horizontalbiegebalken sich parallel und symmetrisch zueinander auf die Mitte der Vorrichtung zusteuern oder absteuern. Dabei wird die Parallelität der beiden horizontalen Biegebalken durch Beziehung auf feste Meßpunkte, gleichsam unabhängig von den Horizontalbiegebalken selbst, erzeugt. Der

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Gleichlauf der beiden Horizontalbiegebalken erfolgt jedoch insoweit abhängig voneinander, als beide Horizontalbiegebalken sich parallel und gleichlaufgesteuert zur Mittenachse der Vorrichtung und damit zur vertikalen Biegeebene hin bewegen. Die weitere Kombination mit dem Merkmal C) bewirkt, daß außermittige Belastungen beim Biegevorgang nicht mehr auftreten, weil die Horizontalbiegebalken selbst die Blechzuschnitte auf Mitte legen. Im Ergebnis können folglich mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Blechzuschnitte sehr genau gebogen werden. Die Parallelsteuerung der Horizontalbiegbalken läßt es ohne weiteres und ohne Störung zu, die zu biegenden Blechzuschnitte bezüglich ihrer Länge mit Hilfe eines festen Anschlages zu positionieren. Eine umständliche Mittenpositionierung ist insoweit also nicht mehr erforderlich. Auch besondere mechanische Bauteile für die Breitenzentrierung sind bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht mehr erforderlich. Die Hydraulik läßt den Einbau von Überdruckventilen zu, die als Überlastsicherung funktionieren. Von besonderem Vorteil ist, daß der steuerungstechnische und regeltechnische Aufwand einfach ist und mit den Hilfsmitteln der modernen Steuerungstechnik und Regeltechnik ohne weiteres verwirklicht werden kann, wie im folgenden auch anhand der Figuren erläutert wird. Dabei offenbaren die Figuren auch weitere Merkmale der Erfindung. Es zeigen

Fig. 1 die Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in Längsrichtung eines zu biegenden Blechzuschnittes und

Fig. 2 ein Schema der GleichlaufSteuereinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 1.

Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung ist für das Biegen von im Grundriß rechteckigen Blechzuschnitten 1 bestimmt. Diese können, wie bereits erwähnt, angebogene Längsränder 2 aufweisen. In Fig. 1 ist ein Blechzuschnitt 1 angedeutet worden.

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Der Biegevorgang macht aus einem solchen Blechzuschnitt 1 einen Vorformling mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, wie er für die Großrohrherstellung benötigt wird, Im allgemeinen handelt es sich um Blechzuschnitte 1 aus dicken Blechen, so daß hohe Verformungskräfte und Reaktionskräfte aufzunehmen sind. Im grundsätzlichen Aufbau besteht die Vorrichtung aus

einem Pressengestell 3,

einem in einer vertikalen Biegeebene arbeitendem Vertikalbiegebalken 4,

zwei unter Zwischenschaltung des zu formenden Blechzuschnittes 1 in einer horizontalen Ebene gegeneinander arbeitenden Horizontalbiegebalken 5, 6 einer Breitenzentriereinrichtung 3 9-23, 33-4o, und

hydraulischen Aririeben 7-12 mit Pumpen 13-16 für den Vertikalbiegebalken 4 sowie für den Horizontalbiegebalken 5, 6 und für die Breitenzentriereinrichtung.

Der Antrieb für die Horizontalbiegebalken 5, 6 weist im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung an jedem Horizontalbiegebalken 5, 6 zwei Zylinderkolbenanordnungen 9, Io bzw, 11, 12 und außerdem eine Gleichlaufsteuerung 18 auf.

Wie insbes. die Fig. 2 erkennen läßt, sind die Zylinderkolbenanordnungen 9—1-2 der beiden Horizontalbiegebalken 5, 6 jede an

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eine separate Pumpe 13-16 angeschlossen. Die Gleichlaufsteuereinrichtung 18 weist den einzelnen Zylinderkolbenanordnungen 9-12 der Horizontalbiegebalken 5, 6 zugeordnete Wegmeßgeber 19-22 und eine zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 23 auf. Im übrigen ist jedoch diese elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 23 außerdem mit einer Programmsteuereinrichtung 24 für unterschiedliche Blechbreiten ausgerüstet. Die Anordnung ist so getroffen, daß die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung 23 eine 9 der Zylinderkolbenanordnung 9-12 nach Maßgabe ihres Wegmeßwertgebers 19 als Masterzylinderkolbenanordnung steuert und die anderen folgen läßt sowie bei Folgeabweichungen nach Maßgabe von deren Meßwertgebern 2o-22 korrigiert. Die Anordnung ist aber fernerhin so getroffen, daß die Programmsteuereinrichtung 24 nach Maßgabe eingebbarer Daten über die Breite eines zu biegenden Blechzuschnittes 1 die Horizontalbiegebalken 5, 6 als Zentrierwerkzeuge steuert. Im Ausführungsbeispiel und nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung sind, wie bereits erwähnt, an jedem Horizontalbiegebalken 5, 6 zwei Zylinderkolbenanordnungen 9, 1o bzw. 11, 12 angeordnet und diesen sind Meßwertgeber 19-22 zugeordnet, die an den Enden der Horizontalbiegebalken 5, 6 angebracht sind. Diese Wegmeßwertgeber 19-22 können ihrerseits am Pressengestell 3 abgestützt sein. Falls sehr große Kräfte aufzunehmen sind, die Verformungen des Pressengestells 3 bewirken, können daraus resultierende störende Einflüsse ohne weiteres eliminiert werden, indem die Wegmeßwertgeber 19-22 im Bereich der Biegeebene abgestützt sind.

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Arbeitet man mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, so erfolgen nacheinander

Breitenzentrierung,

Biegen mit dem Vertikalbiegebalken 4,

Biegen mit den Horizontalbiegebalken 5, 6.

Im folgenden werden die Vorgänge, die mit der Arbeit des Vertikalbiegebalkens 4 zusammenhängen, nicht weiter beschrieben, da sie nicht Gegenstand der Erfindung sind. Das gleiche gilt für eine evtl. Längszentrierung des zu biegenden Blechzu— schnittes 1, die im übrigen im allgemeinen entfallen kann, wenn insov/eit entsprechende Festanschläge vorgesehen sind.

Es werde angenommen, daß ein zu biegender Blechzuschnitt in der Presse liegt. Um die Breitenzentrierung durchzuführen, werden nunmehr die Ventile 25-28 geschlossen, die Ventile 29-32 werden geöffnet; die Horizontalbiegebalken 5, 6 fahren nun angetrieben von den Pumpen 13-16 gleichlaufgeregelt vor und zentrieren den Blechzuschnitt 1 über die Längsachse. Die Zylinderkolbenanordnung 9 fungiert als "Master", die Zylinderkolbenanordnungen 1o~12 folgen. Die den Zylinderkolbenanordnungen zugeordneten Wegmeßgeber 19-22 erfassen den "Istwert", der in der Elektronik der Steuer- und Regeleinrichtung 23 verarbeitet wird. Bildet sich bei d=n Zylinderkolbenanordnungen lo-12 eine Differenz zu der Masterzylinderkolbenanordnung 9,

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so werden die Fördermengen der Pumpen 14-16 über die den Pumpen 14-16 zugeordneten Servoventilen 34-36 verändert, bis die Differenz aufgehoben ist. Die Masterzylinderkolbenanordnung 9 wird von der Pumpe 13 angetrieben. Das dieser Pumpe 13 zugeordnete Servoventil 33 realisiert die der Masterzylinderkolbenanordnung 9 vorgegebenen Geschwindigkeiten und Positionen in Verbindung mit dem Wegmeßgeber 19. Sobald die Zylinderkolbenanordnungen 9-12 den vorgewählten Weg erreicht haben, ist der Zentriervorgang beendet. Die Ventile 25-28 werden geöffnet; die Ventile 29-3o werden geschlossen; die Pumpen 13-16 werden auf die Restfördermenge gestellt.

Die Breitenzentriereinrichtung wird aktiv, d. h. die Servoventile 37—4o arbeiten nun in Verbindung mit den Wegmeßgebern 19-22 und sorgen für die Einhaltung der Zentrierposition auch während des Biegens mit dem Vertikalbiegebalken 4.

Nachdem die Breitenzentriereinrichtung auf die Horizontalbiegebalken 5, 6 geschaltet ist, beginnt das Biegen mit dem Vertikalbiegebalken 4. Die Ventile 41 ind 42 werden auf die große Kolbenfläche der Zylinderkolbenanordnungen 7,8 geschaltet; das Ventil 43 wird geöffnet und verbindet die Förderströme der Pumpen 13 und 14 zum Antrieb für die Masterzylinderkolbenanordnung 7; das Ventil 44 wird geöffnet und verbindet die Förderströme der Pumpen 15 und 16 zum Antrieb für die Zylinderkolbenanordnung 8; die Ventile 25-28 werden geschlossen; die Pumpen 13-16 werden mittels der Servoventile 33-36 auf die vorgewählte Geschwindigkeit (Fördermenge) gestellt; der Vertikal-

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biegebalken 4 fährt nun gleichlaufgeregelt nach unten und biegt das in der U-Presse befindliche Blech. Ergibt sich eine Differenz vom Regelzylinder 8 mit dem Wegmeßgeber 45 zu der Masterzylinderkolbenanordnung 7 und dem Wegmeßgeber 46, so werden die Fördermengen der Pumpen 15 und 3 6 über die Servoventile 3 und 36 verstellt, bis die Differenz ausgeglichen ist. Hat der Vertikalbiegebalken 4 den unteren Festanschlag erreicht, werden die Zylinder 7 und 8 vom Druckhaltesystem übernommen. Die Ventile 25—28 werden geöffnet; die Ventile 43 und 44 werden geschlossen; die Pumpen 13-16 werden auf ihre Restfördermenge gestellt.

Die durch das Biegen mit dem Vertikalbiegebalken 4 erzeugten Reaktionskräfte auf die Horizontalbiegebalken 5, 6 werden von der beschriebenen Breitenzentriereinrichtung ausgeregelt, d. h. trotz unterschiedlich großer Störkräfte wird die Position der Horizontalbiegebalken 5, 6 exakt beibehalten.

Nachdem das Biegen mit dem Vertikalbiegebalken 4 beendet ist, beginnt das Biegen mit den Horizontalbiegebalken 5, 6. Das Positionshaltesystem für die Horizontalbiegebalken 5, 6 wird funktionslos, die Ventile 29-32 werden geöffnet, d. h. die Pumpe 13 wird auf die Zylinderkolbenanordnung 9, die Pumpe 14 auf die Zylinderkolbenanordnung 11, die Pumpe 15 auf die Zylinderkolbenanordnung 14 und die Pumpe 16 auf die Zylinderkolbenanordnung Io geschaltet; die Ventile 25-28 werden geschlossen; die Pumpen 13-16 werden mittels der Servoventile 33-36 auf die vorgewählte Geschwindigkeit (Fördermenge.) gestellt;

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die Horizontalbiegebalken 5, 6 fahren mit der vorgewählten Geschwindigkeit gleichlaufgeregelt bis zur vorgegebenen Wegposition und halten nach Erreichen dieser Position an; die Gleichlaufregelung erfolgt wie vorbeschrieben; die Ventile 25-28 werden geöffnet; die Ventile 29·<-32 werden geschlossen; die Pumpen 13-16 werden auf ihre Restfördermenge gestellt.

Nachdem die Horizontalbiegebalken 5, 6 die vordere Endposition erreicht haben, fahren sie gleichlaufgeregelt zurück bis in die Transportposition. Die Ventile 47-5o werden geöffnet, d. h. die Pumpe 13 wird auf die Masterzylinderkolbenanordnung 9, die Pumpe 14 auf die Zylinderkolbenanordnung 11, die Pumpe 15 auf die Zylinderkolbenanordnung 12 und die Pumpe 16 auf die Zylinderkolbenanordnung 1o geschaltet; die Pumpen 13^16 werden mittels der Servoventile 33-36 auf die vorgewählte Geschwindigkeit (Fördermenge) gestellt; die Pumpen 13-16 dosieren nun das Öl aus dem zugeordneten Zylinder ab, die Stellkraft für die Horizontalbiegebalken 5, 6 wird erzeugt von der Pumpe 51 und der Federkraft des gebogenen Bleches; die Horizontalbiegebalken 5, 6 fahren jetzt mit der vorgewäiten Geschwindigkeit gleichlaufgeregelt bis in die vorgegebene Transportposition; stellt sich ein Gleichlauffehler ein, so erfolgt Korrektur über die Regelung wie vorbeschrieben, haben die Horizontalbiegebalken 5, 6 die Transportposition erreicht, werden sie gestoppt und die Ventile 47-5o werden geschlossen, die Pumpen 13-16 werden auf Restfördermenge gestellt.

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Nachdem die Horizontalbiegebalken 5, 6 die Transportposition erreicht haben, wird die Druckhaltesteuerung für den vertikalen Biegebalken funktionslos. Der Vertikalbiegebalken 4 fährt nun gleichlaufgeregelt in die Transportposition.

Die Ventile 41 und 42 werden auf die kleine Kolbenfläche der Zylinderkolbenanordnung 7 und 8 geschaltet; weitere Funktionen wie vorbeschrieben. Der Vertikalbiegebalken 4 fährt nun gleichlaufgeregelt in die Transportposition zurück und hält diese; der fertiggebogene Blechzuschnitt 1 wird aus der U-Presse transportiert; der nächste Zyklus wird eingeleitet.

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Claims

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Ansprüche :

( 1. 'Vorrichtung für das Biegen von im Grundriß rechteckigen Blechzuschnitten zu einem im Querschnitt im wesentlichen ü-förmigen Vorformling für die Großrohrherstellung, - mit

Pressengestell,

in einer vertikalen Biegeebene arbeitendem Vertikalbiegebalken,

zwei in einer horizontalen Ebene gegeneinander arbeitenden Horizontalbiegebalken,

Breitenzentriereinrichtung und

hydraulischen Antrieben mit Pumpen für den Vertikalbiegebalken sowie für die Horizontalbiegebalken und die Breitenzentriereinrichtung,

wobei der Antrieb für die Horizontalbiegebalken an jedem Horizontalbiegebalken zumindest zwei Zylinderkolbenanordnungen und eine GleichlaufSteuereinrichtung aufweist, gekennzeichnet durch die Kombination der folgenden Merkmale:

a) die Zylinderkolbenanordnungen (9-12) der beiden Horizontalbiegebalken (5, 6) sind jede an eine separate Pumpe (13-16) angeschlossen,

b) die Gleichlaufsteuereinrichtung (18) weist den einzelnen Zylinderkolbenanordnungen (9-12) Horizontalbiege-

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balken (5, 6) zugeordnete Wegmeßwertgeber (19-22) und eine diesen zugeordnete elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (23) auf,

c) die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (23) ist außerdem mit einer Prograinmsteuereinrichting (24) für unterschiedliche Blechbreiten ausgerüstet,

wobei die elektronische Steuer- und Regeleinrichtung (23) die eine (9) der Zylinderkolbenanordnungen (9-12) der Horizontalbiegebalken (5, 6) nach Maßgabe ihres Wegmeßwertgebers (19) als Masterzylinderkolbenanordnung (9) steuert und die anderen folgen läßt sowie bei Folgeabweichungen nach Maßgabe von deren Meßwertgebern (2o-22) korrigiert, wobei ferner die Programmsteuereinrichtung (24) nach Maßgabe eingebbarer Daten über die Breite eines zu biegenden Blechzuschnittes (1) die Horizontalbiegebalken (5, 6) als Zentrierwerkzeuge steuert.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an jedem Horizontalbiegebalken (5, 6) zwei Zylinderkolbenanordnungen (9, 1o bzw. 11, 12) angeordnet und diesen an den Enden der Horizontalbiegebalken (5, 6) angebrachte Meßwertgeber (19, bzw. 21, 22) zugeordnet sind.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßwertgeber (19-22) im Bereich der Biegeebene abgestützt sind.

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