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Biegemaschine zum Walzbiegen von Blechplatinen
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und Verfahren zur Herstellung von Kotflügeln
Die Erfindung
betrifft eine Biegemaschine zum Walzbiegen von Blechplatinen, insbesondere für die
Herstellung von Kotflügeln mit etwa U-förmigem Querschnitt, dessen Schenkel niedrige
Borde entlang der Längsränder des Kotflügels ausbilden, wobei eine Blechplatine
zwischen drei achsparallelen Walzen, von denen eine in Anpassung an die vorgesehene
Krümmung gesteuert verstellbar ist, durchläuft.
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Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Walzen von Kotflügeln
an einer derartigen Biegemaschine.
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Walzbiegen ist ein bekanntes Fertigungsverfahren zum Biegeumformen
von ebenen Blechplatinen.
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Zur Erzeugung von gekrümmten Blechteilen werden die Blechplatinen
zwischen drei Walzen hindurchgeschickt, von denen eine gesteuert verstellbar ist.
Die Walzenachsen stehen dabei senkrecht zur Biegeebene. Um die gewünschte Krümmung
zu erreichen, wird die Blechplatine mehrfach in der gleichen Richtung zwischen die
Walzen hindurchgeschickt, wobei für jeden Walzdurchgang die Lage der verstellbaren
Walze verändert
wird, bis beim letzten Walzdurchgang die gewünschte
Krümmung des fertigen Werkstücks erreicht ist. Zur Bedienung einer derartigen Walzbiegemaschine
sind zwei Mann erforderlich, je einer auf gegenüberliegenden Seiten der Walzen.
Nach jedem Walzdurchgang wird die Blechplatine der Biegemaschine auf ihrer Rückseite
entnommen, um für den nächsten Walzvorgang auf der Vorderseite der Biegemaschine
wieder eingesetzt zu werden.
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Demgegenüber ist die vorliegende Erfindung bestrebt, die Herstellung
gekrümmter Blechteile insbesondere von Kotflügeln mit etwa U-förmigem, über den
gesamten Umfang gleichbleibenden Querschnitt rationeller zu gestalten, dies sowohl
hinsichtlich des personellen als auch des zeitlichen Aufwands.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine entsprechend
dem Kotflügelquerschnitt profilierte Oberwalze und eine daran angepaßte Unterwalze
vertikal übereinander angeordnet sind, wobei es sich um ein angetriebenes Walzenpaar
handelt, daß auf beiden Seiten des Walzenpaars jeweils eine nicht angetriebene,
bezüglich
des Walzenpaars verstellbare Biegewalze mit zum Walzenpaar paralleler Drehachse
vorgesehen ist und daß der Antrieb für das Walzenpaar in seiner Drehrichtung umschaltbar
ist.
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Eine derartige Biegemaschine ermöglicht das Walzen von Kotflügeln
in abwechselnd zwei Richtungen, wobei die Maschine von einem Bedienungsmann und
von einer Seite aus bedient werden kann. Der Bedienungsmann hat lediglich für die
Umschaltung der Walzrichtung Sorge zu tragen bzw., falls diese Tätigkeit automatisch
vollzogen wird, auf die jeweils richtige Lage beim Einzug der Platine zwischen Ober-
und Unterwalze zu achten. Unter der Voraussetzung, daß insgesamt jeweils nur drei
Walzen zum Walzbiegen notwendig sind, ergibt sich von selbst, daß von den beiden
Biegewalzen jeweils nur eine in Aktion tritt, nämlich die bezüglich der jeweiligen
Walzrichtung rückwärtige. Diese Biegewalze wird entweder von Hand oder besser über
eine vorprogrammierte Steuerung in eine bestimmte Höhe gebracht, so daß sie gegen
die Unterseite der zu walzenden Blechplatine drückt und damit zusammen mit Ober-
und Unterwalze den Krümmungsradius bestimmt. Der gleiche Vorgang gilt auch für die
entgegengesetzte Walzrichtung, bei welcher die andere Biegewalze zur Anlage kommt.
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Eine gleichmäßige Verformung bzw. Ausbildung des Krümmungsradius über
die gesamte Lange der Blechplatine wird dadurch erzielt, daß die beiden Biegewalzen
längs einer Kreisbahn um die Unterwalze verstellbar sind.
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Sowohl das genannte Walzenpaar aus Ober- und Unterwalze als auch die
Biegewalzen sind bevorzugt entsprechend der Querschnittsform des Kotflügels profiliert.
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Für die Verstellung der Biegewalzen sind zahlreiche Lösungswege denkbar;
ein bevorzugter Lösungsweg ergibt sich aus den Unteransprüchen 5 und 6.
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Um sicherzustellen, daß die Blechplatine nach dem ersten oder jeden
weiteren ungeradzahligen Walzdurchgang, also auf der Rückseite der Biegemaschine,eine
für das Wiedereindehen zwischen das Walzenpaar nach dem Reversieren ihres Antriebs
geeignete Lage beibehält ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß mit der Bewegung der
bedienungsseitigen, also vorderen Biegewalze eine Fangvorrichtung mechanisch gekoppelt
ist, welche bezüglich des Walzenpaars zu dieser Biegewalze gegenüberliegend
angeordnet
ist und eine von unten gegen die Blechplatine anstellbare, an langen Schwenkhebeln
befestigte Stütze umfaßt, die mit der gekoppelten Biegewalze gleichlaufend nach
oben bzw. unten schwenkt. Im Rahmen der Erfindung ist für einen vollautomatischen
Betrieb auch denkbar, daß Fangvorrichtungen auf beiden Seiten der Biegemaschine
vorgesehen sind, die mit den jeweils gegenüberliegenden Biegewalzen gekoppelt sind.
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Eine zweckmäßige Ausgestaltung der Fangvorrichtung ergibt sich aus
den Unteransprüchen 8 und Eine besonders vorteilhafte zusätzliche Führung der Blechplatine
und damit eine besonders ruhige Walzbewegung wird dadurch erreicht, daß bezüglich
der Blechplatine gegenüber der mit der Fangvorrichtung gekoppelten Biegewalze eine
auf der Blechplatine von oben aufliegende Andrückrolle vorgesehen ist.
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Die erläuterte erfindungsgemäße Biegemaschine ermöglicht die Anwendung
eines besonders rationellen Verfahrens zur Herstellung von Kotflügeln mit einfachem,
etwa U-förmigem Profil, wie sie generell bei Lastkraftwagen oder Anhängern verwendet
werden. Dabei wird
eine ebene, an den Längsrändern abgekantete
Blechplatine in 2 bis 6 Walzdurchgängen bis zum Erreichen der Kotflügelform gewalzt,
wobei sie die Walzen, vom Bedienungsmann aus gesehen abwechselnd vor- bzw. rückwärts
durchläuft. Mit jedem Walzdurchgang verkleinert sich der Krümmungsradius der Blechplatine;
dies wird dadurch erreicht, daß die abwechselnd in Aktion tretenden Biegewalzen
schrittweise höher eingestellt werden, so daß sich die Blechplatine von Walzdurchgang
zu Walzdurchgang schrittweise zunehmend nach oben wölbt.
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Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der
Zeichnung erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine Ansicht der Biegemaschine von der Bedienungsseite
her; Fig. 2 eine Seitenansicht der Biegemaschine, bezüglich Fig. 1 von rechts gesehen;
Fig. 3 jeweils in einem Schnitt S-S gern.
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bis 6 Fig. 1 verschiedene Walzschritte bei der Herstellung eines
Kotflügels.
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Fig. 1 zeigt eine Ansicht der Biegemaschine von der Bedienungsseite
her gesehen, also gemäß I-I der Fig. 2. Das Maschinengestell umfaßt einen linken
vertikalen Ständer 1 und einen rechten vertikalen Ständer 2 sowie ein die beiden
Ständer verbindendes Querteil 3. Die Oberwalze 4 und die Unterwalze 5 sitzen auf
Wellen 6 bzw. 7. Bede Wellen sind mit ihren Enden in den vertikalen Ständern 1,
2 drehbar gelagert. Auf dem Querteil 3 sitzt eine Welle 8, deren Enden in Lagerstükken
9, 10 drehbar aufgenommen sind, welche über Konsolen 11, 12 auf dem Querteil 3 des
Maschinengestells befestigt sind. Ein mittlerer Hebel 13 eines Schwenkhebelgestänges
14 ist an beiden Enden der Welle 8 außerhalb der Lagerstücke 9, 10 drehfest auf
der Welle 8 gelagert. Bei dem Schwenkhebelgestänge 14 auf der linken Maschinenseite
ist an dem mittleren Hebel 13 einerseits ein unterer Hebel 15 und andererseits ein
oberer Hebel 16 des Schwenkhebelgestänges angelenkt.
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Der untere Hebel 15 ist andererseits an einem Exzenterteil 17 eines
Schaltmotors 30 angelenkt.
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Der obere Hebel 16 ist andererseits an einem Auge 17 eines Schwenklagers
18 schwenkbar gelagert, bei dem rechts angeordneten Schwenkhebelgestänge 14 fehlt
ein unterer Hebel. Es dient allein der Kraftübertragung gemäß dem über die Welle
8 übertragenen Drehmoment.
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Das Schwenklager 18 selbst ist an einem inneren Lagerring 19 angeschweißt,
welcher zentrisch um die Achse der Unterwalze 5 drehbar
gelagert
ist. Ein weiterer äußerer Lagerring 20 sitzt wiederum konzentrisch drehbar auf dem
inneren Lagerring 19. Am Lagerring 20 ist ein weiteres Schwenklager 21 befestigt,
welches auf der Rückseite der Biegemaschine angeordnet ist und in gleicher Weise
wie das Schwenklager 18 auf der Vorderseite der Biegemaschine über ein Schwenkhebelgestänge
14 mit einem Schaltmotor 30 verbunden ist. Auf gegenüberliegenden Seiten der Biegeschine
sind die Schwenklager 18, 21 jeweils beidseitig vorhanden; sie dienen zur in radialer
Richtung verstellbaren Aufnahme der Lagerblöcke 22 für die beiden Biegewalzen 23,
24; diese sind in Fig. 2 nur teilweise erkennbar und in Fig sind sie der besseren
Ubersichtlichkeit der Zeichnung wegen weggelassen. Entsprechend ist auf der Rückseite
der Biegemaschine auf dem Querteil 3 des Masdinengestells eine hintere Schwenkwelle
25 (vgl. Fig. 3 bis 6) angeordnet, welche in gleicher Weise ausgebildet und abgestützt
ist wie die vordere Schwenkwelle 8. An der hinteren Schwenkwelle 25 sind die beiden
rückwärtigen Schwenkhebelgestänge für die hintere Biegewalze 24 angelenkt; ferner
ist an der hinteren Schwenkwelle 25 eine sogenannte Fangvorrichtung 26 schwenkbar
befestigt. Diese besteht aus einer parallel zu den
Walzenachsen
verlaufenden Stütze 27 in Form eines Rundstabs, auf welchem zwei Rollen 28 drehbar
befestigt sind. Die Stütze 27 ist seitlich an langen Schwenkhebeln 29 gelagert,
deren untere Enden an damit verbundenen Lagerringen 31 um die rückwärtige Schwenkwelle
25 verschwenkbar sind.
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Wie bereits ausgeführt sind die beiden Biegewalzen 23, 24 bezüglich
der Drehachse der Unterwalze 5 in radialer Richtung verstellbar. Dies erfolgt durch
eine entsprechende Einstellung der in einer radialen Führung innerhalb der Schwenklager
18 aufgenommenen Lagerböcke 22. Die jeweilige Stellung der Lagerböcke wird gesichert
durch diese beidseitig radial abstützenden Druckschrauben 32.
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Darüberhinaus kann der Abstand zwischen Oberwalze 6 und Unterwalze
5 verändert werden, nämlich durch Drehen an der oben rechts angebrachten Handkurbel
33, mit welcher eine Welle 34 gedreht wird, die sich zwischen den gegenüberliegenden
vertikalen Ständern 1, 2 des Maschinengestells erstreckt und an damit verbundenen
Stützlagern 35 drehbar gelagert ist. Auf dieser Welle 34 sitzt oberhalb der vertikalen
Ständer 1, 2 jeweils ein Kegelzahnrad 36, welches mit einem um eine vertikale Achse
drehenden, im
zugeordneten Ständer gelagerten weiteren Kegelzahnrad
37 in Eingriff steht. Das Zahnrad 37 ist über eine Spindel 38 mit einem vertikal
verschieblich im jeweiligen Ständer aufgenommenen L~rstein 39 verbunden. Durch Drehen
an der Kurbel 33 läßt sich somit der Abstand zwischen Oberwalze 4 und Unterwalze
5 in Anpassung an das Kotflügelprofil, insbesondere an die Höhe der seitlichen Borde
40 des Kotflügels 41 (Fig. 3) verändern.
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Der Antrieb von Ober- und Unterwalze erfolgt mittels eines Elektromotors
42, der über Keilriemen 43 ein Schaltgetriebe 44 antreibt, welches über die Zahnräder
45, 46, 47 und 48 die Unterwalze 5 sowie weiter über 49 die Oberwalze 4 antreibt.
Für den Antrieb der Biegewalzen 23, 24 ist ein Schaltmotor 30 vorgesehen.
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Auf dessen Afriebswelle 66 sitzt ein Drehteil 67, an welchem das Exzenterstück
17 für die Betätigung der Schwenkhebelgestänge 14 mit den Schwenkhebeln 13, 15 und
16 angeschweißt ist. Die Drehbewegung des Exzenterstücks 17 wird über das Schwenkhebelgestänge
14 übertragen auf das jeweilige Schwenklager 18, 21, welches eine Kreisbahn um die
Achse der Unterwalze 5 beschreibt. Entsprechend erfolgt die Höhenverstellung der
jeweiligen Biegewalze 23
bzw. 24 auf einer Kreisbahn um die Achse
der Unterwalze 5.
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Der Verstellweg der Biegewalzen während des Biegevorgangs wird vorprogrammiert.
Zu diesem Zweck ist am Drehteil 67 eine radiale Scheibe 68 angeschweißt, welche
mit einem Zylindermantel 69 verbunden ist. Benachbart seinem offenen Ende weist
der Zylindermantel in Umfangsrichtung verlaufende Nuten 50 auf in welchen verstellbare
Schaltnocken 51 befestigt sind. Diese fixieren den Anfang und das Ende jeder Bewegungsphase
des Schaltmotors 30. Sie werden angesteuert durch entsprechend der Nutenzahl vorhandene
Reihengrenztaster 52. Der linke vertikale Ständer trägt einen Kupplungshebel 53
für die Zu-bzw. Abschaltung des Antriebs von Ober- bzw.
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Unterwalze.
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Auf der Welle 7 der Unterwalze 5 sind noch weitere Bauteile zur axialen
Abstützung der Unterwalze 5, nämlich geteilte Distanzringe 54, 55 und ein der Lagesicherung
dienender Gewindering 56; diese Ringe sind auf der linken Seite der Unterwalze 5
befestigt. Die Oberwalze 4 wird durch die Profilform der Unterwalze 5 axial gehalten.
Auf der rechten Seite der Unterwalze 5 sitzt auf deren Welle 7 noch ein weiterer
der axialen Begrenzung des inneren Lagerrings 19 dienender Stützring 57.
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De Fig. 3 zeigt die erste Biegephase eines darüber im Querschnitt
dargestellten Kotflügels 41, welcher als gerade Platine 63 mit bereits abgekanteten
Borden 0 in die Biegemaschine ek gelegt wird. Entsprechend der schwachen Krümmung
der ersten Biegephase, bei welcher die Platine gemäß Pfeil P1 zwisden Oberwalze
4 und Unterwalze 5 hindurchläuft ist die vordere Biegewalze 23 entsprechend der
gewünschten Krümmung angehoben, so daß der Mittelteil 58 ihres etwa der Unterwalze
5 entsprechenden Profils gegen den Umfangsteil 59 des späteren Kotflügels 41 drückt.
Auf der Rückseite der Biegemaschine ist die dort angebrachte Biegewalze 24 abgesenkt,
so daß sie mit der Platine 63 nicht in Berührung kommt.
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Hingegen ist dort die Fangvorrichtung 26 angehoben; deren Rollen stützen
die Platine 63 von unten. Die Fangvorrichtung 26 ist mechanisch gekoppelt mit der
vorderen Biegewalze 23, und zwar mittels eines Zugglieds 60, welches an einem Arm
61 des Schwenklagers 18 angelenkt ist. Das andere Ende des Zugglieds 60 ist an einem
Schwenkstück 62 befestigt, welches mit dem unteren Ende jeweils eines seitlichen
Schwenkhebels 29 der Fangvorrichtung 26 fest verbunden ist.
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Fig. 4 zeigt die zweite nämlich entgegengesetzte Biegephase, bei welcher
die Fangvorrichtung 26 auf der Rückseite der Biegemaschine nach unten ausgeschwenkt
ist. Dafür ist auf der Rückseite der Biegemaschine die dortige Biegewalze 24 nach
oben bis zur Anlage am Umfangsteil 59 der Blechplatine 63 verschwenkt. Diese wird
jetzt in zu Fig. 1 entgegengesetzter Richtung, nämlich in Richtung gemäß Pfeil P2
zwischen Oberwalze 4 und Unterwalze 5 hindurchbewegt. Die vordere Biegewalze 23
ist nach unten außer Eingriff mit der Blechplatine verschwenkt. Gegenüber Fig. 3
wird in der zweiten Walzphase gemäß Fig. 4 die Krümmung verstärkt, d.h. der Krümmungsradius
der Blechplatine deutlich verkleinert. Hierfür ist die angehobene Stellung der hinteren
Biegewalze 24 ursächlich, die höher angeordnet ist als in der vorangegangenen Walzphase
die vordere Biegewalze 23.
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Ähnlich liegen die Verhältnisse bei den Walzphasen gemäß den Fig.
5 und 6. Fig. 5 beschreibt wiederum einen Durchgang der Blechplatine gemäß Pfeil
P3 nach hinten bei abgesenkter hinterer Biegewalze 24 und von unten gegen die Blechplatine
drückender vorderer Biegewalze 23. Auf der dem Bedienungsmann abgewandten Rückseite
der Biegemaschine ist die
Fangvorrichtung 26 wiederum angehoben,
so daß das vollständig zwisden Ober- und Unterwalze hindurchbeförderte Werkstück
gehalten wird bis auf die entgegengesetzte Walzrichtung gemäß Pfeil P4 in Fig. 6
umgeschaltet wird. Während gemäß Fig. 5 die vordere Biegewalze 23 eine höhere Stellung
einnimmt als die hintere Biegewalze 24 in der vorangegangenen Walzphase gemäß Fig.
4 übertrifft die Höhenlage der hinteren Biegewalze 24 gemäß Fig. 6 wiederum diejenige
der vorderen Biegewalze 23 gemäß Fig. 5. Dadurch ergibt sich die gewünschte Endkrümmung
der Blechplatine 63, die dem fertigen Kotflügel, so wie er vornehmlich bei Lastkraftwagen
bzw.
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Kastkraftwagenanhängern Verwendung findet, entspricht.
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In Fig. 5 ist oberhalb der vorderen Biegewalze 23 noch eine Andrückrolle
64 strichpunktiert eingezeichnet. Diese lastet auf der Innenseite der Umfangsfläche
59 der Blechplatine 63 und bewirkt einen ruhigeren Lauf derselben. Die Andrückrolle
64 ist auch bei abgesenkter Stellung der vorderen Biegewalze 23 in Funktion.
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