DE3105351C2

DE3105351C2 - Vorrichtung zum Biegen des Längskantenbereichs einer Stahlplatte

Info

Publication number: DE3105351C2
Application number: DE3105351A
Authority: DE
Inventors: Yutaka Tokio/Tokyo Mihara; Tomoshige Yokohama Kanagawa Sudo
Original assignee: Nippon Kokan Ltd
Current assignee: JFE Engineering Corp
Priority date: 1980-02-14
Filing date: 1981-02-13
Publication date: 1986-05-22
Also published as: CA1167361A; JPS5949096B2; IT1135494B; DE3105351A1; JPS56114530A; IT8119793A0

Abstract

Die Vorbereitung der Kante einer Stahlplatte zur Herstellung eines Stahlrohres durch ein U-förmiges und O-förmiges Biegen und durch ein anschließendes Aufweiten zum Zentrieren des Rohres erfolgt über ein Biegen der Stahlplatte an den Längsseitenkanten in Längsrichtung mit einem anschließenden U-förmigen Biegen im Verlauf des Rohrherstellungsverfahrens, wobei eine Druckkraft zum Biegen der Kanten, insbesondere einer dicken Stahlplatte, ausgenutzt und der zur Verfügung stehende Bereich der Herstellung eines dicken Stahlrohres ohne Bildung von Spitzen an der Naht verbreitert wird.

Description

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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen des Längskantenbereichs einer Stahlplatte nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine Biegevorrichtung dieser Art ist aus einer JP-OS bekannt, wobei die Schwenkachse der Matrize vertikal in Richtung auf die Patrize verschiebbar ist. Dadurch ist es zwar möglich, die Biegekraft auf den Kantenbereich der Stahlplatte zu konzentrieren, jedoch ist hierzu eine groß ausgelegte Betätigungsvorrichtung erforderlich, um die Matrize nach oben gegen die Patrize zu pressen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art so auszubilden, daß sie leichter und einfacher wird, ohne einen größeren Kraftaufwand zu erfordern.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die relativ zur Kante der Stahlplatte auf der Seite der Stahlplatte liegende Schwenkachse der Matrize wird bei der außerhalb der Kante angreifenden Hubkraft der Druckpunkt der Matrize am Kantenbereich der Stahlplatte nach und nach nach außen bewegt, wodurch sichergestellt wird, daß auch der äußerste Kantenbereich der Stahlplatte auf den vorbestimmten Radius gebogen wird. Durch den günstigen Kraftangriff kann die Hubeinwirkung leicht ausgebildet sein.

Aus der DE-AS 27 01 207 ist es zwar bekannt, die Matrize einer Biegevorrichtung sowohl vertikal als auch horizontal zu bewegen, jedoch ist diese Verschiebbarkeit der Matrize ausschließlich zur Einstellung der Matrize relativ zur Patrize vorgesehen, nicht aber, um eine Bewegung während des Preßvorganges zu bewirken und den Preßpunkt während des Preßvorganges zu verlaeern.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den weiteren Ansprüchen angegeben.

Eine beispielsweise Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 schematisch eine bekannte Kantenbiegevorrichtung mittels Walzen,

F i g. 2 eine bekannte Preßvorrichtung,

Fig.3 eine bekannte Biegevorrichtung mit verschwenkbar gelagerter Matrize,

Fig.4 und 5 jeweils eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung in aufeinanderfolgenden Betriebsstellungen,

Fig.6 eine Darstellung der auf die Matrize wirkenden Kräfte,

Fig.7 eine graphische Darstellung des möglichen Kantenbiegebereichs bei einer bekannten und der erfindungsgemäßen Vorrichtung,

Fig.8 eine graphische Darstellung der möglichen Plattenstärke bei der bekannten und der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung.

F i g. 1 zeigt eine obere Walze 1 und eine untere Walze 2 zum Biegen des Kantenbereichs einer Stahlplatte 3. Eine derartige bekannte Vorrichtung eignet sich zum Biegen von dünnen Stahlplatten. Bei größerer Plattendicke oder bei schmalem Kantenbereich nimmt die zum Biegen erforderliche Kraft derart zu, daß die Walzen sehr groß ausgelegt werden müssen. Um dies zu vermeiden, ist es auch bekannt, die in F i g. 2 wiedergegebene Preßvorrichtung vorzusehen, um mittels eines oberen Preßstempels 4 und eines unteren Preßstempels 5 eine Kraft P durch Hydraulikdruck aufzubringen. Bei einer dicken Stahlplatte wird der äußere Bereich 5a des unteren Preßstempels 5 plastisch verformt, so daß sich ein Spalt 6 zwischen dem oberen Kantenbereich der Platte und dem oberen Preßstempel 4 ergibt und an dieser Stelle keine Biegekraft auf die Stahlplatte einwirkt. In diesem Falle ist eine Nachbearbeitung des Kantenbereichs erforderlich.

Um diese Schwierigkeit zu überwinden, ist die in Fig.3 wiedergegebene Vorrichtung bekannt, bei der die Stahlplatte 3 zwischen einer Patrize 7 und einer Matrize 8 gehalten wird, die um eine Achse 9 verschwenkbar ist, welche, die durch einen Pfeil dargestellt, nach oben bewegt werden kann. Hierdurch wird zwar die Druckkraft auf den Kantenbereich konzentriert, so daß man die erwünschte Biegung erhält, jedoch ist eine aufwendige Vorrichtung zum Anheben der Achse 9 erforderlich.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher beschrieben. Wie F i g. 4 zeigt, ist die Stahlplatte 3 nahezu horizontal zwischen Klemmeinrichtungen 1Oi und IO2 gehalten. Eine oben liegende Patrize 12 ist an einem Rahmen 11 befestigt Die Patrize 12 hat eine bestimmte Krümmung, die mit der herzustellenden Krümmung des Kantenbereichs der Stahlplatte 3 übereinstimmt. Die darunter liegende Matrize 13 weist eine Krümmung auf, deren Radius gleich oder größer als der der Krümmung der Patrize ist, wobei die Matrize 13 vorzugsweise einen Krümmungsradius hat, der größer als die Summe der Stärke der Stahlplatte und des Krümmungsradius an der Patrize ist.

Die Matrize 13 ist auf einer Wippe 14 befestigt, deren eines Ende an einem Drehzapfen 15 angelenkt ist, der relativ zur Kante 3a der Stahlplatte 3 auf der Seite der Stahlplatte bzw. auf deren Innenseite liegt. Das andere Ende 16 der Wippe 14 liegt außerhalb der Kante 3a und ist durch eine Hubeinrichtung 17 abgestützt, die aus

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einem Hydraulikzylinder besteht Bei Beaufschlagung Fig.3 dargestellten Vorrichtung, einen einfacheren dieser Hubeinrichtung 17 wird die Wippe 14 mit der Aufbau haben.

Matrize 13 um den Drehzapfen 15 verschwenkt Beim F i g. 7 zeigt den Unterschied in der Verteilung der

Biegevorgang wird die Stahlplatte 3 durch die Klemm- Krümmung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung einrichtungen 1Oi und 1O₂ im wesentlichen auf konstan- 5 und bei einer bekannten Vorrichtung (Presse) zur Erzieter Höhe gehalten, wobei sich die Matrize 13 um die lung eines Krümmungsradius von 40 cm bei einer Preß-Achse des Drehzapfens 15 nach oben bewegt Da der kraft von 1500 t an einer Stahlplatte mit einer Stärke Drehzapfen 15 der Wippe 14 auf der Innenseite und von 25,4 mm. Auf der Abszisse ist der Abstand vom unter dem zu biegenden Kantenbereich liegt kommt die Ende der Kante der Stahlplatte aufgetragen, während Matrize 13 zunächst wie in F i g. 4 dargestellt zum Anlie- io auf der Ordinate die Krümmung der Stahlplatte aufgegen, worauf bei weiterer Verschwenkung sich die AnIa- tragen ist Die ausgezogene Linie zeigt das Ergebnis der ge nach F i g. 5 ergibt Dabei bewegt sich der Druck- erfindungsgemäßen Vorrichtung und die gestrichelte punkt der Matrize nach außen, wobei in der Endstellung Linie das Ergebnis der bekannten Vorrichtung. Aus nach F i g. 5 die Biegekraft an der Kante 3a weiter zum F i g. 7 ist ersichtlich, daß nach der Erfindung die Biege-Mittelpunkt der Krümmung der Patrize 12 orientiert ist 15 formung teilweise näher am Ende der Platte gebildet

F i g. 6 zeigt den Anteil der Kraft, der auf die Matrize wird.

13 wirkt Wenn angenommen wird, daß der Anteil der F i g. 8 zeigt einen Vergleich zwischen Erfindung und

effektiven Kraft zu.n Biegen gleich Q ist und der Rei- bekannter Presse bezüglich des zur Verfügung stehenbungskoeffizient an der Tangente zur Kante 3a gleich μ den Bereiches der Stärke der Stahlplatten und des Auistsoistdie Reibungskraft/iQund 20 ßendurchmessers. Auf der Abszisse ist die Stärke der

Stahlplatte aufgetragen, während die Ordinate den Au-

μ = tan^ ßendurchmesser zeigt, wobei eine ausgezogene Linie

den zur Verfügung stehenden Bereich der Erfindung

Die aus Q und/i(? resultierende Kraft ist daher darstellt während die gestrichelte Linie den zur Verfü-

25 gung stehenden Bereich bei der bekannten Vorrichtung

Q zeigt. Es ist ersichtlich, daß nach der Erfindung der zur

⁼ ~cösy Verfugung stehende Bereich zur Herstellung eines

Stahlrohres bei gleichem Preßvermögen breiter ist.

Wenn andererseits angenommen wird, daß die

Druckkraft, die auf die Hubeinrichtung 17 wirkt, gleich 30 Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

P ist, so ist der Anteil P\ der Kraft in vertikaler Richtung
bei A und B gleich

Λ,/ι -	P₁I₁	P ■ cos a
■ Q	- · cos Θ ■ I] =	h
cosy	cos 0	h
.". P/Q =	cos y · cos a

und ist der Anteil R\ der Kraft R in vertikaler Richtung
bei Λ und B gleich

R_x = R cos Θ.

Aus dem Anteil des Kraftmomentes, das am Punkt A
wirkt, ergibt sich

Je kleiner l\lh ist, umso kleiner wird daher der Wert von
P/Q, so daß die für dieselbe Biegung erforderliche
Druckkraft kleiner wird. 55

In F i g. 6 zeigt Pa die Kraft, die auf den Drehzapfen
15 wirkt, wobei Pa\ sowie Ρβ2 die Kraftanteile von Pa
bezeichnen.

Da erfindungsgemäß der Kontaktpunkt am Ende der
Kante der Stahlplatte liegt, wenn die Matrize 13 durch 60
die Wippe 14 angehoben ist, ist es möglich, das Biegemoment am Endteil zu konzentrieren, so daß der Biegevorgang am Ende der vorbestimmten Krümmung erfolgen kann, ohne den in F i g. 2 dargestellten Zwischenraum zu erzeugen. Da die Preßkraft wirksam das 65
Schwenken der Wippe 14 ausnutzt, das zum Biegen erforderlich ist, reicht eine geringe Last aus. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann, verglichen mit der in

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Biegen des Längskantenbereichs einer Stahlplatte, insbesondere zum Kantenvorbiegen bei der Herstellung von längsgeschweißten Stahlrohren, wobei die zu biegende Kante zwischen eine Patrizenfläche mit einer dem Biegeradius entsprechenden Krümmung und eine Matrizenfläche durch Aufbringen eines Preßdruckes einsetzbar ist und während der Verformung die Matrize um eine zur Krümmungsachse parallele Achse verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) um eine Achse (15) verschwenkbar ist, die relativ zur Kante (3a) der Stahlplatte (3) auf der Seite der Stahlplatte liegt, und durch eine Hubeinrichtung (17) beaufschlagt ist, die außerhalb der Kante (3a^ angeordnet ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) auf einer Wippe (14) befestigt ist, die mit dem relativ zur Kante (3a) der Stahlplatte (3) auf der Seite der Stahlplatte liegenden Ende an einem Drehzapfen (15) angelenkt ist, während das außerhalb der Kante (3a) liegende Ende der Wippe (14) durch die Hubeinrichtung (17) abgestützt ist

3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (13) einen Krümmungsradius aufweist, der größer als die Summe der Plattendicke und des Krümmungsradius der Patrize (12) ist.