DE3123319A1

DE3123319A1 - Verfahren und einrichtung zum biegen von blechplattenrohlingen zu blechkoerpern zylindrischer form

Info

Publication number: DE3123319A1
Application number: DE19813123319
Authority: DE
Inventors: Rune Dipl.-Ing. Adolfsson; Gert Artur Persson; Hans Arne Helge Dipl.-Ing. 27100 Ystad Persson
Original assignee: Carbox 27100 Ystad AB; Carbox AB
Current assignee: ABB Norden Holding AB
Priority date: 1980-06-19
Filing date: 1981-06-12
Publication date: 1982-03-25
Also published as: SU1114323A3; US4370880A; SE8004571L; JPS5736019A

Description

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Biegen von im wesentlichen ebenen, plastisch verformbaren Blechplattenrohlingen oder Platten zu Blechkörpern zylindrischer Gestalt, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und auf eine Einrichtung zum Biegen solcher Blechplattenrohlingen in eine zylindrische Gestalt nach dem Oberbegriff des Anspruchs 5.

Lange und dickwandige zylindrische Kessel, für bspw. Dampfgeneratoren und chemische Reaktorgefäße bzw. -kessel werden normalerweise aus großen, im wesentlichen ebenen Blechplattenrohlingen hergestellt. Diese Rohlinge besitzen eine Dicke von 100 bis 200 mm und eine Breite von 4 bis 5 m und eine Länge von 6 bis 12 m. Die Rohlinge werden normalerweise in Portalpressen oder Vierständerpressen mit sog. offenen Werkzeugen geformt, d.h., in Pressen, in denen ein Stempel nach unten in eine Matrize gepresst wird, ohne daß er im Endzustand seiner Bewegung mit einem mechanischen Anschlag in Berührung gebracht wird. Die Matrize besitzt zwei im Abstand angeordnete Matrizenbalken, die eine Länge aufweisen, die der Länge der Platte entspricht, bspw. 6 bis 12 m. Der Stempel ist mit einer Stempelkante versehen, die eine entsprechende Länge auiweist und so angeordnet ist, daß sie zwischen die beiden Matrizenbalken dringen kann.

Beim Formen der Platte bzw. des Blechs wird der Plattenrohling stufenweise zwischen den Stempel und die Matrize zugeführt und wird nach unten zwischen die beiden Matrizenbalken mittels der Stempelkante auf eine bestimmte Tiefe

gedrückt, die durch den gewünschten Formradius und die Länge des Vorschubschrittes bestimmt ist. Die Blechplatte kann zu einem vollen zylindrischen Ring geformt werden, der einen offenen Schlitz für den Stempel besitzt, oder zu zwei Halbringen, einem sog. Halbblechkörper. Die hierzu erforderlichen Pressenkräfte sind sehr hoch, bspw. in der Größenordnung von 5000 bis 20000 Tonnen.

Eine Schwierigkeit bei diesem Verfahren zum Formen von Rohlingen besteht darin, daß der erste Bereich des Rohlings, der zwischen den Stempel und die Matrize zugeführt wird, nicht verformt wird, Dies passiert auch mit dem hinteren bzw. letzten Bereich der Platte, wenn er zwischen die Matrize und den Stempel geführt ist. Die Länge dieser geraden Bereiche des Rohlinges kann sich ändern, was von den zur Verfügung stehenden Druckkräften und der Plattendicke abhängig ist. Ein normaler Wert kann etwa 1 bis 3 Plattendicken sein. Kann man diese geraden Bereiche beim Herstellen von Druckkesseln nicht tolerieren, so müssen sie entfernt werden. Dies ist in normalen Fällen üblich und bedingt gesonderte Arbeitskosten und erheblichen Ausschuß.

Ein Verfahren, die Länge der geraden Bereiche zu reduzieren besteht darin, ein Werkzeug zu verwenden, bei dem die Stempelkante relativ zu den Matrizenbalken verschiebbar ist, so daß die Matrizenkante näher an dem Matrizenbalken , der dem Ende der Platte am nächsten angeordnet ist, arbeitet. Dieses bekannte Biegeverfahren wird als exzentrisches Biegen bezeichnet. Hierbei ergibt sich jedoch eine Anzahl von ernsthaften Problemen, nämlich daß die daraus resultierenden Seitenkräfte nicht gleich groß sind, so daß die Gefahr besteht, daß sich der Stempel zur einen

Seite und die Matrize zur anderen Seite verschiebt. Infolgedessen ist die Presse großer Beanspruchung insbesondere an den Führungen unterworfen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Einrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, die das Problem der nicht einheitlichen Kräfteverteilung zwischen den Matrizenbalken beim exzentrischen Biegen eines Rohlings in einer Presse der genannten Art löst.

Diese Aufgabe wird beim erfindungsgemäßen Verfahren durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale und bei der erfindungsgemäßen Einrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst.

Erfindungsgemäß wird also das Problem in der Weise gelöst, daß das exzentrische Biegen der betreffenden Endbereiche der Platte in der Weise bewirkt wird, daß man mindestens einen zusätzlichen Matrizenbalken verwendet, der in einem größeren Abstand vom fraglichen Plattenende und höher als der betreffende eine der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken angeordnet ist und der von dem Plattenende am weitesten entfernt ist und diesen einen funktionell ersetzt.

Beim Anwenden vorliegender Erfindung werden die beiden Endbereiche des Blechplattenrohlings in geeigneter Weise zuerst gebogen, wobei der betreffende zusätzliche Matrizenbalken verwendet wird, der dann in eine inaktive Position wegbewegt wird, worauf die Stempelkante relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken zentriert wird. Die zusätzlichen Matrizenbalken werden dann mit Hilfe

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von hydraulischen oder elektrischen Antriebsmitteln in geeigneter Weise auf eine Seite in ihre inaktive Position verschwenkt. Das Zentrieren der Stempelkante relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken findet vorzugsweise in der Weise statt, daß die Matrizenbettplatte, die die Matrizenbalken trägt, verschoben wird.

Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht dejenigen Teils einer Blechbiegeportalpresse, der oberhalb des Bodens angeordnet ist,

Figur 2 in schematischer Darstellung einen Querschnitt des Pressenwerkzeuges der Presse nach Fig. für exzentrisches Biegen, und

Figur 3 einen Schnitt entsprechend dem der Fig. 2

durch ein Pressenwerkzeug gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung .

Die in Fig. 1 dargestellte Portalpresse besitzt zwei drahtseilumspannte Seitenrahmen 1 und 2 und zwischen ihnen einen oberen und unteren Pressenträger 3 bzw. H. Der untere Pressenträger M- trägt eine Matrizenbett- bzw. -grundplatte 5, die mit zwei sich längserstreckenden, parallelen Matrizenbalken 6 bzw. 7 versehen ist, die im Abstand zueinander angeordnet sind. Am oberen Träger 3 ist ein anhebbarer und absenkbarer Stempel 8 befestigt, der an seiner unteren Kante mit einer langgestreckten Stempelkante bzw. -rand 9 versehen ist, die bzw. der derart ausgebildet ist, daß sie bzw. er zwischen die Matrizenbalken 6 und 7 dringen kann. Die Presse wird von einer Operationseinheit 10 ferngesteuert.

Die in Fig. 1 dargestellte Presse kann zum Formen zylindrischer Blechkörper verwendet werden, wobei ein Blechplattenrohling schrittweise zwischen die Pressenwerkzeuge zugeführt und nach und nach aufgrund der Aufwärts- und Abwärtsbewegung der Stempelkante 9 zwischen den Matrizenbalken 6 und 7 gebogen wird. Auf diese Weise werden, wie zuvor erwähnt, die Endbereiche des Zylinders nicht gefaltet oder übereinandergelegt.

Aus diesem Grunde werden heutzutage Pressenwerkzeuge, wie sie bspw. in Fig. 2 dargestellt sind, verwendet, bei denen einer der auf der Grundplatte 5 angeordneten Matrizenbalken, z.B. der Balken 6 derart seitlich verschoben wird, daß der mit der Stempelkante 9 versehene Stempel 8 nicht mehr zentral bzw. mittig zwischen den Matrizenbalken arbeitet. Dies führt jedoch zu einer ungleichmäßigen Verteilung derjenigen Kräfte, die zwischen den Matrizenbalken 6 und 7 wirken, und zu einer unsymmetrischen Kraft auf den Stempel 8, was relativ hohe Seitenkräfte zur Folge hat, die u.a. relativ hohe Beanspruchungen auf die Führungen der Presse ausüben.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Pressenwerkzeugs gemäß vorliegender Erfindung, bei welchem die Matrizenbett- bzw.-grundplatte 5 seitlich verschiebbar ist, um sowohl ein herkömmliches Biegen des Blechs als auch ein exzentrisches Biegen des Blechs zu ermöglichen. Um eine einheitlichere Verteilung der Kräfte zwischen den Matrizenbalken, die für das exzentrische Biegen des Blechs verwendet werden, zu erreichen, besitzt das Werkzeug zwei zusätzliche Matrizenbalken 11 bzw. 12, die mittels nicht im einzelnen dargestellter Antriebsmittel, bspw. Elektromotoren 13 bzw. lh zwischen einer inaktiven Lage, siehe bspw. den Balken 11, und einer aktiven Lage, siehe bspw. den Balken 12, verschwenkbar sind. Wie aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich ist, sind die zusätzlichen Matrizenbalken und die zwei normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken mit einem Belag 15 auf denjenigen Bereichen versehen, die am Blech dort anliegen, wo das Biegen stattfinden soll, und die deshalb größtem Verschleiß unterworfen sind. Dieser Belag enthält ein hochwertiges Material, wie bspw. gehärteter Stahl. Obwohl vorstehend nicht erwähnt, sind die unteren Flächen der zusätzlichen Matrizenbalken 11 und 12 gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel schräg verlaufend. Beim in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die zusätzlichen Matrizenbalken 11 und 12 derart angeordnet, daß man sie von ihrer betreffenden inaktiven Lage in die aktive Lage verschwenken Kann, in welcher die untere schräge Fläche der Balken an einer entsprechend schrägen Auflagefläche anliegt, wodurch die erheblichen Stabilitätserfordernisse in einfacher Weise erfüllt sind. Die Höhe der zusätzlichen Matrizenbalken kann mit Hilfe einer oder mehrerer Abstandsscheiben oder Einsetzplatten 16 eingestellt werden.

Das in Fig. 3 dargestellte Pressenwerkzeug wird in einer geeigneten Art und Weise derart verwendet, daß die beiden Endbereiche des Blechplattenrohlings 17 zuerst mit Hilfe der betreffenden zusätzlichen Matrizenbalken 11 und 12 gebogen wird. Somit bedeutet dies, daß beim Biegen der Endabschnitte des Rohlings die Funktion der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken 6 und 7, und zwar jeweils von dem, der am weitesten vom betreffenden Ende des Blechs angeordnet ist, von dem zugehörigen zusätzlichen Matrizenbalken durchgeführt wird, die in einer größeren Entfernung von den Enden dieses Blechs und höher als die BaJken, die sie ersetzen, angeordnet sind. Auf diese Weise ist es möglich, eine optimale Verwendung der verfügbaren Pressenkräfte zu erreichen, während die Resultierende der Seitenkräfte ein Minimum ist. Nach dem Biegen der Endbereiche des Blechs mit dem gewünschten Radius werden die zusätzlichen Matrizenbalken auf eine Seite verschwenkt und die Matrizenbettplatte 5 wird so verschoben, daß der Stempel 8 mit der Stempelkante 9 mittig über den normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken 6 und 7 angeordnet ist, worauf das herkömmliche Biegen des zylindrischen Blechkörpers stattfinden kann.

Für einen Fachmann versteht es sich, daß die Blechplattenrohlinge gebogen oder gefaltet werden, währenddem sie heiß sind. Demzufolge ist es von größter Wichtigkeit, daß die zusätzlichen Matrizenbalken so konstruiert sind und in einer Art und Weise funktionieren, daß ihr Betrieb nicht durch ein großes Maß an Verzunderungen gestört wird, die vorhanden sein können₉ was beim Formen großer Zylinder bis zu einigen Tonnen betragen können. Wegen der extrem hohen Temperaturen der von dem Blechplattenrohling abgestrahlten Wärme und aus Sicherheitsgründen, ist es wichtig,

daß die zusätzlichen Matrizenbalken in einfacher und sicherer Weise ferngesteuert betrieben werden können. Dies wird gemäß der Erfindung durch den dargestellten Mechanismus erreicht. Die Matrizenbalken können in ihre arbeitende und nichtarbeitende Lage mit Hilfe von Getriebemechanismen, Ketten, Schneckengetriebe, Motoren oder dgl. gebracht werden.

Für einen Fachmann versteht es sich, daß die Erfindung in verschiedenen Richtungen innerhalb des Rahmens der Ansprüche abgewandelt werden kann, so u.a. hinsichtlich der konstruktiven Ausbildung der zusätzlichen Matrizenbalken und ihre Betriebs- und Wirkungsweise. Vorausgesetzt, daß das bei Vorhandensein von Verzunderungen maßgebende Problem der Wärme gelöst werden kann, so können die zusätzlichen Matrizenbalken auch für eine Bewegung in horizontaler oder vertikaler Richtung anstatt für eine Schwenkbewegung ausgebildet sein. Das wesentliche Merkmal der Einrichtung besteht darin, daß sie die zusätzlichen Matrizenbalken besitzt, die zum Biegen der Kantenbereiche eines Blechplattenrohlinges verwendet werden können, um die zur Verfügung stehenden Pressenkräfte effektiver ausnutzen zu können, ohne daß die Presse übermäßigen Belastungen unterworfen ist.

- Ende der Beschreibung -

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Claims

Patentansprüche

1.J Verfahren zum Biegen von im wesentlichen ebenen, plastisch verformbaren Blechplattenrohlingen oder Platten zu Blechkörpern zylindrischer Gestalt durch schrittweisen Vorschub der Platte und nach unten Pressen dieser Platte zwischen zwei auf einer Matrizenbettplatte im Abstand angeordnete Matrizenbalken mittels der Kante eines STempels, der normalerweise im wesentlichen mittig zwischen den beiden Matrizenbalken arbeitet, der jedoch beim Biegen der Endbereiche der Platte näher an dem Matrizenbalken arbeiten, der dem fraglichen Plattenende am nächsten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen der betreffenden Endbereiche der Platte durchgeführt wird, während ein zusätzlicher Matrizenbalken verwendet wird, der in einem größeren Abstand vom fraglichen Ende der Platte und höher angeordnet ist als der eine der beiden normalerweise vorgesehenen

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Dresdner Bank Stuttgart 1919 854 (BLZ 600 80000), Postscheckkonto Stuttgart 5Ο7 71-7Ο5 (BLZ 600100 70) Deutsche Bank Stuttgart 11/03 928 (BLZ 600 700 70), Postscheckkonto Stuttgart 24646 704 (BLZ 600100 7Oi

Matrizenbalken, der von diesem Plattenende am weitesten weg angeordnet ist und der diesen Matrizenbalken-«"S,uxitiLonell ersetzt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Endbereiche der Platte mit Hilfe des betreffenden zusätzlichen Matrizenbalkens zuerst gebogen werden, und daß danach jeder der zusätzlichen Matrizenbalken in seine inaktive Lage bewegt wird, worauf der die Stempelkante tragende Stempel relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken zentriert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Matrizenbalken in diese inaktive Lage mittels hydraulischer oder elektrischer Antriebsmittel verschwenkt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempelkante relativ zu den beiden normalerweise verwendeten Matrizenbalken dadurch zentriert wird, daß die die Matrizenbalken tragende Matrizenbettplatte verschoben wird.

5. Einrichtung zum Biegen von im wesentlichen ebenen, plastisch verformbaren Blechplattenrohlingen oder Platten (17) zu einem Blechkörper zylindrischer Gestalt, mit zwei im Abstand angeordneten Matrizenbalken (6, 7) auf einer Matrizenbettplatte (5) und mit einer Stempelkante (9) an einem Stempel (8), der in Verbindung mit einem schrittweisen Vorschub der Platte derart angeordnet ist, daß die Platte zwischen die beiden Matrizenbalken nach

unten drückbar ist, wobei die Stempelkante (9) normalerweise im wesentlichen mittig zwischen den beiden Matrizenbalken (6, 7) arbeitet, jedoch beim Biegen der Endbereiche der Platte näher an demjenigen Matrizenbalken arbeitet, der dem fraglichen Ende der Platte am nächsten ist, dadurch gekennzeichnet , daß sie zum Biegen der betreffenden Endbereiche der Platte (17) mindestens einen zusätzlichen Matrizenbalken (11; 12) aufweist, der in einem größeren Abstand vom fraglichen Ende der Platte und höher als der eine der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken, der von dem Ende der Platte am weitesten entfernt ist, angeordnet ist und der diesen Matrizenbalken funktionell ersetzt.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen weiteren Matrizenbalken (11; 12) aufweist, der außerhalb des anderen der beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken (6, 7) angeordnet ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die zusätzlichen Matrizenbalken (11; 12) zwischen einer aktiven und einer passiven Lage einstellbar sind.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Matrizenbalken (11; 12) zwischen den beiden Lagen mit Hilfe von hydraulischen oder elektrischen Antriebsmitteln (13, 14) schwenkbar sind.

Einrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizenbettplatte (5) relativ zum Stempel (8) zum Zentrieren der Stempelkante (9) relativ zu den beiden normalerweise vorgesehenen Matrizenbalken (6, 7) nach dem Biegen der Kantenbereiche der Platte verschiebbar ist.

- Ende -der Ansprüche -