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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe im wesentlichen dadurch,
daß die untere Rollenanordnung aus zwei
sich in Vorschubrichtung
des Werkstückes erstreckenden, mit Abstand nebeneinander angeordneten innen und
außen gelegenen Reihen von wenigstens je drei unteren Rollen besteht, denen je eine
vertikal wirkend angeordnete Zylinder-Kolben-Einheit zugeordnet ist, wobei sich
die Zylinder-Kolben-Einheiten der der Fräseinheit zugewandten äußeren Rollenreihe
auf einem mit der Fräseinheit fest verbundenen Träger abstützen, der seinerseits
über wenigstens eine vertikal wirkend angeordnete Zylinder-Kolben-Einheit am Maschinengestell
abgestützt ist, wobei die Druckräume der auf die äußeren Rollen wirkende Zylinder-Kolben-Einheiten
untereinander und mit einem Druckspeicher sowie über ein Rückschlagventil mit einer
Druckleitung verbunden sind, und daß die obere Rollenanordnung aus zwei Reihen von
den unteren Rollen jeweils gegenüberliegenden oberen Rollen besteht, wobei jeweils
eine Rolle der einen Reihe zusammen mit einer Rolle der anderen Reihe über eine
gemeinsame, sich am Maschinengestell abstützende Zylinder-Kolben-Einheit gegen die
Werkstücksoberfläche anstellbar ist.
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Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Gesamtkraft der im Betriebszustand
auf die untere (eine) Blechebene wirkenden äußeren Zylinder-Kolben-Einheiten größer
ist als die Gesamtkraft der der am Maschinengestell abstützende unten gelegene Zylinder-Kolben-Einheiten,
wobei die Position des Trägers und dadurch die Fräseinheit beim Normalzustand durch
voll ausgefahrene Kolbenstangen der auf die äußeren Rollen wirkende Zylinder-Kolben-Einheiten
sowie etwa halbausgefahrene Kolbenstangen anderer Zylinder-Kolben-Einheiten bestimmt
ist.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind für die Bestimmung
der Position der unteren (einen) Blechebene jeweils im Bereich einer Bearbeitungskante
mehrere innen gelegene untere Führungsrollen vorgesehen, welche mittels auf die
Blechebene etwa waagerecht wirkender, voll ausgefahrener Kolbenstangen betätigter
Zylinder-Kolben-Einheiten mit dem Maschinengestell verbunden sind.
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Es ist vorteilhaft, wenn die Gesamtkraft der oberen (einen) Zylinder-Kolben-Einheiten
kleiner ist als die Gesamtkraft der Zylinder-Kolben-Einheiten der anderen Blechseite.
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Es ist ferner zweckmäßig, wenn die oberen (einen) Zylinder-Kolben-Einheiten
im Betriebszustand mit etwa halb ausgefahrenen Kolbenstangen betätigt werden.
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Zum Positionieren der Bleche beim Einfahren und Ausfahren sind im
Normalbetrieb nicht verwendete Hilfsrollen vorgesehen.
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Ferner sind in zweckmäßiger Weise alle Rollen in der Vorschubrichtung
durch auf der Blechebene senkrecht stehende Führungen beweglich angeordnet.
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Es sind somit die einzelnen Rollen senkrecht zur Blechebene beweglich
geführt, so daß sie bei Oberflächenfehlern, wie z. B. Schweißraupen, einzeln ausweichen
können. Die Rollengrößen und die Achsabstände sind so festgelegt, daß die Fehlerstellen
in der Führungsbahnlänge gleichzeitig nur auf eine untere (bei Schweißraupen) oder
mehrere obere (bei Welligkeit) Rollen wirken können.
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Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen im wesentlichen
darin, daß eine Fehlerstelle (z. B. Schweißraupe) an der unteren, oder mehrere Fehlerstellen
auf der oberen Plattenseite, die Genauigkeit der profilierten Bearbeitung der Blechkante
nicht beeinflussen können.
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Die Erfindung wird im folgenden, anhand der in der Zeichnung dargestellten
und bevorzugten Ausführungs-
beispiele näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht
einer Vorrichtung zum Besäumen von Blechkanten, Fig. 2 ein Schnittbild A-B der Fig.
1 mit der Anordnung der äußeren Druckrollen der Vorrichtung in Normalposition, Fig.
3 ein Schnittbild A-B der F i g. 1 mit einer Fehlerstelle im Führungsbereich, und
Fig. 4 ein Schnittbild A-B der F i g. 1 beim Einfahren eines Bleches im Führungsbereich.
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Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist ein Maschinengestell
1 auf, an dem folgende Haupteinheiten angeordnet sind: Fräseinheit 2 mit Messerkopf
3, obere Rolleneinheit 4, bestehend aus 41, 42, 43, 44, 45, 46 mit deren hydraulischen
Betätigungs-Zylinder-Kolben-Einheiten 5, bestehend aus 51, 52, 53 sowie eine untere
Rollengruppe mit deren äußeren und inneren Rolleneinheiten 6, 7 bestehend aus den
Rollen 61, 62, 63 und 71, 72, 73. Die einzelnen unteren und oberen Rollen sind paarweise
angeordnet. Die innen befindliche untere Rolleneinheit 7 besteht aus mehreren Rollen,
welche durch die Zylinder-Kolben-Einheiten 8 bestehend aus 81, 82, 83 betätigt werden.
Die außen befindlichen unteren Rollen 6 werden einzeln mit den Zylinder-Kolben-Einheiten
9; 91, 92, 93 angedrückt. Diese Zylinder-Kolben-Einheiten 9 sind mit ihren anderen
Seiten durch den Träger 10 mit der Fräseinheit 2 verbunden. Der Träger 10 ist andererseits
über mindestens eine Zylinder-Kolben-Einheit 11 auch am Maschinengestell 1 angeschlossen.
Die Haupteinheiten, wie die Fräseinheit 2, die oberen Rollen 4; die unten befindlichen
äußeren und inneren Rollen 6 und 7 sind durch auf die normale Blechebene senkrecht
stehende Führungen 12; 13; 14 und 15 beweglich angeordnet. Ein Werkstück 16 ist
in der Bearbeitungsposition ersichtlich.
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Die F i g. 2 zeigt ein Schnittbild A-B der in F i g. 1 dargestellten
Vorrichtung. Die Lage der unteren Blechebene ist durch die Positionen der innen
gelegenen unteren Rollen 71, 72 und 73 bestimmt. In Normalposition sind die Kolbenstangen
ihrer Zylinder- Kolben- Einheiten 81, 82, 83 voll ausgefahren, wodurch die Rollen
71, 72, 73 auf die gleiche Höhe eingestellt werden. Die oberen Seiten der Rollen
ergeben eine lineare Auflageposition für das Blech 16. Die oberen Rollen 41,42,43,44,45
und 46 sind an die obere Blechebene angedrückt. Deren Zylinder-Kolben-Einheiten
51; 52; 53 sind so ausgelegt, daß die Kolben bei angedrückter Position, in Abhängigkeit
der Blechdicke, oder eventuellen Oberflächenfehlern, in beiden Hubrichtungen ausweichen
können. Die an der unteren Blechseite befindlichen äußeren Rollen 61; 62; 63 sind
mit den Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 92; 93 und 11 positioniert. Im Normalzustand
sind die Kolbenstangen der Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 92; 93 voll ausgefahren.
In dieser Position, bei einer Auflage auf einer ebenen Blechunterseite, übt die
Zylinder-Kolben-Einheit eine reine Kraftübertragungsrolle aus. Die Rollen werden
mit der mindestens eine Zylinder-Kolben-Einheit 11 angedrückt, deren Kolben im Normalzustand
in beiden Hubrichtungen beweglich sind. Die durch die Zylinder-Kolben-Einheiten
11 erzeugten Kräfte wirken durch das Verbindungsstück 10 auf die, im Normalzustand
Kraftübertragungsfunktion ausübenden Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 92; 93.
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Die Zylinder-Kolben-Einheiten 11 wirken auch gegen das Gewicht der
Fräseinheit 2. Die durch das Gewicht der Fräseinheit 2 verminderte Gesamtdruckkraft
der Zylinder-Kolben-Einheit 11 ist so ausgelegt, daß sie insgesamt einerseits kleiner
sind als die Gesamtkräfte der
Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 92;
93 andererseits insgesamt kleiner sind, als die Gesamtkraft der Zylinder-Kolben-Einheiten
51; 52; 53. Die Gesamtdruckkräfte der Zylinder-Kolben-Einheiten 51; 52; 53 sind
kleiner als die Gesamtdruckkräfte der Zylinder-Kolben-Einheiten 81,82,83. Aufgrund
der entsprechenden Auslegung der oben angedeuteten kinematischen Bedingungen, kann
eine auf das Blech wirkende Spannkraft erzielt werden, womit die relativen Bearbeitungskräfte
eliminiert werden. Die an den Seiten befindlichen unteren Rollen 64; 65; 74; 75
sowie die oberen Rollen 47; 48; 49; 50 haben eine Hilfsfunktion, welche später erklärt
wird.
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Die F i g. 3 zeigt das Schnittbild A-B der schematisch dargestellten
Vorrichtung mit einem auf beiden Blechplattenseiten gelegenen schweißraupenartigen
Oberflächenfehler 100. Weiters ist das hydraulische Druckkraftsteigerungs-System
der Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 92; 93, mit dessen Druckspeicher 18 und Rückschlagventil
19 ersichtlich. Die Rollenabstände sind so festgelegt, daß ein durch Schweißraupen
bedingter Fehler im Bereich der Führungsrollen, auf eine Blechseite bezogen gleichzeitig
nur mit einer Rolle in Berührung kommen kann. Die schematische Darstellung bezieht
sich auf eine Auslegung, bei der die Zahl der neben dem Normalzustand aktiven, in
einer Reihe funktionierenden Rollen drei ist. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann
auch mit mehreren Rollen ausgelegt werden, jedoch muß die Mindestzahl der erwähnten
Rollen drei betragen. Dementsprechend, wenn auf einer der unteren Rollen eine Fehlerstelle
kommt, kann sie ausweichen, ohne daß die Position der Blechebene geändert wird.
Die Blechebene wird durch die zwei anderen Rollen 61; 63 bestimmt. In Abhängigkeit
von den jeweiligen Blechdimensionen und Materialeigenschaften werden die Rollenabstände
so festgelegt, daß die Kräfte welche beim Ausweichen der unteren Rollen entstehen,
keine die Genauigkeit der Bearbeitung schädlich beeinflussende Deformation bzw.
Durchbiegung verursachen.
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Die positiven Druckkammern der Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 92; 93
sind miteinander sowie mit einem Druckspeicher 18 und mit einem Rückschlagventil
19 verbunden. Da eine Schweißraupe 100 gleichzeitig nur mit einer Rolle in Berührung
kommen kann - beim Überfahren einer solchen Fehlerstelle - wird eine der Fehlerhöhe
entsprechende Volumenverdrängung an den jeweiligen Zylinder-Kolben-Einheiten 91;
92; 93 hervorgerufen. Das erhöht den Druck im Speicher 18 und in der Druckkammer
der anderen Zylinder-Kolben-Einheiten. Gleichzeitig durch den Überdruck schließt
das Rückschlagventil 19. Die Betriebsbedingungen des Speichers 18 sind so ausgelegt,
daß durch die bei den Schweißstellen bedingte geringe Volumenverdrängung einer Zylinder-Kolben-Einheit
eine kleinere relative Kraft erzeugt wird, als die Gesamtkraft der Zylinder 11.
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Demzufolge wird die Position der Fräseinheit 2 und deren Träger 10
durch die zwei auf der unteren Blechebene gelegenen Rollen 61, 62, 63 bestimmt und
die Bearbeitung wird auch im Schweißraupenbereich entsprechend der Blechebene durchgeführt.
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Die schweißraupenartigen Fehler weisen annähernd konstante Dimensionen
auf. So ist es möglich, die zwei üblicherweise vorkommenden Fehlertypen durch deren
Größe zu unterscheiden. Die Fehler einer Deformation der Blechebene weisen wesentlich
größere Dimensionen auf, so daß sie mindestens mit zwei Rollen 61; 62; 63 in Berührung
kommen.
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Beim Schweißkantenbearbeiten wird oft die Forderung gestellt, daß
miteinander zusammengeschweißte
Bleche, deren untere Seiten in einer Ebene liegen,
an den Kanten profiliert werden müssen. In solchen Fällen werden die Höhenpositions-Unterschiede
durch das automatische Nachstellen der oberen Rollen erfaßt, so daß die bearbeitete
Steghöhe konstant bleibt.
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Bei dicken Blechen, wenn deren sogenannte Welligkeitsfehler im Führungsbereich
nicht ausgedrückt werden können, wird bei den Zylinder-Kolben- Einheiten 91; 92;
93 eine Volumenverdrängung entstehen, welche im Druckspeicher 18 sowie im durch
das Rückschlagventil 19 begrenzten System einen größeren Druck erzeugt, als dies
bei einem Schweißraupenfehler üblich ist.
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Die Vorrichtung ist so ausgelegt, daß bei solchen Fällen, die Gesamtkraft
der Zylinder-Kolben- Einheiten 91; 92; 93 größer wird als die Gesamtkraft der Zylinder-Kolben-Einheit
11. Demzufolge wird bis zum Eintreten eines Gleichgewichtszustandes das Verbindungsstück
10 und damit die Fräseinheit 2 nach unten gedrückt. Auf diese Weise kann erreicht
werden, daß bei Welligkeit im Bereich der Rollen die Höhenposition der Kante bei
der Bearbeitung berücksichtigt wird.
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Die F i g. 4 zeigt ein Schnittbild A-B des Erfindungsgegenstandes
beim Einfahren eines Bleches 16 in den Bereich der Führungsrollen. Die Bearbeitung
beim angeführten Beispiel erfolgt im Bereich des mittleren Rollenpaares. Beim Beginn
der Bearbeitung müssen bereits die Bleche 16 bzw. die Fräseinheit 2 richtig positioniert
werden. Da dazu aufgrund der kinematischen Bedingungen mindestens zwei nacheinander
folgende Rollenpaare verwendet werden müssen, wird beim Einfahren ein Hilfsrollenpaar
48 und 65 verwendet. Das Einfahren des Bleches 16 wird mit einem Sensor 20 erfaßt.
Mit dieser Signalisierung wird die Rolle 65 in Normalposition gedrückt, wobei deren
Zylinder-Kolben-Einheit bis zum Hubende betätigt wird. Gleichzeitig wird durch die
obere Zylinder-Kolben-Einheit 54 auf die Rolle 48 das Blech gedrückt. Durch den
Sensor 21 wird das nächste Rollenpaar betätigt, wodurch das Blech bereits beim Einfahren
in die Bearbeitungszone positioniert wird. Wenn das Blech den Sensor 22 betätigt,
schließt sich das mittlere Rollenpaar. Damit die kinematischen Verhältnisse gesichert
werden, wird gleichzeitig das Rollenpaar 48 und 65 geöffnet.
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Beim Ausfahren eines Bleches übt das Rollenpaar 47; 64 eine ähnliche
Hilfsfunktion aus. Diese wird mit der Signalisierung der ausgefahrenen Blechposition
durch den Sensor 21 betätigt. Nachdem die Blechkante den Sensor 23 verlassen hat,
werden die Rollen 47 und 64 geöffnet. Wenn die normale Funktion der unteren Rollen
61; 62; 63 nicht gesichert ist, wie beim Ein- und Ausfahren der Bleche 16, werden
bei der Signalisierung dieser Zustände auf die Zylinder-Kolben-Einheit 11 verminderte
Drücke geschaltet, damit die Gesamtkräfte der Zylinder-Kolben-Einheiten 11 kleiner
bleiben, als die Gesamtkraft der Zylinder-Kolben-Einheiten 91; 93; 94 und so die
Höhenposition der Fräseinheit 2 richtig eingestellt wird.