DE3687125T2 - BEND PROFILES. - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen von Metallprofilen wie "I"-Profilträgern und "U"-Profilträgern oder anders ausgebildeten Profilen.The present invention relates to a device and a method for bending metal profiles such as "I" profile beams and "U" profile beams or other shaped profiles.
Um solche Profile zu biegen ist es üblich, drei Walzen zu verwenden, welche den Zufuhrweg des zu biegenden Materials spreizen. Die erste Walze hat normalerweise eine feste Achse an einer Seite des Weges, die nächste oder zweite (Walze) entlang des Weges ist auf der anderen Seite, während die dritte Walze auf derselben Seite des Weges wie die Erste ist, wobei die zweite und dritte Walze Achsen haben, die in bezug auf die Biegebahn anstellbar sind. Das Biegen geschieht stufenförmig, d. h. die Position der zweiten und dritten Walze ist anfänglich nur ein wenig von der geraden Zufuhrlinie des Materials entfernt. Um die Biegung durchzuführen, wird das Material mehrere Male durch die Walzen hindurchgeführt. Ein jedes Mal werden die Positionen der zweiten und dritten Walzen zur Steigerung der Biegung angestellt. Mit der steigenden Biegung steigt die Tendenz des Materials zum Verkanten. Um ein Verkanten zu vermeiden, sind die Walzen mit Flanschen vorgesehen, die an beiden Kanten mit dem Material in Kontakt stehen. Die Flansche sind normalerweise anstellbar, damit sie für verschiedene Materialbreiten verwendet werden können. Nach jedem Durchgang des Materials im herkömmlichen Biegeverfahren expandiert das Material an der Innenseite der Krümmung und zieht sich an der Außenseite zusammen, so daß die Flansche nachgestellt werden müssen, um an beiden Kanten in Kontakt zu bleiben. Dies geschieht manuell durch das Festschrauben einer Mutter auf der Walzenwelle. Die Notwendigkeit des Wieder-Hindurchführens des Materials mit manueller Wieder-Anstellung der Flansche nach jedem Hindurchgang ist zeitaufwendig und sehr stark eine ad hoc Prozedur, welche sich in beträchtlichem Maße auf die Kenntnisse des Betreibers stützt, um einen akurat gebildeten Fertigartikel zu erhalten, der keine Verkantungen aufweist.To bend such profiles it is usual to use three rollers which straddle the feed path of the material to be bent. The first roller normally has a fixed axis on one side of the path, the next or second (roller) along the path is on the other side, while the third roller is on the same side of the path as the first, the second and third rollers having axes which are adjustable with respect to the bending path. Bending is done in stages, that is, the position of the second and third rollers is initially only a little away from the straight feed line of the material. To make the bend, the material is passed through the rollers several times. Each time the positions of the second and third rollers are adjusted to increase the bend. As the bend increases, the tendency of the material to tilt increases. To prevent tilting, the rollers are provided with flanges which are in contact with the material on both edges. The flanges are usually adjustable so that they can be used for different widths of material. After each pass of the material in the conventional bending process, the material expands on the inside of the curve and contracts on the outside so that the flanges must be adjusted to maintain contact at both edges. This is done manually by tightening a nut on the roller shaft. The need to re-feed the material and manually readjust the flanges after each pass is time consuming and very much an ad hoc procedure which relies heavily on the operator's skills to obtain an accurately formed finished article which is free from canting.
Die Fr-A-348680 beschreibt eine Biegevorrichtung mit drei Walzen, bei der eine in Position fixiert ist und zwei in einer gewölbten Bahn beweglich sind. Jede Walze umfaßt einen runden Block mit einer Schulter an einem Ende. Eine Haube ist über dem anderen Ende des Blocks angebracht und durch eine Feder zur Schulter hin vorgespannt. Eine Schraube ist vorgesehen, um die Spannung in der Feder anzustellen. Der Steg einer zu biegenden Profilstange kann zwischen die Haube und die Schulter geklemmt werden, um an seinem Platz gehalten zu werden. Die Klemme ist nur von einer Seite vorgesehen und es gibt keine Einrichtung zur kontinuierlichen Anstellung, um das Schrumpfen oder Schwellen des Steges aufzunehmen.Fr-A-348680 describes a bending machine with three rolls, one fixed in position and two movable in a curved path. Each roll comprises a round block with a shoulder at one end. A hood is fitted over the other end of the block and is biased towards the shoulder by a spring. A screw is provided to adjust the tension in the spring. The web of a section bar to be bent can be clamped between the hood and the shoulder to be held in place. The clamp is provided on one side only and there is no provision for continuous adjustment to accommodate shrinkage or swelling of the web.
Eine Biegemaschine zum Biegen von Metallprofilen, welche bspw. ein "I"-Profil oder ein "U"-Profil aufweisen, umfaßt gemäß der Erfindung eine Vielzahl von Walzen, die angeordnet sind, um auf ein Profil entlang einer gekrümmten Walzenbahn derart einzuwirken, daß das Profil gebogen wird, daß mindestens eine erste der Walzen mit einem Paar Feststellmitteln versehen ist, wobei jedes Feststellmittel an einer der Seiten der Walzenbahn angeordnet ist, so daß das Profil an einem Biegepunkt zwischen den Feststellmitteln und einer Kontaktoberfläche der ersten Walze umschlossen ist, daß die Feststellmittel auf das Profil in halbwegs rechtwinkeliger Richtung zur Richtung der Arbeitsweise der Kontaktoberfläche der ersten Walze wirken. Mittel zur Befähigung zur kontinuierlichen Einstellung der relativen Position des Feststellmittelpaars während des Walzens und Reguliermittel zum Einstellen des Wertes der gesamten Feststellkraft, die durch das Feststellmittelpaar geliefert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Einstellmittel das Paar Feststellmittel verbindet und angeordnet ist, um dessen relative Position durch automatisches Bewegen im Gleichgang zueinander hin oder voneinander weg einzustellen, um die dabei gelieferte gesamte Feststellkraft konstant zu halten.A bending machine for bending metal profiles, which have, for example, an "I" profile or a "U" profile, comprises according to the invention a plurality of rollers arranged to act on a profile along a curved roller path in such a way that that the profile is bent, that at least a first of the rolls is provided with a pair of locking means, each locking means being arranged on one of the sides of the roll path so that the profile is enclosed at a bending point between the locking means and a contact surface of the first roll, that the locking means act on the profile in a direction semi-perpendicular to the direction of operation of the contact surface of the first roll, means enabling the relative position of the pair of locking means to be continuously adjusted during rolling, and regulating means for adjusting the value of the total locking force provided by the pair of locking means, characterized in that the adjusting means connects the pair of locking means and is arranged to adjust their relative position by automatically moving them in unison towards or away from each other to keep the total locking force provided thereby constant.
Ein Verfahren zum Biegen von Metallprofilen, die bspw. ein "I"-Profil oder ein "U"-Profil haben, gemäß der Erfindung umfaßt, daß ein Profil entlang einer gekrümmten Walzbahn zwischen einer Vielzahl von Walzen hindurchgeführt wird, daß mindestens eine der Walzen mit einem Paar Feststellmittel versehen ist, die in einer ersten Richtung, die halbwegs rechtwinkelig zu einer zweiten Richtung ist, die die Richtung des Biegevorganges der Walze auf das Profil ist, wirken und daß der Wert der gesamten Feststellkraft, die durch die Feststellmittel geliefert wird, geregelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Position der Feststellmittelpaare kontinuierlich automatisch eingestellt wird, indem sie in Gleichgang zueinander hin oder voneinander weg bewegt werden, um die dabei gelieferte gesamte Feststellkraft konstant zu halten. Vorzugsweise sind die Feststellmittel Flansche.A method for bending metal profiles having, for example, an "I" profile or a "U" profile, according to the invention comprises that a profile is passed along a curved rolling path between a plurality of rollers, that at least one of the rollers is provided with a pair of locking means acting in a first direction which is halfway perpendicular to a second direction which is the direction of the bending action of the roller on the profile, and that the value of the total locking force provided by the locking means is regulated characterized in that the relative position of the pairs of locking means is continuously and automatically adjusted by moving them in unison towards or away from each other in order to keep the total locking force supplied thereby constant. Preferably, the locking means are flanges.
Aufgrund der Einrichtung der kontinuierlichen Anstellung der Feststellmittel ist es möglich, das Material in einem einzigen Durchgang zu biegen, besonders, wenn der Betrag der Biegung kontinuierlich überwacht wird. Weiterhin kann auch sichergestellt werden, daß das Regelmittel betrieben wird, um einen gleichmäßigen und korrekten Feststelldruck auf das Material sicherzustellen, um ein akurates Biegen ohne jede offenkundige Verkantung zu ermöglichen. Ein weiterer Vorteil ist, daß bei einem wiederholten Betrieb, bei dem sich das Material von Profil zu Profil leicht unterscheidet, die Feststellmittel sofort auf den richtigen Feststelldruck, der normalerweise bei ca. 10% des Walzendruckes liegt, nachgestellt werden können.Due to the facility for continuous adjustment of the locking means, it is possible to bend the material in a single pass, especially if the amount of bending is continuously monitored. Furthermore, it can also be ensured that the control means is operated to ensure a uniform and correct locking pressure on the material to enable accurate bending without any obvious tilting. A further advantage is that in repeated operations where the material differs slightly from profile to profile, the locking means can be immediately adjusted to the correct locking pressure, which is normally around 10% of the roller pressure.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das Paar Feststellmittel ein Paar Flansche an einer der Walzen, die durch eine oder mehrere gegengeschraubte oder -genockte Wellen untereinander verbunden sind, wobei jeder Flansch einen geschraubten oder genockten Teilbereich gegenüber dem anderen hat, so daß die Rotation der oder jeder gegengeschraubten oder -genockten Welle relativ zur Walze hervorrugt, daß sich die Flansche gleichmäßig zueinander hin oder voneinander weg bewegen. In dem Falle einer Walze, die an der Innenseite der Biegezone positioniert ist, müssen die Flansche derart geregelt werden, daß sie sich mit steigender Biegung einzeln voneinander weg bewegen, während eine Walze auf der Außenseite der Biegezone mit ähnlichen Flanschen vorgesehen ist, welche geregelt sind, um sich mit steigender Biegung zueinander hin zu bewegen. In solch einem Fall wird es wünschenswert sein, daß die Walzenachsen kontinuierlich bewegt werden, um die Biegung zu erreichen.In a preferred embodiment, the pair of locking means comprises a pair of flanges on one of the rollers which are interconnected by one or more counter-bolted or cammed shafts, each flange having a bolted or cammed portion opposite the other, so that rotation of the or each counter-bolted or cammed shaft relative to the roller causes the flanges to rotate uniformly. move towards or away from each other. In the case of a roll positioned on the inside of the bending zone, the flanges must be controlled to move away from each other individually as the bend increases, while a roll on the outside of the bending zone is provided with similar flanges which are controlled to move towards each other as the bend increases. In such a case, it will be desirable for the roll axes to be moved continuously to achieve the bend.
Eine Ausführungsform der Erfindung wird nun durch das Beispiel unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, wobei:An embodiment of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine axiale Ansicht einer typischen Drei-Walzen-Biegemaschinenanordnung ist, die die Erfindung einschließt und einen "I"-Profilträger darstellt, welcher zu einem Zechenbogen gewalzt wird;Figure 1 is an axial view of a typical three-roll bending machine arrangement incorporating the invention and showing an "I" section beam being rolled into a colliery bend;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht entlang der Linie Z-Z in Fig. 1 ist, die die Flanschbewegung zwischen zwei gegenüberliegenden Walzen mit einem dazwischen befindlichen "I"-Profilträger zeigt;Fig. 2 is a cross-sectional view taken along line Z-Z in Fig. 1 showing the flange movement between two opposed rollers with an "I"-section beam therebetween;
Fig. 3 ein bildlicher Querschnittsabschnitt von einer der Walzen aus Fig. 1 ist, welcher Flanschregelanordnungen zeigt;Figure 3 is a pictorial cross-sectional section of one of the rollers of Figure 1 showing flange control arrangements;
Fig. 4 ein Teilbild der Flanschregelanordnungen entlang der Linie D-D in Fig. 3 ist; undFig. 4 is a partial view of the flange control arrangements along the line D-D in Fig. 3; and
Fig. 5 eine Darstellung einer alternativen Anordnung zur Walzenflanschregelung gemäß der Erfindung ist.Fig. 5 is an illustration of an alternative arrangement for roll flange control according to the invention.
In Fig. 1 ist die typische Drei-Walzen-Biegemaschinenanordnung dargestellt, aber es sollte klar sein, daß die Erfindung nicht auf solch eine Anordnung beschränkt ist. Die Walzen in Bewegungsrichtung des Metallprofils - in diesem Fall ein "I"-Profilträger 4 - sind die erste Walze 1 an der Außenseite des Trägerweges, die zweite Walze 2 an der Innenseite der Biegung und die dritte Walze 3 an der Außenseite des Biegeweges. Zum Zweck dieser Ausführungen hat die Walze 1 eine feste Achse, obwohl sie natürlich auch beweglich ausgebildet sein kann, falls erforderlich. Die Achsen der Walzen 2 und 3 sind relativ zueinander und zur Walze 1 beweglich, während die Biegung eingestellt wird und während des Biegebetriebs. Ihre Bewegung wird durch eine computergesteuerte Regeleinrichtung (CNC-computer numerical control) geregelt, welche kein besonderes Subjekt der vorliegenden Erfindung ist, obwohl sie mit den Regeleinrichtungen der Ausführungsformen der Erfindung verbunden sein kann. Detektoren 5 und 6 überwachen auf geeignete Weise die Position des zu biegenden Materials, und diese sind mit der CNC-Einrichtung verbunden.In Fig. 1 the typical three-roll bending machine arrangement is shown, but it should be clear that the invention is not limited to such an arrangement. The rolls in the direction of movement of the metal profile - in this case an "I"-profile beam 4 - are the first roll 1 on the outside of the beam path, the second roll 2 on the inside of the bend and the third roll 3 on the outside of the bend path. For the purposes of these embodiments the roll 1 has a fixed axis, although it can of course be made movable if required. The axes of the rolls 2 and 3 are movable relative to each other and to the roll 1 while the bend is being set and during the bending operation. Their movement is controlled by a computer numerical control (CNC) which is not a particular subject of the present invention, although it can be connected to the control devices of the embodiments of the invention. Detectors 5 and 6 appropriately monitor the position of the material to be bent and are connected to the CNC device.
Wenn das Material des Trägers 4 in die Biegezone zwischen den Walzen 2 und 3 eintritt, beginnt sich der innere Flansch 8 in Richtung der X-Achse zu deformieren (siehe Fig. 2). Um diese X-Achsendeformation ausreichend zu binden, um damit eine Trägerverkantung zu vermeiden, ist es den Flanschen 14 und 16 von Walze 2 gestattet, sich unter Kontrolle nach außen zu bewegen, wie dies beschrieben werden wird. Zur selben Zeit zielt der Außenflansch 10 des Trägers darauf ab, sich in Richtung der X-Achse einzuziehen, so daß die Flansche 18 und 20 der Walze 3 unter Kontrolle nach innen bewegt werden müssen.As the material of the beam 4 enters the bending zone between the rolls 2 and 3, the inner flange 8 begins to deform in the direction of the X-axis (see Fig. 2). In order to sufficiently restrain this X-axis deformation to prevent beam canting, the flanges 14 and 16 of roll 2 are allowed to move outwardly under control, as will be described. At the same time, the outer flange 10 of the beam tends to contract in the direction of the X-axis, so that the flanges 18 and 20 of the roller 3 must be moved inwards under control.
In Fig. 3 und 4 sind die Regelanordnungen für (Walze) 2 (ähnlich zu denen für Walze 3 und selbst zu denen für Walze 1, falls erforderlich) dargestellt. Die aus gehärtetem Stahl bestehenden Flansche 14 und 16 sind auf jeweiligen Platten 22 und 24 aufgeschraubt. Platte 22 hat drei (es können aber auch mehr sein) Löcher 26, die axial parallel zur Achse der Hauptwalzenantriebswelle 30 liegen. Die Löcher 26 sind mit einem linksgängigen Gewinde versehen. Die Platte 24 hat Löcher 28, die axial in einer Linie mit den Löchern 26 liegen und mit einem rechtsgängigen Gewinde versehen sind. Zwischen den Platten 22 und 24 befindet sich ein Hauptwalzenbauteil 32, das einen gehärteten Stahlflanschreifen 34 hat, welcher im Gebrauch an dem zu biegenden Material anliegt. Bauteil 32 ist durch Bolzen 38 an den Endflansch 36 der Welle 30 angebolzt. Eine Abdeckplatte 40 ist an der gegenüberliegenden Seite des Bauteils 32 angebolzt. Zwischen der Abdeckplatte 40 und dem Bauteil 32 sind ein Sonnenrad 42 und damit zusammenwirkende Planetengetriebe 43 angeordnet. Das Rad 42 ist auf einer Welle 44 befestigt, die in geeigneten Lagern in dem Bauteil 32 und der Platte 40 gelagert ist und sich durch die Platte 40 und die Platte 22 zu einer Bremsscheibe hin erstreckt. Die Getriebe 43 haben geeignete Lager im Bauteil 32 und in der Platte 40 und Wellen 48 erstrecken sich von dort, wobei die Wellen 48 in linksgängigen und rechtsgängiger Gewindeteilbereichen 50 und 52 enden, welche mit denjenigen in den jeweiligen Löchern 26 und 28 korrespondieren. Die Rotation der Welle 44 relativ zur Welle 30 ruft eine Rotation des Rades 42 und der Getriebe 43 hervor, welche die Rotation der Wellen 48 in den Platten 22 und 24 hervorruft, um die Flansche 14 und 16 am Werkstück 4 zu öffnen oder zu schließen.3 and 4 show the control arrangements for (roll) 2 (similar to those for roll 3 and even to those for roll 1 if required). Hardened steel flanges 14 and 16 are bolted to respective plates 22 and 24. Plate 22 has three (but there may be more) holes 26 axially parallel to the axis of the main roll drive shaft 30. Holes 26 are left-hand threaded. Plate 24 has holes 28 axially in line with holes 26 and are right-hand threaded. Between plates 22 and 24 is a main roll member 32 which has a hardened steel flange ring 34 which, in use, bears against the material being bent. Member 32 is bolted to the end flange 36 of shaft 30 by bolts 38. A cover plate 40 is bolted to the opposite side of the component 32. Between the cover plate 40 and the component 32 are arranged a sun gear 42 and cooperating planetary gears 43. The gear 42 is mounted on a shaft 44 which is supported in suitable bearings in the component 32 and the plate 40 and extends through the plate 40 and the plate 22 to a brake disk. The gears 43 have suitable bearings in the component 32 and in the plate 40 and shafts 48 extend therefrom, the shafts 48 terminating in left-hand and right-hand threaded portions 50 and 52 which are identical to those in the respective holes 26 and 28 correspond. Rotation of the shaft 44 relative to the shaft 30 causes rotation of the wheel 42 and gears 43, which causes rotation of the shafts 48 in the plates 22 and 24 to open or close the flanges 14 and 16 on the workpiece 4.
Zur Regelung der relativen Bewegung der Wellen 44 und 30 ist es bloß notwendig, der Scheibe 46 durch Bremsbacken 54 ein Bremsdrehmoment zuzuführen. Die Gewinde in den Löchern und Wellen 26, 28, 48 sind derart, daß eine Bewegung der Walze 2 gegen den Uhrzeigersinn gemäß Fig. 1 mit dem Bremsdrehmoment darauf abzielt, die Flansche 14 und 16 zu öffnen, während eine ähnliche Anordnung mit einer Bewegung der Walze 3 im Uhrzeigersinn darauf abzielt, die Flansche 18 und 20 zu schließen. Zum Öffnen der Flansche ist es bloß notwendig, hat zu bremsen und die Walzen zu reversieren.To control the relative movement of the shafts 44 and 30, it is only necessary to apply a braking torque to the disc 46 through brake shoes 54. The threads in the holes and shafts 26, 28, 48 are such that an anti-clockwise movement of the roller 2 as shown in Fig. 1 with the braking torque tends to open the flanges 14 and 16, while a similar arrangement with a clockwise movement of the roller 3 tends to close the flanges 18 and 20. To open the flanges it is only necessary to brake and reverse the rollers.
Das Bremsdrehmoment kann der Welle 44 durch eine alternative Anordnung zugeführt werden, z. B. durch einen auf der Platte 22 angebrachten Drehmomentmotor oder durch einen Drehmomentmotor, der auf einem Arm 67 befestigt ist und über einen Bandantrieb oder dgl. mit der Welle 44 verbunden ist.The braking torque may be supplied to the shaft 44 by an alternative arrangement, e.g. by a torque motor mounted on the plate 22 or by a torque motor mounted on an arm 67 and connected to the shaft 44 via a belt drive or the like.
Es wird wünschenswert sein, daß die der Scheibe 46 zuführbare Bremskraft zur Feststellkraft der Flansche 14 und 16 auf das Werkstück proportioniert wird, und dieses kann leicht durch geeignete Servomechanismen geregelt werden, die der Reihe nach durch das Hauptregelmittel 55 geregelt werden, welches die Haupt-CNC-Einrichtung sein kann.It will be desirable that the braking force applied to the disk 46 be proportionate to the clamping force of the flanges 14 and 16 on the workpiece, and this can be readily controlled by suitable servomechanisms which are controlled in turn by the main control means 55 which may be the main CNC device.
In der mechanisch am vorteilhaftesten Anordnung erfordert es das Hauptwalzenbauteil 32, in bezug auf den Flansch 36 so nah wie möglich zentral angeordnet zu sein. Zur Vereinfachung sind sie durch den Abstand W beabstandet dargestellt. Wenn W=O ist, ist das Kräftemoment zwischen 36 und 32 auf null reduziert.In the most mechanically advantageous arrangement, the main roller member 32 requires to be located as close to the center as possible with respect to the flange 36. For simplicity, they are shown spaced apart by the distance W. When W=0, the moment of force between 36 and 32 is reduced to zero.
Eine Nut 56 ist im Bauteil 32 (Fig. 4) vorgesehen, um ein einfaches Abschneiden des Flanschreifens 34 zu ermöglichen. Ein neuer Flanschreifen kann dann aufgeschrumpft werden.A groove 56 is provided in the component 32 (Fig. 4) to enable easy cutting of the flange tire 34. A new flange tire can then be shrunk on.
Eine alternative Anordnung ist in Fig. 5 dargestellt, bei der die Hauptwelle 30' einen Walzenflansch 36' hat, auf welchem ein Flanschreifen 34' heiß aufgeschrumpft ist. Gewindeteilbereiche 58 und 60 mit linksgängigen und rechtsgängigen Gewinden sind an der Hauptwelle zur Bewegung in beiden Richtungen vorgesehen. An den Gewindeteilbereichen sind Flanschplatten 22' und 24' mit Flanschen 14' und 16' angeschraubt. Das Schrauben zueinander hin oder voneinander weg wird durch ein Paar Backen- oder Bandbremsen 62 und 64 geregelt, welche durch ein gewöhnliches Servosystem 66 kontrolliert werden. Der Betrieb verläuft ähnlich zu dem in dem vorherigen Ausführungsbeispiel.An alternative arrangement is shown in Fig. 5 in which the main shaft 30' has a roller flange 36' onto which a flange tire 34' is heat shrunk. Threaded portions 58 and 60 with left-hand and right-hand threads are provided on the main shaft for movement in both directions. Flange plates 22' and 24' with flanges 14' and 16' are bolted to the threaded portions. The bolting toward or away from each other is controlled by a pair of shoe or band brakes 62 and 64 which are controlled by a conventional servo system 66. Operation is similar to that in the previous embodiment.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8339 | Ceased/non-payment of the annual fee |