DE4426414A1

DE4426414A1 - Device for producing cylindrical and cone-shaped workpieces from flat sheet

Info

Publication number: DE4426414A1
Application number: DE19944426414
Authority: DE
Inventors: Gerd Ising
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1994-07-26
Filing date: 1994-07-26
Publication date: 1996-02-01

Abstract

An adjustable curvature is produced in a hollow roll by moving a rod(7) centrally through the roll to activate wedges(8). As these wedges are moved they push ring-shaped segments outwards. As the wedges have different surfaces of inclination the outward movement is different leading to different diameters along the roll surface.

Description

Die Erfindung betrifft eine stufenlos einstellbare Bombiereinrichtung in hohlen Walzen für Walzrundbiege maschinen, die so ausgebildet ist, daß sie durch Spreizen von Segmenten die Walzen so verformen kann, daß diese eine vor bestimmte Bombierung erhalten.The invention relates to a continuously adjustable Bombing device in hollow rolls for roll bending machines that is designed so that it can be spread by Segments can deform the rollers so that this one before get certain crowning.

Um zylindrische oder kegelige Werkstücke aus ebenen Blechen formen zu können, werden diese zwischen zwei sich drehende Walzen gesteckt und mit einer weiteren Walze gebogen, wobei der Durchmesser des Werkstückes durch die Lage der Walzen zu einander bestimmt wird.Around cylindrical or conical workpieces made of flat sheets to be able to shape them, they are rotating between two Rollers inserted and bent with another roller, the Diameter of the workpiece due to the position of the rollers each other is determined.

Auf Walzrundbiegemaschinen werden Blech unterschiedlicher Dicke, Biegelänge und aus Werkstoffen unterschiedlicher Festigkeit gebogen.Sheet metal is made more different on roll bending machines Thickness, bending length and made of different materials Strength bent.

Beim Biegevorgang werden die Walzen durch die auftretenden werkstückabhängigen Verformungskräfte unterschiedlich durch gebogen. Dieser Effekt ist äußerst unerwünscht, weil dann die Werkstücke wegen der Walzendurchbiegung keine schweißgerechte gerade Mantelfläche mit parallel zueinander liegenden Kanten aufweisen.During the bending process, the rollers are workpiece-dependent deformation forces differently bent. This effect is extremely undesirable because then the Workpieces are not weldable due to the roll deflection straight surface with parallel edges exhibit.

Um eine schweißgerechte gerade Mantelfläche mit parallelen Kanten zu erzeugen, müßte der Walzendurchmesser so groß sein, daß durch die Belastung keine oder nur eine sehr geringe Durchbiegung der Walzen auftritt. Eine derartige Konstruktion ist nicht nur aus Kostengründen ungeeignet, sondern auch da durch, daß man mit Walzen die einen großen Durchmesser haben, nicht in der Lage ist, Rohre mit kleinem Rohrdurchmesser herzustellen.To a sweat-proof straight surface with parallel To produce edges, the roll diameter should be so large that no or very little due to the load Deflection of the rollers occurs. Such a construction is not only unsuitable for cost reasons, but also there by having large diameter rollers, is unable to use pipes with small pipe diameters to manufacture.

Die unerwünschte Walzendurchbiegung bei dünneren Walzen versucht man dadurch auszugleichen, daß man die Walzen nicht zylindrisch sondern mit einer Bombierung herstellt die einer zu erwartenden Walzendurchbiegung entspricht. Um eine ideale, gerade Mantelfläche zu erhalten, müßte die Bombierung der Wal zen für jeden einzelnen Biegefall besonders ausgelegt werden. Durch die heutige Drehtechnik ist man zwar in der Lage, solche Bombierungen herzustellen; in der Praxis ist es jedoch unmög lich für unterschiedliche Biegefälle einen Walzenwechsel vor zunehmen. Aus diesem Grunde begnügt man sich mit einer Bombie rung, die nicht der Idealbiegung entspricht, aber einige Biege fälle abdeckt.The undesirable roll deflection with thinner rolls one tries to compensate by not using the rollers cylindrical but with a crowning which one produces expected roll deflection corresponds. To an ideal To get a straight surface, the whale's crowning would have to be zen can be specially designed for each individual bending case. Today's turning technology allows you to do this To produce crowning; in practice, however, it is impossible a roll change for different bending gradients increase. For this reason, you are content with a bombie not the ideal bend, but some bend covers cases.

Eine solche Fertigungsmethode erfordert in den meisten Fällen eine erhebliche Nacharbeit, die nicht nur zeitraubend ist und erfahrenes Fachpersonal erfordert, sondern auch eine Lärmbe lästigung mit sich bringt.Such a manufacturing method requires in most cases a significant rework that is not only time consuming and experienced professionals, but also a noise brings annoyance with it.

Es sind Walzrundbiegemaschinen bekannt, bei denen die Walzen gegen das Durchbiegen mit Gegenlagern abgestützt werden. Diese Konstruktion hat aber den Nachteil, daß keine geschlossenen Rohre sondern nur schalenförmige Werkstücke hergestellt werden können.Roll bending machines are known in which the rolls be supported against bending with counter bearings. These Construction has the disadvantage, however, that none are closed Tubes but only bowl-shaped workpieces can be produced can.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bombierungsmög lichkeit zu schaffen, mit der Werkstücke auf Walzrund biegemaschinen hergestellt werden können, die eine schweiß gerechte gerade Mantelfläche mit parallelen Kanten aufweisen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Walzen der Walzrundbiegemaschine als Hohlkörper ausgebildet werden, in welche die erfindungsgemäße einstellbare Bombiereinrichtung eingebaut ist.The invention has for its object a Bombierungsmög ability to create with the workpieces on rolled round bending machines can be made that have a sweat have a straight surface with parallel edges. The object is achieved in that the rollers of the roll bending machine are formed as a hollow body, in which the adjustable crowning device according to the invention is installed.

Die erfindungsgemäße Bombiereinrichtung besteht aus einer verschiebbaren Zugstange auf der mehrere Konen hintereinander befestigt sind. Auf diesen Konen sind ringförmig Segmente angeordnet, deren Durchmesser durch Verschieben der Konen vergrößert werden kann. Damit die ringförmig angeordneten Segmente sich nicht seitlich verschieben, sind diese links und rechts durch quergeteilte Abstützringe abgestützt. Diese Abstützsringe sind in der hohlen Walze befestigt. Erfin dungsgemäß wird vorgeschlagen, die ringförmig angeordneten Segmente untereinander mit einer Zugfeder zu verbinden, um ein Zurückgleiten dieser Segmente zu er leichtern, wenn die Konen zwecks einer Bombierungsverringerung verschoben werden. Damit eine Bombierung der Walze durch das Verschieben der Konen entstehen kann, ist eine unterschiedliche Durchmesser vergrößerung erforderlich, in der Art, daß die geteilten Seg mente in der Mitte der Walze den größten Durchmesser erzeu gen, der bei den benachbarten Segmenten jeweils kleiner werden muß. Aus diesem Grunde weisen die Konen erfindungsgemäß unter schiedliche Steigungen auf. Damit werden die ringförmig ange ordneten Segmente bei gleichem Verschiebeweg der diesen Segmenten zugeordneten Konen unterschiedlich weit gehoben. Rechnerisch gesehen handelt es sich bei den Walzen der Walz rundbiegemaschine um Träger gleicher Biegung mit einer gleichmäßigen Streckenlast, die bei der Belastung durch das Biegen entsteht. Aus diesem Grunde kann die Bombierung, die der Durchbiegung entspricht, für jede Stelle errechnet werden. Somit ist es leicht möglich, die unterschiedliche Steigung der ein einen Konen zu bestimmen.The crowning device according to the invention consists of a sliding drawbar on the several cones in a row are attached. There are ring-shaped segments on these cones arranged, the diameter of which by moving the cones can be enlarged. So that the rings arranged Segments do not move laterally, these are left and supported on the right by cross-divided support rings. These Support rings are fixed in the hollow roller. Erfin According to the invention, it is proposed that the rings are arranged in a ring To connect segments with each other with a tension spring Sliding back of these segments to facilitate when the cones moved to reduce crowning. So that a crowning of the roller by moving the Cones can arise is a different diameter enlargement required in such a way that the divided seg elements in the middle of the roller gene, which in each case become smaller in the adjacent segments got to. For this reason, the cones instruct according to the invention different slopes. So that are ring-shaped arranged segments with the same displacement of these Cones assigned to segments are raised to different degrees. From a mathematical point of view, the rollers of the roller are Round bending machine around beams of the same bend with one uniform line load, which when loaded by the Bending is created. For this reason, the crowning that the Deflection corresponds to be calculated for each point. Consequently it is easily possible to measure the different slope of the one to designate a cone.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verschie bung der Zugstange mit den erfindungsgemäß daraufbefestigten Konen durch Drehen eines Handrades erfolgt. Zu diesem Zweck ist die Zugstange mit einem Transportgewinde versehen, daß sich in einer in der Walze eingebauten Mutter drehen kann. Das Handrad ist mit einer erfindungsgemäßen Skala versehen, auf der die erzielte, der halben Durchmesservergrößerung entspre chende max. Bombierung an der Walzenmitte abgelesen werden kann.An embodiment of the invention provides that the diff Exercise the pull rod with the attached according to the invention Cones are made by turning a handwheel. To this end the tie rod is provided with a transport thread that can turn in a nut installed in the roller. The Handwheel is provided with a scale according to the invention which corresponds to the half diameter increase achieved max. Crowning can be read at the center of the roller can.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Verschiebung der Zugstange mittels eines Hydrau likzylinders erfolgt. Außerdem wird erfindungsgemäß vorge schlagen, an dem Hydraulikzylinder eine elektronische Meß einrichtung vorzusehen, dergestalt, daß auf einer elektroni schen Anzeige die Größe der max. Bombierung an der Walzenmitte abgelesen werden kann.Another expedient embodiment of the invention provides before that the displacement of the tie rod by means of a hydraulic likzylinders occurs. In addition, according to the invention beat, an electronic measuring on the hydraulic cylinder to provide a device such that on an electronic the size of the max. Crowning at the center of the roller can be read.

Ein weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß der elektronischen Meßeinrichtung ein elektronischer Rechner zu geordnet wird, der mit einem Rechenprogramm den Verschiebeweg der Zugstange errechnet und mit Hilfe einer elektronischen Steuerung so automatisch die für das herzustellende Werkstück günstigste Bombierung einstellt.Another embodiment of the invention provides that the electronic measuring device to an electronic calculator is arranged, the displacement path with a computer program the drawbar is calculated and using an electronic Control automatically for the one to be manufactured Workpiece sets the best crowning.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden anhand von schema tisch dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Hierbei zeigt:Further details of the invention are shown in the diagram Described table-illustrated embodiments. Here shows:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Walze einer Walz rundbiegemaschine mit einer stufenlos einstell baren Bombiereinrichtung mittels eines Handrades, Fig. 1 shows a longitudinal section through a roller of a roller bending machine having a continuously adjustable cash curving device by means of a hand wheel,

Fig. 2 einen Ausschnitt B, Fig. 2 shows a section B,

Fig. 3 einen Querschnitt A-A, Fig. 3 shows a cross section AA,

Fig. 4 einen Längsschnitt durch die Lagerung einer Walze einer Walzrundbiegemaschine mit einer stufenlos einstellbaren Bombiereinrichtung mittels eines Hydraulikzylinders, Fig. 4 shows a longitudinal section through the bearing of a roll of a roll bending machine with a continuously adjustable bowing device by means of a hydraulic cylinder,

Fig. 5 eine Bombierungskurve. Fig. 5 is a crown curve.

In Fig. 1 ist eine Bombiereinrichtung 1 im Längs schnitt dargestellt. In einer Hohlwelle 2 ist ein linker Lagerzapfen 3 und ein rechter Lagerzapfen 4 eingeschraubt. Der linke Lagerzapfen 3 ist drehbar in einer Buchse 5′ gelagert, die sich in einem Lagerschild 6′ befindet. Der rechte Lager zapfen 4 ist drehbar in einer Buchse 5 gelagert, die sich in einem Lagerschild 6 befindet. Eine Zugstange 7 ist in dem linken Lagerzapfen 3 und in dem rechten Lagerzapfen 4 ver schiebbar gelagert. Auf der Zugstange 7 befinden sich Konen 8, 8′, 8′′.In Fig. 1 a crowning device 1 is shown in longitudinal section. A left bearing journal 3 and a right bearing journal 4 are screwed into a hollow shaft 2 . The left bearing pin 3 is rotatably mounted in a bush 5 ', which is located in a bearing plate 6 '. The right bearing pin 4 is rotatably mounted in a socket 5 which is located in a bearing plate 6 . A tie rod 7 is slidably mounted in the left journal 3 and in the right journal 4 ver. On the tie rod 7 there are cones 8 , 8 ', 8 ''.

Fig. 2 zeigt als Ausschnitt B aus Fig. 1 den Bereich, in dem sich die Zugstange 7 in dem rechten Lagerzapfen 4 befindet. Außerdem zeigt der Ausschnitt B den Bereich von Konus 8′′. FIG. 2 shows, as section B from FIG. 1, the area in which the pull rod 7 is located in the right bearing journal 4 . In addition, section B shows the area of cone 8 ''.

Der Lagerzapfen 4, der in der Buchse S gelagert ist, ist mit einem Gewinde 4′ in die Hohlwelle 2 eingeschraubt. Die Zugstange 7 kann mit einem Handrad 9 gedreht werden. Bei diesem Drehen wird die Zugstange 7 durch ein Transportgewinde 10 verscho ben, wobei der Verschiebeweg auf einer sich in dem Handrad 9 befindlichen, nicht dargestellten Skala angezeigt wird. Zur Abstützung der Zugstange 7 befinden sich in dem Lagerzapfen 4 Gleitlager 11 und 11. Auf der Zugstange 7 ist der Konus 8′′ mit Seegersicherungen 12 und 12′ gegen Verschieben gesichert. Die Drucklager 13 und 13 nehmen die Seitendrücke auf. In dem Konus 8′′ sind Lagerbuchsen 14 und 14′ vorgesehen, die ein Fressen des Konus 8′′ auf der Zugstange 7 verhindern sollen. In gleicher Art und Weise sind die Konen 8 und 8′ in Fig. 1 ausgeführt. Um den Konus 8′′ befinden sich ringförmig angeordnete Segmente 15, die an ihrer Konusauflage 15′ die gleiche Steigung wie der Konus 8′′ aufweisen. In der Hohlwelle 2 sind geteilte Abstütz ringe 16 und 16′ mit Seegersicherungen 17 und 17′ angebracht und gegen Verdrehen gesichert. Sie verhindern das seitliche Ver schieben der Segmente 15. Zur Verringerung der Reibung zwischen der Hohlwelle 2 und den Segmenten 15 beim Verstellen sind diese mit einer Rundung 15′′ versehen. In den Segmenten 15 ist eine umlaufende Zugfeder 18 vorgesehen, deren Aufgabe es ist, die gespreizten Segmente 15 beim Zurückziehen der Konen 8, 8′, 8′′ zusammenzuziehen.The bearing pin 4 , which is mounted in the bushing S, is screwed into the hollow shaft 2 with a thread 4 '. The pull rod 7 can be rotated with a handwheel 9 . During this rotation, the pull rod 7 is moved by a transport thread 10 , the displacement path being displayed on a scale, not shown, in the handwheel 9 . To support the pull rod 7 there are 4 slide bearings 11 and 11 in the bearing journal. On the tie rod 7 , the cone 8 '' is secured with Seegersicherungen 12 and 12 'against moving. The thrust bearings 13 and 13 absorb the side pressures. In the cone 8 '' bearing bushes 14 and 14 'are provided to prevent the cone 8 ''on the tie rod 7 . In the same way, the cones 8 and 8 'in Fig. 1 are executed. Around the cone 8 '' there are segments 15 arranged in a ring, which have on their cone support 15 'the same slope as the cone 8 ''. In the hollow shaft 2 are divided support rings 16 and 16 'with circlips 17 and 17 ' attached and secured against rotation. They prevent the segments 15 from sliding sideways. To reduce the friction between the hollow shaft 2 and the segments 15 when adjusting these are provided with a curve 15 ''. In the segments 15 a circumferential tension spring 18 is provided, the task of which is to contract the spread segments 15 when retracting the cones 8 , 8 ', 8 ''.

Fig. 3 zeigt als Querschnitt aus Fig. 1 den Bereich der Segmente 15. Die Segmente 15 liegen mit der Konusauflage 15′ ringförmig auf dem Konus 8. Der Konus 8 ist mit der Büchse 14′ verschiebbar auf der Zugstange 7 angebracht. Die Segmente 15 sind mit der umlaufenden Zugfeder 18 verbunden. FIG. 3 shows, as a cross section from FIG. 1, the area of the segments 15 . The segments 15 lie with the cone support 15 'ring-shaped on the cone 8th The cone 8 is mounted with the sleeve 14 'on the pull rod 7 . The segments 15 are connected to the circumferential tension spring 18 .

Fig. 4 zeigt eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung. Ein Lagerzapfen 4, der in einer Buchse 5 gelagert ist, ist mit einem Gewinde 4′ in einer Hohlwelle 2 einge schraubt. Die Zugstange 7′ wird mit einem Hydraulikzylinder 19 verschoben. Bei der Verschiebung der Zugstange 7′ wird der Ver schiebeweg mit einen Wegmeßgeber 20 gemessen, wobei dieser Ver schiebeweg auf einer nicht dargestellten elektronischen Anzei ge angezeigt wird. Zur Abstützung der Zugstange 7′ befinden sich in dem Lagerzapfen 4 Gleitlager 11 und 11′. Fig. 4 shows a further expedient embodiment of the invention. A bearing pin 4 , which is mounted in a bush 5 , is screwed with a thread 4 'in a hollow shaft 2 . The tie rod 7 'is moved with a hydraulic cylinder 19 . When the tie rod 7 'is displaced, the displacement path is measured with a displacement sensor 20 , this displacement path being displayed on an electronic display (not shown). To support the tie rod 7 'are in the journal 4 plain bearings 11 and 11 '.

Fig. 6 zeigt eine Biegelinie 21 wie sie entsteht, wenn eine Walze einer Walzrundbiegemaschine durchgebogen wird. Hier bei entsteht in der Mitte der Walze bei einem Punkt Po die größte Durchbiegung yo. An dem Punkt P1 dessen Entfernung zum Punkt Po einer Entfernung des Konus 8′ vom Konus 8 aus Fig. 1 entspricht, entsteht eine Durchbiegung mit einem Wert y1. An dem Punkt P2 dessen Entfernung zum Punkt Po einer Entfernung des Konus 8′ vom Konus 8 aus Fig. 1 entspricht, entsteht eine Durchbiegung mit einem Wert y2. Die Gesamtlänge der durchgebogenen Walze ist L1. FIG. 6 shows a bending line 21 as it arises when a roll of a roll bending machine is bent. Here the greatest deflection yo occurs in the middle of the roller at a point Po. At the point P1 whose distance to the point Po corresponds to a distance of the cone 8 'from the cone 8 in Fig. 1, there is a deflection with a value y1. At the point P2 whose distance to the point Po corresponds to a distance of the cone 8 'from the cone 8 in Fig. 1, there is a deflection with a value y2. The total length of the deflected roller is L1.

Claims

1. Infinitely adjustable bowing device in one or more hollow rollers to roll bending machine for setting a camber to achieve a sweat-oriented straight peripheral surface with parallel edges by spreading of annularly arranged segments (15) in one or more hollow rollers (2) are characterized characterized in that the spreading takes place by moving cones ( 8 , 8 ', 8 '').

2. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the cones ( 8 , 8 ', 8 '') have different slopes, such that the segments ( 15 ) cover different stroke paths with the same displacement path, and thereby produce different diameters.

3. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the cones ( 8 , 8 ', 8 '') on a train rod ( 7 ) are attached.

4. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the segments ( 15 ) are arranged in a circle around the cones ( 8 , 8 ', 8 '').

5. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the segments ( 15 ) are connected to one another with a running tension spring ( 16 ).

6. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the segments ( 15 ) are secured against lateral displacement by divided support rings ( 16, 16 ' ) which are fastened in a hollow shaft ( 2 ).

7. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the segments ( 15 ) for reducing the friction in the hollow roller ( 2 ) are provided with a rounding ( 15 '') during adjustment.

6. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the cones ( 8 , 8 ', 8 '') can be moved by a train rod 7.

9. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that the pull rod ( 7 ) is provided with a trans port thread ( 10 ).

10. Infinitely adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that a hand wheel ( 9 ) is attached to the display rod ( 7 ) with a display scale.

11. Continuously adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that a pull rod ( 7 ' ) can be used instead of the pull rod ( 7 ), to which a hydraulic cylinder ( 19 ) is attached.

12. Continuously adjustable crowning device according to claim 1, characterized in that there is a displacement encoder on the hydraulic cylinder ( 10 ), which is connected to an electronic computer.

13. Continuously adjustable crowning device according to claim 1 characterized in that the electronic computer a Display on which the crowning achieved is shown becomes.