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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Maschine zum kontinuierlichen
Blechbiegen, und insbesondere eine Biegemaschine, die bei der Herstellung von
Rohren oder offenen Profilen verwendet wird.
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Die
Biegemaschinen, die bei der Rohrherstellung verwendet werden, sind
jene Biegemaschinen, die mit einer Reihe von Stationen versehen
sind, die in Reihe und im geeigneten Abstand voneinander platziert
sind, wobei jede Station ein Paar einander gegenüberliegend angetriebene Formwalzen
aufweist, durch welche das zu bearbeitende Blech hindurch tritt.
Die Walzen jedes Paares haben ein komplementäres Profil und insbesondere,
wenn die untere Walze ein konkaves Profil aufweist, hat die obere Walze
ein konvexes Profil, welches genau die Krümmung der unteren Walze wiedergibt.
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Jedes
Paar einander gegenüberliegender Walzen
hat einen Krümmungsradius,
der kleiner als der Krümmungsradius
der Station ist, die direkt davor aufgestellt ist. Daher ändert das
Blech, welches an der ersten Station in dem flachen Zustand ist,
progressiv sein Profil, wenn es sich durch die Maschine bewegt,
nimmt an der letzten Station eine im Wesentlichen rohrförmige Gestalt
an und ist daher zum Schweißen
bereit.
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Es
ist offensichtlich, dass es zum Erreichen von Rohren unterschiedlicher
Durchmesser notwendig ist, die einander gegenüberliegenden Walzen zu verändern, und
es insbesondere notwendig ist, diese durch Walzen zu ersetzen, die
einen anderen Krümmungsradius
haben.
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Verbindungswagen,
die mit leer laufenden Walzen versehen sind, welche auch entsprechend dem
Durchmesser der von der Maschine zu bearbeitenden Rohre ersetzt
werden müssen,
sind häufig zwischen
den verschiedenen Stationen platziert.
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Der
Austausch der Walzen und insbesondere die für diesen Vorgang erforderliche
Zeit ist daher einer der bedenklichsten Faktoren bei der Herstellung
von Rohren durch Biegen.
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Bei
den gegenwärtig
auf dem Markt verfügbaren
Maschinen erfordert der Austausch der Walzen mehrere Stunden mit
völligem
Stillstand der Maschine und somit der Produktion während dieses Zeitraums.
Darüber
hinaus ist es möglich,
dass beim Wiederbeginn des Betriebs der Maschine Erhöhungen des
Produktionsverlustes infolge ihrer ungenauen Einstellung auftreten
können.
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Die
US-A-5 704 243 gemäß dem Oberbegriff des
Anspruchs 1 offenbart eine Station für eine Blechbiegemaschine,
wobei die Station mit zwei einander gegenüberliegenden Formwalzen versehen ist,
um das Biegeprofil des Blechs zu definieren, wobei jede Formwalze
durch ein Paar von Drehelementen definiert ist, die koaxial und
zueinander gerichtet sind, und Mittel zum Verändern des Abstands zwischen
den Drehelementen jedes Paars vorgesehen sind.
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Die
JP-A-2000 117330 und JP-A-09239448 zeigen Biegestationen, die mit
zwei einander gegenüberliegenden
Formwalzen versehen sind, um das Biegeprofil des Blechs zu definieren.
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Das
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Probleme des Standes
der Technik zu lösen,
eine Maschine zu schaffen, die eine Reduzierung der Einrichtungszeiten
für den
Durchlauf von der Produktion eines Rohres mit einem bestimmten Durchmesser
zu einem Rohr mit einem anderen Durchmesser ermöglicht.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Biegemaschine
zu schaffen, die ermöglicht,
dass der Produktionsverlust infolge der Einrichtung der Maschine
ausgeschlossen werden kann.
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Ein
anderes Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die Herstellung
von Blechrohren zu vereinfachen und die Ausfallzeit der Biegemaschine
mit einer konsequenten Verbesserung der Investitions- und Betriebskosten
der Maschine zu reduzieren.
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Diese
und andere Ziele werden durch die vorliegende Erfindung erreicht,
welche die Merkmale des beigefügten
unabhängigen
Anspruchs 1 darstellt.
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Vorteilhafte
Ausführungsformen
der Erfindung sind aus den abhängigen
Ansprüchen
ersichtlich.
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Im
Wesentlichen weist die Biegemaschine gemäß der Erfindung zwei oder mehrere
Biegestationen auf, die in Reihe angeordnet sind, wobei jede Station
mit zwei einander gegenüberliegenden
Formwalzen versehen ist, um das Biegeprofil des Blechs zu definieren,
und ist dadurch gekennzeichnet, dass jede Formwalze durch ein Paar
von Drehelementen definiert ist, die koaxial und zueinander gerichtet sind,
und dass Mittel zum Verändern
des Abstands zwischen den Drehelementen jedes Paares vorgesehen
sind.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung weist die Maschine
ferner Mittel zum Verändern
der Neigung der Drehachse jedes Drehelements auf.
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Es
ist daher möglich,
den Abstand des oberen und unteren Drehelements und deren Neigung
zu verändern,
wodurch die Maschine zur Herstellung von Rohren mit unterschiedlichen
Durchmessern oder offenen Profilen, die mit unterschiedlichen Krümmungsradien
versehen sind, eingerichtet wird. Es ist nicht mehr erforderlich,
die Walzen entsprechend dem Durchmesser des herzustellenden Rohres
zu verändern,
und es ist möglich,
hohe Einsparungen der Zeit und demzufolge der Herstellungskosten
zu erreichen.
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Darüber hinaus
ist es nicht mehr notwendig, eine Mehrzahl von Walzensätzen verfügbar zu
haben, die jeweils für
die Herstellung eines besonderen Rohrtyps oder eines besonderen
offenen Profils bestimmt sind, und dies führt zu einer erheblichen Einsparung
der Investitionskosten der Maschine.
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Gemäß einem
bevorzugten Merkmal der vorliegenden Erfindung umfassen die Mittel
zum Verändern
des Abstands eine bewegliche Stütze
für das Drehelement.
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Gemäß einem
vorteilhaften Merkmal der vorliegenden Erfindung umfasst die bewegliche
Stütze Gleitmittel,
die gleitend an Führungen
der Station eingreifen können,
um den gegenseitigen Abstand entlang der Drehachse der einander
zugewandten Drehelemente zu verändern.
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Jede
bewegliche Stütze
umfasst vorteilhaft Gleitmittel, die gleitend an senkrechten Führungen der
Station eingreifen können,
um die senkrechte Position der Drehelemente zu verändern.
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Gemäß einem
anderen Merkmal der vorliegenden Erfindung umfassen die Mittel zum
Verändern
der Neigung der Drehelemente einen Zylinder-Kolben-Aufbau.
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Die
Mittel zum Verändern
der Neigung der beiden Drehelemente umfassen vorteilhaft zumindest
zwei Gelenkpunkte.
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Die
Möglichkeit
des Verschiebens und Drehens des Drehelements ermöglicht seine
weite Einstellung, was ermöglicht,
dass die Maschine an die Herstellung von Rohren unterschiedlichen
Durchmessers angepasst werden kann.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden durch die
folgende Beschreibung deutlicher gemacht, die anhand einer nicht
beschränkenden
Erläuterung
mit Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen gemacht ist, in welchen:
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1 ist
eine Seitenansicht einer Maschine zum kontinuierlichen Biegen von
Blech gemäß der vorliegenden
Erfindung;
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2 ist
eine geschnittene Vorderansicht einer Formungsstation gemäß der vorliegenden
Erfindung entlang der Linie A-A aus 1 betrachtet;
und
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3 ist
eine detaillierte Ansicht einer beweglichen Stütze für das Drehelement gemäß der vorliegenden
Erfindung.
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Mit
Bezug auf 1 ist eine Maschine 1 zum kontinuierlichen
Biegen von Blech gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. Die Biegemaschine 1 weist eine Mehrzahl
von Stationen 2 auf, die in Reihe angeordnet sind. Jede
Station 2 ist, wie in 2 besser
zu sehen ist, mit zwei einander gegenüberliegenden Walzen (3, 4)
versehen, durch welche das zu bearbeitende Blech hindurch tritt,
um das Biegeprofil des Blechs zu definieren, das heißt die Gestalt,
die von dem Blech nach dem Passieren der Station angenommen wird.
Jede Walze (3, 4) ist durch ein Paar von koaxialen
Drehelementen (3a, 3b; 4a, 4b)
definiert, die einander zugewandt und im geeigneten Abstand voneinander
angeordnet sind. Insbesondere ist die obere Walze 3 durch
die beiden Drehelemente 3a und 3b definiert, während die
untere Walze 4 durch die beiden Drehelemente 4a und 4b definiert
ist. Darüber
hinaus wirkt, während
das obere Drehelement 3a mit dem Drehelement 4a zusammenwirkt,
welchem es gegenüberliegt
und mit welchem es zusammen das äußere linke
Biegeprofil des Blechs definiert, das obere Drehelement 3b mit
dem Drehelement 4b zusammen, welchem es gegenüberliegt,
um das äußere rechte
Biegeprofil des Blechs zu definieren.
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Die
Station 2 ist mit Mitteln zum Verändern des gegenseitigen Abstands
der beiden einander zugewandten Drehelemente versehen.
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Mit
anderen Worten sind Mittel zum horizontalen Verschieben der Position
der beiden Drehelemente, welche dieselbe Walze definieren, entlang der
gemeinsamen Drehachse vorhanden.
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Jede
Station ist auch mit Mitteln zum Verändern der Neigung jedes Drehelements
(3a, 3b; 4a, 4b) und insbesondere
der Neigung der Drehachse jedes Drehelements versehen, die im Weiteren
ausführlicher
beschrieben werden.
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Dies
ermöglicht,
dass die Station 2 und demzufolge die Maschine 1 in
einer minimalen Zeit angepasst werden kann, um Rohre oder Profile
mit unterschiedlichen Durchmessern herzustellen.
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Für diesen
Zweck ist jedes Drehelement (3a, 3b; 4a, 4b)
vorteilhaft durch eine bewegliche Stütze (5a, 5b; 6a, 6b)
abgestützt,
die mit Gleitmitteln 8 versehen sind, die an einer Führung (nicht
gezeigt) eingreifen können,
die auf einer Höhe
mit der Basis 30 oder mit dem Oberteil 31 der
Station 2 parallel zu den Drehachsen der Drehelemente angeordnet
ist. Im Einzelnen gleiten die Stützen 5a und 5b der
unteren Drehelemente auf Schlitten 32, die an der Basis 30 der
Station 2 angeordnet sind, während die oberen Stützen 6a und 6b auf
Schlitten 33 gleiten, die an dem Oberteil 31 der
Station 2 angeordnet sind.
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Die
Mittel zum Verändern
der Neigung jedes Drehelements (3a, 3b; 4a, 4b)
sind, wie in 3 besser zu sehen ist, durch
einen Ständer 9 gebildet,
der bei 16 an einem L-förmigen
Querträger 10 angelenkt ist,
der an einem tragenden Metallrohr 23 des Drehelements befestigt
ist. Der Ständer 9 besteht
wiederum aus einem Zylinder-Kolben-Aufbau, der durch einen Zylinder 11 gebildet
ist, der mit einer Innenkammer versehen ist, in der ein Kolben gleitet,
der nicht direkt gezeigt ist. Der letztere ist mit einem Schaft 12 versehen,
welcher sich aus dem Zylinder 11 heraus erstreckt und bei
16 an dem Querträger 10 angelenkt ist.
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Der
Querträger 10 hat
an dem Ende, das nicht mit dem Ständer 9 verspannt ist,
einen Gelenkpunkt 14 mit der beweglichen Stütze (5a, 5b; 6a, 6b).
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Jedes
tragende Metallrohr 23 und somit das damit verbundene Drehelement
(3a, 3b; 4a, 4b) ist an der
beweglichen Stütze
(5a, 5b; 6a, 6b) mittels eines
Bolzens drehbar befestigt, der in dem Gelenkpunkt 14 vorgesehen
ist, welcher auf diese Weise den Drehpunkt bildet, um welchen sich
das Drehelement (3a, 3b; 4a, 4b)
dreht, um seine Neigung zu verändern.
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Ferner
weist der Ständer 9 auf
einer Höhe mit
seiner Basis einen weiteren Gelenkpunkt 15 auf.
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Als
Beispiel mit Bezug auf die in 3 gezeigte
Stütze
führt das
Anheben des Schaftes 12 des Kolbens zu einer Drehung des
Drehelements im Uhrzeigersinn um den Gelenkpunkt 14, wie
durch den Pfeil F gezeigt ist, während
im Gegensatz dazu sein Absenken zu einer Drehung des Drehelements
entgegengesetzt zum Uhrzeigersinn um denselben Punkt 14 führt, wie
durch den Pfeil M wieder in 3 gezeigt
ist. Die drei Gelenkpunkte 14, 15 und 16 und der
Zylinder-Kolben-Aufbau
geben der Station endlose Möglichkeiten
der Einstellung, was derselben ermöglicht, sich an die Produktion
von verschiedenen Blechrohren oder offenen Profilen und an verschiedene
Positionen der Maschine entsprechend unterschiedlichen Bearbeitungsstufen
anzupassen.
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Die
Positionierung relativ zu den Drehelementen (3a, 3b; 4a, 4b)
wird durch geeignete Automatisierungsmittel eingestellt. Insbesondere
sind hydraulisch tätige
Mittel der Zylinder-Kolben-Aufbauten,
vier Elektromotoren 17, von welchen jeder zum Verschieben
einer Stütze
(5a, 5b; 6a, 6b) bestimmt ist,
und zwei Motoren 18 vorhanden, die an der Oberseite der
Station 2 zur senkrechten Bewegung der Walzen 3 und 4 angeordnet
sind.
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Insbesondere
weist jede Stütze
(5a, 5b; 6a, 6b) für ihre horizontale
Verschiebung eine Verbindung 7 des Mutter-Schrauben-Typs mit
einem Motor 17 auf.
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Die
oberen Stützen 6a und 6b greifen
gleitend an senkrechten Führungen 21 ein,
was unter der Führung
des Motors 18 eine senkrechte Verschiebung der oberen Stützen 6a und 6b ermöglicht.
Die senkrechte Verschiebung der Stützen 6a und 6b führt zu einer
senkrechten Verschiebung der Drehelemente 3a und 3b.
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Andererseits
sind die unteren Stützen 5a und 5b für ihre senkrechten
Bewegungen an Schlitten 32 montiert, die in den Führungen 21 senkrecht
verschiebbar sind. Die Schlitten 32 werden auch in ihren senkrechten
Bewegungen durch die Motoren 18 geführt, was somit ermöglicht,
dass die Stellung der unteren Drehelemente 4a und 4b senkrecht
verändert werden
kann.
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Die
senkrechten Bewegungen der einander gegenüberliegenden Drehelemente sind
separat, obwohl sie von demselben Motor 18 geführt werden.
Mit anderen Worten ist es möglich,
die Stütze
(6a, 6b) eines oberen Drehelements (3a, 3b)
anzuheben oder abzusenken, was die Stellung des unteren Drehelements
(4a, 4b) unverändert
lässt,
oder alternativ ist es möglich,
das obere (6a, 6b) und untere Stützelement
(5a, 5b) gleichzeitig anzuheben und abzusenken.
Die Möglichkeit
des senkrechten Bewegens jedes Stützelements (5a, 5b; 6a, 6b)
in einer separaten Weise macht es möglich, sowohl die sogenannte
Bearbeitung mit feststehendem Mittelrohr – wo die Symmetrieachse des
Rohres fixiert bleibt und daher das Blech um die Achse gebogen wird,
wenn es sich durch die aufeinanderfolgenden Stationen 2 der
Maschine bewegt – als
auch die Bearbeitung mit feststehendem Hals durchzuführen, wo
der Mittelabschnitt des Blechs, welcher das untere Ende des Rohres
bildet, fixiert bleibt.
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All
die Motoren 17 und 18 und die Zylinder-Kolben-Aufbauten
werden durch einen elektronischen Prozessor eingestellt, der nicht
gezeigt ist, in der Technik an sich bekannt ist und normalerweise für diesen
Zweck verwendet wird, um die jeweiligen Stellungen der Drehelemente
entsprechend dem Typ des herzustellenden Rohres oder offenen Profils
zu speichern, und die Motoren 17, 18 und/oder
die Zylinder-Kolben-Aufbauten zu betätigen, um die Stellung der
Drehelemente entsprechend dem zu bearbeitenden Rohr oder Profil
zu verändern.
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Darüber hinaus
ist der Prozessor in der Lage, auf Meldungen zu erwidern, die von
geeigneten Positionssteuerungsinstrumenten gesendet werden, wie
optischen Reglern oder Inkrementalgebern, die nicht direkt gezeigt
sind, um die jeweilige Stellung der Drehelemente (3a, 3b; 4a, 4b)
zu verändern,
so dass die letzteren in den vorbestimmten Krümmungsradien genau zusammenpassen.
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Die
Drehelemente der Stationen 2 laufen alle leer, jedoch wäre es dennoch
möglich,
diese zu motorisieren, ohne von dem Bereich der vorliegenden Erfindung
abzuweichen.
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Um
das Blech zwischen den verschiedenen Stationen der Maschine zu bewegen,
sind Zwischenstationen 20, die mit angetriebenen Drehelementen versehen
sind, zwischen zwei einander benachbarten Stationen vorhanden, wie
in 1 gezeigt ist.
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Wie
zuvor erwähnt
ist, haben die Drehelemente eine zylindrische Gestalt, die mit gekrümmten Flächen versehen
ist.
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Im
Einzelnen haben die oberen Drehelemente ein konvexes gekrümmtes Seitenprofil,
und die unteren Drehelemente haben ein konkaves gekrümmtes Seitenprofil
entsprechend dem der oberen Drehelemente, um zusammen mit diesem
die äußere Biegeform
des Blechs zu definieren.