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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bögen mit wechselndem
Krümmungsradius und Profil Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zur Herstellung von Bögen aus Blech, insbesondere von solchen, die nicht durchgehend
einen gleichen Halbmesser und ein gleiches Profil haben, sondern deren Halbmesser
und Profil wechseln. Derartige Bögen werden insbesondere beim-Flugzeugbau benötigt.
Die Herstellung geschieht, soweit das Verfahren und die zur Durchführung desselben
dienende Vorrichtung bekannt sind, durch Andrücken des Werkstücks an eine wandernde
Schablone unter Vermittlung einer an der Druckstelle angeordneten, im Profil einen
Liniendruck über einen Stahldraht o. dgl. auf das Werkstück ausübenden Vorrichtung
unter gleichzeitiger Ausübung von Zug und Druck. Erfindungsgemäß wird nun das Werkstück
mit einer unter seiner Zuggrenze liegenden Kraft durch den den Liniendruck vermittelnden
Teil, an dem die einzelnen regelbaren und in ihrer Richtung sich dem wechselnden,
gegebenenfalls unsymmetrischen Profil anpassenden Druckkräfte dicht nebeneinander
angreifen, geführt und dabei auf däs nachlaufende freie Ende eine Zugkraft ausgeübt.
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Es ist bereits bekannt, Stab- oder rohrförmige Werkstücke mit wechselndem
Krümmungshalbmesser- dadurch zu erzeugen, daß das Werkstück an eine wandernde Schablone
unter rollender Reibung angedrückt wird. Die gleichzeitige Erzeugung eines wechselnden
Profils findet dabei nicht statt.
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Ferner ist es bekannt, Bogen mit wechselndem Krümmungshalbmesser,
jedoch mit gleichbleibendem Profil, mittels wandernder Ziehbacken zu ziehen. Bei
Zugvorgängen, bei denen Werkstücke mit wechselndem Profil, jedoch nicht mit wechselndem
Krümmungshalbmesser durch Andrücken an eine wandernde Schablone nicht in die Länge
gezogen; sondern gestaucht werden, hat man auch schon an der Druckstelle einen Liniendruck
auf das Werkstück ausgeübt. Dabei lassen sich aber nur symmetrische Profile herstellen.
Einen Zug auf das nachlaufende freie Ende eines Werkstücks hat man bereits beim
Walzen ausgeübt. Dort hat dies aber nur den Zweck, Stoffstauchungen vor der Druckstelle
zu -verhindern, während beim erfindungsgemäßen Verfahren dadurch noch alle auftretenden
Spannungen zwischen den inneren und den äußeren Krümmungshalbmessern des Profils
ausgeglichen werden.
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Durch das erfindungsgemäße Verfahren und die zur Durchführung des
Verfahrens dienende Vorrichtung ist es nun möglich, neben einem wechselnden Krümmungshalbmesser
auch ein wechselndes Profil zu erzeugen, die Arbeitszeit für die Herstellung derartiger
Bögen ganz bedeutend abzukürzen, die Kosten zu verringern und sogar die Festigkeitswerte
der
Bögen zu erhöhen: Auch sind keine Facharbeiter zur Herstellung der Bögen erforderlich.
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Zur Durchführung des Verfahrens wird erfindungsgemäß eine Vorrichtung
vorgesehen, die aus einer Fördervorrichtung für das :Modell, einer mit ihren Stempeln
dem wechselnden Profil sich anpassenden Druckvorrichtung und einer vorzugsweise
hydraulischen Zugvorrichtung für das Ziehen des zu verarbeitenden Stoffes besteht.
Die Fördervorrichtung wird gebildet aus einem in beliebiger Weise angetriebenen
Zahnrad tind einer der Krümmung des Bogens entsprechenden Zahnstange, die an dem
unteren Teil des Holzmodells befestigt ist. Dazu kann auch eine biegsame Zahnstange
benutzt werden, die sich jeder Krümmung des Modells deicht anpassen läßt. Die Druckvorrichtung
besteht aus einer Anzahl von Stempeln, die zwecks Einstellung in der Richtung der
wechselnden Krümmungshalbmesser zwangsläufig geführt werden. Diese Einstellung geschieht
dadurch, daß jeder einzelne Stempel am Ende durch eine mit einem Schlitz versehene
Schiene, die dem Krümmungshalbmesser entsprechend schräg eingestellt werden kann,
geführt wird. Diese Schienen sind auf einer Führung beweglich angeordnet, die von
der Zahnradwelle aus durch ein Getriebe in der Richtung der Rinne vorwärts bewegt
wird.
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Die Druckvorrichtung ist derart ausgebildet, daß die Stempel mit dem
Werkstoff nicht unmittelbar in Berührung treten. Sie haben vielmehr an ihrer Unterseite
ein Gelenkstück mit einer in der Zugrichtung der inne stehenden Stufe, `in die ein
das zu ziehende Profil umschließender Stahldraht o. dgl. eingelegt ist, durch den
der Druck der Stempelauf die vorgearbeitete Rinne übertragen wird. Auf diese Weise
ist es möglich, einen Bogen mit wechselndem Profil und lrüminungshalbmesser, zu
dessen Herstellung bisher Tage benötigt wurden, in etwa io Minuten herzustellen.
Es besteht weiter der Vorteil, daß die Arbeit mit geringerer Stoffzugabe als bisher
üblich durchführbar ist: Durch die eigenartige Behandlung kann der Stoff, der bisher,
wenn es sich um eine hartbare Aluminiumlegierung handelte, etwa bis zu 2o bis 221/o
gedehnt werden konnte, nunmehr bis etwa 5oofo gedehnt werden, ohne daß eine Beschädigung
eintritt. Die Erreichung derart hoher Dehnungswerte läßt sich dadurch erklären,
daß durch gleichzeitiges Ziehen und Pressen oder Verdichten an ein und derselben
Stelle eine Auflockerung der Moleküle verhindert wird. Bei der Herstellung nach
den bekannten Verfahren würde unter diesen Umständen der Bogen abreißen. Das Verfahren
hat weiter den Vorteil, daß beispielsweise auch eine veredelte hartbare Aluminiumlegierung
verarbeitet werden - kann, während bisher ein Glühen des Stoffes unumgänglich war.
Bei Verwendung einer veredelten hartbaren Aluminiumlegierung erreicht man in Verbindung
mit dem Ziehen und Pressen, dem sogenannten Kaltverdichten, eine erhebliche Steigerung
der Festigkeit des fertigen Bogens. Durch das Wegfallen des Glühens während der
Bearbeitung und des nachfolgenden Härtens wird eine wesentliche Ersparnis erzielt.
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Es können beliebig viele Bogen mit einem Holzmodell angefertigt werden,
dabei hat der letzte genau dieselbe Form wieder erste; was bei dem bekannten Verfahren
nicht der Fall war. Auf den beiliegenden Zeichnungen ist die zur Durchführung des
Verfahrens in Frage kommende Vorrichtung schematisch und beispielsweise dargestellt.
Es zeigen Abb. i eine Ansicht der Vorrichtung, in der die gerade Rinne in der Mitte
geschnitten ist. Neben dem Modell ist das wechselnde Profil desselben dargestellt,
Abb. a eine Ansicht der Vorrichtung entgegen der Zugrichtung, Abb. 3 eine Seitenansicht
der bewegbaren Einstellvorrichtung für die Stempel und Abt. q. und 5 Ansicht und
Seitenansicht eines Stempels mit Gelenkstück, Abb.6 und 7 Ansicht und Seitenansicht
der Verstellvorrichtung für den mittleren Stempel.
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Das Holzmodell a, welches die verschiedenen ineinandergehenden Profile
a, bis a,, hat, und die vorgearbeitete Rinne b aus dem zu ziehenden Stoff, die nach
dem Ziehen ebenfalls die Profile a, bis a5 hat, sind an dem einen Ende in beliebiger
Weise; beispielsweise durch .eine Schraubzwinge c, verbunden und werden durch das
von der angetriebenen Welle d gedrehte Zahnrad e dadurch gefördert, daß das Zahnrad
e in eine an der Unterseite des Modells befestigte Zahnstange f eingreift. Zur Unterstützung
der Förderung und richtigen Haltung des Holzmodells sind die Rolle g und eine Führungg'
vorgesehen.
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An ihrem anderen Ende ist die Rinne b beispielsweise durch eine Verschraubung
o o: dgl. mit einer einstellbaren Spannvorrichtung verbunden. Diese besteht aus
einer Rolle q, über die ein Drahtseil o. dgl. läuft, das einerseits bei o mit der
Rinne verbunden ist, andererseits auf -einer auf der Welle d sitzenden Trommel r
aufgewickelt ist und sich von dieser abwickeln kann, sobald die Rinne vorwärts bewegt
wird.
Die Rolle q ist mit einer vorzugsweise hydraulischen, einstellbaren
Zugvorrichtung verbunden. Durch diese Ausbildung sind die Kräfte für den Antrieb
der Vorrichtung ausgeglichen.
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Die Rinne wird unter Vermittlung eines Teiles, der einen linienförmigen
Druck, und zwar in dem jeweils wechselnden Profil, gestattet, beispielsweise durch
einen Stahldraht h o. dgl., während des Ziehens gegen das Modell gedrückt. Der Druck
auf den Stahldraht wird ausgeübt durch eine der Größe des Profils angepaßte Anzahl
von Stempeln i, il, i, usw., die auf der einen Seite beispielsweise bei k
und k1 und auf der anderen Seite durch einen Bogen k2 geführt- werden. Damit sich
die Stempel jeweils in der Richtung des Krümmungshalbmessers des Profils einstellen
können, greift die Führung k2 in Nuten l der Stempel ein, die die erforderlichen
Bewegungen gestatten. An ihrem Fuß haben die Stempel ein Gelenkstück y, das an der
Unterseite in der Zugrichtung der Rinne eine Stufe hat, in welcher der das zu ziehende
Profil umschließende Stahldraht h o. dgl. sitzt, durch den der Druck auf die vorgearbeitete
Rinne übertragen wird. Das Gelenkstück y, das gabelartige Druckzapfen y' hat, ist
mittels eines Kammes y" im Stempel i gelagert. Der Kamm wird von abg ,kröpften Federni'
gehalten.
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Die zwangsläufige Einstellung der Stempel entsprechend den wechselnden
Krümmungshalbmessern im Profil wird durch eine besondere Vorrichtung bewirkt, die
aus einem doppelholmigen, halb4reisförmigen Rahmen s, s besteht, auf dem mit Schlitzen
t versehene Schienen u einstellbar befestigt werden können. In diesen Schlitzen
u wird der obere Teil v der Stempel geführt. Außerdem stützt sich gegen diese Schienen
eine Feder w ab, die die Stempel beim Nachlassen der Zugvorrichtung 7n von der Rinne
abhebt.
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Der Führungsbogen s ist mit einer Zahnstange z2 versehen, die mittels
eines Zahnrades z1 von der Hauptwelle über ein regelbares Getriebe derart angetrieben
und bewegt wird, daß in der Zeit, in der die Rinne unter der Druckvorrichtung hindurchläuft,
auch der Führungsbogen s derart in der Richtung der Rinne bewegt wird, daß die Oberteile
v der Stempel die Schlitze durchwandert haben. Der mittlere Stempel i wird durch
eine besondere Führung p in seiner Lage gehalten. Die Führung p ist an dem Bogen
k2 schwenkbar und feststellbar angeordnet. Sie ist insbesondere für den Fall vorgesehen,
daß unsymmetrische Profile hergestellt werden sollen. Der mittlere Stempel hat in
diesem Falle und auch im Falle der Herstellung symmetrischer Profile die hauptsächliche
Ausrichtung zu übernehmen. Im einzelnen hat die Führung p einen Zapfen p', mittels
dessen sie in einem Augen-Lager kg auf dem Bogen k2 gelagert ist und der an seinem
anderen Ende einen Hebel p" besitzt. Bei Drehung des Hebels wird auch die Führung
gedreht, und die gewünschte Stellung kann durch einen Knebel p"' o. dgl. festgelegt
werden.
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Im übrigen werden die Stempel noch durch eine starke Stahldrahtfeder
x zusammengehalten.
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Der Stempeldruck wird ausgeübt durch eine für jeden Stempel vorgesehene
Zugvorrichtung m. Jeder Zug führt beispielsweise über eine nach allen Seiten dreh-
und schwenkbar angeordnete Rolle n zu einer beispielsweise hydraulischen Zug- oder
Druckvorrichtung. Die Zugvorrichtung greift an jedem Stempel an einem kleinen Ouerhaupt,
das gleichzeitig die Anlage bei k bildet, an. Da die Richtung der Stempel entsprechend
der Einstellung der Schienen u verschieden ist und sich auch während des Arbeitsganges
nach Maßgabe des Durchlaufens der Schlitze t ändert, ändert sich auch die Richtung
des Zugdrahtes rn, in die sich jeweils die Rolle n einstellen muß. Daher werden
die Rollen n schwenkbar angeordnet.