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Die vorliegende Erfindung betrifft eine
Streckformmaschine gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Solche Maschinen werden insbesondere verwendet, um
Verkleidungsteile gewisser Flugzeugbereiche herzustellen, wie
Flügelvorderkanten, Flugzeugrumpf-Elemente, Karmanprofile oder
Abdeckhauben.
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Solche Bauteile werden von diesen Maschinen aus einen
ebenen Blech hergestellt, das an seinen beiden Enden in
geradlinige Backen eingeklemmt wird und dann durch Zug mit
plastischer Verformung des Bleches gezwungen wird, sich einer
Schablone anzupassen, die "Form" genannt wird.
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Diese Schablone hat die genaue Form des zu erhaltenden
Bauteils, und es geht also darum, das Blech derart um diese
Schablone herumzulegen, daß es deren Form perfekt annimmt.
Dies geschieht durch Zug auf das Blech mit plastischer
Verformung, um die Federwirkung zu unterdrücken.
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Das französische Patent 1 087 985 beschreibt eine
Maschine zum Formen von Blechen durch Zug und Umwickeln. Diese
Maschine weist eine Grube (11) auf, über die eine Form (12)
gehängt ist. Jede Backe (41) ist um eine waagrechte Achse (38)
an des Ende von drei Paaren von Zylindern (26, 49) angelenkt.
Jedes Zylinderpaar befindet sich im wesentlichen in einer
senkrechten Ebene und enthält einen Zylinder (26), der auf
einem Kardangelenk angeordnet ist und um die Waagrechte
schwingt, und einen Steuerzylinder (49), der sich in einer
senkrechten Stellung oder in einer Stellung nahe der
Senkrechten befindet und der an seinen beiden Enden entlang zweier
zueinander senkrechter Achsen angelenkt ist.
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Eine solche Maschine ist seitlich instabil; außerdem
erlaubt die Tatsache, daß die Backen um eine waagrechte Achse
(38) angelenkt sind, kein Umwickeln des Blechs um mehr als
180º. Das Blech bleibt nämlich permanent in der Klemmebene der
Backen, ohne jemals einen Winkel mit diesen Backen zu bilden.
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Es ist also keine Vorrichtung vorgesehen, um auf ein von den
Backen erfahrenes Drehmoment zu reagieren. Diese Anordnung
erlaubt nicht die Formung von sehr schmalen Bauteilen wie den
Vorderkanten eines Flugzeugflügels. Das Vorhandensein der
Grube ist gefährlich für das Personal.
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Die Erfindung hat zum Ziel, eine sicherere und
leistungsfähigere Forrnmaschine anzugeben, die es ermöglicht,
einen Umwicklungswinkel von 240º zu erreichen und so sehr
schmale Bauteile wie die Vorderkanten von Flugzeugflügeln
herzustellen.
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Die Erfindung hat so zum Gegenstand eine
Streckformmaschine durch Strecken um eine Formschablone, mit zwei Backen,
die in Längsrichtung je auf einer Seite der Schablone
angeordnet sind, wobei jede Backe durch Antriebsmittel mit einem
festen Bereich verbunden ist, die es jedem Ende der Backe
ermöglichen, sich im wesentlichen in einer Ebene senkrecht zur
Backe in ihrer Ruhestellung zu bewegen, und zwar in dieser
Ebene in beliebiger Richtung, dadurch gekennzeichnet, daß die
Schablone auf einem mit einem Tisch, der sich in Höhe des
Bodens eines festen Gerüsts befindet, verbundenen Sockel
befestigt ist und daß die Maschine Mittel zur senkrechten Führung
der Mitte der Backen aufweist, wobei die Backen mit den
Antriebsmitteln ohne Drehmöglichkeit in Bezug auf diese Mittel
um eine Längsachse verbunden sind.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform enthalten die
senkrechten Führungsmittel für jede Backe eine aus einem Stab
bestehende Stütze, die in der Mitte der Backe mittels eines
Gelenks mit senkrechter Achse befestigt ist und mit
Drehfreiheit in einem an seinem hinteren Ende in einem Lagerzapfen
drehenden Rohr auf dem Chassis um eine waagrechte Achse frei
gleitet und deren vorderes Ende in einer senkrechten Ebene von
einem U-förmigen Führungsteil geführt wird.
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Gemäß einer zweiten bevorzugen Ausführungsform sind
die Führungsmittel seitlich in Richtung der Länge der Backen
verschiebbar.
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Gemäß einer besonderen Ausführung dieser zweiten
Ausführungsform enthalten die seitlich verschiebbaren senkrechten
Führungsmittel für jede Backe eine aus einem Stab bestehende
Stütze, die in der Mitte der Backe mittels eines Gelenks mit
senkrechter Achse befestigt ist und mit Drehfreiheit in einem
Rohr gleitet, dessen hinteres Ende auf dem Chassis mittels
eines Gelenks gemäß zwei senkrechten Achsen befestigt ist und
dessen vorderes Ende eine Führungsöse trägt, die seitlich mit
Zylindern mit waagrechten Achsen versehen ist, welche Kufen
tragen, die gegen zwei feste senkrechte Führungswände gleiten.
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Vorteilhafterweise enthalten die Antriebsmittel für
jede Backe und für jedes Ende einer Backe zwei Mittel, die es
ermöglichen, den Abstand eines festen Punkts der Backe nahe
dem Ende zu zwei festen Punkten des Gerüsts zu verändern,
wobei die beiden festen Punkte des Gehäuses zwei getrennte
Punkte sind, die sich in der durch den festen Punkt der Backe
verlaufende Querebene zur Backe in Ruhestellung befinden.
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Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung besitzt
jede Backe einen gekrümmten Formschnabel.
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Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden
Zeichnung beschrieben werden.
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Figur 1 zeigt in Perspektive eine erfindungsgemäße
Streckformmaschine.
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Die Figuren 2 bis 4 zeigen die Streckformmaschine der
Figur 1 in drei Ansichten: von vorne, von oben und von der
Seite.
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Figur 5 zeigt von vorne ein Detail einer
Führungsstütze der Mittelebene einer Backe im Fall einer Variante der
Ausführungsform der Erfindung, bei der die Backen sich in
Richtung ihrer Länge verschieben können.
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Figur 6 zeigt die Stütze der Figur 5 von oben.
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Figur 7 ist ein Schnitt gemäß VII-VII der Figur 5.
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Figur 8 zeigt im Querschnitt ein Detail einer Backe.
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Aus den Figuren 1 bis 4 erkennt man eine
erfindungsgemäße Streckformpresse mit einem Gerüst 1, das einen Tisch 2
enthält, auf dem eine Formschablone 3 befestigt ist. Die
Schablone 3 ist nur in Figur 1 gezeigt. Sie ist mit einem Sockel 4
verbunden, der direkt auf dem Tisch 2 befestigt ist. In Figur
1 und speziell in Figur 2 sieht man, daß der Tisch 2 sich in
Höhe des Bodens 50 befindet.
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Mit dem Gerüst sind über zwei nachfolgend beschriebene
Antriebsmittel zwei Backen 5 und 6 verbunden, die in
Längsrichtung zu beiden Seiten der Schablone angeordnet sind.
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Diese Antriebsmittel ermöglichen es jedem Ende jeder
Backe sich im wesentlichen in einer zur Backe in ihrer
Ruhestellung senkrechten Richtung zu bewegen, d.h wenn die Backen
parallel zur Achse Δ des Tischs 2 liegen (Figuren 1 und 3).
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Zu diesem Zweck sind zwei Zylinder 7 und 8 mit einem
ihrer Enden mit einem festen Punkt 9 nahe dem rechten Ende der
Backe 5 verbunden, während das andere Ende der Zylinder 7 und
8 an zwei festen Punkten 10 und 11 des Gerüsts 1 befestigt
ist. Diese beiden Punkte 10 und 11 des Gerüsts befinden sich
in einer Ebene senkrecht zur Achse Δ, die durch den Punkt 9
der Backe 5 verläuft. In gleicher Weise wird das andere Ende
der Backe 5 von zwei Zylindern 12 und 13 bewegt und die Backe
6 wird von den Zylindern 14 und 16 an einem ihrer Enden und
den Zylindern 15 und 17 am anderen Ende bewegt. Der Zylinder
17 ist in den Figuren nicht sichtbar; er befindet sich hinter
dem Zylinder 16, der ihn in Figur 2 verdeckt.
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Die Zylinder sind an ihren Befestigungspunkten an das
Gerüst und an die Backen 5 und 6 angelenkt.
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Um die Stabilität der Backen zu bewirken, kann ihre
Mittelebene sich nur in einer festen Ebene senkrecht zur Achse
Δ des Tisch 2 bewegen.
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Zu diesem Zweck ist die Mitte der Backe 5 mit einer
Stütze verbunden, die einen Stab 18 aufweist, der frei mit
Drehfreiheit in einem Rohr 19 gleiten kann, das an seinem Ende
20 in Lagerzapfen auf dem Gerüst 1 dreht.
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Das vordere Ende des Rohrs 19 wird von einem
U-förmigen Führungsteil 21 geführt.
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In gleicher Weise ist die Backe 6 in ihrer Mitte mit
einem Stab 22 verbunden, der in einem Rohr 23 gleitet, dessen
hinteres Ende 24 in Lagerzapfen auf dem Gerüst 1 dreht.
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Das Rohr 23 wird senkrecht von einem U-förmigen
Führungsteil 25 geführt.
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Die Backen 5 und 6 sind mit den Stützen über das Ende
der Stäbe 18 und 22 mittels eines Gelenks mit senkrechter
Achse 51 bzw. 52 verbunden (Figur 3).
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Aufgrund dieses Führungssystems bleibt die Mitte der
Backen 5 und 6 so in einer zur Achse Δ senkrechten Ebene.
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Das System zur Verbindung der Backen mit dem Gerüst
enthält so für jede Backe vier geregelte Achsen, deren
Stellung während eines Streckformvorgangs eines Bleches so
programmiert ist, daß eine perfekte Kontrolle ihrer Bewegung
erhalten wird.
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Wie weiter oben gesagt, verschieben sich die Enden
jeder Backe im wesentlichen in Ebenen senkrecht zur Achse Δ.
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Dies gilt nur näherungsweise, da das Zentrum der
Bakken von den Führungsteilen 21 und 25 gezwungen wird, sich in
einer festen, zu A senkrechten Ebene zu bewegen. Daraus folgt,
daß ein Backenende wie z.B. das rechte Ende in seinem Punkt 9
der Backe 5 nicht in der zur A senkrechten Ebene bleibt, die
durch die Gelenkpunkte 10 und 11 der Zylinder verläuft, sobald
die Backe nicht mehr parallel zur Achse Δ bewegt wird.
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Das zu streckende Blech wird an jedem seiner Enden von
den Backen 5 und 6 eingeklemmt. In Figur 1 sieht man ein Blech
26.
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Wie in den Figuren zu sehen, sind die Backen mit den
Zylindern und den Stützen durch Gelenke mit senkrechten Achsen
verbunden und sie können ebenfalls um Achsen der Stangen 18
und 22 der Stützen schwenken, aber sie können in keiner Weise
in Bezug auf ihre Befestigung um eine Längsachse 53 für die
Backe 5 oder 54 für die Backe 6 (Figur 3) kippen.
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So erfahren die Backen beim Strecken ein
Reaktionsdrehmoment, das von den Stützen getragen wird, die stark
bemessen sind. Dieses Drehmoment wird zum Gerüst übertragen.
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Figur 8 ist ein Detail, das im Querschnitt eine Backe
5 oder 6 zeigt, die einen gekrümmten Formschnabel 55 am
Ausgang der Spannbacken 56 und 57 trägt. Dieser Formschnabel
ermöglicht das Aufwickeln des Blechs 26 gegen die Backen. Das
Vorhandensein dieses Schnabel und der Führungs- und
Reaktionsstütze ermöglicht die Umwicklung des Blechs 26 bis 240º auf
das Formwerkzeug 3 sowie die extreme Annäherung, nämlich fast
bis zur Berührung der beiden Schnäbel, was zum Formen der sehr
dünnen Flügelvorderkanten von Flugzeugflügeln: z.B. 20 mm
erforderlich ist.
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Die Figuren 5, 6 und 7 zeigen eine Variante der
Erfindung, in der eine zusätzliche Regelachse pro Backe vorhanden
ist, die eine Bewegung jeder Backe gemäß ihrer Längsachse
ermöglicht.
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Zu diesem Zweck ist die Führungsstütze 18, 19 an ihrem
hinteren Ende über das Rohr l9 gemäß zwei senkrechten Achsen
27 und 28 angelenkt.
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Am vorderen Ende des Rohrs 19 ist eine zentrale
Führungsöse 29 angeordnet, die aufgrund von Lagerzapfen 30 und 31
um eine im wesentlichen senkrechte Achse kippen kann. Diese
zentrale Öse 29 enthält vier Zylinder 32, 33, 34 und 35, deren
Kolben 36, 37, 38 und 39 Kufen 40 bis 43 tragen, die auf
festen senkrechten Führungswänden 44 und 45 gleiten.
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Aufgrund dieses Systems kann die Stütze 18, 19 so eine
leichte Winkelverschiebung einnehmen, die eine kontrollierte
Verschiebung der Backen entlang ihrer Längsachse erlaubt.
Diese zusätzliche Bewegung ist interessant, insbesondere im
Fall des Formens auf konischen Schablonen, indem übermäßige
Längungen und Faltenbildung vermieden werden können.
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Diese Längsbewegung kann ebenfalls erhalten werden
durch zwischen den Führungsrohren 19 und 23 und dem Gerüst 1
der Maschine angelenkte Zylinder; diese Zylinder wirken in
einer Ebene senkrecht zur Achse der Führungsrohre 19 und 23
und folgen einer im wesentlichen waagrechten Richtung.
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Eine andere Lösung besteht darin, diese Zylinder
zwischen den Backen 5 und 6 und dem Gerüst 1 der Maschine
anzulenken, um mit jeder der beiden Gruppen von Hauptzylindern 7,
8, 12, 13 und 14, 15, 16, 17 und dem Gerüst der Maschine eine
stabile, räumliche, dreidimensionale Triangulierung zu
schaffen.
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Wie in den Figuren 1 und 3 zu sehe, durchqueren die
Kolbenstangen den Tisch 2 des Gerüsts 1 durch einfache
Öffnungen 58. Diese Öffnungen können von einem System eines
Gleitvorhangs verschlossen werden, der die obere Ebene des
Tisch 2 berührt. So wird die Sturzgefahr für das Personal
vermieden.