DE7629834U1 - Vorrichtung zur herstellung von bogenhalbschalen - Google Patents

Description

Vorrichtung zur Herstellung von Bogenhalbschalen

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Blechhalbschalen für insbesondere Rohrbögen.

Bogenhalbschalen aus Blech werden einmal als Bogenunterteil und zum anderen als Bogenoberteil hergestellt und nach dem Zusammenstecken eines Unterteiles mit einem Oberteil werden die Mittellinien verlötet oder verschweißt und es entsteht so ein fertiger Rohrbogen.

Es sind bereits Ziehpressen mit Lamellenwerkzeugen zur Herstellung von dünnwandigen Bogenhalbschalen bekannt. Nachteilig ist hierbei aber, daß der Fertigungsvorgang sehr langsam abläuft und es werden deshalb mehrere Werkzeuge nebeneinander angeordnet, um eine Anzahl von Bogenhalbschalen gleichzeitig ziehen zu können. Für den Fachmann offensichtlich sind bei diesen bekannten Ziehpressen eine erhebliche Anzahl von manuellen Arbeitsgängen notwendig und die Werkzeuge müssen zur Verbesserung der ümformbarkeit der Werkstoffe auf 120 - 200° C aufgeheizt werden.

Es ist demgegenüber Aufgabe der Neuerung, eine Vorrichtung

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für die Fertigung von Bogenhalbschalen zu finden, bei
welcher eine besonders schnelle und wirtschaftliche Fertigung möglich ist. Weiterhin sollen die gefertigten | Bogenhalbschalen von verbesserter Qualität, Maßgenauigkeit und Oberflächengüte sein. Die Fertigungsumstellung
auf Bogenhalbschalen mit anderen Maßen soll einfach und
schnell möglich sein und es sollen Bogenhalbschalen nicht
nur mit einem Krümmungswinkel von 60, sondern auch von | 90° fertigbar sein. _;

Die Fertigung soll dabei von einem von einer Rolle ab- '

laufenden Blechband ausgehen können, welches taktweise ;,

abgezogen und in einem Ziehverfahren umgeformt werden |

soll. I

g Insbesondere soll die Fertigung der Zinkbogenhalbschalen |

vollautomatisch und in hoher Taktgeschwindigkeit möglich |

Ü sein, so daß nicht nur mit einer einzelnen Vorrichtung 1 eine hohe Stückzahl erreicht werden kann, sondern weiter- Ί hin auch eine verbesserte Wirtschaftlichkeit der Fertigung vorliegt.

Diese Aufgabe wird neuerungsgemäß gelöst durch ein

Profilwalzenpaar zum Biegen des Blechstreifens S zu

einem halbkreisförmigen Querschnitt, durch ein betrieblich

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dahinter angeordnetes Spannwerkzeug (A), das in der Bewegungsrichtung des Blechstreifens gesteuert hin- und herbeweglich ist und durch ein Biegewerkzeug (B), in Welches der Streifen einspannbar ist und welches um einen Hinkel verschwenkbar ist, der dem Krümmungswinkel der Bogenhalbschale entspricht und durch ein hinter dem Biegewerkzeug angeordnetes Schneidwerkzeug.

Vorteilhaft kann zum gleichzeitigen Schneiden und Biegen das Schneidwerkzeug an dem Biegewerkzeug befestigt sein Und ein umlaufendes Schneidmesser aufweisen und zur Einstellung einer konstanten oder variablen Spannung des Vorgeformten Biechsfcireif ens im Bereich vor der Biege— •bene kann das Spannwerkzeug über eine Nockenscheibe in ■einer Bewegung gesteuert sein und während des Bxegevorflanges auf das Biegewerkzeug zubewegt werden, wobei die Verdrehung der Nockenscheibe in Abhängigkeit von der Verschwenkbewegung des Biegewerkzeugs erfolgt.

Zum sicheren Spannen des gebogenen Blechstreifens sowohl im Spann- als auch im Biegewerkzeug weisen beide vorteilhaft eine zentrale Spannbacke mit teilkreisförmiger Außenfläche auf, die in eine Spannmulde mit entsprechender Krümmung einfahrbar ist und symmetrisch dazu seitlich zwei weitere Seitenspannbacken, deren Oberflächen einge-

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zogpn gerundet sind und gegenüber der Außenfläche der Zentralen Spannbacke wirken.

Xm folgenden werden Ausführungsbeispiele der Neuerung ftnhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 ein Bogenunterteil mit einem Biegungswinkel von 90°,

Figur 2 ein Bogenoberteil mit einem Biegungswinkel von 60°,

und beidseitigen Kopfstücken zum Einschieben in andere Rohrteile,

Figur 4 a schematisch die Seitenansicht einer Bogenhalbschalen-Ziehmaschine für des Ziehens eines Bogens,

schalen-Ziehmaschine für Bögen von 60 vor Beginn

Figur 4 b die Maschine gemäß Figur 4 a nach Beendigung des Ziehens eines Bogens,

Figur 5 einen schematischen Schnitt durch das Spannwerkzeug der Vorrichtung gemäß Figur 4,

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Figur 6 den schematischen Schnitt durch das Biegewerkzeug der Vorrichtung gemäß Figur 4,

Figur 7 a einen schematischen Längsschnitt durch eine Bogenhalbschalen-Ziehmaschine für Bogenhalbschalen von 90 Biegung zu Beginn des Biege vorganges ,

Figur 7 b die Maschine gemäß Figur 7 a nach Beendigung des Biegevorganges,

Figur 8 die Vorderansicht des Biegewerkzeuges der Vorrichtung gemäß Figur 7 in Nullstellung, d. h. vor dem Biegen,

Figur 9 eine Ansicht gemäß Figur 8 des Werkzeuges in Arbeitsstellung nach dem Biegevorgang und

Figur 10 eine Ansicht gemäß Figur 9, aber für das Biegen von Bogenoberteilen.

Die neuerungsgemäße Vorrichtung eignet sich für die Herstellung von Bogenhalbschalen mit geringen Wandstärken für eine große Anzahl von metallischen Werkstoffen, wie Zink, Kupfer, Aluminium, Stahl, verzinktem

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Stahl, verzinktem und konststoffbeschichtetem Stahl sowie für Edelstahl, wie Chromnickelstahl. Der Einsatz der gefertigten Bögen liegt insbesondere bei der Dachentwässerung, der Klimatechnik und bei Isolationsschalen von Rohren sowie von halbschalenförmigen Schutzvorrichtungen. Als Radien kommen solche von 100 mm bzw. bis zum 1,2fachen des Durchmessers in Frage, wobei beliebige Winkel bis zu 90° gefertigt werden können.

Die Bogenhalbschalen können mit oder ohne Kopfstück angefertigt werden. Von besonderem Vorteil ist, daß Verschnitt nicht auftritt und das gesamte Blechmaterial zu den Bogenhalbschalen verarbeitet wird. Im Gegensatz dazu, sind bei den herkömmlichen Ziehpressen immer später wegzuschneidende überstände zum Spannen erforderlich.

Gemäß den Figuren besteht die neuerungsgemäße Vorrichtung betrieblich hintereinander angeordnet aus einem Walzenpaar 30 zum Verformen des Blechstreifens zu einem halbkreisförmigen Querschnitt, aus einem in Blechstreifenlängsrichtung hin- und herbeweglichen Spannwerkzeug A und einem Biegewerkzeug B mit einem daran angebrachten Schneidmesser 8, wobei gemäß Figur 7-10 zwischen den Werkzeugen A und B ein Faltenhalter C angeordnet sein kann.

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ί;· Das Bandmaterial wird von einer nicht dargestellten Haspel

Ig über eine ebenfalls nicht gezeigte Führung mit Blechein-

fi fettung in das Profilwalzenpaar 30 eingeführt, wobei in

den Figuren 1-9 sowohl das Profilwalzenpaar als auch die Spann- und Biegewerkzeuge für Bogenunterteile ge-

f zeigt sind.

Die Walzen 30 können von Hand gedreht werden, um das aus ihnen austretende ü-förmige Bandmaterial in die Führung bzw. die Kiemmulde 21 des Spannwerkzeugs und weiterhin in die Zieh- und Spannmulde 1 des Biegewerkzeugs zu schieben. Die Spannpvulde 21 sowie die Zieh- und Spannmulde 1 weisen einen zylindrischen Ausschnitt auf, welcher der Krümmung des vorgebogenen Bandes bzw. der fertigen Boqenhalbschale entsprechen. Gemäß Figur 5 wird in dem Spannwerkzeug A der mit S bezeichnete Blechstreifen zwischen die Spann-Biulde 21 und die zentrale Klemmbacke 22 geschoben, wobei die Ränder zwischen den Seiten der Klemmbacke 22 und seitlichen Klemmbacken 24 und 25 gehalten werden. Die Klemmbacken werden durch Hydraulikzylinder 23, 26 und 27 betätigt und beim Zusammenfahren der Backen wird der Ü-förmige Blechstreifen sicher gespannt.

Das vordere Ende des Blechstreifens wird in dem Biegewerkzeug B ebenfalls durch eine zentrale Klemmbacke 2

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gegenüber der Zieh- und Spannmulde 1 gespannt, wobei die Räider des Streifens S durch seitliche Klemmbacken 4 und 5 gehalten werden. Die Klemmbacke" werden durch Hydraulikzylinder 3, 6 und 7 betätigt.

An dem Biegewerkzeug B ist ein rotierbares besser 8 angebracht, welches durch eine Riemenscheibe 9, einen Riemen

11 und eine an einem Motor 13 befestigte Riemenscheibe

12 rotierbar ist.

Die Zieh- und Spannmulde 1 weist eine Bogenform entsprechend des späteren, fertigen Halbschalenbogens auf und ist an einer Achse 29 verschwenkbar. Zur Bewegung dient ein Hydraulikzylinder 15, der über einen Anlenkarm 16, eine Pleuelstange 14 und einen Schwenkarm 10 das gesamte Spannwerkzeug A, also die Zieh- und Spannmulde tnit den anderen Spannbacken und dem Schneidmesser einschließlich des Motors 13 um einen Winkel zu verschwenken vermag, ßer dem späteren Winkel des Bogens entspricht.

Das Spannwerkzeug A wird durch einen Hydraulikkolben 31 Vor dem Biegevorgang, währenddessen sich der Blechstreifen gemäß den Figuren 4 a end b nach links verschiebt, gesteuert um die Breite eines Kopfteiles a in Richtung auf das Biegewerkzeug B geschoben. Da es für den Fachmann

selbstverständlich ist, daß hierfür entsprechende Führungen vorhanden sein müssen, wird darauf nicht näher eingegangen. Das Spannwerkzeug A wird dann von dem Streifen S während des Biegevorganges nachgezogen, wobei die Bewegungssteuerung über eine Nockenscheibe 19 erfolgt, die abhängig von dem Verschwenkwinkel des Biegewerkzeuges B gedreht wird und an der eine Rolle 18 des Spannwerkzeugs A angreift. Ein Endschalter 28 schaltet den Zylinder 31 in seiner Bewegung ab, wenn ci.te Endstellung erreicht ist. Bis dahin kann der Zylinder 31 als Bremszylinder dienen. Die Nockenscheibe ist dabei so gestaltet, daß das Spannwerkzeug A erst dann nachgezogen wird, wenn das Biegewerk- 2SM" B sehen uns sinsn "swisssn Winkel ζ· Ξ. 15 vsrschwsnkt ist. Dadurch entsteht die vorteilhafte Spannung des Streifens S.

Gemäß Figur 7 a kann die Bewegung der Zieh- und Spannmulde 1 auch über ein Schwenksegment 35 erfolgen, welches an der Drehachse 29 angreift und durch eine Zahnstange 34 betätigt wird, die wiederum von dem Hydraulikzylinder 15 bewegt wird.

Wie aus den Figuren 7 a und 7 b ersichtlich, ist die Zieh- und Spannmulde mit einem 90° Winkel ausgerüstet und weist vorne und hinten jeweils ein gerades Endstück auf, in

welchem das Spannen erfolgt und das die Kopfstücke a ausbildet. Unterschiedlich zu der vorstehend genannten Ausführung ist gemäß Figur 7 das Schneidmesser 8 direkt von dem Motor 13 angetrieben und die Nockenscheibe 19 wird über ein Getriebe 17 betätigt, welches im Falle der Ausführung gemäß Figur 7 ein Paar von Stirnrädern ist. Das Spannwerkzeug A wird auf einer Führung hin- und hergeschoben und seine Bewegung wird über die Rolle 18 gesteuert. Die Verbindung zwischen der Rolle oder dem Fühler 18 und dem Spannwerkzeug A ist in den Figuren nicht gezeigt.

Zusätzlich zu den vorstehend bereits beschriebenen Werkzeugen ist gemäß Figur 7-10 noch ein Faltennalter C vorhanden, welcher mit seitlichen Führungen 33 ausgerüstet ist, einen Ziehspalt ausbildet und verhindert, daß der Bodenbereich des ü-förmigen Blechstreifens während des Biegevorganges Falten bildet. Die Zieh- und Spannmulde 1 bewegt sich also hinter den Anschlagflächen 32 des Werkzeugs C, das für Bogenunterschalen einen mittleren Faltenhalter 2O und für Bogenoberschalen seitliche Faltenhalter 36 und 37 aufweist. Diese greifen jeweils am Bogengrund an und ermöglichen die Verschiebung der O-Linie vom Bogenrand weg, in dem dann das Material auch gestaucht werden kann.

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Wesentlich für den erfolgreichen Betrieb der neuerungsfemäßen Vorrichtung ist es, daß zwischen dem Spannwerkleug A und dem Biegewerkzeug B eine Spannung herrscht, die während des Biegens eingestellt, aufrechterhalten Und gesteuert wird und die ein einwandfreies Formen der logenhalbschale in der Zieh- und Spannmulde gewährlei-Stet. Zu diesem Zweck ist die genannte gesteuerte Nachführung des Spannwerkzeugs A notwendig. Je nach Material Und Biegewinkel kann dabei die aufgebrachte Spannung konstant oder aber mit wachsender Biegung vergrößernd •ein.

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Iu einem neuen Arbeitstakt wird der vorgeformte Blechstreifen mit seinem vorderen Rand in dem Biegewerkzeug 1 zwischen den Spannteilen 1,2,4 und 5 gespannt, wählend fleichzeitig eine weitere Spannung in dem Spannwerkzeug A zwischen den Teilen 21, 22, 24 und 25 erfolgt. Durch Ausfahren der Zylinder 15 und 31 wird dann einmal die Verschwenkbewegung der Zieh- und Spannmulde 1 und damit die Umformung zu der Bogenhalbschale vorgenommen, während das Spannwerkzeug A gesteuert nachgeführt wird. Nach Vollendung des Biegevorganges lösen die Spannteile in den Werkzeugen A und B und die Werkzeuge A und B schwenken bzw. fahren in ihre Ausgangsstellung zurück, wobei

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Werkzeug A zusätzlich einen Vorschub um a vornimmt. Während des Biegevorganges wird zugleich die in dem vorigen Arbeitstakt geformte Rogenhalbschale abgeschnitten, to daß beim Zurückschwenken des Biegewerkzeugs B eine fteue, vorn bereits beschnittene Bogenhalbschale frei wird, die während des folgenden Arbeitstaktes beim Verschwenken des Biegewerkzeugs B ebenfalls abgeschnitten wird, fcrsichtlicherweise erfolgt durch den Biegevorgang bzw. 4urch das gesteuerte Vorschieben des Spannwerkzeugs A bereits der Vorschub des nächsten Teiles des Blechstreifens, so daß ein spezielles Vorschubelement entfallen kann. Erforderlichenfalls kann dabei das Spannwerkzeug A bereits zurückfahren, wenn das Biegewerkzeug B noch uiiü iia<_;ii AuZiJi xiiyuixy üei opcuiiiumj ues opetnnweJTK.—

»eugs A kann dann die Schwenkbewegung zurück des Biegeverkzeugs B erfolgen.

Hie aus Figur 2 hervorgeht, liegt bei unteren Bogenhalb- »chalen die neutrale Linie am unteren Rand'. Das Material wird also gedehnt. Zur besseren Materialausnutzung, d. h. hinsichtlich der Möglichkeit zur Verwendung dünnerer Bleche ist es bei der Vorrichtung gemäß Figur 7-10 möglich, durch die Verwendung der Faltenhalter die neutrale Linie von dem Randbereich wegzuverschieben und damit nicht nur eine größere Biegung bis zu 90°, sondern

eine günstigere Verteilung der Spannungen und Verformungen zu erreichen. Wesen der Neuerung ist dabei nach wie vor, daß in einer vertikalen Ebene das Material unter Spannung fortschreitend hineingelangend gebogen und gebogen weiterbefördert wird.

Angesichts der gegenüber üblichen Ziehpressen vollkommen neuartigen Lösung und des sprunghaft zu nennenden technischen Fortschritts kann hinsichtlich der Neuerung von einer idealen Lösung der anstehenden Probleme gesprochen werden.

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Claims (4)

m tr'. 9 ■ · · · '· Schutz ansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Blechhalbschalen für insbesondere Rohrbögen, gekennzeichnet durch ein Profilwalzenpaar (30) zum Biegen des Blechstreifens S zu einem halbkreisförmigen Querschnitt, durch ein betrieblich dahinter angeordnetes Spannwerkzeug (A), das in der Bewegungsrichtung des Blechstreifens gesteuert hin- und herbeweglich ist und durch ein Biegewerkzeug (B), in welches der Streifen einspannbar ist ur1 welches um einen Winkel verschwenkbar ist, der dem Krümmungswinkel der Bogenhalbschale entspricht und durch ein hinter dem Biegewerkzeug angeordnetes Schneidwerkzeug (8, 13).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schneidwerkzeug (8, 13) an dem Biegewerkzeug

(B) befestigt ist und ein umlaufendes Schneidmesser (8) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Spannwerkzeug (A) über eine Nockenscheibe (19) und ein Getriebe (17) in seiner Bewegung gesteuert wird und während des Biegevorganges auf

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das Biegewerkzeug (B) zubeweglich ist, wobei die Verdrehung der Nockenscheibe (19) in Abhängigkeit von der Verschwenkbewegung des Bie~*ewerkzeugs (b) erfolgt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Spann- und das Biegewerkzeug eine zentrale Spannbacke (2, 22) mit teilkreisförmiger Außenfläche aufweist, die in eine Spannmulde (1 , 21) mit entsprechender Krümmung einfahrbar ist und seitlich davon symmetrisch zwei weitere Seitenspannbacken (6, 7 und 26, 27) aufweist, deren Oberflächen eingezogen gerundet Bind und gegenüber der Außenfläche der zentralen Spannbacke (2, 22) wirken.

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