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Verfahren und Vorrichtung zum Biegen und Abkanten von Blechen und
Platten Bleche, Platten u. dgl. werden: bekanntlich mit Hilfe besonderer Werkzeuge
in Pressen gebogen und abgekantet. Grundsätzlich sind hierfür zwei Verfahrensarten
üblich, und zwar wird entweder das Werkstück im kalten Zustand .verformt oder zur
Gänze in einem Ofen vorgewärmt und sodann dem Biegen und Abkanten unterworfen. Obwohl
das Biegen im kalten Zustand im allgemeinen nur an verhältnismäßig dünnen Werkstücken
vorgenommen wird, sind verhältnismäßig starke Kräfte und dementsprechend ausgebildete
Maschinen. erforderlich. Beim Erhitzen des Werkstückes zur Gänze ergeben sich, abgesehen
von der unerwünschten Verzuniderung, Schwierigkeiten bei der Förderung zu und von
der Biegeeinrichtung und während des Betriebes selbst, die im wesentlichen mit den
hohen Temperaturen des Werkstückes zusammenhängen. Beide Verfahren haben daher Nachteile,
und die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, diese zu beseitigen und ein einfaches
Verfahren anzugeben, das mit geringen Kräften auszuüben ist und trotz der angewendeten
Erwärmung ein Mindestmaß an Verzunderung gewährleistet.
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.Das Verfahren gemäß der Erfindung besteht darin, daßt das Werkstück,
auf die Biegestelle beschränkt, elektroinduktiv erhitzt wird. Hierbei .kann das
Werkstück in eine an sich bekannte Biegevorrichtung
eingelegt werden.
Die Biegestelle wird sodann elektroinduktiv erhitzt-und der Induktor, bevor das
Werkzeug einzuwirken beginnt, zurück-. .gezogen. Es kann auch so verfahren werden,
däß in der Biegevorrichtung für das Werkstück eine Heizstellung u-nd eine Verformungsstellung
vorgesehen sind, die von dem Werkstück nacheinander eingenommen werden.
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Die Breite der Erwärmungszone mwß dem Biegevorgang angepaßt werden,
d. h. die erhitzte Zone muß um so breiter gewählt werden, je größer der Radius ist,
auf dem gebogen werden soll. Dieser Forderung zu genügen .gelingt ohne weiteres
durch geeignete Wähl der Breite der Induktoren; die je nach den besonderen Bedingungen
des Einzelfalles als Spulen ausgebildet sein können, die das Werkstück an der aufzuheizenden
Stelle umfassen, oder als Heizleiterschleifen, die sich über dem Werkstück schließen.
Die Kräfte, die notwendig sind, um den Biegevorgang durchzuführen, sind, verglichen
mit.dem Kaltbiegen, außerordentlich gering. :Es ergibt sich infolgedessen der Vorteil,
daß die Biegeeinrichtungen-#vesentlich schwächer ausgeführt werden können, als dies
bisher möglich war. Verglichen mit den bekannten Verfahren, bei welchen das gesamte
Werkstück erwärmt wird, ergibt sich der Vorzug, daß mit einem im wesentlichen kalten
Werkstück gearbeitet wird, wobei aber die auszuübenden Biegedrücke kein größeres
Maß annehmen, als wenn das gesamte Werkstück erhitzt worden wäre.
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Die Tatsache, daß das Verfahren gemäß der Erfindung mit niedrigen
Verformu,ngsdrücken auszukommen gestattet, gleichzeitig aber der Verformungswiderstand
des Werkstückes lediglich an -der Stelle herabgesetzt ist, an der tatsächlich die
Formändexung stattfinden soll, ermöglicht eine Verformung ohne formgebende -Werkzeuge.
Hierbei wird so verfahren, daß der Induktor auch noch während des Bregens einwirkt.
Der Verformungsdruck wird auf Werkstückteile ausgeübt, die gemäß dem Verfahren kalt
bleiben. Es ist ferner aus dem gleichen Grund möglich; Induktor und Werkstück während
des eigentlichen Biegevorgangs. relativ zueinander zu bewegen, so daß die Zone herabgesetzten
Widerstandes sich ständig verschiebt, während auf nicht aufgeheizte Teile oder bereits
wieder abgekühlte Zonen des Werkstückes der Biegedruck ausgeübt wird. Auf diese
Weise ist es möglich, Bleche oder Platten auf großen Radius zu biegen und somit
in einfachster Weise einen Verforrriuiiigsvorgang durchzuführen, der nach den bisher
bekannten Verfahren besondere Schwierigkeiten bereitet hat, wie beispielsweise das
Verformen von Kesseliblechen u. dgl.
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Bekanntlich hat das Kaltbiegen je nach den Werkstoffeigenschaften
der verformten Werkstücke vielfach ein Ausglühen notwendig gemacht, um den Einfiuß
der-Kaltreckung zu beseitigen. Eine solche Wärmebehandlung wird, wenn das Biegen
gemäß der Erfindung durchgeführt worden ist, im allgemeinen überflüssig sein. Auch
verglichen mit den Verfahren; bei welchen das Blech zur Gänze erhitzt wird, ergeben
sich Qualitätsverbesserungen, wenn nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gearbeitet
wird; denn das elektroinduktive Erhitzen geht derart rasch vor sich, daß dem Werkstoff
zum Entkohlen und Veraundern praktisch keine Zeit gelassen ist. Das Verfahren ist
auch nicht :beschränkt auf die Verarbeitung von Stahl, sondern kann auch zum Verformen
von Blechen, Platten u. dgl. aus Metallen oder Metallegierungen benutzt werden,
wobei sieh je nach den verwendeten Werkstoffen ähnliche Vorteile ergeben wie beim
Verformen von Stahl. -##Das Verfahren kann in Verbindung mit den üblichen und vorhandenen
Biegevorrichtungen ausgeübt werden, wobei sich in den weitaus meisten Fällen der
Vorteil der geringeren Kraftanwendung ergibt. Es ist aber auch möglich, -neue Formen
für Biegevorrichtungen anzuwenden, die infolge der günstigen Arbeitsbedingungen
mit geringeren Abmessungen ausgelegt werden und mit geringem Kräftebedarf arbeiten
können.
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Im nachfolgenden werden einige Ausführungsbeispiele für Vorrichtungen
zur Ausübung des Verfahrens näher erläutert. Die Vorrichtungen sind in .den Abbildungen
schematisch dargestellt, wobei der Übersicht halber Teile, die nicht unbedingt zum
Verständnis der Vorgänge notwendig sind, fortgelassen wurden.
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In Abb. z ist eine an sich bekannte Biegevorrichtung dargestellt.
Sie besteht aus dem Maschinenständer r und der nur teilweise dargestellten Führung
2 für den Verformüngsstempel q., der mit dem Formwerkzeug 3 im Maschinenständer
zusammenarbeitet. Das zu verformende Werkstück 6 wird auf Rollen 7 dem Auflagetisch
8 zugeführt und in die Biegelage gebracht. Der Induktor g', g" wird in die Heizstellung
gebracht und die zu verformende Zone etrhitzt. Nachdem die gewünschte Verformun:gstemperatur
erreicht ist, wird der Induktor zurückgezogen, und der Stempel q. fährt in Richtung
des Pfeiles 5 zur Verformung des Werkstückes herunter.
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Gemäß der Erfindung ist ein senkrecht zur Biegevorrichtung verfahrbarer
Wagen vorgesehen, der den Transformator bzw. die Zuleitungen und den Induktor trägt.
Mit diesem Wagen wird der Induktor in die Wirkstellung gefahren und aus dieser wieder
herausgefahren. Der Wagen 12, ist in Abb. 2 schematisch dargestellt. Er ist auf
einer Fahrschiene z z mit Rollen 1q. gelagert und läßt sich in Richtung der Pfeile
13" und r3" hin und eher bewegen. Am vorderen Teil ist er mit einem Flansch 18 versehen,
an welchem der untere Ast g" des spulenförmigen Induktors starr befestigt ist. Der
gegenüberliegende Ast g' des Induktors ist in ,Richtung des Pfeiles 15 einstellbar
an dem gleichen Flansch 18 befestigt. Durch Verschieben des Induktorastes g' kann
die lichte Weite des Induktors auf die Dicke des Werkstückes 6 eingestellt werden.
Es ist ferner ein in Richtung des Pfeiles 17 verschiebbares Kontaktstück
16 vorgesehen, das die beiden Äste g' und g" ,zu einem geschlossenen Stromkreis
schließt. Der Induktor ist in Abb. 2 irr
Wirkstellung gezeichnet.
Wenn das Aufheizen erledigt ist, wird das Kontaktstück 16 entfernt und der Induktor
durch Verschieben des Wagens in Richtung des Pfeiles 13' aus der Heiz- bzw. Verformungszone
entfernt. Infolge der Verfahribarkeit des Wagens 12 und der Einstellbarkeit des
Astes g und des Kontaktstückes 16 kann die Vorrichtung auf jede gewünschte Betriebsbedingung
eingestellt werden.
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An Stelle eines das Werkstück spulenförm.ig umfassenden Induktors
kann auch, wie in Abb. 3 angedeutet, eine Heizleiterschleife :i', 21" verwendet
werden, wobei zweckmäßig die beiden Heizleiteräste von einem Magnetjoch22 umfaßt
werden. Nach Aufheizen auf Verformungstemperatur wird die Heizleiterschleife beispielsweise
in Richtung des Pfeiles 23 aus der Verformungsebene herausgeklappt. Es ist aber
auch möglich, sie parallel zu verschwenken oder senkrecht in die Höhe zu klappen.
Es ist auch nicht unbedingt erforderlich, daß die Heizleiterschleife über dem Werkstück
angeordnet ist, sie kann beispielsweise auch von der Unterseite her einwirken, wie
bei 24', 24" und 25 angedeutet. Bei dickeren Werkstücken, bei denen eine größere
Masse aufzuheizen ist, können auch zwei Heizleiterschleifen von oben und von unten
gleichzeitig einwirken.
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Während bei den: Vorrichtungen gemäß den Abh. i bis 3 das Erhitzen
in der eigentlichen Verformungseinrichtung, und zwar unmittelbar an der Verformungsstelle,
vorgenommen wird, kann gemäß der Erfindung auch so verfahren werden, daß das Aufheizen
auf Verformungstemperatur durchgeführt wird, ehe das Werkstück in die Verformungsstellung
gebracht ist. Eine solche Anordnung ist in Abb. 4 angedeutet. Das Werkstück wird
auf einen Tisch 48 aufgelegt und von dem Induktor g' und g' in der Zone erhitzt,
in der später die Verformung erfolgen soll. Nachdem das Heizen abgeschlossen ist,
wird der Induktorast g' in Richtung des Pferdes 46 entfernt, beispielsweise indem
ein spulenförmiger Induktor aufklappbar gestaltet ist oder eine Einrichtung gemäß
Abb.2 benutzt wird bzw. der Induktor aus der Ebene herausgeklappt wird, wenn er
die Form einer Heizleiterschleife besitzt. Sodann wird das Werkstück 6 in die eigentliche
Verformungseinrichtung 42, 43 eingeschoben und an der aufgeheizten Stelle durch
Herunterführen des Stempels 42 in Richtung des Pfeiles 45 verformt. Die Vorriehtung
muß mit Anschlägen versehen sein, die in der Abbildung nicht dargestellt sind und
die den Zweck haben, die Heizstellung und die Verformungsstellung des Werksdickes
genauestens festzulegen.
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Die beschriebenen Vorrichtungen verwenden: für den Verformungsvorgang
bestimmt geformteWerkzeuge, was immer dann vorteilhaft ist, wenn schwere und starkwandige
Werkstücke verformt werden müssen, weil bei diesen Werkstücken verhältnismäßig große
Kräfte erforderlich sind, obwohl das Verfahren gemäß der Erfindung die aufzuwendenden
Kräfte, verglichen mit den bekannten Verfahren, erheblich zu vermindern gestattet.
In der Abb. 5 ist dagegen eine Vorrichtung dargestellt, bei der ohne unmittelbar
formende Werkzeuge gearbeitet wird. Es ist ein Tisch 56 vorgesehen, auf den das
Werkstück aufgelegt wird. Dieser Tiscih besitzt einen Teil 51, der um einen Drehpunkt
57 verschwenkbar in verschiedene Winkelstellungen gebracht werden kann, wie durch
den Pfeil 52 angedeutet. An der Knickstelle .des Tisches befindet sich der Induktor
g', g", der ausgebildet sein kann, wie in Verbindung mit den anderen Abbildungen
bereits beschrieben. Der abzuwinkelnde Teil 51 des Tisches wird auf den. gewünschten
Biegewinkel, eingestellt. Die biegende Kraft wird über dem abgewinkelten Teil des
Tisches 51 ausgeübt. Hierzu kann entweder ein Stempel vorgesehen werden oder aber,
wie in der Abbildung dargestellt, ein Exzenter 53, der sich um,den Drehpunkt 54
bewegt. Durch diese Bewegung wird ein Verformungsdruck in .Richtung des Pfeiles
55 ausgeübt. Unter Umständen ist es möglich, mit dieser Vorrichtung das Werkstück
1hontinuierlich! zu biegen, indem immer wieder neue Biegestellen in den Bereich
.des Induktors gebracht werden. Hierbei wird eis dann im allgemeinen erforderlich
sein, auch den Tisch 51 laufende zu verschwenken.
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Um ein kontinuierliches Biegen insbesondere von großen Radien durchzuführen,
ist eine Vorrichtung gemäß. Abb.6 besonders geeignet. Es sind, drei Rollen 61, 62
und 63 vorgesehen, die gegeneinander höhenverstellbar sind, .Die Rollen werden gleichsinnig
angetrieben und ziehen das Werkstück 6, zu einem bestimmten Winkel gebogen, durch
die Vorrichtunghindurch. Vor der Rolle 62, die die eigentliche Verformung veranlaßt,
ist der Induktor 69', 69" angeordnet. Sofern die Heizwirkung des Induktors 69',
69" nicht ausreicht, können auch ein oder mehrere Induktoren zwischen den anderen
Rollen angebracht werden, wie bei 7o' und 7o" angedeutet. Es ist nicht notwendig,
daß die Induktoren spulenförmig das Werkstück umfassen:, es können selbstverständlidh
tauch Heiz.leiterschleifen verwendet werden. Je nachdem, welche Kräfte beim Verformungsvorgang
auszuüben sind oder wie die Verformung gestaltet werden soll, können an. Stelle
der in Abb. 6 dargestellten drei Rollen auch noch mehrere Rollen vorgesehen werden.
Das ,gleiche gilt auche für eine Führung des Werkstückes beim Einlauf, an welcher
Stelle ebenfalls mehrere Rollen vorgesehen: sein können.
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Es wird betont, daß die Induktoren entweder als Spule oder alsi Heizleiterschleife
ausgebildet sein können. Selbstverständlich müssen die Induktoren so eingerichtet
sein,, daß sie die Temperatur auf die aufzuheizende Stelle konzentrieren. Wie dies
erreicht werden kann, ist in der Technik .des Induktorbaues an sich geläufig. Es
können Magnetjoche vorgesehen werden, die Induktoren können ein- oder mehrwindig
ausgeführt sein, und es können ferner die Heizleiter mäanderartig über die aufzuheizende
Stelle gelegt werden. Die besondere Formgebung der Heizleiter der Induktoren und
deren Konzentrationsmittel in ihrer Auswirkung auf die Gestaltung der Heizzone können
ferner unterstützt
werden durch Zuführung eines Kühlmittels zur
Werkstückoberfläche. Der Kühlmittelzuführung kann entweder der Induktor selbst dienen,
der höhl ausge ,bli'ldet und- mit.Sp.ritzöffnungen versehen wird, die auf die Oberfläche
gerichtet sind. Fers .kann aber auch eine gesonderte Brause vorgesehen ,werden,
aus .der das Kühlmittel austritt. Als Kühlmittel wird vorzugsweise Wasser zu verwenden
sein. Die Kühlwirkung kann sich beschränken auf idie unmittelbare Nachbarschaft
der aufgeheizten, Zone, um so eine weitgehende Beschränkung der Heizwirkung auf
einen bestimmten Abschnitt des Werkstückes zu gewährleisten, sie kann sich aber
,auch auf weiter entfernt liegende Abschnitte des Werkstückes richten, die nicht
verformt werden sollen oder bereits verformt sind, mit dem Ziel, unter allen Umständen
an .diesen Stellern den Formänderungswiderstand möglichst hoch zu halten.