EP0049313A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von gewellten oder profilierten Blechen - Google Patents

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EP0049313A2
EP0049313A2 EP81100567A EP81100567A EP0049313A2 EP 0049313 A2 EP0049313 A2 EP 0049313A2 EP 81100567 A EP81100567 A EP 81100567A EP 81100567 A EP81100567 A EP 81100567A EP 0049313 A2 EP0049313 A2 EP 0049313A2
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EP
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sheet metal
bending
roof
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Helmuth Schneider
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Vereinigte Aluminium Werke AG
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    • B21D11/206—Curving corrugated sheets
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for bending corrugated or profiled sheets, in particular trapezoidal profiles with a side height of more than 45 mm.
  • DE-OS 27 27 287 it is known from DE-OS 27 27 287 to bend the sheet profile in that the side faces of the sheet profile are freely formed when an upper and lower bending means are moved together. This is intended to ensure that only a relatively simple edging movement can be carried out with the machine and the material is displaced freely in the side surfaces.
  • the object of the present invention is to avoid the disadvantages described and to bend a sheet metal profile with uniformly shaped side faces of any shape, in particular with profile heights of more than 45 mm.
  • this is achieved in that for the bending of corrugated or profiled sheets, the profiling of which consists of roof, floor and side surfaces, the side surfaces are deformed simultaneously with the edges of the roof / floor surfaces with a variable pressing force.
  • Two levers movable in different directions are used in the side walls, the geometric path of which in the bending zone corresponds to one from top to bottom (vertical) and one from inside to outside (horizontal): movement.
  • the required material displacement is generated by the integrating motion sequence.
  • bulges that are uniformly curved inwards or outwards ((continuously) or bulges that are curved inwards in the roof and floor surfaces and outwards in the side surfaces are continuous.
  • the shape of the bulges depends on the course of the process, specifically the shape that continuous bulges are generated by a fitting inserted from the inside and acting in the horizontal and vertical directions. while the discontinuous bulges are achieved by simultaneously acting but opposing deformation of the roof / floor surfaces and the side surfaces.
  • the method according to the invention can also be used to produce discontinuous curvatures in the surfaces of the trapezoidal profiles, which are bulged very deeply and nevertheless have a uniform shape. This even applies to relatively soft sheet material, e.g. Aluminum in a soft condition, since the wavy surface texture is avoided by using geometrically defined tools.
  • relatively soft sheet material e.g. Aluminum in a soft condition
  • the method according to the invention aims to use a variable counterhold to the pressing pressure of the bending means in the profile interior of the sheet profile to be deformed, which leads to a defined bulge of the sheet profile due to the arrangement of the axes of rotation and the geometric configuration of the variable counterpart.
  • a firm hold in the lower tool is effected by two tool webs (8) arranged parallel to one another and adapted to the profile interior. These webs also serve to mount the levers (6a, 6b), - which cause the variable counterhold.
  • the shape of the lever (6a, 6b) is arbitrary, it only has to be selected symmetrically to the two axes of rotation 11, 12. Furthermore, for easy movement of the levers 6a, 6b, the lever arms 13, 14 should be dimensioned sufficiently long, at least sufficiently long, in order to do justice to the ratio of the vertical to the horizontal sheet metal bulge.
  • a notch or depression must be incorporated in the tip 15.
  • the open levers 6a, 6b are shown in dashed lines in FIG. 1a.
  • F ig. 1b shows the lower part of the device according to the invention in plan view. It can be seen that the levers 6a, 6b are pyramid-shaped, as a result of which the shape of the bead produced is geometrically predetermined.
  • the upper tool consists of two tool webs 9a, 9b, in which the outer contour of the profile is incorporated.
  • the bending sword 7 is located in the middle of these two webs 9.
  • FIG. 2 shows how the tool webs 9a, 9b and the levers 6a, 6b work together.
  • the two tool webs 9 slip over the fixed webs 8 lying in the same alignment underneath and hold the profile to be bent in its shape.
  • the bending sword arranged in the middle of the upper tool presses on the profile which lies on the webs 8.
  • the profile surface 1 is compressed, the levers 6 underneath are inevitably pressed outwards on both sides, and the bending process is thus carried out simultaneously on the surface 1 and the two side surfaces 3.
  • Fig. 3 a sheet profile produced with the device according to the invention is shown.
  • the discontinuous curvatures at the kink point of the sheet can be seen.
  • more or less sharp bends can be made.
  • the number of bending processes is not limited, so that any radius of curvature can be generated.
  • the lower and upper tools can of course also be interchanged, and profiles can also be bent in a negative or positive plane.
  • Fig. 4 shows a sheet metal profile manufactured according to the invention with continuous bulging of the side and roof / floor surfaces. This profile was created by inserting the counter-holding means or shaped piece into the interior of the profile and pressing it out in the vertical direction. It can be seen that, similar to a stovepipe with a continuous rib, a soft and rounded transition zone between the sheet profile and the bulge has been created.

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Abstract

Er soll ein Blechprofil mit gleichmäßig ausgeformten Seitenflächen von beliebiger Form, insbesondere bei Profilhöhen von mehr als 45 mm gebogen werden. Zur Lösung wird vorgeschlagen, daß gleichzeitig mit dem Kanten der Dach/Bodenflächen die Seitenflächen der Bleche mit einer variablen, einstellbaren Preßkraft verformt werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von gewellten oder profilierten Blechen, insbesondere von Trapezprofilen mit einer Seitenhöhe von mehr als 45 mm.
  • Aus der DE-OS 21 61 457 ist es bekannt, Blechprofile durch Pressen zwischen einem Ober- und Untergesenk zu biegen. Dieser Preßvorgang stellt an die Verformbarkeit des Materials hohe Ansprüche und kann nur mit relativ komplizierten Maschinen durchgeführt werden.
  • Ferner ist es aus der DE-OS 27 27 287 bekannt, das Blechprofil dadurch zu biegen, daß beim Zusammenfahren eines oberen und unteren Biegemittels die Seitenflächen des Blechprofils frei ausgeformt werden. Dadurch soll erreicht werden, daß nur eine relativ einfache Kantbewegung mit der Maschine auszuführen ist und das Material in den Seitenflächen-frei verdrängt wird.
  • Allen bekannten Verfähren, die ohne Stauchung oder Streckung Blechpröfile quer zur Längsrichtung zu biegen vermögen, ist gemeinsam, daß durch die unterschiedliche Umfangslänge des Biegeradius von Ober- und Unterkante des zu biegenden Profilbleches in den Dach- und Bodenflächen und jeweils in den Seitenflächen Materialausbuchtungen entstehen. Dies tritt insbesondere bei großen Profilhöhen auf. Es hat sich durch Versuche ergeben, daß ab ca. 45 mm Seitenhöhe eine einwandfreie, definierte Ausbuchtung nicht mehr zu erzielen ist.
  • Ferner hat sich herausgestellt, daß bei dem Verfahren mit .freier Ausbeulung der Seitenflächen teilweise eine ungleichmäßige Beulform erhalten wurde. Auch ist bei diesem Verfahren nachteilig, daß die Form der seitlichen Ausbeulung nicht beeinflußbar ist..Dieses wirkt sich insbesondere dann aus, wenn bei engen Biegeradien möglichst viel Material in die seitliche Aüsbeulung verdrängt werden muß.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Blechprofil mit gleichmäßig ausgeformten Seitenflächen von.beliebiger Form, insbesondere bei Profilhöhen von mehr als 45 mm zu biegen.
  • Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zum Biegen von gewellten oder profilierten Blechen, deren Profilierung aus Dach-, Boden und Seitenflächen besteht, gleichzeitig mit dem Kanten der Dach/Bodenflächen die Seitenflächen mit einer variablen Preßkraft verformt werden.
  • Die beim Biegevorgang benötigte Materialraffung in der dem Biegeradius zugewandten Seite des zu biegenden Profilbleches wird beim erfindungsgemäßen Verfahren in zwei Richtungen vorgenommen:
    • In der Dach/Bodenfläche des Profils wird durch senkrechten Druck eines Biegemittels, beispielsweise einer Abkantpresse, die für eine Biegung erforderliche Abkantung erzeugt.
  • In den Seitenwänden werden zwei in verschiedene Richtungen bewegliche Hebel eingesetzt, deren geometrische Wegstrecke in der Biegezone einer von oben nach unten (vertikal) und einer von innen nach außen (horizontal)verlaufenden: Bewegung entspricht. Durch den integrierenden Bewegungsablauf wird die benötigte Materialverdrängung erzeugt.
  • Mit der vorliegenden Erfindung ist es grundsätzlich möglich, jede beliebige Formgebung des Blechprofils beim Biegen zu erreichen. Man unterscheidet in gleichförmig nach innen oder außen gewölbte Ausbuchtungen -(kontinuierlich) oder Ausbuchtungen, die in den Dach-/ und Bodenflächen nach innen und in den Seitenflächen nach außen gewölbt sind (diskontinuierlich). Die Form der Ausbuchtungen ist abhängig vom Verfahrensablauf und zwar der gestalt, daß kontinuierliche Ausbuchtungen durch ein von innen eingesetztes, in horizontaler und vertikaler Richtung wirkendes Formstück erzeugt werden,. während die diskontinuierlichen Ausbuchtungen durch gleichzeitig wirkende, aber gegenläufige Verformung der Dach/Bodenflächen und der Seitenflächen erreicht werden.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können auch diskontinuierliche Wölbungen in den Flächen der Trapezprofile erzeugt werden, die sehr tief ausgebaucht sind und trotzdem eine gleichmäßige Form aufweisen. Dieses gilt sogar für relativ weiches Blechmaterial, wie z.B. Aluminium in weichem Zustand, da die wellige Oberflächenbeschaffenheit durch die Verwendung geometrisch definierter Werkzeuge vermieden wird.
  • Andererseits können mit hartem Blechmaterial auch hohe Umformgrade erzeugt werden, da die Beulkraft variierbar ist und den besonderen Verhältnissen des Materials angepaßt werden kann.
  • Dieses ist besonders dann von Vorteil, wenn bei hohen Profilen mit mehr als 45 mm Seitenhöhe die Rissbildung in der Dach/ Bodenfläche vermieden werden muß.
  • Im Gegensatz zu dem bekannten Verfahren, bei dem die für die Ausbeulung der Seitenflächen erforderliche Kraft über die Verformung der Dach/Bodenfläche eingeleitet werden muß, besteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Möglichkeit, die Seitenflächen gezielt und mit vorgegebener Abmessung auszuformen. Die Seitenflächen können kontrolliert nach innen oder außen gebeult werden, wobei in kritischen Bereichen hohe Belastungen vermieden werden können.
  • Insgesamt z.ielt das erfindungsgemäße Verfahren darauf hin, im Profilinnenraum des zu verformenden Blechprofils einen variablen Gegenhalt zum Preßdruck des Biegemittels einzusetzen, der durch die Anordnung der Drehachsen und durch die geometrische Ausbildung des variablen Gegenhalts zu einer definierten Ausbuchtung des Blechprofils führt.
  • Im folgenden soll die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. Es zeigen
    • Fig. 1 a: erfindungsgemäße Vorrichtung in Seitenansicht
    • Fig. 1 b: erfindungsgemäße Vorrichtung in Draufsicht
    • Fig. 2: erfindungsgemäße Vorrichtung im Querschnitt
    • Fig. 3: ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugtes Blechprofil im Querschnitt
    • Fig. 4,5: mehrere erfindungsgemäße Blechprofile im Querschnitt.
  • In Fig. 1 wird ein fester Gegenhalt im Unterwerkzeug durch zwei parallel zueinander angeordnete und dem Profilinnenraum angepaßte Werkzeugstege (8) bewirkt. Diese Stege dienen auch der Lagerung der Hebel (6a, 6b),-die den variablen Gegenhalt bewirken.
  • Die Form der Hebel (6a, 6b) ist beliebig, sie muß nur symmetrisch zu den beiden Drehachsen 11,12 gewählt werden. Ferner sollten zur leichten Bewegung der Hebel 6a, 6b die Hebelarme 13, 14 ausreichend lang bemessen werden, mindestens ausreichend lang, um dem Verhältnis vertikaler gegenüber horizontaler Blechausbuchtung gerecht zu werden.
  • Zum Auseinanderfahren der Hebel 6a, 6b muß in der Spitze 15 eine Kerbe oder Einsenkung eingearbeitet sein..Die geöffneten Hebel 6a, 6b sind in Fig. 1a gestrichelt dargestellt.
  • Fig. 1b zeigt das Unterteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Draufsicht. Man erkennt, daß die Hebel 6a, 6b pyramidenförmig ausgebildet sind, wodurch die Form der erzeugten Sicke geometrisch vorbestimmt ist.
  • Das Oberwerkzeug besteht aus zwei Werkzeugstegen 9a, 9b, in denen die Außenkontur des Profils eingearbeitet ist. In der Mitte dieser beiden Stege 9 befindet sich das Biegeschwert 7. Aus Fig. 2 geht hervor, wie die Werkzeugstege 9a, 9b und die Hebel 6a, 6b zusammenarbeitenn. Beim Niederfahren des Oberwerkzeuges stülpen sich die beiden Werkzeugstege 9 über die in gleicher Flucht darunter liegenden feststehenden Stege 8 und halten das zu biegende Profil in seiner Form. Das in der Mitte des Oberwerkzeuges angeordnete Biegeschwert drückt auf das Profil, welches auf den Stegen 8 liegt. Beim Zusammendrücken der Profilfläche 1 werden zwangsläufig die darunter liegenden Hebel 6 beidseitig nach außen gedrückt und somit der Biegevorgang gleichzeitig auf der Fläche 1 und den beiden Seitenflächen 3 ausgeführt.
  • In Fig. 3 ist ein mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung erzeugtes Blechprofil dargestellt. Es sind die diskontinuierlichen Wölbungen im Knickpunkt des Bleches zu erkennen. Je nach der Form des Unterwerkzeuges können mehr oder weniger scharfe Knickungen ausgeführt werden. Die Anzahl der Biegevorgänge ist nicht begrenzt, so daß beliebige Krümmungsradien erzeugt werden können.
  • Beim Hochfahren des Oberwerkzeuges (Fig. 1) werden die Hebel 6a, 6b durch Zugfedern 1oa, 1ob oder ähnliches wieder in ihre Ausgangsposition gebracht. Das Profil kann nunmehr mechanisch oder manuell um einen Schritt vorgeschoben werden. Jeder Schritt biegt das Profil um einen bestimmten Winkel, somit kann durch die Anzahl der Schritte der zu biegende Winkel vorausbestimmt werden.
  • Bei diesem Verfahren können natürlich auch Unter- und Oberwerkzeug vertauscht angeordnet werden, ebenso können Profile in negativer oder positiver Ebene gebogen werden.
  • Die Fig. 4 zeigt ein erfindungsgemäß hergestelltes Blechprofil mit kontinuierlicher Ausbeulung der Seiten- und Dach/Bodenflächen. Dieses Profil wurde durch Einsetzen des Gegenhaltermittels, bzw. Formstücks in den Profilinnenraum und Auspressen in vertikaler Richtung erzeugt. Man erkennt, daß ähnlich wie bei einem Ofenrohr mit durchlaufender Rippe eine weiche und abgerundete Übergangszone zwischen Blechprofil und Ausbuchtung entstanden ist.
  • In Fi:g. 5 ist eine diskontinuierliche Profilierung zu erkennen, wobei die Dach- bzw. Bodenfläche des Blechprofils nach innen gedrückt und die Seitenflächen nach außen gedrückt sind. Zur Erzielung eines besonders engen Biegewinkels sind die Seitenflächen pyramidenartig mit scharfen Einkerbungen nach außen gedrückt worde.

Claims (12)

1. Verfahren zum Biegen von gewellten oder profilierten Blechen, deren Profilierung aus Dach-, Boden- und . Seitenflächen besteht,
dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit dem Kanten der Dach/Bodenflächen die Seitenflächen mit einer variablen, einstellbaren Preßkraft verformt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantung der Dach/ Bodenfläche und die Verformung der Seitenflächen unabhängig von einem mehrteiligen Werkzeug ausgeführt werden.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bewegung des Werkzeuges sowohl in horizontaler als auch in vertikaler Richtung steuerbar ist.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß während des Biegevorgangs die Seitenflächen der Profilierung kontinuierlich von der Profilinnenkammer her nach außen gedrückt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrück-Kraft gegen die Seitenflächen der Profilierung bis zur vollständigen Ausbeulung kontinuierlich ansteigt.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückkraft einstellbar ist und über die Länge der Ausbeulung in-den Seitenflächen variiert werden kann.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Form der Ausbeulung durch den im wesentlichen kreisförmigen Bewegungsablauf eines innerhalb der Profilkammer angeordneten Beulwerkzeuges bestimmt wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß in die Profilkammer des Blechprofils eine Beulvorrichtung eingreift, die aus mindestens zwei in horizontaler und vertikaler Richtung beweglichen Formstücken besteht, die gegen die Seitenwände des Blechprofils anpreßbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke aus scherenartig überkreuzten Beularmen bestehen.
10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem .der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Scherenbewegung in Abhängigkeit vom Biegewinkel der gewellten oder profilierten -Bleche gesteuert wird.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formstücke innerhalb der Profilkammer quer zur Profilierungsrichtung drehbar gelagert sind.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge zwischen Formkante und Drehpunkt des Formstückes größer ist als der Abstand zwischen Drehpunkt und Seitenwand des auszubeulenden Blechprofils. ,
EP81100567A 1980-10-04 1981-01-27 Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von gewellten oder profilierten Blechen Expired EP0049313B1 (de)

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EP0049313B1 EP0049313B1 (de) 1984-08-01

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