EP0296317A2 - Method and device for bending a sheet metal - Google Patents
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- EP0296317A2 EP0296317A2 EP88105145A EP88105145A EP0296317A2 EP 0296317 A2 EP0296317 A2 EP 0296317A2 EP 88105145 A EP88105145 A EP 88105145A EP 88105145 A EP88105145 A EP 88105145A EP 0296317 A2 EP0296317 A2 EP 0296317A2
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- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
- B21D5/08—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles making use of forming-rollers
Definitions
- the invention relates to a method for bending a sheet, in particular an extruded thin aluminum profile or roll-formed sheet with a web and side flanges with beads formed on the flanges, or other closed or open geometrically formed thin-walled small or large-volume profiles, in which the sheet or profile is bent on a feed table on one side and a device for performing the method.
- the application of the invention relates to very large, thin-walled already pre-profiled sheets or profiles, in particular with beads in the web area and other complicated shapes on the flange parts, or also to difficult to bend pre-profiled sheets and profiles made of tough material with a larger cross-section.
- the sheets and profiles should have an arcuate bend in the support plane and in the flange area in the manner of a deformation by stretching on one side.
- pre-bent metal sheets should additionally be given a curvature out of the support plane and a cone-like curvature should be given.
- the application of the invention relates in particular to elongated aluminum profiles, which are initially unbent in the form of rails and consist of a central web with laterally angled flanges, with semi-circular beads pointing outward at the ends of the flanges being molded on by the manufacturer.
- the beads are circular on one side of a flange with a smaller cross section in the manner of a spherical bead, and on the other flange a larger semicircular bead is formed in cross section on the outside in the manner of a hook.
- Such elongated profiles are used to be hooked together, i.e. the larger hook-shaped bead engages over the smaller bead of the profile strand, so that such profile strands can be placed side by side in any width.
- the larger hook-shaped bead is then crimped over the smaller bead, which creates larger contiguous profiled surfaces in a permanent connection, e.g. To cover roofs or the like.
- the aim of the invention is to bend the initially straight, elongated profiled aluminum profiles with the flanges and the beads so that the corresponding spherical curvatures, for example in the case of any geometric shapes of roofs, in particular also spherical shapes or other spherical curvatures. of a roof to be covered.
- the profile parts can still be hooked and flanged together on the originally intended flanges and the lateral beads even after the bending according to the invention in any complicated geometric shapes.
- the rails are also in curved in the vertical direction, so that the rails additionally have a concave or convex course, without the other previous profiling, in particular beads, being affected.
- the previously rectilinear and then circularly bent rail is now additionally bent in a vertical direction in an upward or downward direction, so that the curved rail additionally has a concave or convex shape.
- a profile rail which is already bent under supervision and which additionally has a concave or convex profile is also additionally given a cone-shaped bend in the manner of a curve elevation.
- Any geometric shapes, in particular roofs, can thus be reproduced for covering without the original profiling, which is provided as stiffening and / or for interlocking, being lost.
- original pre-profiles are recorded from correspondingly profiled pairs of rollers, as a result of which the original pre-profiles are retained even during bending, or the pre-profiles e.g. the side beads are partially or fully bent before turning and bent back into their original shape by profiled pairs of rollers after the turning process.
- a rail-like profile with a central web and two lateral flanges with beads is first bent in an arc by supervision without application of the bead area by applying a linear one increasing pressing force on the central web and by rolling out a side flange, whereby any pre-profiles or beads are not additionally rolled out.
- Such a curved profile is additionally given a convex or concave curvature by roll bending or core roll bending machines with superimposed press rolls, the beads not being specially rolled out.
- Another solution of the invention provides that, in order to bend a rail-like profile, the bead area is also overlaid with pressing pressure in order to achieve convex or concave curvatures, the beads being only partially or completely bent up and later being shaped back into the original shape.
- the arcuate beads can also be rolled out very well without them being deformed or torn.
- an arcuate and otherwise concave or convex profile part are additionally conically deformed.
- the invention is not only applicable to an aluminum profile with a web and side flanges, but also for other closed or open geometrically designed thin-walled profiles that do not necessarily have to have a web and two side flanges, these profiles can have a different size. If, instead of the profile described here, a closed profile is to be bent, then a solid core can be inserted, which has rollers in the bending region, in which rollers are then provided instead of the core, in order to bend a thin-walled, large-volume, closed profile.
- the object of the invention is to provide a method which enables the bending of thin-walled and large-volume profiles, bulging or tearing of the sheet is avoided and an original pre-profiling is to be obtained and a dimensionally stable, curved profile part is to be created. This bending process can also be integrated into an existing roll profiling pad.
- the problem is solved with a method according to the characterizing features of claim 1.
- the characterizing features of claim 10 are provided for the device.
- the arcuate profile in this way can additionally be bent out of the support plane, ie concave or convex.
- the invention now prevents or reduces the compressive forces generated by the pressure distribution according to the invention in the web area of the sheet and by rolling out the flange, so that a balanced force curve is created in the sheet metal part, i.e. a neutral line is created from which an increasing compressive force is applied.
- the invention avoids bending of the profiled sheet by applying extensive pressure, which could result in excessive compression forces with the formation of folds, but rather uses controlled thinning and thus stretching through rolling processes, in which smaller compression forces below the newly formed bending line are harmless can be distributed in the profile areas of the sheet.
- the pressure profile of the two horizontal press rollers can be provided linearly for arcuate bends. This results in a shifting of compressive forces, in particular on the compressive side of the sheet, into sheet metal areas, which as a result lead to a stress-free profile part.
- the pre-curved profile part can also be used in a further process step, especially with unstable and relatively weakly dimensioned profiles, recorded and rolled out stress-free in a controllable manner. This process can also be repeated.
- the rolling out of the flange area of the sheet metal with two lateral pressure rollers can precede the rolling out of the web area, or can be connected in between.
- the plate is carefully pre-stretched in its flange area with a force distribution that is favorable for the subsequent rolling process of the contact surface of the plate.
- lateral pressure rollers can also be arranged in series. Also in later process steps, e.g. After the web of the sheet has already been partially rolled out, one or more pairs of lateral press rolls can be arranged.
- the sheet or the profile part in particular a Z-shaped profiled sheet metal part, can be arranged in its web and flange area between two horizontal press rolls in the manner of a four-roll bending machine, according to the invention starting from the lower, middle roll, a relatively large pressing force in the vertical direction against the for this purpose, the upper roll is exerted, whereby the otherwise known roll bending is combined with a roll bending.
- the method is based on a four-roll bending machine known per se.
- the sheet is guided in a known manner between two middle guide rollers and is curved on the left and right of the lower rollers, which are symmetrically provided and are offset in height.
- the middle guide rollers serve only to generate a certain frictional force in order to convey and guide the sheet.
- the invention now sees one at the lower middle roll considerable pressing force in the vertical direction against the opposite roller in the vertical direction, which surprisingly results in considerable technical advantages over roll bending.
- the patent application is therefore directed to a method for roll-roll bending, with a roll-bending process with rolling out being added in its further embodiment, whereby a press-roll bending process is created.
- the lower middle roll presses upwards with a vertical pressing force, as a result of which the bending profile is bent out of the neutral zone, i.e.
- stretching forces are applied that support the normal bending process, so that the neutral zone is shifted inwards, so that the compression zone becomes smaller and the stretching zone becomes larger, so that the bending profile also assumes a concave or convex curvature in addition to the arched bend that is present anyway.
- Asymmetrical cross-sections can also be bent from material that is relatively thick-walled and difficult to bend, without having to fear deformations.
- the stretching can now be artificially supported by the lower press roll, which surprisingly prevents deformations.
- the stretching corresponds approximately to the dimensions that would otherwise have been achieved by the normal bending process, but now without deformations.
- Two or more horizontal press rolls can be overlaid with vibrations.
- tough, solid material is advantageously deformed.
- the vibrations produce blows of low to very high frequency, which means that the deformation of the sheet is more effectively supported by the press rollers.
- the vibrations can be provided on the upper horizontal press roller on the maximum press pressure side. In this case, there is an advantageous stress-free distribution of stretching and compression forces in the desired partial areas of the sheet.
- One or more side press rolls can also be overlaid with vibrations. This also supports the effect of the side press rollers during the rolling process.
- a device for carrying out the method, which device has press rollers with which the appropriate pressure distribution in the rolled-out area of the sheet is carried out according to the method.
- a rolling process is created here, which can be adjusted both symmetrically and asymmetrically in order to achieve this adjustment to achieve correspondingly different radii.
- the web of the sheet and its outer flange area on the long side of the profile are stretched.
- the horizontal and lateral press rolls can have profiles. As a result, the pre-profiling of the sheet is advantageously not violated when it is rolled out.
- the upper horizontal press rollers have pressure rollers at their shaft ends, which are arranged vertically displaceably in a bearing via a spindle drive. With this arrangement, a desired pressing or rolling pressure can advantageously be preselected differently for the various horizontal press rolls.
- the lower press rollers can be supported on their circumference on pressure rollers.
- the axes of the lower press rollers are advantageously relieved and can therefore serve for the progressive movement of the sheet metal to be bent via a drive.
- One side press roller can be arranged stationary, while the other side press roller is provided on an arm with a spindle drive.
- a selectable pressing force is advantageously set on the lateral pressing rollers.
- a motorized drive with a drive chain or the like can be provided in the area of the lower horizontal press rolls.
- the drive advantageously ensures that the bending process continues smoothly.
- the outward-pointing beads of the flanges are only bent without further action in the course of the bending of the web and the flange area, which means that there is a risk that the beads only imperfectly follow the other turns and the subsequent fit may be endangered can.
- the arcuate beads are now also rolled out in accordance with the other bends in the profile without the original fit which is necessary to hook the profile parts after the bend being lost.
- horizontal press rolls in the web area and lateral press rolls on the flanges are provided in upstream or downstream in order to bend the sheet in an arc, and for bending, the almost circular beads, which have been formed on the profile from the outset, are either partially semicircular or completely in order to bend bent up in a straight line and overlaid with pressing forces.
- the beads are then deformed back into their original shape.
- the beads are partially bent in a semicircular shape and that for the concave curvature of the sheet on the flanges on the left and right, starting from the beads and on the beads themselves, linearly increasing pressing forces are provided in the outer and inner areas and that linearly increasing arc-shaped pressing forces are applied in the transition to the web area and, furthermore, a uniform rolling pressure is applied to the center web.
- a linearly increasing pressing force is formed in the web area in the direction of the bend and that linearly increasing, arc-shaped pressing forces are provided at the transition areas to the flanges and that the flanges in the direction attack linearly falling pressing forces towards the beads.
- a device for arcuate bending of the profile and for curving the shaped profile parts provides that pairs of pressing and bending rollers are arranged one behind the other for a passage of the sheet to be bent, one or more pairs of rollers for opening the beads, one or more pairs of bending rollers for rolling out the beads , one or more pairs of lateral press rollers for rolling out the flanges, at least one pair of press rollers with bending rollers for the central web and three pairs of rollers for closing the beads are provided, as well as for the horizontal bending of upstream or downstream horizontal pressing rollers and further lateral pressing rollers on the flanges of the sheet to be bent .
- the first step is to bend the profiled sheet 5 according to a radius 33 according to FIG. 1.
- a distribution of forces depending on the dimensions of the sheet is plotted over the profiled sheet 5.
- the dashed line of forces shows stress fields in the area of the profile, which were achieved with the known bending processes.
- a counterforce 34 in the manner of a distribution of forces is now applied to the vertical leg 9 of FIG. 1 to indicate that a counterforce 34 acts from the outside in the direction of the central longitudinal axis in the region of the entire vertical leg 9, which acts from the inside of the leg 9 there is an equal force distribution - acting towards the outside.
- the hatched rectangle with the counterforce 34 symbolizes that the same force acts on the vertical leg 9 from the outside as from the inside in order to avoid an inadmissible deformation of this vertical leg 9.
- a maximum pressing pressure is applied in position 18 of the plate 5, where the greatest radius of curvature is to be achieved, by horizontal pressing rollers, which preferably merges linearly into an unpressurized area in position 17 on the other side of the plate 5.
- the lateral flange region 9 of the sheet 5 is corresponding to the greatest radius of curvature by lateral Rolled out press rolls.
- the sheet 5 can also be exposed to this course of forces in repeated passes.
- the beads 52 are not rolled out in this process, but are only bent in the course of the entire deformation of the sheet 5.
- the method according to the invention prevents the thin sheet metal profile 5 from bulging and, as a result, achieves a stably curved molded part.
- the bending or rolling process can be repeated both on the web 11 of the sheet 5 itself and on the flange area 9 of the sheet 5 with different pressing forces.
- the method according to the invention is particularly well suited for upstream or downstream connection in known core roll bending machines or three-roll bending machines, where the sheet is additionally curved in the vertical direction, since the invention additionally achieves pre- or post-processing of the sheet 5, which results in a stable, wave-free curvature leads.
- the pressing pressure is superimposed with a vibration.
- the rolling pressure in the flange area 9 of the sheet 5 can also be superimposed with vibrations in order to support the stretching process in the form of adjustable frequency beats.
- the sheet 5 is shown with its web 11 and the flanges 9 and 10 in the pressing position between two horizontal press rollers 4 and 6, the maximum pressing pressure being present in position 18, which is linear up to a depressurized state in position 17 in the region of Sheet 5 runs.
- a maximum pressing pressure corresponding to a desired extension is generated by the lateral pressing rollers 19, 21 in the region of the flange 9.
- the pressure rollers 19, 21 on the flange side 10 of the sheet 5 run without pressure, so that the profile is bent in a circle.
- the horizontal press rollers 6 have profiles, in particular annular grooves 7, so that pre-profiled beads 8 in the region of the web 11 are not damaged when they are rolled out.
- Profiles are also provided on the lateral pressure rollers 19, 21 in order to be able to carry out the rolling process in the flange regions 9 and 10 without damaging existing beads 52.
- the lateral pressure roller 21 is provided horizontally displaceable, the flange forming pressure acting in the direction of arrow 22.
- the press roller 21 is mounted on an arm 23 according to FIGS. 2 and 3, to which the spindle pressure from a spindle, not shown here, is applied in the direction of the arrow 24.
- Figure 3 shows the bearing arrangement of the horizontal press rollers 4,6 from the side.
- the plate 5 is located between the two horizontal press rolls 4 and 6, which have the maximum press pressure in position 18.
- the peripheral speed of the rollers 4 and 6 is exactly the same. This can either be achieved in that only the roller 4 is driven alone, as shown in FIG. 4 and the roller 6 then only moves along, or it can also be provided that both the roller 4 and the roller 6 are in synchronism are driven and have the same diameter or that they have different diameters, but are then driven so that they have the same rotational speed on the outer circumference.
- the bearings 15 are slidably mounted in guides 32, the spindle pressure acting in the direction of arrow 29 via the pressure rollers 14 on the shaft end 12 of the upper horizontal press roller 6 and the Pressing pressure generated.
- the lower horizontal press roll 4 is immovably arranged only rotatably and takes up the press pressure via the press rolls 1.
- FIG. 4 shows an arrangement of the horizontal and lateral rolling process, the sheet metal 5 first passing two horizontal press rollers 4, 6 in the direction of the arrow 30 via a motor drive with a drive chain 27, which are followed by a deformation of the flange area by means of the lateral press rollers 21.
- FIG. 4 shows the side of the sheet 5 with the web 10, which according to FIG. 1 has a largely pressure-free course with the position 17.
- the roller 21 is used here in connection with pressure-free ends of the horizontal press rolls 4, 6 only for guiding the sheet 5.
- the device is created in a symmetrical arrangement. Depending on the desired curvature of the sheet 5, pressure increases can also be provided in the otherwise depressurized areas of the device. With the curvatures to be expected, the press rolls 4, 6 are arranged offset according to the course of the curvature.
- FIG. 4 three different forming processes are connected in series, namely by means of the first bending station, which lies at the front in the direction of arrow 30, the web 11 is first rolled and slightly curved.
- the forming process then closes Flange areas on by the central arrangement of the laterally acting press rolls 21 and then the actual finish press rolling takes place through the station connected in the direction of arrow 30, where the horizontally mounted rolls 4, 6 are also opposite one another.
- any other embodiments are also possible. In this way, more than two forming stations can be used for the web or several flange forming stations.
- the spindle drives 31 can be seen, which generate the vertical pressing pressure via the vertically displaceable press rollers 6.
- lateral pressure rollers 21 are provided on an arm 23, on which the spindle pressure acts in the direction of the arrow 24.
- vibrations can be provided on the arm 23 in the direction of the arrow 24 and in the region of the spindle drive 31 on the horizontal press rollers 6 with adjustable frequency.
- FIG. 5 shows a four-roll bending machine known per se, in which the profiled sheet metal part 5 is guided between two middle rolls 35, 36 only via frictional forces. Two further rollers 37, 38 only serve to give the sheet metal part 5 a curvature according to a radius 39 in a manner known per se.
- FIG. A Z-profile 41 is located between pressure rollers 35, 36, a relatively large pressing force 40 being applied in the vertical direction.
- a neutral line 42 which is otherwise present during the roll bending process, shifts into an innocuous area in accordance with a resulting neutral line 43.
- Bending forces 44, 45 which otherwise have an effect are eliminated and, rather, a bending force 46 acting in the direction of the horizontal leg is created, as a result of which damaging deformations are avoided.
- the leg 47 could bend in an arc at an angle according to the force 45, which is now avoided since the stretching process results in uniform stretching, which compensates for deformations. Rather, a uniform tension is achieved over the entire horizontal leg 47.
- the press-rolling process here provides for an artificial stretching of the web or of the horizontal leg 47, so that, as it were, an artificial bending process occurs in which deformations are surprisingly avoided.
- the pressing force 40 extends uniformly over the entire length of the horizontal leg 47, which means that profiles 41 which are difficult to bend can now be bent.
- FIG. 7 shows a profile part 5 with beads 52 which, according to the invention, was bent in a roll-rolling bending process according to FIG. 1 according to the patent request according to radii 48, 49.
- profile parts 5 can have considerable dimensions and dimensions of several meters.
- FIG. 8 shows the profile part in an end sectional view, it being evident that the profile with beads 52 is present in a profile that is relatively difficult to bend.
- FIG. 9 shows radii 50, 51 which were given to the profile part 5 in an additional press rolling operation according to FIG. 5, 6.
- FIGS. 10 to 14 in conjunction with FIG. 16, it is explained how, in addition to a desired bending and curvature of the sheet 5 according to FIGS. 1 to 9, the beads 52 are also deformed according to the invention in order to achieve a desired fit and in addition the stability of the deformed sheet 5 to increase.
- the beads 52 are rolled out from the inside and outside and partially bent up (drawn in with a solid line) or the beads 52 'are bent up completely (shown in dashed lines) in an upstream station (not shown) in FIG.
- the beads After bending and curving the bead area in connection with bending and curving the central web and the flanges according to FIGS. 1 to 9, the beads are formed in a circular or hook-shaped manner in the original shape, whereby deformation or tearing of the beads is avoided in particular.
- a profiled sheet 5 according to FIGS. 10 and 11 is created, where the profiled sheet 5 with the flanges and the beads 52 has a convex curvature with the radius 53 in the web area 11 or according to FIG. 11 has a concave curvature with the radius 54 and each additionally takes an arcuate course according to FIG. 7.
- the curvatures 53, 54 are achieved with a roll bending process, on which a press-rolling process is superimposed, on the central web 11 according to FIG. 5, the flanges 9 and 10 with lateral press rolls 19, 21 according to FIG. 2 also being rolled out in the manner of a press roll rolling bending process and additionally 16, the beads 52 in connection with roller pairs 69, 71 are placed under pressing pressure, as a result of which overall pressure profiles of the pressing forces according to FIGS. 13 and 14 are produced.
- FIGS. 10A, 11A each show the cross section of the profile. It is essential here that there is a neutral bending axis 55, which runs largely stress-free.
- FIGS. 12, 12A A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 12, 12A, where the profile additionally has a conicity at an angle 78, that is to say that one flange 9 is higher than the other flange 10. If one looks at the profile according to FIG. 12 and FIG 12A is presented as a circular ring, this results in a cone that narrows towards the center.
- FIGS. 13, 14 and FIG. 15 show the course of the pressing pressure of the roller pairs arranged one behind the other according to the devices according to FIGS. 4, 5, 6 and 16, when the previously linearly profiled sheet 5 passes through the pressing and Bending rolls are bent and curved without opening and closing stations for the beads 52 or other guide rollers being shown here.
- the flanges 9, 10 are given a pressing force 57 which initially increases linearly from the center web 11, but which at point 58 at the level of the beads 52 changes into a non-linear pressing force 59 which extends to the apex 60 weakly rises to a maximum pressing force and then weakly falls again in the outer region of the bead 52 according to FIG. 13 at point 61.
- FIG. 13 On the left hand side according to FIG. 13 there is a flange 10, a bead 52 and a web 11 shows a stress curve in order to curve the sheet metal 5 concavely according to FIG. 11, the same stress diagram applying to the flange 9 in mirror image.
- a maximum pressing force 63 is first applied to the flanges 9, 10 by means of pressing rollers 19, 21, which drops linearly corresponding to the pressing force 65 to the zero point 64 of a zero line 66 on the bead 52.
- an upward or downstream inclined pressing roller 19, 21 applies a pressing force 70 which increases slightly in a curved, linear manner in the region of curvature between the flanges 9, 10 and the central web 11.
- an additional pressing force 40 is given to the central web 11 in the reverse bending direction in connection with a press roll bending process in order to concave the central web 11.
- the beads 52 which according to FIG. 2 originally exist as a ball or hooked bead from the manufacturer's side, are slightly bent up as shown in FIG. 16.
- roller pairs 69, 71 have profiles 72, 73, by means of which the tension profiles on the beads 52 according to FIG. 13 left or right part are achieved by pivoting and pressing.
- roller pairs 69, 71 with intrinsically complicated profiles could, however, also be omitted.
- lateral rollers (not shown here), for example according to the press rollers 19, 21 according to FIG. 2 with suitable profiling for flanging, flare the originally semicircular beads 52 in a straight line according to beads 52 'in the dashed representation according to FIG. 16.
- the sheet 5 can now also be concavely or convexly curved according to FIG. 14.
- a pressing force 74 which increases linearly from the central web 11, is applied to the flanges 9, 10 by means of lateral, non-profiled press rolls, for example according to the press rolls 19, 21 according to FIG. 2, in a station downstream of the flanging process. 10 and the beads 52 '.
- the curvature profile of the pressing forces 34, 56 according to FIG. 13 and FIG. 14 is connected to an arcuate bending of the sheet metal 5 in a upstream or downstream bending and rolling station according to FIG. 4.
- the partially bent bead 52 or the fully bent bead 52 ' is returned to the original shape, for example after, in a closing station which is arranged at the end of the run and is not shown here Figure 15, bent back.
- both shapes of the bead 52 either partially bent or completely bent have their advantages. From the illustration on the right in FIG. 13 it follows that if the bead 52 is not bent up particularly then a pressing force acts at the apex 60 which is smaller than the pressing force according to FIG. 14 at the end of the bead 52 ', i.e. So that after bending the beads relatively high pressing forces are applied, but profiled pairs of rollers 69, 71 are avoided.
- the partial or complete bending of the beads 52 is carried out in a plurality of bending stations connected in series, pairs of rollers 60, 71 according to FIG. 16 being arranged such that e.g. In an upstream first bending station, the beads 52 are partially bent into the position of the bead according to FIG. 16 (solid lines), after which a pressing force 40 is then applied to the central web 11 in a further bending station, and overall a molded body according to FIGS. 10 or 11 is created and then the bead 52 is closed again with corresponding shaping rollers in a downstream third station, so that the bead 52 reaches its original shape.
- FIG. 15 a pressure force diagram is used to explain how a conically shaped body according to FIG. 12 and FIG. 12A is produced.
- FIG. 15 there are initially three bending radii 75, 76, 77 and the profile has a cone angle 78 with respect to the horizontal.
- the bending curve of the beads 52 is not shown in FIG. 15 because there is a course according to FIG. 13.
- a radius 77 is defined on the right bead 52, where a zero point 79 is present, from which the pressing force increases in the form of the linear curve 80 up to a vertex 81, which lies in the plane of the center leg 11 .
- a pressing force corresponding to the arc curve 82 is provided, which extends to the point 83, which lies in the plane of the flange 9. It is now important that a certain pressing force 84 already exists here and that the pressing force 84 increases from position 83 in the form of the linear curve 85 to position 86, where the pressing force 87 is maximum.
- the pressing force again follows the radius 76, i.e. it follows the arcuate pressing force 88 in order to then extend to the apex 89, which lies in the plane of the center leg 11.
- radius 76 i.e. the largest radius
- radius 75 a smaller deformation is necessary in accordance with the smaller radius, which results in the decrease in the pressing force in the form of the linear curve 91.
- the method according to the present invention is thus characterized in that a profile can be brought into different geometric positions by applying different pressing forces to the shaping rollers by using different shaping rollers.
- the original cross section of the profiled sheet 5 according to FIG. 15 is always true to shape or can be molded on during all bending operations and after the passage, and the balls or hook beads 52, so that the molded parts can be made without further ado Reworking could be connected to one another, whereby according to the invention there are no material weakenings or tears and deformations of the type of folds to be feared.
- beads or closed profile cross sections are partially or fully opened in order to carry out the press rolling process in order to to achieve a controlled deformation in this way and only then are the bent parts closed again in downstream stations, ie returned to its original form.
- any geometric shapes for covering roofs or the like can be produced in a fixed connection.
- This method can also be used to produce sheets with straight ends, depending on the arrangement of the press-roll bending rollers and the profiling roller systems with respect to one another.
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- Metal Rolling (AREA)
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen eines Bleches, insbesondere eines stranggepressten dünnen Aluminiumprofils bzw. rollumgeformten Bleches mit einem Steg und seitlichen Flanschen mit an den Flanschen angeformten Wulsten, oder andere geschlossene oder offene geometrisch ausgebildete dünnwandige klein- oder großvolumige Profile, bei dem das Blech bzw. Profil auf einem Zuführtisch auf einer Seite abgebogen wird und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for bending a sheet, in particular an extruded thin aluminum profile or roll-formed sheet with a web and side flanges with beads formed on the flanges, or other closed or open geometrically formed thin-walled small or large-volume profiles, in which the sheet or profile is bent on a feed table on one side and a device for performing the method.
Die Anwendung der Erfindung bezieht sich auf sehr großräumige , dünnwandige schon vorprofilierte Bleche bzw. Profile, insbesondere mit Sicken im Stegbereich und weiteren komplizierten Ausformungen an den Flanschteilen, oder auch auf schwer biegbare vorprofilierte Bleche und Profile aus zähem Material mit größerem Querschnitt. Im Ergebnis sollen die Bleche und Profile nach Art einer Umformung durch Streckung auf einer Seite eine bogenförmige Abbiegung in der Auflageebene und im Flanschbereich aufweisen. In Weiterbildung der Erfindung soll auch schon vorgebogenen Blechen zusätzlich noch eine Krümmung aus der Auflageebene heraus und eine konusartige Krümmung erteilt werden.The application of the invention relates to very large, thin-walled already pre-profiled sheets or profiles, in particular with beads in the web area and other complicated shapes on the flange parts, or also to difficult to bend pre-profiled sheets and profiles made of tough material with a larger cross-section. As a result, the sheets and profiles should have an arcuate bend in the support plane and in the flange area in the manner of a deformation by stretching on one side. In a further development of the invention, pre-bent metal sheets should additionally be given a curvature out of the support plane and a cone-like curvature should be given.
Die Anwendung der Erfindung bezieht sich insbesondere auf langgestreckte Aluminiumprofile, die zunächst ungebogen schienenartig vorliegen und aus einem Mittensteg mit seitlich abgewinkelten Flanschen bestehen, wobei an den Enden der Flansche nach außen weisende halbkreisförmige Wulste von der Herstellerseite angeformt sind.The application of the invention relates in particular to elongated aluminum profiles, which are initially unbent in the form of rails and consist of a central web with laterally angled flanges, with semi-circular beads pointing outward at the ends of the flanges being molded on by the manufacturer.
Die Wulste sind an einer Seite eines Flansches im Querschnitt kleiner nach Art eines Kugelwulstes kreisförmig ausgebildet und am anderen Flansch ist im Querschnitt ein größerer halbkreisförmiger nach Art eines Hakens nach außen weisender Wulst angeformt.The beads are circular on one side of a flange with a smaller cross section in the manner of a spherical bead, and on the other flange a larger semicircular bead is formed in cross section on the outside in the manner of a hook.
Derartige langgestreckte Profile werden verwendet, um ineinander eingehängt zu werden, d.h. der größere hakenförmige Wulst übergreift den kleineren Wulst des Profilstranges, so daß derartige Profilstränge in beliebiger Breite nebeneinander gelegt werden können.Such elongated profiles are used to be hooked together, i.e. the larger hook-shaped bead engages over the smaller bead of the profile strand, so that such profile strands can be placed side by side in any width.
Der größere hakenförmige Wulst wird dann über den kleineren Wulst gebördelt, wodurch größere zusammenhängende profilierte Flächen in unlösbarer Verbindung entstehen, um z.B. Dächer oder dergleichen abzudecken.The larger hook-shaped bead is then crimped over the smaller bead, which creates larger contiguous profiled surfaces in a permanent connection, e.g. To cover roofs or the like.
Bei der Erfindung geht es darum, bei beliebig geometrischen Formen von Dächern, insbesondere auch Kugelformen oder sonstigen sphärischen Krümmungen die zunächst geradlinigen, langgestreckten profilierten Aluminiumprofile mit den Flanschen und den Wülsten so abzubiegen, daß die entsprechenden sphärischen Krümmungen z.B. eines abzudeckenden Daches erreicht werden.The aim of the invention is to bend the initially straight, elongated profiled aluminum profiles with the flanges and the beads so that the corresponding spherical curvatures, for example in the case of any geometric shapes of roofs, in particular also spherical shapes or other spherical curvatures. of a roof to be covered.
Dabei sollen aber - was hier besonders wesentlich ist - durch das erfindungsgemässe Abbiegeverfahren die ursprünglichen Vorprofilierungen erhalten bleiben.However, what is particularly important here is that the original pre-profiles are to be retained by the bending method according to the invention.
Demnach können die Profilteile auch nach dem erfindungsgemässen Abbiegen in beliebig komplizierten geometrischen Formen noch an den ursprünglich vorgesehenen Flanschen und den seitlichen Wülsten miteinander verhakt und zusammengebördelt werden.Accordingly, the profile parts can still be hooked and flanged together on the originally intended flanges and the lateral beads even after the bending according to the invention in any complicated geometric shapes.
Nach der Erfindung ist es demnach möglich, ohne daß das Profil einreist oder durch Aufwellen oder dergleichen beschädigt wird, ein schienenförmiges Profil mit im Querschnitt U-förmiger Profilierung mit nach außen weisenden Wülsten so abzubiegen, daß die vorher geradlinige Schiene nun in der Aufsicht zunächst einen bogenförmigen Verlauf in der Auflageebene einnimmt.According to the invention, it is therefore possible, without the profile entering or being damaged by swellings or the like, to bend a rail-shaped profile with a U-shaped profile in cross-section with bulges pointing outwards in such a way that the previously straight rail is now initially viewed from above occupies an arcuate course in the support plane.
Im weiteren werden nach der Erfindung die Profilschienen auch in vertikaler Richtung gekrümmt, so daß die Schienen zusätzlich einen konkaven oder konvexen Verlauf aufweisen, ohne daß dabei die sonstige vorherige Profilierung, insbesondere auch Sicken , in Mitleidenschaft gezogen werden.Furthermore, according to the invention, the rails are also in curved in the vertical direction, so that the rails additionally have a concave or convex course, without the other previous profiling, in particular beads, being affected.
Nach der Erfindung wird insbesondere die vorher geradlinige und dann in der Aufsicht kreisförmig abgebogene Schiene nun zusätzlich noch in vertikaler Richtung bogenförmig aufwärts oder abwärts abgebogen, so daß die bogenförmige Schiene zusätzlich einen konkaven oder konvexen Verlauf aufweist.According to the invention, the previously rectilinear and then circularly bent rail is now additionally bent in a vertical direction in an upward or downward direction, so that the curved rail additionally has a concave or convex shape.
Außerdem wird bei der Erfindung einer schon in Aufsicht abgebogenen Profilschiene, die zusätzlich einen konkaven oder konvexen Verlaufe aufweist, darüberhinaus zusätzlich noch eine konusförmige Abbiegung nach Art einer Kurvenüberhöhung verliehen.In addition, in the case of the invention, a profile rail which is already bent under supervision and which additionally has a concave or convex profile is also additionally given a cone-shaped bend in the manner of a curve elevation.
Damit können beliebige geometrische Formen, insbesondere bei Dächern, zum Abdecken nachgebildet werden, ohne daß dabei die ursprüngliche Profilierung, die als Versteifung und/oder zum Ineinanderhaken vorgesehen ist, verloren geht.Any geometric shapes, in particular roofs, can thus be reproduced for covering without the original profiling, which is provided as stiffening and / or for interlocking, being lost.
Bei den erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtungen bleiben vielmehr ursprüngliche Zusatzprofilierungen formtreu erhalten oder werden erfindungsgemäss formtreu nachgeformt.Rather, in the methods and devices according to the invention, original additional profiles are retained true to shape or are re-shaped according to the invention.
Demnach werden ursprüngliche Vorprofilierungen von entsprechend profilierten Rollenpaaren erfasst, wodurch auch während des Abbiegens die ursprünglichen Vorprofilierungen erhalten bleiben, oder die Vorprofilierungen z.B. die seitlichen Wülste, werden vor dem Abbiegen zum Teil oder gänzlich aufgebogen und nach dem Abbiegevorgang durch profilierte Rollenpaare wieder in die ursprüngliche Form zurückgebogen.Accordingly, original pre-profiles are recorded from correspondingly profiled pairs of rollers, as a result of which the original pre-profiles are retained even during bending, or the pre-profiles e.g. the side beads are partially or fully bent before turning and bent back into their original shape by profiled pairs of rollers after the turning process.
Das Zurückbiegen in die ursprüngliche Form ist ohne weiteres möglich, da bei der Erfindung die Verfahren und Vorrichtungen so ausgelegt sind, daß die später abzubiegenden Teile, z.B. die Wülste, durch den vorherigen Krümmungsvorgang nicht verzerrt werden, so daß nach dem erfindungsgemässen Abbiegen ursprüngliche Profilierungen wieder leicht nachgeformt werden können.The bending back into the original shape is easily possible, since in the invention the methods and devices are designed such that the parts to be bent later, for example the beads, are not distorted by the previous bending process, so that the original profiles can be easily reshaped after the bending in accordance with the invention.
Bisher war es nur möglich, daß man , um derartige räumliche Biegekörper zu erzielen, entsprechende Sicken oder Falten in den Querschnitt des zu verformenden Profils einbrachte, so daß die beim Verformungsvorgang entstehenden Stauchungen durch diese Sicken aufgenommen wurden.So far, it was only possible to introduce corresponding beads or folds in the cross section of the profile to be deformed in order to achieve such spatial bending bodies, so that the upsets arising during the deformation process were absorbed by these beads.
Bisher war es nicht möglich, ein großvolumiges Profil nach den Figuren 7 oder 12 und 12A zu biegen. Bisher konnten nur Biegekörper nach den Figuren 10 und 11 hergestellt werden, indem man senkrecht zur Längsmittenachse durch den Mittensteg entsprechende Sicken im Mittensteg anbrachte, und beim bogenförmigen Krümmen des Mittensteges wurden Stauchungen durch die Sicken aufgenommen.So far it has not been possible to bend a large-volume profile according to FIGS. 7 or 12 and 12A. Up to now, only bending bodies according to FIGS. 10 and 11 could be produced by attaching corresponding beads in the center bar through the center bar perpendicular to the longitudinal center axis, and compressions were recorded by the beads when the center bar was curved.
Das Anbringen derartiger Sicken ist aber außerordentlich teuer und außerdem wird der Wasserablauf bei derartigen Teilen durch die Sicken behindert und bilden zudem erhebliche Schmutzfänger.Außerdem verliert das quergesickte Profil seine Steifigkeit bzw. sein Widerstandsmoment. Überdies sieht ein Teil mit Sicken unschön aus.However, the attachment of such beads is extremely expensive and, in addition, the water drainage in the case of such parts is impeded by the beads and also form considerable dirt traps. In addition, the cross-beaded profile loses its rigidity or resistance moment. In addition, a part with beads looks ugly.
Bei der vorliegenden Erfindung wird deshalb ein vollständig neuer Weg beschritten, wo erstmals erkannt wurde, daß nicht Sicken zur Aufnahme derartiger Stauchungszonen vorgesehen sind, sondern daß man den Stellen stärker reckt, wo die größte Verformung notwendig ist und zwar derart, daß in Zusammenhang mit anderen Bereichen der Formkörper in seinem Querschnitt formtreu erhalten bleibt.In the present invention, a completely new path is therefore taken, where it was recognized for the first time that beads are not provided for accommodating such compression zones, but that the areas where the greatest deformation is necessary are stretched to such an extent that in connection with others Areas of the molded body in its cross-section is retained true to shape.
Bei den erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtungen wird demnach zunächst, ohne in den Wulstbereich einzugreifen, ein schienenartiges Profil mit einem Mittensteg und zwei seitlichen Flanschen mit Wülsten in Aufsicht bogenförmig abgebogen durch Aufbringen einer linear ansteigenden Preßkraft auf den Mittensteg und durch Auswalzen eines seitlichen Flansches, wobei etwaige Vorprofilierungen oder Wülste nicht zusätzlich ausgewalzt werden.In the methods and devices according to the invention, a rail-like profile with a central web and two lateral flanges with beads is first bent in an arc by supervision without application of the bead area by applying a linear one increasing pressing force on the central web and by rolling out a side flange, whereby any pre-profiles or beads are not additionally rolled out.
Einem derartig bogenförmigen Profil wird durch Rollbiege- oder Kernrollbiegemaschinen mit überlagerten Preßwalzen zusätzlich eine konvexe oder konkave Krümmung verliehen, wobei die Wülste nicht speziell ausgewalzt werden.Such a curved profile is additionally given a convex or concave curvature by roll bending or core roll bending machines with superimposed press rolls, the beads not being specially rolled out.
Eine andere Lösung der Erfindung sieht vor, zum Krümmen eines schienenartigen Profils auch den Wulstbereich mit Preßdruck zu überlagern, um konvexe oder konkave Krümmungen zu erzielen, wobei die Wülste nur zum Teil oder gänzlich aufgebogen werden und später wieder in die ursprüngliche Form ausgeformt werden.Another solution of the invention provides that, in order to bend a rail-like profile, the bead area is also overlaid with pressing pressure in order to achieve convex or concave curvatures, the beads being only partially or completely bent up and later being shaped back into the original shape.
Bei dieser Lösung werden demnach zur Erzielung einer konvexen oder konkaven Krümmung der evtl. schon in Aufsicht abgebogenen Schiene, auf den Mittensteg, die seitlichen Flansche und auf die Wülste Preßkräfte aufgebracht, wobei die ursprünglich halbkreisförmig vorprofilierten Wülste vor dem (während des) des Abbiegen(s) durch das Eingreifen von Rollenpaaren zum Teil oder gänzlich aufgebogen werden. Durch Aufbringen von linearen Preßkräften wird dann das Profilteil konvex oder konkav abgebogen. Dann werden die Wülste wieder mittels nachgeschalteter profilierter in Querrichtung beweglicher Radsätze in die ursprüngliche Form zurückgebogen, d.h. die teilweise oder ganz aufgebogenen Wülste werden wieder geschlossen.With this solution, pressing forces are applied to achieve a convex or concave curvature of the rail, which may have already been bent under supervision, onto the central web, the lateral flanges and onto the beads, the beads, which were originally semi-circularly pre-profiled, before (during) the bending ( s) partially or completely bent by the intervention of pairs of rollers. The profile part is then bent convexly or concavely by applying linear pressing forces. Then the beads are bent back into their original shape by means of downstream profiled wheel sets which can move in the transverse direction, i.e. the partially or completely bent beads are closed again.
Bei den erfindungsgemässen Verfahren und Vorrichtungen ist es demnach wesentlich, daß neben dem Auswalzen der seitlichen Schenkel bzw. Flansche auch die bogenförmigen Wulste sehr gut ausgewalzt werden können, ohne daß diese deformieren oder einreissen.In the methods and devices according to the invention, it is therefore essential that, in addition to the rolling out of the lateral legs or flanges, the arcuate beads can also be rolled out very well without them being deformed or torn.
Durch zusätzliche linear verlaufende Preßkräfte auf den Mittensteg und die Flansche kann dann ein bogenförmiges und im übrigen konkaves oder konvexes Profilteil zusätzlich noch konisch verformt werden.By additional linearly extending pressing forces on the central web and the flanges, an arcuate and otherwise concave or convex profile part are additionally conically deformed.
Die Erfindung ist aber nicht nur für ein Aluminiumprofil mit einem Steg und seitlichen Flanschen anwendbar, sondern auch für andere geschlossene oder offene geometrisch ausgebildete dünnwandige Profile, die nicht unbedingt einen Steg und zwei seitliche Flansche aufweisen müssen, wobei diese Profile eine unterschiedliche Größe aufweisen können. Wenn statt des hier beschriebenen Profils ein geschlossenes Profil gebogen werden soll, dann kann ein fester Kern eingeschoben werden, der in dem Biegebereich Rollen aufweist, in welchen anstatt des Kerns dann Rollen vorgesehen sind , um ein dünnwandiges, großvolumiges, geschlossenes Profil zu biegen.The invention is not only applicable to an aluminum profile with a web and side flanges, but also for other closed or open geometrically designed thin-walled profiles that do not necessarily have to have a web and two side flanges, these profiles can have a different size. If, instead of the profile described here, a closed profile is to be bent, then a solid core can be inserted, which has rollers in the bending region, in which rollers are then provided instead of the core, in order to bend a thin-walled, large-volume, closed profile.
Bei den bekannten Verfahren und Vorrichtungen war bislang das Biegen über einen Kern bei den beschriebenen dünnwandigen und großvolumigen Profilen unvollständig bzw. überhaupt nicht möglich.In the known methods and devices, bending over a core was previously incomplete or not possible in the thin-walled and large-volume profiles described.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, welches das Biegen von dünnwandigen und großvolumigen Profilen ermöglicht, wobei ein Ausbeulen oder Einreißen des Bleches vermieden und eine ursprüngliche Vorprofilierung erhalten werden und ein formstabiles, gekrümmtes Profilteil geschaffen werden soll. Auch kann dieses Biegeverfahren in eine vorhandene Rollprofilierauflage integriert werden.The object of the invention is to provide a method which enables the bending of thin-walled and large-volume profiles, bulging or tearing of the sheet is avoided and an original pre-profiling is to be obtained and a dimensionally stable, curved profile part is to be created. This bending process can also be integrated into an existing roll profiling pad.
Die Lösung der Aufgabe gelingt mit einem Verfahren gemäss den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1. Für die Vorrichtung sind erfindungsgemäss die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 10 vorgesehen.The problem is solved with a method according to the characterizing features of
Demnach wird durch die genannten Merkmale ein zunächst geradlinig verlaufendes schienenartiges Profil mit komplizierten Vorprofilierungen an den Flanschen in der Auflageebene, d. h. in Aufsicht mittels Preßrollen bogenförmig abgebogen.Accordingly, an initially straight-running rail-like profile with complicated pre-profiling on the flanges in the support plane, ie under supervision by means of press rollers, is bent in an arc shape by the features mentioned.
Nach den kennzeichnenden Merkmalen der Ansprüche 5 und 6 kann das derart bogenförmige Profil zusätzlich noch aus der Auflageebene heraus, d.h. konkav oder konvex abgebogen werden.According to the characterizing features of
Bei bisherigen Biegeversuchen konnte es mit dem Anbringen von Sicken oder Falten zu einem Ausbeulen oder Verziehen des Profils, insbesondere im Streckbereich, kommen. Im Stauchbereich konnte es bisher leicht zu Deformierungen oder zu Aufwellungen kommen.In previous bending tests, attaching beads or folds could have caused the profile to bulge or warp, particularly in the stretching area. Up to now, deformations or swellings could easily occur in the upset area.
Die Erfindung verhindert bzw. reduziert nun durch die erfindungsgemässe Druckverteilung im Stegbereich des Bleches und durch das Auswalzen des Flansches die anfallenden Stauchkräfte derart, so daß ein ausgeglichener Kräfteverlauf in dem Blechteil entsteht,d.h. es wird eine Neutrallinie geschaffen, von der ausgehend eine ansteigende Druckkraft aufgebracht wird.The invention now prevents or reduces the compressive forces generated by the pressure distribution according to the invention in the web area of the sheet and by rolling out the flange, so that a balanced force curve is created in the sheet metal part, i.e. a neutral line is created from which an increasing compressive force is applied.
Die Erfindung vermeidet von vornherein schon ein Abbiegen des profilierten Bleches durch flächenhafte Druckaufbringung, wodurch übergroße Stauchkräfte mit Faltenbildung entstehen könnten, sondern setzt vielmehr eine kontrollierte Ausdünnung und damit eine Streckung durch Walzvorgänge ein, bei denen kleinere entstehende Stauchkräfte unterhalb der neu entstandenen Biegelinie in unschädlichem Maß in die Profilbereiche des Bleches verteilt werden können.From the outset, the invention avoids bending of the profiled sheet by applying extensive pressure, which could result in excessive compression forces with the formation of folds, but rather uses controlled thinning and thus stretching through rolling processes, in which smaller compression forces below the newly formed bending line are harmless can be distributed in the profile areas of the sheet.
Der Druckverlauf der beiden horizontalen Preßrollen kann für bogenförmige Abbiegungen linear vorgesehen sein. Dadurch erfolgt eine Verschiebung von Stauchkräften, insbesondere an der Stauchseite des Bleches , in Blechbereiche, die im Ergebnis zu einem spannungsfreien Profilteil führen.The pressure profile of the two horizontal press rollers can be provided linearly for arcuate bends. This results in a shifting of compressive forces, in particular on the compressive side of the sheet, into sheet metal areas, which as a result lead to a stress-free profile part.
Es ist im Rahmen der Erfindung besonders wichtig, daß ein spannungsfreies bzw. annähernd spannungsfreies Profilteil erreicht wird, denn durch das erfindungsgemäße Rollwalzbiegen kommt es zu einem Kaltfließen des Materials im Umformbereich, wodurch die Spannungen im Profil weitestgehend aufgehoben werden und hierdurch ein weitgehend spannungsfreies Profilteil erzielt wird.It is particularly important in the context of the invention that a tension-free or almost tension-free profile part is achieved, because the roll rolling bending according to the invention results in the material flowing cold in the forming area, as a result of which the tensions in the profile are largely eliminated and a largely tension-free profile part is thereby achieved becomes.
Das vorgekrümmte Profilteil kann auch in einen weiteren Verfahrensgang, insbesondere bei labilen und relativ schwach dimensionierten Profilen, erfasst und in kontrollierbarer Weise spannungsfrei ausgewalzt werden. Dieser Verfahrensgang kann auch wiederholt werden.The pre-curved profile part can also be used in a further process step, especially with unstable and relatively weakly dimensioned profiles, recorded and rolled out stress-free in a controllable manner. This process can also be repeated.
Die Auswalzung des Flanschbereiches des Bleches mit zwei seitlichen Preßrollen kann der Auswalzung des Stegbereiches vorgeschaltet, nach- oder zwischengeschaltet werden. Hierbei erfolgt eine schonende Vorstreckung des Bleches in seinem Flanschbereich mit einer für den nachfolgenden Walzvorgang der Auflagefläche des Bleches günstigen Kräfteverteilung.The rolling out of the flange area of the sheet metal with two lateral pressure rollers can precede the rolling out of the web area, or can be connected in between. Here, the plate is carefully pre-stretched in its flange area with a force distribution that is favorable for the subsequent rolling process of the contact surface of the plate.
Zur Auswalzung des Flanschbereiches können auch mehrere seitliche Preßrollen in Hintereinanderschaltung angeordnet sein. Auch in späteren Verfahrensschritten , z.B. nach schon erfolgter Teilauswalzung des Steges des Bleches, können noch ein oder mehrere seitliche Preßwalzenpaare angeordnet werden.To roll out the flange area, several lateral pressure rollers can also be arranged in series. Also in later process steps, e.g. After the web of the sheet has already been partially rolled out, one or more pairs of lateral press rolls can be arranged.
Das Blech oder das Profilteil, insbesondere ein Z-förmig profiliertes Blechteil, kann in seinem Steg- und Flanschbereich zwischen zwei horizontalen Preßrollen nach Art einer Vierrollenbiegemaschine angeordnet werden, wobei erfindungsgemäß ausgehend von der unteren, mittleren Rolle eine relativ große Preßkraft in vertikaler Richtung gegen die dazu obere Rolle ausgeübt wird, wodurch das sonst bekannte Rollbiegen mit einem Walzbiegen konbiniert wird.The sheet or the profile part, in particular a Z-shaped profiled sheet metal part, can be arranged in its web and flange area between two horizontal press rolls in the manner of a four-roll bending machine, according to the invention starting from the lower, middle roll, a relatively large pressing force in the vertical direction against the for this purpose, the upper roll is exerted, whereby the otherwise known roll bending is combined with a roll bending.
Das Verfahren geht hierbei von einer ansich bekannten Vierrollenbiegemaschine aus. Dort wird das Blech in bekannter Weise zwischen zwei mittleren Führungsrollen geführt und an links und rechts dazu symmetrisch vorgesehenen unteren Rollen , die in der Höhe versetzt angeordnet sind, gekrümmt. Die mittleren Führungsrollen dienen ansich nur dazu, eine gewisse Reibkraft zu erzeugen, um das Blech zu befördern und führen.The method is based on a four-roll bending machine known per se. There, the sheet is guided in a known manner between two middle guide rollers and is curved on the left and right of the lower rollers, which are symmetrically provided and are offset in height. The middle guide rollers serve only to generate a certain frictional force in order to convey and guide the sheet.
Die Erfindung sieht nun hier an der unteren mittleren Rolle eine erhebliche Preßkraft in vertikaler Richtung gegen die in vertikaler Richtung gegenüberliegende Rolle vor, wodurch sich überraschender Weise gegenüber dem Rollbiegen erhebliche technische Vorteile ergeben.The invention now sees one at the lower middle roll considerable pressing force in the vertical direction against the opposite roller in the vertical direction, which surprisingly results in considerable technical advantages over roll bending.
Was vorher ansich bekannt nur ein normaler Biegevorgang war, wird jetzt nach der Erfindung mit einem Rollwalzvorgang mittels Preßrollen überlagert. Dem Blech wird zur Krümmung im ansich bekannten Rollbiegeverfahren zusätzlich eine Krümmung senkrecht zu der Preßkraft erteilt. Dies bedeutet, daß man ein Rollbiegen mit einem Rollwalzbiegen kombiniert, wodurch ein Preßrollbiegeverfahren entsteht, das durch zusätzliches Auswalzen wesentlich formstabilere Formteile schafft.What was previously only known as a normal bending process is now overlaid according to the invention with a rolling process using press rolls. The sheet is additionally given a curvature perpendicular to the pressing force for curvature in the roll bending method known per se. This means that a roll bending is combined with a roll roll bending, which results in a press roll bending process, which creates much more dimensionally stable molded parts by additional rolling.
Das Patentbegehren richtet sich demnach auf ein Verfahren zum Rollwalzbiegen, wobei in dessen weiterer Ausgestaltung noch ein Rollbiegevorgang mit Auswalzen hinzukommt, wodurch ein Preßrollbiegeverfahren entsteht. Bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens bei einer ansich bekannten Vierrollenbiegemaschine drückt die untere mittlere Rolle mit einer vertikalen Preßkraft nach oben, wodurch das Biegeprofil aus der neutralen Zone herausgebogen wird, d.h. es werden hier Reckkräfte aufgebracht, die den normalen Biegevorgang unterstützen, so daß die neutrale Zone nach innen verlegt wird, so daß die Stauchzone kleiner und die Reckzone größer wird, so daß das Biegeprofil zusätzlich eine konkave oder konvexe Krümmung einnimmt zur ohnehin vorhandenen bogenförmigen Abbiegung.The patent application is therefore directed to a method for roll-roll bending, with a roll-bending process with rolling out being added in its further embodiment, whereby a press-roll bending process is created. In this embodiment of the method in a four-roll bending machine known per se, the lower middle roll presses upwards with a vertical pressing force, as a result of which the bending profile is bent out of the neutral zone, i.e. Here, stretching forces are applied that support the normal bending process, so that the neutral zone is shifted inwards, so that the compression zone becomes smaller and the stretching zone becomes larger, so that the bending profile also assumes a concave or convex curvature in addition to the arched bend that is present anyway.
Der überraschende Vorteil ist, daß nun relativ großvolumige Profile mit geringen Querschnitten unter Meidung von Deformationen gebogen werden können. Dies war bislang nicht möglich.The surprising advantage is that relatively large-volume profiles with small cross sections can now be bent while avoiding deformations. So far this has not been possible.
Ebenso können asymmetrische Querschnitte gebogen werden aus ansich relativ dickwandigem, schwer zu biegenem Material, ohne Deformationen fürchten zu müssen.Asymmetrical cross-sections can also be bent from material that is relatively thick-walled and difficult to bend, without having to fear deformations.
Normalerweise wird dies in zwei Rollbiegegängen umgeformt, was jedoch nachteilig eine Tordierung im Profilquerschnitt ergibt. Erfindungsgemäss kann durch die untere Preßrolle nun die Reckung künstlich unterstützt werden, wodurch überraschender Weise Deformationen vermieden werden. Die Reckung entspricht dabei etwa den Ausmaßen, wie es sonst durch den normalen Biegevorgang erreicht wurde, nun aber ohne Deformationen.Usually this is reshaped into two roll bends, but it is disadvantageously results in twisting in the profile cross section. According to the invention, the stretching can now be artificially supported by the lower press roll, which surprisingly prevents deformations. The stretching corresponds approximately to the dimensions that would otherwise have been achieved by the normal bending process, but now without deformations.
In Ausgestaltung des Patentbegehrens, welches einen Rollwalzbiegevorgang bei nur relativ dünnwandigen Profilen betrifft, ist hier also zusätzlich noch ein Preßrollvorgang überlagert, der bei schwer biegbaren Profilen einsetzbar ist.In an embodiment of the patent request, which relates to a roll rolling process with only relatively thin-walled profiles, a press roll process is also superimposed here, which can be used with profiles that are difficult to bend.
Zwei oder mehrere horizontale Preßrollen können mit Vibrationen überlagert werden. Mit dieser Anordnung wird vorteilhaft zähes, festes Material verformt. Durch die Vibrationen werden Schläge niedriger bis höchster Frequenz erzeugt, wodurch in Unterstützung der Preßrollen die Verformung des Bleches einer erhöhten Wirkung unterliegt.Two or more horizontal press rolls can be overlaid with vibrations. With this arrangement, tough, solid material is advantageously deformed. The vibrations produce blows of low to very high frequency, which means that the deformation of the sheet is more effectively supported by the press rollers.
Die Vibrationen können an der oberen horizontalen Preßrolle auf der Seite des maximalen Preßdruckes vorgesehen werden. Hierbei erfolgt eine vorteilhafte spannungsfreie Verteilung von Streck- und Stauchkräften in erwünschte Teilbereiche des Bleches.The vibrations can be provided on the upper horizontal press roller on the maximum press pressure side. In this case, there is an advantageous stress-free distribution of stretching and compression forces in the desired partial areas of the sheet.
Eine oder mehrere seitliche Preßrollen können ebenfalls mit Vibrationen überlagert werden. Dadurch wird ebenfalls die Wirkung der seitlichen Preßrollen bei dem Walzvorgang unterstützt.One or more side press rolls can also be overlaid with vibrations. This also supports the effect of the side press rollers during the rolling process.
Zur Ausführung des Verfahrens ist nach den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 9 erfindungsgemäss eine Vorrichtung vorgesehen, welche Preßrollen aufweist, mit denen die geeignete Druckverteilung im Auswalzbereich des Bleches gemäss dem Verfahren vorgenommen wird.According to the characterizing features of
Es entsteht hier ein Walzvorgang, der sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch eingestellt werden kann, um durch diese Verstellung entsprechend verschieden starke Radien zu erzielen. Es wird dabei der Steg des Bleches und sein Außenflanschbereich auf der langen Seite des Profils gereckt.A rolling process is created here, which can be adjusted both symmetrically and asymmetrically in order to achieve this adjustment to achieve correspondingly different radii. The web of the sheet and its outer flange area on the long side of the profile are stretched.
Die horizontalen und seitlichen Preßrollen können Profilierungen aufweisen. Dadurch werden vorteilhaft die Vorprofilierungen des Bleches beim Auswalzen nicht verletzt.The horizontal and lateral press rolls can have profiles. As a result, the pre-profiling of the sheet is advantageously not violated when it is rolled out.
Die oberen horizontalen Preßrollen weisen an ihren Wellenenden Druckrollen auf, die in einem Lager über einen Spindeltrieb vertikal verschieblich angeordnet sind. Durch diese Anordnung kann vorteilhaft ein gewünschter Preß- bzw. Walzdruck eventuell unterschiedlich bei den verschiedenen horizontalen Preßrollen vorgewählt werden.The upper horizontal press rollers have pressure rollers at their shaft ends, which are arranged vertically displaceably in a bearing via a spindle drive. With this arrangement, a desired pressing or rolling pressure can advantageously be preselected differently for the various horizontal press rolls.
Die unteren Preßrollen können an ihrem Umfang an Druckrollen abgestützt werden. Dadurch werden vorteilhaft die Achsen der unteren Preßrollen entlastet und können deshalb über einen Antrieb zur fortschreitenden Bewegung des zu krümmenden Bleches dienen.The lower press rollers can be supported on their circumference on pressure rollers. As a result, the axes of the lower press rollers are advantageously relieved and can therefore serve for the progressive movement of the sheet metal to be bent via a drive.
Eine seitliche Preßrolle kann feststehend angeordnet werden, während die andere seitliche Preßrolle an einem Arm mit Spindeltrieb vorgesehen ist. Hierbei wird vorteilhaft eine wählbare Preßkraft auf die seitlichen Preßrollen eingestellt.One side press roller can be arranged stationary, while the other side press roller is provided on an arm with a spindle drive. Here, a selectable pressing force is advantageously set on the lateral pressing rollers.
Im Bereich der unteren horizontalen Preßrollen kann ein motorischer Antrieb mit Antriebskette oder ähnlichem vorgesehen sein. Der Antrieb sorgt vorteilhaft für einen gleichmässigen Fortgang des Biegeverfahrens.A motorized drive with a drive chain or the like can be provided in the area of the lower horizontal press rolls. The drive advantageously ensures that the bending process continues smoothly.
Bei den vorherigen Ausführungen der Erfindung werden die nach außen weisenden Wulste der Flansche nur im Zuge der Abbiegung von Steg und Flanschbereich ohne weiteres Zutun mit abgebogen, wodurch die Gefahr besteht, daß die Wulste den sonstigen Abbiegungen nur unvollkommen folgen und somit die spätere Passform gefährdet sein kann.In the previous embodiments of the invention, the outward-pointing beads of the flanges are only bent without further action in the course of the bending of the web and the flange area, which means that there is a risk that the beads only imperfectly follow the other turns and the subsequent fit may be endangered can.
In Weiterführung der Erfindung werden nun auch die bogenförmigen Wulste entsprechend den sonstigen Abbiegungen des Profils mit ausgewalzt, ohne daß die ursprüngliche Passform, die nötig ist, um die Profilteile nach dem Abbiegen zu verhaken, verloren geht.In a continuation of the invention, the arcuate beads are now also rolled out in accordance with the other bends in the profile without the original fit which is necessary to hook the profile parts after the bend being lost.
Dabei sind in Vor- oder Nachschaltung, um das Blech bogenförmig abzubiegen, horizontale Preßwalzen im Stegbereich und seitliche Preßwalzen an den Flanschen vorgesehen, und zum Krümmen werden in voroder nachgeschalteten Biegestationen die am Profil von vornherein angeformten, nahezu kreisförmigen Wulste entweder zum Teil halbkreisförmig oder ganz entsprechend einem geradlinigen Verlauf aufgebogen und mit Preßkräften überlagert.In this case, horizontal press rolls in the web area and lateral press rolls on the flanges are provided in upstream or downstream in order to bend the sheet in an arc, and for bending, the almost circular beads, which have been formed on the profile from the outset, are either partially semicircular or completely in order to bend bent up in a straight line and overlaid with pressing forces.
Nach den Preß- und Biegevorgängen werden die Wulste dann wieder in die ursprüngliche Form zurückverformt.After the pressing and bending processes, the beads are then deformed back into their original shape.
Demnach werden bei bogenförmigen Abbiegungen des Bleches und/oder bei konvexen oder konkaven Krümmungen des Bleches die vorher kreisförmigen Wulste zum Teil aufgebogen und zum konvexen Krümmen des Bleches sind an den Flanschen jeweils links und rechts , ausgehend vom Stegbereich, linear ansteigende Preßkräfte vorgesehen und auf die Wülste werden bogenförmige linear verlaufende Preßkräfte aufgebracht.Accordingly, in the case of arcuate bends of the sheet and / or in the case of convex or concave curvatures of the sheet, the previously circular beads are partially bent up and for convex curvature of the sheet, linearly increasing pressing forces are provided on the flanges on the left and right, starting from the web area, and on the Beaded linear pressure forces are applied.
Für konkave Krümmungen ist es vorgesehen, daß die Wulste zum Teil halbkreisförmig aufgebogen werden und daß zum konkaven Krümmen des Bleches an den Flanschen jeweils links und rechts ausgehend von den Wulsten und an den Wulsten selbst in den Außen- und Innenbereichen linear ansteigende Preßkräfte vorgesehen sind und daß im Übergang zum Stegbereich linear ansteigende bogenförmige Preßkräfte aufgebracht werden und im weiterne auf den Mittensteg ein gleichmässiger Walzdruck aufgebracht wird.For concave curvatures, it is provided that the beads are partially bent in a semicircular shape and that for the concave curvature of the sheet on the flanges on the left and right, starting from the beads and on the beads themselves, linearly increasing pressing forces are provided in the outer and inner areas and that linearly increasing arc-shaped pressing forces are applied in the transition to the web area and, furthermore, a uniform rolling pressure is applied to the center web.
Um bei aufgebogenen geradlinig mit den Flanschen verlaufenden Wulsten konkave oder konvexe Krümmungen des Bleches zu erreichen, ist es vorgesehen, daß an den Flanschen und den aufgebogenen Wulsten jeweils links und rechts, ausgehend vom Stegbereich, linear ansteigende bzw. linear abfallende Preßkräfte wirken, in Verbindung mit einer gleichmässigen Preßkraft auf den Mittensteg.In order to achieve concave or convex curvatures of the sheet metal when the beads are straight and flanged, it is provided that linearly increasing or linearly decreasing pressing forces act on the flanges and the bent-up beads on the left and right in each case, starting from the web area, in conjunction with a uniform pressing force on the central web.
Für eine konische Abbiegung des gekrümmten Profils nach Art einer Kurvenüberhöhung ist es vorgesehen, daß im Stegbereich in Richtung der Aufbiegung eine linear ansteigende Preßkraft ausgebildet ist und daß an den Übergangsbereichen zu den Flanschen linear ansteigende, bogenförmige Preßkräfte vorgesehen seind und daß an den Flanschen in Richtung zu den Wulsten linear abfallende Preßkräfte angreifen.For a conical bending of the curved profile in the manner of a curve elevation, it is provided that a linearly increasing pressing force is formed in the web area in the direction of the bend and that linearly increasing, arc-shaped pressing forces are provided at the transition areas to the flanges and that the flanges in the direction attack linearly falling pressing forces towards the beads.
Eine Vorrichtung zum bogenförmigen Abbiegen des Profils und zum Krümmen der geformten Profilteile sieht vor, daß Preß- und Biegerollenpaare für einen Durchlauf des zu biegenden Bleches hintereinander angeordnet sind, wobei ein oder mehrere Rollenpaare zum Öffnen der Wulste, ein oder mehrere Biegewalzenpaare zum Auswalzen der Wulste, ein oder mehrere seitliche Preßwalzenpaare zum Auswalzen der Flansche, mindestens ein Preßwalzenpaar mit Biegerollen für den Mittensteg und drei Rollenpaare zum Schließen der Wulste vorgesehen sind, sowie weiterhin zum bogenförmigen Abbiegen vor- oder nachgeschaltete horizontale Preßrollen und weitere seitliche Preßrollen an den Flanschen des abzubiegenden Bleches.A device for arcuate bending of the profile and for curving the shaped profile parts provides that pairs of pressing and bending rollers are arranged one behind the other for a passage of the sheet to be bent, one or more pairs of rollers for opening the beads, one or more pairs of bending rollers for rolling out the beads , one or more pairs of lateral press rollers for rolling out the flanges, at least one pair of press rollers with bending rollers for the central web and three pairs of rollers for closing the beads are provided, as well as for the horizontal bending of upstream or downstream horizontal pressing rollers and further lateral pressing rollers on the flanges of the sheet to be bent .
Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.The invention is explained in more detail below with the aid of drawings which illustrate only one embodiment. Further features and advantages of the invention which are essential to the invention emerge from the drawings and their description.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander. Alle in den Unterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind.The subject matter of the present invention results not only from the subject matter of the individual patent claims, but also from the combination of the individual patent claims with one another. All information and features disclosed in the documents, in particular the spatial training shown in the drawings are considered claimed according to the invention insofar as they are new compared to the prior art, individually or in combination.
Es zeigt:
Figur 1 den Querschnitt eines profilierten Bleches mit Darstellung von Spannungsfeldern,- Figur 2: die stirnseitige Ansicht einer Biegevorrichtung in schematischer Darstellung, teilweise geschnitten mit Darstellung des Bleches 5 und horizontalen und seitlichen Preßrollen,
- Figur 3: eine
Seitenansicht nach Figur 2 in schematischer Darstellung, teilweise geschnitten, - Figur 4: eine seitliche schematische Darstellung der Biegevorrichtung mit paarweise hintereinander angeordneten horizontalen Preßrollen,
- Figur 5: eine schematische Darstellung einer Vierrollenbiegemaschine,
- Figur 6: eine schematische Darstellung zur Anwendung eines zusätzlichen Preßrollganges bei einer Vierrollenbiegemaschine nach Figur 5,
- Figur 7: die Aufsicht auf ein großvolumiges Blech mit Krümmungen gemäß einem Rollwalzbiegeverfahren,
- Figur 8: eine stirnseitige Schnittdarstellung nach Figur 7,
- Figur 9: einen
Längsschnitt nach Figur 8 mit Darstellung einer zusätzlichen konkaven Krümmung gemäß einer Überlagerung des Rollwalzbiegeverfahrens mit einem Preßrollvorgang, Figur 10 ein profiliertes Blech mit angeformter konvexer Krümmung durch zusätzliches Auswalzen der Wulste und der Flansche;- Figur 10A das profilierte
Blech nach Figur 10 im Querschnitt, Figur 11 ein profiliertes Blech mit angeformter konkaver Krümmung durch zusätzliches Auswalzen der Wulste und der Flansche in einer anderen Preßrichtung,- Figur 11a das profilierte
Blech nach Figur 11 im Querschnitt; Figur 12 ein kreisförmig abgebogenes sowie konvex gekrümmtes und zusätzlich konisch abgebogenes profiliertes Blech in der Aufsicht;- Figur 12A das profilierte
Blech nach Figur 12 in einer perspektivischen Darstellung; Figur 13 der Verlauf der Preßkräfte spiegelbildlich zu einer Mittenachse, um konvexe Krümmungen nach Figur 10 oder konkave Krümmungen nach Figur 11 zu erzielen;Figur 14 der Verlauf der Preßkräfte, um konvexe Verformungen nach Figur 10 bei aufgebogenen Wulsten zu erzielen,Figur 15 ein Spannungsdiagramm der Preßkräfte, um ein profiliertesBlech nach Figur 10oder Figur 11 zusätzlich konisch zu verformen;Figur 16 die Anordnung von Rollenpaaren für die Wulstverformung.
- FIG. 1 shows the cross section of a profiled sheet with the representation of stress fields,
- FIG. 2: the front view of a bending device in a schematic representation, partially cut with representation of the
sheet 5 and horizontal and lateral press rolls, - FIG. 3: a side view according to FIG. 2 in a schematic illustration, partly in section,
- FIG. 4: a lateral schematic representation of the bending device with horizontal press rolls arranged in pairs one behind the other,
- FIG. 5: a schematic representation of a four-roll bending machine,
- FIG. 6: a schematic illustration of the use of an additional press roller table in a four-roller bending machine according to FIG. 5,
- FIG. 7: the top view of a large-volume sheet with curvatures in accordance with a roll-roll bending process,
- FIG. 8: an end sectional view according to FIG. 7,
- FIG. 9: a longitudinal section according to FIG. 8 showing an additional concave curvature according to an overlay of the roll-roll bending process with a press-rolling process,
- FIG. 10 shows a profiled sheet metal with a formed convex curvature by additionally rolling out the beads and the flanges;
- 10A shows the profiled sheet according to FIG. 10 in cross section,
- FIG. 11 shows a profiled sheet metal with a formed concave curvature by additionally rolling out the beads and the flanges in a different pressing direction,
- Figure 11a shows the profiled sheet according to Figure 11 in cross section;
- FIG. 12 is a top view of a circularly bent and convexly curved and additionally conically bent profiled sheet;
- FIG. 12A shows the profiled sheet according to FIG. 12 in a perspective illustration;
- FIG. 13 shows the course of the pressing forces in mirror image to a central axis in order to achieve convex curvatures according to FIG. 10 or concave curvatures according to FIG. 11;
- 14 shows the course of the pressing forces in order to achieve convex deformations according to FIG.
- FIG. 15 shows a stress diagram of the pressing forces in order to additionally conically deform a profiled sheet according to FIG. 10 or FIG. 11;
- Figure 16 shows the arrangement of pairs of rollers for bead deformation.
In Figur 1 ist ein profiliertes Blech 5 dargestellt mit einem Stegbereich 11 und seitlichen Flanschen 9,10. Im wesentlichen geht es zunächst darum, das profilierte Blech 5 gemäß einem Radius 33 nach Figur 1 abzubiegen. Über dem profilierten Blech 5 ist eine Kräfteverteilung abhängig von den Ausmaßen des Bleches aufgetragen. Der gestrichelt eingezeichnete Kräfteverlauf zeigt Spannungsfelder im Bereich des Profiles, die mit den bekannten Biegeverfahren erreicht wurden.1 shows a profiled
Ausgehend von einem Neutralverlauf, etwa im Bereich der Stegmitte des Bleches 5, wurden bisher durch Druckaufgabe beim Abbiegen Streckkräfte oberhalb des Profils erreicht, denen erhebliche Stauchkräfte unterhalb des Bleches 5 gegenüberstanden. Es kam dadurch zu Belastungen des Profils bzw. des Bleches 5, was ein Ausbeulen oder Einreißen des Profils zur Folge hatte und zum Teil irreversible Verformungen nach sich zog.Starting from a neutral course, for example in the area of the web center of the
An dem vertikalen Schenkel 9 der Figur 1 ist nun erfindungsgemäss eine Gegenkraft 34 nach Art einer Kräfteverteilung aufgetragen, um anzudeuten, daß von außen in Richtung auf die Mittenlängsachse im Bereich des gesamten vertikalen Schenkels 9 eine Gegenkraft 34 wirkt, der von der Innenseite des Schenkels 9 her eine gleich große - in Richtung zur Außenseite wirkende - Kräfteverteilung entgegensteht. Das schraffierte Rechteck mit der Gegenkraft 34 symbolisiert, daß auf den vertikalen Schenkel 9 die gleiche Kraft von außen wie von innen wirkt, um eine unzulässige Deformierung dieses vertikalen Schenkels 9 zu vermeiden.A
Durch das erfindungsgemässe Verfahren in Verbindung mit der Vorrichtung durch das Aufbringen von einseitigen Walzkräften ist es nun gelungen, die gestrichelt eingezeichnete Neutrallinie nach Figur 1 in einen nach Figur 1 ausgezogen eingezeichneten Kräfteverlauf 56 zu verschieben. Hierbei werden ansich erwünscht große Streckkräfte erreicht, wobei im Ergebnis, insbesondere auf der Unterseite des Profils, unkontrollierbare Stauchkräfte vermieden werden.By means of the method according to the invention in connection with the device by applying unilateral rolling forces, it has now been possible to shift the neutral line shown in broken lines in FIG. 1 into a
Nach der Erfindung wird in Position 18 des Bleches 5 , wo der größte Krümmungsradius erzielt werden soll, durch horizontale Preßrollen ein maximaler Preßdruck aufgebracht, der vorzugsweise linear in einen drucklosen Bereich in Position 17 auf der anderen Seite des Bleches 5 übergeht.According to the invention, a maximum pressing pressure is applied in
Anschließend oder auch vorher wird der seitliche Flanschbereich 9 des Bleches 5 entsprechend dem größten Krümmungsradius durch seitliche Preßrollen ausgewalzt. Diesem Kräfteverlauf kann das Blech 5 auch in mehrmaligem Durchlauf ausgesetzt sein. Die Wulste 52 werden bei diesem Verfahren nicht ausgewalzt sondern lediglich im Zuge der gesamten Verformung des Bleches 5 mit abgebogen.Then or even beforehand, the
Der insgesamt erreichte Kräfteverlauf nach Figur 1 oberhalb des Bleches 5 , durch unterschiedlich starkes Auswalzen des Steges und seitliches Auswalzen des Flansches 9 , führt zu einer erwünschten kreisförmigen Abbiegung Bleches 5 entsprechend einer seitlichen Biegung in der Zeichenebene nach Figur 1, wie dies ähnlich bei Schienenprofilen der Fall ist.The total force curve achieved according to Figure 1 above the
Das erfindungsgemässe Verfahren, die Kombination eines Biegevorgangs mit einer Rollumformung, hier Preßroll-Biegeverfahren genannt, vermeidet ein Ausbeulen des dünnen Blechprofils 5 und erreicht im Ergebnis ein stabil gekrümmtes Formteil.The method according to the invention, the combination of a bending process with a roll forming process, here called a press roll bending process, prevents the thin
Durch den linearen Preßverlauf über den Steg 11 des Bleches 5, ausgehend von einer maximalen Preßkraft bei Position 18 bis zu einem drucklosen Verlauf im Bereich des Steges 11 bei Position 17, werden unerwünscht auftretende Stauchkräfte abgefangen und vielmehr kontinuierliche Preßkräfte erzeugt, welche die erwünschte Krümmung bewirken.Due to the linear course of the pressing over the
Im Anschluß an einen Biegedurchlauf kann der Biege- bzw. Walzvorgang sowohl auf den Steg 11 des Bleches 5 selbst und auf den Flanschbereich 9 des Bleches 5 evtl. mit unterschiedlichen Preßkräften wiederholt werden.Following a bending pass, the bending or rolling process can be repeated both on the
Das erfindungsgemässe Verfahren eignet sich besonders gut zur Vor- oder Nachschaltung bei ansich bekannten Kernrollbiegemaschinen oder Dreirollbiegemaschinen, wo das Blech zusätzlich in vertikaler Richtung gekrümmt wird, da durch die Erfindung zusätzlich eine Vor- oder Nachbearbeitung des Bleches 5 erreicht wird, was zu einem stabilen, wellenfreien Krümmungsverlauf führt.The method according to the invention is particularly well suited for upstream or downstream connection in known core roll bending machines or three-roll bending machines, where the sheet is additionally curved in the vertical direction, since the invention additionally achieves pre- or post-processing of the
Erfindungsgemäss wird insbesondere bei zähen, festen Werkstoffen im Bereich der Position 18 nach Figur 1 der Preßdruck mit einer Vibration überlagert. Dies führt bei der vorgesehenen linearen Verteilung des Preßdruckes über den Stegbereich 11 des Bleches 5 zu einer Unterstützung bei den Streck- und Stauchvorgängen.According to the invention, in particular in the case of tough, solid materials in the area of
Auch im Flanschbereich 9 des Bleches 5 kann der dortige Walzdruck mit Vibrationen überlagert werden, um in Form von Schlägen einstellbarer Frequenz den Streckvorgang zu unterstützen.The rolling pressure in the
In Figur 2 ist das Blech 5 dargestellt mit seinem Steg 11 und den Flanschen 9 und 10 in Preßstellung zwischen zwei horizontalen Preßrollen 4 und 6, wobei in Position 18 der maximale Preßdruck anliegt, der linear bis zu einem drucklosen Zustand in Position 17 im Bereich des Bleches 5 verläuft.In Figure 2, the
An den Flanschen 9 und 10 liegen in Wellen gelagert an der Innenseite seitliche Preßrollen 19 an, denen an der Außenseite der Flansche 9 und 10 seitliche Preßrollen 21 gegenüberstehen.On the
Gemäss der Darstellung nach Figur 1 wird im Bereich des Flansches 9 von den seitlichen Preßrollen 19,21 ein maximaler Preßdruck entsprechend einer erwünschten Streckung erzeugt. Die Preßrollen 19,21 auf der Flanschseite 10 des Bleches 5 verlaufen dabei drucklos, so daß insgesamt das Profil kreisförmig abgebogen wird.According to the illustration in FIG. 1, a maximum pressing pressure corresponding to a desired extension is generated by the
Die horizontalen Preßrollen 6 weisen Profilierungen auf, insbesondere Ringnuten 7, damit vorprofilierte Sicken 8 im Bereich des Steges 11 beim Auswalzen nicht verletzt werden.The
Ebenso sind an den seitlichen Preßrollen 19,21 Profilierungen vorgesehen, um den Walzvorgang ohne Beschädigung vorhandener Wulste 52 in den Flanschbereichen 9 und 10 durchführen zu können.Profiles are also provided on the
Zur Erzielung des vertikalen Preßdruckes der horizontalen Preßrollen 6 sind diese an ihren Wellenenden 12 über eine Lageraufnahme 13 an Druckrollen 14 gelagert, auf die über Lager 15 ein Spindeldruck in Pfeilrichtung 29 aufgebracht wird. Das Lager 15 mit den Druckrollen 14 ist dabei in Pfeilrichtung 16 vertikal verschieblich gelagert.In order to achieve the vertical pressing pressure of the horizontal
Zur Erzielung des seitlichen Walzdruckes, z.B. auf den Flansch 9, ist die seitliche Preßrolle 21 horizontal verschieblich vorgesehen, wobei der Flanschumformdruck in Pfeilrichtung 22 wirkt. Die Preßrolle 21 ist dazu nach Figur 2 und Figur 3 an einem Arm 23 gelagert, auf den in Pfeilrichtung 24 der Spindeldruck von einer hier nicht dargestellten Spindel aufgebracht wird.To achieve the lateral rolling pressure, e.g. on the
Zur Entlastung der Achse 3 der unteren horizontalen Preßrollen 4 sind an einer Welle 2 Druckrollen 1 vorgesehen, auf denen die horizontale Preßrolle 4 aufliegt.To relieve the
Figur 3 zeigt die Lageranordnung der horizontalen Preßrollen 4,6 von der Seite her. Das Blech 5 befindet sich zwischen den beiden horizontalen Preßrollen 4 und 6, die in Position 18 den maximalen Preßdruck aufweisen.
Bei der Erfindung ist es gemäß Figur 3 wichtig, daß die Umfangsgeschwindigkeit der Rollen 4 und 6 genau gleich ist. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß allein nur die Rolle 4 angetrieben wird, wie dies in Figur 4 dargestellt ist und die Rolle 6 dann nur mitläuft, oder es kann auch so vorgesehen sein, daß sowohl die Rolle 4 als auch die Rolle 6 synchron angetrieben werden und gleichen Durchmesser aufweisen oder daß sie unterschiedlichen Durchmesser aufweisen, dann aber so angetrieben werden, daß sie am Außenumfang gleiche Drehgeschwindigkeit aufweisen.Figure 3 shows the bearing arrangement of the
In the invention it is important according to Figure 3 that the peripheral speed of the
Die Lager 15 sind dazu in Führungen 32 verschieblich gelagert, wobei der Spindeldruck in Pfeilrichtung 29 über die Druckrollen 14 auf das Wellenende 12 der oberen horizontalen Preßrolle 6 wirkt und den Preßdruck erzeugt. Die untere horizontale Preßrolle 4 ist unverschieblich lediglich drehbar angeordnet und nimmt über die Druckrollen 1 den Preßdruck auf.The
Figur 4 zeigt eine Anordnung des horizontalen und seitlichen Walzvorganges, wobei das Blech 5 in Pfeilrichtung 30 über einen motorischen Antrieb mit Antriebskette 27 zunächst zwei horizontale Preßrollen 4,6 passiert, denen eine Umformung des Flanschbereiches mittels der seitlichen Preßrollen 21 nachgeschaltet ist.FIG. 4 shows an arrangement of the horizontal and lateral rolling process, the
In weiterer Fortführung des Bleches 5 in Pfeilrichtung 30 ist eine weitere Auswalzung des Steges 11 des Bleches 5 mit zusätzlichen horizontalen Preßrollen 4,6 vorgesehen. Das Blech 5 wird vorteilhaft über Losrollen 25 geführt.In a further continuation of the
In Figur 4 ist die Seite des Bleches 5 mit dem Steg 10 dargestellt, denen gemäss Figur 1 mit der Position 17 ein weitgehend druckloser Verlauf zukommt. Die Rolle 21 dient hier in Verbindung mit druckfreien Enden der horizontalen Preßwalzen 4,6 lediglich zur Führung des Bleches 5.FIG. 4 shows the side of the
Auf der der Flanschseite 10 gegenüberliegenden Seite des Bleches 5 mit der Flanschseite 9 herrschen maximale Druckbedingungen.Maximum pressure conditions prevail on the side of the
Die Vorrichtung ist in symmetrischer Anordnung erstellt. Es können je nach erwünschter Krümmung des Bleches 5 auch in den sonst drucklosen Bereichen der Vorrichtung Druckanstiege vorgesehen sein. Bei den zu erwartenden Krümmungen sind die Preßwalzen 4,6 entsprechend dem Krümmungsverlauf versetzt angeordnet.The device is created in a symmetrical arrangement. Depending on the desired curvature of the
Nach Figur 4 erfolgt die Hintereinanderschaltung von drei verschiedenen Umformvorgängen, nämlich durch die erste Biegestation, die in Pfeilrichtung 30 vorne liegt, wird zunächst der Steg 11 vorgewalzt und schwach gekrümmt. Es schließt sich danach die Umformung der Flanschbereiche an durch die mittige Anordnung der seitlich wirkenden Preßrollen 21 und danach erfolgt das eigentliche Fertigpreßwalzen durch die in Pfeilrichtung 30 nachgeschaltete Station, wo ebenfalls die horizontal gelagerten Walzen 4,6 einander gegenüberliegen.According to FIG. 4, three different forming processes are connected in series, namely by means of the first bending station, which lies at the front in the direction of
Es sind aber auch beliebig andere Ausführungsformen möglich. So können auch mehr als zwei Umformstationen für den Steg oder auch mehrere Flanschumformstationen verwendet werden.However, any other embodiments are also possible. In this way, more than two forming stations can be used for the web or several flange forming stations.
In Figur 4 sind die Spindeltriebe 31 ersichtlich, die über die vertikal verschieblichen Preßrollen 6 den vertikalen Preßdruck erzeugen. Für das seitliche Auswalzen der Flanschbereiche des Bleches 5 sind seitliche Preßrollen 21 an einem Arm 23 vorgesehen, an dem in Pfeilrichtung 24 der Spindeldruck angreift.In Figure 4, the spindle drives 31 can be seen, which generate the vertical pressing pressure via the vertically
Zur Unterstützung der Auswalzvorgänge können am Arm 23 in Pfeilrichtung 24 wirkend und im Bereich des Spindeltriebes 31 auf die horizontalen Preßrollen 6 wirkend Vibrationen vorgesehen sein mit einstellbarer Frequenz.To support the rolling processes, vibrations can be provided on the
Aus Figur 5 ist eine ansich bekannte Vierrollenbiegemaschine ersichtlich, bei welcher das profilierte Blechteil 5 zwischen zwei mittleren Rollen 35,36 lediglich über Reibungskräfte geführt ist. Zwei weitere Rollen 37,38 dienen lediglich dazu, um in ansich bekannter Weise dem Blechteil 5 eine Krümmung gemäss einem Radius 39 zu erteilen.FIG. 5 shows a four-roll bending machine known per se, in which the profiled
In Ausgestaltung des Patentbegehrens ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, daß in vertikaler Richtung auf die mittlere Rolle 36 eine erhebliche Preßkraft 40 ausgeübt wird, wodurch zusätzlich eine konkave Krümmung des Blechteiles 5 entsteht. Dies bedeutet, daß zu dem Rollbiegen ein Preßwalzen überlagert wird, so daß insgesamt ein Preßrollbiegen entsteht, welches überraschender Weise Vorteile bietet, insbesondere die spannungsfreie Krümmung von schwierigen, schwer biegbaren, relativ dickwandigen Profilen. Für konvexe Krümmungen wird die Anordnung nach Figur 5 mit von oben wirkenden Biegerollen 37,38 verwendet.In an embodiment of the patent request, it is now provided according to the invention that a considerable
Bei Figur 6 ist die Anwendung eines derartigen Preßrollbiegeverfahrens dargestellt. Ein Z-Profil 41 befindet sich zwischen Druckrollen 35,36, wobei in vertikaler Richtung eine relativ große Preßkraft 40 angesetzt ist. Infolgedessen verlagert sich eine sonst beim Rollbiegevorgang vorhandene Neutrallinie 42 in einen unschädlichen Bereich gemäß einer sich nun ergebenden Neutrallinie 43. Sonst wirkende Biegekräfte 44,45 entfallen und es entsteht vielmehr eine in Richtung des horizontalen Schenkels wirkende Biegekraft 46, wodurch schädliche Verformungen vermieden werden.The use of such a press roll bending method is shown in FIG. A Z-
Beim Rollbiegen konnte sich der Schenkel 47 bogenförmig schräg nach oben biegen gemäß der Kraft 45, was nun vermieden wird, da durch den Preßwalzvorgang gleichmäßige Reckungen entstehen, wodurch Verformungen ausgeglichen werden. Es wird vielmehr eine gleichmäßige Spannung über den gesamten horizontalen Schenkel 47 erzielt. Der Preßwalzvorgang sieht hier eine künstliche Reckung des Steges bzw. des horizontalen Schenkels 47 vor, so daß sozusagen ein künstlicher Biegevorgang entsteht, bei dem überraschender Weise Deformationen vermieden werden.During roll bending, the
Das Patentbegehren betreffend ein Rollwalzbiegen nach den Figuren 1 und 2 ist hier noch weitergeführt derart, daß in dieses Rollwalzbiegen noch ein Preßrollen nach den Fig. 5 und Fig. 6 integriert ist, wodurch ein Preßrollbiegen entsteht.The patent application relating to roll rolling bending according to FIGS. 1 and 2 is continued here in such a way that a press roll according to FIGS. 5 and 6 is also integrated into this roll rolling bending, as a result of which press roll bending is produced.
Die Preßkraft 40 ist dabei gleichmässig über die gesamte Länge des horizontalen Schenkels 47 erstreckt, wodurch nun auch schwer biegbare Profile 41 abgebogen werden können.The pressing
Die Figur 7 zeigt ein Profilteil 5 mit Wülsten 52, das erfindungsgemäss in einem Rollwalzbiegeverfahren nach Fig. 1 nach dem Patentbegehren gemäß Radien 48,49 abgekrümmt wurde. Solche Profilteile 5 können erhebliche Ausmaße und Abmessungen von mehreren Metern aufweisen.FIG. 7 shows a
Die Figur 8 zeigt das Profilteil in stirnseitiger Schnittdarstellung, wobei ersichtlich ist, daß das Profil mit Wülsten 52 in relativ schwierig zu biegender Profilierung vorliegt.FIG. 8 shows the profile part in an end sectional view, it being evident that the profile with
Die Figur 9 zeigt Radien 50,51, die dem Profilteil 5 in einem zusätzlichen Preßrollvorgang nach Figur 5,6 erteilt wurden. Dies bedeutet, daß gemäß der Erfindung nun große dünnwandige Bleche 5 oder auch schwer biegbare Bleche aus zähem Material sowohl mit Radien 48,49 nach den Figuren 2,3,4 und Figur 7 versehen werden können, als auch mit Radien 50,51 gemäß den Figuren 5,6 und 9.FIG. 9 shows radii 50, 51 which were given to the
Gemäss den Figuren 10 bis 14 in Verbindung mit Figur 16 wird erläutert, wie zusätzlich zu einer erwünschten Abbiegung und Krümmung des Bleches 5 nach den Figuren 1 bis 9 auch die Wulste 52 erfindungsgemäss verformt werden, um eine gewünschte Passform zu erreichen und zusätzlich die Stabilität des verformten Bleches 5 zu erhöhen.According to FIGS. 10 to 14 in conjunction with FIG. 16, it is explained how, in addition to a desired bending and curvature of the
Nach Figur 16 ist erkennbar, wie die Wulst 52 über Rollenpaare 69,71 ausgewalzt werden, um derart auch den Wulstbereich geeignet zu krümmen.According to FIG. 16, it can be seen how the
Demnach werden gemäss den Figuren 10 bis 14 und Figur 16 die Wulste 52 von innen und außen ausgewalzt und dabei teilweise aufgebogen (durchgezogen eingezeichnet) oder die Wulste 52' werden in einer nicht dargestellten vorgeschalteten Station nach Figur 16 gänzlich aufgebogen (gestrichelt gezeichnet). Nach dem Abbiegen und Krümmen des Wulstbereiches in Verbindung mit dem Abbiegen und Krümmen des Mittensteges und der Flansche gemäss den Figuren 1 bis 9 werden die Wulste in der ursprünglichen Form kreisförmig bzw. hakenförmig wieder angeformt, wobei insbesondere ein Verformen oder Einreissen der Wulste vermieden wird.Accordingly, according to FIGS. 10 to 14 and FIG. 16, the
Demnach wird gemäss den Spannungsdiagrammen in Figur 13 und Figur 14 ein profiliertes Blech 5 nach den Figuren 10 und Figur 11 geschaffen, wo das profilierte Blech 5 mit den Flanschen und den Wulsten 52 eine konvexe Krümmung mit dem Radius 53 im Stegbereich 11 oder nach Figur 11 eine konkave Krümmung mit dem Radius 54 aufweist und jeweils zusätzlich einen bogenförmigen Verlauf nach Figur 7 einnimmt.According to the tension diagrams in FIG. 13 and FIG. 14, a profiled
Die Krümmungen 53,54 werden mit einem Rollbiegeverfahren, dem ein Preßwalzvorgang überlagert ist, auf den Mittensteg 11 nach Figur 5 erreicht, wobei zusätzlich die Flansche 9 und 10 mit seitlichen Preßwalzen 19,21 nach Figur 2 ebenfalls nach Art eines Preßwalzrollbiegeverfahrens ausgewalzt werden und zusätzlich nach Figur 16 die Wulste 52 in Verbindung mit Rollenpaaren 69,71 unter Preßdruck gesetzt werden, wodurch insgesamt Spannungsverläufe der Preßkräfte nach den Figuren 13 und Figur 14 entstehen.The
In den Figuren 10A, 11A ist jeweils der Querschnitt des Profils dargestellt. Hierbei ist es wesentlich, daß eine neutrale Biegeachse 55 vorliegt, die weitgehend spannungsfrei verläuft.FIGS. 10A, 11A each show the cross section of the profile. It is essential here that there is a
In den Figuren 12,12A ist ein weiteres Ausführungsbeispiel dargestellt, wo das Profil zusätzlich noch gemäss einem Winkel 78 eine Konizität aufweist, das heisst, der eine Flansch 9 liegt höher als der andere Flansch 10. Wenn man sich das Profil nach Figur 12 und Figur 12A als Kreisring gebogen vorstellt, dann ergibt sich ein Konus , der sich zur Mitte hin verengt.A further exemplary embodiment is shown in FIGS. 12, 12A, where the profile additionally has a conicity at an
Dieser konische Krümmungsverlauf wird mit Rollenpaaren entsprechend einem Spannungsdiagramm nach Figur 15 erzielt.This conical course of curvature is achieved with pairs of rollers in accordance with a tension diagram according to FIG.
Nach der Weiterführung der Erfindung ist es nun möglich, nicht nur eine Biegestruktur nach Figur 7 zu erzielen, sondern darüber hinaus können noch die unterschiedlichsten Biegeformen in der Kombination oder in Alleinstellung aus den Figuren 10 bis 12 erzielt werden.After the invention has been continued, it is now possible not only to achieve a bending structure according to FIG. 7, but also to be able to achieve the most varied bending shapes in combination or on their own from FIGS. 10 to 12.
Die Spannungsdiagramme in den Figuren 13 , 14 und Figur 15 zeigen den Verlauf des Preßdruckes der hintereinander angeordneten Rollenpaare gemäss den Vorrichtungen nach den Figuren 4, Figur 5, Figur 6 und Figur 16, wenn das vorher geradlinig profilierte Blech 5 beim Durchlaufen der Preß- und Biegewalzen abgebogen und gekrümmt wird, ohne daß hier Öffnungs- und Schließstationen für die Wulste 52 oder sonstige Führungsrollen dargestellt sind.The tension diagrams in FIGS. 13, 14 and FIG. 15 show the course of the pressing pressure of the roller pairs arranged one behind the other according to the devices according to FIGS. 4, 5, 6 and 16, when the previously linearly profiled
Nach Figur 13 ist zunächst der Kräfteverlauf 34, 56 ersichtlich, wie er nach Figur 1 mit einer Vorrichtung nach Figur 4 erzielt wird, wodurch das Blech 5 bogenförmig nach Figur 7 abgebogen wird.According to FIG. 13, the course of
Zur Erreichung einer konvexen Krümmung des Bleches 5 nach Figur 10 ist nun nach Figur 13 rechter Teil das Spannungsdiagramm betreffend den Flansch 9 und den Wulst 52 dargestellt. Für konvexe Krümmungen gilt für den Flansch 10 spiegelbildlich zur Mittenachse 62 dasselbe Spannungsdiagramm für den Flansch 9, was hier der Einfachheit halber nur für einen Flansch in den Figuren 13 und Figur 14 dargestellt ist.In order to achieve a convex curvature of the
Demnach wird mit seitlichen Preßwalzen 19,21 für konvexe Krümmungen den Flanschen 9,10 eine vom Mittensteg 11 zunächst linear ansteigende Preßkraft 57 erteilt, die aber am Punkt 58 in Höhe der Wulste 52 in eine nicht-lineare Preßkraft 59 übergeht, die bis zum Scheitelpunkt 60 schwach ansteigt zu einer maximalen Preßkraft und dann im Außenbereich des Wulstes 52 nach Figur 13 am Punkt 61 wieder schwach abfällt.Accordingly, with
Dieses Spannungsdiagramm mit den linearen und nicht-linearen Preßkräften 57,59 wird auf die Flansche 9,10 mittels seitlicher Preßwalzen 19,21 nach Figur 2 und auf die Wulste 52 mittels profilierter Rollenpaare 69,71 nach Figur 16 erreicht, wobei die jeweiligen Preßwalzen oder Rollen einander vor- oder nachgeschaltet sind.This tension diagram with the linear and non-linear press forces 57, 59 is achieved on the
Auf der linken Seite nach Figur 13 ist am Flansch 10, Wulst 52 und Steg 11 ein Spannungsverlauf dargestellt, um das Blech 5 konkav nach Figur 11 zu krümmen, wobei für den Flansch 9 spiegelbildlich dasselbe Spannungsdiagramm gilt.On the left hand side according to FIG. 13 there is a
Demnach wird mittels Preßwalzen 19,21 auf die Flansche 9,10 zunächst eine maximale Preßkraft 63 aufgebracht, die linear entsprechend der Preßkraft 65 bis zum Nullpunkt 64 einer Null-Linie 66 am Wulst 52 abfällt.Accordingly, a
Beiderseits des Wulstes 52 wird mittels der unterschiedlich eingestellten und evtl. geschwenkten Rollenpaare 69,71 nach Figur 16 eine nach außen und innen leicht ansteigende Preßkraft 7 , 68 aufgebracht.On both sides of the
Bei Figur 5 wird mittels vor- oder nachgeschalteter geneigter Preßwalzen 19,21 im Krümmungsbereich zwischen den Flanschen 9,10 und dem Mittensteg 11 eine bogenförmig linear leicht ansteigende Preßkraft 70 aufgebracht.In FIG. 5, an upward or downstream inclined pressing
Weiterhin wird für konvexe Krümmungen in einer weiteren Station nach Figur 5 dort in umgekehrter Biegerichtung dem Mittensteg 11 in Verbindung mit einem Preßroll-Biegeverfahren eine zusätzliche Preßkraft 40 erteilt, um den Mittensteg 11 konkav zu krümmen.Furthermore, for convex curvatures in a further station according to FIG. 5, an additional
Für konvexe Krümmungen wird die Biegerichtung nach Figur 5 umgekehrt.For convex curvatures, the bending direction is reversed according to Figure 5.
Bei dem Spannungsdiagramm nach Figur 13 zur Erzielung von konvexen oder konkaven Zusatzkrümmungen nach den Figuren 10 oder Figur 11 werden die Wülste 52, die ursprünglich nach Figur 2 von der Herstellerseite aus als Kugel oder Hakenwulst vorliegen, leicht aufgebogen gemäss der Darstellung in Figur 16.In the tension diagram according to FIG. 13 in order to achieve convex or concave additional curvatures according to FIG. 10 or FIG. 11, the
Die Rollenpaare 69,71 weisen Profilierungen 72,73 auf, über welche durch Verschwenken und Anpressen die Spannungsverläufe an den Wulsten 52 nach Figur 13 linker oder rechter Teil erzielt werden.The roller pairs 69, 71 have
Die Rollenpaare 69,71 mit ansich komplizierten Profilierungen könnten jedoch auch entfallen.The roller pairs 69, 71 with intrinsically complicated profiles could, however, also be omitted.
In einer Vorschaltstation werden dann mittels hier nicht dargestellter seitlicher Walzen etwa gemäss den Preßwalzen 19,21 nach Figur 2 mit geeigneter Profilierung zum Aufbördeln, die ursprünglich halbkreisförmigen Wulste 52 geradlinig aufgebördelt gemäss Wulsten 52' in der gestrichelten Darstellung nach Figur 16.In an upstream station, lateral rollers (not shown here), for example according to the
Mit derartigen zu den Flanschen 9,10 geradlinig verlaufenden Wulsten 52' kann nun nach Figur 14 das Blech 5 ebenfalls konkav oder konvex gekrümmt werden.With such beads 52 'running in a straight line with the
Nach Figur 14 wird hierzu auf die Flansche 9,10 mittels seitlicher nicht profilierter Preßwalzen, etwa gemäss den Preßwalzen 19,21 nach Figur 2, in einer dem Aufbördelvorgang nachgeschalteten Station eine vom Mittelsteg 11 linear ansteigende Preßkraft 74 aufgebracht, die über die Flansche 9,10 und die Wulste 52' verläuft.According to FIG. 14, a pressing
Für konkave Krümmungen ist der Verlauf der Preßkräfte 74,40 nach Figur 14 umgekehrt.For concave curvatures, the course of the
Der Krümmungsverlauf der Preßkräfte 34,56 nach Figur 13 und Figur 14 steht in Verbindung mit einer in Aufsicht bogenförmigen Abbiegung des Bleches 5 in einer vor- oder nachgeschalteten Biege- und Walzstation nach Figur 4.The curvature profile of the
Nach dem konvexen oder konkaven Krümmen des Bleches 5 gemäss den Figuren 13 und Figur 14 wird der teilweise aufgebogene Wulst 52 oder der gänzlich aufgebogene Wulst 52' in einer am Schluß des Durchlaufes angeordneten - hier nicht dargestellten - Schließerstation wieder in die ursprüngliche Formgebung, etwa nach Figur 15, zurückgebogen.After the convex or concave curvature of the
Bei dem Vergleich der Preßkraft-Diagramme von Figur 13 und Figur 14 ist ersichtlich, daß beide Formgebungen des Wulstes 52 entweder teilweise aufgebogen oder gänzlich aufgebogen ihre Vorteile haben. Aus Figur 13 rechter Darstellung ergibt sich nämlich, wenn der Wulst 52 nicht sonderlich aufgebogen wird, dann im Scheitelpunkt 60 eine Preßkraft wirkt, die kleiner ist als die Preßkraft nach Figur 14 am Ende des Wulstes 52', d.h. also daß nach dem Aufbiegen der Wulste relativ hohe Preßkräfte aufgebracht werden, wobei aber profilierte Rollenpaare 69,71 vermieden werden.When comparing the pressing force diagrams of FIG. 13 and FIG. 14, it can be seen that both shapes of the
Ingenieurtechnisch wird das teilweise oder vollständige Aufbiegen der Wulste 52 in mehreren hintereinandergeschalteten Biegestationen vorgenommen, wobei Rollenpaare 60,71 gemäss Figur 16 so angeordnet sind, daß z.B. in einer vorgeschalteten ersten Biegstation eine teilweise Aufbiegung der Wulste 52 in die Stellung des Wulstes nach Figur 16 erfolgt (durchgezogene Linien), wonach dann auf den Mittensteg 11 in einer weiteren Biegestation eine Preßkraft 40 aufgebracht wird, und insgesamt ein Formkörper nach den Figuren 10 oder 11 geschaffen wird und anschließend wird in einer nachgeschalteten dritten Station der Wulst 52 mit entsprechenden Formrollen wieder geschlossen, so daß der Wulst 52 seine ursprüngliche Formgebung erreicht.In engineering terms, the partial or complete bending of the
Eine gleiche konstruktive Lösung wird auch bei einem gerade ausgewalzten Wulst 52' erreicht, so daß das zunächst geradlinige Profilteil mit Wulsten eine erste Station durchläuft, wo der Wulst gerade ausgewalzt wird zu Wulsten 52' und dann in einer mittleren Station das Profil mit den Flanschen 9,10 zu einem bogenförmigen Körper nach Figur 10 oder Figur 11 entsprechend der Figur 14 mit den Preßkräften 40, 74 ausgewalzt wird und später in einer nachgeschalteten Station der aufgebogene Wulst wieder mit entsprechenden Formrollen geschlossen wird.The same constructive solution is also achieved with a bead 52 'which has just been rolled out, so that the initially straight profile part with beads passes through a first station, where the bead is being rolled out to beads 52' and then in a middle station the profile with the
Anhand der Figur 15 wird nun anhand eines Preßkraftdiagramms erläutert, wie ein konisch geformter Körper nach Figur 12 und Figur 12A erzeugt wird.Using FIG. 15, a pressure force diagram is used to explain how a conically shaped body according to FIG. 12 and FIG. 12A is produced.
Demnach sind zunächst nach Figur 15 drei Biegeradien 75,76,77 vorhanden und gegenüber der horizontalen weist das Profil den Konuswinkel 78 auf.According to FIG. 15 there are initially three bending
Die Biegekurve der Wulste 52 ist in Figur 15 nicht dargestellt, weil dort ein Verlauf gemäss Figur 13 vorliegt.The bending curve of the
Für die konische Verformung des Profils wird am rechten Wulst 52 ein Radius 77 definiert, wo ein Nullpunkt 79 vorhanden ist, von dem aus die Preßkraft in Form der linearen Kurve 80 bis zu einem Scheitelpunkt 81 ansteigt, wobei dieser in der Ebene des Mittenschenkels 11 liegt. Um den Radius im Übergang zwischen dem Flansch 9 und dem Mittenschenkel 11 auswalzen zu können, ist eine Preßkraft entsprechend der Bogenkurve 82 vorgesehen, die sich bis zum Punkt 83 erstreckt, wobei dieser in der Ebene des Flansches 9 liegt. Wichtig ist es nun, daß hier bereits schon eine bestimmte Preßkraft 84 besteht und das von der Position 83 aus die Preßkraft 84 sich in Form der linearen Kurve 85 verstärkt bis zur Position 86, wo die Preßkraft 87 maximal ist.For the conical deformation of the profile, a
Am Übergang zwischen dem Mittenschenkel 11 und dem Flansch 10 folgt die Preßkraft wiederum dem Radius 76, d.h. sie folgt der bogenförmigen Preßkraft 88 , um sich dann bis zum Scheitelpunkt 89 zu erstrecken, der in der Ebene des Mittenschenkels 11 liegt.At the transition between the
Bei diesem Verfahren ist es nun ganz wesentlich, damit man überhaupt zu diesem konischen Körper kommt, ohne daß sich die Flansche 9,10 bei der Biegung verformen, daß von dem Punkt 89 die Preßkraft bis zum Punkt 90 (über die Länge der Flansche 10) linear abnimmt und hierbei der linearen Kurve 91 folgt, entsprechend dem Radius 75. Würde man nämlich z.B. die Preßkraft 91 linear ansteigen lassen, anstatt abfallen zu lassen, dann würde sich der Flansch 10 unkontrollierbar zusätzlich krümmen.With this method it is now very important that this conical body can be obtained at all without the
Insoweit ist es wichtig, daß eine XZ-Achse vorgesehen ist und aus dieser Ebene heraus wird die Lage bestimmt, indem am Innenradius 77 ein Nullpunkt 79 gebildet wird, und je mehr man von diesem Nullpunkt 79 aus der XZ-Achse herausgeht, desto mehr muß man recken und auswalzen, um eine entsprechende Verformung zu erhalten.In this respect, it is important that an XZ axis is provided and the position is determined from this plane by a on the
Deshalb ist beim Radius 76 , d.h. dem größten Radius , auch die größte Verformung notwendig und beim Radius 75 ist entsprechend dem geringeren Radius eine geringere Verformung notwendig, woraus die Abnahme der Preßkraft in Form der linearen Kurve 91 resultiert.Therefore at
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung zeichnet sich also dadurch aus, daß durch verschiedene Aufbringungen von Preßkraft an den Formrollen durch Anwendung von verschiedenen Formrollen ein Profil in verschiedene geometrische Lagen gebracht werden kann.The method according to the present invention is thus characterized in that a profile can be brought into different geometric positions by applying different pressing forces to the shaping rollers by using different shaping rollers.
Wesentlich bei der Erfindung ist es , daß der ursprüngliche Querschnitt des profilierten Bleches 5 nach Figur 15 bei allen Biegevorgängen und nach dem Durchlauf auch die Kugel bzw. Hakenwulste 52 immer formtreu erhalten bleiben bzw. angeformt werden können, so daß die geformten Teile ohne weiteres ohne Nacharbeiten miteinander verbunden werden könnten, wobei nach der Erfindung keine wesentlichen Materialschwächungen oder Riss-Stellen und Deformationen nach Art von Faltungen zu befürchten sind.It is essential in the invention that the original cross section of the profiled
Stellt sich heraus, daß gelieferte Querschnitte im Bereich von Wulsten oder sonstigen geschlossenen Profilquerschnitten mit Formrollen nur schwierig oder überhaupt nicht zu erreichen sind, dann werden in Weiterbildung der vorliegenden Erfindung die Wulste oder geschlossenen Profilquerschnitte zum Teil oder gänzlich geöffnet, um den Preßwalzvorgang durchzuführen, um derart eine kontrollierte Verformung zu erreichen und erst danach werden die aufgebogenen Teile in nachgeschalteten Stationen wieder geschlossen, d.h. in die ursprüngliche Form zurückgebracht.If it turns out that delivered cross sections in the area of beads or other closed profile cross sections with form rollers are difficult or impossible to achieve, then in a further development of the present invention the beads or closed profile cross sections are partially or fully opened in order to carry out the press rolling process in order to to achieve a controlled deformation in this way and only then are the bent parts closed again in downstream stations, ie returned to its original form.
Bisher wurden diese Verfahren und Vorrichtungen nicht angewendet, sondern es wurde vielmehr um Kerne herumgebogen oder es wurden Sicken eingebracht oder es wurden beim Abbiegen Falten erzeugt, die wieder mehr oder weniger geglättet wurden.So far, these methods and devices have not been used, Rather, it was bent around cores or beads were inserted or folds were created when turning, which were more or less smoothed out again.
Mit der vorliegenden Erfindung ist es erstmals möglich, daß auch komplizierte Vorprofilierungen wie Wulste formtreu erhalten bleiben, so daß man auch nach der Herstellung von beliebig sphärisch verformten Metallprofilen diese mühelos nebeneinander legen kann und an den nun erhaltenen Wulsten miteinander verbinden kann.With the present invention, it is possible for the first time that even complex pre-profiles such as beads are retained true to shape, so that even after the production of any spherically deformed metal profiles, these can easily be placed next to one another and connected to one another on the beads now obtained.
Insoweit können in fester Verbindung beliebige geometrische Formen zum Abdecken von Dächern oder dergleichen erzeugt werden. Mit diesem Verfahren sind auch Bögen herstellbar mit geraden Enden, je nach der Anordnung der Presswalzbiegerollen und der Profilierrollensysteme zueinander.In this respect, any geometric shapes for covering roofs or the like can be produced in a fixed connection. This method can also be used to produce sheets with straight ends, depending on the arrangement of the press-roll bending rollers and the profiling roller systems with respect to one another.
1 Druckrollen
2 Welle
3 Achse
4 horiz. Preßrolle
5 Blech
6 horiz. Preßrolle
7 Ringnuten
8 Sicken
9 Flanschbereiche
10 Flanschbereiche
11 Stegbereich
12 Wellenende
13 Lageraufnahme
14 Druckrollen
15 Lager
16 Pfeilrichtung
17 Position
18 Position
19 seitl. Preßrollen
20 Lagerachsen
21 seitl. Preßrollen
22 Pfeilrichtung
23 Arm
24 Pfeilrichtung
25 Losrollen
27 Antriebskette
29 Pfeilrichtung
30 Pfeilrichtung
31 Spindeltrieb
32 Führung
33 Radius
34 Gegenkraft
35 mittlere Rollen
36
37 weitere Rollen
38
39 Radius
40 Preßkraft
41 Z-Profil
42 Neutrallinie
43 Neutrallinie
44 Biegekräfte
45 Biegekräfte
46 Biegekraft
47 Schenkel
48 Radien
49
50 Radien
51
52 Wulste
53 Radius
54 Radius
55 neutrale Biegeachse
56 Kräfteverlauf
57 Preßkraft
58 Punkt
59 Preßkraft
60 Scheitelpunkt
61 Punkt
62 Längsmittenachse
63 max.Preßkraft
64 Null-Punkt
65 Preßkraft
66 Null-Linie
67 Preßkraft
68 Preßkraft
69 Rollenpaar
70 bogenförm.Preßkraft
71 Rollenpaar
72 Profilierungen
73 Profilierungen
74 auslegende Preßkraft
75 Biegeradien
76 Biegeradien
77 Biegeradien
78 Winkel
79 Nullpunkt
80 lineare Kurve
81 Scheitelpunkt
82 Bogenkurve
84 Preßkraft
85 lineare Kurve
86 Position
87 Preßkraft
88 bogenförm.Preßkraft
89 Scheitelpunkt
90 Punkt
91 lineare Kurve
1 pressure roller
2 wave
3 axis
4 horiz. Press roll
5 sheet
6 horiz. Press roll
7 ring grooves
8 beads
9 flange areas
10 flange areas
11 dock area
12 shaft end
13 inventory
14 pressure rollers
15 bearings
16 arrow direction
17 position
18 position
19 pages Press rolls
20 bearing axles
21 pages Press rolls
22 arrow direction
23 arm
24 arrow direction
25 start rolling
27 drive chain
29 arrow direction
30 arrow direction
31 spindle drive
32 leadership
33 radius
34 drag
35 medium roles
36
37 more roles
38
39 radius
40 pressing force
41 Z profile
42 neutral line
43 neutral line
44 bending forces
45 bending forces
46 bending force
47 legs
48 radii
49
50 radii
51
52 beads
53 radius
54 radius
55 neutral bending axis
56 Course of forces
57 pressing force
58 point
59 pressing force
60 vertex
61 point
62 longitudinal center axis
63 maximum pressing force
64 zero point
65 pressing force
66 zero line
67 pressing force
68 pressing force
69 pair of rollers
70 arc-shaped pressing force
71 pair of rollers
72 profiles
73 profiles
74 design pressing force
75 bending radii
76 bending radii
77 bending radii
78 angles
79 zero point
80 linear curve
81 vertex
82 arc curve
84 pressing force
85 linear curve
86 position
87 pressing force
88 arcuate pressing force
89 vertex
90 point
91 linear curve
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