NO853891L

NO853891L - STREKKB¯YEMASKIN.

Info

Publication number: NO853891L
Application number: NO853891A
Authority: NO
Inventors: Theodor Eder
Original assignee: Pinical Yachtbau
Priority date: 1984-10-04
Filing date: 1985-10-02
Publication date: 1986-04-07
Also published as: EP0177027A3; FI853857A0; EP0177027A2; DK450085A; FI853857L; DK450085D0; HUT42358A

Abstract

For å bøye plankeprofiler, særlig for bygging av skip, benyttes en innretning som består av et fundament (1) med flyttbare anslagsbukker (3) og en vogn (7) som kan beveges på tvers av fundamentet og omfatter en klemtang (9) med en strekkinnretning (8) for tøyning av profilet (14, 31), idet vognen er slik lagret at en støtteskinne (13) befinner seg omtrent på hyde med profilaksen, for å unngå kjippmomenter og unskede krefter. For f.eks. å kunne forandre profil-For bending plank profiles, in particular for shipbuilding, a device is used which consists of a foundation (1) with movable abutment trusses (3) and a carriage (7) which can be moved across the foundation and comprises a clamping pliers (9) with a tensioning device (8) for stretching the profile (14, 31), the carriage being stored so that a support rail (13) is approximately at the same height as the profile axis, in order to avoid tipping moments and undesired forces. For e.g. to be able to change the profile

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en strekkbøyemaskin for bøying av forskjellige ekstruderte aluminiumprofiler etter fritt valgte, men nøyaktig innstillbare kurver. Maskinen tjener først og fremst til fremstilling av skrog- og dekksplanker til skip av forskjellige størrelser på grunnlag av tegninger (ATPS 375.320). Et tilfredsstillende resultat kan for stiv-ere profiler bare oppnås ved bøyning under forspenning (strekkbøyning) inntil flytegrensen til materialet, det bare på denne måte unngås bukling, og det oppstår meget liten til-bakefjæring. I utgangstilstanden til maskinen skal det være mulig å overføre kurvene fra foreliggende tegning av skroget ved hjelp av en elektronisk datamaskin og overføre kurvene direkte til strekkbøyemaskinen. Maskinen er forberedt for å brukes på denne måte, men den kan også justeres manuelt. The present invention relates to a stretch bending machine for bending various extruded aluminum profiles according to freely chosen but precisely adjustable curves. The machine is primarily used for the production of hull and deck planks for ships of various sizes on the basis of drawings (ATPS 375.320). For stiffer profiles, a satisfactory result can only be achieved by bending under prestress (tensile bending) up to the yield point of the material, this is the only way to avoid buckling, and very little rebound occurs. In the initial state of the machine, it must be possible to transfer the curves from the current drawing of the hull using an electronic computer and transfer the curves directly to the tensile bending machine. The machine is prepared to be used in this way, but it can also be adjusted manually.

Gjenstanden for oppfinnelsen er vist i form av et eksempel på tegningene. Fig. 1 viser maskinen i grunnriss, og fig. 2 viser et tverrsnitt av maskinen, mens fig. 3, 4 og 5 viser henholdsvis oppriss, grunnriss og tverrsnitt av et anslags-bukt. Fig. 6 og 7 viser vinkelprofiler med forskjellig vinkel, fig. 8 viser innretningen sett ovenfra, fig. 9 viser en sjablong i forstørret målestokk og fig. 10, 11 og 12 viser tverrsnitt av sjablongen i områdene A, B, C. The object of the invention is shown in the form of an example in the drawings. Fig. 1 shows the machine in plan, and fig. 2 shows a cross-section of the machine, while fig. 3, 4 and 5 respectively show an elevation, ground plan and cross-section of an impact bay. Fig. 6 and 7 show angle profiles with different angles, fig. 8 shows the device seen from above, fig. 9 shows a stencil on an enlarged scale and fig. 10, 11 and 12 show cross-sections of the stencil in areas A, B, C.

Maskinen består i sin grunnleggende oppbygning av en kurve-formeplate 1, som er en stålbetongplate med kileformet grunnriss, med tverrliggende, parallelle skinner 2. På disse skinner befinner det seg forskyvbare og fastklembare anslagsbukker 3 for punktvis innstilling av de ønskede kurver. Ved den smale ende av platen 1 fastskrus en fast lagerbukk 4 med en klemtang, og lagerbukken kan dreies om en bolt 5, og ved den brede ende av platen kan en strekkvogn 7 med strekk-hydraulikk 8 og en annen klemtang 9 beveges i en løpegrav 6. The basic structure of the machine consists of a curve-forming plate 1, which is a reinforced concrete plate with a wedge-shaped ground plan, with transverse, parallel rails 2. On these rails there are displaceable and clampable stop stands 3 for point-by-point setting of the desired curves. At the narrow end of the plate 1, a fixed bearing stand 4 is screwed with a clamp, and the bearing stand can be turned around a bolt 5, and at the wide end of the plate, a tension carriage 7 with tension hydraulics 8 and another clamp 9 can be moved in a trench 6.

For drift av bevegelsen til strekkvognen 7 er anordnet en bevegelig hydraulikksylinder 10 med en faststående stempelstang 11 som er innspent i begge ender og eventuelt er for-spent . A movable hydraulic cylinder 10 with a fixed piston rod 11 which is clamped at both ends and is possibly pre-tensioned is arranged to operate the movement of the tension carriage 7.

Strekkvognen 7 kan beveges ved hjelp av hjul på skinner, og den ene skinnen 19 befinner seg i løpegraven 6 og en annen skinne 20 befinner seg bak et betongelement 12 i fundamentet 1, idet en skinne 13 som ligger mot en vertikalvegg på betongelementet 12 overfører krefter til fundamentet 1, idet skinnen 13 befinner seg omtrent på høyde med drivsylinderen 10, strekksylinderen 8 og den langsgående akse til profilet, slik at strekkvognen 7 ikke påvirkes av noe kjippmoment. The stretcher 7 can be moved by means of wheels on rails, and one rail 19 is located in the trench 6 and another rail 20 is located behind a concrete element 12 in the foundation 1, with a rail 13 lying against a vertical wall on the concrete element 12 transferring forces to the foundation 1, the rail 13 being approximately at the same height as the drive cylinder 10, the tension cylinder 8 and the longitudinal axis of the profile, so that the tension carriage 7 is not affected by any jerking moment.

Virkemåten er som følger:The way it works is as follows:

Profilet 14 innspennes i begge ender, og belastes med strekk i en slik grad at det heves fra kurveformeplaten 1. Deretter utfores det med støtteklosser, og en bladfjær 15 legges under profilet. Kurven innstilles ved manuell forskyvning og fast-klemming av anslagsbukkene 3, idet koordinatene avleses direkte på målestaver på sidene av skinnene 2 som anslagsbukkene 3 er forskyvbare på. Deretter utøves den nødvendige strekk-kraft, og bøyeprosessen starter. Derved fordeles alle krefter som overføres til profilet 14 fra anslagsbukkene 3 via bladfjæren 15 og overføres via støtteklossene til de riktige steder av profiltverrsnittet. Anslagsbukkene 3 er over og under profilet 14 utformet med føringsvanger 16, 17 som hind-rer at profilet 14 velter. The profile 14 is clamped at both ends, and loaded with tension to such an extent that it is raised from the curve forming plate 1. It is then lined with support blocks, and a leaf spring 15 is placed under the profile. The curve is set by manual displacement and firm clamping of the stop stands 3, the coordinates being read directly on measuring rods on the sides of the rails 2 on which the stop stands 3 are displaceable. The necessary tensile force is then applied, and the bending process begins. Thereby, all forces that are transferred to the profile 14 from the stop stands 3 are distributed via the leaf spring 15 and transferred via the support blocks to the correct places of the profile cross-section. The abutments 3 are designed above and below the profile 14 with guide bars 16, 17 which prevent the profile 14 from tipping over.

Den faststående klemtangen 4 kan flyttes, for å muliggjøre bøyning av profiler med forskjellige lengder. The fixed clamping forceps 4 can be moved, to enable the bending of profiles of different lengths.

Denne utførelse av maskinen medfører på en enkel måte en størst mulig fleksibilitet og utbyggingsmulighet. Anslagsbukkene 3 har sylindriske bolter 18 som anslag for bladfjæren 15. Dersom det under bruk viser seg at f.eks. bladfjæren 15 for smale og tynnveggede profiler 14 ikke er til-strekkelig for fordeling av kreftene, og at det ikke oppstår en kontinuerlig krumning, er det mulig å lagre boltene 18 dreibart og å utstyre hver anslagsbukk 3 med et eget fjær-blad, som er slik utformet at det ved en bestemt strekkraft i profilet 14 ved belastning nøyaktig inntar krumningen til bøyelinjen. This design of the machine simply means the greatest possible flexibility and expansion possibilities. The stop brackets 3 have cylindrical bolts 18 as stops for the leaf spring 15. If during use it turns out that e.g. the leaf spring 15 for narrow and thin-walled profiles 14 is not sufficient for the distribution of the forces, and that a continuous curvature does not occur, it is possible to store the bolts 18 rotatably and to equip each stop stand 3 with a separate spring leaf, which is designed in such a way that at a certain tensile force in the profile 14, under load, it exactly assumes the curvature of the bending line.

Etter som bøyeprosessen skjer langs en på forhånd formet, faststående kurve, deformeres til enhver tid profilet 14 bare i en kort sone, som beveger seg i lengderetningen. Derved unngås uønsket glidebevegelse mellom profilet 14, støtte-klossene og bladfjæren 15 i størst mulig grad. Kurveformeplaten 1 og løpegraven 6 må hovedsakelig oppta trykkspenning-er og ha høy styrke. Disse deler fremstilles derfor av stål-betong og utgjør samtidig maskinfundament. Skinnene 2 som anslagsbukkene 3 kan forskyves langs og fastklemmes til er strukkede, ekstruderte aluminiumprofiler, og har derfor til-strekkelig nøyaktighet uten sponfraskillende bearbeiding. De festes til betongflaten ved hjelp av nagler. As the bending process takes place along a previously formed, fixed curve, the profile 14 is deformed at any time only in a short zone, which moves in the longitudinal direction. Thereby, unwanted sliding movement between the profile 14, the support blocks and the leaf spring 15 is avoided to the greatest extent possible. The curve forming plate 1 and the running trench 6 must mainly absorb compressive stress and have high strength. These parts are therefore made of steel-concrete and at the same time constitute the machine foundation. The rails 2 along which the stop blocks 3 can be shifted and clamped to are stretched, extruded aluminum profiles, and therefore have sufficient accuracy without chip-separating processing. They are attached to the concrete surface using rivets.

Klemtengene 4, 9 består hver av en hydraulikksylinder, som trykker underliggende stålplater mot hverandre med en kraft på inntil 750 kN. Strekkreftene mellom sylindrene og den nedre plate overføres ved hjelp skruer med høy styrke. Kon-struksjonen gir ikke bare en forholdsmessig kompakt og lett utførelse (vekten av klemtengene ca. 300 kg), men også liten byggehøyde under profilet 14. Underkanten av klemtengene 4, 9 ligger bare 10 cm under profilets midtlinje, slik at teng-ene kan bevege seg uhindret over kurveformeplaten 1 og skinnene 2 . The clamps 4, 9 each consist of a hydraulic cylinder, which presses underlying steel plates against each other with a force of up to 750 kN. The tensile forces between the cylinders and the lower plate are transferred using high-strength screws. The construction not only provides a relatively compact and light design (the weight of the clamps approx. 300 kg), but also a small height under the profile 14. The lower edge of the clamps 4, 9 is only 10 cm below the center line of the profile, so that the clamps can move unimpeded over the curve forming plate 1 and the rails 2 .

Mellom stålplatene til klemtengene 4, 9 legges de engentlige klembakker som er tilpasset hvert profil 14. Klembakkene kan snus, slik at det er mulig med den samme kurveinnstilling å forme to symmetriske profiler som skal utgjøre planker på henholdsvis babord og styrbord side av skipet. Between the steel plates of the clamping tongs 4, 9 are placed the individual clamping jaws which are adapted to each profile 14. The clamping jaws can be reversed, so that it is possible with the same curve setting to form two symmetrical profiles which will form planks on the port and starboard sides of the ship respectively.

Sylinderen betjenes først bare med en håndpumpe. Som innretning for å opprettholde trykk er det for hver tang anordnet en membranbeholder som er fyllt med nitrogen under trykk. Den hydrauliske strekkinnretning består av en svingbart lag- et strekksylinder 8, og klemtangen 9 er montert direkte på stempelstangen til sylinderen. Den har til oppgave under hele bøyeprosessen å forspenne profilet 14 med en konstant kraft, og stempelet beveges inn eller ut uavhengig av eller betinget av geometrien i bøyeprosessen. Dette oppnås ved hjelp av tetninger med liten friksjon for stempelet og stempelstangen og ved hjelp av et spesielt opplegg for hyd-raulikken. Sylinderen tilføres en konstant strøm av medium, og overskuddet føres bort via en overløpsventil. Denne er, for å holde trykket mest mulig uavhengig av gjennomstrømning-en, utformet som en servostyrt ventil med flytende stempel. The cylinder is initially only operated with a hand pump. As a device for maintaining pressure, a membrane container filled with nitrogen under pressure is provided for each tong. The hydraulic tensioning device consists of a pivotable layer tension cylinder 8, and the clamp 9 is mounted directly on the piston rod of the cylinder. It has the task during the entire bending process to prestress the profile 14 with a constant force, and the piston is moved in or out regardless of or conditioned by the geometry in the bending process. This is achieved by means of low-friction seals for the piston and piston rod and by means of a special arrangement for the hydraulics. A constant flow of medium is supplied to the cylinder, and the surplus is removed via an overflow valve. This is designed as a servo-controlled valve with a floating piston, in order to maintain the pressure as much as possible regardless of the flow rate.

Et annet problem ligger i at de enkelte profiler 14 som skal bøyes har innbyrdes forskjellig fasthetsverdier. Dette betyr at forspenningskraften før arbeidsprosessen starter ikke er fast. Det er derfor muliggjort at forspenningskraften ved langsom økning av mottrykket for ventilen kan utføres manuelt inntil det er oppnådd en bestemt verdi for tøyningen av profilet. Denne verdi må under bøyeprosessen holdes konstant. Det er også mulig å måle kraft og forlengelse og ved hjelp av beregning å innstille den riktige kraft i henhold til et tøyningsdiagram. Another problem lies in the fact that the individual profiles 14 to be bent have mutually different strength values. This means that the prestressing force before the work process starts is not fixed. It is therefore possible that the biasing force by slowly increasing the back pressure for the valve can be carried out manually until a certain value for the strain of the profile has been achieved. This value must be kept constant during the bending process. It is also possible to measure force and extension and by means of calculation to set the correct force according to a strain diagram.

Strekkvognen 7, som bærer strekkhydraulikken 8, er utført som en sammenskrudd konstruksjon med høy styrke, av forholdsvis enkle, sveisede elementer. Derved oppnås det høy stivhet med en kompakt og enkel konstruksjon. Vognen 7 beveger seg på jernbaneskinner 13, 19, 20 og de største hjulbelastninger, som oppstår på grunn av strekkraften som tilføres profilet 14, overføres ved hjelp av to store hjul 21 med vertikal akse horisontalt mot en skinne 13 som ligger på baksiden av et betongelement 12 på kurveformeplaten 1. Skjæringspunktet mellom svingeaksen 22 til strekkhydraulikken 8 og linjen 23 som strekkraften virker langs (den forlengede midtlinje av det forspente profil) utgjør også kraft-midtpunktet til strekkvognen. Avstanden for denne fra såvel skinnen 13 som opptar horisontalkraften som fra drivsylinderen 10 holdes The tension carriage 7, which carries the tension hydraulics 8, is designed as a bolted-together construction with high strength, of relatively simple, welded elements. Thereby, high rigidity is achieved with a compact and simple construction. The carriage 7 moves on railway rails 13, 19, 20 and the largest wheel loads, which occur due to the tensile force applied to the profile 14, are transferred by means of two large wheels 21 with a vertical axis horizontally to a rail 13 located on the back of a concrete element 12 on the curve forming plate 1. The point of intersection between the pivot axis 22 of the tension hydraulics 8 and the line 23 along which the tension force acts (the extended center line of the prestressed profile) also constitutes the center of force of the tension carriage. The distance for this from both the rail 13 which takes up the horizontal force and from the drive cylinder 10 is kept

minst mulig, for å unngå for store kjippmomenter.as little as possible, to avoid excessive torques.

For vinkelprofiler til kjølen eller hjørneprofiler til spanter o.l. som danner vinkler er det nødvendig ved langsgående bøyning å forandre vinkelen kontinuerlig langs lengden av profilet, fordi profilvinkelen må være spiss i bauen og stump i hekken. I henhold til oppfinnelsen oppnås dette ved at sjablongen består av den negative form til det ønskede profiltverrsnitt, som kan varieres langs lengden, og det er anordnet en lengdeforskyvbar trykkinnretning som deformerer profilet i tverretningen under strekkingen, d.v.s. at profilet utvides eller innsnevres. I henhold til oppfinnelsen består trykkinnretningen av en vogn som med trykkruller ligger mot profilet. For angle profiles for the keel or corner profiles for frames etc. which form angles, it is necessary for longitudinal bending to change the angle continuously along the length of the profile, because the profile angle must be acute in the bow and obtuse in the stern. According to the invention, this is achieved by the stencil consisting of the negative shape of the desired profile cross-section, which can be varied along the length, and a longitudinally displaceable pressure device is arranged which deforms the profile in the transverse direction during stretching, i.e. that the profile expands or narrows. According to the invention, the pressure device consists of a carriage which, with pressure rollers, lies against the profile.

Som det fremgår av fig. 6 og 7, kan et vinkelprofil 31 bøyes omtrent etter kjølprofilet til et skip og samtidig forandres med hensyn til vinkel. Dette skjer ved at profilet i en bøyemaskin vist i fig. 11 fastspennes med endene i hydrauliske klemtenger, og ved tverrforskyvning av den ene klemtangen 9, som også bevirker forspenningen, beveges profilet i tverretningen ved hjelp av en vogn 7, idet profilet 31 tryk-kes mot et stort antall innstillbare anslagsbukker 3 som er plassert langs den ønskede kurveform. As can be seen from fig. 6 and 7, an angle profile 31 can be bent approximately according to the keel profile of a ship and at the same time be changed with regard to angle. This happens by the profile in a bending machine shown in fig. 11 is clamped with the ends in hydraulic clamps, and by transverse displacement of one clamp 9, which also causes the pretension, the profile is moved in the transverse direction with the help of a carriage 7, the profile 31 being pressed against a large number of adjustable stop stands 3 which are placed along the desired curve shape.

Samtidig forandres også profilvinkelen, ved at en vogn 36 med trykkruller 37 ligger mot profilet og beveges synkront med anlegget av de enkelte profilavsnitt mot anslagsbukkene 3 som er anordnet langs et fundament 2, slik at det samtidig med den langsgående bøyning skjer en forandring av profiltverrsnittet ved hjelp av trykkrullene 37, som trykker med en kraft 38 mot profilet 31. At the same time, the profile angle is also changed, in that a carriage 36 with pressure rollers 37 lies against the profile and is moved synchronously with the installation of the individual profile sections towards the stop stands 3 which are arranged along a foundation 2, so that at the same time as the longitudinal bending, a change in the profile cross-section occurs at using the pressure rollers 37, which press with a force 38 against the profile 31.

Som sjablong for denne profilforming benyttes en buet plate 36 som ligger mot anslagsbukkene 3, og platen 30 har lister As a template for this profile formation, a curved plate 36 is used which lies against the stop stands 3, and the plate 30 has strips

32 av tre langs sidene, hvilke har den negative form til det ønskede profiltverrsnitt. Kjølprofilet 31 som skal formes anbringes slik som vist i fig. 1, med spiss vinkel, hvilken vinkel tilsvarer den minste åpningsvinkel, og under prosessen bøyes profilet slik at det i områdene A, B, C tilsvarer tverrsnittet av sjablongen. Det er imidlertid også mulig å starte med en stump vinkel og å minske vinkelen ved hjelp av en eller flere trykkvalser 37, henholdsvis å danne andre de-formasjoner i løpet av prosessen. Prosessen er nemlig en kombinasjon av strekkbøying og profileringsvalsing, idet valseprosessen skjer synkront med strekkbøyingen, d.v.s. at trykkrullene hele tiden befinner seg der hvor profilet har anlegg mot anslagsbukkene. 32 of wood along the sides, which have the negative shape to the desired profile cross-section. The keel profile 31 to be shaped is placed as shown in fig. 1, with an acute angle, which angle corresponds to the smallest opening angle, and during the process the profile is bent so that in areas A, B, C it corresponds to the cross section of the stencil. However, it is also possible to start with an obtuse angle and to reduce the angle by means of one or more pressure rollers 37, or to form other deformations during the process. The process is a combination of stretch bending and profiling rolling, as the rolling process takes place synchronously with the stretch bending, i.e. that the pressure rollers are always located where the profile is in contact with the stop stands.

For å bevirke trykkraft for vognen 36 mot profilet 31 benyttes hydrauliske eller pneumatiske sylindre eller mekaniske strekkinnretninger. Hydraulic or pneumatic cylinders or mechanical tensioning devices are used to exert compressive force for the carriage 36 against the profile 31.

Claims

1. Device with two clamping tongs, for tensile bending of rod-shaped material, especially of profiles, pipes, plate strips for building ships, with a hydraulic tensioning device and a template in the form of several fixed but adjustable stop stands, with at least one clamping tong with tension device can be moved laterally, characterized in that the lateral movement is achieved by means of a carriage (7) which is stored on rails (13, 19, 20) in such a way that the rail (13) which transmits the horizontal forces arising from the tensile bending is arranged on a vertical surface at a height which lies approximately in the axis (23) of the hydraulic stretching device (8) and the longitudinal axis of the profile.

2. Device as stated in claim 1, characterized in that the lateral movement is achieved by means of a movable cylinder (10) which has a continuous, stationary piston rod (11) which is clamped at the ends, the axis being at or near the aforementioned height .

3. Device as specified in claim 1 or 2, characterized in that the tensile force is kept constant by means of constant pressure in a pressure medium, and preferably can be adjusted according to a strain diagram using an electronic computer.

4. Device as specified in claims 1-3, characterized in that the stop stands (3) comprise a vertical, cylindrical stop bolt (18), two horizontal guide arms (17) and continuous leaf springs (15), and/or a group of leaf springs that can rotate about the stop bolts (18).

5. Device as stated in claims 1-4, characterized in that the stencil consists of a negative shape (30, 32) of the desired profile cross-section, which can be varied along the length, as a pressure device (36, 37) is arranged which can be shifted longitudinally , and which during the tensile bending deforms the profile (31) in the transverse direction, particularly when expanding or narrowing.

6. Device as stated in claims 1-5, characterized in that the pressure device consists of the carriage (36) which with the pressure rollers (37) lies against the profile (31).

7. Device as stated in claim 6, characterized in that the pressure force is achieved by means of a hydraulic or mechanical device.

8. Device as specified in claims 1-7, characterized in that the carriage (36) is moved synchronously with the movement of the plant during the tensile bending, and is constantly located at the contact point for the profile (31) against the template (30, 32).