WO1981000222A1 - Method for bending sheets and device for implementing the method - Google Patents

Method for bending sheets and device for implementing the method Download PDF

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/14—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by passing between rollers

Definitions

  • the invention relates to a method for bending sheet metal with a continuous profile shape, e.g. of sheets with trapezoidal or triangular profiles.
  • Sheets with profiling in particular so-called trapezoidal sheets, can hardly be bent, or only with great effort, around axes perpendicular to the profiling.
  • the reason hie She 'r is that occur during bending tensile and compressive stresses, the sheets used, however, can take compressive stresses auf ⁇ probably tensile stresses is not. If, for example, you try to bend a trapezoidal sheet in the usual way, bulges occur in the compressive stress area, the extent of which only starts from one
  • Bending radius of about 25 m is within tolerable limits.
  • a method for bending trapezoidal sheets has become known, in which depressions running at a distance from one another and transverse to the profile are embossed into the sheet. Although the trapezoidal sheet can actually be bent in this way, the method has serious disadvantages. On the one hand, the process is very slow and expensive because it works step by step and not continuously. On the other hand, the sheet metal produced by the known method can hardly be loaded because it easily collapses in the manner of an accordion bellows because of the transverse depressions. It is an object of the invention to provide a method for bending sheet metal with profiling, in particular trapezoidal sheet metal, which results in high quality curved sheets with a quick and simple method of operation. Above all, the sheets should not lose strength as a result of bending.
  • This goal can be achieved with a method of the type mentioned in the introduction, in which, according to the invention, compressions in the sheet during bending, at least in the region of the material occurring during bending, i.e. in the compressive stress area, continuous longitudinal beads are formed or existing beads are reinforced.
  • profiled sheets can be bent surprisingly easily and at high speed. After bending, the sheets also have at least the same strength as before.
  • a device with a driven pair of rollers which has a stationary and an deliverable roller, and with at least one deliverable bending roller arranged in front of or behind the pair of rollers, in which all the rollers have a profile, are particularly suitable for carrying out the method according to the invention corresponds to the sheet profile and at least the rolls of the pair of rolls are profiled in accordance with the longitudinal beads to be formed in the sheet.
  • La and b show a section through a trapezoidal sheet before or after bending
  • Fig. 2 and 3 in a schematic side view of a device for.
  • FIG. 4 shows a section of a trapezoidal sheet during the bending between a pair of profiled rolls.
  • the trapezoidal sheet 1 shown in Fig. La with the usual profile shape is to be bent about an axis which is normal to the direction of profiling.
  • a Fig. 4
  • a Fig. 4
  • a roller profiling machine is suitable for bending profiled sheets according to the method according to the invention, which e.g. 2 or 3 consists of a pair of rollers 5, 7, which is preceded by a first bending roller 8 and a second bending roller 9 is arranged downstream. All rollers are designed as profile rollers; their profile corresponds to the sheet metal profile and at least the rollers 6, 7 of the pair of rollers are also profi ned in accordance with the beads to be produced. This can be clearly seen in FIG. 4, which shows a trapezoidal sheet 1 between the rollers 6 and 7 of the pair of rollers. In the case of the sheet metal shown in FIG. 4, the beads 5 are produced exactly in the middle of the outer or inner belts and the webs.
  • FIGS. 2 and 3 was Returning explained that about the upper roller 6 fixedly mounted 'and driven, the lower roller 7, however, is zustel 1 bar against the roll 6 can be set so that the nip.
  • the sheet 1 runs from the right in direction A about the, here • non-employee bending roller 8 in the nip of the rollers 6,7 and then through the bending roller 9 whose Anstellgrad determines the bending radius.
  • the roll gap or the roll profi tions are dimensioned such that the compressions occurring during the bending in the sic area to Contribute Sickenbi 1 fertilizer. It is thus achieved that the inevitable material compression occurs in the form of beads when bending in precisely defined zones.
  • the sheet 1 can be pre-bent by means of the first bending roller 8 and brought to the final bending radius by means of the second bending roller 9.
  • trapezoidal sheets made of steel or aluminum could be bent from sheet thicknesses of 0.6 mm and with trapezoidal heights of up to 200 mm, with bending radii of less than 450 m being achieved. In some cases, the production of several beads next to each other can also be advantageous.
  • the method according to the invention is described using a trapezoidal sheet, the method can also be applied to other profile shapes, e.g. with corrugated sheets, sheets with a triangular or rectangular profile, etc. It is only essential that the beads are formed during bending and in the area of the compressive stresses occurring during bending.

Description

Verfahren zum Biegen von Blechen und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Biegen von Blechen mit in einer Richtung durchlaufenden Profil- form, z.B. von Blechen mit trapezrechteck- oder dreieck- för iger Profilierung.
Bleche mit Profilierung, insbesondere sogenannte Trapez¬ bleche, können um senkrecht zur Profilierung verlaufende Achsen kaum oder nur mit großem Aufwand, gebogen werden. Der Grund hiefü'r liegt darin, daß beim Biegen Zug- und Druckspannungen auftreten, die verwendeten Bleche jedoch wohl Zugspannungen, nicht jedoch Druckspannungen auf¬ nehmen können. Versucht man z.B. ein Trapezblech auf übliche Weise zu biegen, so kommt es im Druckspannungs- bereich zu Ausbeulungen, deren Ausmaß erst ab einem
Biegeradius von etwa 25 m in erträglichen Grenzen liegt.
Es besteht jedoch ein großer Bedarf nach gebogenen Blechen mit Biegeradien, die wesentlich kleiner als 25 m sind, z.B. für Dachkonstruktionen, wo Biegeradien von 5 bis 10 und auch darunter erwünscht sind.
Es ist ein Verfahren zum Biegen von Trapezblechen bekannt geworden, bei welchem auf einer Presse in Abstand vonein¬ ander und quer zur Profilierung verlaufende Vertiefungen in das Blech geprägt werden. Auf diese Weise läßt sich zwar das Trapezblech tatsächlich biegen, doch haften dem Ver¬ fahren schwerwiegende Nachteile an. Einerseits ist das Ver¬ fahren sehr langsam und kostspielig, da es schrittweise und nicht kontinuierlich arbeitet. Andererseits ist das nach dem bekannten Verfahren hergestellte Blech kaum be- lastbar, da es wegen der querverlaufenden Vertiefungen leicht nach Art eines Ziehharmonikabalges zusammenklappt. Es ist ein Ziel der Erfindung, ein Verfahren zum Biegen von Blechen mit Profilierung, insbesondere von Trapez¬ blechen zu schaffen, das bei rascher, und einfacher Arbeitsweise gebogene~Bl eche hoher Qualität ergibt. Vor allem sollen die Bleche durch das Biegen nicht an Festig¬ keit verlieren.
Dieses Ziel läßt sich mit einem Verfahren der eingangs genannten Art erreichen, bei welchem erfindungsgemäß in dem Blech während des Biegens zumindest im Bereich der beim Biegen auftretenden Material Stauchungen, d.h. im Druckspannungsbereich, durchgehende Längssicken ausge¬ bildet bzw. bereits vorhandene Sicken verstärkt werden.
Auf diese Weise lassen sich Bleche mit Profilierung überraschend einfach und mit hoher Geschwindigkeit biegen. Die Bleche weisen außerdem nach dem Biegen zumindest die gleiche Festigkeit wie vorher auf.
Es ist an dieser Stelle anzumerken, daß ebene, somit nich gebogene Trapezbleche mit Längssicken dem Stand der Techni angehören. Derartige Längssicken in den Innen- und Außen¬ gurten dienen der Erhöhung des Trägheits- und des Wider¬ standsmomentes. Mit dem Verfahren nach der Erfindung können auch Bleche mit bereits vorhandenen Sicken gebogen werden, entweder durch Nacharbeiten dieser Sicken oder durch Herstellung neuer, zusätzlicher Sicken.
Will man Bleche mit trapezförmiger Profilierung, die - in Bezug auf die Krümmungsachse - Innen-- und Außengurte mit dazwischenliegenden Stegen aufweisen, biegen, so ist es zweckmäßig, wenn zumindest in den Innengurten und in den Stegen wenigstens eine Sicke ausgebildet wird. Da die Druckspannungen während des Biegens bloß in den Innen¬ gurten bzw. in den innenliegenden Stegteilen auftreten, genügt es, in diesen Bereichen Sicken auszubilden. Oft ist es jedoch aus fertigungstechnischen und wirt- schaftlichen Gründen zweckmäßig, wenn in. der Mitte der Außen- und Innengurte sowie im Bereich der. Blechmitten¬ ebene in den Stegen jeweils eine Sicke ausgebildet wird.
Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eignet sich besonders eine Vorrichtung mit einem angetriebenen Walzenpaar, das eine ortsfeste sowie eine zustellbare Walze aufweist, sowie mit zumindest einer, vor bzw. hinter dem Walzenpaar angeordneten, zustellbaren Biege¬ walze bei welcher sämtliche Walzen ein Profil aufweisen, das dem Blechprofil entspricht und zumindest die Walzen des Walzenpaares entsprechend den in dem Blech auszu¬ bildenden Längssicken profiliert sind.
Die Erfindung samt ihren weiteren Vorteilen und Merkmalen ist im folgenden an Hand beispielsweiser Ausführungen näher beschrieben, die in der Zeichnung veranschaulicht sind. Es zeigen Fig. la und b einen Schnitt durch ein Trapezblech vor bzw. nach dem Biegen, Fig. 2 und 3 in schematischer Seitenansicht eine Vorrichtung zur. Durch¬ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens und Fig. 4 einen Abschnitt eines Trapezbleches während des Biegens zwischen einem Profilwal zenpaar.
Das in Fig. la dargestellte Trapezblech 1 mit üblicher Profilform soll um eine Achse gebogen werden, die normal zur Profil ierungsrichtung verläuft. In Bezug auf die Krümmungsachse a (Fig. 4) kann. an zwischen Innengurten 2 und Außengurten 3 unterscheiden, die über Stege 4
(Trapezschenkel) miteinander verbunden sind. Beim Biegen dieses Bleches 1 um die Krümmungsachse a, die in Fig. 1 nicht eingezeichnet ist, jedoch in der Zeichnung ober¬ halb des Bleches, parallel zu diesem und senkrecht zur Profi 1 ierungsrichtung zu' denken ist, treten in den Innen¬ gurten 2 sowie im - in Bezug auf die Krümmungsachse a - innenliegenden Teil der Stege 4 Druckspannungen auf, die
OMPI Stauchungen und Verwerfungen des Bleches zur Folge haben.
Um diese Stauchungen zu vermeiden, werden beim erfindungs- 5 gemäßen Verfahren in dem Blech während des Biegens durch¬ gehende Längssicken 5 ausgebildet, die im Bereich der auf¬ tretenden Druckspannungen liegen und in Fig. 1b ange¬ deutet sind. Durch die gleichzeitig mit dem Biegen. vorge¬ nommene Ausbildung der Sicken werden die Stauchungen von den Sicken aufgenommen, sodaß.das Blech im gebogenen Zu¬ stand ohne Verwölbungen od. dgl. vorliegt, ein tadelloses Aussehen aufweist und auch in Hinblick auf seine Festig¬ keit gewonnen hat.
Zum Biegen profilierter Bleche nach dem erfindungsge- mäßen Verfahren eignet sich eine Rollenprofiliermaschine, die z.B. gemäß Fig. 2 bzw. 3 aus einem Walzenpaar 5,7 besteht, dem eine erste Biegewalze 8 vorangestellt und eine zweite Biegewalze 9 nachgeordnet ist. Sämtliche Walzen sind als Profilwalzen ausgebildet; ihr Profil ent- spricht dem Blechprofil und zumindest die Walzen 6,7 des Walzenpaares sind außerdem entsprechend den herzustellen¬ den Sicken profi 1 iert. Dies ist deutlich der Fig. 4 zu entnehmen, die ein Trapezblech 1 zwischen den Walzen 6 und 7 des Walzenpaares zeigt. Bei dem in Fig. 4 darge- stellten Blech werden die Sicken 5 genau in der Mitte der Außen- bzw. Innengurte und der Stege hergestellt.
Auf Fig. 2 und 3 zurückkommend sei erläutert, daß etwa die obere Walze 6 ortsfest gelagert'und angetrieben, die untere Walze 7 jedoch gegen die Walze 6 zustel 1bar ist, wodurch der Walzenspalt eingestellt werden kann. Das Blech 1 läuft von rechts in Richtung A über die, hier • nicht angestellte Biegewalze 8 in den Walzenspalt der Walzen 6,7 ein und hierauf über die Biegewalze 9, deren Anstellgrad den Biegeradius bestimmt. Der Walzenspalt bzw. die Wal zenprofi1 ierungen sind so bemessen, daß die während des Biegens auftretenden Stauchungen im Si ckenbereich zur Sickenbi 1 düng beisteuern. Es wird somit erreicht, daß die unvermeidliche Material Stauchung beim Biegen in genau definierten Zonen in Form von Sicken auftritt.
Wie Fig. 3 zeigt, kann mittels der ersten Biegewalze 8 das Blech 1 vorgebogen und mittels der zweiten Biege¬ walze 9 auf den endgültigen Biegeradius gebracht werden. Andererseits ist es auch möglich, zwei Biegestationen der gezeigten Art hintereinanderzuschal ten oder, ein Blech zwei oder mehrmals bei jeweils verschieden angestellten Biegewalzen durch die Vorrichtung laufen zu lassen. Die jeweils günstigste Methode hängt von Art und Stärke des Blechmaterials sowie vom gewünschten Biegeradius ab.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ließen sich Trapezbleche aus Stahl oder Aluminium ab Blechstärken von 0,6 mm und mit Trapezhöhen bis 200 mm biegen, wobei Biege¬ radien bis unter 450 m erreicht wurden. In manchen Fällen kann auch die Herstellung mehrerer nebeneinanderliegender Sicken von Vorteil sein.
Wenngleich das Verfahren nach der Erfindung an Hand eines Trapezbleches beschrieben ist, kann das Verfahren auch bei anderen Profilformen angewendet werden, z.B. bei Well¬ blechen, Blechen mit Dreieck- oder Rechteckprofil usw. Wesentlich ist bloß, daß die Sicken während des Biegens und im Bereich der beim Biegen auftretenden Druck¬ spannungen ausgebildet werden.

Claims

Patentansprüche :
1. Verfahren zum Biegen von Blechen mit in einer Richtung durchlaufenden Profilform, z.B. von Blechen mit trapez- oder rechteckförmiger Profilierung, dadurch gekenn- zeichnet, daß in dem Blech während des Biegens zumindest im Bereich der beim Biegen auftretenden Material Stauchungen, d.h. im Druckspannungsbereich, durchgehende Längssicken ausgebildet bzw. bereits vorhandene Sicken verstärkt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Biegen von Blechen mit trapezförmiger Profilierung, die - in Bezug auf die Krümmungsachse - Innen- und Außengurte mit dazwischen¬ liegenden Stegen aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest in den Innengurten und in den Stegen wenigstens eine Sicke ausgebildet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte der Außen- und Innengurte sowie im Bereich der Blechmittenebene in den Stegen jeweils eine Sicke ausgebildet wird.
4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem angetriebenen Walzenpaar, das eine ortsfeste sowie eine zustellbare Walze aufweist, sowie mit zumindest einer, vor bzw. hinter dem Walzenpaar angeordneten, zustellbaren Biegewalze, dadurch gekenn- zeichnet, daß sämtliche Walzen (6,7,8,9) ein Profil auf¬ weisen, das dem Blechprofil entspricht und zumindest die Walzen (6,7) des Wal zen'paares entsprechend den in dem Blech (1) auszubildenden Längssicken (5) profiliert sind.
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