WO2005070581A1 - Verfahren zum warmfliessformbiegen und eine vorrichtung zur ausübung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum warmfliessformbiegen und eine vorrichtung zur ausübung des verfahrens Download PDF

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WO2005070581A1
WO2005070581A1 PCT/EP2005/000162 EP2005000162W WO2005070581A1 WO 2005070581 A1 WO2005070581 A1 WO 2005070581A1 EP 2005000162 W EP2005000162 W EP 2005000162W WO 2005070581 A1 WO2005070581 A1 WO 2005070581A1
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WO
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bending
profile
roller
heated
rollers
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PCT/EP2005/000162
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Walter E. SPÄTH
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Palima W. Ludwig & Co.
Klingelnberg Ag
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    • B21D9/16—Auxiliary equipment, e.g. machines for filling tubes with sand
    • B21D9/18—Auxiliary equipment, e.g. machines for filling tubes with sand for heating or cooling of bends

Definitions

  • the invention relates to a method for hot flow forming and an apparatus for carrying out this method according to the preamble of claims 1 and 11.
  • the bending takes place in the form of two- or three-dimensional shapes.
  • the invention is therefore based on the object of proposing a novel method for bending shaping thin-walled and sensitive, open, semi-open and closed profiles, which works reliably.
  • the invention is characterized by a method according to the technical teaching of claim 1. It is essential that at least the rolls arranged in the bending roll zone are heated.
  • rollers arranged there and lying opposite one another, which rest against the opposite walls of the profile, are heated accordingly.
  • roll roll is used for at least one of these two rolls. However, this is not to be understood literally, since these rolls no longer function exclusively as a rolling task, but also serve to shape the profile in the bending roll zone. The actual bending of the profile takes place at a distance between the bending roller lying at the rear in the infeed direction and at least one support roller arranged at the front at a distance in the infeed direction.
  • the invention is not limited to the heated arrangement of rolling rolls in the area of the bending roll zone. It is of course also possible to heat further rollers, in particular the support roller arranged in front of the bending roll zone in the infeed direction and the opposing counter roller, which enables the profile to be bent to be supported with respect to the bending roller lying at the front in the infeed direction.
  • each roll roller carries an external current-carrying jacket which is electrically insulated radially inwards by an insulating ring from an inner carrier, the carrier being connected in a manner known per se to the shaft in a rotationally fixed manner.
  • a further current flow takes place through the opposing rollers directly with the electrical interposition of the conductive profile, so that only the bending roll zone is concentrated and heated with high efficiency at very high temperatures.
  • temperatures in the bending-rolling zone of between about 150 to 200 ° C. are generated.
  • temperatures in the range between 700 and 900 ° C are preferred.
  • a relatively high heating takes place only in the bending roll zone.
  • This heating is preferably generated by the current flow resistance heating.
  • the invention is not restricted to this.
  • the invention can also provide that the opposing rolling rollers are equipped with heating cartridges known per se, which preheat the rolling rollers.
  • the rolling rollers are heated by other heating means, such as. B. by liquid heating means, which are passed into the interior of the rolling rolls, by hot air heating means which act directly on the rolls, by infrared or by inductive heating of the rolling rolls.
  • the invention is also not limited to the heating of the roll and the center roll opposite it with respect to the bending roll zone.
  • the invention is not limited to the heating of rolling rolls in the area of the bending roll zone, but in a further development it is provided that the rolls lying at the front in the direction of entry are heated. This is the support roller and the counter roller opposite the support roller, which in turn both rest on the opposite walls of the profile.
  • These two rollers can also be heated using all of the heating mechanisms described above.
  • the heating in this area then corresponds to a preheating of the profile, which is then finally heated and heated in a concentrated manner in the bending roll zone. This significantly improves the forming of even sensitive profiles.
  • corresponding temperature sensors are arranged on the opposing rolling rollers, which regulate the current flow through the arrangement.
  • preheating takes place on the inlet side of the profile, namely in the area of the machine bridge.
  • This preheating can consist of a heating duct, in the interior of which a number of several heating stations arranged one behind the other are arranged.
  • each heating station can provide a pre-defined heating of the profile in any way.
  • each heating station is designed as a radiant heater (IR heater).
  • IR heater radiant heater
  • other heating mechanisms can also be used, such as. B. induction heaters and preferably other non-contact heating methods.
  • a mandrel shaft is carried in the interior of the profile, which is attached to a mandrel bar.
  • a link chain is arranged at the front end, which runs supportingly in the interior of the profile and extends out of the bending zone into the area of the bending roller, so as to offer the bending roller a corresponding counter bearing.
  • the mandrel shaft is heated.
  • the heating is preferably carried out via the current flow heating described.
  • Figure 1 schematically shown perspective view of a hot flow bending machine according to the invention
  • Figure 2 an enlarged partial representation of the bending head in section
  • FIG 3 the representation of the hot flow bending machine according to Figure 1 with further details
  • Figure 4 a section along the line IV-IV in Figure 3
  • FIG. 1 shows a machine bridge 1 on which a number of guide stations 3, 4, 5 arranged one behind the other is fastened.
  • a mandrel holding station 2 for holding two mandrel rods 6, 7 is arranged on the rear side of the machine bridge.
  • the guide stations 3, 4, 5 serve both for guiding the mandrel bars 6, 7 and for guiding a profile 21, which is not shown in detail and which is to be shaped.
  • this profile 21 is clamped in a clamping head 8, which is connected to a push slide 9.
  • the push slide 9 is driven by drives 10 in the longitudinal direction of the machine bridge 1 so as to insert the profile 21 to be formed into the bending head 70.
  • FIGS. 2 and 3 Further details are shown in FIGS. 2 and 3.
  • FIG. 3 shows that it is essential in one embodiment that a heating duct 30 is assigned to the profile 21 to be formed.
  • This heating channel consists of a series of heating stations 31, 32, 33 arranged one behind the other, of which each heating station has a plurality of radiators 34, 35.
  • guide rollers 37 are also arranged in the heating duct 30, which are mounted in an oscillating manner and are set against the profile 21 to be formed by means of spring elements 38.
  • the new bending head 70 essentially consists of a center roller 11, which is rotatably mounted on an axis of rotation 12 and is driven, for example, in the direction of arrow 29 to rotate.
  • the center roll 11 is located opposite the bent profile - a rolling roll 14, so that these two rolling rolls 11, 14 define a bending roll zone 40 for the profile 21, 21 'to be formed.
  • roller 14 can be driven and in addition the push slide 9 works in the direction of the longitudinal axis of the profile 21 in order to push it through the bending roll zone 40.
  • a dome shaft 25 is arranged in the region of the bending roll zone 40, which preferably consists of several elements.
  • the rear end of the mandrel shaft 25 is formed by a first support element .26, which is arranged in the space between a support roller 17 and a counter roller 18 opposite the one.
  • the mandrel shaft 25 forms a second support element 27 which prevents the profile from denting or collapsing in the area of the bending roll zone 40.
  • the mandrel shaft 25 is connected to a link chain 28, which consists of individual, articulated links which rest on the inner wall of the hollow profile, the link chain 28 leading into the area of the bending roller 13.
  • the bending roller 13 is designed to be pivotable and can be advanced to the profile 21 ′ to be bent in any desired manner in order to achieve a defined bending.
  • the bending of the profile to be reshaped is therefore preferably carried out by the action of the bending roller 13 on the profile 21 to be reshaped, as a result of which a Corresponding back pressure is achieved by the support roller 17 arranged at a distance behind it.
  • the forming takes place in the region of the bending roll zone 40.
  • FIG. 5 shows that further rolling rolls can be arranged in the area of the bending roll zone 40, which roll rollers lie against the upper and lower side walls of the profile.
  • the vertical rolling rolls 15, 16 are shown in FIG. 5.
  • These vertical rolling rollers is to additionally guide the profile in the area of the side wall and to prevent it from breaking out in this area.
  • vertical rolling rollers 19, 20 can also be arranged in the area of the support and counter rollers 17, 18 in a vertical plane, as is indicated in FIG. 2.
  • the entire profile 21 rests on a support table 22 to prevent the profile from falling.
  • the bending head also has a bottom 23 and an upper cover 24.
  • the upper roller 14 is rotatably mounted on a push slide 65, which is designed to be movable towards and away from the profile to be bent.
  • the current path A1 extends from the central roller 11 via the electrically conductive jacket 41 to the surface of the profile 21 and is redirected there in the form of the current path 62 (A8) and flows off via the profile.
  • the current path A3 merges into the current path A4.
  • the current path A5 merges into the current path A6.
  • the current path A7 merges into the current path A8.
  • the current path A9 merges into the current path A10. 5 All current paths are networked and electrically conductively connected to one another.
  • FIG. 2 shows, moreover, that the support roller 17 and the counter roller 18 are also electrically heated in FIG. 5, a corresponding current flow being introduced via the push slide 66 and the counter pole being connected, for example, in an electrically conductive manner to the jacket of the counter roller 18. This then results in the current paths 45-54 with the designations B1 to B10 entered in the drawing.
  • the bending roller 13 is also mounted on a push slide 67, but the bending roller 13 is not heated.
  • each roller 11, 14, 17, 18, 15, 16, 19, 20 heated by current flow heating consists of an electrically conductive jacket 41, which is insulated from an optionally conductive carrier 42 via an electrically insulating insulating ring 43 , The respective carrier 42 is then connected to the shaft 44 in a rotationally fixed manner.
  • the outlet-side end of the heating duct 30 is provided with an end plate 39 in order to prevent the heat developed there from escaping from the heating duct 30 in an inadmissible manner.
  • a correspondingly dimensioned transformer is assigned to the entire heating device, which provides the corresponding current outputs.
  • the essential difference of the hot flow form bending method according to the invention for cold flow form bending is that in the case of cold flow form bending, the bending rolls require a certain depth of penetration into the material of the profile to be formed in order to achieve a structural flow. This structure flow is achieved by a rolling effect and this by a certain one Penetration depth of the profile cross-section reached in the profile to be formed. This is a significant difference to the new hot flow form bending according to the invention, because - as previously shown - the actual rolling rollers, namely the central roller 11 and the roller roller 14, no longer actually roll out the profile, but merely take on a supporting function and a power line.
  • Machine bridge 36 guide (push slide 9)
  • Heating channel 65 push slide
  • Heating station 66 push slide
  • Heating station 67 push slide

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
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Abstract

Ein Verfahren zum Warmfliessformbiegen von geschlossenen, halboffenen und offenen Profilen verwendet eine Biegemaschine bestehend aus mindestens zwei in Einlaufrichtung des biegenden Profils einander gegenüberliegend angeordneten Rollen (17, 18) hinter denen in axialem Abstand in Einlaufrichtung mindestens eine Walzrolle (14) und eine gegenüberliegend angeordnete Mittelrolle (11) angeordnet sind, die zusammen eine Biegewalzzone für das umzuformende Profil ausbilden, wobei an der Auslaufseite mindestens eine gegen das zu biegende Profil zu- und wegstellbare Biegerolle (13) angeordnet ist. Zur Umformung von dünnwandigen und empfindlichen, offenen, halboffenen und geschlossenen Profilen wird vorgeschlagen, mindestens die in der Biegewalzzone angeordneten Rollen (11, 14) zu beheizen.

Description

Verfahren zum Warmfließformbiegen und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Warmfließformbiegen und eine Vorrichtung zur Ausführung dieses Verfahrens nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 11.
Aus älteren Anmeldungen des gleichen Anmelders ist bekannt, mit sogenannten Vier-Rollen-Biegemaschinen auch empfindliche und dünnwandige, geschlossene, halboffene und offene Profile zu biegen.
Die Biegung erfolgt in Form von zwei- oder auch von dreidimensionalen Formgebungen.
Bei der Umformung von Profilen z. B. aus Magnesiumlegierungen oder auch bei hochfesten Stählen hat sich herausgestellt, dass ein reines Kalt-Umformbiegen nicht ausreicht. Durch die hohe Festigkeit des umzuformenden Materials und einer damit verbundenen Sprödigkeit bedingt, reicht die Umforrnfähigkeit nicht aus, das Profil zufriedenstellend umzuformen. Bei bestimmten Umformgraden bricht das Profil, reißt aus oder wird in anderer Weise beschädigt, so dass es bisher nicht möglich war, solche empfindlichen Profile zu biegen.
Insbesondere bei dünnwandigen Profilen hat es sich herausgestellt, dass diese Profile zum Ausbeulen neigen und eine Umformung bisher nicht möglich war.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Verfahren zur Biegeumformung von dünnwandigen und empfindlichen, offenen, halboffenen und geschlossenen Profilen vorzuschlagen, welches betriebssicher arbeitet.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Erfindung durch ein Verfahren nach der technischen Lehre des Anspruches 1 gekennzeichnet. Wesentlich ist, dass mindestens die in der Biegewalzzone angeordneten Rollen beheizt sind.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die dort angeordneten und einander gegenüberliegenden Rollen, die sich an den einander gegenüberliegenden Wänden des Profils anlegen, entsprechend beheizt sind.
Zwar wird in der folgenden Beschreibung für mindestens eine dieser beiden Rollen der Begriff „Walzrolle" verwendet. Dies ist jedoch nicht wortgetreu zu verstehen, denn diese Rollen haben funktioneil nicht mehr ausschließlich eine Auswalzaufgabe, sondern sie dienen zusätzlich der Formführung des Profils in der Biegewalzzone. Die eigentliche Biegung des Profils erfolgt im Abstand zwischen der in Einlaufrichtung hinten liegenden Biegerolle und mindestens einer im Abstand in Einlaufrichtung vorne angeordneten Stützrolle.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die beheizte Anordnung von Walzrollen im Bereich der Biegewalzzone beschränkt. Es können selbstverständlich auch weitere Rollen beheizt werden, insbesondere die in Einlaufrichtung vor der Biegewalzzone angeordneten Stützrolle und die gegenüberliegende Gegenrolle, welche eine Abstützung des zu biegenden Profils gegenüber der in Einlaufrichtung vorne liegenden Biegerolle ermöglich.
Statt der beschriebenen Vier-Rollen-Biegemaschine können deshalb auch andere Rollen-Biegemaschinen beheizt ausgeführt werden. Die Erfindung wird deshalb nur beispielhaft anhand einer Vier-Rollen-Biegemaschine erläutert. Die technische Lehre nach der Erfindung gilt jedoch für alle bekannten Biegeverfahren.
Für die Ausbildung der Beheizung gibt es ebenfalls verschiedene Ausführungsformen, die alle vom Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung umfasst sein sollen.
In einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die in der Biegewalzzone einander gegenüberliegend angeordneten Walzrollen (nämlich die obere Walzrolle und die gegenüberliegende Mittelrolle) elektrisch leitfähig (hoch-stromführend) ausgebildet sind. Zu diesem Zweck trägt jede Walzrolle einen außenliegenden stromführenden Mantel, der radial einwärts durch einen Isolierring von einem inneren Träger elektrisch isoliert ist, wobei der Träger in an sich bekannter Weise drehfest mit der Welle verbunden ist.
Die gegenüberliegende Rolle ist in gleicher weise ausgebildet. Wird nun ein relativ hoher Strom von z. B. 1000 bis 2000 Ampere auf die eine Rolle aufgegeben, dann ergeben sich eine Reihe unterschiedlich verlaufender Strompfade, die sich mindestens teilweise durch das zu biegende Profil erstrecken. Aufgrund entsprechender Widerstandserwärmung wird das Profil hochwirksam lediglich in der Biegewalzzone gezielt erwärmt. Diese Strompfade gehen - wie ausgeführt - teilweise durch das zu biegenden Profil hindurch. Teilweise verlaufen die Strompfade jedoch auch nach innen in Richtung auf einen im Bereich der Biegewalzzone gehaltenen Dornschaft, über dessen Dornstange ebenfalls ein Teil der Stromflüsse nach außen abgeleitet wird. Dadurch erfolgt die Widerstandserwärmung auch im Innenraum des Profils.
Ein weiterer Stromfluss erfolgt durch die einander gegenüberliegenden Rollen direkt unter elektrischer Zwischenschaltung des leitfähigen Profils, so dass lediglich die Biegewalzzone konzentriert und mit hohem Wirkungsgrad mit sehr hohen Temperaturen aufgeheizt wird.
Bei der Umformung von dünnwandigem Magnesiumprofilen bzw. Magnesiumlegierungsprofilen werden hierbei Temperaturen in der Biegewalzzone von etwa zwischen 150 bis 200 °C erzeugt.
Bei der Umformung von hochfesten Stahlblechprofilen werden hingegen Temperaturen im Bereich zwischen 700 und 900 °C bevorzugt.
Wichtig bei dieser Ausführungsform ist, dass konzentriert lediglich in der Biegewalzzone eine relativ hohe Erwärmung stattfindet. Diese Erwärmung wird bevorzugt durch die genannte Stromfluss-Widerstandsheizung erzeugt. Hierauf ist die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Die Erfindung kann auch vorsehen, dass die einander gegenüberliegenden Walzrollen mit an sich bekannten Heizpatronen bestückt sind, welche die Walzrollen vorheizen.
Ebenso ist es möglich, Heizwendeln in die einander gegenüberliegenden Walzrollen einzulegen, um diese ebenfalls über einen entsprechenden Stromfluss aufzuheizen.
Neben der hier genannten Widerstandsstromflussheizung und der Beheizung mit einzelnen Heizelementen ist in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Walzrollen durch andere Heizmittel aufgeheizt werden, wie z. B. durch flüssige Heizmittel, die in den Innenraum der Walzrollen geleitet werden, durch Warmluftheizmittel, welche unmittelbar auf die Rollen wirken, durch Infrarot oder durch induktive Erwärmung der Walzrollen.
Ebenso können diese Walzrollen mit Hilfe von Laser-Energie aufgeheizt werden. Alle genannten Heizverfahren können auch untereinander kombiniert werden.
Die Erfindung ist auch nicht auf die Aufheizung der Walzrolle und der dieser bezüglich der Biegewalzzone gegenüberliegenden Mittelrolle beschränkt.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es vorgesehen, dass auch senkrecht zu den beiden erwähnten Rollen vorgesehene, sogenannte Vertikalwalzrollen zusätzlich aufgeheizt sind. Es werden hierbei sämtliche Heizverfahren angewendet, wie sie vorstehend beschrieben wurden. Die genannten Vertikalwalzrollen legen sich an der Seitenwand des zu biegenden Profils an und führen dort konzentriert die Wärme in das zu biegende Profil in die Seitenwand ein.
Insbesondere wenn die vorher erwähnte Stromflussheizung verwendet wird, ergeben sich auch Stromflusspfade, welche sich über die Vertikalwalzrollen erstrecken. Die Erfindung ist nicht auf die Beheizung von Walzrollen im Bereich der Biegewalzzone beschränkt, sondern es ist in einer Weiterbildung vorgesehen, dass die in der Einlaufrichtung vorne liegenden Rollen beheizt sind. Es handelt sich hierbei um die Stützrolle und die der Stützrolle gegenüberliegende Gegenrolle, die sich wiederum beide an den einander gegenüberliegenden Wänden des Profils anlegen.
Auch diese beiden Rollen können über sämtliche vorbeschriebenen Heizmechanismen beheizt werden. Die Beheizung in diesem Bereich entspricht dann einer Vorwärmung des Profils, welches dann endgültig in der Biegewalzzone konzentriert aufgeheizt und erwärmt wird. Damit wird die Umformung auch empfindlicher Profile wesentlich verbessert.
Durch die kontrollierte Anordnung von Strompfaden, die sich dadurch ergeben, dass sich die einander gegenüberliegenden Walzrollen in der Biegewalzzone elektrisch leitfähig an das Profil anlegen, ergeben sich genau definierte Strompfade, so dass es durch die Anlegung des Stromes möglich ist, die Temperatur in der Biegewalzzone auf +- 1 °C genau zu regeln.
Zur Regelung werden entsprechende Temperatursensoren an den einander gegenüberliegenden Walzrollen angeordnet, welche den Stromfluss durch die Anordnung regeln.
In einer Weiterbildung der Erfindung ist es im Übrigen vorgesehen, dass auf der Einlaufseite des Profils, nämlich im Bereich der Maschinenbrücke eine weitere Vorwärmung stattfindet. Diese Vorwärmung kann aus einem Heizkanal bestehen, in dessen Innenraum eine Anzahl von mehreren hintereinander angeordneten Heizstationen angeordnet sind.
Diese Heizstationen können in beliebiger Weise eine vordefinierte Erwärmung des Profils erbringen. Es wird hierbei jedoch bevorzugt, dass jede Heizstation als Strahlungsheizung (IR- Heizung) ausgebildet ist. Neben der Strahlungsheizung können jedoch auch noch andere Heizmechanismen verwendet werden, wie z. B. Induktionsheizungen und bevorzugt andere berührungslose Heizverfahren.
Mit der gegebenen technischen Lehre ergibt sich der Vorteil, dass auch sehr empfindliche Magnesium und Magnesiumlegierungen bzw. Aluminium- Magnesium-Legierungen auch bei dünnstwandigen Wandstärken erstmals sicher umgeformt werden können, ohne dass es zu einem Bruch oder einem Ausbeulen des Profils kommt.
Zur Abstützung des Profils von der Innenseite wird im Innenraum des Profils ein Dornschaft mitgeführt, der an einer Dornstange befestigt ist.
Hierbei wird es bevorzugt, wenn am vorderen Ende eine Gliederkette angeordnet ist, die abstützend im Innenraum des Profils verläuft und aus der Biegezone heraus in den Bereich der Biegerolle hineinreicht, um so der Biegerolle ein entsprechendes Gegenlager zu bieten.
Damit wird eine Abstützung des Profils gegenüber der Biegerolle erreicht, so dass die Biegerolle nicht das Profil noch nachträglich deformieren kann.
Hier ist es in einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass der Dornschaft beheizt ist. Wie bereits schon vorhin angegeben, erfolgt die Beheizung bevorzugt über die beschriebene Stromflussheizung.
Für die Beheizung des Dornschaftes können jedoch auch alle anderen vorher genannten Heizmechanismen einzeln und/oder in Kombination untereinander verwendet werden, insbesondere eine Strahlungsheizung, eine Flüssigkeitsheizung, eine Laserheizung und dergleichen mehr. 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, einschließlich der Zusammenfassung 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.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1 : schematisiert dargestellte perspektivische Ansicht einer Warmfließformbiegemaschine nach der Erfindung
Figur 2: eine vergrößerte teilweise Darstellung des Biegekopfes im Schnitt
Figur 3: die Darstellung der Warmfließformbiegemaschine nach Figur 1 mit weiteren Einzelheiten
Figur 4: ein Schnitt gemäß der Linie IV-IV in Figur 3
Figur 5: ein Schnitt gemäß der Linie V-V in Figur 3
In Figur 1 ist eine Maschinenbrücke 1 dargestellt, auf der eine Reihe von hintereinander angeordneten Führungsstationen 3, 4, 5 befestigt ist. An der hinteren Seite der Maschinenbrücke ist eine Dornhaltestation 2 für die Halterung von 2 Dornstangen 6, 7 angeordnet. Die Führungsstationen 3, 4, 5 dienen sowohl zur Führung der Dornstangen 6, 7 als auch zur Führung eines nicht näher dargestellten, umzuformenden Profils 21.
In nicht näher dargestellter Weise ist dieses Profil 21 in einem Einspannkopf 8 eingespannt, der mit einem Schubschlitten 9 verbunden ist.
Der Schubschlitten 9 wird über Antriebe 10 in Längsrichtung der Maschinenbrücke 1 angetrieben verfahren, um so das umzuformende Profil 21 in den Biegekopf 70 einzuschieben.
Aus den Figuren 2 und 3 gehen weitere Einzelheiten hervor.
Die Figur 3 zeigt, dass es in einer Ausführungsform wesentlich ist, dass dem umzuformenden Profil 21 ein Heizkanal 30 zugeordnet ist.
Dieser Heizkanal besteht aus einer Reihe von hintereinander angeordneten Heizstationen 31 , 32, 33, von denen jede Heizstation mehrere Strahler 34, 35 aufweist.
Ferner sind in dem Heizkanal 30 noch Führungsrollen 37 angeordnet, welche pendelnd gelagert sind und mit Hilfe von Federelementen 38 gegen das umzuformende Profil 21 angestellt werden.
Der Schnitt durch den Halbkanal 30 ist in Figur 4 dargestellt. Dort sind die einzelnen, vorher erwähnten Teile im Schnitt gezeichnet.
Anstatt von 2 Dornstangen 6, 7 - wie in Figur 1 dargestellt - wird hier nur eine einzige Dornstange 6 verwendet.
Anhand der Figuren 2 und 3 wird nun der erfindungsgemäße neue Biegekopf 70 näher erläutert. Er besteht im Wesentlichen aus einer Mittelrolle 11 , die auf einer Drehachse 12 drehbar gelagert ist und beispielsweise in Pfeilrichtung 29 drehend angetrieben ist.
Der Mittelrolle 11 liegt - dem biegenden Profil gegenüber - eine Walzrolle 14 gegenüber, so dass durch diese beiden Walzrollen 11 , 14 eine Biegewalzzone 40 für das umzuformende Profil 21 , 21 ' definiert wird.
So kann die Walzrolle 14 angetrieben sein und zusätzlich arbeitet der Schubschlitten 9 in Richtung der Längsachse des Profils 21 , um dieses durch die Biegewalzzone 40 hindurchzuschieben.
Im Innenraum des Hohlprofils ist hierbei im Bereich der Biegewalzzone 40 ein Domschaft 25 angeordnet, der bevorzugt aus mehreren Elementen besteht.
Das hintere Ende des Dornschaftes 25 wird durch ein erstes Stützelement .26 gebildet, welches im Zwischenraum zwischen einer Stützrolle 17 und einer die dem gegenüberliegenden Gegenrolle 18 angeordnet ist.
Im Bereich der Biegewalzzone 40 bildet der Dornschaft 25 ein zweites Stützelement 27 aus, welches ein Einbeulen oder ein Einbruch des Profils im Bereich der Biegewalzzone 40 verhindert.
Im Bereich nach vorne ist der Dornschaft 25 mit einer Gliederkette 28 verbunden, die aus einzelnen, gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht, die sich an der Innenwand des Hohlprofils anlegen, wobei die Gliederkette 28 bis in den Bereich der Biegerolle 13 führt.
Die Biegerolle 13 ist verschwenkbar ausgebildet und kann in beliebiger Weise auf das zu biegende Profil 21 ' zugestellt werden, um so eine definierte Biegung zu erreichen.
Die Biegung des umzuformenden Profils erfolgt also bevorzugt durch die Einwirkung der Biegerolle 13 auf das umzuformende Profil 21 , wodurch ein entsprechender Gegendruck von der im Abstand dahinter angeordneten Stützrolle 17 erreicht wird.
Die Umformung (ein Warmfließformbiegen) erfolgt jedoch im Bereich der Biegewalzzone 40.
Die Figur 5 zeigt, dass im Bereich der Biegewalzzone 40 noch weitere Walzrollen angeordnet werden können, welche sich an die obere und untere Seitenwand des Profils anlegen. Die Vertikalwalzrollen 15, 16 sind in Figur 5 dargestellt.
Sinn dieser Vertikalwalzrollen ist, noch zusätzlich das Profil im Bereich der Seitenwand zu führen und ein Ausbrechen in diesem Bereich zu verhindern.
Es ist im Übrigen nicht näher dargestellt, dass auch im Bereich der Stütz- und der Gegenrolle 17, 18 wiederum in senkrechter Ebene hierzu weitere Vertikalwalzrollen 19, 20 angeordnet sein können, so wie dies in Figur 2 angedeutet ist.
Das gesamte Profil 21 liegt im Übrigen auf einem Auflagetisch 22 auf, um ein Herabsinken des Profils zu verhindern.
Der Biegekopf weist im Übrigen einen Boden 23 und einen oberen Deckel 24 auf.
Wichtig ist nun die elektrische Stromflussheizung im Bereich der Biegewalzzone 40, wie sie anhand der Figur 2 näher dargestellt ist.
Zunächst ist erkennbar, dass die obere Walzrolle 14 auf einem Schubschlitten 65 drehbar gelagert ist, der in Richtung auf das zu biegende Profil zu und wegstellbar ausgebildet ist.
An diesem Schubschlitten 25 wird nun der eine Pol einer Stromflussquelle angelegt, während der andere Pol der Stromflussquelle elektrisch leitfähig mit der gegenüberliegenden Mittelrolle 11 verbunden wird. 5 Es kommt daher zur Ausbildung der Strompfade 55-64, die in der Zeichnung mit den Strompfaden A1 bis A10 im Einzelnen eingetragen sind.
Beispielsweise erstreckt sich der Strompfad A1 von der Mittelrolle 11 über den elektrisch leitfähigen Mantel 41 auf die Oberfläche des Profils 21 und wird dort in0 Form des Strompfades 62 (A8) umgeleitet und fließt über das Profil ab.
Der Strompfad A3 geht in den Strompfad A4 über. Der Strompfad A5 geht in den Strompfad A6 über. Der Strompfad A7 geht in den Strompfad A8 über. Der Strompfad A9 geht in den Strompfad A10 über.5 Alle Strompfade sind miteinander vernetzt und elektrisch leitfähig miteinander verbunden.
Durch die Einleitung eines relativ großen Stromes, der über den elektrischO leitfähigen Mantel 41 der Walzrolle 14 auf das elektrisch leitfähige Profil 21 fließt, und von diesem Profil auf den elektrisch leitfähigen Mantel 41 der Mittelrolle 11 ergeben sich konzentrierte hoch energiereiche Heizzonen im Bereich der Biegewalzzone 40, so dass das empfindliche Profil konzentriert nur im Bereich dieser Umformzone aufgeheizt wird.5 Es ist noch dargestellt, dass die gleichen Heizmechanismen mit den Strompfaden auch im Bereich der senkrecht hierzu angeordneten Vertikalwalzrollen 15, 16 angeordnet sein können. O Ebenso ist dargestellt, dass auch der Domschaft 25 elektrisch leitfähig ausgebildet ist, wobei die Stützelemente 26, 27 ebenfalls elektrisch leitfähig sind und der Strom dann schließlich über die Dornstange 6 nach hinten abgeleitet wird.
Die Figur 2 zeigt im Übrigen, dass auch die Stützrolle 17 und die Gegenrolle 18 in5 der gleichen Weise elektrisch beheizt sind, wobei ein entsprechender Stromfluss über den Schubschlitten 66 eingeleitet wird und der Gegenpol beispielsweise elektrisch leitfähig mit dem Mantel der Gegenrolle 18 verbunden ist. Es ergeben sich dann die Strompfade 45-54 mit den in der Zeichnung eingetragenen Bezeichnungen B1 bis B10.
Auch hier kommt es zu einer vielfältigen Verzweigung der Strompfade, wobei diese Stromflussbeheizung im Bereich der Stützrolle 17 und der Gegenrolle 18 als Vorwärmung für die eigentliche Beheizung in der Biegewalzzone 40 anzusehen ist.
Auch hier kann es vorgesehen sein, dass senkrecht hierzu verlaufende Vertikalwalzrollen 19, 20 angeordnet sind, die in der gleichen Weise beheizt sein können.
Die Biegerolle 13 ist im Übrigen auch auf einem Schubschlitten 67 gelagert, wobei jedoch die Biegerolle 13 nicht beheizt ist.
Wie bereits schon eingangs erwähnt, besteht jede durch Stromflussheizung beheizte Rolle 11 , 14, 17, 18, 15, 16, 19, 20 aus einem elektrisch leitfähigen Mantel 41 , der über einen elektrisch isolierenden Isolierring 43 von einem gegebenenfalls leitfähigen Träger 42 isoliert, ist. Der jeweilige Träger 42 ist dann jeweils mit der Welle 44 drehfest verbunden.
Zur Figur 3 wird noch angemerkt, dass das auslaufseitige Ende des Heizkanals 30 mit einer Abschlussplatte 39 versehen ist, um eine unzulässige Entweichung der dort entwickelten Wärme aus dem Heizkanal 30 zu verhindern.
Der gesamten Heizeinrichtung ist ein entsprechend dimensionierter Transformator zugeordnet, der die entsprechenden Stromleistungen zur Verfügung stellt.
Der wesentliche Unterschied des erfindungsgemäßen Warmfließform- biegeverfahrens zum Kaltfließformbiegen liegt darin, dass beim Kaltfließformbiegen die Biegerollen eine gewisse Eindringtiefe in das Material des umzuformenden Profils benötigt wird, um einen Gefügefluss zu erreichen. Dieser Gefügefluss wird durch einen Walzeffekt erzielt und dieser durch eine bestimmte Eindringtiefe des Profilquerschnitts in das umzuformende Profil erreicht. Hier liegt ein wesentlicher Unterschied zu dem neuartigen erfindungsgemäßen Warmfließformbiegen, weil - wie vorher dargestellt - die eigentlichen Walzrollen, nämlich die Mittelrolle 11 und die Walzrolle 14 keine eigentliche Auswalzung des Profils mehr vornehmen, sondern lediglich eine Stützfunktion und eine Stromleitung übernehmen.
Aufgrund der Widerstandserwärmung in der Walzbiegezone 40 wird eine Erwärmung im Gefüge des umzuformenden Profils erzeugt, um das Gefüge biegefähig zu machen. Ein entsprechendes Magnesiumprofil wäre bei Raumtemperaturen nicht umformbar. Hier wird die vorher erwähnte verdrehte Erwärmung in der Biegewalzzone ermöglicht, um das Gefüge der Magnesiumlegierung fließfähig zu machen und eine Umformung im Bereich zwischen der Biegerolle 13 und der im Abstand davon angeordneten Stützrolle 17 zu ermöglichen.
Auf ein hochfestes Stahlmaterial bezogen bedeutet dies, dass dieses hochfeste Stahlmaterial in der Biegewalzzone im Temperaturbereich zwischen 700 bis 1000 °C aufgeheizt werden muss, um ebenfalls einen Gefügefluss in der Biegewalzzone zu ermöglichen und hierdurch erstmals die Umformung dieses Profils zu erreichen.
Zeichnungslegende
Maschinenbrücke 36 Führung (Schubschlitten 9)
Dornhaltestation 37 Führungsrolle
Führungsstation 38 Federelement
Führungsstation 45 39 Abschlussplatte
Führungsstation 40 Biegewalzzone
Dornstange 41 Mantel
Dornstange 42 Träger
Einspannkopf 43 Isolierung
Schubschlitten 50 44 Welle
Antrieb 45 Strompfad B1
Mittelrolle 46 Strompfad B2
Drehachse 47 Strom pfad B3
Biegerolle 13' 13" 48 Strompfad B4
Walzrolle 55 49 Strompfad B5
Vertikalwalzrolle 50 Strompfad B6
Vertikalwalzrolle 51 Strompfad B7
Stützrolle 52 Strompfad B8
Gegenrolle 53 Strom pfad B9
Vertikalwalzrolle 60 54 Strompfad B10
Vertikalwalzrolle 55 Strompfad A1
Profil 21' 56 Strompfad A2
Auflagetisch 57 Strompfad A3
Boden (Biegekopf) 58 Strompfad A4
Deckel 65 59 Strompfad A5
Dornschaft 60 Strompfad A6
Stützelement (hinten) 61 Strompfad A7
Stützelement (vorne) 62 Strom pfad A8
Gliederkette 63 Strompfad A9
Pfeilrichtung 70 64 Strom pfad A10
Heizkanal 65 Schubschlitten
Heizstation 66 Schubschlitten
Heizstation 67 Schubschlitten
Heizstation 68
Strahler (oben) 75 69
Strahler (seitlich) 70 Biegekopf

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Warmfließformbiegen von dünnwandigen geschlossenen, halboffenen oder offenen Profilen mit einer Biegemaschine bestehend aus mindestens zwei in Einlaufrichtung des biegenden Profils (21 , 21') einander gegenüberliegend angeordneten Rollen (17, 18) hinter denen in Einlaufrichtung in axialem Abstand mindestens eine Walzrolle (14) und eine gegenüberliegend angeordnete Mittelrolle (11) angeordnet sind, die zusammen eine Biegewalzzone (40) für das umzuformende Profil (21 , 21') ausbilden, wobei an der Auslaufseite mindestens eine gegen das zu biegende Profil zu- und wegstellbare Biegerolle (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die in der Biegewalzzone (40) angeordneten Rollen (11 , 14) beheizt sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auch weitere Rollen der Biegemaschine beheizt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die in
Einlaufrichtung vor der Biegewalzzone angeordneten Stützrolle und die gegenüberliegende Gegenrolle, welche eine Abstützung des zu biegenden Profils gegenüber der in Einlaufrichtung vorne liegenden Biegerolle beheizt sind.
4. Verfahren nach Anspruch nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die in der Biegewalzzone angeordneten, einander gegenüberliegend angeordneten Walzrollen elektrisch leitfähig ausgebildet und von einem hohen Strom durchsetzt sind, der durch das umzuformende Profil (21 , 21') mindestens im Bereich der Biegewalzzone verläuft.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der angelegte Strom auch auf die Innenseite des umzuformenden Profils auf den im Innenraum in der Biegewalzzone angeordneten Dornschaft geleitet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen durch ein flüssiges Heizmittel beheizt werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen durch elektrisch beheizte Heizpatronen und/oder Heizwendeln aufgeheizt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen durch Strahlungsheizung und/oder durch induktive Erwärmung aufgeheizt werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch weitere, senkrecht zu den beheizten Rollen angeordnete und in der Biegewalzzone angeordneten Vertikalwalzrollen beheizt sind.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Einlaufseite des Profils, nämlich im Bereich der Maschinenbrücke, eine Vorwärmung stattfindet.
11. Vorrichtung zum Warmfließformbiegen von dünnwandigen geschlossenen, halboffenen oder offenen Profilen mit einer Biegemaschine bestehend aus mindestens zwei in Einlaufrichtung des biegenden Profils (21 , 21') einander gegenüberliegend angeordneten Rollen (17, 18) hinter denen in axialem Abstand in Einlaufrichtung mindestens eine Walzrolle (14) und eine gegenüberliegend angeordnete Mittelrolle (11) angeordnet sind, die zusammen eine Biegewalzzone (40) für das umzuformende Profil (21 , 21') ausbilden, wobei an der Auslaufseite mindestens eine gegen das zu biegende Profil zu- und wegstellbare Biegerolle (13) angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens die in der Biegewalzzone (40) angeordneten Rollen (11 , 14) beheizt sind.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Ausübung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10 bestimmt ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die beheizte Biegewalzzone (40) mindestens aus der drehend angetriebenen Mittelrolle (11) besteht, der die Walzrolle (14) gegenüber liegt
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das umzuformende Profil (21 , 21') durch die Biegewalzzone (40) zusätzlich hindurch geschoben wird.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Dornschaft (25) im Bereich der Biegewalzzone (40) beheizt ist und ein Stützelement (27) für den Innenraum des Profils ausbildet.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorderseite des Dornschaftes (25) eine Gliederkette (28) befestigt ist , die aus einzelnen, gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht, die sich an der Innenwand des Hohlprofils anlegen, wobei die Gliederkette (28) bis in den Bereich der Biegerolle (13) führt.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Biegewalzzone (40) Vertikalwalzrollen (15, 16) angeordnet sind, die sich an die obere und untere Seitenwand des Profils anlegen.
18. Vorrichtung nach Ansprüche 17, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Vertikalwalzrollen (15, 16) beheizt sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass ein Strom über den elektrisch leitfähigen Mantel (41) der Walzrolle (14) über das elektrisch leitfähige, umzuformende Profil (21) fließt, und von dort auf den elektrisch leitfähigen Mantel (41) der Mittelrolle (11) abgeleitet ist.
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