[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reckbiegen von strangförmigem Material,
insbesondere von Aluminium-Strangpreßprofilen, Rohren, Blechstreifen für den Schiffsbau,
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
[0002] Eine solche Vorrichtung dient vorerst zur Herstellung von Rumpf- und Decksplanken
von Schiffen verschiedener Größen nach vorgegebenen Rissen (AT-PS 375 320). Ein befriedigendes
Ergebnis ist bei steiferen Profilen nur erzielbar durch Biegen unter Vorspannung (Streckbiegen)
bis zur Fließgrenze des Werkstoffes, da nur so kein Verwölben des Profilquerschnittes
und nur geringes Rückfedern auftritt. Im Endausbau dieser Maschine soll es möglich
sein, die Kurven aus dem vorgegebenen Linienriß des Schiffsrumpfes mittels eines Elektronenrechners
zu ermitteln und direkt in die Streckbiegemaschine einzugeben. Die beschriebene Vorrichtung
ist bereits für eine solche Erweiterung ausgelegt, auch wenn sie vorerst noch von
Hand eingestellt wird.
[0003] Gemäß einer Vorrichtung (EP-A 81 108 087.8) ist es bekannt, die Profile zur Bildung
von Schiffsplanken dadurch zu verformen, daß die Profilenden von einer Zugeinrichtung
und in Querrichtung durch eine Formeinrichtung gebogen werden. Diese Formeinrichtung
wird dabei von von einem Wagen abstehenden Stempeln gebildet, die auf einer der gewünschten
Biegeform entsprechenden Linie liegen und auf die zu verformenden Profile angesetzt
werden.
[0004] Der Erfindung liegt nunmehr die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte und leistungsfähigere
Vorrichtung zum Reckbiegen zu schaffen.
[0005] Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 erfindungsgemäß durch die Kennzeichnungsmerkmale dieses Patentanspruches gelöst.
[0006] Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet.
[0007] Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles, das auch in der
Zeichnung schematisiert dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 einen Grundriß der Vorrichtung,
Fig. 2 einen Querschnitt hierzu,
Fig. 3 einen Aufriß eines Anschlagbockes,
Fig. 4 einen Grundriß zu Fig. 3,
Fig. 5 einen Querschnitt hierzu,
Fig. 6 und 7 Winkelprofile mit verschiedener Aufweitung,
Fig. 8 eine Draufsicht auf die Vorrichtung,
Fig. 9 eine Biegeschablone in vergrößerter Darstellung und
Fig. 10,11 und 12 Querschnitte der Schablone an den Stellen A,B,C.
[0008] Die Maschine besteht grundsätzlich aus einer Kurvenformplatte 1, das ist eine Stahlbetonplatte
mit keilförmigem Grundriß, mit querverlaufenden, parallelen Schienen 2. Auf diesen
Schienen befinden sich verschiebbare und klemmbare Anschlagböcke 3 zur punktweisen
Einstellung von gewünschten Kurven. Am schmalen Ende der Platte 1 ist ein feststehender
Lagerbock mit einer Spannzange 4 verschraubt, die um einen Bolzen 5 verschwenkbar
ist. Am breiten Ende der Platte bewegt sich in einem Laufgraben 6 ein Zugwagen 7 mit
einem Zugzylinder 8 und einer zweiten Spannzange 9. Zum Antrieb der Fahrbewegung für
einen Zugwagen 7 ist ein beweglicher Hydraulikzylinder 10 mit feststehender, an beiden
Enden eingespannter, gegebenenfalls vorgespannter Kolbenstange 11 vorgesehen. Der
Zugwagen 7 fährt mit Rädern auf Schienen, von denen sich eine 19 im Laufgraben 6 und
die anderen hinter einem Betonrücken 12 der Kurvenformplatte 1 befinden, wobei insbesondere
eine vertikal aufliegende Laufschiene 13, welche die Reckkräfte auf die Formplatte
1 überträgt, sich etwa in der Höhe des Zylinders 10, des Zugzylinders 8 und der Profillängsachse
befindet, um keine Kippmomente auf den Zugwagen 7 einwirken zu lassen.
[0009] Der Arbeitsvorgang läuft folgendermaßen ab: Ein Profil 14 wird an beiden Enden eingespannt
und dann so weit auf Zug belastet, daß es von der Kurvenformplatte 1 abhebt. Anschließend
wird es mit Stützklötzen ausgefüttert und mit einer Blattfeder 15 unterlegt. Die Kurve
wird durch Verschieben und Klemmen der Anschlagböcke 3 händisch eingestellt, wobei
die Koordinaten direkt an Maßstäben abgelesen werden, die seitlich an den Schienen
2, auf denen die Anschlagböcke 3 verschiebbar sind, angebracht sind. Anschließend
wird die erforderliche Streckkraft aufgebracht und der Biegevorgang eingeleitet. Dabei
werden jene Kräfte, welche von den Anschlagböcken 3 auf das Profil 14 übertragen werden,
durch Blattfedern 15 (Fig. 3 und 4) verteilt und über die Stützklötze an die richtigen
Stellen des Profilquerschnittes übertragen. Die Anschlagböcke 3 sind oberhalb und
unterhalb des Profiles 14 mit Führungswangen 16,17 ausgebildet, welche ein Abkippen
des Profiles 14 verhindern. Die feststehende Spannzange 4 ist versetzbar, um verschieden
lange Profile biegen zu können.
[0010] Diese Konzeption der Maschine bringt bei geringstem Aufwand größtmögliche Flexibilität
und Ausbaufähigkeit. Die Anschlagböcke 3 weisen zylindrische Bolzen 18 als Anschläge
für die Blattfedern 15 auf. Sollte es sich im Betrieb zeigen, daß z.B. bei schmalen
und dünnwandigen Profilen 14 die Blattfeder 15 zur Verteilung der Kräfte nicht ausreicht
und keine stetige Krümmung entsteht, so ist es möglich, die Bolzen 18 drehbar zu lagern
und jeden Anschlagbock 3 mit einem eigenen Stützfederblatt zu versehen, welches so
ausgeschmiedet ist, daß es bei einer bestimmten Streckkraft des Profiles 14 bei Belastung
jeweils genau die Krümmung der Biegelinie annimmt.
[0011] Da der Biegevorgang über eine vorgeformte, feststehende Kurve erfolgt, wird zu jedem
Zeitpunkt das Profil 14 nur in einer kurzen Zone verformt, die sich in Längsrichtung
weiterbewegt. Dadurch werden unerwünschte Gleitbewegungen zwischen dem Profil 14,
Stützklötzen und Blattfedern 15 weitgehendst vermieden. Die Kurvenformplatte 1 mit
dem anschließenden Laufgraben 6 muß überwiegend Druckspannungen aufnehmen und eine
hohe Steifigkeit aufweisen. Sie wird deshalb aus Stahlbeton hergestellt und dient
gleichzeitig als Maschinenfundament. Die Schienen 2, auf welchen die Anschlagböcke
3 verschoben und geklemmt werden, sind gestreckte Aluminiumstrangpreßprofile und liefern
damit ohne spanabhebende Bearbeitung ausreichende Genauigkeit. Sie werden auf der
Betonfläche verdübelt.
[0012] Die Spannzangen 4,9 bestesen aus je einer Hydraulikzylinder (Plunger), welcher zwei
darunterliegende Stahlplatten mit bis zu 750 kN gegeneinanderdrückt. Die Zugkräfte
zwischen Plunger und unterer Platte werden durch hochfeste Dehnschrauben übertragen.
Die Konstruktion ergibt nicht nur eine verhältnismäßig kompakte, leichte Ausführung
(Gewicht der Spannzange ca. 300 kg), sondern auch eine geringe Bauhöhe unterhalb des
Profiles 14. Die Unterkante der Spannzangen 4,9 liegt nur etwa 10 cm unter der Profilmittellinie,
so daß sich die Zangen ungehindert über die Kurvenformplatte 1 und die Schienen 2
bewegen können. Zwischen den Stahlplatten der Spannzange 4,9 werden die eigentlichen,
auf das jeweilige Profil 14 abgestimmten Klemmbacken eingelegt. Sie können gewendet
werden, so daß es möglich ist, mit gleicher Kurveneinstellung zwei gegengleiche Profile
(die einander entsprechenden Schiffsplanken der Backbord- und Steuerbordseite) zu
verformen. Der Plunger der Spannzangen 4,9 wird vorerst nur mit einer Handpumpe beaufschlagt.
Als Druckhalteeinrichtung ist für jede Zange ein mit vorgespanntem Stickstoff gefüllter
Membranspeicher vorgesehen. Die hydraulische Zugeinrichtung besteht aus dem schwenkbar
gelagerten Zugzylinder 8, an dessen Kolbenstange die bewegte Spannzange 9 direkt montiert
ist. Sie hat die Aufgabe, während des gesamten Biegevorganges das Profil 14 mit einer
konstanten Kraft vorzuspannen, und zwar unabhängig davon, ob,bedingt durch die Geometrie
des Biegevorganges,die Kolben eingefahren oder ausgezogen werden. Dies wird erreicht
durch besonders reibungsarme Dichtungen der Kolben und -stangen und durch eine spezielle
Auslegung der Hydraulik. Die Zugzylinder werden mit einem konstanten Förderstrom beaufschlagt,
dessen Überschuß durch ein Überströmventil dauernd abläuft. Dieses wird, um den Druck
vom Durchfluß möglichst unabhängig zu halten, als servogesteuertes Schwimmkolbenventil
ausgelegt.
[0013] Eine zusätzliche Schwierigkeit liegt darin, daß die einzelnen zu biegenden Profile
14 untereinander verschiedene Festigkeitswerte aufweisen. Das heißt, vor Beginn des
jeweiligen Arbeitsvorganges liegt die Vorspannkraft noch nicht fest. Die Vorspannkraft
soll deshalb durch langsames Steigern des Gegendruckes für das-Schwimmkolbenventil
von Hand so lange erhöht werden, bis ein bestimmter Wert der Dehnung des Profiles
erreicht ist. Dieser Wert muß während des Biegevorganges konstant gehalten werden.
Es ist auch möglich, Kraft und Dehnung zu messen und über einen Rechner die richtige
Kraft laut Dehnungsdiagramm einzustellen..
[0014] Der Zugwagen 7, der den Zugzylinder 8 trägt, ist als hochfest verschraubte Konstruktion
aus relativ einfachen geschweißten Elementen aufgebaut. Dadurch wird bei kompakter
und einfacher Herstellung eine hohe Steifigkeit erreicht. Der Zugwagen 7 bewegt sich
auf Laufschienen 13,19,20, wobei die größten Radlasten, welche von der auf das Werkstück
14 aufgebrachten Zugkraft herrühren, über zwei große Räder 21 mit vertikaler Achse
horizontal auf eine unmittelbar an der Stirnseite des Betonrückens 12 der Kurvenformplatte
1 verlaufende Laufschiene 13 übertragen werden. Der Schnittpunkt der Schwenkachse
22 für den Zugzylinder 8 mit der Wirkungslinie 23 der Zugkraft (verlängerte Mittellinie
des vorgespannten Profiles) stellt gleichsam den Kräftemittelpunkt des Zugwagens dar.
Die Entfernung desselben sowohl von der die Horizontalkraft aufnehmenden Laufschiene
13 als auch vom Zylinder 10 ist möglichst klein gehalten worden, um übermäßige Kippmomente
zu vermeiden.
[0015] Bei Winkelprofilen für den Kiel oder die Eckprofile von Knickspantern und dgl. besteht
zusätzlich zur Längsbiegung noch die Notwendigkeit, den Winkel über die Länge des
Profils kontinuierlich zu verändern, weil am Bug der Profilwinkel spitz und am Heck
stumpf sein muß. Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß bei einer Vorrichtung
der eingangs beschriebenen Art die Schablone aus der Negativform des gewünschten Profilquerschnittes
besteht, der über die Länge variabel ist und eine längsverfahrbare Andrückvorrichtung
vorgesehen ist, welche das gereckte, durch den Reckvorgang angepreßte Profil in Querrichtung
verformt, also aufweitet oder verengt. Nach einem weiteren Kennzeichen der Erfindung
besteht die Andrückvorrichtung aus einem Wagen, der mit Andrückrollen am Profil anliegt.
[0016] Wie man aus der Zeichnung erkennen kann, soll ein Winkelprofil 31, etwa das Kielprofil
eines Schiffes, gebogen und gleichzeitig im Winkel verändert werden. Dies erfolgt
dadurch, daß das Profil auf einer Reckbiegemaschine gemäß Fig. 8 an den Enden in hydraulische
Spannzangen eingespannt wird und sodann durch Querverschieben der einen Spannzange
9, welche auch die Vorspannung (Reckung) aufbringt, mittels des Zugwagens 7 quer verschoben
wird, wobei das Profil 31 an eine Vielzahl einstellbarer Anschlagböcke 3 angepreßt
und dabei in die gewünschte Kurvenform gebracht wird. Gleichzeitig wird aber auch
der Profilwinkel dadurch verändert, daß am Profil ein Wagen 36 mit Andrückrollen 37
anliegt und synchron mit dem Anlegen der einzelnen Profilabschnitte an die auf den
Fundament-Schienen 2 angeordneten Anschlagböcke 3 entlang bewegt wird, so daß gleichzeitig
mit dem Anlegen und daher Längsbiegen durch die Andrückrollen 37, die durch eine Kraft
38 an das Profil 31 angepreßt werden, auch eine Verformung der Profilschenkel stattfindet.
Als Schablone für diese Profilgebung dient eine an den Anschlagböcken 3 anliegende
Schablone aus gebogenem Blech 30, welches seitlich durch Leisten 32 aus Holz die jeweilige
Negativform des gewünschten Profilquerschnittes bildet. Das zu verformende Kielprofil
31 wird mit spitzem Winkel gemäß Fig.1 eingesetzt, welcher Winkel dem kleinsten öffnungswinkel
entspricht, und sodann im Verlaufe der Operation aufgebogen, wie es dem jeweiligen
Querschnitt der Schablone an den Stellen A,B,C entspricht.Es ist aber auch möglich,
von einem stumpfen Winkel auszugehen und durch eine oder mehrere Andrückwalzen 37
den Winkel zu verkleinern bzw. auch andere Verformungen im Zuge dieses Aufwalzens
herzustellen. Der Vorgang ist nämlich die Kombination eines Reckbiegens mit einem
Profilierwalzen, wobei der Walzvorgang synchron mit dem Reckbiegevorgang stattfindet,
d.h. die Andrückrollen befinden sich jeweils dort, wo das Profil gerade an die Anschlagböcke
sich anlegt.
[0017] Als Anpreßkraft des Wagens 36 an das Profil 31 dienen hydraulische oder pneumatische
Zylinder bzw. mechanische Zugvorrichtungen.
1. Vorrichtung zum Reckbiegen von strangförmigem Material, insbesondere von Profilen
(14), Rohren, ilechstreifen für den Schiffsbau, mit einer hydraulischen ugeinrichtung,
einer dazwischen angeordneten Schablone in Form einer Vielzahl einstellbarer Anschlagböcke
(3) und mindestens einer mit Zugeinrichtung seitlich verfah baren Spannzange (9),
dadurch gekennzeichnet, daß zur seitlichen Verfahrbarkeit der Spannzange (9) ein Zugwagen
(7) vorgesehen ist, der auf Laufschienen (13,19.20) so gelagert ist, daß die die horizontalen,.vom
Recken herrührenden Kräfte aufnehmende Laufschiene (13) an einer vertikalen Fläche
in einer Höhe oder Ebene angeordnet ist, in der etwa eine Achse (23) des hydraulischen
Zigzylinders (8) und die Profillängsachse liegt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Antrieb für die seitliche
Verfahrbarkeit der Spannzange (9) ein beweglicher Hydraulikzylinder (10) vorgesehen
ist, dessen durchlaufende Kolbenstange (11) feststeht, die an den Enden ein-, insbescndere
vorgespannt ist und deren Achse ebenfalls in oder nahe der Ebene liegt, die durch
die Zugachse des Zugzylinders (8) und der Laufschiene (13) gegeben ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reckkraft durch
einen konstanten Druck des Druckmediums konstant gehalten ist und vorzugsweise über
einen elektronischen Rechner dem automatisch ermittelten Dehnungsdiagramm anpaßbar
ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlagböcke
(3) einen vertikalen, zylindrischen Anschlagbolzen (18), zwei horizontale Führungswangen
(16,17) und durchlaufende Blattfedern (15) und/oder um den Anschlagbolzen (18) verschwenkbare
Blattfedernpakete aufweisen.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schablone
aus einer Negativform (30,32) des gewünschten Profilquerschnittes besteht, der über
die Länge variabel ist und eine lärgsverfahrbare Andrückeinrichtung (36,37) vorgesehen
iεt, welche das gereckte, an die Schablone durch den Reckworgang angepreßte Profil
(31) in Querrichtung verformt, insbesondere aufweitet oder verengt.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückeinrichtung
aus einem Wagen (36) besteht, der mit Andrückrollen (37) am Profil (31) anliegt.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Andrückkraft
durch eine hydraulische oder mechanische Preß- oder Zugkraft (38) gegeben ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Wagen
(36) synchron mit dem Anlegevorgang beim Reckbiegen bewegbar ist und sich jeweils
am Anlegepunkt des Profils (31) der Schablone (30,32) befindet.