Blechbiegemaschine

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine Blechbiegemaschine, insbesondere für die Herstellung von Rohren, mit einer Biegeeinrichtung, die ein System von Formwerkzeugstempeln (1) mit in mehreren von einem zugeführten Blech in unterschiedlichen Abständen von dessen einer Oberfläche anordenbaren Reihen von Pressschuhen (1.1) aufweist, wobei die Abstände der Pressschuhe (1.1) von der betreffenden Blechoberfläche entsprechend der zu biegenden Kontur des Bleches (B) gewählt und über mehrere Stellglieder (2) vorgegeben oder vorgebbar sind und wobei mehrere hydraulisch oder pneumatisch angetriebene Formstempel (3) an der den Formwerkzeugstempeln (1) gegenüberliegenden Seite des Bleches angeordnet sind, um das Blech in die von den Formwerkzeugstempeln (1) eingestellte Kontur zu biegen. Der Aufbau der Maschine und die Biegevorgänge werden dadurch begünstigt, dass die Stellglieder als Stellzylinder (2) ausgebildet sind und dass die Formstempel (3) in lediglich einer Reihe im Bereich eines an die Blechkante angrenzenden Endabschnitts des Blechs angeordnet sind (Fig.).

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Blechbiegemaschine, insbesondere für die Herstellung von Rohren, mit einer Biegeeinrichtung, die ein System von Formwerkzeugstempeln mit in mehreren von einem zugeführten Blech in unterschiedlichen Abständen anordenbaren Reihen von Pressschuhen aufweist, wobei die Abstände der Pressschuhe von der betreffenden Blechoberfläche entsprechend der zu biegenden Kontur des Bleches gewählt und über mehrere Stellglieder vorgegeben oder vorgebbar sind und wobei mehrere hydraulisch oder pneumatisch angetriebene Formstempel auf der den Formwerkzeugstempeln gegenüberliegenden Seite des Bleches angeordnet sind, um das Blech in die von den Formwerkzeugstempeln eingestellte Kontur zu biegen.

[0002] Eine Blechbiegemaschine dieser Art ist in der DE 24 02 190 A1 angegeben. Bei dieser bekannten Blechbiegemaschine sind über der Oberseite und der Unterseite einer über eine Tragevorrichtung zugeführten Blechplatte flächig mehrere Reihen von zur unteren oder oberen Oberfläche des Bleches hin gerichteten Stempeln angeordnet, die in verschiedenen Abständen von der Blechoberfläche einstellbar sind. Die Stempel auf der Oberseite und Unterseite des Bleches sind dabei jeweils in mindestens drei Reihen angeordnet, wobei jeder Reihe auf der Oberseite eine Reihe auf der Unterseite gegenüberliegt und die Abstände zwischen den Reihen einstellbar sind. Die Stempel sind mittels eines Schraubspindelsystems auf der Oberseite und der Unterseite oder mit einem Schraubspindelsystem auf der einen und einem Hydrauliksystem auf der anderen Seite verstellbar, wobei mittels des Schraubspindelsystems eine bestimmte Krümmung des Bleches voreingestellt wird, um dann die Blechplatte mit den auf der anderen Seite angeordneten Stempeln gegen die voreingestellten Stempel zu drücken und ihr die gewünschte Krümmung zu verleihen. Insbesondere dicke Bleche sind auf diese Weise nur mit erheblichem Aufwand zu biegen.

[0003] In der DE 42 15 807 A1 ist eine Rohrbiegemaschine angegeben, bei der ein Blech auf zwei voneinander beabstandete, in Längsrichtung des Rohres sich erstreckende untere Biegewerkzeuge aufgelegt und mit einem zwischen den unteren Biegewerkzeugen auf der gegenüberliegenden Oberseite angeordneten oberen Biegewerkzeug durchgebogen wird. Die beiden unteren Biegewerkzeuge sind dabei mittels einer unter dem Tisch befindlichen Reihe von Kolben-/Zylindereinheiten abgestützt und auch das obere Biegewerkzeug wird mittels einer Reihe aus Kolben-/Zylindereinheiten betätigt. Zum Biegen des Bleches in die gewünschte zylindrische Rohrform muss dieses mehrmals nachgeführt und die Biegevorgänge müssen entsprechend häufig durchgeführt werden. Auch diese Vorgehensweise ist aufwändig.

[0004] Eine weitere Blechbiegemaschine für Rohre ist in der EP 0 051 554 A2 gezeigt. Hierbei sind obere, sich entlang der Länge des Rohres erstreckende Formkörper mit der Rohrkontur entsprechenden halbzylindrischen Einformungen vorgesehen, die mittels relativ aufwändiger, Zylinder aufweisender Verstellmechanismen für einen Pressvorgang verfahren werden.

[0005] Eine ähnliche hydraulische Blechbiegepresse wie die EP 0 051 554 A2 zeigt auch die DE 24 55 521 A1.

[0006] Bei einer in der US 4,148,426 A gezeigten Biegemaschine zur Herstellung von Metallrohren werden U-förmige Formwerkzeuge verwendet, die in Längsrichtung des Rohres versetzt betätigt werden.

[0007] In der DE 27 41 001 ist eine Dreipunkt-Blechfreibiegemaschine gezeigt.

[0008] Für das Biegen von Blechen, beispielsweise bei der Fertigung von Hohlkörpern und insbesondere Rohren, wird das Blech, das bei Rohren großen Durchmessers eine erhebliche Stärke von mehreren Zentimetern oder gar im Bereich eines Dezimeters aufweisen kann, üblicherweise zwischen zwei Formstücken gepresst. Je nach anzubringender Kontur müssen die dazu notwendigen Formwerkzeuge für verschiedene Abmessungen gewechselt werden. Derartige Umrüstmaßnahmen schränken die Verfügbarkeit der Anlagen ein.

[0009] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Blechbiegemaschine insbesondere für die Herstellung von Rohren bereit zu stellen, mit der sich bei zuverlässigem Betrieb eine verbesserte Ausnutzung ergibt.

[0010] Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass die Stellglieder als Stellzylinder ausgebildet sind und dass die Formstempel in lediglich einer Reihe im Bereich eines an die Blechkante angrenzenden Endabschnitts des Blechs angeordnet sind.

[0011] Mit diesem Aufbau kann über die Stellzylinder und die damit verbundenen Pressschuhe die gewünschte Kontur genau eingestellt werden. Andererseits kann mittels der auf der gegenüberliegenden Seite angeordneten Formstempel, die in dem an die Blechkante angrenzenden Endabschnitt des Bleches angreifen, der Biegevorgang bei stabilem Aufbau und einfacher, genauer Steuerung zuverlässig durchgeführt werden. Die mehreren Reihen der Formwerkzeugstempel sind dabei vorzugsweise über der Oberseite des Bleches angeordnet, während die eine Reihe der Formstempel vorteilhaft an der Unterseite angeordnet ist. Jedoch ist auch eine umgekehrte Anordnung der Formwerkzeugstempel an der Unterseite und der den Biegevorgang ausführenden Formstempel an der Oberseite denkbar. Jedenfalls wird mit nur einer Reihe von Formstempeln bei nur einem Biegevorgang ein großer Biegebereich um alle Reihen der Formwerkzeugstempel erreicht. Es lassen sich auf diese Weise insbesondere auch Rohre großen Durchmessers (z. B. größer als 300 mm oder 500 mm) aus dickwandigen Blechen (von z. B. größer als 30 mm oder 50 mm) zuverlässig und rationell herstellen.

[0012] Eine vorteilhafte Ausgestaltung besteht dabei darin, dass die Reihe der Formstempel höchstens soweit von der betreffenden Blechkante entfernt ist wie die dieser am nächsten liegende Reihe der gegenüberliegenden Formwerkzeugstempel.

[0013] Die Biegebearbeitung wird dabei dadurch begünstigt, dass eine Einspannvorrichtung für die Blechplatte vorhanden ist, die parallel zu der von der Blechkante abgelegenen Reihe der Formwerkzeugstempel auf deren von der Blechkante abgekehrter Seite angeordnet ist. Diese Maßnahmen können die Genauigkeit der Biegebearbeitung unterstützen.

[0014] Dabei besteht für den Aufbau eine vorteilhafte Ausbildung darin, dass die Einspannvorrichtung zur Auflage der Blechplatte eine untere feste oder in der Höhe fest einstellbare Abstützung und eine dieser auf der Oberseite gegenüberliegende Spannanordnung zum Festklemmen der Blechplatte gegen die Abstützung aufweist.

[0015] Zu einer vorteilhaften Funktion tragen die Maßnahmen bei, dass die Spannanordnung zum Öffnen und Schließen an eine hydraulisch arbeitende Betätigungsvorrichtung angeschlossen ist.

[0016] Ein stabiler Aufbau und eine zuverlässige Funktion werden ferner dadurch unterstützt, dass die Hydraulikantriebe der Formstempel, insbesondere ausgebildet als weitere Stellzylinder, zur Erzeugung höherer Kräfte dimensioniert sind als die Stellzylinder der Formwerkzeugstempel.

[0017] Für die Formung ist die Maßnahme von Vorteil, dass auch die Formstempel mit Pressschuhen versehen sind. Mit austauschbaren Pressschuhen an den Formwerkzeugstempeln und/oder den Formstempeln lässt sich ein Verschleiß leicht beheben oder auf einfache Weise eine Anpassung an unterschiedliche Krümmungen erreichen.

[0018] Verschiedene Krümmungen lassen sich auf einfache Weise dadurch vorgeben, beispielsweise über einen in der Steuerungseinrichtung enthaltenen Rechner programmieren, dass für die Einstellung der Stellzylinder eine Steuerungseinrichtung vorhanden ist, mit der die Reihen der Pressschuhe in Richtung der Reihen mit gleichem Abstand von der Blechoberfläche und von Reihe zu Reihe zur Blechkante hin mit zunehmendem Abstand entlang einer Geraden oder in konvexer, insbesondere kreisabschnittförmiger, Krümmung positionierbar sind. Über die Steuerungseinrichtung kann auch der Biegevorgang über die Formstempel mit der zugehörigen hydraulischen oder pneumatischen Antriebsvorrichtung, beispielsweise ebenfalls mit Stellzylindern abgestimmt auf den Krümmungsverlauf und/oder das Material (Stärke, Zusammensetzung) geeignet gesteuert werden.

[0019] Die Biegebearbeitungsvorgänge werden dadurch erleichtert, dass auch die Spannanordnung mit ihrer Betätigungsvorrichtung und/oder eine gegebenenfalls zusätzlich vorhandene Zuführvorrichtung für die Blechplatte an die Steuerungsvorrichtung angeschlossen und mittels dieser abgestimmt aufeinander und/oder den Biegeprozess steuerbar ist/sind.

[0020] Für den Aufbau der Blechbiegemaschine sind des Weiteren die Maßnahmen von Vorteil, dass die Anzahl der Formstempel pro Reihe geringer ist als die Anzahl der Formwerkzeugstempel pro Reihe. Auf diese Weise lässt sich der Aufbau vereinfachen und auch an unterschiedliche Anforderungen anpassen.

[0021] Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert.

[0022] Die Fig. zeigt eine in einer Blechbiegemaschine angeordnete Blechplatte B, über deren Oberseite mehrere Reihen von Formwerkzeugstempeln 1 und unter deren Unterseite eine Reihe von Formstempeln 3 angeordnet sind. Die Blechplatte B, die über eine Auflage 14 zugeführt wird, ist in einer Einspannvorrichtung 10 mit einer Abstützung 11 auf der Unterseite und einer Spannanordnung 12 auf der Oberseite stabil festgelegt, wobei die Spannanordnung 12 mittels einer vorzugsweise hydraulischen oder pneumatischen Betätigungsvorrichtung 13 gegen die Oberseite der Blechplatte B gegenüber der Abstützung 11 angedrückt wird.

[0023] Die der Oberseite der Blechplatte B zugekehrten Endabschnitte der Formwerkzeugstempel 1 sind mit Pressschuhen 1.1 versehen, deren Enden konisch angeschrägt oder konvex nach außen gerundet sind, so dass sie den Biegevorgang entsprechend der eingestellten Krümmung begünstigen. Auch der zur Unterseite der Blechplatte B gerichtete Endabschnitt der betreffenden Formstempel 3 ist mit einem weiteren Pressschuh 4 versehen, dessen zu der unteren Oberfläche der Blechplatte B hin gerichtete Stirnfläche ebenfalls konisch abgeschrägt oder konvex nach außen gerundet ist, so dass zu Beginn der Biegebearbeitung die flache Blechplatte B lediglich punktartig oder linienartig auf dem Pressschuh 4 aufliegt und beim Biegevorgang eine Neigungsänderung der unteren Blechoberfläche relativ zur Stirnseite des Pressschuhs 4 ungehindert fortschreiten kann, wodurch der Biegevorgang zusätzlich begünstigt wird. Die Formwerkzeugstempel 1 und die Formstempel 3 werden vorzugsweise mittels hydraulisch angetriebener Stellglieder, insbesondere Stellzylinder 2 bzw. 6, zur Einstellung auf die vorgegebene Krümmung einerseits und für den Biegevorgang andererseits betätigt, wobei die Steuerung oder Regelung der Betätigung mittels einer Steuerungseinrichtung 5 erfolgt. Anstelle eines hydraulischen Antriebs kann insbesondere für die Formstempel 3 ein pneumatischer Antrieb vorgesehen sein. Sind die Pressschuhe 1.1 und/oder weiteren Pressschuhe 4 bei einer Ausführungsvariante auswechselbar an den Endabschnitten der Formwerkzeugstempel 1 bzw. der Formstempel 3 angebracht, so können Pressschuhe 1.1, 4 mit unterschiedlich geformter Stirnseite leicht gegeneinander ausgetauscht werden, oder sie können bei Verschleiß einfach ersetzt werden. Auch wird durch den Austausch von Pressschuhen 1.1 bzw. 4 eine Anpassung an unterschiedliche Materialien zu biegender Blechplatten B ermöglicht. Bei der Abstimmung der Materialpaarung Pressschuhe/Blechplatte ist es vorteilhaft, den Reibwert so zu wählen, dass eine Rutschhemmung erreicht wird oder aber eine gute Gleitfähigkeit je nach Biegekontur oder Blechmaterial, Blechstärke oder dgl.

[0024] Bei einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Reihe der Formstempel 3 für den Biegevorgang mit der zugehörigen Antriebseinrichtung über der Oberseite der Blechplatte B angeordnet ist, während die Reihen der Formwerkzeugstempel 1 für die Einstellung der Krümmung unter der Unterseite der Blechplatte B angeordnet sind.

[0025] Mittels der Steuerungseinrichtung 5 können die Einstellung der Formwerkzeugstempel 1 auf die vorgegebene Krümmung und die Ansteuerung der Formstempel 3 für den Biegevorgang in Abstimmung aufeinander erfolgen, wozu die Steuerung eine für eine Programmierung geeignete Rechnereinheit aufweist. Vorteilhaft weist die Blechbiegemaschine ein Messsystem mit einer Messsensorik auf, welches die Kontur des Bleches beim Einbiegen aufnimmt und dessen Daten der Steuerungseinrichtung zugeführt und in dieser verarbeitet werden, um die Biegedaten anzupassen. Ferner umfasst die Steuerungseinrichtung 5 vorteilhaft eine Speichereinrichtung, in der Vorgabewerte für die Bearbeitung bestimmter Produkttypen hinterlegt und für den Bediener leicht abrufbar sind. Mit der Steuerungseinrichtung 5 kann auch die Einspannvorrichtung 10 gekoppelt sein, um die Spannanordnung 12 beim Zuführen oder Abnehmen der Blechplatte B freizugeben und beim Biegevorgang einzuspannen. Für einen automatisierten Ablauf ist weiterhin vorteilhaft vorgesehen, dass auch eine Zuführvorrichtung 20 für die Blechplatte B an die Steuerungseinrichtung 5 angeschlossen und von dieser gesteuert wird. Damit kann die Zuführung der Blechplatte B zu der Bearbeitungsstelle für das Biegen mittels der Steuerungseinrichtung 5, abgestimmt auf den Biegevorgang und die Einspannung, erfolgen. Die Einspannvorrichtung 10 ergibt eine eindeutige Festlegung der Blechplatte B, so dass die Biegung über die Reihen der mit den Pressschuhen 1.1 versehenen Formwerkzeugstempel 1 bei stabiler Ausrichtung und mit hoher Genauigkeit durchgeführt werden kann. Dabei bietet die Abstützung 11 mit ihrer Stirnseite eine eindeutige Bezugslage für die Einstellung der Formwerkzeugstempel 1 und die darüber vorgegebene Krümmung der Blechplatte B, wobei die jeweilige Stärke der Blechplatte B in der Steuerungseinrichtung 5 mit berücksichtigt wird.

[0026] Mit der Biegemaschine kann die gewünschte Form des Bleches, beispielsweise eine zylindrische Rohrform, einfach und genau über die mittels der Steuerung bzw. Regelung vorgegebene Einstellung der hydraulischen oder pneumatischen Stellzylinder mittels einer Segmentbiegebearbeitung und Endstellung der Reihen der Formwerkzeugstempel 1 erreicht werden, wobei unterschiedliche Einstellungen einfach und genau ermöglicht werden. Die Reihen der Formwerkzeugstempel 1 sind dabei mit ihren Stirnseiten auf gleiche Höhenlage bzw. gleichen Abstand von der betreffenden Oberfläche der Blechplatte B eingestellt, während sich der Abstand von Reihe zu Reihe zur Kante des bearbeiteten Blechabschnitts hin zunehmend entlang einer Geraden oder konvex nach außen gekrümmten Kurve zunimmt. Beim Biegen des Bleches mittels der Formstempel 3 treten somit die einzelnen Reihen der Formwerkzeugstempel 1 mit ihren Stirnseiten bzw. Pressschuhen 1.1 zur Blechkante hin nacheinander mit der betreffenden Oberfläche des Blechs in Kontakt, wobei sich der Hebelarm zwischen der betreffenden Reihe der Formwerkzeugstempel 1 und der Reihe der Formstempel 3 zunehmend verkürzt und damit die aufzubringenden Biegekräfte erhöhen. Vorzugsweise sind die Formstempel 3 für höhere Kräftebeanspruchungen ausgelegt als die Formwerkzeugstempel 1, da sie auch dynamisch stärker beansprucht werden. Einem Pressschuh 4 können mehrere Formstempel 3 mit hydraulischen bzw. pneumatischen Antrieben zugeordnet sein, so dass die Anzahl der weiteren Pressschuhe 4 in diesem Falle geringer ist als die Anzahl der Formstempel 3. Auch kann insgesamt die Anzahl der Formstempel 3 in einer Reihe geringer sein als die Anzahl der Formwerkzeugstempel 1 in einer Reihe, wodurch die dynamische Steuerung der Formstempel 3 begünstigt und auch Verschleißteile verringert werden. Um bis zu der der betreffenden Blechkante am nächsten liegenden Reihe der Formwerkzeugstempel 1 eine zuverlässige Biegung durchzuführen, ist die Reihe der Formstempel 3 höchstens so weit von der Blechkante entfernt, wie die dieser am nächsten liegende Reihe der Formwerkzeugstempel 1.

[0027] Mittels der Steuerungseinrichtung 5 kann die Steuerung bzw. Regelung beim Biegen auf die Eigenschaften unterschiedlicher Materialien des Werkzeugs der Blechplatte B geeignet abgestimmt werden.

Ansprüche

1. Blechbiegemaschine, insbesondere für die Herstellung von Rohren, mit einer Biegeeinrichtung, die ein System von Formwerkzeugstempeln (1) mit in mehreren von einem zugeführten Blech in unterschiedlichen Abständen von dessen einer Oberfläche anordenbaren Reihen von Pressschuhen (1.1) aufweist, wobei die Abstände der Pressschuhe (1.1) von der betreffenden Blechoberfläche entsprechend der zu biegenden Kontur des Bleches (B) gewählt und über mehrere Stellglieder (2) vorgegeben oder vorgebbar sind und wobei mehrere hydraulisch oder pneumatisch angetriebene Formstempel (3) an der den Formwerkzeugstempeln (1) gegenüberliegenden Seite des Bleches angeordnet sind, um das Blech in die von den Formwerkzeugstempeln (1) eingestellte Kontur zu biegen,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Stellglieder als Stellzylinder (2) ausgebildet sind und
dass die Formstempel (3) in lediglich einer Reihe im Bereich eines an die Blechkante angrenzenden Endabschnitts des Blechs angeordnet sind.

2. Blechbiegemaschine nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Reihe der Formstempel (3) höchstens soweit von der betreffenden Blechkante entfernt ist wie die dieser am nächsten liegende Reihe der gegenüberliegenden Formwerkzeugstempel (1).

3. Blechbiegemaschine nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Einspannvorrichtung (10) für die Blechplatte (B) vorhanden ist, die parallel zu der von der Blechkante abgelegenen Reihe der Formwerkzeugstempel (1) auf deren von der Blechkante abgekehrter Seite angeordnet ist.

4. Blechbiegemaschine nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einspannvorrichtung (10) zur Auflage der Blechplatte (B) eine untere feste oder in der Höhe fest einstellbare Abstützung (11) und eine dieser auf der Oberseite gegenüberliegende Spannanordnung (12) zum Festklemmen der Blechplatte (B) gegen die Abstützung (11) aufweist.

5. Blechbiegemaschine nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Spannanordnung (12) zum Öffnen und Schließen an eine hydraulisch arbeitende Betätigungsvorrichtung (13) angeschlossen ist.

6. Blechbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Hydraulikantriebe der Formstempel (3), insbesondere ausgebildet als weitere Stellzylinder, zur Erzeugung höherer Kräfte dimensioniert sind als die Stellzylinder (2) der Formwerkzeugstempel (1).

7. Blechbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass auch die Formstempel (3) mit Pressschuhen (4) versehen sind.

8. Blechbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass für die Einstellung der Stellzylinder (2) eine Steuerungseinrichtung (5) vorhanden ist, mit der die Reihen der Pressschuhe (1) in Richtung der Reihen mit gleichem Abstand von der Blechoberfläche und von Reihe zu Reihe zur Blechkante hin mit zunehmendem Abstand entlang einer Geraden oder in konvexer, insbesondere kreisabschnittförmiger Krümmung positionierbar sind.

9. Blechbiegemaschine nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass auch die Spannanordnung (12) mit ihrer Betätigungsvorrichtung (13) und/oder eine gegebenenfalls zusätzlich vorhandene Zuführvorrichtung (20) für die Blechplatte (B) an die Steuerungsvorrichtung (20) angeschlossen und mittels dieser abgestimmt aufeinander und/oder den Biegeprozess steuerbar ist/sind.

10. Blechbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Anzahl der Formstempel (3) pro Reihe geringer ist als die Anzahl der Formwerkzeugstempel (1) pro Reihe.

Zeichnung