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Title:
METHOD FOR CIRCULARLY BENDING A SHEET AND MULTICYLINDER DEVICE FOR CARRYING OUT THE METHOD
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/053353
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for circularly bending a sheet (2) using a circular bending device (10) which has cylinders (1, 5). The method is characterised in that at least one first partial area (2c) of the sheet is bent round in a first step. At least one second partial area (2d) of the sheet is bent round in a second step. During the bending of the second partial area (2d), an advance direction (11b) of the sheet is selected in such a way that an area (2e) of the second partial area (2d) that is being bent moves against the first partial area (2c). The invention also relates to a multicylinder circular-bending device for carrying out the method.

Inventors:
Mueller, Eugen (Weinbergstrasse 18 Dietikon, CH-8953, CH)
Application Number:
PCT/CH2000/000065
Publication Date:
September 14, 2000
Filing Date:
February 07, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ELPATRONIC AG (Industriestrasse 35 Bergdietikon, CH-8962, CH)
Mueller, Eugen (Weinbergstrasse 18 Dietikon, CH-8953, CH)
International Classes:
B21D5/14; (IPC1-7): B21D5/14; B21D5/08
Foreign References:
US4706488A1987-11-17
US5115658A1992-05-26
US4491004A1985-01-01
FR2140317A11973-01-19
Attorney, Agent or Firm:
ELPATRONIC AG (Industriestrasse 35 Bergdietikon, CH-8962, CH)
ELPATRONIC AG (Industriestrasse 35 Bergdietikon, CH-8962, CH)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Runden einer Tafel, vorzugsweise eines Blechs (10) in einem Rundwalzen (2,3) aufweisenden Rundapparat (1), wobei a) ein vorbestimmter zweiter Teilbereich (21,26) des Blechs (10) gerundet wird, nachdem ein vorbestimmter erster Teilbereich (20,25) bereits gerundet worden ist, und b) eine Vorschubrichtung des Blechs (10) zum Runden des zweiten Teilbereichs (21,26) derart gewähit wird, dass der sich im Runden befindende Bereich (21,26) gegen den bereits gerundeten ersten Teilbereich (20,25) wandert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorschubrichtungen beim Runden der Teilbereiche (20,25 und 21,26) entgegengesetzt sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass insgesamt zwei Teilbereiche (20,21 und 25,26) gerundet werden, beide Teilbereiche gleich gross sind und vorzugsweise je 50% des Blechfläche bedecken.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das von einer vorlaufenden Kante V her im ersten Teilbereich (20) gerundete Blech nach Rundung dieses Teilbereichs (20) weiter in Richtung zu einer nachlaufenden Kante N mit derselben Vorschubrichtung vorgeschoben wird, wobei dann die Walzen 2,3 im Rundapparat 1 wirkungslos gehalten werden, derart, dass eine Rundung unterbleibt.
5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rundung des zweiten Teilbereichs (21,26) solange fortgesetzt wird, bis die nachlaufende Kante N an einer Einrichtung (30) zum Definieren der Kantenlage zum anliegen kommt.
6. Verfahren zum Runden einer Tafel, vorzugsweise eines Blechs, dadurch gekennzeichnet, dass fOr eine durchgehende Rundung der gesamten Tafel (10) der erste, vorzugsweise tuber die Halte des Tafel (10) reichende Teilbereich (20) ausgehend von einer ersten vorlaufenden Kante der Tafel (V) gegen die Mitte des Tafel (10) hin gerundet und danach die Tafel (10) mit derselben Vorschubrichtung ohne weitere plastische Verformung bis zu einer nachlaufenden Kante der Tafel (N) weiter vorgeschoben wird, wonach sie von dieser ausgehend mit einer rückläufigen Vorschubrichtung fur eine Rundung des zweiten Teilbereichs (25) entgegengesetzt vorgeschoben wird, bis einerseits die nachlaufende Kante der Tafel (N) mit einer Einrichtung (30) zum Definieren der Kantenlage betriebsfähig zusammenwirkt und andererseits mindestens die vollständige Rundung der Tafel (10) erreicht ist.
7. MehrwalzenVorrichtung (1) zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Anspruche 1 bis 6 mit einer Einrichtung (30) zum Definieren einer Kantenlage einer gerundeten Tafel, vorzugsweise eines Bleches (10) und mit einer betriebsfähig mit den Organen der Vorrichtung (1) zusammenwirkenden Steuerung fOr den Wechsel der Vorschubrichtung und die Anderung der Wirklage der Rundwalzen (2,3).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine mit einer druckelastischen Schicht (4) versehene Führungswalze (3) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (30) zum Definieren der Kantenlage derart ausgebildet ist, dass nach dem Runden der Tafel (10) die Kanten (V, N) fOr axialen Weitertransport des gerundeten Körpers (10) in Führungselementen wie Führungsnuten gefangen sind.
10. Vorrichtung (1) nach einem der AnsprOche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (30) zum Definieren der Kantenlage in einer durch die Drehachsen der Rundund Führungswalze (2,3) gebildeten Ebene angeordnet ist.
Description:
Verfahren zum Rundbiegen eines Blechs und Mehrwalzen-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die vorliegende Erfindung betriffl ein Verfahren zum Runden eines Blechs sowie eine Mehrwalzen-Rundmaschine zur Durchführung des Verfahrens.

Mit Rundverfahren werden Blechteile zur Herstellung von insbesondere rohrförmigen Körpern wie Lüftungskanälen oder Filtergehäusen rundgebogen und nach der Rundung einer nachfolgenden Verarbeitungsstation zur festen Verbindung der nebeneinander liegenden Längskanten zugeführt. Bleche fur den genannten Zweck können verschieden ausgebildet sein, da z. B. fOr Lüftungskanäle Aussparungen fOr den spateren Anschluss eines verzweigenden Rohrs oder bei Fiitergehäusen eine eigentliche Siebstruktur im Blech vorgesehen wird, was die Verarbeitung erschwert und erhebliche Anforderungen an den Rundvorgang stellt.

Typischerweise besitzen solche Bleche eine Dicke von 0,3 bis 3mm, der Durchmesser nach Rundung liegt zwischen 25 und 500mm. Dünnere oder noch dickere Bleche werden aber ebenfalls durch Rundmaschinen zu Körpern mit andern Durchmessern verarbeitet.

FOr die Rundung von Blechen der genannten Art finden beispielsweise Dreiwalzen-Rundmaschinen Verwendung, mit denen Bleche um eine Rundwalze gebogen werden, indem zwei voneinander beabstandete, aber mit der Rundwalze zusammenwirkende Führungswaizen die Bleche während dem Durchlauf an einen Abschnitt der Rundwaize andrücken und so eine plastische Verformung erzeugen.

Es zeigt sich, dass bei einer Dreiwalzen-Rundmaschine das gerundete Blech zB im Bereich der vorlaufenden Kante ungenügend gerundet ist, da beim Einführen des Blechs dieses zunächst nur zwischen der Rundbiegewalze und der ersten Führungswalze erfasst und nicht oder nicht genügend gerundet wird, bis die vorlaufende Kante die zweite Führungswalze erreicht und damit der plastische

Verformungsprozess einsetzt. Die ist insbesondere bei Blechen kritisch, welche bei der vorlaufenden Kante eine grosserie Ausnehmung aufweisen, so dass die seitlich benachbarten Bereiche dann überbeansprucht werden und zur Knickung neigen.

Entsprechend wurden die beiden Führungswalzen in ihrem Durchmesser reduziert, so dass der Abstand der Achsen der Führungswalzen und damit die Lange des mangelhaft gerundeten Bereichs verringert werden konnte. Die damit entstandene Gefahr der Durchbiegung der Führungswalzen wurde durch eine vierte Walze aufgefangen, welche als Stützwalze auf der dem Blechpfad gegenüberliegenden Seite auf den Fuhrungswalzen abwalzt, diese stutzt und so eine unerwünschte Durchbiegung verhindert. Diese Vierwalzenrundmaschine besitzt verbesserte Eigenschaften ; das Grundproblem der ungenügenden Rundung des vorlaufenden Abschnitts eines Blechs ist aber nicht gelöst.

Die vorlaufende Blechkante wird am Schluss des Durchgangs durch die Rundmaschine in einer Fangschiene mit entsprechend ausgebildete Nuten aufgefangen, ebenso wie nach beendeter Rundung die dann federnd einrastende nachfolgende Blechkante, so dass das gerundete Blech der Fangschiene entlang zur nachfolgenden Bearbeitungsstation verschoben werden kann.

Des weiteren sind Zweiwalzen-Rundapparate bekannt, mit denen ein Blech zwischen einer Rundwalze und einer einzigen mit einer druckelastischen Beschichtung versehenen Führungswalze gerundet wird. Derartige Rundverfahren erlauben im Gegensatz zum oben erwahnten Dreiwalzen-oder Vierwalzen Rundverfahren eine einwandfreie Rundung eines Blechs. Werden während dem Rundvorgang die Rundwalzen bei ununterbrochenem Vorschub voneinander phasenweise beabstandet, verbleiben zwischen gekrümmten Stellen gerade Bereiche. Z. B. kann so ein Blechkörper mit Dreieckprofil hergestellt werden ; vorliegend werden solche Ausfuhrungen sinngemass als rohrförmig bezeichnet.

Nach beendeter Rundung befindet sich die vorlaufende Kante wieder unmittelbar vor der Einlaufstelle in die Rundwalzen.

Um eine vollständige und damit qualitativ hochwertige Rundung zu erhalten, werden die gerundeten Blechteile axial von der Rundwalze abgenommen und nicht in einer Fangschiene fixiert. Natürlich hat eine Fangschiene ihren Platz so nahe bei der Einlaufstelle wie möglich, sie kann aber aus geometrischen Gründen nur ungefähr im Pfad der vorlaufenden Kante liegen, und nicht an dessen Ende, sondern zurückversetzt. Dies führt dann, am Ende des Rundvorgangs, zu einer Aufweitung des soeben gerundeteten Blechs, was angesichts der einwandfreien Rundung durch die Zweiwalzenmaschine und je nach späteren Anwendung des Blechkörpers nachteilig ist.

Beim axialen Abzug des gerundeten Blechs geht aber im Gegensatz zur Fangschiene, welche zugleich als Fuhrungsschiene fur den Weitertransport des Blechs dient, die Orientierung des Blechkörpers, d. h. die Lage der nachfolgend zu verbindenden Kanten, verloren. In der Regel besitzt deshalb eine Zweiwalzen- Rundmaschine eine nachgeschaltete Arbeitsstation, welche die Orientierung wieder herstellt, damit die Blechkörper in einer Transportschiene anordnet werden können. Weiter besteht beim axialen Abzug, insbesondere bei dicken Blechen die Gefahr, dass die vergleichsweise weiche und damit verletzbare druckelastische Beschichtung der Rundwalze beschädigt wird. Es erweist sich, dass diese bekannten Zweiwalzen-Vorrichtungen technisch aufwendig und überdies kostenintensiv sind.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Rundbiegen von Blechen anzugeben, das die vorstehend genannten Nachteile nicht aufweist, dh eine einwandfreie Rundungsqualität bei gesicherter Orientierung des Blechkorpers fur nachfolgende Verarbeitung auf einfache Weise ohne zusätzliche Verarbeitungsstation sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sowie eine Mehrwalzen-Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sind in weiteren Ansprüchen angegeben.

Zum Zweck der Beschreibung der Erfindung wird unter, vorlaufender Kante"die beim Einlauf zuerst erfasste Kante und unter"nachlaufender Kante"die gegenüber liegende Kante des Blechs verstanden, entsprechend einem konventionellen Durchlauf durch einen Rundapparat. Diese Bezeichnung wird beibehalten, auch wenn durch erfindungsgemässe Umkehrung der Vorschubrichtung die vorlaufende Kante tatsachlich nachlauft. Ebenso betreffend "Vorschub", der Richtung, in welcher das Blech mit der vorlaufenden Kante durch die Einlaufstelle erfasst wird, während die Gegenrichtung als"rucklaufender Vorschub"bezeichnet wird.

Dadurch, dass gemäss Anspruch 1 Teilbereiche des Blechs nacheinander in bestimmter Weise, nämiich gegeneinanderlaufend gerundet werden, ist die Endlage der Kanten eine andere, als bei den konventionellen Verfahren : Bei konventionellen Verfahren 16uft die vorlaufende Kante, wie erwähnt, aufgrund der in einer Vorschubrichtung erfolgenden Rundung um die Führungswalze herum, und zwar um volle 360°, was auch der Absicht entspricht, einen rohrförmigen Körper durch eine 360° Rundung herzusteilen und dann die aneinanderliegenden Kanten zu verbinden. Die vorlaufende Kante befindet sich nach der Rundung wieder unmittelbar vor dem Einlauf der Rundwalzen.

In Anwendung des erfindungsgemässen Verfahrens besitzen die Kanten des gerundeten Körpers eine andere Endlage : Sobald der zweite Teilbereich derart gerundet wird, dass dieser gegen den ersten Teilbereich läuft, enffernt sich die vorlaufende Kante wieder von der Einlaufstelle, und 16uft systemwidrig auf ihrem Pfad rückwärts. Die vollständige Rundung kann in aligemeiner und vorbestimm- barer Lage der Kanten erzielt werden. Dadurch ist es möglich, eine Fangschiene dort zu positionieren, wo eine nachträgliche Verformung des einwandfrei

gerundeten Blechs unterbleibt, mit der Folge, dass die Orientierung des Blechs nicht verloren geht und eine nachfolgende Verarbeitungsstation enffällt.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 wird das gesamte Blech in zwei Teilbereichen gerundet. Im ersten Teilbereich erfolgt die Rundung von der vorlaufenden Kante bis zur Blechmitte ; dann werden die Walzen solange voneinander entfernt, bis das weiter vorgeschobene Blech mit der nachfolgenden Kante die Einlaufstelle erreicht. Unter rücklaufendem Vorschub erfolgt dann die Rundung des zweiten Teilbereichs von der nachlaufenden Kante gegen den ersten Teilbereich hin. Sobald die Blechmitte wieder erreicht ist, ist die Rundung vollstandig. Die Blechmitte, und nicht mehr die vorlaufende Kante, liegt nun bei der Einlaufstelle, die Kanten dieser gegeniiber, auf der andern Seite der Rundwalze.

Die Wirkung der oben geschilderten Ausführungsform tritt ein, wenn nach Erstellung des ersten Teilbereichs der zweite Teilbereich erfindungsgemass gerundet wird. Dabei ist nicht wesentlich, unter welcher Vorschubrichtung der erste Teilbereich gerundet wurde ; es ist denkbar, das Blech durch die beabstandeten Walzen bis zu dessen Mitte hindurchzufahren, die Walzen zu schliessen und dann den ersten Teilbereich von der Mixte bis zur"vorlaufenden" Kante zur runden. Dann ist die Vorschubrichtung während dem Runden des ersten und des zweiten Teilbereichs dieselbe.

Nachfolgend soll die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert werden.

Dabei sind nur die fOr das Verständnis der Erfindung wesentlichen Elemente schematisch dargestellt. Es zeigt : Fig. 1 ein Rundverfahren gemäss Stand der Technik, Fig. 2 ein zu rundendes Blech, Fig. 3a bis 3d ein Beispiel fOr ein erfindungsgemäss zu rundendes Blech, und

Fig. 4a bis 4c ein weiteres Beispiel for ein erfindungsgemäss zu rundendes Blech Fig. 1 zeigt einen konventionellen Zweiwalzenrundapparat 1 mit einer Rundwalze 2 und einer Führungswalze 3 ; die Führungswalze besitzt eine druckelastische Be- schichtung 4, durch welche ein Blech 10 gegen die Rundwalze 2 gepresst werden kann, derart, dass das Blech an der Rundwalze 2 zum anliegen kommt und da- durch plastisch verformt wird. Das Blech 10 besitzt eine vorlaufende Kante V und eine nachlaufende Kante N. Die nachlaufende Kante N befindet sich in der Ein- laufstelle 5, die vorlaufende Kante V unmittelbar davor ; der Rundvorgang ist ab- geschlossen. Rotationsrichtung der Walzen 2,3 mit Vorschub des Blechs 10 sind durch die eingezeichneten Pfeile markiert.

In allen Figuren bezeichnet"Vorschub"die Transportrichtung des Blechs 10 von links nach rechts durch den Rundapparat 1 hindurch und"rücklaufender Vor- schub"die Gegenrichtung.

Das Blech 10 weist gekrümmte (fett dargestellte) Bereiche 11 und gerade (durch eine Doppellinie dargestellte) Bereiche 12 auf. Gekrümmte Bereiche entstehen durch zusammengepresste Walzen 2,3 und gerade Bereiche durch beabstandete Walzen 2,3 während dem Vorschub.

Fig. 2 zeigt ein Blech 10 vor der Rundung mit Ausnehmungen 15 for eine künftige Rohrverzweigung, einer Filterstruktur 16 sowie weiteren Ausnehmungen 17. Sotch ein Blech ist schwierig zu runden und zu führen, da die verschiedenen Strukturen Schwächungen oder Versteifungen darstellen, welche als Unregelmässigkeiten die Verarbeitung beeintrachtigen.

Fig. 3a bis 3d zeigt ein Ausführungsbeispiel für den erfindungsgemässen Rund- vorgang : In Fig 3a ist das Blech 10 mit seiner vorlaufenden Kante V vor der Ein- laufstelle 5 positioniert.

In Fig. 3b ist ein erster (in der Figur fett dargestellter) Teilbereich 20 des Blechs 10 bereits gerundet, während ein zweiter (in der Figur durch Doppellinien dargestell- ter) Teilbereich 21 den Rundapparat 1 noch nicht passiert hat. Der erste Teilbe- reich 20 erstreckt sich tuber die halbe Blechlange, so dass die erzielte Krümmung einem Halbkreis entspricht.

Fig. 3c zeigt, dass der Vorschub fortgesetzt wurde, bis die nachlaufende Kante N die Einlaufstelle 5 erreicht hat. Eine Krümmung des zweiten Teilbereichs 21 ist aber unterblieben, da die Walzen 2,3 während dem Vorschub im Abstand gehal- ten worden sind.

Fig. 3d zeigt das Blech 10 nach fertig erfolgtem Rundvorgang. Der zweite Teilbe- reich 21 ist unter rückläufigem Vorschub von der nachlaufenden Kante N her ge- rundet worden. Dadurch hat die Rundung im zweiten Teilbereich bei der Kante N eingesetzt und sich gegen den ersten Teilbereich 20 hin entwickelt, solange, bis der zweite Teilbereich voilständig gerundet war.

Weiter dargestellt ist in den Fig. 3a bis 3d eine schematisch dargestellte Einrich- tung 30 zum Definieren der Kantenlage der Kanten V und N. Die Einrichtung 30 htilt die Position der Kanten V und N fest, wenn das Blech 10 for weitere Verar- beitung z. B. axial aus dem Rundapparat 1 abgezogen wird. Dadurch, dass die Kanten V und N nach erfolgter Rundung nicht bei der Einlaufstelle 5 liegen, kann die Einrichtung 30 im Pfad der Kanten V und N angeordnet werden, so dass eine Deformation des gerundeten Blechs 10 unterbleibt.

Die Einrichtung 30 kann an beliebiger Stelle auf dem Pfad der Kanten V und N liegen ; die Möglichkeiten sind nur durch den Raumbedarf der Einrichtung 30 im Hinblick auf die Nähe zur Einlaufstelle 5 beschränkt. Ebenso kann die Einrichtung 30 mit in den Figuren nicht naher dargestellten Führungsnuten für die Kanten V und N oder andern Führungsmitteln ausgestattet sein.

Fig. 4a bis 4c zeigen eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens. In Fig. 4a ist dargestellt, wie das Blech 10 zur Halte durch den Rundapparat 1 hindurch vorgeschoben worden ist ; mit von einander beabstande- ten Walzen 2,3, da eine Rundung nicht stattgefunden hat.

In Fig. 4b hat der Rundvorgang unter rückläufigem Vorschub eingesetzt, ein erster Teilbereich 25 befindet sich in Rundung, welche sich von der Blechmitte zur vor- laufenden Kante V hin entwickelt. Nach beendigter Rundung des ersten Teilbe- reichs 25 befindet sich die vorlaufende Kante V in der Einlaufstelle 5. Ein zweiter Teilbereich 26 des Blechs 10 bleibt unberührt.

Danach wird unter Vorschub das Blech 10 durch den Rundapparat hindurchgezo- gen bis die nachlaufende Kante N die Einlaufstelle 5 erreicht hat. Der zweite Teil- bereich 26 passiert dabei die Walzen 2,3 in beabstandeter Stellung.

Fig. 4c zeigt, wie der zweite Teilbereich 26 gerundet wird, ausgehend von der nachlaufenden Kante N zum Beginn 27 des ersten Teilbereichs 25 hin. Nach fertig erfolgter Rundung entspricht die Situation Fig. 3d.

In Fig. 3a bis 3d erfolgte die Rundung der beiden Teilbereiche mit ungleicher Vor- schubrichtung, in Fig. 4a bis 4c unter gleicher Vorschubrichtung. Beide male wur- de aber der zweite Teilbereich 21,26 gegen den ersten Teilbereich 25,26 hin ent- wickelt, was dazu fuhrte, dass die Endlage der Kanten V, N nicht bei der Einlauf- stelle 5 liegt. Entsprechend liegt es im Bereich der Erfindung, die Rundung in ei- ner beliebigen Anzahl Teilbereiche, aber mindestens zwei, durchzufuhren, solan- ge ein Teilbereich gegen einen andern hin entwickelt wird. Unter dieser Bedin- gung können gerade und gekrümmte Teilbereiche miteinander zu beliebigen Pro- filen des Blechkörpers miteinander kombiniert werden. Auch ist es nicht notwen- dig, geschlossene Profile zu erzeugen, da die Einrichtung 30 for halboffene Profile ausgebildet werden kann. Die Einrichtung 30 ist vorzugsweise in einer durch die Drehachsen der Walzen 2,3 liegenden Ebene angeordnet, so wie dies in den Fi- guren dargestellt ist.

Die Erfindung erstreckt sich tuber Blech insbesondere mit den in der Beschrei- bungseinleitung genannten Massen hinaus auf jedes metallische oder nichtmetal- lische, plastisch verformbare Material, bei dessen Rundung sich die Aufgabe der vorliegenden Erfindung stellt.