DE1652618A1

DE1652618A1 - Streck-Biege-Vorrichtung

Info

Publication number: DE1652618A1
Application number: DE19681652618
Authority: DE
Inventors: Bauer Edwin Henry; Huggett Tryon Virgil
Original assignee: Cyril Bath Co
Current assignee: Cyril Bath Co
Priority date: 1967-01-31
Filing date: 1968-01-30
Publication date: 1971-11-04
Also published as: GB1160845A; FR1552606A; US3426569A

Description

■ΠΜ OYHIL ΒΑΤΗ COMPANY, Cleveland 39, Staat Ohio (V.St.A.)

Str eck~3i e ge-Yorri chtung

Die' Erfindung "bezieht sich auf eine Strecfe-Biege-Vorrichtung, die aus einem aus Einzelteilen zusammengesetzten, auf einem Hahinen bzxir. Unterbau abgestützten Werkzeug und au:: aa den Enden des Werkzeugs vorgesehenen Spannköpfen besteht, vrobei letztere die einander gegenüberliegenden Enden eines langgestreckten, das Werkzeug der Länge nach durchsetzenden Bauteiles fest erfassen und auf Grund geeigneter Antriebe sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung bewegbar sind und dabei den unter Zugbelastung ntehenden Bauteil formend an die entsprechenden Werkzeugwiderlager zur Anlage bringen.

Vorrichtungen dieser Art können insbesondere, beim Streckiiiegen von Bauteilen verwendet werden, bei denen die in

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bleue Unterlagen (Art. 711 au·. 2 Nr. 1 tftz 3

·* v. 4,9.

einer quer zur Längerichbung des Bauteils verlaufenden Ebene in einer bestimmten Richtung gemessenen Querachnittsabmessungen zwischen verschiedenen Ileßpunkten variieren. Beispiele solcher Bauteile sind Doppel-ΐ und U-Dräger und andere unregelmäßige Profile.

™ Es ist bereits vorgeschlagen worden, Bauteile in erwärmten "Zustand in ihre für Schiffsspanten erforderliche Form zubiegen, wobei diese Bauteile gegen formende Flächen von einstellbaren Segmenten eines längs des Bauteils verlaufenden Foriiiteils gebogen werden. Gemäß einem bereits bekannten Verfahren wird ein erwärmtes Bauteil durch eine aufgebrachte Belastung so gebogen, daß es an den formenden Flächen einer Reihe von einsteilbaren Segmenten oder Formelementen anliegt, die mittels Jedem Segment zugeordneter Motoren in die ausgewählten Stellungen gebracht werden. Durch geeignete, proportionale Übertragungseinrichtungen zwischen den Segmenten und einem Vergleicher werden die Endstellungen der formen-

fe den Flächen der Segmente auf ein in kleinerem Maßstab gezeichnetes Muster oder eine Matrix der gewünschten Form reflektiert und mit diesem verglichen.

Es ist ferner bereits vorgeschlagen worden, aus einstellbaren, gegen eine flexible Platte drückenden ,Segmenten bestehende Formteile zum Biegen derartiger Bauteile zu verwenden. In diesem Falle werden zwei aus einstellbaren Segmenten bestehende komplementäre Formteile verwendet, die durch einen hydraulisch betätigten Kolben in festen Biegeeingriff gebracht werden. Auch bei diesem Verfahren erfolgt

Ια:: Verformen der Bauteile in erwärmten Zustand.

Er wurde nun gefunden, daß die Bauteile im erwärmten. Zustand, zwar zu dsr von den einge stellt en Segmenten vorgegebenen Form gebogen werden konnten» aber, wenn sie auf Raumtemperatur abgekühlt wurden, nicht unbedingt diese Form beibehielten. Darüber hin aus i\-urden durch das Srwär- men und das Abkühlen die Eigenschaften des Metalls beträchtlich geändert, wodurch die Festigkeit der Bauteile oft herabgesetzt und ihre Qualität nachteilig beeinflußt wurde. Daö erforderliche sorgfältige Erwärmen und Abkühlen dar Bauteile und ihre Behandlung in erwärmtem Zustand^ erfordert einen wirtschaftlich nicht vertretbaren Aufwand.

Um die vorliegenden Schwierigkeiten voll zu erkennen, wird darauf hingewiesen,.-daß im Schiffbau eine sehr große Zahl von rechten und linken Spanten paarweise angeordnet sind. Die Form eines solchen Spantenpaares weicht im Bugbereich und im Heckbereich beträchtlich von der Form der anderen Spantenpaare ab.. Es besteht also die Schwierigkeit, eine große Zahl von Bauteilen zu biegen, von denen jedes eine andere Form hat.

Beim Biegen der Bauteile in erwämtem Zustand konnten aufgrund der erforderlichen relativ geringen Drücke verhältnismäßig leicht ausgebildete einstellbare, aus Segmenten bestehende Formteile verwendet -werden.,. Bei dem Versuch, die Bauteile in kaltem Zustand zu biegen, haben sich einstellbare, aus Segmenten bestehende Formteile nicht als zufriedenstellend erwiesen. Daher wurde anstelle eines

aus Segmenten "bestellenden !Formteils ein festes Formteil mit einer auf eine spezielle Bauteilform "beschränkten kontinuierlichen Fläche oder zwei zusammenarbeitende feste Formteile für eine Bauteilform verwendet.. Bedenkt man, daß für jedes Bauteil ein anderes Formteil oder ein anderer Satz von Normteilen notwendig war, so ist verständlich, daß die Kosten beträchtlich sind und das Ver- W^: fahren kaum durchführbar ist.

. Bei dem "Versuch, einstellbare, aus Segmenten bestehende Formteile zur Kaltverformung solcher Bauteile oder Werkstücke zu verwenden, ergab sich, daß die vorerwähnte Rückverformung oder das Zurückspringen der Bauteile unvorhersehbar ist. Dies lag an den in den Bauteilen bei ihrer ursprünglichen Profilgebung entstandenen unterschiedlichen Spannungen und Metalleigenschaften. Es xtfar deshalb viel Zeit für die dauernde Nachstellung der einstellbaren Segmente- erforderlich. Im allgemeinen war die ausgewählte Einstellung der Segmente des Formteils für eine bestimmte ^ Bauteilform nicht ausreichend zur Herstellung eines Zweit--■ stücks dieses Bauteils. In vielen Fällen mußten auch sehr . ■■' große Kräfte in Richtung auf die forme.nde Fläche dec Formteils ausgeübt werden. Beim Kaltbiegen erbrachten daher aus einzelnen Segmenten bestehende Formteile nur einen geringen wirtschaftlichen Vorteil gegenüber kontinuierlichen, nicht einstellbaren Formteilen, die große Kräfte und Drücke aufnehmen können.

Gemäß einem weiteren.älteren Vorschlag werden Bauteile mit ·' I-förmigem Querschnitt dadurch verformt, daß sie über eine . feste, kontinuierliche Fläche gestreckt und gleichzeitig

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von einem Ende her schrittx^eise durch kraftbetätigte Druckelemente auf dieoe Fläche aufgedrückt werden. Diese Druckelemente haben in ihrer Endstellung eine gewisse Ähnlichkeit mit den Segmenten eines Formteils, sind aber tatsächlich nur einzelne Niederhalter, denen ein kontinuierliches, festes Formteil gegenüberliegen muß, das sie in ihrer richtigen Endstellung hält; Auch bei einer solche^ Anordnung besteht die Notwendigkeit, für jede Form eines Bauteils wenigstens ein festes Formteil vorzusehen.

Obwohl die Vorteile des Biegens im kalten Zustand im allgemeinen bekannt waren, war ein zufriedenstellend arbeitendes wirtschaftliches Verfahren zum Biegen von Profilbauteilen oder Werkstücken bisher noch nicht bekannt, und man war auf andere Verfahren ausgewichen, bei denen eine Anzahl von Formteilen und für jede Bauteilform aufeinanderfolgende Behandlungsschritte und viel Handarbeit erforderlich waren.

3o hat zum Beispiel eine Streck-Biege-Vorrichtung als bekannt zu gelten, die zwei von Hand verstellbare Profilwerkzeugs aufweist und bei der der jeweilige Bauteil an den Enden erfaßt, gestreckt und durch Querbewegungen über die Profilwerkzeuge abgebogen wird. Wenn auch durch die Vorntellbarkeit der Profilwerkzeuge Variationsmöglichkeiten gegeben sind, so kann diese Vorrichtung dennoch nicht befriedigen, da die Profilwerkzeuge ganz bestimmte Krümmungen aufweisen, die nicht verändert werden können. Wenn andere Hadien benötigt werden, müssen, die Profilwerkzeuge ausgetauscht werden, d.h. es muß stets eine ausreichende

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Anzahl von unterschiedlichen Profilwerkzeugen vorrätig sein, was hohe Kosten verursacht, ganz abgesehen davon, daß das Auswechseln und Einstellen zeitraubend ist.

Bei einer anderen bekannten Bauart wird der zu verformende Bauteil, nachdem er gestreckt und gegen ein Werkzeug zur Anlage gebracht, wurde, stufenweise gegen das Werkzeug gepreßt. Hier fehlt zunächst die kontinuierliche Arbeitsweise, ganz abgesehen davon, daß auch hier bei gewünschten lOrmveränderungen ein anderes Werkzeug verwendet werden muß. . -

Ein anderer bekannter Vorschlag besteht darin, daß eine Art Profilschablone mehrere in Abstand voneinander angeordneten Elemente trägt, die dem zu verformenden Bauteil als Widerlager dienen. Wenn auch hier mehrere 5¹Or me le men te vorhanden sind, so stellt diese Anordnung dennoch einen starren Werkzeugteil dar, der sich in seiner Grundform nicht oder nur äußerst bedingt verändern läßt, so daß wiederum eine Torratshaltung an formenden Profilwerkzeugen notwendig ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die vorerwähnten Nachteile bekannter, zum Kaltbiegen länglicher Bauteile dienender Vorrichtungen nicht aufweisende Streck-Biege-Vorrichtung zu schaffen, und ein zum Streck-Biegen von langgestreckten Bauteilen geeignetes Verfahren anzugeben. .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelost, daß das aus Einzelteilen zusammengesetzte Werkzeug eine große An-

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a aiii von Werkseug-Segmenten bzw. Formelementen-aufweist, lie Seite an Seite dicht nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind, die sich im allgemeinen längs der Werkzeugaoliöe erstreckt und daß ferner Mittel vorgesehen sind, um jedgs d ?.v einzelnen Foraielemente in Querrichtung, zum Werkzeug in gö^en/iber dem Unterbau vorausbestimmte Stellung hinein- und her s:as zubewegen und um außerdem die auf diese Weise in vorau-bestimate bzw. ausgewählte Stellungen gebrachte Formelemente festzuhalten. Durch die Einstellbarkeit der einzelnen Pormelemeiite ist ein Höchstmaß an Variationsmöglichkeiten d.h. durch die Yerstellbarkeit lassen sich beliebig Biege-Widerlager schaffen, ohne daß dazu Werkzeugteil.e ausgewechselt werden müssen. Da die einmal in eine beoti:amte Lage gebrachten Formelemente auch noch festgehalten werden, ergibt sich eine ausreichende Abstützung beim Biegen und außerdem be.-teht keine Gefahr, daß Maßabweichungen in !Lauf genommen werden müssen. Das dichte Beieinanderliegen der einzelnen Formelemente wiederum führt zu einem zügigen 7? rl auf der Kxüsimungen und verhindert gleichzeitig Überlastungen einzelner Formelemente * '

Für die beim Streck-Biegen erforderlichen Längs- und Querb-?w-3jungen der an sich bekannten und den jeweiligen Bauteil an ο jd-ien Snden erfassenden Spannköpfen ist es nach der Erfindung zweckmäßig, daß mindestens einer der erwähnten Spannkopfe auf einem Tragteil· ruht, der seinerseits zur kontrollierten, auf den Unterbau und das Werkzeug bezogenen Hin— und Herbewegung entlang eines vorbestimmten Weges quer zum Werkzeug von dem Unterbau getragen ist und der Antrieb für die Zugbelastung in Längsrichtung der Formelementen-Heihe aus einer Kolben- und Zylindereinheit besteht,

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die zwischen dem jeweiligen Spannkopf und seinem Tragteil wirksam ist, wodurch, der Kopf sich auf seinem Tragseil in der Richtung der Achse des Werkzeuges zu bewegen vermag. Dieser Aufbau ist außerordentlich robust und hält jeder Belastung stand.

Der Vorteil der robusten und widerstandsfähigen Ausführung ergibt sich auch bei einem Aufbau, bei dem der erwähnte Tragteil oder jedes der vorhandenen Teile auf einem Grundrahmen sitzt,-der eine Führung aufweist, die den erwähnten festgelegten Bewegungsablauf quer zur Werkzeugachse bestimmt und bei dem ferner der im wesentlichen aus einem Spindeltrieb mit reversierharem Hotor bestehende Antrieb für diese Bewegung zwischen dem Tragteil und dem Grundrahmen wirksam eingefügt ist.

Hach einer weiteren Besonderheit der Erfindung ist vorgesehen, daß das in eine Vielzahl von Formelementen aufgegliederte Werkzeug mindestens zwei Abschnitte aufweist, wobei die Formelemente quer zum Werkzeug entgegengesetzte Eichtungen haben und an dem Bauteil entsprechend der jeweiligen Form an verschiedenen Längenabschnitten angreifen. Durch den Seitenwechsel der lOrmelemente lassen sich S-Formen o. dgl., die noch dazu unregelmäßig sein können, bequem beherrschen.

Nach einer weiteren Ausgest.altungsform der Erfindung ist vorgesehen, daß die Formelemente einzeln auf Gleitstücken ruhen, die ihrerseits in parallelen, quer zur Formelementen-Eeihe verlaufenden Bewegungsbahnen abgestützt Und ge-

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führt sind. Dabei ist es zweckmäßig,, daß für die Bewegung eines jeden Gleitstückes besondere Antriebe dienen und für jeden einzelnen Antrieb eigene Steuerungsmittel vorgesehen sind. Diese besonderen Antriebe sind für die Vor- und Rücklauf bewe gung der Gleitstücke mit umpolbaren:Elektromotoren ausgestattet. Durch diese Maßnahmen ist es auf einfachste Weise möglich, die einzelnen Formelemente in die erforderlichen Stellungen zu bringen, ohne daß dazu zeitraubende Handarbeit erforderlich wäre.'

Um beim Biegen eine möglichst hohe Genauigkeit zu erzielen, ist nach der Erfindung ferner vorgesehen, daß die erwähnten Iiotore am Unterbau befestigt sind und über solche Antriebselemente mit den Gleitstücken in Verbindung stehen, die gegen ungewollte Verlagerungen der Gleitstücke aus ihren vorausbestimmten Stellungen selbsthemmend ausgeführt sind und beim Auftreten einer beim Biegen des Bauteiles auf die Formelemente einwirkenden Kraft die Gleitstücke sperren.

E¹Ur einen exakten Arbeitsablauf beim Streck-Biegen, erscheint es nach der Erfindung außerdem zweckmäßig, daß die Gleitstücke mit den Formelementen durch eine automatisch arbeitende Steuereinheit gesteuert sind", welche die Formelemente nach einem bestimmten, der zu biegenden Form des Bauteiles angepaßten Programm in die ausgewählten Stellungen bringt. Dabei ist es von Vorteil, daß die Steuer- und Programmiereinheit ein Steuersignal von einem Band aufnehmendos Bandlesegerät und ein Servosystem aufweist,- das die Gleitstücke in Übereinstimmung mit dem Programm in die vorausbestimmten bzw. ausgewählten Stellungen bewegt. Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß bei der vorliegenden Erfindung die Formelemente in einfacher Weise durch eine numme-

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rische Steuerung in eine vorherbestimmte, entweder aus
der Erfahrung gewonnene oder durch Rechnung bestimmte
Stellung gebracht werden können. Die Werte dieser Anordnung können gespeichert" werden, um später gleiche Stücke mit der Gewissheit herzustellen, daß für jede Anordnung
der Formelemente bei einer bestimmten &röße und Querschnitt sform des Bauteils das gebogene Bauteil immer
wieder genau reproduzierbar ist.

Es wurde auch gefunden, daß die Vervrendung von einstellbaren, aus Segmenten oder Elementen bestehenden Formteilen möglich ist, wenn der gegen den Formteil zu biegende Bauteil zunächst in Längsrichtung über die Elastizitätsgrenze hinaus gestreckt und dadurch in einen besseren
verformbaren Zustand gebracht und in diesem Zustand gegen die formenden Flächen der Segmente gebogen wird. Durch
dieses Strecken sind übermäßig hohe, quer- zum Bauteil gerichtete Drücke beim Biegen in die von den Foraelementen gebildete Form unnötig. Weiter wurde gefunden, daß bei einer derartigen Streckvorrichtung ohne eine unverhältnismäßig hohe Verteuerung der Maschine der Formteil stabil genug ausgebildet werden kann, um den auftretenden Kräften gewachsen zu sein. Es ist äußerst wichtig, daß durch das Strecken des Bauteils über die Elastizitätsgrenze hinaus und durch das Biegen in dem leichter verformbaren Zustand eine Rückverformung des Bauteils im wesentlichen ausgeschossen wird. Dadurch wird gewährleistet, daß bei Jeder Einstellung der Formelemente wiederholt Zweitstücke mit
gleichen Formen hergestellt werden können.

Nach den angestellten Überlegungen wird die Lösung der Verfahrensaufgabe darin gesehen, daß die Foraelemeivfre, die in

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großer Anzahl und In geringen Anständen voneinander in einer sieb längsseitig zum Bauteil erstreckenden Heine zusammenwirkend angeordnet sind, so eingestellt werden, daß ohne Zuhilfenahme und Auswechslungszwang entsprechend geformter Widerlager eine bestimmte, der gewünschten 3"orin entsprechende formende Fläche entsteht und daß anschließend der Bauteil bis über seine Elastizitätsgrenze hinaus gestreckt wird, und zwar dadurch, daß die gegenüberliegenden Enden des Bauteiles, während dieser an die formenden !"lachen der Sleaenten-Rsihe zur Anlage kommt _f gleichzeitig auseinandergezogen werden.

Auf diese Weise wird ein x^eiterer Fortschritt im Schiffsbau und in verwandten Industriezweigen erzielt, wodurch die Formelemente je nach einer beliebigen und gewünschten Bauteilform eingestellt werden und gleiche Bauteile von genau entsprechender Form wiederholt hergestellt werden' können.

Die Verbindung des Streckvorganges und die Einstellbarkeit des Formteiles ermöglicht es. Im Schiffsbau und in anderen Heilen der' Schwerindustrie - wie bereits angedeutet - numerische und andere automatisch arbeitende Steuerungen einzuführen, bei denen es die Voraussetzung für ein sicheres Arbeiten ist, daß bei einer bestimmten Ausbildung eines Formteiles ein entsprechend geformtes Bauteil erhalten wird. In den Fällen, wo die Fertigungszahlen eines bestimmten Bauteiles nur relativ klein sind, wird aufgrund des Streckvorganges und des damit verbundenen Fortfalls einer Eückverformuügj sowie der dait-verbundenen

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.Verringerung der Biegekräfte die Verwendung eines aus einstellbaren Formelementen bestehenden formenden Werkzeuges möglich. Durch die einstellbaren Formelemente werden auch die wirtschaftlichen Nachteile vermieden, für verschiedene Bauteile eine große Zahl von festen Profilwerkzeugen bzw. Formteilen zu verwenden bzw, auf Lager zu halten. Die'Verbindung der beiden wesentlichen Merkmale der Erfindung, d.h. ein vielgliedriger und' einstellbarer Formteil und eine Streckvorrichtung machen die Programmierung der Einstellung des Formteiles durch übliche automatische Steuereinrichtung möglich, wie dies ebenfalls angedeutet wurde.

Weitere Erläuterungen der Erfindung, sowie Vorteile derselben ergeben sich aus der Beschreibung der Zeichnung, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen; , ■

Fig. -1 eine teilweise Draufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung;

Fig, 2 einen Teil einer Vorderansicht der Vorrichtung mit der linken Vorstreckeinheit;

3fig. 3 eine Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung von links;

Fig. 4 eine in größerem Maßstab dargestellte Teilansicht eines einstellbaren, in der Vorrichtung benutzten Formelementes mit den zugehörigen Antriebsvorrichtungen;

Fig. 5 einen in waagerechter Richtung verlaufenden Teilschnitt nach der Linie 5-5 in Fig. 4·;

lig, 6 einen senkrecht verlaufenden Teilschnitt nach der Linie 6-6 in Fig. 4;

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!ig. 7 einen eine abgewandelte Ausführungsform eines Formelementes darstellenden Teilschnitt;

Fig. 8 eine Draufsicht auf die Vorrichtung, in der die Formelemente zur Biegung eines rückwärts abgebogenen Bauteils eingestellt sind und die die Stellung der Vorstreckeinheiten zum Biegen des Bauteils entsprechend der Formflache zeigt; und

Fig. 9 eine schematische Darstellung, in der die

durch eine automatische Steuerung erfolgende Einstellung und Fixierung der Formelemente gezeigt ist.

Wie aus den Zeichnungen ersichtlich, weist die erfindungsgemäße Vorrichtung einen stabilen und festen Maschinenrahmen 1, der im folgenden auch als Rahmen bezeichnet ist, auf, der an seinen beiden Enden je eine insgesamt mit 2 bezeichnete Vorstreckeinheit aufweist. Jede Vorstreckeinheit ist mit einem stabilen, von geeigneten Hollen 4 abgestützten Tragteil 3 versehen. Die Hollen laufen auf Führungen 5 j die fest an dem Rahmen 1 angebracht sind und sich quer zu seiner Länge erstrecken, so daß die Tragteile in einfacher Weise im allgemeinen quer zur Spannungs- oder Zugrichtung bewegt werden können«

Auf das Tragteil 3 ist ein, durch den Zapfen 7 drehbar verbundenes Gelenkstück 6 aufgesetzt, das um eine senkrechte Achse schwenkbar ist und vom Zapfen 7 in eine feste Stellung vor und hinter dem Tragteil 3 geführt wird. Das Gelenkstück G wird während einer Drehung auf geeigneten Führungen 8 des Tragteils 3 geführt. Die Führungen 8 verlaufen koaxial zu dem Zapfen 7 und· haben einen konstanten' Radius.

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Auf dem. Gelenkstück 6 ist ein stabiler, umgekehrt U-förmiger,in seiner Gesamtheit mit 9 "bezeichneter Rahmen aufgesetzt, der Seitenplatten 11 und einen oberen Versteifungsteil 11a sowie vordere und hintere Platten 12 und 12a aufweist. Mit der vorderen Platte 12 ist eine Lasche 13 verbunden, die mittels eines Drehzapfens 15 mit einem Gabelstück 14· in Verbindung steht. Bas Gabelstück 14 tragt einen Spannkopf 16, der einen Endabschnitt des zu biegenden Bauteils zum Aufbringen der Zugspannung erfaßt.

Auf dem Rahmen 9 sind ferner stabile Führungen 18 vorgesehen, die bei ihrer Längsbewegung auf Rollen 19 geführt werden, deren Achsen in einer bestimmten Relativstellung zu dem Gelenkstück angeordnet sind und von einem Rahmen 10 gehalten werden.

Mit der hinteren Platte 12a ist eine reversierbare Kolben-Zylinder-Einheit 22 verbunden, die einen Zylinder 23 und einen im Zylinder hin- und herbewegliehen Kolben 24- mit einer Kolbenstange 25 aufweist« Das äußere Ende der Kolbenstange 25 ist mit einer Halterung 26 verbunden, die auf einem mit dem Gelenkstück 6 verbundenen Auflager 2? angeordnet ist.

Auf diese Weise wird durch Zufuhr iron Druckmedium aus einer Druckquelle über ein übliches Reversier- und. Absperrventil auf die Kopfseite des Zylinders der Spannkopf 16 in Richtung auf das benachbarte Ende des HascM&enrabmeas bewegt. Auf der gegenüberliegenden Seite des IfescMnenranmens ist eine ähnliche Vorstreckeinheit

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Es ist ein geeigneter Antrieb vorgesehen-, um die Torstreckeinheiten für verschieden lange Bauteile in die richtige Längsstellung in "bezug auf den Maschinenrahmen

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zu bringen. Die Vorstreckeinheit 2 sitzt auf einem Grundrahmen 30, der auf geeigneten Gleitschienen 31 des Maschinenrahffiens sitzt und in Zugrichtung'gleiten kann. Am Ende des Grundrahmens 30 ist ein Antrieb vorgesehen, der einen Elektromotor 32 aufweist,der über eine Kette 33 mit einem eine Welle 35 antreibenden Kettenrad 34· in Antriebs verbindung steht* Die Welle -35 treibt ein Untersetzungsgetriebe 36 an, dessen Ritzel 37 iⁿ eine am Maschinenrahmen 1. angeordnete Zahnstange 38 eingreift» Auf diese Weise kann die gesamte Vorstreckeinheit 2 mit dem Grundrahmen 30 in die gewünschte Stellung in Mngsriehtung des Haschinenrahmens verfahren werden*

Es ist wünschenswert, daß die Torstreckeinheit 2 mit dem {Dragteil 3 während des Streck-Biege-Vörgangs quer zur Zugrichtung bewegt wir&. Zu diesem Zweck steht eine auf dem Tragteil 3 befestigte Spiadelmuttar 4-0 lait einer Spindel in Eingriff, Die Spiiatel ist"an"Ihren Enden in. BMt dem Grundrahmen 30 aufgesetztes,- &ag©rn 42 gelagert- \mxk wirdvon einem reversierbareii Blektromotos? 44· über ©in Unter« setzungsgetriebe 43 angetrieben» Auf diese Weise lat dis VorBtreckeinheit 2 ^uer .aus Sruudraliffiea 30 "bS^rSgIIeIi₄ wobei das Tragteil 3 τοη Eollea 4a auf siaer beatiifitttea · Bahn geführt wird* Ma Sollen 4a sind im'-.seakreokfe- iraslaßfeade» am"-Sras^eil bafestigte lcksen äa?©Kbar.-'iand"iauf©a -is einer MÜirung 5a _s die- sielt qmsa?-ssusi S-rundraluiea- 3Ö- a^straakt und " die Bewegufigsbaim diesea? Bollen bildai?. Bis Slelsteomotores. 44Ma? die ^usrb@Megangea des? ?o2?stre.sksiiiii@iii« ifg^Äea tmabf

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hängig voneinander durch bekannte Steuereinrichtungen gesteuert. Ein Bauteil kann daher in Längsrichtung gestreckt werden, indem es an seinen gegenüberliegenden Enden von den Spannkopfen 16 erfaßt wird und danach Druckmedium in die Kopfenden der Zylinder 23 geleitet wird. Während dienes Streckens kann jedes !Dragteil J und damit jeder zugehörige Spannkopf 16 in der gewünschten: --Richtung quer zur Zugrich-™ tung bewegt werden. Die drehbare Verbindung zwischen dem Spannkopf 16 und der Platte 12 ermöglicht es, daß üich-der Spannkopf beim Verschieben des Tragt eil s ;5 tangential zu der Zugrichtung einstellt. Aufgrund der -schwenkbaren Anordnung des. Gelenkstücks 6 kann die gesamte Kolben-Zylinder-Einheit geschwenkt werden, oo daß ihre Achse tangential zu, dem gebogenen Bauteil verläuft.

Auf dem Maschinenrahmen 1 ist zwischen den beiden Vorstreckeinheiten 2 ein aus Segmenten oder Pormelementen bestehendes, in seiner Gesamtheit mit 4-5 bezeichnebeö Formteil angeordnet, das eine Anzahl von Gleitstützen 50 aufweist, ~ die in parallel zueinander verlaufenden, diese Stücke nach ^ vorwärts und rückwärts gleitend führenden Führungen det> Maschinenrahmens angeordnet sind und beispielsweise■quer zur Zugrichtung verlaufen. Jedes'Gleitstück wird mittels* einer Übertragungseinrichtung quer zum Maschinenrahmen in eine bestimmte Stellung gebracht. Jede Übertragungseinrichtung weist eine Spindel oder Stellschraube 52 auf, die von einem reversierbaren Motor 55 angetrieben wird. Dadurch, daß die Drehriehtung des Motors geändert werden kann, kann • ' ; 'das zugehörige Gleitsimck 50 i& die gewünschte Stellung ' quer zum Maschinenrahmen bewegt werden. Die Spindeln 52

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sind entweder selbsthemmend oder es sind Bremsen für sie vorgesehen, so daß die Gleitstücke durch die beim Verformen des Bauteils auf sie ausgeübten Kräfte nicht aus ihren vorbestimmten Stellungen herausbewegt werden können. Die Gleitstücke 50 sind nebeneinander angeordnet, und ,jedes trägt auf sdner oberen Fläche ein Formelement 54-, das eine um eine senkrechte Achse gebogene Formfläche 55 aufweist, die tangential an dem seitlich gegen die Fläche bewegten Werkstück zur Anlage kommt. Wie Fig. 8 zeigt, können auf diese Weise die Formelemente 54- durch ihre Gleitstücke in die gewünschten Stellungen gebracht werden, so daß dem Bauteil oder Werkstück eine Anzahl von im Abstand voneinander angeordneten formenden Flächen 55 zugewandt ist, die vorzugsweise nur ein paar Millimeter voneinander entfernt sind und die Form des Bauteils angeben, das gegen diese Teile gebogen werden soll. Durch diese Anordnung wird beim Biegen sichergestellt, daß das Werkstück im wesentlichen kontinuierlich gebogen wird und nicht aus einer Heihe von gradlinigen Abschnitten besteht.

Das in Fig. 8 gezeigte Bauteil oder Werkstück M soll in eine beidseitig abgebogene Form gebracht werden. Zu diesem Zweck weisen einige Formelemente, beispielsweise die im linken Abschnitt des Maschinenrahmens angeordneten Elemente eine R"ahe von Formflachen auf, die eine im wesentlichen in beaug auf das Werkstück M konvexe Anordnung haben, während die im rechten Abschnitt angeordneten Formelemente so angeordnet nind, daß ihre Flächen eine in bezug auf die gegenüberliegende Seite des Formteils konvexe Anordnung haben. Die zwischen dem rechten und dem linken Abschnitt liegenden Formelemente bilden eine Übergangsflache, die tangen tial zu den Endabschnitten der beiden entgegengesetzt zu-

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einander gekrümmten Kurvenabschnitte verläuft.

Bei einer vielseitig anwendbaren Vorrichtung dieser .art können zwei Gruppen von Formelementen verwendet werden: Ein vollkommener Satz am. vorderen Ende und ein vollkommener Satz am hinteren Ende. Auf diese Weise kann jede gewünschte Kurve gebildet werden, wobei nur ein Teil jeder Gruppe für eine bestimmte Form verwendet wird.

Vie Pig. 8 zeigt, wird das Werkstück M beim Biegen durch die Spannköpfe 16 unter Druckspannungen gesetzt. Die Spannköpfe sind in einer Linie angeordnet, die durch den-Tangentenberührungspunkt oder dem TJmkehrpunkt zwischen beiden Krümmungen, der beispielsweise mit 60 bezeichnet ist, hindurchführt und Strecken oder Ziehen das Werkstück in Längsrichtung bis über seine Elastizitätsgrenze. In diesem gestreckten Zustand wird der in Fig. 8 links angeordnete Spannkopf 16 im Uhrzeigersinn um den Tangentenberührungspunkt, d.h. auf dem Maschinenrahmen nach hinten bewegt, während der in Fig. 8 rechts liegende Spannkopf ebenfalls im ^ Uhrzeigersinn um den Tangentenberührungspunkt, d.h. auf dem Maschinenrahmen nach vorn bewegt wird. Dabei i*ir& das gestreckte, Längsspannungen ausgesetzte Werkstück M fest gegen die formenden Flächen 55 der Formelemente gelegt.

Aufgrund dieses Streckens läßt sich das Werkstück leicht verformen, so daß die zum Biegen des Werkstücks um'die von den formenden Flächen gebildete Kontur erforderlichen, gegen die formenden Flächen wirkenden -Drücke sogar darm nicht sehr hoch sein müssen, wenn sichergestellt? werden soll, daß das Werkstück in der vorgegebenen Form ohne wesentliche ^;; Rückverformung bleibt.

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Es ist vielfach, erwünscht, das Werkstück nach dem Biegen fest in seiner Stellung zu halten. Zu diesem Zweck sind auf allen oder wenigstens auf einigen Gleitstücken 50'Niederhalter 62 vorgesehen. Je'der Niederhalter 62 ist mit einem Schwenkarm 63über einen Drehzapfen 64 verbunden, der in einem länglichen Schlitz 65 liegt, um die horizontale Relativbewegung des Schwenkarms auszugleichen, nachdem der Niederhalter auf dem Werkstück fi zur Anlage gekommen ist. Der Schwenkarm kann um einen auf dem Gleitstück 50 angeordneten Zapfen 66 geschwenkt werden und wird von einer Kolben-Zylinder-Einheit 67 betätigt, die über Zapfen 68 und 69 mit dem Gleitstück 50 um dem Schwenkarm 63 verbunden ist.

Wenn das Werkstück M, Wie Fig. 4- zeigt, gegen die formende Fläche 55 eines Formelements 54* gebogen worden ist, wird es anschließend um die nächste, daneben!legende formende Flache gebogen, während der Niederhalter auf den bereits gebogenen Abschnitt, des' Werkstücks M aufgesetzt wird und diesen fest in seiner Stellung hält.

In Fig. 4 ist das Biegen eines im Querschnitt Ij-fÖrmigen Abschnitts gezeigt, dessen Flansch M^ auf der Innenseite der Biegung liegt. In diesem Fall ist ein Forme lement 5^- erforderlich, dessen Erstreckung quer zum .Maschinenrahmen verhältnismäßig gering ist. Wenn der Flansch M^ an der Außenseite der Biegung liegen soll, wird ein längeres, in Fig. 7- gezeigtes Formelement ¹JO verwendet-. Das Formelement 70 ist so ausgebildet, daß es-mit geringem Spiel auf die obere'Fläche des tferfcsMoks paßt und dabei ein Gleiten des "■ Werkstücks"M in bez^g auf dasFormteil ermöglicht. Ein

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auf dem Schwenkarm, beispielsweise- dem Schwenkarm 63 angeordneter Niederhalter 71 wird in eine solche Stellung bewegt, daß er ein nach oben gerichtetes Kippen oder Drehen unter den beim Biegen des Werkstücks M auftretenden Belastungen verhindert^ ohne aber die untere Fläche des Formelements mit der oberen Fläche des Werkstücks N in eine feste, reibungsschlüssige Verbindung zu bringen.

Wie bereits erwähnt, ist es wünschenswert, daß die Gleitstücke 50 mit ihren Formelementen später in einfacher Weise wieder in ihre Stellungen zurückbewegt werden können, um eine bereits vorbestimmte Anordnung erneut herzustellen. Zu diesem Zweck ist jeder der reversierbaren Gleichstrom/-motoren 53 mit einem Servomotor 75 ausgerüstet, der die Geschwindigkeit und die Stellung der Welle des Motors 53 verstellt. Die Welle des Motors 53 treibt >eine Regeleinrichtung 76 an, die über eine Leitung 77 Signale an eine numerische Steuereinheit 78 weiterleitet. Ferner ist ein Bandlesegerät 79 vorgesehen, durch das ein Band 30 hindurchgeführt „wird, das einer bestimmten Anordnung der Formelemente entspricht und Ausgangssignale abgibt, die eine Funktion der Perforationen in dem vorprogrammierten Band sind» Das Bandlesegerät gibt die Signale an einen Digitalrechner in der Steuereinheit 78 weiter, der das Steuersignal mit dem Ausgangssignal der Regeleinrichtung 76 des Motors vergleicht. Die Verstellung der Formelemente wird solange fortgesetzt, bis diese beiden Signale einander ausgleichen und das zugehörige Gleitstück festgestellt wird. Dieser Torgang wird nacheinander für die einzelnen Formelemente durchgeführt, bis alle in der gewünschten Stellung sind. ' .

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Auf diese Weise können die Formelemente sehr leicht in die richtigen, vom Band "bestimmten Stellungen gebracht werden. Hachdem sie die vorbestimmten Stellungen eingenommen haben, werden sie durch die Steuerung automatisch, festgelegt und "bleiben aufgrund der Selbsthemmung der Spindel gegen Drehung in ihren festgelegten Stellungen und können durch die beim Biegen des Werkstücks M auf die Gleitstücke 50 ausgeübten Kräfte nicht "verschoben werden. ■

Bs ist natürlich auch möglich, jeden Motor 53 zur Einstellung der Formelemente 5^- von Hand zu steuern. Die Formelemente können sogar von Hand verstellt werden, wenn man die Motoren 53 durch Handräder ersetzt. Ferner ist es möglich, zum nacheinander erfolgenden Einstellen der Formelemente nur eine Einstellvorrichtung, beispielsweise eine Kolben-Zylinder-Einheit vorzusehen, die längs des Maschinenrahmens nacheinander in Ausrichtung mit jedem Formelement gebracht werden kann. In diesem Fall hat jedes Gleitstück 50 Sperrvorrichtungen, die es in der ausgewählten Stellung halten»

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Claims

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3? a t e ή t a η s ρ r ü c h e

1 * Streck-Biege—Vorrichtung., _die aus einem aus Einzelteilen zusammengesetzten) auf einem Rahmen bzw» Unterbau abgestützten Werkzeug und aus an den Enden des Werkzeugs vorgesehenen Spannkopf en besteht, wobei letztere die einander gegenüberliegenden Enden eines langgestreckten, das Werkzeug der Länge nach durchsetzenden Bauteiles fest erfassen und auf Grund geeigneter Antriebe sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung bewegbar sind und dabei den unter Zugbelastung stehenden Bauteil formend an die entsprechenden Werkzeugwiderlager zur Anlage bringen, dadurch gekennzeichnet, daß das aus Einzelteilen zusammengesetzte Werkzeug (4-5) eine große Anzahl von Werkzeug-Segmenten bzw. Formelementen (54·) aufweist, die Seite an Seite dicht, nebeneinander in einer Reihe angeordnet sind, die sich im allgemeinen längs der Werkzeugachse erstreckt und daß ferner Mittel (50, 5^ * 52» 53) vorgesehen sind, um Jedes der einzelnen JOrmelemente (54-) in Querrichtung zum Werkzeug (4-5) in gegenüber dem Unterbau (1) vorausbestimmte Stellungen hinein- und herauszubewegen und um auiäerdem die auf diese Weise- in vorausbestimmte bzw.- ausgewählte Stellungen gebrachten Formelemente- (54-) festzuhalten*

2ο Streok-Biege-Yörrichtungen nach Anspruch 1 _f dadurch gekennzeichnet, daß mindestens einer der erwähnten Spann-

köpfe (16) auf einem Tragteil (3) ruht, der seinerseits zur kontrollierten, auf den Unterbau (1) und das Werkzeug (4-5) "bezogenen Hin- und Herbewegung entlang eines vorbestimmten Weges quer zum Werkzeug (45) von dem Unterbau (1) getragen ist und der Antrieb für die Zugbelastung in Längsrichtung der Formelementen-Reihe aus einer-Kolben- und Zylindereinheit (22) besteht, die zwischen, dem jeweiligen Spannkopf (16) und seinem Tragteil (3) wirksam ist, wo- ^

durch der Kopf (16) sich auf seinem Tragteil (3) in der ™

Sichtung der Achse des Werkzeuges (45) zu bewegen vermag.

3. Streck-Biege-Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erwähnte Tragteil (3) oder jedes der vorhandenen Teile (3) auf einem Grundrahmen (30) sitzt, der eine Führung (5a) aufweist, die den erwähnten festgelegten Bewegungsablauf quer zur Werkzeugachse bestimmt und daß ferner der im wesentlichen aus einem Spindeltrieb mit reversierbarem Motor bestehende Antrieb (40-44) für diese Bewegung zwischen dem Tragte.il (3) "und dem Grundrahmen (30) wirksam eingefügt ist.

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4. Streck-Biege-Vorrichtung nach mindestens einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das in eine Vielzahl von Formelementen (54) aufgegliederte Werkzeug (45) mindestens zwei Abschnitte aufweist, wobei die Formelemente (54) quer zum Werkzeug (45) entgegengesetzte Richtungen haben und an dem Bauteil (H) entsprechend der jeweiligen Form an verschiedenen Längenabschnitten angreifen. "

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5· Streck-Biege-Vorrichtung nach mindestens einem der vorausgegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente (54) einzeln auf Gleitstücken (50) ruhen, die ihrerseits in parallelen, -quer z-ur Formelementen-Reihe verlaufenden Bewegungsbahnen abgestützt und geführt sind»

6. Streck-Biege-Vorrichtung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß für die Bewegung eines jed^en Gleitstücken (50) besondere Antriebe (52, 53) dienen und-für jeder· einzelnen Antrieb eigene Steuerungsmittel (vgl. 75? 76) vorgesehen sind.

7· Streck-Biege-Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beanderen Antriebe (52,53) für die Vor- und Rücklaufbewegung der Gleitstücke (50) axt umpolbaren Elektromotoren (53) ausgestattet sind.

8, Streck-Biege-Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 bi:; 7» dadurch gekennzeichnet, daß die erwähnten Met ore (55) am. Unterbau (1) befestigt sind und über solche Antriebselemente (vgl. 52) mit den Gleitstücken (5Q) in Verbindung stehen, die gegen ungewollte Verlagerungen der Gleitstücke (50) ·, aus ihren vorausbestimmten Stellungen selbsthemÄend ausgeführt sind und beim Auftreten einer beim- Biegen dies;-Bauteiles (M).auf die Formelemente (54)-einwirkenden Kraft die Gleitstücke (50) sperren. ~

9· Streck-Biege-Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 Ms 8, 'dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitstücke (50) mit den

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S¹OOTIe lenient en (54-) durch eine automatisch arbeitende Steuereinheit (Programmiereinheit 78, 79? 80) gesteuert sind, welche die Formelemente (.54-) nach einem bestimmten, der zu "biegenden Form des Bauteiles (H) angepaßten Programm in die ausgewählten Stellungen "bringt.

10. Streck-Biege-Vorrichtung nach Anspruch 9> dadurch gekennzeichnet., daß die Steuer- und Programmiereinheit (78) ein Steuersignale von einem Band aufnehmendes Bandlesegerät (79) und ein Servosystem (75? 7'6, 77) aufweist, daß die Gleitstücke (50) in Übereinstimmung mit dem Programm in die vorausbestimmten bzw. ausgewählten Stellungen bewegt.

11. Verfahren zum Kaltverformen von langgestreckten Bauteilen mit Hilfe eines Werkzeuges nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formelemente, die in großer Anzahl und in geringen Abständen voneinander in einer sich längsseitig zum Bauteil erstreckenden Beihe zusammenwirkend angeordnet sind, so eingestellt werden, daß ohne Zuhilfenahme und Auswechslungszwang entsprechend geformter Widerlager eine bestimmte, der gewünschten Form entsprechende formende Fläche entsteht und daß anschließend der Bauteil bis über seine Elastizitätsgrenze hinaus gestreckt wird, und zwar dadurch, daß die gegenüberliegenden Enden des Bauteiles,während dieser an die formenden Flächen der Elementen-Reihe zur Anlage kommt, gleichzeitig auseinandergezogen werden.

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