Verfahren und Einrichtung zum Herstellen von dünnwandigen Körpern aus Blech Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Her stellen von dünnwandigen abwickelbaren Körpern durch Biegen von Blechstücken an Abkantpressen in die Form von Rinnen, sowie eine Einrichtung zum Durchführen des Verfahrens.
Derartige, im Querschnitt profilierte Körper sind bisher in der Hauptsache durch Abkanten hergestellt worden. Diese Herstellungsart konnte jedoch nicht befriedigen, da die durch Abkanten aus Blech her gestellten Körper zufolge der Elastizität des vielfach harten Blechmaterials nicht formbeständig waren. Man hat aus diesem Grunde vorgeschlagen, durch Recken des Bleches eine bleibende Verformung her beizuführen. Zu diesem Zwecke war es notwendig, die zu verformenden Blechstücke an zwei gegenüber liegenden Seiten fest aufzuspannen. Bei der Verfor mung wurde dann die Entfernung zwischen den Aufspannstellen, z. T. zwangsweise, verringert.
Zur Durchführung dieses Verfahrens waren Paare ein ander gegenüberliegender, in einer horizontalen Ebene nach allen Seiten verschiebbare Spannorgane erfor derlich, wozu eine komplizierte, teuere und schwer fällige Einrichtung geschaffen werden musste, so dass die wirtschaftliche und allgemeine Durchführ barkeit jenes Verfahrens in Frage gestellt wurde. Durch Vereinfachung der Spannorgane bzw. deren Führung und Betätigung hätte man zwar eine -Ab hilfe schaffen können, doch hätten diese Massnahmen die Anwendbarkeit jenes Verfahrens auf einige wenige Körperformen beschränkt. Der Grund hierfür liegt im folgenden Umstand: in einer sehr grossen Zahl weisen derartige Körper von einem Ende zum an deren kontinuierlich zunehmende Querschnittsflächen auf.
Die Abwicklungen solcher Körper haben dann keine zueinander parallele Begrenzungskanten entlang den Aufspannstellen, so dass die Entfernung zwischen einander gegenüberliegenden Aufspannstellen jeweils verschieden gross ist. Auch das Mass der Verringerung dieser Entfernungen ist dann ungleich. Es ist klar, dass die Herstellung derartiger Körper nur mit Hilfe der vorgenannten allseits frei bewegbaren Spann organe möglich war.
Das Verfahren gemäss der vorliegenden Erfindung stützt sich nun auf die Erkenntnis, dass die Inkauf nahme eines sogar erhöhten Materialabfalls gerecht fertigt ist, wenn dafür die Wirtschaftlichkeit des Her stellungsprozesses und die Qualität der Werkstücke erhöht werden. Folgerichtig zeichnet sich das erfin dungsgemässe Verfahren dadurch aus, dass ein mit dem herzustellenden Formkörper mindestens teil weise profilgleicher vergrösserter Formkörper von mindestens annähernd gleichbleibender Profilhöhe geformt wird und dass anschliessend der herzustel lende Formkörper aus dem vergrösserten Formkörper ausgeschnitten wird.
Die Einrichtung an einer Abkantpresse gemäss der Erfindung zum Durchführen des erfindungsgemä ssen Verfahrens besitzt mindestens ein Paar am einen Pressbalken einander gegenüber angeordnete Spann zangen, welche jeweils quer zur Druckrichtung der Presse gegeneinander bewegbar geführt sind und einen Formstempel, welcher derart am anderen Press- balken angeordnet ist, dass er bei Betätigung der Presse teilweise zwischen die Spannzangen zu liegen kommt.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel der erfindungsgemässen Einrichtung dar gestellt, an Hand dessen das Verfahren gemäss der Erfindung rein beispielsweise erläutert werden soll. Es zeigt: Fig. 1 eine Ansicht der Einrichtung in Richtung der Pressbalken, mit teilweisem Schnitt, Fig. 2 die Einrichtung schematisch in einer mitt leren Phase der Formgebung, Fig. 3 die Einrichtung schematisch in der End phase der Formgebung und Fig. 4 einen nach dem erfindungsgemässen Ver fahren hergestellten Formkörper.
Ein Formstempel 10 (Fig. 1) ist zwischen Klemm backen 11 am oberen Pressbalken 12 einer Abkant- presse befestigt und mit dem Pressbalken 12 zusam men gegen den unteren Pressbalken 13 verschiebbar geführt. Am unteren Pressbalken 13 bzw. an dessen doppelwandigem Kastenträger 14 sind mittels Kon solen 15 Achsen 16 befestigt, welche an beiden Sei ten bezüglich des Pressbalkens zu diesem parallel ver laufen.
An jeder Achse 16 sind mittels Pendelrollen lager 25 Lagerbüchsen 27 drehbar gelagert, an wel chen jeweils schwenkbare Tragarme 17 befestigt sind, welche paarweise einander gegenüberliegen. Die An zahl der Tragarmpaare richtet sich selbstverständ lich nach der Grösse des zu verformenden Blech stückes. Am freien Ende der Schwenkarme 17 sind Spannvorrichtungen 18 angeordnet, welche mit Klemmbacken 19 ausgerüstete Spannzangen 20 auf weisen. Die Maulöffnungen der Spannzangen 20 sind einander zugekehrt. An den unteren Schenkeln der Spannzangen 20 sind Auflageflächen 21 vorgesehen, welche in der Druckrichtung der Presse von der hori zontalen Richtung weggebogen sind.
In der Verlän gerung der Schwenkarme 17 über die Achsen 16 sind Stützböcke 22 an den Lagerbüchsen 27 befestigt. Stellschrauben 23 sind in den Stützböcken 22 an geordnet und wirken mit am Kastenträger 14 be festigten Stützplatten 24 zusammen.
Die grundsätzliche Arbeitsweise der Einrichtung ist aus den Fig. 1 bis 3 ohne weiteres ersichtlich. Wird der Formstempel 10 in der Druckrichtung der Presse, das heisst nach unten bewegt, wird das in die Spann zangen 20 eingespannte Blechstück nach unten aus gebuchtet, wobei die Schwenkarme aus ihrer in der Fig. 1 dargestellten Grundstellungen im zueinander entgegengesetzten Sinne, also gegeneinander ver- schwenkt werden, so dass die Entfernung zwischen den einander gegenüberliegenden Einspannstellen am Blech verringert wird.
In der Endphase drücken die Auflageflächen 21 das Blechstück gegen die Seitenflanken des Formstempels 10, worauf dieser weiterbewegt wird, bis das Blech gereckt worden ist.
Um nun das Blechstück zwischen den Spannzan gen aufspannen zu können, müssen Blechtafeln zu geschnitten werden, welche die Abwicklung des her zustellenden Körpers enthalten, der an zwei ent gegengesetzten Seiten noch Aufspannstreifen zuge fügt wurden. Diese Aufspannstreifen ergänzen die Abwicklung des herzustellenden Körpers zu Blech tafeln, deren aufspannseitige Begrenzungskanten zu einander parallel verlaufen.
Sinngemäss liegen dann die Aufspannstellen der Blechtafeln in zueinander parallelen Reihen, und dementsprechend kann die Einrichtung zum Durchführen dieses Verfahrens mit paarweise einander gegenüber angeordneten Spann organen arbeiten, welche lediglich in Richtung auf einander zu und umgekehrt verschiebbar sein müssen, im übrigen aber einander vollkommen gleich aus gebildet und angeordnet sind, da auch ihre Arbeits bedingungen vollkommen gleich sind.
In der Fig. 4 ist ein bereits erfindungsgemäss verformter Formkörper 26 dargestellt, wobei der zusätzlich entstandene Materialabfall schraffiert an gedeutet wurde. Markante Punkte des Formkör pers 26 sind mit Buchstaben bezeichnet. Der Form körper 26 weist ein im Flugzeugbau oft verwendetes Flügelprofil auf, bei welchem die Querschnittsflächen von einem Ende zum anderen kontinuierlich zuneh men. In der Abwicklung dieses Formkörpers sind die aufspannseitigen Begrenzungskanten mp und or nicht parallel, und entsprechend sind die beiden anderen Begrenzungskanten mno und pqr ungleich lang.
Die Abwicklung dieses Körpers wird zunächst an den aufspannseitigen Begrenzungskanten mp bzw. or durch die in der Fig. 4 schraffiert angedeuteten Flä chenstücke ergänzt. Die Flächenstücke sind so be messen, dass die Kante mo parallel der Kante<I>st</I> ist.
Sinngemäss ist die Begrenzungskante mno des bereits verformten Körpers annähernd der Begrenzungskante sqt gleich und die Linien<I>ms</I> und ot sind zu den Linien parallel, an denen das Blechstück in der letzten Ver- formungsphase unter der Wirkung der Auflageflächen 21 an den Seitenflanken des Formstempels anliegt.
Anstatt also einen durch die Punkte mno-pqr be stimmten Körper herzustellen, bei welchem stark unterschiedliche Profilhöhen hl bzw. h3 zu messen sind, wird ein durch die Punkte mno-sqt bestimmter vergrösserter Formkörper hergestellt, welcher durch gehend eine mindestens annähernd gleichbleibende Profilhöhe aufweist und welcher vergrösserte Form körper den tatsächlich herzustellenden Formkörper vollständig enthält. Bei diesen Überlegungen wur den die längs den Linien ms bzw. ot verlaufenden tat sächlichen Aufspannstreifen der grösseren Klarheit halber weggelassen.
Die Profilhöhe h2 des vergrösser ten Formkörpers ist um ein Geringes (4 h) noch grösser als die Höhe hl, welcher Umstand durch das dargestellte Profil bedingt ist, da die Profilöffnung bei hl, kleiner als bei hl ist. Es ist klar, dass derartige Abweichungen in der Profilhöhe ohne weiteres zu lässig sind, ohne dass dabei die erstrebte und durch das Verfahren tatsächlich gebotene Gleichmässigkeit der Materialbeanspruchung verlorenginge.
Der tat sächliche zusätzliche Materialabfall beim Durchführen des erfindungsgemässen Verfahrens besteht also ledig lich in der Grössenordnung der schraffierten Flächen (Fig.4). Demgegenüber besitzt der aus dem ver grösserten Formkörper schliesslich herausgeschnittene erstrebte Formkörper durchgehend gleichmässige Spannungen, saubere Begrenzungskanten, gleich mässig gekrümmte Flächen, welche Eigenschaften mit Sicherheit auf die Dauer erhalten bleiben.
Ist nun das Wesen des erfindungsgemässen Ver fahrens erläutert, so sind noch einige weitere, für das erfolgreiche Durchführen des Verfahrens wesentliche Anforderungen sowie zu deren Erfüllung geschaffene Details der Einrichtung zu erwähnen. So muss das Blech unter dem Stempel mit Hilfe der Einstell schrauben 23 so plaziert werden, dass die Stempel unterkante an jener Stelle des Bleches aufliegt, welche von diesem Stempelteil verformt werden wird, damit nach dem ersten Aufliegen des Formstempels am Blechstück keine Relativbewegung zwischen Form stempel und Blech erfolgen muss.
Es kann zum Er füllen dieser Anforderung ferner noch notwendig sein, dass nach dem Aufspannen des Blechstückes in die Spannzangen 20 Spannkräfte auf die Tragarme ein wirken, welche bestrebt sind, die Tragarme 17 aus einander zu verschwenken. In gewissen Fällen kann es notwendig sein, die Spannkräfte während der Dauer der Verformung, zumindest aber bis zum Anlegen des Blechstückes durch die Auflageflächen 21 an den Seitenflanken des Formstempels 10 auf rechtzuerhalten, um in dieser Weise das Verschwen- ken der Tragarme zu bremsen und das Blechstück stets gleichmässig zu spannen. Zur Ausübung der artiger Spannkräfte könnte man z.
B. durch ein Druckmedium betätigte Huborgane an den Trag armen angreifen lassen, oder die Tragarme paarweise unter die Wirkung eines Huborgans stellen. Man könnte auch für das Formen bestimmter Profile dop peltwirkende Huborgane verwenden, das heisst solche, welche ausser den Spannkräften auch diesen entgegen gesetzt gerichtete Kräfte ausüben können. Hierbei könnten entsprechend ausgebildete, mit den Trag armen in Wirkungsverbindung stehende sekundäre Formstempel das Blechstück beispielsweise gegen die Seitenflanken des Formstempels 10, z. B. in Mulden derselben, einbuchten. Auch in diesem Falle müsste das Blechstück abschliessend gereckt werden.
Die Spannzangen 20- bzw. ihre Klemmbacken 19 könnten jeweils unter der Wirkung eines durch ein Druckmedium beaufschlagten Kolbens stehen, welche beim Aufspannen des Blechstückes die Klemmbacken gegen die Wirkung einer Rückholfeder aus der Ruhestellung in die Spannstellung verschieben würde.
Währenddem mit Hilfe der erfindungsgemässen Einrichtung eine Vielfalt von Profilen herstellbar ist, gestattet das Verfahren gemäss der Erfindung die materialgerechte Bearbeitung der Blechstücke. Ver fahren und Einrichtung ergeben zusammen Form körper, bei welchen Qualität und Einsparungen an Arbeitslöhnen den erhöhten Materialabfall mehr als ausgleichen.