DE4222741A1 - Fertigungsstrasse zur herstellung einer stahlkassette fuer decken- und/oder wandkonstruktionen aus einer blechtafel - Google Patents
Fertigungsstrasse zur herstellung einer stahlkassette fuer decken- und/oder wandkonstruktionen aus einer blechtafelInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Fertigungsstraße
(Anlage), mit der in mehreren Stationen im Durchlauf aus
einer Blechtafel Stahlkassetten als Fertigbauteile für
Decken- und/oder Wandkonstruktionen hergestellt werden
sollen.
Für die Errichtung großer Gebäude und für den Gebäude- und
Schiffsausbau sowie -aufbau aus Fertigteilen wird eine große
Anzahl an Stahlkassetten als Wandelemente und Tragböden
benötigt, die aus mehrfach abgekanteten Stahlblechen von
großer Länge und Breite bestehen und mit
Durchtrittsöffnungen und Befestigungslöchern versehen sein
sowie eingeschweißte Aussteifungsprofile aufweisen sollen.
Diese Kassettenfertigung wird in der Praxis in mehreren
Maschinen aufwendig durchgeführt und die bekannten
Schwenkbiegepressen sind nicht für das Abkanten langer
Bleche ausgelegt, so daß die Stahlkassetten nur geringe
Ausmaße haben und sich somit die Einsatzanzahl erhöht und
die Gesamtkonstruktionen verteuert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fertigungsstraße zu
schaffen, mit der im automatischen Durchlauf und
manipulierbarer Bearbeitungspositionierung mit kurzen
Taktzeiten aus einer Blechtafel eine großflächige, alle
geforderten Konstruktionsmerkmale für den späteren Einsatz
beinhaltende Stahlkassette in unterschiedlichen Blechstärken
in rationeller und wirtschaftlicher Weise hergestellt werden
kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst; die sich daran
anschließenden Unteransprüche 2 bis 6 beinhalten
vorteilhafte Weiterbildungen der
Fertigungsstraßenausführung.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine
Schwenkbiegepresse für das Abkanten langer Blechtafeln mit
unterschiedlichem Blechstärkenausgleich bei gleichmäßigem
Preßdruck und großen Biegewinkeln zu schaffen, die als
lange Mehrfach-Baueinheit in die Fertigungsstraße
integrierbar ist.
Diese Aufgabe wird durch das Kennzeichen des Anspruches 7
und der sich daran anschließenden, vorteilhafte
Weiterbildungen beinhaltenden Ansprüche 8 bis 13 gelöst.
Eine weitere Aufgabe wird in der Schaffung eines mit der
Schwenkbiegepresse zusammenwirkenden, die Blechtafel
positioniert in die Schwenkbiegepresse eingebenden und aus
derselben herausnehmenden, viele Bewegungsfreigrade
zeigenden Manipulator gesehen.
Diese Aufgabe lösen die Ansprüche 14 bis 16.
Es wird ein Erfindungsgedanke in der gesamten
Fertigungsstraße und ein zweiter, selbständiger
Erfindungsgedanke in den besonderen Merkmalen der
Schwenkbiegepresse und ein dritter Erfindungsgedanke in der
Kombination der Schwenkbiegepresse mit dem besonders
gestalteten und arbeitenden Manipulator gesehen.
Mit der erfindungsgemäßen Fertigungsstraße sind in
rationeller und wirtschaftlicher Weise große Stückzahlen an
Stahlkassetten in kurzen Taktzeiten (Taktzeit 17 Min.) mit
allen für den späteren Einsatz erforderlichen
Konstruktionsmerkmalen und in großflächiger Ausführung
herstellbar.
Die Biegeanlage ist eine von mehreren Stationen der
Fertigungsstraße und besteht aus drei koppelbaren
Schwenkbiegepressen, einer Unterflurkatze (Laufwagen), einem
Manipulator und einem Kugelrolltisch.
Die Schwenkbiegepressen mit einer Einzellänge von 4 m, die
nach dem Verfahren des Schwenkbiegens arbeiten, sind einzeln
gesteuert, aber so ausgeführt, daß sie lückenlos in einer
Batterie von zwei oder drei Maschinen gleichzeitig am
Werkstück (Blechtafel) arbeiten können.
Der Manipulator ist als verfahrbarer Halb-Konsolkran
ausgeführt, weist eine verfahrbare Greif- und
Dreheinrichtung für die Blechtafel auf und positioniert
diese ohne Anschläge in der richtigen Lage der
Schwenkbiegepresse. Das Manipulieren der Blechtafel erfolgt
in einer Bearbeitungsebene. Das Blech bzw. die Kassette
stützt sich auf dem Kugelrolltisch ab. Der Manipulator hat
hier nur Trägheits- und Reibungswiederstände zu überwinden.
Die Unterflurkatze, die entlang der X-Achse in einer
Längslücke des Kugelrolltisches verfahrbar ist, hat die
Aufgabe, das Blech auf immer dieselbe Lage zu befördern und
dem Manipulator zu übergeben sowie die bereits gebogene
Kassette in gleicher Position zu übernehmen und weiter zur
Folgestation zu transportieren.
Die Biegemaschine (eine oder mehrere gekoppelte
Schwenkbiegepressen) ist für das Biegen des Stahlbleches von
ca. 4 bis ca. 6 mm, mit einer Bruchfestigkeit von 400 N/mm2
optimiert.
Die Biegekraft der Presse beträgt 850 kN. Kurzzeitig kann
die Presse mit einer Kraft von 1200 kN belastet werden,
wobei sie auch mit einem stärkeren Schwenkmotor umgerüstet
werden kann.
Jeder der drei Schwenkbiegepressen können sowohl separate
einzelne Pressentische, als auch ein gemeinsamer
Pressentisch von 12 m Länge zugeordnet werden.
Die Schwenkbiegepresse hat einen großen Schwenk- und
Arbeitsbereich von 600 mm mit gleichgroßer freier
Durchgangsöffnung. Um ein Werkstück der Länge von 12 m zu
bearbeiten, werden kürzere und zugleich stabile
Presseneinheiten in die Batterie von drei Pressen
eingesetzt.
Jede Presse ist vorwiegend aus zusammen verschraubten Teilen
ausgeführt.
Das steife C-Gestell der Schwenkbiegepresse ist als
Schweißkonstruktion ausgeführt und die Gesamtbearbeitung des
C-Gestelles erfolgt in einer Aufspannung. Die
Abschraubflächen für Führungen, Schwenkmotoren und Lager
sind ausgefräßt und gedreht.
Der Antrieb der Biegewange erfolgt über zwei seitliche
Doppelzahnsegmente. Ein hydraulischer Schwenkmotor treibt in
der Mitte eine Torsionswelle, an deren Enden Ritzel links
und rechts vom C-Gestell befestigt sind.
Die Schwenkbiegepresse ist für das 90°-Biegen ausgelegt. Die
Abmessungen der Biegewange und des Biegeantriebes
ermöglichen das Schwenken um einen Winkel von 120°. Die
Biegewange ist in jedem C-Gestell über viele Stützrollen mit
balliger Lauffläche und Kurvenrollen mit Exzenter geführt.
Die Stützrollen mit ihrer befestigbaren Exzenterwelle
besitzen eine entsprechende Nachgiebigkeit wegen besserer
Lastverteilung. Ballige Laufflächen verhindern
Kantenbelastung der Rollen. Die Kurvenrollen sind ebenso
elastisch montiert. Sie werden im geringen Abstand von der
Führungsschiene montiert, damit sie den Verformungskräften
des C-Gestelles nicht ausgesetzt werden.
Die Biegekräfte werden über die Wange und den
Biegewangekörper bis zu den Stützrollen geleitet.
Oberhalb dieser Rollenführung für die Biegewange trägt das
C-Gestell einen Lager, in dem eine Exzenterwelle gestützt
wird. Die Exzenterscheiben sind im Exzenterauge des
Verbindungsflansches zweifach gelagert.
Am oberen Teil des Flansches ist ein Sperrzylinderauge
angebracht worden. Jeder der Augenflansche ist mit dem
Niederhalter verschraubt.
Die Welle ist auf einer Seite des mittleren Exzenterauges
von einem hydraulischen Schwenkmotor über ein
Untersetzungszahngetriebe antreibbar. Auf der anderen Seite
des mittleren Exzenterauges ist ein Abschwenkhebel an der
Exzenterwelle befestigt. Mit einem Schwenkhebel wird der
Niederhalter vom Schwenkmotor gesteuert abgeschwenkt. Dabei
muß der Schwenkmotor noch von den Sperrzylindern unterstützt
werden.
Die Verformungskräfte des Niederhalters und des C-Gestells
werden nicht auf die Lager übertragen.
Der Schwenkmotor ist am C-Gestell mit dem Flansch
verschraubt.
Beim Biegen von den schmalen Blechtafeln steht der
Manipulator in der Nähe des Niederhalters. Das Abschwenken
des Niederhalters ist dann nicht frei. In dem Fall muß das
Abschwenken gesteuert und gekoppelt mit dem entsprechenden
Verschieben des Manipulators erfolgen. Diese Steuerung geht
vom Schwenkmotor über den Drehgeber aus. Der Schwenkmotor in
Verbindung mit dem Sperrzylinder bewirkt das Verschwenken
des Niederhalters.
Der Schwenkmotor erzeugt zunächst über den Exzenter die
Niederhalterkraft (die Kraft zwischen dem Tisch und dem
Niederhalter). Sie wird während des Biegens auf eine gewisse
Restklemmkraft verringert. Der Schwenkmotor steht während
des Biegens unter Öldruck.
Der Sperrzylinder wird kolbenseitig automatisch verriegelt,
sobald er in der Endlage ausgefahren ist.
Er bleibt so lange verriegelt, bis der Niederhalter
abgeschwenkt wird. Der Sperrzylinder ist so bemessen, das er
sowohl die Niederhalter-Reaktionskräfte, als auch die Biege-
Reaktionskräfte übernehmen kann.
Der Sperrzylinder mit Augenflansch, der Niederhalter und die
Exzenterwelle mit den Lagern bilden ein Koppelmechanismus,
das von der Exzenterwelle angetrieben wird. Die Lage des
Exzenters ist so eingestellt, daß eine optimale
Niederhalter-Fußeinstellung bei den verschiedenen
Blechstärken möglich ist. Die Exzentrizitätsgröße von ca. 12
mm ist mit Rücksicht auf das nötige Lüften des Niederhalters
con ca. 15 mm bemessen worden. Das Lüften ermöglicht das
rutschfreie Verschieben des Werkstücks zum Folgebiegen.
An allen C-Gestellen der aus den Schwenkbiegepressen
gebildeten Biegemaschine ist oberhalb des
Sperrzylinderlagers eine Auflagefläche für den
Führungschienenträger des Manipulators angeschweißt. Am
hinteren Teil des C-Gestells unten ist ebenso eine
Anschraubfläche für einen Führungsschienenträger
ausgebildet. Diese Flächen ermöglichen gleichzeitig die
Verbindung der drei Schwenkbiegepressen mit dem Manipulator
in den Toleranzen der Bearbeitungsgenauigkeit, was für die
Fertigung der Kassetten von außerordentlicher Bedeutung ist.
Die Biegemaschine mit Manipulator bilden eine
Funktionseinheit.
Die Aufgabe des Manipulators ist die Übernahme der
Blechtafel aus der vorherigen Station, das Bedienen der
Schwenkbiegepresse sowie die Übergabe der verformten
Blechtafel zur weiteren Bearbeitung, wie z. B. zum Einlegen
und Schweißen von Querspriegel, Trapezprofilen usw.
Das Manipulieren des Bleches erfolgt in einer
Bearbeitungsebene. Das Blech bzw. die Kassette stützt sich
auf dem Kugelrolltisch ab. In der Schwenkbiegestation wird
das Werkstück vom Konsolkran in der richtigen Lage der
Biegemaschine zugeführt. Es wird vom Kugelrolltisch nie
abgehoben. Die Aufnahme des Bleches erfolgt lediglich über
zwei am Blech angeschweißte Mitnahmebolzen durch Klemmbacken
des Manipulators. Diese Bolzen sind parallel zur der X-Achse
und stehen somit in fester Verbindung mit dem
Koordinatensystem.
Die Blechtafel wird in der Laserstation beschnitten und
gelocht. Es wird von einer Unterflurkatze in der Mitte der
Transferstraße entlang der X-Achse dem Manipulator genau in
der Mitte des Kugelrolltisches übergeben. Die Mitnahmebolzen
sind hohl.
Das Blech fährt also immer in die gleiche Übernahmeposition.
Das Positionieren des Manipulators kann in grober Grenze
gewählt werden, da die Klemmbacken (Spannfutter) ausreichend
große Öffnungen besitzen. Daher kann die Katzenführung in
dieser Station relativ einfach gewählt werden.
Die Konstruktion des Kranes und des Manipulators und die
Auswahl der Führungselemente ermöglichen eine hohe
Positionsgenauigkeit, so daß Toleranzfeld und die
Montagetechnologie ausreichend sind, keine
Positionsanschläge am Kugelrolltisch und an der
Biegemaschine erforderlich werden.
Die Technologie der Blechbearbeitung auf den vorhergehenden
Stationen ist aufgrund der anschlaglosen Ausführung
vereinfacht und verbilligt worden.
Der Manipulator ist in geschweißter Vollkastenkonstruktion
als Halbportal-Konsolkran mit Stützsäule ausgeführt worden.
Diese Konstruktion ermöglicht eine leichte Bauweise.
Auf den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung dargestellt es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine aus einer Schneid-
und/oder Stanzstation, einer Schwenkbiegepresse
mit Manipulator und Kugelrolltisch und einer
Schweißstation gebildeten Fertigungsstraße für
Stahlkassetten,
Fig. 2 eine Seitenansicht der Schwenkbiegepresse mit
Manipulator,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die Schwenkbiegepresse mit
Manipulator,
Fig. 4 eine Rückansicht der Schwenkbiegepresse mit
Manipulator,
Fig. 5 eine Seitenansicht der Schwenkbiegepresse mit in
die Spannstellung heruntergeschwenktem Niederhalter
(volle Linien) und in gelüfteter Stellung des
Niederhalters in strich-punktierten Linien,
Fig. 6 eine Seitenansicht der Schwenkbiegepresse mit
hochgeschwenktem Niederhalter.
Die Fertigungsstraße zur Herstellung einer Stahlkassette (2)
für Decken- und/oder Wandkonstruktionen, insbesondere für
Innenausbauten und Aufbauten bei Schiffen, für transportable
und versetzbare Gebäude, für Hallen, Hotels und dgl., aus
einer Blechtafel (1) setzt sich aus einer Schneid- und/oder
Stanzstation (3), einer Schwenkbiegepresse (4) mit
zugeordnetem Manipulator (5) und zugeordnetem Kugelrolltisch
(6) und einer Schweißstation (7) sowie mindestens einem
unter diesen Stationen (3, 5, 7) hin- und herfahrbaren
Laufwagen (8) in Form eines Unterflurfahrzeuges, einer
Unterflurlaufkatze, od. dgl., zusammen.
Der Schneid- und/oder Stanzstation (3) ist eine
Vorbearbeitungsstation (9) vorgeschaltet und an die
Schweißstation (7) ist eine Rollenbahn (10) angeschlossen.
Alle Stationen (9, 3, 4, 2 und 10) sind in Durchlaufrichtung
(A) der Blechtafel (1) hintereinander angeordnet und ergeben
einen geradlinigen Arbeitsdurchlauf.
Mit der Schneid- und/oder Stanzstation (3) werden in die
Blechtafel (1) taktweise Ausklinkungen (1a), Durchbrüche
(1b) und Paßlöcher (1c) - siehe Fig. 1 - eingebracht.
In der Schwenkbiegepresse (4) wird die Blechtafel (1) an
ihrem umlaufenden Rand schrittweise zu einem ein- oder
mehrfach abgekanteten Profil (1d) verformt - siehe Fig. 1 -,
wobei der Kugelrolltisch (6) hierbei als Auflage für die
Blechtafel (1) dient und der Manipulator (5) die Blechtafel
(1) an ihren Paßmarken (1c), die von den Paßlöchern (1c)
und/oder darin eingebrachten Mitnahmebolzen gebildet sind,
ergreift und für die einzelnen Verformungsschritte in die
Schwenkbiegepresse (4) eingibt und aus derselben wieder
herausnimmt; dabei bleibt die Blechtafel (1) ständig auf dem
Kugelrolltisch (6) liegen und wird nur in dieser
Auflageebene lageverändert (verschoben und verdreht).
In der Schweißstation (7) werden in die verformte Blechtafel
(1) im Rasterabstand Aussteifungsprofile (2a) eingebracht
und taktweise eingeschweißt - siehe Fig. 1 -, und danach ist
die Stahlkassette (2) fertiggestellt und wird durch die
Rollenbahn (10) aus der Fertigungsstraße
heraustransportiert.
Es ist bevorzugt, unter den Stationen (9, 3, 4, 6, 7 und 10)
zwei auf einer durchgehenden Führung (11) verfahrbare
Laufwagen (8) anzuordnen, von denen der erste Laufwagen (8)
auf einem Verfahrweg (FW1) von der Vorbearbeitungsstation
(9) bis zur Mitte des Kugelrolltisches (6) und somit der
Schwenkbiegepresse (4) arbeitet und der zweite Laufwagen (8)
von Mitte Kugelrolltisch (6) bis in den Bereich der
Rollenbahn (10) seinen Verfahrweg (FW2) hat.
Die Laufwagen (8) verfahren die Blechtafel (1) in die
einzelnen Stationen (3, 6, 7, 10) und bleiben in diesen für
die Blechtafelbearbeitung stehen oder fahren schrittweise
weiter.
Die Schneid- und/oder Stanzstation (3) weist zwei an
Führungen (12) in einem begrenzten Arbeitsfeld in
Blechtafel-Längsrichtung (A) hin- und herfahrbare Schlitten
(13) mit jeweils zwei oder mehreren Werkzeugen, vorzugsweise
Plasma/Laser-Schneidköpfe, Stanz- oder Bohrwerkzeuge, auf
und diesen Schlitten (13) sind Führungsrollen (15) zum
Blechtafel-Längsanschlag und versenkbare Anschläge (16) zum
Blechtafel-Queranschlag sowie Spannzangen (17) zum Fixieren
der ausgerichteten Blechtafel (1) zugeordnet (Fig. 1).
Der Kugelrolltisch (6) ist von einem großflächigen, sich an
die Aufnahmeseite der Schwenkbiegepresse (4) anschließenden,
quer zur Blechtafel-Durchlaufrichtung (A) über die Breite
der benachbarten Stationen (3, 7) hinausragenden und
mindestens die Länge der Schwenkbiegepresse (4) einnehmenden
Tisch (6a) mit einer Vielzahl darin drehbar gelagerter
Kugeln (6b) gebildet.
Die Schweißstation (7) weist ein mehrere Schweißköpfe (19)
beinhaltendes Schweißgerät (18) auf, dem ein die
einzuschweißenden Aussteifungsprofile (2a) in die
vorgeformte Blechtafel (1) ausgerichtet einlegender
Zubringer (20) zugeordnet ist; beide Geräte (18, 20) sind
an Führungen (21) in Blechtafel-Durchlaufrichtung (A)
einstellbar gelagert und werden in Abhängigkeit von der
durch den Laufwagen (8) taktweise transportierten Blechtafel
(1) in ihre Arbeitsstellung gesteuert.
Die der Schneid- und/oder Stanzstation (3) vorgelagerte
Vorbearbeitungsstation (9) dient zum Vorformatieren von
Blechtafeln (1), zum Verschweißen von Blechtafeln (1) zu
einer großflächigen Blechtafel (1), zum Sandstrahlen, od.
dgl.
Wie aus Fig. 2, 5 und 6 ersichtlich, besitzt die
Schwenkbiegepresse (4) in einem C-Gestell (22) einen
feststehenden Pressentisch (23), einen höhenbewegbaren
Niederhalter (24) und eine um die waagerechte Abkantachse
(Biegeachse) (25) in einer Führung (26) höhenverschwenkbare
Biegewange (27).
Der Niederhalter (24) ist mit einem waagerechten
Exzentertrieb (28) über einen hydraulischen Schwenkmotor
(29) und einen druckmittelbetätigten Sperrzylinder (30)
höhenverschwenkbar im C-Gestell (22) gelagert.
Der Niederhalter (24) ist durch seinen Exzentertrieb (28) in
der mit dem Pressentisch (23) zusammenwirkenden,
heruntergeschwenkten Spannstellung (Fig. 5 volle Linien und
Fig. 6 strich-punktierte Linien), unabhängig vom diese
Spannstellung verriegelnden Schwenk- und Sperrzylinder (30)
mit einem geringen Schwenkhub (H) auf unterschiedliche
Blechtafelstärken (S) mit Preßdruck einstellbar und zur
Freigabe der Blechtafel (1) lüftbar (Fig. 5 strich
punktierte Linien) und der Niederhalter (24) wird durch
seinen Exzentertrieb (28) und den entriegelten Schwenk- und
Sperrzylinder (30) in die geöffnete Pressenstellung
hochgeschwenkt (Fig. 6 volle Linien).
Der Exzentertrieb (28) hat eine im C-Gestell (22) drehbar
gelagerte Exzenterwelle (31), auf der ein von einem Zahnrad
(32) des hydraulischen, am C-Gestell (22) angeflanschten
Schwenkmotor (29) angetriebenes Zahnrad (33) und ein
Exzenter (34) mit Drehscheibe (35) und daran angeformtem
Mitnehmer (36) sitzen; der Niederhalter (24) lagert mit
einem Schwenklager (37) um den Exzenter (34) und ist mit
demselben bewegungsmäßig gekoppelt und der Mitnehmer (36)
des Exzenters (34) wirkt mit dem Schwenklager (37) für das
Hochschwenken des Niederhalters kraftschlüssig zusammen.
Der Schwenk- und Sperrzylinder (30) liegt oberhalb des
Exzentertriebes (28) und ist mit seinem Zylinder (30a) um
eine waagerechte Schwenkachse (38) am C-Gestell (22)
gelagert und greift mit seiner Kolbenstange (30b) oberhalb
des Exzenters (34) in einer waagerechten Schwenkachse (39)
am Schwenklager (37) des Niederhalters (24) gelenkig an.
Die Biegewange (27) ist an zwei Schwenksegmenten (40)
gelagert, welche jeweils in einer in der C-Öffnung (41) des
C-Gestelles (22) auf einem Kreisbogen verlaufenden
Kulissenführung (26) in Form einer Rollenführung
zwangsgeführt, als Zahnsegment ausgebildet und über einen
hydraulischen Schwenkantrieb (42) mit Antriebsritzel (43)
höhenverschwenkbar sind.
Das C-Gestell (22) ist, wie Fig. 4 zeigt, von drei durch
Verbindungsrohre (44) und den Pressentisch (23) im Abstand
zueinander gehaltenen und miteinander verbundenen C-Ständern
(22a) gebildet. An jedem C-Ständer (22a) lagert ein
Exzentertrieb (28) mit hydraulischem Schwenkmotor (29) und
alle drei Exzentertriebe (28) sind durch eine als
Torrsionswelle wirkende Exzenterwelle (31) bewegungsmäßig
gekoppelt.
An jedem C-Ständer (22a) ist ein Schwenk- und Sperrzylinder
(30) gelagert und der Niederhalter (28) wird durch je ein
Schwenklager (37) vom Exzentertrieb (28) getragen und ist
mit den Sperrzylindern (30) verbunden. Somit hat die
Schwenkbiegepresse (4) insgesamt drei Exzentertriebe (28)
und drei Schwenk- und Sperrzylinder (30).
Die Biegewange (27) ist mit an der Kullissenführung (26)
jedes C-Ständers (22a) geführter Schwenksegmente (40) und
einem mittigen, hydraulischen Schwenkmotor (42) über eine
durchgehende Torrsions-Antriebswelle (43a), auf der die mit
den verzahnten Schwenksegmenten (40) kämmenden
Antriebsritzel (43) sitzen, in Höhenrichtung verschwenkbar.
Es ist bevorzugt, in die Fertigungsstraße eine aus drei oder
mehreren aneinandergereihten und gleichlaufgesteuerten
Schwenkbiegepressen (4) gebildete, zu einer modularen
Baueinheit zusammengefaßte lange Schwenkbiegepresse
einzusetzen, so daß auch sehr lange Blechtafeln, bis zu
12 m, in jeweils einem Biegeschritt abgekantet werden
können.
In Fig. 1, 3 und 4 ist die lange, aus drei Pressen (4)
bestehende Schwenkbiegepresse (4) dargestellt.
Der Manipulator (5) gemäß Fig. 1 bis 4 ist von einem an
unten- und obenseitigen Führungen (45, 46) der
Schwenkbiegepresse (4) parallel zur Biegekante (25)
verfahrbaren Halb-Portalkran gebildet, der an seinem quer
zur Fahrtrichtung (A) über den Kugelrolltisch (6) ragenden
Auslegerarm (47) einen vertikalen, in Längsrichtung des
Auslegerarmes (47) verfahrbaren, in sich höhenverfahrbaren
und um seine Vertikalachse (48) drehbaren Greifer (49) zum
Erfassen der der Schwenkbiegepresse (4) für die einzelnen
Biegeschritte zuzuführenden und zu entnehmenden Blechtafel
(1) trägt.
Der Halb-Portalkran (5) stützt sich mit dem unteren Ende
seiner aufrechten Stützsäule (50) auf der an der der
C-Öffnung (41) abgewandten Rückseite des C-Gestelles (22)
unten angeordneten Führung (45) ab und lagert mit seinem
Auslegerarm (47) auf der auf der Oberseite des C-Gestelles
(22) festgelegten Führung (46); beide Führungen (45, 46)
sind von Laufbahnen (Profilen) gebildet, auf denen der Halb-
Portalkran (5) mit Laufrollen (51) verfahrbar ist.
Der Greifer (49) weist eine in sich höhenverfahrbare
Teleskopsäule (52) auf, die mit ihrem oberen Ende unter
Zwischenschaltung eines Drehkranzes (53) an einem am
Auslegerarm (47) verfahrbar aufgehängten Schlitten (54)
gelagert ist und an ihrem unteren Ende einen waagerechten
Tragarm (55) mit zwei im Abstand zueinander angeordneten,
mit den Paßmarken (1c) der Blechtafel (1) zusammenwirkenden
Spannfutter (56) besitzt.
In Fig. 2 ist mit (57) der Fahrantrieb für den Manipulator
(5) bezeichnet und in Fig. 4 sind die Endschalter (58) für
die Fahrwegbegrenzung des Manipulators (5) gezeigt.
Weiterhin ist in Fig. 2 der Antrieb (59) für den Schlitten
(54) und der Antrieb (60) für den Drehkranz (53) sowie
diesen zugeordnete Hydraulikpumpe (61) gezeigt; in der
Teleskopsäule (52) ist die von Hubbegrenzungssensoren (63)
gesteuerte Hubeinrichtung (62) angeordnet.
Der Schwenkmotor (29) für den Exzentertrieb (28) und der
Schwenkmotor (42) für die Biegewange (27) werden durch
Drehgeber (65, 66) gesteuert und der Schwenk- und
Sperrzylinder (30) ist mit einem Steuerteil (Sensor) (64)
für die Ver- und Entriegelung seiner Kolbenstange (30b)
ausgestaltet (Fig. 2).
In Fig. 2 ist der Kugelrolltisch (6) nicht dargestellt,
dafür in strich-punktieren Linien der Laufwagen (8) mit
Führung (11) gezeichnet.
Die in der Vorformatierungsstation (9) vorbereitete
Blechtafel (1) wird von dem Laufwagen (8) in die Schneid-
und/oder Stanzstation (3) eingezogen und an den
Führungsrollen (15) und Anschlägen (16) ausgerichtet.
Die beiden Schneid- und/oder Stanzgeräte (13, 14) erstellen
in der Blechtafel (1) in deren Ecken die Ausklinkungen (1a)
und die Durchbrüche (1b) sowie die Paßlöcher (1c) durch
Plasma- oder CO2-Laserschneiden oder durch Stanzen und/oder
Bohren.
Dabei hält der Laufwagen (8) mit den Zangen (17) die
ausgerichtete Blechtafel (1) lagefixiert fest und die beiden
Geräte (13, 14) arbeiten in einem begrenzten Arbeitsfeld (X,
Y) und nach jedem Arbeitsfeld (X, Y) wird die Blechtafel (1)
schrittweise (im Takt) weiterbewegt, durch die Laufwagen
(8), bis die gesamte Blechtafellänge bearbeitet ist.
In die Paßlöcher (1c) werden Mitnahmebolzen als Paßmarken
(1c) eingelegt und eingeschweißt.
Dann wird die Blechtafel (1) von dem Laufwagen (8) auf den
Kugelrolltisch (6) transportiert.
Die formatierte Blechtafel (1) wird nun vom Manipulator (5)
übernommen, der die Schwenkbiegepresse (4) für die einzelnen
Biegeschritte bedient. Hierfür fährt der Greifer (49) nach
unten auf die Blechtafel (1) und seine Spannfutter (56)
erfassen die Paßmarken (1c) und dann wird die Blechtafel (1)
unter Beibehaltung ihrer Auflage auf dem Kugelrolltisch (6)
in die geöffnete Schwenkbiegepresse (4) zum Durchführen des
ersten Biegeschrittes eingegeben.
Da der Manipulator (5) die Blechtafel (1) in der
Blechtafelebene durch den Halb-Portalkran und den
Greiferschlitten (54) verfahren und durch den Drehkranz (53)
verdrehen kann, wird die Blechtafel (1) für jeden neuen
Biegeschritt innerhalb der Schwenkbiegepresse (4) verschoben
und für die Erstellung eines neuen Randprofiles (1d) aus der
Schwenkbiegepresse (4) herausgenommen, in die neue Lage
gebracht und dann wieder in die Schwenkbiegepresse (4)
eingegeben, wobei der Manipulator (5) die Blechtafel (1)
immer an ihren Paßmarken (1c) erfaßt.
Der Fahrweg (MW) des Manipulators (5) in X-Richtung
erstreckt sich auf nahezu der gesamten Länge der
Schwenkbiegepresse (4).
Zum Durchführen jedes Biegeschrittes für das Randprofil (1d)
an der Blechtafel (1) wird der Niederhalter (24)
heruntergeschwenkt, klemmt die Blechtafel (1) zwischen sich
und den Preßtisch (23) fest und dann wird die Biegewange
(27) gesteuert hochgeschwenkt.
Danach wird die Biegewange (27) nach unten zurückgeschwenkt
und der Niederhalter (24) gelüftet, so daß die Blechtafel
(1) für den nachfolgenden Biegeschritt in der Presse (4)
eingerichtet und verschoben werden kann.
Ist das Profil (1d) an einer Tafelseite erstellt, nimmt der
Manipulator (5) die Blechtafel (1) aus der
Schwenkbiegepresse (4), dreht die Blechtafel (1) und bringt
sie zur Profilbiegung an der nächsten Blechtafelseite wieder
in die Schwenkbiegepresse (4) ein, wo sich die gleichen
Biegeschritte wiederholen.
Der Exzentertrieb (28) hält den heruntergeschwenkten
Niederhalter (24) mit hohem Anpreßdruck gegen die auf dem
Preßtisch (23) aufliegende Blechtafel (1) während jedes
Biegeschrittes. Dabei ist der Schwenk- und Sperrzylinder
(30) ausgefahren und verriegelt (Fig. 5).
Zum Lüften des Niederhalters (24), d. h., zum Freigeben der
Blechtafel (1) zu deren Verlagerung in der C-Öffnung (41)
für den nachfolgenden Biegeschritt, wird der Exzentertrieb
(28) durch seinen Schwenkmotor (29) betätigt; dabei verdreht
das Zahnrad (32) über das Zahnrad (33) die Exzenterwelle
(31) und somit den Exzenter (34) und hierbei bleibt der
Schwenk- und Sperrzylinder (30) in seiner ausgefahrenen
Stellung verriegelt.
Durch die Verdrehung des Exzenters (34) wird nun der
Niederhalter (24) zwangsläufig durch sein um den Exzenter
(34) lagerndes Schwenklager (37) angehoben und auf einem
geringen Hub-Schwenkweg (H) von der Blechtafel (1) leicht
abgehoben - hierbei bewegt sich der Niederhalter (24) mit
seinem Niederhalterfuß (24a) von der Biegekante (25) weg auf
einem schräg nach oben und außen gerichteten Bewegungsweg
- auf einer Schräge von ca. 45° - in die in Fig. 5 in strich
punktierten Linien dargestellte Niederhalterstellung und die
Blechtafel (1) ist zum Verschieben frei.
Der geringe Hub-Schwenkweg des Niederhalters (24) ist durch
die Gelenkverbindung (39) mit dem Schwenk-Sperrzylinder (30)
trotz seiner Verriegelung möglich.
Zum erneuten Einspannen der Blechtafel (1) wird der Exzenter
(34) in entgegengesetzte Richtung verdreht und somit der
Niederhalter (24) wieder gegen die Blechtafel (1) gepreßt.
Dieser Schwenk-Hubweg (H) des Niederhalters (24) ermöglicht
gleichzeitig den Ausgleich unterschiedlicher
Blechtafelstärken von ca. 4 bis 10 mm, so daß durch den
Exzenter (34) der Niederhalter (24) auf jede Blechstärke in
dem vorgenannten Stärkenbereich einen gleich hohen Preßdruck
ausübt.
Bei dünnerem oder dickerem Blech erfolgt die Verdrehung des
Exzenters (34) in einem kleineren oder größeren Drehwinkel
und somit die Anpassung des Niederhalters (24) an die
jeweilige Blechstärke.
Zum Öffnen der Schwenkbiegepresse (4) wird der Schwenk- und
Sperrzylinder (30) entriegelt und der Exzentertrieb (28)
weiter verdreht, der beim Anschlagen seines Mitnehmers (36)
an dem Schwenklager (37) den Niederhalter (24) hochschwenkt.
Der entriegelte Zylinder (30) fährt gleichzeitig ein und
unterstützt die Hochschwenkbewegung des Niederhalters (24).
Durch die durchgehende Exzenterwelle (31) und die Anordnung
von drei Exzentertrieben (28) jeder Schwenkbiegepresse (4),
die eine Länge von ca. 4 m hat, wird ein
Parallelverschwenken des Niederhalters (24) gewährleistet
und dieses auch bei kurzen Biegebereichen, bei denen der
Niederhalter (24) nur mit einem Teil seiner Länge auf die
Blechtafel (1) einwirkt; es entsteht somit keine einseitige
Belastung des Niederhalters (24). Dieses trifft auch bei der
langen, aus drei Pressen (4) gebildeten Schwenkbiegepresse
(4) zu.
Durch die eckseitigen Ausklinkungen (1a) ist auf allen vier
Seiten der Blechtafel (1) ein Abkanten der Randprofile (1d)
möglich.
Nach Fertigstellung aller Biegevorgänge entnimmt der
Manipulator (5) die verformte Blechtafel (1) und übergibt
sie dem zweiten Laufwagen (8), der sie in die Schweißstation
(7) transportiert.
Der Laufwagen (8) bewegt die lagefixiert gehaltene
Blechtafel (1) schrittweise durch diese Station (7), in der
der Zubringer (20) in Rasterabständen die
Aussteifungsprofile (2a) ausgerichtet in die Blechtafel (1)
einlegt und dann das Schweißgerät (18) mit seinen
steuerbaren Schweißköpfen (19) die Profile (2a) an der
Blechtafel (1) festschweißt.
Dann wird die fertiggestellte Stahlkassette (2) durch den
Laufwagen (8) aus der Schweißstation (7) heraus auf die
Rollenbahn (10) zum Abtransport bewegt und der
Fertigungsprozeß ist abgeschlossen.
Die fertige Stahlkassette (2) bildet ein kastenförmiges,
eine in sich ebene Wandung (2b) und ein umlaufendes,
mehrfach abgekantetes Randprofil (1d) aufweisendes
Kassettenelement, das unter seiner ebenen Wandung (2b) die
befestigten Aussteifungsprofile (2a) und in dem umlaufenden
Randprofil (1d) die Durchbrüche (1b) und Verbindungslöcher
(1b) und in den Ecken Ausklinkungen (1a) zum Abkanten der
Randprofile (1d) und zum Einsetzen von Stützen hat und an
seiner ebenen Wandung (2b) die Paßmarken (1c) in Loch- oder
Bolzenform zeigt.
Claims (16)
1. Fertigungsstraße zur Herstellung einer Stahlkassette für
Decken- und/oder Wandkonstruktionen aus einer Blechtafel,
dadurch gekennzeichnet,
daß in Blechtafel-Durchlaufrichtung (A) hintereinander
- a) eine in die Blechtafel (1) Ausklinkungen (1a), Durchbrüche (1b) und Paßmarken (1c) einbringende, taktweise arbeitende Schneid- und/oder Stanzstation (3),
- b) eine die Blechtafel (1) an ihrem umlaufenden Rand schrittweise zu einem ein- oder mehrfach abgekanteten Profil (1d) verformende Schwenkbiegepresse (4) mit
- c) zugeordnetem Kugelrolltisch (6) zur Blechtafelauflage und mit
- d) zugeordnetem, die Blechtafel (1) an den Paßmarken (1c) in Form von Paßlöchern und/oder Mitnahmebolzen ergreifenden, die Blechtafel (1) in und quer zur Blechtafel-Durchlaufrichtung (A) in Blechplattenebene verfahrenden und um eine vertikale Achse (48) in Blechplattenebene verdrehenden, die Blechtafel (1) in die Schwenkbiegepresse (4) für die einzelnen Verformungsschritte eingebenden und herausnehmenden Manipulator (5), und
- e) eine in die verformte Blechtafel (1) im Rasterabstand Aussteifungsprofile (2a) taktweise einschweißende Schweißstation (7) angeordnet sind und
- f) unterhalb der Schneid- und/oder Stanzstation (3), des Kugelrolltisches (6) und der Schweißstation (7) mindestens ein die Blechtafel (1) von einer zur anderen Station (3-7) geradlinig transportierender, die Blechtafel (1) für die Bearbeitungsvorgänge in der Schneid- und/oder Stanzstation (3) und in der Schweißstation (7) lagefixiert stillstehend festhaltender und/oder lagefixiert taktweise bewegender Laufwagen (8) angeordnet ist.
2. Fertigungsstraße nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schneid- und/oder Stanzstation (3)
zwei an Führungen (12) in einem begrenzten Arbeitsfeld
(X, Y) in Blechtafel-Längsrichtung (A) hin- und herfahrbare
Schlitten (13) mit jeweils zwei oder mehreren Werkzeugen
(14), vorzugsweise Plasma/Laser-Schneidköpfe, Stanz- oder
Bohrwerkzeuge, aufweist und diesem Schlitten (13)
längsseitige Führungsrollen (15) zum Blechtafel-
Längsanschlag und querseitige versenkbare Anschläge (16) zum
Blechtafel-Queranschlag sowie Spannzangen (17) zum Fixieren
der ausgerichteten Blechtafel (1) zugeordnet sind.
3. Fertigungsstraße nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Kugelrolltisch (6) von einem
großflächigen, sich an die zu öffnende Aufnahmeseite der
Schwenkbiegepresse (4) anschließenden, quer zur Blechtafel-
Durchlaufrichtung (A) über die Bereite der benachbarten
Stationen (3, 7) hinausragenden und mindestens die Länge der
Schwenkbiegepresse (4) einnehmenden Tisch (6a) mit einer
Vielzahl darin drehbar gelagerter Kugeln (6b) gebildet ist.
4. Fertigungsstraße nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Schweißstation (7) ein mehrere
Schweißköpfe (19) beinhaltendes Schweißgerät (18) und einen
die einzuschweißenden Aussteifungsprofile (2a) in die
vorgeformte Blechtafel (1) ausgerichtet einlegenden
Zubringer (20) aufweist, beide Geräte (18, 20) an Führungen
(21) in Blechtafel-Durchlaufrichtung (A) einstellbar
gelagert und in Abhängigkeit von der durch den Laufwagen (8)
traktweise transportierenden Blechtafel (1) in ihre
Arbeitsstellung steuerbar sind.
5. Fertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß der Schneid- und/oder
Stanzstation (3) eine Vorbearbeitungsstation (9)
zum Vorformatieren von Blechtafeln, zum Verschweißen von
Blechtafeln zu einer großflächigen Blechtafel (1), zum
Sandstrahlen o. dgl. vorgeschaltet und der Schweißstation
(7) eine die fertiggestellte Stahlkassette (2)
abtransportierende Rollenbahn (10) nachgeschaltet ist.
6. Fertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß unter den aneinandergereihten
Stationen (3 bis 10) zwei an einer Führung (11) verfahrbare
Laufwagen (8) in Form von Unterflurlaufkatzen angeordnet
sind, wobei der Fahrweg (FW1) des ersten Laufwagens (8) von
der Vorbearbeitungsstation (9) bis Mitte Kugelrolltisch (6)
und der Fahrweg (FW2) des zweiten Laufwagens (8) von Mitte
Kugelrolltisch (6) bis in die Rollenbahn (10) reicht.
7. Fertigungsstraße mit Schwenkbiegepresse nach Anspruch 1,
wobei die Schwenkbiegepresse (4) in einem C-Gestell (22)
einen feststehenden Pressentisch (23) einen höhenbewegbaren
Niederhalter (24) und eine um die waagerechte Abkantachse
(Biegeachse 25) in einer Führung (26) höhenverschwenkbare
Biegewange (27) aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß der Niederhalter (24) mit einem
waagerechten Exzentertrieb (28) über einen Schwenkmotor (29)
und einen druckmittelbetätigten Schwenk- und Sperrzylinder
(30) höhenverschwenkbar im C-Gestell (22) gelagert ist,
dabei der Niederhalter (24) mit seinem Exzentertrieb (28) in
der mit dem Pressentisch (23) zusammenwirkenden,
heruntergeschwenkten Spannstellung unabhängig vom diese
Spannstellung verriegelnden Schwenk- und Sperrzylinder (30)
mit einem geringen Schwenkhub (H) auf unterschiedliche
Blechtafelstärken (S) mit Preßdruck einstellbar und zur
Freigabe der Blechtafel (1) lüftbar ist und der Niederhalter
(24) durch seinen Exzentertrieb (28) und den entriegelten
Schwenk- und Sperrzylinder (30) in die geöffnete
Pressenstellung hochschwenkbar ist.
8. Schwenkbiegepresse nach Anspruch 7, dadurch
gekennzeichnet, daß der Exzentertrieb (28) eine im C-Gestell
(22) drehbar gelagerte Exzenterwelle (31) aufweist, auf der
ein von einem Zahnrad (32) des hydraulischen, am C-Gestell
(22) angeflanschten Schwenkmotor (29) angetriebenes Zahnrad
(33) und ein Exzenter (34) mit Drehscheibe (35) und daran
angeformtem Mitnehmer (36) sitzen, und der Niederhalter (24)
mit einem Schwenklager (37) um den Exzenter (34) mit
demselben bewegungsmäßig gekoppelt lagert und der Mitnehmer
(36) des Exzenters (34) mit dem Schwenklager (37) für das
Hochschwenken des Niederhalters (24) kraftschlüssig
zusammenwirkt.
9. Schwenkbiegepresse nach Anspruch 7 und 8, dadurch
gekennzeichnet, daß der Schwenk- und Sperrzylinder (30)
oberhalb des Exzentertriebes (28) am C-Gestell (22) liegt
und mit seinem Zylinder (30a) um eine waagerechte
Schwenkachse (38) gelagert ist und mit seiner Kolbenstange
(30b) oberhalb des Exzenters (34) in einer waagerechten
Schwenkachse (39) am Schwenklager (37) des Niederhalters
(24) gelenkig eingreift.
10. Schwenkbiegepresse nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Biegebalken (27) an zwei
Schwenksegmenten (40) gelagert ist, welches jeweils in einer
in der C-Öffnung (41) des C-Gestelles (22) auf einem
Kreisbogen verlaufenden Kulissenführung (26) in Form einer
Rollenführung zwangsgeführt, als Zahnsegment ausgebildet und
über einen hydraulischen Schwenkantrieb (42) mit
Antriebsritzel (43) höhenverschwenkbar sind.
11. Schwenkbiegepresse nach einem der Ansprüche 7 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß das C-Gestell (22) von drei
durch Verbindungsrohre (44) und den Pressentisch (23) im
Abstand zueinander gehaltenen und miteinander verbundenen
C-Ständern (22a) gebildet ist, daß an jedem C-Ständer (22a)
ein Exzentertrieb (28) mit hydraulischem Schwenkmotor (29)
gelagert ist und alle drei Exzentertriebe (28) durch eine
als Torrsionswelle wirkende Exzenterwelle (31)
bewegungsmäßig gekoppelt sind und daß an jedem C-Ständer
(22) ein Sperrzylinder (30) gelagert ist und daß der
Niederhalter (24) mit je einem Schwenklager (37) vom
Exzentertrieb (28) getragen und mit den Sperrzylindern (30)
verbunden ist.
12. Schwenkbiegepresse nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewange (27) mit an der
Kulissenführung (26) jedes C-Ständers (22a) geführter
Schwenksegmente (40) und einem mittigen, hydraulischen
Schwenkmotor (42) über eine durchgehende Torrsions-
Antriebswelle (43a) auf der mit den verzahnten
Schwenksegmenten (40) kämmende Antriebsritzel (43) sitzen,
in Höhenrichtung verschwenkbar ist.
13. Fertigungsstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß in derselben eine aus drei oder
mehreren aneinandergereihten und gleichlaufgesteuerten
Schwenkbiegepressen (4) gebildete, zu einer modularen
Baueinheit zusammengefaßte lange Schwenkbiegepresse (4)
angeordnet ist.
14. Fertigungsstraße mit Schwenkbiegepresse und dieser
zugeordnetem Manipulator nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß der Manipulator (5) von einem an unten-
und obenseitigen Führungen (45, 46) der Schwenkbiegepresse
(4) parallel zur Biegekante (25) verfahrbaren Halb-
Portalkran (5) gebildet ist, der an seinem quer zur
Fahrtrichtung (A) über den Kugelrolltisch (6) ragenden
Auslegerarm (47) einen vertikalen, in Längsrichtung des
Auslegerarmes (47) verfahrbaren, in sich höhenverfahrbaren
und um seine Vertikalachse (48) drehbaren Greifer (49) zum
Erfassen der der Schwenkbiegepresse (4) für die einzelnen
Biegeschritte zuzuführenden und zu entnehmenden Blechtafel
(1) trägt.
15. Manipulator nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halb-Portalkran (5) sich mit dem unteren Ende seiner
aufrechten Stützsäule (50) auf der an der der C-Öffnung (41)
abgewandten Rückseite des C-Gestelles (22) unten
angeordneten Führung (45) abstützt und mit seinem
Auslegerarm (47) auf der auf der Oberseite des C-Gestelles (22)
festgelegten Führung (46) aufliegt und beide Führungen
(45, 46) von Laufbahnen (Profilen) gebildet sind, auf denen
der Halb-Portalkran (5) mit Laufrollen (51) verfahrbar ist.
16. Manipulator nach Anspruch 14 und 15, dadurch
gekennzeichnet, daß der Greifer (49) eine in sich
höhenverfahrbare Teleskopsäule (52) mit darin angeordneter
Hubeinrichtung (62) aufweist, die mit ihrem oberen Ende
unter Zwischenschaltung eines Drehkranzes (53) an einem am
Auslegerarm (47) verfahrbar aufgehängten Schlitten (54)
gelagert ist und an ihrem unteren Ende einen waagerechten
Tragarm (55) mit zwei im Abstand zueinander angeordneten,
mit den Paßmarken (15c) der Blechtafel (1)
zusammenwirkenden Spannfuttern (56) besitzt.
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