專利名稱：用于彎曲金屬板片的機器以及具有這種機器的生產線的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于彎曲金屬板片的機器，尤其涉及一種軋輥彎曲壓力機(roll bender)類型的機器。本發(fā)明還涉及一種用于通過彎曲板片制造管或圓筒的生產線，該(生產線)設備包括彎曲機。術語“軋輥彎曲壓力機”是指能夠用較小厚度的金屬板材尤其是金屬板片制成管或套圈的任何機器。管或套圈可通過彎曲板片制成，即，使板片圍繞對應于管或套圈的曲率半徑的曲率半徑彎曲。具體地，本發(fā)明涉及用于制造其直徑根據管的長度以及管壁厚度而盡可能小的管或套圈的軋輥彎曲壓力機，例如在長度大約1米(m)且厚度為0.5mm的情況下直徑為60毫米(mm)的管。
背景技術：
FR-B-2 750061公開了這樣的軋輥彎曲壓力機，即每個軋輥彎曲壓力機包含被驅動旋轉并且金屬板片圍繞其被軋制的彎曲輥，以及平行于該彎曲輥并用于在各個輥之間提供可調節(jié)的通道以便引導金屬板片并使金屬板片具有所希望的曲率半徑的兩個支承輥。彎曲輥的外徑確定了可使用軋輥彎曲壓力機在單次回轉中獲得的管或套圈的最小直徑。這樣形成的管或套圈的內徑尤其根據構成板片的金屬或金屬合金的彈性極限而改變；極限越高，管的最終直徑越大，并且管趨向于返回其初始形狀。例如，對于普通鋼，管的最小直徑大約為彎曲輥的直徑的1.2倍。對于具有高彈性極限的鈦，管的最小直徑大約為彎曲輥的直徑的5倍。為了制成用于煙道內襯類型的內徑為80mm的不銹鋼管，彎曲輥的直徑必須小1.4倍，即必須為大約55mm。
鑒于在軋制操作期間受到的應力，具有此直徑的長度接近1米的彎曲輥不會保持直線，而是趨向于發(fā)生嚴重撓曲。類似地，支承輥趨向于發(fā)生撓曲。根據金屬板片施加的應力，伴隨此撓曲問題的還包括彎曲輥開始扭曲。
當彎曲輥和支承輥發(fā)生撓曲時，所得到的管在中部擴大。這被稱為“桶形”。
FR-B-2 750061描述了克服支承輥撓曲的方案，該方案使用成一直線的多個短支承輥，或者在一種變型中使用長度接近彎曲輥并抵靠在多個小輥上的支承輥。
EP-A-0 477751描述了一種頂部輥和底部輥，該底部輥兩側具有兩個平行的輥。被橫梁承載且可在滑塊內移動的可調輪以可調的方式支靠/支承位于底部部分內的輥以便補償輥的撓曲。
這些裝置僅能補償支承輥的撓曲。補償量沒有得到控制，并且彎曲輥的撓曲根本沒有被補償。這種系統(tǒng)不能獲得直徑接近80mm且長度接近1.20m的真正圓柱形的管。

發(fā)明內容
本發(fā)明尤其試圖通過提出一種適于制造圓柱形的且具有大的長度/直徑比的管的軋輥彎曲壓力機來改正所述缺陷。
為此，本發(fā)明提供了一種用于彎曲金屬板片的軋輥彎曲壓力機類型的機器，該機器首先包括被驅動旋轉的彎曲輥，金屬板片圍繞該彎曲輥被軋制，其次包括適于在板片圍繞所述彎曲輥被彎曲時接納和支靠該板片的至少兩個支承輥，所述支承輥安裝成在支承件上自由旋轉，該支承件的高度可調節(jié)以使所述彎曲輥和所述支承輥之間的間隙適配于所述板片的厚度，所述彎曲輥與用于至少部分地補償其撓曲的至少一組裝置相關聯(lián)，所述支承輥與用于補償其撓曲的至少一組裝置相關聯(lián)，所述組可根據所述彎曲輥的殘余撓曲進行調節(jié)，該機器的特征在于，所述一組用于補償所述彎曲輥的撓曲的裝置包括具有腔室的臂-所述(彎曲)輥被部分地接納在該腔室內-以及用于將所述輥保持在所述腔室內的裝置。
這種軋輥彎曲壓力機使得能夠以協(xié)作方式補償各個輥的撓曲，從而形成圓柱形的管。
根據本發(fā)明的有利的但非必要的特征，機器可具有以下特征中的一個或多個該腔室是凹槽，該凹槽圍繞其長度分布有至少三組用于在輥旋轉時保持輥具有最小撓曲的裝置；每組保持裝置包含沿基本垂直于腔室主軸線的方向支靠所述輥的兩個輪；該機器包含至少三組用于補償支承輥的撓曲的裝置；每組補償裝置包括固定在支承件上的至少三個并置的球軸承，該支承件的高度例如可通過斜面隔板調節(jié)；每組補償裝置的高度可通過螺旋測微器單獨調節(jié)。
所有成組補償裝置可滑動地安裝在單個基座上，該基座本身的高度可通過至少兩個斜面隔板調節(jié)；用于保持彎曲輥的成組裝置相對于用于支承輥的成組補償裝置基本以交錯構造設置；以及彎曲輥被臂支承，所述輥通過該臂可釋放地安裝在機器上。
本發(fā)明還提出了一種用于通過彎曲金屬板片制造管或圓筒的生產線，該生產線包括根據前面任何特征制成的用于彎曲金屬板片的至少一個機器。


通過閱讀下面對本發(fā)明的用于彎曲金屬板片的機器的實施例的說明，可更好地理解本發(fā)明，并且本發(fā)明的其它優(yōu)點將更加清楚，所述說明僅作為示例給出并且是參照附圖作出的，在附圖中圖1是構成本發(fā)明的一個實施例的機器的簡化透視圖，所示的金屬板片處于彎曲之前并且用點劃線畫出；圖2是示出圖1所示機器的頂部部分的沿平面II的局部剖視圖，并且為了更加清楚，僅示出三組彎曲輥保持裝置和三組支承輥的補償裝置；圖3是從下方看到的示出彎曲輥和用于補償其撓曲的特定裝置的局部透視圖；圖4是沿圖1的線IV-IV的較大比例的局部剖視圖；圖5是沿圖4的線V-V的不同比例的局部縱向剖視圖，其示出用于將彎曲輥保持在撓曲補償部件內的系統(tǒng)；圖6是用于補償支承輥的撓曲的一組裝置的透視圖，所述單元被接納在其中的凹槽用點劃線畫出；以及圖7-9示出彎曲金屬板片的不同階段。
具體實施例方式
圖1所示的被稱為“軋輥彎曲壓力機”的金屬板片彎曲機1包括大致為H形的主體部2。所述H形的立柱3和4之間的間隔適配于所希望制成的管T的最終長度。機器的體部2的橫向桿5支承被基本保持水平的靜止橫桿6。橫桿6在其頂面上具有三個凹口7，所述凹口相對于橫桿5的縱向軸線A-A’傾斜大約45°。橫桿6可被液壓裝置60沿平行于軸線A-A’的方向縱向移動。
第二橫桿9-該第二橫桿在其底面上裝有至少兩個隔板8-放置在橫桿6上。因此當橫桿6與隔板8同時在圖2內從左向右或從右向左移動時，橫桿6、隔板8在凹口7的斜面-該隔板8安置在該斜面上-上滑動，并導致橫桿9沿大致垂直于軸線A-A’且平行于圖2平面的方向向上或向下移動。此裝置用于將水平運動轉化成垂直運動。
橫桿9在其頂面上具有縱向凹槽10。為了更清楚，該凹槽在圖6內用點劃線畫出。用于補償支承輥撓曲的裝置的部件11部分地接合在所述凹槽10內并可在其中移動。
所述組件或部件11中的每一個均包含大致為平底U形的主體部12。底部的底面13是傾斜的。斜面隔板或“楔子”14-該隔板的斜面的斜度基本與面13的斜度相同-定位在主體部12的底部上?？蚣?5放置在隔板14的頂面上。該框架支承三個并置的具有旋轉軸線X16的球軸承，該旋轉軸線是平行的且沿基本垂直于圖4的平面的方向延伸。從而球軸承16形成基本平行于底部13的斜面的軋制路徑。
調節(jié)裝置17-該調節(jié)裝置包含螺旋測微器17A并裝有計數(shù)器17B-安裝在體部12的凸緣上。圖4內沒有示出裝置17以使附圖清楚。螺旋測微器17A的端部連接到斜面隔板14的一側。從而，通過旋入或旋出螺旋測微器17A，其端部在更大或更小的程度上突入在體部12的凸緣之間延伸的空間，并且朝體部12的另一個凸緣推動隔板14。隔板14的此位移F1在底部13的斜面上發(fā)生，從而具有升高或降低放置在隔板14的頂面上的框架15的效果。此垂直運動在圖4中用雙箭頭F2表示。
浮凸部分18從底部13A的外表面突出。該浮凸部分的形狀適于幾乎無間隙地插入并在橫桿9的凹槽10內滑動。部件11之間的間隔調節(jié)成使得當它們處于凹槽10內的合適位置時，球軸承16平行于軸線A-A’規(guī)則地間隔開。
兩個實心或空心的具有圓形截面的圓柱桿19放置在由球軸承16形成的軋制路徑上，該圓柱桿優(yōu)選地由不銹的金屬或金屬合金制成。這些桿構成機器的支承輥19。它們安裝成可自由旋轉，同時在端部被保持在形成于垂直立柱內的腔室中，該立柱固定到橫桿9上。支承輥19安置成使得在每個部件11處每個輥19被兩個并置的球軸承16支承。在此構造中，輥19的縱向軸線X19和球軸承16的縱向軸線X16基本平行于橫桿6的軸線A-A’。輥19和球軸承16被摩擦力驅動而相對于彼此旋轉。
機器的主體部2的頂部部分接納彎曲輥20，金屬板片在被彎曲時圍繞該彎曲輥20被軋制。輥20的軸線X20位于基本平行于軸線A-A’的方向上。輥20被用于補償其撓曲的裝置保持盡可能為直線。
這些撓曲補償裝置包括臂21，該臂的外部形狀為具有圓形截面的實心圓柱形式，并由具有剛性和彈性的材料制成。該臂21具有較大的二次面積矩(second moment of area)，即它在受到應力尤其是受到彎曲力時保持基本為直線或者至少撓曲很少。有利地，該臂的外徑基本在彎曲輥20的外徑的三到六倍的范圍內。
臂21幾乎在其整個長度上具有縱向凹槽22。凹槽22具有平的底部。凹槽22的寬度遠大于彎曲輥20的直徑。
凹槽22適合于接納在輥20和臂21之間提供支靠接觸的部件。
用于輥20的多個支承子組件23沿凹槽22的長度分布。圖2內示出三個子組件23，這是最少數(shù)量，當設計軋輥彎曲壓力機1時可以改變和選擇子組件的數(shù)量。
在每個子組件23中，輪23A安裝在支架23B上。支架23B大致為平底的U形。支架23B的外部形狀和尺寸與凹槽22的形狀和尺寸匹配。支架23B的內部形狀和尺寸適于圍繞輥20的圓周緊密地配合但不與其接觸。
圖5是在支架23B在兩個不同平面內的截面，首先是位于支架23B的中心平面內(附圖的左手側)，其次是在支承輪23A的銷26的中心平面內(附圖的右手側部分)。
輪23A成對地安裝在每個支架23B上。螺釘25穿過支架23B的底部并將該支架固定到凹槽22的底部。當支架23B位于凹槽22內的合適位置時，每個輪23A可圍繞銷26自由旋轉，該銷被保持在支架23B內形成的兩個軸承23C內。銷26沿平行于凹槽22的縱向軸線X22的方向延伸。
因此，在臂21內形成的凹槽22配備至少三個子組件23，每個子組件承載兩個輪23A。每個支架23B的內部尺寸都適合于部分地且以最小間隙覆蓋輥20。在每個支架23B上，輪23A安裝成可連續(xù)地接觸輥20，同時允許輥20和支靠輥20的輪23A自由旋轉。
經由輥20的端部200、201，輥20被保持在位于凹槽22內的每個支架23B中。一個端部200連接到旋轉驅動部件例如電動或液壓馬達M。另一端部201具有腔室202，固定在臂21的一端的浮凸部分或桿203接合在該腔室內。腔室202以及桿203的尺寸適合于使輥20自由旋轉，從而使得當輥20旋轉并受到應力時可保持輥盡可能地直。
當輥20支靠在輪23A上并位于凹槽22內的合適位置時，輥20的圓周的一部分-即大約20％-位于凹槽22外部從而位于臂21外部。輥的這個部分形成其作用區(qū)域，即適用于彎曲金屬板片的區(qū)域。
由輥20和臂21形成的組件位于機器1的頂部部分并在主體部2的立柱3和4的自由端之間。輥20在其端部200經由穿過臂21的根部21A形成的孔連接到旋轉驅動馬達M。
臂21在其一端例如通過螺栓連接固定到主體部上。套筒21的另一端具有截頭圓錐形心軸27。當輥20旋轉時，此心軸被接納在運動臂28內。臂28的圍繞固定在體部2上的銷28A的樞轉運動使得心軸27可脫離接合，并使得臂21的端部可被釋放。此運動在圖2內用箭頭F3表示。
由輥20和臂21形成的組件以固定的方式定位在兩個支承輥19上方。調節(jié)這些輥的高度以便輥20和19之間的空間總體對應于將被彎曲的金屬板片的厚度。
此空間可通過在凹口7內移動隔板8以便垂直地移動橫桿9來進行調整。
機器在其一側的頂部部分配備有沿基本垂直于軸線A-A’的方向延伸的多個平行管29。這些管29通過橫桿30連接在一起從而形成用于給機器進料的平面或臺子31。此進料臺的尺寸適配于將被彎曲的金屬板片32的尺寸。
桿29還具有可調節(jié)的止動件(未示出)，該止動件用于將板片32保持在進料臺31上以便板片32的縱向軸線基本平行于軸線A-A’。
有利地，形成進料臺31的桿固定在承載支承輥19的橫桿9上。這樣，根據金屬板片的厚度調節(jié)在彎曲輥20和支承輥19之間的空間的高度可使進料臺31伴隨運動。這樣，位于進料臺31上的板片32的一個邊緣總是面向在輥20和至少一個輥19之間形成的空間。
當將板片32安置在臺子31上并且輥19接觸板片32時，以及當輥20被驅動旋轉時，板片32在輥20和其中一個輥19之間被驅動。板片32在輥之間通過使得板片被彎曲，即，使板片具有總體上對應于在三個輥19和20之間通過的圓的半徑的曲率。在板片的整個長度以及整個寬度上執(zhí)行彎曲。因此，在彎曲結束時，板片32圍繞臂21卷起。然后，只需沿箭頭F3的方向移動樞轉臂28以便能夠使臂31脫離接合，從而使以這種方法形成的管T從機器1滑出。
可以自動方式取下管T。在這種情況下，管T被移動到焊接站，該焊接站用于將管的兩個邊緣焊接在一起。
有利地，通過這種布置，對于厚度在0.4mm-0.6mm范圍內的不銹鋼32，可制成直徑為60mm且長度為1m、或者直徑為75mm且長度為1.20m的管T。
在板片被彎曲的同時，根據管相應的直徑/長度比和板片的厚度，輥19和20所受到的用以獲得成品管的力趨向于導致輥19和20撓曲。此撓曲可由臂21的較大的二次面積矩、支靠輥20的輪23A以及球軸承16對輥19的支承補償。
具體地說，彎曲輥20在其兩端被保持，并且板片32施加的應力在圖4內方向向上。輥20趨向于發(fā)生撓曲，其凹側朝向機器1的基座。類似地，支承輥19沿相反方向發(fā)生撓曲，即，以大致相等的半徑撓曲并且凹側朝向機器1的頂部。這些撓曲可由上述各種裝置以可調方式控制和補償。
彎曲輥20被實心臂21所支承的輪23A保持，該臂的外徑和質量可提供足夠的阻力以便該臂在板片32彎曲時所受到的力下幾乎不發(fā)生撓曲。因此，輥20發(fā)生對應于沒有被臂21補償?shù)膿锨乃^“殘余”撓曲。
類似地，支承輥19被球軸承16支承。通過調節(jié)裝置17，可使球軸承16牢固地支靠輥19。此支承力沿輥19的長度局部地分布。這使得輥19可發(fā)生對應于輥20的殘余撓曲的相反撓曲，從而保持輥19和20之間的空間在輥的所有對應長度上恒定。
通過以可調方式在輥19和20之間這樣保持恒定的空間，可獲得不管使用的板片32如何均具有直線生成線的圓柱管T。
根據使用的輥19和20的長度以及板片32的厚度，并從而根據因此施加的力，可容易地計算補償輥19和20的撓曲所需的補償裝置11和23的調整(量)和數(shù)量。
作為示例，對于大約1.20m長且直徑為20mm的輥，在輥19上規(guī)則地分布12個補償部件11。在輥20的套管21中，同樣規(guī)則地間隔開12個子組件23B。有利地，子組件23B和部件11以交錯的構造設置。這樣，當被設定旋轉時，各個輥19和20在它們各自長度的主要部分上被合適地保持。
另外，部分覆蓋彎曲輥20的臂21的存在可減少機器1的使用者的四肢或衣服被絞住并被拉扯的危險。因此臂21還有助于使機器對于使用者更加安全。
臂21和輥20可容易地拆除，例如以便用不同直徑的另一種套管和/或輥組件進行替代。
在其它實施例(未示出)中，用于補償支承輥19的撓曲的裝置以與所述方式不同的方式被調節(jié)。該裝置可以是電動的、液壓的或放置在螺桿上。
權利要求
1.一種用于彎曲金屬板片的軋輥彎曲壓力機類型的機器，該機器首先包括被驅動旋轉的彎曲輥(20)，金屬板片(32)圍繞該彎曲輥被軋制，其次包括適于在板片(32)圍繞所述彎曲輥(20)被彎曲時接納和支承該板片的至少兩個支承輥(19)，所述支承輥(19)安裝成在支承件(11)上自由旋轉，該支承件的高度可調節(jié)以使所述彎曲輥(20)和所述支承輥(19)之間的間隙適配于所述板片(32)的厚度，所述彎曲輥(20)與用于至少部分地補償其撓曲的至少一組裝置(21，23)相關聯(lián)，所述支承輥(19)與用于補償其撓曲的至少一組(11)裝置(12-16)相關聯(lián)，所述組(11)可根據所述彎曲輥(20)的殘余撓曲進行調節(jié)，該機器的特征在于，所述一組用于補償所述彎曲輥(20)的撓曲的裝置(21，23)包括具有腔室(22)的臂(21)，所述輥(20)被部分接納在該腔室內，以及用于將所述輥(20)保持在所述腔室(22)內的裝置(23A，23B，25，26)。
2.根據權利要求1的機器，其特征在于，所述腔室是凹槽(23)，圍繞該凹槽的長度分布有至少三組(23)裝置(23A，23B，25，26)，以用于在所述輥(20)旋轉時保持所述輥具有最小撓曲。
3.根據權利要求1或2的機器，其特征在于，所述成組(23)保持裝置中的每一組包含兩個輪(23A)，所述兩個輪沿基本垂直于所述腔室(22)的主軸線(X22)的方向支靠所述輥(20)。
4.根據前面任何一項權利要求的機器，其特征在于，該機器包含至少三組(11)用于補償支承輥(19)的撓曲的裝置(12-16)。
5.根據權利要求4的機器，其特征在于，所述成組(11)補償裝置中的每一組包括固定在支承件(15)上的至少三個并置的球軸承(16)，該支承件的高度例如可通過斜面隔板(14)調節(jié)。
6.根據權利要求4或5的機器，其特征在于，所述成組(11)補償裝置(12-16)中的每一組的高度可通過螺旋測微器(17A)單獨調節(jié)。
7.根據權利要求4-6中任何一項的機器，其特征在于，所有成組(11)補償裝置可滑動地安裝(10，18)在單個基座(9)上，該基座本身的高度可通過至少兩個斜面隔板(8)調節(jié)。
8.根據前面任何一項權利要求的機器，其特征在于，所述用于保持彎曲輥(20)的成組(23)裝置(23A，23B，25，26)相對于所述用于支承輥(19)的成組(11)補償裝置(12-16)基本以交錯結構設置。
9.根據前面任何一項權利要求的機器，其特征在于，所述彎曲輥(20)被臂(21)支承，所述輥通過該臂可釋放地安裝在所述機器(1)上。
10.一種通過彎曲金屬板片(32)制造管(T)或圓筒的生產線，該生產線包括至少一個根據前面任何一項權利要求制成的用于彎曲金屬板片(32)的機器(1)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于彎曲金屬板片的軋輥彎曲壓力機類型的機器，該機器首先包括被驅動旋轉的彎曲輥(20)，金屬板片(32)圍繞該彎曲輥被軋制，其次包括適于在板片圍繞所述彎曲輥(20)被彎曲時接納和支靠該板片的至少兩個支承輥(19)。所述支承輥(19)安裝成在支承件(11)上自由旋轉，該支承件的高度可調節(jié)以使所述彎曲輥(20)和所述支承輥(19)之間的間隙適配于所述板片(32)的厚度。所述彎曲輥(20)與用于至少部分地補償其撓曲的至少一組裝置(21，23)相關聯(lián)。所述支承輥(19)與用于補償其撓曲的至少一組(11)裝置相關聯(lián)，所述組可根據所述彎曲輥(20)的任何殘余撓曲進行調節(jié)。所述一組用于補償所述彎曲輥(20)的撓曲的裝置(21，23)包括具有腔室(22)的臂(21)，所述輥(20)被部分接納在該腔室內，以及用于將所述輥(20)保持在所述腔室(22)內的裝置(23A，23B)。本發(fā)明尤其用于制造具有高長度/直徑比的管。
文檔編號B21D5/00GK101048241SQ200580036642
公開日2007年10月3日 申請日期2005年10月24日 優(yōu)先權日2004年10月25日
發(fā)明者M·格拉維耶 申請人:詹姆斯工業(yè)公司