DE3045791A1

DE3045791A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen von metalltraegern

Info

Publication number: DE3045791A1
Application number: DE19803045791
Authority: DE
Inventors: Thomas Ayr Ayrshire Scotland Brechany; John Macleod Bearsden Glasgow Scotland Colin; William Annbank Station Ayrshire Scotland Slattery
Original assignee: Caledonian Mining Co Ltd
Current assignee: Caledonian Mining Co Ltd
Priority date: 1979-12-04
Filing date: 1980-12-04
Publication date: 1981-09-24
Also published as: FR2471230B1; US4391115A; DE3050764C2; NL8006575A; IT8026415A0; ZA807510B; BE886474A; IE50279B1; AU6495180A; AU3225384A; AU555906B2; ES497350A0; FR2471230A1; ES8202703A1; IT1133945B; IE802506L; AU543779B2; CA1142075A; CH648774A5; DE3045791C2

Description

CALEDONIAN MINING COMPANY LIMITED

Carlton Works, Carlton-on-Trent,

Newark, Nottinghamshire, NG23 6NT

England A - 6

Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Metallträgern

Die Erfindung betrifft Bögen zur Verwendung beim Auskleiden von Tunneln, wie etwa unterirdischen Bergwerksstollen, und zur Verwendung in Rahmenwerken für abgedeckte, auf der Erde stehende Bauten.

Bergwerksstollen sind häufig mit metallenen, im Querschnitt H- oder T-förmigen Trägern versehen, deren Krümmung der Form der Stollenwände und der Decke angepaßt ist. Die Träger bestehen aus Abschnitten, die an ihren Enden (beispielsweise durch Laschenplatten) miteinander verbunden sind, um einen Bogen zu bilden. Eine Verschalung erstreckt sich sodann entlang dem Tunnel zwischen aufeinanderfolgenden Bögen, um den Tunnel auszukleiden.

Beim Biegen der im Querschnitt H- oder T-förmigen Träger haben sich Probleme daraus ergeben, daß es äußerst wünschenswert ist, eine sowohl "gesetzte" oder endgültige

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als auch relativ exakte Krümmung zu erzielen, so daß man beim Einbau der Bogenabschnitte in einen Tunnel nicht mit den Schwierigkeiten eines Zurückfederns oder ungenauen Fluchtens der Bogenabschnitte zu kämpfen hat. Bei derzeit bekannten Verfahren zum Biegen von im Querschnitt H- oder T-förmigen Trägern läßt sich dies nur schwer automatisch erzielen. Man muß sich auf das Können des Herstellers bei der Produktion genau gekrümmter, im Querschnitt H- oder T-förmiger Träger durch Biegen von Trägerabschnitten rund um einen stationären Former verlassen.

Der Erfindung liegt vor allem die Aufgabe zugrunde, diese Schwierigkeiten zu beseitigen oder zu mindern.

Ein Verfahren zum Formen von Bögen oder Bogenabschnitten aus einem langgestreckten, geraden Metallträger ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß ein Ende des Trägers an einem Ende eines drehbaren, D-förmigen Formers, der eine konvex gewölbte Kante aufweist, festgeklammert und der Former relativ zu einer Rolle gedreht wird, so daß der Träger durch Eingriff zwischen die Rolle und den Former rund um die gewölbte Kante des letzteren verformt oder gebogen wird.

Die Erfindung/Läßt sich beispielsweise auf im Querschnitt H- oder T-förmige Träger anwenden.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist gekennzeichnet durch einen D-förmigen Former mit einer konvex gewölbten Kante und durch eine Rolle auf einer Achse, die fest auf einer Plattform oder Basis angeordnet ist, relativ zu der der Former Winkelbewegungen ausführen kann, wobei Einrichtungen vorgesehen sind, um eine Relativbewegung zwischen dem Former und der

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mm *7 —

Rolle um den Mittelpunkt der gewölbten Kante des letzteren hervorzurufen.

Vorzugsweise ist oberhalb des Formers und mit diesem drehbar mindestens eine Schneidvorrichtung vorgesehen, um die Möglichkeit zu bieten, einen rund um den Former gebogenen Träger in zwei oder mehr Abschnitte zu schneiden. Diese Abschnitte lassen sich sodann 'einfacher in den Bergwerksstollen hineintransportieren und dort zusammenbauen, wobei sie durch Laschenplatten o.dgl. miteinander verbunden werden.

Vorteilhafterweise sind Klammern, vorzugsweise hydraulische Klammern, vorgesehen, um die Enden des zu biegenden Trägers an jedem Ende des drehbaren Formers festzuklammern.

Der Former kann erfindungsgemäß zwei geradlinige Kanten aufweisen, die sich vom jeweils zugehörigen Ende des konvex gewölbten Kantenabschnitts nach außen erstrecken.Mindestens ein Abschnitt jeder geradlinigen Kante ist vorzugsweise auf einem Teil des Formers vorgesehen, der sich relativ zum restlichen Teil des Formers in Erstreckungsrichtung der geradlinigen Kanten bewegen läßt, so daß mindestens die geradlinigen Abschnitte des rund um den Former gebogenen Trägers gestreckt werden können. Es wurde gefunden, daß dieses Strecken insbesondere für Träger mit T-förmigem Querschnitt geeignet ist und dazu beiträgt, die Probleme des Zurückfederns solcher Träger zu vermeiden.

Es wurde gefunden, daß der Einsatz des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung eine wirksame und wirtschaftliche Herstellung von Metallbögen ergibt, die sich für Auskleidungen von Bergwerksstollen eignen.

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Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels im Zusammenhang mit der beiliegenden Zeichnung. Die Zeichnung zeigt in:

Figur 1 eine Skizze einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Biegevorrichtung, bei der ein Metallträger mit H-förmigem Querschnitt an einem Ende eines drehbaren Formers festgeklammert ist;

Figur 2 eine Darstellung entsprechend Figur 1, bei der jedoch der Träger seine um den Former gebogene Position einnimmt ;

Figur 3 einen mehr ins einzelne gehenden Grundriß der Ausführungsform der Biegevorrichtung, die skizziert in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist;

Figur 4 eine Stirnansicht der Vorrichtung nach Figur 3.

Gemäß Figur 1 und 2 umfaßt die Vorrichtung einen D-förmigen, drehbaren Drehtisch oder Former 2 mit einem konvex gewölbten Kantenabschnitt 4 und zwei geradlinigen Kantenabschnitten 6, die sich jeweils an die Enden des gewölbten Kantenabschnitts anschließen. Der Drehtisch oder Former ist drehbar auf einer Achse 8 angeordnet, die sich im Krümmungsmittelpunkt des gewölbten Kantenabschnitts 4 befindet, und er läßt sich von zwei entgegengesetzt gerichteten, hydraulisch betätigten Zahnstangen 10 in Drehung versetzen, die je auf einer zugehörigen Seite in ein Stirnrad 12 eingreifen.

Eine frei drehbare Rolle 14 ist auf einer Welle 16 an einer stationären Basis der Vorrichtung angeordnet. Ein geradliniges Stück eines im Querschnitt H-förmigen metallischen Trägers 18 ist mit einem Ende am Drehtisch oder Former befestigt, und zwar durch eine hydraulische

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Klammer 20, wie es in Figur 1 gezeigt ist. Der Träger erstreckt sich über den einen linearen Kantenabschnitt des Formers zwischen letzterem und der Rolle Ik.

Der Former 2 wird sodann durch die hydraulisch betätigten Zahnstangen 10 gegen den Uhrzeigersinn, gesehen in Figur 1, in Drehung versetzt, was dazu führt, daß sich der Träger 18 durch seine Anlage an der Rolle 14 und einer Schulter 22 des Formers 2 bei dessen Drehung um den Former herum biegt.

Wenn sich der Former um l80° gedreht hat, wird die Stellung nach Figur 2 erreicht, in der das Biegen des Trägers abgeschlossen ist und dessen anderes freies Ende sodann durch eine zweite hydraulische Klammer 2k an das andere Ende des Formers angeklammert wird.

Ein Endteil 26 des Formers, der die Enden der geradlinigen Kantenabschnitte trägt, ist getrennt vom Rest des Formers angeordnet und kann relativ zu diesem durch hydraulische Stempel 28 bewegt werden. Eine Betätigung dieser Stempel schiebt den bewegbaren Endteil 26 vom Rest des Formers weg und führt dazu, daß mindestens die längslaufenden Abschnitte des Trägers 18 gestreckt werden, um dazu beizutragen, ein Zurückfedern zu verhindern. Dieser Streckvorgang wird normalerweise bei Trägern mit T-förmigem Querschnitt angewendet, läßt sich jedoch, sofern erforderlich, ohne weiteres auch bei anderen Querschnitten einsetzen.

Wenn der Träger die Position nach Figur 2 einnimmt (und, sofern erforderlich, gestreckt ist), wird er in drei gesonderte Abschnitte unterteilt, und zwar durch Sägevorrichtungen 30 und 32, die oberhalb des Drehtischs oder Formers angeordnet sind, sich jedoch mit diesem bewegen können. Der

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ORIGINAL INSPECTED

Träger wird von (nicht dargestellten) Klammern festgeklammert, die unterhalb des Trägers liegen und diesen in Anlage an die gewölbte Kante des Formers halten. Die Sägevorrichtungen werden durch Stiftvorrichtungen 3*1 ausgerichtet, deren Stifte in Löcher 36 eingreifen, die vorher in dem metallischen Träger angebracht worden sind und Verbindungslöcher für Stoßlaschen o.dgl. bilden, und zwar zum Zusammenschließen geschnittener Stücke des Trägers zur Bildung eines Bogens in einem Bergwerksstollen o.dgl.

Wenn die Sägevorrichtungen betätigt worden sind, können deren Klammern sowie die Klammern 20 und 24 gelöst werden, woraufhin man die drei gebogenen Stücke des Trägers abnehmen kann.

Der Drehtisch oder Former wird sodann in seine Stellung nach Figur 1 zurückgedreht.

Die Bauteile der Vorrichtung, die kurz im Zusammenhang mit den Figuren 1 und 2 beschrieben wurden, ergeben sich im einzelnen unter den gleichen Bezugsziffern aus den Figuren ? und 4. Nach diesen Figuren ist der Drehtisch oder Former i mit nach unten gerichteten Beinen 40 versehen, die in Rädern 42 enden, welche auf einem Tragring 44 laufen. Letzterer ist durch Streben 45 auf einem Grundrahmen 46 befestigt.

Eine Welle 48 des Drehtischs oder Formers 2 ist in einem oberen Lager 50 angeordnet, welches oberhalb des Formers liegt und von einem Arm 52 getragen wird, der an einem auf dem Grundrahmen 46 befestigten Tragelement 54 sitzt. Die

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Welle 48 trägt das Stirnrad 12, welches mit den angetriebenen Zahnstangen 10 kämmt. Die Zahnstangen 10 sitzen ihrerseits an den Enden von Kolben 60 von zwei entgegengesetzt gerichteten Hydraulikzylindern 62.

Die hydraulischen Klammern 20 und 24 an jedem Ende der Formerkante umfassen jeweils einen Hydraulikzylinder 64, dessen Kolben 66 ein klemmendes Nockenelement 68 betätigt. Die Klammern sind auf dem bewegbaren Endteil 26 des Drehtischs oder Formers angeordnet.

Die (nicht dargestellten) Säge-Klammern werden hydraulisch betätigt und sitzen unterhalb des Drehtischs oder Formers. Bei ihrer Betätigung verklammern sie den gebogenen Träger gegen die gewölbte Kante des Formers, und zwar zu beiden Seiten jeder Sägevorrichtung.

Die Stifte der Positionierungsvorrichtungen oder Stiftvorrichtungen 34 der Sägevorrichtungen 30 und 32 werden durch Hydraulikzylinder 70 in Eingriff mit den zugehörigen Löchern des Trägers getrieben, und die Sägevorrichtungen ihrerseits werden von einem Motor 72 angetrieben.

Die geradlinigen Kantenabschnitte des Formers können geringfügig konvergieren, im Gegensatz zu der Parallelführung, die in der Zeichnung dargestellt ist.

Will man während des Betriebes den gebogenen Träger strecken, so werden die Stempel 28 betätigt, um den Endteil 26 des Formers vom restlichen Abschnitt fort zu bewegen, wobei die Enden des Trägers von den Klammern 20 und 24 festgehalten werden.

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Anschließend werden die Klammern 20 und 2Ά sowie die Stempel 28 ausgeschaltet, um die Belastung des gebogenen T-Trägers aufzuheben und dessen Abnahme zu ermöglichen. Schließlich wird der Former in seine Ausgangsposition zurückgedreht, in der er bereit ist, das Verfahren mit einem weiteren, im Querschnitt T- oder H-förmigen Träger zu wiederholen.

Das Zurückfedern des freigegebenen, gebogenen, im Querschnitt T- oder H-förmigen Trägers wird ebenso wie irgendwelche Verdrehungen des Trägers durch das Strecken des Trägers auf ein Minimum reduziert. Es wurde gefunden, daß die Endform des gebogenen, im Querschnitt T- oder H-förmigen Trägers innerhalb enger Toleranzen gehalten werden kann, indem man die hydraulischen Drücke steuert, die an die Kolbenarbeitsmaochinen angelegt werden, welche zum Verklammern oder Strecken des im Querschnitt T- oder H-förmigen Trägers beitragen..

Ansätze, Konsolen o.dgl. für die Befestigung einer Verschalung können.mit dem im Querschnitt T- oder H-förmigen Träger verschweißt werden.

Zusammenfassend richtet sich die Erfindung auf Bögen für Tunnel, wie etwa unterirdische Bergwerksstollen. Diese Bögen sind aus gekrümmten metallischen Trägern zusammengesetzt, die im Querschnitt oft H- oder T-förmig sind. Bisher ergaben sich Probleme beim genauen Biegen der Träger in die gewünschte Form. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfaßt einen D-förmigen Former, der relativ zu einer Rolle drehbar ist. Der Träger wird mit einem Ende des Formers ver-

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klammert. Beim Drehen des Formers relativ zu der Rolle wird der Träger um den Former gebogen, so daß er die gewünschte Gestalt annimmt, wobei die Enden des Trägers mit dem Former verklammert werden.

Eine Schneidvorrichtung kann eingesetzt werden, um den Träger, während dieser rund um den Former gebogen ist, in drei oder mehr Abschnitte zu zerschneiden.

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Claims

CALEDONIAN MINING COMPANY LIMITED Carlton Works, Carlton-on-Trent Newark, Nottinghamshire, NG23 6NT England A - PATENTANSPRÜCHE

1.) Vorrichtung zum Formen eines gekrümmten Trägers zur Verwendung als Bogenträger, gekennzeichnet durch

einen D-förmigen drehbaren Former (2) mit einer konvex gewölbten Kante (4), durch eine auf einer stationären Achse (16) angeordnete Rolle (14), wobei der Former relativ zu der Rolle drehbar ist, und durch eine Einrichtung (10,12) zum Hervorrufen einer Relativbewegung zwischen dem Former und der Rolle.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Former (2) um den Mittelpunkt des einen gewölbten Kantenabschnitt (4) des Formers bildenden Bogens drehbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

mindestens eine Schneidvorrichtung (30,32), die mit dem

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drehbaren Former (2) bewegbar und derart angeordnet ist, daß sie den um den Former gebogenen Träger (18) in zwei oder mehr gewölbte Abschnitte zerschneiden kann.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis dadurch gekennzeichnet, daß hydraulische Klammern (20,24) an jedem Ende des Formers (2) vorgesehen sind, um die Enden des um den Former herum zu biegenden Trägers (18) festzuklammern.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Former (2) zwei geradlinige Kanten (6) aufweist, die sich vom jeweils zugehörigen Ende des gewölbten Kantenabschnitts (4) nach außen erstrecken.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil (26) des Formers (2), der die Basis der D-förmigen Gestalt bildet, relativ zum restlichen Teil des Formers bewegbar ist, so daß mindestens die Endabschnitte des um den Former gebogenen Trägers gestreckt werden können.

7· Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der bewegbare Teil (26) das Ende einer geradlinig verlaufenden Kantenverlängerung (6) des gewölbten Abschnitts (4) des Formers (2) trägt.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Former (2) drehbar auf einem Support (44) angeordnet ist und Beine (40) trägt, die in Rollen (42) enden,

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welche auf dem Support laufen.

9· Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet,

daß eine Welle (48) des Formers (2) ein Stirnrad (12) trägt, in das auf gegenüberliegenden Seiten zwei entgegengesetzt gerichtete Zahnstangen (10) eingreifen, die von hydraulischen Kolbenarbeitsmaschinen (60,62) angetrieben werden.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch

Ausrichtvorrichtungen mit Stiften (3*0, die in Löcher (36) eines rund um den Former (2) gebogenen Trägers (l8) eingreifen, wobei die Ausrichtvorrichtungen mit den Schneidvorrichtungen (30,32) gekoppelt sind, um letztere exakt relativ zu dem gebogenen Träger zu positionieren.

11. Verfahren zum Ausbilden eines gekrümmten Bogens oder Bogenabschnittes aus einem langgestreckten Metallträger,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Ende des Trägers an einem Ende eines drehbaren, D-förmigen Formers, der eine konvex gewölbte Kante aufweist, festgeklammert wird und daß der Former relativ zu einer Rolle gedreht wird, so daß der Träger durch Eingriff zwischen die Rolle und den Former rund um die gewölbte Kante des letzteren herumgeformt oder gebogen wird.

12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,

daß ein Träger mit einem H- oder T-förmigen Querschnitt verwendet wird.

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13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger um den Former gebogen und in drei Abschnitte zerschnitten wird.

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