DE102008031276A1

DE102008031276A1 - Biegewerkzeug und Faltenglätter für ein Biegewerkzeug

Info

Publication number: DE102008031276A1
Application number: DE102008031276A
Authority: DE
Inventors: Armin Dr. Zuber; Hendrik Korinth; Franz-Josef Lichtenauer
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2008-07-02
Filing date: 2008-07-02
Publication date: 2010-01-07

Abstract

Eine Biegewerkzeug (1) für ein Rohr weist eine Biegerolle (2) auf, einen Faltenglätter (3), eine äußere Spannbacke (4) und eine innere Spannbacke (5), wobei die Biegerolle eine dem Außenmantel eines zu biegenden Rohres angepasste umfangsseitige Kontur (24) und der Faltenglätter (3) einen Grundkörper (9) sowie einen Stützbereich (7) aufweist, wobei der Stützbereich (7) zur Aufnahme eines Teilbereiches des Außenmantels des jeweils zu biegenden Rohres rinnenförmig ausgebildet ist, wobei in der Kontur (24) der Biegerolle (2) zumindest abschnittsweise eine Umfangsnut (23) vorgesehen ist, in der eine aufgedickte Faltenglätterzunge (8) einliegt. Des weiteren wird ein Faltenglätter für ein Rohr beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Biegewerkzeug für Rohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie einen Faltenglätter für ein Biegewerkzeug für Rohre nach dem Oberbegriff des Anspruchs 12.
Faltenglätter unterdrücken die Faltenbildung während des Biegens in der Umformzone eines zum Biegen von Rohren ausgelegten Biegewerkzeugs. Ein gattungsgemäßer Faltenglätter ist aus der DE 201 18 444 U1 bekannt. Dieser weist einen Grundkörper und eine mit diesem verbindbar ausgebildete Faltenglätterspitze mit einem scharfkantigen Rand auf. Dieser scharfkantige Rand ist sehr verschleißanfällig.
Der Faltenglätter ist das am höchsten beanspruchte Bauteil des Biegewerkzeugs. Aus diesem Grund besteht er aus einem hoch verschleißbeständigen Werkstoff, insbesondere einer verschleißbeständigen Aluminium-Bronze, einer Kupfer-Aluminium-Legierung.
Trotz des Einsatzes eines derart verschleißbeständigen Werkstoffes ist es notwendig, die Faltenglätterzunge relativ häufig zu wechseln, was relativ hohe Werkzeugkosten zur Folge hat.
Eine erste Lösung dieser Problematik ist aus der DE 10 2006 054 119 B3 bekannt. Diese offenbart ein Biegewerkzeug mit einer an die Kontur eines Rohres angepassten umfangsseitigen Ausnehmung und einen plattenartig gestalteten Faltenglätter mit einer tangential zu dieser Ausnehmung ausgerichteten, das Rohr teilweise umfassenden Aufnahmerinne. Der Faltenglätter weist eine scheibenartige Stützzunge auf, die umfangsseitig mit einer der Rohrkontur angeglichenen Mulde ausgebildet ist, die tangential und vorsprungslos in die Aufnahmerinne des Faltenglätters übergeht. Die Stützzunge liegt zwischen den Hälften der rotierenden Biegerolle und kann über die Kontur leicht herausragen.
Bei diesem Biegewerkzeug ist durch die scheibenartige Ausbildung der Stützzunge des Faltenglätters ein hoher Materialaufwand an verschleißbeständigem Faltenglätterwerkstoff notwendig, was zu relativ hohen Stückkosten eines derartigen Faltenglätters führt.
Die Lösung der oben genannten Probleme, d. h. die Verringerung der laufenden Kosten beim Einsatz von Biegevorrichtungen mit Faltenglättern für Rohre ist die Aufgabe der Erfindung.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Biegewerkzeug gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 sowie durch einen Faltenglätter gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
Nach den Kennzeichen des Anspruchs 1 ist in der Kontur der Biegerolle zumindest abschnittsweise eine Umfangsnut vorgesehen, in der eine aufgedickte Faltenglätterzunge einliegt. Dadurch ist insbesondere im Wirkbereich des Faltenglätters eine hinreichende Materialdicke der Faltenglätterzunge gegeben, die den Faltenglätter damit zu einem nahezu verschleißfreien und im Vergleich zum Stand der Technik kostengünstigen Bauteil macht.
Durch die Ausbildung einer umfangsseitigen Kontur der Biegerolle mit einer teilweise umlaufenden Umfangsnut, in der das freie Ende der Faltenglätterzunge einliegen kann, ist ein Ersatz konventioneller Biegestufen durch die neuen Biegewerkzeuge bei Beibehaltung des Bauraums möglich.
In einer Weiterbildung ist die Faltenglätterzunge abnehmbar an dem Grundkörper des Faltenglätters angeordnet. Dadurch ist ein einfaches Wechseln der Faltenglätterzunge gegeben. Die Wechselbarkeit des Faltenglätters ist durch das lösbare Anlegen des Faltenglätters an dem Biegewerkzeug gegeben.
Durch die Ausbildung der äußeren Spannbacke und der inneren Spannbacke derart, dass diese einander zugewandte Seiten aufweisen, die formschlüssig ineinander greifend ausgebildet sind, ist eine Erhöhung der Klemmwirkung der beiden Spannbacken auf das zu klemmende Rohr gewährleistet. Ein Rutschen der Rohre in den Spannbacken während des Biegevorgangs wird so wirksam verhindert.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittansicht einer bevorzugten Ausführungsform des Biegewerkzeugs,
2 eine perspektivische Ansicht des Biegwerkzeugs mit Faltenglätter und zweiter innerer Spannbacke,
3 und 4 verschiedene perspektivische Ansichten des Faltenglätters,
5 und 6 verschiedene perspektivische Ansichten der inneren Spannbacke,
7 eine perspektivische Ansicht der Biegerolle mit eingesetztem Faltenglätter,
8 eine Seitenschnittansicht der Biegerolle mit eingesetztem Faltenglätter und innerer Spannbacke,
9 eine Draufsicht auf die Biegerolle,
10 eine Draufsicht auf die Biegerolle mit Faltenglätter,
11 eine Draufsicht auf die Biegerolle mit aufgesetzter äußerer Spannbacke und innerer Spannbacke und
12 eine Seitenschnittansicht einer zweiten Ausführungsform des Faltenglätters.
In der nachfolgenden Figurenbeschreibung beziehen sich Begriffe wie oben, unten, links, rechts, vorne, hinten usw. ausschließlich auf die in den jeweiligen Figuren gewählte beispielhafte Darstellung und Position des Biegewerkzeugs und dessen Bestandteilen. Diese Begriffe sind nicht einschränkend zu verstehen, d. h. in verschiedenen Arbeitsstellungen oder durch spiegelsymmetrische Auslegung oder dergleichen können sich diese Bezüge ändern.
1 zeigt ein Rohrbiegewerkzeug 1, das eine Biegerolle 2, einen Faltenglätter 3, eine innere und eine äußere Spannbacke 4, 5 aufweist. Dabei weist die Biegerolle 2 zur Stützung des Außenmantel eines zu biegenden Rohres eine diesem Außenmantel angepasste umfangsseitige Kontur 24 auf. Die Grundfunktion eines derartigen Biegewerkzeuges ist an sich aus dem gattungsgemäßen Stand der Technik bekannt.
Der Faltenglätter 3 unterdrückt die Faltenbildung während des Biegens in der Umformzone. Er weist einen Grundkörper 9 auf, an den sich eine aufgedickte Faltenglätterzunge 8 und ein rinnenförmig ausgebildeter Stützbereich 7 zur Stützung eines Teilbereichs des Außenmantels des jeweils zu biegenden Rohres anschließen (siehe hierzu die 3 und 4).
Die Faltenglätterzunge 8 liegt im eingebauten Zustand in einer Umfangsnut 23, die zumindest abschnittsweise in der Kontur 24 der Biegerolle 2 vorgesehen ist. Die Faltenglätterzunge 8 weist bevorzugt ein freies Ende 10 auf, das sich über einen ersten Rand 11 des Stützbereichs 7 hinaus erstreckt und damit einen freistehenden Fortsatz des Faltenglätters 3 ausbildet, wobei der erste Rand 11 des Stützbereichs 7 der Rand ist, der der Biegerolle 2 im eingebauten Zustand des Faltenglätter 3 in dem Biegewerkzeug 1 am nächsten liegt. Der Stützbereich 7 umfasst das Rohr in Längsachsenrichtung annähernd über den halben Umfang.
Der Stützbereich 7 des Faltenglätters 3 ist zumindest im Bereich der Biegezone des Biegewerkzeugs 1 von einer Kontur 24 der Biegerolle 2 gestützt (siehe hierzu 7). Damit ist der Faltenglätter 3 auf eine einfache verschleißarme Struktur reduziert, die sich ausschließlich auf die Faltenglättung beschränkt. Die seitliche Stützfunktion des Rohres in der Biegezone, im Stand der Technik eine Aufgabe des Faltenglätters, wird nun von der Biegerolle 2 übernommen.
Vorzugsweise ist die Faltenglätterzunge 8 in ihrer Längserstreckung zumindest im Bereich des freien Endes 10 gekrümmt ausgebildet. Eine nicht gekrümmte Ausbildung der Faltenglätterzunge 8 ist für den Bereich unterhalb des Stützbereichs 7 ebenfalls denkbar.
Der Faltenglätter 3 und insbesondere die Faltenglätterzunge 8 besteht bevorzugt aus einem verschleißbeständigen Material, insbesondere einer verschleißbeständigen Aluminium-Bronze, einer Aluminium-Kupfer-Legierung. Wie in 12 zu sehen ist, ist die Faltenglätterzunge 8 in einer weiteren Ausführungsform abnehmbar an dem Grundkörper 9 angeordnet, so dass ein müheloses Austauschen der Faltenglätterzunge 8 gewährleistet ist und bei einem evtl. notwendigen Austausch der Faltenglätterzunge 8 nur die Faltenglätterzunge 8 und nicht der gesamte Faltenglätter 3 auszutauschen ist. Denkbar ist auch eine Ausbildung der Faltenglätterzunge 8, bei der das verschleißbeständige Material der Faltenglätterzunge 8 von dem Material des Grundkörpers 9 unterfüttert ist, welcher in der zweiteiligen Ausführungsform aus einem von dem Material der Faltenglätterzunge 8 verschiedenen Material bestehen kann.
Im Gegensatz zu den Faltenglättern 3 des Standes der Technik endet die Faltenglätterzunge 8 nicht im Bereich der Biegezone des Biegewerkzeugs 1, an denen maximale Kräfte auftreten, als scharfe Kante, sondern weist gerade in der Biegezone eine Materialdicke von mindestens einem Millimeter, bevorzugt etwa zehn Millimeter, auf. Bei den Faltenglättern nach dem Stand der Technik endet die Faltenglätterzunge in diesem Bereich und ist in diesem Endbereich scharfkantig ausgebildet, so dass sie innerhalb kurzer Zeit aufgrund der starken Belastung ausfranst. Daher ist die geringe Materialdicke in diesem Bereich der maßgebende Verschleißfaktor. Durch die Materialverstärkung der Faltenglätterzunge 8 gerade in diesem Bereich entfällt dadurch ein wesentlicher Verschleißfaktor des Faltenglätters 3.
Der Faltenglätter 3 ist bevorzugt mit Schrauben (nicht gezeigt) an der Biegerolle 2 festgelegt. Dazu sind in den Grundkörpern 9 Bohrungen 12, 13, 14 vorgesehen, in die die Schrauben eingelassen sind. Der Grundkörper 9 weist vorzugsweise einen Sockelbereich 6 auf, der auf der tragenden Struktur des Biegewerkzeugs 1 aufliegt.
Wie in 5 und 6 gezeigt, weist die innere Spannbacke 5 an der der oberen Spannbacke 4 zugewandten Seite eine halbkreisförmige Rohraufnahmekontur 15 auf, in der das jeweils zu biegende Rohr einliegt. Auf der unteren, der Biegerolle 2 zugewandten Seite der zweiten inneren Spannbacke ist eine Ausnehmung 16 zur Aufnahme des freien Endes 10 der Faltenglätterzunge 8 ausgebildet. Die innere Spannbacke 5 ist mit Bohrungen 17, 18, 19, 20 sowie Ausnehmungen 21 und 22 zur Festlegung der inneren Spannbacke an der Biegerolle 2 versehen.
Wie in 7 gut zu erkennen ist, erstreckt sich das freie Ende 10 der Faltenglätterzunge 8 über ein erstes Ende 11 der Stützbereich 7 hinaus in die Kontur 24 der Biegerolle 2. Die Faltenglätterzunge 8 ist dabei zumindest im Bereich ihres freien Endes 10 in ihre Längserstreckung gekrümmt ausgebildet, wobei deren Krümmung an die Krümmung der Kontur 24 der Biegerolle 2 angepasst ist. Zur Aufnahme der Faltenglätterzunge 8 in der Kontur 24 der Biegerolle 2 ist die Kontur 24 zumindest teilweise mit der Umfangsnut 23 ausgebildet, in der die Faltenglätterzunge 8 einliegt (siehe hierzu auch 9).
Die Faltenglätterzunge 8 erstreckt sich über die Biegezone des Biegewerkzeugs 1 hinaus in die Umfangsnut 23 der Biegerolle 2 bevorzugt über einen Winkel von 10 bis 120 Grad, besonders bevorzugt über Winkel von 40 bis 80 Grad, insbesondere über einen Winkel von 60 Grad.
Wie in 11 gezeigt, greifen die äußere Spannbacke 4 und die innere Spannbacke 5 zur Erhöhung der Klemmwirkung formschlüssig ineinander. Besonders bevorzugt umfasst dabei die äußere Spannbacke die innere Spannbacke 5 mit Umfassungen 26, 27, die an der der inneren Spannbacke zugewandten Seite der äußeren Spannbacke 4 ausgebildet sind.
In den einander zugewandten Seiten der Spannbacken 4, 5 befinden sich zentral halbkreisförmige Rohraufnahmekonturen 15, 25, in denen das zu biegende Rohr während eines Biegevorgangs klemmend aufgenommen ist. Durch das Ineinandergreifen der beiden Spannbacken wird verhindert, dass die innere Spannbacke bei Belastung dem Druck der Rohrwandung nachgibt, sich spreizt und den Kraftangriff am Rohr löst.

1: Biegewerkzeug
2: Biegerolle
3: Faltenglätter
4: äußere Spannbacke
5: innere Spannbacke
6: Sockelbereich
7: Stützbereich
8: Faltenglätterzunge
9: Grundkörper
10: freies Ende der Faltenglätterzunge
11: Hauptarbeitsbereich
12: Bohrung
13: Bohrung
14: Bohrung
15: Rohraufnahmekontur
16: Ausnehmung
17: Bohrung
18: Bohrung
19: Bohrung
20: Bohrung
21: Ausnehmung
22: Ausnehmung
23: Umfangsnut
24: Kontur
25: Rohraufnahmekontur
26: Umfassung
27: Umfassung
28: Bohrung
29: Bohrung
30: Gewindebohrung
31: Gewindebohrung
32: Schraube
33: Schraube

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20118444 U1 [0002]
- DE 102006054119 B3 [0005]

Claims

Biegewerkzeug (1) für ein Rohr, aufweisend eine Biegerolle (2), einen Faltenglätter (3), eine äußere Spannbacke (4) und eine innere Spannbacke (5), wobei die Biegerolle eine dem Außenmantel eines zu biegenden Rohres angepasste umfangsseitige Kontur (24) und der Faltenglätter (3) einen Grundkörper (9) sowie einen Stützbereich (7) aufweist, wobei der Stützbereich (7) zur Aufnahme eines Teilbereiches des Außenmantels des jeweils zu biegenden Rohres rinnenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass in der Kontur (24) der Biegerolle (2) zumindest abschnittsweise eine Umfangsnut (23) vorgesehen ist, in der eine aufgedickte Faltenglätterzunge (8) einliegt.
Biegewerkzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) ein freies Ende (10) aufweist, das sich als übergangslose Fortsetzung des Stützbereichs (7) über dessen ersten Rand (11) hinaus weiter in die Umfangsnut (23) erstreckt.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsnut (23) zentral in der Kontur (24) der Biegerolle (2) angeordnet ist.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) sich über den ersten Rand des Stützbereichs (7) hinaus über einen Winkel von 5 bis 60 Grad in die Umfangsnut (23) der Biegerolle (2) erstreckt.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) sich über den ersten Rand des Stützbereichs (7) hinaus über einen Winkel von 10 bis 30 Grad in die Umfangsnut (23) der Biegerolle (2) erstreckt.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützbereich (7) des Faltenglätters (3) zumindest teilweise von der Kontur (24) der Biegerolle (2) gestützt ist.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenglätter (3) einstückig ausgebildet ist.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) abnehmbar an dem Grundkörper (9) angeordnet ist.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenglätter (3) lösbar an der Biegerolle (2) anliegt.
Biegewerkzeug (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Spannbacke (4) und die innere Spannbacke (5) zur Erhöhung der Klemmwirkung einander zugewandte Seiten aufweisen, die formschlüssig ineinander greifend ausgebildet sind.
Biegewerkzeug (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Spannbacke (4) die innere Spannbacke (5) formschlüssig umgreift.
Faltenglätter (3) eines Biegewerkzeugs (1) für ein Rohr, aufweisend einen Grundkörper (9) sowie einen Stützbereich (7), wobei der Stützbereich (7) zur Aufnahme eines Teilbereiches des Außenmantels eines zu biegenden Rohres rinnenförmig ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenglätter (3) des weiteren eine aufgedickte Faltenglätterzunge (8) aufweist, welche tangential von der der Biegerolle (2) zugewandten Seite des Grundkörpers (9) her an einen ersten Rand (11) des Stützbereiches (7) heranreicht.
Faltenglätter (3) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) ein freies Ende (10) aufweist, das sich als übergangslose Fortsetzung des Stützbereichs (7) über dessen ersten Rand (11) hinaus erstreckt.
Faltenglätter (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) in ihrer Längserstreckung als Kreisumfangsausschnitt gekrümmt ausgebildet ist.
Faltenglätter (3) nach einem der Anspruch 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Faltenglätterzunge (8) zumindest im Bereich des ersten Rands (11) des Stützbereichs (7) mehr als 1 mm beträgt.
Faltenglätter (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Faltenglätter (3) einstückig ausgebildet ist.
Faltenglätter (3) nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Faltenglätterzunge (8) abnehmbar an dem Grundkörper (9) angeordnet ist.