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Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Rohren Dio Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zul Biegen von Rohren, die mit ibrem Vorderende
zwischen einer inneren Biegeform und einem. äußeren Biogebacken auf einen Dorn aufgesteckt
werden, der anschließend mit dem Biegebacken um die Biegeachse geschwenkt wird,
wobei sich die innere Rohrwandung um das der Innenform des hersustellenden Rohrkrümmers
angepaßt.
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abgerundete Dornende legt.
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Biegedornen, die in das zu biegende Rohr eingreifen und dieses mit
einer gewölbten Endfläche an der augenblicklichten Biegestellen abstützen, sind
schon wiederholt angewandt worden. So wurde einmal ein feststehender Dorn verwendet,
der in die Iufnahmenut einer schwenkbaren Biegeform vorragt, an welcher das andere
Ende des Rohrteiles mittel@ einer Kle@mbacke festgespannt ist. Beim Biegevorgang
wird dann das Rohr vom Dorn abgezogen unb an dem gewölbten Dorne verformt. Bei einer
anderen bekannten Ausführung greift auch vom schwenkbaren Teil
her
ein Dorn mit gewölbtem Ende in das Rohr ein. Bein Biegevorgang sind die Rohrenden
unter axialdruck gesetzte so daß beide Dorne in Lkngsrichtnng des Rohres ihre Relative
lage zu diesem beibehalten. Das Rohr wird daher lediglich innen um die Biegeform
und außen um die gewölbten Dornenden gewickelt. Der mögliche Biegewinkel ist dabei
begrenzt durch die notwendige Abstützfläche. Man hat zwar versucht, diesen Winkel
dadurch zu vergrößern, daß man am Dornende mehrere Segmentkörper gelenkig aneinanderfügt;
dies ist Jedoch recht kompliziert und läßt sich beim Biegen kleinerer Rohre kaum
anwenden.
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Bei allen bekannten Ausführungen, bei welchen die Innenwand des Rohres
durch einen Dorn abgestützt wird, müssen die Rohre schon vorher auf Länge geschnitten
sein. Man benötigt zusätzlichen Raum, wuß die geschnittenen Rohrteile von der einen
zu ander@n Bearbeitungsstelle fördern und @ie dort gesondert in das werkzeug einsetzen.
Es sind auch die Abstützbedingungen nicht an allen Biegeatellen gleich, so daß sich
ungleichmäßige Rohrformen ergeben.
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Aufgabe der Erfindung ist es das eingangs geschilderte Verfahren so
weitertubilden, daß bei möglichst geringem Bedienungsaufwand eine weitgehend gleichbleibende
Verformung bei unverändertem Rohrquerschnitt erzielt wird.
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Dies läßt sich erfindungsgemäß vor allem dadurch erreichen, daß das
Rohr zu seinem hinteren Ende hin gerätfest ein gespannt wjrd und Dorn und Biegebacken
bei unveränderter Lage zur Biegeaohse während des Biegevorgangs innen und außen
an der Rohrwandung entlanggezogen werden. Hier ist einmal am schwenkbaren Teil keine
Festspannung erforderlich. Das Rohr kann beliebig lang sein, da sein hinteres Ende
während des Biegevorganges nur festgehalten wird, und der Dorn; der fest am Schwenkrahmen
gehalten sein kann, zieht Bich beim Bieg@vorgang kontinuierlich aus
dem
Rohr zuruck und wird ebenso wie der Biegebaoken mit seiner Rundung stets an der
augenbh@cklichen Biegestelle gehalten. Während der innere Teil des Rohres hierbei
gewickelt wird, wird der äußere Teil zwischen Dorn und Backen exakt gezogen, was
die dort erforderliche Längung beünstigt. Nach Jedem Biegevorgang kann Jetzt der
Krummer von Vorratsrohr abgeschnitten und aus der Biegeform ausgeworfen werden.
Man kann also mit beliebig langen Vorratarohren arbeiten, die keinerlei Vorbehandlung
bedürfen, Wenn bei ferner der Dorn nach der Biegevorg aus da Krümmerande herausgezogen
wird, so kann auch dann der Biegewinkel beliebig gestaltet werden, wenn der zu fertigende
Krümmer längere geradlinig verlaufende Schwenkelteile aufweist.
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Gemäß einem weiteren Erfindungsvorschlag wird in kontinuierlicher
Folge das Rohr auf den Dorn aufgeschoben, eingespannt und gebogen, woraufhin der
Krümmer ahgeschnitten ausgeworfon wird, bevor das Rohr erneut auf den zurückgeschwenkten
Dorn aufgeschoben wird. Es muß nur dafür gesorgt werden, daß stets ein Vorratsrohr
vorhanden ist.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren
mit, einer der inneren Außenform des herzustellenden Krümmers angspaßten Biegeform
und einem Biegerahmen, der um die Biegeachse schwenkbar gelagert ist, einen Biegebacken,
der du Rohr im Biqebereieh außen umgreift, und einen Biegedorn aufweist, der bis
zur Biegestelle in das Rohr vorragt und eine gekrümmte Endfläche aufweist, die der
außen liegenden Innenfläche des herzustellenden Rohrkrümmers angepaßt ist.
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Diese Biegezorrichtung ist erfindungsgemäß gekennzeichnet
durch
eine Vorschubeinrichtung zum Verschieben einos Vorratsrohres über den in einer Ausgangsstellung
gleichachsig zum Rohr gehaltenen Biegedorn und durch eine wechselseitig zur Vorschubeinrichtung
zu betätigende spanneinrichtung, die den hinter der Biegestelle liegenden Rohrteil
so vorspannt, daß Dorn und Biegebacken bei der Schwenkung des Biegerahmens im Bereich
der augenblo@iklichen Biegestelle an Innen- und Außenfläche des Rohres verformend
ent langgezogen werden.
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Dabei wird vorzugsweise dör Biegedorn durch eine kraftbetätigte Versteilvorrichtung
längsverschiebbar an Schwenkrahmen angebracht, Gemäß einer weiteren Ausführungsform
der Erfindung wird eine langgestreckte gerätefeste Formplatte verwendet, die im
Bereich der Biegeachse die zentrisch zu dieser liegende Biegeform bildet und Lagerzapfen
tür den Schwenkrahien trägt. Die Zuführaeite der Formplatte kann ferner eine dem
halben Rohrprofil angepaßte Führungsnut aufreisen und als Widerlager für eine komplementär
geformte Spannbacke ausgeführt werden Zum Abtrennen des fertiggestellten Rohrkrüimers
läßt sich dann eine Schneidevorrichtung mit einem quer zur Vorschubrichtung in die
Bahn des Rohres hineinbewegbaren Schneidorgan versehen, In der Regel dürfte die
ganze Schneidvorrichtung bewegt wserden, und bei kurzen Krü@@erschenkeln müßte in
der Formplatte und ggf. der Spannbacke oder zwischen dieser und eina anderen Abstützteil
ein Eingriffesoblitz für das Sohneidorgan vorgeschen werden.
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Der Vorschubeinrichtung kann nach einem weiteren Eriindungsvorschlag
ein Rohrinagazin vorgeschaltet werden, das vorzugsweise
mit einer
selbsttätigen Querzuführung in eine Vorschubzange ausgerüstet ist.
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Der Gesaitaufwand verändert sich nur wenig, wsenn anstelle eine einzigen
Rohres deren mehrere bearbeitet werden.
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Die erfindungsgemäße Biegevorrichtung wird daher vorteilhafterweise
für eine Mohrzahl in einer @bene parallel zueinander vorzuschiebonde Rohre eingerichtet,
die gleichfettig mit den gleichen Werkzeugen biegbar und abtrennbar sind.
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Die einzelnen Aggregate sind zwecknäßigerweise durch Druckmittel zu
betätiger wobei zum Spannen und Biegen Hydraulikzylinder verwendet werden. Die Antriebsorgan
können dabei durch eine vorzugsweise durch Endschalter ausgelöste wiederholte Folgesteuerung
für die Vorgänge Vorschub, Spannen, Biegen, Dornrückzug, Schneiden, Auswerfen und
Ruckstellen gesteuert werden.
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Die Biege-Endstellung des Schwenkr@hmens kann grundsätzlich verstellbar
vorgesehen werden, d.h. nan kann beliebig Biegewinkel einstellen von 0-180°. Nur
wenn beide Krümmerschenkel einen längeren gesteckten Teil aufweisen, muß der Dorn
vor den Auswerfen herausgezogen werden, falls der Biegewinkel von 1600 abweicht.
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Die Zeichnung gibt eine bevorzugte Ausführungsform der Erwindung beispielsweise
wieder. gs zeigen: Fig. 1 eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Biegevorrichtung
mit einem in Aufnahmestellung stchenden Biegerahmen.
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Fig. 2 eine Ansicht einer Vorschubeinheit mit Magazin in Richtung
des Pfeiles II in Fig. t.
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Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, Fig. S einen
Schnitt nach der Linie IV-IV in Fig. 3 und Fig. 5 eine Ansicht einer Auswerfervorrichtung
in Richtung des Pfeiles V in Fig. 1 gesehen.
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In Fig. 1 sind @@lgemein bezeichnet mit i eine Vorschubeinheit,
mit
2 eine Spanneinheit, mit 3 eine Biege@inheit, mit 4 eine Sägeeinheit und mit 5 eine
Auswerfereinheit.
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Die in Fig. 2 gesondert herausgestellte Vorschubeinheit umfaßt im
wesentlichen zwei Lagerböcke 6, die oben und unten zwei Führungs@tangen 7 für einen
Vorschubschlitten 8 tragen. An diesem Vorschubschlitten grei@t eine zwischen den
beiden Führungsstangen parallel zu dienen liegande Kolbenstange § eines pneumatischen
Vorschubzylinders 10 an, der den Vorschubschlitten stetz u@ eiue Strecke vor und
zurück fördert, die der Länge desjenigen Rohrstückes entspricht, das für die Kerstellung
eines Krümmers benötigt wird. Zum Ausgleich von Differenzen ist ein kleiner Uberweg
vorgesehen0 Mittels etner Lagerplatte 11 und Lagerbolzen 12 sind am Vorschubschlitten
drei durch jew@ile zwei Doppelhebel gebildete Rohrzangen 13 gelagert, deren Maul
14 durch (14a) Federn in die Öffnungsstellung vorgespant ist.
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Am rückwärtigen Ende besitzen die Zangenhebel Keilflächen 15, in die
jeweils ein Doppelkeil 16 eines zug@hörigen Druckluftzylinders 17 greift. Wenn dieaer
Zylinder unter Druck gesetzt wird, so wird die Zange geschlossen. Da ein Schließen
nur notwendig ist, wenn der Vorschub bewirkt wird, können die Zylinder 10 und 17
an ein gemsins@mes Steuerorgan angeschlossen werden. Der Zylinder 10 kann doppelt
wirkend geschaltet sein, seine Rückstellujng aber auch durch eine Foder erhalten.
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Mit 18 ist allgemein ein Rohrmagzin bezeichnet, das durch schräg nach
unten geneigte Profilstäbe 19 gebildet ist, die eine Auflage und Führung für eine
Anzahl Rohre 20 bilden, welche unter Schwerkr@ftwirkung in des zug@hörige Zangenmaul
gelangen, sobald des vorh@rgehende Rohr verarbeitet isto Vor dem Eintritt in die
Zange kann man auch
für das unterste Rohr eine Sperre vorschen,
die von Sand oder aber selbsttätig geöffnet wird, wenn das Ende des vorhergehenden
Rohres die Vorschubeinrichtung verlassen hat, Die Biegeeinheit umfaßt nach den Fig.
3 UDffi 4 in erster Linie line Biegeplatte 21, weiche die For@ eines flaen Keile
mit, etwa 50 Schneidwinkel hat und an ihrem dickeren Ende zentrisch zur Biegeachse
22 abgerundet ist. Die Platte ist mittels nach oben und unten in der Biegeach@e
wegragende Zapfen 23 24 und ferner zu ihrem aChneidteil hin zwischen gestellfesten
Platten 25, 26 fe@@ elegt. In Verlängerung der von der Vorschubeinheit vorge@orderten
Rohre 27 sind um den Keilkbrper ring@herum verlaufende Halbrundnuten 28 eingeformt.
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Auf den Zapfen 23, 24 ist ein allgemein mit 29 bezeichneter Schwenkrahmen
gelagert, der oben und unten angeordnete, durch außenliegende Traversen verbundene
Platten 30 be- -s@etzt und fest einen Biegebacken 31 mit drei Zalbrundnuten 32 trägt,
die zusammen mit den halbrundnuten 28 das lußenprofii des zu biegenden Rohres umschließen.
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Zum äußeren Ende hin trägt der Biegerahmen einen Hydraulikzylinder
33,an dessen Kolbenstange 34 eine Platte 35 befestigt ist. Die @ut 36 der Biegeplatte
21 ist eine Freispa-@ung. An dieser Platte ein drei Biegedorne 37 befestigt, deren
etwa. verdickter Kopf 38 dem lichten Durchmesser des zu biegenden Rohres 27 angepaßt
ist und außen eine abgerundete Endfläche 39 bemitzt, die da außen liegenden Innenprofil
des herzustellenden Rohrkrümmers angepaßt ist Auf der Unterseite ist der Schwenkrahmen
29 fest mit einer Zahnrad 40 verbunden das ebenfalls um den Zapfen 23 drehe
bar
und mit einer Zahnstange 41 in Eingriff ist, die durch eine Kolbenstange 42 von
einem doppelt wirkenden hydraulischen Biegezylinder 43 betätigt wird. Die Druckmittelzufuhr
für diesen Zylinder wird in sind Endsteliungen elektrohydrauli@ch über Endschalter
44, 45 abgeschaltet, die von einer auf der Zahnstange 41 sitzenden Nocke 46 betätigt
werden, Wie noch erläutert wird, sind auch die übrigen Antriebe mit Endschaltern
verschen, die jeweils den betreffenden Vorgang abschalten und/nächsten einleiten0
Die zuführseitige Fläche 47 der Biegeplatte dient alv Widerlager für einen Spannbacken
48, der von einem hydraulischen Spannzylinder 49 betätigt wird0 Luch der Spannbacken
48 ist mit Halbrundprofilen zum Umgrei@en des, Rohres 27 versehen; diese Profile
sind jedoch so gestaltet, daß das Rohr beiar Spnnvorgang geringfügig ela@tisch verformt
und so unter allseitigen Druck gesetzt wird, daß es durch Reibungschluß fest zwischen
den Teilen 21 und 48 gehalten wird.
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Die Sägeeinheit besteht im wesentlichen aus Motor 5tv Getriebe 51
und Trannscheibe 52, die auf einem Schlitten 53 angebracht sind, der duroh eine
Druckluft-Vorschubeinheit 54 so quer zur Längerichtung des Rohres ?7 bzw.
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dessen Vorschubrichtung verstellbar ist, daß die Tren@-scheibe dicht
an der Spannbacke 48 bis tn ein. in die Biegeplatte eingeforate gut 55 vorgeschoben
werden kan'1 und dadurch den fertiggestellten Rohrkrüm@er vom Vorratsrohr abtrenatq
Die Auswerfereinheit 5 (auch Fig. 5) ist ä@nlich aufgebaut ais die Vorschubeinheit.
An einem Lage@rständer 56.
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ist über Führungsatangen 57 eine Auswerferplatte 58 durch einen Druckluftzylinder
59 verschiebbar geführt, die
an einem Ilagerausleger 60 und Lagerbolzen
61 drei Auswerferzangen 62 trägt, deren Doppelhebel durch Federn in der Offenatellung
gehalten und über Keilköpfe 6@ mittels weiterer Druckluftzylinder 64 schließbar
sind, so daß die abgetrennten Rohrkrümmer 65 von der Biegeplatte und vom Dorn 37
abgezogen werden können0 Auch dabei können die Zylinder 59 und 64 an ein gemeinsames
Steuerorgan angeschlossen werben.
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Vor Betriebsbeginn nehmen die einzelnen Einheiten die in Fig. 1 gezeigte
Stellung ein. Der Spannbacken 48 ist geöffnet oder Jedenfalls soweit gelüftet, daß
er die Einführung eines Rohres nicht behindert, die Biegeeinheit steht in der Aufnahmestellung,
wobei die Dorne vorgefahren sind. Aus dem Rohraagazin werden drei Rohr freigegeben,
die in die geöffneten Vorschubzangen 13 gelangen. Entweder von Kind oder durch mehrmalige
Vorschubbetätigung werden die Rohre bis über die Endfläche des Spannbackens 48 hinausgeschoben.
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Wenn Jetzt die Maschine eingeschaltet wird, werden sunächst die Druckluftzylinder
17 und 10 eingeschaltet, die Rohre werden erfaßt und in den Halbnuten der Teile
21, 48 und 31 bis zum Aneeblag fber die in den Rohrachsen stehenden Dorne 37 vorgesohoben.
In der Endetellung der Vorsch@beinrichtung, durch Versögerungs-Zeitrelais bzw.
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durch Druckanstieg im Vorschubzylinder wird dann der Hydraulikzylinder
49 eingeschaltet, der über den Backen 48 daß Roh:e mit Abstand ton seinem Vorderende
fest gegen die Biegeplatte 21 verspannt. In der End@tellung wird dann durch Endschalter
der Biegezylinder 43 eingeschaltet, der über dio Zahnstange 41 und das Zahnrad 40
den Biegerahmen aus der mit Strichpunktlinien in Fig. 4 gezeigten in die mit voklen
Linien auqezogene Stellung schwenkt.
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Dabei werden einmal die Rohre um das Biqeformende der
Platte
21 gewickelt, und der Dorn und der Biegebacken 31 werden innen und/außen am äußeren
Wandteil des Rohres entlanggezogen, da/durch positiv unterstützt wird und eine Ziehverformung
erfährt, also in dem Bereich gesteckt wird, was einen gleichmäßigen und glatten
Formvorgang ermöglicht. Der Biegewinkel ist hier um etwa 50 über schritten, um nach
Freiwerden der elastischen Spannkräfte die vorgegebone Krümmerform zu erhalten.
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Sobald die Endstellung des Schwenkrahmens in Fig. 4 erreicht ist,
betätigt der Nocken 46 den Endschaltor 449 der den Zylinder 43 abschaltet und gleichzeitig
den Zylinder 33 zum Rückziehen der Dorne 37 einschaltet.
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Dieser Zylinder steuert wiederum in der Endstellung das Einschalten
des Zylinders 54, wodurch die Säge vorgeschoben wird, den fertiggestellten Krümmer
abtrennt und in Ausgangsstellung zurtickfährt, dann die Auswerfervorrichtung betätigt,
die vorfahrt, die Krummer erfaßt und/auch auswirft. Dabei wird wiederum durch einen
Schalter der Zylinder 49 eingeschaltet und damit Spannbacken zurückgefahren0 Durch
einen dieser thilo werden anschließend die Zylinder 43 und 33 eingeschaltet, der
Biegerahmen schwenkt zurück, und die Dorne werden dabei ausgefahren, wobei in der
Endstellung der schalter 45 betätigt wird, der die Vorschubeinrichtung erneut in
Gang setzt, so daß von den Vorratsrohren ständig frtiiier gebogen und abgetrennt
werden, bis die Vorratsrohre verbraucht sind und neue Rohre aus dem Magazin freigegeben
werden können.
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Der Endschalter 44 ist verstellbar angebracht, so daß der Biegewinkel
nach Belieben geändert werden kann. Wenn an der Einspannstelle längere Rohrschenkel
verbleiben sollen, kann es zweckmäßig sein, zwischen Spann- und Biegebacken ein
weiteres backenförmiges Widerlager ansubringeng
das bis zum Beginn
der Rundung der Platte 21 ragen kann. Dieser Widerlagerbacken kann gesillfest vorgesehen
sein, wenn er zur Spannbacke 48 einen Schlitz für die Trennscheibe 52 freiläßt.
Er kann sich aber auch über diesen Schlits hinwegert w ckzn, wenn er vor Einschalten
der Säge herausgerückt, beispielsweise nach rechts in Fig. 4 vorgeschoben wird.
Beispielsweise kann er unter Federdruck entgegen der Vorschubrichtung an die Spannbacke
48 angedrückt sein und durch eine Noüke vom Sägeschlitten her zurückbewegt werden.
Ebenso kann er durch Federdruck von der Spannbacke weg bela@@st zein und durch eine
stärkere Peder vom Biegerahmen ner gegen die Spannbacke 48 angedrückt werden, so
daß er noch etwas in dieser lage verbleibt, rian der Biegevorgang bereits begonnen
hat und die Biegebacke aus der Ausgangs stellung herausgeschwenkt ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich vor allem zum Biegen
kleinerer Rohre aus Stahl oder Michteisenmetallen ait wenigen Millimeter Innendurchm@sser.
Grundsätzlich können beliebig viele Rohre gleichseitig bearbeitet werden, wenn nur
die Biegeplatte au@reichend steif gehalten werden kann. Anstelle der Druckmittelantriebe
lassen sich wanigstens an ein@gen Stellen auch elektrische Antriebsorgane einsetzen;
andererseits kain die Steuerung auch rein pfleumatisch bzw. hydropneumatisch ausgeführt
werden.