DE7033132U - Rohrbiegemaschine. - Google Patents

Description

Köln, den 5.9.197°

Wr 218

Gebrauchsmuster a nmeldung des Herrn

Dipl.-Ing. Rigobert Schwarze, 5 Köln-Merheim, nipener Str.46o

"Rohrbiegeraaschine"

Die Erfindung betrifft eine Rohrbiegemaschine zum Biegen von geraden, kalten Rohrstücken zu räumlich gekrümmten Rohren mit einer schwenkbaren Biegeschablone und einem Hübe ausführenden Vorschubwagen, der die zu biegenden Rohrstücke zur Biegeschablone transportiert.

Gesteuerte Rohrbiegemaschinen haben einen Vorschubwagen, welcher auf Schienen geführt ist und Hubbewegungen von ■■and zur Biegeschablone ausführen kann. Wird ein Rohrstück mit mehreren aufeinander folgenden Krümmungen versehen, so hat der Vorschubwagen die Aufgabe, das zu biegende Rohrstück einzuspannen, zur Biegeschablone zum Biegen der nächstfolgenden Krümmung zu transportieren und nach Abgabe des Rohres an der Schablone wieder zurückzufahren. Vor jeder

Biegung wird das Rohrstück von zwei an der Biegeschablone angeordneten Klemmbacken eingespannt, wonach zur Durchführung der Biegung die Klemmbacken mit dem eingespannten Rohr so weit zusammen mit der Schablone herumgeschwenkt werden, bis die gewünschte Krümmung erreicht ist. Dabei ist die Biegeschablone zur Erzielung verschieden großer Krümmungsradien auswechselbar.

Roll auf einer solchen Rohrbiegemaschine ein räumlich gekrümmtes Rohrstück hergestellt werden, d.h. ein Rohr, dessen Krümmungen in verschiedenen, zueinander winklig angeordneten Ebenen liegen, so ist es bekannt, vor dem Biegevorgang das vor der Biegeschablone liegende gerade Rohrstück um einen solchen Winkel um die Längsaohse zu verdrehen, daß die zu biegende Krümmung in die gewünschte Kbene fällt. Es ist auch bekannt, die Drehung des geraden Rohrstückes vor jeder räumlichen Krümmung nicht von Hand vorzunehmen, sondern durch den Vorschubwagen. Dazu weist der Vorschubwagen einen Hohlzylinder auf, durch welchen das gerade Ende jedes zu biegenden Rohrstückes hindurchläuft und der mit einer Einrichtung versehen ist, die das Rohrstück in einem gewissen Abstand vor der Biegeschablone einspannt und dann um den gewünschten Winkel verdreht.

Bisher wurde die Verdrehung des den geraden Teil eines Rohrstückeo einspannenden Hohlzylinders des Vorschubwagens durch

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eine einzige Antriebseinheit bewerkstelligt. Beispielsweise war "uf dem zu drehenden Zylinder ein Zahnrad angebracht, das mit einem Ritzel in Eingriff stand, welches von einem Eiek'uro- uder- Hydromotor angetrieben wurde. Bei diesem System ist es nicht möglich, vergleichsweise lange, dickwandige Rohrstücke vergleichsweise großen Durchmessers zu verdrehen, weil sonst bei der einen Antriebseinheit zu große Kräfte auftreten würden, so daß die Anlage nicht mehr betriebssicher arbeiten würde.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine betriebssichere Rohrbiegemaschine zu schaffen, welche die Herstellung von räumlich gekrümmten, langen Rohrstücken vergleichsweise großen Durchmessers ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Rohrbiegemaschine zum Biegen von geraden, kalten Rohrstücken zu räumlich gekrümmton Rohren mit einer mit schwenkbaren Klemmbacken versehenen Biegeschablone und einem Hübe ausführenden Vorschubwagen, der die zu biegenden Rohrstücken zur Biegeschablone transportiert, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß im Vorschubwagen eine hohle Spindel mit klauenartigen Spannsegmenten zum Einspannen des zu biegenaen Rohrstückes gelagert ist, zu dessen Verdrehung um die Längsachse die Spindel mit zwei oder mehr Antrieben in Eingriff steht.

Tie im Vorschubwagen der ?-■ „in^ungsgemäßen Rohrbiegemaschine gelagerte hohle Spindel weiat -n. der vorderen Mündung det-. Wagens kiauenartige Spannsegmente auf, die zum Einspannen des zu biegenden Rohres dienen. Soll das zu biegende Rohrstück Krümmungen aufweisen, die jeweils in verschiedenen Ebenen liegen, so wird der ungebogene, gerade Rest des Rohrstückes vor der Biegung der jeweiligen Krümmung um den gewünschten Winkel gedreht. Nachdem die erfindungsgemäße Spindel mittels der Spannelemente das gerade Rohrstück fest eingespannt hat, wird sie um ihre Längsachse verdreht. Dazu steht die Spindel nicht mit einem Antrieb in Eingriff, sondern erfindungsgemäß mit mindestens zwei Antrieben. Nachdem das zur Verdrehung des Rohrstückes erforderliche Drehmoment von zwei oder mehr Antrieben aufgebracht wird, treten pro Antriebseinheit geringere Kräfte auf, so daß die einzelnen Antriebe klein und kompakt dimensioniert werden können. Andererseits können mit mehreren Antriebseinheiten größere Drehmomente übertragen werden, so daß mit der erfindungsgemäßen Rohrbiegemaschine räumlich gekrümmte Rohrstücke hergestellt werden können, die vergleichsweise lang sein können und deren Durchmesser vergleichsweise groß ist.

Vorteilhafterweise bestehen die Antriebe zur Verdrehung der Spindel aus Schneckentrieben, deren senkrecht zur Spindelachse liegenden Schnecken von ölhydraulisehen Motoren angetrieben sind und mit einem am Spindelumfang befestigten Schneckenrand

kämmen. Durch Schneckentriebe können große Drehmomente übertragen werden. Die maxirsal übertragbare Leistung ist hauptsächlich abhängig von der zulässigen Wälzprö^3ung zwis .neu den Zahnflanken und von der Zahnfußfestigkeit. Durch ^m erfindungsgemäßen Vorschlag, die Spindel des Vorschubwagens mit zwei oder mehr Antrieben in Eingriff zu bringen, werden die Wälzpressung zwischen den Zahnflanken sowie die Zahnfußbeanspruchung auf mehrere Antriebe verteilt, so daß diese betriebssicher arbeiten.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Schnecken des Schneckentriebes Zylinderschnecken und die Schneckenräder Globoidräder. In dem Falle, in welchem das am Spindelumfang befestigte Schneckenrad mit zwei Schnecken kämmt, liegen sich diese Schnecken am Schneckenrad gegenüber. Hierbei ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß sich die hydraulischen Motoren zum Antrieb der Schnecken an der gleichen Seite des Schneckenrades befinden und in einer Vertikalebene senkrecht untereinander liegen. Durch diese Maßnahme wird erreicht, daß der Vorschubwagen samt Einrichtung zur Verdrehung der Spindel möglichst klein und kompakt ist. Da der Vorschubwagen ständig von und zur Biegeschablone führende Hubbewegungen ausführen muß, soll er möglichst so ausgebildet sein, daß nur geringe Wuchtmassen zu beschleunigen und abzubremsen sind.

Das Schneckenrad der Spindel kann nach einem weiteren Merkmal

ν Erfindung auch mit vier Schnecken gleichen Abstand is vor.- :der in Eingriff stehen, wodurch sich das zu übertragende Drehmoment auf vier Antriebseinheiten verteilt. Auch bei dieser Lösung befinden sich die hydraulischen Motoren der Schnecken an der gleichen Seite des Schneckenrades der Spindel.

Es besteht auch die Möglichkeit, daß die hydraulisch ange-triebenen Schnecken durch von Elektromotoren angetriebene Ritzel ersetzt sind, welche mit dem Schneckenrad der Spindel kämmen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind im Falle eines Schneckentriebes die Schneckengehäuse nicht an das Gehäuse der Spindel angeschraubt, sondern an den hinteren Stirnkanten des Vorschubwagens angeschweißt. Diese Konstruktion ist billig und einfach. Da beim Schneckentrieb der Kreuzungswinkel der Achsen 90° beträgt, sind die Schneckengehäuse senkrecht zur Vorschubwagenlängserstreckung angeordnet.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist das Schneckenrad der Spindel an einen Ring geschraubt, der über Zwischenglieder mit einer an der Vorschubwagenmündung befindlichen Buchse formschlüssig in Verbindung steht, die einen sich nach außen erweiternden Innenkofcnus aufweist, in welchen die klauenartigen Spannsegmente, vorzugsweise drei Stück, mit entsprechendem Außenkofnus, eingesetzt sind. Die durch die Schnecken auf die Spindel eingeleiteten Drehmomente werden also auf die den Innen-

koXnus aufweisende Buchse an der Vorschubv/agenmündung übertragen.

Nach einem weiteren Merkmal ist auf das rückwärtige Ende der Spindel ein Zahnrad aufgekeilt, das mit einem 1 tzel eines Elektro- odar Hydromotors kämmt und das vordere Ende ein^r inneren, formschlüssig mit dem Zahnrad verbundenen Hohlwelle ist über ein Gewinde mit dem Verschieoering der Spannsegmente verbunden, wobei der Verschiebering einen Längsschlitz aufweist, tn welchen eine von der Innenkolmusbüchse ausgehende Schraube eingreift. Der Verschiebering und damit die mit ihm verbundenen Spannsegmente sind infolge des Schlitzes und der in diesen eingreifenden Schraube vor einem Verdrehen relativ ζια I'nnenkoKnusbuchse der Spindel gesichert, so daß bei einer Verdrehung des zweiten Zahnrades die Spannsegmente mittels des Muttergewindes des Verschieberinges axial verschiebbar sind. Je nachdem, ob die Spannsegmente in die Innenkornusbuchse hineingefahren oder aus dieser herausgefahren werden, gehen die Spannsegmente weiter zusammen oder wandern weiter auseinander. Durch Verdrehung des zweiten Zahnrades der Spindel lassen sich also die Spannsegmente an den Außendurchmesser des zu biegenden bzw. zu verdrehenden Rohrstückes anpassen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Spindel zwei radiale Bohrungen zur Zufuhr von Hydrauliköl auf, die bis zur inneren Hohlwelle reichen, welche zusammen mit den Spannsegmenten je nach Druckölbeaufschlagung in axialer Richtung hin und herverschiebbar ist. Dadurch wird das zu drehende Rohrstück mit großer

Kraft festgeklemmt, während es gleichzeitig verdreht wird Das ist wichtig, v'sil <i?.s Dr*?ii?noin^nt- von r^r Inn-nkor^n-buchse der Spindel auf die das Rohrstück einspannenden Spannsegmente reibungsschiUssig übertragen wird.

Die Erfindung sei an Hand des in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung der erfindungsgemäßen Rchrbiegerriaschine mit- runder Biegeschablone und Vorschubwagen, in den ein Rohrstück eingespannt ist, das bereits mehrere fertig gebogene, räumliche Krümmungen aufweist;

Fig. 2a und 2b

einen Längsschnitt durch die im Vorschubwagen der Fig.1 befindlichen Spindel .-nit zwei Antriebseinheiten zu deren Verdrehung

Fig. Z> einen Schnitt längs der Linie III-III der Fig. 2a, teilweise jedoch in Ansicht dargestellt.

Nach Fig. 1 hat die erfindungsgemäSe Rohrbiegemaschine einen Vorschubwagen., 10, der auf einer oder mehreren Führungsschienen 11 des Maschinenbettes hin- und hergleiten kann. Der Vorschubwagen 10 hat einen Hohlzylinder 12, in dessen Innerem er die

zu biegenden, geraden Rohrstücke einspannt und zur runden, drehbaren Biegeschablone I5 transportiert. Vor der Biegung wird das'gerade Konrstück 14 von an dei· Bie&coohabiune I^ befindlichen Klemmbacken I5 eingespannt, die Jeweils eine dem Rohrhalbmesser entsprechende Ausnehmung haben und von denen eine an der Biegeschablone 13 befestigt ist, während die andere Klemmbacke an einem Support befestigt und daher verfahrbat ist. Zum Biegen wird die Biegeschablone I3 zusammen mit dem schwenkbaren Biegetisch 16 gedreht. Nach erfolgter Biegung werden die Schablone mit Biegetisch sowie die Klemmbacken 15 in ihre Ausgangsstellung zurückgeschwenkt und der Vorschubwagen in fährt zurück, um den restlichen Teil 14 des Rohrstückes erneut um eine bestimmte Strecke zur Biegeschablone 1) zu transportieren. Der fertig gebogene Teil des Rohrstückes weist nach Fig. 1 bereits drei Krümmungen 17, 18, 19 auf, welche in Ebenen liegen, die zueinander in einem bestimmten Winkel stehen.

Vor jeder räumlichen Biegung wird das Rohrstück 14 um die Längsachse um den gewünschten Winkel gedreht. Dazu ist erfindungsgemäß im Vorschubwagen 1 π sowie im Hohlzylinder 12 nach Fig. 1 eine hohle Spindel 20 (Fig. 2b) mit klauenartigen Spannsegmenten 21 zum Einspannen des zu biegenden Rohrstückes 14 gelagert, zu dessen Verdrehung um die Längsachse die Spindel 20 nach Figo 2a mit zwei Schneckentrieben ausgerüstet ist. Nach Fig. 2a kämmt ein am Spindelumfang befestigtes Schneckenrad 22 mit zwei Schnecken 23, 24, die sich gegenüber-

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liegen und die senkrecht zur Spindelachse 25 liegen. Die Schnecken 23, 24, sind Zylinderschnecken und das Schneckenrad 22 ist ein Globoidrad. Die Schnecken 23, 24 werden von öl hydraulischen Motoren 26, 27 angetrieben, welche sich nach Flg. 3 an der gleichen Seite des Schneckenrades 22 befinden und in einer Vertikalebene senkrecht untereinander liegen. In Pig. 1 ist der am Vorschubwagen 10 befestigte obere Hydromotor 26 zusehen, an welchen zwei Druckölleitungen 28, 29 angeschlossen sind. Durch die Maßnahme, daß sich die beiden hydraulischen Motoren 26, 27 an der gleichen Seite des Schneckenrades 22 befinden, beansprucht der Vorschubwagen 10 samt seiner Einrichtung zur Verdrehung des Rohrstückes 14 keinen großen Platz. Aus Fig. 2a sowie aus Fig. 3 geht außerdem hervor, daß die Schnecken 23, 24 in Gehäusen 30, y\ gelagert sind, welche nach Fig. 2a an das Gehäuse 32 des Vorschubwagens 10 angeschweißt sind. Nach Fig» 1 sind die Sehneckengehä^se 50, 31 an den hinteren Stirnkanten des Vorschubwagens 10 angeschweißt.

Das Schneckenrad 22 der Spindel 20 ist nach Fig. 2a mittels der Schrauben 33 ^ar* einen Ring y\ angeschraubt, der über mehrere Zwischenglieder wie Paßfeder 35 (vergl. Fig.3) sowie der Hohlwelle 36, die mittels der Wälzlager 37, 38 im Gehäuse 32 des Vorschubwagens 10 gelagert ist, über weitere Zwischenglieder mit einer an der Vorschubwagenmündung befindlichen Buchse 39 formschlüssig in Verbindung steht, die einen sich nach außen erweiternden Innenkornus 40 aufweist, in welchen die klauenartigen Spannsegmente 21, vorzugsweise drei Stück, mit ent-

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sprechendem Außenkomus 41 eingesetzt sind.

Auf dciö rüoicwertige Ende der Spindel 20 ict ein Zahnrai >\2 aufgekeilt, das mit einem Ritzel 43 eines Antriebes 44 kämmt. Das vordere Ende einer inneren, mittels der Schrauben 45 formschlüssig mit dem Zahnrad 42 verbundenen Hohlwelle 46 ist über ein Außengewinde 47 mit einem entsprechenden Muttergewinde des Verschieberinges 48 der Spannsegmente 21 verbunden, wobei der Verschiebering 48 mit den drei über den Umfang verteilten lappenartigen Spannsegmenten 21 direkt in Verbindung steht. Der Verschiebering 48 hat einen Längsschlitz 49, in welchen eine von der Innenkornusbuchse 39 ausgehende Schrage 50 eingreift, Durch diese Konstruktion wird erreicht., daß bei einer Verdrehung des Zahnrades 42 mittels des Gewindes 47 eine axiale Verschiebung der Spannsegmente 21 erfolgt, wobei der Verschiebering 48 und damit die Spannsegmente 21 mittels des Schlitzes 49 sowie der Schraube 50 gegen ein Verdrehen relativ zur Innenkornusbuchse 39 gesichert sind. Dank der Kornusflachen 40, 41 wandern je nach Drehrichtung des Zahnrades 42 die c'-rel Spannsegmente 21 aufeinander zu oder auseinander. Auf diese Weise läßt sich die Nennweite der in die Spannsegmente 21 eingeschraubten Hülsensegmente 5I genau und fein an den jeweiligen Außendurchmesser des zu biegenden bzw, zu "erdrehenden Rohrstückes anpassen.

Nachdem durch Verdrehung des Zahnrades 42 uie Spannklauen 21

bzw. die Hülsensegmente 51 -^n d: ~ Außenwand des einzuspannenden Rohrstückes angelegt worden sind, wird die eigentliche feste Einspannung hydraulisch vorgenommen. Dazu weist Qi-Spindel 20 nach Fig. 2b zwei radiale Bohrungen 52, 53 zur Zufuhr von Hydrauli 1-cöi auf, die bis zur inneren Hohlwelle 46 reichen, welche zusammen mit den Spannsegmenten 21 je nach Druckclbeaufschlagung in axialer Richtung hin- und herverschiebbar ist. Bei Füllung der Bohrung 52 sowie der Druckkammer 54 verschiebt sich die Innenkoynusbuch.se 39 nach links und die Spannsegmente 21 rücken weiter zusammen. Bei Füllung der Bohrung 53 sowie der Druckkammer 55 bewegt sich die Innenkoxmusbuchse 39 nach rechts und die Spannklauen 21 rücken weiter auseinander. Durch Druckölbeaufschlagung der Bohrung 52 kann also das zu verdrehende Rohrstück mit großer Kraft festgeklemmt werden, was sehr wichtig ist, weil das Drehmoment, das von den beiden Schnecken 23, 24 auf die Spindel 20 eingeleitet wird, auf die das Rohrstüok einspannenden Spannsegmente 21 reibungsschlüssig übertragen wird. Das zu biegende Rohrstück wird also zuerst hydraulisch fest eingespannt und dann hydraulisch verdreht.

Dadurch, daß bei der erfindungsgemäßen Rohrbiegemaschine das Schneckenrad 22 der Spindel 20 von zwei Schnecken 23, 24, angetrieben wird, verteilen sich die auftretenden Kräfte wie Wälzpressung zwischen den Zahnflanken sowie die Zahnfußbeanspruchung auf zwei Antriebseinheiten. Die erfindungsgemäße Maschine ist daher in der Lage, vergleichsweise große Drehmomente zur Verdrehung räumlich zu krümmender Rohrstücke aufzubringen.

703313218.3.71 . ₁₅.

Claims (11)

^-r1 &_P_i.'_^_c n ? :

1) ■ 'Jiegemaschine zum Biegen von geraden, kalten Rohrstücken zu räumlich gekrümmten Rohren mit einer schwenkbaren Biegeschablone und einem Hübe ausführenden Vorschubwagen, der die zu biegenden Rohrstücke zur Biegeschablone transportiert, dadurch gekennzeichnet, daß im Vorschubwagen (10) eine hohle Spindel (20) mit klauenartigen Spannsegmenten (21) zum Einspannen des zu biegenden Rohrstückes (14) gelagert ist, zu dessen Verdrehung um die Längsachse die Spindel (20) mit zwei oder mehr Antrieben in Eingriff steht.

2) Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebe zur Verdrehung der Spindel aus Schneckentriebe bestehen, deren senkrecht zur Spindela-chse (25) liegenden Schnecken (23* 24) von ölhydraulischen Motoren (26, 27) angetrieben sind und mit einem am Spindelurafang befestigten Schneckenrad (22) kämmen.

3) Rohrbiegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Schnecken (23, 24) Zylinderschnecken sind und das Schneckenrad (22) ein Globoidrad ist.

4) Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (22) der Spindel (20) mit zwei sich gegenüberliegenden Schnecken (23, 24) in Eingriff steht.

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5) Rohrblegemaschiiie nacn Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sich die hydr i" iischen Motoren (26, 27) der Schnecken (23, 24) an der gleichen Seite des Schnecke, rades (22) befinden und in einer Vertikalebene senkrecht untereinander liegen.

6) Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3> d a d u r ch gekennzei c-hnet . daß das Schneckenrad der Spindel mit vier Schnecken gleichen Abstandes voneinander in Eingriff steht.

7) Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da?, die hydraulisch angetriebenen Schnecken durch von Elektromotoren angetriebenen Ritzel ersetzt sind.

8) Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse (30, 31) eier Schnecken (23, 24) an die hinteren Stirnkanten des Vorschubwagens (10) angeschweißt sind.

9) Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Schneckenrad (22) der Spindel (20) an einen Ring (34) geschraubt ist, der über Zwischenglieder mit einer an der Vorschubwagenmündung befindlichen Buchse (39) formschlüssig in Verbindung steht, die einen

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sich nach außen erweiternden Innenkoi?nus (4o) aufweist, in welchen die klauenartigen Spannsegmente, vorzugsweise drei Stück, mit entsprechendem Außenkoiüius (41) eingesetzt sind.

10) Rohrbiegemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß auf das rückwärtige Ende der Spindel (20) ein Zahnrad (42) aufgekeilt ist, das mit einem Ritzel (43) eines Elektro- oder Hydromotors kämmt und das das vordere Ende einer inneren, formschlüssig mit dem Zahnrad (42) verbundenen Hohlwelle (46) über ein Gewinde (47) mit dem Verschiebering (48) der Spannsegmente (21) verbunden ist, wobei der Verschiebering einen Längsschlitz (49) aufweist, in welche eine von der Innenkorausbuchse (39) ausgehende Schraube (50) eingreift.

11) Rohrbiegemaschine nach den Ansprüchen 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (20) zwei radiale Bohrungen (52, 53) zur Zufuhr von Hydrauliköl aufweist, die bis zur inneren Hohlwelle (46) reichen, welche zusammen mit den Spannsegmenten (21) je nach Druckölbeaufschlagung in axialer Richtung relativ zur Innenkornusbuchse (39) hin- und herverschiebbar· ist.