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Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Stangen, insbesondere von Rohren
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Stangen, insbesondere von Rohren, zu schrau- benförmigen Spiralen, bei welchem das in einer Einspannvorrichtung gebremst verschiebbar gehaltene
Werkstück schrittweise um einen drehbar gelagerten Wickelkörper gebogen wird, wobei der Wickelkör- per oszillierend gedreht und bei jeder Drehbewegung in Richtung des Werkstückvorschubes das Werkstück durch eine Anpressvorrichtung (ein Druckstück) auf den Wickelkörper gepresst wird, so dass es auf Drehung mitgenommen und gebogen wird, und bei jeder Drehbewegung in der entgegengesetzten Richtung die
Anpressvorrichtung gelöst wird, so dass das Werkstück bei dieser Rückdrehung nicht mitgenommen wird.
Der Gegenstand der Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise dargestellt. Die Fig. 1 - 4 zeigen die einzelnen Phasen des Ablaufes des Verfahrens, bei welchem ein Druck nur am Anfang eines Biege- schrittes auf das Rohr ausgeübt wird. Die Fig. 5 - 7 stellen Ansichten der zugehörigen Einrichtung, näm- lich einer Biegemaschine dar. Die Fig. 8 und 9 geben Ansichten eines einteiligen Druckstückes wieder, das zur Aufbringung des Druckes auf das zu biegende Rohr dient. Die Fig. 10 und 11 verdeutlichen Ausführungsmöglichkeiten eines mehrteiligen Druckstückes, die Fig. 12 zeigt den Grundriss einer Rohrbiegemaschine und die Fig. 13 lässt die Ausbildung von Führungsbacken einer Rohrbiegemaschine erkennen.
In den Zeichnungen ist mit 1 das über dem Wickelkörper abzubiegende Rohr bezeichnet. Dieses Rohr läuft durch bewegliche Führungsbacken 2, welche die Aufgabe haben, das einlaufende Rohr in einer bestimmten Richtung gegenüber dem Wickelkörper 4 zu halten. Mit dem Wickelkörper 4 ist eine Klemmvorrichtung fest verbunden, welche auf das Rohr 1 einen Druck ausübt und dadurch das Rohr 1 dem Wickelkörper gegenüber unverrückbar festspannt.
Die Fig. 1 - 4 zeigen einzelne Phasen des Verfahrensablaufes bei der Biegung eines Rohres l, bei welchem ein Druck auf das Rohr nur am Anfang eines Biegeschrittes ausgeübt wird. Als Klemmbacken dienen hier der Wickelkörper 4 und ein darüberliegendes Druckstück 13. Am Druckstück 13 ist gelenkig eine Druckstange 14 angebracht, die mit einem Spannhebel 15 in Verbindung steht. Der Spannhebel 15 ist bei 16 mit dem Arbeitshebel 17 drehbar verbunden. Der Wickelkörper 4 ist hier als Trommel ausgeführt und um die Achse 18 drehbar. Auf derselben Achse sitzt der Arbeitshebel 17, der bei 19 mit dem Wickelkörper durch einen Mitnehmerbolzen verbunden ist.
Bei Betätigung der Hebel 15 bzw. 17 wird zunächst der Hebel 15 nach links gedrückt, u. zw. so lange, bis das Druckstück 13 auf dem Rohr 1 fest aufliegt bzw. dieses gegen die Wickeltrommel 4 spannt.
Wenn dies geschehen ist, setzt sich einer weiteren Annäherung zwischen Spannhebel 15 und Arbeitshebel 17 ein merkbarer Widerstand entgegen. Jetzt wird der Arbeitshebel 17 zusammen mit dem Arbeitshebel 15 in Richtung des Pfeiles 20 gezogen.
Während dieser Bewegung, dies ist besonders aus Fig. 2 ersichtlich, wird das Rohr 1 über der Wikkeltrommel 4 abgebogen und gleichzeitig durch die federnd auf dem Rohr 1 liegenden Backen 2 hindurchgezogen. Die obere Backe 2 steht unter der Einwirkung einer Feder 21 und setzt somit dem Hindurchgleiten des Rohres 1 nur einen geringen Widerstand entgegen. Die Feder 21 ist aber doch so stark bemessen, dass ein Abheben des Rohres 1 von der unter der Führungsbacke 2 liegenden Bakke verhindert wird und so das Rohr 1 mit Sicherheit über der Führungstrommel 4 abgebogen werden
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kann. Bei der eben geschilderten Bewegung verschieben sich die Führungsbacken 2 mit der Feder 21 und dem hier vorgesehenen Bügel 22 auf der Führung 10 senkrecht zur Zeichenebene.
Wie man nun aus Fig. 3 ersieht, wird jetzt der Spannhebel 15 ein wenig in Pfeilrichtung 23 zurückgeklappt, dadurch hebt sich das Druckstück 13 vom Rohr 1 ein wenig ab und der gesamte Wickelkörper 4 mit dem darüberliegenden Spannhebel 15 und dem Arbeitshebel 17 kann in seine Ausgangslage zurückgedreht werden.
Ein Zurückschieben des Rohres 1 durch die Führungsbacken 2 ist hiebei nicht zu befürchten, da das Rohr 1, wie man sieht, die Krümmung des Wickelkörpers 4 aufweist und in diesem Zustand durch die geraden Führungsbacken 2 nicht hindurchgeschoben werden kann. Unter dem Rohr 1 wird also der Wickelkörper 4 sozusagen hindurchgedreht. Hiebei findet wieder eine Bewegung der Füh- rungsbacken 2, entlang der Führung 10, senkrecht zur Zeichenebene statt.
In Fig. 4 stehen Spann-und Arbeitshebel wieder in der Ausgangslage, das Rohr 1 ist allerdings noch nicht zwischen Druckstück 13 und Wickelkörper 4 festgespannt. Es kann jetzt ein neues Ar- beitsspiel beginnen, bei welchem wieder die gleichen Bewegungsphasen ablaufen wie in den Fig. 1-3 bereits gezeigt.
In den Fig. 5-7 bezeichnet 4 wie schon früher den Wickelkörper, der hier als Trommel ausge- bildet ist, die an ihrer Oberfläche schraubenförmige Rillen 28 trägt. Diese Rillen weisen Halbrund- profile auf, die etwa dem Profil des abzubiegenden Rohres entsprechen, damit durch eine formschlüssige
Berührung zwischen Trommel und Rohr eine ungewollte Verformung des Rohres unter den auftretenden
Verformungsspannungen vermieden wird.
In schon beschriebener Art wird das Rohr 1 durch die Führungsbacken 2 hindurchgeleitet und mittels eines Druckstückes 13 gegen die Wickeltrommel 4 gepresst. Das Druckstück 13 schmiegt sich der Wickeltrommel etwa an und trägt auf seiner Druckseite, so wie die Wickeltrommel, halbrund- förmige Rillen 29. Mittels eines kombinierten Spann- und Arbeitshebels 30 wird hier gespannt und dann das Rohr über der Wickeltrommel 4 abgebogen.
Dies geschieht ausführlicher beschrieben so, dass nach einer kurzen Bewegung dieses Hebels in Rich- tung des Pfeiles 31 eine Druckrolle 32 gegen eine gelenkig aufgehängte Lasche 33 stösst, wobei die Stossfläche 34 dieser Lasche gegenüber der Tangentenrichtung geneigt ist. Die Lasche 33 wird nun, wenn die Rolle 32 gegen die geneigte Fläche 34 der Lasche 33 drückt, mit dem daran be- festigten Druckstück 13 gegen die Wickeltrommel 4 gepresst. Dadurch wird das abzubiegende Rohr auf die Wickeltrommel niedergespannt. Bei der weiteren Bewegung des Hebels 30 in Richtung des Pfei- les 31 wird die Wickeltrommel 4 durch den Hebel 36, an welchem die Lasche 33 angelenkt ist, im Drehsinn mitgenommen.
Das aus den beweglichen Führungsbacken 2 auslaufende Rohr l schmiegt sich dabei der Krüm- mung der Trommel 4 bei 37 an. Die Wickeltrommel 4 ist in axialer Richtung nicht verschiebbar.
Wegen des schraubenartigen Ansteigens der Rillen 28 auf der Oberfläche der Wickeltrommel muss dann auch das aus der Führungsbacke 2 auslaufende Rohr 1 in Achsrichtung der Wickeltrommel, also hier senkrecht zur Zeichenebene, verschiebbar sein. Dies gestattet Rundführungen 38, welche die Füh- rungsbacken 2 mit dem daran befestigten Grundkörper 39 tragen.
Zur Fixierung der Wickeltrommel 4 gegenüber dem Hebel 36 dienen Zahnkupplungen 40.
Die Wickeltrommel 4 läuft auf einer Achse 41, welche ihrerseits in einem Lagerkörper 42 ge- lagert ist. Wie besonders aus Fig. 7 ersichtlich ist, trägt die Achse 41 neben der Wickeltrommel 4 auch noch eine Stütztrommel 43, welche zur Aufnahme der bereits gewickelten Rohrschlange dient.
Der Aussendurchmesser der Stütztrommel 43 entspricht hier etwa dem Kerndurchmesser der halbkreisförmigen, schraubenartigen Rille 28, so dass der gewickelte Rohrkörper ohne weiters auf diese Stütztrommel aufzuschieben ist.
Die Stütztrommel kann aber auch einen etwas vergrösserten Durchmesser aufweisen, welcher eine gegebenenfalls auftretende elastische Aufweitung des gewickelten Rohrkörpers nach der Kaltverformung berücksichtigt. Selbstverständlich kann an Stelle dieser Stütztrommel 43 auch ein sonst irgendwie geformter Stützkörper vorgesehen werden und es muss dieser keineswegs eine Trommel oder ein Drehkörper sein, sondern er kann aus einer Leiste bestehen, die dann in entsprechender Höhe angeordnet wird.
In Fig. 8 und 9 wird eine bestimmte Ausführungsart eines Druckstückes 13 gezeigt. Das Druckstück besteht hier aus zwei Teilen, einem Oberteil 44 und einem Unterteil 45, welcher die Rillen 29 trägt. Damit sich der Unterteil 45 der Wickeltrommel 4 jeweils anpassen kann, sind diese beiden Teile durch eine elastische Zwischenlage 48 verbunden. Der Oberteil 44 ist auf einer horizontalen Achse 49 schwenkbar und axial verschiebbar gelagert. Durch die geschilderte Konstruk-
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tion wird eine gleichmässige Druckverteilung über die gesamten unter dem Druckstück befindlichen
Rohrteile erzielt. Das Druckstück selbst ist für das gleichzeitige Biegen von zwei gleich grossen Rohren konstruiert.
In Fig. 10 wird das zu biegende Rohr 1 von einem geteilten Druckstück niedergespannt. Das Druckstück besteht aus zwei Segmenten 50, welche an Kolben 51 angebracht sind. In den Kam- mern 52 hinter den Kolben 51 befindet sich nun entweder eine Druckflüssigkeit oder ein Druckgas oder eine plastisch verformbare Masse, z. B. Mipolan. Diese Kammern 52 sind über eine Druckaus- gleichsleitung 53 miteinander verbunden, so dass in ihnen stets derselbe Druck herrscht. Auf diese
Art wird das zu biegende Rohr 1 äusserst sicher und sehr fest gespannt.
I In Fig. 11 ist ein Druckstück gezeigt, welches zum gleichzeitigen Biegen von drei z. B. gleich gro- ssen Rohren dient. Um eine gleichmässige Übertragung der Spannkraft auf alle drei Rohre sicherzustel- len, werden diese Rohre durch Druckstücke 54 auf die Wickeltrommel niedergespannt. Die Druck- stücke 54 gleiten mit einem rückwärtigen, kolbenartigen Fortsatz 55 in Zylindern 56, in wel- chen sich auch hier ein unter einem bestimmten Druck stehendes Medium befindet. Dies kann wie in
Fig. 19 auch gezeigt, eine Flüssigkeit sein. Ein angeschlossener Windkessel 57, der über die Lei- tung 58 mit den Kammern 56 in Verbindung steht, dient zum Ersatz einer eventuellen Leckflüssig- keit.
Sollen mit demselben Druckstück jedoch nur zwei oder gar eine Rohrleitung gebogen werden, so werden die nicht benötigten Zylinder bzw. Druckstücke durch an den Kammern 56 angeordnete Häh- ne 59 abgeschaltet.
In Fig. 12 wird der Grundriss einer Biegemaschine gezeigt, die zum gleichzeitigen Biegen von zwei
Rohren dient. Die Rohre 1 können hiebei gleichen oder verschiedenen Durchmesser aufweisen. Sie laufen unter der Führungsbacke 2 und daran anschliessend unter dem Hebel 30 auf dem Wickelkör- per 4 auf, verlassen nach einer viertel bzw. halben Biegung diesen Wickelkörper und treten auf die
Stütztrommel 43 über. Die Stütztrommel dient lediglich zu dem Zweck, eine Verformung des bereits gewickelten, spiralförmigen Rohrkörpers durch sein Eigengewicht zu verhindern. Die Führungsbacken 2 sind in Richtung der Wickeltrommelachse auf den Rundführungen 38 verschiebbar.
In Fig. 13 bezeichnet 73 kegelstumpfförmige Klemmbacken, die zur Bremsung des zu biegenden
Rohres 1 dienen. Eine solche ruft in dem Rohr neben den bei der Verformung auftretenden Biege- spannungen während des Wickelvorganges auch axiale Zugkräfte hervor und bewirkt eine besonders genaue
Anpassung der Form der Rohrschlange an den Wickelkörper. Der Anzug des Kegels 74 der Klemm- backen 73 ist so ausgelegt, dass bei den herrschenden Reibungsverhältnissen zwischen dem Rohr 1 und dem Backen 73 keine Selbsthemmung eintreten kann. Die Klemmbacken werden in die Kegel- hülse 75 gedrückt, wodurch es zu einem Anlegen dieser Backen am Rohr 1 kommt. Die erforder- liche Druckkraft wird von einer Spiralfeder 76 aufgebracht, die sich einerseits gegen ein geführtes
Druckstück 77, anderseits gegen den Druckring 78 abstützt.
Gegen das Druckstück 77 drücktdas
Schraubenstück 79, welches je nach erforderlicher Bremskraft mehr oder weniger weit in die Hülse
80 eingeschraubt wird.
Die Bemessung der Bremskraft erleichtert die Einstellskala 81 und der Bund 82 des Schraub- stückes 79. In einer Bohrung der Hülse 80 sitzt der Gewindestift 83, welcher das Druckstück 77
EMI3.1
nungen im Werkstück hervorzurufen und um ferner mit einem möglichst geringen Energieaufwand das Rohr zu biegen, ist ein Axialkugellager 84 vorgesehen, gegen welches sich die Hülse 80 abstützt.
Eine Sicherungsscheibe 85 verhindert ein axiales Verschieben der Hülse 80 in der andern Richtung.
Die Erfindung ist selbstverständlich auf die dargestellten Ausführungsformen nicht beschränkt ; so kann z. B. an Stelle einer Biegetrommel auch ein schwach kegelförmiger oder tonnenförmiger Wickelkörper verwendet werden. Ebenso ist die Verwendung eines Wickelkörpers mit der Kreisform angenähertem Querschnitt möglich. Auch können an Stelle der gezeigten Führungsbacken, spannzangenähnliche Backen vorgesehen werden. Ebenso kann das Druckstück aus einem Material mit hohem Reibungsbeiwert bestehen. Die Biegemaschine kann in an sich bekannter Weise mechanisch angetrieben werden.
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