DE10047310A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anformen eines Flansches oder Bordes am Ende eines Rohres aus Blech - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Anformen eines Flansches oder Bordes am Ende eines Rohres aus BlechInfo
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Abstract
Verfahren und Vorrichtung zum einstückigen Anformen eines Flansches (10, 18) oder Bordes am Ende eines Rohrs (12) aus Blech, wobei das Rohr nahe seinem Ende auf seiner Innenseite allseitig flächenhaft unterlegt und eingespannt wird. Dabei läßt man ein Rohrstück (10) über den eingespannten Abschnitt des Rohrs (12) vorstehen und biegt das vorstehende Rohrstück durch flächenhafte Druckausübung gegen einen Umfangsabschnitt seiner Innenfläche bis zu einem gewünschten Biegewinkel nach außen. Durch relatives Drehen des Rohrs (12) bezüglich des Umfangsabschnitts, in welchem die Biegung stattfindet, wird nach und nach dem gesamten Rohrstück (10, 18) oder einem Teilabschnitt (10) desselben der gewünschte Biegewinkel erteilt.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
Sie bezieht sich insbesondere auf relativ dünnwandige Rohre,
worunter ein Durchmesserbereich von ca. 100 bis 3000 mm und
Wanddicken von 0,5 bis 6,0 mm verstanden werden. Solche Rohre
werden überwiegend für Luftleitungen, Ventilatorgehäuse,
Gerätegehäuse und dergl. in der Lüftungs-, Klima- und Absaug
technik, aber auch in der Verfahrenstechnik verwendet.
Es gibt verschiedene Verbindungsarten, um einzelne Rohrab
schnitte dicht und fest miteinander zu verbinden. Sie haben
entscheidenden Einfluß auf die Wirtschaftlichkeit und techni
schen Eigenschaften eines Rohrsystems. Bisher werden weit
überwiegend getrennt hergestellte, auf das Rohrende aufge
setzte und an diesem befestigte Winkel-, Flach- oder andere
Profilflansche verwendet, obwohl die Vorteile von direkt,
d. h. einstückig an die Rohrenden angeformten Flanschen ein
leuchtend sind und daher ein Bedürfnis nach solchen angeform
ten Flanschen und Borden besteht. Der Grund hierfür ist im
Fehlen eines Verfahrens zu sehen, das das Anformen von an
spruchsvollen Flanschformen an die Enden vor allem großvolu
miger Rohre mit akzeptablem Aufwand ermöglicht. Angeformt
werden heute nur radial abstehende Ringborde mit verhältnis
mäßig geringer Stabilität oder radial abstehende Flachflan
sche, welche zur Verschraubung gelocht werden. Letztere
werden überwiegend für Ventilatorgehäuse angewendet. Die
einfachen Borde können mit zwei Rollen auf Sicken- und Bör
delmaschinen hergestellt werden. Die später gelochten Flach
flansche werden im Druckverfahren hergestellt. Dabei wird der
Rohrkörper in hohe Umlaufgeschwindigkeit gebracht, was nur
bei sehr kurzen Rohrkörpern wie Axialventilatorgehäusen
möglich ist. Das Rohrende steckt in einer Negativform des
anzuformenden Flachflansches. Mit einem Drückhebel, an dessen
Ende eine Rolle läuft, wird nun auf das schnellumlaufende
Rohrende "gedrückt" bis das Material zum Fließen kommt und
sich an die Negativform anlegt. Das "Drück"-Verfahren ähnelt
dem Verformen von Ton auf der Töpferscheibe. Es wird auch für
das Anformen von Ringborden an kurze Rohrringe angewendet,
die dann anschließend auf ein Rohrende aufgesteckt und daran
befestigt werden. Dieses letztere Verfahren ist beispielswei
se in DE 196 32 857 A1 beschrieben.
Für das Anformen von Flanschen direkt an ein Rohrende eignet
sich dieses bekannte Verfahren schlecht, da es fast unmöglich
und auch gefährlich ist, größere Rohre in die notwendige
Umlaufgeschwindigkeit zu bringen. Auch ist der Aufwand für
vielerlei Formen bei der Vielfalt verschiedener Rohre für ein
wirtschaftliches Arbeiten viel zu hoch. Vor allem aber ist
das Herstellen von anspruchsvolleren Flanschformen, wie z. B.
Kegelflansche oder dergl., wegen der dabei auftretenden
Hinterschneidungen nicht möglich, da die Form vom fertigen
Flansch nicht mehr entfernt werden könnte.
Zum Herstellen von Kasten, Rahmen, Profilen oder Kanälen mit
geraden Kanten ist das sogenannte Abkantverfahren oder
Schwenkbiegeverfahren bekannt. Hierzu wird eine ebene Blech
tafel zwischen einer festen Unterwange und einer beweglichen
Oberwange eingespannt und mit Hilfe einer schwenkbaren Biege
wange abgekantet. Der große Vorteil besteht dabei darin, daß
beim Schwenkbiegen ein ganzer Blechabschnitt ohne jede Ver
streckung angehoben bzw. abgekantet werden kann. Nur im
Bereich der sich bildenden Kante muß das Blechmaterial flie
ßen. Alles übrige Material bleibt völlig unverändert. Deshalb
sind Kantprofile ohne Verstreckungen und ohne besonderen
Aufwand genau gerade und spannungsfrei. Im Gegensatz dazu
wird beim oben genannten "Drücken" das gesamte Material
durchgewalkt und dadurch mit entsprechenden Spannungen behaf
tet. Dadurch ist auch der Energieaufwand für das Schwenkbie
gen wesentlich geringer.
Die vorliegende Erfindung sucht nun ein Verfahren und eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen,
mit welchen das einstückige Anformen auch komplizierter
Flansche und Borde nicht nur an kurzen, sondern insbesondere
auch an langen Rohrstücken mit wirtschaftlichem Aufwand
möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß hinsichtlich des Verfah
rens durch die Merkmale des Anspruchs 1 und hinsichtlich der
Vorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 5 gelöst.
Die Unteransprüche sind auf vorteilhafte Ausgestaltungen der
Erfindung gerichtet.
Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, die Vor
teile des linearen Schwenkbiegeverfahrens auch beim Biegen
von Rohrenden zu nutzen. Es wird deshalb als Zirkular-
Schwenkbiegeverfahren bezeichnet.
Das lineare Schwenkbiegeverfahren läßt sich natürlich nicht
ohne Modifikationen auf runde Rohre übertragen, da bei diesen
nicht geradlinige, sondern gewölbte Kanten erzeugt werden
müssen und diese auch noch mit verschiedenen Radien möglichst
ohne Werkzeugwechsel hergestellt werden sollen. Die Erfindung
bewerkstelligt dies durch Rundspannen des Rohrendes von innen
her, z. B. mittels einer Spannscheibe. Diese Spannscheibe hat
vor dem Einspannen einen geringfügig kleineren Durchmesser
als der Rohrinnendurchmesser. Nach dem Einschieben wird sie
aufgespreizt, d. h. der Durchmesser wird vergrößert, bis sie
mit dem Außenumfang gegen die Innenseite der Rohrwand spannt.
Die Spannscheibe oder sonstige für das Spannen verwendete
Einrichtung kann mit einer starken Antriebsachse für die
Ausführung der Rohrdrehung verbunden sein. Das feste Aufspan
nen des Rohrendes wird also gleichzeitig für das Drehen des
Rohres ausgenützt, wobei natürlich nur wesentlich geringere
Drehzahlen erforderlich sind als beim Drückverfahren. Es muß
jedenfalls genügend Reibung zwischen dem Rohrinnern und der
Spanneinrichtung, z. B. Spannscheibe, entstehen, damit das
Rohr gegen den Widerstand der Biegewerkzeuge gedreht werden
kann.
Grundsätzlich ist es auch möglich, das Rohr und die damit
drehfest verbundenen Teile der Vorrichtung still stehen zu
lassen und die Biegewerkzeuge und die damit drehfest verbun
denen Teile um die Rohrachse zu drehen.
Das anschließende Aufbiegen eines überstehenden Rohrstücks zu
einem Bord oder Flansch erfolgt dann während der Drehung des
Rohres fortschreitend um den Umfang des aufzubiegenden Rohr
stücks. Dazu wird vorzugsweise ein schwenkbarer Biegebacken
verwendet, der in seiner Grundstellung oder Parkstellung an
der Innenseite des Rohrendes anliegt. Seine axiale Breite
sollte zumindest etwas größer sein als der zu biegende Ab
schnitt des Rohrendes. Dadurch wird sichergestellt, daß der
zu biegende Abschnitt als Ganzes angehoben wird und seine
gerade Form nicht verändert. Vorzugsweise sollte die Anlage
fläche des Biegebackens am Rohrende den gleichen Radius haben
wie die Rohrinnenseite, damit der zu biegende Abschnitt des
Rohrendes eine großflächige Auflage hat. Grundsätzlich ist
jedoch auch eine Zylinderform der Auflagefläche des Biege
backens mit etwas kleinerem Radius als die Rohrinnenseite
möglich. Da der schwenkbare Biegebacken jeweils nur einen
Teilbereich des Rohrumfangs biegen kann, muß das Rohr in eine
gleichmäßige langsame Drehung versetzt werden. Wenn sich das
Rohr dreht, so wird der Biegebacken langsam bis in die Posi
tion des gewünschten Biegewinkels geschwenkt. Dieses erfin
dungsgemäße Verfahren kann man daher sachgemäß als Zirku
larschwenkbiegeverfahren bezeichnen.
In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung kann zusätzlich
ein Druck auf die Biegestelle des Rohres von der Außenseite
des Rohrs, zweckmäßigerweise durch eine Formrolle oder der
gleichen, ausgeübt werden, wobei eine Spitze des Formrollen
querschnitts an der Stelle endet, wo das Rohrende abgebogen
werden soll. Dadurch kann die Form der Biegekante (spitz oder
rund) ziemlich genau bestimmt werden. Ansonsten wird die
Querschnittsform der Formrolle durch den maximalen Biegewin
kel des Anformprofils bestimmt. Da auf die Formrolle beim
Biegevorgang erhebliche Kräfte einwirken, ist die Vorausset
zung zur Erzielung einer sauberen Biegekante deshalb eine
kräftige Halterung und Lagerung der Formrolle. Vorteilhafter
weise wird die Formrolle und ihre Halterung mit dem ebenfalls
feststehenden und sich nicht drehenden Biegebacken und dessen
Antriebseinrichtungen zu einer feststehenden Einheit verbun
den, wodurch die Stabilität der Vorrichtung wesentlich erhöht
wird.
Bei geringeren Ansprüchen an die Formgenauigkeit des ange
formten Flansches oder Bordes ist es bei relativ geringer
Rohrwanddicke möglich, ohne Verwendung einer Formrolle zu
biegen. In diesem Fall ist es die Wölbung der Rohrwand,
welche ausreichend Gegenhalt zum Biegen gibt. Scharfe Biege
kanten sind dabei allerdings nicht möglich, und mit steigen
der Blechdicke wird der Radius der Biegekante immer größer.
Anhand der Figuren werden der Ablauf des erfindungsgemäßen
Verfahrens sowie bevorzugte Ausführungsformen der erfindungs
gemäßen Vorrichtung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 bis 12 die Arbeitsabfolge des erfindungsge
mäßen Verfahrens anhand von aufeinanderfolgenden Arbeits
schritten zum Anformen eines Konusflansches an das Ende eines
Rohres, wobei die schematisch in Seitenansicht eingezeichne
ten Vorrichtungsteile nur als Beispiel für die dadurch zu
erzielenden Bearbeitungswirkungen des Verfahrens dienen und
auch durch andere oder anders geformte Einrichtungen ersetzt
werden könnten,
Fig. 13 eine schematische Seitenansicht einer ersten
Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfin
dungsgemäßen Verfahrens in einer ersten Arbeitsstellung,
Fig. 14 eine der Fig. 13 entsprechende Seitenansicht der
Vorrichtung in einer zweiten Arbeitsstellung,
Fig. 15 eine der Fig. 13 entsprechende Seitenansicht der
Vorrichtung in einer dritten Arbeitsstellung,
Fig. 16 einen schematischen Teilschnitt längs der Linie
XVI-XVI in Fig. 13,
Fig. 17 eine schematische Stirnansicht der bei der Vor
richtung gemäß Fig. 13 bis 18 verwendeten Spannscheibe,
Fig. 18 eine schematische Seitenansicht der in Fig. 17
gezeigten Teile,
Fig. 19 eine schematische Seitenansicht eines Spann
scheibe, Rohr und deren Antriebseinrichtung umfassenden Teils
der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Fig. 20 eine gegenüber der Fig. 19 wiederum verkleinerte
geschnittene Seitenansicht eines Teils der in Fig. 19 darge
stellten Bestandteile,
Fig. 21 und 22 Axialschnitt bzw. schematische Seiten
ansicht einer anderen Ausführungsform der Spannscheibe,
Fig. 23 und 24 schematische Seitenansichten von Rohr,
Spannscheibe, Biegebacken und Formrolle bei unterschiedli
cher Stellung des Biegebackens,
Fig. 25 bis 29 eine schematische Teilseitenansicht
einer Spannscheibe und eines Biegebackens in verschiedenen
Biegestellungen mit unterschiedliche Querschnitte aufweisen
den Formrollen bzw. ohne Formrolle,
Fig. 30 und 31 teilweise weggebrochene schematische
Schrägansichten von Teilen einer erfindungsgemäßen Vorrich
tung mit Rohr, Spannscheibe, Formrolle und Biegebacken in
Parkstellung bzw. Biegestellung des Biegebackens,
Fig. 32 eine der Fig. 30 entsprechende Teilschrägansicht
ohne Rohr und Formrolle,
Fig. 33 bis 35 der Fig. 32 entsprechende Teildarstel
lungen mit jeweils drei unterschiedlichen Ausführungsformen
des Biegebackens, und
Fig. 36 eine schematische Seitenansicht einer Ausfüh
rungsform mit zwei an beiden Enden eines Rohres gleichzeitig
arbeitenden erfindungsgemäßen Vorrichtungen.
Die Fig. 1 bis 12 veranschaulichen jeweils in schemati
schen Teildarstellungen den Arbeitsvorgang des erfindungsge
mäßen Verfahrens an einem Rohrende. Fig. 1 zeigt einen zur
Vereinfachung großenteils weggebrochenen Teilschnitt durch
ein unbearbeitetes, in Fig. 1 nach rechts weisendes Rohrende
10 eines Rohres 12 mit kreisrundem Querschnitt. Fig. 2 zeigt
den Zustand des Rohrendes 10 nach dem ersten Bearbeitungs
schritt. Das Rohrende 10 ist zu dem abzubiegenden Rohrstück
geworden, das längs einer abgerundeten Biegekante 14 bei
spielsweise um etwa 150° gegen die Axialrichtung 16 des Rohrs
12 nach außen gebogen ist. Fig. 3 zeigt den Zustand des Rohrs
12 nach einem zweiten Zirkularschwenkbiegevorgang, bei wel
chem das an das erste Rohrstück 10 angrenzende zweite Rohr
stück 18 beispielsweise um einen rechten Winkel gegen die
Axialrichtung 16 mit einer scharfen Kante 20 nach außen
gebogen ist. Somit ist ein aus den aneinandergrenzenden
Rohrstücken 10 und 18 bestehender Kegelflansch entstanden,
der einstückig an das Rohr 12 angeformt ist.
Die anschließenden Fig. 4 bis 12 veranschaulichen schema
tisch die Arbeitsweise einer Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens. In allen Figuren sind für
gleiche oder gleichartige Teile die gleichen Bezugszeichen
verwendet.
Fig. 4 zeigt das Rohr 12 in noch nicht eingespanntem Zustand
nahe einer im nicht gespreizten Parkzustand befindlichen
Spannscheibe 22, die an einer die Spannscheibe 22 unter
Kraftausübung in Drehung versetzenden Antriebswelle 24 fest
angebracht ist. Ein erster Biegebacken 26 zum Biegen des
ersten Rohrstücks 10 um 150° in einer der Fig. 2 entsprechende
Lage ist in Fig. 4 in Parkstellung vor dem Biegevorgang teil
weise weggebrochen dargestellt. Dabei ist zu beachten, daß
die Fig. 1 bis 3 gegenüber den Fig. 4 bis 12 um 180° an
einer auf der Rohrachse 28 senkrecht stehenden Ebene gespie
gelt sind. Ein zweiter Biegebacken 30 ist bezüglich des
ersten Biegebackens 26 um 180° um die Rohrachse 28 verdreht
ebenfalls in seiner Ruhestellung vor dem Biegevorgang teil
weise weggebrochen dargestellt. Der zweite Biegebacken 30
dient zur Abwinkelung des zweiten Rohrstücks 18 um 90° gegen
über der Axialrichtung 16 in die der Fig. 3 entsprechende
Stellung. In Fig. 4 sind ferner eine erste Formrolle 32 und
eine zweite Formrolle 34 jeweils in ihren Parkstellungen
entfernt vom Rohr 12 dargestellt. Die erste Formrolle besitzt
einen Querschnitt mit abgerundeter Spitze 36, dessen Flanken
40 einen Winkel von 30° einschließen. Um 180° um die Rohrach
se 28 verdreht ist eine zweite Formrolle 34 in ihrer Park
stellung entfernt vom Rohr 12 vorgesehen, deren Querschnitt
eine scharfe Kante 38 besitzt und dessen Flanken 42 einen
rechten Winkel einschließen. Die dargestellte Lage der Vor
richtungsteile entspricht dem Startzustand des Verfahrens.
Fig. 5 zeigt einen folgenden Arbeitszustand, in welchem die
Spannscheibe 22 in das Rohr 12 eingefahren und gemäß den
Pfeilen 44 in seine das Rohr 12 von der Innenseite her auf
spannende Spreizstellung ausgefahren ist. Zusammen mit der
Spannscheibe 22 sind die Biegebacken 26 und 30 in das Rohr
ende eingefahren worden, befinden sich jedoch hinsichtlich
ihres Verschwenkens zum Aufbiegen des Rohrendes beide noch in
der Parkstellung. Ebenso befinden sich die beiden Formrollen
32 und 34 noch in der Parkstellung wie im Zustand der Fig. 4.
Gleichzeitig wird die Antriebswelle 24 gemäß dem Pfeil 46 in
Drehung versetzt, so daß sich die Spannscheibe 22 zusammen
mit dem Rohr 12 dreht, während die Biegebacken 26 und 30
sowie die Formrollen 32 und 34 sich nicht um die Rohrachse 28
drehen. Der Reibungswiderstand zwischen der zylindrischen
Außenfläche 48 der Spannscheibe und der Innenfläche des
Rohrs 12 ist durch das Spannen der Spannscheibe 22 in ihre
Arbeitsstellung gemäß Fig. 5 so groß, daß sich das Rohr 12
auch gegen großen Widerstand mitdreht.
Der nächste Arbeitsschritt des Bearbeitungsverfahrens ist in
Fig. 6 dargestellt, in der die erste Formrolle 32 gemäß dem
Pfeil 50 entlang der Verschiebungsachse 52 in ihre an der
Außenseite des Rohrs 12 fest anliegende Arbeitsposition
verfahren ist.
Gemäß Fig. 7 wird anschließend der erste Biegebacken 26 gemäß
dem Pfeil 54 aus seiner Parkstellung (Fig. 6) in seine Ar
beitsstellung (Fig. 7) um einen Winkel von 150° um eine auf
der Zeichenebene senkrecht stehende Achse verschwenkt, wo
durch das erste über die Spannscheibe 22 vorstehende Rohr
stück 10 um die erste Formrolle 32 um 150° nach außen gebogen
wird. Da sich gleichzeitig Antriebswelle 24 und Spannscheibe
22 zusammen mit dem eingespannten Rohr 12 um die Rohrachse 28
drehen, ist nach wenigen Umdrehungen dieser Teile um die
Rohrachse 28 das Rohrstück 10 verzerrungsfrei um die abgerun
dete Kante 14 vom Rohr 12 um 150° nach außen gebogen. Durch
die drehbare Lagerung der Formrolle 32 ist der an der Biege
stelle auftretende Reibungswiderstand mit dem Rohrstück 10
wesentlich verringert.
Anschließend wird gemäß Fig. 8 die erste Formrolle 32 längs
der Verschiebungsachse 52 gemäß dem Pfeil 56 aus der Arbeits
stellung wieder in ihre Parkstellung entfernt vom Rohr 12
zurückgefahren und gleichzeitig der erste Biegebacken 26 aus
seiner Arbeitsstellung gemäß dem Pfeil 58 wieder in seine
Parkstellung zurückgeschwenkt.
Beim nächsten Arbeitsschritt gemäß Fig. 9 wird die zweite
Formrolle entlang der Verschiebungsachse 60 gemäß dem Pfeil
62 aus der Parkstellung in die Arbeitsstellung in fester
Anlage an der Außenseite des Rohrs 12 verfahren. Diese Vor
gänge erfolgen alle, während sich die Antriebswelle 24, die
Spannscheibe 22 und das Rohr 12 um die Rohrachse 28 drehen
und erster Biegebacken 26, zweiter Biegebacken 30 sowie die
beiden Formrollen 32 und 34 feststehen. Zweckmäßigerweise
werden daher die sich drehenden Teile und die sich nicht
drehenden Teile jeweils zu einer stabilen Arbeitseinheit
zusammengefaßt. Innerhalb der sich nicht drehenden Arbeits
einheit muß natürlich die Verfahrbarkeit der einzelnen Teile
jeweils aus der Parkstellung in die Arbeitsstellung gewähr
leistet sein. Andererseits ist es natürlich auch möglich, die
aus Antriebswelle 24, Spannscheibe 22 und Rohr 12 bestehende
Arbeitseinheit stillstehen zu lassen und die andere, aus den
Biegebacken und den Formrollen bestehende Arbeitseinheit um
die Rohrachse 28 zu drehen.
Im anschließenden Arbeitsschritt gemäß Fig. 10 wird der zweite
Biegebacken 30 gemäß dem Pfeil 64 aus seiner Parkstellung in
die Arbeitsstellung verschwenkt, wodurch das zweite über die
Spannscheibe 22 vorstehende Rohrstück 18 um 90° mit einer
dem Querschnitt der zweiten Formrolle 34 entsprechenden
scharfen Biegekante 20 um 90° nach außen gebogen wird. Die
vollständige Biegung des zweiten Rohrstücks 18 vom Rohr 12
weg nach außen ist erreicht, wenn die sich drehenden Teile
24,22 und 12 wenige Umdrehungen um die Rohrachse 28 ausge
führt haben.
Im nächsten Arbeitsschritt gemäß Fig. 11 wird die zweite
Formrolle 34 längs der Verschiebungsachse 60 gemäß dem Pfeil
66 wieder in ihre Parkstellung entfernt vom Rohr 12 zurückge
fahren und der zweite Biegebacken 30 wird gemäß dem Pfeil 68
in seine Parkstellung zurückgeschwenkt.
Damit ist der Weg frei für die Rückführung aller Teile in die
in Fig. 4 dargestellte Ausgangsstellung. Am Ende der Bearbei
tung befinden sich daher gemäß Fig. 12 alle Teile wieder in
der Ausgangsstellung gemäß Fig. 4, und als Ergebnis des erfin
dungsgemäßen Arbeitsverfahrens ist an das Ende des Rohrs 12
ein Flansch mit den Rohrstücken 10 und 18 einstückig ange
formt.
In den Fig. 13 bis 16 ist eine bevorzugte Ausführungsform
der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver
fahrens mit ihren erfindungswesentlichen Teilen schematisch
dargestellt. Zur besseren Übersichtlichkeit sind von einzel
nen Teilen Stücke weggebrochen, beispielsweise vom Rohr 12,
der Spannscheibe 22, der Antriebswelle 24 und des Biege
backens 26. Ferner wird bemerkt, daß bei der dargestellten
Vorrichtung nur ein Biegebacken 26 und eine Formrolle 32
dargestellt sind, die für einen einzigen Biegevorgang eines
überstehenden Rohrstücks 10 geeignet sind. Selbstverständlich
können um die Rohrachse 28 verteilt außerhalb der Zeichenebe
ne weitere Biegebacken und Formrollen vorgesehen werden. Ihre
Erläuterung im Einzelnen kann jedoch weggelassen werden, da
sie in der gleichen Weise funktionieren wie die in den
Fig. 13 bis 16 dargestellten Teile. Wenn für jede Biegekante
eine eigene Arbeitseinheit aus Biegebacken und Formrolle
eingesetzt wird, dann hat das den Vorteil, daß für die einzelnen
Arbeitsschritte keine Werkzeuge gewechselt werden
müssen. Besonders bei Serienfertigung ist es wichtig, daß die
Arbeitseinheiten eine nach der anderen ohne gegenseitigen
Eingriff zum Einsatz kommen können.
Jede einen Biegebacken 26 und eine Formrolle 32 umfassende
Arbeitseinheit ist jeweils auf einem verfahrbaren Schlitten
70 montiert, wobei mehrere Schlitten strahlenförmig auf einer
Grundplatte 72 angeordnet sein können. Auf diese Weise können
die einzelnen Arbeitseinheiten leicht dem jeweiligen Durch
messer des zu bearbeitenden Rohres 12 angepaßt werden. Jeder
Schlitten 70 kann längs zweier paralleler Schlittenführungen
71 gemäß dem Doppelpfeil 74 längs einer von einem Drehantrieb
76 in Drehung versetzten Gewindespindel 78 verfahren werden.
Am Schlitten 70 sind im Abstand voneinander zwei parallele
Seitenplatten 80 (Fig. 16) angebracht, die durch Zwischenplat
ten 82 rahmenartig starr miteinander verbunden sind. Zwischen
den beiden Seitenplatten 80 erstreckt sich gleitend an den
Innenseiten der Seitenplatten 80 anliegend eine breite, etwa
kreissektorförmige Sektorplatte 84, an welcher mittels
Schrauben 86 der Biegebacken 26 befestigt ist. Die Sektor
platte 84 bildet in ihrem aus Fig. 13 zu ersehenden Quer
schnitt parallel zu den Seitenplatten 80 einen unvollständi
gen Kreissektor, dessen dem Kreisbogen 88 gegenüberliegender
Mittelabschnitt fehlt, da das Zentrum des Kreissektors dem
Biegevorgang des Rohrstücks 10 vorbehalten bleiben muß. Die
an den Kreisbogen 88 anschließenden Geraden 90 und 92 treffen
sich außerhalb des Mittelpunktes des Kreisbogens 88. Der
Biegebacken 26 ist an der der einen Geraden 92 entsprechenden
Fläche der Sektorplatte 84 durch die Schrauben 86 befestigt.
Zu bemerken ist, daß in Fig. 16 im Gegensatz zu den Fig.
13 bis 15 nur die zum Verschwenken des Biegebackens 26 erforderlichen
Teile der Vorrichtung dargestellt sind.
Die Führung der Sektorplatte 84 bei der erforderlichen Ver
schwenkung zusammen mit dem Biegebacken 26 erfolgt durch
Führungsrollen 94, welche in kreisbogenförmigen Führungsnuten
96 in den Seitenplatten 80 laufen. Die Führungsrollen 94
stehen auf beiden Seiten aus der Sektorplatte 84 vor und sind
in je einer Führungsnut 96 geführt. In der dem Kreisbogen 88
des Querschnitts der Sektorplatte 84 entsprechenden zylindri
schen Umfangsfläche der Sektorplatte 84 ist eine Zahnung 98
vorgesehen, die mit von einem Drehantrieb 100 angetriebenen
Antriebsritzeln 102 in Eingriff steht. Die Sektorplatte 84
kann somit aus der der Parkstellung des Biegebackens 26 gemäß
Fig. 13 und 14 entsprechenden Stellung in eine der Ar
beitsstellung des Biegebackens 26 entsprechende Stellung
gemäß Fig. 15 verschwenkt werden. Der Schwenkwinkel der Sek
torplatte 84 kann dabei weitgehend frei gewählt werden und
entspricht im vorliegenden Falle dem Winkel zwischen den
beiden Flanken des Querschnitts der Formrolle 32.
Aus den Fig. 13 bis 15 ist ferner zu ersehen, daß die
Formrolle 32 um ihre Mittelachse 105 drehbar in einem gabel
förmigen Lagerbock 104 gelagert ist, der seinerseits gemäß
dem Doppelpfeil 50,56 aus seiner Parkstellung gemäß Fig. 13 in
eine Arbeitsstellung gemäß Fig. 14 verfahrbar ist. Zum Verfah
ren des Lagerbockes 104 ist eine von einem Antriebsmotor 108
angetriebene Gewindespindel 106 vorgesehen. Wichtig ist, daß
der Lagerbock mit Formrolle in der Arbeitsposition gemäß
Fig. 14 und 15 fest und hochbelastbar mit der Arbeitsein
heit aus Biegebacken, Formrolle und zugehörigen Teilen ver
bunden ist.
Im Arbeitszustand der Fig. 13 bis 15 ist die Spannscheibe
22 durch Aufschieben des Rohres 12 in das Rohrende eingefahren,
während sie sich in der oben geschilderten entspannten
Parkstellung befindet. Anschließend wurde die Spannscheibe
22 in der weiter unten geschilderten Weise in ihre Arbeits
stellung aufgespreizt und spannt nunmehr das Rohr 12 von
innen her zylindrisch auf. Dabei ergibt sich ein über die
zylindrische Außenfläche der Spannscheibe 22 vorstehendes
Rohrstück 10, das durch den nachfolgenden Biegevorgang umge
bogen werden soll. Vor dem Aufschieben des Rohrs 12 auf die
Spannscheibe 22 wird die aus Biegebacken, Formrolle und
zugehörigen Lager- und Antriebseinrichtungen bestehende
Arbeitseinheit mittels Verfahren des Schlittens 70 längs des
Doppelpfeils 74 bezüglich der feststehenden Grundplatte 72 so
eingestellt, daß sie an den jeweiligen Durchmesser des Rohrs
12 angepaßt ist. In den Fig. 13 bis 15 ist nur eine derar
tige Arbeitseinheit dargestellt. Weitere Arbeitseinheiten
können an der Grundplatte 72 mit strahlenförmig von der
Rohrachse 28 wegführenden, meist doppelten Schlittenführungen
71 angebracht werden, so daß sie nacheinander zum Einsatz am
Rohr 12 kommen können, um jeweils ein Rohrstück zu einem Teil
eines komplizierten Flansches zu verformen. Zu jedem Schlit
ten 70 ist dabei ein Drehantrieb 76 mit Gewindespindel 78,
einem auf der Gewindespindel 78 laufenden Gewindeläufer 110
und einem den Schlitten 70 damit verbindenden Halter 112
vorgesehen, wobei der Halter 112 in einem radial zur Rohrach
se 28 verlaufenden Schlitz 114 der Grundplatte 72 verschoben
werden kann.
Im Folgenden wird die Ausbildung und Wirkungsweise einer
ersten Ausführungsform der Spannscheibe 22 anhand der
Fig. 17 bis 20 näher erläutert. Da die Aufgabe der Spann
scheibe 22 darin besteht, alle Formveränderungen der Rohrin
nenseite zu verhindern, ist eine möglichst vollflächige
Anlage ihrer zylindrischen Umfangsfläche 116 an der Rohrwand
wichtig. Die dargestellte bevorzugte Ausführungsform der
Spannscheibe hat deshalb eine Aufteilung in mehrere, im
dargestellten Ausführungsbeispiel sechs Sektoren 118, die in
einer nachfolgend näher zu erläuternden Weise durch das sich
erweiterende Ende 120 einer mit einem Axialantrieb beispiels
weise in Form eines Hydraulikzylinders 124 versehenen Zug
stange 122 aus der in der linken Hälfte der Fig. 17 und 18
dargestellten inneren Parkstellung in eine in der rechten
Hälfte der Fig. 17 und 18 dargestellten äußeren Arbeits
stellung in gespannter Anlage an der Innenseite des Rohrs 12
gespreizt werden. Die Zahl der Sektoren ist beliebig groß.
Dabei hat eine größere Zahl von Sektoren den Vorteil, daß die
Spalte 126 zwischen den Sektoren 118, welche beim Spreizen
der Spannscheibe 22 entstehen, kleiner werden und von der
Wand des Rohrs 12, auch wenn es sehr dünnwandig ist, ohne
Formänderung des Rohrs überbrückt werden. Die Sektoren 118
sind Kreisringsektoren und enden innen im Abstand von der
Rohrachse 28 in einer zylinderauschnittsförmigen Innenfläche
128. Die radiale Breite der Sektoren 118 kann frei gewählt
werden, um den Durchmesser der Spannscheibe 22 dem jeweili
gen Durchmesser des Rohrs 12 anzupassen. Diese Anpassung kann
durch einfache Auswechslung der Sektoren 118 erfolgen. Die
Innenflächen 128 der Sektoren 118 liegen an den zylindrischen
Außenflächen 130 von kreisringsektorförmigen Spannbacken 132
an. Die Sektoren 118 sind durch radiale Schrauben 142 an den
Spannbacken 132 befestigt. Die Spannbacken 132 haben eine
bezüglich der Rohrachse 28 schräge innere Stirnfläche 134,
die jeweils an einer Seitenfläche 136 des sich erweiternden
Endes 120 der Zugstange 122 anliegen. Bei der dargestellten
Ausführungsform hat das sich erweiternde Ende 120 einen
sechseckigen Querschnitt, so daß je eine Seitenfläche für
jeden der sechs Spannbacken 132 vorgesehen ist.
Die zum Drehen der Spannscheibe und des Rohrs 12 vorgesehene
Hauptantriebswelle 24 ist mittig axial durchbohrt, und diese
Bohrung ist von der Zugstange 122 durchsetzt. Durch Betäti
gung des Hydraulikzylinders 124 läßt sich die Zugstange 122
aus der in der unteren Hälfte der Fig. 19 dargestellten Park
stellung 138 in die in der oberen Hälfte der Fig. 19 darge
stellte Spreiz- oder Arbeitsstellung 140 verschieben. Dadurch
werden die Sektoren 118 aus der in den linken Hälften der
Fig. 17 und 18 dargestellten Parkstellung in geringem
Abstand von der Innenfläche des Rohrs 12 in die in den rech
ten Hälften der Fig. 17 und 18 dargestellte, an der Innen
fläche des Rohrs 12 unter Druck anliegende Arbeitsstellung
verstellt. Diese Verstellung wird durch eine entsprechende
Verschiebung der Spannbacken 132 vermittelt.
Die Antriebswelle 24 durchsetzt einen Ausschnitt 144 der
Grundplatte 72 der gesamten Vorrichtung und wird in einem dem
Fachmann geläufigen Sinne drehbar gelagert und durch einen
Antriebsmotor 146 mit Hohlwellengetriebe 148 in Drehung
versetzt. Das entgegengesetzte Ende der Antriebswelle 24
weist eine pilzförmige Erweiterung 150 mit einer planen
Stirnfläche 152 auf, an der plane Gleitflächen 154 der Spann
backen 132 radial gleitend anliegen. Die den Gleitflächen 154
gegenüberliegenden Gleitflächen 156 der Spannbacken liegen an
der planen Innenfläche einer Gegenscheibe 158 gleitend an,
die durch Schrauben 160 an der pilzförmigen Erweiterung 150
befestigt ist. Die Schrauben 160 durchsetzen erweiterte
Löcher 169 in den Spannbacken 132, welche die erforderliche
geringfügige Radialverschiebung der Spannbacken 132 zulassen.
Die Schrauben 160 sind von Distanzhülsen 162 umfaßt, die
zusammen mit den Löchern 169 der Spannbacken 132 eine lineare
radiale Führung der Spannbacken 132 gewährleisten.
Der Hydraulikzylinder 124 zur Betätigung der Zugstange 122
ist am Hohlwellengetriebe 148 axial abgestützt. Die an sich
schon große Kraft des Hydraulikzylinders 124 läßt sich durch
die Abschrägung des sich erweiternden Ende 120 der Zugstange
122 bezüglich der Rohrachse 28 nochmals beliebig verstärken.
So wird die notwendige große Spannkraft erzeugt, welche einen
ausreichenden Reibungsschluß der Spannscheibe 22 zur Rohr
wand erzeugt, um das Rohr gegen den Widerstand der Biegewerk
zeuge (Biegebacken 26 und Formrolle 32) zu drehen. Selbstver
ständlich kann die Abschrägung des sich erweiternden Endes
120 auch umgekehrt werden, d. h. in Fig. 19 nach rechts abneh
men, wenn mit einer anders betätigten Druckstange gearbeitet
wird.
Die Rückholung der Spannbacken 132 beim Entspannen der
Spannscheibe 22 zurück in ihre Parkstellung kann auf einfa
che Weise durch nicht dargestellte Federn erfolgen, welche in
die einzelnen Spannbacken eingelassen sind, oder auch durch
eine um den Außenumfang der Spannbacken laufende, ebenfalls
nicht dargestellte endlose Zugfeder, welche in eine nicht
dargestellte Nut eingelassen ist.
Alternativ kann die Antriebswelle 24 bei einer in Fig. 20
dargestellten Ausführungsform auch mit einem Kugeldrehkranz
164 gelagert werden, dessen Außenseite (oder auch Innenseite)
mit einer Zahnung 166 versehen ist. Der Antriebsmotor 146
wird in diesem Fall neben den Kugeldrehkranz 164 gesetzt. Das
Ritzel 168 seiner Abtriebswelle 170 greift in die Verzahnung
des Kugeldrehkranzes 164 ein und sorgt für den Antrieb der
Antriebswelle 24. Es sind natürlich auch noch andere, dem
Fachmann geläufige Lagerungsarten möglich.
Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der allgemein mit 22
bezeichneten Spannscheibe und deren Antrieb ist in den
Fig. 21 und 22 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform
weist die Spannscheibe 22 einen um den Umfang laufenden,
durch einen schrägen Schlitz 172 gespaltenen Spannring 174
mit zylindrischer Umfangsfläche 116 und konischer Innenfläche
176 auf. An der konischen Innenfläche 176 liegt die gleiche
Konizität besitzende Außenfläche 178 einer Spannplatte 180
an, die mittels Bolzen 182 und Muttern 184 am verbreiterten
Ende 186 der Zugstange 122 befestigt ist. Durch Verschieben
der Zugstange 122 im Sinne des Doppelpfeils 188 zwischen der
in den oberen Hälften der Fig. 21 und 22 dargestell
ten entspannten Parkstellung und den in den unteren Hälften
der Fig. 21 und 22 dargestellten gespannten Arbeitsstel
lung läßt sich der Spannring 174 mit beliebig großer Kraft
ausübung spannen bzw. entspannen. An sich wäre auch ein in
axialer Richtung parallel zur Rohrachse 28 verlaufender
Schlitz des Spannrings 174 möglich. Die schräge Anordnung des
Schlitzes 172 verhindert jedoch, daß der beim Spannen sich
öffnende Spalt eine Lücke in der Aufspannung der Rohrwand
verursacht und diese sich daher an dieser Stelle verformt.
Die Rückholung des Spannrings 174 beim Entspannen erfolgt in
diesem Falle durch die Federwirkung des Spannrings selbst.
Erforderlichenfalls ist diese Federwirkung durch eine nicht
dargestellte, umlaufende endlose Zugfeder in einer Nut des
Spannrings 174 zu verstärken.
Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Blechdicke des
Rohrs 12, die gewünschte Flanschform oder ein Materialwechsel
die Spannscheibe 22 nicht beeinflussen. Das Rohrende 10, 18
wird jeweils soweit über die Spannscheibe 22 geschoben, bis
genügend Material für die Anformung eines gewünschten Flan
sches zur Verfügung steht.
In den nun folgenden Fig. 23 bis 35 sind vorteilhafte
Ausführungsformen von Biegebacken 26 und Formrollen 32 zusam
men mit einem Abschnitt des zu verformenden Rohrs 12 sowie
ein Teil der eingespreizten Spannscheibe 22 dargestellt. Die
Fig. 23 und 24 zeigen eine erste Ausführungsform dieser
Teile, wobei die in der oben geschilderten Weise in die
Arbeitsstellung verfahrene Formrolle 32 an der Außenseite des
Rohrs 12 andrückt. Der in der oben geschilderten Weise
schwenkbare Biegebacken 26 liegt in seiner Parkstellung an
der Innenseite des über die Spannscheibe 22 vorstehenden, zu
verbiegenden Rohrstücks 10 an, wobei die Rohrwand zwischen
Spannscheibe 22 und Formrolle 32 eingeklemmt und gehalten
ist. Die Spitze 36 des Querschnitts der Formrolle 32 endet an
der Stelle, wo das überstehende Rohrstück 10 abgebogen werden
soll. Durch die Form der Formrolle 32 kann die Form der
Biegekante am Rohrende bestimmt werden.
Der schwenkbare Biegebacken 26 liegt in seiner Parkstellung
gemäß Fig. 23 an der Innenseite des Rohrstücks 10 an. Seine
axiale Breite sollte zumindest etwas größer sein als die
axiale Länge des zu biegenden Rohrstücks 10. Dadurch wird
sichergestellt, daß das zu biegende Rohrstück als Ganzes
angehoben wird und seine gerade Form nicht verändert. Ebenso
sollte die zylindrische Anlagefläche 190 des Biegebackens 26
am Rohrende den gleichen Radius haben wie die Rohrinnenseite,
damit das zu biegende Rohrstück 10 eine großflächige Auflage
hat.
Da der schwenkbare Biegebacken 26 jeweils nur einen Teilbe
reich des Rohrumfangs biegen kann, muß das Rohr 12 in eine
gleichmäßige langsame Drehung versetzt werden. Dreht sich das
Rohr 12, so wird der Biegebacken 26 langsam bis in die Posi
tion des gewünschten Biegewinkels geschwenkt (Fig. 24). In
dieser Arbeitsstellung verbleibt der Biegebacken 26 bis zum
Ende einer letzten vollständigen Umdrehung des Rohrs 12 um
die Rohrachse 28, womit das Aufbiegen des Rohrstücks 10
beendet ist.
Damit das Rohr 12 nach dem Anformen des Flansches oder Bordes
von der Spannscheibe 22 abgezogen werden kann, muß die Form
rolle 32 mit ihrem Lagerbock 104 in eine vom Rohr ausreichend
weit entfernte Parkstellung gefahren werden. Für einen weite
ren Zirkularbiegevorgang tritt nun eine weitere Arbeitsein
heit, welche auf einen anderen Biegewinkel eingestellt ist,
in der oben beschriebenen Weise in Aktion.
Zum bequemeren Einführen der Spannscheibe 22 in das Rohrende
10 kann die Einführseite ihrer zylindrischen Außenfläche 48
eine konische Anschrägung 192 aufweisen.
In den Fig. 25 bis 28 sind verschiedene Ausführungsformen
der Formrolle 32 bzw. 34 mit schlanker Spitze 36 bzw. recht
winkliger Spitze 38 dargestellt. Die Spitze 36 dient zum
Verbiegen des Rohrstücks 10 um 150°, während die Spitzen 38
zum Verbiegen des Rohrstücks 10 um 90° dienen.
In Fig. 29 ist schematisch gezeigt, wie man bei geringeren
Ansprüchen an die Formgenauigkeit des angeformten Flansches
oder Bordes ganz ohne Formrolle nur mit Spannscheibe 22 und
Biegebacken 26 biegen kann.
Die Fig. 30 und 31 zeigen eine Ausbildung des Biegebackens
26 mit fast halbzylindrischer Anlagefläche 190 in Parkstel
lung (Fig. 30) und Arbeitsstellung (Fig. 31).
Fig. 32 zeigt in etwas vergrößertem Maßstab eine Teildarstel
lung eines etwas anders geformten Biegebackens 26 mit flache
rer zylindrischer Anlagefläche 190, die durch Schrauben 86 an
einer nur teilweise dargestellten, schwenkbaren Sektorplatte
84 befestigt ist. Die Auflagefläche 190 liegt mit voller Rei
bungskraft an der Innenwand des nicht dargestellten Rohres
an. In den folgenden Figuren sind einige vorteilhafte Ausgestaltungen
eines ähnlichen Biegebackens 26 wie in Fig. 32,
jedoch mit geringerer Reibung zwischen Anlagefläche 190 und
Rohrinnenwand dargestellt. An sich ist es ideal, wenn der
Arbeitsradius der Anlagefläche 190 des Biegebackens 26 dem
Rohrinnendurchmesser entspricht. Ohne gravierende Nachteile
kann der Radius der Anlagefläche 190 jedoch auch kleiner sein
als der Rohrinnenradius. Dadurch ist es möglich, mit dem
selben Biegebacken mehrere Rohrdurchmesser im Wechsel zu
bearbeiten. An der Hauptreibungsstelle in der Mitte der
Anlagefläche 190 kann zur wesentlichen Verminderung von
Reibung und Abrieb in den Körper des Biegebackens 26 eine
wälzgerlagerte Stützrolle 194 eingesetzt werden, deren Dreh
achse 196 parallel zur Anlagefläche 190 verläuft und deren
Umfangsfläche 198 geringfügig über die Anlagefläche 190
vorsteht. Das zu biegende Rohrstück 10 liegt in diesem Be
reich dann reibungsfrei auf der Umfangsfläche 198 der Stütz
rolle 194 auf.
Weiter verbessern läßt sich der Biegebacken 26 durch Ein
setzen einer ganzen Kette von Stützrollen 194 in die Anlage
fläche 190 in gleicher Weise wie die eine Stützrolle 194
gemäß Fig. 34. Im dargestellten Ausführungsbeispiel der Fig. 34
sind fünf solcher Stützrollen 194 in einer Kette vorgesehen.
Die restlichen Teile der Anlagefläche 190 zwischen den Stütz
rollen 194 verhindern ein Absacken der Wandung des Rohrs 12
zwischen den Stützrollen 194, was zu Wellenbildung und Ver
streckungen führen würde.
Eine minimale Reibung zwischen Biegebacken 26 und der Innen
wand des Rohrs 12 wird erzielt, wenn der Biegebacken 26 gemäß
Fig. 35 als Vollzylinder mit zylindrisches Anlagefläche 190
ausgebildet ist, wobei der gesamte zylindrische Biegebacken
26 um eine Drehwelle 200 drehbar an der Sektorplatte 84
gelagert ist. Zwar wird so die geringste Reibung erzielt, da
aber meist nicht genügend Platz für einen großen Durchmesser
des zylindrisch ausgebildeten Biegebackens 26 zur Verfügung
steht, muß man Nachteile bei der Wellenbildung sowie Ver
streckungen der Rohrwandung in Kauf nehmen. Diese Nachteile
sind bei größeren Rohrwanddicken geringer, so daß durchaus
bei Blechdicken ab 1,5 mm mit einer solchen "Biegerolle" an
Stelle eines Biegebackens 26 gearbeitet werden kann.
Die gesamte erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Zirkularschwenkbiegeverfahrens kann wahl
weise sowohl mit horizontaler als auch mit vertikaler Rohr
achse 28 verwendet werden, wobei ersteres für gerade Rohre
und letztere für kurze rohrförmige Formstücke zu bevorzugen
ist.
Für eine rationelle Fertigung von geraden Rohren mit Anform
flanschen 10, 18 an beiden Enden werden zwei erfindungsgemäße
Zirkularschwenkbiegevorrichtungen 204 der beschriebenen Art
auf ein gemeinsames, allgemein mit 202 bezeichnetes Schienen-
System längs dieses Systems gemäß dem Doppelpfeil 206 ver
fahrbar aufgesetzt, so daß sich die beiderseitigen, schema
tisch angedeuteten Spannscheiben 22 und Biegebacken 26
gegenüberstehen. Jede Vorrichtung 204 kann durch eine eigene
angetriebene Gewindespindel 208 auf dem Schienensystem 202
verfahren werden.
Zum Einlegen des Rohrs 12 werden die Vorrichtungen 204 aus
einandergefahren, bis die Rohrlänge des Rohrs 12 zwischen die
Spannscheiben 22 paßt. Danach fahren beide Vorrichtungen 204
zusammen, die Spannscheiben 22 tauchen in die Rohrenden bis
zu einem Anschlag ein, welcher auf die Bearbeitungslänge des
Rohrendes eingestellt ist. Beide Spannscheiben 22 werden in
die Arbeitsstellung gespannt, und anschließend läuft auf
beiden Seiten simultan der Bearbeitungsvorgang ab. Zur Entnahme
des Rohrs 12 müssen die Vorrichtungen 204 wieder aus
einandergefahren werden.
10
erstes überstehendes Rohrstück
12
Rohr
14
Biegekante
16
Axialrichtung des Rohrs
18
zweites überstehendes Rohrstück
20
scharfe Biegekante
22
Spannscheibe
24
Antriebswelle
26
erster Biegebacken
28
Rohrachse
30
zweiter Biegebacken
32
erste Formrolle
34
zweite Formrolle
36
Spitze erste Formrolle
38
Spitze zweite Formrolle
40
Flanken, erste Formrolle
42
Flanken, zweite Formrolle
44
Pfeile Spreizstellung
46
Pfeil Antriebswelle
48
Außenfläche
50
Pfeil
52
Verschiebungsachse
54
Pfeil
56
Pfeil
58
Pfeil
60
Verschiebungsachse
62
Pfeil
64
Pfeil
66
Pfeil
68
Pfeil
70
Schlitten
71
Schlittenführungen
72
Grundplatte
74
Doppelpfeil
76
Drehantrieb
78
Gewindespindel
80
Seitenplatten
82
Zwischenplatten
84
Sektorplatte
86
Schrauben
88
Kreisbogen
90
Gerade
92
Gerade
94
Führungsrollen
96
Führungsnuten
98
Zahnung
100
Drehantrieb
102
Antriebsritzel
104
Lagerbock
105
Mittelachse
106
Gewindespindel
108
Antriebsmotor
110
Gewindeläufer
112
Halter
114
Schlitz
116
Umfangsfläche
118
Sektoren
120
sich erweiterndes Ende
122
Zugstange
124
Hydraulikzylinder
126
Spalte
128
Innenfläche
130
Außenflächen
132
Spannbacken
134
Stirnfläche
136
Seitenfläche
138
Parkstellung
140
Arbeitsstellung
142
Schrauben
144
Ausschnitt
146
Antriebsmotor
148
Hohlwellengetriebe
150
Erweiterung
152
Stirnfläche
154
Gleitfläche
156
Gleitfläche
158
Gegenscheibe
160
Schrauben
162
Distanzhülsen
164
Kugeldrehkranz
166
Zahnung
168
Ritzel
169
Löcher
170
Abtriebswelle
172
Schlitz
174
Spannring
176
Innenfläche
178
Außenfläche
180
Spannplatte
182
Bolzen
184
Muttern
186
Verbreitertes Ende
188
Doppelpfeil
190
Anlagefläche
192
Anschrägung
194
Stützrolle
196
Drehachse
198
Umfangsfläche
200
Drehwelle
202
Schienensystem
204
Zirkularschwenkbiegevorrichtung
206
Doppelpfeil
208
Gewindespindel
Claims (22)
1. Verfahren zum einstückigen Anformen eines Flansches oder
Bordes am Ende eines Rohrs aus Blech, dadurch gekenn
zeichnet, daß das Rohr (12) nahe seinem Ende auf seiner
Innenseite allseitig flächenhaft unterlegt und einge
spannt wird, wobei ein Rohrstück über den flächenhaft
unterlegten und eingespannten Abschnitt des Rohrs vor
steht, daß wenigstens ein axialer Teilabschnitt des
vorstehenden Rohrstücks durch flächenhafte Druckausübung
gegen einen Umfangsabschnitt seiner Innenfläche bis zu
einem gewünschten Biegewinkel von der Rohrachse weg nach
außen gebogen wird, und daß durch relatives Drehen des
Rohrs bezüglich des Umfangsabschnittes, in welchem die
Biegung stattfindet, dem gesamten Rohrstück oder Teilab
schnitt desselben der gewünschte Biegewinkel erteilt
wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
ein Ausbiegen der Rohraußenseite an einer Stelle inner
halb des Umfangsabschnittes, in welchem die Biegung
stattfindet, durch Druckausübung auf die Biegestelle von
der Außenseite des Rohrs her verhindert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Druckausübung auf die Biegestelle mit geringer
Reibung an dem sich relativ zu dieser drehenden Rohr
erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, da
durch gekennzeichnet, daß zum Anformen eines mehrfach
gebogenen Flansches das Verfahren mehrmals nacheinander
durchgeführt wird.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem
der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine
ins Innere des Rohrs (12) einführbare Spannscheibe (22)
mit zylindrischer Umfangsfläche (48), die zwischen einer
Parkstellung in geringem Abstand von der Innenfläche des
Rohrs (12) und einer Spreizstellung in reibungsschlüssi
ger Anlage an der Innenfläche verstellbar ist, eine mit
der Spannscheibe (22) drehfest verbundene Antriebswelle
(24), einen Antriebsmotor (146) zum Drehen der Antriebs
welle (24) gegen großen Widerstand und durch einen
zwischen einer Parkstellung in Anlage an der Innenseite
des zu biegenden Rohrstücks (10, 18) und einer Arbeits
stellung entsprechend dem fertig gebogenen Rohrstück
(10, 18) verschwenkbaren Biegebacken (26, 30) mit einer
wenigstens teilzylindrischen Anlagefläche (190) zur
Anlage an dem Rohrstück (10, 18), wobei der Zylinder
durchmesser der Anlagefläche (190) kleiner als oder
gleich dem Durchmesser des zu biegenden Rohrstücks
(10, 18) und die Zylinderhöhe der Anlagefläche (190)
größer als die Länge des Rohrstücks ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine
zwischen einer Parkstellung im Abstand von dem Rohr (12)
und einer Arbeitsstellung in Anlage an der Außenseite
des Rohrs (12) an der Biegekante (16, 20) des zu biegen
den Rohrstücks (10, 18) verstellbare Formrolle (32, 34),
die in einem Lagerbock (104) drehbar gelagert ist,
welcher bezüglich der Rohrachse (28) mit dem Biegebacken
(26, 30) drehfest gehalten ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Spannscheibe (22) aus mehreren Sektoren
(118) besteht, die durch eine Spreizeinrichtung (120,
122, 124) zwischen der Parkstellung und der Spreizstel
lung der Spannscheibe (22) verstellt werden können.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß
die Spreizeinrichtung aus einem an einer Zugstange (122)
sitzenden sich erweiternden Ende (120) besteht, das mit
schrägen, sich bezüglich der Rohrachse (28) erweiternden
Seitenflächen (136) am inneren Ende von mit den Sektoren
(118) zusammenwirkenden Spannbacken (132) zusammenwirkt,
wobei die Zugstange (122) mit einem Zugantrieb (124)
verbunden ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine
federnde Rückholeinrichtung für die Sektoren (118) aus
der Arbeitsstellung in die Parkstellung.
10. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich
net, daß die Spannscheibe (22) aus einem außen zylin
drischen und innen konischen geschlitzten Spannring
(174) und einer an der konischen Innenfläche (176) des
Spannrings (174) anliegenden Spannplatte (180) mit
konischer Außenfläche besteht, die an einer Zugstange
(122) mit Zugantrieb (124) sitzt.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der Schlitz (172) des Spannrings (174) schräg zur
Längsachse (28) des Spannrings verläuft.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß in eine Vertiefung der Anlagefläche
(190) des Biegebackens (26) an einer oder mehreren
Stellen von dessen Anlagefläche (190) eine Stützrolle
(194) eingesetzt ist, die geringfügig aus der Anlageflä
che (190) vorsteht und um eine Welle (196) parallel zu
Zylinderachse der Anlagefläche (190) drehbar gelagert
ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere parallele Stützrollen (194) im Abstand
nebeneinander in Vertiefungen der Anlagefläche (190) des
Biegebackens (26) eingesetzt sind.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß der Biegebacken (26) als vollzylin
drische Biegerolle ausgebildet ist, die um ihre in der
Zylinderachse verlaufende Drehwelle (200) drehbar gela
gert ist, wobei ihr Drehlager zusammen mit der Biegerol
le zwischen der Parkstellung und der Arbeitsstellung
verschwenkbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß die Formrolle (32, 34) an ihrem
Umfang eine im Querschnitt abgerundete oder scharfkanti
ge Spitze (36, 38) aufweist, die in angrenzende ebene
Flanken (40, 42) übergeht, die einen durch den gewünsch
ten Biegewinkel (14, 20) des Flansches (10, 18) oder
Bordes bestimmten Winkel miteinander einschließen.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die schwenkbaren Biegebacken (26)
und die Formrolle (32) mit ihren dazugehörigen Lager-
und Antriebseinrichtungen zu einer stabilen Arbeitsein
heit zusammengefaßt sind, die relativ zu einer aus Rohr
(12) und Spannscheibe (22) samt Lager- und Antriebsein
richtungen gebildeten Baueinheit um die Rohrachse (28)
drehbar ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet,
daß mehrere Arbeitseinheiten (26, 32) um den Umfang des
Rohrs (12) verteilt sind, die jeweils zur Durchführung
eines besonderen Biegevorgangs bei der Ausbildung eines
mehrfach gebogenen Flansches (10, 18) geeignet sind.
18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitseinheiten (26, 32) jeweils auf verfahrba
ren Schlitten (70) zur Anpassung an die jeweiligen
Durchmesser des Rohrs (12) angebracht sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch
gekennzeichnet, daß jede Arbeitseinheit (26, 32) zwei
Seitenplatten (80) aufweist, die durch zwei Zwischen
platten (82) an entgegengesetzten Enden starr miteinan
der verbunden sind, daß sich zwischen den Seitenplatten
(80) eine breite Sektorplatte (84) erstreckt, an deren
beiden zu den Seitenplatten (80) hinweisenden Seiten
flächen jeweils mehrere Führungsrollen (94) drehbar
gelagert sind, die in kreisbogenförmigen Führungsnuten
(96) an der Innenseite jeder Seitenplatte (80) laufen,
und daß die Sektorplatte (84) den Biegebacken (26) der
Arbeitseinheit trägt.
20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,
daß die Sektorplatte (84) im parallel zu den Seitenplat
ten (80) genommenen Querschnitt einen unvollständigen
Kreissektor bildet, dessen dem Kreisbogen (88) gegen
überliegender Mittelabschnitt fehlt, wobei die an den
Kreisbogen (88) anschließenden Geraden (90,92) sich
außerhalb des Mittelpunkts des Kreisbogens (88) treffen,
und daß an der der einen Geraden (92) entsprechenden
Fläche der Sektorplatte (84) der Biegebacken (26) be
festigt ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet,
daß in der dem Kreisbogen (88) entsprechenden zylindri
schen Fläche der Sektorplatte (84) eine Zahnung (98)
vorgesehen ist, die mit einem von einem Drehantrieb
(100) betätigten Antriebsritzel (102) in Eingriff steht.
22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 21, dadurch
gekennzeichnet, daß zwei solche Vorrichtungen (204) zur
Bearbeitung der beiden Enden eines Rohrs (12) jeweils
auf einem in Richtung der Rohrachse (28) verlaufenden
Schienensystem verfahrbar gelagert sind, und daß je ein
Antrieb (208) zum Verfahren der zugehörigen Vorrichtung
(204) zum gegenüberliegenden Ende des Rohrs (12) hin und
von diesem weg vorgesehen ist.
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