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Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung für Rohre, mit einem um eine Biegeachse bewegbaren Biegewerkzeug, einem Faltenglätter und einem mit diesem verbindbaren Halteelement nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
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Für das Biegen von Rohren können je nach zu bearbeitendem Material und der geforderten Bearbeitungspräzision verschiedene Verfahren angewendet werden. Zu den gebräuchlichsten Verfahren gehört das Rotationszugbiegen, auch Rundbiegen oder Ziehbiegen genannt Beim Rotationszugbiegen wird das zu biegende Rohr in die Biegevorrichtung eingelegt und mechanisch oder hydraulisch zwischen einem Biegewerkzeug, beispielsweise einer Biegerolle oder einem Biegekloben, und einem Klemmstück fixiert. Durch Rotation der beiden Werkzeuge um eine Biegeachse wird das Rohr auf den Radius des Biegewerkzeugs gebogen. Eine Gleitschiene (Gegenlager) dient zur Aufnahme der während des Umformprozesses entstehenden Querkräfte und stützt das gerade Rohr von außen ab.
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Werden in diesem Verfahren dünnwandige Rohre auf kleine Radien gebogen, so kann es passieren, dass Material auf der Innenseite der Biegung bis hinter eine Tangentiallinie zurückgedrückt wird, wo es nicht mehr durch das Biegwerkzeug gestützt wird und eine Faltenbildung hervorruft. Zur Vermeidung dieser unerwünschten Faltenbildung wird das Rohr auf seiner Innenseite von einem Faltenglätter aufgenommen und abgestützt. Der Faltenglätter ist ein Formstück, das auf der Innenseite der Biegung hinter dem Biegewerkzeug angeordnet ist. Zur Aufnahme des zu biegenden Rohres weist der Faltenglätter eine Rinne auf, durch welche das Rohr beim Biegen vorwärts gleitet. Weiterhin weist der Faltenglätter in einem dem Biegewerkzeug zugewandten Bereich eine scharfkantige Spitze auf, welche formschlüssig in eine Rohrrille des Biegewerkzeugs und so nah wie möglich an die Tangentiallinie geschoben wird, ohne diese jedoch zu überschreiten. Hierdurch wird ein Fließen des Materials bis hinter die Tangentiallinie und damit die Faltenbildung weitestgehend vermieden.
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Beim Biegen wird das Rohr mit großer Anpresskraft über den Faltenglätter gezogen, wodurch am Faltenglätter ein erheblicher Verschleiß entsteht. Zur Vermeidung dieses Verschleißes ist es aus der
DE 101 24 866 A1 bereits bekannt, den Faltenglätter in besonders beanspruchten Bereichen mit weniger verschleißenden Materialien, insbesondere mit Molybdän, einer Molybdän-Legierung oder auch mit Bronze-Werkstoffen, wie beispielsweise Aluminiumbronze oder Berriliumbronze zu beschichten.
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Eine Biegevorrichtung der eingangs genannten Art ist bereits aus der
DE 201 18 444 U1 bekannt. Hierin wird ein Faltenglätterwerkzeug beschrieben, welches ein als Grundkörper bezeichnetes Halteelement und einen mit diesem verbindbaren Faltenglätter umfasst. Zum Verbinden des Faltenglätters mit dem Halteelement sind in dem Faltenglätter Ausnehmungen, insbesondere Nuten, vorgesehen in welche entsprechend ausgebildete Verbindungsmittel, insbesondere Stege, des Halteelementes formschlüssig eingreifen. Anschließend wird der Faltenglätter durch eine Schraubverbindung an dem Halteelement gesichert. Auf diese Weise können der Faltenglätter und das Halteelement besonders stabil aneinander befestigt werden. Durch ein solches Faltenglätterwerkzeug wird der verschleißanfällige Faltenglätter von dem zur Befestigung an der Biegevorrichtung erforderlichen Halteelement getrennt.
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Bei dem in der
DE 201 18 444 U1 beschriebenen Faltenglätterwerkzeug ist der eigentliche Faltenglätter durch eine kombinierte Steck- und Schraubverbindung austauschbar an dem Halteelement fixiert. Bei einem Wechsel des zu biegenden Rohrdurchmessers muss neben dem auf den Rohrdurchmesser abgestimmten Faltenglätter auch das den Faltenglätter aufnehmende Halteelement ausgetauscht werden, da der Faltenglätter aufgrund der veränderten Abmessungen nicht mehr in die zugeordnete Aufnahme des Halteelementes einführbar ist. Für jeden zu biegenden Rohrdurchmesser werden jeweils ein Faltenglätter und jeweils ein zugeordnetes Haltelement benötigt. Weiterhin sind die Einrichtarbeiten vor dem eigentlichen Biegvorgang sehr zeitaufwändig, da der Faltenglätter sehr präzise zum Rohr und auch zu dem Biegewerkzeug ausgerichtet werden muss, um ein Entstehen von Falten wirksam zu verhindern.
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Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Biegevorrichtung mit einem Faltenglätter und einem mit diesem verbindbaren Halteelement zur Verfügung zu stellen, durch welches die Einrichtarbeiten reduziert werden können und Lagefehler zwischen dem Faltenglätter und dem Rohr bzw. dem Biegewerkzeug kompensiert werden.
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Diese Aufgabe wird gelöst mit einer Biegevorrichtung gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Die Unteransprüche betreffen besonders zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
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Erfindungsgemäß ist also eine Biegevorrichtung vorgesehen, bei welcher zwischen dem Faltenglätter und dem Haltelement ein Gelenk vorgesehen ist. Das Gelenk verbindet den Faltenglätter und das Halteelement beweglich miteinander. Durch diese Beweglichkeit erfolgt das Ausrichten des Faltenglätters relativ zum Rohr und zum Biegewerkzeug selbsttätig, wodurch Lagefehler, insbesondere Winkelfehler, zwischen dem Faltenglätter und dem Rohr bzw. dem Biegewerkzeug kompensiert werden können. Das Einrichten vor dem eigentlichen Biegevorgang wird vereinfacht, wobei insbesondere die hierfür erforderliche Zeit im Vergleich zum Stand der Technik erheblich reduziert werden kann.
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Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der vorliegenden Erfindung wird auch dadurch geschaffen, dass das Gelenk eine parallel zu der Biegeachse des Biegewerkzeugs ausgerichtete Schwenkachse aufweist. Hierdurch kann die Anlage des Faltenglätters am zu biegenden Rohr zu jedem Zeitpunkt des Biegevorgangs gewährleistet und die Bildung von Falten wirksam verhindert werden. Durch die Schwenkachse kann der Faltenglätter optimal auf das Biegewerkzeug und das Rohr ausgerichtet werden.
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In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung ist das Gelenk als Scharniergelenk ausgebildet. Hierdurch wird ein Gelenk zur Verfügung gestellt, welches die besonders hohen Beanspruchungen und Belastungen, insbesondere bei einem Einsatz in einer Großserie mit mehr als einer Million Rohrbiegungen pro Jahr, ohne Ausfall oder Beschädigung aufnehmen kann.
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Dabei erweist es sich als besonders zweckmäßig, dass der Faltenglätter und das Halteelement lösbar miteinander verbunden sind. Hierdurch kann der Faltenglätter, welcher einer besonders verschleißintensiven Beanspruchung bzw. Belastung ausgesetzt ist, beispielsweise für eine Nacharbeitung der Kontaktflächen von dem Halteelement gelöst werden. Eine Demontage des Halteelementes ist hierzu nicht erforderlich.
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In einer besonders praxisgerechten Ausführungsform ist der Faltenglätter durch eine Steckverbindung an dem Halteelement fixiert. Hierdurch können Faltenglätter und Halteelement besonders schnell voneinander getrennt werden, wodurch insbesondere die Rüstzeit reduziert werden kann.
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Besonders vorteilhaft ist eine zweckmäßige Weiterbildung der vorliegenden Erfindung nach welcher in einem Gelenkabschnitt des Faltenglätters eine nutenförmige Ausnehmung zur Aufnahme eines entsprechend ausgebildeten Gelenkabschnittes des Halteelementes vorgesehen ist, wobei die Gelenkabschnitte des Faltenglätters und des Halteelementes eine einen Gelenkstift aufnehmende Aussparung aufweisen, durch welche der Faltenglätter und das Halteelement gelenkig miteinander verbunden sind, wobei der Faltenglätter durch ein Entfernen des Gelenkstiftes aus den Aussparungen von dem Halteelement lösbar ist. Hierdurch kann durch das Gelenk sowohl eine Beweglichkeit des Faltenglätters relativ zu dem zu biegenden Rohr bzw. zu dem Biegewerkzeug realisiert werden als auch eine Möglichkeit zur Verfügung gestellt werden, das Halteelement von dem Faltenglätter zu lösen, beispielsweise bei einem Wechsel des Durchmessers des zu biegenden Rohres.
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Eine weitere besonders praxisnahe Ausgestaltung der Erfindung ergibt sich dadurch, dass an dem Haltelement verschiedene Faltenglätter für unterschiedliche Rohrdurchmesser fixierbar sind. Für alle Rohrdurchmesser und alle Biegeradien wird hierdurch nur noch ein einziges Halteelement benötigt.
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Eine andere vorteilhafte Weiterbildung der Biegevorrichtung wird auch dadurch geschaffen, dass eine dem Rohr zugewandte Stirnseite des Halteelementes eine zumindest abschnittsweise parallel zu einer Längsachse des Rohres ausgebildete erste Fläche und zumindest eine zu der ersten Fläche winklig angeordnete zweite Fläche aufweist, wobei eine Schwenkbewegung des Faltenglätters durch einen Anschlag der zweiten Fläche an einer die Ausnehmung begrenzenden Wandfläche des Faltenglätters begrenzbar ist. Hierdurch wird ein Pendelbereich des Faltenglätters relativ zum Halteelement definiert, welcher einerseits die erwünschte Beweglichkeit und andererseits die erforderliche Stabilität des Faltenglätters gewährleistet.
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Ein weiteres erfindungsgemäßes Merkmal ist darin zu sehen, dass das Halteelement in einem dem Faltenglätter abgewandten Bereich an einer Aufnahmeeinrichtung der Biegevorrichtung fixierbar ist. Hierdurch kann auch das Halteelement, beispielsweise zu Wartungszwecken oder bei Einricht- oder Rüstarbeiten, auf besonders einfache Weise von der Aufnahmeeinrichtung der Biegevorrichtung gelöst werden.
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Eine weitere besonders zweckmäßige Weiterbildung wird auch dadurch erreicht, dass dem Faltenglätter ein in Richtung der Längsachse des Rohres bewegliches Spannelement zugeordnet ist, welches das zu biegende Rohr zumindest teilweise aufnimmt und an dem Faltenglätter auf der dem Biegewerkzeug abgewandten Seite anliegt. Dadurch dass das Rohr mittels des Spannelementes unterstützt wird, kann der Faltenglätter kurz und kompakt ausgebildet sein, wodurch wenig Rohmaterial für den Faltenglätter benötigt wird. Dies ist insbesondere im Hinblick auf die Tatsache, dass es sich bei dem Faltenglätter um ein Verschleißteil handelt, besonders vorteilhaft. Dadurch, dass das Spannelement dicht hinter dem Faltenglätter zur Anlage kommt, wird beim Biegen Rohr-Material eingespart.
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Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Zur weiteren Verdeutlichung ihres Grundprinzips ist eine davon in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
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Diese zeigt in
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1 eine Prinzipskizze einer Biegevorrichtung für Rohre vor dem Biegevorgang;
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2 eine Prinzipskizze der Biegvorrichtung aus 1 nach dem Biegevorgang;
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3 eine Vorderansicht eines in den 1 und 2 dargestellten Faltenglätters in einer vergrößerten Darstellung;
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4 den Faltenglätter aus 3 in einer Draufsicht;
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5 den Faltenglätter aus 3 in einer Seitenansicht;
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6 eine Vorderansicht eines in den 1 und 2 dargestellten Halteelementes in einer vergrößerten Darstellung;
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7 das Halteelement aus 6 in einer Seitenansicht.
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1 zeigt eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung 1 für Rohre 2 vor dem Biegevorgang und die 2 die Biegevorrichtung 1 nach dem Biegevorgang. Die Biegevorrichtung 1 weist ein als Biegekloben ausgebildetes Biegwerkzeug 3 mit einer Biegeachse 4 auf, um welche das Rohr 2 gebogen wird. Das Rohr 2 ist in einer Rohrrille 5 des Biegewerkzeugs 3 angeordnet und berührt das Biegewerkzeug 3 tangential. Auf der dem Biegewerkzeug 3 gegenüberliegenden Seite des Rohres ist eine bewegliche Spannbacke 6 angeordnet. Auf der gleichen Seite neben der Spannbacke 6 liegt eine Gleitschiene 7 an dem Rohr 2 an. Hinter dem Biegewerkzeug 3 ist ein Falteglätter 8 angeordnet. Zur Aufnahme des zu biegenden Rohres 2 weist der Faltenglätter 8 eine Rinne 9 auf, durch welche das Rohr 2 beim Biegen vorwärts gleitet und welche geringfügig größer als der zu biegende Durchmesser D des Rohres 2 ist. Weiterhin weist der Faltenglätter 8 in einem dem Biegewerkzeug 3 zugewandten Bereich eine scharfkantige Spitze 10 auf, welche formschlüssig in die Rohrrille 5 des Biegewerkzeugs 3 anliegt. Der Faltenglätter 8 ist über ein Gelenk 11 lösbar mit einem Halteelement 12 verbunden, welches wiederum an einer Aufnahmeeinrichtung 13 der Biegevorrichtung 1 fixiert ist. Auf der dem Biegewerkzeug 3 abgewandten Seite des Faltenglätters 8 liegt außerdem ein Spannelement 14 in halber Darstellung an dem Rohr 2 und dem Faltenglätter 8 an. Das Gelenk 11 weist eine parallel zur Biegeachse 4 ausgerichtete Schwenkachse 15 auf, welche eine Bewegung des Faltenglätters 8 relativ zum Halteelement 12 und zum Biegwerkzeug 3 ermöglicht.
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Bei einem Biegevorgang wird das zu biegende Rohr 2 zwischen dem Biegewerkzeug 3 und der Spannbacke 6 bzw. der Gleitschiene 7 und dem Spannelement 14 eingespannt. Das Spannelement 14 ist nur halb dargestellt. Die in den 1 und 2 dargestellten Richtungspfeile 16 sollen die Beweglichkeit der einzelnen Bauteile darstellen. Der Faltenglätter 8 richtet das zu biegende Rohr 2 automatisch relativ zum Biegwerkzeug 3 aus. Anschließend wird die Spannbacke 6 mit dem Biegewerkzeug 3 um die Biegachse 4 rotiert. Dabei wird das Rohr 2 durch die Gleitschiene 7 abgestützt und um das Biegewerkzeug 3 herum und durch den Faltenglätter 8 gezogen bis der gewünschte Biegewinkel des Rohres 2 erreicht ist. Die 3 bis 5 zeigen den in den 1 und 2 dargestellten Faltenglätter 8 in einer vergrößerten Darstellung in verschiedenen Ansichten. Hierin ist unter anderen die Rinne 9 zur Aufnahme des Rohres 2 zu erkennen, wobei in den 3 und 4 nur eine Längsachse 17 des Rohres 2 dargestellt ist. An die scharfkantige Spitze 10 schließt sich auf einer der Rinne 9 gegenüberliegenden Seite eine gebogene und auf die Form des Biegewerkzeugs 3 angepasste Kontaktfläche 18 an.
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Zur Verbindung mit dem in den 6 und 7 dargestellten Halteelement 12 weist der Faltenglätter 8 einen Gelenkabschnitt 19 mit einer nutenförmigen Ausnehmung 20 auf. In einer Funktionsstellung, das bedeutet, dass der Faltenglätter 8 mit dem Halteelement 12 verbunden ist, greift ein Gelenkabschnitt 21 des Halteelementes 12 in die nutenförmige Ausnehmung 20 des Faltenglätters 8 ein. Dabei ist sowohl in dem Gelenkabschnitt 19 des Faltenglätters 8 als auch in dem Gelenkabschnitt 21 des Halteelementes 12 jeweils eine Aussparung 22, 23 zur Aufnahme eines nur in den 1 und 2 dargestellten Gelenkstiftes 24 angeordnet. Der in den Aussparungen 22, 23 angeordnete Gelenkstift 24 verbindet den Faltenglätter 8 mit dem Halteelement 12 lösbar und stellt gleichzeitig die Schwenkachse 15 des Gelenkes 11 dar. Zur Demontage des Faltenglätters 8 muss der Gelenkstift 24 aus den Aussparungen 22, 23 entfernt werden. Anschließend kann der Faltenglätter 8 von dem Halteelement 12 getrennt werden.
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Das Halteelement 12 weist in einem dem Faltenglätter 8 zugewandten Bereich eine parallel zu der Längsachse 17 des Rohres 2 angeordnete erste Fläche 25 und zwei winklig hierzu angeordnete Flächen 26 auf. Bei einer Schwenkbewegung des Faltenglätters schlägt dann je nach Richtung der Schwenkbewegung eine der beiden Flächen 26 des Halteelementes 12 an eine die Ausnehmung 20 begrenzende Wandfläche 27 des Faltenglätters 8 an, wodurch die Schwenkbewegung des Faltenglätters 8 begrenzt wird. Durch den Winkel β zwischen der ersten Fläche 25 und der zweiten Fläche 26 wird ein nur in 1 dargestellter Pendelbereich 28 des Faltenglätters 8 festgelegt. An einem dem Gelenkabschnitt 21 abgewandten Bereich weist das Halteelement 12 Aufnahmenflächen 29 auf, welche im Zusammenspiel mit zugeordneten Flächen der Aufnahmeeinrichtung 13 eine präzise Montage des Halteelementes 12 an der Aufnahmeneinrichtung 13 ermöglichen. Die Befestigung erfolgt in diesem Ausführungsbeispiel durch in Gewindebohrungen 30 eingreifende und nicht dargestellte Schrauben.
