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Die
Erfindung betrifft eine Gleitschiene für eine Biegemaschine nach dem
Oberbegriff von Anspruch 1.
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Aus
der
DE 694 04 820
T2 ist eine Rohrbiegevorrichtung bekannt, die eine Biegeform
und Mittel zum Festhalten des hinteren Endteils eines Rohres sowie
Mittel zum Ausüben
einer Verstärkungskraft auf
den endseitigen Endabschnitt des Rohres aufweist. Die Biegeform
besteht aus einem drehbaren Biegewerkzeug (Biegeschablone), aus
einem gegenüberliegenden
Klemmwerkzeug (Spannbacke) und aus einem Druckwerkzeug (Gleitschiene),
das direkt hinter dem geklemmten Abschnitt des Rohres angeordnet
ist. Wenn das Rohr um das Dreh-Ziehwerkzeug gereckt wird, bewegt
sich das Druckwerkzeug im wesentlichen im Gleichklang mit dem Rohr
unter Aufnahme der radialen Reaktionskraft des Rohres, die auf das
Druckwerkzeug ausgeübt
wird. Dadurch bewirken das Druckwerkzeug und das Dreh-Ziehwerkzeug,
dass das Rohr während
des Biegevorgangs zwischen ihnen eingeklemmt wird. Die Rohrbiegemaschine
weist einen Verstärkungszylinder (Spannfutter)
auf, der mit einem Steuerventil zum Einstellen des auf das Rohr
ausgeübten
Verstärkungsdrucks
versehen ist. Dabei kann die Verstärkungskraft durch irgendwelche
Mittel erzeugt werden, die in der Lage sind, eine ausreichende Kraft
auf das Rohr während
des Biegens aufzubringen, um die Materiallängung zu steuern. Die Dehnungsfaktorwerte
im Rohr während
des Biegevorgangs werden bestimmt und die Verstärkungskraftmittel in Abhängigkeit
vom Dehnungsfaktor gesteuert. Die Verstärkungskraftänderungsmittel besitzen einen
Anschlag für
das Rohrende, gegen den die Endflächen des hinteren Endteils
des Rohres anstoßen.
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Aus
der
DE 195 30 805
A1 ist eine CNC-gesteuerte Rohrbiegemaschine bekannt, bei
der eine Biegeschablone mit einer das Rohr gegen die Biegeschablone
drückenden
Spannbacke und einer an dem ungebogenen Rohrabschnitt angreifenden,
an einem Gleitschienenträger
höhenverstellbaren
Gleitschiene vorgesehen ist. Zur Ab stützung des ungebogenen Rohrabschnitts
während
des Biegevorgangs ist in der Gleitschiene eine längslaufende Nut vorgesehen,
welche das Rohr etwa zur Hälfte
umschließt (Biegerille).
In der
DE 195 30 805
A1 kann die Gleitschiene stufenlos in einer vorgegebenen
Höhe eingestellt
werden. Der Gleitschienenträger
ist auf einem Schlitten gelagert, der mit einer Kolben-Zylinder-Einheit
versehen ist, die parallel zur Gleitschiene ausgerichtet ist und
mit ihrer Kolbenstange an dem Gleitschienenträger angreift, um diesen parallel
zum Rohr zu verschieben. Die Kolben-Zylinder-Einheit bildet einen
Vorschubantrieb, um die Gleitschiene mit dem Rohr während des
Biegevorgangs mitgehen zu lassen, oder sogar noch eine Vorschubkraft
auf die Gleitschiene auszuüben.
Es wird weiter offenbart, dass an der Gleitschiene ein Spannelement
angebracht ist, welches zusammen mit der Gleitschiene das Rohr eng
umschließt
und einspannt, so dass die Vorschubkraft die Kraft, die von der
Kolben-Zylinder-Einheit
aufgebracht wird, über
die Gleitschiene auf das Rohr überträgt und das
Rohr sich relativ zur Gleitschiene nicht verschieben kann.
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Aus
der
DE 41 29 478 A1 ist
eine Gleitschiene bekannt, die auf einem Unterschlitten sitzt. Ferner ist
an dem Unterschlitten ein Schubelement angebracht, das an dem rückwärtigen Teil
des ungebogenen Rohrabschnitts angreift. Das Schubelement kann eine
Klemmbacke aufweisen, um den Rohrabschnitt fest einzuspannen. Es
ist so ausgebildet, dass es an dem Rohr gleitfrei angreift. Während des
Biegevorgangs wird der Unterschlitten parallel zum Rohrabschnitt
durch den hydraulischen Antrieb vorgeschoben. Dieser Vorschub erfolgt
in der Weise, dass das Rohr von dem Schubelement geschoben wird.
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Dem
Stand der Technik ist jeweils gemein, dass das Rohr an einer vorgegebenen
Stelle über den
gesamten Rohrumfang geschoben wird. Entweder wird das Rohr in einem
separaten Spannfutter endseitig gehalten oder über ein Spannelement an oder
in der Nähe
der Gleitschiene vollumfänglich
gegriffen. Enge Biegeradien lassen sich so jedoch nur begrenzt realisieren,
da das Rohr während
des Biegevorgangs im engen Innenradius Falten werfen und im weiten
Außenradius
unter eine Mindestwandstärke
absinken und/oder reißen
kann.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe
zugrunde, aufzuzeigen, wie auch enge Biegeradien gebogen werden
können.
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Die
Erfindung löst
diese Aufgabe mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß kommt
an einer Rohrbiegemaschine eine Gleitschiene zum Einsatz, an der
mindestens ein Mitnehmer für ein
Rohrende angebracht ist, der das Rohrende nur über einen Teilumfang des Rohres
schiebt. In einer besonderen Ausführungsform ist der Mitnehmer
aktiv verstellbar. Dabei kann der Mitnehmer zum Beispiel über einen
Pneumatikzylinder oder hydraulisch verschoben werden. In jedem Fall
ist der aktive Mitnehmer von einer aktiven in eine inaktive Position
verbringbar. Bevorzugt bildet der Mitnehmer den Radius einer Biegerille
der Gleitschiene ab und ist über
einen Stift in einem Langloch von einer rückwärtigen, inaktiven Position
in eine vordere aktive Position verlagerbar. In dieser Ausführungsform
kann der Mitnehmer an jeder beliebigen Stelle der Gleitschiene sitzen.
Dies hat den Vorteil, dass mit ein und derselben Gleitschiene mehrere
Biegevorgänge
in ein und derselben Ebene möglich
sind. Der aktiver Mitnehmer verbleibt bei einem ersten Biegevorgang
in einer inaktiven Position, in welcher Position der Mitnehmer nicht
mit dem Rohrende in Eingriff kommt, so dass das Rohr ohne Störungen durch
den Mitnehmer in der Biegerille der Gleitschiene anliegen kann.
Bei einem weiteren Biegevorgang in derselben Ebene wird der Mitnehmer
in eine aktive Position verbracht, in welcher Position der Mitnehmer
mit dem Rohrende in Eingriff kommt. Bevorzugt verfügt die Gleitschiene über so viele
Mitnehmer wie Biegevorgänge
innerhalb einer Ebene durchgeführt
werden. In diesem Fall kann das Rohrende bei jedem Biegevorgang durch
einen am Rohrende aktivierten Mitnehmer teilumfänglich geschoben werden. Nicht
benötigte
Mitnehmer verbleiben in einer inaktiven Position, damit sie den
Biegevorgang nicht stören.
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Erfindungswesentlich
ist, dass das Rohr nicht vollumfänglich,
sondern nur teilumfänglich
geschoben wird, und zwar nur in dem Teilbereich, auf dessen Seite
sich der weite Biegeradius (Außenradius)
befindet. Im Außenradius
wird das Material während
des Biegevorgangs gedehnt und gereckt und verjüngt sich dabei. Die erfindungsgemäße Gleitschiene
schiebt über
den Mitnehmer nur in den sich verjüngenden Bereich vom Rohrende
her Material nach. Dadurch wird ein Einreißen des Rohres im Außenradius
verhindert und zugleich auch eine vorgegebene Mindestwandstärke aufrechterhalten.
In dem Bereich, in dem der enge Biegeradius (Innenradius) liegt,
gelangt das Rohrende nicht mit dem Mitnehmer der Gleitschiene in
Eingriff. Daher wird vom Rohrende her kein Material in den Innenradius
nachgeschoben. Im Innenradius wird das Material bei extremen Biegeradien
jedoch ohnehin während
des Biegevorgangs gestaucht. Ist die Stauchung zu stark, tritt eine Faltenbildung
im Innenradius ein, der nur sehr schwer mit einem Faltenglätter entgegengewirkt
werden kann. Würde
nunmehr im Innenradius wie bisher im Stand der Technik vorgesehen
vom Rohrende auch noch Material nachgeschoben, würde die unerwünschte Faltenbildung
verstärkt.
Im Ergebnis können
daher mit der erfindungsgemäßen Gleitschiene engere
Innenradien und weitere Außenradien
erzielt werden als bisher im Stand der Technik möglich. In der Praxis bedeutet
das auch, dass dünnere
Rohre gebogen, extremere Biegeradien hergestellt oder ein Material
geringerer Qualität
maßstabil
und anforderungsgerecht gebogen werden kann.
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Darüber hinaus
kann das zu biegende Rohr insgesamt kürzer ausgeführt werden, weil es direkt von
der Gleitschiene geführt
wird. Im Stand der Technik wird das Rohr während des Biegevorgangs in
einem Spannfutter transportiert. Das Spannfutter kann sowohl mit
als auch ohne Vorschubkraft beaufschlagt sein. Zwischen dem Spannfutter
und der Biegeschablone befindet sich die Gleitschiene. Im Stand
der Technik muss daher das Rohr mindestens um soviel länger als
die Gleitschiene sein, dass es noch vom Spannfutter aufgenommen
werden kann. Nach der vorliegenden Erfindung wird das Rohr während des Biegevorgangs über den
Mitnehmer an der Gleitschiene geschoben. Ein Spannfutter kommt während des Biegevorgangs
nicht mehr zum Einsatz. Zwischen zwei Biegevorgängen wird das Rohr von einem
Greifarm gedreht oder umgesetzt, alternativ kann das Rohr für den Dreh-
und/oder Umsetzvorgang auch von einem Spannfutter gegriffen werden.
Zwischen einzelnen Biegevorgängen
fährt die
Gleitschiene jedoch so weit vom Rohr zurück, dass der Greifarm oder
alternativ das Spannfutter das Rohr auch im Bereich der Gleitschiene
erfassen können.
Folglich kann das Rohr im Verhältnis
zu herkömmlichen
Biegeverfahren kürzer
ausfallen. Das spart Material.
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Durch
den einseitigen Schiebevorgang kann es vorkommen, dass das Rohr
am Ende einen ungleichmäßigen Rand
aufweist, weil der Rohrumfang teilumfänglich stärker geschoben und dadurch
in diesem Teilbereich stärker
eingezogen wurde. Dieser Rand wird dann einheitlich beschnitten.
Da das Rohr im Stand der Technik ohnehin um den Teil beschnitten
wurde, den das Rohr für
die Endform zu lang war und der nur dazu da war, um das Rohr im
Spannfutter zu halten, fällt
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
kein zusätzlicher
Arbeitsschritt an.
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Nachfolgend
ist die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert.
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Dabei
zeigen
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1 eine
erfindungsgemäße Gleitschiene 1,
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2 einen
Schnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Gleitschiene 4 im
Bereich eines aktiven Mitnehmers 5,
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3 den
Schnitt aus 2, wobei der Mitnehmer 5 sich
in einer inaktiven Position befindet,
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4 den
Mitnehmer 5 als Einzelteildarstellung,
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5 eine
Draufsicht auf die Gleitschiene 4,
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6 bis 9 ein
erfindungsgemäß gebogenes
Rohr 9 aus verschiedenen Perspektiven.
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1 zeigt
eine erfindungsgemäße Gleitschiene 1.
In die Gleitschiene 1 ist ein Mitnehmer 3 eingeschweißt. Das
dargestellte Beispiel ist für
einfache Biegevorgänge
oder Prototypen geeignet. Während
des Biegevorgangs liegt das Rohr nur im vorderen Bereich 20 der
Biegerille 2 an. Der Mitnehmer 3 ist dem Radius
der Biegerille 2 angepasst, wobei die Biegerille 2 wiederum
dem Radius des hier nicht dargestellten Rohres angepasst ist. Der
Mitnehmer 3 steht innerhalb der Biegerille 2 vor,
so dass ein Rohrende während
eines Biegevorgangs mit etwa der Hälfte seines Umfangs an dem
Mitnehmer 3 anliegt. Über
diesen hälftigen
Umfang wird das Rohr während
des Biegevorgangs mit der Gleitschienenbewegung (Pfeil) in Richtung
einer hier nicht dargestellten Biegeschablone geschoben.
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2 zeigt
einen Schnitt durch eine zweite erfindungsgemäße Gleitschiene 4 im
Bereich eines aktiven Mitnehmers 5. Die Gleitschiene 4 ist
mit zwei Biegerillen 40 und 41 ausgestattet, damit
werden Biegevorgänge
in unterschiedlichen Ebenen unterstützt. In der unteren Biegerille 41 ist
ein aktiv verstellbarer Mitnehmer 5 angebracht. Der Mitnehmer 5 besteht aus
einer Platte 5 mit einem schrägen Langloch 8. Die
Einzelteildarstellung ist in 4 zu sehen.
Die Platte 5 ist auf der Seite der Bie gerille 41 mit
einer in etwa der Nut der Biegerille 41 entsprechenden
Nut 50 versehen. In dem schräg angeordneten Langloch 8 der
Platte 5 befindet sich ein Stift 7, der über einen Zylinder 6 orthogonal
zur Längsrichtung
der Biegerille 41 verfahren werden kann. In der 2 befindet sich
der Mitnehmer 5 in einer Wirkstellung, also einer aktiven
Position. Der Pneumatikzylinder 6 hat den Stift 7 in
die unterste Position des Langlochs 8 verfahren. Die Platte 5 ist
dadurch innerhalb der Biegerille 41 in eine vordere Position
geschoben worden. Die Biegerille 41 ist hinter der Nut 50 der
Platte 5 gestrichelt angedeutet. In dieser Stellung kann
die Platte 5 ein Rohrende über etwa die Hälfte seines
Umfangs erfassen und während
eines Biegevorgangs in Richtung der Gleitschienenbewegung schieben.
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In 3 hat
der Pneumatikzylinder 6 den Stift 7 in die oberste
Position im Langloch 8 verfahren. Dadurch ist die Platte 5 in
den Körper
der Gleitschiene 4 hineingezogen worden. Ein Rohr kann
in der Biegerille 41 anliegen, ohne mit der Platte 5 in Eingriff
oder in Kontakt zu kommen. Der Mitnehmer 5 ist also in
einer inaktiven Stellung. Der Vorteil der aktivierbaren Ausführungsform
ist der, dass in der Biegerille 41 zunächst ein Biegevorgang ausgeführt werden
kann, bei dem das Rohr länger
als die Stelle innerhalb der Biegerille 41 ist, an der
der Mitnehmer 5 angebracht ist. Wenn der Mitnehmer 5 bei
diesem ersten Biegevorgang in einer inaktiven Stellung verbleibt,
kann die Biegerille 41 zunächst konventionell genutzt
werden. Bei einem weiteren Biegevorgang in derselben Ebene wird
der Mitnehmer 5 in die Wirkstellung verbracht und gelangt
mit dem Rohrende in Eingriff. Auf diese Weise ist es auch möglich, mehrere
Mitnehmer 5 an verschiedenen Positionen innerhalb der Biegerille 41 anzubringen,
damit das Rohrende bei jedem Biegevorgang innerhalb der Ebene gehalten
wird. Die erfindungsgemäße Gleitschiene 4 ist
so insgesamt flexibler einsetzbar.
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5 zeigt
die Gleitschiene 4 in einer Draufsicht. Der Zylinder 6 ist über eine
Platte und vier Schrauben 60, 61, 62, 63 auf
der Gleitschiene 4 verschraubt. Die Platte 5 des
Mitnehmers 5 ist innerhalb der Gleitschiene 4 gestrichelt
angedeutet. Der Mitnehmer 5 befindet sich in Wirkstellung
und steht über die
Gleitschiene 4 vor. Ebenfalls gestrichelt angedeutet ist
die Biegerille 40.
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Die 6 bis 9 zeigen
ein erfindungsgemäß gebogenes
Rohr 9 aus verschiedenen Perspektiven. 6 ist
eine Schnittdarstellung. Die 7 bis 9 sind
Außen ansichten.
Der Innenradius 10 ist ein enger Radius, während eines
Biegevorgangs sollte in den Innenradius 10 kein Material
nachgeschoben werden. Der Außenradius 11 ist
ein weiter Radius. Hier muss einer übermäßigen Materialverjüngung durch
Nachschieben von Material vom Rohrende her vorgebeugt werden. Das
Rohr 9 hat in der konkreten Ausführungsform in etwa einen Innendurchmesser
von 54 mm und einen Außendurchmesser
von 56 mm. Ein maximaler Biegeradius nach dem Stand der Technik
beträgt
etwa das 1,5-fache des Durchmessers. Bei dem erfindungsgemäß gebogenen
Rohr 9 beträgt
der Biegeradius aber sogar nur ca. das 1,05-fache des Durchmessers.
Am Außenradius 11 entstehen
während
des Biegevorgangs hohe Zugkräfte,
die den Rohrbogen einfallen lassen und die Materialstärke in diesem
Bereich auf ca. ein Drittel der ursprünglichen Rohrwandstärke von
2 mm verjüngen
und zum aufreißen
bringen können.
Das Rohr 9 besteht hier aus Aluminium. Aluminium härtet bereits
nach wenigen Tagen immer weiter aus und altert dadurch. Insbesondere älteres Aluminium, B-Qualität oder dünnwandiges
Material lassen sich daher schlecht oder kaum verarbeiten. Mit der
erfindungsgemäßen Gleitschiene
jedoch liegt die Wandstärke
im Außenradius 11 innerhalb
der vorgegebenen Toleranzwerte und ist daher maßstabil. Außerdem wird der äußere Rohrbogen 11 zeichnungsgerecht,
weil er nicht einfällt.
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Für den bisher
im Stand der Technik eingesetzten Transportbooster, also für ein mit
Vorschubkraft beaufschlagtes Spannfutter wurden 60 mm Rohrlänge benötigt, damit
das Rohr 9 im Spannfutter eingespannt werden konnte. Diese überflüssige Rohrlänge wurde
nach dem Biegevorgang abgeschnitten. Mit der erfindungsgemäßen Gleitschiene ist
die abzuschneidende Länge
auf wenige mm gesunken, nämlich
auf den Bereich des Rohrendes, der aufgrund des einseitigen Nachschiebens
eine Einschnürung
aufweist. Das restliche Material kann bereits bei der Rohrausgangslänge eingespart
werden.