-
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren zum Einsatz an einer Rohrbiegemaschine sowie ein Verfahren zum Biegen eines Rohres.
-
Rohre kommen im Fahrwerksbereich von Kraftfahrzeugen in vielfältiger Form zum Einsatz. Häufig ist es notwendig, Rohre in eine komplexe Form zur optimalen Bauraumausnutzung zu biegen. Insbesondere bei Stabilisatoren einer Kraftfahrzeugachse ist dies notwendig.
-
In herkömmlichen Biegemaschinen werden die Rohre zwischen einer Spannbacke und einer Biegeschablone eingeklemmt. Diese Biegeschablone gibt die Form des Bogens vor. Die Biegeschablone wird sodann in Drehung versetzt und das Rohr um die Schablone gebogen. Die Spannbacke zieht das Rohr gewissermaßen um die von der Schablone vorgegebene Biegekontur. Diese Kombination von Drehung und Zug ist notwendig, damit zwischen Rohr und Schablone möglichst keine Relativbewegung möglich ist, was zu einer Oberflächenbeschädigung des Rohres führen würde. Solche Beschädigungen, wie etwa Kratzer, können die Lebensdauer eines Stabilisators beispielsweise erheblich verkürzen.
-
Um die auftretende Belastung für entsprechende rohrförmige Bauteile optimal kompensieren zu können, werden die gebogenen Rohre entsprechend dieser Belastung im Durchmesser der Wandstärke, aber auch hinsichtlich der Biegeradien der Rohrbiegungen konzeptioniert.
-
Solche Bögen mit konstantem Biegeradius sind aber unter Umständen nicht in der Lage, auftretende Materialspannungen gleichmäßig über den Bogen zu verteilen. Lokal auftretende Spannungsspitzen sind nachteilig im Hinblick auf die Lebensdauer eines entsprechenden Fahrwerkbauteils.
-
Abhilfe kann hier geschaffen werden, indem man einen Rohrbogen in mehrere Teilbereiche unterteilt, die jeweils unterschiedliche Biegeradien und Biegewinkel aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass Materialspannungen in solchen Bögen mit nicht konstanten Biegeradien erheblich reduziert werden können.
-
Um ein Rohr mit Bögen mit unterschiedlichen Biegeradien zu erzeugen, ist es üblicherweise notwendig, die einzelnen Bogenabschnitte auf verschiedenen Biegeschablonen zu produzieren.
-
Die
DE 30 33 300 C2 bietet diesbezüglich bereits eine Verbesserung. Diese Schrift offenbart eine Rohrbiegemaschine, die über eine Biegeschablone verfügt, die an zwei gegenüberliegenden Seiten kreisbogenförmige Umfangsflächen aufweist, entlang derer die Rohre gebogen werden können. Die Biegeschablone ist rotatorisch gelagert, so dass die jeweils benötigte Umfangsfläche für den Biegeprozess angewählt werden kann. Es ist somit möglich, innerhalb eines Bauteils Bögen mit zwei unterschiedlichen Biegeradien zu erzeugen.
-
Auch die
DE 31 49 557 C2 offenbart eine Rohrbiegemaschine mit deren Hilfe es möglich ist in einem Rohr Bögen mit zwei unterschiedlichen Biegeradien zu erzeugen. Auch hier ist die Biegeschablone rotatorisch gelagert, so dass die jeweils benötigte Biegekontur angewählt werden kann. Zusätzlich ist die Biegeschablone verschiebbar gelagert, so dass während des Biegens eine Ausgleichsbewegung der Biegeschablone erfolgen kann.
-
Die
DE 39 03 301 A1 offenbart ein Verfahren zum Biegen von stabförmigem Material, wobei mehrere Bogenabschnitte eines Bogens eines Rohres sukzessive nacheinander erzeugt werden. Die einzelnen Bogenabschnitte weisen dabei identische Radien auf.
-
Sehr häufig ist es aber gewünscht, dass innerhalb eines Bogens mehrere Biegeabschnitte vorhanden sind, die jeweils unterschiedliche Biegeradien aufweisen. Dies bietet große Vorteile im Hinblick auf die Anpassung des Rohres auf die zukünftige Bauteilbelastung.
-
Eine Vorrichtung zum Biegen von schlanken Gegenständen, insbesondere zum Biegen von Rohren und Profilen, die eine solche Radienvariation innerhalb eines Bogens möglich macht, beschreibt die
DE 10 2004 045 302 A1 . Hier ist die Biegeschablone aus einer Anzahl von verstellbar angeordneten Segmenten gebildet. Dadurch kann die gewünschte Biegekontur eines Bogens angepasst werden. Die zu biegenden Gegenstände werden dann durch eine Druckrolle oder Biegerolle unter plastischer Verformung an die Biegeschablone angelegt.
-
Hier sind allerdings Defizite zu verzeichnen im Hinblick auf potentielle Faltenbildung während des Biegeprozesses innerhalb des Bogens. Falten stellen häufig die Ursache für Rissbildungen dar, was bei starker Belastung entsprechender Bauteile deren Lebensdauer stark beeinträchtigt.
-
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren zur Verfügung zu stellen, die es ermöglicht, innerhalb eines Bogens mehrere Abschnitte mit unterschiedlichen Bogenradien zu erzeugen. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Biegen eines Rohres zur Verfügung zu stellen, wobei Bögen mit einzelnen Abschnitten mit unterschiedlichen Bogenradien erzeugt werden. Die Nachteile dieses Standes der Technik sollen dabei vermieden werden.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Vorrichtung sind Inhalt der Ansprüche 2 bis 10.
-
Außerdem wird die Aufgabe gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 17, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Ansprüchen 19 bis 26 aufgeführt.
-
Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 10. Vorteilhafte Ausbildungen des Verfahrens sind Gegenstand der Patentansprüche 12 bis 17.
-
Weiterhin löst ein Verfahren gemäß Anspruch 27 die verfahrenstechnische Aufgabe. In dem Unteranspruch 28 sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen beschrieben.
-
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren zum Einsatz an einer Rohrbiegemaschine aufweisend eine scheibenförmige Biegeschablone mit einer umfangsseitigen Biegekontur, ein Schablonenbett und eine Spannbacke. Das Schablonenbett ist dabei an der Rohrbiegemaschine angebracht und zum Positionieren der Biegeschablone am Rohr und zum Erzeugen einer Biegung translatorisch und rotatorisch relativ zu der Rohrbiegemaschine bewegbar. Die Biegeschablone ist relativbeweglich auf dem Schablonenbett gelagert, wobei ein zu biegendes Rohr zwischen der Spannbacke und der Biegeschablone während des Biegevorgangs einklemmbar ist.
-
Ein zu biegendes Rohr wird zunächst in geradem Zustand in die Rohrbiegemaschine eingespannt und mit einem Spannfutter festgehalten.
-
Um beim späteren Biegevorgang das Rohr nachführen zu können, verfügt die entsprechende Maschine über eine Vorschubeinheit, die das Nachschieben von Material gewährleistet. Gerade bei längeren Rohren kann auch eine Führung vorgesehen sein, die das Rohr während des Biegevorgangs weiter stützt. Entsprechende Führungen oder sonstige Abstützungen können beispielsweise zwischen der Vorschubeinheit und der Biegevorrichtung angeordnet sein.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass außer Rohren jede Art von geschlossenen oder zumindest teilweise offenen Profilen gebogen werden kann. Geschlossene Profile können dabei beispielsweise einen elliptischen, quadratischen, rechteckigen oder beliebig mehreckigen Querschnitt besitzen. Die teilweise offenen Profile können beispielsweise einen U- oder V-förmigen Querschnitt besitzen oder aber einen nicht vollständig geschlossenen runden oder elliptischen oder mehreckigen Querschnitt besitzen.
-
An der Rohrbiegemaschine ist ein Schablonenbett derart angebracht, dass zum Positionieren der Biegeschablone am Rohr und zum Erzeugen der Biegung selbst das Schablonenbett translatorisch und rotatorisch relativ zu der Rohrbiegemaschine bewegbar ist.
-
Das Schablonenbett erfüllt beim Biegevorgang zwei Aufgaben. Bei dem Verfahren des Rotationszugbiegens wird das in die Biegemaschine eingelegte Rohr zwischen der Biegeschablone und einer Spannbacke fixiert. Durch eine Rotation der Biegeschablone und der Spannbacke um eine Biegeachse wird das Rohr um die Biegeschablone gebogen. Das Rohr legt sich dadurch an der Biegeschablone an und der erzeugte Bogen besitzt denselben Radius wie der dazugehörige Biegeabschnitt der Biegeschablone.
-
Diese für den Biegevorgang notwendige Drehbewegung der Biegeschablone wird durch das Schablonenbett auf die Biegeschablone übertragen. Das Schablonenbett ist zu diesem Zweck entweder selbst rotatorisch relativ zu der Biegemaschine bewegbar und erzeugt also somit die Biegerotation selbst oder sie ist selbst während der Drehung unverschiebbar mit der Biegeschablone verbunden und wird selbst durch die Rohrbiegemaschine in eine Drehung versetzt. Dann dient das Schablonenbett dazu, diese Drehung auf die Biegeschablone zu übertragen und dreht sich während des Biegevorgangs mit dieser.
-
Die erste Aufgabe des Schablonenbettes besteht also darin, entweder die zum Biegevorgang notwendige Drehung der Biegeschablone selbst aktiv zu erzeugen oder passiv auf die Biegeschablone zu übertragen.
-
Die zweite Aufgabe, die das Schablonenbett zu erfüllen hat, besteht darin, die Biegeschablone relativ zur Rohrbiegemaschine und dem zu biegenden Rohr für den nächstfolgenden Biegevorgang zu positionieren. Vor einem Biegevorgang wird die Biegeschablone in die für den Vorgang notwendige Lage relativ zum Rohr gebracht. Zu diesem Zweck wird sie von dem Rohr zunächst wegbewegt, dann so positioniert, dass der für den nächsten Biegevorgang notwendige Biegeabschnitt positioniert ist und schließlich wieder in Kontakt mit dem Rohr gebracht. Diese Bewegungen vom Rohr weg und zum Rohr hin vollführt das Schablonenbett relativ zur Rohrbiegemaschine. Da die Biegeschablone und das Schablonenbett fest miteinander verbunden sind, transportiert das Schablonenbett die Biegeschablone vom Rohr weg bzw. zum Rohr hin.
-
Die Biegeschablone besitzt eine umfangsseitige Biegekontur, die dem Radienverlauf des jeweils zu erzeugenden Rohrbogens angepasst ist. Bei der Bearbeitung von anderen mehreckigen, elliptischen oder anders gestalteten Querschnitten der Profile weist die Biegekontur eine der Außenkontur des Profils entsprechend komplementäre Innenfläche auf. Dadurch wird ein vollflächiger Kontakt zwischen dem Profil und der Biegeschablone ermöglicht. Dies dient wiederum dazu, eine relative Bewegung zwischen Biegeschablone und dem zu biegenden Profil während des Biegevorgangs zu unterbinden und so Beschädigungen der Profiloberfläche zu vermeiden.
-
Die erfindungsgemäße Rohrbiegemaschine besitzt außerdem eine Spannbacke, die dazu dient, das zu biegende Rohr zu umfassen und zwischen der Spannbacke und der Biegeschablone einzuklemmen.
-
Die Spannbacke ist so gelagert, dass sie während des Biegevorgangs zusammen mit der Biegeschablone eine Drehung um eine Biegeachse ausführen kann. Dabei wird das Rohr an die Außenkontur der Biegeschablone angelegt.
-
Bevorzugt ist die Biegeschablone derart auf dem Schablonenbett gelagert, dass eine translatorische Bewegung relativ zu dem Schablonenbett ausführbar ist. Diese translatorische Bewegung findet in einer Ebene statt, die parallel zur Grundebene des Schablonenbetts liegt und senkrecht auf dessen Drehachse steht.
-
Die Bewegbarkeit der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett ermöglicht es, den Drehmittelpunkt der Biegeschablone zu verändern, so dass die Drehung der Biegeschablone an die jeweils zu erstellenden Bogenabschnitte angepasst ist. Als Drehmittelpunkt der Biegeschablone wirkt dann derjenige Punkt auf der Biegeschablone, der von der Drehachse des Schablonenbetts durchstoßen wird.
-
In einer sehr vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist die Biegeschablone entlang zweier feststehender Achsen zu dem Schablonenbett bewegbar. Diese beiden Achsen stehen dann senkrecht aufeinander. Dadurch ist es möglich, die Biegeschablone nahezu beliebig auf dem Schablonenbett zu verfahren, so dass grundsätzlich jeder Punkt auf der Biegeschablone als Drehmittelpunkt wirken kann. Dadurch erreicht man in der Gestaltung der Biegeschablone eine sehr hohe Variabilität und kann theoretisch beliebig viele Biegeabschnitte mit unterschiedlichen Biegeradien und Biegemittelpunkten generieren.
-
In einer weiteren besonderen Ausführungsvariante der Erfindung wird die Biegeschablone durch einen Aktuator relativ zu dem Schablonenbett bewegt. Dabei kann es sich beispielsweise um einen Linearaktuator oder auch einen Schneckenantrieb handeln. Mit Hilfe dieser Antriebe ist eine äußerst präzise Positionierung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett möglich, so dass die Biegevorgänge prozesssicher und reproduzierbar durchgeführt werden können.
-
Damit während der gemeinsamen Rotation von Biegeschablone und Schablonenbett während eines Biegevorgangs keine Relativverschiebungen zwischen beiden Bauteilen stattfinden, werden in einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung die Biegeschablone und das Schablonenbett mittels eines Fixiermittels lagefixiert und wieder lösbar miteinander verbunden. Dies kann beispielsweise durch Bolzen geschehen, die von dem einen Bauteil in Ausnehmungen des anderen Bauteils einfahren. Dies kann aber auch durch temporäre Klemmmittel oder Verschraubungen gewährleistet werden.
-
Durch diese Maßnahme wird auch gewährleistet, dass das Drehmoment des Schablonenbetts unmittelbar auf die Biegeschablone übertragen wird, ohne die die Biegeschablone bewegende Aktuatorik zu stark zu belasten oder gar zu überlasten. Gleichzeitig wird dafür gesorgt, dass die Positionierung der Biegeschablone während des Biegevorgangs sich nicht verändert, d. h. der Drehmittelpunkt während des Biegevorgangs sich nicht verschiebt. Die Folge wäre ein fehlerhafter Bogen, durch den die Lebensdauer des Bauteils stark herabgesetzt wäre.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeschablone umfangsseitig mindestens zwei aufeinander folgende Biegeabschnitte aufweist, wobei den Biegeabschnitten jeweils ein Biegeradius, ein Biegemittelpunkt und ein Winkelbereich zugeordnet ist. Diese Biegeabschnitte erstrecken sich also über einen gewissen Umfangsbereich der Biegeschablone, der festgelegt ist durch den zum Biegeabschnitt gehörigen Biegemittelpunkt und den ebenfalls zugeordneten Winkelbereich. Die Biegeabschnitte sind in ihrem Verlauf entlang des Umfangs der Biegeschablone und in ihrer Kontur dem Bogenabschnitt angepasst, der durch sie erzeugt werden soll. Da sich die einzelnen Biegeabschnitte in ihren Biegeradien und damit auch grundsätzlich in ihren Biegemittelpunkten unterscheiden, sind die Biegemittelpunkte über die Oberfläche der in etwa scheibenförmigen Biegeschablone verteilt.
-
Um die von der Biegeschablone vorgegebene Biegung im Rohr erzeugen zu können, muss sich die Biegeschablone um den Biegemittelpunkt des entsprechenden Biegeabschnitts drehen. Durch die Bewegung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett werden die Biegemittelpunkte der jeweiligen Biegeabschnitte mit dem Drehmittelpunkt bzw. der Drehachse des Schablonenbettes in Deckung gebracht. Zur Erzeugung der Drehung wird eine Vorrichtung, beispielsweise ein Elektromotor, verwendet, der in oder an dem Schablonenbett oder in oder an der Rohrbiegemaschine angebracht ist. Dadurch, dass die Biegeschablone relativ zum Schablonenbett verfahren wird, um den jeweiligen Biegemittelpunkt zu erreichen, kann mit nur einer Vorrichtung zur Erzeugung der Drehbewegung jede einzelne Biegebewegung erzeugt werden.
-
Die Biegeschablone weist mindestens zwei Biegeabschnitte dieser Art auf, die bevorzugt in einer Reihenfolge auf der Biegeschablone angelegt sind, die der Reihenfolge der Bogenabschnitte eines zu erzeugenden Bogens entspricht.
-
Soll ein Bogen mit mehreren Bogenabschnitten erzeugt, wobei die Bogenabschnitt sich voneinander unterscheidende Biegeradien aufweisen, kann dieser Bogen mit einer erfindungsgemäßen Biegeschablone erzeugt werden. Alle notwendigen Biegeabschnitte sind auf einer einzigen Biegeschablone vorhanden, so dass zur Erzeugung der einzelnen Bogenabschnitte kein Wechsel der Schablone vorgenommen werden muss.
-
Da es konstruktionsbedingt notwendig sein kann, innerhalb eines Bogens mehrere Bogenabschnitte zu erzeugen, deren Biegeradius identisch ist, besitzt auch die zugehörige Biegeschablone vorteilhafter Weise mindestens drei Biegeabschnitte, von denen mindestens zwei Biegeabschnitte, die nicht unmittelbar benachbart sind, identische Biegeradien und/oder Winkelbereiche aufweisen.
-
Durch diese Anordnung der Biegeabschnitte entsprechend zu den Bogenabschnitten des zu biegenden Bogens ist es möglich, mit nur kleinen Umpositionierungen der Biegeschablone zwischen den einzelnen Biegeschritten zur Erzeugung eines Bogens zu agieren. Dadurch werden zusätzliche Vorteile hinsichtlich der Taktzeit sowie hinsichtlich Kostenoptimierung kreiert.
-
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Biegeschablone eine Ausnehmung aufweist, in die die Spannbacke beim Einklemmen des Rohres formschlüssig eingreifen kann. Dadurch kann die Spannbacke das Rohr zusammen mit der Biegeschablone vollständig umgreifen und einklemmen, so dass es während des gesamten Biegevorgangs fest und unverschieblich relativ zur Spannbacke und Biegeschablone verbleibt. Dadurch wird auch vermieden, dass während des Biegens Kratzer in der Oberfläche des Rohres erzeugt werden, die später Ursache für Bauteilversagen bei starker Belastung sein können.
-
Um die Erzeugung eines Rohrbogens zu optimieren, ist in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Biegeschablone umfangsseitig eine Nut zur Aufnahme des Rohres besitzt. Diese Nut ist der Außenkontur des Rohres angepasst gestaltet. An den Übergangsstellen zwischen den oben erwähnten Biegeabschnitten ist die Nut entlang des Umfangs der Biegeschablone an den Verlauf der Biegeabschnitte angepasst. Das bedeutet, dass das Rohr sich zu jedem Zeitpunkt des Biegeprozesses an die Innenoberfläche der Nut anschmiegt. Die bereits gebogenen Bogenabschnitte werden dadurch gestützt und die Gefahr von Rissen und Kratzern in der Rohroberfläche wird weiter minimiert.
-
Außerdem wird so dem Entstehen von Falten an der Bogeninnenseite des Rohres vorgebeugt.
-
Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Biegen eines Rohres, wobei das Rohr um eine einzige Biegeschablone gebogen wird, wobei mehrere aufeinander folgende Bogenabschnitte eines Bogens eines Rohres mit voneinander abweichenden Radien erzeugt werden. Jeder der Bogenabschnitte wird nacheinander in einem sequenziell fortlaufenden Biegeprozess erzeugt.
-
Bei der Herstellung eines Bogens eines Rohres oder eines anderen beliebig geformten offenen oder halboffenen oder geschlossenen Profils sollen einzelne Bogenabschnitte des Bogens unterschiedliche Biegeradien besitzen. Die Bogenabschnitte folgen dabei unmittelbar aufeinander.
-
Die Bogenabschnitte werden dabei nicht in einem einzigen Biegevorgang erzeugt. Vielmehr werden die Bogenabschnitte separat während der Herstellung des Gesamtbogens nacheinander erzeugt. Dies ist insbesondere als sequenziell fortlaufender Biegeprozess zu verstehen.
-
Das bedeutet, dass die Bogenabschnitte in einzelnen, zeitlich aufeinander folgenden Biegevorgängen erzeugt werden, wobei aber nur eine einzige Biegeschablone verwendet wird.
-
Eine besondere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren auf einer Vorrichtung mit mindestens einem der zuvor genannten Merkmale durchgeführt wird.
-
Dabei wird insbesondere eine Biegeschablone verwendet, die umfangsseitig Ober mindestens zwei aufeinander folgende Biegeabschnitte verfügt. Die Biegeabschnitte haben jeweils zugeordnete Biegeraden und Biegemittelpunkte und erstrecken sich über einen bestimmten Winkelbereich.
-
Dadurch wird ermöglicht, dass der gesamte Bogen bei seiner Erzeugung in einzelnen Schritten hergestellt wird, wobei bei jedem Einzelschritt ein Bogenabschnitt erzeugt wird, wobei zur Erzeugung des jeweiligen Bogenabschnitts der zugeordnete Biegeabschnitt der Biegeschablone genutzt wird.
-
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung des Verfahrens wird eine Biegeschablone benutzt, die mindestens drei Biegeabschnitte aufweist. Dabei sind zwei mittelbar benachbarten Biegeabschnitten identische Biegeradien und/oder Winkelbereiche zugeordnet.
-
Die beiden Biegeabschnitte befinden sich also nicht in unmittelbarer Nachbarschaft zueinander, sie sind durch einen weiteren Biegeabschnitt mit abweichendem Biegeradius und/oder Winkelbereich getrennt.
-
Das Verfahren ist insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass zur Herstellung eines Bogenabschnitts folgende Schritte ausgeführt werden:
- – Bereitstellen eines Rohres,
- – Einstellen einer Biegeposition der Biegeschablone, wobei der Biegemittelpunkt des zugehörigen Biegeabschnitts der Biegeschablone mit einem Drehmittelpunkt des Schablonenbettes in Deckung gebracht wird,
- – Positionieren der Biegeschablone am Rohr,
- – Einklemmen des Rohres mit der Spannbacke,
- – Biegen des Bogenabschnitts durch eine Rotationsbewegung von Spannbacke, Schablonenbett und Biegeschablone,
- – Lösen der Spannbacke,
- – Rückpositionierung der Biegeschablone.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Rohr oder ein anderes zu biegendes Profil in die Biegemaschine eingelegt. Dabei wird es in ein an der Biegemaschine angebrachtes Spannfutter eingespannt, damit während des Biegevorgangs das nicht gebogene Rohrende fest fixiert ist. Gegebenenfalls sind zu diesem Zweck auch Führungseinrichtungen vorhanden, die das Rohr umfassen oder anderweitig in seiner Position halten.
-
Als nächstes wird die Biegeschablone in ihre Biegeposition gebracht. Das bedeutet, die Biegeschablone wird auf dem Schablonenbett verfahren, bis der Drehmittelpunkt des Schablonenbetts mit dem Biegemittelpunkt des herzustellenden Biegeabschnitts übereinstimmt. Dies gewährleistet, dass bei der Herstellung des Bogens bzw. des Biegeabschnitts die Drehung des Schablonenbettes übereinstimmt mit der Drehung der Biegeschablone. Dies ist ein wichtiger Aspekt, da dadurch gewährleistet wird, dass das Erzeugen des Bogenabschnitts ohne unerwünschte Faltenbildung oder Verkratzen der Rohroberfläche durchgeführt wird.
-
Sodann wird das Schablonenbett relativ zur Biegemaschine verfahren, so dass die Biegeschablone am Rohr anliegt. Die Positionierung erfolgt dermaßen, dass der Biegeabschnitt der Biegeschablone, der als nächstes zur Herstellung eines Bogenabschnitts genutzt werden soll, mit seinem Anfangsbereich dort an dem Rohr anliegt, wo der nächste Bogenabschnitt erzeugt werden soll.
-
Als nächstes wird die Spannbacke an dem Rohr positioniert, so dass dieses zwischen der Spannbacke und der Biegeschablone eingeklemmt wird. Die Spannbacke hat die Aufgabe, das Rohr während der Drehbewegung bei der Bogenerzeugung festzuhalten und eine Relativbewegung zwischen Rohr und Biegeschablone zu verhindern. Während der Rotation von Schablonenbett, Biegeschablone und Spannbacke wird das Rohr gegriffen von der Spannbacke, um die Biegeschablone gezogen und liegt dann an dieser an. Durch diesen Biegeschritt wird der entsprechende Bogenabschnitt an dem Rohr erzeugt.
-
Danach wird die Spannbacke wieder gelöst und die Biegeschablone fährt zurück in ihre Ausgangsposition, wo die Biegeposition für den nächsten Biegeabschnitt eingestellt werden kann.
-
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Spannbacke bei der Herstellung eines jeden einzelnen Bogenabschnitts des Rohres immer an derselben Stelle des Rohres angreift. Es ist also nicht vorgesehen, dass für jeden einzelnen Biegevorgang ein neuer Angriffspunkt entlang des Rohres gewählt wird.
-
Vorteilhafter Weise muss die Position der Spannbacke nach dem Lösen von dem Rohr nicht mehr geändert werden, was sich positiv auf die Taktzeiten auswirkt.
-
Außerdem werden unerwünschte Beschädigungen der Oberflächen, wie Kratzer oder Riefen, minimiert, die eventuell beim Einklemmen des Rohres zwischen Spannbacke und Biegeschablone auftreten können.
-
Eine weitere Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, dass die Positionierung der Biegeschablone vor der Herstellung eines Bogenabschnitts an derselben Stelle des Rohres erfolgt, an der die Biegeschablone nach Beendigung des vorhergehenden Bogenabschnitts positioniert war. Durch diesen Verfahrensaspekt wird gewährleistet, dass die einzelnen Bogenabschnitte des Bogens unmittelbar aufeinander folgen, was hinsichtlich der Belastungsoptimierung der Bogengestaltung unabdingbar ist, denn nur wenn die Bogenabschnitte unmittelbar aufeinander folgen, ist auch eine optimale Ausgestaltung der gebogenen Rohre möglich.
-
Der gegenständliche Teil der Erfindung wird ebenfalls verwirklicht durch eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren, insbesondere zur Verwendung in einer Rohrbiegemaschine, aufweisend eine Biegeschablone, ein Schablonenbett und eine Spannbacke, wobei das Schablonenbett an der Rohrbiegemaschine gekoppelt ist, dabei ist zum Positionieren der Biegeschablone am Rohr und zum Erzeugen einer Biegung das Schablonenbett translatorisch und rotatorisch relativ zu der Rohrbiegemaschine bewegbar. Die Biegeschablone ist relativ beweglich auf dem Schablonenbett gelagert und weist mindestens zwei umfangsseitig voneinander beabstandete Biegeabschnitte mit zugeordneten Winkelbereichen und Biegeradien auf, wobei ein zu biegendes Rohr zwischen der Biegeschablone und der Spannbacke einklemmbar ist.
-
Diese erfindungsgemäße Vorrichtung ist nicht nur zum Biegen von Rohren geeignet, sondern auch zum Biegen von jeder Art von Profilen. Die Profile können dabei beliebige Querschnitte aufweisen, geschlossen sein oder auch halboffen sein. Es kann sich dabei um runde Querschnitte, elliptische Querschnitte, aber auch um mehreckige Querschnitte handeln. Die Profile können auch einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweisen oder auch umfangsseitig nicht vollständig geschlossen sein.
-
Die Rohre werden in die Rohrbiegemaschine vor Beginn des Biegevorgangs eingelegt. Dazu werden sie zweckmäßiger Weise mit einem Spannfutter und Führungseinrichtungen fixiert, so dass beim Biegeprozess eine kontrollierte Bewegung in Längsrichtung des Rohres gewährleistet ist. Zu diesem Zweck verfügt die Rohrbiegemaschine auch über eine Vorschubeinheit, die während des Biegevorgangs das Rohr nachführt.
-
An der Rohrbiegemaschine angebracht ist ein Schablonenbett. Das Schablonenbett dient dazu, die Biegeschablone zu halten und diejenigen Einrichtungen aufzunehmen, die die Bewegung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett ermöglichen. Das Schablonenbett ist so mit der Biegemaschine gekoppelt, dass es sich translatorisch und/oder rotatorisch relativ zu dieser bewegen kann. Durch diese beiden Bewegungsfreiheitsgrade werden zwei Notwendigkeiten des erfindungsgemäßen Biegeverfahrens unterstützt. Bei Rotationszugbiegeverfahren ist es notwendig, dass während des Biegevorgangs die Biegeschablone sich dreht. Diese Drehung wird in der vorliegenden Erfindung durch das Schablonenbett erzeugt, so dass eine rotatorische Beweglichkeit dessen notwendig ist.
-
Zudem wird die Biegeschablone, nachdem sie für die Erzeugung eines Bogenabschnitts vorbereitet worden ist, zum Rohr hin bewegt, bis sie dort zur Anlage kommt. Auch diese Bewegung wird durch das Schablonenbett erzeugt, das zu diesem Zweck translatorisch gegenüber der Biegemaschine beweglich sein muss.
-
Die Biegeschablone ist scheibenförmig und gibt umfangsseitig die Biegeabschnitte der zu erzeugenden Bogenabschnitte der Biegung eines Rohres vor. Die Schablone ist so auf dem Schablonenbett gelagert, dass sie sich relativ zu diesem bewegen kann. Dabei kann es sich um eine Drehbewegung handeln, wodurch sich nur die Ausrichtung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett ändert, ohne jedoch ihre Position in Relation zum Schablonenbett zu verlassen.
-
Ebenso ist eine translatorische Bewegung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett möglich. Diese geschieht derart, dass sich die Biegeschablone in einer Ebene bewegt, die parallel zur Oberfläche des Schablonenbettes liegt.
-
Der herzustellende Bogen des Rohres ist dadurch charakterisiert, dass es innerhalb des Bogens einzelne Bogenabschnitte gibt, die unterschiedliche Biegeradien aufweisen. Diese einzelnen Bogenabschnitte sind durch die beiden umfangsseitig voneinander beabstandeten Biegeabschnitte auf der Biegeschablone abgebildet. Die Biegeabschnitte sind charakterisiert durch einen jeweiligen Biegeradius und den Winkelbereich, den sie in Umfangsrichtung der Biegeschablone überdecken.
-
Die Abschnitte des Umfangs, die zwischen den beabstandeten Biegeabschnitten liegen, können gerade sein, aber auch einen Bogen darstellen. Die genaue Ausgestaltung hängt von den vorgesehenen Biegeabschnitten und dem vorgesehenen Biegeprozess ab.
-
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Biegeabschnitte der Biegeschablone einen gemeinsamen Biegemittelpunkt besitzen. Das bedeutet, dass zur Erzeugung der einzelnen Bogenabschnitte des Gesamtbogens keine Verlagerung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett notwendig ist, da der Drehpunkt der Schablone während des Biegevorgangs für alle Biegeabschnitte identisch bleibt. Der für die Erzeugung eines einzelnen Bogenabschnitts notwendige Biegeabschnitt kann daher durch einfache Rotation der Biegeschablone um den Biegemittelpunkt eingestellt werden.
-
Die Vorrichtung verfügt außerdem über eine Spannbacke, die den Zweck hat, das zu biegende Rohr an der Biegeschablone zu fixieren, um einen kontrollierten Biegevorgang zu gewährleisten. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung weist die Spannbacke wenigstens zwei bewegliche Segmente auf. Durch diese beweglichen Segmente ist es möglich, mit der Spannbacke an beliebigen Stellen des bereits gebogenen Rohres anzugreifen, ohne für jeden einzelnen Biegeprozess eine separate Spannbacke zur Verfügung stellen zu müssen.
-
Damit die Spannbacke das Rohr unverrückbar zwischen sich und der Biegeschablone einklemmen kann, weist in einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Vorrichtung ein jedes Segment der Spannbacken an ihrer der Biegeschablone zugewandten Seite eine Aussparung auf, mit welcher das Rohr umfasst wird, um das Rohr zwischen Spannbacke und Biegeschablone einzuklemmen. Die Aussparung kann jeweils auf die Form und Größe des Rohres oder auch des Profils angepasst werden, so dass bei einem Wechsel des Rohr- oder Profilquerschnitts nur die einzelnen Segmente ausgetauscht werden müssen, während das Gesamtgehäuse der Spannbacke an Ort und Stelle verbleiben kann.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die einzelnen Segmente aneinander liegend in einem Gehäuse derart angeordnet sind, dass die Aussparungen gemeinsam einen Aufnahmebereich für das zu biegende Rohr bilden. Die Aussparungen bilden hier gleichsam einen gemeinsamen, annähernd konkaven Hohlraum, der die äußere Form des Rohres abbildet. Der Aufnahmebereich umfasst das Rohr vollständig, so dass das Rohr vollflächig an der Oberfläche des Aufnahmebereichs anliegt. Dadurch wird bewirkt, dass zwischen Rohr, Biegeschablone und Spannbacke eine exakte Passung vorliegt, so dass das Rohr während des Biegevorgangs keine Relativbewegung zur Biegeschablone und Spannbacke ausführen kann.
-
In einer weiteren besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die einzelnen Segmente der Spannbacke parallel zueinander in Richtung der Biegeschablone bewegbar. Besonders bevorzugt sind die Segmente in dem Gehäuse der Spannbacke federnd gelagert. Durch diese Ausgestaltung der Erfindung kann die Spannbacke an nahezu jeder Stelle des bereits gebogenen Rohres oder des gerade herzustellenden Rohrbogens angreifen, da durch die federnde Lagerung der Segmente der jeweilige Bogenverlauf des Rohres nachbildbar ist. Der Aufnahmebereich der Spannbacke wird somit dem Verlauf des Rohres angepasst, um eine genaue Passung zwischen Spannbacke und Rohr herzustellen.
-
Dabei kann durch die Anzahl der einzelnen Segmente auch der Krümmung des Rohres Rechnung getragen werden. Sind beispielsweise starke Krümmungen vorgesehen, so ist es sinnvoll, eine größere Anzahl von Segmenten in Längsrichtung des Rohres für die Spannbacke vorzusehen, da so ein starker Gradient des Bogens besser abgebildet werden kann. Bei geringeren Krümmungsradien kann der Bogenverlauf auch mit einer geringeren Anzahl von Segmenten nachgebildet werden.
-
Die Spannbacke kann durch eine solche segmentierte Ausgestaltung an einer beliebigen Stelle des Rohres angreifen. Dadurch wird die Gesamtkonstruktion stark vereinfacht. Die Spannbacke kann dadurch bei der Erzeugung eines jeden einzelnen Bogenabschnitts eingesetzt werden. Wie im Weiteren noch erläutert, greift die Spannbacke nämlich nicht bei der Erzeugung der einzelnen Bogenabschnitte immer an derselben Stelle des Rohres an, sondern ergreift das Rohr im Verlauf des Biegeverfahrens an unterschiedlichen, teilweise bereits gebogenen Abschnitten des Rohres. Durch die Segmentierung kann darauf verzichtet werden, in unterschiedlichen Phasen des Biegevorgangs jeweils separate Spannbacken einsetzen zu müssen.
-
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist eine Innenoberfläche der Spannbacke eine Oberflächenbeschaffenheit oder eine Oberflächenbeschichtung auf, durch die ein Gleiten des Rohres relativ zu der Spannbacke während des Biegevorgangs verhindert wird. Durch eine entsprechende Eigenschaft der Oberfläche des Aufnahmebereichs der Spannbacke wird zusätzlich dafür gesorgt, dass die Oberfläche des Rohres während des Biegevorgangs nicht durch Reibung zwischen Rohr und Spannbacke und/oder Biegeschablone beschädigt wird.
-
Bevorzugt sind benachbart zu den Biegeabschnitten der Biegeschablone in Drehrichtung Aufnahmebereiche angeordnet, deren Kontur dem Biegungsverlauf der dort anliegenden Rohrabschnitte entspricht. Die vorliegende Erfindung sieht vor, dass Rohrbögen, bestehend aus unterschiedlichen Bogenabschnitten, mit jeweils zugeordneten Bogenradien erzeugt werden. Diese Bogenabschnitte werden dabei durch die zugeordneten Biegeabschnitte der Biegeschablone erzeugt. Das Rohr wird vor Beginn des Biegevorgangs zwischen Spannbacke und Biegeschablone eingeklemmt und dann der jeweilige zu erzeugende Bogenabschnitt am zugeordneten Biegeabschnitt einer Schablone erzeugt. Damit die Klemmung zwischen Spannbacke und Biegeschablone so erfolgt, dass keine Relativbewegung zwischen den Klemmelementen und dem Rohr zustande kommt, ist es notwendig, dass Spannbacke und Biegeschablone vollflächig an dem Rohr anliegen. Wie bereits beschrieben, wird bei der Spannbacke dies bevorzugt durch eine Segmentierung erreicht.
-
Durch die Segmentierung der Spannbacke in Längsrichtung des Rohres kann der Verlauf des Rohres flexibel nachgebildet werden. Die Innenkontur der Spannbacke passt sich in Längsrichtung des Rohres an den jeweils vorliegenden Bogenverlauf an. Somit kommt eine vollflächige Passung zwischen dem Rohr und der Spannbacke zustande.
-
In entsprechender Weise besitzt nun die Biegeschablone ebenfalls Aufnahmebereiche, die benachbart zu den Biegeabschnitten der Biegeschablone in Drehrichtung angeordnet sind. In diesen Aufnahmebereichen liegt das zu biegende Rohr an und damit diese Anlage vollflächig geschieht, besitzen diese Aufnahmebereiche in Umfangsrichtung eine Kontur, die dem Biegungsverlauf des dort anliegenden Rohrabschnitts entspricht.
-
Da die einzelnen Bogenabschnitte unmittelbar aufeinander folgend in dem Rohr erzeugt werden, liegen in den den Biegeabschnitten zugeordneten Aufnahmebereichen gewöhnlich die Rohrabschnitte an, die unmittelbar zuvor erzeugt worden sind. Das bedeutet, dass diese Aufnahmebereiche gewissermaßen in ihrer Kontur aus den Biegeabschnitten zusammengesetzt sind, an denen der bislang vorliegende Bogenverlauf erzeugt worden ist.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Biegeschablone rotatorisch und/oder translatorisch auf dem Schablonenbett gelagert ist. Durch diese Freiheitsgrade der Bewegung wird erreicht, dass die Biegeschablone derart relativ zu dem Schablonenbett bewegbar ist, dass die Biegeschablone in eine Biegeposition gebracht werden kann. Die Rotation bzw. Translation findet dabei bevorzugt in einer Ebene statt, die parallel zur Grundebene des Schablonenbetts liegt und senkrecht auf dessen Drehachse steht.
-
Durch diese Bewegungsmöglichkeiten wird die Biegeschablone relativ zum Rohr ausgerichtet. Das bedeutete zum einen, dass beispielsweise durch die Drehung der für die Erzeugung des nächsten Bogenabschnitts notwendige Biegeabschnitt in Richtung des Rohres ausgerichtet wird. Durch die translatorische Bewegung ist es möglich, den Drehmittelpunkt der Biegeschablone zu verändern, da dieser durch das Schablonenbett vorgegeben ist.
-
Der verfahrenstechnische Teil der Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Biegen eines Rohres, wobei eine Vorrichtung, wie vorhergehend beschrieben, benutzt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bogenabschnitte nacheinander in einem sequentiell fortlaufenden Biegeprozess erzeugt werden.
-
Als sequentiell fortlaufender Biegeprozess ist ein Prozess zu verstehen, bei dem die einzelnen Bogenabschnitte des Bogens nicht in einem einzigen, fließenden Biegevorgang erzeugt werden. Vielmehr werden die einzelnen Bogenabschnitte separat während der Herstellung des Gesamtbogens nacheinander erzeugt.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren sieht insbesondere vor, dass zur Herstellung eines Bogenabschnitts folgende Schritte ausgeführt werden:
- – Bereitstellen des zu biegenden Rohres,
- – Einstellen der Biegeposition der Biegeschablone durch Rotieren der Biegeschablone,
- – Positionieren der Biegeschablone am Rohr,
- – Einklemmen des Rohres mit der Spannbacke,
- – Biegen des Bogenabschnittes durch eine Rotationsbewegung von Spannbacke, Schablonenbett und Biegeschablone,
- – Lösen der Spannbacke,
- – Rückpositionierung der Biegeschablone.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Rohr oder ein anderes zu biegendes Profil in die Biegemaschine eingelegt. Es kann sich im Sinne der Erfindung auch um ein beliebig geformtes geschlossenes oder offenes Hohlprofil handeln. Das Rohr wird in ein an der Biegemaschine angebrachtes Spannfutter eingespannt, damit während des Biegevorgangs das noch nicht gebogene Rohrende fest fixiert ist und keine Ausweichbewegung während des Biegevorgangs ausführen kann. Gegebenenfalls sind zu diesem Zweck auch weitere Führungseinrichtungen zwischen Spannfutter und Biegevorrichtung vorhanden, die das Rohr umfassen oder anderweitig in seiner Position halten.
-
Als nächstes wird die Biegeschablone in ihre Biegeposition gebracht. Dies wird dadurch erreicht, dass die Biegeschablone so lange um einen Drehpunkt relativ zum Schablonenbett rotiert wird, bis der Biegeabschnitt auf das Rohr ausgerichtet ist, mittels dessen der nächste Bogenabschnitt erzeugt werden soll. Die Rotation findet dabei insbesondere um die Drehachse statt, um die die Biegevorrichtung auch später beim Erzeugen des Bogenabschnitts rotiert.
-
Dieser Drehpunkt ist gleichzeitig der Biegemittelpunkt für alle auf der Biegeschablone befindlichen Biegeabschnitte. Es ist also in diesem Verfahren und durch die dabei benutzte Biegeschablone möglich, die Positionierung der Biegeschablone durch einfache Drehung für den nächstfolgenden Biegevorgang einzustellen.
-
Gleichzeitig kann es aber auch vorgesehen sein, dass sich die Biegeschablone auch translatorisch relativ zu dem Schablonenbett bewegen kann, beispielsweise um vor Beginn des ersten Biegevorgangs einer neuen Charge von Rohren die Positionierung der Biegeschablone relativ zum Schablonenbett neu einzustellen.
-
Daraufhin wird das Schablonenbett relativ zur Biegemaschine verfahren, so dass die Biegeschablone am Rohr anliegt. Die Positionierung erfolgt dermaßen, dass der Biegeabschnitt der Biegeschablone, der nächstfolgend zur Herstellung eines Bogenabschnitts genutzt werden soll, mit seinem Anfangsbereich dort an dem Rohr anliegt, wo der nächste Bogenabschnitt erzeugt werden soll.
-
Als nächstes wird die Spannbacke an dem Rohr positioniert, so dass dieses zwischen der Spannbacke und der Biegeschablone eingeklemmt wird. Die Spannbacke hat die Aufgabe, das Rohr während der Erzeugung der einzelnen Bogenabschnitte festzuhalten und eine Relativbewegung zwischen Rohr und Biegeschablone zu unterbinden. Während der Drehung bei der Erzeugung der Bogenabschnitte von Schablonenbett, Biegeschablone und Spannbacke wird das Rohr von letzterer gewissermaßen gegriffen und um die Biegeschablone gezogen.
-
Dazu ist es notwendig, dass auch die Spannbacke vollflächig an dem Rohr anliegt, so dass auch hier keine Relativbewegung zwischen Rohr und Spannbacke möglich ist, was zu unerwünschten Rissen oder auch Kerben oder Kratzern führen könnte.
-
Durch die Rotationsbewegung von Spannbacke, Schablonenbett und Biegeschablone, bei der das Rohr um die Biegeschablone gezogen wird, wird an dem Rohr ein Bogenabschnitt erzeugt.
-
Danach wird die Spannbacke wieder gelöst und die Biegeschablone fährt zurück in eine Ausgangsposition, wo durch erneutes Rotieren der Biegeschablone die Biegeposition für den nachfolgenden Biegeabschnitt eingestellt wird.
-
Die Erfindung ist im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Stabilisator;
-
2 einen Bogen eines Stabilisators;
-
3 eine erfindungsgemäße Biegeschablone;
-
4 eine Biegevorrichtung;
-
5a bis h das Verfahren zum Herstellen eines Bogens mit nicht konstantem Biegeradius;
-
6 eine erfindungsgemäße Biegeschablone in der Draufsicht,
-
7 eine erfindungsgemäße Biegeschablone in einer perspektivischen Ansicht,
-
8 eine Biegevorrichtung,
-
9 eine Spannbacke,
-
10 das Gehäuse der Spannbacke,
-
11 ein einzelnes Spannbackensegment und
-
12a–c das Verfahren zum Herstellen eines Bogens mit nicht konstantem Biegeradius.
-
Im Fahrwerk werden eine Vielzahl unterschiedlich geformter Rohre oder Profile verwendet. Entsprechende Bauteile können Längs- oder Quertraversen sein oder auch Stabilisatoren.
-
In einfachster Ausführung haben die Stabilisatoren die Gestalt eines flachen U, wie in 1 gezeigt. Dieser Stabilisator 1 besitzt zwei Bögen 2, die jeweils einen Gesamtbiegewinkel von 90° aufweisen.
-
Je nach Bauraum und Funktionalität kann der Stabilisator auch mehrere Bögen 2 besitzen und allgemein nahezu beliebig komplex gestaltet sein.
-
Erfindungsgemäß sollen die Bögen 2 aber der Belastungsoptimierung wegen nicht nur einen einzigen Biegeradius aufweisen, sondern innerhalb eines Bogens sollen verschiedene Bogenabschnitte vorliegen, die jeweils eigene Radien und Biegemittelpunkte besitzen.
-
Dies wird in 2 verdeutlicht. Der Bogen 2 besitzt hier drei Bogenabschnitte 3, 4, 5 mit jeweils zugeordneten Biegemittelpunkten (M1, M2, M3), Biegeradien (R1, R2, R3) und Winkelbereichen (α1, α2, α3).
-
Diese Einteilung ist selbstverständlich rein exemplarisch und entsprechend den jeweiligen Erfordernissen anzupassen. Zur Bestimmung der Bogenparameter werden in einer Simulation die auftretenden Materialspannungen innerhalb eines Bogens 2 berechnet. Die Bogenparameter (Biegemittelpunkte, Biegeradien und Biegewinkel) werden dann so gewählt, dass die Materialbelastung optimiert ist. Das bedeutet, dass die Belastung gleichmäßig über einen Bogen verteilt ist und insbesondere keine Spannungsspitzen auftreten, die zu einer Einschränkung der Lebensdauer des Bauteils führen.
-
Eine Biegeschablone 6, die zur Erzeugung eines Bogens 2 verwendet wird, ist in 3 dargestellt. Die äußere Kontur der Biegeschablone 6 weist drei Biegeabschnitte 7, 8, 9 auf, die den jeweiligen Bogenabschnitten 3, 4, 5 des Bogens 2 zugeordnet sind. Des Weiteren ist eine Ausnehmung 10 vorgesehen, die als Aufnahme für eine Spannbacke gedacht ist. Die Kontur der Biegeschablone 6 in den Biegeabschnitten 7, 8, 9 entspricht der äußeren Kontur der zu biegenden Rohre oder Profile.
-
Bei Verwendung von Rohren mit nicht kreisrundem Querschnitt oder anders gearteten Hohlprofilen wäre die Kontur der Biegeschablone 6 der äußeren Kontur der Profile anzupassen.
-
Eine Gesamtdarstellung einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung 11 zum Biegen von Rohren zeigt die 4. Die Biegeschablone 6 ist in der Vorrichtung mittig zu erkennen. Unterhalb davon ist das Schablonenbett 12 angebracht. Das Schablonenbett 12 weist in dieser Ausführungsform einen Rotationsteller 13 auf.
-
Der Rotationsteller 13 stellt die Anbindung der Biegevorrichtung 11 an eine nicht näher dargestellte Rohrbiegemaschine dar. Der Rotationsteller 13 kann an seiner der Biegevorrichtung 11 abgewandten Seite beliebig gestaltet werden, so dass die Biegevorrichtung 11 mit nahezu jeder beliebigen Rohrbiegemaschine verbunden werden kann. Zu diesem Zweck werden Befestigungsbohrungen oder Befestigungsbolzen an der der Biegevorrichtung 11 abgewandten Seite des Rotationstellers 13 ausgeformt.
-
Der Rotationsteller 13 hat zusätzlich die Aufgabe, die von der Rohrbiegemaschine erzeugte Drehbewegung auf eine erste Positioniervorrichtung 14 und eine zweite Positioniervorrichtung 16 zu übertragen.
-
Durch die beiden Positioniervorrichtungen 14 und 16 wird die Biegeschablone 6 relativ zum gesamten Schablonenbett 12 verfahren. Dazu stehen in der dargestellten Ausführungsform zwei Linearaktuatoren 15, 17 zur Verfügung. Die beiden Positioniervorrichtungen 14, 16 bilden gemeinsam eine Bewegungseinheit. Die Bewegungsrichtungen der Linearaktuatoren 15, 17 stehen dabei senkrecht aufeinander. Um eine präzise Bewegung beim Verschieben der Biegeschablone 6 zu erreichen, sind Führungsschienen 18 vorgesehen, von denen jeweils zwei für jede Positioniervorrichtung 14, 16 parallel zur jeweiligen Bewegungsrichtung angeordnet sind.
-
Vor dem Durchführen eines Biegevorgangs für einen der Biegeabschnitte 7, 8, 9 kann also mit Hilfe der Positioniervorrichtungen 14, 16 die Biegeschablone 6 so bewegt werden, dass der dem zu biegenden Biegeabschnitt 7, 8, 9 zugeordnete Biegemittelpunkt M1, M2, M3 der Biegeschablone 6 mit der Drehachse des Schablonenbettes 12 zusammenfällt. Dies wird in den 5a bis h genauer erläutert.
-
Die Führungsschienen 18 haben darüber hinaus den Vorteil, dass die Drehbewegung des Rotationstellers 13 ohne Spiel auf die Biegeschablone 6 übertragen wird. Sie verbinden die erste Positioniervorrichtung 14 und die zweite Positioniervorrichtung 16 drehfest miteinander.
-
Oberhalb der Biegeschablone 6 ist eine Abstützung 20 angebracht, die zur Aufnahme der Kräfte, die während des Biegeprozesses entstehen, dient. Sie verfügt über Führungsschienen 19, die jeweils parallel zu den Führungsschienen 18 angeordnet sind. Gewissermaßen ist die Abstützung 20 eine spiegelbildliche Kopie der aus den beiden Positioniervorrichtungen 14, 16 bestehenden Bewegungseinheit. Die Abstützung 20 wird allerdings nicht durch Motoren angesteuert, sondern bewegt sich frei mit. Die Abstützung 20 wird beispielsweise wieder an die Rohrbiegemaschine gekoppelt, um sich an dieser abzustützen.
-
Ein erfindungsgemäßer Biegeprozess ist in den 5a bis h schematisch verdeutlich. Die Figuren zeigen eine erfindungsgemäße Biegevorrichtung in der Draufsicht, wobei die Abstützung ebenso wie das Schablonenbett hier nicht näher dargestellt sind. Die Biegemaschine 28 ist nur schematisch dargestellt.
-
Ein Rohr 21 wird in die Rohrbiegemaschine eingelegt und in die in 5a dargestellte Position gebracht. Die Spannbacke 27 ergreift das Rohr 21 noch nicht, sondern befindet sich in einigem Abstand von diesem. Ebenso ist die Biegeschablone 22 beabstandet zum Rohr 21. Die Biegeschablone 22 besitzt wieder drei Biegeabschnitte 23, 24, 25, denen jeweils ein Biegemittelpunkt B1, B2, B3 zugeordnet ist.
-
Außerdem weist die Biegeschablone 22 eine Ausnehmung 26 auf, die komplementär zur Spannbacke 27 gestaltet ist und diese aufnehmen soll.
-
Außerdem dargestellt ist der Drehmittelpunkt D des nicht näher dargestellten Schablonenbettes 12.
-
Hergestellt werden soll nun ein Bogen in dem Rohr 21, der aus drei einzelnen Bogenabschnitten 3, 4, 5 besteht. Jeder dieser Bogenabschnitte 3, 4, 5 entspricht einem Biegeabschnitt 23, 24, 25. Diese Bogenabschnitte 3, 4, 5 werden in einzelnen, aufeinander folgenden Schritten nacheinander hergestellt.
-
Zum Erzeugen des ersten Bogenabschnittes 3 dient der erste Biegeabschnitt 23. Die Biegeschablone 22 wird durch die ebenfalls nicht näher dargestellten Positioniervorrichtungen so verfahren, dass der Biegemittelpunkt B1 mit dem Drehmittelpunkt D des Schablonenbettes in Deckung kommt. Das Verfahren der Biegeschablone 22 geschieht entlang der beiden Achsen der Positioniervorrichtungen durch eine Positionierbewegung P1 in X-Richtung in eine Positionierbewegung P2 in Y-Richtung. Durch die Überlagerung dieser beiden linearen Positionierbewegungen P1, P2 kann grundsätzlich in der zur Verfügung stehenden Bewegungsreichweite der Linearaktuatoren jeder beliebige Punkt der Biegeschablone 22 mit dem Drehmittelpunkt D des Schablonenbettes in Übereinstimmung gebracht werden.
-
Sobald der Biegemittelpunkt B1 des ersten Biegeabschnittes 23 mit dem Drehmittelpunkt D des Schablonenbettes übereinstimmt (5b), wird die gesamte Biegevorrichtung relativ zur übrigen Rohrbiegemaschine 28 in Richtung des Rohres verfahren (Positionierbewegung P3). Die Positionierbewegung P3 endet, sobald die Biegeschablone mit dem Rohr in Kontakt steht.
-
Das Rohr 21 und die Biegeschablone berühren sich in dem Punkt 23a, an dem der erste Biegeabschnitt 23 beginnt (5c).
-
Um diesen Kontaktpunkt exakt zu erreichen, kann es auch vorgesehen sein, dass die gesamte Biegevorrichtung 11 relativ zur Rohrbiegemaschine 28 gedreht wird. Es kann auch vorgesehen sein, dass nur die Biegeschablone 22 relativ zum Schablonenbett 12 gedreht wird. Beispielsweise kann dies bei einer Kalibrierung der Anlage vor einer ersten Prozessserie notwendig sein, um die korrekte Positionierung der Biegevorrichtung gegenüber dem zu biegenden Rohr herzustellen.
-
Als nächstes wird die Spannbacke 27 in einer Positionierbewegung P4 an die Biegeschablone 22 herangefahren. Dadurch wird das Rohr 21 zwischen Spannbacke 27 und Biegeschablone 22 eingeklemmt oder gespannt. Die Ausnehmung 26 ist dabei derart gestaltet, dass sie komplementär zur Spannbacke 27 zusammen mit dieser das Rohr 21 über dessen gesamten Umfang umfasst.
-
Das Rohr 21 ist nun fest zwischen Spannbacke 27 und Biegeschablone 22 eingespannt und zur Erzeugung des ersten Bogenabschnittes bereit. Dazu wird die gesamte Biegevorrichtung über den Rotationsteller 13 in Rotation versetzt (Rotationsbewegung S1).
-
Dabei dreht sich die Biegevorrichtung um den Drehmittelpunkt D des Schablonenbetts, wobei gleichzeitig das Rohr 21 ergriffen durch Spannbacke 27 um die Biegeschablone gezogen wird (5d). Sobald der erste Bogenabschnitt 3 erzeugt worden ist, stoppt die Rotationsbewegung S1 wieder.
-
Die Spannbacke 27 löst sich, wie in 5e dargestellt, in einer Positionierbewegung P5 wieder von dem Rohr 21 und gibt dieses somit frei. Gleichzeitig oder unmittelbar danach wird die Biegeschablone 22 in einer Positionsbewegung P6 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgefahren.
-
In einem weiteren Schritt wird nun die Herstellung des zweiten Bogenabschnitts 4 vorbereitet.
-
Der zweite Bogenabschnitt 4 wird erzeugt durch den zweiten Biegeabschnitt 24 auf der Biegeschablone 22. Diesem zugeordnet ist der Biegemittelpunkt B2, um den sich die Biegeschablone 22 beim Erzeugen des zweiten Bogenabschnitts 24 drehen muss.
-
Die Biegeschablone 22 wird durch die erste Positioniervorrichtung 14 und die zweite Positioniervorrichtung 16 wieder in den Positionierbewegungen P1, P2 in X- und Y-Richtung so verfahren, dass nunmehr der zweite Biegemittelpunkt B2 in Deckung mit dem Drehmittelpunkt D des Schablonenbettes gelangt. Das hat zur Folge, dass die gesamte Schablone nun bei Erzeugung einer Rotation durch die Biegevorrichtung um den Punkt B2 dreht.
-
Sobald die Positionierung der Biegeschablone 22 abgeschlossen ist, wird die gesamte Vorrichtung wieder relativ zur Biegemaschine 28 in einer Positionierbewegung P3 auf das Rohr zu verfahren. Wie bereits beim ersten Biegeschritt stoppt diese Bewegung, sobald die Biegeschablone 22 mit dem Rohr 21 in Anlage kommt.
-
Die Biegeschablone 22 berührt das Rohr 21 dabei an genau dem Punkt, an dem die Schablone 22 das Rohr 21 vor der Positionierbewegung P6 berührt hat.
-
Daraufhin wird die Spannbacke 27 in einer Positionierbewegung P4 wiederum in Anlage mit dem Rohr 21 gebracht, so dass das Rohr 21 wieder fest zwischen der Spannbacke 27 und der Biegeschablone 22 eingespannt ist. Dabei wird das Rohr 21 von der Spannbacke 27 an derselben Stelle wie vorher beim Erzeugen des ersten Bogenabschnitts 3 umgriffen. Diese Situation ist in 5g dargestellt.
-
5h zeigt dann die Herstellung des zweiten Bogenabschnitts 4, wobei das Rohr 21 um den zweiten Biegeabschnitt 24 gebogen wird. Dazu wird wieder die gesamte Biegevorrichtung in Rotation versetzt (Rotationsbewegung S2). Diese wird dadurch erzeugt, dass die gesamte Biegevorrichtung über das Schablonenbett 12 um den Drehmittelpunkt D gedreht wird.
-
Da der Biegemittelpunkt B2 und der Drehmittelpunkt D in Deckung sind, wird die Biegeschablone 22 dabei um den Biegemittelpunkt B2 gedreht. Gleichzeitig wird das Rohr mittels der Spannbacke 27 um die Biegeschablone 22 gezogen.
-
Im Ergebnis besitzt das Rohr nun einen Bogen bestehend aus zwei Bogenabschnitten 3, 4.
-
In der Folge werden die Schritte, die zur Erzeugung des ersten Bogenabschnitts 3 und des zweiten Bogenabschnitts 4 soeben beschrieben wurden, für den dritten Bogenabschnitt 5 wiederholt. Das bedeutet, dass die Schablone 22 durch eine Positionierungsbewegung P6 wieder in ihre ursprüngliche Lage zurückgeführt wird, danach wird die Biegeschablone 22 so verfahren, dass der Drehmittelpunkt D der Biegevorrichtung in Deckung mit dem Biegemittelpunkt B3 des dritten Biegeabschnitts 25 gelangt.
-
Danach wird die Biegeschablone 22 wieder an dem Rohr 21 positioniert und durch einen weiteren Biegevorgang der dritte Biegeabschnitt 5 erzeugt. Dieser dritte Biegevorgang ist in den Figuren nicht mehr im Einzelnen dargestellt.
-
Am Ende dieses Verfahrens ist nun in dem Rohr 21 ein Bogen 2 entstanden, der aus drei Bogenabschnitten 3, 4, 5 besteht, wie in 2 dargestellt. Die Biegeschablone bzw. die gesamte Biegevorrichtung wird wieder relativ zur Biegemaschine 28 von dem Rohr 21 entfernt und auch die Spannbacke 27 wird unmittelbar zuvor oder gleichzeitig mit der Wegpositionierung der Biegeschablone 22 vom Rohr weggefahren.
-
Das Rohr 21 kann nun der Biegemaschine entnommen werden und weiteren Behandlungs- oder Verfahrensschritten zugeführt werden.
-
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung wird nachfolgend beschrieben.
-
Die 6 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegeschablone 101 zur Erzeugung eines Bogens 2 in einem Rohr oder Profil. Der zu erstellende Bogen 2 besteht aus drei Bogenabschnitten 3, 4, 5 mit unterschiedlichen Biegeradien sowie unterschiedlichen Bogenlängen. Die einzelnen Bogenabschnitte werden abgebildet durch die drei Biegeabschnitte 102, 103, 104.
-
Die Biegeschablone 101 ist derart gestaltet, dass die Biegemittelpunkte der Biegeabschnitte 102, 103, 104 zusammenfallen und identisch sind mit der Drehachse 109 des Schablonenbettes 112.
-
Die Biegeschablone ist grundsätzlich relativ zur übrigen Biegevorrichtung um die Drehachse 109 rotierbar gelagert. Dadurch ist es möglich, den Biegeabschnitt 102, 103, 104, der zur Erzeugung des jeweils nächsten Bogenabschnitts 3, 4, 5, zum Einsatz kommt, zum Rohr hin auszurichten.
-
Zur Erzeugung eines Bogenabschnitts wird das Rohr mit Hilfe einer in 6 nicht näher dargestellten Spannbacke 118 gegen die Biegeschablone 101 gepresst. Die gesamte Schablone 101 rotiert sodann, während die Spannbacke 118 das Rohr um den zum Einsatz kommenden Biegeabschnitt zieht. Dazu ist es vonnöten, dass das Rohr zwischen Spannbacke 118 und Biegeschablone 101 so eingeklemmt ist, dass keine Relativbewegung mehr zwischen Rohr auf der einen Seite und Spannbacke 118 bzw. Biegeschablone 101 auf der anderen Seite möglich ist. Ansonsten kann es zu Kratzern oder auch Rissen in der Oberfläche des Rohres kommen, die wiederum die Ursache für Bauteilversagen sein können.
-
Die Biegeschablone 101 besitzt daher benachbart zum ersten Biegeabschnitt 102 eine Aufnahme 108 für die Spannbacke 118. Die Spannbacke 118 greift in diese Aufnahme ein und ist so in der Lage, das Rohr vollständig zu umfassen und gegen die Biegeschablone 101 zu pressen. Da bei der Erzeugung des ersten Bogenabschnitts des Bogens das Rohr grundsätzlich noch gerade ist oder zumindest in unmittelbarer Nachbarschaft des zu erzeugenden Bogens noch gerade ist, ist es nicht notwendig, der Aufnahme 108 eine besondere Gestaltungsform zuzuweisen.
-
Erst bei den nachgelagerten Biegeschritten für den zweiten und dritten Biegeabschnitt 103, 104 muss die Biegeschablone 101 den dann bereits vorliegenden, gebogenen Bogenabschnitten in ihrer Ausgestaltung Rechnung tragen.
-
So ist beispielsweise dem Biegeabschnitt 103 ein Aufnahmebereich 105 beigeordnet, der in seinem Verlauf dem des ersten Bogenabschnitts 3 entspricht. Dies hat zur Folge, dass beim Erzeugen des zweiten Bogenabschnitts am Biegeabschnitt 103 der erste Bogenabschnitt 3 vollflächig im Aufnahmebereich 105 an der Biegeschablone anliegt und somit ebenso vollflächig zwischen Spannbacke 118 und Biegeschablone 101 eingeklemmt werden kann.
-
Dem dritten Biegeabschnitt 104 sind aneinander liegend zwei Aufnahmebereiche 106, 107 beigeordnet. Diese entsprechen in ihrer Kontur dem ersten Biegeabschnitt 102 (Aufnahmebereich 106) und dem zweiten Biegeabschnitt 103 (Aufnahmebereich 107).
-
Eine dreidimensionale Darstellung der Biegeschablone 101 ist in 7 zu sehen, wobei identische Bestandteile der Biegeschablone 101 mit den entsprechenden Bezugszeichen der 6 beschriftet sind. In der Mitte der Biegeschablone 101 ist außerdem eine Ausnehmung 110 zu erkennen, in die die Kraftübertragungswelle des Drehmotors eingreifen kann, der zur Erzeugung der Drehung der Biegeschablone 1010 beim Biegen zuständig ist.
-
Eine solche Biegeschablone 101 ist Bestandteil einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung 111 (8). Neben der Biegeschablone 101 besitzt die Biegevorrichtung 111 ein Schablonenbett 112. Das Schablonenbett 112 wiederum ist unterteilt in mehrere Bestandteile. Dazu gehören der Rotationsteller 113, der Rundtisch 114 sowie der Lagerteller 115.
-
Der Rotationsteller 113 ist das Verbindungsglied zwischen der nicht näher dargestellten Biegemaschine und der Biegevorrichtung 111. Die Auflagefläche des Rotationstellers 113, die mit dem Rundtisch 114 in Kontakt kommt, ist so konzipiert, dass der Rundtisch 114 mit dem Rotationsteller 113 formschlüssig verbunden ist. Das bedeutet, der Rotationsteller 113 besitzt Nuten und Verschraubungslöcher, in die die entsprechenden Gegenstücke des Rundtisches 114 eingreifen. Der Rotationsteller 113 kann so gestaltet werden, dass die Biegevorrichtung 111 mit nahezu jeder beliebigen Rohrbiegemaschine verbunden werden kann. Entsprechende Befestigungsbohrungen oder Befestigungsbolzen können beliebig an der der Biegevorrichtung 111 abgewandten Seite des Rotationstellers 113 gestaltet werden.
-
Der Rotationsteller 113 wird durch einen an oder in der Biegemaschine vorgesehenen Motor in Rotation versetzt und überträgt diese Bewegung auf die anderen Komponenten der Biegevorrichtung 111. Damit diese Bewegungsübertragung direkt und ohne Reibungsverluste durchgeführt werden kann, sind die oben genannten formschlüssigen Verbindungen zwischen Rundtisch 114 und Rotationsteller 113 vorgesehen. Der Rundtisch 114 besitzt eine Antriebseinheit 116, bei der es sich beispielsweise um einen Elektromotor handeln kann, und deren Funktion es ist, den Lagerteller 115 und mit diesem die Biegeschablone 101 zu bewegen. Diese Bewegung ist bevorzugt eine Drehbewegung und dient dem Zweck, die Biegeschablone 101 zum Erzeugen eines der Bogenabschnitte des Rohres in Position zu bringen. Die Antriebseinheit 116 erzeugt dazu entweder eine direkte Drehung oder aber eine Linearbewegung wird durch ein Zwischenbauteil im Rundtisch in eine Drehbewegung umgewandelt. Zu diesem Zweck kann beispielsweise ein Spindelantrieb mit einer Schneckenwelle vorgesehen sein.
-
Über einen Lagerteller 115 und eine dort angebrachte Auflage 117 ist die Biegeschablone 101 mit dem Rundtisch 114 verbunden. Sowohl Lagerteller 115 als auch Auflage 117 haben die Aufgabe, die Positionierungsdrehung von der Antriebseinheit auf die Biegeschablone 101 zu übertragen.
-
Ein wesentlicher Bestandteil der Biegevorrichtung ist die Spannbacke 118, die einerseits dafür sorgt, dass das Rohr während des Biegevorgangs keine Relativbewegungen gegenüber der Biegeschablone 101 ausführen kann und andererseits den Biegevorgang durch eine Zugbewegung unterstützt.
-
Erfindungsgemäß greift die Spannbacke 118 unmittelbar benachbart zu dem zu biegenden Rohrabschnitt an. Insbesondere ergreift sie das Rohr an der Stelle, an der bereits gebogene Bogenabschnitte vorliegen. Das bedeutet, dass die Spannbacke 118 so konstruiert sein muss, dass sie jede beliebige Bogenkontur erfassen kann, mithin in ihrer Gestaltung flexibel ist, und gleichzeitig aber das Rohr in vollflächigem Eingriff gegen die Biegeschablone 101 pressen kann.
-
Die Spannbacke 118 ist dazu mehrgliedrig ausgeführt und besteht aus einer Vielzahl in Rohrlängsrichtung nebeneinander angeordneter einzelner Spannbackensegmente 119 (9). Die einzelnen Spannbackensegmente 119 sind in einem Spannbackengehäuse 120 gelagert. Das Spannbackengehäuse 120 besitzt Führungen 121, in denen sich die Spannbackensegmente 119 bewegen. Über Federn 122 sind die Spannbackensegmente 119 mit dem Spannbackengehäuse 120 verbunden. In einem entspannten Zustand werden die Spannbackensegmente 119 durch die Federn 122 mit an den Spannbackensegmenten 119 ausgeformten Gegenhaltern 125 gegen einen Anschlag 123 gedrückt.
-
Sobald der Spannprozess beginnt und die Spannbacke 118 mit ihrem Aufnahmebereich 124 gegen das Rohr gedrückt wird, verschieben sich die einzelnen Spannbackensegmente 119 entsprechend der geometrischen Form des Rohres gegen die Federkräfte. Die Spannbacke 118 bzw. deren Aufnahmebereich 124 passt sich automatisch dem Verlauf der Rohrkontur an. Die einzelnen Spannbackensegmente 119 werden durch die Federkraft der Federn 122 gegen das Rohr gedrückt. Jedes einzelne Segment ist zu diesem Zweck mit einer oder mehreren Federn ausgestattet, die in Federlagerungen 126 im Spannbackengehäuse 120 eingebracht sind (10).
-
11 zeigt ein einzelnes Spannbackensegment 119. Die einzelnen Spannbackensegmente 119 sind im Wesentlichen identisch gestaltet. Sie besitzen an ihrer dem Rohr zugewandten Seite eine Aussparung 127. Die Aussparungen 127 aller Spannbackensegmente 119 bilden zusammen den Aufnahmebereich 124. Die Oberfläche 128 der Aussparung 127 besitzt einen hohen Reibungskoeffizienten, wodurch sichergestellt werden soll, dass keine Relativbewegung zwischen den Spannbackensegmenten 119 und dem zu biegenden Rohr stattfinden kann. Dies kann einerseits dadurch geschehen, dass die Oberfläche 128 aufgeraut ist, beispielsweise eine Riffelung oder Gravur besitzt, andererseits kann aber auch die Oberfläche 128 mit einem geeigneten Beschichtungsmittel versehen sein, beispielsweise einer Gummierung oder einem Elastomer.
-
Auf ihrer dem Rohr abgewandten Seite befindet sich ein hervorstehender Gegenhalter 125, mit dem das Spannbackensegment 119 gegen den Anschlag 123 des Spannbackengehäuses 120 gedrückt wird.
-
Diese Gestaltung der Spannbacke 118 ermöglicht während des Biegevorganges eine sehr hohe Flexibilität in Hinsicht auf die Spannposition am Rohr. Die Segmentierung erlaubt es, dass die Spannbacke 118 an einem beliebigen Punkt des zu biegenden Rohres angreifen kann, wobei es unerheblich ist, welchen geometrischen Verlauf das Rohr an dieser Stelle hat.
-
Der Aufnahmebereich 124 passt sich durch die Segmentierung der Spannbacke 118 jeglichem Verlauf an. Somit muss zwischen den einzelnen Biegevorgängen kein Wechsel der Spannbacke erfolgen. Auch beim Wechsel einer Bauteilvariante zu einer anderen ist es nicht unbedingt notwendig, dass eine völlig neue Spannbacke 118 zum Einsatz kommen muss.
-
Die 12a bis c beschreiben schematisch die Erzeugung einzelner Bogenabschnitte in einem Rohr 129.
-
Zu Beginn des Prozesses wird der nicht näher dargestellten Maschine ein Rohr 129 zugeführt. Die Biegemaschine nimmt das Rohr 129 in einem Spannfutter auf und positioniert es gemäß 12a entsprechend der vorgesehenen Bogenposition relativ zur Biegeschablone 101.
-
Danach erfolgt die Positionierung der Biegeschablone 101 zur Erzeugung des ersten Bogenabschnitts 3 im Rohr. Die Biegeschablone 101 wird mit Hilfe des Rundtisches durch eine Drehung um die Drehachse 109 mit dem ersten Biegeabschnitt 102 zum Rohr hin ausgerichtet. Anschließend wird die Biegeschablone 101 in einer Positionierbewegung P7 zum Rohr 129 hin verfahren, bis sie mit dem Rohr in Anlage kommt.
-
Danach ergreift die Spannbacke 118 mit einer Positionierbewegung P8 in unmittelbarer Nachbarschaft zum Biegeabschnitt 102 das Rohr 129 und spannt das Rohr 129 an der Biegeschablone 101 fest, wobei sie in die Ausnehmung 108 eingreift.
-
Nun wird die Biegeschablone 101 zusammen mit der Spannbacke 118 in einer Rotationsbewegung S1 um die Drehachse 109 gedreht. Dabei wird das Rohr 129 um den ersten Biegeabschnitt 102 herumgezogen und so der erste Bogenabschnitt 3 in dem Rohr 129 erzeugt.
-
Nach der Erzeugung des ersten Bogenabschnitts 3 fährt die Spannbacke 118 wieder in ihre Ausgangsposition und löst das Rohr 129 so von der Biegeschablone 101.
-
Auch die Biegeschablone 101 wird wieder vom Rohr 129 weg bewegt in ihre ursprüngliche Ausgangsposition. Sodann erfolgt wiederum eine Drehung der Biegeschablone um die Drehachse 109, so dass nunmehr der zweite Biegeabschnitt 4 in Richtung des Rohres 129 ausgerichtet ist.
-
Es erfolgt wieder die Positionierbewegung P7, mit der die Biegeschablone 101 mit dem Rohr 129 in Anlage gebracht wird. Das Rohr 129 in 12b weist nun bereits einen ersten Bogenabschnitt 3 auf. Dieser Bogenabschnitt 3 kommt mit dem Aufnahmebereich 105 der Biegeschablone 101 vollflächig in Anlage. Zu diesem Zweck ist der Verlauf in Umfangsrichtung der Biegeschablone 101 des Aufnahmebereichs 105 dem Verlauf des bereits erzeugten Bogenabschnittes 3 nachgebildet.
-
Als nächstes wird wiederum die Spannbacke 118 in einer Positionierbewegung P4 an das Rohr herangefahren. Die Spannbacke 118 spannt nun wieder das Rohr 129 an der Biegeschablone 101 fest.
-
Die Position an dem Rohr, an dem die Spannbacke 118 nun anliegt, unterscheidet sich von der Greifposition bei der Erzeugung des ersten Bogenabschnitts. Im Gegensatz zum ersten Biegevorgang umfasst die Spannbacke 118 hier nicht einen geraden Abschnitt des Rohres 129, sondern einen Abschnitt, der bereits zu einem ersten Bogenabschnitt 3 gebogen wurde. Durch die besondere Konstruktion der Spannbacke 118 aus einzelnen Spannbackensegmenten 119 ist es möglich, mit derselben Spannbacke die in beiden Biegevorgängen unterschiedlich ausgestalteten Rohrabschnitte zu umfassen. Durch die federnde Lagerung der einzelnen Spannbackensegmente 119 bildet der Aufnahmebereich 124 der Spannbacke 118 automatisch den gebogenen Verlauf des Rohres 129 an der Angriffsposition nach. Die Spannbacke 118 schmiegt sich sozusagen automatisch an den Rohrverlauf an. Dadurch ist es möglich, das bereits gebogene Rohr 129 mit der Spannbacke 118 vollflächig zu erfassen und gegen die Biegeschablone 101 zu spannen, ohne dass dies mit einem Verlust an Spannkraft einhergeht.
-
Durch eine erneute Rotationsbewegung S1 der gesamten Anordnung wird das Rohr 129 um den zweiten Biegeabschnitt 103 gezogen und so der zweite Bogenabschnitt 4 des Bogens erzeugt. Danach löst sich wiederum die Spannbacke 118 von dem Rohr 129 und die Biegeschablone 101 bewegt sich wieder zurück in ihre Ausgangsposition.
-
Durch eine erneute Drehung um die Drehachse 109 wird die Biegeschablone 101 mit ihrem dritten Biegeabschnitt 104 in Richtung des Rohres 129 ausgerichtet. Es erfolgt erneut eine Positionierung der Biegeschablone 101 an dem Rohr 129 durch eine Positionierungsbewegung P7.
-
Das Rohr 129 kommt wieder in Anlage mit der Biegeschablone 101. Die beiden bereits erzeugten Bogenabschnitte 3, 4 liegen nunmehr in den Aufnahmebereichen 106 und 107 an, die in ihrem umfangsseitigen Verlauf den bisher erzeugten ersten beiden Bogenabschnitten 3, 4 nachgebildet sind. Hierdurch wird wiederum erreicht, dass das Rohr 129 vollflächig mit der Biegeschablone 101 in Anlage kommt.
-
In dem nächsten vorbereiteten Schritten wird wieder die Spannbacke 118 an das Rohr herangefahren (Positionierbewegung P8) und sie umfasst wiederum das Rohr und spannt es an der Biegeschablone 101 fest. Wie bereits beschrieben, passt sich der Aufnahmebereich 124 der Spannbacke 118 mit Hilfe seiner einzelnen Spannbackensegmente 119 an den am Angriffspunkt vorherrschenden Verlauf des Rohres 129 an. In analoger Weise wie bei den ersten beiden Bogenabschnitten 3, 4 wird auch der dritte Bogenabschnitt 5 durch eine Rotationsbewegung S1 der Biegeschablone 101 zusammen mit der Spannbacke 118 am Rohr 129 erzeugt.
-
Biegeschablone 101 und Spannbacke 118 lösen sich wieder vom Rohr 129 und dieses wird der Biegemaschine entnommen und der weiteren Verarbeitung zugeführt.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Stabilisator
- 2
- Bogen
- 3
- Bogenabschnitt
- 4
- Bogenabschnitt
- 5
- Bogenabschnitt
- 6
- Biegeschablone
- 7
- Biegeabschnitt
- 8
- Biegeabschnitt
- 9
- Biegeabschnitt
- 10
- Ausnehmung
- 11
- Biegevorrichtung
- 12
- Schablonenbett
- 13
- Rotationsteller
- 14
- Positioniervorrichtung
- 15
- Linearaktuator
- 16
- Positioniervorrichtung
- 17
- Linearaktuator
- 18
- Führungsschiene
- 19
- Führungsschiene
- 20
- Abstützung
- 21
- Rohr
- 22
- Biegeschablone
- 23
- Biegeabschnitt
- 23a
- Punkt
- 24
- Biegeabschnitt
- 25
- Biegeabschnitt
- 26
- Ausnehmung
- 27
- Spannbacke
- 28
- Rohrbiegemaschine
- 101
- Biegeschablone
- 102
- Biegeabschnitt
- 103
- Biegeabschnitt
- 104
- Biegeabschnitt
- 105
- Aufnahmebereich
- 106
- Aufnahmebereich
- 107
- Aufnahmebereich
- 108
- Ausnehmung
- 109
- Drehachse
- 110
- Ausnehmung
- 111
- Biegevorrichtung
- 112
- Schablonenbett
- 113
- Rotationsteller
- 114
- Rundtisch
- 115
- Lagerteller
- 116
- Antriebseinheit
- 117
- Auflage
- 118
- Spannbacke
- 119
- Spannbackensegment
- 120
- Spannbackengehäuse
- 121
- Führung
- 122
- Federn
- 123
- Anschlag
- 124
- Aufnahmebereich
- 125
- Gegenhalter
- 126
- Federlagerung
- 127
- Aussparung
- 128
- Oberfläche
- 129
- Rohr
- α1
- Winkelbereich
- α2
- Winkelbereich
- α3
- Winkelbereich
- B1
- Biegemittelpunkt
- B2
- Biegemittelpunkt
- B3
- Biegemittelpunkt
- D
- Drehmittelpunkt
- M1
- Biegemittelpunkt
- M2
- Biegemittelpunkt
- M3
- Biegemittelpunkt
- P1
- Positionierbewegung
- P2
- Positionierbewegung
- P3
- Positionierbewegung
- P4
- Positionierbewegung
- P5
- Positionierbewegung
- P6
- Positionierbewegung
- R1
- Biegeradius
- R2
- Biegeradius
- R3
- Biegeradius
- S1
- Rotationsbewegung
- P7
- Positionierbewegung
- P8
- Positionierbewegung
