DE1552992C3 - Vorrichtung zur Herstellung von Well- oder Faltrohrbogen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Bei derartigen Vorrichtungen besteht das Problem, den Biegevorgang unter größtmöglicher Materialschonung, aber dennoch mit großer Genauigkeit, insbesondere ohne Verformung des Rohrquerschnittes, durchzuführen. Dabei soll die Vorrichtung auch noch möglichst einfach aufgebaut und damit billig in der Herstellung sein und störungsfrei arbeiten.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (DT-PS 4 73 853) ist die Forderung nach Materialschonung erfüllt. Die Bildung der Sickenausnehmungen am Rohr erfolgt durch Walzen und demzufolge unter größtmöglicher Schonung des Materials der Rohrwandung. Auch ist eine Rohrabbiegeeinrichtung vorgesehen, die zusätzlich zu der schon durch die Bildung der Sickenausnehmung infolge der Verkürzung der Rohrwandung an der Innenseite des Bogens erfolgenden Biegung eine zusätzliche äußere Biegekraft aufbringt. Diese greift an einer Stelle vor dem Gesenk zur Bildung der Sickenausnehmung an und drückt die gebildete Sickenausnehmung je nach Größe der Kraft mehr oder weniger stark, gegebenenfalls zu einer Falte, zusammen, wobei der Krümmungsradius des Rohrbogens weiter verkleinert wird.

Diese bekannte Vorrichtung arbeitet jedoch ungenau. Die Rohrabbiegeeinrichtung besteht nämlich in einem um den Außenumfang des Rohres gelegten, bezüglich des herzustellenden Rohrbogens radial angreifenden Seilzug. Allein durch die schmale Auflagefläche des Seilzuges an dem Rohrumfang kann es, bei größeren Biegekräften, schon zu Verformungen des Rohrquerschnittes kommen. Darüber hinaus zeigt sich bei dem Unternehmen, einen Rohrbogen auf diese Art und Weise herzustellen, daß sich das Rohr durch horizontal wirkende Komponenten aus den Zugkräften des Seiles zu einem ovalen oder elliptischen Querschnitt deformiert, dessen kleiner Durchmesser horizontal verläuft und dessen großer Durchmesser vertikal steht. Offensichtlich sind bei dem Aufbringen der Zugkräfte über die biegeweiche, um das Rohr herumgelegte Schlinge des Seilzuges die Widerstandskräfte des Rohres gegen die horizontal angreifenden Kraftkomponenten viel kleiner als gegen das Abbiegen. Dies hat zur Folge, daß der Rohrquerschnitt in ganz erheblicher Weise nach unten und oben auseinandergezogen und deformiert wird.
Es sind auch Vorrichtungen zur Herstellung von Faltrohrbogen bekannt (US-PS 10 10 733 und 10 47 375), bei denen die Sickenausnehmungen durch mehrere von außen radial gegen eine innere Form drückende Formwerkzeuge in einer Art Ziehvorgang unter Erzeugung von Gleitreibung und entsprechend starker Materialbeanspruchung beim Strecken zwischen den Werkzeugen erzeugt werden. Die Bildung der Falten aus den Sickenausnehmungen geschieht durch Zusammenquetschen der Sicken in einer Richtung etwa parallel zur Rohrachse durch scharfe Werkzeuge unter gleichzeitigem Um- und Anlegen der gebildeten Falten an die Rohrwandung. Bei diesen bekannten Vorrichtungen wird das Material der Rohrwandung extrem, insbesondere auf Dehnung, beansprucht.

Es ist auch eine Vorrichtung zur Herstellung von Wellrohrbogen bekannt (US-PS 24 81 514), bei welcher die Bildung der Sickenausnehmung zwar ebenfalls durch Einwalzen an der Rohrinnenseite erfolgt. Bei diesem Einwalzen wird jedoch der Wälzkörper nicht gegen ein Gesenk an der Außenseite der Rohrwandung mit einer entsprechenden Gegenform angedrückt, vielmehr wird versucht, Deformationen des Rohrumfanges durch einen in den Innendurchmesser des Rohres klemmbaren Rahmen mit an den inneren Kreisumfang des Rohres etwa angepaßten Kreissegmenten zu vermeiden. Dies gelingt wegen des notwendigen Spiels zwischen dem Rahmen bzw. seinen Segmenten und der Rohrinnenseite zur Ermöglichung einer klemmenden Befestigung des Rahmens in dem Rohr durch hydraulische Zylinder nur unvollkommen. Auch ist der Rahmen mit seinem Andruck- bzw. Anklemmechanismus von außerordentlich komplizierter Bauweise. Ferner fehlt bei dieser bekannten Vorrichtung eine Rohrabbiegeeinrichtung, welche eine zusätzliche äußere Biegekraft zur Erzielung des Rohrbogens aufbringen würde. Man begnügt sich mit der Rohrbiegung bzw. -krümmung, die hervorgerufen wird durch die Verkürzung der Rohrwandung'an der Innenseite des Rohrbogens, die hervorgerufen wird durch die Bildung der Sickenausnehmung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Herstellung von Well- oder Faltrohrbogen aus glatten, geraden, insbesondere eine Längsschweißnaht aufweisenden Rohren aus einem streckbaren Metall zur Verfügung zu stellen, mit welcher ein Biegen des Rohres unter größtmöglicher Präzision, d. h.

unter minimaler Verformung des Kreisdurchmessers des Rohres, unter Vermeidung zu großer Materialbeanspruchung sichergestellt ist. Dabei soll die Vorrichtung möglichst einfach aufgebaut und damit billig herstellbar sein, sowie störungsfrei arbeiten.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zur Herstellung von Well- oder Faltrohrbogen gemäß Patentanspruch 1.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht also zur Überwindung der oben genannten Probleme einen Druckblock vor, der in einem gegen das Rohr bewegbaren Schlitten auf einer zur Biegungsebene des Rohres normalen Achse schwenkbar gelagert ist. Durch diese Konstruktion der Rohrabbiegeeinrichtung wird einmal sichergestellt, daß die Biegekraft von oben angreift und keine zu starken Horizontalkomponenten entwickelt, durch die der Rohrquerschnitt in dieser Richtung deformiert werden könnte. Die gelenkige Anordnung stellt ferner sicher, daß der Druckblock immer etwa

parallel zur Rohrachse verläuft, so daß keine Eindruckmarken an der Rohraußenseite durch das Biegen entstehen können.

Bei der bevorzugten Ausführungsform gemäß Anspruch 2, bei welcher der Druckblock eine halbzylindrische Anlagefläche (entsprechend dem Außendurchmesser des Rohres) aufweist, findet zudem eine optimale Verteilung der Druckkräfte über den Umfang und auf eine große Fläche statt, so daß größtmögliche Präzision des Biegevorganges und geringstmögliche unerwünschte Verformung des Rohres gewährleistet sind.

Da die Rohrabbiegeeinrichtung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung in Vorschubrichtung des Rohres hinter dem Gesenk angreift, ergeben die bereits erzeugten Sickenausnehmungen an der Abbiegestelle eine zusätzliche Versteifung und Festigkeit des Rohres gegen eine Deformation des Querschnittes, wodurch die Präzision des Biegevorganges noch gesteigert werden kann.

Die neue Vorrichtung eignet sich auch hervorragend für die Herstellung von Well- oder Faltrohrbogen aus rostfreien Stahlrohren, wobei der Biegevorgang ohne Hitzeeinwirkung und ohne merkliche Schwächung des Materials der Rohrwandung erfolgt. Insbesondere ist die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von rostfreien Auspuffrohren für Kraftfahrzeuge mit einem Innendurchmesser von etwa 40 mm geeignet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Vorderansicht der Vorrichtung an der Stelle der Rohrabbiegeeinrichtung mit in Ruhestellung befindlichem Druckblock,

F i g. 2 eine der F i g. 1 entsprechende Ansicht mit in Biegestellung befindlichem Druckblock,

F i g. 3 einen Teilschnitt durch die Vorrichtung in der in F i g. 1 gezeigten Stellung etwa in der Mittelebene des Druckblockes, und

F i g. 4 einen der F i g. 3 entsprechenden Teilschnitt der Vorrichtung in der Stellung gemäß F i g. 2.

An einer Platte 35, die eine öffnung 39 für das Rohr 34 aufweist, sind die beiden Backen 36 und 37 des Gesenks befestigt, wobei der Backen 36 festgeschweißt ist, während der Backen 37 in horizontaler Richtung verschiebbar ist, geführt durch Platten 40,41 und 42. Die Sickenausnehmungen in den Backen sind nicht näher bezeichnet. Zwischen den Backen 36 und 37 des Gesenks wird das Rohr 34 während des Einwalzens der Sickenausnehmung und nach erfolgtem Vorschub des Rohres 34 etwa in Achsrichtung während des nachfolgenden Biegevorganges gehalten.

Ein federgespannter Kolben 48 stellt sicher, daß nach dem Lösen der Backen 36 und 37 des Gesenks von dem Rohr und vor dem Weitertransport des Rohres eine definierte Lage des Rohres gewährleistet ist.

Der Backen 37 (mit seiner halbzylindrischen Aussparung 45) wird durch eine Antriebseinrichtung 43 angetrieben. Diese umfaßt eine Steuerwelle 16, auf der eine Kurvenscheibe 50 konzentrisch und eine Kurvenscheibe 51 exzentrisch befestigt sind. An einer Stelle des Umfanges der Kurvenscheibe 50 fehlt ein Segment zur Erzeugung einer Nockenwirkung. Die Kurvenscheibe 50 wird von einer Rolle 52 am Ende eines Hebels 53, der unter Federwirkung anliegt, abgetastet. Der Hebel 53 ist an einer exzentrischen Büchse 55 gelagert. Das obere Ende des Hebels 53 ist das Antriebsende für den Backen 37 und weist eine über eine Schraube 57 mit dem Hebel verbundene Stoßstange 56 auf.

Die Stoßstange ist ferner über einen angelenkten Hebel 58 mit einem Solenoid 59, das ebenfalls am Hebel 53 befestigt ist, verbunden. Der Backen 37 weist an seiner dem Gesenk abgewandten Seite eine rechteckige Ausnehmung 60 auf, in welche bei inaktiviertem Solenoid 59 eine Nase 61 des Endes 62 der Stoßstange 56 frei gleiten kann. Die Nase 61 dient zur Steuerung der unteren und oberen Lage der Stoßstange 56.

F i g. 1 zeigt die Lage der Stoßstange 56 bei nicht

ίο aktiviertem Solenoid 59. Die Nase 61 liegt dann auf der unteren Seite der Ausnehmung 60 auf, und der Backen 37 wird nicht bewegt, da die Stoßstange 56 in der Ausnehmung 60 bei jeder Umdrehung der Steuerwelle 16 hin-und hergeht.

Fig.2 zeigt die Lage der Nase 61 bei aktiviertem Solenoid 59. Hier ist die Stoßstange 56 angehoben und die Nase 61 drückt gegen die obere Seite der Ausnehmung 60, so daß bei einer Vorwärtsbewegung der Stoßstange 56, verursacht durch die Umdrehung der Kurvenscheibe 50 und deren Einwirkung auf die Rolle 52, das Ende 62 gegen den Backen 37 drückt und diesen gegen den Backen 36 bewegt und gegen das Rohr 34 anlegt. Die exzentrische Büchse 55 dient der Justierung des beweglichen Backens 37, um den Anpreßdruck des Backens 37 an das Rohr 34 und des Rohres 34 gegen den Backen 36 einstellen zu können.

Die eigentliche Abbiegeeinrichtung 15 umfaßt einen Abbiegehebel 64, der ebenfalls von der Steuerwelle 16, und zwar über die Kurvenscheibe 51, gesteuert wird.

Der Abbiegehebel 64 tastet die Kurvenscheibe 51 durch eine an seinem Ende gelagerte Rolle 63 ab. Eine Feder 54, die auch schon den Hebel 53 mit seiner Rolle 52 an die Kurvenscheibe 50 andrückt, drückt auch den Abbiegehebel 64 mit seiner Rolle 63 gegen die Kurvenscheibe 51.

Wie schon der Hebel 53, so ist auch der Abbiegehebel 64 an der Platte 35 gelagert, und zwar über an der Platte 35 befestigte Streben mittels eines Lagers 65. An seinem oberen Ende weist der Abbiegehebel 64 eine Schraube 66 auf, die gegen eine bewegliche Stoßstange 67 zur Anlage kommt. Die Stoßstange 67 ist über ein Gelenk 68 mit einem gegen das Rohr 34 verschiebbaren Schlitten 69 verbunden. Der Schlitten 69 ist in einer aus Platten 70, 71 und 72 bestehenden Führung geführt. Im Innenraum 73 dieser Führung ist ein Druckblock 74 gelenkig auf einer zur Biegungsebene des Rohres normalen Achse schwenkbar gelagert. Eine Feder 75 hält den Schlitten 69 und mit ihm den Druckblock 74 normalerweise von dem Rohr 34 entfernt.

Die Stoßstange 67 ist über einen an ihr angelenkten Hebel 76 mit einem Solenoid 77 verbunden. Bei aktiviertem Solenoid 77 wird das Ende der Stoßstange 67 angehoben, so daß das Ende der Schraube 66 mit ihm in Berührung kommt. Dabei wird der Schlitten 69 und der Druckblock 74 gegen das Rohr 34 geschoben, welches zwischen den Backen 36 und 37 gehaltert ist.

Der Druckblock 74 weist eine halbzylindrisch ausgebildete Anlagefläche 78 auf, die die Biegekraft auf eine möglichst große Rohrfläche verteilt.

Die Vorrichtung arbeitet also so, daß normalerweise sowohl die Backen 36 und 37 des Gesenks von dem Rohr 34 weggehalten werden (hier durch eine Feder 38) als auch Schlitten 69 und Druckblock von dem Rohr 34 weggehalten werden (hier durch die Feder 75). Sowohl die Backen 36,37 des Gesenks als auch Schlitten 69 und Druckblock 74 der Rohrabbiegeeinrichtung werden in ihren Bewegungen auf das Rohr 34 zu von der Steuerwelle 16 über den Hebel 53 bzw. den Abbiegehe-

bei 64 gesteuert.

Die Schraube 66 ist einstellbar, und durch ihre Einstellung kann die Zustellstrecke des Druckblockes 74 und damit der Abbiegewinkel des Rohrs bestimmt werden. Die Strecke, um die das Rohr 34 bei einem Biegevorgang abgebogen wird, wird durch eine Anzeigeeinrichtung 79, welche in Funktionsverbindung mit der Einstellschraube 66 steht und eine Skala aufweist, angezeigt.

Wie aus Fig.4 deutlich hervorgeht, wird der Biegevorgang durchgeführt, wenn bereits zwei Sickenausnehmungen des Rohres 34 erzeugt sind. Dabei setzt der Druckblock 74 genau über der ersten Sickenausnehmung 80 an, so daß diese Sickenausnehmung 80 dem Rohr 34 eine zusätzliche Steifigkeit in Umfangsrichtung gibt, durch welche mit dazu beigetragen wird, daß eine Verformung des Kreisquerschnittes des Rohres 34 verhindert wird.

Die Vorrichtung wurde zur Herstellung eines Faltrohrbogens für einen Kraftfahrzeugauspuff aus rostfreiem Stahl verwendet. Der Innendurchmesser des Rohres betrug 38 mm, seine Wandstärke 0,9 mm. Die maximale Höhe einer Sickenausnehmung betrug bei diesem Rohr etwa 3 mm, die Entfernung zwischen zwei benachbarten Sickenausnehmungen etwa 14 mm, und die annähernde Biegung bei jeder Sickenausnehmung vor und nach dem Zusammenfalten 3° bzw. 15°. Das Rohr wies eine Längsschweißnaht auf.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Herstellung von Well- oder Faltrohrbogen aus glatten, geraden, insbesondere eine Längsschweißnaht aufweisenden Rohren aus einem streckbaren Metall, mit einem gegen die Rohraußenseite angelegten Gesenk mit einer längs wenigstens etwa eines halben Rohrumfanges verlaufenden Sickenausnehmung, mit einer Walzeinrichtung mit einem exzentrisch zur Rohrachse angeordneten, mit der Sickenausnehmung zusammenwirkenden Wälzkörper und mit einer im Abstand von dem Gesenk angreifenden Rohrabbiegeeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabbiegeeinrichtung (15) einen Druckblock (74) aufweist, der in einem gegen das Rohr (34) bewegbaren Schlitten (69) auf einer zur Biegungsebene des Rohres normalen Achse schwenkbar gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckblock (74) eine halbzylindrische Anlagefläche (78) aufweist.