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Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohrbögen mit
polygonalem, insbesondere rechteckigem Querschnitt Die Erfindung betrifft die Herstellung
von Metallbögen mit polygonalem, insbesondere rechteckigem Querschnitt und großen
Abmessungen.
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Es ist bekannt, daß beim Biegen von Rohren mit rechteckigem Querschnitt
oder auch allgemein mit polygonalem Querschnitt ernsthafte Schwierigkeiten auftreten,
und zwar vor allem dann, wenn der Querschnitt dieser Rohre relativ groß ist.
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Ziel der Erfindung ist es, Metallrohrbögen mit derartigen Querschnitten
auf einfache und wirtschaftliche Weise herzustellen.
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Dazu wird nach dem erfindungsgemäßen Verfahren von einem Rohr mit
kreisförmigem Querschnitt ausgegangen, welcher dem gewünschten polygonalen, insbesondere
rechteckigen
Querschnitt entspricht, d.h. gleichen Umfang aufweist,
und dieses Rohr wird zwischen Biegerollen hindurchgeführt, auf die unmittelbar ein
Formkopf zur Profilierung mit dem gewünschten polygonalen Querschnitt folgt.
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Dank dieses Verfahrens ist es nicht mehr erforderlich, ein bereits
rechteckigen oder polygonalen Querschnitt besitzendes Rohr zu biegen, und es werden
damit folglich sämtliche diesem Vorgang innewohnenden Schwierigkeiten völlig beseitigt.
Das Biegen von Rohren mit kreisförmigem Querschnitt stellt einen Vorgang dar, der
unter einfachen Bedingungen durchflihrbar ist und das gleiche gilt für die Profilierung
eines Rohres mit kreisförmigem Querschnitt, aus dem ein Rohr mit rechteckigem oder
polygonalem Querschnitt hergestellt werden kann, so daß durch die Kombination dieser
zwei Vorgänge das angestrebte Ergebnis auf einfache Weise erhalten werden kann.
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Gegenstand der Erfindung ist gleichermaßen eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich aus durch ein System
von Kehlrollen zum Biegen eines zylindrischen Rohres sowie einen Formkopf mit Profilierungsrollen
mit dem gewunschten polygonalen, insbesondere rechteckigen Querschnitt, welcher
unmittelbar am Ausgang des Rollensystems senkrecht zur Richtung des Rohres an dieser
Stelle angeordnet ist, sowie Einrichtungen, um das Rohr durch das Biegerollensystem
und den Formkopf zur Profilierung zu treiben.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Formkopf
mit Profilierungsrollen schwimmend und schwenkbar auf einer senkrecht zur Krümmungsebene
des Rohres verlaufenden Achse gelagert, welche durch eines der Enden von zwei Führungsstangen
geht, deren anderes
Ende an einer festen Achse angelenkt ist, die
parallel zur ersten ist und durch die geometrische Achse des bereits,gebogenen Teils
des Rohres geht.
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Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist
der Formkopf außerdem mit zwei parallelen Richtrollen versehen, welche das Rohr
umfassen und deren Achsen parallel zur Anlenkachse des Formkopfes an den Führungsstangen
sind. Gegenstand der Erfindung sind auch die Metallrohrbögen mit polygonalem, insbesondere
rechteckigem Querschnitt, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren und/oder mittels
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt sind.
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Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden im folgenden
anhand eines Ausführungsbeispåels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung
von Metallrohrbögen mit rechteckigem Querschnitt unter Bezugnahme auf die Zeichnung
erläutert; in dieser zeigt: Fig. 1 eine Draufsicht des Hauptteils der Vorrichtung,
Fig 2 einen vertikalen Längsschnitt entsprechend der Achse des behandelten Rohres,
d.h. entsprechend der Linie II-I1 der Fig. Ii Fig. 3 einen vertikalen Querschnitt
entsprechend der Linie III-III der Fig. 15 und die Fig. 4,5 und 6 in größerem Maßstab
dargestellte vertikale Teilschnitte entsprechend den Linien IV-IV, V-V und VI-VI
der Fig. 1.
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Der Hauptteil der Vorrichtung zur Herstellung von Metallrohrbögen
mit rechteckigem Querschnitt, wie er in den Fig.
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1 und 2 dargestellt ist, besteht im wesentlichen aus einem
mit
Biegerollen 2,3,4 versehenen Gestell 1 und einer Aufspannplatte 5, welche den in
seiner Gesamtheit mit 6 bezeichneten Formkopf mit Profilierungsrollen trägt. Das
Gestell 1 ist am hinteren Ende 17 einer Bank 18 befestigt, welche mit Einrichtungen
versehen ist, welche ein zu bearbeitendes Rohr 11 durch das insgesamt mit dem Bezugszeichen
9 versehenen Rollen-Biegesystem und durch den Formkopf 6 treiben können.
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Das Gestell 1 des Biegerollensystems besteht aus zwei Horizontalflanschen
15, 1(31 welche mit jeweils einem ihrer Enden an dem Kopfteil 17 der Bank 8 befestigt
und in geeigneter Weise miteillander durch Abstandsteile 18, 19 verbunden sind (siehe
auch filze 6). I)er untere Flansch 15 liegt über Träger 21, 22 am Boden und über
Träger 24 auf der Aufspannplatte 5 auf.
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Die drei Biegerollen 2,3,4 sind Kehlrollen mit halbkreisförmigem Profil,
dessen Durchmesser gleich dem Durchmesser des zu biegenden Rohres 11 ist.
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Die Rolle 4 ist frei drehend auf einer Achse 28 angebracht, angeordnet
werden kann,die welche wahlweise in einem einer Reihe von Offnungen/in den zwei
Flanschen 15 und 1G vorgesehen sind und progressiv zunehmende Abstände von der Längsachse
29 des Gestells 1 besitzen. In Fig, 1 ist die Ofinung 32 (les oberen Flansches 16
angegeben, i.n der augenblicklicl die Achse 28 gelagert ist, und bei 33, 34, 35
und 36 sind die orte von vier anderen Öffnungen angegeben, all denen die Rolle Lk
oder sie ersetzende andere Rollen angebracht werden könnten.
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Die Rolle 3 ist gleichermaßen frei drehend auf einer vertikalen Achse
41 angebracht (siehe auch Fig. 6), deren zwei Enden zwei exzentrische Lagerzapfen
42, 43 bilden, welche jeweils drehbar in zwei Öffnungen 44, 45 der zwei Flansche
15 und 16 des Gestells angebracht-sind. Durch Drehen der
Achse 41
um ihre eigene Mittellinie kann der Abstand der geometrischen Achse 47 der Biegerolle
3 zur Längsachse 29 des Gestells genau eingestellt werden. In der gewählten Stellung
kann die Achse dann mittels eines Bügels 48 drehfest fixiert; werden. Dieser Bügel
48 greift in eine im Ende des oberen Zapfens 43 der Achse 41 angebrachte Ausnehmung
ein und ist an den oberen Flansch 16 beispielweise mittels Schrauben wie 49 fest
angebracht.
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Der Ort der Rolle 3 kann zwischen Weiten Grenzen auch daclurch verändert
werden, daß ihre Achse 41 in anderen öffnungen des Flansches angebracht wird, wie
in den bei ,2,53,54 und 55 kn Fig. 1 angegebenen Öffnungen.
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Die Biegerolle 2 ist frei drehbar auf einer Achse 61 angebracht (Fig.
2 und 4), deren zwei Enden in zwei Führungs--£cen 62, 63 gelagert; sind, welche
selbst in zwei Führungen 64,65 angebracht sind, die an den zwei Flanschen 15 16
des Gestells 1 horizontalen Richtungen senkrecht Längsachse 29 des Gestells befestigt
sind. Die untere Führungsbake 62 liegt außerdem auf einer zur Führung 64 parallelen
zusätzlichen Führung 66 auf. Der. Abstand der 1 Lle 61 zur Längsachse 2) des Gestells
1 kann grob dadurch geregelt werden, daß diese Welle 61 in einem einer Reine von
Löchern 71,72,73,74,75 (Fig. 1) der Füb.rungst'i'ken'angebracht wirl. In jeder dieser
eng beieinanderliegenden Stellungen kann eine Feinregulierung durch eine Verschiebung
der Führungsbacken in ihrer Führung mittels eines Steuersystems durchgeführt werden,
das gebildet wird von einer vertikalen Welle 77 (Fig. 1 und 5) zur Steuerung der
Regelung, welche in dem Gestell 1 drehbar ist und zwei endlose Schrauben trägt (in
der Zeichnung nicht sichtbar), welche mit zwei tangentialen Zahnrädern 78, 70 in
Eingriff stehen, die mit zwei Muttern 81, 82 fest verbunden sind, welche sich ohne
Axialverschiebung in Trägern 83,84 drehen können, welche am Gestell 1 befestigt
sind.
In die zwei Muttern 81,82 greifen zwei Schrauben 85, 86 ein, deren kappenförmige
@nden durch eine Achse 87 mit den entsprechenden Enden der zwei Führungsbacken 62,63
verbunden sind. Je nach drei, ob die vertikale Ste-verwelle 77 in der einen oder
anderen Richtung gedreht werden soll, werden die zwei endlosen Schrauben bzw. Schnecken
gedreht 3 und folglich drehen sich die Zahnräder 78,79 und die mit ihnen fest verbundenen
Muttern 81 81,82 in der entsprechenden Richtung, so daß die zwei Schi:iuben 85,86
ohne Drehung eine entsprechende axiale Translationsbewegung erfahren, die eine gleichzeitige
Verschiebung von gleicher Amplitude der zwei Führungsbacken 62,63 gewährleistet.
Die Rolle 2 wird somit von der Längsachse 29 des Gehäuses 1 um einen entsprechenden
Betrag entfernt; oder ihr angenähert;.
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Der Formkopf 6 ist von iiblichem Aufbau und besitzt in einem Käfig
91 (siehe insbesondere Fig.3) zwei Rollen 92,93 mit vertikaler Achse und zwei Rollen
94,95 mit horizontaler Achse, welche untereinander den erwünschten rechteckigen
Querschnitt 96 festlegen. Mittels Schrauben 98 ist es möglich, den Abstand der zwei
Rollten '92,93 genau zu regeln, während es mittels anderer Schrauben 99 möglich
ist, den Abstand der zwei Rollen 94,95 einzustellen. Der Käfig 91 des Formkopfes
liegt; über zwei Stützen 102,103 an der Aufspannplatte 5 auf. Nachdem seine Stellung
in Abhängiges keit von der Krümmung des Rohres 11, wie/ aus dem Biegerohrsystem
1 austritt, genau festgestellt wurde, kann der Käfig mittels Halteklammern 1OL 104,105
fesugehalten werden.
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Der Formkopf 6 ist mit den zwei Führungsbacken 62,63 durch zwei Führungsstangen
111,112 verbunden Fig 1,2 und 5)> welche an seinem Käfig 91 mittels Achsen 113,114
und an den Führungsbacken durch Achsen 115,116 angelenkt sind welche auf einem gleichen
vertikalen geometrischen Achse
gelegen sind, die die Längsachse
29 des Gestells 1 schneidet, längs der das zu bearbeitende Rohr 11 bewegt wird.
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Dar Formkopf 6 ist somit zumindest anfänglich schwimmend auf der Aufspannplatte
6 angebracht, , und seine Stellung bzw.
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Lage ergibt sich aus der Wirkung des Schubs des Rohres 11 das zwischen
seine Profilierungsrollen gewängt ist. Damit sich der Formkopf in der Weise ausriclltet,
daß die Ebene seines Käfigs senkrecht zu dem Teil des Rohres verläuft, auf das er
geschoben ist, trägt dieser Käfig zwei vertikale Führungsrollen 121,122, welche
regelbar zwischen zwei Querträgern 123, 124 angelbracht sind. Diese Querträger befinden
sich zwischen dem Formkopf und den Ausgangsrollen 2 das Biegesystems, und zwar in
der Weise, daß diese Führungsrollen seitlich an dem gebogenen Rohr 11 anliegen.
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Schließlich liegt der profilierte, bzw. geformte Teil 90 der bearbeiteten
Rohres auf einer auf einer Stütze 126 gelagerten horizontalen Rolle 125 auf und
wird zwischen zwei seitlichen Vertikalrollen 127, 128 geführt, die ebenfalls auf
dieser Stütze gelagert sind.
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Die bescriebene Vorrichtung arbeitet folgendermaßen: Zur Erzielung
eines Metallrohrbogens, der den in Fig. 3 dargestellten Rechteckquers hnitt 96 aufweist,
wird von einem zylindrischen Rohr 11 (Fig. @)gleiche Dicke und gleichen Umfangs
ausgegangen. In dem Riegesystem werden Rollen 2,3 und 4 eingesetzt, welche Rillen
aufweisen, deren Breite gleich dem Durchmesser des zylindrischen Rohres 11 ist.
Diese Rollen werden in der Weise angeordnet, daß das Rohr die drei Rollen entsprechend
der Längsachse 29 des Gestells 1 tangiert und daß der aus dem Biegesystem den austrende
Teil des Rohres/ gewünschten Krümmungsradius besitzt. Vorstehend wurde bereits aufgezeigt,
in welcher Weise die Stellungen d Rollen ari dem Gestell eingestellt
werden
können, nämlich zunächst durch die jeweilige Anordnung ihrer Trägerachsen in den
geeigneten Öffnungen der Flansche des Gehäuses 1, dann durch Drehung der exzentrischen
Achse @1 der Rolle 3 und dann durch die Drehung der vertikalen Steuerwelle 77 für
die genaue Regelung der Stellung der Rolle 2.
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Der Formkopf 6 ist mit Rollen ausgestattet, welche dem zu wiel#enden
Profil entsprechen, und die zwei Führungsrolle 21, @@ und auf einen Abstand eingestellt,
der gleich dem Durchmesser des Rohres ist.
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Mittels der Einrichtungen (nicht dargestellt), mit der die Bank 8
versehen ist, wird das Rohr durch das Biegerollensystem @ und den Formkopf 6 zur
Profilgebung geschoben. Das Biegen des Rohres zwischen den Rollen erfolgt in üblicher
Weise, und zwar ohne Schwierigkeiten, da der Teil des Rohres, der gebogen ist und
aus der Rolle 2 austritt, unmittelbar in der Formkopf 6 eintritt, welcher ihm das
gewünschte Reichteckprofil 96 verleiht. Die schwimmende Anordnung des Formkopfes
6 und seine Führungsrollen 121, 122 halten in Drecht zu dem ihn durchlaufenden Teil
der Rohres, so daß der Formgebungsvorgang gleickermaßen entsprechend einer prinzipiell
bereits bekannten Technik erfolgt. Der gebogene und geformte Teil der Rohres 96
liegt auf der Stütze @ @@iger 126 auf. Auf diese Weise werden Metallischr@@gen mit
Ilen gewünschten Erümmungsradien und rechte@@@iger. Querschnitt bei besten Bedingungen
und praktisch ohne Alfälle dargestellt werden. Bei Serienbetrieb @@@ @@@ gerichte
@@ Rohr das @@ pi erg@@@ @ zwischen die freilaufende @ ge und Profilierungsrollen.
Des letzt @ als eines D@rnes @@rge teilen, der wiedergewohnen wird.
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Patentansprüche -
Wenn des weite-ren in Abhängigkeit
von der Vorschubgesdhwindigkeit des Rohres der Biegeradius des Rohres im Verlauf
des Bearbeitungsvorgangs durch -transversale Verschiebung der Rolle 2 mittels der
Steuerwelle 77-zur Regelung progressiv verändert wird, werden Bögen erhalten, deren
Radius sich nach einem beliebigen Gesetz, z.B. parabolisch verändert.
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Patentansprüche