DE19510330A1 - Biegegerät mit Winkelmesser - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Biegegerät für langgestreckte Werkstücke, insbe­ sondere für Rohre, mit einem um eine Biegeachse drehbaren Biegesegment mit einem Werkstückhalter und einer Umfangsnut für die Aufnahme der Werkstücke und die Bestimmung des Biegeradius und mit einem ortsfesten Gegenhalter für das Anpressen des Werkstücks an das Biegesegment, sowie mit einem Winkelmesser für den Biegewinkel, bestehend aus einer Winkel­ skala und einer Bezugsmarke für die Anzeige eines Skalenwerts.

Derartige Biegegeräte sind bekannt. Deren wesentliche Teile sind das Biege­ segment mit dem Werkstückhalter und der Gegenhalter, der das zu biegende Rohr unter Ausführung einer Gleitbewegung so hält, daß es in die Umfangs­ nut des Biegesegments hineingezogen bzw. hineingedrückt werden kann. Das Biegesegment ist dabei in der Regel ein Sektor einer Kreisscheibe mit einem Umfangswinkel von etwa 270 Grad, wobei dieser Winkel aber nicht kritisch ist. Das Biegesegment selbst bestimmt den Biege- oder Krümmungs­ radius des herzustellenden Rohrbogens. Die Umfangsnut hat einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt, der dem Durchmesser des zu biegenden Rohres angepaßt ist.

Der Gegenhalter kann unterschiedliche Bauformen aufweisen: Zum einen kann es sich um ein gelenkig gelagertes Druckstück in Form eines Quaders handeln, dessen mit dem Rohr in Berührung stehende Oberfläche in Form einer Rinne mit halbkreisförmigem Querschnitt ausgebildet ist, dessen Durchmesser dem Durchmesser des zu biegenden Rohres entspricht. Die betreffende Fläche kann aber auch als eine hohle Torusfläche ausgebildet sein, damit das Druckstück nur an seinen beiden Enden auf dem zu biegenden Rohr aufliegt. Schließlich ist es aber auch denkbar, anstatt eines blockförmigen Gegenhalters eine oder mehrere spulenförmige Rollen vorzu­ sehen, deren Umfangsnut einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, der wiederum dem Durchmesser des zu biegenden Rohres angepaßt ist.

Ein besonderes Problem bei derartigen Biegegeräten ist die Herstellung von Rohrbögen oder Krümmern, deren gerade Enden unter einem genau vorge­ gebenen Winkel zueinander stehen sollen, da die gebogenen Rohre in der Regel mit weiteren Rohren zu verbinden sind. Die Genauigkeit der Biegung hängt nicht zuletzt von den Rückfedereigenschaften des Rohrwerkstoffs ab, jedoch können Abweichungen infolge einer Rückfederung des Rohrwerkstoffs zumindest weitgehend kompensiert werden. Zum Zwecke der Einstellung eines bestimmten Biegewinkels besitzen die bekannten Geräte in aller Regel Winkelmesser der unterschiedlichsten Bauart.

Durch die US-PS 3 949 584 ist es bekannt, dem Rahmen des Biegegeräts eine ortsfeste Winkelskala zuzuordnen und dem Biegesegment eine Be­ zugsmarke in Form eines mit dem Biegesegment drehbaren Zeigers, der mit der ortsfesten Winkelskala zusammenwirkt.

Durch die US-PS 4 532 787 ist es bekannt, dem drehbaren Biegesegment eine Winkelskala zuzuordnen, die mit einer zumindest weitgehend ortsfesten Bezugsmarke zusammenwirkt, die an dem ortsfesten aber schwenkbaren Gegenhalter angebracht ist. Es handelt sich gewissermaßen um die kine­ matische Umkehrung des Winkelmessers nach der US-PS 3 949 584.

Den beiden bekannten Lösungen ist es gemein, daß im Grunde nur die Winkeldrehung des Biegesegments relativ genau gemessen werden kann, nicht aber der Biegewinkel des Rohres, und zwar selbst dann nicht, wenn man für die Rückfederung des Rohrwerkstoffs einige Winkelgrade zu dem Sollwert hinzu addiert. Der Grund für diese Ungenauigkeiten liegt darin, daß das geradlinige Rohrende, das durch den Gegenhalter gehalten werden soll, einige unkontrollierbare Bewegungen ausführt, die einen ungenauen Biege­ winkel verursachen. Die blockförmigen Gegenhalter sind in der Regel ge­ lenkig gelagert, so daß sie sich während des Biegevorgangs schief einstellen können, wodurch sich die Achse des noch geraden Rohrstücks um wenige Grade verlagert. Die gleichen Beobachtungen lassen sich auch bei rollen­ förmigen Gegenhaltern machen, so daß auch hierbei der Biegewinkel des Rohrbogens nicht mit dem Drehwinkel des Biegesegments übereinstimmt, so daß gegebenenfalls nachträgliche Korrekturen des Biegewinkels erforderlich sind. Die bekannten Winkelmesser sind also nur sehr bedingt brauchbar, um den genauen Biegewinkel zu bestimmen.

Ein weiteres Problem liegt bei motorisch angetriebenen Biegegeräten darin, daß der Elektromotor auch nach der Stromunterbrechung einen erheblichen Nachlauf hat, der durch eine frühzeitige Unterbrechung des Stromflusses kompensiert werden muß, worauf sich die Bedienungsperson durch impuls­ weises Aufschalten des Stromes allmählich an den gewünschten Biegewinkel "herantastet".

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Biegegerät der eingangs beschriebenen Gattung anzugeben, mit dem erheblich genauere Biegewinkel zwischen den geradlinigen Enden des gebogenen Rohres erreicht werden können.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einem ersten Ausführungsbei­ spiel erfindungsgemäß dadurch, daß die Winkelskala in an sich bekannter Weise drehfest mit dem Biegesegment verbunden ist und daß von der Winkelskala ein frei drehbarer Ausleger absteht, der die Bezugsmarke trägt und zur Anlage an ein ungebogenes Teilstück des Werkstücks bringbar ist.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt bei einem weiteren Ausführungs­ beispiel erfindungsgemäß dadurch, daß die Bezugsmarke in an sich be­ kannter Weise drehfest mit dem Biegesegment verbunden ist und daß von der Biegeachse A aus ein frei drehbarer Ausleger absteht, der die Winkel­ skala trägt und zur Anlage an ein umgebogenes Teilstück des Werkstücks bringbar ist.

Wesentliches Merkmal der beiden alternativen Lösungen ist der frei drehbare Ausleger, der entweder die Bezugsmarke oder die Winkelskala trägt, und der zur Anlage an dem ursprünglichen, ungebogenen Teilstück des Werkstücks gebracht werden kann. Hierdurch werden automatisch Verlagerungen des ungebogenen Teilstücks des Werkstücks, d. h. des Rohres, erfaßt, und die Winkelskala zeigt nur die Drehung des Biegesegmentes an, das dieses gegenüber dem ungebogenen Teilstück des Werkstücks ausführt, nicht aber gegenüber einer ortsfesten Bezugsmarke am Gehäuse selbst oder an einem Teil des Gehäuses des Biegegeräts. Hierdurch werden etwaige Verlage­ rungen, Schiefstellungen etc. des ungebogenen Teilstücks während des Biegevorganges automatisch erfaßt und kompensiert. Naturgemäß ist auch hierbei die Rückfederung des Rohrwerkstoffs zu beachten, jedoch liegen hierfür Erfahrungswerte vor, die sehr viel leichter durch einen Zuschlag zu dem vorgegebenen Winkel berücksichtigt werden können, so daß die beiden geraden Schenkel des Rohrbogens unter einem genau vorgegebenen Winkel zueinander stehen, sobald der Biegevorgang beendet und der Rohrbogen aus dem Gerät entnommen worden ist.

Es ist dabei im Zuge einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besonders vorteilhaft, wenn der Ausleger eine Schiebebuchse mit einer Arretiervor­ richtung für einen verschiebbaren Anschlag für das Werkstück aufweist.

Auf diese Weise ist es besonders leicht möglich, vor dem Biegevorgang einen sogenannten Nullabgleich durchzuführen.

Es ist dabei wiederum besonders vorteilhaft, wenn die Winkelskala auf einer Kreisscheibe angeordnet ist, die unter axialer Festlegung des Auslegers mit der Bezugsmarke verdrehfest auf das Biegesegment aufsetzbar ist.

In kinematischer Umkehrung dieser Maßnahme ist es gleichfalls von Vorteil, wenn die Bezugsmarke auf einer Kreisscheibe angeordnet ist, die unter axialer Festlegung des Auslegers mit der Winkelskala verdrehfest auf das Biegesegment aufsetzbar ist.

Zwischen der Kreisscheibe und dem Ausleger ist dabei eine Drehlagerung vorzusehen, die einen gewissen Reibungswiderstand aufweist, so daß bei einer Drehung des Biegesegments mit der Kreisscheibe der Ausleger mit einer durch die Reibung bedingten Kraft zur Anlage an das ungebogene Teilstück des Werkstücks gebracht wird. Kreisscheibe und Ausleger wirken gewissermaßen im Sinne eines "Schleppzeigers" zusammen.

Kreisscheibe, Ausleger und gegebenenfalls die Arretiervorrichtung mit dem verschiebbaren Anschlag können dabei als separate Baugruppe ausgeführt sein, so daß es mit dem Erfindungsgegenstand möglich ist, bereits vor­ handene Biegegeräte mit einem derartigen Winkelmesser nachzurüsten.

Üblicherweise besitzt die Antriebswelle des Biegesegments, die die soge­ nannte Biegeachse definiert, ein Mehrkantprofil, um auf diese Antriebswelle Biegesegmente für unterschiedliche Biegeradien und Rohrdurchmesser auf­ setzen zu können. Bei relativ flachen Biegesegmenten steht die Antriebswelle bzw. deren Mehrkantprofil um ein gewisses Maß aus dem Biegesegment her­ vor. Dieser Teil der Antriebswelle kann alsdann dazu benutzt werden, den Winkelmesser mit der Kreisscheibe konzentrisch auf die Biegewelle aufzusetzen. Bei Biegesegmenten mit größerer axialer Länge kann es erforderlich sein, hierfür einen Adapter zu verwenden, um den Winkelmesser auch in diesem Falle noch zuverlässig mit der Antriebswelle bzw. der Biegeachse verwenden zu können.

Die Bedienungsperson kann beim Biegevorgang sehr genau die Annäherung des vorgegebenen Biegewinkels an die Bezugsmarke beobachten und bei elektromotorisch angetriebenen Biegegeräten den Antrieb rechtzeitig still­ setzen. Dies geschieht in besonders vorteilhafter und zuverlässiger Weise dadurch, daß zwischen dem Elektromotor und dem Antrieb des Biege­ segments eine mechanische Kupplung vorgesehen wird, die durch eine Be­ tätigungseinrichtung gelöst werden kann, so daß das Biegesegment sofort stillgesetzt wird, während der Motor noch einen gewissen Nachlauf zu Ende führt.

Die Genauigkeit der Biegevorgänge spielt dann eine besondere Rolle, wenn mehrere Biegungen - auch mit entgegengesetzter Biegerichtung - an ein und demselben Werkstück durchgeführt werden müssen und Anfangs- und End­ stück des Werkstücks miteinander fluchten müssen. Derartige Vorgaben be­ stehen beispielsweise dann, wenn ein Rohr um ein Rohr oder mehrere andere Rohre herumgeführt werden muß, um Kreuzungen zu vermeiden. Auch für die Lösung dieser Aufgabe ist der Erfindungsgegenstand hervor­ ragend geeignet.

Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes und seine Wirkungs­ weise werden nachfolgend anhand der Fig. 1 und 2 näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Draufsicht auf eine Biegevorrichtung mit einem einge­ legten und noch ungebogenen Rohr und

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1, nachdem das Biegesegment einen Drehwinkel von 60 Grad zurückgelegt und das Rohr entsprechend gebogen hat.

In Fig. 1 ist ein Biegegerät 1 dargestellt, dessen Antriebsmotor, Getriebeteile etc. in einem Gehäuse 2 untergebracht sind. In dem Gehäuse 2 ist eine An­ triebswelle 3 für ein Biegesegment 4 gelagert, das als Segment einer flachen Kreisscheibe ausgebildet ist und eine Umfangsnut 5 mit einem etwa halb­ kreisförmigen Querschnitt aufweist. Das Biegesegment 4 ist entlang einer Sehne oder Sekante abgeschnitten und besitzt dadurch eine achsparallele ebene Fläche 6, auf die ein hakenförmiger Werkstückhalter 7 aufgeschraubt ist. Die Antriebswelle 3, die die Biegeachse A definiert, ist an ihrem äußeren Ende als Vierkant 8 ausgebildet, und das Biegesegment 4 besitzt eine Art Nabe, die komplementär zu dem Vierkant 8 ausgebildet ist.

Am Gehäuse 2 ist mittels eines Gelenkzapfens 9 auswechselbar ein Gegen­ halter 10 befestigt, der eine Ausnehmung 11 aufweist, die das zu biegende, hier aber noch geradlinige, Werkstück 12 ziemlich genau tangential in der Umfangsnut 5 hält.

Auf das Vierkant 8 der Antriebswelle 3 ist mittels einer komplementären Aus­ nehmung eine Kreisscheibe 13 aufgesetzt, auf deren Umfang eine Winkel­ skala 14 angeordnet ist. Die Kreisscheibe 13 trägt mittels eines gestrichelt angedeuteten Drehlagers 15 einen Ausleger 16, auf dem eine Bezugsmarke 17 angebracht ist, die mit der Winkelskala 14 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist jede relative Verdrehung zwischen der Kreisscheibe 13 und dem Ausleger 16 genau ablesbar.

Der Ausleger 16 ist an seinem freien Ende mit einer Schiebebuchse 18 ver­ sehen, die eine Längsbohrung aufweist, die etwa rechtwinklig zum radialen Ausleger 16 verläuft. In der Bohrung der Schiebebuchse 18 ist verschiebbar ein Anschlag 19 geführt, der als zylindrischer Stab ausgeführt ist und an seinem auf das Werkstück 12 zu gerichteten Ende ein Querstück 20 trägt, das an dem Werkstück 12 zur Anlage bringbar ist. Zur Festlegung des An­ schlags 19 gegenüber dem Ausleger 16 ist eine Arretiervorrichtung 21 vorge­ sehen, die aus einer Rändelschraube besteht.

Vor Einleitung des Biegevorganges wird die Bezugsmarke 17 - wie darge­ stellt - auf den Skalenwert "0" eingestellt, und bei gelöster Arretiervorrichtung 21 wird das Querstück 20 zur Anlage am Werkstück 12 gebracht, so daß der Ausleger 16 die in Fig. 1 gezeigte Stellung einnimmt. In dieser Einstellung ist die Achse des Werkstücks 12, d. h. des Rohres, völlig gestreckt bzw. geradlinig. Die Rändelschraube wird jetzt festgezogen.

Durch Einschalten des hier nicht näher bezeichneten Antriebsmotors führen die Antriebswelle 3, das Biegesegment 4 und die Kreisscheibe 13 mit der Winkelskala 14 eine Drehung entgegen dem Uhrzeigersinne aus, wobei der Werkstückhalter 7 das von ihm erfaßte freie Ende 12a des Werkstücks 12 mitnimmt. Hierbei führt dieses eine Gleitbewegung gegenüber dem Gegen­ halter 10 aus und wird nach und nach in die sich drehende Umfangsnut 5 hineingezogen, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist. Hierbei wandert die Winkel­ skala 14 an der Bezugsmarke 17 vorbei und zeigt exakt den Wert an, um den das freie Ende 12a gegenüber dem ungebogenen Teilstück des Werkstücks 12 gebogen worden ist. Sofern hierbei das ungebogene Teilstück 12 eine Lageänderung gegenüber dem Gehäuse 2 ausführt, folgt hierbei der Ausleger 16 dieser Lageveränderung, so daß diese Lageveränderung automatisch kompensiert wird, weil die Bezugsmarke 17 an dieser Lageänderung teil­ nimmt.

Sofern hierbei eine Rückfederung von beispielsweise 3 Grad festgestellt wird, kann dieser Wert bei der Beobachtung der Winkelskala 14 beachtet werden, so daß der Antrieb der Antriebswelle 3 erst dann stillgesetzt wird, wenn der vorgegebene Biegewinkel zuzüglich dem Rückfederungswinkel erreicht ist.

Die Genauigkeit der Winkelmessung kann noch dadurch gesteigert werden, daß das zu biegende Rohr durch kurzes Antippen des Motorschalters vorge­ spannt wird, ohne daß jedoch hierbei bereits eine Biegung ausgeführt wird. Erst danach wird der Anschlag 19 an das Werkstück 12 angelegt und der Nullabgleich entsprechend den obigen Ausführungen durchgeführt.

Es ist selbstverständlich möglich, die Lage der Winkelskala 14 und der Be­ zugsmarke 17 zu vertauschen, d. h. die Winkelskala auf dem Ausleger 16 an­ zubringen und die Bezugsmarke 17 auf der Kreisscheibe 13. In diesem Falle ist es zweckmäßig, die Abmessungen des Auslegers 16 im Bereich der Kreisscheibe 13 so zu vergrößern, daß der Ausleger 16 mittels eines Kreis­ bogens die Kreisscheibe 13 allseitig überragt, so daß auf dem Ausleger eine Winkelskala angebracht werden kann, die 180 Winkelgrade und mehr er­ reichen kann.

Die Kreisscheibe 13 und der Ausleger 16 sind durch das bereits be­ schriebene Drehlager 15 verbunden, wobei die Kreisscheibe 13 vor oder hinter dem Ausleger 16 angebracht sein kann. In dem zuletzt genannten Fall wird der Ausleger 16 aus einem transparenten Material hergestellt. Die Drehlagerung ist reibungsbehaftet, so daß bei Ausführung der Drehung aus der Stellung gemäß Fig. 1 in die Stellung gemäß Fig. 2 das Querstück 20 des Anschlags 19 stets in Kontakt mit dem ungebogenen Teil des Werk­ stücks 12 gehalten wird. Dadurch, daß die Kreisscheibe 13, der Ausleger 16 und der Anschlag 19 mit dem Querstück 20 eine Baueinheit bilden, kann dieses Teil separat geliefert und zu Nachrüstzwecken für bereits vorhandene Biegegeräte verwendet werden. Die Verwendung ist auch nicht auf motorisch angetriebene Biegegeräte beschränkt; selbstverständlich kann ein derartiger Winkelmesser auch in Verbindung mit manuell betätigten Biegegeräten verwendet werden.

Für die sofortige Unterbrechung des Kraftflusses zwischen dem Antriebs­ motor und dem Biegesegment 4 dient ein Ausrückhebel 22, der mit einer mechanischen Kupplung im Innern des Gehäuses 2 zusammenwirkt.

Claims (7)

1. Biegegerät für langgestreckte Werkstücke (12), insbesondere für Rohre, mit einem um eine Biegeachse (A) drehbaren Biegesegment (4) mit einem Werkstückhalter (7) und einer Umfangsnut (5) für die Aufnahme der Werkstücke (12) und die Bestimmung des Biegeradius und mit einem ortsfesten Gegenhalter (10) für das Anpressen des Werkstücks (12) an das Biegesegment (4), sowie mit einem Winkel­ messer (14,17) für den Biegewinkel, bestehend aus einer Winkelskala (14) und einer Bezugsmarke (17) für die Anzeige eines Skalenwerts, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelskala (14) in an sich be­ kannter Weise drehfest mit dem Biegesegment (4) verbunden ist und daß von der Winkelskala (14) ein frei drehbarer Ausleger (16) absteht, der die Bezugsmarke (17) trägt und zur Anlage an ein ungebogenes Teilstück des Werkstücks (12) bringbar ist.

2. Biegegerät für langgestreckte Werkstücke (12), insbesondere für Rohre, mit einem um eine Biegeachse (A) drehbaren Biegesegment (4) mit einem Werkstückhalter (7) und einer Umfangsnut (5) für die Aufnahme der Werkstücke (12) und die Bestimmung des Biegeradius und mit einem ortsfesten Gegenhalter (10) für das Anpressen des Werkstücks (12) an das Biegesegment (4), sowie mit einem Winkel­ messer (14,17) für den Biegewinkel, bestehend aus einer Winkelskala (14) und einer Bezugsmarke (17) für die Anzeige eines Skalenwerts, dadurch gekennzeichnet, daß die Bezugsmarke in an sich bekannter Weise drehfest mit dem Biegesegment verbunden ist und daß von der Biegeachse (A) aus ein frei drehbarer Ausleger (16) absteht, der die Winkelskala trägt und zur Anlage an ein umgebogenes Teilstück des Werkstücks (12) bringbar ist.

3. Biegegerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausleger (16) eine Schiebebuchse (18) mit einer Arretiervorrich­ tung (21) für einen verschiebbaren Anschlag (19) für das Werkstück (12) aufweist.

4. Biegegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelskala (14) auf einer Kreisscheibe (13) angeordnet ist, die unter axialer Festlegung des Auslegers (16) mit der Bezugsmaske (17) ver­ drehfest auf das Biegesegment (4) aufsetzbar ist.

5. Biegegerät nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Be­ zugsmaske auf einer Kreisscheibe angeordnet ist, die unter axialer Festlegung des Auslegers mit der Winkelskala verdrehfest auf das Biegesegment aufsetzbar ist.

6. Biegegerät nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeachse (A) ein Mehrkantprofil (8) besitzt, das durch das Biege­ segment (4) nach außen vorsteht und auf das die mit dem Ausleger (16) über eine Drehverbindung (15) verbundene Kreisscheibe (13) formschlüssig aufsetzbar ist.

7. Biegegerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem elektromotorischen Antrieb des Biegesegments (4), der Kraft­ fluß vom Motor zum Biegesegment (4) durch eine Kupplung aufhebbar ist.