DE19749369A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen eines Rohres - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen eines Rohres mittels einer Werkzeugvorrichtung, wobei man einen biegsamen Dorn zur Abstützung in das Rohr einführt, der den Biegevorgang mit vollzieht und nach dem Biegevorgang wieder aus dem gebogenen Rohr entfernt wird, sowie eine Vorrichtung zum Biegen eines Rohres.

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zum Biegen eines Rohres unter Verwendung eines biegsamen Dorns bekannt. Beispielsweise werden diese für das Biegen von dünnwandigen Rohren eingesetzt. Ein entsprechendes Verfahren ist in der DE 33 21 504 A1 beschrieben. Es ist weiterhin bekannt, für dieses Verfahren als biegsamen Dorn einen sogenannten Gliederdorn oder Schuppendorn zu verwenden, der aus einzelnen gelenkig miteinander verbundenen Gliedern besteht, die ähnlich wie eine Kette miteinander zusammenhängen. Die Verwendung eines solchen Gliederdorns beschreibt z. B. die DE 41 40 591 A1. Bei diesem bekannten Verfahren wird der flexible Biegedorn in das zu biegende Rohr eingeführt. Das Rohr wird von einer Klemmeinrichtung erfaßt und um ein Biegeformstück gebogen, z. B. mittels verfahrbarer und schwenkbarer Biegebacken. Nach dem Biegevorgang wird der Biegedorn herausgezogen. Bei dem bekannten Verfahren ist mittels der selben Werkzeugvorrichtung nur ein Biegen des Rohres vorgesehen. Für weitere sonstige Verformungen ist daher ein zusätzlicher Arbeitsgang in einer anderen Vorrichtung notwendig. Im übrigen sind die bekannten Verfahren in erster Linie auf dünnwandige Rohre beschränkt, oder die Rohre können je nach Geometrie nur bis zu einem begrenzten Biegewinkel mit dem selben Werkzeug gebogen werden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Biegen eines Rohres der eingangs genannten Art zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet.

Die Lösung dieser Aufgabe liefert ein erfindungsgemäßes Verfahren der eingangs genannten Gattung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Erfindungsgemäß wird der Biegevorgang in einem Gesenk durchgeführt, d. h. zwischen wenigstens einem formenden Werkzeugteil, das zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse bewegt wird, und wenigstens einem Gegenwerkzeugteil, das dem formenden Werkzeugteil gegenüberliegt.

Vorzugsweise hält man nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zunächst mittels eines haltenden, bevorzugt zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglichen Werkzeugteils das zu biegende Rohr fest und biegt dann mittels des formenden, zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglichen Werkzeugteils das Rohr in eine gewünschte Form und entfernt danach den biegsamen Dorn. Der biegsame Dorn wird dabei vorzugsweise im geschlossenen Werkzeug aus dem gebogenen Rohr herausgezogen. Der biegsame Dorn, der vorzugsweise ein Schuppendorn oder ein Gliederdorn ist, biegt sich mit und stützt den Innerdurchmesser des Rohres und verhindert bzw. verringert damit Biegeeinfall und Quetschfalten im Bereich des Rohrbogens.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, Rohre mit mehreren Bögen sicher zu biegen, wenn man den biegsamen Dorn zumindest bis etwa zum Ende des letzten Biegebereiches verlängert. Bei dieser Weiterbildung der Erfindung verwendet man vorzugsweise in der selben Werkzeugvorrichtung wenigstens ein erstes formendes Werkzeugteil, um einen ersten Rohrbogen zu biegen, und wenigstens ein zweites formendes Werkzeugteil, um einen zweiten Rohrbogen zu biegen, wobei man in entsprechender Weise gegebenenfalls weitere Rohrbögen mittels weiterer formender Werkzeugteile biegen kann.

Gemäß einer anderen Weiterbildung der Erfindung biegt man in der selben Werkzeugvorrichtung das Rohr zu wenigstens einem Rohrbogen und weitet außerdem das Rohr mittels eines Aufweitdorns in einem Endbereich, vorzugsweise im hinteren Endbereich, auf. Man kann alternativ oder zusätzlich in dem selben Werkzeug das Rohr auch zu wenigstens einem Rohrbogen biegen und zusätzlich eine anderweitige Verformung des Rohrs vornehmen. Eine solche anderweitige Verformung des Rohres kann beispielsweise eine Umbiegung oder Abkantung des Rohrs vorzugsweise in einem vorderen Endbereich des Rohres sein. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet also den Vorteil, daß man in der selben Vorrichtung das Rohr zu einem oder mehreren Rohrbögen biegen und zusätzlich anderweitige Verformungen des Rohres mittels der selben Vorrichtung vornehmen kann.

Die Erfindung umfaßt weiterhin eine Vorrichtung zum Biegen eines Rohres umfassend einen biegsamen Dorn, der zur Abstützung in das Rohr einführbar ist, den Biegevorgang mitvollziehen kann und nach dem Biegevorgang wieder aus dem Rohr entfernbar ist. Gemäß der Erfindung umfaßt diese Vorrichtung wenigstens ein haltendes Werkzeugteil zum Halten des Rohres, wenigstens ein formendes Werkzeugteil, das zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist, und wenigstens ein Gegenwerkzeugteil, das dem formenden Werkzeugteil gegenüberliegt. Vorzugsweise sind das haltende Werkzeugteil, welches bevorzugt zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse bewegbar ist, und das formende Werkzeugteil nebeneinanderliegend und in zueinander parallelen Ebenen beweglich angeordnet. Das haltende Werkzeugteil ist vorzugsweise ein haltendes Werkzeugoberteil, und das formende Werkzeugteil ist vorzugsweise ebenfalls ein Werkzeugoberteil, und das Gegenwerkzeugteil ist in diesem Fall ein diesen beiden Werkzeugoberteilen gegenüberliegendes Werkzeugunterteil.

Will man mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung mehr als einen Rohrbogen biegen, dann ist neben einem ersten formenden Werkzeugteil wenigstens ein weiteres formendes Werkzeugteil vorgesehen, das in einer zu der Bewegungsrichtung des ersten formenden Werkzeugteiles parallelen Bewegungsrichtung oder in einer in einem Winkel um die Rohrachse gedrehten Bewegungsrichtung zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist, so daß man weitere Rohrbögen biegen kann, die in der gleichen Biegeebene liegen wie der erste Rohrbogen oder aber auch weitere Rohrbögen, die in einem Winkel zu der Biegeebene des ersten Rohrbogens stehen.

Will man das zu biegende Rohr zusätzlich in einem Endbereich aufweiten, dann verwendet man einen Aufweitdorn mit einem den Innenquerschnitt des Rohrs übersteigenden Außendurchmesser, der in den betreffenden Endbereich des Rohres hineinverfahren wird und das Rohr aufweitet.

Vorzugsweise umfaßt die erfindungsgemäße Vorrichtung Führungen und/oder Druckfedern, die jeweils die Bewegung des haltenden Werkzeugteils und/oder des formenden Werkzeugteils und/oder gegebenenfalls eines weiteren formenden Werkzeugteils führen und/oder unterstützen.

Will man das Rohr in einem Endbereich, z. B. in dem vorderen Bereich umbiegen bzw. abkanten, dann verwendet man eine entsprechende Formgebung des formenden Werkzeugteils und/oder des Gegenwerkzeugteils, oder man verwendet ein weiteres entsprechendes formendes Werkzeugteil, das ebenfalls Teil der Vorrichtung ist. Vorzugsweise nimmt man eine solche Umbiegung bzw. Abkantung im vorderen Endbereich des Rohres vor und führt eine etwaige gewünschte Aufweitung des Rohrs vorzugsweise im hinteren Endbereich des Rohres vor. Man kann auf diese Weise Rohre herstellen, die in einfacher Weise ineinandersteckbar sind, indem der umgebogene bzw. abgekantete Endbereich des einen Rohrs in den aufgeweiteten Endbereich des anderen Rohres eingeschoben wird. Derartige mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung herstellbare Rohre finden z. B. Verwendung als Schalldämpferinnenrohre oder Schalldämpferverbindungsrohre für Kraftfahrzeuge.

Die in den Unteransprüchen genannten Merkmale betreffen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung. Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Detailbeschreibungen.

Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße Werkzeugvorrichtung zum Biegen von Rohren (im geschlossenen Zustand);

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Werkzeugvorrichtung der Fig. 1 entlang der Linie A-A der Fig. 1.

Das in Fig. 1 und Fig. 2 schematisch vereinfacht und ausschnittsweise dargestellte Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung zum Biegen von Rohren ist insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Vorrichtung 10 umfaßt ein hinteres haltendes Werkzeugoberteil 13 sowie ein vorderes formendes Werkzeugoberteil 14. Die Vorrichtung 10 umfaßt weiter ein Werkzeugunterteil 15, das dem haltenden Werkzeugoberteil 13 und dem formenden Werkzeugoberteil 14 gegenüberliegt. Beide Werkzeugoberteile 13 bzw. 14 sind entsprechend den in Fig. 1 und Fig. 2 eingezeichneten Pfeilen 18 vertikal und damit quer zur Rohrachse in Auf- und Abwärtsrichtung beweglich.

Das zu biegende Rohr ist mit 16 bezeichnet. Wie man sieht, ist ein Gliederdorn oder Schuppendorn 12 vorgesehen, der in das zu biegende Rohr 16 in axialer Richtung eingeführt wird und der flexibel ist und somit die Biegebewegungen des Rohrs 16 mitvollzieht. Der Gliederdorn oder Schuppendorn 12 besteht aus einzelnen gelenkig miteinander verbundenen und sich gegebenenfalls teilweise überlappenden Gliedern 12a.

Die Vorrichtung 10 umfaßt weiterhin im hinteren, d. h. in der Fig. 1 linken Bereich einen Aufweitdorn 11, der zur Aufweitung in das dortige Ende 16a des Rohrs 16 eingeführt werden kann. Gliederdorn 12 und Aufweitdorn 11 sind in Achsrichtung des Rohrs 16 entsprechend dem in Fig. 1 eingezeichneten Doppelpfeil 19 in Vorwärts- und Rückrichtung beweglich, so daß sie in das Innere des Rohrs 12 vorschiebbar bzw. aus diesem herausziehbar angeordnet sind.

Die Arbeitsweise der erfindungsgemäßen Werkzeugvorrichtung 10 wird nun nachfolgend erläutert. Das in der Regel gerade Ausgangsrohr 16 wird auf den flexiblen Gliederdorn 12 aufgesteckt bzw. letzterer fährt in das Rohr 16 in Achsrichtung hinein. Daraufhin fährt zunächst das hintere Werkzeugoberteil 13 zu und hält das Rohr 16 zwischen sich und dem ihm gegenüberliegenden Abschnitt des Gegenwerkzeugteils 15 fest. Diese Bewegung wird durch Führungen und Druckfedern (nicht dargestellt) geführt und unterstützt. Dann fährt das vordere Werkzeugoberteil 14 zu und drückt das Rohr 16 zwischen sich und dem ihm gegenüberliegenden Abschnitt des Gegenwerkzeugteils 15 in die gewünschte Form. Dabei biegt sich der flexible Schuppendorn 12 mit und stützt den Innendurchmesser des Rohrs 16, wodurch Biegeeinfall und Quetschfalten im Bereich des entstehenden Rohrbogens verringert bzw. verhindert werden. (Dieser Zustand der Werkzeugvorrichtung 10 mit geschlossenem Werkzeug 13, 14, 15 ist in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellt.)
Danach wird der Schuppendorn 12 im geschlossenen Werkzeug 13, 14, 15 aus dem Rohr herausgezogen und glättet dadurch eventuell doch beim Biegevorgang entstandene Biegefalten. Dann öffnet das Werkzeug, indem das hintere Werkzeugoberteil 13 und das vordere Werkzeugoberteil 14 nach oben gefahren werden, und das Rohr 16 kann entnommen werden.

Gemäß einer Variante bzw. Weiterbildung der Erfindung wird der Aufweitdorn 11, während das haltende Werkzeugteil 13 geschlossen und das Rohr 16 also festgehalten ist, in den hinteren in der Fig. 1 linken Abschnitt 16a des Rohrs 16 hineingefahren, wodurch dieser Abschnitt 16a aufgeweitet wird.

Der Schuppendorn 12 kann über das Ende des ersten Biegebereichs hinaus verlängert werden. Dieses verlängerte Stück des Schuppendorns 12 ist in der Fig. 1 strichliert dargestellt und mit 12b bezeichnet. Gemäß einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es dank möglich, das Rohr 16 in mehreren Bögen zu biegen, gegebenenfalls unter Verwendung eines weiteren quer zur Rohrachse beweglichen Werkzeugoberteils, das in der Fig. 1 als weiteres formendes Werkzeugoberteil 17 strichliert angedeutet ist.

Claims (17)

1. Verfahren zum Biegen eines Rohres (16) mittels einer Werkzeugvorrichtung (14, 15), wobei man einen biegsamen Dorn (12) zur Abstützung in das Rohr (16) einführt, der den Biegevorgang mitvollzieht und nach dem Biegevorgang wieder aus dem gebogenen Rohr (16) entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man den Biegevorgang zwischen wenigstens einem formenden Werkzeugteil (14), das zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse bewegt wird, und wenigstens einem Gegenwerkzeugteil (15), das dem formenden Werkzeugteil (14) gegenüberliegt, durchführt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man zunächst mittels eines haltenden Werkzeugteils (13) das zu biegende Rohr (16) festhält und dann mittels des formenden Werkzeugteils (14) und des Gegenwerkzeugteils (15) das Rohr (16) in die gewünschte Form biegt und danach den biegsamen Dorn (12) entfernt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das haltende Werkzeugteil (13) sich zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse bewegt.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das haltende Werkzeugteil (13) dem Gegenwerkzeugteil (15) gegenüberliegt.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man den biegsamen Dorn (12) im geschlossenen Werkzeug (13, 14, 15) aus dem gebogenen Rohr (16) entfernt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man im selben Werkzeug mittels wenigstens eines ersten formenden Werkzeugteils (14) wenigstens einen ersten Rohrbogen biegt und mittels wenigstens eines zweiten formenden Werkzeugteiles (17) danach einen zweiten Rohrbogen und in entsprechender Weise gegebenenfalls danach weitere Rohrbögen biegt.

7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem selben Werkzeug das Rohr (16) zu wenigstens einem Rohrbogen biegt und zusätzlich eine anderweitige Verformung des Rohrs (16) vornimmt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß man in dem selben Werkzeug das Rohr (16) zu wenigstens einem Rohrbogen biegt und mittels eines Aufweitdorns (11) das Rohr (16) in einem Endbereich (16a) aufweitet.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohr (16) zu wenigstens einem Rohrbogen biegt und zusätzlich in dem selben Werkzeug eine Umbiegung oder Abkantung des Rohrs (16) vorzugsweise in einem vorderen Endbereich (16b) des Rohrs vornimmt.

10. Vorrichtung zum Biegen eines Rohres umfassend einen biegsamen Dorn, der zur Abstützung in das Rohr einführbar ist, den Biegevorgang mitvollziehen kann und nach dem Biegevorgang wieder aus dem Rohr entfernbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (10) wenigstens ein haltendes Werkzeugteil (13) zum Halten des Rohres, wenigstens ein formendes Werkzeugteil (14), das zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist, und wenigstens ein Gegenwerkzeugteil (15), das dem formenden Werkzeugteil (14) gegenüberliegt, umfaßt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das haltende Werkzeugteil (13) zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß das haltende Werkzeugteil (13) dem Gegenwerkzeugteil (15) gegenüberliegt.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein haltendes Werkzeugoberteil (13) als haltendes Werkzeugteil vorgesehen ist, das in einer Richtung zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist, wenigstens ein formendes Werkzeugoberteil (14) als formendes Werkzeugteil vorgesehen ist,, das in einer Richtung zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist, und wenigstens ein Werkzeugunterteil (15) als Gegenwerkzeugteil vorgesehen ist, das den beiden Werkzeugoberteilen (13,14) gegenüberliegt.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das haltende Werkzeugteil (13) und das formende Werkzeugteil (14) nebeneinander liegen und in zueinander parallelen Ebenen beweglich sind.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein weiteres formendes Werkzeugteil (17) vorgesehen ist, das in einer zu der Bewegungsrichtung des ersten formenden Werkzeugteiles (14) parallelen Bewegungsrichtung oder in einer in einem Winkel um die Rohrachse gedrehten Bewegungsrichtung zumindest im wesentlichen quer zur Rohrachse beweglich ist.

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß diese wenigstens einen in Richtung der Rohrachse des zu biegenden Rohrs (16) beweglichen Aufweitdorn (11) umfaßt, der geeignet ist, in einem Endbereich (16a) des Rohres (16) in dieses hineinzufahren und das Rohr (16) aufzuweiten.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß Führungen und/oder Druckfedern vorgesehen sind, die jeweils die Bewegung des haltenden Werkzeugteils (13) und/oder des formenden Werkzeugteils (14) und/oder gegebenenfalls eines weiteren formenden Werkzeugteils (17) führen und/oder unterstützen.