DE2523613C3 - Rohrbiegemaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Rohrbiegemaschine mit einer Welle, die eine exzentrisch angeordnete Spanneinrichtung für das eine Rohrende sowie Scheiben mit eine Bremskraft ausübenden, aufwickelbaren Zugelementen trägt, mit einem quer zur Welle verschiebbaren Wagen, der eine Halteeinrichtung für das andere Rohrende trägt und über Stäbe in einstellbarer Entfernung mit einer zwischen Welle und Wagen angeordneten Traverse kuppelbar ist, die durch Druckzylinder in Verschieberichtung des Wagens auf die Welle zu bewegen ist, und mit in einer gemeinsamen Ebene mit der Welle liegenden Heiz- und Kühleinrichtungen für das Rohr.

Eine solche Rohrbiegemaschine ist aus dem SLJ-Erfinderschein 1 83 034 bekannt. Durch die auf die Scheiben wirkende Bremskraft geschieht bei dieser bekannten Ausbildung das Biegen des Rohres unter gleichzeitigem axialem Druck (Stauchen), so daß es nicht zu einer Verringerung der Wanddicke des Rohrs kommt.

Die Erzeugung der Brems- bzw. Stauchkraft geschieht bei der bekannten Ausbildung durch eine besondere Bremseinrichtung, die entgegengesetzt zum Längsvorschub des Rohres wirkt. Entsprechend dieser zusätzlichen Bremskraft muß die Leistung des Längsvorschubmechanismus größer sein; mit der notwendigen Vorschubkraft wächst auch die Gefahr einer Verbiegung der Welle, die das zu biegende Rohr mit Hilfe der Spanneinrichtung festhält.

Versuche, diese Schwierigkeiten durch eine beträchtliche Erhöhung der Steifigkeit der Biegemaschine zu überwinden, sind kaum erfolgreich. Mit den bekannten Maschinen können Rohre über 630 mm Durchmesser nicht gebogen werden. Bei großen Abmessungen der Rohre wachsen das Gewicht und die Abmessungen der Maschine übermäßig an.

Aus der französischen Patentschrift 12 15 829 ist eine Maschine zum Biegen von Metallstäben ohne Stauchen bekannt, die zur Herstellung gekrümmter Möbelelemente verwendet wird. Diese Maschine hat eine Schablone, die mit einer gezahnten Scheibe starr verbunden ist, um weiche eine Kette herumläuft, die mit dem Längsvorschubmechanismus verbunden ist

Trotz großer Einfachheit dieser Konstruktion ist ihre Verwendung zum Biegen von Rohren auf einen kleinen Radius dadurch erschwert, daß der Arm der am Rohr angreifenden Kraft, die entlang der Längsachse des Rohres gerichtet ist, den Abstand zwischen der Kontaktstelle der Kette mit der erwähnten Scheibe und der Drehachse der Biegevorrichtung übersteigt Hierbei wird die Verschiebungsgeschwindigkeit des zu biegenden Rohrteils unvermeidlich die Verschiebungsgeschwindigkeit desjenigen Rohrteils übertreffen, auf den der Längsvorschubmechanismus unmittelbar einwirkt, so daß das Rohr auseinandergezogen wird, was zur Schwächung der Rohrwände im Bereich des zu biegenden Abschnitts führt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer das Rohr während des Biegens stauchenden Rohrbiegemaschine der eingangs bezeichneten Gattung, die bei einfachem Aufbau mit einer wesentlich geringeren Antriebsleistung des Längsvorschubmechanismus auskommt; dabei soll eine besondere Bremseinrichtung entbehrlich sein und trotz geringen Gewichts eine starre Konstruktion erzielt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Scheiben zu iiden Seiten der Spanneinrichtung angeordnet sind und die Zugelemente mit der Traverse verbunden sind, wobei der Abstand zwischen der Längsachse der Welle und dem Abschnitt des Kontakts der Zugelemente mit den Scheiben größer ist als der Abstand zwischen der Längsachse der Welle und der Spanneinrichtung.

Die erfindungsgemäße Anordnung der Spanneinrichtung in einem Abstand, der kleiner ist als der Arm der Spannkraft der Zugelemente, bewirkt, daß die lineare Verschiebungsgeschwindigkeit des zu biegenden Rohrabschnitts geringer ist, als die lineare Ve^schiebungsgeschwindigkeit des Längsvorschubmechanismus und folglich des geraden Rohrabschnitts, so daß dieser während des Biegevorgangs gestaucht werden wird. Hierbei wird die beim Stauchen und Biegen des Rohrs auftretende Kraft zum Teil durch die Spannkraft der Zugelemente ausgeglichen, wodurch die Antriebsleistung des Längsvorschubmechanismus erheblich vermindert werden kann. Die symmetrische Lage der Zugelemente zu beiden Seiten des gebogenen Rohrabschnitts führt zu einer gleichmäßigen Verteilung der in den Bauteilen der Maschine wirkenden Kräfte.

Um den Abstand zwischen dem mit dem Zugelement in Kontakt stehenden Abschnitt der Scheibe und der Längsachse der Welle der Biegevorrichtung beim Einrichten der Maschine leicht verändern zu können, wird jede der Scheiben der Biegevorrichtung.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung ist der Abstand zwischen der Längsachse der Welle und dem Abschnitt des Kontaktes der Zugelemente mit den Scheiben jeweils durch ein auswechselbares Scheiben-

teil zu verändern; dadurch ist die Größe der Stauchung wählbar.

Um eine ständige Spannung der Zugelemente sicherzustellen, ist zweckmäßigerweise an d»n Scheiben jeweils eine die Zugelemente gespannt haltende Last angebracht

Die Erfindung wird nachfolgend dui ch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 die Ansicht einer Rohrbiegemaschine in perspektivischer Darstellung,

F i g. 2 den Längsschnitt der Maschine,

F i g. 3 den Schnitt nach Linie III-III in F i g. 2,

F i g. 4 den Schnitt nach Linie IV-IV in F i g. 2,

Fig.5 den Längsschnitt der Maschine nach einem Biegevorgang,

F i g. 6 den Verlauf der Kräfte, die auf das Rohr und die Maschine beim Biegen einwirken.

Die Rohrbiegemaschine besitzt ein Geneil 1 mit einem mittigen T-förmigen Ansatz 2, auf dem eine Traverse 3 in Längsrichtung gleiten kann. Die Traverse 3 wird längs des erwähnten T-förmigen Ansatzes 2 durch zwei Druck- bzw. Kraftzylinder 4 verschoben, die zu beiden Seiten des Gestells 1 montiert sind. Die Traverse 3 ist mit den Kolbenstangen 5 dieser Zylinder 4 verbunden.

Das Gestell 1 hat einen Rollgang 6 und trägt einen selbstfahrenden Wagen 7, der durch einen Elektromotor 8 über einen Riementrieb 9 in Bewegung versetzt wird, wobei die Räder 10 dieses Wr.gens in längs des Gestells 1 verlaufende Führungen 11 laufen. Der selbstfahrer!»^ Wagen 7 kann sich längs der Führungen 11 in Richtung zur Traverse 3 hin oder von dieser weg bewegen.

Auf dem selbstfahrenden Wagen 7 ist ein Elektromotor 12 montiert, der eine Mutter 13 dreht durch welche eine Schraube 14 geführt ist. Die Mutter 13 ist in einer Aufnahme 27a eingebaut, die mit dem Wagen 7 starr verbunden ist. Das Ende der Schraube 14 stützt sich mit Hilfe eines Drucklagers 16 gegen eine bewegliche Widerlagerplatte 17 ab, die auf einem sich in Längsrichtung erstreckenden Führungsvorsprung 18 des selbstfahrenden Wagens 7 gleitet. Die Widerlagerplatte 17 wirkt mit dem hinteren Ln... Jea a biegenden, auf dem Rollgang 6 gelagerten Rohrs 19 zusu nmen. Die Widerlagerplatte 17 trägt Spannbacken 20, welche das Abgleiten des Rohres 19 von dieser Platte verhindern.

In der Mitte der Traverse 3 ist eine öffnung 21 vorhanden, durch die das Rohr zur eigentlichen Biegevorrichtung 22 auf der anderen Seite dieser Traverse verläuft. Beiderseits der öffnung 21 sind an der Traverse 3 quer angeordnete Stäbe 23 starr befestigt, die ringförmige Vorsprünge 24 tragen. Diese Stäbe 23 dienen zur starren Verbindung des selbstfahrenden Wagens 7 mit der Traverse 3 vor Beginn des Biegens des Rohrs 19, und zwar mittels eines zweiarmigen Kuppelhebels 25, der um einen horizontalen Zapfen 26 schwenkbar ist. An den Enden des zweiarmigen Kuppelhebels 25 sind zylindrische Ausnehmungen 28 vorhanden, die die Stäbe 23 zwischen ihren Vorsprüngen 24 beim Kuppeln erfassen. Dadurch wird eine starre Verbindung des selbstfahrenden Wagens 7 mit der Traverse 3 erreicht.

Die Traverse 3 mit ihren Kraftzylindern 4 und der selbstfahrende Wagen 7 bilden den Längsvorschubmechanismus29.

Die Biegevorrichtung 22 enthält eine Welle 30, deren Enden in Lagern 31 des Gestells 1 gelagert sind. Die Welle 30 trägt in ihrer Mitte einen Rahmen 32, in dessen Seitenwänden radial gerichtete Nuten 33 ausgearbeitet sind. Im Rahmen ist ein Halter 34 untergebracht der eine zur Längsachse der Welle 30 exzentrisch angeordnete Spanneinrichtung 35 mit einem Paar von Backen und eine hinter dieser befindliche einstellbewegliche Widerlagerplatte 36 trägt.

Der Halter 34 gleitet in den Nuten 33 des Rahmens 32 mit Hilfe von Vorsprüngen 37, wobei seine Lage durch eine Schraube 38 festgelegt wird. Die Schraube 38 wird

ίο zur Einstellung der Exzentrizität des Halters 34 von einem Elektromotor 39 angetrieben.

Die Widerlagerplatte 36 dient als Anschlag für das vordere Ende des zu biegenden Rohrs 19.

Die Welle 30 trägt zwei Scheiben 40, von denen jede aus zwei Teilen zusammengesetzt ist: einem größeren Hauptteil 41 und einem kleineren abnehmbaren Teil 42. Die Scheiben sind ebenso wie die Lager 31 symmetrisch in bezug auf den Rahmen 32 der Welle 30 angeordnet Der abnehmbare Teil 42 jeder Scheibe 40 trägt einen Bügel 43, der zur Befestigung eines Endes eines biegsamen Zugelements, z. B. einer Kette 44, dient. Die anderen Enden der Zugelemente 44 sind an ebensolchen Bügeln 43 an der Traverse 3 befestigt

Der auswechselbare Teil 42 der Scheibe 40 ist an den Hauptteil 41 mit Hilfe von Bolzen (nicht dargestellt) angeschlossen. Beim Vorschub des Rohrs 19 mit der Traverse 3 u.id der gleichzeitigen Drehung der Scheibe 40 wickelt sich die Kette 44 auf die gekrümmte Umfangsfläche der Scheibe auf. Vorgesehen ist ein Satz von auswechselbaren Teilen 42, die unterschiedliche Abmessungen haben, wodurch in noch zu beschreibender Weise die Stauchgröße des Rohrs 19 leicht verändert werden kann
Die Verschiebbarkeit des Halters 34 der Spanneinrichtung 35 in den radial gerichteten Nuten 33 des Rahmens 32 in Kombination mit der Auswechselung des abnehmbaren Teils 42 der Scheiben 40 sowie der Verschiebung der Lager 31 gestattet es. Rohre 19 unterschiedlichen Durchmessers auf verschiedene Radien zu biegen.

Die Welle 30 mit dem Halter 34 der Spanneinrichtung 35 und den Scheiben 40 bilden die Biegevorrichtung 22. Der Abstand r(F i g. 5) zwischen der Längsachse O der Welle 30 und der Mitte der lichten Weite A zwischen den Backen der Spanneinrichtung 35 ist kleiner als der Abstand R zwischen der Längsachse O und dem Abschnitt B des Kontaktes jeder der Ketten 44 mit der krummlinigen Außenfläche des auswechselbaren Teils 42 der Scheibe 40.

so Zur Aufnahme der beim Biegen des Rohrs 19 auftretenden Reaktionskraft sind am Gestell 1 Stützrollen 45 montiert.

Die Traverse 3 ist auf dem T-förmigen Ansatz 2 des Gestells 1 mit Hilfe einer Nut 46 und von Platten 47 geführt welche an der Traverse 3 von unten her mit Hilfe von nicht dargestellten Bolzen starr befestigt sind.

Zur Erzeugung einer ständigen Spannung der Ketten

44 ist an dem Hauptteil 41 jeder der Scheiben 40 eine Last 48 montiert, die ein Moment erzeugt, welches die Scheibe 40 und folglich auch die Biegevorrichtung 22 um die Achse Oder Welle 30 entgegen dem Uhrzeigersinn zu drehen sucht.

Zur Erwärmung des zu biegenden Abschnitts des Rohr: 19 ist eine Heizeinrichtung 49, z. B. ein

b3 elektrischer Induktor, vorgesehen. Zur Begrenzung der Erwärmungszone schließt sich eine Kühleinrichtung 50 vom Sprühdüsentyp an. Diese beiden Einrichtungen sind an einem nicht abeebildeten länßxvem-hiehlirh antrcih-

baren Tragkörper in der Biegevorrichtung 22 montiert.

In der Vorbereitungsstellung der Maschine befindet sich der selbstfahrende Wagen 7 in einem ausreichend großen Abstand von der Traverse 3 und ist mit den Stäben 23 nicht verbunden. Die Traverse 3 befindet sich in der in F i g. 1 ersichtlichen Lage.

Dc-: zu biegende Rohr 19 wird auf den Rollgang 6 der Maschine zwischen dem selbstfahrenden Wagen 7 und der Traverse 3 aufgelegt. Es wird der am Wagen 7 montierte Elektromotor 12 eingeschaltet, der die Mutter 13 in Drehung versetzt. Infolge der Drehung der Mutter Yi verschiebt sich die Schraube 14 zusammen mit der Widerlagerplatte 17 längs des Führungsvorsprungs 18 so lange, bis diese Platte 17 an dem hinteren Ende des Rohrs 19 anliegt. Dann wird der Antrieb der an der Widerlagerplatte 17 montierten Spannbacken 20 eingeschaltet und das Ende des Rohrs 19 eingespannt.

Daraufhin wird der Elektromotor 8 des selbstfahrenden Wagens 7 eingeschaltet, und dieser längs des T-förmigen Ansatzes 2 zusammen mit dem Rohr 19 in Richtung zur Traverse 3 vorgefahren. Das Rohr 19 tritt durch die öffnung 21 in der Traverse 3, läuft über die Stützrollen 45, durch die Heizeinrichtung 49 und die Kühleinrichtung 50 in die geöffneten Backen der Spanneinrichtung 35 und stützt sich gegen die Widerlagerplatte 36 der Biegevorrichtung 22 ab. Die notwendige Höhenlage des Halters 34 war vorher durch Betätigung des Elektromotors 39 mittels der Schraube 38 eingestellt worden.

Jetzt wird der Antrieb der am Halter 34 montierten Spanneinrichtung 35 eingeschaltet und das vordere Ende des Rohrs 19 in der Biegevorrichtung 22 befestigt.

Dann wird der Antrieb des am Wagen 7 montierten zweiarmigen Kuppelhebels 25 eingeschaltet, wodurch dieser sich so dreht, daß seine Ausnehmungen 28 die Stäbe 23 erfassen. Durch Schaltmanipulationen mit dem Elektromotor des selbstfahrenden Wagens 7 wird dann eine solche Lage des Kuppelhebels 25 erreicht, daß dieser gegen je einen ringförmigen Vorsprung 24 der Stäbe 23 zu liegen kommt. *o

Durch Einschalten des Elektromotors 12 verschiebt man die Widerlagerplatte 17 zur Traverse 3, so daß alles Spiel beseitigt und das Rohr 19 in axialer Richtung zusammengedrückt wird.

Jetzt werden die Heizeinrichtung 49 und die Kühleinrichtung 50 entlang der Längsachse des Rohrs 19 so verschoben, daß sie unter die Achse der Welle 30 zu stehen kommen. Diese Situation ist in F i g. 1 und 2 gezeigt.

jetzt werden die Heizeinrichtung 49 und die so Kühleinrichtung 50 eingeschaltet. Nach ausreichender Erwärmung des Rohrabschnitts wird mit dem Biegen begonnen, wozu die Kraftzylinder 4 druckbeaufschlagt werden, so daß die Traverse 3 zusammen mit dem angekoppelten Wagen 7 und dem Rohr 19 nach vorn ir Richtung zur Biegevorrichtung 22 vorgeschoben wird Die Welle 30 mit dem Rahmen 32 beginnt sich zu drehe; und das Rohr 19 wird gebogen, wobei sich der in di< Biegezone einlaufende gerade Abschnitt auf der Stützrollen 45 abstützt.

Beim Biegen bewegen sich das hintere Ende de; Rohres 19 und die Traverse 3 mit gleicher Geschwindig keit vorwärts. Diese Geschwindigkeit bestimmt auch di« Umfangsgeschwindigkeit der sich auf die Scheiben 4( bzw. die Scheibenteile 42 aufwickelnden Ketten 44. Di der Halter 34 auf einem kleineren Radius umläuft, isi seine Umfangsgeschwindigkeit kleiner. Dadurch kommi es während des gesamten Biegevorgangs zu einei kontinuierlichen Stauchung des Rohrs.

Die Beendung des Biegevorgangs ist in Fig.f gezeigt.

Beim Biegen wirken auf das Rohr und die Bauteile dei Maschine die in F i g. 6 gezeigten Kräfte:

P = Gesamtkraft, die von den Kraftzylindern 4 erzeugt wird;

T = Zugkraft in den Ketten 44;
N = auf das Rohr 19 wirkende Kraft; Q = Vertikalkomponente der Zugkraft in den Ketten

44, die vom Winkel ψ abhängt und unbedeutend ist.

Es ist zu sehen, daß auf das Rohr nicht nur die von den Vorschubzylindern erzeugte Kraft wirkt, sondern auch die in den Ketten wirkende Zugkraft. Dadurch kann man mit recht kleinen Kraftzylindern auskommen.

Dadurch, daß der Rahmen 32 mittig auf der Welle 30 angeordnet ist, können die Ketten 44 symmetrisch in bezug auf das Rohr 19 angeordnet sein, so daß alle in der Maschine auftretenden Beanspruchungen sich gleichmäßig verteilen.

Zum Herausnehmen des gebogenen Rohrs 19 aus der Maschine wird die Widerlagerplatte 36 abgenommen und die Backen der Spanneinrichtung 35 gelöst. Unter Einwirkung der Lasten 48 an den Scheiben 40 beginnen diese sich im Gegenuhrzeigersinn zu drehen, wobei der Wagen 7 gemeinsam mit der Traverse 3 sich in Richtung zur Biegevorrichtung 22 hin verschiebt und das Rohr 19 aus der Maschine ausstößt.

Wenn die Lasten 48 ihre tiefste Lage erreicht haben, hört die Drehung der Biegevorrichtung auf. Um das Rohr vollends auszustoßen, wird der Elektromotor 8 des Wagens 7 erneut eingeschaltet, welcher das Ausstoßen des Rohrs 19 aus der Maschine fortsetzt Dann werden auch die Spannbacken 20 gelöst; das fertige Rohr wird von einer geeigneten Vorrichtung ergriffen und entfernt Danach werden alle Bauteile der Maschine für den nächsten Arbeitsgang wieder in die Vorbereitungsstellung zurückgeführt.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

ZEICHNUNGEN BLATT 2

Nummer: 2S23 613

Int. Cl.*: B 21 D 9/07

Bekanntmachungstag: 28. September 1978

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Rohrbiegemaschine mit einer Welle, die eine exzentrisch angeordnete Spanneinrichtung für das eine Rohrende sowie Scheiben mit eine Bremskraft ausübenden, aufwickelbaren Zugelementen trägt, mit einem quer zur Welle verschiebbaren Wagen, der eine Halteeinrichtung für das andere Rohrende trägt und über Stäbe in einstellbarer Entfernung mit einer zwischen Welle und Wagen angeordneten Traverse kuppelbar ist, die durch Druckzylinder in Verschieberichtung des Wagens auf die Welle zu bewegbar ist, und mit in einer gemeinsamen Ebene mit der Welle liegenden Heiz- und Kühleinrichtun- '5 gen für das Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheiben (40) zu beiden Seiten der Spanneinrichtung (35) angeordnet sind und die Zugelemente (44) mit der Traverse (3) verbunden sind, wobei der Abstand (R) zwischen der Längsachse (O) der Welle (30) und dem Abschnitt (B) des Kontakts der Zugelemente (44) mit den Scheiben größer ist als der Abstand (r) zwischen der Längsachse der Welle und der Spanneinrichtung.

2. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (R) zwischen der Längsachse (O)der Welle (30) und dem Abschnitt (B) des Kontaktes der Zugelemente (44) mit den Scheiben (40) jeweils durch ein auswechselbares Scheibenteil (42) veränderbar ist.

3. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Scheiben (40) jeweils eine die Zugelemente (44) gespannt haltende Last (48) angebracht ist.

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