DE2559696A1

DE2559696A1 - Vorrichtung und verfahren zum herabsetzen der durch rueckfedern bedingten radiusvergroesserung beim biegen von langgestreckten werkstuecken

Info

Publication number: DE2559696A1
Application number: DE19752559696
Authority: DE
Inventors: Spaeter Genannt Werden Wird
Original assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Current assignee: Dai Ichi High Frequency Co Ltd
Priority date: 1974-07-23
Filing date: 1975-07-22
Publication date: 1977-08-04
Also published as: DE2532735B2; DE2559696C2; DE2532735C3; SE7508339L; NL177088C; DE2532735A1; DE2559695B2; US4062216A; NL7508788A; SE415002B; US4122697A; DE2559695A1; NL177088B

Description

2h 65? Wtt/ral

24. Febr. 1977 2b$9696

ISaiichi Koshuha Kogyo K. K= Tokyor (Japan)

Vorrichtung und Verfahren zum Herabsetzen der durch Eöekfedem bed3.noten RadiusvergröBerung beim Biegen langgestreckten Werkstücken

BIe Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung und ©IB ¥srf-aitr©»i sum Biegen langgestreckter dein Ofcsrbagrif f des Anspruchs 1.

Man kann die Verfahren zum Biegen von Metallrohcen in Kalt- und in Warmbiegeverfahren einteilen. Beim Kaltbiegen wird das zu biegende Werkstück bei normaler Temperatur einem Biegemoment unterworfen, das so groß ist, das dL*

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Elastizitätsgrenze des ϊ/erkstoffes überschritten wird. Beim .Varmbiegen wird das *.7erk3tück auf eine Temperatur erhitzt, bei der es plastisch verformbar ist, und bei dieser Temperatur einem Biogemoment unterworfen. Kalt— biege verfahren können zum Biegen von Metallrohr en mit relati/ kleiner Bohrung oder ähnlichen Y/erkctücken angewendet werden, wenn von dem Produkt keine hohe Präzision gefordert wird. Dagegen sind Kaltbiegeverfahren nicht zum Biegen von Metallrohren mit relativ großem Durchmesser oder ähnlichen 'Verkstücken geeignet, wenn Produkte von hoher Präzision gefordert werden. Andererseits sind 'Varmbiegeverfahren zum Biegen von Metall— rohren mit relativ großem Durchmesser und von ähnlichen Werkstücken unter Erzeugung von Produkten von relativ hoher Präzision geeignet, sie erfordern aber relativ aufwendige Hinrichtungen und Aufheizvorgänge und können nur mit einem geringen Wirkungsgrad und uit hohen Betriebskosten durchgeführt werden.

Es ist schon versucht worden, diese Schwierigkeiten zu beseitigen· Vor kurzem wurden ein verbessertes Wanabiegeverfahren und eine verbesserte ./armbie— gevorrichtung entwickelt und eingeführt. In diesem Verfahren bzw· in dieser Vorrichtung wird ein zu verformendes Metallrohr oder dergleichen zunächst durch eine Heia» vorrichtung geführt, beispielsweise einen Hochfrequena-Induktioneofen, die sum Hocherhitzen dee Werkstückes auf einer begrenzten Fläche dient, und wird das Rohr an seinem vorlaufenden Ende oder zwischen seinen Enden an einem Schwenkarm eingespannt, der frei um eine Achse schwenkbar ist, die in der Ebene der Heizeinrichtung liegt, wobei die Länge des Schwenkarms dem Biegeradius des Rohrs angepaßt ist. Dann, wird das kontinuierlich längs einer Geraden vorgeschobene Rohr in der genannten Heizeinrichtung örtlich auf «Ina

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Temperatur erhitzt, "bei der das Hohr plastisch verformbar ist, und das Rohr in den erhitzten Teil einer kontinuierlichen plastischen Verformung und gleichzeitig einem Bie— ge:ioaent unterworfen und dadurch in der gewünschten Weise gebogen.

Sine derartige übliche Biegevorrichtung ist in der Pig. 1 dargestellt. 3?ig, 1 zeigt eine übliche Vorrichtung, von der ;Tie Erfindung ausgeht. Dabei ist .ait 1 ein su biegendes Metallrohr and mit 2 ein Auflagerblock 'bezeichnet, der »las Hohr trägt und einstückig mit der Einrichtung zum kontinuierlichen Vorschieben des Htahlrohrs längs einer Geraden ausgebildet ist. Mit 3 und 4· ^-st ein Führungs— rollenpaar bezeichnet. Sine Heiaeinrichtung 51 beispielsweise ein ringförmiger Hochfrequenz-Induktionsofen, dient zum Erhitzen eines begrenzten Umfangsflächenteils dee Stahlrohrs 1 auf eine hohe Temperatur. "instückig mit der Heizeinrichtung ist eine Kühleinrichtung 6 vorgesehen. Der Schwenkzapfen 3 eines Schwenkarins 7 ist so angeordnet, daß seine Schwenkachse in der Ebene der Heizeinrichtung 5 liegt. An dea Schwenkarm 7 ist ein Spannfutter 9 befestigt.

Im Betrieb der soeben beschriebenen Vorrichtung wird ein Stahlrohr 1 zunächst zwischen den Füh— rungerollen 3 und 4 und dann durch die Heiseinrichtung 5 geführt. Das Hohr ist an seinem nachlaufenden Ende auf dem Auflagerblock 2 der Vorschubeinrichtung abgestutst. In bestimmten Fällen wird das Stahlrohr 1 am einen Ende oder zwischen seinen Enden mittels des Spannfutters 9 an dem Schwenkarm 7 befestigt. Das mittels der Vorschubeinrichtung kont nuierlich längs einer Geraden vorgeschobene !!ohr 1 wird mittels der Hei3eixa*itih1na3g 5 a»f «ins !«*· peratur erhitzt, bei der das Rohr plastisch verformbar iet.

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Unmittelbar danach wire! dar ÜGhr abgekühlt, In tten erhitzten Bereich -TTird Sas J!ohr 1 infolge der ^chublcraft der Vorschubeinrichtung taifl der durch ?,er. ⁿolvrenlzcxn 7 bewirkten Führung einen Bierenonent tmtorworfer. und infolgedessen im Ginne des gewünschten Biegenn plastisch Tsrfornt. lüt Hilfe der soeben beschriebenen Vorr:-ohtv»*sg !renn nan datier ein Stahlrohr mit hohen 'Tirkunr-sgrad biegen, ohne daß eine aufwendige Sfärme— behandlttng -rfordnrXieh irt, Vnn \zanr, ilicne 7?ir?runc av.ch ersielen, wenn diers Vorrichtung für and er ο Bisrciirbeiten an MetaLlrohren onor T'ctall'bMndern herrjanesofren wird. Insbesondere vdrd Ireiüß Bic^efom oder Bie^nahihlone ijenStigt imd izTzm ηυη d^s P.chr ^i* jedem ^evrunnchtcn rrün-rai^oradiue biegen.

!Tit dienen Yorfahren und diener Vorrichtung können lancpestredtte \7er!:stüclte nit sehr fluten "Tirlcunpngirad und einiger Prf.sirion in rUrr rc^TÜnnchtcn "Oino r,cbop:oii i?erden, 'Venn Λ±ρ. ?rnnnfuttcr dar fertig fcboceno ^erlrßtüe!-: freigeben, kann dieses jedoch zurückfedern, so daS der Biegera« dius vergrSSert wird. Diese in den bekannten Bießevorrielitungen und —verfahren nicht vermiedene Hrscheiminc \vird nachstehend als "durch Itückfedem bedingte RadiusvercrS— bezeichnet.

Bisher hat man daher versucht, den Bie^evorgang mit einem Biegeradius dttrehzuführen, der im Hinblick auf das Rückfedern gewählt worden ist. Diese Haßnahne ist jedoch nicht befriedigend.

In dem in Fig. 2 erläuterten, bekannten Verfahren wird ein zu biegendes Rohr 1 awischen Pührungsrollen 3» 3» und 4, 4^f und dann durch eine Heizeinrichtung 5 hindurcl*- gefUhrt und mittel* der? Spannfutters 9 an dem Ende des

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Schwenkarms 7 befestigt. Das Rohr 1 wird dann unter der Wirkung der Schubkraft P vorgeschoben und mittels der Heizeinrichtung 5 örtlich auf eine Temperatur erhitzt, bei der en plastisch verformbar ist. Unraittelbar danach wird das Rohr mittels einer nicht gezeigten Kühleinrichtung abgeläihlt. Das Hohr wird daher in seinem erhitzten Bereich einem Biegeraoment unterworfen und dadurch gebogen. Der nichtgebogene Rohrteil hat eine geradlinige Achse. Bei einer Veränderung des Biegewinkels Q werden die Lage der von dera Biegemittelpunkt 0 abwärtsgerichteten Vertikalen und der Abstand der erhitzten Stelle A von der Achse XX* etwas verändert. Wenn daher nach den Bie— gevorgang das Rohr von dem Spannfutter 9 freigegeben wird, federt der vorher eingespannte Teil CD in die Stellung OD zurück. Ferner verändert sich mit dem Biegewinkel auch der Biegeradius, so daß dieser durch das Rückfedern des Rohre nach dem BiegeVorgang vergrößert wird.

Zum Fortleiten, von Strömungsmitteln werden in sehr großem Maße Rohrleitungen verwendet. Die Anzahl der für solche Rohrleitungen verwendeten Stahlrohre nimmt sehr schnell zu. Ferner wird für das Biegen derartiger Rohre eine immer höhere Präzision gefordert.

Daher besteht in der Industrie ein Bedürfnis nach einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Biegen von Metallrohren, beispielsweise Stahlrohren, mit einer höheren als der mit den derzeitigen Verfahren erzielbaren Präzision·

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Biegen von langen metallischen Werkstücken, beispielsweise Rohren,

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Stangen und Stäben, rait hohem 'Wirkungsgrad ttnd rait hoher
Präzision.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht ferner in der Schaffung einen Verfahrens und einer Vorrichtung aura Biegen von Stahlrohren, wie sie zum Portleiten von ntrörauigsmitteln verwendet werden, ohne daß unerwünschte Erscheinungen, z. B, eine durch Rüclcfedern bedingte Hadiusvergrößerung, auftreten.

Diese und v/eitere Aufgaben und IJerkmale der Erfindung gehen aus den Patentansprüchen und der nächstehen— den Beschreibung an Hand der beigefügten .Zeichnungen hervor.

Die Zeichnungen

Fig. 1 zeigt in Draufsicht eine übliche Vorrichtung, von der die Erfindung ausgeht und

Fig. 2 erläutert schematisch ein nit der Vorrichtung gemäß Fig. 1 durchgeführtes, übliches Biegeverfahren«

Fig. 3 bis 5 erläutern schenatisch das Verfahren gemäß der Erfindung.

Fig. β zeigt in einer "Draufsicht einen Auslenkungsdetektor einer AusführungsforEi der Erfindung.

Fig. 7 bis 10 sind weitere schematische Daretel— lungen von Ausführungsfornen der Erfindung.

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Ausführliche Beschreibung;

Die im Zusammenhang mit dem in Pie» 2 erläuterten Biege/erfahr en besprochenen Probleme können vermieden werden, wenn "bein Vorschub des zu "biegenden Iletallrohrs diesea in einer Lage gehalten wird, in der es 3ich unter einer gewissen Neigung bis zu dem Punkt erstreckt, an dem die Verbindungsgerade zwischen dem Biegemittelpunkt und der Heizeinrichtung von einer zweiten Geraden rechtwinklig geschnitten wird, oder es wird die Heizeinrichtung an einer Stelle, an der das Rohr bereits etwas um den Biegemittelpunkt gebogen ist, unter einem kleinen Winkel zu der Senkrechten von dem Biegeraittelpunkt auf die gerade Linie angeordnet, auf der das Metallrohr vorgeschoben wird. Auf diese Weise kann man das Rückfedern praktisch vollständig kompensieren« Erforderlichenfalls kann man ferner einen Auslenkungsdetektor vorsehen, der während des Biegevorganges eine Veränderung der Krümmung des liohrs erfaßt und bewirkt, daß die Heizeinrichtung derart bewegt wird, daß der Biegeradius während des Biege Vorganges !constant gehalt en wird. Auf dieee Weiss kann man auch die radiusverändernde plastische Vex*- formung verhindern.

Diese Maßnahmen sind in den Figuren 3 bis 10 erläutert« In den Figuren 3 und 4 ist eine Einrichtung gezeigt, sit der das nach dea Biegen des Hetallrohrs gemäß dem üblichen Verfahren auftretende Eüolrfedern laerabgesetzfc oder beseitigt werden kann. In deia in Fig. 3 erläuterten Verfahren erhält der nachlaufende feil des Bohrs 1 bis au der erhitzten Stelle A eine geringe ITeigung gegenüber der Achse XX¹, so daß an der erhitzten Stelle eine stärkere plastische Verformung erfolgt und im Falle eines nach dem Öffnen von Klemmeinrichtungen auftretenden Rückfederns,

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das gestrichelt angedeutet ist, der richtige I3iegeradius erhalten wird. Man erkennt, daß ein Dreh-.n der gestrichelten Linie 'u.i die erhitzte -teile -,. ua einen solchen "/in-LeI ©2» ^^a'^ &^er nachlaufende Teil des Rohre mit der Achse SX¹ Ubereinstinnt, daau führt, daß der eingespannte Teil CD mit CD auf der Achse des Spannfutters übereinrti:3at. Bei der ."luwendi'ng dieser Verfahrens ist der Biegeradius der gebogenen Hohrs gleich den in der Vorrichtung eingestellten Biegeradius ?., uo duß das Kückfcdern vollständig ko.^eiiuiex^t worden ist.

In dem in Tig. 4 dargestellten Verfahren wird die Heizeinrichtung 3 unter einen kleinen "Zinke 1 ©p S©- genüTjer der Vea^indiaigfiger-.iden zwriechen de:a Biegeuittel— puiikt 3 und der orhitatcii "teile A aiigeoränet und auf der Achse ΊΏΖ* ία- der "teile A* bewegt, "llfcrend des Biegevorgaiiges wird dor nachlaufende Teil des riohrs 1 auf der Ach— ve 'CrI* gehrlten. -\uch auf diese «'.'eise wird das nach dem Biegevorgang auftretende Rückfedern vollständig kompensiert· Es wird 0., etwas größer als 0.. Da ©o jedoch sehr lcLein ist» ist auch die Differena zwischen 0», und 0» vemachltlssigbar klein. Wenn beisj^ielsweise bein Biegen eines ?.ohrs iait eintm Außendurchsiesser von 60,5 cm und einer V'andstlirke von 3»2 mm mit einen Biegeradius von 3OO ora ein Winkel Op ^von ^»76 gewählt wird, erzielt man eine vollständige Kompensation des Rückfederns. Die Veränderung des Biegeradius wird durch folgende Formel angegeben:

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Bei einem Radius von 300 ram beträgt die Veränderung daher nur 0,03 ran, so daß nie vernachlässigt werden kann. Man kann ferner in dem fertigen Gegenstand einen Biegera&ius erzielen, der kleiner ist als der ursprüngliche Radius (der Radius des in der Vorrichtung eingespannten Rohrs), wenn nan die erhitzte stelle A^f nach A verschiebt.

Mit Hilfe der in den Figuren 3 und 4 erläuterten Verfahren kann nan das Rückfedorn des fertigen Gegenstandes vollständig kompensieren. Helbct wenn bei einer Veränderung des Biegewinkels die Belastung an jedem Drehpunkt verändert wird, kann nan bewirken, daß der Biegeradius des fertigen Gegenstandes dein Biegeradius des in der Vorrichtung eingespannten Itohrs, d. h. dem Abstand dee Bi*- gemittelpunktets 0 von der Mittellinie deo Spannfutters 9, entspricht, indem man den T?ert von ©₂ unabhängig von dem Biegewinkel Ö in geeigneter Weise regelt. Zu diesen Zweck gibt bei einer Veränderung der Krünnung ein Auslenkungsdetektor ein Signal an die Steuereinrichtung ab.

13er in Fig. 5 dargestellte Auslenkungsdetektor 117 besitzt Fühler 11-3, 119, die an dem nachlaufenden Teil des Bohrs 1 angreifen, einen Fühler 12O_f der an dem gebogenen feil des Rohrs 1 angreift, und einen AuslenkungBgeber 121, der an dem Tragt eil für den Fühler vorgesehen ist. Der Fühler 118 berührt ilen nachlaufenden Teil des Rohrs zwischen den Führungsrolle» 3* und 4* ΒβΕ" Fühler 119 berührt den nachlaufenden Teil des Rohrs abglichst nahe bei der Heizeinrichtung 5» Ber Fühler 120 Is«— rührt den gebogenen Teil des Hohns an einer Stelle, die sq weit von der erhitzten Stelle A entfernt ist, daß eine Veränderung der Krümmung an der erhitsten Stelle A su einer genügend großen Auslenkung des gebogenen Teils des Rohre 1

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führt. Die Form der Berührungsfläche und der Berührungsdruck jedes Fühlers ist zweckmäßig so gewählt, daß die Fühler 118, 119 und 120 die Außenwandung des Rohrs 1 unter starkem Druck und auf möglichst kleiner Fläche berühren.

Gemäß Fig. 6 besitzt der Auslenkungsgeber 121 einen hydraulischen Kolbentrieb 122 zum Drücken der Fühler 119, 120 mit einer konstanten, starken Anpreßkraft gegen das Rohr 1. Eine Feder 123 dient zum Drücken des Fühlers 118 mit einer starken Anpreßkraft gegen das Rohr 1. Die Feder 123 ist mit ihrem einen Ende an einem Federteller 124 befestigt. Der Fühler 118 ist einstückig mit einer ebenen Platte 125 ausgebildet· In dem Auslenkungsgeber 121 ist eine weitere ebene Platte befestigt, die su der Platte 125 parallel ist. Eine Schraube 127 und eine Kutter 128 dienen zum Einstellen und Feststellen der ebenen Platte 126. Eine elektrische Anzeigeeinrichtung mit einem Oszillator 129 mißt die Veränderung, die der Abstand zwischen den Platten durch die beim Biegen des Rohrs auftretende Veränderung der Krümmung erfährt, und wandelt das Meßergebnis in ein Steuersignal 130 um.

Wenn der Auslenkungsgeber 121 während des Biege— Vorganges eine Veränderung der Krümmung anzeigt, werden die Führungsrollen 3*» 4 in Fig. 3 derart verschoben, daß der von den Rollen 3*, 4 an den Berührungsstellen E, F auf das Rohr ausgeübte Berührungsdruck und damit auch Q₂ verändert wird. Bei einer Verkleinerung der Krümmung und einer Vergrößerung des Radius wird der von dem Fühler 120 auf das Rohr 1 ausgeübte Berührungsdruck vergrößert, so daß der Auelenkungedetektor 117 unter der Wirkung des Kolbentriebes 122 etwas um den Fühler 119 herumgedreht und der Abstand : zwischen der an dem Fühler 118 befestigten Platte 125 und der an dem Auelenkungsgeber 121 befestigten

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MM'

Platte 126 verkleinert und dadurch das Signal 130 im Sinne einer Verkleinerung von 9 verändert wird. Wenn dagegen die Krümmung zunimmt und der Radius abnimmt, ist die Auslenkung der soeben beschriebenen entgegengesetzt, so daß ein gegensinniges Signal abgegeben wird, welches eine Vergrößerung von d₂ bewirkt. Es gibt verschiedene Verfahren zum Verändern von O₂. Einige Ausführungsbeispiele dieser Verfahren werden nachstehend erläutert.

Zn einem ersten Verfahren werden die Führungsrollen 3^f» 4 gleichzeitig verschoben. Die in Fig. 7 gezeigten hydraulischen Kolbentriebe 131 und 132 dienen zum Tragen der Führungsrollen 3^f» 4 und erforderlichenfalls zum Verschieben derselben. Diese hydraulischen Kolbentriebe 131, 132 sind dem Auslenkungsgeber 121 zugeordnet und haben dieselbe Abtriebskraft. Sie tragen die Führungsrollen 3*, 4 und bewirken, daß diese an den Berührungsstellen E, F gegengleiche Kräfte ausüben, so daß an der erhitzten Stelle A* ein von dem Biegemittelpunkt 8 auswärtswirkendes Biegemoment erzeugt wird und keine Schubkraft zurückbleibt, d. h., daß das Rohr unter der Einwirkung eines einfachen Biegemoments gebogen wird.

Durch die hydraulischen Kolbentriebe 131» 132 sind daher die Führungsrollen 3*, 4 mit dem Gestell der Vorrichtung verbunden· Bei Beaufschlagung mit einem konstanten hydraulischen Druck P_ erzeugen die hydraulischen Kolbentriebe 131, 132 ein einheitliches Biegemoment 15, während sich das Rohr von den Führungsrollen zu der erhitzten Stelle A^r bewegt.

M m w 1

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-te-

Dabei ist

w Abtriebskraft jedes hydraulischen Kolbentriebes

1 Abstand zwischen den Berührungspunkten E und F der Führungsrollen 3* und 4

Man kann daher den Wert von Q₂ ändern, indem man in Abhängigkeit von dem Ausgangssignal 130 des Auslenkungsgebers 121 den hydraulischen Druck verändert.

Die üblichen Vorrichtungen sind zum Biegen von Rohren mit sehr hoher Präzision bis zu einem Biegewinkel von etwa 45 ° geeignet. Bis zu diesem Biegewinkel kann man daher das Rohr in der üblichen Weise biegen, ohne daß zusätzliche Steuerungseinrichtungen erforderlich sind. Dabei können die Führungsrollen 3« 3** 4» 4' ortsfest sein. Wenn aber zu Beginn des Biegevorganget die Führungsrollen 3# 3% 4t 4¹ in gleichen Abständen von der Achse XX* angeordnet sind, muß man die Heiseinrichtung um eine Strecke

X₁ » Rt

versetzen, wobei 6 der kleine Winkel ist, über den der Schwenkarm 7 verechwenkt wird, ehe das Biegen beginnt. Zur vollständigen Kompensation des Rückfederas muß die Heizeinrichtung ferner um eine Strecke

versetzt werden, wobei 9 dem in Fig. 27 erläuterten, kleinen Neigungswinkel Q₂ entspricht. Beim Hessen des

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Biegewinkels wird die geringe Verschwenkung des Schwenkarmes vor dem Beginn des Biegevorganges nicht berücksichtigt.

In einem zweiten Verfahren sind die Führungarollen 3*, 4 frei verschiebbar und wird eine konstante Last zur Einwirkung gebracht und der Neigungswinkel d~ ^des nachlaufenden Teils des Rohrs durch Verschiebung des äußeren Endes dieses Rohrteils verändert. Die in Pig. 8 gezeigten hydraulischen Kolbentriebe 133 und 133* greifen an. dem nachlaufenden Teil des Rohrs 1 an. Sie sind mit Rollen 134» 134* versehen, die auf Führungsschienen 135» 135' laufen, die in dem Gestell der Vorrichtung vorgesehen sind. Die Kolbentriebe 133, 133* sind dem Auslenkungsgeber 121 zugeordnet· Die Führungerollen 3^f» 4 werden mit einer konstanten Kraft W « *§, angedrückt. Dabei ist M_& das Biegemoment, das erforderlich ist, um das Bohr 1 plastisch zu verformen, wenn es an der Stelle A* auf ein· gegebene Temperatur erhitzt ist« Man kann ebenso vorgehen wie in dem ersten Verfahren, doch werden die hydraulischen Kolbentriebe 133» 133* mit konstantem Druck beaufschlagt. Zur Steuerung des Neigungewinkels $₂ wird auf den Punkt G am äußeren Ende des Rohrs 1 eine Schubkraft P ausgeübt und werden die hydraulischen Kolbentrieb· 133» 133' unter Steuerung durch das Ausgangssignal des Auslenkungsgebers 121 bewegt«

Mit diesem Verfahren erzielt man eine stabilere Regelung als mit dem ersten Verfahren, weil in dieses die Regelung durch den Widerstand des eehubkraftübertragenden, änderen Indes des Bohre 1 beeinträchtigt werden kann« Das zweite Verfahren gewährleistet ferner eine zuverlässige Regelung, weil der Widerstand des äußeren Endes des

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Rohrs 1 direkt von den hydraulischen Kolbentrieben 133, 133* überwunden wird. Auf diese Weise wird eine sehr wirksame Regelung erzielt»

Wenn sich der Punkt Q während des Biegevorganges vorwärtsbewegt, können sich die hydraulischen Kolbentriebe 133» 133* parallel zu der Achse XX* bewegen, weil die Rollen 134, 134* auf den Führungsschienen 135, 135* geführt sind.

In einem dritten Verfahren ist die Führungsrolle 4 ortsfest und wird nur die Führungsrolle 3^f durch den hydraulischen Kolbentrieb 132 derart verschoben, daß der Neigungswinkel Q₂ ^des nachlaufenden Rohrteils durch Verschieben nur der Führungsrolle 3* mittels des hydraulischen Kolbentriebes 132 verändert· Gemäß Fig. 9 ist an dem Träger für die Führungsrolle 4 ein Kraftgeber 136 befestigt. Auf einem Sockel I38 ist ein Tragstück 139 vorgesehen, an dem ein Sohwenkblock 137 schwenkbar gelagert ist. Dieser trägt den Kraftgeber 136 und ist mittels der Einstellschraube 140 so eingestellt, daß die Führungsrolle 4 das Rohr 1 unter leichtem Druck berührt. Bs sind ferner ein Flüssigkeitsdruekerzeuger 141 und ein Flüssigkeit«— drucksteller 142 vorgesehen. Dieser ist dem hydraulischen Kolbentrieb 131 und dem Kraftgeber 136 so augeordnet, daß dieser durch den hydraulischen Kolbentrieb 131 verstellt wird.

In diesem Verfahren wird daher die Führungsrolle 4 nicht verschoben, sondern es wird eine Kraft auf die ortsfeste Führungsrolle 4 ausgeübt. Der Beaufschlagungedruck des hydraulischen Kolbentriebes 131 ist so eingestellt, daß eine radiusverändernde plastische Verformung

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verhindert wird. Mit diesem Verfahren, kann man zwar eine radiusverändernde plastische Verformung verhindern, doch tritt dabei eine gewisse Abweichung gegenüber dem Biegeradius R auf· Diese Abweichung ist Jedoch vernachlässigbar klein. Bei einem Biegeradius von 200 mm beträgt sie weniger als 0,8 mm, was in der Praxis zu keinen Schwierigkeiten führt. Beispielsweise beträgt bei einem Biege— winkel von 180 ° die Radiusveränderung durch plastische Verformung etwa 1 #, die genannte Abweichung jedoch höchstens 0,3 ?S.

In diesem Verfahren kommt es besonders auf die Wahl der Berührungsstelle der Führungerolle 4 und auf das Verfahren zum Einstellen des hydraulischen Beaufschlagungsdruckes des hydraulischen Kolbentriebes 131 an· Nachstehend wird ein diesem Zweck dienendes, vorteilhaftes Verfahren beschrieben«

Vor dem Beginn der Biegearbeit wird die Hei «einrichtung um eine Strecke versetzt, die dem Winkel ©« entspricht, wie dies in Fig. 2 dargestellt ist, so daß das Rohr an der Stelle A* erhitzt wird. Dann wird das Rohr 1 eingeführt und die Schraube HO so eingestellt, daß die Rührungsrolle 4 das Rohr 1 unter leichtem Druck berührt· Ferner wird der hydraulische Kolbentrieb 131 derart druckbeaufschlagt, daß die Führungsrolle 3' das Rohr 1 unter leichtem Druck berührt. Danach wird der hydraulische Kolbentrieb 131 gegen eine Bewegung festgelegt.

Jetzt wird das Rohr an der Stelle A* erhitzt und einer Schubkraft F unterworfen, so daß das Biegen des Rohr» beginnt. Dieses Biegen wird bis zu einem Biegewinkel von etwa 30 ° fortgesetzt. Danach wird eine Wirkungsverbindung

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zwischen dem hydraulischen Kolbentrieb 131 und dem Kraftgeber 136 hergestellt und durch eine Verschiebung der Führungsrolle 3* die Neigung des nachlaufenden Teils des Rohrs automatisch eingestellt. Während des unter diesen Bedingungen durchgeführten Biegevorganges wird die von der Führungsrolle 4 auf das Rohr 1 ausgeübte Anpreßkraft F herabgesetzt, so daß die Differenz zwischen der Kraft F und der von der Führungsrolle 3* auf das Rohr 1 ausgeübten Anpreßkraft Ξ zunimmt. Es besteht eine Tendenz zur Abnahme der Anpreßkraft E „ Jetzt wird ein Regel Vorgang durchgeführt, der bewirkt, daß die von dem Kraftgeber 136 gemessene Kraft gleich der Abtriebskraft dee hydraulischen Kolbentriebes und E gleich F ist·

Zu diesem Zweck wird mittels des Flüssigkeits— druckstellers 142 und des Kraftgebers 136 der von dem Flüssigkeitsdruckerzeuger 141 abgegebene Druck so eingestellt, daß die Abtriebskraft des hydraulischen Kolbentriebes 131 gleich der von dem Kraftgeber 136 gemessenen Kraft ist. Infolgedessen bleiben die von den Führungsrollen 3* und 4 auf das Rohr 1 ausgeübten Anpreßkräfte gegengleich· Daher tritt an der erhitzten Stelle A* keine Schubkraft auf und wird auch die elastische Verformung in dem gebogenen Rohrteil beseitigt, so daß im wesentlichen keine radiusverändernde plastische Verformung auftreten kann und der gewünschte Biegevorgang mit befriedigend hoher Präzision durchgeführt werden kann, selbst wenn der Auslenkungsdetektor 117 nicht verwendet wird.

In einem vierten Verfahren ist die Führungsrolle 4 ortsfest und werden die Anpreßkraft der Führungsrolle 4 und die Abtriebskraft des hydraulischen

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Kolbentriebes 133 dadurch gleichgehalten, daß der hydraulische Kolbentrieb zusammen mit der Vorschubeinrichtung am äußeren Ende des Rohrs 1 bewegt wird. Der in Fig. 10 gezeigte, hydraulische Kolbentrieb 143 entspricht dem hydraulischen Kolbentrieb 133 in Fig. 8 und ist mit Rollen 144 versehen, die sich auf den Führungsschienen 145 abwälzen, die in dem Gestell der Vorrichtung vorgesehen und zu der Achse XX' parallel sind. Im übrigen wird dieses Verfahren ebenso durchgeführt wie das dritte Verfahren. Der hydraulische Kolbentrieb 143 ist mit dem Flüssigkeitsdrucksteller 142 verbunden. Während des Biegevorganges wird auf das äußere Ende des Rohrs 1 eine An— preßkraft ausgeübt, die so geregelt wird, daß sie gleich der Anpreßkraft der Führungsrolle 4 ist. Ein wichtiger Unterschied gegenüber dem dritten Verfahren besteht darin, daß in der Anfangsphase des Biegevorganges der Abstand 1* zwischen dem Angriffspunkt G des hydraulischen Kolbentriebee 143 und der Führungsrolle 4 viel größer ist als der Abstand 1 zwischen den Führungsrollen 3* und 4» so daß die von der Führungsrolle 4 ausgeübt« Anpreßkraft F kleiner ist, Dadurch wird die Sräzisien des Biegevorganges verbessert·

In dem dritten und vierten Verfahren wird der Äuslenkungsdetekter 117 nicht verwendet. Br kann aber auch in Wirkungsverbindung mit den hydraulischen Kolbentrieben 133 und 143 verwendet werden,

Wenn man das radius vergrößernde ßüekfedern vollständig kompensieren und gleichzeitig eine radiueverandernde plastische Verformung verhindern will» kann man den Winkel d~ ⁸⁰ £?o3 wählen, daß das radiusvergro*— ßernde Rückfedern vollständig kompensiert wird, und die

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Heizeinrichtung 5 während des Biegevorganges von der Biegestellung an, an welcher eine radiueverändernde plastische Verformung auftritt, allmählich an die Punkte A und A· verschieben. Beim Biegen von langgestreckten hohlen Werkstücken kann man auch eine Auslenkung oder ein Bindrücken des Werkstückes verhindern, wenn man die vorstehend beschriebene Vorrichtung mit einer Einrichtung kombiniert, die auf das Werkstück einen Druck in einer Richtung ausübt, die zu der beim Biegevorgang ausgeübten, das Werkstück einzudrücken trachtenden Kraft rechtwinklig ist.

Wenn man die Heizeinrichtung 5 zu den in Fig. 4 mit A und A* bezeichneten Punkten hinbewegt, d. h. entgegen der Vorschubrichtung des Rohrs 1, wird dadurch der Biegeradius R vergrößert. Biese Vergrößerung des Biegeradius muß dadurch kompensiert werden, daß die Vorrichtung zunächst auf einen kleineren Biegeradius eingestellt wird. Beim Beginn des Biegevorganges wird das Rohr bei "A" erhitzt. Wenn dann die Biegestellung erreicht ist, bei der eine radiueverändernde plastische Verformung auftritt, wird die Heizeinrichtung 5 allmählich zu dem Punkt A hin bewegt.

In der vorstehenden Beschreibung wurden die Grundgedanken, bevorzugte Ausführungsformen und Arbeitsweisen gemäß der Erfindung beschrieben. Die von uns unter Schutz gestellte Erfindung soll jedoch nicht auf die von uns angegebenen Ausführungsformen beschränkt sein, welche die Erfindung erläutern, aber nicht einschränken sollen. Im Rahmen des Erfindungsgedankens und des Urafanges der Erfindung kann der Fachmann Abänderungen vornehmen.

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Claims

Patentansprüche:

( 1.) Vorrichtung zum Warmbiegen von langgestreckten Werkstücken rttfc einer ringförmigen Heizeinrichtung zum örtlichen Erhitzen eines begrenzten Bereichs des Werkstückes, einem Schwenkarm, der um eine in der Ebene der HetzeinrtchtnnfT liegende Achse frei verschwenkbar ist, einem von dem Schwenkarm getragenen Spannfutter zum Einspannen eine3 vorlaufenden Teils des Werkstückes und einer Einrichtung zum kontinuerlichen Vorschieben des werkstücke» durch die Heizeinrichtung und zum Führen des ungebogenen, nachlaufenden Teils des Werkstücks, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungseinrichtung (3, 3*; 4, 4·> die Längsachse des ungebogenen Teils des langgestreckten Werkstücks (1) unter einem spitzen Winkel zu einer Senkrechten auf δίΒ Ebene der Heizeinrichtung (5) hält und der genannte Winkel so gew3h.lt i*t, daB das nach dem Ausspannen des Werkstückes auftretende Rückfedern des Werkstückes kompensiert wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (12O) zum Anzeigen der Auslenkung des ge-* bogenen Werkstückes (1) und zum Bewegen der Heizeinrichtung (5) über eine kurze Strecke derart, daß diese Auslenkung kompensiert wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, umfassend eine Einrichtung zum Anzeigen der Auslenkung des gebogenen Werkstückes (1) und sum Drehen des ungebogenen Teils des Werkstückes (1) um einen kleinen Winkel derart, daft der Biegeradius konstant gehalten wird.

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4. Warmbiegeverfahren zum Biegen eines langgestreckten Werkstückes, das durch eine Heizeinrichtung, beispielsweise einen Hochfrequenz-Induktionsofen, geführt wird, die geeignet ist, einen begrenzten Bereich des Werkstücks auf eine hohe Temperatur zu erhitzen, wobei das vorlaufende Ende oder ein geeigneter mittlerer Teil des Werkstückes an einem Arm eingespannt wird, der um eine in der Ebene der Heizeinrichtung liegende Achse verschwenkbar ist und dessen Länge dem Biegeradius des Werkstückes entspricht, worauf das Werkstück kontinuierlich geradlinig vorgeschoben und dabei mittels der Heizeinrichtung örtlich auf eine Temperatur erhitzt wird, bei der es plastisch verformbar ist, und das Werkstück unmittelbar danach gekühlt und auf das Werkstück ein Biegerooment ausgeübt und dadurch der erhitzte Bereich des Werkstückes kontinuierlich plastisch verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daS die auf das Rückfedern des Werkstücks nach seinem Ausspannen zurückzuführende Veränderung des Biegeradius des Werkstückes dadurch herabgesetzt wird, daß das Werkstück während des Biegevorganges in einer solchen Orientierung gehalten wird, daft die Längsachse des ungebogenen Teils de* Werkstückes an dem Schnittpunkt zwischen dem Werkstück und einer ersten Linie, welche den Biegemittelpunkt mit der Beizeinrichtung verbindet, gegenüber einer zu der ersten Linie rechtwinkligen, zweiten Linie um einen geeigneten kleinen Winkel verdreht 1st.

5» Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung auf einer Geraden in der Vorschubrichtung des ungebogenen Werkstücke· und in der Vorschubbahn des Werkstückes In einen geeigneten kleinen Abstand von einer zu 4er genannten Seraden angeordneten Senkrechten durch den Biegemittelpunkt liegt«

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6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizeinrichtung in Abhängigkeit von einer Auslenkung des gebogenen Teile des Werkstückes derart bewegt wird, daß der Biegeradius konstant gehalten wird.

7. Verfahren nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, dafi der ungebogene Teil des Werkstückes in Abhängigkeit von einer Auslenkung des gebogenen Teils des Werkstückes um einen kleinen Winkel derart verdreht wird, daß der Biegeradius konstant gehalten wird.

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