DE3238264C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Rohrbiegemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine bekannte Rohrbiegevorrichtung dieser Art (DE 31 06 416 A1) weist einen im Bereich der Biege­ schablone angeordneten Biegedorn auf, der am vorderen Ende einer Dornstange befestigt ist. Die während des Biegevorgangs auf die Dornstange ausgeübte axiale Druckbeanspruchung wird durch eine Kraftmeßeinrichtung erfaßt. Die von der Kraftmeßeinrichtung aufgenommenen Meßwerte werden einem Regelkreis zugeführt, der die Abweichungen von einem vorgegebenen Biegezustand während des Biegevorgangs korrigiert. Diese Kraftmeß­ einrichtung ist jedoch während des Beschickungs­ vorgangs, bei dem das zu biegende Rohr über den Biege­ dorn bzw. die Dornstange geschoben wird, nicht wirksam.

Daher kann die Kraftmeßeinrichtung nicht die axiale Druckbeanspruchung der Dornstange beim Beschicken fest­ stellen, so daß die Dornstange aufgrund einer zu großen Belastung beschädigt werden kann.

Die auf einer Rohrbiegemaschine zu biegenden Rohre haben nicht immer die Gewähr, daß sie geradlinig sind. So können beispielsweise einzelne Rohre vielfach als Folge von Beschädigungen während des Transportes leicht gekrümmt sein. Viele Rohre werden in der Weise her­ gestellt, daß sie ausgehend von einem Blechstreifen zu einem Rohr gebogen und dann längsverlaufend verschweißt werden. Die Schweißnaht ist in den meisten Fällen so bemessen, daß keine anschließende Bearbeitung statt­ zufinden braucht, um nach innen oder außen vorstehende Überstände der Schweißnaht zu entfernen. Dennoch ist es nicht auszuschließen, daß Teile der Schweißnaht nach innen vorstehen und damit zu einer Verjüngung des inneren Rohrquerschnittes führen.

Rohre, die nicht gerade sind, oder Rohre, bei denen ein Teil der Schweißnaht nach innen vorsteht, erschweren während des Beschickungsvorgangs das Überschieben des Rohres über den Biegedorn. Als Folge der Verringerung des Rohrquerschnittes kann die mit dem Biegedorn ver­ bundene Dornstange beim Überschieben gestaucht werden, so daß sie unbrauchbar wird und gegen eine andere Dorn­ stange ausgewechselt werden muß. In diesem Zusammenhang ist auch möglich, daß ein mit verringertem Rohrquer­ schnitt versehenes Rohr zwar über den Biegedorn der Dornstange verschoben wird, aber zu einer solchen Be­ schädigung der Dornstange durch Verbiegung führt, daß nach dem Biegen das Zurückziehen oder vor dem Biegen das Vorschieben des Dornes erschwert oder überhaupt nicht durchführbar ist.

Eine Beschädigung der Dornstange bzw. sich daraus er­ gebende Folgeschäden an sonstigen Teilen der Rohrbiege­ maschine, beispielsweise der Dornrückziehung, sind be­ sonders schwerwiegend bei Rohrbiegemaschinen, die auto­ matisch arbeiten, beispielsweise in der Weise, daß das Beschicken zum Biegen und die Entnahme des gebogenen Rohres aus der Rohrbiegemaschine vollautomatisch er­ folgen kann. Bei solchen Biegemaschinen mit automa­ tischer Beschickung und automatischer Entnahme wirken selbst geringe über eine gewisse Toleranz hinausgehende Verformungen des Biegedornes oder von dessen Dornstange zu einer starken Behinderung des Programmablaufs.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohr­ biegemaschine nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 zu schaffen, bei der ein Überschreiten der zulässigen axialen Druckbeanspruchung der Dornstange während des Beschickens der Rohrbiegemaschine verhindert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe dienen die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale.

Bei der erfindungsgemäßen Rohrbiegemaschine wird bei Überschreiten eines zulässigen Höchstwertes der axialen Druckbeanspruchung der Beschickungsvorgang unter­ brochen. Die Unterbrechung erfolgt durch die Meßein­ richtung, die während des Beschickens der Rohrbiege­ maschine wirksam ist. Eine Beschädigung der Dornstange ist durch das sofortige Unterbrechen ausgeschlossen. Bei diesem Eingriff kann das nicht zur Biegung ge­ eignete Rohr aus der Rohrbiegemaschine herausgenommen werden und ein neuer Beschickungsvorgang mit einem anderen Rohr eingeleitet werden.

Nach Patentanspruch 2 enthält die Meßeinrichtung einen Schalter, durch den das Auslösen des im Unter­ brechen des Beschickens bestehenden Steuervorgangs erfolgt. Mit dem mit der Meßeinrichtung zusammen­ wirkenden Schalter kann so die Stromversorgung derjenigen Antriebselemente abgeschaltet werden, die für das Be­ schicken der Rohrbiegemaschine notwendig sind.

Zweckmäßigerweise weist nach Patentanspruch 3 die Meßeinrichtung einen Kolben auf, der - entsprechend der axialen Druckbeanspruchung der Dornstange - in einem mit einstellbarem Druck be­ aufschlagten Zylinder verschiebbar ist, wobei der einstellbare Druck auf den zulässigen Höchstwert der Druckbeanspruchung abgestimmt ist; so gibt der Kolben bei Überschreiten des Höchstwertes der Druckbeanspruchung nach und wird in den Zylinder hinein­ geschoben. Die Übertragung der axialen Druckbe­ anspruchung der Dornstange auf den Kolben hat den Vor­ teil, daß durch das sich im Zylinder befindliche Druck­ medium eine erste Dämpfung stattfinden kann, so daß der Kolben in der Kolbenzylinderanordnung als Stoßdämpfer wirkt. Sofern beim Überschieben eines Rohres auf die Dornstange ein zu großer Axialdruck ausgeübt wird, kann dieser durch das Nachgeben der Dornstange bzw. des Kolbens im Zylinderraum elastisch aufgefangen werden.

Nach Patentanspruch 4 ist an dem Kolben ein Stift an­ gebracht, der den Schalter betätigt. Der durch die axiale Druckbeanspruchung der Dornstange in dem Zylinder verschiebbare Kolben unterbricht den Be­ schickungsvorgang, wenn er so weit in den Zylinder hin­ eingeschoben wird, daß der an dem Kolben angebrachte Stift den Schalter betätigt. Durch Veränderung des Druckes im Zylinder kann die für die Verschiebung des Kolbens und die Auslösung des Schalters erforderliche Druckkraft eingestellt und dem Querschnitt bzw. den Werkstoffeigenschaften der Dornstange angepaßt werden.

Im folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 im wesentlichen schematisch eine Rohrbiegemaschine mit Dorn,

Fig. 2 in Oberansicht und im Schnitt sowie im wesentlichen schematisch die zum Biegen mit Biegedorn notwendigen Bauelemente,

Fig. 3 die Meßeinrichtung im vertikalen Schnitt,

Fig. 4 die Meßeinrichtung nach Fig. 3 in der Ansicht von oben,

Fig. 5 die Meßeinrichtung nach den Fig. 3 und 4 im Quer­ schnitt, teilweise im Schnitt dargestellt entsprechend der Linie V-V nach Fig. 4.

Fig. 1 zeigt eine Rohrbiegemaschine mit dem Vorschubwagen 10, der auf einer oder mehreren Führungsschienen 11 an der Oberseite des Ma­ schinengehäuses 12 hin- und herverschiebbar ist. Der Vorschubwagen 10 hat einen Rohrzylinder 13, in dessen Inneren sich eine Spannhülse 14 befindet, in welcher das zu biegende Rohr 15 eingespannt ist. Das Rohr 15 ist um eine schwenkbar gelagerte Biegeschablone 16 herumge­ führt, welche eine dem Rohrhalbmesser entsprechende Ausnehmung 17 hat.

Das Rohr 15 ist über eine Spannbacke 18 an die Biegeschablone ange­ drückt, wobei die Spannbacke an einer Spanneinrichtung 19 über einen Hydraulikzylinder 20 betätigt ist. Beide sind an dem Schwenktisch 21 angeordnet, der in angegebener Pfeilrichtung 22 gedreht wird. Auch ist eine Gleitschiene 23 gezeigt.

Innerhalb des Rohres 15 ist im Bereich der Biegeschablone und der Gleitschiene der Biegedorn 24 vorhanden, der an dem vorderen Ende der Dornstange 25 befestigt ist. Die Dornstange selbst ist gelagert an einem Meßgehäuse 26, das mit einem Fuß 27 versehen auf der Schiene 11 in Achsrichtung des zu biegenden Rohres hin- und hergehend gelagert ist. Das Meßgehäuse bzw. die Meßeinrichtung 26 ist an der Kolbenstange 28 des Hy­ draulikzylinders 29 befestigt. Die Bauelemente 28 und 29 werden auch als Dornrückziehung bezeichnet. Diese sind getragen von dem Ständer 30. Es sei bemerkt, daß die vorbeschriebene Rohrbiegemaschine auch Führun­ gen hat, um den Schlitten 10 sowie das Meßgehäuse 26 bzw. den Ständer 30 quer zur Längserstreckung des zu biegenden Rohres bewegen zu können, damit eine Anpassung an den Biegeradius der Schablone 16 vorhanden ist.

Es sei bemerkt, daß mit der nachfolgend im einzel­ nen zu beschreibenden Lösung nicht lediglich eine Dornstange getragen und vor einer Überbeanspruchung gesichert werden kann, wie das beim Biegen eines einzelnen Rohres geschieht, sondern auch zwei ineinandergesteckte Rohre gebogen werden können, mit der Maßgabe, daß das Meßgehäuse zwei Dornstangen aufnimmt, wobei jede einzelne Dornstange mit einer zugeordneten Meßeinrichtung versehen sein kann, um eine Überbeanspruchung durch Stauchung oder Torsion zu vermeiden.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen eine besonders vorteilhafte Einrichtung zur Ermittlung und Auswertung einer Überbeanspruchung des Dornes bzw. der Dornstange. Die Dornstange 25 ist an ihrem rückwärtigen Ende verbunden mit einer Dornmuffe 31. Die Dornmuffe ist somit Kupplungs­ element. Sie hat eine radiale Bohrung 32. Die Muffe übergreift einen Kolben 33, der ebenfalls mit einer radialen Bohrung versehen ist, da­ mit durch einen in die beiden Bohrungen gesteckten Bolzen die kraft­ schlüssige Verbindung zwischen Muffe und Kolben 33 vorhanden ist. Der Kolben 33 ist zunächst gelagert in seinem mittleren Bereich 33 b in dem Meßgehäuseabschnitt 26 a. Mit seinem hinteren Bereich 33 c greift er in einen Zylinderraum 34 ein, der in dem Gehäuseteil 26 b angeord­ net ist. Der Zylinderraum 34 ist mit einem Kanal 35 versehen, damit über einen Anschluß 36 ein Öldruck einstellbaren Druckes vorhanden ist. Dieser einstellbare Öldruck erfolgt mit an sich bekannten Mitteln, beispielsweise entsprechenden Druckventilen. An dem Gehäuse 26 b ist über Schrauben 37, 37 a angeflanscht der Gehäusering 26 c, an dem die Kolbenstange 28 befestigt ist. Um die Verschiebung des Meßgehäuses zu gewährleisten, ist dieses mit einem Schlitten 38 versehen, der auf der Schiene 11 (siehe auch Fig. 1) aufliegt und zur vereinfach­ ten Gleitbewegung mit zahlreichen Schmierkanälen 39 und 40 versehen ist.

Im mittleren Bereich 33 b des Kolbens, dessen Durchmesser dem vorderen Bereich 33 a bzw. dem hinteren Bereich 33 c gegenüber größer ist, ist ein radial abstehender Anbau 41 vorhanden, der Teil eines Schalt­ elementes ist. Zunächst ist vorhanden ein radial abstehender Bolzen 42, der an seinem oberen Ende verlängert ist durch einen Schraubbolzen 43 geringeren Durchmessers. Diesem Schraubbolzen bzw. Stift 43 ist zugeordnet ein kontaktloser Endschalter 44. Dieser Endschalter geht ebenfalls aus Fig. 4 hervor. Er hat eine in Radialebene des Kolbens verlaufende ebene Fläche 45. Es sei bemerkt, daß der Schaft des Schraubbolzens 43 an dieser Fläche 45, auch in der Ausgangsstellung, nicht anliegt, wie das aus Fig. 3 hervorgeht. Fig. 4 zeigt eine vermeintliche Anlage, die jedoch nicht vorhanden ist, weil der Kopf 43 a des Bolzens oberhalb der vorgenann­ ten Fläche 45 vorhanden ist.

In der Nullstellung, bei der auf die Dornstange keine Stauchkraft oder keine nennenswerte Stauchkraft ausgeübt wird oder alle Kräfte im plastischen oder elastischen Bereich wirken, ist der Stift 43 der Fläche 45 in einem solchen Abstand zugeordnet, daß eine Neutral­ stellung vorhanden ist, d. h. die Bewegungsabläufe zum Rohrbiegen durchgeführt werden. Sofern jedoch auf die Dornstange und von dieser über die Dornmuffe 31 auf den Kolben 33 übertragen, eine nennenswerte Stauchkraft ausgeübt wird, die die Gefahr einer Beschädigung mit Folgeschäden in sich birgt, dann überwindet der Bereich 33 c die durch den Öldruck im Zylinderraum 34 aufgebaute Gegenkraft mit dem Ergebnis, daß der Kolben 33 um einen solchen Betrag in den Zylinderraum 34 hineingeschoben wird, d. h. axial verschoben wird, daß der Stift 43 um einen solchen Betrag von der Fläche 45 des Endschalters entfernt wird, daß das neutrale Verhalten aufgehoben und ein Signal gegeben wird. Dieses Signal, beispielsweise eingegeben in die Steuerung, löst dann jene Maßnahmen aus, die die axiale Überbeanspruchung auf die Dornstange beseitigen.

Der vorerwähnte Bolzen 42 ist mit einem Distanzring 46 versehen und trägt eine Stützrolle 47, die insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht. Diese Stützrolle hat zwei gegenüberliegende Flächen 48 und 49, denen jeweils Kolben 50 und 51 zugeordnet sind, die in ihrem Durchmesser stufenförmig vergrößerte Kopfflächen 50 a und 51 a haben. Entsprechend sind die zugeordneten Zylinderräume 52 und 53 stufenförmig abgesetzt. Diese Erweiterung der Durchmesser der Kolbenköpfe und des Zylinder­ raumes bewirkt, daß die Kolben nicht über ein vorgegebenes Maß in Richtung zu der Stützrolle 47 verschiebbar sind, so daß ein genau einzuhaltender Spalt zwischen den Flächen 48 und 49 der Stützrolle und den zugeordneten gegenüberliegenden Kopfenden der Kolben 50 und 51 erhalten ist.

Die Zylinderräume 52 und 53 sind durch angeschraubte Deckel 54 und 55 nach außen abgeschlossen. Sie haben mit Gewinde versehene Anschlüsse 55 und 56, damit der Anschluß an eine Öldruckquelle erfolgen kann. Auch sind die Zylinderräume mit einem eingestellten Öldruck versehen. Sofern auf den Biegedorn bzw. über diesen auf die Dornstange, bei­ spielsweise beim Drehen des Rohres durch Festklemmen des Dorns an der Innenwandung des Rohres eine Torsionskraft solcher Stärke ausgeübt wird, die ein vorgegebenes Maß überschreitet, dann legt sich, abhängig von der Drehrichtung, entweder die Fläche 48 an den Kolben 50 oder die Fläche 49 an den Kolben 51 an. Sofern die dabei ausge­ übte Kraft den eingestellten Gegendruck überwindet, wird der Stift 43 in Umfangsrichtung bewegt. Eine Bewegung um ein geringes Maß gibt noch keine Veränderung, wie sich aus Fig. 4 ergibt. Daraus ist ersichtlich, daß die Fläche 45 in Radialebene eine gewisse Länge hat, die ebenfalls durch Auswechseln gegen einen anders bemessenen Endschalter veränderlich ist. Der kontaktlose Endschalter hat abgeschrägte Kantenflächen 57 und 58. Sobald durch die Drehung des Kolbens 33 um seine Längsachse der Stift 43 den Bereich der Fläche 45 verläßt, dann ergibt dies ebenfalls das Auslösen eines Signals. Die­ ses Signal führt dann in Verbindung mit in der Steuerung gespeicherten Maßnahmen dazu, eine weitere Überbeanspruchung der Dornstange zu ver­ meiden.

Claims (4)

1. Rohrbiegemaschine mit einem eine Spannhülse (14) aufweisenden Vorschubwagen (10), mit einer eine Spann­ backe (18) aufweisenden schwenkbaren Biegeschab­ lone (16) und mit einem innerhalb des zu biegenden Rohres (15) im Bereich der Biegeschablone ange­ ordneten Biegedorn (24), der am vorderen Ende einer Dornstange (25) befestigt ist, deren hin­ teres Ende mit einer Meßeinrichtung (26) verbunden ist, die die axiale Druckbeanspruchung der Dorn­ stange erfaßt und die bei Überschreiten eines zu­ lässigen Höchstwertes der axialen Druckbe­ anspruchung einen Steuervorgang auslöst, wobei die Rohrbiegemaschine durch Schieben des zu biegenden Rohres über den Biegedorn bzw. die Dornstange be­ schickbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (26) während des Be­ schickens der Rohrbiegemaschine wirksam ist und der Steuervorgang im Unterbrechen des Beschickens besteht.

2. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßeinrichtung (26) einen Schalter (44) enthält, durch den das Auslösen des im Unterbrechen des Beschickens bestehenden Steuervorganges erfolgt.

3. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (26) einen Kolben (33) aufweist, der - entsprechend der axialen Druckbeanspruchung der Dornstange (25) - in einem mit einstellbarem Druck beaufschlagbaren Zylinder (34) verschiebbar ist, wobei der ein­ stellbare Druck auf den zulässigen Höchstwert der Druckbeanspruchung abgestimmt ist.

4. Rohrbiegemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an dem Kolben (33) ein Stift (43) angebracht ist, der den Schalter (44) betätigt.