DE3327509A1

DE3327509A1 - Biegevorrichtung

Info

Publication number: DE3327509A1
Application number: DE19833327509
Authority: DE
Inventors: Zeno P. 92083 Vista Calif. Traub
Original assignee: Eaton Leonard Corp 92008 Carlsbad Calif; Eaton Leonard Corp
Current assignee: Eaton Leonard Technologies Inc
Priority date: 1982-08-02
Filing date: 1983-07-29
Publication date: 1984-02-02
Anticipated expiration: 2003-07-30
Also published as: GB2124945A; FR2530980A1; IT8348310A0; JPS5924532A; GB2124945B; FR2530980B1; IT1167138B; DE3327509C2; GB8309168D0; US4495788A

Description

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Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf Biegevorrichtungen und insbesondere auf automatische Maschinen, die in der Lage sind., aufeinanderfolgende Biegungen mit unterschiedlichen Biegewerkzeugen auszubilden.

Automatische Biegemaschinen, wie die in den US-PSen 3 974 676 und 4 Ο63 441 (DE-OSen 26 05 820 und 27 09 201) gezeigten Maschinen, führen eine Reihe von programmgesteuerten Biegungen an einer gegebenen Rohrlänge dadurch aus, daß aufeinanderfolgend verschiedene Abschnitte des Rohres im Bereich des Biegekopfes der Maschine in Stellung gebracht werden, worauf die Biege- und Klemmwerkzeuge verdreht werden, um eine vorgegebene Biegung auszubilden, worauf anschließend das Rohr aus den Biege- und Klemmwerkzeugen freigegeben wird. Hierauf wird das Rohr in die nächste Biegestellung vorgeschoben und verdreht, wiederum gebogen, freigegeben und vorgeschoben, bis alle Biegungen der Reihe vollendet sind. Während der Drehung der Biege=· und Klemmwerkzeuge zur Herstellung einer Biegung wird ein rück= wärtiger Abschnitt des Rohres durch ein Druckwerkzeug zurückgehalten, das das Rohr gegen ein Stützglied oder gegen das Biegewerkzeug drückt und das auf das Rohr eine solche reibende Rückhaltewirkung ausüben kann, daß sich ein Ziehbiegen ergibt_s d.h., ein Strecken des Rohres über seine Streckgrenze hinaus_s während die Biege- und Klemmwerkzeuge verdreht werden, um das Rohr vorwärts zu ziehen.

Der Radius der mit einer solchen Maschine hergestellten Biegung wird bestimmt durch den Radius des Werkzeugs oder spezieller

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durch den Radius des Biegewerkzeugs. Wenn eine Biegung sehr dicht oder tangential zu einer anderen sein muß, müssen die Biege- und Klemmwerkzeuge mit Hohlräumen ausgebildet werden, die eine zusammengesetzte Krümmung aufweisen, die für ein gegebenes Paar von aufeinanderfolgenden Biegungen spezifisch ist. Wenn eine Biegung mit einem Radius gewünscht wird, der verschieden ist gegenüber demjenigen des Biegewerkzeuges, das gerade auf der Maschine montiert ist, oder wenn ein unterschiedliches Paar tangentialer Biegungen erwünscht ist, muß daher der Biegevorgang angehalten werden, und die Werkzeuge müssen ausgetauscht werden, um ein Biegewerkzeug mit unterschiedlicher Biegeform in Stellung zu bringen.

Biegewerkzeuge mit mehreren Radien und mit zusammengesetzten Krümmungen wurden bereits an von Hand gesteuerten Maschinen verxirendet, wobei relativ langsame schrittweise Arbeitsvorgänge zum Einstellen der Maschine und zum Auswechseln der Werkzeuge erforderlich waren. Ein getrenntes oder individuelles Einstellen verschiedener Komponenten der Werkzeuge in den bekannten Vorrichtungen hat ernste Probleme in der Aufrechterhaltung der gegenseitigen Ausrichtung und der relativen Stellungen der verschiedenen Werkzeuge und Maschinenteile zur Folge. Solche Relativstellungen können dann kritisch sein, wenn bestimmte Arten von Biegungen ausgeführt werden müssen, beispielsweise wenn die Stellung und der durch ein Druckwerkzeug ausgeübte Druck den Betrag der Rohrstreckung bei einem Ziehbiegevorgang steuern.

Demgemäß ist es eine Aufgabe der Erfindung, eine Biegemaschine zu schaffen, die in der Lage ist, Biegungen mit unterschiedlichen Krümmungen ohne Werkzeugwechsel zu erzeugen, wodurch die oben genannten Probleme vermieden oder auf ein Minimum herabgesetzt werden sollen.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung werden Biegungen unterschiedlicher Krümmungen mittels einer Maschi-

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-line hergestellt, die Mehrfach-Biegewerkzeuge hat, die an einem Biegekopf angeordnet sind, der in seiner Gesamtheit in"bezug auf die Mittellinie der Maschine oder die Rohrachse beweglich ist. Die ganze Biegekopfanordnung ist an dem Maschinenbett für eine hin- und hergehende Bewegung in jeder von zwei unterschiedlichen Richtungen gelagert, die beide quer zu der Maschinenachse und der Rohrachse sind. Ein Gleitblock ist am vorderen Ende des Maschinenbetts für eine Bewegung in einer Querrichtung gelagert, und eine stationäre Biegearmanordnung ist an dem Gleitblock zur Bewegung in der anderen Querrichtung gelagert, um es einem Stapel von Biegewerkzeugen zu gestatten, seitlich in bezug auf die Biegeachse verschoben zu xverden«, um das zu biegende Rohr freizugeben, und anschließend parallel zu der Biegeachse verschoben zu werden, um ein anderes Biegewerkzeug gegenüber dem Rohr in Stellung zu bringen. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung wird eine Präzisionssteuerung des durch das Druckwerkzeug ausgeübten Drucks durch Verwendung eines einzigen Druckwerkzeugs erreicht, das durch genau gesteuerten hydraulischen Druck angetrieben wird und das in bezug auf den stationären Biegearm bewegt wird, von dem es getragen ist, um die Ausrichtung mit der Mittellinie der Maschine aufrechtzuerhalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnung beschrieben.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung.

Fig. 2 ist eine abgebrochene Draufsicht auf das vordere Ende des Maschinenbetts und des daran angeordneten Biegekopfes.

Fig. 3 ist eine abgebrochene Seitenansicht der Anordnung des Biegekopfes an dem Maschinenbett.

Fig. 4 ist eine perspektivische Ansicht, teilweise aufgebrochen, die die gleitfähige Lagerung der stationären Armanordnung an dem Maschinenbett zeigt.

Fig. 5 ist eine auseinandergezogene Darstellung, bei der die Gleitplatte um 90 verdreht ist und zur Lagerung des Biegekopfes zeigt.

Gleitplatte um 90 verdreht ist und die die Anordnung

Fig. 6 ist eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung, bei der der stationäre Arm um 90 verdreht ist und die die Anordnung des stationären Armes an der Gleitplatte zeigt.

Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Druckwerkzeugs und seiner Lagerung.

Fig. 8 veranschaulicht die verschiedenen Stellungen der von dem Biegekopf getragenen Werkzeuge, wenn sich der Biegekopf in bezug auf die Mittellinie der Maschine bewegt.

Fig. 9 ist eine perspektivische Ansicht eines Satzes von Dreifach-Formbiege- und Klemmwerkzeugen, wobei die Klemm-

werkzeuge um 90° verschwenkt sind, um ihre Formhohlräume für zusammengesetzte Krümmungen zu zeigen.

Die in Fig. 1 veranschaulichte Biegemaschine ist von der Art wie sie in der US-PS 4 Ο63 44I₃ entsprechend der DE-OS 27 09 20I₃ gezeigt ist. Sie kann im wesentlichen identisch damit sein, ausgenommen die bewegliche Anordnung des Biegekopfes und die Änderungen an den mehreren Werkzeugen, um ein Mehrfach-Formbiegen zu ermöglichen. Obwohl die Erfindung als in einer Maschine der in Fig. 1 veranschaulichten Art verwirklicht offen= bart wird, ist klar, daß die Prinzipien der Erfindung ohne weiteres auf andere Dreh-Zug-Biegemaschinen und andere Dreh-Biegemaschinen verschiedener Ausbildungen angewandt werden können Kurz gesagt weist die dargestellte Maschine ein fest abgestütz·= tes längliches Maschinenbett 10 auf, das einen beweglichen Schlitten 12 hat, der ein drehbares Spannfutter 14 trägt. Das letztere ergreift ein Rohr 16, das vorgeschoben und verdreht werden kann, um es in vorwählbare Stellungen in bezug auf Werkzeuge zu bringen, die von einem Maschinen-Biegekopf l8 getragen sind. Die Maschine weist ein Druckwerkzeug 20, einen Stapel drehbarer Biegewerkzeuge 22 und einen Stapel verschiebbarer Klemmwerkzeuge 24 auf, die zusammen mit dem Biegewerkzeug drehbar sind.

Für einen Biegevorgang schiebt der Schlitten das Rohr l6 vor,, und das Spannfutter verdreht das Rohr, um dieses in bezug auf die Werkzeuge einzustellen. Bei dieser Art von Maschine kann das Druclwerkzeug 20 den rückwärtigen Teil des Rohres 16 gegen das Biegewerkzeug drücken oder gegen irgendein anderes Stützglied oder gegen ein nicht dargestelltes Exzenter- oder Nockenwerkzeug. Die Klemm- und Biegewerkzeuge wirken zusammen, um einen vorderen Teil des Rohres einzuklemmen, und sie werden in der dargestellten Anordnung gemeinsam um eine im wesentlichen lotrechte Achse verdreht. Hierdurch wird das Rohr um das Biegewerkzeug herum gebogen. Danach werden die Werkzeuge zurückgezogen, der Schlitten wird vorgeschoben, und das Spannfutter wird

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verdreht, um das Rohr sowohl in Längsrichtung als auch in Drehrichtung in die geeignete Stellung für die nächste Biegung zu bringen.

Die Biegekopf-Anordnung weist eine stationäre Armanordnung 28 auf, in der der Antriebsmechanismus zum Verdrehen des Biegewerkzeugs angeordnet ist, wie im einzelnen in den US-PSen 3 974 676 und 4 O63 441 (DE-OS 26 05 820 und 27 09 201) offenbart ist. An dem stationären Arm ist auch der Mechanismus zur Betätigung des Druckwerkzeugs 20 angeordnet. Eine verschwenkbare Biegearm-Anordnung 30 ist an· der stationären Armanordnung zur Verdrehung mit den Biegewerkzeugen 22 um die Achse der letzteren herum gelagert und trägt die Klemmwerkzeuge und deren Betätigungsmechanismus.

Die Maschine ist vorzugsweise vollautomatisch gesteuert, um eine Reihe von Biegungen an einem gegebenen Rohr durchzuführen. Maschinen dieser Art mit nur einem einzigen Biegewerkzeug werden durch die Anmelderin als VECTOR-BEND-Biegemaschinen hergestellt und vertrieben.

Gemäß der Erfindung ist das Biegewerkzeug 22 als ein Stapel koaxialer Biegewerkzeuge von gegenseitig unterschiedlicher Krümmung ausgebildet. Verschiedene Krümmungsdifferenzen können verwendet werden, einschließlich verschiedener Krümmungsradien und verschiedener zusammengesetzter Krümmungen. Fig. 1 zeigt ein Biegewerkzeug 40 mit einem relativ großen Radius und ein Biegewerkzeug 42 mit einem relativ kleinen Radius unmittelbar unterhalb und koaxial zu dem größeren Werkzeug. In dieser Maschine ist in einzigartiger Weise, um eines oder das andere der Biegewerkzeuge 40, 42 in eine Stellung gegenüber dem Rohr 16 zu bringen, die ganze Biegekopfanordnung an der Nase oder dem vordersten Ende des Maschinenbetts 10 für eine Bewegung in zwei Richtungen gelagert, nämlich für eine Bewegung in lotrechter und in waagerechter Richtung, wobei beide Bewegungen zueinander senkrecht und senkrecht zu der Maschinenachse sind, die als

längs der Achse des zu biegenden Rohres 16 liegend angenommen werden kann. Durch Bewegung des gesamten Biegekopfes als Einheit, anstelle der Bewegung nur einzelner Werkzeugelemente, werden die Beziehungen der verschiedenen Werkzeugelemente zueinander aufrechterhalten, und der gesamte Werkzeugsatz wird als Einheit veranlaßt, sich in bezug auf die Mittellinie der Maschine zu bewegen, um das eine oder das andere der Biegewerkzeuge in Stellung zu bringen.

Die gesamte Biegekopfanordnung ist an der Nase des Maschinenbetts 10 mit der erforderlichen Beweglichkeit durch eine Lagerplatte 44 (Pig. 4, 5 und 6) getragen, die mit waagerechtem Abstand angeordnete, sich lotrecht erstreckende Führungsflansche 46, 48 aufweist. Die Platte 44 ist an der Nase des Maschinenbetts durch Bolzen oder durch Verschweißen befestigt. An den Führungen 46, 48 ist ein Gleitblock 50 lotrecht verschiebbar gelagert, der durch die Kolbenstange 52 eines Antriebszylinders 54 angetrieben ist, der an dem Maschinenbett befestigt ist.

Der längliche stationäre Biegearm 28 ist mit einem Paar von mit lotrechtem Abstand angeordneten, sich waagerecht erstreckenden geschlitzten Führungskanälen 56, 58 ausgebildet, die mit gegenseitigem lotrechtem Abstand angeordnete, sich waagerecht erstreckende Führungszungen 60, 62 aufnehmen, die an der Vorder-= seite des lotrechten Gleitblocks 50 befestigt und diesem gegenüber mit Abstand nach vorn angeordnet sind. Die stationäre Armanordnung wird in waagerechter Richtung, also quer zu der Maschinenachse, mittels eines hydraulischen Zylinders 64 angetrieben, der an dem stationären Arm befestigt ist und der eine angetriebene Kolbenstange 66 hat, die mit einer Seite des lotrech= ten Gleitblocks 50 verbunden ist.

Die Extremstellung oder Grenzstellung der stationären Armanordnung 28, wenn diese sich in waagerechter Richtung von der Maschinenachse weg nach außen bewegt (nach rechts in der Ansicht

gemäß Pig. 4), wird gesteuert durch Berührung einer Seite des lotrechten Gleitblocks mit einer verschiebbaren Anschlagstange 70, die einen Begrenzungsschalter 72 trägt und die in einem Halteblock 74 gelagert ist, der an der stationären Armanordnung befestigt ist. Der Schalter 72 liefert ein Signal, das anzeigt, daß die Grenzstellung erreicht ist. Die Stellung der Stange 70 wird von Hand eingestellt durch eine Welle 76, die drehbar in der stationären Armanordnung gelagert ist und die mittels Gewinde in die Gleitstange oder Anschlagstange 70 eingreift.

Zur Steuerung der Begrenzung der horizontal nach innen gerichteten Bewegung des Biegekopfs (nach links gemäß Fig. 4) ist an der festen Lagerplatte 44 ein Anschlag 78 mit einem elektrischen Schalter 80 vorgesehen, der so angeordnet ist, daß er von ersten und zweiten Begrenzungsblöcken 82, 84 für die nach innen gerichtete Bewegung berührt wird, die an der stationären Armanordnung auf einstellbaren Gewindestangen 86, 88 gelagert sind.

Die durch Anschlag des Begrenzungsblocks 84 an dem Anschlag 78 gesteuerte Grenzstellung, die durch Betätigung des Schalters 80 (in der Stellung zur Verwendung mit dem Biegewerkzeug mit kleinerem Radius) signalisiert wird, ist zwischen der äußersten, durch den Anschlag 70 gesteuerten Stellung und der innersten, durch den Begrenzungsblock 82 gesteuerten und durch den Schalter 80 signalisierten Stellung (in der Betriebsstellung des Biegekopfes zur Verwendung des Biegewerkzeuges 40 mit dem grösseren Radius).

Die oberen und unteren Grenzstellungen des Biegekopfes im Verlauf seiner lotrechten Bewegung werden signalisiert durch Grenzschalter 90, 92, die durch gegenüberliegende Seiten des Anschlages 78 betätigt werden, der an der Lagerplatte 44 und an dem Bett 10 mittels einer Platte 94 befestigt ist. Die Grenzschalter 90, 92 werden von dem lotrechten Gleitblock 50 getragen.

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Das Klemmwerkzeug 24, das für zwei Krümmungen bestimmt ist, weist einen ersten Formhohlraum 100 zum Zusammenwirken mit dem Biegewerkzeug 40 mit großem Radius und einen zweiten FormhQhlraum 102 zum Zusammenwirken mit dem Biegewerkzeug 42 mit kleinerem Radius auf. Das Klemmwerkzeug mit seinen beiden Formhohlräumen mit unterschiedlicher Krümmung wird getragen von einem Klemmwerkzeugblock 104, der an einer Hebelanordnung, wie sie im einzelnen in US-PS 4 063 44l oder DE-OS 27 09 201 offenbart ist, zur Bewegung von der in Fig. 1 veranschaulichten zurückgezogenen Stellung in eine Wirkungsstellung gelagert ist, in der die beiden Hohlräume des Biegewerkzeugs sich mit den beiden Hohlräumen des Klemmwerkzeugs treffen und vereinigen,, um das Rohr 16 zwischen dem oberen oder dem unteren Paar einzuklemmen_s in Abhängigkeit von der lotrechten Stellung des Biegekopfes.

Der stationäre Biegearm 28 trägt eine Einstellplatte 110, die mittels eines Handgriffs 112 verschiebbar und einstellbar ist und die mit einem Ende einer Kolbenstange 114 eines hydraulischen Zylinders 116 verbunden ist, der auf einem Druckwerkzeug= block 118 angeordnet ist. Wie am besten aus den Fig. 3 und 7 ersichtlich, ist ein Druckwerkzeugschlitten 120 an dem Block 118 zur Gleitverschiebung längs der Masehinenachse angeordnet und durch die Kolbenstange (nicht dargestellt) eines hydraulischen Zylinders 122 so angetrieben, daß der Schlitten 120 (zusammen mit dem dadurch getragenen Druckwerkzeug) vorwärts bewegt werden kann. An der inneren Oberfläche des Druckwerkzeugschlittens 120 ist eine Kulissenführungsplatte 124 befestigt in der ein Druckwerkzeugträger 126 für eine begrenzte lotrechte Bewegung gelagert ist, dessen Enden in vorderen und hinteren Führungsschlitzen 128, 130 der Kulissenführungsplatte 124 aufgenommen und gleitend geführt sind. Das Druckwerkzeug 20, das nur eine einzige Formhöhlung hat, ist auf dem Träger 126 angeordnet. Eine Kulissenplatte 132 ist für eine Bewegung in Längsrichtung der Masehinenachse gleitend innerhalb der Kulissenführungsplatte 124 gelagert und zwischen einem äußeren Teil der Führung und dem Druckwerkzeugträger 126 angeordnet. In der

Kulissenplatte 132 ist ein Paar von mit gegenseitigem Abstand angeordneter in lotrechter Richtung geneigten Kulissenschlitzen 134, 136 ausgebildet, die Polgestifte 138, l40 aufnehmen. Die Folgestifte sind an dem Druckwerkzeugträger 126 befestigt und erstrecken sich in Führungseingriff mit den Schlitzen. Die
Kulissenplatte 132 wird in einer Richtung parallel zu der Maschinenachse mittels einer Kolbenstange 144 angetrieben, die
ihrerseits durch einen hydraulischen Zylinder 146 angetrieben ist, der an der Kulissenführungsplatte 124 befestigt ist.

Es sei angenommen, daß die Teile sich anfänglich in einer Stellung befinden, wie sie schematisch in Fig. 8 (a) dargestellt
ist, wobei sich der ganze Biegekopf in einer unteren Stellung befindet, so daß das Biegewerkzeug 40 mit dem größeren Radius sich in einer Stellung zum Eingriff mit dem Rohr 16 befindet, und das Druckwerkzeug 20 befindet sich in einer oberen Stellung in bezug auf den Druckwerkzeugschlitten 120. Nachdem eine Biegung in der Stellung gemäß Fig. 8 (a) vollendet ist und unter der Annahme, daß es erwünscht ist, die nächste Biegung mit dem Biegewerkzeug 42 mit dem kleineren Radius durchzuführen, werden der Druckwerkzeugschlitten 120 und das Druckwerkzeug zurückgezogen, der Schlitten 12 wird vorgeschoben und das Spannfutter 14 wird verdreht, um das Rohr für die nächste Biegung zu positionieren. Danach oder gleichzeitig mit der Bewegung des
Schlittens und des Spannfutters wird der gesamte Biegekopf,
einschließlich des stationären Arms und der Schwenkarmanordnung, zusammen mit allen Werkzeugen, die an dem beweglichen Biegekopf montiert sind, gegenüber der Maschinenachse nach außen in die in Fig. 8 (b) gezeigte Stellung bewegt, um es den Biegewerkzeugen zu gestatten, das Rohr freizugeben. Das Druckwerkzeug und sein Tragblock sind getrennt und unabhängig seitlich in bezug auf den stationären Arm verschiebbar, und dieses seitliche
Zurückziehen des Druckwerkzeuges ist auch in Fig. 8 (b) veranschaulicht. Danach wird die gesamte Biegekopfanordnung nach
oben in die in Fig. 8 (c) veranschaulichte Stellung bewegt, so daß das zweite und kleinere der beiden Biegewerkzeuge in eine

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mit dem Rohr ausgerichtete Stellung gebracht wird. Gleichzeitig wird das Druckwerkzeug 20 gegenüber dem Biegekopf nach unten verschoben, so daß das Druckwerkzeug wieder in Ausrichtung mit dem Rohr gebracht wird, vergleiche Fig. 8 (c). Danach wird der gesamte Biegekopf nach innen auf das Rohr zu verschoben (nach rechts gemäß Fig. 8), und der Druckwerkzeugblock und die Druckwerkzeuganordnung werden nach innen gegen das Rohr in die wirksame Biegestellung verschoben. Bei diesen Operationen bewegen sich natürlich die Klemmwerkzeuge, die an dem verschwenkbaren Biegearm angeordnet sind, seitlich nach außen und nach innen und in lotrechter Richtung, zusammen mit dem verschwenkbaren Biegearm, und sie werden ,zwischen der Klemmstellung und einer zurückgezogenen Stellung zu einem geeigneten Zeitpunkt in dem zeitlichen Ablauf verschoben. Natürlich kann eine Anzahl der Schritte in der Positionier-Reihenfolge gleichzeitig miteinander ausgeführt werden, um die Zeit zu vermindern, die für einen Biegezyklus benötigt wird. Um das größere Biegewerkzeug wieder in die Wirkungsstellung zu bringen, wird die umgekehrte Reihenfolge der Vorgänge durchgeführt.

Anstelle der Verwendung eines Klemmwerkzeuges mit zwei getrennten Formhohlräumen zum Zusammenwirken mit dem ersten und dem zweiten Biegewerkzeug, könnte ein einziges Klemmwerkzeug verwendet werden, das für eine Bewegung in analoger Weise wie die lotrechte Bewegung des Druckwerkzeugs (die unten beschrieben wird) angeordnet wäre, um ein solches Klemmwerkzeug mit einem einzigen Formhohlraum wieder in Ausrichtung mit dem Rohr zu bringen, nachdem der Biegekopf in lotrechter Richtung verlagert wurde. In ähnlicher Weise könnte anstelle der Verwendung eines Klemmwerkzeuges, das für eine lotrechte Bewegung an dem verschiebbaren Biegekopf angeordnet ist und das einen einzigen Formhohlraum hat, ein Paar von Druckwerkzeugen oder ein einziges Druckwerkzeug mit einem Paar von Druckwerkzeug-Hohlräumen verwendet werden, und zwar in einer analogen Weise wie die Klemmwerkzeuge mit doppeltem Formhohlraum. Jedoch hat die Verwendung eines Druckwerkzeuges mit einem einzigen Form-

hohlraum, wobei dieses Werkzeug in bezug auf den verschiebbaren Biegekopf selbst verschiebbar ist, einen bedeutenden Vorteil. Bei vielen Arten von Biegevorgängen drückt das Druckwerkzeug, wenn es in seine Wirkungsstellung bewegt ist, nicht nur das Rohr gegen das Biegewerkzeug, sondern es ist selbst in direkter Berührung mit einem Plansch des Biegewerkzeugs. Um eine gleitende reibende Bewegung der sich berührenden Biege- und Druckwerkzeuge zu vermeiden, kann das Druckwerkzeug mit einer linearen Vorwärtsgeschwindigkeit angetrieben werden, die gleich oder etwa gleich der Geschwindigkeit der Linearbewegung des berührenden Umfangsabschnitts des Biegewerkzeugs ist. Jedoch hängt die Geschwindigkeit der Linearbewegung des Umfangs des Biegewerkzeugs für eine gegebene Geschwindigkeit der Winkelbewegung von dem Durchmesser des Biegewerkzeugs ab. Die Verwendung von Druckwerkzeugen mit mehreren Hohlräumen, die jeweils Biegewerkzeuge von gegenseitig unterschiedlichen Durchmessern berühren, kann einen unerwünschten relativen Reibungs-Berührungs-Kontakt zwischen den Druckwerkzeugen und den Biegewerkzeugen ergeben, der nicht vermieden werden kann. Demgemäß wird ein Druckwerkzeug mit einem einzigen Formhohlraum, das für eine lotrechte Bewegung in bezug auf den Biegekopf angeordnet ist, bevorzugt.

In Fig. 9 ist ein Satz von Mehrfach-Biege- und Klemmwerkzeugen für drei verschiedene Biegeformen veranschaulicht. Ein Stapel von Biegewerkzeugen weist einen ersten Biegewerkzeugabschnitt 150 mit einem Hohlraum mit zusammengesetzter Krümmung mit einem ersten Krümmungsabschnitt 152 und einem zweiten Krümmungsabschnitt 154 auf, sowie einen zweiten oder mittleren Biegewerkzeugabschnitt mit einem geraden Abschnitt I56, der von einem Hohlraumabschnitt I58 mit einer einzigen Krümmung gefolgt ist, und schließlich einen dritten oder untersten Biegewerkzeugabschnitt 160, der einen Formhohlraum mit zusammengesetzter Krümmung mit einem ersten Krümmungsabschnitt 162 und einem zweiten Krümmungsabschnitt 164 hat. Die Abschnitte 152, 156, 158 und 162 der Werkzeughohlräume sind längs Achsen ausgebildet, die parallel zu der Rohrachse sind, während die Abschnitte 154

und 164 der Werkzeughohlräume sich nach außen, d. h«. nach oben oder nach, unten, gegenüber dem Stapel von Biegewerkzeugen erstrecken* Diese Hohlräume mit zusammengesetzten Krümmungen werden verwendet, wenn zwei Biegungen hergestellt werden sollen, die zueinander tangential sind. So wird nach dem Biegen eines ersten Abschnitts des Rohres, wie er in strichpunktierten Linien 166 in Fig. 9 dargestellt ist, das Rohr in dem Biegewerkzeugab schnitt 150 angeordnet, um die nächste Biegung durch den ersten Abschnitt 152 des Hohlraumes auszubilden. Die durch den Hohlraumabschnitt 152 herzustellende Biegung ist so dicht an der vorhergehenden Biegung, daß der vorher gebogene Abschnitt des Rohres innerhalb des zweiten Krümmungsabschnitts 154 aufgenommen oder gehalten werden muß, der sich von dem Biegewerkzeug nach außen erstreckt, bzw. nach oben, wie in Fig. 9 veranschaulicht. Um eine erste Biegung herstellen zu können, so daß ein gebogener Abschnitt 168 des Rohres sich nach unten erstreckt, wenn das Rohr in dem ersten Krümmungsabschnitt 162 des dritten Biegewerkzeugabschnitts 16O gebogen wird, erstreckt sich in ähnlicher Weise der Hohlraumabschnitt 164 des Werkzeugs nach unten und gegenüber dem Biegewerkzeug nach außen, um es dem zuvor gebogenen Abschnitt des Rohres zu gestatten, richtig gegen das Biegewerkzeug geklemmt zu werden. Der mittlere Biegewerkzeugabschnitt oder -hohlraum wird verwendet, wenn die durch den Hohlraumabschnitt I58 herzustellende Biegung einen Abstand gegenüber einer früheren Biegung mittels eines geraden RohrabSchnitts hat, der lang genug ist, ein Klemmwerkzeug aufzunehmen. Vorzugsweise sind die Hohlräume des Biegewerkzeuges in einem festen einstückigen Einsatz 170 ausgebildet, der an der Biegeform 148 starr aber lösbar befestigt ist.

Das Klemmwerkzeug 172, das mit dem Biegewerkzeug 148 mit dreifacher Biegeform zusammenwirkt, ist in ähnlicher Weise mit einem Einsatz 174 hergestellt, der starr aber lösbar an dem Biegewerkzeug 172 angeordnet ist. Der Einsatz 174 ist mit Hohlräumen I76 und I78 mit zusammengesetzter Krümmung ausge-

bildet, die zu den Hohlräumen 152, 154 mit zusammengesetzter Krümmung und zu den Hohlräumen 162, 164 mit zusammengesetzter Krümmung passen. Zwischen den Abschnitten 176 und 178 des Klemmwerkzeugs ist ein dritter Klemmwerkzeugabschnitt mit einer einzigen Krümmung angeordnet, der einen geraden Hohlraum l80 aufweist, der zu dem Hohlraum 158 mit einziger Krümmung des mittleren Abschnitts des Biegewerkzeugs paßt.

Die verschiedenen Arbeitsschritte der Maschine können unter Steuerung von Hand durchgeführt werden, wenn dies für notwendig oder wünschenswert erachtet wird. Für einen optimalen Betrieb werden jedoch alle Bewegungen und Arbeitsvorgänge der Maschine unter einer Programmsteuerung in der automatisch gesteuerten Maschine ausgeführt. Die Maschine ist für ihren Betrieb genauso programmiert, wie es in der Vergangenheit für die Herstellung von Biegungen mit einem einzigen Biegewerkzeug der Fall war, mit der Ausnahme, daß Programmschritte hinzugefügt wurden, die benötigt werden, um den Biegekopf und das Druckwerkzeug in waagerechter und lotrechter Richtung zu verschieben, wie es zuvor beschrieben wurde. Mit Hilfe einer solchen automatischen Programmierung kann eine Reihe von Biegungen mit unterschiedlichen einzigen oder zusammengesetzten Krümmungen ohne weiteres durch automatischen Betrieb an einem einzigen Rohrstück hergestellt werden, ohne daß der Maschinenbetrieb für einen Werkzeugwechsel angehalten werden müßte.

Leerseite

Claims

HELMUT SCHROETER KLAUS LE'HMANN

DIPL.-PHYS. D4-PL.-ING.

PATENTANWÄLTE - EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

EATON-LEONARD CORPORATION ca-el-17

27. JuIi 1983 L/Be

Biegevorrichtung

Patentansprüche

QLj Biegevorrichtung mit einem länglichen Maschinenbett (1O)₅ einem auf dem Maschinenbett für eine Bewegung in Richtung auf das vordere Ende des Bettes zu und von dem vorderen Ende des Bettes weg angeordneten Schlitten (12), und mit einem an dem Schlitten (12) angeordneten Rohrhalte-Spannfutter (14) zum Halten eines Rohres (16) mit in der Bewegungsrichtung ausgerichteter Achse, gekennzeichnet .durch einen von dem vorderen Ende des Maschinenbettes (10) getragenen Biegekppf (18), der erste und zweite Biegewerkzeuge (40, 42) zum Biegen eines Rohres (16) um eine Biegeachse aufweist, und durch Einrichtungen zum Lagern des Biegekopfes (18) an dem Maschinenbett (10) für eine hin- und hergehende Bewegung in einer zweiten Richtung parallel zu der Biegeachse und in einer dritten Richtung quer zu der Biegeachse und zu der zuerst genannten Richtung.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegekopf (18) erste und zweite Klemmwerkzeuge (100, 102) aufweist, die zur Drehung mit den Biegewerkzeugen (40, 42) angeordnet sind und die mit jeweils einem zugehörigen

D-7070 SCHWÄBISCH GMOND KONTEN: D-βΟΟΟ MÖNCHEN

H. SCHROETER Telefon: (07171) 5690 Deutsche Bank AG Mündien 70/37 369 (BLZ 700 700 10) K. LEHMANN Telefon: !089) 7252071

Bocksg»sse49 Telex:7248 868 pagdd Postscheckkonto München 1679 41-804 (BLZ 700 100 80) Lipowskystraße 10 Telex: 5212248 pawed

der Biegewerkzeuge (40, 42) zusammenarbeiten, um ein Rohr (16) dazwischen einzuklemmen, und daß ein Druckwerkzeug (20) vorgesehen ist, das für eine Bewegung auf ein in dem Spannfutter (14) gehaltenes Rohr (16) zu und von diesem Rohr weg angeordnet ist, wobei das Druckwerkzeug (20) für eine Bewegung zwischen Stellungen angeordnet ist, in denen es jeweils mit einem der Biegewerkzeuge (40, 42) ausgerichtet ist.

Biegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegekopf (18) eine stationäre Armanordnung (28) aufweist, daß die Einrichtungen zum Lagern des Biegekopfes (18) einen Gleitblock (50) aufweisen, der gleitfähig an einem vorderen Ende des Maschinenbetts (10) zur Bewegung in einer der zweiten und dritten Richtungen gelagert ist, daß Einrichtungen zum Lagern der stationären Armanordnung (28) an dem Gleitblock (50) zur Gleitbewegung in der anderen der zweiten und dritten Richtungen vorgesehen sind, daß an der stationären Armanordnung (28) eine schwenkbare Biegearmanordnung (30) zur Drehung um die Biegeachse angeordnet ist, daß die Biegewerkzeuge (40, 42) an der schwenkbaren Biegearmanordnung (30) gelagert sind, und daß von der schwenkbaren Biegearmanordnung (30) ein Klemmwerkzeug (24) für eine Bewegung auf die Biegewerkzeuge (40, 42) zu und von diesen weg getragen ist.

Vorrichtung nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die Biegewerkzeuge erste und zweite Biegewerkzeuge (40, 42) mit gegenseitig unterschiedlicher Biegeform aufweisen und daß das Klemmwerkzeug (24) einen Klemmwerkzeugblock (104) aufweist, der zwischen einer zurückgezogenen Stellung und einer Klemmstellung bewegbar ist, und daß an diesem Block (10¹O erste und zweite Klemmwerkzeuge (100, 102) zum Zusammenwirken mit den ersten und zweiten Biegewerkzeugen (40, 42) angeordnet sind, um ein Rohr (16) dazwischen einzuklemmen, wenn der Klemmwerkzeugblock (104) sich in der Klemmstellung befindet.

5. Vorrichtung nach Anspruch I₃ dadurch gekennzeichnet, daß erste und zweite Klemmwerkzeuge (100, 102) fest miteinander verbunden sind und'daß Einrichtungen zum Lagern der Klemmwerkzeuge für eine Bewegung zwischen einer zurückgezogenen Stellung mit Abstand von den Biege= Werkzeugen (40, 42) und einer Klemmstellung vorgesehen sind, in der das erste Klemmwerkzeug (100) sich in einer Klemmbeziehung gegenüber dem ersten Biegewerkzeug (40) befindet und das zweite Klemmwerkzeug (102) sich- in einer Klemmbeziehung gegenüber dem zweiten Biegewerkzeug (42) befindet.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch g e k e η η zeichnet, daß wenigstens eines der Biegewerkzeuge einen Formhohlraum mit zusammengesetzter Krümmung hat und daß eines der Klemmwerkzeuge einen Formhohlraum mit zusammengesetzter Krümmung hat, die zu der Krümmung des Hohlraums des einen Biegewerkzeuges paßt.(Fig. 9)

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckwerkzeug (20) zum Aufrechterhalten einer rückwärtigen Stellung eines Rohres (16) vorgesehen ist, das durch die Biegewerkzeuge (40, 42) und die Klemmwerkzeuge (24) gebogen wird, daß eine Einrichtung zur beweglichen Lagerung des Druckwerkzeuges (20) an der stationären Armanordnung (28) für eine hin- und hergehende Bewegung in einer Richtung parallel zu der Biegeachse vorgesehen ist, wodurch, wenn die stationäre Armanordnung (28) in der zweiten Richtung bewegt wird, um eines oder das andere der Biegewerkzeuge (40, 42) benachbart dem zu biegenden Rohr (16) in Stellung zu bringen, das Druckwerkzeug (20) in einer entgegengesetzten Richtung bewegt werden kann, um in eine mit dem zu biegenden Rohr (16) ausgerichtete Stellung zurückzukehren .

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Lagerung des Druck-

Werkzeuges (20) einen Druckwerkzeugblock (118, 120) aufweist, der gleitfähig an der stationären Armanordnung (28) gelagert ist, daß eine Einrichtung (122) zum Antrieb des Druckwerkzeugblocks (118, 120) längs der stationären Armanordnung (28) in Richtung auf die Biegewerkzeuge (40, 42) und von diesen weg vorgesehen ist, daß das Druckwerkzeug (20) an dem Block (118, 120) für eine Bewegung in einer Richtung parallel zu der Biegeachse gelagert ist, daß von dem Block (118, 12o) eine Kulisse (132) für das Druckwerkzeug (20) getragen ist, daß Einrichtungen (144, 146) zum Antrieb der Kulisse (132) relativ zu dem Block (118, 12o) vorgesehen sind, und daß an dem Druckwerkzeug (20) ein Kulissenfolgeglied (I38, l40) befestigt ist, das mit der Kulisse (132) zusammenwirkt, um das Druckwerkzeug (20) in einer Richtung parallel zu der Biegeachse in Abhängigkeit von dem Antrieb der Kulisse (132) zu bewegen.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druckwerkzeugblock (II8, 12o) beweglich an der stationären Armanordnung (28) für eine Bewegung in Richtung auf die Biegewerkzeuge (40, 42) und von diesen weg gelagert ist, daß an dem Block (II8, 12o) ein Druckwerkzeug (20) für eine Bewegung in zwei entgegengesetzten Richtungen parallel zu der Biegeachse angeordnet ist, und daß an dem Druckwerkzeug (20) und dem Block (II8, 120) ineinander eingreifende Führungsmittel (132, I38, 140) vorgesehen sind, um das Druckwerkzeug (20) in bezug auf den Block (II8, 120) in einer Richtung parallel zu der Biegeachse zu bewegen.

10. Biegevorrichtung mit einem länglichen Maschinenbett (10), einem auf dem Maschinenbett (10) für eine Bewegung auf ein vorderes Ende des Bettes (10) zu und von diesem weg gelagerten Schlitten (12), einem an dem Schlitten (12) gelagerten Spannfutter (14) zum Halten eines Rohres (16), wobei der

Schlitten (12) für eine Bewegung in einer ersten Richtung gelagert ist, die parallel zu der LängserStreckung des in dem Spannfutter (14) gehaltenen Rohres (16) ist,, gekennzeichnet durch einen Biegekopf (18) _s der an einem vorderen Ende des Maschinenbetts (10) für eine hin- und hergehende Bewegung in jeder einer zweiten und einer dritten Richtung gelagert ist, die jeweils quer zueinander und zu der ersten Richtung verlaufen_s wobei der Biegekopf (18) einen Gleitblock (50) aufweist_s der gleitend an einem vorderen Abschnitt des Maschinenbetts (10) für eine hin- und hergehende Bewegung in einer der zweiten und dritten Richtungen gelagert ist und wobei der Biegekopf (18) eine stationäre Armanordnung (28) aufweist, die gleitend an dem Gleitblock (50) für eine hin- und hergehende Bewegung in der anderen der zweiten und dritten Richtungen gelagert ist, wobei ferner eine schwenkbare Biegearmanordnung (30) vorgesehen ist, die an der stationären Armanordnung (28) für eine Drehung um eine Biegeachse gelagert ist, die sich in einer der zweiten und dritten Richtungen erstreckt _s wobei erste und zweite Biegewerkzeuge (40, 42) mit gegenseitig unterschiedlicher Form an der schwenkbaren Biegearmanordnung (30) zur Drehung mit dieser angeordnet sind, wobei an der schwenkbaren Armanordnung (30) ein Klemmwerkzeug (24) zum Zusammenwirken mit den Biegewerkzeugen (40, 42) zum Einklemmen eines Rohres (16) vorgesehen ist, und wobei von der stationären Armanordnung (28) ein Druckwerkzeug (20) getragen ist, das zum Zurückhalten eines Rohres (16) dient_s das um die Biegewerkzeuge (40, 42) herum gebogen wird.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Klemmwerkzeug (24) einen Klemmwerkzeugblock (104) aufweist,sowie erste und zweite Klemmwerkzeuge (10O₅ 102), die an dem Block (104) zum Zusammenwirken mit den ersten und zweiten Biegewerkzeugen (40, 42) befestigt sind., daß eine Einrichtung zum Lagern des Blocks (104.) und der

von diesem getragenen Klenraiwerkzeuge (100, 102) zur gemeinsamen Bewegung zwischen einer zurückgezogenen Stellung, in der die Klemmwerkzeuge von den Biegewerkzeugen entfernt sind, und einer Klemmstellung vorgesehen ist, in der jedes der ersten und zweiten Klemmwerkzeuge (100, 102) sich in einer Klemmstellung in bezug auf jeweils eines der ersten und zweiten Biegewerkzeuge zum Einklemmen eines Rohres (16) dazwischen befindet, und daß eine Einrichtung zum Antrieb des Klemmwerkzeugblocks (104) und der Klemmwerkzeuge zwischen diesen Stellungen vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckwerkzeug (20) einen Druckwerkzeugblock (118) aufweist, der an der stationären Armanordnung (28) für eine Bewegung auf die Biegewerkzeuge (40, 42) zu und von diesen weg gelagert ist, daß an dem Block (118) ein Druckwerkzeug (20) für eine hin- und hergehende Bewegung in einer Richtung parallel zu der Biegeachse gelagert ist, und daß eine Einrichtung zum Verschieben des Druckwerkzeugs (20) in einer Richtung parallel zu der Biegeachse vorgesehen ist, wodurch das Druckwerkzeug (20) relativ zu der stationären Armanordnung (28) verschoben werden kann, um mit einem Rohr (16) ausgerichtet zu werden, das in dem Spannfutter (14) gehalten ist, wenn die stationäre Armanordnung (28)· in bezug'auf das Maschinenbett (10) bewegt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckwerkzeug (20) einen Druckwerkzeugblock (118) aufweist, der an der stationären Armanordnung (28) für eine Bewegung auf die Biegewerkzeuge (40, 42) zu und von diesen weg gelagert ist, daß an dem Block (118) ein Druckwerkzeugschlitten (120) für eine hin- und hergehende Bewegung in einer Richtung parallel zu der ersten Richtung gelagert ist, daß ein Druckwerkzeugträger (126) gleitfähig an dem Druckwerkzeugschlitten (120) für

O O L I U U Ό

eine Bewegung in einer Richtung parallel zu der Biegeachse gelagert ist, daß von dem Träger (126) ein Druckwerkzeug (20) getragen ist, daß mit dem Druckwerkzeugschlitten (120) eine Kulissenplatte (132) gleitfähig verbunden ist, daß an dem Druckwerkzeugträger (126) ein Kulissenfolgeglied (138, l40) befestigt ist, das mit der Kulissenplatte (132) zusammenwirkt, um den Druckwerkzeugträger (126) und das Druckwerkzeug (20) in Abhängigkeit von der Gleitbewegung der Kulissenplatte (132) anzutreiben, und daß Einrichtungen (144, 146) zum Antrieb der Kulissenplatte (132) vorgesehen sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Biegewerkzeug (l6o) an der schwenkbaren iBiegearmanordnung (30) vorgesehen ist, das koaxial zu dem ersten (150) und dem zweiten Biegewerkzeug (I56, I58) angeordnet ist, daß das zweite Biegewerkzeug (156, I58) zwischen dem ersten (150) und dem dritten (I60) Biegewerkzeug angeordnet ist, daß das erste und dritte Biegewerkzeug (150, t60) «jeweils einen Formhohlraum mit zusammengesetzter Krümmung haben, daß der Hohlraum des ersten Biegewerkzeugs (150) einen ersten Abschnitt (152) hat, der längs einer Achse parallel zu der ersten Richtung ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt (154), der sich, demgegenüber nach außen erstreckt, daß der Formhohlraum des dritten Biegewerkzeugs (160) einen ersten Abschnitt (162) hat, der längs einer Achse parallel zu der ersten Richtung ausgebildet ist, und einen zweiten Abschnitt (164), der sich von den Biegewerkzeugen (150, I60) nach außen und entgegengesetzt in bezug auf den zweiten Abschnitt (154) des Formhohlraums des ersten Biegewerkzeugs (150) erstreckt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß' die Biegewerkzeuge (150, I56, 158, I60) jeweils einen Formhohlraum mit gegenseitig unterschiedlicher zusammengesetzter Krümmung aufweisen.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15 ₃ dadurch gekennzeichnet, daß ein drittes Biegewerkzeug (156, 158) zwischen dem ersten (150) und dem zweiten (ΙβΟ) Biegewerkzeug und koaxial zu diesen angeordnet ist.