DE4000019A1 - Verfahren zum herstellen einer fuehrungs-schablone fuer gebogene rohrteile - Google Patents

Description

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Führungs-Schablone für ein gebogenes Rohrteil. Diese Schablone findet Verwendung bei der Sicherstellung der Form des gebogenen Rohrteils oder beim Anlöten von Endstücken, Klemmen oder dgl. an das Rohrteil.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich darüber hinaus auf die Herstellung eines metallischen Rohrleitungsbauteils, das in zwei- oder dreidimensionaler Richtung gebogen werden soll, wobei ihre Enden mit verbindenden Endteilen, wie z.B. Gabelgelenken fest verbunden werden und wobei sie Verwendung finden als Strömungsführung für Luft, Öl, etc. in verschiedenartigsten Maschinen und Vorrichtungen, wie z.B. in Kraftfahrzeugen.

Gemäß der üblichen Verfahrensweise zur Herstellung von Führungs-Schablonen oder Führungsmatritzen zur Sicherstellung von endgültigen äußeren Formen oder sicheren Ausführung von Lötnähten oder Lötstellen beim Hartlöten von Werkstücken, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, werden Rohrenden oder den Rohrmittelpunkt aufnehmende Bauelemente 22 direkt oder mittels Stützen bzw. Ständer 23 mit einer Schablonenbasis 21 befestigt, die in ihrer Länge und in ihrer äußeren Ausgestaltung einem gebogenen Rohrteil P angepaßt ist, um diesem eine erwünschte gekrümmte oder gebogene äußere Form zu geben. Bei der Praxis werden, um die Positionen dieser einzelnen Komponenten zu bestimmen, Anreißlinien auf die Schablonenbasis 21, die Aufnahmeelementen 22 und auf die Stützen oder Ständer 23 auf der Basis von Daten gezeichnet, die von einer Konstruktionszeichnung erhalten worden sind. Sodann werden diese Einzelkomponenten miteinander entsprechend dieser Linien verschweißt oder verschraubt.

Im allgemeinen haben diese Rohrbauteile P eine in dreidimensionaler Richtung gekrümmte oder gebogene äußere Form, und ein Stellwinkel wird jeder dieser Klemmen, verbindenden Endstücke usw., im Verhältnis zu dem jeweiligen zusammenpassenden Teilstück oder Abschnitt zugewiesen. Infolgedessen benötigte man gemäß dem Stand der Technik eine lange Zeitspanne für die Arbeiten am Layout Design, des Anreißens, des Befestigens usw., wobei dieser Umstand naturgemäß die Kosten steigerte. Im übrigen ist ein erwünschter Grad an Genauigkeit sehr schwierig aufgrund der Hitzeentwicklung beim Schweißen u.dgl. zu erhalten.

Infolgedessen ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Herstellungsverfahren für eine Führungs-Schablone oder eine diesbezügliche Matritze zur Verfügung zu stellen, welches eine akkurate und betriebssichere Befestigung der aufnehmenden Elemente an der Schablone ohne Anreißen erlaubt, wodurch die Herstellungszeit und die Herstellungskosten der Führungs-Schablone erheblich gesenkt werden können.

Um diese Aufgabe zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Führungs-Schablone oder einer Führungsmatritze zur Verfügung, das folgende einzelne Verfahrensstufen beinhaltet:
Man erzeugt die Daten der äußeren Form des diesbezüglichen Bauteils, indem man die X-, Y- und Z-Koordinaten der wichtigsten Punkte, der Krümmungsradien, der endgültigen Ausgestaltung eines röhrenartigen Bauteils mit einer zwei- oder dreidimensionalen äußeren Form auf der Basis seiner Konstruktionszeichnung in einen Computer eingibt;
man erzeugt sodann die Bilder der verbindenden Einzelteile, wie z.B. Gabelgelenke (eyejoints) oder Klemmen (clamps), unter Verwendung eines Programms in Relation zu dem Bild des röhrenartigen Bauteils, das hergestellt wurde vermittels Übertragung der Daten der äußeren Form des diesbezüglichen Bauteils zu einem CAD-System (computer-aided design);
man bestimmt die Referenzebene der Führungs-Schablone oder der Führungs-Matritze, indem man das Bild des röhrenartigen Bauteils und der verbindenden Einzelbestandteile in Rotation versetzt;
man erzeugt NC-Daten zum maschinellen Bearbeiten der entworfenen Winkelstücke bzw. Winkelmaße (equerres) und der Basis- bzw. Grundplatte auf der Basis des CAD-Layouts (computer-aided design layout) der Führungs-Matritze oder der Führungs-Schablone, wobei diese Winkelstücke und diese Basis- bzw. Grundplatte darin angeordnet sind; man fertigt die Grund- oder Basisplatte und die Winkeleisen oder Winkelstücke unter Verwendung eines Bearbeitungszentrums mit einer Disketteneinheit oder dgl. (zum Formen, Bohren u. dgl.); man verbindet die Norm- oder Standardteile mit den Winkelstücken oder Winkeleisen; man sorgt für eine sichere Befestigung der letzteren auf der Basisplatte; und man befestigt schließlich teilstückhaltende Handschraubstöcke (hand vices), die endgültige Position der Bauteile festlegende Stifte usw. an den Winkelstücken bzw. Winkeleisen.

Es wird darauf Wert gelegt, daß gemäß der vorliegenden Erfindung auf Basis von fünfachsigen NC-Daten, die die Position und die Orientierung eines jeglichen verbindenden Teilstücks, sowie jeglicher wichtigen Zwischenpunkte eines diesbezüglichen Rohr- oder Röhrenbauteils relativ zu einer Referenzposition und Referenzebene zeigen, die vermittels der Konstruktionszeichnung des röhrenartigen Bauteils unter Verwendung eines CAD-Systems erhalten werden, eine Grund- oder Basisplatte und diesbezügliche Winkeleisen oder Winkelstücke maschinell in einem Maschinenzentrum mit einer Disketteneinheit (zur Formgebung, Bohren etc.) gefertigt werden. Normteile werden sodann mit den diesbezüglichen Winkelstücken bzw. den diesbezüglichen Winkeleisen fest verbunden, wobei letztere, vorzugsweise nachdem sie unter Verwendung von sog. Auswerferstiften oder Knockpins in die richtige Position gebracht worden sind, verschraubt und mit der Basisplatte fest verbunden und gesichert werden. Einzelteile haltende Handkloben oder Handschraubstücke für Gabelgelenke, Klemmen u. dgl., die endgültige Lage sichernde Stifte usw. werden sodann mit den vorgenannten Winkelstücken oder Winkeleisen fest verbunden. Schließlich wird die solchermaßen montierte Führungs-Schablone bzw. Führungsmatritze justiert. Infolgedessen müssen keine Anreißlinien auf der Basis der Schablonengrundplatte, auf den Stützen, Ständern oder Pfosten usw. angebracht und keine Heftvorgänge, Schweißvorgänge usw. im Gegensatz zu dem bisher bekannten Stand der Technik durchgeführt werden.

Die Fig. 1a bis 1g stellen erläuternde Diagramme des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens zum Herstellen einer Führungs-Matritze oder Führungs-Schablone; und

Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht einer üblichen Verfahrensweise zur Herstellung einer bekannten Führungs-Schablone oder Führungsmatritze.

Eine Ausführungsform der folgenden Erfindung soll nunmehr unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert werden:

Fig. 1a bis 1g zeigen das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone bzw. Führungs-Matritze. Auf Basis einer Konstruktionszeichnung, die ein röhrenförmiges Bauteil P mit einer zwei- oder dreidimensionalen äußeren Form zeigt, die von einem Hersteller vorgegeben ist, werden die Daten der äußeren Form des Rohres in einen Computer als CAD-Daten eingegeben. Hierzu gehören die X-, Y- und Z-Koordinaten wichtiger Punkte des röhrenartigen Bauteils P (wie z.B. Rohrenden, mit Klemmen zu verbindende Punkte, Zwischenabschnittspunkte zwischen den axialen Linien von zwei geraden Bereichen, um jeweils einen gekrümmten oder gebogenen Abschnitt herum), Krümmungsradien, endgültige Ausgestaltung von Werkstücken u.dgl., wobei ein CAD-Bild P′ des röhrenförmigen Bauteils P erzeugt wird, wie es in Fig. 1a wiedergegeben ist. Unter Verwendung eines CAD-Systems und seines Programmes werden Bilder der verbindenden Teile 1, wie z. B. Bilder von Gabelgelenken und Bilder von Klammern, Klemmen usw., erzeugt und entlang der Mittelpunktslinie des Bildes des diesbezüglichen röhrenförmigen Bauteils P′ erzeugt, wie es in Fig. 1b wiedergegeben ist.

Um die Herstellung der Führungs-Schablone bzw. Führungs-Matritze zu erleichtern, wird das Bild P′ des röhrenförmigen Bauteils in Rotation versetzt, um die Bezugsebene der Führungs-Schablone zu bestimmen (vgl. die Fig. 1c₁ und 1c₂). Die Bilder der Zwischen-Winkelstücke 3 und der aufnehmenden Winkelstücke 2 (zum Abstützen der Gabelgelenken, der Klammern, Klemmen, Stifte usw.) werden an den Endpunkten und wichtigen Zwischenpunkten des Bildes P′ des röhrenartigen Bauteils, wie es in Fig. 1d gezeigt ist, verteilt und das Bild der Basisplatte 4 wird in Relation zu diesen vorgenannten Bildern 2 und 3 der Winkeleisen bzw. Winkelstücke gesetzt, wie es in Fig. 1e wiedergegeben ist. Im Falle, daß die Führungs-Schablone in ihren Ausmaßen groß ist, kann das Bild der Basisplatte in einzelne Teilbilder aufgeteilt werden. Nachdem das CAD-Bild der Führungs-Schablone oder der Führungs-Matritze erzeugt worden ist, wie es zuvor beschrieben worden ist, werden NC-Daten zur Verwendung bei der maschinellen Herstellung der Winkelstücke oder -eisen 2 und 3 und der Basis- oder Grundplatte 4 unter Einsatz eines Maschinenzentrums erzeugt und auf einer Floppy Disk, einem Magnetband u. dgl. gespeichert.

Sodann werden die NC-Daten, die in der Floppy Disk oder dgl. gespeichert worden sind, in einem Bearbeitungszentrum über seinen Disketteneingang eingelesen; die tatsächlichen Winkelstücke 2 und 3, die Grundplatte 4 usw. werden in diesem Bearbeitungszentrum gefertigt; Normteile 5, wie z. B. Gabelgelenkaufnehmer und Stiftaufnehmer, werden sodann an den Winkelstücken 2 und 3 befestigt, wie es in Fig. 1f gezeigt ist; und die Winkelstücke 2 und 3 werden, vorzugsweise nachdem sie unter Einsatz von Auswerferstiften in die richtige Position gebracht worden sind, mit der Grundplatte 4 verschraubt und befestigt, wie es in Fig. 1g gezeigt ist.

In ähnlicher Weise wird jedes aufnehmende Element für das röhrenförmige Bauteil P mit jedem der ausgesuchten Winkelstücke in einer erwünschten Orientierung befestigt.

Wie zuvor beschrieben, werden erfindungsgemäß die Basisplatte und die Winkelstücke auf Basis von NC-Daten gefertigt, die zuvor von der Konstruktionszeichnung des röhrenförmigen Bauteils unter Verwendung des CAD-Systems erhalten worden sind. Die Winkelstücke werden sodann akkurat in die richtige Position gebracht, indem man die Auswerferstifte ausfährt, und sie mit der Basis- oder Grundplatte dadurch fest verankert, daß man sie mit Bolzen oder Schrauben festspannt. Die Normteile werden sodann mit den Winkelstücken unter Verwendung von Knockpins, Bolzen, Schrauben usw. fest verbunden. Infolgedessen besteht keine Notwendigkeit, die Anreißlinien auf der Basisplatte und auf den Winkelstücken aufzutragen und die Teile an ihnen durch Schweißen oder dgl. entsprechend dieser Linien anzubringen, wie dies üblich war. Infolgedessen können die Herstellungszeiten, die einzelnen Herstellungsstufen und die Herstellungskosten in bemerkenswerter Weise reduziert werden. Die Führungs-Schablone für die Herstellung eines zwei- und dreidimensionalen röhrenförmigen Bauteils, kann sehr akkurat und betriebssicher hergestellt werden.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone für ein gebogenes Rohrteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren folgende Stufen aufweist:
daß man die Daten der äußeren Form des Bauteils erzeugt, indem man die X-, Y- und Z-Koordinaten der wichtigen Punkte, Krümmungsradien und die endgültigen äußeren Formen des Rohrteils auf der Basis seiner Konstruktionszeichnung in einen Computer eingibt,
daß man die Bilder der Verbindungsteile unter Verwendung eines Programms bezüglich des Bildes des Rohrteils erzeugt, wobei letzteres durch Einspeisung der Daten der äußeren Form des Bauteils zu einem CAD-System erzeugt wurde,
daß man die Referenzebene der Führungs-Schablone bestimmt, indem man das Bild des Rohrteils und der Verbindungsteile in Rotation versetzt,
daß man die NC-Daten zur maschinellen Fertigung der Winkelstücke bzw. -eisen und der Grundplatte auf der Basis des CAD-Layouts der Führungs-Schablone erzeugt, wobei die Winkelstücke bzw. Winkeleisen und die Grundplatte darin angeordnet sind,
daß man die Grundplatte und die Winkeleisen bzw. Winkelstücke dadurch fertigt,
daß man die NC-Daten zu einem Bearbeitungszentrum schickt,
daß man die Standardteile an den Winkelstücken bzw. Winkeleisen befestigt und
daß man letztere an der Basisplatte befestigt und
daß man Teile haltende Handschraubstöcke und/oder die endgültige Positionierung festlegende Stifte an den Winkeleisen bzw. Winkelstücken anbringt.

2. Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verbindenden Teile Gabelgelenke und/oder Zwingen, Klammern oder Klemmen sind.

3. Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die NC-Daten in einer Floppy-Disk oder einem Magnetband gespeichert werden.

4. Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Standard- bzw. Normteile Gabelgelenksitze bzw. Gabelgelenkaufnehmer und/oder Stiftaufnehmer sind.

5. Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelstücke oder Winkeleisen mit den an ihnen befestigten Standardteilen nach dem Positionieren mit Auswerferstiften an der Grundplatte befestigt werden.