DE4000019C2 - Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone für ein gebogenes Rohrbauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Führungs-Schablone für ein gebogenes Rohrbauteil, entsprechend dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Diese Schablone findet Verwendung bei der Erstellung der Form des gebogenen Rohrbauteils oder beim Anlöten von Ansatzstücken wie Endstücken, Klemmen od. dgl. an das Rohrbauteil, das in zwei- oder dreidimensionaler Richtung gebogen werden soll, wobei die Enden mit verbindenden Endstücken, wie z. B. Gabelgelenken fest verbunden werden und wobei solche Rohrbauteile als Strömungsführung für Luft, Öl, etc. in verschiedenartigsten Maschinen und Vorrichtungen, wie z. B. in Kraftfahrzeugen, angewendet werden.

Aus den DE-OS 20 64 485 und GB 21 55 661 ist bekannt, Werkstückdaten im Computer zu verarbeiten und dann zu einer numerisch gesteuerten Fertigung zu verwenden. In der DE-OS 20 64 485 werden Kopien eines stangenförmigen Modells jedoch dadurch hergestellt, daß, ausgehend von Mittellinien des Modells, mittels des Computers eine Umsetzung der Daten und eine Umrechnung ausschließlich zur Steuerung einer Biegemaschine auf der Basis eines daraus erstellten Rechenprogramms erfolgt. Bei der GB 21 55 661 wird ein Verfahren benutzt, bei dem in einen Computer geometrische Formen eingegeben werden, um mit einem daraus erstellten Rechenprogramm Werkstücke zu fertigen.

Bei einem üblichen, eingangs bezeichneten Verfahren zur Herstellung von Führungs-Schablonen zur Erstellung 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 Elemente 22 direkt oder mittels Stützen bzw. Ständer 23 an einer Grundplatte bzw. Schablonenbasis 21 befestigt, die in ihrer Länge und in ihrer äußeren Ausgestaltung einem gebogenen Rohrbauteil P angepaßt ist, um diesem eine erwünschte gekrümmte oder gebogene äußere Form zu geben. In der Praxis werden, um die Positionen dieser einzelnen Komponenten zu bestimmen, Anreißlinien auf die Schablonenbasis 21, die Aufnahmeelemente 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 die Rohrbauteile P eine in dreidimensionaler Richtung gekrümmte oder gebogene äußere Form, und ein Einstellwinkel 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 steigert. Im übrigen ist ein erwünschter Grad an Genauigkeit sehr schwierig aufgrund der Hitzeentwicklung beim Schweißen u. dgl. zu erhalten.

Infolgedessen ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ohne Benutzung eines Modells des Rohrbauteils - direkt aus dessen Konstruktionszeichnung - für eine Führungs-Schablone ein Herstellungsverfahren zu entwickeln, das eine genaue und betriebssichere Befestigung der Stützen, aufnehmenden Elemente usw. 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 der eingangs bezeichneten Gattung zur Verfügung, das folgende Schritte beinhaltet:

• a) Erzeugen eines Bildes des gebogenen Rohrteiles in einem Computer mit Hilfe eines CAD-Systems durch Eingeben der X-, Y- und Z-Koordinaten wichtiger Punkte des räumlichen Verlaufes des Rohrteiles,
• b) Ergänzen des Computerbildes des Rohrteiles durch die bestimmten Ansatzstücke zu einem Computerbild des gebogenen Rohrbauteiles,
• c) Drehen des Computerbildes des Rohrbauteiles zum Festlegen einer für die Fertigung der Führungs-Schablone günstigen Bezugsebene für die Grundplatte,
• d) Erzeugen von NC-Daten aus dem gedrehten Computerbild für die Fertigung der Grundplatte und der Stützen, und
• e) Fertigen der Grundplatte und der Stützen aufgrund der NC-Daten in einem NC-gesteuerten Bearbeitungszentrum in montagefertiger Ausführung.

Es ist zu beachten, daß gemäß der vorliegenden Erfindung auf Basis von - beispielsweise fünfachsigen - NC-Daten, die die Position und die Ausrichtung eines jeden verbindenden Teilstücks, sowie jeder wichtigen Zwischenpunkte eines entsprechenden Rohrbauteils relativ zu einer Referenzposition und Referenzebene zeigen, die mittels der Konstruktionszeichnung des Rohrbauteils unter Verwendung eines CAD-Systems erhalten werden, eine Grund- oder Basisplatte und Stützen maschinell in einem Maschinenzentrum z. B. mit einer Disketteneinheit (zur Formgebung, Bohren etc.) gefertigt werden. Normteile werden dann mit den Stützen fest verbunden, wobei letztere, vorzugsweise nachdem sie unter Verwendung von sog. Auswerferstiften in die richtige Position gebracht worden sind, verschraubt und mit der Basisplatte fest verbunden und gesichert werden. Einzelteile haltende Handkloben oder Handschraubstöcke für Gabelgelenke, Klemmen u. dgl., die endgültige Lage sichernde Stifte usw. werden sodann mit den Stützen fest verbunden. Schließlich wird die derart montierte Führungs-Schablone 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.

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

Fig. 1a bis 1g zeigen das Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone bzw. Führungs-Matrize. Auf der Basis einer Konstruktionszeichnung, die ein Rohrbauteil 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 Rohrbauteils 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 Rohrbauteils P erzeugt wird, wie es in Fig. 1a wiedergegeben ist. Unter Verwendung eines CAD-Systems und seines Programmes werden Bilder der verbindenden Ansatzstücke I, wie z. B. Bilder von Gabelgelenken und Bilder von Klammern, Klemmen usw., erzeugt und entlang der Mittellinie des Bildes P′ des diesbezüglichen Rohrbauteils erzeugt, wie es in Fig. 1b wiedergegeben ist.

Um die Herstellung der Führungs-Schablone zu erleichtern, wird das Bild P′ des Rohrbauteils in Rotation versetzt, um die Bezugsebene der Führungs-Schablone zu bestimmen (vgl. die Fig. 1c₁ und 1c₂). Die Bilder der Zwischen-Stützen 3 und der aufnehmenden Stützen 2 (zum Abstützen der Gabelgelenke, der Klammern, Klemmen, Stifte usw.) werden an den Endpunkten und wichtigen Zwischenpunkten des Bildes P′ des Rohrbauteils, wie es in Fig. 1d gezeigt ist, verteilt; das Bild der Grund- oder Basisplatte 4 wird in Relation zu diesen vorgenannten Bildern der Stützen 2 und 3 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 erzeugt worden ist, wie zuvor beschrieben, werden NC-Daten zur Verwendung bei der maschinellen Herstellung der Stützen 2 und 3 und der Basis- oder Grundplatte 4 unter Verwendung eines Bearbeitungs- bzw. Maschinenzentrums erzeugt und auf einer Floppy Disk, einem Magnetband u. dgl. gespeichert.

Sodann werden die NC-Daten, die in der Floppy Disk od. dgl. gespeichert worden sind, in einem Bearbeitungszentrum über seinen Disketteneingang eingelesen. Die tatsächlichen Stützen 2 und 3, die Grundplatte 4 usw. werden in diesem Bearbeitungszentrum gefertigt; Normteile 5, wie z. B. Gabelgelenkaufnehmer und Stiftaufnehmer, werden sodann an den Stützen 2 und 3 befestigt, wie es in Fig. 1f gezeigt ist. Die Stützen 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 Rohrbauteil P mit jeder der ausgewählten Stützen in einer erwünschten Ausrichtung befestigt.

Wie zuvor beschrieben, werden die Basisplatte und die Stützen auf Basis von NC-Daten gefertigt, die zuvor von der Konstruktionszeichnung des Rohrbauteils unter Verwendung des CAD-Systems erhalten worden sind. Die Stützen werden sodann exakt 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 Stützen unter Verwendung von Bolzen, Schrauben usw. fest verbunden. Infolgedessen besteht keine Notwendigkeit, die Anreißlinien auf der Basisplatte und auf den Stützen aufzutragen und die Teile an ihnen durch Schweißen od. dgl. entsprechend dieser Linien anzubringen, wie dies üblich war.

Claims (1)

1. Verfahren zum Herstellen einer Führungs-Schablone für ein gebogenes Rohrbauteil, bestehend aus einem gebogenen Rohrteil und bestimmten Ansatzstücken, wobei die Führungs-Schablone aus einer Grundplatte und der Form des gebogenen Rohrteiles entsprechenden Stützen, die gegebenenfalls mit Fixierungselementen versehen sind, zusammengesetzt wird, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

   • a) Erzeugen eines Bildes des gebogenen Rohrteiles in einem Computer mit Hilfe eines CAD-Systems durch Eingeben der X-, Y- und Z- Koordinaten wichtiger Punkte des räumlichen Verlaufes des Rohrteiles,
   • b) Ergänzen des Computerbildes des Rohrteiles durch die bestimmten Ansatzstücke zu einem Computerbild des gebogenen Rohrbauteiles,
   • c) Drehen des Computerbildes des Rohrbauteiles zum Festlegen einer für die Fertigung der Führungs-Schablone günstigen Bezugsebene für die Grundplatte,
   • d) Erzeugen von NC-Daten aus dem gedrehten Computerbild für die Fertigung der Grundplatte und der Stützen, und
   • e) Fertigen der Grundplatte und der Stützen aufgrund der NC-Daten in einem NC-gesteuerten Bearbeitungszentrum in montagefertiger Ausführung.