DE4242002A1 - Vorrichtung und Verfahren zum Biegen von Strangmaterial - Google Patents

Description

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist eine Vorrichtung zum Biegen von Strang­ material nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Im weiteren bezieht sich die Er­ findung auf Verfahren zum Biegen von Strangmaterial unter Verwendung dieser Vorrichtung.

Derartige Rohrbiegemaschinen dienen in erster Linie zum Biegen von Kraftstoff- und Hydraulikleitungen beim Automobilbau. Die Form dieser Leitungen muß sich den bei jedem Automobil unterschiedlichen räumlichen Gegebenheiten anpassen, wodurch das Rohr vielfach in verschiedenen Winkeln und in verschiedenen Ebenen gebogen werden muß. Dies erfolgt vorzugsweise mit Hilfe einer programmierbaren Rohrbiegemaschine.

Gattungsgemäße Rohrbiegemaschinen sind Gegenstand der DE 33 11 766 C2 und der DE 39 35 545 C1. Beide Schriften beschreiben eine Rohrbiegemaschine, bei welcher das zu biegende Rohr in einen mittig angeordneten Einspannkopf einge­ spannt wird. Beidseitig dieses Einspannkopfes sind in Längsrichtung der Rohrachse des ungebogenen Rohres jeweils zwei unabhängig voneinander verfahrbare und um die Rohrachse verschwenkbare Biegeköpfe angeordnet. Die Versorgung der Rohr­ biegemaschine mit Rohren erfolgt aus zwei Magazinschlitten, welche in Richtung der Rohrachse verstellbar sind. Die zu biegenden Rohre werden dem Einspannkopf durch Einlegearme zugeführt, welche um eine parallel zur Rohrachse verlaufende Schwenkachse schwenkbar sind und in einer ersten Stellung Zugriff auf die unge­ bogenen Rohre haben sowie in einer zweiten Stellung das zu biegende Rohr in die Arbeitsstellung bringen. Wenn das Rohr in der Arbeitsstellung ist, beginnen die Biegeköpfe von beiden Rohrenden her das Rohr zu verbiegen, wobei nahezu beliebig viele Biegungen möglich sind.

Die in den beiden genannten Druckschriften beschriebenen Vorrichtungen weisen mehrere Nachteile auf. Erstens dauert der Wechsel des Rohrs relativ lange, da zunächst das fertig gebogene Rohr ausgestoßen werden muß und die Vorrichtung erst danach mit dem frischen Rohr beschickt werden kann. Zweitens müssen auch kurze Rohre, welche die verfügbare Länge der Vorrichtung nur zu einem Bruch­ teil ausnutzen, zeitlich nacheinander gebogen werden, weshalb die Vorrichtung bei kurzen Rohren unrationell arbeitet.

Es stellt sich die Aufgabe, die Vorrichtung so weiterzubilden, daß der Rohrwechsel erheblich beschleunigt wird und auch kurze Rohre bei guter Auslastung der Anlage bearbeitet werden können.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sowie Verfahren zur bevorzugten Anwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Einige Ausführungsbeispiele der Erfindung sollen im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben werden. Diese zeigen:

Fig. 1 eine teilweise im Schnitt dargestellte Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Biegen von langen Rohren;

Fig. 2 eine Modifikation der Ausführungsform nach Fig. 1 zum Biegen von kurzen Rohren.

Fig. 3a eine Ansicht entlang der Linie I-I aus Fig. 2;

Fig. 3b eine teilweise im Schnitt dargestellte Ansicht entlang der Linie II-II aus Fig. 3a;

Die Fig. 1 und 2 zeigen schematisch die Anordnung der für den Biegeprozeß we­ sentlichen Teile einer Rohrbiegemaschine sowie die zu biegenden Rohre vor ihrer Verbiegung, also unmittelbar nach dem Beschicken der Vorrichtung 1 mit diesen Rohren 7, 8 und 8′.

Das in Fig. 1 dargestellte lange Rohr 7 ist in der Vorrichtung 1 über eine mittig angeordnete Einspannvorrichtung 2 festgeklemmt. Diese Einspannvorrichtung 2 be­ steht im wesentlichen aus einer ersten Spannzange und einer zweiten Spannzange 5′, welche unmittelbar neben der ersten Spannzange 5 angeordnet ist. Beide Spannzan­ gen 5 und 5′ sind um eine gemeinsame Achse 4 verschwenkbar, welche parallel zur Längsachse des zu verbiegenden Rohres 7 verläuft. Die Spannzangen 5 und 5′ sind sowohl unabhängig voneinander verschließbar als auch unabhängig voneinander um diese Achse 4 verschwenkbar. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung der Einspann­ vorrichtung 2 greift die erste Spannzange 5 das zu verbiegende Rohr 7 und fixiert es, während die zweite Spannzange 5′ sich in einer zur Aufnahme eines neuen Rohres oder zum Auswurf eines bereits gebogenen Rohres geeigneten Stellung befindet.

Ausgehend von der in Fig. 1 dargestellten Stellung wird nun das Rohr 7 mit Hilfe zweier Biegeköpfe 3 und 3′, welche beidseits der Einspannvorrichtung 2 angeordnet und längs des ungebogenen Rohres 7 unabhängig voneinander verfahrbar sind, in an sich bekannter Weise gebogen. Dabei kann das Rohr 7 nahezu beliebig oft, in beliebigen Winkeln und in beliebigen Ebenen gebogen werden. Am Ende dieses Bie­ gevorgangs befinden sich die beiden Biegeköpfe 3 und 3′, verglichen mit der in Fig. 1 dargestellten Stellung, näher an den Spannzangen 5 und 5′ der Einspannvorrich­ tung 2. Die Biegeköpfe 3 und 3′ werden sodann in Freigabestellung gefahren und die Spannzange 5, welche das Rohr 7 umgreift, wird um die Achse 4 in eine Aus­ wurfstellung verschwenkt und das Rohr 7 aus der Spannzange 5 entfernt. Noch vor Beendigung des Bearbeitungsvorgangs des Rohres 7 hat jedoch bereits die zweite Spannzange 5′ ein neues (nicht dargestelltes) Rohr ergriffen. Während die erste Spannzange 5 nun das bearbeitete Rohr 7 auswirft, wird die zweite Spannzange 5′ mit dem noch unbearbeiteten Rohr um die Achse 4 in die Winkelstellung ge­ schwenkt, in welcher sich in Fig. 1 die Spannzange 5 befindet. Gleichzeitig werden die Biegeköpfe 3 und 3′ in ihre in Fig. 1 dargestellt Grundstellung zurückgefah­ ren und können das neu eingesetzte Rohr programmgemäß biegen. Während dieses erneuten Biegevorgangs nimmt die erste Spannzange 5 bereits das nächste zu ver­ biegende Rohr auf und der Vorgang wiederholt sich am Ende des Biegevorgangs von neuem. Hierdurch ist ein kontinuierlicher Betrieb der Vorrichtung 1 möglich. Größere Pausen zum Rohrwechsel werden vermieden.

Eine weitere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in Fig. 2 dargestellt. Diese Ausführungsform eignet sich anstelle zum Biegen eines längeren Rohres 7, wie in Fig. 1 dargestellt, zum Biegen zweier kürzerer Rohre 8 und 8′, wobei die Summe der Längen dieser beiden Rohre 8 und 8′ die gesamte Nutzlänge der Vorrichtung 1 nicht übersteigen darf. Bei dieser Ausführungsform bildet jeweils ein Biegekopf 3 bzw. 3′ zusammen mit einer Spannzange 5 bzw. 5′ der Einspannvorrichtung 2 eine unabhängige Einheit 10 bzw. 10′ zum Biegen jeweils eines Rohres 8 bzw. 8′. Im Unterschied zur Ausführungsform nach Fig. 1 lagert jede der Spannzangen 5 bzw. 5′ das zu verbiegende Rohr 8 bzw. 8′ nicht in der Mitte, sondern an seinem Ende.

Da die vorgefertigten, ungebogenen Rohre 8 und 8′ an ihren Enden oft Überwurf­ muttern 9 und 9′ zur Befestigung an entsprechenden Gewinden im Kraftfahrzeug aufweisen, sind die Spannzangen 5 und 5′ in einer bevorzugten Ausführungsform mit Spannaufnahmen 6 und 6′ ausgerüstet. Diese Spannaufnahmen 6 und 6′ fixieren die Enden der Rohre 8 und 8′ zusammen mit den darauf befestigten Überwurfmuttern 9 und 9′. Die Aufnahme des Rohres 8 und der Überwurfmutter 9 ist am deutlichsten in Fig. 3 dargestellt. Dabei zeigt Fig. 3a eine Draufsicht auf die aus der Spannzange 5 und der Spannaufnahme 6 zusammengesetzten Spannvorrichtung 17 in Richtung der Achse des ungebogenen Rohrs 8 und Fig. 3b eine zu Fig. 3a um 90° versetzte und teilweise im Schnitt dargestellte Seitenansicht. Die Spannaufnahme 6 ist mit Hilfe von Stiften 24 und Schrauben 25 an der Spannzange 5 befestigt. Die kom­ plette, aus Spannaufnahme 6 und Spannzange 5 bestehende Spannvorrichtung 17 ist in einer etwa die Achse des Rohrs 8 enthaltenden Ebene zweigeteilt ausgebil­ det. Hierdurch ergibt sich ein erster Spannarm 10 und ein zweiter Spannarm 11. Beide Spannarme 10 und 11 sind jeweils um eine (nicht dargestellte) zur Längsrich­ tung des ungebogenen Rohres 8 parallele Achse verschwenkbar, und zwar von einer Rohraufnahmestellung in eine Arbeitsstellung. In den Fig. 3a und 3b ist die Arbeitsstellung dargestellt. Die Verschwenkbarkeit beider Spannarme 10 und 11 ist durch die Pfeile 26 und 27 angedeutet. Wie aus Fig. 3b ersichtlich ist, befindet sich das Ende des Rohres 8 mit der Überwurfmutter 9 zwischen den beiden Spannarmen 10 und 11, welche in der Arbeitsstellung zur Aufnahme der Überwurfmutter 9 einen Hohlraum 14 bilden. Der zweite Spannarm 11 lagert an seiner Innenseite innerhalb eines Gehäusevorsprungs 23 einen Kolben 13, welcher in Längsrichtung des unge­ bogenen Rohres 8 innerhalb dieses Gehäusevorsprungs 23 verschiebbar ist. Dieser Kolben 13 trägt an seinem der Spannzange 5 zugewandten Ende eine Keilfläche 12′, welche in der Arbeitsstellung in flächigem Kontakt mit einer korrespondieren­ den Keilfläche 12 des ersten Spannarms 10 ist. Auf seiner dem Rohr 8 zugewandten Seite ist der Kolben 13 im Kontakt mit einer ersten Druckfeder 19, welche wiederum auf einen Flansch 20 drückt, der einstückig mit einer Schubstange 15 verbunden ist. Am anderen Ende dieser Schubstange 15 befindet sich ein zweiter Flansch 21, wel­ cher in Kontakt mit der Überwurfmutter 9 im Hohlraum 14 ist. Der erste Flansch 20 stützt sich gegen den Gehäusevorsprung 23 über eine zweite Druckfeder 22 ab. Das Ende des Rohres 8 wird in einem Klemmbereich 28 in der Arbeitsstellung zwischen beiden Spannarmen 10 und 11 klemmend gehalten. Es sei angemerkt, daß die be­ schriebene Vorrichtung sich auch zur Bearbeitung von Rohren eignet, deren Enden nicht durch eine Überwurfmutter 8, sondern in anderer Weise verdickt abgeschlos­ sen sind. Der Begriff "Überwurfmutter" steht also für jede Ausführungsform eines verdickten Rohrabschlusses.

Um ein gerades, zu biegendes Rohr 8 in die Vorrichtung 1 einzubringen, werden zunächst die Spannarme 10 und 11 in die Rohraufnahmestellung geschwenkt, worauf das Rohr 8 eingelegt werden kann. Beim Einlegen ist das Rohr 8 etwa so zu posi­ tionieren, daß die Überwurfmutter 9 im Bereich des zu bildenden Hohlraums 14 ist. Sodann werden die Spannarme 10 und 11 in ihre Arbeitsstellung geschwenkt. Kurz vor Erreichen der in Fig. 3b dargestellten Arbeitsstellung gelangt die Keilfläche 12 des ersten Spannarms 10 in Kontakt mit der korrespondierenden Keilfläche 12′ des Kolbens 13. Bei weiterem Schließen des ersten Spannarms 10 vergrößert sich die Kontaktfläche zwischen beiden Keilflächen 12 und 12′ und auf den Kolben 13 wirkt eine in Richtung des Rohres 8 gerichtete Kraft, welche den Kolben 13 gegen die Kraft der Druckfedern 19 und 22 verschiebt. Die Druckfedern 19 und 22 werden hierbei komprimiert und die Schubstange 15 drückt sich mit ihrem zweiten Flansch 21 gegen das Ende der Überwurfmutter 9. Hierdurch wird die Überwurfmutter 9 in Anschlag mit den Gehäuseinnenseiten der Spannarme 10 und 11 gebracht und exakt positioniert. Diese Positionierung ist wichtig, um eine definierte Ausgangsstellung des Rohrs 8 zu erhalten. Die Klemmung des Rohres 8 im Klemmbereich 28 erfolgt erst bei vollständigem Erreichen der Arbeitsstellung der beiden Spannarme 10 und 11, wie sie in Fig. 3b dargestellt ist. Nach Erreichen dieser Arbeitsstellung kann mit dem Verbiegen des Rohrs 8 in an sich bekannter Weise begonnen werden.

Im Unterschied zum Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 werden die Rohre 8 und 8′ bei dem in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils nur von einem Biegekopf 3 oder 3′ gebogen, während sie mit ihrem Ende fest in die Spannzangen 5 bzw. 5′ mit den Spannaufnehmern 6 bzw. 6′ eingespannt sind. Auch bei dieser Ausführungsform arbeiten sich die Biegeköpfe 3 und 3′ von außen her in Richtung der Einspannvorrichtung 2 vor und geben die Rohre 8 und 8′ nach Durchführung der letzten Biegung frei.

Die Einheit 10 zur Verbiegung des Rohres 8 kann völlig unabhängig von der Einheit 10′ zur Verbiegung des Rohres 8′ arbeiten. Sie kann auch ein völlig unabhängiges Programm ausführen, d. h. die Rohre 8 und 8′ müssen weder gleich lang noch in gleicher Weise zu biegen sein. Im Vergleich zum Stand der Technik weist diese Ausführungsform den Vorteil auf, daß die lange Vorrichtung 1 auch beim Biegen von kurzen Rohren 8 und 8′ unter Ausnützung ihrer ganzen Länge rationell eingesetzt werden kann.

Claims (10)

1. Vorrichtung (1) zum Biegen von Strangmaterial - beispielsweise von Rohren (7, 8, 8′) - mit einer mittig angeordneten Einspannvorrichtung (2) für das Strangmaterial und zwei beidseits dieser Einspannvorrichtung (2) angeordne­ ten und längs des ungebogenen Strangmaterials unabhängig voneinander ver­ fahrbaren Biegeköpfen (3, 3′), dadurch gekennzeichnet, daß die Einspann­ vorrichtung (2) zwei unabhängig voneinander verschließbare Spannzangen (5, 5′) umfaßt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spann­ zangen (5, 5′) um eine zur Längsrichtung des ungebogenen Strangmaterials parallele Achse (4) verschwenkbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannzan­ gen (5, 5′) unabhängig voneinander verschwenkbar sind.

4. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie um eine zur Längsrichtung der Rohre (7, 8, 8′) parallele Achse verschwenkbare Greifarme aufweist, welche die zu biegenden Rohre in einer ersten Schwenkstellung aufnehmen können und in einer zweiten Schwenk­ stellung mindestens einer der Spannzangen (5, 5′) übergeben.

5. Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß mindestens eine der Spannzangen (5) an ihrer dem zugehörigen Biegekopf (3) zugewandten Seite eine Spannaufnahme (6) zur Aufnahme des Rohrendes mit einer darauf befindlichen Überwurfmutter (9) aufweist, die aus Spannzange (5) und Spannaufnahme (6) zusammengesetzte Spannvorrichtung (17) zweigeteilt in Form eines ersten (10) und eines zweiten Spannarms (11) ausgebildet ist und mindestens einer dieser Spannarme (10, 11) um eine zur Längsrichtung des ungebogenen Rohres (8) parallele Achse in eine Rohrauf­ nahmestellung und in eine Arbeitsstellung schwenkbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Spannarm (11) an seiner Innenseite einen in Längsrichtung des ungebogenen Rohres (8) verschiebbaren Kolben (13) lagert, der an seinem der Spannzange (5) zugewandten Ende eine Keilfläche (12′) und an seinem dem Rohr (8) zugewandten Ende eine in Kontakt mit der Überwurfmutter (9) bringbare Druckübertragungsvorrichtung (18) aufweist und der erste Spannarm (10) an seiner Innenseite eine Keilfläche (12) aufweist, welche in der Arbeitsstellung auf der Keilfläche (12′) des Kolbens (13) druckausübend aufliegt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Drucküber­ tragungsvorrichtung (18), ausgehend vom Kolben (13), aus einer ersten Druck­ feder (19) und einer Schubstange (15) besteht, beide Enden der Schubstange (15) umlaufende Flansche (20, 21) aufweisen, der dem Kolben (13) zugewandte Flansch (20) sich über eine zweite Druckfeder (22) gegen eine Gehäusevor­ sprung (23) des zweiten Spannarms (11) abstützt und der dem Rohr (8) zu­ gewandte Flansch (21) in Kontakt mit der Überwurfmutter (9) bringbar ist.

8. Verfahren zum Verbiegen von Strangmaterial - beispielsweise von Rohren (7)
- unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, da­ durch gekennzeichnet, daß die der Vorrichtung (1) zugeführten, zu biegen­ den Rohre (7) abwechselnd von der ersten (5) und von der zweiten Spannzange (5′) gehalten werden.

9. Verfahren zum Verbiegen von Strangmaterial - beispielsweise von Rohren (8, 8′) - unter Verwendung der Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede der beiden aus einer Spannzange (5, 5′) und einem Biegekopf (3, 3′) gebildeten Einheiten (10,10′) voneinander unabhängig jeweils ein Rohr (8, 8′) aufnimmt, biegt und ausstößt.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide Rohre (8, 8′) im wesentlichen gleichzeitig aufgenommen, gebogen und ausgestoßen wer­ den.