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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Biegevorrichtung für eine Biegemaschine.
Auch wenn in der folgenden Beschreibung eine Rohr-Biegemaschine
mit festem Radius als ein Beispiel einer Biegemaschine genommen
wird, soll die Erfindung offensichtlich nicht auf diese Maschine
beschränkt sein,
vielmehr kann die Erfindung auch als eine Rohr-Biegemaschine mit
veränderbarem
Radius ausgeführt
werden. Ferner kann die Erfindung auch dafür verwendet werden, nicht nur
Rohre, sondern auch Teilstangen im Allgemeinen zu bearbeiten, die nachfolgend
als Werkstücke
bezeichnet werden.
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Eine
derartige Biegevorrichtung umfasst eine sich drehende Biegeform
oder Matrix und einen Schraubstock, der der Matrix zugewandt ist.
Der Schraubstock ist an einem Biegearm befestigt und klemmt einen
Abschnitt des Werkstücks
unmittelbar nach dem zu biegenden Abschnitt gemäß einer Zuführungsrichtung des Werkstücks ein.
Die Biegevorrichtung umfasst außerdem
eine Druckform oder Gegenmatrix, die sich direkt vor dem eingeklemmten Abschnitt
des Werkstücks
befindet, wobei sich die Gegenmatrix nicht zusammen mit dem Biegearm dreht.
Wenn das Werkstück
um die Matrix gezogen wird, bewegt sich die Gegenmatrix zusammen
mit dem Werkstück,
um den radial entgegengesetzten Kräften des Werkstücks zu widerstehen.
Zusätzlich zu
der Gegenmatrix ist eine Form, die Falten verhindern kann, an dem
sich nicht drehenden Teil der Biegemaschine gegenüber der
Gegenmatrix befestigt und kann in ihrer Position in Bezug auf die
Matrixanordnung eingestellt werden. Der sich nicht drehende Teil
der Biegemaschine, der von irgendeiner bekannten Art sein kann,
der z. B. als eine Bank oder als ein Längselement mit oder ohne Dorn
geformt sein kann, ist für
die vorliegende Erfindung nicht maßgeblich und wird hier nicht
beschrieben.
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US-A-3410125 offenbart
eine derartige Biegevorrichtung mit einer Form, einem Schraubstock, einem
Gegenelement und einer Nockenform (wiper die) gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1.
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Einige
Probleme die bei bekannten Biegemaschinen auftreten, betreffen vor
Allem die Konstruktion der Gegenmatrixeinheit, die sehr robust und folglich
wuchtig sein muss, um den entgegengesetzten Kräften zu widerstehen, die durch
ein zu bearbeitendes Werkstück
ausgeübt
werden. Tatsächlich
erzeugt ein Konstruktionsfehler der Gegenmatrixeinheit Bearbeitungsfehler,
wie etwa einen nicht gleichmäßigen Radius
einer Biegung und ungenaue Abmessungen des Werkstücks. Deswegen
ist für
eine derartige Konstruktion ein besonderer Entwurf erforderlich,
der zu steigenden Kosten von Biegemaschinen beiträgt.
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Ferner
wird bei bekannten Biegemaschinen die Form, die Falten verhindern
kann, durch ihre eigene Antriebssteuerung angetrieben, damit sie
in Bezug auf das Werkstück
richtig positioniert wird. Eine solche Antriebssteuerung der Form,
die Falten verhindern kann, befindet sich gegenüber einer Antriebssteuerung,
die verwendet wird, um die Gegenmatrix zu positionieren. Dies erfordert
es, dass sich eine Bedienungsperson mühsam um die Maschine bewegen
muss, um sowohl die Form, die Falten verhindern kann, als auch die
Gegenmatrix in Übereinstimmung
mit dem zu biegenden Werkstück
zu positionieren.
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Die
vorliegende Erfindung zielt darauf ab, die zuvor erwähnten Nachteile
zu beseitigen. Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, Konstruktionen und
Anordnungen einer Gegenmatrix zu schaffen, so dass diese weniger
robust und wuchtig und folglich kostengünstiger sind als jene, die
gewöhnlich
in bekannten Biegemaschinen verwendet werden, obgleich sie genauso
effizient darin bleiben, entgegengesetzten Kräften des zu bearbeitenden Werkstücks zu widerstehen.
Eine weitere Auf gabe der Erfindung besteht darin, einfache, zuverlässige Betätigungsmittel
für die
Gegenmatrix zu schaffen.
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Eine
nochmals weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, Betätigungsmittel
für die
Form, die Falten verhindern kann, zu schaffen, die von einer Seite
der Maschine gesteuert werden können.
Derartige Aufgaben werden durch eine Biegevorrichtung für eine Biegemaschine
gemäß Anspruch
1 gelöst.
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Die
vorliegende Erfindung wird anhand ihrer bevorzugten Ausführungsformen
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in der:
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1 in
einer perspektivischen Ansicht eine erste Ausführungsform einer Biegevorrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt;
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2 in
einer Draufsicht von oben die erste Ausführungsform der Biegevorrichtung
in 1 zeigt, wobei ein zu biegendes Werkstück auf die
Vorrichtung gelegt, jedoch nicht zwischen der Gegenmatrix und der
Form, die Falten verhindern kann, eingeklemmt wurde;
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3 in
einer Draufsicht von oben die erste Ausführungsform der Biegevorrichtung
von 1 zeigt, wobei ein zu biegendes Werkstück zwischen die
Gegenmatrix und die Form, die Falten verhindern kann, gelegt und
eingeklemmt wurde;
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4 in
einer perspektivischen Ansicht eine zweite Ausführungsform einer Biegevorrichtung
gemäß der Erfindung
zeigt, wobei ein zu biegendes Werkstück auf die Vorrichtung gelegt,
jedoch nicht zwischen der Gegenmatrix und der Form, die Falten verhindern
kann, eingeklemmt wurde; und
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Fig.
in einer vergrößerten Teilschnittansicht der
linken Seite die zweite Ausführungsform
der Biegevorrichtung von 4 zeigt.
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In
den Zeichnungen ist eine erste Ausführungsform einer Biegevorrichtung
gemäß der Erfindung
in 1 in einer perspektivischen Ansicht gezeigt, wie
sie an einer Stützbank 1 einer
Biegemaschine befestigt ist. Die Biegemaschine, die sich in die
linke Richtung in der Figur erstreckt, ist nicht gezeigt. Eine Biegeform
oder Matrix 2 ist an der Stützbank 1 schwenkbar
um eine Armdreh-Spindel 3 befestigt. Wie es in dieser Art
von Maschinen üblich
ist, ist ein Biegearm 4 um die Armdreh-Spindel 3 befestigt, um sich
mit dieser zu drehen. Der Biegearm 4 ist mit einem Schraubstock 5 versehen,
der so gestaltet ist, dass er ein zu biegendes Stück, d. h.
ein Rohr T einklemmt, wie es in 2 und 3 gezeigt
ist, die Draufsichten von oben auf diese Biegemaschine sind.
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Das
Rohr T wird durch den Schraubstock 5 gemäß einer
Zuführungsrichtung
des Rohrs T, die durch einen Pfeil F in 2 und 3 angegeben ist,
unmittelbar nach dem zu biegenden Abschnitt in seinem Querschnitt
eingeklemmt. Ferner wird das Rohr T einem Druck zwischen einer Druckform
oder Gegenmatrix 6 und einer Form 7, die Falten
verhindern kann, in einem Abschnitt vor der Matrix 2 gemäß dem Pfeil
F unterworfen. Die Gegenmatrix 6 wird auf ihrem Stützelement 8 in
eine Zuführungsrichtung
des Rohrs T mittels einer prismatischen Verbindung verschiebbar
gehalten, deren Zapfenloch in 1 mit 9 bezeichnet
ist. Das Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 kann
den entgegengesetzten Kräften
des Rohrs T während
eines Biegevorgangs widerstehen. Die Gegenmatrix 6 kann
auf bekannte Weise entlang dem Stützelement 8 bewegt
werden.
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Insbesondere
in 2 ist gemäß einer
ersten Ausführungsform
der Erfindung das Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 an einem
oberen Schlitten 10 befestigt. Der obere Schlitten 10 kann
in Bezug auf das Rohr T auf einem unteren Schlitten 11 quer verschoben
werden, der wiederum in derselben Richtung des oberen Schlittens 10 auf
einem Tisch 12 bewegt werden kann. Der Tisch 12 ist
quer zu der Stützbank 1 befestigt,
wobei er mit einem vorderen Tischabschnitt 13 und einem
hinteren Tischabschnitt 14 von dieser vorspringt.
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Gegenüber der
Gegenmatrix 6 auf diesem Tisch 12 befindet sich
die Form 7, die Falten verhindern kann, die durch ihr Formstützelement 15 gehalten
wird, das durch eine prismatische Verbindung 29 auf einem
Schlitten 16 verschiebbar befestigt ist, der auf dem Tisch 12 in
derselben Richtung des Schlittens 11 quer verschiebbar
ist. Gemäß der ersten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist der Schlitten 16 mit dem
Schlitten 11 durch Verbindungsmittel wie etwa ein Abstandsstück 17 verbunden, dessen
Breite vom Durchmesser des zu biegenden Rohrs T abhängt. Im
vorderen Tischabschnitt 13 ist eine Antriebsvorrichtung
vorgesehen, die die Schlitten 11 und 16 schnell
vorwärts
und rückwärts bewegt, die
durch das Abstandsstück 17 miteinander
verbunden sind, wobei die Antriebsvorrichtung beispielsweise eine
Welle 18 mit einer (nicht gezeigten) Schrauben-Mutter-Anordnung
ist, die sich zwischen dem Schlitten 11 und dem Tisch 12 befindet
und durch ein (nicht gezeigtes) Handrad betrieben wird.
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Gemäß der zuvor
beschriebenen Anordnung kann durch Betätigung sowohl der Welle 18 als
auch der prismatischen Verbindung 29 die Form 7,
die Falten verhindern kann, in Bezug auf die Matrix 2 positioniert
werden, und auch die Gegenmatrix 6, die auf ihrem Stützelement 8 gegenüber der
Form 7 befestigt ist, kann an die Matrix 2 gemäß einer
Auswahl des Abstandsstücks 17 angenähert werden.
Das Abstandsstück 17 hat
basierend auf einem Werkstück und
einer Art von Bearbeitung verschiedene Größen.
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Ferner
betätigt
ein erster zweifach-wirkender Zylinder 19 mit einer Kolbenstange 22 das
Gegenmatrixhalter-Stützelement 8,
das an dem oberen Schlitten 10 befestigt ist. Der Kolbenstangenhub
wird durch einen manuell gesteuerten Griff 20 des ersten zweifach-wirkenden
Zylinders 19 eingestellt, um vor und nach einem Bearbeitungsvorgang
eine Mikrometer-Einstellung der Position der Gegenmatrix 6 zu
erzielen.
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Der
erste zweifach-wirkende Zylinder 19 ist an dem unteren
Schlitten 11 mittels Halterungen 21, 21 befestigt,
so dass der obere Schlitten 10 in derselben Richtung der
ersten Zylinderkolbenstange 22 in Bezug auf den Tisch 12 bewegt
werden kann.
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Folglich
kann die Anordnung von Schlitten 10, 11 und 16 mittels
der Welle 18 mit einer Schrauben-Mutter-Anordnung schnell
vorwärts
und rückwärts bewegt
werden. Der erste zweifach-wirkende Zylinder 19 ist Teil
der ersten Betätigungsmittel,
die direkt auf das Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 einwirken.
Die erste Zylinderkolbenstange 22 wirkt auf einen Abschnitt
des Stützelements 8 ein,
um die Gegenmatrix 6 in Richtung des zu biegenden Rohrs
T und umgekehrt von diesem weg zu bewegen.
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An
einem vorspringenden Abschnitt 23 des Stützelements 8,
der bezüglich
des Tischs 12 ausladend ist, arbeitet ein zweiter zweifach-wirkender
Zylinder 24 als ein weiterer Teil der ersten Betätigungsmittel.
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Der
zweite zweifach-wirkende Zylinder 24 mit einer Kolbenstange 27 ist
verschiebbar an dem Schlitten 10 mittels eines Schiebers 25 befestigt,
der an einer gegenwirkenden Stange 26 bewegt werden kann.
Die gegenwirkende Stange 26 wird um ein Ende der Armdreh-Spindel 3 geschwenkt.
Die (in 2 und 3 gezeigte)
zweite Zylinderkolbenstange 27 stößt an den vorspringenden Abschnitt 23 des
Stützelements 8 an.
Bei der gegenwirkenden Stange 26 gibt es einen ersten einstellbaren
Anschlag 28. Der erste einstellbare Anschlag 28 ist schematisch
als ein Paar Muttern dargestellt, die in einen Gewindeabschnitt
der gegenwirkenden Stange 26 geschraubt werden und als
Gewindebolzen festgeklemmt werden können.
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Wenn
sich die zweite Zylinderkolbenstange 27 aus dem Zylinder 24 erstreckt,
ist der Schieber 25 so gestaltet, dass er an den ersten
einstellbaren Anschlag 28 an der gegenwirkenden Stange 26 auf
eine Weise anstößt, dass
die zweite Zylinderkolbenstange 27 eine Kraft auf das Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 in
dessen vorspringendem Abschnitt 23 aufbringt, der sich
neben dem Abschnitt befindet, bei dem die erste Zylinderkolbenstange 22 arbeitet.
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Wenn
sowohl die ersten Betätigungsmittel
in der Form von zwei zweifach-wirkenden Zylindern 19, 24 durch
ein mit Druck beaufschlagtes Fluid gesteuert werden, wie etwa durch Öl, das durch
eine oder mehrere (nicht ausführlich
gezeigte) hydraulische Schaltungen zugeführt wird, üben die Druckform oder Gegenmatrix
und die Form, die Falten verhindern kann, einen angemessenen Druck
auf das zu biegende Rohr aus, der den entgegengesetzten Kräften entgegenwirkt,
die durch das Rohr T während
seines Biegevorgangs ausgeübt
werden.
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Ein
zweites Betätigungsmittel,
das auf die Form, die Falten verhindern kann, einwirkt, wird durch
den Schlitten 16 (1) dargestellt,
an dem das Stützelement 15 der
Form 7, die Falten verhindern kann, befestigt ist. Der
Schlitten 16, der, wie es zuvor erwähnt wurde, mit dem ersten Schlitten 11 mittels
des Abstandsstücks 17 verbunden
ist, wird durch die Welle 18 mit der Schrauben-Mutter-Anordnung
positioniert.
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In 2 wird
die Gegenmatrix 6, die durch ihr Stützelement 8 gehalten
wird, noch weit weg vom Rohr T gezeigt, während die Form 7,
die Falten verhindern kann, bereits in der Nähe des Rohrs T ist. Der richtige
Abstand wird durch das Abstandsstück 17, das die Schlitten 11 und 16 verbindet,
und durch die Mikrometer-Einstellung des Griffs 20 des
ersten zweifach-wirkenden Zylinders 19 festgesetzt.
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In 3 ist
dargestellt, dass der obere Schlitten 10 in Bezug auf den
unteren Schlitten 11 durch die Betätigung des ersten zweifach-wirkenden Zylinders 19 und
des zweiten zweifach-wirkenden Zylinders 24 bewegt wird.
Der erste zweifachwirkende Zylinder 19, der an dem unteren
Schlitten 11 befestigt ist, wirkt direkt durch seine erste
Zylinderkolbenstange 22 auf das Stützelement 8. Der zweite zweifach-wirkende
Zylinder 24 kann an der gegenwirkenden Stange 26 durch
den Schieber 25 bewegt werden. Wenn der Schieber 25 an
den ersten passend eingestellten Anschlag 28 anstößt, drückt die zweite
Zylinderkolbenstange 27 den vorspringenden Abschnitt 23 gegen
das Rohr T.
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Auf
diese Weise kann die Gegenmatrix 6, die an dem Stützelement 8 verschiebbar
befestigt ist, einen angemessenen Druck ohne strukturelle Verformungen
des Rohrs aufbringen, das, während
es gebogen wird, entgegenwirkt.
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In 4 und 5 wird
nun eine zweite Ausführungsform
einer Biegevorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung gezeigt. In 4 und 5, die jeweils
eine perspektivische Ansicht und eine vergrößerte Ansicht der linken Seite
der Biegevorrichtung teilweise im Querschnitt sind, werden gleiche Bezugszei chen
verwendet, um Teile zu bezeichnen, die jenen der ersten Ausführungsform
gleich oder ähnlich
sind.
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Insbesondere
in 4 ist gemäß der zweiten Ausführungsform
der Erfindung das Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 an einem
Schlitten 10 befestigt. Der Schlitten 10 kann
in Bezug auf das Rohr T auf einem Tisch 12 quer verschoben
werden. Der Tisch 12 ist an einer Stützbank 1 quer befestigt,
wobei er von dieser mit einem vorderen Tischabschnitt 13 und
einem hinteren Tischabschnitt 14 vorspringt.
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Gegenüber einer
Gegenmatrix 6 ist auf diesem Tisch 12 eine Form 7,
die Falten verhindern kann, befestigt, der durch ihr Formstützelement 15 gehalten
wird, das auf einem Schlitten 16 verschiebbar befestigt
ist, der auf dem Tisch 12 in derselben Richtung des Schlittens 10 quer
gleitet. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform kann der Schlitten 16 in
seiner Position auf dem Tisch 12 unabhängig vom Schlitten 10 eingestellt
werden.
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Im
vorderen Tischabschnitt 13 ist eine Antriebsvorrichtung
vorgesehen, die den Schlitten 10 durch eine flexible Übertragung 30 und
ein Paar Umlenkrollen 31, 32 schnell vorwärts und
rückwärts bewegt.
Die Umlenkrolle 31 ist auf der Welle eines Motors 33 verkeilt,
und die Umlenkrolle 32 ist auf einer Welle 18 mit
einer (nicht gezeigten) Schrauben-Mutter-Anordnung verkeilt, die sich zwischen
dem Schlitten 10 und dem Tisch 12 befindet.
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Selbstverständlich soll
die zuvor beschriebene Anordnung, bei der die Welle 18 mit
einer Schrauben-Mutter-Anordnung ein Teil der Betätigungsmittel ist,
die direkt nur auf das Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 einwirken,
nicht gegenüber
jener in der ersten Ausführungsform
der Erfindung bevorzugt sein. Bei dieser zweiten Ausführungsform
ist der erste zweifach wirkende Zylinder der ersten Betätigungsmittel
lediglich wegen der Übersichtlichkeit
nicht gezeigt, da er andere Merkmale überdecken würde, die nachfolgend beschrieben
werden.
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Bei
einem vorspringenden Abschnitt 23 des Stützelements 8 arbeitet
neben dem Abschnitt, an dem die Welle 18 mit einer Schrauben-Mutter-Anordnung
wirkt und der beim Schlitten 10 ausladend ist, ein weiterer
Teil von Betätigungsmitteln
des Gegenmatrixhalter-Stützelements 8 in
der Form eines zweifachwirkenden Zylinders 24. Hydraulische
Zuführungsschaltungen
des zweifach-wirkenden Zylinders 24 sind nicht gezeigt.
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Der
zweifach-wirkende Zylinder 24 ist mittels eines Schiebers 25 an
einer gegenwirkenden Stange 26 verschiebbar befestigt.
Die gegenwirkende Stange 26 wird um ein Ende der Armdreh-Spindel 26 geschwenkt.
Die Kolbenstange 27 des (in 5 gezeigten)
Zylinders 24 stößt an den
vorspringenden Abschnitt 23 des Stützelements 8 an. Bei
der gegenwirkenden Stange 26 gibt es einen ersten einstellbaren Anschlag 28.
Dieser erste einstellbare Anschlag 28 ist schematisch als
ein Paar Muttern dargestellt, die in einen Gewindeabschnitt der
gegenwirkenden Stange 26 geschraubt werden und als Gewindebolzen
festgeklemmt werden können.
Der Schieber 25 und der Zylinder 24, der integral
damit ist, sind mit einer Platte 34 starr verbunden, die
vertikal angeordnet ist und sich nach unten erstreckt.
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Die
Platte 34 hat am Boden ein Durchgangsloch für eine Gewindestange 35.
Ein zweiter Anschlag 36, der vorzugsweise in der Form einer
Hülse mit
einem hexagonalen Kopfabschnitt 37 und einem glatten Abschnitt 38 ist,
hat ein Innengewinde wie die Gewindestange 35. Der zweite
Anschlag 36 kann in seiner Position entlang der Gewindestange 35 mittels eines
Schraubenschlüssels
eingestellt werden, der mit dem hexagonalen Kopfabschnitt 37 des
zweiten Anschlags 36 in Eingriff ge langt. Die Platte 34 kann auf
dem glatten Abschnitt 38 des zweiten Anschlags 36 verschoben
werden und die wechselseitige Position der Platte 34 und
des zweiten Anschlags 36 wird durch eine Mutter 39 festgeklemmt,
wenn sie an dem hexagonalen Kopfabschnitt 37 festgezogen
wird. Die Gewindestange 35 wird z. B. durch eine Gewindeverbindung
mit einem Block 40 der Stützbank 1 verbunden,
wie es in 5 gezeigt ist.
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In
Betrieb ist durch Verwendung der Betätigungsmittel des Gegenmatrixhalter-Stützelements 8 gemäß der zweiten
Ausführungsform
der Biegevorrichtung der Schieber 25 so gestaltet, dass
er am Anschlag 28 an der gegenwirkenden Stange 26 anstößt, und
die vertikale Platte 34 ist so gestaltet, dass sie am zweiten
Anschlag 36 anstößt, der
in seiner Position an der Gewindestange 35 entsprechend
eingestellt ist.
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Wenn
der Schlitten 10, der das Stützelement 8 hält, durch
die Betätigungseinheit 30–33 so
verschoben wird, dass die Gegenmatrix 6 gegen das Rohr
T gebracht wird, wird auf diese Weise der zweifach-wirkende Zylinder 24 ebenfalls
auf eine Weise betrieben, dass seine Kolbenstange 27 eine
Kraft auf dieses Gegenmatrixhalter-Stützelement 8 in dessen vorspringendem
Abschnitt 23 ausübt.
Die gesamte Biegevorrichtungskonstruktion widersteht angemessen
dieser Kraft des zweifach-wirkenden Zylinders 24, da letzterem
auf der Oberseite durch den Schieber 25, der am ersten
Anschlag 28 an der gegenwirkenden Stange 26 anliegt,
die um die Armdreh-Spindel 3 geschwenkt wird, und am Boden
durch die vertikale Platte 34 durch den zweiten Anschlag 36 an
der Gewindestange 35, die in den Block 40 geschraubt ist,
der mit der Stützbank 1 integral
ist, entgegengewirkt wird.
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Eine
derartige gegenwirkende Anordnung gemäß der zweiten Ausführungsform
ermöglicht
es, dass die Biegevorrichtung der vorliegenden Erfindung Rohre bearbeitet,
bei denen sowohl der Durchmesser als auch die Dicke größer sind
als jene, die in einer Biegemaschine ohne eine derartige gegenwirkende
Anordnung bearbeitet werden können.
Selbstverständlich
kann dies die Kosten eines Biegevorgangs verringern.
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Die
Erfindung wurde beispielhaft lediglich in zwei ihrer Ausführungsformen
beschrieben, Änderungen
und Abwandlungen können
jedoch durchgeführt
werden, ohne vom Umfang der enthaltenen Ansprüche abzuweichen.