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Einrichtung zum Biegen von Rohren, insbesondere für den Flugzeugbau
Beim Bau von Flugzeugen finden vielfach gebogene Rohre Verwendung, die einen großen
Biegeradius aufweisen und bei denen der Krümmungsverlauf vielfach von einem Richtungswinkel
in den anderen übergeht. Bisher standen zum Biegen derartiger Rohre Sondereinrichtungen
nicht zur Verfügung. Man war vielmehr beim Biegen fast ausschließlich auf handwerksmäßige
Ausführung angewiesen, wobei allenfalls die bekannten Betriebseinrichtungen, wie
Spindelpressen in Verbindung mit einer der zu erzeugenden Biegung entsprechend geformten
Unterlage oder die bekannten Rundungsmaschinen, Anwendung finden konnten. Je nach
der Wandstärke wurden die Rohre beim Biegen mit einer Füllmasse, z. B. Sand, gefüllt.
Bei großen Stückzahlen waren in Verbindung mit Pressen auch Sonderwerkzeuge gebräuchlich,
die aber wenig befriedigen konnten, weil Pressen und Werkzeuge bei den meist in
Betracht kommenden großen Biegungsradien unverhältnismäßig große Abmessungen besitzen
mußten und weil infolge derRückfederung solchermaßen verformter Rohre vielfach
erhebliche
Nacharbeiten erforderlich waren. In vielen Fällen, z. B. bei nach verschiedenen
Richtungen verlaufenden Krümmungen, waren derartige Hilfsmittel nicht anwendbar,
und es fanden von vornherein die handwerksmäßigen Biegeverfahren, bei denen es sehr
auf die Geschicklichkeit des Ausführenden ankommt, Anwendung. Sehr unangenehm traten
bei den genannten Biegeverfahren die meist unvermeidlichen Querschnittsveränderungen
der Rohre in Erscheinung, wodurch die Festigkeitseigenschaften herabgesetzt wurden
und sich vielfach Anpassungsschwierigkeiten beim Anschluß an andere Bauteile ergaben.
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Die geschilderten Nachteile werden durch die Erfindung beseitigt.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, durch örtliche Einwirkung auf die an der
Krümmung am stärksten beteiligten Rohrpartien mittels mechanischer Mittel eine örtlich
vorwiegend in der Rohrlängserstreckung fortschreitende Dehnung des Werkstoffes der
Rohrwand und dadurch die Krümmung des Rohres nach der der Dehnung entgegengesetzten
Seite zu bewirken. Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Biegen vonRohren,
insbesondere für denFlugzeugbau, und ist gekennzeichnet durch ein an einem Auslegerarm
angeordnetes, radial zum Rohrdurchmesser gerichtete Hubbewegungen ausführendes Dehnungswerkzeug
mit gewölbter und vorteilhaft in Richtung des Rohrumfanges sich erstreckender Wirkfläche,
das in das Rohr eingeführt wird, und ein das Rohr umschließendes, mit dem Dehnungswerkzeug
zusammenwirkendes und dabei denRohrwerkstoff auf einem begrenzten Teil des Rohrumfanges
dehnendes Widerlager. Das Dehnungswerkzeug kann z. B. ein Stößel sein, der, von
einem Mechanismus angetrieben, in radialer Richtung örtlich auf die Rohrinnenfläche
einwirkt. Bei einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung ist das Dehnungswerkzeug
als federnder Spreizring gestaltet, der eine einseitige, vorzugsweise wulstartige
Verdickung für die Einwirkung auf den Werkstoff der zu dehnenden Rohrwand aufweist.
Die Ausgestaltung kann so vorgesehen sein, daß Innen- und Außendurchmesser des Spreizringes
exzentrisch zueinander verlaufen. Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, an dem das
Dehnungswerkzeug tragenden Auslegerarm Glieder anzuordnen, die durch ihre Relativbewegung
gegenüber dem Dehnungswerkzeug dessen Hubbewegungen bewirken. Im Falle der spreizringartigen
Ausgestaltung des Dehnungswerkzeuges kann das huberzeugende Glied des Auslegers
z. B. ein Konus sein, durch dessen Relativbewegung die Hubbewegung des Dehnungswerkzeuges
veranlaßt wird, indem der Konus wechselweise auf die Spreizflächen des Dehnungswerkzeuges
einwirkt, wodurch die Spreizung des Werkzeuges und damit eine Umfangsvergrößerung,
d. h. eine radiale Hubbewegung des wulstartigen Wirkteiles, bewirkt wird. Vorteilhaft
kann das spreizringartig gestaltete Dehnungswerkzeug konische Spreizflächen aufweisen,
die mit entsprechend gestalteten Gegenflächen des Spreizkonus zusammenwirken. Zwei
Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands sind in der Zeichnung veranschaulicht
und nachstehend beschrieben. Es stellt dar Abb. i Längsschnitt durch eine erfindungsgemäße
Rohrbiegeeinrichtung mit spreizringartiger Ausgestaltung des Dehnungswerkzeuges,
Abb. 2 Vorderansicht im Schnitt II-11 der Ausführung nach Abb. i, Abb.3 Längsschnitt
durch eine Rohrbiegeeinrichtung mit einem Stößel als Dehnungswerkzeug, Abb. q. Vorderansicht
im Schnitt IV-IV der Ausführung nach Abb. 3.
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Der Ausleger i, der an einem in der Zeichnung aus Gründen der Übersicht
nicht dargestellten Grundgestell befestigt ist, trägt an seinem einen Ende einen
Kopf 2, der als Widerlager für das Dehnungswerkzeug 3 und zur Führung der Schubstange
¢ dient. An der Schubstange q. ist der Spreizkonus 5 befestigt, z.- B. durch eine
Schraube 6. Das Dehnungswerkzeug 3 ist ringförmig gestaltet und besitzt eine einseitige,
wulstartige Erhöhung 7, welche die örtliche Dehnung des Werkstückes bewirkt. Durch
einen axialen Schlitz 7¢ wird ein federnd nachgiebiges Spreizen des ringförmigen
Dehnungswerkzeuges 3 ermöglicht. Die am Konus 5 und am Führungskopf 2 anliegenden
Flanken des Spreizringes sind gleichfalls konisch und entsprechen in ihrem Neigungswinkel
den anliegenden Flächen des Konus 5 und des Führungskopfes 2. Die Schubstange q.
ist gegenüber dem Auslegerarm i axial beweglich. Zur Erzeugung der Hubbewegung besitzt
der Auslegerarm i an seinem einen Ende ein Gabellager 8 für die Antriebswelle g.
Weiterhin besitzt die Schubstange 4. ein Augenlager io, welches mit dem exzentrischen
Zapfen i i der Antriebswelle g zusammenwirkt. Der Antrieb erfolgt durch eine nicht
.dargestellte Kraftquelle, z. B. einen Elektromotor. Das zu biegende Rohr ist mit
12 bezeichnet. Ein Widerlager 13, das an dem Grundrahmen der Einrichtung angebracht
ist, umschließt das zu biegende Rohr in der Wirkebene des Dehnungswerkzeuges 3.
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Zum Zweck der Biegung wird das Rohr 12 über den Auslegerarm gesteckt
bis zu der Stelle, an welcher die Biegung ihren Anfang nehmen soll. Das Dehnungswerkzeug
ist hierbei entspannt und hat infolgedessen einen gegenüber dem lichten Rohrdurchmesser
kleineren Durchmesser, so daß sich das Rohr leicht überschieben läßt. Das Widerlager
13 umschließt hierbei das Rohr 12. Nunmehr wird die Einrichtung in Betrieb gesetzt.
Die Schubstange 4 führt infolgedessen Hubbewegungen aus und bewegt den Konus 5 wechselweise
in den Innenkreis des Dehnungswerkzeuges 3 hinein bzw. wieder heraus. Durch das
Eindringen des Konus 5 wird das ringförmige Dehnungswerkzeug 3 gespreizt. Es hat
infolgedessen das Bestreben, seinen Außendurchmesser zu vergrößern. Hierbei legen
sich die Außenpartien des ringförmigen Teiles des Dehnungswerkzeuges 3 an die innere
Rohrwand an und stützen sich dort ab. An dem erhöhten Teil 7 des Spreizringes 3
ergibt sich infolge der durch die Formgebung dieser Stelle verminderten Auflagefläche
eine
besonders hohe Flächenpressung, die ein Eindringen der Wulst 7 in die Rohrwandung
bewirkt. Dadurch wird der Werkstoff an der betroffenen Stelle der Rohrwand teilweise
seitlich weggedrückt, d.h. es erfolgt eineDehnungkleineren Ausmaßes, die eine gewisse
Minderung der Rohrwandstärke zur Folge hat. Diese Verringerung der Rohrwandstärke.ist
für die Festigkeit des Rohres bedeutungslos, da sie mit einer Stoffverfestigung
durch Druckeinwirkung verbunden ist. Die Verdrängung des Werkstoffes erfolgt in
erster Linie in Richtung der Rohrlängserstreckung, da dem Querabfließen des Werkstoffes
durch das das Rohr umschließende Widerlager 13 entgegengewirkt ist. Der geschilderte
Vorgang wiederholt sich in schneller Folge, da bei jedem Rückgang der Schubstange
q. und des Konus 5 der Spreizring 3 zurückfedert und dabei das Rohr freigibt. Das
Rohr wird dabei von Hand oder durch eine Transportvorrichtung, gegebenenfalls unter
leichtem Schwenken, in axialer Richtung weiterbewegt. Hierdurch werden eng aneinanderliegend
an derjenigen Stelle des Rohrumfanges, an der die Wulst 7 zur Wirkung kommt, örtliche
Dehnungen hervorgerufen, deren Flächenerstreckung in ihrer Gesamtheit parallel zur
Rohrachse verläuft. Die Folge dieser einseitigen Dehnung ist eine über den derart
behandelten Teil der Rohrlänge sich erstreckende Krümmung des Rohres nach der der
Einwirkung entgegengesetzten Seite. Je nach der Vorschubgeschwindigkeit des Rohres
12 und der Flächenerstreckung der Dehnungseinwirkung läßt sich das Maß der Krümmung
abstufen. Weiterhin ist es möglich, durch Drehen des Rohres beim Dehnungsvorgang
von einer Biegungsrichtung in die andere absatzlos überzugehen. Eine Rückfederung
findet nicht statt, und infolgedessen sind Nacharbeiten nicht erforderlich. Die
Krümmung der Wirkfläche der Wulst 7 ist vorteilhaft annähernd dem lichten Rohrdurchmesser
angepaßt, so daß sie beim Arbeitshub die Rohrwand nur auf einen Teil der Umfangserstreckung
berühren kann. Vorteilhaft ist der Radius der Wulst etwas geringer als der Radius
des inneren Rohrdurchmessers, um zu erreichen, daß dieDruckeinwirkung auf dieRohrwand
zunächst imScheitelpunkt der Wulst erfolgt und dann seitlich peripher allmählich
abnimmt.
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Eine weitere Ausführung des Erfindungsgegenstands zeigen Abb. 3 und
q.. An Stelle des spreizringartigen Werkzeuges ist hier ein im Werkzeugkopf 14 radial
beweglich geführter Stößel 15 angeordnet, der durch einen im Werkzeugkopf drehbar
gelagerten und durch eine Welle 16 angetriebenen Exzenter 17 in radiale Hinundherbewegungen
versetzt wird. Eine Feder 18 hält den Stößel 15 in Anlage am Exzenter. Da der Stößelhub
sehr klein gehalten werden kann, lassen sich auch mit dieser Anordnung große, zur
örtlichen Dehnung des Rohrwerkstoffes genügende Kräfte ausüben. Die Handhabung dieser
Einrichtung ist die gleiche wie die der Vorrichtung nach den Abb. i und 2.