EP0106030A1 - Rohrbiegemaschine mit Biegedorn - Google Patents

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EP0106030A1
EP0106030A1 EP83106995A EP83106995A EP0106030A1 EP 0106030 A1 EP0106030 A1 EP 0106030A1 EP 83106995 A EP83106995 A EP 83106995A EP 83106995 A EP83106995 A EP 83106995A EP 0106030 A1 EP0106030 A1 EP 0106030A1
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EP
European Patent Office
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mandrel
piston
rod
mandrel rod
measuring
Prior art date
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Application number
EP83106995A
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English (en)
French (fr)
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EP0106030B1 (de
Inventor
Rigobert Dipl.-Ing. Schwarze
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Individual
Original Assignee
Individual
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Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0106030A1 publication Critical patent/EP0106030A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0106030B1 publication Critical patent/EP0106030B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D9/00—Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/05—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members
    • B21D9/07—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members with one or more swinging forming members engaging tube ends only
    • B21D9/073—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members with one or more swinging forming members engaging tube ends only with one swinging forming member

Definitions

  • the invention relates to a pipe bending machine with a feed carriage having a clamping sleeve, a bending template with a clamping jaw and an adjacent slide rail and a bending mandrel arranged in the pipe to be bent in the vicinity of the bending template and fastened to the head end of a mandrel bar.
  • mandrel When bending pipes, a mandrel is often used so that the round inner cross-section is preserved or largely preserved during bending. Also for bending two nested tubes, such as e.g. described in DE-OS 27 32 046 by the applicant, mandrels are used.
  • Bending mandrels which come into effect in the area of the bending template and the slide rail, are fastened to a mandrel rod which has a smaller cross section than the bending mandrel.
  • the mandrel rod is attached to the piston of a piston cylinder assembly that advances the mandrel rod with the mandrel for bending and retracts after bending.
  • the pipes to be bent on a pipe bending machine which are pushed over the mandrel and the mandrel rod to load the pipe bending machine, do not always have the guarantee that they are straight.
  • individual pipes can be slightly curved, often as a result of damage during transport.
  • Pipes that are not straight or pipes with a part of the weld projecting inwards make it difficult to push the pipe over the mandrel. Since this sliding is done mechanically, it often happens that ver by bending or by a weld wrinkled inner tube cross-section when pushed over by striking the mandrel against the inwardly projecting tube wall as a result of the reduction in the tube cross-section, the mandrel rod is not only compressed, but in many cases is bent by the sprain so that it becomes unusable and must be replaced with another mandrel rod .
  • a tube provided with a reduced tube cross-section is displaced over the mandrel of the mandrel rod, but leads to such damage to the mandrel rod by bending that this only becomes noticeable when the tube is bent on the bending template, for example in the way that after the bending the retraction or before the bending the advancement of the mandrel over the mandrel bar is difficult or not feasible.
  • Damage to the mandrel or the mandrel rod or consequential damage to other parts of the pipe bending machine, for example the mandrel retraction or the like, is particularly serious in pipe bending machines that work automatically, for example in such a way that the loading for bending and the removal of the bent pipe from the pipe bending machine can be done fully automatically, as described for example in the application according to DE-OS 28 32 980 of the applicant.
  • pipe bending machines with automatic loading and automatic removal, even small deformations of the bending mandrel or its mandrel rod that go beyond a certain tolerance act to severely obstruct the program sequence.
  • the present invention is based on the object of ensuring in a pipe bending machine that the mandrel or the mandrel bar carrying it does not suffer any deformation beyond an adjustable tolerance limit.
  • a feed carriage having a clamping sleeve, a bending template with clamping jaw and an adjacent slide rail and a bending mandrel arranged in the pipe to be bent in the vicinity of the bending template, which is fastened to the head end of a mandrel rod, the rear end of the mandrel rod having a mandrel retraction in the shape of a Piston-cylinder arrangement
  • the mandrel rod is connected or provided with a measuring device which, when the mandrel rod is overstressed, actuates a switching element which switches off or eliminates the overstressing of the mandrel.
  • the proposal according to the invention ensures that when the mandrel rod is stressed beyond an adjustable amount, those measures are taken which eliminate further stress on the mandrel rod.
  • the measures to be carried out can be of many types, depending on the stress through which the mandrel or the mandrel rod carrying it has been overstressed. If, for example, the upper stress on the mandrel or the mandrel rod is carried out by pushing the tube to be bent over the mandrel, then the pushing is stopped with the effect that the excessive stress stops immediately. Then the pipe which is not suitable for bending is automatically removed from the bending machine by the device which it is in the bending machine has been introduced, removed or prepared by machine so that it can be removed from the bending machine by hand.
  • the proposal according to the invention to provide the mandrel bar with a measuring device can be implemented particularly advantageously with the proviso that the mandrel bar is connected or provided with a measuring device at its rear end.
  • This measuring device can detect the axial stress on the mandrel rod and switch it off or eliminate it via a switching element.
  • This measuring device can also separately or additionally detect the torsional or torsional stress on the mandrel rod and switch it off or eliminate it via a switching element.
  • the signals resulting from an overstressing of the mandrel bar can be entered into the computer control of the pipe bending machine, so that in the program control in the event of an overstressing of the mandrel bar provided or necessary Measures are carried out, depending on the respective cause, so that in addition to avoiding damage to the mandrel rod, other consequential damages are also avoided.
  • the further solution according to the invention is particularly advantageous in that the rear end of the mandrel rod is mounted on a housing which is provided with at least one piston-cylinder arrangement for measuring the force exerted on the mandrel rod.
  • This solution thus includes the two measures that the housing of the measuring device carries the mandrel rod at the same time and the excessive stress emanating from the mandrel rod is transferred to a piston-cylinder arrangement, so that the measured value is recorded or determined hydraulically.
  • This solution to transfer the overstressing of the mandrel rod to the piston of a piston-cylinder arrangement, first has the advantage that the hydraulic fluid arranged in the cylinder, in conjunction with corresponding valves, allows a first damping to take place, so that the piston in the piston -Cylinder arrangement via an upper load on the mandrel rod also acts and can act as a shock absorber, so that if too much axial pressure is exerted on the mandrel rod when pushed over it, this is elastic due to the yielding of the mandrel rod or the piston in the cylinder space can be caught.
  • the pressure that can be set for the mandrel can also be measured by the pressure that can be set in the cylinder chamber rod corresponds to damage-free deformation in its elastic or plastic range.
  • the setting of the pressure can be regulated by pressure valves known in the art. Depending on the cross-section and / or the material properties and the length of the mandrel bar, the force is set, beyond which the measures for protecting the mandrel bar and other machine elements take place.
  • the piston consists of a front section which projects from the measuring housing and is connected to the mandrel rod and a rear section which projects into the cylinder space connected to the pressure source and a sensor is arranged on the piston, which cooperates with a switch arranged on the measuring housing.
  • the sensor on the piston protrudes particularly advantageously in the radial direction and interacts with a preferably contactless limit switch.
  • the above-described piston which carries the mandrel rod at the front and engages at its rear end in a cylinder chamber which determines the load, permits the further solution that an essentially radially projecting add-on element is present in the central region of the piston, which in two opposite sides Radial plane extending pistons are associated with cylinders.
  • This solution has the effect that the measuring housing, which measures and evaluates the axial thrust on the piston rod, at the same time also measures the measuring device for the torsional or torsional stress on the mandrel rod, and thus several stresses can be measured or recorded in one measuring housing.
  • the pistons are particularly advantageously designed with an enlarged diameter at their ends facing the assigned cylinder spaces, each cylinder space having two different diameters correspondingly stepped.
  • Another proposal according to the invention is that there is a single measuring pin on the piston for the axial movement and the rotary movement of the mandrel rod, which cooperates with only one contactless limit switch.
  • the contactless limit switch particularly advantageously has a surface lying in the radial plane of the piston and adjoining surfaces that extend obliquely thereto in the manner of a broken edge.
  • the measuring housing is provided on its side facing away from the mandrel rod with a holder for the piston rod of the mandrel retraction in the form of a cylinder connected to the piston rod.
  • FIG. 1 shows a pipe bending machine with the feed carriage 10, which can be pushed back and forth on one or more guide rails 11 on the upper side of the machine housing 12.
  • the feed carriage 10 has a tubular cylinder 13, in the interior of which there is a clamping sleeve 14, in which the tube 15 to be bent is clamped.
  • the tube 15 is guided around a pivotally mounted bending template 16, which has a recess 17 corresponding to the tube radius.
  • the tube 15 is pressed against the bending template via a clamping jaw 18, the clamping jaw being actuated on a clamping device 19 via a hydraulic cylinder 20. Both are arranged on the swivel table 21, which is rotated in the indicated direction 22 of the arrow. 23 is a slide rail.
  • the mandrel 24, which is fastened to the front end of the mandrel rod 25, is present within the tube 15 in the region of the bending template and the slide rail.
  • the mandrel rod itself is mounted on a measuring housing 26, which is provided with a foot 27 on the rail 11 in the axial direction of the pipe to be bent back and forth.
  • the measuring housing 26 is attached to the piston rod 28 of the hydraulic cylinder 29.
  • Components 28 and 29 are also referred to as mandrel retraction. These are carried by the stand 30.
  • the tube bending machine described above also has guides in order to be able to move the slide 10 and the measuring housing 26 or the stand 30 transversely to the longitudinal extent of the tube to be bent, so that an adaptation to the bending radius is possible the template 16 is present.
  • Figures 3 to 5 show a particularly advantageous device for determining and evaluating an upper load on the mandrel or the mandrel bar.
  • the mandrel rod 25 is connected at its rear end to a mandrel sleeve 31.
  • the mandrel sleeve is thus a coupling element. It has a radial bore 32.
  • the sleeve overlaps a piston 33, which is also provided with a radial bore, so that the non-positive connection between the sleeve and piston 33 is provided by a bolt inserted into the two bores.
  • the piston 33 is initially supported in its central region 33b in the measuring housing section 26a. With its rear region 33c it engages in a cylinder space 34 which is arranged in the housing part 26b.
  • the cylinder chamber 34 is provided with a channel 35 so that an oil pressure adjustable pressure is available via a connection 36.
  • This adjustable oil pressure is carried out using means known per se, for example corresponding pressure valves.
  • the housing ring 26c, to which the piston rod 28 is fastened, is flanged to the housing 26b via screws 37, 37a. In order to ensure the displacement of the measuring housing, this is provided with a slide 38 which rests on the rail 11 (see also FIG. 1) and is provided with numerous lubrication channels 39 and 40 for simplified sliding movement.
  • the pin 43 In the zero position, in which no compressive force or no significant compressive force is exerted on the mandrel rod or all forces act in the plastic or elastic range, the pin 43 is assigned to the surface 45 at such a distance that a neutral position is present, ie the movement sequences for Pipe bending can be done.
  • the aforementioned bolt 42 is provided with a spacer ring 46 and carries a support roller 47, which is shown in particular in FIG. 5.
  • This support roller has two opposing surfaces 48 and 49, to which pistons 50 and 51 are assigned, the head surfaces 50a and 51a of which have an enlarged diameter.
  • the associated cylinder spaces 52 and 53 are stepped. This expansion of the diameter of the piston heads and the cylinder space causes the pistons to not be displaceable by a predetermined amount in the direction of the support roller 47, so that a gap to be maintained exactly between the head ends 48 and 49 of the support roller with the associated opposite head ends of the pistons 50 and 51 is preserved.
  • the cylinder spaces 52 and 53 are closed off from the outside by screwed-on covers 54 and 55. They have threaded ports 55 and 56 to allow connection to an oil pressure source.
  • the cylinder chambers are also provided with a set oil pressure. If a torsional force of such a strength is exerted on the bending mandrel or via this on the mandrel rod, for example when rotating the tube by clamping the mandrel on the inner wall of the tube, that a predetermined dimension is exceeded, then either depends on the direction of rotation Head surface 48 on the piston 50 or the head surface 49 on the piston 51. If the out exerted force overcomes the set back pressure, then the pin 43 is moved in the circumferential direction.
  • a movement by a small amount does not give any change, as can be seen from FIG. 4. From this it can be seen that the surface 45 has a certain length in the radial plane, which can also be changed by exchanging it for a differently dimensioned limit switch.
  • the contactless limit switch has tapered edge surfaces 57 and 58. As soon as the pin 33 leaves the region of the surface 45 due to the rotation of the piston 33 about its longitudinal axis, this likewise results in the triggering of a signal. In conjunction with measures stored in the control, this signal then leads to avoid further overloading of the mandrel bar.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Bei einer Rohrbiegemaschine mit einem in dem zu biegenden Rohr im nahen Bereich der Biegeschablone angeordneten Biegedorn, der an dem Kopfende einer Dornstange befestigt ist, deren rückwärtiges Ende mit einer Dornrückziehung verbunden ist, ist die Dornstange mit einer Meßvorrichtung versehen oder verbunden, die bei einer axialen und radialen Überbeanspruchung der Dornstange ein Schaltelement betätigt, das die Überbeanspruchung des Dornes bzw. der Dornstange ausschaltet oder beseitigt.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rohrbiegemaschine mit einem eine Klemmhülse aufweisenden Vorschubwagen, einer Biegeschablone mit Klemmbacke sowie einer benachbarten Gleitschiene und einem in dem zu biegenden Rohr im nahen Bereich der Biegeschablone angeordneten Biegedorn, der an dem Kopfende einer Dornstange befestigt ist.
  • Beim Kaltbiegen von Rohren findet vielfach ein Biegedorn Anwendung, damit beim Biegen der runde Innenquerschnitt erhalten oder weitgehend erhalten bleibt. Auch zum Biegen zweier ineinander gesteckter Rohre, wie das z.B. in der DE-OS 27 32 046 des Anmelders beschrieben ist, finden Biegedorne Anwendung.
  • Biegedorne, die im Bereich der Biegeschablone und der Gleitschiene zur Wirkung kommen, sind an einer Dornstange befestigt, die einen geringeren Querschnitt als der Biegedorn haben. Die Dornstange ist an dem Kolben einer Kolbenzylinderanordnung befestigt, die die Dornstange mit dem Dorn zum Biegen vorschiebt und nach dem Biegen zurückzieht.
  • Die auf einer Rohrbiegemaschine zu biegenden Rohre, die zum Beladen der Rohrbiegemaschine über den Dorn und die Dornstange geschoben werden, haben nicht immer die Gewähr, daß sie geradlinig sind. So können beispielsweise einzelne Rohre, vielfach als Folge von Beschädigungen während des Transportes, leicht gekrümmt sein.
  • Viele Rohre werden in der Weise hergestellt, daß sie ausgehend von einem Blechstreifen zu einem Rohr gebogen und dann längsverlaufend verschweißt werden. Die Schweißnaht ist in den meisten Fällen so bemessen, daß keine anschließende Bearbeitung stattzufinden braucht, um nach innen oder außen vorstehende überstände der Schweißnaht zu entfernen. Dennoch ist es nicht auszuschließen, daß Teile der Schweißnaht nach innen vorstehend und damit zu einer Verjüngung des inneren Rohrquerschnittes führen.
  • Rohre, die nicht gerade sind oder Rohre, bei denen ein Teil der Schweißnaht nach innen vorsteht, erschweren das Oberschieben des Rohres über den Biegedorn. Da dieses Oberschieben maschinell erfolgt, geschieht es oft, daß bei dem durch Abbiegen oder durch eine Schweißnaht verringerten Rohrinnenquerschnitt bei dem überschieben durch Anschlagen des Dornes an die nach innen vorstehende Rohrwandung als Folge der Verringerung des Rohrquerschnittes die Dornstange nicht lediglich gestaucht, sondern in vielen Fällen durch die Verstauchung so gebogen wird, daß sie unbrauchbar wird und gegen eine andere Dornstange ausgewechselt werden muß. Da durch die Verbiegung der Dornstange in vielen Fällen das Rohr nicht über die Dornstange verschiebbar sein soll, aber durch die Rohrzuführung dennoch erfolgt, ist nicht auszuschließen, daß neben der Verbiegung der Dornstange weitere Schäden auftreten.
  • -In diesem Zusammenhang ist auch möglich, daß ein mit verringertem Rohrquerschnitt versehenes Rohr zwar über den Dorn der Dornstange verschoben wird, aber zu einer solchen Beschädigung der Dornstange durch Verbiegung führt, die dies erst beim Biegen des Rohres an der Biegeschablone bemerkbar macht, beispielsweise in der Weise, daß nach dem Biegen das Zurückziehen oder vor dem Biegen das Vorschieben des Dornes über die Dornstange erschwert oder überhaupt nicht durchführbar ist.
  • Sofern ein Rohr über die Biegeschablone in einer Ebene gebogen ist, dann wird in vielen Fällen der anschließende Rohrbogen in einer anderen Biegeebene gebogen. Um dies zu erreichen, wird das Rohr vor der Biegung gedreht. Bei diesem Drehen bleibt der Biegedorn im Rohr. Sofern aus den vorerwähnten Gründen der Rohrquerschnitt an örtlicher Stelle verjüngt ist, dann kann dieser verjüngter Rohrquerschnitt ebenfalls zu einem Festklemmen des Dornes an der Rohrinnenwandung führen mit dem Ergebnis, daß bei der Drehung des Dornes, bewirkt durch die Klemmhülse am Vorschubwagen, die Dornstange auf Torsion beansprucht wird, die über den plastischen Bereich der Dornstange hinaus zu einer bleibenden Verformung der Dornstange wie auch zu einem Torsionsbruch führen kann. Eine Beschädigung des Dornes bzw. der Dornstange bzw. sich daraus ergebenden Folgeschäden an sonstigen Teilen der Rohrbiegemaschine, beispielsweise der Dornrückziehung oder dergleichen, sind besonders schwerwiegend bei Rohrbiegemaschinen, die automatisch arbeiten, beispielsweise in der Weise, daß das Beschicken zum Biegen und die Entnahme des gebogenen Rohres aus der Rohrbiegemaschine vollautomatisch erfolgen kann, wie das beispielsweise in der Anmeldung nach DE-OS 28 32 980 des Anmelders beschrieben ist. Bei solchen Biegemaschinen mit automatischer Beschickung und automatischer Entnahme wirken selbst geringe, über eine gewisse Toleranz hinausgehende Verformungen des Biegedornes oder dessen Dornstange zu einer starken Behinderung des Programmablaufes.
  • Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei einer Rohrbiegemaschine zu gewährleisten, daß der Biegedorn bzw. die diesen tragende Dornstange keine über eine einstellbare Toleranzgrenze hinausgehende Verformung erleidet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einer Rohrbiegemaschine mit einem eine Klemmhülse aufweisenden Vorschubwagen, einer Biegeschablone mit Klemmbacke sowie einer benachbarten Gleitschiene und einem in dem zu biegenden Rohr im nahen Bereich der Biegeschablone angeordneten Biegedorn, der an dem Kopfende einer Dornstange befestigt ist, wobei das rückwärtige Ende der Dornstange mit einer Dornrückziehung in Gestalt einer Kolben-Zylinder-Anordnung versehen ist, erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Dornstange mit einer Meßvorrichtung verbunden oder versehen ist, die bei einer Oberbeanspruchung der Dornstange ein Schaltelement betätigt, das die überbeanspruchung des Dornes ausschaltet oder beseitigt.
  • Durch den erfindungsgemäßen Vorschlag wird erreicht, daß bei einer Beanspruchung der Dornstange über ein einstellbares Maß hinaus jene Maßnahmen getroffen werden, die eine weitergehende Beanspruchung der Dornstange beseitigen.
  • Die durchzuführenden Maßnahmen können vielfacher Art sein, abhängig davon, durch welche Beanspruchung eine Überbeanspruchung des Dorns bzw. der sie tragenden Dornstange erfolgt ist. Sofern beispielsweise die Oberbeanspruchung des Dorns oder der Dornstange durch Oberschieben des zu biegenden Rohres über den Dorn erfolgt, dann wird das Überschieben gestoppt mit der Wirkung, daß die überbeanspruchung sofort aufhört. Dann wird das zur Biegung nicht geeignete Rohr selbsttätig aus der Biegemaschine durch die Vorrichtung, die es in die Biegemaschine eingebracht hat, herausgenommen oder maschinell so bereitgelegt, daß es von Hand aus der Biegemaschine herausnehmbar ist.
  • Sofern die Oberbeanspruchung des Dornes oder der Dornstange durch die Drehung des Rohres erfolgte, dann wird diese Drehbewegung sofort gestoppt. Anschließend werden jene Maßnahmen durchgeführt, die notwendig sind, das zum Biegen nicht geeignete Rohr aus der Rohrbiegemaschine herauszunehmen oder gegebenenfalls nach Beseitigung der Störung das Biegen fortzusetzen.
  • Der erfindungsgemäße Vorschlag, die Dornstange mit einer Meßvorrichtung zu versehen, läßt sich besonders vorteilhaft verwirklichen mit der Maßgabe, daß die Dornstange an ihrem rückwärtigen Ende mit einer Meßeinrichtung verbunden oder versehen ist. Diese Meßeinrichtung kann die axiale Beanspruchung der Dornstange erfassen und über ein Schaltelement ausschalten oder beseitigen. Auch kann diese Meßeinrichtung getrennt oder zusätzlich die Dreh- oder Torsionsbeanspruchung der Dornstange erfassen und über ein Schaltelement ausschalten oder beseitigen.
  • Die bei einer Oberbeanspruchung der Dornstange sich ergebenden Signale können in die Computer-Steuerung der Rohrbiegemaschine eingegeben werden, so daß in der Programmsteuerung für den Fall einer überbeanspruchung der Dornstange vorgesehenen bzw. notwendigen Maßnahmen, abhängig von der jeweiligen Ursache, durchgeführt werden, damit neben der Vermeidung einer Beschädigung der Dornstange auch sonstige Folgeschäden vermieden werden.
  • Besonders vorteilhaft ist die weitere erfindungsgemäße Lösung, daß das rückwärtige Ende der Dornstange an einem Gehäuse gelagert ist, das mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Anordnung zur Messung der auf die Dornstange ausgeübten Kraft versehen ist. Diese Lösung beinhaltet somit die beiden Maßnahmen, daß das Gehäuse der Meßeinrichtung zugleich die Dornstange trägt und die von der Dornstange ausgehende überbeanspruchung auf eine Kolben-Zylinder-Anordnung übertragen wird, so daß der Meßwert hydraulisch erfaßt oder festgelegt wird. Diese Lösung, die überbeanspruchung der Dornstange auf den Kolben einer Kolben-Zylinder-Anordnung zu übertragen, hat zunächst den Vorteil, daß durch die im Zylinder angeordnete hydraulische Flüssigkeit in Verbindung mit entsprechenden Ventilen eine erste Dämpfung stattfinden kann, so daß der Kolben in der Kolben-Zylinder-Anordnung über eine Oberbeanspruchung der Dornstange auch als Stoßdämpfer wirkt und wirken kann, so daß, sofern durch ein übergeschobenes Rohr beim überschieben auf die Dornstange ein zu großer Axialdruck ausgeübt wird, dieser durch das Nachgeben der Dornstange bzw. des Kolbens im Zylinderraum elastisch aufgefangen werden kann. Zugleich kann aber auch durch den im Zylinderraum einstellbaren Druck die Kraft bemessen werden, die einer für die Dornstange schadlosen Verformung in deren elastischen oder plastischen Bereich entspricht.
  • Die Einstellung des Druckes kann durch in der Technik bekannte Druckventile reguliert werden. So wird abhängig von dem Querschnitt und/ oder den Werkstoffeigenschaften und der Länge der Dornstange die Kraft eingestellt, bei deren überschreitung die Maßnahmen zum Schutz der Dornstange und weiterer Maschinenelemente stattfinden.
  • In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß der Kolben aus einem vorderen Teilabschnitt besteht, der aus dem Meßgehäuse hinausragt und mit der Dornstange verbunden ist und einem rückwärtigen Teilabschnitt, der in den an die Druckquelle angeschlossenen Zylinderraum hineinragt und an dem Kolben ein Fühler angeordnet ist, der mit einem an dem Meßgehäuse angeordneten Schalter zusammenwirkt. Besonders vorteilhaft steht der Fühler am Kolben in Radialrichtung ab und wirkt mit einem vorzugsweise kontaktlosen Endschalter zusammen.
  • Der vorbeschriebene Kolben, der vorne die Dornstange trägt und an seinem rückwärtigen Ende in einen die Belastung bestimmenden Zylinderraum eingreift, läßt die weitere Lösung zu, daß im mittleren Bereich des Kolbens ein im wesentlichen radial abstehendes Anbauelement vorhanden ist, dem an zwei gegenüberliegenden Seiten sich in Radialebene erstreckende Kolben mit Zylindern zugeordnet sind. Durch diese Lösung wird bewirkt, daß das Meßgehäuse, das den Axialschub auf die Kolbenstange mißt und bewertet, zugleich auch die Meßeinrichtung für die Dreh- oder Torsionsbeanspruchung der Dornstange mißt und somit in einem Meßgehäuse mehrere Beanspruchungen meßbar bzw. erfaßbar sind.
  • Besonders vorteilhaft sind die Kolben an ihrem den zugeordneten Zylinderräumen zugekehrten Enden mit vergrößertem Durchmesser ausgebildet, wobei jeder Zylinderraum entsprechend stufenförmig abgesetzte, zwei verschiedene Durchmesser hat.
  • Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag geht dahin, daß an dem Kolben für die Axialbewegung und die Drehbewegung der Dornstange ein einziger Meßstift vorhanden ist, der mit nur einem kontaktlosen Endschalter zusammenwirkt. Der kontaktlose Endschalter hat dabei besonders vorteilhaft eine in Radialebene des Kolbens liegende Fläche und daran anschließend schräg dazu verlaufende Flächen nach Art einer gebrochenen Kante.
  • Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag geht dahin, daß das Meßgehäuse an ihrer der Dornstange abgekehrten Seite mit einer Halterung für die Kolbenstange der Dornrückziehung in Gestalt eines mit der Kolbenstange verbundenen Zylinders versehen ist.
  • Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft erläutert.
  • Es zeigen:
    • Figur 1 im wesentlichen schematisch eine Rohrbiegemaschine mit Dorn,
    • Figur 2 in Oberansicht und im Schnitt sowie im wesentlichen schematisch die zum Biegen mit Biegedorn notwendigen Bauelemente,
    • Figur 3 die Meßeinrichtung im vertikalen Schnitt,
    • Figur 4 die Meßeinrichtung nach Figur 3 in der Ansicht von oben,
    • Figur 5 die Meßeinrichtung nach den Figuren 3 und 4 im Querschnitt, teilweise im Schnitt dargestellt entsprechend der Linie IV-IV nach Figur 4.
  • Figur 1 zeigt eine Rohrbiegemaschine mit dem Vorschubwagen 10, der auf einer oder mehreren Führungsschienen 11 an der Oberseite des Maschinengehäuses 12 hin- und herverschiebbar ist. Der Vorschubwagen 10 hat einen Rohrzylinder 13, in dessen Inneren sich eine Spannhülse 14 befindet, in welcher das zu biegende Rohr 15 eingespannt ist. Das Rohr 15 ist um eine schwenkbar gelagerte Biegeschablone 16 herumgeführt, welche eine dem Rohrhalbmesser entsprechende Ausnehmung 17 hat.
  • Das Rohr 15 ist über eine Spannbacke 18 an die Biegeschablone angedrückt, wobei die Spannbacke an einer Spanneinrichtung 19 über einen Hydraulikzylinder 20 betätigt ist. Beide sind an dem Schwenktisch 21 angeordnet, der in angegebener Pfeilrichtung 22 gedreht wird. Mit 23 ist eine Gleitschiene bezeichnet.
  • Innerhalb des Rohres 15 ist im Bereich der Biegeschablone und der Gleitschiene der Dorn 24 vorhanden, der an dem vorderen Ende der Dornstange 25 befestigt ist. Die Dornstange selbst ist gelagert an einem Meßgehäuse 26, das mit einem Fuß 27 versehen auf der Schiene 11 in Achsrichtung des zu biegenden Rohres hin- und hergehend gelagert ist. Das Meßgehäuse 26 ist an der Kolbenstange 28 des Hydraulikzylinders 29 befestigt. Die Bauelemente 28 und 29 werden auch als Dornrückziehung bezeichnet. Diese sind getragen von dem Ständer 30. Es sei bemerkt, daß die vorbeschriebene Rohrbiegemaschine auch FUhrungen hat, um den Schlitten 10 sowie das Meßgehäuse 26 bzw. den Ständer 30 quer zur Längserstreckung des zu biegenden Rohres bewegen zu können, damit eine Anpassung an den Biegeradius der Schablone 16 vorhanden ist.
  • Es sei bemerkt, daß mit der erfindungsgemäßen, nachfolgend im einzelnen zu beschreibenden Lösung nicht lediglich eine Dornstange getragen und vor einer überbeanspruchung gesichert werden kann, wie das beim Biegen eines einzelnen Rohres geschieht, sondern auch entsprechend der Lehre nach der DE-OS 27 32 046 zwei ineinander gesteckte Rohre gebogen werden können, mit der Maßgabe, daß das Meßgehäuse zwei Dornstangen aufnimmt, wobei jede einzelne Dornstange mit einer zugeordneten Meßeinrichtung versehen sein kann, um eine überbeanspruchung durch Stauchung oder Torsion zu vermeiden.
  • Die Figuren 3 bis 5 zeigen eine besonders vorteilhafte Vorrichtung zur Ermittlung und Auswertung einer Oberbeanspruchung des Dornes bzw. der Dornstange. Die Dornstange 25 ist an ihrem rückwärtigen Ende verbunden mit einer Dornmuffe 31. Die Dornmuffe ist somit Kupplungselement. Sie hat eine radiale Bohrung 32. Die Muffe übergreift einen Kolben 33, der ebenfalls mit einer radialen Bohrung versehen ist, damit durch einen in die beiden Bohrungen gesteckten Bolzen die kraftschlüssige Verbindung zwischen Muffe und Kolben 33 vorhanden ist. Der Kolben 33 ist zunächst gelagert in seinem mittleren Bereich 33b in dem Meßgehäuseabschnitt 26a. Mit seinem hinteren Bereich 33c greift er in einen Zylinderraum 34 ein, der in dem Gehäuseteil 26b angeordnet ist. Der Zylinderraum 34 ist mit einem Kanal 35 versehen, damit über einen Anschluß 36 ein öldruck einstellbaren Druckes vorhanden ist. Dieser einstellbare öldruck erfolgt mit an sich bekannten Mitteln, beispielsweise entsprechenden Druckventilen. An dem Gehäuse 26b ist über Schrauben 37, 37a angeflanscht der Gehäusering 26c, an dem die Kolbenstange 28 befestigt ist. Um die Verschiebung des Meßgehäuses zu gewährleisten, ist dieses mit einem Schlitten 38 versehen, der auf der Schiene 11 (siehe auch Figur 1) aufliegt und zur vereinfachten Gleitbewegung mit zahlreichen Schmierkanälen 39 und 40 versehen ist.
  • Im mittleren Bereich 33b des Kolbens, dessen Durchmesser dem vorderen Bereich 33a bzw. dem hinteren Bereich 33c gegenüber größer ist, ist ein radial abstehender Anbau 41 vorhanden, der Teil eines Schaltelementes ist. Zunächst ist vorhanden ein radial abstehender Bolzen 42, der an seinem oberen Ende verlängert ist durch einen Schraubbolzen geringeren Durchmessers 43. Diesem Schraubbolzen als Stift 43 ist zugeordnet ein kontaktloser Endschalter 44, bevorzugt von einer Firma Turck. Dieser Endschalter geht ebenfalls aus Figur 4 hervor. Er hat eine in Radialebene des Kolbens verlaufende ebene Fläche 45. Es sei bemerkt, daß der Schaft der Schraube 43 an dieser Fläche 45, auch in der Ausgangsstellung, nicht anliegt, wie das aus Figur 3 hervorgeht. Figur 4 zeigt eine vermeindliche Anlage, die jedoch nicht vorhanden ist, weil der Kopf 43a der Schraube oberhalb der vorgenannten Fläche 45 vorhanden ist.
  • In der Nullstellung, bei der auf die Dornstange keine Stauchkraft oder keine nennenswerte Stauchkraft ausgeübt wird oder alle Kräfte im plastischen oder elastischen Bereich wirken, ist der Stift 43 der Fläche 45 in einem solchen Abstand zugeordnet, daß eine Neutralstellung vorhanden ist, d.h. die Bewegungsabläufe zum Rohrbiegen durchgeführt werden. Sofern jedoch auf die Dornstange und von dieser über die Dornmuffe 31 auf den Kolben 33 übertragen, eine nennenswerte Stauchkraft ausgeübt wird, die die Gefahr einer Beschädigung mit Folgeschäden in sich birgt, dann überwindet der Kolben 33c die durch den öldruck im Zylinderraum 34 aufgebaute Gegenkraft mit dem Ergebnis, daß der Kolben 33 um einen solchen Betrag in den Zylinderraum 34 hineingeschoben wird, d.h. axial verschoben wird, daß der Stift 43 um einen solchen Betrag von der Fläche 45 des Endschalters entfernt wird, daß das neutrale Verhalten aufgehoben und ein Signal gegeben wird. Dieses Signal,beispielsweise einregeben in die Steuerung, löst dann jene Maßnahmen aus, die die axiale Oberbeanspruchung auf die Dornstange beseitigen.
  • Der vorerwähnte Bolzen 42 ist mit einem Distanzring 46 versehen und trägt eine Stützrolle 47, die insbesondere aus Figur 5 hervorgeht. Diese Stützrolle hat zwei gegenüberliegende Flächen 48 und 49, denen jeweils Kolben 50 und 51 zugeordnet sind, die in ihrem Durchmesser stufenförmig vergrößerte Kopfflächen 50a und 51a haben. Entsprechend sind die zugeordneten Zylinderräume 52 und 53 stufenförmig abgesetzt. Diese Erweiterung der Durchmesser der Kolbenköpfe und des Zylinderraumes bewirkt, daß die Kolben nicht über ein vorgegebenes Maß in Richtung zu der Stützrolle 47 verschiebbar sind, so daß ein genau einzuhaltener Spalt zwischen dem Kopfende 48 und 49 der Stützrolle mit den zugeordneten gegenüberliegenden Kopfenden der Kolben 50 und 51 erhalten ist.
  • Die Zylinderräume 52 und 53 sind durch angeschraubte Deckel 54 und 55 nach außen abgeschlossen. Sie haben mit Gewinde versehene Anschlüsse 55 und 56, damit der Anschluß an eine öldruckquelle erfolgen kann. Auch sind die Zylinderräume mit einem eingestellten öldruck versehen. Sofern auf den Biegedorn bzw. über diesen auf die Dornstange, beispielsweise beim Drehen des Rohres durch Festklemmen des Dorns an der Innenwandung des Rohres eine Torsionskraft solcher Stärke ausgeübt wird, die ein vorgegebenes Maß überschreitet, dann legt sich, abhängig von der Drehrichtung, entweder die Kopffläche 48 an den Kolben 50 oder die Kopffläche 49 an dem Kolben 51 an. Sofern die dabei ausgeübte Kraft den eingestellten Gegendruck überwindet, dann wird der Stift 43 in Umfangsrichtung bewegt. Eine Bewegung um ein geringes Maß gibt noch keine Veränderung, wie sich aus Figur 4 ergibt. Daraus ist ersichtlich, daß die Fläche 45 in Radialebene eine gewisse Länge hat, die ebenfalls durch Auswechseln gegen einen anders bemessenen Endschschalter veränderlich ist. Der kontaktlose Endschalter hat abgeschrägte Kantenflächen 57 und 58.Sobald durch die Drehung des Kolbens 33 um seine Längsachse der Stift 43 den Bereich der Fläche 45 verläßt, dann ergibt dies ebenfalls das Auslösen eines Signals. Dieses Signal führt dann in Verbindung mit in der Steuerung gespeicherten Maßnahmen dazu, eine weitere überbeanspruchung der Dornstange zu vermeiden.

Claims (16)

1. Rohrbiegemaschine mit einem eine Klemmhülse aufweisenden Vorschubwagen, einer Biegeschablone mit Klemmbacke sowie einer benachbarten Gleitschiene und einem in dem zu biegenden Rohr im nahen Bereich der Biegeschablone angeordneten Biegedorn, der an dem Kopfende einer Dornstange befestigt ist, wobei das rückwärtige Ende der Dornstange mit einer Dornrückziehung in Gestalt einer Kolben-Zylinder-Anordnung versehen ist, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Dornstange (25) mit einer Meßvorrichtung (33,34) versehen oder verbunden ist, die bei einer Überbeanspruchung der Dornstange (25) ein Schaltelement (43, 44) betätigt, das die Oberbeanspruchung des Dornes bzw. der Dornstange (25) ausschaltet oder beseitigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Dornstange (25) an ihrem rückwärtigen Ende mit einer Meßeinrichtung (33,34) verbunden oder versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und gegebenenfalls nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (33,34) die axiale Beanspruchung der Dornstange erfaßt und über ein Schaltelement (43,44) ausschaltet oder beseitigt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Meßeinrichtung (33, 34) zusätzlich die Dreh- oder Torsionsbeanspruchung der Dornstange (25) erfaßt und über ein Schaltelement (43, 44) ausschaltet oder beseitigt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, daß das rückwärtige Ende der Dornstange (25) an einem Gehäuse (26) gelagert ist, das mit mindestens einer Kolben-Zylinder-Anordnung (33,34) zur Messung der auf die Dornstange (25) ausgeübten Kraft versehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch ge- kennzeichnet, daß das rückwärtige Ende der Dornstange über ein Verbindungselement (31, 32), insbesondere in Gestalt einer Muffe, mit einem sich in axialer Verlängerung der Dornstange erstreckenden Kolben 33 versehen ist, dessen Zylinderraum (34) an eine Druckquelle angeschlossen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Druck mit Zylinderraum (34) veränderlich einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet , daß der Kolben (33) aus einem vorderen Teilabschnitt (33a) besteht, der aus dem Meßgehäuse (26) hinausragt und mit der Dornstange (25) verbunden ist und einem rückwärtigen Teilabschnitt (33c), der in den an die Druckquelle angeschlossenen Zylinderraum (34) hineinragt und an dem Kolben (33) ein Fühler (43) angeordnet ist, der mit einem an dem Meßgehäuse (26) angeordneten Schalter (44) zusammenwirkt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Fühler (43) am Kolben (33) in Radialrichtung absteht und mit einem Endschalter (44) insbesondere kontaktlosem Endschalter, zusammenwirkt.
10. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 9, dadurch h gekennzeichnet, daß im mittleren Bereich (33b) des Kolbens (33) ein im wesentlichen radial abstehendes Anbauelement (42, 46, 47) vorhanden ist, dem an zwei gegenüberliegenden Seiten sich in Radialebene erstreckende Kolben (50, 51) mit Zylindern (52, 53) zugeordnet sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch ge- kennzeichnet, daß der Zylinderraum (34 bzw. 52, 53) mit einer ölzuleitung für einen einstellbaren Druck versehen ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch ge- kennzeichnet, daß die Kolben (51, 52) an ihrem dem Zylinderraum (52, 53) zugekehrten Enden mit vergrößertem Durchmesser ausgebildet und der Zylinderraum entsprechend stufenförmig abgesetzte, zwei verschiedene Durchmesser hat.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet , daß dem Kolben (33) für die Axialbewegung und die Drehbewegung ein einziger Stift (43) zugeordnet ist, der mit einem kontaktlosen Endschalter (44) zusammenwirkt.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch ge- kennzeichnet, daß der kontaktlose Endschalter (44) eine in Radialebene des Kolbens (33) verlaufende Fläche (45) und daran anschließend schräg dazu verlaufende Flächen (57 und 58) nach Art einer gebrochenen Kante hat.
15. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß das Meßgehäuse (26) an ihrer der Dornstante (25) abgekehrten Seite mit einer Halterung (26c) für die Kolbenstange (28) der Dornrückziehung (28, 29) versehen ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 1 und einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet , daß das Meßgehäuse (26) aus drei in Radialebene unterteilten, durch Schrauben (27) verbundenen Gehäuseteilen (26a, 26b, 26c) besteht, wobei das erste Gehäuseteil den Kolben (33) mit dem Meßstift (43) aufnimmt, das zweite Gehäuseteil den Zylinderraum (34) hat und das dritte Gehäuseteil die Kolbenstange (28) der Dornrückziehvorrichtung (28, 29) aufnimmt.
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