EP0364836A2

EP0364836A2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken

Info

Publication number: EP0364836A2
Application number: EP89118601A
Authority: EP
Inventors: Günther-F. Pulzer
Original assignee: PULZER GUNTHER F
Current assignee: PULZER GUNTHER F
Priority date: 1988-10-15
Filing date: 1989-10-06
Publication date: 1990-04-25
Also published as: EP0364836A3; DE3835173C2; DE3835173A1

Abstract

Eine Vorrichtung (10) zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken (18) weist einen an einem Biegetisch (12) angeordneten, um zumindest eine vertikale Achse (21) schwenkbaren Biegekopf (14) auf. Ferner ist eine Werkstück-Halte- und Vorschubvorrichtung (16) zum Halten und Vorschieben des stangenförmigen Werkstückes (18) längs einer horizontalen Achse (19) in Richtung einer rückwärtigen Eintrittsöffnung in den Biegekopf (14) vorgesehen, wobei ein Biegewerkzeug (20) des Biegekopfes (14) zwei wechselbare, über die Werkstücklängsachse (19) gegenüberliegende Backen (26, 28) aufweist, die das Werkstück (18) im Biegekopf (14) umfänglich formschlüssig umfassen. Das Werkstück (18) tritt an der Stirnseite (36) des Biegekopfes (14) aus diesem heraus. Um ein einfaches, rasches Auswechseln der Backen zu ermöglichen, ohne daß dabei sperrige bauliche Maßnahmen am Biegekopf vorgesehen sein müssen, ist vorgesehen, daß vor die Stirnseite (36) des endseitig angeordneten Biegekopfes (14) eine Backenwechselvorrichtung (40) gebracht wird, die dort derart arbeitet, daß sie die Backen (26, 28) in einer von der Stirnseite (36) weg gerichteten Bewegung, vom Biegewerkzeug (20) entnimmt, und in entgegengesetzter Bewegungsrichtung ein anderes Backenpaar (46, 48) einsetzt (Fig. 2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken, mit einem an einem Biegetisch angeordneten, um zumindest eine vertikale Achse schwenkbaren Biegekopf, mit einer Werkstück-Halte- und Vorschubvorrichtung zum Halten und Vorschieben des stangenförmigen Werkstückes längs einer horizontalen Achse in Richtung einer rückwärtigen Eintrittsöffnung in den Biegekopf, wobei ein Biegewerkzeug des Biegekopfes zwei wechselbare, über die Werkstücklängsachse gegenüberliegende Backen aufweist, die das Werkstück im Biegekopf umfänglich formschlüssig umfassen, und wobei das Werkstück an einer Stirnseite des Biegekopfs aus diesem heraustritt.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE-OS 36 16 302 bekannt.
Bei der bekannten Vorrichtung, die zum Biegen von Rohren eingesetzt wird, ist das Rohr im Biegewerkzeug zwischen zwei Backen eingeklemmt, die das Rohr jeweils etwa zur Hälfte umfänglich umschließen. Die Backen weisen dazu entsprechende halbkreisförmige Nuten auf, die bei aneinandergelegten, gegenüberliegenden Backen einen dem äußeren Rohrdurchmesser entsprechenden Raum umgrenzen. Soll beispielsweise ein gerades Rohr mit einer Krümmung versehen werden, umschließen die Backen einen zylindrischen Raum. Durch Drehen des Biegewerkzeuges um die vertikale Achse wird das Rohr mit einer Krümmung, entsprechend der Krümmung der Biegeschablone bzw. entsprechend deren Verschwenkungswinkel erzeugt. Beim Biegen von Werkstücken unter Erzeugung von Krümmungen in verschiedene Raumrichtungen, beispielsweise bei der Anfertigung von kompliziert geformten Auspuffrohren oder Bremsleitungen für Kraftfahrzeuge, ist es notwendig, zwischen zwei verschiedenen Biegevorgängen die Backen auszuwechseln. Wurde beispielsweise mit einem ersten Satz Backen ein zunächst geradlinig verlaufendes Rohr gehalten und wurde dieses in einem bestimmten Krümmungsradius gebogen, so kann es notwendig sein, falls unmittelbar benachbart zu der ersten Krümmung eine andere Krümmung angebracht werden soll, wobei die beiden Krümmungen in verschiedenen Ebenen liegen, daß das Rohr im Bereich der ersten Krümmung festgehalten werden muß, um exakt zueinander verlaufende Krümmungsebenen der beiden verschiedenen Krümmungen zu erhalten. Dazu ist es dann notwendig, daß das Rohr zwischen entsprechend der ersten Krümmung ausgebildeten Backen gehalten wird.
Bei der Großserienproduktion von mehrfach gekrümmten stangenförmigen Werkstücken, beispielsweise auch bei der Herstellung von kompliziert geformten Baustahlgeweben, ist es bekannt geworden, derart zu verfahren, daß mit einem ersten Satz an Backen bei allen Werkstücken einer Serie zunächst eine bestimmte Krümmung eingebracht wurde. Dazu muß jedes einzelne Werkstück in die Vorrichtung eingespannt, ein Biegevorgang durchgeführt und anschließend das Werkstück wieder von der Vorrichtung abgenommen werden. Nachdem alle Werkstücke entsprechend geformt waren, wurden die Backen am Biegewerkzeug ausgewechselt und sämtliche Werkstücke einer Serie nach und nach erneut in die Vorrichtung eingespannt und die mit dem zweiten Satz an Backen durchzuführenden Biegevorgänge ausgeführt.
Berücksichtigt man den Umstand, daß beispielsweise bei einer Bremsleitung für ein Kraftfahrzeug bis zu 10 verschiedene Biegevorgänge notwendig sind, bis diese ihre endgültige Form hat, so ist es einfach vorstellbar, daß bei einer Großserienproduktion diese Verfahrensweise äußerst umständlich und zeitraubend ist.
Die aus der DE-OS 36 16 302 vorgeschlagene Maßnahme, die Klemmbacken mit mehreren unterschiedlichen Konturen des zu klemmenden Rohrabschnittes zu versehen und diese Klemmkörper wechselbar im Biegewerkzeug anzubringen, schafft zwar grundsätzlich die Möglichkeit, ein auf der Vorrichtung eingespanntes Werkstück nacheinander mit verschieden konturierten Klemmbackenabschnitten zu bearbeiten, ohne daß das Werkstück von der Vorrichtung abgenommen werden muß, es entstehen jedoch erhebliche Nachteile bezüglich der Stabilität des Biegewerkzeuges und im Hinblick auf den Raumbedarf im Bereich des Biegekopfes.
Entsprechend der DE-OS 36 16 302 wird nämlich vorgeschlagen, zumindest eine Klemmbacke als höhenverstellbaren Körper auszubilden, der je nach Höhenlage verschieden konturierte Backenbereiche aufweist. In anderen Worten ausgedrückt, wurden mehrere Klemmbacken übereinander angeordnet, als ein einziges Stück ausgebildet. Es ist daher notwendig, unmittelbar im Biegekopf Verstellvorrichtungen vorzusehen, um die höhenverschiebbare, mehrfach konturierte Klemmbacke in verschiedene Höhenlagen zu bringen und dort zu halten. Derartige Verschiebevorrichtungen führen dazu, daß die Vorrichtung im Bereich des Biegekopfes groß baut, was jedoch nicht erwünscht ist, da unmittelbar um den Biegekopf bzw. um das Biegewerkzeug herum möglichst viel Freiraum herrschen sollte, damit auch bereits mehrfach abgebogene Werkstücke noch um den möglichst klein bauenden Biegekopf verschwenkt werden können, ohne dabei mit dem Biegekopf in Berührung zu treten. Ferner sind vom Biegewerkzeug enorme Kräfte aufzunehmen, so daß die Teile möglichst kompakt und massig ausgebildet sein sollen. Diese enormen Kräfte können dafür sorgen, daß Verstellvorrichtung, wie beispielsweise Hydraulikzylinder, die mit diesen Teilen fest verbunden sind, die Funktionsfähigkeit dieser Verstellvorrichtungen nach kürzester Zeit beeinträchtigen. Stellt man sich vor, daß, wie in der DE-OS 36 16 302 offenbart, eine Klemmbacke mit bis zu fünf übereinander angeordneten, verschieden konturierten Bereichen versehen ist, so steht, falls beispielsweise die unterste Kontur für einen Biegevorgang benötigt wird, in vertikaler Richtung ein die freie Verschwenkbarkeit unmittelbar oberhalb des Biegekopfes sperrende Stange oder Körper vor. Gleichermaßen ist, falls die oberste Kontur verwendet wird, eine erhebliche Beeinträchtigung des Freiraums unmittelbar unterhalb des Biegekopfs gegeben. Diese Beeinträchtigung des Freiraumes kann dafür sorgen, daß beispielsweise ein mehrfach gebogenes Rohr nicht mehr knapp oberhalb des Biegekopfes verschwenkt oder bei einem Biegevorgang dort hin gebogen werden kann. Daraus resultiert, daß die Backe entweder ausgebaut werden muß, oder das Rohr nicht auf dieser Vorrichtung bearbeitet werden kann.
Ferner wird in der DE-OS 36 16 302 vorgeschlagen, eine Spannbacke als einen um eine parallel zur Vorschubachse verlaufenden Achse drehbaren Körper auszubilden, der an seinen Außenflächen mit verschieden konturierten Ausnehmungen oder Nuten zur Aufnahme einer Rohrhälfte ausgebildet ist. Dazu ist der Körper um eine durchgehende Achswelle drehbar. Soll diese Spannbacke bei der Biegung das Rohr auf der längeren Krümmungsseite festklemmen, somit also erheblichen Querkräften ausgesetzt ist, besteht Gefahr, daß durch Nachgeben des Materials oder durch Ausbauchen des Körpers die Achswelle verbiegt, wodurch ein Drehen zum Verstellen nicht mehr möglich ist. Sollen beispielsweise sechs oder gar zehn verschieden konturierte Klemmbacken während des gesamten Bearbeitungsvorganges eines einzigen Werkstückes eingesetzt werden, muß ein im Querschnitt sechs- oder zehneckiger Drehkörper geschaffen werden, der an allen Außenflächen mit exakt bearbeiteten Nuten versehen sein muß. Sollte nach einigen Biegeeinsätzen eine Kontur, beispielsweise aufgrund von Materialstreckungen, nachbearbeitet werden müssen, so kann ein solcher Nachbearbeitungsvorgang auch gleichzeitig die Maßhaltigkeit der anderen konturierten Bereiche beeinträchtigen. Stellt man sich ferner vor, daß beispielsweise Rohre mit 80 oder 100 mm Durchmesser gebogen werden sollen, so entstehen sehr voluminöse Klemmkörper die die notwendige Stabilität des Biegekopfes und die Raumfreiheit um den Biegekopf beeinträchtigen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art mit wechselbaren Backen derart weiterzubilden, daß der Wechselvorgang sehr rasch und einfach durchgeführt werden kann, ohne daß die Stabilität des Biegewerkzeuges beeinträchtigt wird bzw. ohne daß der Freiraum um den Biegekopf herum für den Biegevorgang beeinträchtigt wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer Vorrichtung dadurch gelöst, daß eine vor die Stirnseite des endseitig angeordneten Biegekopfes bringbare und dort arbeitende Backenwechselvorrichtung vorgesehen ist, die die Backen in einer von der Stirnseite weg gerichteten Bewegung vom Biegewerkzeug entnimmt und in entgegengesetzter Bewegungsrichtung ein anderes Backenpaar einsetzt.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, bei dem zum Backenwechseln eine Backenwechselvorrichtung vor die Stirnseite des Kopfes gebracht wird, die Backen in einer von der Stirnseite weg gerichteten Bewegung vom Biegewerkzeug entnommen wurden, ein neues Backenpaar in entgegengesetzter Richtung eingesetzt wird, und abschließend die Backenwechselvorrichtung von der Stirnseite entfernt wird.
Die Stirnseite des Biegekopfs stellt ein äußeres Ende der gesamten Vorrichtung dar, von dem lediglich das aus dem Biegekopf austretende Werkstück vorspringt. Mit der erfindungsgemäßen Backenwechselvorrichtung können die das Werkstück umgebenden Backen längs der Vorschubrichtung vom Biegekopf bzw. vom Biegewerkzeug einfach abgezogen werden. Auf gleiche einfache und unkomplizierte Weise kann dann ein neues Backenpaar in das Biegewerkzeug eingeschoben werden. Die in Querrichtung neben den Backen gelegenen Bauteile, d.h. die diese Backen aufnehmenden Bauteile, beispielsweise eine Biegeschablone einerseits und ein Spannblock andererseits, müssen beim Wechselvorgang nicht bewegt werden. Es wird auch kein Platz oberhalb oder unterhalb der Klemmbacken bzw. dem Biegekopf benötigt, da lediglich von der Stirnseite des Biegekopf aus gearbeitet wird. Eine Seite, die somit in allen drei Raumrichtungen gesehen, im Hinblick auf die Bauteile der Vorrichtung freiliegend ist. Sollte das Werkstück unmittelbar an der Stirnseite gekrümmt verlaufen, so kann dieses mittels der Werkstück-Halte- und Vorschubvorrichtung so weit aus dem Biegewerkzeug herausgeschoben werden, daß die Backen über ihre gesamte Länge in Vorschubrichtung aus dem Biegewerkzeug herausbewegt werden können. Dabei können die Backen das Werkstück weiterhin umfänglich umschließend, längs diesem gleiten. Sind die Backen soweit aus dem Biegewerkzeug herausgezogen, daß sie in Querrichtung bewegt werden können, werden diese von der Backenwechselvorrichtung seitlich weg bewegt und aufgenommen. Gleichermaßen kann ein neues Backenpaar herangeführt und in die entsprechenden Lücken eingeschoben werden. Das Werkstück kann zuvor in die entsprechende Drehposition gebracht werden, damit es von den neuen Backen an der dafür vorgesehenen Stelle umgriffen werden kann. Nach dem Wechselvorgang wird die Backenwechselvorrichtung von der Stirnseite des Biegekopfs wieder entfernt, d.h. beim Biegevorgang sind überhaupt keine Bauteile der Wechselvorrichtung in unmittelbarer Nähe des Biegekopfs vorhanden. Es sind somit keine vorstehenden Teile vorhanden und ferner keine die Stabilität des Werkzeuges beeinträchtigenden Steuer- oder Verschiebevorrichtungen notwendig. Es ist lediglich notwendig vorzusehen, daß die Backen in Längsrichtung verschiebbar sind, wobei die Einschubtiefe durch entsprechende Anschläge begrenzt ist. Beim Biegevorgang wirken keine in Richtung der Abziehbewegung der Backen gerichteten Kräfte, so daß keine Gefahr besteht, daß diese herausgeschoben werden. Die auf die Backen wirkenden Kräfte sind beim Biegevorgang, der ja auch gleichzeitig ein Ziehvorgang ist, in die entgegengesetzte Richtung gerichtet, d.h. beim Verschwenken des Biegewerkzeuges, bei dem das stangenförmige Werkstück in Vorschubrichtung bzw. in Krümmungsrichtung auch gezogen wird, wirken auf die Backen Gegenkräfte ein, die sie von der Stirnseite abgewandt, also entgegen ihrer Abziehrichtung drücken, diese also fest in ihr Bett bzw. ihre Halterung einpressen.
Es können bereits in Betrieb befindliche Vorrichtung zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken einfach. umgerüstet werden, d.h. es muß lediglich eine Backenwechselvorrichtung vorgesehen werden und die Backen entsprechend verschiebbar angeordnet werden.
Die Aufgabe wird somit vollkommen gelöst.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist die Backenwechselvorrichtung verschwenkbar angebracht, kommt in Ruhestellung seitlich und im Abstand vom Biegekopf zum Liegen und ist für einen Wechselvorgang vor die Stirnseite des Biegekopfs schwenkbar.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß während des Biegebearbeitungsvorganges die Wechselvorrichtung an einer geeigneten Stelle, beispielsweise an einer bodenseitigen, abseits vom Biegekopf gelegenen Stelle, angeordnet sein kann und lediglich zur Durchführung eines Wechselvorganges vor den Biegekopf verschwenkt werden muß. Die Backenwechselvorrichtung beeinträchtigt somit die Vorrichtung weder im Bereich des Biegekopfes noch im oberen Bereich des Biegetisches, so daß durch die zusätzliche Backenwechselvorrichtung weder der eigentliche Biegevorgang beeinträchtigt ist, noch die vorbereitenden Maßnahmen, wie Auf- oder Abspannen des Werkzeuges auf den Biegetisch beeinträchtigt werden.
In einer weiteren Ausgestaltung weist die Backenwechselvorrichtung ein vor die Stirnseite schwenkbares Magazin auf, das mit mehreren Backenpaaren bestückbar ist, wobei eine Greifervorrichtung in einer längs der Vorschubrichtung gerichteten Bewegung das Klemmbackenpaar vom Biegewerkzeug abzieht bzw. ein anderes Backenpaar auf dieses schiebt.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß über mechanisch einfache Mittel der Auswechselvorgang durchgeführt werden kann und gleichzeitig in kompakter Anordnung verschiedene Backenpaare zur Auswahl stehen. Dabei kann je nach Größe der Vorrichtung das gesamte Magazin in entsprechende übergabepositionen verschwenkt werden bzw. eine im Magazin verfahrbar angeordnete Endlosreihe an Backenpaaren in die entsprechende Stellung gebracht werden. Die Greifervorrichtung, die aufgrund der einfachen, linear gerichteten Abzugsbewegung der Backen vom Biegewerkzeug keine komplizierten Bewegungen ausführen muß, kann konstruktiv sehr einfach ausgestaltet werden.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Greifervorrichtung für jede Backe eines Backenpaares einen Greifer auf, die in entgegengesetzten Richtungen von der Werkstücklängsmittelachse weg gerichtet, um zumindest einen halben Werkstückdurchmesser verschiebbar sind.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß nachdem die Backen längs der Vorschubrichtung vom Biegewerkzeug abgezogen worden sind, diese seitlich verschwenkt werden können, so daß sie beispielsweise in einer nach unten gerichteten Bewegung vom Biegewerkzeug abgeführt werden können. Das neue Backenpaar kann gegenläufig rasch in eine solche Position gebracht werden,daß es in einer linearen Bewegung in das Biegewerkzeug eingeschoben werden kann. Dadurch ist eine weitere Reduzierung der Totzeit zwischen zwei Bearbeitungsvorgängen möglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Werkzeugmagazin als drehbares Revolverkopfmagazin ausgebildet, dessen Drehachse senkrecht zur Stirnseite des Biegekopfes verläuft.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß ein einfach bestückbares und rasch bewegbares Magazin geschaffen ist, das auch relativ voluminös ausgebildet sein kann, da es zur Bewegung lediglich eine parallel vor der Stirnfläche des Biegekopfs gelegene Arbeitsebene benötigt, ein Bereich, der freiliegend ist. Das Magazin ist durch die umfängliche Anordnung der Backen für den Bestückungsvorgang sehr gut zugänglich.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist das Revolverkopfmagazin am Umfang angeordnete U-förmige Ausnehmungen auf, so daß das Magazin des Werkstücks U-förmig umgreifend an die Stirnseite heranführbar ist.
Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß mit dem Magazin bis unmittelbar an die Stirnfläche herangefahren werden kann, wobei das zwischen den auszuwechselnden Backen liegende stangenförmige Werkstück teilweise umgriffen werden kann. Dadurch sind nur geringe Wege für die Greifervorrichtung zum Ergreifen der Backen notwendig, die beispielsweise durch kurzhubige Greifer der Backenwechselvorrichtung ergriffen werden können. Je nach Größe der Backenwechselvorrichtung kann zum Abziehen der Backen dann beispielsweise das gesamte Magazin in Linearrichtung von der Stirnseite weg bewegt werden. Auch hier können die Greifer in entgegengesetzter Bewegungsrichtung von der Werkzeuglängsachse weg gerichtet bewegbar sein, um die Backen in Querrrichtung vom dazwischen aufgenommenen Werkstück zu entfernen.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Revolverkopfmagazin in der Stirnebene in beiden Raumrichtungen bewegbar angeordnet. Diese Maßnahme hat den Vorteil, daß beispielsweise bei bereits mehrfach gebogenen Werkstücken, die den stirnseitigen Bereich vor dem Biegekopf sperrig belegen, eine variable Zuführung des Magazins in einer Ebene parallel zur Stirnebene möglich ist.
Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternde Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen und in Alleinstellung einsetzbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einiger ausgewählter Ausführungsbeispiele in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 stark schematisiert eine teilweise perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Arbeitsstellung;
Fig. 2 die Vorrichtung von Fig. 1 während eines Backenwechselvorganges, und
Fig. 3 eine ausschnittsweise schematisierte stirnseitige Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.

Eine in Fig. 1 und 2 dargestellte Vorrichtung 10 weist einen Biegetisch 12 auf, der mit einem hier nicht näher dargestellten Gehäuse verbunden ist, in dem Antriebs-, Steuer- und Energieversorgungsorgane aufgenommen sind. Der Biegetisch 12 ist an einem äußeren, dem zuvor erwähnten Gehäuse entgegengesetzten Ende mit einem Biegekopf 14 versehen.
Ferner ist die Vorrichtung 10 mit einer Halte- und Vorschubvorrichtung 16 versehen, die längs einer Achse 19, die auch der Längsachse des Biegetisches 12 entspricht, hin- und herverschiebbar ist.
Der Biegetisch 12 und die Halte- und Vorschubvorrichtung 16 sind relativ zueinander verschiebbar.
Die Halte- und Vorschubvorrichtung 16 weist an ihrer vorderen, dem Biegekopf 14 zugewandten Stirnseite eine Spannhülse 34 auf, in der längs der Achse 19 ein stangenförmiges Werkstück 18 aufgenommen ist. Das stangenförmige Werkzeug 18 besteht im in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel aus einem Metallrohr 18. Mit einer solchen Vorrichtung können auch massive stangenförmige Elemente, beispielsweise Baustahlgewebe oder dgl. bearbeitet werden.
Beim Biegen von Rohren 18 ist im Rohr 18 ein durch die Halte-und Vorschubvorrichtung 16 durchreichender Dorn 33 aufgenommen, der im Rohr 18 bis zu einem Biegewerkzeug 20 verläuft.
Die Spannhülse 34 ist um die Achse 19 drehbar, so daß ein in die Spannhülse 34 eingespanntes Rohr 18 um die Achse 19, die die Mittellängsachse des Rohres 18 darstellt, drehbar ist.
Das Biegewerkzeug 20 weist eine Schablone 22 auf, die in Draufsicht eine im wesentlichen U- bzw. hufeisenförmige Kontur aufweist. Längs ihrer U-förmigen Außenfläche ist die Schablone 22 mit einer Ausnehmung oder Nut 35 versehen, die einen etwa halbkreisförmigen Querschnitt aufweist, der dem Querschnitt des Rohres 18 entspricht.
Die Schablone 22 ist um eine Achse 21 schwenkbar und ist zu diesem Zweck mit einer Öffnung versehen, die einen massiven Zapfen 24 aufnimmt, dessen Mittellangsächse in der Achse 21 liegt.
An ihrem einen vorderen seitlichen Endbereich, der dem Rohr 18 zugewandt ist, ist die Schablone 22 mit einer quaderförmigen Ausnehmung 23 versehen, in der eine erste Backe 26 aufgenommen ist.
Die erste Backe 26 ist mit einer Nut versehen, die in Form und Verlauf der Nut 35 entspricht, so daß eine in die Ausnehmung 23 eingebrachte erste Backe 26, die dadurch entstehende Lücke derart vervollständigt, daß ein kompletter hufeisenförmiger Block entsteht, der an seiner U-förmigen Außenseite durchgehend mit der Nut 35 versehen ist. In der in Fig. 1 dargestellten Stellung ist die Schablone 22 samt der ersten Backe 26 so ausgerichtet, daß die die erste Backe 26 tragende Seitenflanke des U's geradlinig seitlich am Rohr 18 liegt.
Gegenüberliegend zur ersten Backe 26 ist eine zweite Backe 28 angeordnet, die auf ihrer dem Rohr 18 zugewandten Seite spiegelbildlich zur entsprechenden Seite der ersten Backe 26 ausgebildet ist, d.h. auch die zweite Backe 28 ist auf dieser Seite mit einer längs der Achse 19 verlaufenden geradlinigen Nut mit halbkreisförmigem Querschnittsprofil versehen, wobei dieses Querschnittsprofil wiederum dem Querschnittsprofil des zu bearbeitenden Rohres 18 entspricht.
Die zweite Backe 28 liegt derart an der ersten Backe 26 an, daß zwischen diesen beiden Backen im Bereich der halbkreisförmigen Nuten ein geradliniger zylindrischer Hohlraum umschlossen ist, in dem das Rohr 18 passend aufgenommen ist.
Auf der der ersten Backe 26 gegenüberliegenden Seite ist die zweite Backe 28 in einem Spannblock 30 aufgenommen, der die zweite Backe 28 in Richtung Halte- und Vorschubrichtung 16 bzw. in Querrichtung zur Achse 19 unverrückbar hält.
Der Spannblock 30 selbst kann quer zur Achse 19 bewegt werden und in der in Fig. 1 dargestellten Stellung arretiert werden.
Der Spannblock 30 kann mit hier nicht dargestellten Druckmitteln in Verbindung stehen, so daß der Spannblock 30 die zweite Backe 28 fest in Querrichtung gegen die erste Backe 26 drückt.
Die Stirnseiten von Schablone 22, erster Backe 26, zweiter Backe 23 und Spannblock 30, fluchten miteinander, verlaufen senkrecht zur Achse 19 und fluchten mit dem sie tragenden Teil des Biegekopfes 14.
Dadurch entsteht eine ebene Stirnseite bzw. Stirnfläche 36, die sogleich einen äußeren seitlichen Abschluß der gesamten Vorrichtung 10 bildet.
Von der Stirnseite 36 ragt lediglich das durch die zylindrische Öffnung zwischen den Backen 26 und 28 hindurchreichende Rohr 18 vor, wobei dieser Abschnitt als bearbeiteter Rohrbereich 18′ bezeichnet wird.
Der bearbeitete Abschnitt 18′ des Rohres ist bereits mit drei Biegungen bzw. Krümmungen versehen, und das Rohr 18 ist um einen gewissen Betrag, der zumindest dem Längenmaß der Backen 26 und 28 in Richtung der Achse 19 entspricht, aus dem Biegewerkzeug 20 herausgeschoben.
Seitlich unterhalb und im Abstand vom Biegetisch 12 ist eine Backenwechselvorrichtung 40 angeordnet. Die Backenwechselvorrichtung 40 ist dabei über hier nicht dargestellte Mittel mit dem Gehäuse bzw. den Steuereinrichtungen der Vorrichtung 10 verbunden.
In weiteren, hier nicht dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Backenwechselvorrichtung 40 als selbständig verfahrbare und steuerbare Einheit mit selbständigem Antrieb ausgebildet, d.h. sie kann als selbständige Baueinheit an geeigneter Stelle im Seitenbereich der Vorrichtung 10 angeordnet sein.
Die Backenwechselvorrichtung 40 weist dabei ein Magazin 42 auf, das mit verschiedenen Backenpaaren 46, 48 ... bestückt ist, wobei der Übersichtlichkeit halber hier lediglich ein Backenpaar 46, 48 dargestellt ist.
Die Backen 46, 48 werden über eine Greifervorrichtung 44 von je einem Greifer 50 bzw. 52 gehalten.
Eine vordere, dem Biegetisch 12 zugewandte Kante des Magazins 42 weist in Richtung der Achse 19 zum Biegekopf 14 einen Abstand A′ ab und ist um einen Abstand A tieferliegend als der Biegekopf 14.
Dies hat zur Folge, daß unmittelbar um den Biegekopf 14 ein erheblicher Freiraum gegeben ist, so daß auch kompliziert gebogene Rohre um den Biegekopf 14 herum angeordnet bzw. um diesen verschwenkt werden können, ohne mit der Backenwechselvorrichtung 40 in Berührung zu treten.
Die im Magazin 42 aufgenommenen Backen 46 und 48 weisen im Gegensatz zu den im Biegewerkzeug 20 aufgenommenen Backen 26 und 28 eine gekrümmt verlaufende Nut 47 bzw. 49 auf, wobei die gegenüberliegenden Nuten 47 und 48 jeweils einen halbkreisförmigen Querschnitt aufweisen, der wiederum dem Querschnitt des Rohres 18 entspricht.
Die Krümmung der Nuten 47 und 49 entsprechen dabei der letzten in das Rohr eingebrachten Krümmung 51, d.h., das Rohr 18 soll im Bereich der Krümmung 51 zwischen die Backen 46 und 48 eingeklemmt werden, um weitere exakte Krümmungsvorgänge, beispielsweise in einer senkrecht zur Krümmungsebene der Krümmung 21 verlaufende Ebene eine weitere Krümmung einzubringen. Das Rohr 18 wird dazu selbstverständlich vorher noch um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn durch die Halte- bzw. und Vorschubvorrichtung 16 um die Achse 19 verschwenkt.
Zur Durchführung eines Backenwechselvorganges wird die Backenwechselvorrichtung 40, wie aus Fig. 2 zu entnehmen, vor die Stirnseite 36 des Biegekopfs 14 gebracht.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, ist das Magazin 42 in Längsrichtung der Achse 19, wie dies durch einen Pfeil 56 angedeutet ist, verschiebbar. Ferner ist das Magazin 42, wie dies durch einen Pfeil 54 angedeutet ist, in vertikaler Richtung verschiebbar.
Das Magazin 42 ist ferner aufgrund einer gelenkigen Verbindung mit einem hier nicht näher dargestellten Steuermechanismus aus der in Fig. 1 dargestellten seitlichen Stellung in die Fig. 2 dargestellte Stellung verschwenkbar, wie dies durch einen Pfeil 55 angedeutet ist.
Eine Greifervorrichtung 44 des Magazins 42 hat die beiden Backen 26 und 28 ergriffen, wobei dies durch entsprechenden Formschluß von Haken- bzw. Oesenelementen mit entsprechenden Elementen an den Backen 26 bzw. 28, die im einzelnen aus Übersichtlichkeitsgründen hier nicht dargestellt sind, geschehen ist.
Die Backen 26 und 28 sind ja, wie bereits zuvor erwähnt und in Fig. 1 durch die Pfeile angedeutet, längs der Achse 19 von der Stirnseite 36 des Biegekopfs 14 weg gerichtet verschiebbar.
Wie aus Fig. 2 zu entnehmen, hat die Greifervorrichtung 44 die Backen 26 und 28 bereits vom Biegewerkzeug 20 abgezogen, wobei sie längs der Außenfläche des Werkstückes 18′ geglitten sind.
In der in Fig. 2 dargestellten Stellung werden die von der Greifervorrichtung 44 gehaltenen Backen 26 und 28 in entgegengesetzten, von der Achse 19 weg gerichteten Richtungen, um zumindestens einen halben Rohrdurchmesser verschwenkt, wie dies durch die Pfeile 58 und 59 angedeutet ist, so daß sie anschließend auf das Magazin 42 abgesenkt werden können.
Anschließend wird das neue Backenpaar 46 und 48, das durch Greifer 50 bzw. 52 ergriffen ist, angehoben, das Rohr 18 wird um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und anschließend die Backen 50 und 52 beidseitig an die Krümmung 51 angelegt. Anschließend werden die Backen 50 und 52 samt dem dazwischen aufgenommenen Rohr 18 längs der Achse 19 in Richtung Halte- und Vorschubvorrichtung 16 in das Biegewerkzeug 20 eingeschoben.
Dabei nimmt dann die Backe 50 die Stellung der Backe 26 ein, wohingegen die Backe 52 die Stellung der Backe 28 einnimmt.
Bei der zuvor beschriebenen Arbeitsweise ist es somit nicht notwendig, daß sich die Schablone oder der Spannblock 30 in Querrichtung beim Auswechselvorgang bewegen.
Es ist selbstverständlich auch möglich, daß der Wechselvorgang so durchgeführt wird, daß nach Abziehen der Backen 26 und 28 der Spannblock 30 in der Darstellung von Fig. 2 zunächst nach links verschoben wird, anschließend die neue Backe 46 an das verschwenkte Rohr angesetzt wird und beide zusammen in die Schablone 22 eingeschoben werden. Anschließend wird die Backe 48 in den nach links verschobenen Spannblock 30 eingeschoben, und anschließend Spannblock 30 samt Backe 48 seitlich an das Rohr 18 herangebracht.
Bei beiden Verfahrensweisen bzw. Steuerungsarten ist jedoch der Erfindungsgedanke verwirklicht, die Backen jeweils in Richtung der Achse 19 vom Biegewerkzeug 20 abzuziehen bzw. in dieses einzusetzen.
In der in Fig. 2 dargestellten Ausführung ist das Magazin 42 beim Wechselvorgang im Abstand unterhalb des Biegekopfes 14 angeordnet. Dies erfolgt im wesentlichen aus darstellerischen Gründen und es ist selbstverständlich möglich, daß das Magazin 42 bis etwa auf die Höhe des Biegekopfes 14 angehoben werden kann. Dies richtet sich selbstverständlich je nach Art der Ausladung des vor der Stirnseite 36 vorspringenden bearbeiteten Rohrabschnittes 18′. Es ist daher möglich, den Wechselvorgang je nach Ausladung des Rohrbereiches 18′ mit verschieden hoch positioniertem Magazin durchzuführen. Dabei wird selbstverständlich, um möglichst kurze Wechselzeiten zu erhalten, das Magazin 42 möglichst nahe an das Biegewerkzeug 20 herangebracht.
Die Greifervorrichtung 44 bzw. die Greifer 50 und 52 sind sowohl in vertikaler Richtung als auch in horizontaler Richtung verschiebbar, wie dies in Fig. 2 durch Doppelpfeile angedeutet ist, so daß die Backen nicht nur angehoben, sondern auch seitlich in entsprechende Positionen bewegt und dort abgelegt werden können. Es können dann für einen weiteren Wechselvorgang bereits neue Backen in entsprechende Positionen gebracht werden, um diese möglichst nah am Biegewerkzeug 20 für einen weiteren Wechselvorgang zur Verfügung zu haben. Diese Verschiebe- bzw. Rangiervorgänge werden zweckmäßigerweise in der in Fig. 1 dargestellten Position der Backenwechselvorrichtung 40 abseits des Biegetisches 12 vorgenommen, d.h. während am Biegekopf 14 bereits ein neuer Biegevorgang stattfindet, kann in der Backenwechselvorrichtung 40 ein neues Backenpaar bereitgestellt bzw. ggf. auch von diesem abgenommen oder neu aufgesetzt werden.
Die gesamten Auswechselvorgänge bzw. Steuer- und Positioniervorgänge können von einer zentralen Steuerung der Vorrichtung aus gesteuert werden bzw. über Computerprogramme programmiert und somit vollautomatisch laufen.
In Fig. 3 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10′ dargestellt, von der auf der oberen Hälfte der zeichnerischen Darstellung die Stirnseite 36 d.h. die, zuvor in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschriebene ebene Stirnfläche eines Biegekopfes 14 zu erkennen ist. In Fig. 3 werden für gleiche Bauteile, wie in der in Fig. 1 und 2 dargestellten Ausführung, gleiche Bezugszeichen verwendet.
Der Biegekopf 14 trägt an seiner Oberseite eine Schablone 22, in die eine erste Backe 26 eingeschoben ist.
Die Backe 26 ist dabei auf ihrer der Schablone 22 zugewandten Seite mit einer seitlichen Wulst 62 versehen, die sich über die gesamte Länge der Backe 26 erstreckt. Der Querschnitt der Wulst ist kreisabschnittsförmig, wobei der Kreisabschnitt mehr als die Hälfte eines Kreises beträgt.
Die Wulst 62 ist in einer entsprechenden Nut 63 in der Schablone 22 aufgenommen.
Die erste Backe 26 ist, wie zuvor in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben, von der Schablone 22 abziehbar, wobei sie in der Darstellung von Fig. 3 auf den Betrachter zu bewegt wird. Durch die Ausgestaltung der Wulst 62, d.h. durch die Hinterschneidung der Nut 63 ist ein fester Sitz in Querrichtung gewährleistet.
Die der Backe 26 gegenüberliegende Backe 28 ist auf ihrer dem Spannblock 30 zugewandten Seite mit einer gleichartig ausgebildeten Wulst 64 versehen, die in einer Nut 65 des Spannblockes 30 aufgenommen ist. Auch hier resultiert eine Verbindung, die ein Abziehen bzw. Einschieben der Backe 28 auf den Betrachter zu bzw. von diesem weg gerichtet ermöglicht, jedoch eine form- und kraftschlüssige Verbindung in Querrrichtung sicherstellt.
Zwischen den aneinanderliegenden Backen 26 und 28 ist, wie zuvor beschrieben, ein Rohr 18 aufgenommen.
Vom Zapfen 24 reicht ein Auslegearm 60 in seitlicher Richtung weg, der mit der linken äußeren Seite des Biegekopfs 14 verbunden ist. Der Auslegearm 16 dient zur festen Verbindung zwischen Zapfen 24 und Biegekopf 14, um eine Versteifung des als ganzen um die Achse 21 verschwenkbaren Biegekopfs 14 zu gewährleisten.
Vor der Stirnseite bzw. Stirnfläche 36 des Biegekopfes 14 ist eine Backenwechselvorrichtung 70 angeordnet, die mit einem etwa kreisrunden Revolverkopfmagazin 72 versehen ist. Die Kreisfläche des Revolverkopfmagazins verläuft dabei parallel zur Stirnseite 36. Das Magazin nimmt in der in Fig. 3 dargestellten Stellung eine Position ein, die in etwa der in Fig. 2 durch die gestrichelte Linie angedeuteten Position entspricht.
Das Revolvermagazin ist um eine Achse 74 schwenkbar, wie dies durch einen Doppelpfeil 76 angedeutet ist. Ferner ist das Revolverkopfmagazin höhen- und seitenverschiebbar, wie dies durch Pfeile 77 angedeutet ist.
Das Revolverkopfmagazin 72 kann gleichermaßen, wie zuvor in Zusammenhang mit Fig. 1 und 2 beschrieben, an eine geeignete Stelle im Seitenbereich der Vorrichtung verschwenkt werden und dort während eines Biegevorgangs positioniert werden, um den Freiraum um den Biegekopf 14 nicht zu beeinträchtigen.
Für einen Wechselvorgang wird dann das Magazin 72 vor die Stirnseite 36 des Biegekopfs 14 verschwenkt.
Das Revolvermagazin 72 ist umfänglich mit U-förmigen Ausnehmungen 76 versehen, die eine solche Breite aufweisen, daß im U ein zwischen den Backen 26 und 28 aufgenommenes und durch diese hindurch tretendes Werkstück 18 aufgenommen werden kann. Die Ausnehmung 76 ist beidseits je mit einem Greifer 80 bzw. 81 versehen, die beispielsweise als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildet sind und in Längsachse 19 des Werkstückes verschiebbar sind. Die Kolbenstangen der Kolben-Zylinder-Einheiten sind an ihrem vorderen Ende mit schlüsselartigen Vorsprüngen versehen, die in entsprechende Ausnehmungen 84 bzw. 85 an den Stirnseiten der Backen 26 bzw. 28 einführbar sind. Durch Drehen der eingeführten Greifer in entsprechend versetzte Ausnehmungen ist dann ein Form- und Kraftschluß zwischen Greifer 80 bzw. 81 und Backe 26 bzw. 28 geschaffen, so daß durch Einziehen der Kolbenstange die Backen 26 bzw. 28 vom Biegekopf abgezogen werden können.
Die Greifer 80, 81 sind in Langlöchern 90 bzw. 91 in umfänglicher Richtung um zumindestens einen halben Werkstückaußendurchmesser verschiebbar, wie dies beispielsweise durch einen Pfeil 90 angedeutet ist. Dadurch können dann die vom Biegekopf 14 abgezogenen Backen 26 bzw. 28 seitlich von der Werkstücklängsachse 19 so weit verschwenkt werden, daß die Backen 26 bzw. 28 beispielsweise nach unten am Werkstück 18 vorbei bewegt werden können.
Das Revolvermagazin 72 wird nach Abziehen der Backen 26 und 28 um einen gewissen Betrag abgesenkt, damit es am Werkstück vorbeibewegt werden kann, d.h. um einen Winkelbetrag im Uhrzeigersinn verschwenkt werden kann und anschließend wieder angehoben, so daß die Ausnehmung 78 um das Werkstück bzw. das Rohr 18 liegend vor den durch die abgezogenen Backen 26 und 28 entstandenen Lücken im Biegewerkzeug 20 kommt. Zwei am Rand der Ausnehmung 78 angeordnete Greifer 82 bzw. 83 tragen je eine Backe 86 bzw. 88, die anstelle der Backen 26 bzw. 28 eingesetzt werden sollen. Hat das Revolverkopfmagazin 72 die entsprechende Stellung eingenommen, werden die als Kolben-Zylinder-Einheiten ausgebildeten Greifer 82 und 83 derart aktiviert, daß sie die Backe 86 an die Stelle der Backe 26 bzw. die Backe 88 an die Stelle der Backe 28 schieben.
Sollte es aufgrund der Konturierung des Werkstückes 18 nicht möglich sein, die beiden Backen 86 und 88 bei ortsfest angeordnetem Spannblock 30 in die Lücke zwischen Spannblock und Schablone 22 einzuschieben, so kann der Spannblock in der Darstellung von Fig. 3 nach links verschoben werden, in diesen verschobenen Spannblock 30 die Backe 88 eingesetzt werden und anschließend der Zusammenbau aus Spannblock 30 und Backe 88 seitlich an das bereits in der neuen Backe 86 anliegende Werkstück herangeschoben werden.
Nach dem Auswechselvorgang wird die Backenwechselvorrichtung 70 bzw. das Revolverkopfmagazin 72 wieder von der Stirnseite 36 des Biegekopfs 14 weg geschwenkt und in eine Ruhestellung gebracht, so daß genügend Freiraum um den Biegekopf 14 gegeben ist, um weitere Biegevorgänge durchführen zu können.
Das in Fig. 3 dargestellte Revolverkopfmagazin ist selbstverständlich mit weiteren, hier nicht dargestellten U-förmigen Ausnehmungen versehen und kann weitere Backenpaare tragen, so daß nach und nach verschiedene Backenpaare ein- und ausgewechselt werden können.

Claims

1. Vorrichtung zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken (18), mit einem an einem Biegetisch (12) angeordneten, um zumindest eine vertikale Achse (21) schwenkbaren Biegekopf (14), mit einer Werkstück-Halte- und Vorschubvorrichtung (16) zum Halten und Vorschieben des stangenförmigen Werkstückes (18) längs einer horizontalen Achse (19) in Richtung einer rückwärtigen Eintrittsöffnung in den Biegekopf (14), wobei ein Biegewerkzeug (20) des Biegekopfes (14) zwei wechselbare, über die Werkstücklängsachse (19) gegenüberliegende Backen (26, 28) aufweist, die das Werkstück (18) im Biegekopf (14) umfänglich formschlüssig umfassen, und wobei das Werkstück (18) an einer Stirnseite (36) des Biegekopfs (14) aus diesem heraustritt, dadurch gekennzeichnet, daß eine vor die Stirnseite (14) des endseitig angeordneten Biegekopfs (14) bringbare und dort arbeitende Backenwechselvorrichtung (40, 70) vorgesehen ist, die die Backen (26, 28) in einer von der Stirnseite (36) weg gerichteten Bewegung vom Biegewerkzeug (20) entnimmt und in entgegengesetzter Bewegungsrichtung ein anderes Backenpaar (46, 48; 86, 88) einsetzt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Backenwechselvorrichtung (40, 70) verschwenkbar angebracht ist, in Ruhestellung seitlich und im Abstand vom Biegekopf (14) zum Liegen kommt und für einen Wechselvorgang vor die Stirnseite (36) des Biegekopfes (14) schwenkbar ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Backenwechselvorrichtung (40, 70) ein vor die Stirnseite (36) schwenkbares Magazin (42, 72) aufweist, das mit mehreren Backenpaaren (46, 48; 86, 88) bestückbar ist, wobei eine Greifervorrichtung (44; 80 - 83) in einer längs der Vorschubrichtung gerichteten Bewegung das Backenpaar (26, 28) vom Biegewerkzeug (20) abzieht bzw. ein anderes Backenpaar (46, 48; 86, 88) in entgegengesetzter Richtung auf dieses schiebt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifervorrichtung (44) für jede Backe (26, 28; 46, 48; 86, 88) einen Greifer (50, 52; 80 - 83) aufweist, wobei die Greifer in entgegengesetzten Richtungen von der Werkstücklängsmittelachse (19) weg gerichtet, um zumindest einen halben Werkstückdurchmesser verschiebbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Werkzeugmagazin als drehbares Revolverkopfmagazin (72) ausgebildet ist, dessen Drehachse (74) in Arbeitsstellung senkrecht zur Stirnfläche (36) des Biegekopfes (14) verläuft.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Revolverkopfmagazin (72) am Umfang angeordnete U-förmige Ausnehmungen (76, 78) aufweist, so daß das Revolverkopfmagazin (72) das Werkstück (18) U-förmig umgreifend an die Stirnseite (36) des Biegekopfs (14) heranführbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Revolverkopfmagazin (72) in der Stirnebene in allen Raumrichtungen bewegbar angeordnet ist.

8. Verfahren zum Biegen von stangenförmigen Werkstücken (18), mittels eines an einem Biegetisch (12) um zumindest eine vertikale Achse (21) verschwenkbaren Biegekopfes (14), wobei eine Werkstück-Halte- und Vorschubvorrichtung (16) das Werkstück (18) längs einer horizontalen Achse (19) in eine rückwärtige Einschuböffnung eines Biegewerkzeuges (20) des Biegekopfes (14) verschiebt, das Werkstück (18) im Biegekopf (14) von zwei über die Werkstücklängsachse (19) gegenüberliegenden Backen (26, 28) umfänglich formschlüssig umgriffen wird und an einer Stirnseite (36) des Biegekopfs (14) ausgeschoben wird, wobei zwischen zwei verschiedenen Biegevorgängen die Backen (26, 28) ausgewechselt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Backenwechseln eine Backenwechselvorrichtung (40, 70) vor die Stirnseite (36) des Biegekopfes (14) gebracht wird, die Backen (26, 28) in einer von der Stirnseite (36) weg gerichteten Bewegung vom Biegewerkzeug (20) entnommen werden, ein neues Backenpaar (46, 48; 86, 88) in entgegengesetzter Richtung eingesetzt wird, und abschließend die Backenwechselvorrichtung (40, 70) wieder von der Stirnseite (36) entfernt wird.