EP0406969B1 - Verfahren, Vorrichtung und Biegeabstutzdorn für ein mehrwandiges Rohr - Google Patents

Verfahren, Vorrichtung und Biegeabstutzdorn für ein mehrwandiges Rohr Download PDF

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EP0406969B1 EP90201759A EP90201759A EP0406969B1 EP 0406969 B1 EP0406969 B1 EP 0406969B1 EP 90201759 A EP90201759 A EP 90201759A EP 90201759 A EP90201759 A EP 90201759A EP 0406969 B1 EP0406969 B1 EP 0406969B1
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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

  • a multiple tube means in this description and claims a tube which comprises a plurality of conduits, herein called compartments, joined together into the integral tube and extending longitudinally along the tube.
  • the compartments are typically separated from each other by one or more partition walls.
  • the partition wall may be a double wall, in which case each compartment is then a complete single tube in itself, or the partition wall may be a common wall between two compartments.
  • such a tube is of metal, e.g. steel.
  • a known multiple tube is a so-called DD-tube which comprises two compartments, each with a D-shaped cross-section, joined to each other with the flat parts facing each other.
  • the section of the DD-tube may be circular, elliptical or another shape.
  • the partition wall between them is a common wall.
  • DD-tube is usually manufactured as straight tube with two compartments and then modified by, among other steps, a bending operation into the required shape of, for example, an exhaust pipe.
  • a method is known in actual practice in which DD-tube is bent in a bending plane transverse to the partition between the two D-shaped compartments.
  • a bending mandrel is inserted into each of the D-shaped compartments.
  • each bending mandrel has an outer sleeve extending with an essentially constant cross-section transverse to the longitudinal axis, this cross-section corresponds to the cross-section of the D-shaped compartment.
  • the bending mandrel has a flat front side on the end facing towards the bend; the transition area between the outer sleeve and the flat front side is slightly rounded off.
  • a circular bending template is used. The tube is bent round the template.
  • Each bending mandrel is inserted far enough into the tube so that the foremost boundary of the outer sleeve of the mandrel lies approximately 2-5 mm in front of the radius through the tangent point of the tube with the bending template.
  • the correct position of each of the bending mandrel is is determined by experiment for each tube size, bending radius etc. and is thereafter not again altered. If the bending mandrel is inserted further into the tube than the above mentioned position, then a bulge occurs in the bend formed which is an impression of the said transition area.
  • Another disadvantage of the known method occurs when it is attempted to bend the DD-tube in two opposing bends in the same bending plane, i.e. when forming an S-shaped bend. Because the position of the bending mandrel at the inside of the bend may be different from the position of the bending mandrel at the outside of the bend, when making an S-shaped bend, the bending mandrels have to be moved from one compartment to the other during the bending operation. This results in lost production time.
  • DE-A-2 732 046 relates to a method for bending two pipes, one inserted inside the other, and to an apparatus for carrying out the method.
  • two mandrels are used, a round mandrel inserted inside the smaller pipe, and a crescent shaped mandrel between the smaller and the larger pipe. Both mandrels are connected to a support via rigid rods and are kept at their locations while bending the pipes.
  • the position of the bending mandrel in each compartment is varied during the bending operation, to depend e.g. on the bending radius. Therefore an S-bend may be made just by changing the position of the bending mandrel and it is not necessary to remove the bending mandrels collectively from the multiple tube and then re-insert the bending mandrels collectively into another position in the multiple tube.
  • the speed at which the method in accordance with the invention may be operated is consequently increased.
  • the mandrel locating means is adapted to apply a resilient force to at least one of the relatively displaceable mandrels, thereby permitting its displacement in the longitudinal direction of said tube.
  • an elastically extensible element connects at least one of said relatively displaceable mandrels to a fixed element (e.g. a frame part).
  • the elastically extensible element may be a metal tension rod.
  • the elastically extensible element allows a displacement of the bending mandrel longitudinally, whereby the position of each bending mandrel which is provided with such a component is determined by equilibrium between the spring force of the element and the force which is exerted on the bending mandrel by the walls of the respective compartment.
  • the bending mandrels are displaceable longitudinally along the tube, the bending mandrels do not have to be pulled out of the tube for transfer from one bending plane to another bending plane transverse to it, but it is sufficient to rotate the tube by 90° around the longitudinal direction of the tube.
  • the apparatus makes it possible to bend the tube in any desired plane relative to the partition wall.
  • a bending mandrel 12 extends into D-tube 8; a bending mandrel 13 extends into D-tube 9.
  • the mandrels are located at the bending location.
  • Each of the bending mandrels 12 and 13 comprises a bending body 14 and a bending head 15.
  • the bending mandrels 12 and 13 are, by means of steel tension rods 16 and 17 respectively, joined hingedly to a rocker arm 18, which in turn is hingedly joined with the frame 19 of the apparatus, not shown in detail.
  • the tension rods 16 and 17 form elastically extensible elements which apply resilient constraint to the mandrels 12,13 to ensure position adjustment of each of the bending mandrels to the bending parameters occurring in each of the two compartments.
  • Fig. 3 shows another embodiment of a bending mandrel useful in the invention.
  • the bending body is again indicated by 14 and the bending head is indicated by 15. Two identical bending mandrels are used.
  • the bending body has a constant cross-section along its length which essentially corresponds with the section of the compartment to be bent.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
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  • Branch Pipes, Bends, And The Like (AREA)

Claims (15)

  1. Ein Verfahren zum Biegen eines Mehrsystemrohrs (6), das eine Vielzahl von Kammern (7, 8) hat, die sich nebeneinander in Längsrichtung des Rohres erstrecken, in einer Biegeebene, bei dem eine Biegestelle relativ zum Rohr in zunehmendem Maße entlang des Rohres bewegt wird, und bei dem während des Biegens an der Biegestelle ein Dorn (12, 13) in jeder der besagten Kammern (7, 8) vorgesehen ist,
    dadurch gekennzeichnet, daß während zumindest einem Teil des Biegens die Position zumindest eines der besagten Dorne (12, 13) in Abhängigkeit der Länge des Rohrteilstücks, das beim Biegen schon gebogen worden ist, relativ zu der Biegestelle verändert wird.
  2. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1,
    bei dem sich zumindest einer der besagten Dorne (12, 13) während des Biegens unter Beanspruchung durch eine Federkraft in Längsrichtung des Rohres frei bewegen kann.
  3. Ein Verfahren gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 2,
    bei dem sich die besagten Dorne wahrend des Biegens relativ zueinander in Längsrichtung des Rohres bewegen dürfen.
  4. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3,
    bei dem ein erster Dorn (13) der besagten Dorne in einer ersten Kammer (7) vorgesehen ist, die bei besagtem Biegevorgang zu einem ersten Krümmungsradius gebogen wird, und bei dem ein zweiter Dorn (12) der besagten Dorne in einer zweiten Kammer der besagten Kammern (8) vorgesehen ist, die bei besagtem Biegevorgang zu einem zweiten Krümmungsradius gebogen wird, der größer ist als der besagte erste Krümmungsradius, und bei dem sich während mindestens einer Anfangsphase des besagten Biegevorganges der besagte erste Dorn (13) relativ zur besagten Biegestelle weiter entlang des besagten Rohres befindet, als besagter zweiter Dorn (12) in der entgegengesetzten Richtung zu der Bewegungsrichtung der besagten Biegestelle relativ zum Rohr.
  5. Ein Verfahren gemäß Anspruch 4,
    bei dem während besagter Anfangsphase des Biegevorgangs das Ausmaß der Biegung des Rohres nicht mehr als 20° beträgt.
  6. Ein Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5,
    bei dem nach einer Anfangsphase des Biegevorgangs mindestens ein Dorn (12) der besagten Dorne (12, 13) relativ zu besagter Biegestelle von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt wird, die in der zu der Bewegungsrichtung der besagten Biegestelle entgegengesetzten Richtung relativ zum Rohr weiter entlang des Rohres liegt.
  7. Ein Verfahren gemäß Anspruch 6,
    bei dem am Ende der besagten Anfangsphase besagter mindestens ein Dorn (12), der bewegt wird, mit einer Schubkraft von außen beaufschlagt wird, so daß die Bewegung veranlaßt wird.
  8. Vorrichtung zum Biegen eines Mehrsystemrohrs (6),
    das eine Vielzahl von Kammern (7, 8) hat, die sich nebeneinander in Längsrichtung des Rohres erstrecken, in einer Biegeebene, die eine Halterung (1) zum Unterstützen des besagten Rohres während des Biegevorganges, Biegemittel (2, 3, 21) zum Biegen des besagten Rohres um besagten Kalter herum an einer Biegestelle, die relativ zu besagtem Rohr in zunehmendem Maße entlang besagten Rohres bewegt wird, eine Vielzahl von Biegedorne (12, 13), die jeweils so in besagte Kammern einführbar sind, daß besagtes Rohr während des Biegevorgangs innen abgestützt wird, und Positioniermittel (16, 17, 18) für besagte Biegedorne hat, um besagte Biegedorne an der Biegestelle zu halten,
    dadurch gekennzeichnet, daß besagte Positioniermittel (16, 17, 18) zur Verschiebung von mindestens zwei der besagten Dorne (12, 13) relativ zueinander in Längsrichtung des besagten Rohres während des Biegevorganges geeignet sind.
  9. Vorrichtung gemäß Anspruch 8,
    bei der besagtes Positioniermittel (16, 17, 18) dafür angepaßt ist, eine Federkraft auf zumindest eine der besagten relativ beweglichen Dorne auszuüben, wobei dadurch dessen Verschiebung in Längsrichtung des besagten Rohres erlaubt wird.
  10. Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder Anspruch 9, bei der besagtes Positioniermittel ein elastisch dehnbares
    Element (16, 17) aufweist, das mindestens einen der besagten relativ beweglichen Dorne (12, 13) mit einem feststehenden Element (18) verbindet.
  11. Vorrichtung gemäß Anspruch 10,
    bei der besagtes elastisch dehnbares Element (16, 17) ein Metallzugstab ist.
  12. Vorrichtung gemäß Anspruch 8, 9 oder 10,
    bei der besagtes Positioniermittel (16, 17, 18) Mittel zur Beaufschlagung mindestens eines der besagten Dorne (13) mit einer Schubkraft in der Längsrichtung des besagten Rohres aufweist.
  13. Vorrichtung gemäß einem der Ansprüche 8 bis 12,
    bei der mindestens ein besagter Dorn (12, 13) ein Rumpfteilstück (14), das in Längsrichtung des besagten Rohres eine konstante Querschnittsform hat, und ein Kopfteilstück (15) aufweist, das an besagtem Rumpfteilstück befestigt ist und eine erste Grenzfläche (28) hat, die in besagter Biegeebene im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Krümmung gekrümmt ist, die während der Biegung in einer Wand des besagten Rohres gebildet wird, die während des Biegens neben der besagten ersten Grenzfläche liegt.
  14. Vorrichtung gemäß Anspruch 13,
    bei der besagtes Kopfteilstück (15) des besagten Dorns eine zweite Grenzfläche (30) hat, die bezüglich der ersten Grenzfläche (28) entgegengesetzt gerichtet ist und in besagter Biegeebene im wesentlichen in Übereinstimmung mit der Krümmung gekrümmt ist, die während des Biegevorganges in einer Wand des besagten Rohres gebildet wird, die während des Biegens neben der besagten zweiten Grenzfläche (30) liegt, wobei besagter Dorn umkehrbar ist.
  15. Vorrichtung gemäß anspruch 13 oder Anspruch 14,
    bei der besagtes Kopfteilstück (15) des besagten Dorns auf einen Punkt (31) an seinem von besagtem Rumpfteilstück entfernten Ende schräg zuläuft.
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