EP0695591B1 - Vorrichtung zum Biegen von Hohlprofilen mit nicht allseitig geschlossenen Profilquerschnitten - Google Patents
Vorrichtung zum Biegen von Hohlprofilen mit nicht allseitig geschlossenen Profilquerschnitten Download PDFInfo
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- EP0695591B1 EP0695591B1 EP95110337A EP95110337A EP0695591B1 EP 0695591 B1 EP0695591 B1 EP 0695591B1 EP 95110337 A EP95110337 A EP 95110337A EP 95110337 A EP95110337 A EP 95110337A EP 0695591 B1 EP0695591 B1 EP 0695591B1
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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- B21D9/03—Bending tubes using mandrels or the like the mandrel being flexible and engaging the entire tube length and built-up from loose elements, e.g. series of balls
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- 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 device for bending Hollow profiles with not closed on all sides Profile cross sections according to the preamble of the claim 1 (see e.g. WO-A-92 128 12).
- the invention has for its object a To create device with which not all-round closed hollow profiles, especially with a U-shaped groove that can be bent without the To deform profile cross section, the hollow profile after the Recalibrate the bending process and during the Bending process additional, through the mandrel keep emerging forces to a minimum.
- the bending is free forces absorbed by transmission pieces and such a deformation of the U-shaped, for example trained profile cross section largely avoided.
- the profile cross-section is after completed bending process again by pulling Calibration rolls along the U-shaped groove of the curved Hollow profile calibrated.
- Bending mandrel for bending the hollow profile also at larger profile cross sections are not essential Additional forces must be applied.
- the removal is made using a two-part bending die of the curved and possibly braced hollow profile much easier. You can also use this curved hollow profiles with a bending angle that is larger than 180 °.
- the device according to the invention is in the drawing shown and is described in more detail below.
- a head 1 of a pipe bending machine has a bending die 2, a clamping piece 3 and a sliding piece 4.
- a hollow profile 6 to be bent is inserted into the bending die 2 with a profile cross section which is not closed on all sides but is open on one side, for example U-shaped.
- An outer contour of this hollow profile 6 (seen in section, FIG. 2) consists of a base surface 7 with a width b1 and two side surfaces 8, 9 perpendicular thereto, each with a height h1.
- a further U-shaped groove 17 of a depth t3 and a width b3 can also be formed in the respective inner side surfaces 14, 16.
- the bending die 2 is mounted in the head 1 of the pipe bending machine about a pivot axis 18 by means of a drive, not shown.
- the hollow profile 6 is to be arcuate over part of its length with respect to the side surface 8, for. B. arcuate.
- the bending die 2 is divided in a division plane 19 perpendicular to this pivot axis 18, so that the bending die 2 consists of a lower part 21 and an upper part 22 detachable from the lower part 21.
- An outer contour of the bending die 2, ie of the upper part 21 and the lower part 22, is delimited, for example, by an angle alpha of approximately 270 ° in the form of a cylinder jacket with a radius R about the pivot axis 18.
- the remaining segment is delimited by two isosceles, mutually perpendicular side faces 23, 24 of the leg length R, which corresponds to the radius R.
- the lower part 21 of the bending die 2 has a circumferential, L-shaped shoulder 26, equidistant from the outer contour, consisting of a side surface 27 with a height h4 and a base surface 28 perpendicular thereto, with a width b4.
- the upper part 22 of the bending die 2 is designed as a plane-parallel plate which, as already described, has the exact outer contour of the lower part 21.
- the lower part 21 of the bending die 2 is provided with at least two, in the present example three, centering pins 29 which are fixedly connected to the lower part 21 and which engage parallel to the pivot axis 18 in corresponding bores 31 of the upper part 22 of the bending die 2.
- the upper part 22 of the bending die 2 is movable along the pivot axis 18.
- locking devices act, in the present example hydraulic cylinders 32, which press the upper part 22 of the bending die 2 against the lower part 21 of the bending die 2.
- the locking device can also be designed such. B. removable, so that the upper part 22 of the bending die 2 is removable from the lower part 21.
- the circumferential shoulder 26 of the lower part 22 forms with the upper part 22 a circumferential U-shaped groove 33 with a height h4 and a width b4.
- the height h4 of the U-shaped groove 33 is slightly (approx. 0.1 to 0.5 mm) greater than the height h1 of the hollow profile 6 and the width b4 of the U-shaped groove 33 is slightly (approx. 0.5 to 1 mm) smaller than the width b1 of the hollow profile 6.
- the division level 19 of the bending die 2 can of course also perpendicular to the swivel axis 18 in any one standing cutting plane in the area of the side surface 27 the circumferential groove 33 lie.
- the side surface can also 27 have a concave or convex curvature.
- This Clamping piece 3 has a cuboid shape, for example and consists z. B. made of hard plastic.
- a further actuating device for example, a hydraulic cylinder 36 attached the movable end of the slider 4 is attached.
- This slider 4 can, for. B. a cuboid shape to have.
- a diameter d1 of the calibration rollers 37 is slightly (approx. 0.1 mm) smaller than the width b2 of the U-shaped groove 12 and a length l1 of the calibration rollers 37 is smaller (approx. 1 mm) than the depth t2 of the U-shaped ones Groove 12 of the hollow profile 6.
- the calibration rollers 37 are each provided with at least one bore 42 perpendicular to a cylinder axis 41. Through these holes 42 of the calibration rollers 37 leads at least one common flexible, tensile connecting part, for. B.
- a wire rope 43 A wire rope 43.
- Two fixing pieces, for example wire rope clips 44, are fastened to this wire rope 43 at a distance l2. Between these wire rope clips 44, the calibration rollers 37 are arranged, which, lined up without a distance, result in a shorter length l3 than the distance l2 of the two wire rope clips 44. The calibration rollers 37 are thereby movable on the wire rope 43.
- a device 47 for introducing a tensile force ie a pulling device 47, for example a handle or a hydraulic cylinder, is fastened (FIG. 5).
- the U-shaped grooves 17 of the side surfaces 14, 16 of the hollow profile 6 are filled with strip-shaped, opposite transmission pieces 48 made of pressure-resistant, elastic material, for example spring steel, the dimensions of which, when viewed in section, have approximately the depth t3 and width b3 of the groove 17.
- These transfer pieces 48 touch the grooves 17 of the side surfaces 14, 16 continuously, in a sheet-like manner and the lateral surfaces 39 of the calibration rollers 37 lying between the transfer pieces 48 in a linear manner.
- the transmission pieces 48 and thus also the grooves 17 support each other. If no grooves 17 are embedded in the side surfaces 14, 16, transfer pieces 48 with a depth t2 of the side surfaces 14, 16 and a thickness d2 of approximately 2 mm are inserted between the side surfaces 14, 16 and the outer surface 39 of the calibration rollers 37. A continuous, flat power transmission is thus ensured between the transfer pieces 48 and the side surfaces 14, 16. In this case, the diameter d1 of the calibration rollers 37 is reduced by the thicknesses d2 of the two transfer pieces 48.
- the total length of the transfer pieces 48 can be total length to be bent of the hollow profile 6 and be fixed to the profile or just as well The area of the resulting forces are and are relative move to the hollow section 6.
- the bending process is as follows: The hollow profile 6 filled with calibration rollers 37 and transfer pieces 48 is inserted into the bending die 2, so that the hollow profile 6 rests on the side surface 27 and base area 28 of the bending die 2. The upper part 22 is then pressed onto the lower part 21 by means of the hydraulic cylinders 32. By actuating the hydraulic cylinder 34 of the clamping piece 3, the hollow profile 6 is clamped between the clamping piece 3 and the bending die 2. At a free end 49 of the hollow profile 6, the slider 4 is applied by means of the hydraulic cylinder 36. The slider 4 thus acts as a counter bearing for the free end 49 of the hollow profile 6.
- a drive now swivels the bending die 2 and pulls the hollow profile 6 fixed to the bending die 2 via the clamping piece 3.
- the latter is deformed according to the predetermined shape of the bending die 2, in the present case in the form of a circular arc, since the free end 49 of the hollow profile 6 is supported on the counter bearing, ie on the slide 4.
- Forces released by the bending process towards the outside, which could cause any deformation of the profile cross section, are absorbed by the circumferential groove 33 of the bending die 2.
- Forces acting on the side surfaces 14, 16 are absorbed continuously by the transfer pieces 48. These transfer pieces are supported either directly or via auxiliary means, ie calibration rollers 37.
- the transfer pieces 48 are deformed in the bending direction and the positions of the calibration rollers 37 lined up on the flexible wire rope 43 are adapted to the bent hollow profile 6. If a desired bending angle beta is reached, the drive stops and the clamping piece 3 is turned off by the hollow profile 6. By actuating the pulling device 47, the rollers are pulled out of the hollow profile 6 and thereby smooth out any unevenness of the side surfaces 8, 9 of the hollow profile 6, ie the U-shaped groove 12 of the hollow profile 6 is calibrated true to size. After removing the calibration rollers 37, the transfer pieces 48 are removed and spring back into their original shape.
- the clamping piece 3 and the sliding piece 4 are turned off from the hollow profile 6 by means of the hydraulic cylinders 34, 36, and the tensioning of the lower part 21 and the upper part 22 of the bending die 2 is released by relaxing the hydraulic cylinder 32.
- the curved hollow profile 6 is removed from the bending die 2 to the front. If the bending angle Beta of the hollow profile 6 is greater than 180 °, the upper part 22 is removed from the lower part 21 of the bending die 2 and the bent hollow profile 6 is removed upwards from the bending die 2.
Description
- Fig. 1
- eine schematische Darstellung in Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 2
- einen Profilquerschnitt durch ein zu biegendes Hohlprofil,
- Fig. 3
- einen schematischen Schnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 4
- einen vergrößerten Ausschnitt von Fig. 3 mit Hohlprofil, Übertragsstücken und Kalibrierrollen,
- Fig. 5
- eine schematische Darstellung von auf einem Drahtseil aufgereihten Kalibrierrollen,
- Fig. 6
- eine schematische Darstellung in Draufsicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung entsprechend Fig. 1 nach abgeschlossenen Biegevorgang.
Eine Außenkontur dieses Hohlprofils 6 besteht (im Schnitt gesehen, Fig. 2) aus einer Grundflache 7 mit einer Breite b1 und zwei hierzu senkrecht stehenden Seitenflächen 8, 9 mit jeweils einer Höhe h1. An einer geöffneten, der Grundflache 7 gegenüberliegenden Seitenfläche 11 des Hohlprofils 6 ist eine annähernd U-förmige Nut 12 einer Tiefe t2 und einer Breite b2 eingeformt, die von einer Grundfläche 13 und zwei gegenüberliegenden Seitenflächen 14, 16 gebildet wird. Zusätzlich kann, wie im vorliegenden Beispiel, auch in die jeweilige, innere Seitenflächen 14, 16 eine weitere U-förmige Nut 17 einer Tiefe t3 und einer Breite b3 eingeformt sein. Die Biegematrize 2 ist im Kopf 1 der Rohrbiegemaschine um eine Schwenkachse 18 schwenkbar mittels eines nicht dargestellten Antriebes gelagert. Das Hohlprofil 6 soll über einen Teil seiner Länge bezüglich der Seitenfläche 8 bogenförmig, z. B. kreisbogenförmig, gebogen werden.
Eine Außenkontur der Biegematrize 2, d. h. von Oberteil 21 und Unterteil 22 wird beispielsweise über einen Winkel Alpha von ca. 270° zylindermantelförmig mit Radius R um die Schwenkachse 18 begrenzt. Das verbleibende Segment wird von zwei gleichschenkligen, zueinander rechtwinkligen Seitenflächen 23, 24 der Schenkellänge R, die dem Radius R entspricht, begrenzt. Das Unterteil 21 der Biegematrize 2 weist äquidistant zur Außenkontur einen umlaufenden, L-förmigen Absatz 26 bestehend aus einer Seitenfläche 27 mit einer Höhe h4 und einer senkrecht hierzu stehenden Grundfläche 28 mit einer Breite b4 auf. Das Oberteil 22 der Biegematrize 2 ist als eine planparallele Platte ausgebildet, die, wie bereits beschrieben, die exakte Außenkontur des Unterteils 21 aufweist.
Das Unterteil 21 der Biegematrize 2 ist mit mindestens zwei, im vorliegenden Beispiel drei, fest mit dem Unterteil 21 verbundenen Zentrierstiften 29, versehen, die parallel zur Schwenkachse 18 verlaufend in entsprechende Bohrungen 31 des Oberteils 22 der Biegematrize 2 eingreifen.
Somit ist das Oberteil 22 der Biegematrize 2 entlang der Schwenkachse 18 beweglich. An diesen Zentrierstiften 29 greifen beispielsweise Verriegelungseinrichtungen an, im vorliegenden Beispiel Hydraulikzylinder 32, die das Oberteil 22 der Biegematrize 2 gegen das Unterteil 21 der Biegematrize 2 pressen. Die Verriegelungseinrichtung können auch derart ausgestaltet sein, z. B. entfernbar, so daß das Oberteil 22 der Biegematrize 2 vom Unterteil 21 abnehmbar ist.
Bei zusammengefügten Ober- und Unterteil 21, 22 bildet der umlaufende Absatz 26 des Unterteils 22 mit dem Oberteil 22 eine umlaufende U-förmige Nut 33 mit einer Höhe h4 und einer Breite b4. Hierbei ist die Höhe h4 der U-förmigen Nut 33 geringfügig (ca. 0,1 bis 0,5 mm) größer als die Höhe h1 des Hohlprofils 6 und die Breite b4 der U-förmigen Nut 33 geringfügig (ca. 0,5 bis 1 mm) kleiner als die Breite b1 des Hohlprofils 6 ausgebildet.
Die U-förmige Nuten 17 der Seitenflächen 14, 16 des Hohlprofils 6 werden mit streifenförmigen, gegenüberliegenden Übertragungsstücken 48 aus druckfestem, elastischem Material, biespielsweise Federstahl, deren Abmessungen im Schnitt gesehen annähernd die Tiefe t3 und Breite b3 der Nut 17 aufweisen, ausgefüllt. Diese Übertragungsstücke 48 berühren die Nuten 17 der Seitenflächen 14, 16 kontinuierlich, flächenförmig und die Mantelflächen 39 der zwischen den Übertragungsstücken 48 liegenden Kalibrierrollen 37 linienförmig. Dadurch stützen sich die Übertragungsstücke 48 und damit auch die Nuten 17 gegenseitig ab.
Sind in den Seitenflächen 14, 16 keine Nuten 17 eingelassen, werden Übertragungsstücke 48 mit ca. der Tiefe t2 der Seitenflächen 14, 16 und einer Dicke d2 von ca. 2 mm jeweils zwischen Seitenflächen 14, 16 und Mantelfläche 39 der Kalibrierrollen 37 eingelegt. Somit ist zwischen Übertragungsstücken 48 und Seitenflächen 14, 16 eine kontinuierliche, flächenförmige Kraftübertragung gewährleistet. Der Durchmesser d1 der Kalibrierrollen 37 wird in diesem Fall um die Dicken d2 der beiden Übertragungsstücke 48 reduziert.
Das mit Kalibrierrollen 37 und Übertragungsstücken 48 ausgefüllte Hohlprofil 6 wird in die Biegematrize 2 eingelegt, so daß das Hohlprofil 6 an der Seitenfläche 27 und Grundfläche 28 der Biegematrize 2 anliegt. Daraufhin wird das Oberteil 22 auf das Unterteil 21 mittels der Hydraulikzylinder 32 gepreßt. Durch Betätigen des Hydraulikzylinders 34 des Klemmstückes 3 wird das Hohlprofil 6 zwischen dem Klemmstück 3 und der Biegematrize 2 eingespannt. An ein freies Ende 49 des Hohlprofils 6 wird mittels des Hydraulikzylinders 36 das Gleitstück 4 angelegt. Das Gleitstück 4 wirkt somit als Gegenlager für das freie Ende 49 des Hohlprofils 6.
Ein nichtdargestellter Antrieb schwenkt nun die Biegematrize 2 und zieht das über das Klemmstück 3 an der Biegematrize 2 fixierte Hohlprofil 6 mit. An einem Tangentenpunkt 51 des Hohlprofils 6 an der Biegematrize 2 wird diese entsprechend der vorgegebenen Form der Biegematrize 2, im vorliegenden Fall kreisbogenförmig, verformt, da sich das freie Ende 49 des Hohlprofils 6 am Gegenlager, d. h. am Gleitstück 4, abstützt. Durch den Biegevorgang nach außen frei werdende Kräfte, die eine etwaige Verformung des Profilquerschnittes bewirken könnten, werden durch die umlaufende Nut 33 der Biegematrize 2 aufgenommen.
Auf die Seitenflächen 14, 16 wirkende Kräfte werden von den Übertragungsstücken 48 kontinuierlich, flächenförmig aufgenommen. Diese Übertragungsstücke stützen sich entweder direkt oder über Hilfsmittel, d. h. Kalibrierrollen 37 ab. Somit wird eine Verformung des Profilquerschnittes weitgehendst vermieden.
Durch den Biegevorgang werden die Übertragungsstücke 48 in Biegerichtung verformt und die Positionen der auf dem flexiblen Drahtseil 43 aufgereihten Kalibrierrollen 37 dem gebogenen Hohlprofil 6 angepaßt.
Ist ein gewünschter Biegewinkel Beta erreicht, stoppt der Antrieb und das Klemmstück 3 wird von dem Hohlprofil 6 abgestellt.
Durch Betätigen der Zugeinrichtung 47, werden die Rollen aus dem Hohlprofil 6 herausgezogen und glätten dabei eventuell aufgetretene Unebenheiten der Seitenflächen 8, 9 des Hohlprofils 6, d. h. die U-förmige Nut 12 des Hohlprofils 6 wird maßhaltig kalibriert. Nach Entfernen der Kalibrierrollen 37 werden die Übertragungsstücke 48 entnommen und federn in ihre Ursprungsform zurück.
Das Klemmstück 3 und das Gleitstück 4 werden mittels der Hydraulikzylinder 34, 36 vom Hohlprofil 6 abgestellt, und die Verspannung von Unterteil 21 und Oberteil 22 Biegematrize 2 wird durch Entspannen des Hydraulikzylinders 32 gelöst. Das gebogene Hohlprofil 6 wird nach vorne aus der Biegematrize 2 entnommen.
Ist der Biegewinkel Beta des Hohlprofils 6 größer als 180° wird das Oberteil 22 vom Unterteil 21 der Biegematrize 2 entfernt und das gebogene Hohlprofil 6 wird nach oben aus der Biegematrize 2 entnommen.
- 1
- Kopf
- 2
- Biegematrize
- 3
- Klemmstück
- 4
- Gleitstück
- 5
- -
- 6
- Hohlprofil
- 7
- Grundfläche (6)
- 8
- Seitenfläche (6)
- 9
- Seitenfläche (6)
- 10
- -
- 11
- Seitenfläche, offen
- 12
- Nut, U-förmig
- 13
- Grundfläche (12)
- 14
- Seitenfläche (12)
- 15
- -
- 16
- Seitenfläche (12)
- 17
- Nut, U-förmig (14, 16)
- 18
- Schwenkachse
- 19
- Teilungsebene
- 20
- -
- 21
- Unterteil (2)
- 22
- Oberteil (2)
- 23
- Seitenfläche
- 24
- Seitenfläche
- 25
- -
- 26
- Absatz
- 27
- Seitenfläche (26)
- 28
- Grundfläche (26)
- 29
- Zentrierstift (21)
- 30
- -
- 31
- Bohrungen (22)
- 32
- Hydraulikzylinder
- 33
- Nut, U-förmig (6)
- 34
- Hydraulikzylinder (3)
- 35
- -
- 36
- Hydraulikzylinder (4)
- 37
- Kalibrierrolle
- 38
- Zylinderdeckel (37)
- 39
- Mantelfläche (37)
- 40
- -
- 41
- Zylinderachse (37)
- 42
- Bohrung (37)
- 43
- Drahtseil
- 44
- Drahtseilklemmen
- 45
- -
- 46
- Ende (43)
- 47
- Zugeinrichtung
- 48
- Übertragungsstück
- 49
- Ende, freies (6)
- 50
- -
- 51
- Tangentenpunkt
- b1
- Breite der Grundfläche (7)
- b2
- Breite der Nut (12)
- b3
- Breite der Nut (17)
- b4
- Breite der Grundfläche (28)
- d1
- Durchmesser der Kalibrierrollen (37)
- d2
- Dicke des Übertragungsstückes (48)
- h1
- Höhe der Seitenfläche (8, 9)
- h4
- Höhe der Seitenfläche (27)
- l1
- Länge der Kalibrierrolle (37)
- l2
- Abstand der Drahtseilklemmen (44)
- l3
- Länge der aufgereihten Kalibrierrollen (37)
- t2
- Tiefe der Nut (12)
- t3
- Tiefe der Nut (17)
- R
- Radius
- Alpha
- Winkel des kreisbogenförmigen Abschnittes der Biegematrize (2)
- Beta
- Biegewinkel
Claims (5)
- Vorrichtung zum Biegen von Hohlprofilen (6) mit nicht allseitig geschlossenen Profilquerschnitten, bestehend aus einer Biegematrize (2), mindestens einem Klemmstück (3) und mindestens einem Gleitstück (4), gekennzeichnet durch zwei gegenüberliegende Übertragungsstücke (48) aus druckfestem, biegeelastischem Material zum flächenförmigen, kontinuierlichen Abstützen von jeweils inneren Seitenflächen (14; 16) bzw. Nuten (17) der Seitenflächen (14; 16) des Hohlprofils (6), die während des Biegevorganges profilfest angeordnet werden, wobei zwischen den Übertragungsstücken (48) eine Vielzahl von Kalibrierrollen (37), deren Mantelflächen (39) die Übertragungsstücke (48) linienförmig berühren, angeordnet sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kalibrierrollen (37) auf einem flexiblen, zugfesten Drahtseil (43) aufgereiht sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem Ende (46) des Drahtseils (43) eine Einrichtung zum Einleiten einer Zugkraft angeordnet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (47) zum Einleiten einer Zugkraft als Handgriff ausgebildet ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (47) zum Einleiten einer Zugkraft aus einem Hydraulikzylinder besteht.
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1995
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