NL1010174C1

NL1010174C1 - Apparatus and method for bending tubular and rod-shaped material.

Info

Publication number: NL1010174C1
Application number: NL1010174A
Authority: NL
Inventors: Johannes Theodorus Scholten
Original assignee: Busschers Metaalbedrijf Bv
Priority date: 1998-09-24
Filing date: 1998-09-24
Publication date: 2000-03-27
Also published as: EP1115516A1; DE69903574D1; DE69903574T2; WO2000016921A1; EP1115516B1

Description

Inrichting en werkwijze voor het buigen van buisvormig of staafvormig materiaalApparatus and method for bending tubular or rod-shaped material

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het 5 buigen van buisvormig of staafvormig materiaal, omvattende een buigkop voorzien van tenminste een vast opgestelde wals en een beweegbare wals en een transportorgaan voor het althans axiaal transporteren van het materiaal naar de kop.The invention relates to a device for bending tubular or rod-shaped material, comprising a bending head provided with at least one fixedly arranged roller and a movable roller and a transporting member for transporting the material at least axially to the head.

10 Inrichtingen van dit type zijn in het vakgebied bekend. Het betreft dan een buigbank waarbij het materiaal om een doorn wordt getrokken tot een vooraf bepaalde bocht is gerealiseerd, waarna de bewerking kan worden herhaald, eventueel na translatie en een rotatie rond een hoofdas van 15 het materiaal. Op deze wijze kunnen complexe produkten worden gerealiseerd zoals trapleuningen, uitlaten voor motorvoertuigen en dergelijke. De enige eis die aan het te vervaardigen produkt wordt gesteld is dat het uit een aantal discrete en onderling gescheiden bochten is 20 opgebouwd.Devices of this type are known in the art. It then concerns a bending bench in which the material is drawn around a mandrel until a predetermined bend has been realized, after which the operation can be repeated, possibly after translation and a rotation around a major axis of the material. In this way complex products can be realized such as stair railings, motor vehicle exhausts and the like. The only requirement imposed on the product to be manufactured is that it be built up from a number of discrete and mutually separated bends.

De inrichting volgens de uitvinding is daarentegen in staat een continue en vrij programmeerbare kromming te realiseren en heeft volgens een aspect van de uitvinding als kenmerk, 25 dat de beweegbare wals is voorzien van een ophanging en een stuurorgaan die een translatie in een eerste transla-tierichting, een translatie in een tweede translatie-richting en een rotatie om een rotatieas mogelijk maken.The device according to the invention, on the other hand, is capable of realizing a continuous and freely programmable curvature and according to an aspect of the invention is characterized in that the movable roller is provided with a suspension and a control member which translates in a first translation direction , enable translation in a second translation direction and rotation about an axis of rotation.

30 Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat de eerste en de tweede translatierichting althans in hoofdzaak loodrecht op een hoofdas van het nog onbewerkte materiaal staan. Door een combinatie van deze bewegingen is het dan op elk moment 1 O n 4 7 4 2 mogelijk het materiaal in elke gewenste richting te dwingen.A favorable embodiment according to a further aspect of the invention is characterized in that the first and the second translation directions are at least substantially perpendicular to a major axis of the raw material. By a combination of these movements it is then possible at any time to force the material in any desired direction.

Zoals gebruikelijk in het vakgebied is de beweegbare wals 5 voorzien van een groef waarin het materiaal is opgenomen. Dit voorkomt dat bij het buigen van buisvormig materiaal knikvorming optreedt en het minimaliseert beschadiging van het materiaal. Een gunstige uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding, waarbij het materiaal 10 tijdens het buigen voortdurend in de groef kan worden gedrukt heeft als kenmerk, dat de rotatieas althans in hoofdzaak parallel aan de hoofdas verloopt.As usual in the art, the movable roll 5 is provided with a groove in which the material is received. This prevents kinking when bending tubular material and minimizes damage to the material. A favorable embodiment according to a further aspect of the invention, in which the material 10 can be continuously pressed into the groove during bending, is characterized in that the axis of rotation runs at least substantially parallel to the main axis.

Omdat het materiaal voortdurend in de groef kan worden 15 gedrukt heeft een uitvoeringsvorm volgens een verder aspect van de uitvinding als kenmerk, dat de beweegbare wals slechts één rol omvat.Since the material can be continuously pressed into the groove, an embodiment according to a further aspect of the invention is characterized in that the movable roller comprises only one roller.

Hoewel het in principe mogelijk is elke vorm te realiseren 20 uitsluitend onder gebruikmaking van de beweegbare wals, kan het van voordeel zijn, bijvoorbeeld bij het aanbrengen van twee niet in één vlak gelegen bochten, de buis op een gecontroleerde manier te draaien. Een gunstige uitvoeringsvorm van de inventieve inrichting heeft daarom 25 als kenmerk, dat het transportorgaan tevens is ingericht voor het rond de hoofdas roteren van het materiaal.Although it is possible in principle to realize any shape solely using the movable roller, it may be advantageous, for instance when applying two bends that are not in one plane, to rotate the tube in a controlled manner. A favorable embodiment of the inventive device is therefore characterized in that the transport member is also arranged for rotating the material around the main axis.

Volgens een verder aspect van de uitvinding zijn de drie mogelijke bewegingen van de beweegbare wals vrij 30 programmeerbaar. De inrichting heeft daartoe als kenmerk, dat het stuurorgaan is voorzien van drie motoren voor het realiseren van de translaties en de rotatie van de beweegbare wals.According to a further aspect of the invention, the three possible movements of the movable roller are freely programmable. To this end, the device is characterized in that the control member is provided with three motors for realizing the translations and the rotation of the movable roller.

1 0 1 n i 7 Λ 31 0 1 n i 7 Λ 3

Om een maximale bewegingsvrijheid van de beweegbare wals te waarborgen heeft de inrichting volgens een verder aspect van de uitvinding als kenmerk, dat de ophanging van de beweegbare wals is uitgevoerd met een bolscharnier. Aan een 5 aan één zijde van het bolscharnier bevestigde arm zijn dan de drie motoren gekoppeld, aan een aan de andere zijde van het bolscharnier bevestigde arm is de beweegbare wals bevestigd.In order to ensure maximum freedom of movement of the movable roller, the device according to a further aspect of the invention is characterized in that the suspension of the movable roller is provided with a ball joint. The three motors are then coupled to an arm mounted on one side of the ball joint, and the movable roller is attached to an arm mounted on the other side of the ball joint.

10 Hoewel het in principe mogelijk is elke vorm te realiseren uitsluitend onder gebruikmaking van de beweegbare wals en het stuurorgaan, kan het van voordeel zijn, bijvoorbeeld bij het bewerken van dunwandige buis die snel knikt, om axiale bewegingen van de te bewerken buis nabij de 15 beweegbare wals te ondersteunen. Volgens een verder aspect van de uitvinding heeft de inrichting daartoe als kenmerk, dat de vast opgestelde wals is voorzien van een aandrijving ter ondersteuning van door het transportorgaan uitgevoerde axiale bewegingen.Although it is possible in principle to realize any shape exclusively using the movable roller and the control member, it can be advantageous, for instance when machining thin-walled pipes that quickly kink, to make axial movements of the pipe to be processed close to 15 support movable roller. According to a further aspect of the invention, the device is for this purpose characterized in that the fixedly arranged roller is provided with a drive for supporting axial movements performed by the conveyor.

2020

De uitvinding heeft tevens betrekking op een werkwijze voor het buigen van buisvormig of staafvormig materiaal met behulp van een buigkop, waarbij een transportorgaan het te bewerken materiaal langs een hoofdas naar de buigkop 25 transporteert, een vast opgestelde wals het materiaal ondersteunt en omklemt en een beweegbare wals de feitelijke buigactie uitvoert. De werkwijze heeft volgens een aspect van de uitvinding als kenmerk, dat de beweegbare wals vóór de vaste wals wordt geplaatst en zodanig wordt getransleerd 30 en geroteerd dat het aangevoerde materiaal de gewenste buiging verkrijgt.The invention also relates to a method for bending tubular or rod-shaped material with the aid of a bending head, wherein a transporting member transports the material to be processed along a main axis to the bending head 25, a fixedly arranged roller supports and clamps the material and a movable roll performs the actual bending action. The method according to an aspect of the invention is characterized in that the movable roller is placed in front of the fixed roller and is translated and rotated in such a way that the supplied material obtains the desired bending.

Een gunstige realisatie van de werkwijze volgens een aspect van de uitvinding heeft als kenmerk, dat het transportor- 1010174 4 gaan ter ondersteuning van de bewegingen van de beweegbare wals het te bewerken materiaal rond de hoofdas kan roteren.A favorable realization of the method according to an aspect of the invention is characterized in that the conveyor belts supporting the movements of the movable roller can rotate the material to be processed around the main axis.

De uitvinding zal nader worden toegelicht aan de hand van 5 de volgende figuren, waarbij:The invention will be further elucidated with reference to the following figures, wherein:

Fig. 1 schematisch in bovenaanzicht een mogelijke uitvoeringsvorm van de buiginrichting weergeeft; Fig. 2 schematisch in bovenaanzicht een mogelijke 10 uitvoeringsvorm van de buigkop weergeeft;Fig. 1 schematically shows a possible embodiment of the bending device in top view; Fig. 2 schematically shows a possible embodiment of the bending head in top view;

Fig. 3 schematisch in zijaanzicht een mogelijke uitvoeringsvorm van het stuurorgaan weergeeft.Fig. 3 schematically shows a possible embodiment of the control member in side view.

Fig. 1 geeft schematisch in bovenaanzicht een mogelijke 15 uitvoeringsvorm van de buiginrichting weer, waarbij te bewerken materiaal 1 met behulp van een transportorgaan 2 naar een buigkop 3 wordt gevoerd. Transportorgaan 2 omvat een slede 4 die over een bed 5 loopt, welk bed 5 op een frame 6 is aangebracht. Transportorgaan 2 omvat verder een ; 20 op zich bekende, in Fig. 1 niet zichtbare klem waarmee het te bewerken materiaal 1 wordt ingeklemd, een eerste motor 7, waarmee de slede 4 naar buigkop 3 kan worden gevoerd, een tweede motor 8, waarmee het te bewerken materiaal samen met de klem rond zijn hoofdas kan worden geroteerd, een 25 eerste meetorgaan 9, waarmee de beweging van de slede kan worden gemeten en een tweede meetorgaan 10, waarmee de rotatie van het te bewerken materiaal 1 kan worden gemeten. Eerste meetorgaan 9 en tweede meetorgaan 10 zijn op zich bekende elektromagnetische opnemers of elektrooptische 30 opnemers en zijn geïntegreerd in slede 4. Meetorgaan 9 en tweede meetorgaan 10 zijn bepalend voor de toleranties van het door de inrichting vervaardigde eindprodukt.Fig. 1 schematically shows a possible embodiment of the bending device in top view, in which material 1 to be processed is fed to a bending head 3 by means of a transport member 2. Transporting member 2 comprises a carriage 4 which runs over a bed 5, which bed 5 is arranged on a frame 6. Transport member 2 further includes a; 20 known per se, in FIG. 1 invisible clamp with which the material to be processed 1 is clamped, a first motor 7 with which the carriage 4 can be fed to bending head 3, a second motor 8 with which the material to be processed can be rotated together with the clamp around its main axis, a first measuring member 9 with which the movement of the carriage can be measured and a second measuring member 10 with which the rotation of the material 1 to be processed can be measured. First measuring device 9 and second measuring device 10 are known per se electromagnetic sensors or electro-optical sensors and are integrated in slide 4. Measuring device 9 and second measuring device 10 determine the tolerances of the end product manufactured by the device.

Buigkop 3 bestaat uit een vast opgestelde wals 11 en een 35 beweegbare wals 12. Beweegbare wals 12 is via een arm 13 en 1010174 5 een ophanging 14 verbonden met een stuurorgaan 15, dat zodanig kan worden gestuurd dat beweegbare wals 12 kan transleren in het vlak van de tekening, loodrecht op het vlak van de tekening, kan roteren rond arm 13 en verder 5 lineaire combinaties van deze bewegingen kan uitvoeren.Bending head 3 consists of a fixedly arranged roller 11 and a movable roller 12. Movable roller 12 is connected via a arm 13 and a suspension 14 to a control member 15, so that movable roller 12 can translate in the plane. of the drawing, perpendicular to the plane of the drawing, can rotate around arm 13 and further 5 perform linear combinations of these movements.

Door beweegbare wals 12 geschikt te bewegen terwijl transportorgaan 4 het te bewerken materiaal aanvoert en indien nodig rond de lengteas roteert, kan althans in hoofdzaak elke gewenste kromming in het te bewerken 10 materiaal 1 worden aangebracht. Wel is het nodig voor ieder nieuw te ontwikkelen produkt enige proefexemplaren te maken, omdat bijvoorbeeld de mate waarin een buis na buiging terugveert afhangt van het type materiaal en de wanddikte, maar dit geldt in feite voor elk type buigbank. 15By moving movable roller 12 appropriately while transporting member 4 supplies the material to be processed and, if necessary, rotates around the longitudinal axis, at least substantially any desired curvature can be provided in the material 1 to be processed. However, it is necessary to make some test copies for each new product to be developed, because, for example, the degree to which a tube bends back after bending depends on the type of material and the wall thickness, but this in fact applies to every type of bending bench. 15

Fig. 2 geeft schematisch in bovenaanzicht een mogelijke uitvoeringsvorm van buigkop 3 weer, samen met ophanging 14 en stuurorgaan 15. Stuurorgaan 15 omvat een stelsel van drie motoren en drie spindels, waarmee arm 13 kan worden 20 getransleerd en geroteerd, welke bewegingen via de als bolscharnier uitgevoerde ophanging 14 op beweegbare wals 12 wordt overgebracht. Ophanging 14 kan natuurlijk ook als cardanstuk of kruiskoppeling worden uitgevoerd. Van belang is alleen dat er geen speling optreedt, omdat dit direct 25 doorwerkt in de toleranties van het eindprodukt.Fig. 2 schematically shows in top view a possible embodiment of bending head 3, together with suspension 14 and control member 15. Control member 15 comprises a system of three motors and three spindles, with which arm 13 can be translated and rotated, which movements are carried out via the ball joint suspension 14 is transferred to movable roller 12. Suspension 14 can of course also be designed as a universal joint or universal joint. The only important thing is that no play occurs, because this directly affects the tolerances of the end product.

Beweegbare wals 12 heeft feitelijk maar één rol waarin een groef is aangebracht, welke groef het te bewerken materiaal 1 half omvat. Hierdoor is beschadigen en knikken van het te 30 bewerken materiaal 1 vrijwel uitgesloten, terwijl toch een grote vrijheidsgraad voor beweegbare wals 12 is gewaarborgd. Vaste wals 11 bestaat uit vier rollen, evenzeer voorzien van groeven, die zodanig zijn gedimensioneerd dat het te bewerken materiaal 1 rondom 35 wordt ondersteund maar dat het wel mogelijk blijft het te 1010174 6 bewerken materiaal 1 rond de hoofdas te roteren. Hoewel het strikt genomen niet noodzakelijk is de vier rollen van vaste wals 11 aan te drijven, zijn de rollen hier wel aangedreven en bovendien onderling met onderliggende 5 tandwielen gekoppeld. Het voordeel is dat het te bewerken materiaal 1 minder beschadigt en dat een plotseling knikken van bijvoorbeeld dunwandige buis tussen het transportorgaan 2 en de vast opgestelde wals 11 wordt voorkomen.Movable roller 12 actually has only one roller in which a groove is provided, which groove half comprises the material 1 to be processed. As a result, damage and kinking of the material 1 to be processed is virtually impossible, while a high degree of freedom for movable roller 12 is nevertheless ensured. Fixed roller 11 consists of four rollers, likewise provided with grooves, which are dimensioned in such a way that the material 1 to be processed is supported around 35, but that it remains possible to rotate the material 1 to be processed around the main axis. Although it is not strictly necessary to drive the four rollers of fixed roller 11, the rollers are here driven and moreover coupled to each other with underlying gears. The advantage is that the material 1 to be processed is less damaged and that a sudden kinking of, for example, thin-walled tube between the transporting member 2 and the fixed roller 11 is prevented.

10 Vast opgestelde wals 11 is samen met de onderliggende tandwielen als een groep uitgevoerd, die met één handgreep is te verwijderen en te vervangen door een andere buigkop voor een ander type te bewerken materiaal. Ook beweegbare wals 13 is eenvoudig afneembaar bevestigd aan arm 13, 15 bijvoorbeeld met één bout. Door de hele buigkop te vervangen is het mogelijk bijvoorbeeld kleinere walsen te monteren, met een kleinere hartafstand, zodat fijner materiaal kan worden bewerkt en ook kleinere radii kunnen worden gerealiseerd. Ook is het mogelijk een speciale 20 buigkop te maken voor een speciaal, niet-rond materiaal, bijvoorbeeld strip. Weliswaar is het dan niet mogelijk de strip te roteren in vast opgestelde wals 11, maar alle voor strip gebruikelijke bochten kunnen dat uitsluitend onder gebruikmaking van beweegbare wals 12 worden gerealiseerd.Fixed roller 11, together with the underlying gears, is designed as a group, which can be removed with one handle and replaced by another bending head for a different type of material to be processed. Movable roller 13 is also easily detachably attached to arm 13, 15 for instance with one bolt. By replacing the entire bending head it is possible, for example, to mount smaller rollers, with a smaller center distance, so that finer material can be processed and smaller radii can also be realized. It is also possible to make a special bending head for a special, non-round material, for example strip. Although it is then not possible to rotate the strip in fixedly arranged roller 11, all bends customary for strip can be realized only using movable roller 12.

2525

Het kan incidenteel van voordeel zijn om beweegbare wals 13 uit te voeren met twee rollen, waarbij feitelijk steeds maar één rol actief aan het buigproces deelneemt. Dit is bijvoorbeeld het geval als er opeenvolgend een aantal 30 bochten naar links en naar rechts moet worden gemaakt. Met één rol is dit mogelijk door het te bewerken materiaal 1 steeds met behulp van transportorgaan 2 een halve slag te draaien of door steeds beweegbare wals 12 onder het te bewerken materiaal 1 door te halen, maar twee rollen kunnen 35 dan tijdbesparend werken.It may occasionally be advantageous to design movable roller 13 with two rollers, in fact only one roll being actively involved in the bending process at a time. This is the case, for example, if you have to make a series of 30 turns to the left and to the right in succession. With one roller, this is possible by turning the material 1 to be processed half a turn with the aid of transporting member 2 or by passing movable roller 12 under the material 1 to be processed, but two rolls can then save time.

1010174 71010174 7

Fig. 3 geeft schematisch in zijaanzicht een mogelijke uitvoeringsvorm van het stuurorgaan 15 weer. Stuurorgaan 15 omvat drie motoren 16,17,18, aan een zijde met scharnieren 19,20,21 bevestigd aan frame 6, aan een andere zijde 5 voorzien van spindels 22,23,24 die samenwerken met van schroefdraad voorziene bolscharnieren 25,26,27. Met behulp van dit samenstel kan een plaat 28 verticaal transleren door motor 16 te besturen, of horizontaal transleren door de motoren 17,18 op gelijke wijze te sturen, of roteren 10 rond bolscharnier 25 door de motoren 17,18 tegenovergesteld te sturen. Arm 13 is met behulp van een verder niet getoonde kruiskoppeling centraal aan plaat 28 bevestigd, zodanig dat de translaties en de rotatie nauwkeurig worden gevolgd en via ophanging 14 worden doorgegeven aan 15 beweegbare wals 12. De centraal aan plaat 28 bevestigde kruiskoppeling en bolscharnier 25 zijn beide zo hoog mogelijk in frame 6 geplaatst, zodanig dat arm 13 zo goed mogelijk parallel loopt aan het te bewerken materiaal 1, waardoor het te bewerken materiaal 1 steeds optimaal in de 20 beweegbare kop 12 ligt. Spindels 22,23,24 zijn uitgevoerd als bolomloopspindels, omdat hier optredende speling direct doorwerkt op de toleranties van het produkt, mi m 74Fig. 3 schematically shows a possible embodiment of the control member 15 in side view. Controller 15 includes three motors 16, 17, 18, one side with hinges 19, 20, 21 attached to frame 6, on another side 5 with spindles 22, 23, 24 cooperating with threaded ball joints 25, 26, 27. Using this assembly, a plate 28 can translate vertically by controlling motor 16, or horizontally translate by controlling motors 17, 18 in the same way, or rotate around ball joint 25 by steering motors 17, 18 in opposite directions. Arm 13 is centrally attached to plate 28 by means of a universal joint (not shown), such that the translations and the rotation are accurately followed and transmitted via suspension 14 to movable roller 12. The universal joint and ball joint 25 mounted centrally on plate 28 are both placed as high as possible in frame 6, such that arm 13 is as parallel as possible to the material 1 to be processed, so that the material 1 to be processed always lies optimally in the movable head 12. Spindles 22, 23, 24 are designed as spherical circulation spindles, because the play occurring here directly affects the tolerances of the product, mi 74

Claims

1. Device for bending tubular or rod-shaped material, comprising a bending head provided with at least one fixedly arranged roller and a movable roller and a transporting member for transporting the material to be processed to a head along a main axis, characterized in that the movable roller is provided with a suspension and a control member which enable a translation in a first translation direction, a translation in a second translation direction and a rotation about a rotation axis.

2. Device according to claim 1, characterized in that the first and the second translation directions are at least substantially perpendicular to the main axis.

3. Device according to claim 2, characterized in that the axis of rotation runs at least substantially parallel to the main axis 20.

Device according to claim 3, characterized in that the movable roller comprises only one roller.

5. Device as claimed in claim 4, characterized in that the transport member is also arranged for rotating the material around the main axis.

6. Device according to claim 4, characterized in that the control member is provided with three motors for realizing the translations and the rotation of the movable roller. 1010174

Device according to claim 6, characterized in that the suspension of the movable roller is made with a ball joint.

8. Device as claimed in claim 1, characterized in that the fixedly arranged roller is provided with a drive for supporting axial movements performed by the transporting member.

9. A method of bending tubular or rod-shaped material using a bending head, wherein a conveying member transports the material to be processed along a major axis to the bending head, a fixed roller supports and clamps the material and a movable roller performs the actual bending action characterized in that the movable roller is placed in front of the fixed roller and is translated and rotated such that the material supplied obtains the desired bend.

A method according to claim 9, characterized in that the conveyor can rotate the material to be processed around the main axis in support of the movements of the movable roller. 1010174