NL8901713A - Werkwijze, inrichting en buigdoorn voor het buigen van een meervoudige buis. - Google Patents

Description

WERKWIJZE, INRICHTING EN BUIGDOORN VOOR HET BUIGEN VAN EEN MEER¬VOUDIGE BUIS

Door aanvraagster wordt als uitvinder genoemd:

Hermanus Gerhardus GROBBENHAAR te MELICK EN HERKENBOSCH

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het ineen buigvlak buigen van een meervoudige buis die is voorzien vaneen aantal in langsrichting van de buis verlopende compartimentenwaarbij tijdens het buigen in een aantal der compartimenten van debuis telkens een buigdoorn reikt.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voorhet uitvoeren van de werkwijze en op een buigdoorn voor gebruikdaarbij.

Onder een meervoudige buis wordt een buis verstaan die eenaantal onderling verbonden in de langsrichting van de buisverlopende compartimenten omvat, welke compartimenten door een ofmeer scheidingswanden van elkaar gescheiden zijn. Een scheidings¬wand kan dubbelwandig zijn, waarbij dan een compartiment eenvolledige enkelvoudige buis is, of een scheidingswand kan eengemeenschappelijke wand tussen twee compartimenten zijn.

Een bekende meervoudige buis is een DD-buis die tweecompartimenten, elk met een D-vormige doorsnede omvat en welke tweecompartimenten met de vlakke delen naar elkaar toe gericht metelkaar verbonden zijn. De doorsnede van de DD-buis kan cirkel¬vormig, elliptisch of andersvormig zijn.

DD-buis vindt toenemende toepassing als uitlaatbuis in deautomobielindustrie. De aantrekkelijkheid van de DD-buis is datdeze buisvorm geschikt is voor verbrandingsmotoren met een hoogspecifiek vermogen en in een automobiel weinig ruimte inneemtwaardoor de ontwerpvrijheid toeneemt die gewenst is voor eenaërodynamische vormgeving.

DD-buis wordt in het algemeen vervaardigd als rechte buis mettwee compartimenten en vervolgens door onder meer een buigbewerkingaangepast aan de verlangde vorm van bijvoorbeeld een uitlaatbuis.

Uit de praktijk is een werkwijze bekend waarbij DD-buis wordtgebogen in een buigvlak dwars op de scheidingswand tussen de beideD-vormige compartimenten. Bij de bekende werkwijze wordt in elk derD-vormige compartimenten een buigdoorn gebracht. Hierbij heeft elkebuigdoorn een in hoofdzaak cilindrisch verlopende buitenmantel meteen doorsnede dwars op de cilinderas die overeenkomt met de door¬snede van het D-vormig compartiment. De buigdoorn heeft aan hetnaar de bocht gerichte uiteinde een vlakke voorkant; het overgangs¬gebied tussen de cilindrische buitenmantel en de vlakke voorkant islicht afgerond. Bij een ronde buigsjabloon wordt elke buigdoornzover in de te buigen buis gebracht dat de voorste begrenzing vande cilindrische buitenmantel circa 2-5 mm ligt voor de straal doorhet raakpunt van de buis met de buigsjabloon. De juiste positie vanelk der buigdoorns moet proefondervindelijk worden vastgesteld enwordt daarna niet meer gewijzigd. Wordt een buigdoorn verder dan dehiervoor genoemde positie in de buis gebracht, dan ontstaat in degebogen bocht een uitstulping die een afdruk is van het genoemdeovergangsgebied. Zou een buigdoorn nog verder in de buis gebrachtworden, dan is de kans groot dat de buigdoorn tijdens het buigendoor de buis in de bocht wordt getrokken waardoor het buigprocesstagneert en schade kan ontstaan aan buigdoorn en de overige delenvan de buiginrichting. Bij het buigen van DD-buis zal in hetalgemeen de positie van de buigdoorn in het buitenste compartimentafwijken van de positie van de buigdoorn in het binnenstecompartiment. Met de bekende werkwijze kunnen bochten van circa 90°gebogen worden, dat wil zeggen dat de meervoudige buis over 90°verbogen wordt. Bij een grotere verbuiging gaat de in de binnen-bocht verlopende buitenwand van de DD-buis rimpels vertonen enwordt het aan de buitenbocht verlopende compartiment afgeplat. Eendaaruit volgend bezwaar is dat bij gebruik als uitlaatbuis, degasbalans tussen de cilinders van de verbrandingsmotor aangeslotenop het ene D-vormige compartiment en de cilinders aangesloten ophet andere D-vormige compartiment verstoord wordt.

Een ander nadeel van de bekende werkwijze doet zich voor bijhet willen buigen van de DD-buis in twee tegengestelde bochten inhetzelfde buigvlak, dus bij het buigen van een S-vormige bocht.

Omdat de positie van de buigdoorn in de binnenbocht anders kan zijndan de positie van de buigdoorn in de buitenbocht, moeten voor hetbuigen van een S-vormige bocht tijdens het buigproces de buigdoornsvan compartiment verwisseld worden. Hierdoor gaat produktietijdverloren.

De uitvinding stelt zich ten doel een werkwijze voor hetbuigen van meervoudige buis te verschaffen die het mogelijk maakteen meervoudige buis te buigen in ten minste een haakse bochtwaarbij de doorsneden van de compartimenten van de meervoudige buisin hoofdzaak niet veranderen en in de buitenwand van de buis geenrimpels ontstaan. De uitvinding stelt zich tevens ten doel eenwerkwijze te verschaffen waarmee een S-vormige bocht gebogen kanworden zonder dat het noodzakelijk is de buigdoorn van compartimentte verwisselen. De werkwijze volgens de uitvinding is er daartoedoor gekenmerkt dat de positie van elk der buigdoorns ten opzichtevan de buis tijdens ten minste een deel van het buigen gekozenwordt in afhankelijkheid van buigparameters van het desbetreffendecompartiment.

Gebleken is dat de buigdoorns niet op een vaste positiegehouden moeten worden doch op een plaats moeten worden gebrachtdie afhankelijk is van de op dat moment optredende buigparametersvan het desbetreffende compartiment. Proeven hebben aangetoond datmet de werkwijze volgens de uitvinding een DD-buis met een dubbelescheidingswand gebogen kan worden in een bocht van meer dan 140°zonder dat rimpelvorming optreedt in de, in de binnenbochtverlopende, buitenwand van de DD-buis en zonder dat de doorsnedevan elk der samenstellende D-buizen noemenswaard van vormverandert.

Omdat tijdens het buigen de positie van de buigdoorn in elkder compartimenten gekozen wordt in afhankelijkheid van de buig-straal kan een S-bocht gebogen worden door slechts de positie vande buigdoorns te wijzigen en is het niet nodig de buigdoornsgezamenlijk uit de meervoudige buis te verwijderen en de buigdoornsin een andere positie gezamenlijk weer in de meervoudige buis tebrengen. De snelheid waarmee de werkwijze volgens de uitvinding kanworden bedreven is daardoor toegenomen.

Een nadere uitwerking van de werkwijze volgens de uitvindingis erdoor gekenmerkt dat een van de buigparameters de lengte vanhet reeds gebogen deel van de buis is.

Het de bekende werkwijze treedt, uitgaande van de DD-buis metcirkelvormige doorsnede tijdens het buigen een afplatting van dedoorsnede op die toeneemt naarmate de lengte van het reeds gebogendeel van de buis, dus de hoek waarover de buis verbogen is,toeneemt. Bovendien verplaatst de scheidingswand zich ten opzichtevan zijn oorspronkelijke positie. Bij de bekende werkwijze is, bijeen gebogen bocht van 90° de kleinste diameter van de doorsnedecirca 8% kleiner dan de grootste diameter.

Met de werkwijze volgens de uitvinding is de kleinste diametervan de doorsnede bij een gebogen bocht van meer dan 140° slechtscirca 3% kleiner dan de grootste diameter.

De uitvinding heeft tevens betrekking op een inrichting voorhet in een buigvlak buigen van een meervoudige buis die is voorzienvan een aantal in langsrichting van de buis verlopende en door eenscheidingswand van elkaar gescheiden compartimenten, omvattende eensteunelement voor het tijdens het buigen steunen van de meervoudigebuis en buigmiddelen voor het om het steunelement buigen van demeervoudige buis en voorzien van een aantal in de meervoudige buisbrengbare buigdooms, welke het kenmerk heeft dat de inrichtingvoorzien is van compensatiemiddelen voor het tijdens het buigentoelaten van een verplaatsing in de langsrichting ten opzichte vanelkaar van ten minste twee van de buigdooms. Tijdens het buigenkan hiermee de actuele positie van een buigdoorn in eencompartiment op elk moment aangepast worden aan de op dat moment enop die plaats voorkomende buigstraal.

Bij de bekende inrichting die gebruik maakt van buigdoomszijn deze door middel van bevestigingsmiddelen met het gestel vande inrichting verbonden en reiken de buigdooms tijdens het buigenvanaf een recht deel van de te buigen buis tot nabij het deel vande buis dat gebogen wordt.

Een eenvoudige en zelf instellende uitvoeringsvorm van deinrichting volgens de uitvinding, waarbij een buigdoorn aan eenbevestigingsmiddel gekoppeld is, is erdoor gekenmerkt dat decompensatiemiddelen een elastisch element omvatten dat tussen debuigdoorn en het bevestigingsmiddel is aangebracht. Het elastischelement laat een verplaatsing van een buigdoorn in de langsrichtingtoe waarbij de positie van iedere buigdoorn die van een elastischelement is voorzien, wordt bepaald door evenwicht tussen de veer¬kracht van het elastisch element en de kracht die door de wanden van het desbetreffende compartiment op de buigdoorn wordt uitge¬oefend.

Een bijzonder eenvoudige uitvoeringsvorm is erdoor gekenmerktdat het elastisch element een trekstang is. Een trekstang alselastisch element levert het voordeel op van eenvoud en vanongevoeligheid voor vervuiling door spanen, schilfers enz.

Goede resultaten met de inrichting bij gebruik voor het buigenvan DD-buis worden bereikt in een nadere uitvoeringsvorm, welkeerdoor gekenmerkt is dat ten minste een buigdoorn een cilindrischbuiglichaam en een daarmee verbonden buigkop omvat en waarvan debuigkop althans een naar de buitenwand gekeerd begrenzingsvlakheeft dat in hoofdzaak verloopt volgens een in de buitenwand van debuis aan te brengen bocht. Proeven met deze uitvoering hebbenaangetoond dat buigen van dikwandige DD-buis over grote hoeken goedmogelijk is zonder dat de wanden van de buis beschadigen of dedoorsnede van elk der D-vormige compartimenten noemenswaard vanvorm verandert.

In het bijzonder voor het buigen van S-bochten kunnen buigkopen buiglichaam kantelbaar om een kantelas verbonden zijn waarbij dekantelas dwars verloopt op het buigvlak. Het daarvoor benodigdekantelmechanisme kan echter bij bepaalde toepassingen gevoelig zijnvoor verontreiniging waardoor de goede werking nadelig wordtbeïnvloed.

Een verdere vereenvoudiging van de inrichting wordt verkregenmet een uitvoeringsvorm welke erdoor is gekenmerkt dat de buigkopeen naar een scheidingswand gekeerd begrenzingsvlak heeft dat inhoofdzaak verloopt volgens een in de scheidingswand aan te brengenbocht. De buigkop kan bij die uitvoering star verbonden zijn methet buiglichaam waardoor de inrichting ook toepasbaar is voormeervoudige buis waarbij tijdens het buigen materiaaldeeltjesloskomen van de binnenwand.

Een verdere voorkeursuitvoering van de inrichting volgens deuitvinding is erdoor gekenmerkt dat de buigkop aan de van hetbuiglichaam gekeerde zijde puntvormig toeloopt. Doordat de buigkoppuntvormig toeloopt is ook een buigbewerking dwars op het eerdergenoemde buigvlak mogelijk zonder dat de beide buigdoornsverwisseld of vervangen moeten worden. Bij die buigbewerking zullende beide buigdoorns in de langsrichting ten opzichte van de DD-buiseenzelfde positie innemen.

Omdat de buigdooms tijdens het buigen in de langsrichting vande buis verplaatsbaar zijn, hoeven voor het overgaan van het enebuigvlak naar een dwars daarop verlopend buigvlak de buigdoomsniet uit de buis gehaald te worden, maar kan worden volstaan meteen verdraaiing van de buis van 90° om de langsrichting van debuis. In deze uitvoeringsvorm biedt de inrichting de mogelijkheidde buis in een willekeurig ten opzichte van de scheidingswandverlopend vlak te buigen.

De uitvinding zal in het hiernavolgende worden toegelicht aande hand van de tekening. In de tekening is fig. 1 een doorsnede door het buigvlak van een DD-buis die isingespannen in een inrichting volgens de uitvinding; fig. 2 een aanzicht van een buigdoorn voor gebruik in eeninrichting volgens de uitvinding; fig. 3 een aanzicht van een andere uitvoering van een buig¬doorn voor gebruik in een inrichting volgens de uitvinding.

In fig. 1 is 1 een radiaal buigblok dat in de inrichting hetsteunelement vormt. Het radiaal buigblok 1 heeft een tangentieelverlopend deel 2 dat samenwerkt met de kleminrichting 3, die debuigmiddelen vormt, voor het inklemmen van de te buigen buis.Radiaal buigblok 1 is aan zijn omtrek half-cirkelvormig uitgeholdvoor het opnemen van de te buigen buis. Het radiaal buigblok 1 iste zamen met de kleminrichting 3 verdraaibaar om een as 4 die dwarsop het vlak van tekening verloopt. In de getekende stand zijnradiaal buigblok en kleminrichting over 90° in uurwijzerzinverdraaid ten opzichte van een ruststand getekend.

In de inrichting is een DD-buis 6 ingeklemd. De DD-buis omvattwee enkelvoudige D-buizen 7 en 8 die van elkaar gescheiden zijndoor een scheidingswand 9. De buis is aan het achterste uiteindeingeklemd door middel van een spantang 20. De spantang 20 istijdens het buigen beweegbaar in de langsrichting van de buis.Tevens is de spantang 20 verdraaibaar om een as die samenvalt metde langsrichting van de buis. Om uitwijken van de buis tijdens hetbuigen te voorkomen, en om het buigproces te besturen, wordt debuis ondersteund door een glijschoen 21. Plooistrijker 22 geleidtde buis tot dicht bij de omtrek van het radiaal buigblok envoorkomt het ontstaan van rimpels in eerste aanleg.

In D-buis 8 reikt een buigdoorn 12; in D-buis 9 reikt eenbuigdoorn 13. Elk der buigdooms 12 en 13 omvat een buiglichaam 14 en een buigkop 15. Buigdoorn 12 is door middel van een trekstang 16en buigdoorn 13 door middel van een trekstang 17 scharnierendverbonden met een tuimelarm 18 die scharnierend verbonden is methet, niet nader aangegeven gestel 19 van de inrichting. De trek-stangen 16 en 17 vormen elastische elementen die zorgen voor eenaanpassing van de positie van elk der buigdoorns aan de voorkomendebuigparameters in elk der beide compartimenten.

Tijdens het buigen oefent in de inrichting volgens deuitvinding de in de buitenbocht verlopende buitenwand van deD-buis 8 op buigdoorn 12 een naar achteren gerichte kracht uit.Deze kracht veroorzaakt, als gevolg van de elastische vervormingvan de trekstang een geringe achterwaartse verplaatsing van buig¬doorn 12. Door tussenkomst van trekstang 16, tuimelarm 18 entrekstang 17 resulteert deze achterwaartse verplaatsing van buig¬doorn 12 in een voorwaartse verplaatsing van buigdoorn 13. Opovereenkomstige wijze beïnvloedt de scheidingswand 9 de positie vanbuigdoorn 13 en door tussenkomst van de trekstangen en de tuimelarmde positie van buigdoorn 12.

Als gevolg van dit beschreven krachtenspel en de daaruitvoortvloeiende absolute en relatieve posities van de buigdoorns ishet mogelijk met de inrichting volgens de uitvinding een meer¬voudige buis over een grotere hoek dan 90° te verbuigen zonder datde doorsnede van elk der compartimenten van de meervoudige buis inbezwaarlijke mate wordt vervormd.

Voor het buigen van een S-bocht worden de spantang 20 en debeide buigdoorns 12, 13 inclusief de trekstangen 16, 17 en detuimelarm 18 180° verdraaid om de as door de langsrichting van debuis. Na de verdraaiing ligt D-buis 8 met daarin buigdoorn 12 tegenhet radiaal buigblok en ligt D-buis 7 met daarin buigdoorn 13 tegenglijschoen 21. Het buigproces kan daarop aansluitend worden voort¬gezet, waarbij overeenkomstig het hierboven beschreven krachtenspelde buigdoorns de juiste positie innemen.

Fig. 2 toont een buigdoorn die een buiglichaam 14 en eendaarmee verbonden buigkop 15 omvat. Buiglichaam en buigkop zijndoor middel van een kantelas 25 kantelbaar met elkaar verbonden. Dedoorsnede van het buiglichaam 14 en van de buigkop 15 komen inhoofdzaak overeen met de doorsnede van het te buigen compartimentvan de meervoudige buis. Het buiglichaam kan met een drukveer ofdoor middel van een elastisch vervormbare trekstang als elastisch element met het gestel van de inrichting verbonden zijn.

Big, 3 toont een andere uitvoeringsvorm van een buigdoorn. Metverwijzingscijfer 14 is weer het buiglichaam aangegeven, en metverwijzingscijfer 15 is de buigkop aangegeven. Het buiglichaamheeft een doorsnede die in hoofdzaak overeenkomt met de doorsnedevan het te buigen compartiment.

Het begrenzingsvlak 26 is bij een buigdoorn van een DD-buiseen plat vlak dat samenwerkt met de scheidingswand van de DD-buis;het begrenzingsvlak 27 heeft een vorm die overeenkomt met debuitenwand van een enkelvoudige D-buis. De buigkop heeft een in éénrichting gebogen vlak 28 dat aansluit op het platte begrenzings¬vlak 26. Tijdens het buigen werkt gebogen vlak 28 samen met descheidingswand. De buigkop heeft tevens een in twee onderlingloodrechte richtingen gebogen vlak 30 dat enerzijds gebogen isvolgens het verloop van de buitenwand van de te buigen buis enanderzijds gebogen is volgens de buigstraal van de te buigen bocht.Bij het buigen van een DD-buis worden twee van dergelijke buig-doorns gebruikt waarbij, telkens van de ene buigdoorn vlak 28 en vande andere buigdoorn vlak 30 deelneemt aan het buigproces.

De vlakken 30 en 28 lopen uit in een gezamenlijk punt 31.Hierdoor is het mogelijk, door verdraaiing van de spantang 20 overeen hoek van 90° ten opzichte van de in fig. 1 getekende positie,de buis te verbuigen in een buigvlak door de scheidingswand. Dekanten 32 respectievelijk 33 nemen dan aan het buigproces deel. Hetis ook mogelijk met andere hoeken dan 90° te buigen.

Evenals bij de buigdoorn uit fig. 2 kan bij de buigdoorn uitfig. 3 ook het elastische element de vorm van een drukveer of vaneen trekstang aannemen.

Claims (9)

1. Werkwijze voor het in een buigvlak buigen van een meervoudigebuis die is voorzien van een aantal in langsrichting van de buisverlopende compartimenten waarbij tijdens het buigen in eenaantal der compartimenten van de buis telkens een buigdoornreikt, met het kenmerk, dat de positie van elk der buigdoornsten opzichte van de buis tijdens ten minste een deel van hetbuigen gekozen wordt in afhankelijkheid van buigparameters vanhet desbetreffende compartiment.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat een van debuigparameters de lengte van het reeds gebogen deel van de buisis,

3. Inrichting voor het in een buigvlak buigen van een meervoudigebuis die is voorzien van een aantal in langsrichting van de buisverlopende en door een scheidingswand van elkaar gescheidencompartimenten, omvattende een steunelement voor het tijdens hetbuigen steunen van de meervoudige buis en buigmiddelen voor hetom het steunelement buigen van de meervoudige buis en voorzienvan een aantal in de meervoudige buis brengbare buigdoorns, methet kenmerk, dat de inrichting voorzien is van compensatie-middelen voor het tijdens het buigen toelaten van eenverplaatsing in de langsrichting ten opzichte van elkaar van tenminste twee van de buigdoorns.

4. Inrichting volgens conclusie 3 waarbij een buigdoorn aan eenbevestigingsmiddel gekoppeld is, met het kenmerk, dat decompensatiemiddelen een elastisch element omvatten dat tussen debuigdoorn en het bevestigingsmiddel is aangebracht.

5. Inrichting volgens conclusie 4, met het kenmerk, dat hetelastisch element een trekstang is.

6. Inrichting volgens een der conclusies 3 t/m 5, met het kenmerk,dat ten minste een buigdoorn een cilindrisch buiglichaam en eendaarmee verbonden buigkop omvat en waarvan de buigkop althanseen naar de buitenwand gekeerd begrenzingsvlak heeft dat in hoofdzaak verloopt volgens een in de buitenwand van de buis aante brengen bocht.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de buigkopeen naar een scheidingswand gekeerd begrenzingsvlak heeft dat inhoofdzaak verloopt volgens een in de scheidingswand aan tebrengen bocht.

8. Inrichting volgens een der conclusies 6 of 7, met het kenmerk,dat de buigkop aan de van het buiglichaam gekeerde zijde punt¬vormig toeloopt.

9. Buigdoorn geschikt voor een inrichting volgens een derconclusies 6 t/m 8.