DE3924083C2 - Biegemaschine für Metallrohrleitungen geringen Durchmessers - Google Patents

Description

Eine herkömmliche, einen internen Stand der Technik bildende Biege­ maschine weist eine erforderliche Anzahl einfacher Biegeeinheiten auf, die zu einer Anzahl von Biegeabschnitten korrespondieren, wobei jede Einheit wie in Fig. 9 ausgebildet ist, so daß in bezug auf eine Biegeausführung zuerst eine Aufnahmerolle 11 durch einen Hubzylinder 12 bewegt wird, um in Kontakt mit einer Metallrohrleitung 13 zu kommen, und dann eine Biegerolle 14 durch einen Hubzylinder 15 betätigt wird, um die Metallrohrleitung 13 zu biegen. In der Zeichnung sind außerdem Halterungen 16 und 17, Tragstützen 18 und 19 und eine Basisplatte 20 gezeigt.

Wenn das Biegen gemäß der vorbeschriebenen herkömmlichen Biegemaschine durch Bewegen der Aufnahmerolle 11 und der Biegerolle 14 durch die entsprechenden Hubzylinder 12 und 15 ausgeführt wird, wobei für einen Biegeprozeß zwei Betätigungen erforderlich sind, ist dennoch die Zeit der Bearbeitung sehr lang. Da der Biegeprozeß beendet ist, wenn die Kolbenstangen der beiden Hubzylinder 12 und 15 ihren ausgefahrenen Zustand erreichen, wobei ein komprimiertes Fluid während der Zeit des Biegens in den Zylinder geleitet wird (im allgemeinen ein luftbeaufschlagter Hubzylinder), vergrößert sich das Biegemoment, das auf die Kolbenstange ausgeübt wird; die Biegung wird auf die Tragstützen 18 und 19 und die Halterungen 16 und 17 (zum Halten der Zylinder 12 und 15) übertragen. Dadurch kommt es zu geringen Unterschieden (sog. "Versetzen") zwischen den Lagen der Aufnahmerolle 11 und der Biegerolle 14, so daß die Endprodukte verschiedenartig ausgeführt sind. Um solche Unterschiede zu beseitigen, ist es notwendig, die Tragstützen 18 und 19 und die Halterungen 16 und 17 massiv und starr auszuführen. Dennoch bekommt die Maschine, wenn sie so ausgeführt ist, einen großen Umfang und großes Gewicht; jedoch können solche Maßnahmen diese Unterschiede nicht völlig beseitigen. Da die gesamte Maschine notwendigerweise so ausgestaltet und konstruiert ist, daß Überlegungen zur Stellung, Ausrichtung usw. jedes Zylinders 12 und 15 sowie zur Anordnung und Einstellung der Aufnahmerolle 11 und der Biegerolle 14 angestellt werden müssen, wird eine lange Zeit zu deren Handhabung benötigt. Dadurch kann die Maschine nach dem Stand der Technik manchmal nicht mehr gewartet werden ab dem Zeitpunkt, wo der Beginn der Massenproduktion einsetzt. Ein anderes Problem des Standes der Technik ist, daß die Teile und Bewegungsabläufe vielfältig sind, die Herstellungskosten sehr hoch und die Lebensdauer niedrig sind.

Die DE-OS 39 15 253 zeigt einen vorangemeldeten, nachver­ öffentlichten Stand der Technik, welcher nur hinsichtlich der Neuheit zu berücksichtigen ist. Die aus dieser Druckschrift bekannte Biegemaschine weist eine Anlenkung des Hebels eines Biegeelements so auf, daß die Schwenkachse des Hebels im rückwärtigen Bereich - bezogen auf die zu biegende Leitung - des Rahmens liegt. Hierdurch ergeben sich ungünstige Beeinflussungen des Rohrmaterials der Leitung während des Biege­ vorganges. Es treten insbesondere Relativbewegungen zwischen der Metallrohrleitung und dem Biegeelement auf, welche zu einer Beschä­ digung der Oberfläche des Metallrohres führen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegemaschine zu schaffen, welche unter Vermeidung einer Versetzung des Biegeelements die Durchführung von Biegevorgängen so ermöglicht, daß die Oberfläche der Metallrohrleitung vor Be­ schädigungen geschützt ist.

Die Aufgabe wird durch die Merkmalskombination des Patent­ anspruchs 1 gelöst; die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Biegemaschine.

Dabei ist entscheidend, daß durch die besondere Lage der Anlenk­ stelle des Hebels Relativbewegungen zwischen dem Biegeelement und der Oberfläche der Metallrohrleitung vermieden werden. In Abhängig­ keit von dem jeweiligen Durchmesser des Metallrohres der Leitung kann der Fachmann somit auf einfache Weise eine optimale Ausgestaltug der Biegemaschine auswählen. Hierdurch ergeben sich vorteilhafte Unterschiede sowohl zu dem in Fig. 9 beschriebenen Stand der Technik als auch gegenüber der Biegemaschine gemäß der DE-OS 39 15 253.

An einem Ausführungsbeispiel soll die Erfindung näher erläutert werden. Dabei bedeuten in den Zeichnungen:

Fig. 1 eine Teilseitenansicht, die die Biegemaschine zeigt;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie II-II gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie III-III gemäß Fig. 1;

Fig. 4a und 4b vergrößerte Schnittansichten entlang der Linie IV-IV und der Linie IV′-IV′ in bezug auf Fig. 1;

Fig. 5 eine vergrößerte Schnittansicht entlang der Linie V-V gemäß Fig. 1;

Fig. 6 eine Schnittdarstellung, die eine andere Ausführungsform darstellt;

Fig. 7 eine schematische Grundansicht gemäß Fig. 6;

Fig. 8 eine Vorderansicht, die eine weitere Ausführungsform zeigt; und

Fig. 9 eine Perspektivansicht einer herkömmlichen Biegemaschine.

In den Fig. 1 bis 8 ist ein langgestreckter ortsfester Rahmen 1 gezeigt, der aus Stangenmaterial (siehe Fig. 2 bis 5), Rohrmaterial od. dgl. in gleichmäßiger Gestalt durch Schweißungen 9 hergestellt ist, der im wesentlichen der gekrümmten Gestalt einer Metallrohrleitung 2 über deren gesamte Länge angepaßt ist und der eine erste Fläche 1′ aufweist, die durch eine Fläche, deren Querrichtung im wesentlichen senkrecht zu einer Biegeebene verläuft und eine zweite Führungsfläche 1′′, die durch eine Fläche, deren Querrichtung im wesentlichen parallel zur Biegeebene in der unmittelbaren Nähe der Biegestation, vorzugsweise innerhalb des Biegewinkelbereiches, verläuft, festgelegt wird, wobei die Querschnittsform des Rahmens einen flachen Abschnitt aufweist und vorzugsweise im wesentlichen viereckig im Querschnitt ausgeführt ist. Jedoch ist es nicht notwendig, die zweite Führungsfläche 1′′, wie oben beschrieben, zu begrenzen, sie kann auch eine kreisrunde Gestalt aufweisen. In letzterem Fall bedeutet die zweite Führungsfläche 1′′ eine Fläche, die sich in einer Richtung im wesentlichen senkrecht zu einem Führungsteil 3, das nachfolgend beschrieben wird, erstreckt; sie ist durch Linien tangential zur äußeren Umfangsfläche der Metallrohrleitung 2 ausgebildet. An einer vorgegebenen Stellung in bezug auf den Rahmen 1, wo das Biegen der Metallrohrleitung 2 ausgeführt wird, ist das Führungsteil bzw. -element 3 vorgesehen, das durch Schweißen od. dgl. in einer Richtung im wesentlichen senkrecht sowohl zur ersten Führungsfläche 1′ als auch zur zweiten Führungsfläche 1′′ angeordnet ist. Die Krümmung oder die Gestalt der jeweils ersten Führungsfläche 1′, der zweiten Führungsfläche 1′′, des Führungsteils 3, des Rahmens 1 usw. sind kleiner als der Krümmungsradius der Metallrohrleitung ausgeführt - unter Berücksichtigung der Rückfederkraft der Metallrohrleitung 2 -, die während des Biegens auftritt. Das Führungsteil 3 kann ähnlich einer einzelnen Platte, wie in Fig. 4a gezeigt, oder ähnlich einem Block, wie in Fig. 4b gezeigt, geformt sein. Obwohl der Rahmen 1 auf einer Basis (nicht dargestellt) durch eine erforderliche Anzahl von Stützen 4 befestigt ist, ist die Basis nicht unbedingt notwendig, wenn die Stützen 4 miteinander verbunden sind. Es ist ein Biegeelement 5 vorgesehen, das bewegbar zum ortsfesten Rahmen 1 ist - zum Gegendrücken der Metallrohrleitung 2, so daß diese an der ersten Führungsfläche 1′ oder der zweiten Führungsfläche 1′′ und dem Führungsteil 3 liegt. Im besonderen ist das Biegeelement zum Biegen im Zusammenwirken mit der ersten Führungsfläche 1′ so angeordnet, daß seine äußere Umfangsfläche der ersten Führungsfläche 1′ gegenüberliegt, wobei das Biegeelement 5 zum Biegen im Zusammenwirken mit der zweiten Führungsfläche 1′′ und dem Teil 3 derart angeordnet ist, daß seine Bewegungsrichtung im wesentlichen parallel zur zweiten Führungsfläche 1′′ ist oder sich mit dieser mit einer geringen Neigung überschneidet. Das Biegeelement 5 ist an einem Hebel 6 angebracht (der durch einen stabähnlichen Hebel in Fig. 1 durch einen L-förmigen Hebel in Fig. 6, beide in der Funktion identisch, dargestellt ist); dieser Hebel 6, der schwenkbar zum Rahmen 1 an einer Stelle angelenkt ist, die im wesentlichen auf der axialen Mittellinie der Metallrohrleitung 2 innerhalb eines mittleren Abschnittes der Biegestation liegt, in der die Metallrohrleitung 2 gebogen wird, erstreckt sich nach außen. Das andere Ende des Hebels ist drehbar durch das Ende der Kolbenstange 7a gehalten, die am Betätigungsglied 7 angeordnet ist - die Zeichnung zeigt einen Luftzylinder 7₁; das eine Ende des Luftzylinders 7₁ wird an einem Hebel 8 geschwenkt, der am Rahmen 1 befestigt ist, so daß der Hebel in Richtung der Kolbenstange in Abhängigkeit von der Ausdehnung bzw. Zurückziehung der Kolbenstange 7a drehen kann. Obwohl das Biegeelement 5 durch ein rotierendes Betätigungsglied 7 ₂, wie in Fig. 8 gezeigt, betätigt werden kann, ebenso das Betätigungsglied 7 in Gestalt des Luftzylinders 7 ₁, wie dargestellt, muß in einer weiteren Möglichkeit die Rotations- und Haltewelle des Hebels 6 so positioniert werden, daß sie im wesentlichen an der axialen Mittellinie der Metallrohrleitung innerhalb des mittleren Abschnittes der Biegestation anliegt, in der die Metallrohrleitung 2 so gebogen wird, daß sie entlang der Führungsfläche anliegt.

Bei der Durchführung des Biegens einer Metallrohrleitung 2 wird zuerst ein Ende der geraden Metallrohrleitung 2 eingespannt und dabei an einem Spannelement befestigt, das an einem Ende des ortsfesten Rahmens 1 mittels einer Endhalterung (siehe Fig. 1) in einer ersten Möglichkeit oder an einem vorgegebenen Punkt eines Zwischenabschnittes der Metallrohrleitung 2 angeordnet ist, wobei es einen Begrenzer od. dgl. (nicht gezeigt) aufweist, der an einem Zwischenabschnitt des Rahmens 1 mittels eines Spannwerkzeuges od. dgl. in einer zweiten Möglichkeit befestigt wird. Dann wird die Biegearbeit von der befestigten Stirnseite zu der freien Stirnseite nach der ersten Möglichkeit, oder von dem befestigten Abschnitt zu den beiden freien Enden nach der zweiten Möglichkeit unter Ausführung einer kreisförmigen Bewegung des Biegeelements 5 zum Rahmen 1 fortschreitend ausgeführt, so daß die Metallrohrleitung so gedrückt wird, daß sie an der ersten Führungsfläche 1′ oder der zweiten Führungsfläche 1′′ und dem Führungsteil 3 des Rahmens 1 anliegt.

In der vorbeschriebenen Ausführung ist es notwendig, einen breiten Abstand zwischen dem Biegeelement 5 (Stellung 5′) und der Führungsfläche 1′ oder dem Führungselement 3 vor dem Biegen der Metallrohrleitung 2 für deren leichtes Einlegen zu lassen. Dabei ist die Rotations- und Haltewelle des Hebels 6 mit dem Biegeelement 5, das daran befestigt ist, schwenkbar am Rahmen 1 an einer Stelle angelenkt, die im wesentlichen auf der axialen Mittellinie der Metallrohrleitung 2 innerhalb des mittleren Abschnittes der Biegestation liegt. Demzufolge kann der vorbeschriebene Abstand in der Breite wie auch der Länge des Hebels offen gelassen werden; der Kreis, der durch das Biegeelement nachvollzogen wird, ist kleiner, verglichen mit dem Fall, wo die Rotations- und Haltewelle gerade in der Mitte des Biegeradius angeordnet ist. Demzufolge ist die Metallrohrleitung leicht herauszunehmen und eine nachfolgende Biegearbeit kann gerade dann ausgeführt werden, wenn die vorangegangene Biegeausführung in einer Position sehr nahe dazu ausgeführt ist, wo die nachfolgende Biegung ausgeführt wird. Wo andererseits zwei nachfolgende Biegeabschnitte, die gegenüberliegend angeordnet sind, eng begrenzt angeordnet sind und im wesentlichen auf der gleichen Biegeebene am Rahmen 1 anliegen, wie in Fig. 7 gezeigt, ist es möglich, zwei Biegeschritte durch eine Betätigung auszuführen - und zwar durch Wahl der Länge L des Hebels 6, die im wesentlichen gleich dem Abstand L′ vom Drehpunkt der Trägerwelle zur Mitte der zweiten Biegung unter Berücksichtigung der Rückfederkraft der Metallrohrleitung 2 ist, und durch Wahl des Krümmungsradius des Biegeelements 5, der im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der zweiten Biegestation ist.

Es sollte hervorgehoben sein, daß die Maschine ebenso für Stangenmaterial als auch für Metallrohrleitungen verwendet werden kann.

Wie im größeren Detail beschrieben, wird die Biegung mittels des ortsfesten Rahmens 1 und dem Biegeelement 5 ausgeführt, das sich nach innen über den Hebel 6 durch das Betätigungsglied 7 bewegt, das direkt oder über den Hebel 8 mit dem Rahmen 1 derart befestigt ist, daß die Metallrohrleitung 2 so gebogen wird, daß sie an der Führungsfläche 1′ oder an dem Führungselement 3 und der zweiten Führungsfläche 1′′ anliegt. Da das Betätigungsglied zum Betätigen des Biegeelements 5 direkt oder über den Hebel 8 mit dem ortsfesten Rahmen 1 verbunden ist, werden Abknickungen verhindert, da keine Abstützung od. dgl. verwendet wird. Wenn das Biegeelement 5 betätigt wird, sobald die Kolbenstange durch das Betätigungsglied 7 eingezogen wird, kann der Einfluß des Spiels eines für die Kolbenstange vorgesehenen Lagers auf ein Minimum reduziert werden.

Gerade die Erzeugung eines Unterschiedes (Versetzen) zwischen dem Biegeelement 5 und der Führungsfläche 1′ und zwischen der Führungsfläche 1′′ und dem Führungselement 3 kann verhindert werden, wobei die gebogenen Erzeugnisse mit hoher Genauigkeit hergestellt werden können. Da jede Biegung durch eine Betätigung vollendet wird, kann die Bearbeitungszeit verkürzt werden. Insbesondere wenn die Trägerwelle des Hebels zum Bewegen des Biegeelements zum Rahmen an einer Stelle geschwenkt wird, die im wesentlichen auf der axialen Mittellinie der Metallrohrleitung innerhalb des mittleren Abschnittes der Biegesektion liegt, verändert sich der Berührungsabschnitt zwischen dem Biegeelement und der Metallrohrleitung nicht wesentlich bei der Durchführung der Biegung. Dadurch entsteht keine Schramme auf der Oberfläche der fertiggestellten Metallrohrleitung; eine auf der Oberfläche aufgebrachte Beschichtung schält sich nicht ab.

Insbesondere, wo gerade der Biegevorgang ausgeführt wird, während das Biegeelement in Berührung mit einer Mutter, Auskehlung, Ausbauchung usw. gebracht ist, die in einem Endabschnitt der Metallrohrleitung ausgebildet sind, ist eine genaue Bearbeitung ohne Beschädigung des Schraubengewindes oder Verformung der Auskehlung, der Ausbauchung u. dgl. erforderlich. Da darüber hinaus eine adäquate Öffnung zwischen der Führungsfläche oder dem Führungselement der Biegestation und dem Biegeelement belassen werden kann, ist es leicht, die Metallrohrleitung herauszunehmen. Da die Kreisbahn, die durch das Biegeelement nachvollzogen wird, klein sein kann, kann der Abstand bis zu einer nachfolgenden Biegestation verkürzt werden, wobei im Falle von zwei Biegestationen, die entgegengesetzt zueinander angeordnet sind, dicht beieinander ausgebildet sind und im wesentlichen in der gleichen Biegeebene liegen, zwei Biegeschritte durch eine Betätigung ausgeführt werden können. Da weiterhin die gesamte Maschine nur durch Anbringen einiger Biegeelemente ausgeführt sein kann, die zum Rahmen hin betätigt werden, können die Teile merklich reduziert werden, die Maschine klein in Größe und leicht im Gewicht hergestellt, die Herstellungskosten erheblich reduziert und die notwendige Herstellungszeit erheblich verkürzt werden. Demzufolge kann die Maschine in einen servicefreundlichen Zustand vor dem Beginn der Massenproduktion gebracht werden.

Claims (3)

1. Biegemaschine für Metallrohrleitungen geringen Durchmessers, mit
einem ortsfesten Rahmen (1) aus Stangenmaterial oder Rohrmaterial von einer Form, die im wesentlichen der endgültig gebogenen Form der Metallrohrleitung (2) über deren gesamte Länge entspricht, wobei der Rahmen in zumindest einer Biegestation eine Führungsfläche (1′′) aufweist, die durch eine Fläche gebildet wird, welche einen Krümmungs­ radius aufweist, der kleiner ist als der Krümmungsradius der Metallrohrleitung, in deren Längsrichtung,
einem Biegeelement (5), das eine Umfangsfläche aufweist, die der Führungsfläche gegenüberliegt und an einem sich nach außen erstreckenden, schwenkbaren Hebel (6) befestigt ist, dessen eines Ende an einer Stelle angelenkt ist, die im wesentlichen auf der axialen Mittellinie der Metallrohrleitung innerhalb eines mittleren Abschnittes der Biegestation liegt, in der die Metallrohrleitung durch das Biegeelement an die Führungsfläche (1′′) anlegbar ist, und
einem Betätigungsglied (7), das am Rahmen befestigt ist und durch das das Schwenken des Hebels erfolgt.

2. Biegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (5) aus einer Rolle besteht.

3. Biegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (1) zwei Biegestationen einschließt, die benachbart sowie entgegengesetzt zueinander angeordnet sind und im wesentlichen in der gleichen Biegeebene liegen, die Länge (L) des Hebels (6) identisch mit dem Abstand (L′) von dessen Drehpunkt zur Mitte der zweiten Biegung ist und der Krümmungsradius der Umfangsfläche der Rolle im wesentlichen gleich dem Krümmungsradius der zweiten Biegestation ist.