DE4002127A1 - Biegemaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegemaschine, insbesondere für Rohre, die mit einem Auslegerarm, der an seinem über das Maschinengehäuse vorkragenden Ende zumindest mit einer Bie­ gerolle und einem verschwenkbaren Biegearm versehen ist.

Beim Montieren von Hydraulikrohren ist es für die Be­ triebssicherheit und die Lebensdauer der Anlage außerordent­ lich wichtig, daß die Hydraulikrohre sauber gebogen sind. Das Biegen erlaubt nämlich eine leckagenfreie Rohrmontage sowie den Wegfall teurer, arbeitsintensiver Verschraubungen und Risikostellen. Allerdings bereiten beim Biegen insbeson­ dere Rohre mit kleinen Durchmessern, beispielsweise von 6 bis 16 mm, dann große Probleme, wenn kleine Radien gebogen werden müssen; die Schwierigkeiten erhöhen sich noch, wenn sich die Bögen bzw. Radien in enger Folge anschließen. Dies deshalb, weil bei bekannten Biegemaschinen der eingangs genannten Art an dem vorkragenden Auslegerende unterhalb der dortigen Biegewerkzeuge ein Biegearm-Schwenkantrieb an­ geordnet ist.

Zum Biegen der Rohre - oder zylindrischer Stäbe - dient ei­ ne Biegerolle, die entsprechend dem Stab- oder Rohrdurch­ messer profiliert ist und einen dem gewünschten Biegeradius entsprechenden Durchmesser besitzt. Der Biegerolle sind eine ortsfeste und eine mittels eines Biegearms um die Mittelachse der Biegerolle schwenkbewegliche Backe als Bie­ gewerkzeuge zugeordnet. Die Biegerolle bzw. die Backen sind zwecks Anpassung an unterschiedliche Rohrdurchmesser aus­ tauschbar. Die Hydraulikrohre werden jeweils zwischen die in der Ausgangslage nebeneinanderliegenden Backen und die Rolle gelegt und durch Verschwenken der beweglichen Backe um die Rolle gebogen. Durch die Profilierung der Rolle und der Backen wird die unerwünschte Abflachung der Hydraulik­ rohre an der Biegestelle erheblich verringert. Um die Ab­ flachung weiter zu verringern kann - vor allem bei größeren Rohrdurchmessern ab 16 mm - mit einem Dorn gearbeitet wer­ den, der wahlweise in das zwischen der ortsfesten Backe und der Biegerolle liegende Rohrende gesteckt wird und kalibrie­ rend wirkt.

Als Schwenkantrieb für den Biegearm dient für Schwenkberei­ che bzw. Biegeradien bis 190° ein mit einer zu verstellen­ den Zahnstange kämmendes Zahnrad und bei Schwenkbereichen bzw. Biegeradien bis 355° ein Drehmotor. Diese Schwenkan­ triebe bauen sehr groß; es läßt sich daher häufig nicht vermeiden, insbesondere wenn enge und sich in kurzer Folge einander anschließende Radien gebogen werden müssen, daß der Bogen gegen das Getriebegehäuse stößt und ein Fertigbie­ gen des Radius oder das Biegen weiterer Radien verhindert. Es muß daher stets äußerst sorgfältig darauf geachtet wer­ den, wie die Radien angesetzt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegemaschi­ ne zu schaffen, mit der sich die vorgenannten Nachteile vermeiden und insbesondere Rohre mit kleinen Durchmessern in kleineren Radien biegen lassen.

Diese Aufgabe wird bei einer Biegemaschine der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß durch einen im Abstand von der Biegerolle angeordneten Biegearm-Schwenkantrieb gelöst. Die Verlagerung des Biegearm-Schwenkantriebs aus der Biege­ achse, vorzugsweise in das Maschinengehäuse, bringt es mit sich, daß im Biegebereich der Maschine, d. h. dort, wo die Biegerolle und der verschwenkbare Biegearm auf dem vor­ kragenden Auslegerende angeordnet sind, keine das Biegen kleiner Radien behindernden Gehäuseteile mehr im Wege sind.

Es empfiehlt sich, den Schwenkantrieb über eine Antriebsket­ te mit dem Biegearm zu verbinden, um eine Antriebsverbin­ dung und Kraftübertragung über beliebig lange Strecken zu erreichen. Die die Antriebskette umlenkenden Kettenräder können einerseits auf der Biegearmachse und andererseits einer Schwenkachse des Schwenkantriebs angeordnet sein. Die Kettenräder dienen somit zugleich als Antriebsritzel und übertragen das zum Verschwenken des Biegearms erforderliche Moment vom Schwenkantrieb auf die Biegearmachse. Der Durch­ messer der Kettenräder läßt sich dabei so weit begrenzen, daß sich die Antriebskette innerhalb des Auslegerarms unter­ bringen läßt.

Wenn zumindest zwei Antriebsketten übereinanderliegen, läßt sich ein höheres Moment in den Biegearm einleiten, das mit jeder weiteren Antriebskette zunimmt. Mehrere mit der Bie­ gearmachse verbundene Antriebsketten empfehlen sich beim Biegen von im Durchmesser großen Hydraulikrohren oder zylin­ drischen Stäben.

Wenn die Biegemaschine aus einem zweiteiligen Maschinenge­ häuse besteht, bei dem auf ein die Versorgungsaggregate enthaltendes Untergestell eine Biegeeinheit aufgesetzt ist, läßt sie sich einfach demontieren, zerlegt leicht transpor­ tieren und auf der Baustelle einfach wieder montieren. Es braucht die Biegeeinheit lediglich an die Versorgungsaggre­ gate - wie eine Hydraulikpumpe - angeschlossen zu werden, die separat im Untergestell des Maschinengehäuses unterge­ bracht sind. Im bzw. am Untergestell kann auch eine Pro­ grammeinheit angeordnet sein, die einen automatischen Be­ trieb und die Programmierung verschiedener Biegewinkel er­ laubt.

Wenn der Auslegerarm aus seiner Horizontallage um 90° in eine vertikale Lage, bezogen auf das Untergestell ver­ schwenkbar ist, lassen sich selbst weit über den Ausleger­ arm vorstehende Rohrenden biegen. Denn für weit überstehen­ de Rohrenden, die in der horizontalen Ebene, bedingt durch die räumlichen Verhältnisse, am Arbeitsort möglicherweise gegen ein Hindernis stoßen würden, steht nach dem Ver­ schwenken des Auslegerarms mit den Biegewerkzeugen in die Vertikale über der Maschine ein in der Höhe nahezu unbe­ grenzter Freiraum zur Verfügung.

Vorzugsweise wird in die Antriebskette ein Arbeitszylinder mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Kolben inte­ griert, deren aus dem Zylindergehäuse vorkragenden Kolben­ stangen jeweils mit einem Ende der Antriebskette verbunden sind. Auf diese Weise ergibt sich für den Biegearm eine Antriebseinheit, bei der gleichzeitig die Kette automatisch stets straff gehalten ist. Der vorzugsweise hydraulische Arbeitszylinder erfüllt nämlich neben der Funktion als Schwenkantrieb für den Biegearm noch eine weitere Aufgabe; er verhindert, daß ein Kettentrum schlaff durchhängt. Eine schlaffe, nicht gespannte Antriebskette würde genaue Biege­ winkel nicht mehr ermöglichen. Denn exakte Biegewinkel setzen einen sauberen Eingriff der Antriebskette in die Kettenräder bzw. Ritzel voraus. Dies wäre bei schlaffer Kette unmöglich, da die Kette dann nicht mehr genau auf die Ritzel aufläuft. Der Arbeitszylinder gleicht außerdem Fer­ tigungstoleranzen und Dehnungen der Antriebskette aus. Um das auf den Biegearm zu übertragende Moment zu erhöhen, braucht nur der Durchmesser der Kolben und des Gehäuses des Arbeitszylinders vergrößert zu werden, nicht aber die Abmes­ sungen der Kettenräder, die sich stets im Inneren des Auslegerarms und damit das Biegen am vorderen Auslegerende nicht behindernd unterbringen lassen.

Eine im Zylindergehäuse zwischen den beiden Kolbenflächen eingeschlossene Luftkammer erlaubt es, daß die beiden Kol­ ben des Arbeitszylinders unabhängig voneinander arbeiten können. Wenn eine Entlüftungsbohrung von der Luftkammer zumindest durch einen Kolben und eine Kolbenstange führt, läßt sich beim Arbeitsspiel der Kolben ein automatisches Entlüften erreichen.

Es empfiehlt sich, daß in den vor den Kolbenstangenflächen der beiden Kolben liegenden Zylinderräumen unterschiedliche Drücke vorliegen und dem jeweils mit dem Arbeitsdruck be­ aufschlagten Zylinderraum ein geringer Gegendruck vor der Kolbenstangenfläche des jeweils anderen Zylinderraums entge­ gensteht. Der Arbeitsdruck kann beispielsweise 100 bar und der Gegendruck 10 bar betragen. Diese Drücke kehren sich in den Zylinderräumen abhängig von der jeweiligen Schwenkrich­ tung des Biegearms um. Auf jeden Fall ist durch den Gegen­ druck gewährleistet, daß auch das von einer Kraftübertra­ gung unbelastete Kettentrum stets gespannt ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen des näheren erläutert; es zeigen jeweils schematisch:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsge­ mäßen Biegemaschine;

Fig. 2 ein aus einer Zahnstange und einem damit kämmen­ den Ritzel bestehendes Schwenkgetriebe, im Längs­ schnitt;

Fig. 3 die Biegemaschine gemäß Fig. 1 in der Draufsicht;

Fig. 4 die im Auslegerarm der Biegemaschine gemäß Fig. 3 angeordnete Antriebseinheit, die aus einer um Ket­ tenräder geführten, einen integrierten Arbeitszy­ linder aufweisenden Antriebskette für den Biege­ arm der Biegemaschine besteht, und

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Spannzylinder gemäß Fig. 4, vergrößert dargestellt.

Die Biegemaschine 1 besteht aus einem auf Rollen 2 verfahr­ baren, die Versorgungsaggregate aufnehmenden Untergestell 3 mit einer aufgesetzten, mittels Bolzen in das Untergestell 3 eingerasteten Biegeeinheit 4. Im Untergestell 3 sind Versorgungsaggregate untergebracht, wie Hydraulikschläuche, Hydraulikpumpen und Anschlußkabel. Die Biegeeinheit 4 ist mit einem Auslegerarm 5 versehen, der an seinem über das Maschinengehäuse (Untergestell 3 und Biegeeinheit 4) vorkra­ genden Ende zum Biegen von Rohren 6, insbesondere Hydraulik­ rohren mit Biegewerkzeugen versehen ist; zum Biegen dient eine entsprechend dem Durchmesser des Rohres 6 profilierte, austauschbare (durch Stecken), einen dem gewünschten Biege­ radius entsprechenden Durchmesser besitzende Biegerolle 7 sowie ein schwenkbeweglich gelagerter, eine - wie die Biege­ rolle 7 - profilierte Backe 8 aufweisender Biegearm 9. Der Biegearm 9 ist schwenkbeweglich angeordnet, und die Biege­ armachse 11 fällt mit der Mittelachse der Biegerolle 7 zusammen. Der Auslegerarm 5 ist aus seiner in Fig. 1 dargestellten Horizontallage um 90° in eine vertikale Lage - bezogen auf das Untergestell 3 - verschwenkbar; in der nicht dargestellten vertikalen Position des Ausleger­ arms 5 läßt sich der in der Höhe, d.h. über der Maschine nach oben freie Raum ausnutzen, um Rohre 6 mit langen vor­ kragenden Enden zu biegen, die ansonsten beispielsweise vom Werkstattboden oder einer Wand aufgehalten würden.

Im Inneren des Auslegers 5 verläuft über Kettenräder 13, 14 eine Antriebskette 15. Das an dem vorkragenden Ende des Auslegers 5 angeordnete Kettenrad 13 ist auf der Biegearm­ achse 11 und das gegenüberliegende Kettenrad 14 auf einer Schwenkachse 17 des mit Abstand von der Biegerolle 7 und dem Biegearm 9 in der Biegeeinheit 4 angeordneten Schwenk­ antriebs 18 verkeilt.

Der Schwenkantrieb 18 besteht gemäß Fig. 2 aus einem in einem Antriebsgehäuse 19 angeordneten, als Zahnstange ausge­ bildeten Stellkolben 21, dessen beiden Kolbenflächen 22, 23 hydraulisch beaufschlagt werden, und einem mit den Zähnen 24 des Stellkolbens 21 kämmenden Ritzel 25. Das Ritzel 25 ist wie das Kettenrad 14 der Antriebskette 15 auf der Schwenkachse 17 angeordnet, so daß sich Bewegungen des Stellkolbens 21 über das Kettenrad 14 und die Antriebskette 15 von dem in der Biegeeinheit 4 angeordneten Schwenkan­ trieb 18 auf das vorkragende Ende des Auslegerarms 5 ange­ ordnete Kettenrad 13 übertragen; über diese Antriebsverbin­ dung wird der Biegearm 9 verschwenkt und ein zwischen der Biegerolle 7 und der Backe 8 eingelegtes Rohr 6 gebogen.

Bei der Ausführung einer Antriebseinheit 12 gemäß Fig. 4 ist zum Verschwenken des Biegearms 9 in die Antriebskette 15 ein Arbeitszylinder 16 integriert, der gleichzeitig für eine stets gestraffte Antriebskette 15 sorgt; diese greift somit stets sauber in die Kettenräder 13, 14 ein, was Voraussetzung für die geforderten genauen Biegewinkel ist. Der Arbeitszylinder 16 weist in seinem Gehäuse 26 zwei unabhängig voneinander arbeitende Kolben 27, 28 auf. Die Kolben 27, 28 durchdringen mit ihren Kolbenstangen 29, 31 das Zylindergehäuse 26, und jeweils ein Ende der Antriebs­ kette 15 ist mit einer Kolbenstange 29 bzw. 31 verbunden. Zwischen den Kolbenflächen 32, 33 der beiden Kolben 27, 28 befindet sich eine Luftkammer 34; zum automatischen Belüf­ ten der Luftkammer 34 bei Stellbewegungen der Kolben 27, 28 durchdringt eine Entlüftungsbohrung 35 den Kolben 27 und dessen Kolbenstange 29.

Während des Betriebes der Biegemaschine 1 wird dadurch die Antriebskette 15 stets gespannt, daß bei einer Rechtsdre­ hung des Biegearms 9 in Pfeilrichtung 36 (vgl. Fig. 4) in dem vor der Kolbenstangenfläche 37 des Kolbens 27 liegenden Zylinderraum 38 ein Arbeitsdruck herrscht, der sehr viel höher ist, als der in dem Zylinderraum 39 vor der Kolben­ stangenfläche 41 des Kolbens 28 eingestellte Gegendruck.

Nachdem der Biegearm 9 seine Arbeit verrichtet und das Rohr 6 gebogen hat, werden die Druckverhältnisse umgesteuert, d. h. beim Zurückstellen des Biegearms 9 in seine Aus­ gangslage entgegen der Pfeilrichtung 36 herrscht der hohe Arbeitsdruck im Zylinderraum 39 und ein kleiner Gegendruck im Zylinderraum 38.

Mittels des Arbeitszylinders 16 wird somit einerseits ein kleinbauender, im Abstand von der Biegerolle 7 und dem Biegearm 9 angeordneter und somit den Biegebereich nicht störender, den Biegearm 9 verschwenkender Antrieb erreicht; andererseits ermöglicht der Arbeitszylinder 16 gleichzei­ tig, daß die Antriebskette 15 stets straff gespannt ist; er schafft somit einen für die exakten Biegewinkel erforder­ lichen sauberen Eingriff der Antriebskette 15 in die Ketten­ räder 13, 14. Ein vom Schwenkantrieb freier Arbeitsbereich am vorkragenden Ende des Auslegerarms 5 wird mittels der Antriebskette 15 aber auch dann erreicht, wenn ein herkömm­ licher Schwenkantrieb 18 im Gehäuse der Biegemaschine 1, d. h. in der Biegeeinheit 4 angeordnet ist; denn ein Antrieb in diesem Bereich (vgl. Schwenkantrieb 18 gemäß Fig. 1) stört den Biegebereich ebenfalls nicht. Für einen sauberen Eingriff der Antriebskette 15 in die Kettenräder 13, 14 könnte bei dieser Lösung ein in die Antriebskette 15 einge­ setzter Kettenspanner sorgen.

Claims (13)

1. Biegemaschine, insbesondere für Rohre, mit einem Ausle­ gerarm, der an seinem über das Maschinengehäuse vorkra­ genden Ende zumindest mit einer Biegerolle und einem verschwenkbaren Biegearm versehen ist, gekennzeichnet durch einen mit Abstand von der Biegerolle (7) angeord­ neten Biegearm-Schwenkantrieb (16; 18).

2. Biegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkantrieb (18) im Maschinengehäuse (3, 4) angeordnet ist.

3. Biegemaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Schwenkantrieb (16; 18) über eine Antriebskette (15) mit dem Biegearm (9) verbunden ist.

4. Biegemaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die Antriebskette (15) umlenkenden Kettenräder (13, 14) auf der Biegearmachse (11) und einer Schwenk­ achse (17) des Schwenkantriebs (18) angeordnet sind.

5. Biegemaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Antriebskette (15) innerhalb des Auslegerarms (5) verläuft.

6. Biegemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 3 bis 5, gekennzeichnet durch zumindest zwei übereinan­ derliegende Antriebsketten (15).

7. Biegemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein zweiteiliges Maschi­ nengehäuse (3, 4), bei dem auf ein die Versorgungs­ aggregate enthaltendes Untergestell (3) eine Biegeein­ heit (4) aufgesetzt ist.

8. Biegemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslegerarm (5) aus seiner Horizontallage um 90° in eine vertikale Lage bezogen auf das Untergestell (3) verschwenkbar ist.

9. Biegemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in die Antriebsket­ te (15) ein den Biegearm (9) verschwenkender Arbeitszy­ linder (16) mit zwei unabhängig voneinander arbeiten­ den Kolben (27, 28) integriert ist, deren Kolbenstan­ gen (29, 31) jeweils mit einem Ende der Antriebskette (15) verbunden sind.

10. Biegemaschine nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch einen hydraulisch betriebenen Arbeitszylinder (16).

11. Biegemaschine nach Anspruch 9 oder 10, gekennzeichnet durch eine im Zylindergehäuse (26) zwischen den beiden Kolbenflächen (27, 33) befindliche Luftkammer (34).

12. Biegemaschine nach Anspruch 11, gekennzeichnet durch eine von der Luftkammer (34) zumindest durch einen Kol­ ben (27) und eine Kolbenstange (29) führende Entlüf­ tungsbohrung (35).

13. Biegemaschine nach einem oder mehreren der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß in den vor den Kolbenstangenflächen (37, 41) der beiden Kolben (27, 28) liegenden Zylinderräumen (38, 39) unterschiedliche Drücke vorliegen und dem jeweils mit dem Arbeitsdruck beaufschlagten Zylinderraum (38 bzw. 39) ein geringer Gegendruck vor der Kolbenstangenfläche (41 bzw. 37) in dem jeweils anderen Zylinderraum (39) bzw. (38) entge­ gensteht.