DE102016116159A1

DE102016116159A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von strangförmigen Werkstücken

Info

Publication number: DE102016116159A1
Application number: DE102016116159.4A
Authority: DE
Inventors: Norman Köchig
Original assignee: DENGLER TUBETEC GmbH
Current assignee: DENGLERLANG TUBE TEC GMBH, DE
Priority date: 2016-08-30
Filing date: 2016-08-30
Publication date: 2018-03-01
Anticipated expiration: 2036-08-31
Also published as: CN107790527B; US20180056359A1; DE102016116159B4; US10328475B2; CN107790527A

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen von strangförmigen Werkstücken. Eine Aufnahme ist für ein strangförmiges Werkstück vorgesehen. Ein Biegewerkzeug umfasst mindestens ein Radiusteil und ein Biegeteil. Das Werkstück ist durch Verschwenken des Biegeteils um das Radiusteil biegbar. Ferner sind eine mindestens sich in einer Längsrichtung erstreckende Werkzeug-Antriebswelle zum Antrieb des Biegewerkzeugs und eine Positioniervorrichtung zur Positionierung des Biegewerkzeugs relativ zu dem Werkstück vorgesehen. Die Positioniervorrichtung ermöglicht eine Verschiebung des Biegewerkzeugs und der Werkzeug-Antriebswelle in mindestens einer Querrichtung, die quer zur Längsrichtung verläuft. Ein Antriebsrad ist um eine gegenüber dem Werkstück feststehenden Achse drehbar angeordnet und über eine Übertragungsvorrichtung zum Antrieb der Werkzeug-Antriebswelle gekoppelt. Die Übertragungsvorrichtung weist mindestens ein quer zur Achse des Antriebsrades bewegliches Koppelglied auf.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von strangförmigen Werkstücken, insbesondere von Rohrleitungen.
Zum Biegen, bspw. von Kraftstoff-, Brems- oder Hydraulikleitungen, sind verschiedene Typen von Biegemaschinen bekannt.
Die DE 203 01 138 U1 beschreibt eine Biegemaschine mit einer feststehenden Spanneinheit zur Fixierung eines zu biegenden Rohrs und einer dagegen verfahrbaren Biegeeinheit mit einem Biegekopf, an dem am Ende eines Verlängerungsarms ein Biegewerkzeug angebracht ist. Das Biegewerkzeug umfasst eine Gegenrolle und ein um die Gegenrolle verschwenkbares Gleitstück. Das Biegewerkzeug wird durch Bewegen des Biegekopfes an einer Biegestelle positioniert, so dass durch Verschwenken des Gleitstücks um die Gegenrolle eine Biegung des Rohrs erzeugt wird.
In der EP 1 591 174 ist eine Biegevorrichtung für stab- und rohrförmige Werkstücke beschrieben, die einen Biegekopf mit einem Biegedorn und mit einer Spanneinrichtung zum Andrücken des zu biegenden Werkstücks gegen eine Formnut am Biegedorn aufweist. Der Biegedorn ist mittels eines Drehantriebs verdrehbar und die Spanneinrichtung ist konzentrisch zur Drehachse des Biegedorns verschwenkbar. Der Biegekopf ist an voneinander unabhängige Drehantriebe angeschlossen. Zur Übertragung des Antriebs von drei Drehantrieben an den Biegedorn, an ein Umsetzgetriebe und an die Spanneinrichtung sind drei konzentrisch ineinander angeordnete Drehwellen vorgesehen, von denen jede an einen der Drehantriebe angeschlossen ist.
Es kann als eine Aufgabe angesehen werden, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von strangförmigen Werkstücken bereitzustellen, bei denen durch eine besonders flexible Ansteuerbarkeit eines Biegewerkzeugs verschiedenste Biegungen ermöglicht werden.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 und durch ein Verfahren gemäß Anspruch 15. Abhängige Ansprüche beziehen sich auf vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst eine Aufnahme für ein strangförmiges Werkstück. Unter einem strangförmigen Werkstück wird ein längliches, bevorzugt mindestens im Wesentlichen zylindrisches Werkstück verstanden wie bspw. eine Stange oder ein Rohr. Dabei kann das Werkstück durchgehend homogen sein, d.h. bspw. gleichbleibendes Material, bevorzugt Metall, und einen gleichbleibenden Durchmesser aufweisen. Ebenso ist es auch möglich, dass das Werkstück unterschiedliche Abschnitte aufweist, bspw. Anschlüsse oder verdickte Bereiche mittig oder an den Enden, Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern, flexible Abschnitte, etc. Generell bevorzugt ist das Werkstück zu Beginn der Bearbeitung gerade. Da die derzeit bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung im Hinblick auf die Bearbeitung von Rohren entwickelt wurden, wird im Folgenden gelegentlich das Werkstück zur Vereinfachung der Darstellung auch als Rohr bezeichnet. Dies sollte allerdings nicht als Beschränkung verstanden werden; der Fachmann wird erkennen, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren in gleicher Weise auch auf andere strangförmige Werkstücke angewendet werden können.
Die erfindungsgemäße Aufnahme für das Werkstück legt dieses innerhalb der Vorrichtung mindestens abschnittsweise und zeitweilig fest, so dass eine Bearbeitung durch ein Biegewerkzeug möglich ist. In bevorzugten Ausführungsformen umfasst die Aufnahme mindestens eine Spannvorrichtung zum Einspannen des Werkstücks. Weiter kann eine Durchführung für das Werkstück vorgesehen sein. Die Spannvorrichtung dient dabei bevorzugt zum Einspannen eines ungebogenen Abschnitts des Werkstücks, bevorzugt eines Rohrendes.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung weiter ein Biegewerkzeug, mit dem an einer gewünschten Biegestelle eine Biegung des Werkstücks erzeugt werden kann. Generell umfasst das Biegewerkzeug mindestens ein Radiusteil und ein Biegeteil, die bevorzugt an gegenüberliegenden Seiten an das Werkstück anlegbar sind. Durch Verschwenken des Biegeteils um das Radiusteil herum kann so eine Biegung erzeugt werden. Das Radiusteil und/oder das Biegeteil können bevorzugt jeweils als Rollen ausgebildet sein.
Erfindungsgemäß ist eine Werkzeug-Antriebswelle zum Antrieb des Biegewerkzeugs vorgesehen. Die Werkzeug-Antriebswelle dient zur Übertragung einer Drehbewegung auf Elemente des Biegewerkzeugs, insbesondere bevorzugt auf Radiusteil und/oder Biegeteil. Hierdurch kann einerseits die für das Erzeugen der Biegung benötigte Kraft bereitgestellt, andererseits auch die Biegebewegung genau angesteuert wurden, um bspw. einen gewünschten Biegewinkel zu erzielen.
Zur Erzeugung einer gewünschten Biegegeometrie ist das Biegewerkzeug bevorzugt relativ zu dem Werkstück variabel positionierbar. Bevorzugt ist das Biegewerkzeug und/oder das Werkstück in dessen Längsrichtung verfahrbar, weiter bevorzugt sind Werkstück und Biegewerkzeug auch gegeneinander um die Längsrichtung herum schwenkbar. Dabei ist es besonders bevorzugt, das Werkstück ortsfest anzuordnen und das Biegewerkzeug gegenüber dem feststehenden Werkstück geeignet zu positionieren, bspw. durch Drehen, Verschieben oder Verfahren.
Erfindungsgemäß ist eine Positioniervorrichtung vorgesehen, um das Biegewerkzeug relativ zu dem Werkstück so zu positionieren, dass eine Verschiebung des Biegewerkzeugs und der damit verbundenen Werkzeug-Antriebswelle auch in Querrichtung möglich ist. Die Querrichtung liegt dabei quer, d. h. mindestens im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Werkzeug-Antriebswelle. Die Positioniervorrichtung erlaubt eine Verschiebung in mindestens einer Richtung quer zur Längsrichtung, bevorzugt in verschiedenen Querrichtungen.
Zum Antrieb der Werkzeug-Antriebswelle ist ein Antriebsrad vorgesehen, das über eine Übertragungsvorrichtung mit der Werkzeug-Antriebswelle gekoppelt ist. Das Antriebsrad ist dabei um eine gegenüber dem Werkstück feststehende Achse drehbar. Wie aus den nachfolgend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen ersichtlich wird, ist das Antriebsrad bevorzugt um die Längsachse des Werkstücks drehbar angeordnet. Eine Antriebsvorrichtung wie bspw. ein Motorantrieb kann bevorzugt zum Antrieb des Antriebsrads vorgesehen sein.
Die Übertragungsvorrichtung weist dabei erfindungsgemäß mindestens ein quer zur Achse des Antriebsrads bewegliches Koppelglied auf. Beispielsweise kann die Position des Koppelglieds in Querrichtung verstellbar sein. Durch seine Beweglichkeit in Querrichtung kann das Koppelglied eine Übertragung der Antriebsbewegung vom Antriebsrad auf die Werkzeug-Antriebswelle ermöglichen. Bei dem Koppelglied kann es sich um jede Art eines oder mehrerer zur Übertragung einer Drehbewegung geeigneten Teile handeln, bspw. Riemen, Ketten, Wellen, Zahnräder etc. Bevorzugt handelt es sich um ein einzelnes Zahnrad, das quer zu seiner Drehachse verschiebbar ist.
Mit Hilfe des in Querrichtung beweglichen Koppelgliedes kann so trotz der Verschiebung des Biegewerkzeugs und der Werkzeug-Antriebswelle in Querrichtung dennoch ständig eine Übertragung der Drehbewegung von dem feststehenden Antriebsrad auf die Werkzeug-Antriebswelle und somit auf das Biegewerkzeug erfolgen. Somit wird eine sehr flexible Positionierung ermöglicht, während weiterhin ein exakter Antrieb des Biegewerkzeugs erfolgen kann. Durch die somit besonders flexible Positionierung des Biegewerkzeugs relativ zum Werkstück sind sehr variabel verschiedene Biegungen und Biegegeometrien erzielbar.
Die Verschiebung des Biegewerkzeugs in Querrichtung, d.h. bspw. als Hub in vertikaler Richtung oder als Versatz in horizontaler Richtung (gegenüber einem horizontal angeordneten Werkstück) ermöglicht die Ansteuerung sehr flexibler Biegepositionen- und Bewegungen. Bspw. kann ein Hub verwendet werden, um verschiedene Rohrabschnitte gezielt mit verschiedenen Abschnitten der Elemente des Biegewerkzeugs in Kontakt zu bringen, z. B. indem Nuten unterschiedlicher Größe am Radiusteil bzw. am Biegeteil durch Einstellung des Hubs gezielt in Kontakt mit dem Werkstück gebracht werden. Ein Versatz des Biegewerkzeugs relativ zum Werkstück kann insbesondere genutzt werden, um die Anlageseite von Radiusteil und Biegeteil zu wechseln, also Rechts- bzw. Linksbiegen zu ermöglichen. Durch eine kombinierte Hub-/Versatzbewegung kann bspw. das vorher auf einer Seite am Werkstück positionierte Biegewerkzeug unter diesem durchtauchen und auf der anderen Seite wieder daran positioniert werden.
Mit dem Antrieb des Biegewerkzeugs über die Werkzeug-Antriebswelle können dabei bevorzugt verschiedene bewegliche Elemente des Biegewerkzeugs gezielt bewegt und so in gewünschte Positionen gebracht werden. In erster Linie betrifft dies bevorzugt eine Schwenkbewegung des Biegeteils um das Radiusteil herum, um so eine Biegung des Werkstücks um einen gewünschten Biegewinkel zu erzeugen. Weiter kann dabei aber auch bspw. das Radiusteil, bevorzugt ausgebildet als Radiusrolle, um die eigene Achse gedreht werden, so dass sowohl Roll- als auch Ziehbiegen ermöglicht wird. Zudem kann mindestens ein weiteres bewegliches Element am Biegewerkzeug vorgesehen sein, bspw. ein Gegenhalter, der schwenk- bzw. verfahrbar ist, um beim Biegen seitlich an das Werkstück angelegt zu werden. Für jeden Antrieb eines der genannten beweglichen Elemente des Biegewerkzeugs kann eine separate Werkzeug-Antriebswelle vorgesehen sein, wobei die Wellen bevorzugt parallel und besonders bevorzugt koaxial angeordnet, d. h. mindestens zum Teil als Hohlwellen vorgesehen sind.
Für mehrere Werkzeug-Antriebswellen sind bevorzugt mehrere Koppelglieder und mehrere Antriebsräder vorgesehen. Bevorzugt können dabei die Antriebsräder und Koppelglieder jeweils axial nebeneinander und koaxial drehbar angeordnet sein.
Bei allen durch die Verschiebung der Werkzeug-Antriebswelle ermöglichten Bewegungen kann dabei stets eine Kopplung mit dem feststehenden Antriebsrad beibehalten werden, so dass weiterhin eine genaue Positionierung von antreibbaren Elementen des Biegewerkzeugs gegeben ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Aufnahme so ausgebildet, dass das Werkstück darin in Längsrichtung ausgerichtet ist, das heißt, dass die die Längsrichtung festlegende Werkzeug-Antriebswelle parallel zur Längsrichtung des Werkstücks ausgerichtet ist. Eine solche Anordnung ist besonders bevorzugt, um eine geringe „Störkante“ zu erreichen. Dabei bilden die am Biegewerkzeug angebrachten Teile eine Beschränkung für erzielbare Biegegeometrien, das heißt noch erzielbare Biegungen, ohne dass das gebogene Ende der Rohrleitung anschlägt. Eine geringe Störkante ist von entscheidender Bedeutung, bspw. bei komplizierten Biegegeometrien, insbesondere bei größeren Biegewinkeln. Die Anordnung der Werkzeug-Antriebswelle parallel zur Längsachse des noch ungebogenen Werkstücks kann dabei die Störkante erheblich reduzieren.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Positioniervorrichtung mindestens einen in einer Querrichtung (das heißt quer zur durch den Verlauf der Werkzeug-Antriebswelle festgelegten Längsrichtung, bevorzugt auch quer zur Längsachse des Werkstücks) verschiebbaren Schlitten. Ein solcher Schlitten ist bevorzugt in der Querrichtung geführt verschiebbar. Die Führung kann bspw. als Gleitführung ausgebildet sein, bevorzugt ist eine Schienenführung. Zur Bewegung des Schlittens kann mindestens eine Schlittenantriebsvorrichtung vorgesehen sein, bevorzugt mit einem Vortriebselement zur Umsetzung einer rotatorischen Bewegung in eine Linearbewegung. Ein derartiges Vortriebselement kann bspw. durch einen Schneckentrieb gebildet sein, bevorzugt ist die Verwendung einer Zahnstange im Eingriff mit einem Ritzel. Der Schlitten ist bevorzugt mit der Werkzeug-Antriebswelle gekoppelt, um diese in der Querrichtung verschieben zu können. Insbesondere kann der Schlitten die Werkzeug-Antriebswelle umgreifen und somit in mindestens einer Richtung seitlich führen, um eine Positionierung in Querrichtung bei gleichzeitiger freier Drehbarkeit zu erreichen.
Um eine möglichst freie Positionierbarkeit zu erzielen, können gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ein erster und ein zweiter Schlitten vorgesehen sein. Der erste Schlitten ist dabei in einer ersten Querrichtung geführt verschiebbar und der zweite Schlitten in einer zweiten, unter einem Winkel, bevorzug rechtwinklig zur ersten Querrichtung verlaufenden zweiten Querrichtung geführt verschiebbar. So können gewünschte Bewegungen bspw. als Hub oder Versatz erzielt werden. Dabei ist es möglich, dass der zweite Schlitten am ersten Schlitten geführt verschiebbar ist. Ebenso ist es möglich, dass die Führungen der Schlitten separat voneinander angeordnet sind, wobei die Schlitten dann jeweils Seitenführungen für das darauf angeordnete Element, bevorzugt die Werkzeug-Antriebswelle, bilden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ermöglicht die Positioniervorrichtung eine Drehung des Biegewerkzeugs um die Längsrichtung der Werkzeug-Antriebswelle und bevorzugt auch um die Längsrichtung des Werkstücks. So kann bevorzugt gegenüber einem feststehenden Werkstück die Biegerichtung durch entsprechende Drehung des Biegewerkzeugs vorgegeben werden. Zur Erzielung der Drehung kann ein Träger für die Werkzeug-Antriebswelle um eine in Längsrichtung ausgerichtete Drehachse drehbar angeordnet sein. Dabei ist es bevorzugt, dass auf dem drehbaren Träger auch die Übertragungsvorrichtung und/oder Führungen sowie ggf. Antriebe zur Verschiebung in Querrichtung angeordnet sind, bspw. die oben beschriebenen Schlitten.
Für die Übertragungsvorrichtung ist bevorzugt, dass das Antriebsrad als Antriebszahnrad ausgebildet und an der Werkzeug-Antriebswelle ein Antriebsritzel vorgesehen ist. Besonders bevorzugt kann das Koppelglied dann als Koppelzahnrad ausgebildet sein, das mit dem Antriebsritzel und dem Antriebsrad im Eingriff steht. Bspw. kann das Koppelzahnrad mit der Werkzeug-Antriebswelle und dem Antriebszahnrad jeweils über mindestens ein Abstandselement, bspw. eine Lasche, so verbunden sein, dass der Abstand konstant bleibt und auch bei einer Bewegung des Antriebsritzels in der Querrichtung das Koppelzahnrad stets im Eingriff mit dem Antriebsritzel und dem Antriebszahnrad bleibt. Ein Beispiel einer solchen Anordnung wird nachfolgend in der bevorzugten Ausführungsform näher erläutert.
Die Anordnung eines Koppelzahnrads erlaubt auch bei einer Verschiebung der Werkzeug-Antriebswelle in Querrichtung, d. h. bei Hub und Versatz, stets die Übertragung einer gewünschten Drehbewegung vom Antriebszahnrad auf das Antriebsritzel und über die Werkzeug-Antriebswelle auf das Biegewerkzeug. Somit kann stets eine Kopplung bestehen und die Position antreibbarer Elemente des Biegewerkzeugs kann unabhängig von Hub und Versatz stets geeignet festgelegt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Antriebsrad mit mindestens einem Motorantrieb gekoppelt, beispielsweise über ein Getriebe, eine Welle, Kette, Riementrieb etc.. Der Motorantrieb umfasst einen Motor, bspw. einen Elektromotor und kann weitere Elemente wie beispielsweise einen Drehpositionssensor, Getriebe etc. umfassen.
Bevorzugt ist eine Ansteuervorrichtung zur Ansteuerung des Motorantriebs vorgesehen. Dabei ist es besonders bevorzugt, dass die Ansteuervorrichtung eine Ansteuerung des Motorantriebs in Abhängigkeit von der Verschiebung des Biegewerkzeugs in der Querrichtung vorgibt. Denn durch das Koppelglied kann eine Verschiebung in Querrichtung zu einer relativen Verdrehung bspw. eines Antriebsritzels der Werkzeug-Antriebswelle gegenüber dem Antriebsrad führen. Hierdurch kann sich die Drehwinkelbeziehung zwischen dem Antriebsrad und dem Antriebsritzel abhängig von der Verschiebung ändern. Durch eine Berücksichtigung der von der Verschiebung abhängigen Drehwinkelbeziehung kann eine Fehlansteuerung vermieden bzw. im Idealfall jeder Einfluss der Verschiebung auf die Drehposition vermieden werden.
Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung einer Kompensationsdrehung des Antriebsrads bei Ausführung einer Verschiebung in Querrichtung. Hierbei gibt die Ansteuervorrichtung eine Kompensationsdrehung des Antriebsrads in solcher Weise vor, dass eine durch die Verschiebung hervorgerufene Änderung der Drehwinkelbeziehung zwischen dem Antriebszahnrad und dem Antriebsritzel durch die Kompensationsdrehung kompensiert wird. Somit kann die Drehposition des Antriebsritzels trotz bestehender Kopplung bei der Verschiebung beibehalten werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann das Antriebsrad über eine Übertragungswelle mit einer Antriebsscheibe gekoppelt sein, wobei die Antriebsscheibe durch einen Motorantrieb direkt oder indirekt antreibbar ist. Besonders bevorzugt ist nicht nur ein einzelnes Antriebsrad vorgesehen, sondern mindestens eines oder bevorzugt mehrere weitere Antriebsräder sind um dieselbe Drehachse wie das erste Antriebsrad drehbar angeordnet, bevorzugt axial nebeneinander. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die Antriebsräder über koaxiale Hohlwellen jeweils mit zugehörigen Antriebsscheiben gekoppelt, die ebenfalls axial nebeneinander angeordnet sein können. Dabei hat es sich als besonders günstig erwiesen, wenn innerhalb der Hohlwellen eine Durchführung für das Werkstück vorgesehen ist. So kann eine Übertragung von Antriebsleistung von einem oder bevorzugt mehreren Motorantrieben über die Antriebsscheiben und Hohlwellen auf eines oder bevorzugt mehrere Antriebsräder erfolgen. Durch die Durchführung des Werkstücks ist eine Drehung der gesamten Anordnung um die Längsrichtung des Werkstücks herum möglich.
Die oben bereits erläuterten weiteren Antriebsräder können für verschiedene Funktionen vorgesehen sein. Bspw. kann mindestens ein Antriebsrad zum Antrieb der Verschiebung des Biegewerkzeugs in Querrichtung dienen. Bevorzugt werden hierfür zwei Antriebsräder verwendet, um Hub und Versatz zu ermöglichen. Weiter kann mindestens ein Antriebsrad zur Drehung des Biegewerkzeugs um die Längsrichtung der Werkzeug-Antriebswelle (oder um die Längsachse des Werkstücks) dienen.
Nachfolgend werden Ausführungsformen der Erfindung anhand von Zeichnungen näher beschrieben. Dabei zeigen:
1a–1c Seitenansichten einer Rohrbiegemaschine mit einem Biegeturm in verschiedenen Positionen;
2 der Biegeturm der Biegemaschine aus 1 mit einem Biegekopf in perspektivischer Ansicht;
3 den Biegeturm und Biegekopf aus 2 in Seitenansicht mit teilweise entferntem Gehäuse;
4 eine perspektivische Ansicht eines Werkzeugträgers des Biegekopfes aus 2, 3;
5 eine Draufsicht auf das Biegewerkzeug aus 4;
6 eine Ansicht des Werkzeugträgers aus 4 im Längsschnitt;
7 eine perspektivische Ansicht des Biegekopfes aus 2 ohne Gehäuse;
8 eine Draufsicht auf den Biegekopf aus 7 ohne Gehäuse;
9 eine Darstellung im Längsschnitt von Hohlwellen mit Antriebsrädern des Biegekopfes;
10 eine Vorderansicht des Biegekopfes aus 7, 8 mit Elementen einer Koppelvorrichtung;
11 eine perspektivische Ansicht von Elementen der Koppelvorrichtung;
12a–12c Frontansichten von Elementen der Koppelvorrichtung in verschiedenen Positionen;
13 eine schematische Darstellung einer Ansteuervorrichtung für verschiedene Motorantriebe.
1a–1c zeigen eine Rohrbiegemaschine 10 mit einer feststehenden Spanneinheit 12, gegenüber der ein Biegeturm 14 in einem Maschinenbett 16 in einer Längsrichtung L verfahrbar ist.
Der Biegeturm 14 trägt einen Biegekopf 22, an dem über einen Werkzeugträger 24 ein Biegewerkzeug 26 angebracht ist. Der Biegekopf 22 ist um eine Längsachse L drehbar. Für das Verfahren des Biegeturms 14 und die Drehung des Biegekopfes 22 sind ansteuerbare Antriebe 13a (in 1 nicht sichtbar) sowie 13b–g vorgesehen. Die einzelnen Funktionen der Antriebe 13a–g werden nachfolgend noch genauer erläutert.
In 1a ist eine ungebogene Rohrleitung 20 in einem Spannkopf 18 der Spannvorrichtung 12 fest eingespannt, so dass das Rohr 20 in Längsrichtung auf der Achse L ausgerichtet ist. Das eingespannte Rohrende bleibt während des Biegevorgangs stets ortsfest und wird nicht verschoben oder gedreht. Der Biegekopf 22 weist eine Öffnung 28 eines axial verlaufenden Durchgangs auf, durch den das Rohr 20 hindurchgesteckt ist. Das Biegewerkzeug 26 ist am Rohr 20 positioniert.
Im Betrieb der Rohrbiegemaschine 10 wird, wie aus der Abfolge der 1a bis 1c deutlich wird, das Rohr 20 mittels des Biegewerkzeugs 26 durch Anbringen sukzessiver Biegungen in eine gewünschte Biegegeometrie geformt. Dazu wird zunächst die vom eingespannten Ende des Rohres 20 am weitesten beabstandete Biegestelle angefahren und das Biegewerkzeug 26 dort positioniert. Durch einen Drehmechanismus, der nachfolgend näher erläutert wird, kann der Biegekopf 22 so um die Längsachse L des Rohres 20 herum gedreht werden, dass sich auch das Biegewerkzeug 26 mit dreht und so zum Anbringen einer Biegung um eine quer zur Längsachse L verlaufenden Biegeachse angesteuert werden kann.
Die Elemente des Biegewerkzeugs 26 sind aus 4, 5 genauer ersichtlich. An beweglichen, angetriebenen Elementen umfasst das Biegewerkzeug 26 eine um eine Biegeachse B drehbare Radiusrolle 30, ein um die Biegeachse B schwenkbares Gleitstück 32 und einen um eine Schwenkachse S schwenkbaren Gegenhalter 34.
Die Radiusrolle 30 umfasst wie aus 4 und auch 5 ersichtlich mehrere in Längsrichtung der Radiusrolle 30 voneinander beabstandete Biegenuten 36, die sich jeweils um einen Teil des Umfangs der Radiusrolle 30 herum erstrecken. Das Gleitstück 32 umfasst zugeordnete Biegenuten 38 in gleichem Abstand, die auf der der Radiusrolle 30 zugewandten Seite der Biegerolle 32 angeordnet sind.
Zum Anbringen einer Biegung in die Rohrleitung 20 wird diese zwischen der Radiusrolle 30 und dem Gleitstück 32 in einer der Radiusnuten 36 und einer der Biegenuten 38 aufgenommen. Die verschiedenen Radiusnuten 36 und zugeordneten Biegenuten 38 sind zur Aufnahme von Rohrleitungen unterschiedlichen Außendurchmessers vorgesehen.
Durch Verschwenken des Gleitstücks 32 um die Biegeachse B herum wird bei gleichzeitiger Drehung der Radiusrolle 30 eine Biegung des Rohrs 20 in einer zur Biegeachse B senkrechten Biegeebene erzeugt.
Das Gleitstück 32 ist um die Radiusrolle 30 herum schwenkbar angeordnet. Die Radiusrolle 30 ist drehbar. So ist mit dem Biegewerkzeug 26 sowohl Roll- als auch Ziehbiegen möglich. Das Gleitstück 32 kann in einem Schwenkbereich von mindestens 180° um die Radiusrolle 30 herum geschwenkt werden. So ist je nach Ansteuerung der Radiusrolle 30 und das Gleitstück 32 in der Biegeebene eine Biegung sowohl rechts- als auch linksherum möglich.
Sofern die jeweilige Biegung es erfordert, was insbesondere beim Biegen von Rohrleitungen mit flexiblen Teilabschnitten der Fall sein kann, kann der schwenkbare Gegenhalter 34 beim Biegen seitlich an das Rohr 20 angelegt werden. Der Gegenhalter 34 ist als Hebel schwenkbar um die Schwenkachse S, die parallel im Abstand zur Biegeachse B verläuft. Der Gegenhalter 34 kann für jede Biegung in die jeweils geeignete Schwenkposition verfahren werden. Auch am Gegenhalter 34 sind übereinander verschiedene Nuten zur seitlichen Anlage an das Rohr 20 vorgesehen.
Um das zunächst ungebogene Rohr 20 in eine gewünschte Biegegeometrie zu formen, werden auf die oben beschriebene Weise nacheinander mehrere Biegungen vorgenommen, wobei jeweils das Biegewerkzeug 26 durch Verfahren des Biegeturms 14 (s. 1a–1c) entlang der Längsrichtung L in Richtung auf die Spannvorrichtung 12 an der nächsten Biegestelle positioniert wird, dann durch Drehung des Biegekopfes 22 das Biegewerkzeug 26 um die Rohrachse L in der gewünschten Biegeebene positioniert und anschließend Radiusrolle 30, Gleitstück 32 und ggfs. Gegenhalter 34 zum Anbringen der gewünschten Biegung angesteuert werden.
Dabei zeigen 1a–1c in der Abfolge, wie beim Anbringen der aufeinander folgenden Biegungen der Biegeturm 14 stets näher an die Spannvorrichtung 12 heranrückt. Der an einer Verlängerung 42 der Spannvorrichtung 12 angeordnete Spannkopf 18 wird dabei durch die Öffnung 28 und den Durchgang im Biegekopf 22 geführt, bis die letzte Biegung vorgenommen ist. Nachfolgend kann die gebogene Rohrleitung entnommen werden.
Wie in 1a–1c gezeigt und auch aus 2, 4 näher ersichtlich ist unmittelbar am Rohr 20 nur das Biegewerkzeug 26 angeordnet ist, von dem sich lediglich der längliche, relativ dünne Werkzeugträger 24 erstreckt. Da der Werkzeugträger 24 in Längsrichtung L ausgerichtet ist und sich in Richtung der Spannvorrichtung 18 erstreckt, wird so eine Konstruktion erreicht, bei der ausgehend von der Biegestelle nur eine äußerst geringe Störkante vorhanden ist, d. h. feststehende Teile des Biegewerkzeugs 26 oder von dessen Anbringung (Werkzeugträger 24), an die die Rohrleitung beim Biegen, insbesondere bei großen Biegewinkeln, anschlagen kann.
Dabei dient der rohrförmige Werkzeugträger 24 nicht nur zur Halterung und Positionierung des Biegewerkzeugs 26, sondern auch zum Antrieb der beweglichen Elemente 30, 32, 34 des Biegewerkzeugs 26.
Wie aus dem Längsschnitt in 6 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem Werkzeugträger 24 um ein hohles Rohr, das mit einem Ende am Biegewerkzeug 26 und mit dem anderen Ende am Biegekopf befestigt ist. In 6 ist nicht die gesamte Länge des Werkzeugträgers 24 gezeigt; tatsächlich ist dieser, wie bspw. auf 2, 4 ersichtlich, etwa 6-fach so lang wie breit.
Im Inneren des Werkzeugträgers 24 sind koaxial drei Wellen angeordnet. Eine massive, innere Welle dient als Radius-Antriebswelle 44. Eine um die Radius-Antriebswelle 44 herum angeordnete Hohlwelle dient als Biege-Antriebswelle 46. Wiederum koaxial hierzu um die Biege-Antriebswelle 46 herum ist eine weitere Hohlwelle als Gegenhalter-Antriebswelle 48 angeordnet.
Am inneren Ende des Werkzeugträgers 24 sind wie aus 4, 6 ersichtlich drei axial nebeneinander angeordnete Antriebsritzel 50a, 50b, 50c vorgesehen. Davon ist wie aus 6 ersichtlich die innere Radius-Antriebswelle 44 mit dem hintersten Antriebsritzel 50a, die Biege-Antriebswelle 46 mit dem mittleren Ritzel 50b und die äußere Gegenhalter-Antriebswelle 48 mit dem vorderen Ritzel 50c gekoppelt.
Die Drehbewegung der drei Werkzeug-Antriebswellen 44, 46, 48 wird wie in 6 gezeigt durch Umlenkgetriebe auf die Radius-Rolle 30, Gleitstück 32 und den Gegenhalter 34 übertragen.
Hierzu sind jeweils am äußeren Ende jeder der Werkzeug-Antriebswellen 44, 46, 48 Umlenkgetriebe vorgesehen, mit denen die Drehbewegung über Kegelzahnräder in einem Winkel von im gezeigten Beispiel 90° umgelenkt wird. Ein erstes Umlenkgetriebe 52a ist gebildet zwischen einem am Ende der Radius-Antriebswelle 44 gebildeten ersten Kegelzahnrad 54a und einem mit der Radiusrolle 30 gekoppelten zweiten Kegelzahnrad 56a. Ein zweites Umlenkgetriebe 52b ist gebildet durch ein am Ende der Biegeantriebswelle 46 aufgesetztes erstes Kegelzahnrad 54b und ein mit der Biegerolle 32 gekoppeltes zweites Kegelzahnrad 56b. Dabei sind die Kegelzahnräder 54a, 56a des ersten Umlenkgetriebes 52a massiv ausgebildet, während die Kegelzahnräder 54b, 56b des zweiten Umlenkgetriebes 52b hohl ausgebildet und koaxial zu den Kegelzahnrädern 54a, 56a des ersten Umlenkgetriebes 52a angeordnet sind. Auf diese Weise werden Drehbewegungen der Antriebsritzel 50a, 50b über die koaxialen Werkzeug-Antriebswellen 44, 46 übertragen und in koaxiale Drehungen der Radiusrolle 30 und das Gleitstück 32 umgesetzt.
Ein drittes Umlenkgetriebe 52c ist am Biegewerkzeug 26 gebildet in einigem Abstand vom ersten und zweiten Umlenkgetriebe 52a, 52b. Hierfür ist die Gegenhalter-Antriebswelle 48 etwas kürzer ausgebildet als die beiden anderen Werkzeug-Antriebswellen 44, 46. An ihrem Ende ist ein erstes Kegelzahnrad 54c angeordnet, das in Eingriff steht mit einem zweiten Kegelzahnrad 56c, das um die Schwenkachse S des Gegenhalters 34 angeordnet ist. Auf diese Weise kann eine Drehbewegung vom Antriebsritzel 50c über die Gegenhalter-Antriebswelle 48 und das Umlenk-Getriebe 52c zum Gegenhalter 34 übertragen werden.
Somit können die beweglichen Elemente 30, 32, 34 am Biegewerkzeug 26 unabhängig und getrennt voneinander drehend angetrieben werden, um jeweils gewünschte Dreh- bzw. Schwenkbewegungen zur Erstellung gewünschter Biegungen auszuführen. Die jeweils erzielbaren Bewegungen sind dabei nicht beschränkt, so dass wie gewünscht Rechts-/Linksbiegen ebenso ermöglicht wird wie Roll-/Ziehbiegen.
Dabei ermöglicht der Werkzeugträger 24, dass das Biegewerkzeug 26 durch den Biegekopf 22 jeweils geeignet positioniert wird, wobei zugleich ein Antrieb der Elemente 30, 32, 34 des Biegewerkzeugs 26 in einer äußerst kompakten Anordnung mit geringer Störkante erreicht wird.
Zur Positionierung des Biegewerkzeugs 26 ist der Biegekopf 22 insgesamt wie in 2 durch einen Pfeil verdeutlicht um die Längsachse L des Rohres 20 drehbar angeordnet. Der Biegekopf 22 weist ein Gehäuse 40 auf, in dem auf einer Kopfplatte 60eine Positioniervorrichtung 62 für den Werkzeugträger 24 angeordnet ist. Das Gehäuse 40 ist dabei um die Längsachse L des Rohres 20 rotierbar, so dass sich die darin angeordneten Positioniervorrichtung 62 mit dem Werkzeugträger 24 und dem Biegewerkzeug 26 ebenfalls um die Längsachse L dreht.
Die Positioniervorrichtung 62 umfasst, wie insbesondere aus 10 ersichtlich ist, einen ersten Schlitten 64 und einen zweiten Schlitten 66. Die Schlitten 64, 66 sind jeweils in beidseitigen, zugeordneten Schienenführungen 65, 67 geführt, so dass der erste Schlitten 64 zur Ausführung einer Versatzbewegung in einer ersten Querrichtung X (in 10) und der zweite Schlitten 66 zur Ausführung einer Hubbewegung in einer zweiten, hierzu rechtwinkligen Querrichtung Y verschiebbar ist. Dabei sind die Schlitten 64, 66 durch den Eingriff von Antriebszahnrädern in Zahnstangen 68, 69 angetrieben.
Der erste Schlitten 64 bildet durch zwei seitliche Rahmenelemente 70 eine Seitenführung für den Werkzeugträger 24 in X-Richtung, während der zweite Schlitten 66 eine Führung in Y-Richtung für den Werkzeugträger 24 bildet. So kann der Werkzeugträger 24 in einer Ebene parallel zur Kopfplatte 60 in eine jeweils gewünschte X/Y-Position verschoben werden, so dass das daran befestigte Biegewerkzeug 26 die jeweils gewünschte Hub/Versatz-Bewegung ausführt.
Damit trotz der Verschiebbarkeit des Werkzeugträgers 24 weiter stets ein Antrieb der im Werkzeugträger 24 aufgenommenen Antriebswellen 44, 46, 48 gewährleistet bleibt, ist am Biegekopf 22 eine Übertragungsvorrichtung 72 vorgesehen. Diese umfasst für jede der drei Werkzeug-Antriebswellen 44, 46, 48 jeweils das zugehörige Ritzel (6) 50a, 50b, 50c, je ein am Biegekopf 22 ortsfestes Antriebsrad 74a, 74b, 74c und je ein mit dem jeweiligen Ritzel 50a, 50b, 50c und Antriebsrad 74a, 74b, 74c im Eingriff befindliches Koppelzahnrad 76a, 76b, 76c.
Die Übertragungsvorrichtung 72 ist in 11 noch einmal ohne Gehäuseelemente und ohne die Schlitten 64, 66 dargestellt. Die Antriebsräder 74a, 74b, 74c sind dabei durch erste Abstandslaschen 78 mit den Koppelzahnrädern 76a, 76b, 76c verbunden und diese über zweite Abstandslaschen 80 mit den Antriebsritzeln 50a, 50b, 50c am Werkzeugträger 24. Durch die Laschen 78, 80 ist ein stets gleich bleibender Abstand und damit ständiger Eingriff zwischen den Zahnrädern gewährleistet.
In 12a bis 12c ist die Übertragungsvorrichtung 72 beispielhaft anhand des zweiten Antriebsritzels 50b, des zugehörigen Koppelzahnrads 76b und des hierfür vorgesehenen zweiten Antriebsrads 74b dargestellt. Diese Darstellung gilt in gleicher Weise für alle drei Antriebsräder 74a, 74b, 74c, Koppelzahnräder 76a, 76b, 76c, und Antriebsritzel 50a, 50b, 50c.
Dabei sind die Antriebsräder 74a, 74b, 74c auf einer am Biegekopf 22 feststehenden Drehachse angeordnet, nämlich um die Rohrdurchführung 28 herum. Die Antriebsritzel 50a, 50b, 50c werden durch die Positionierung des Werkzeugträgers 24 mittels der Schlitten 64, 66 (in 12a–12c nicht dargestellt) in X- und Y-Richtung verfahren. Durch die Abstandslaschen 78, 80 (ebenfalls in 12a–12c nicht dargestellt) bleiben dabei die Abstände L1, L2 zwischen den Zahnrädern fest. Als Resultat lässt sich wie in 12a bis 12c dargestellt das Antriebsritzel 50b in X- und Y-Richtung variabel gegenüber dem feststehenden Antriebsrad 74b positionieren, wobei das Koppelzahnrad 76b dann jeweils eine passende Zwischenstellung einnimmt, so dass der Eingriff gewährleistet bleibt.
Unabhängig von der X/Y-Position des Antriebsritzels 50b ist so stets eine Kopplung gegeben, so dass ein drehender Antrieb durch das Antriebsrad 74b und entsprechend die genaue Festlegung der Drehposition des Antriebsritzels 50b in jeder Position gewährleistet bleibt.
Allerdings ergibt sich durch die Verschiebung des Antriebsritzels 50b gegenüber dem Antriebsrad 74b eine veränderte Winkelbeziehung der beiden Zahnräder zueinander. Diese ist abhängig von dem Winkel α zwischen den Achsen, die jeweils das Koppelzahnrad 76b mit dem Antriebsrad 74b und dem Antriebsritzel 50b bildet. Ausgehend von den Auslegungsparametern der Zahnräder, d. h. von deren jeweiligem Radius und Zähnezahl lässt sich so für jede X/Y-Verschiebung des Antriebsritzels 50b ein Korrektur- bzw. Kompensationswinkel β berechnen oder durch Versuche ermitteln, um den das Antriebsrad 74b gedreht werden kann, um eine feststehende Drehposition des Antriebsritzels 50b trotz Verschiebung zu erreichen. Der jeweilige Korrektur- bzw. Kompensationswinkel β kann in der Ansteuerung als zu subtrahierender Term berücksichtigt werden, d. h. wenn keine bei der Verschiebung feststehende Drehposition des Antriebsritzels 50b gewünscht wird, sondern stattdessen eine Verdrehung, kann der Kompensationswinkel von dem vorzugebenden Drehwinkel subtrahiert werden.
Die Ansteuerung und damit die genaue Positionierung und Bewegung des Biegewerkzeugs 26 gegenüber dem Rohr 20 wird durch die bereits erwähnten Motorantriebe 13a–13g bewirkt. Dabei handelt es sich jeweils um positionsgeregelte Elektromotoren, die wie in 13 schematisch dargestellt durch eine zentrale Ansteuervorrichtung 82 angesteuert werden.
Ein erster Motorantrieb 13a dient zum Verfahren des Biegeturms 14 in Längsrichtung, bspw. über einen Schneckentrieb oder Zahnstangenantrieb (nicht dargestellt).
Die Motorantriebe 13b bis 13g sind wie insbesondere aus 3 ersichtlich auf der Rückseite des Biegeturms 14 angeordnet. Sie sind jeweils mit Riemen gekoppelt mit einer Anzahl von axial nebeneinander angeordneten Antriebsscheiben 84.
Die Antriebsscheiben 84 sind, wie aus 9 und 11 ersichtlich ist, um die Rohrdurchführung 28 und somit um die Längsachse L eines darin aufgenommenen Rohres 20 drehbar angeordnet. Wie aus 9 ersichtlich ist jede der einzeln mit den Motorantrieben 13b bis 13g gekoppelten Antriebsscheiben 84 über jeweils eine die Kopfplatte 60 durchdringende Hohlwelle 86 mit zugehörigen Antriebsrädern 74 der Positioniervorrichtung 62 gekoppelt. Auf diese Weise kann die Antriebsleistung und Vorgabe der Drehposition von den ansteuerbaren Motorantrieben 13b bis 13g auf die Antriebsräder 74 erfolgen.
Die Kopfplatte 60 des Biegekopfes 22 ist dabei direkt mit einer ersten Antriebsscheibe gekoppelt, um so eine gesteuerte Drehung der Kopfplatte 60 und der gesamten daran befestigten Positioniervorrichtung 62 mit dem Gehäuse 40 um die Längsachse L zu ermöglichen. Der in 13 schematisch dargestellte zweite Motorantrieb 13b bewirkt so über die beschriebene, in 13 ebenfalls nur schematisch dargestellte Kopplung die Drehung des gesamten Biegekopfes 22 und somit auch des am Werkzeugträger 25 angeordneten Biegewerkzeugs 26.
Mit dem dritten und vierten Motorantrieb 13c, 13d werden wie im Zusammenhang mit 10 bereits erläutert über Zahnstangenantriebe die Hub- und Versatzbewegungen der Schlitten 64, 66 der Positioniervorrichtung 62 angesteuert. Somit kann die X/Y-Position des Biegewerkzeugs 26 vorgegeben werden.
Mit dem fünften, sechsten und siebten Motorantrieb 13e bis 13g werden wie beschrieben über Riemenkopplung, Antriebsscheiben 84 und Hohlwellen 86 drei Antriebszahnräder 74a, 74b, 74c der Positioniervorrichtung 62 angesteuert. Diese stehen über die im Zusammenhang mit 12a bis 12c erläuterte Koppelvorrichtung 72 in Kopplung mit den drei Antriebsritzeln 50a, 50b, 50c am Ende des Werkzeugträgers 24. So kann durch den fünften Motorantrieb 13e die Drehbewegung der Radiusrolle 30, durch den sechsten Motorantrieb 13f die Schwenkbewegung des Gleitstücks 32 und durch den siebten Motorantrieb 13g die Schwenkbewegung des Gegenhalters 34 vorgegeben werden.
Somit kann die Steuervorrichtung 82 durch Ansteuerung der Motorantriebe 13a bis 13g alle Bewegungen des Biegeturms 14, des Biegekopfes 22 und des Biegewerkzeugs 26 steuern, um eine jeweils gewünschte Biegestelle anzufahren, das Biegewerkzeug 26 dort in gewünschter Ausrichtung gegenüber dem Rohr 20 zu positionieren und schließlich die gewünschte Biegung durch Ansteuerung des Biegewerkzeugs 26 zu erzeugen.
Die dabei durch Ansteuerung der Antriebe 13c und 13d vorgebbaren Hub- und Versatzbewegungen können einerseits dazu dienen, das Biegewerkzeug 26 gegenüber dem Rohr 20 so zu positionieren, dass von den verschiedenen Nuten 36, 38 des Biegewerkzeugs ein jeweils passendes Paar mit dem Rohr 20 in Anlage gebracht wird. Andererseits kann durch Vorgabe eines Verfahrweges in X/Y-Richtung auch bspw. ein Wechsel der Anlageseite von Radiusrolle 30, Gleitstück 32 und Gegenhalter 34 erreicht werde, um die Biegerichtung bspw. von rechts- auf linksbiegend zu wechseln. Eine hierfür geeignete Ansteuersequenz könnte bspw. zunächst einen Hub in negativer Y-Richtung vorgeben, um das Biegewerkzeug 26 vom Rohr 20 zu entfernen, dann eine Verschiebebewegung in X-Richtung, um das Biegewerkzeug 26 auf die andere Rohrseite zu bringen, und schließlich eine Hubbewegung in positiver Y-Richtung, um das Biegewerkzeug auf der gegenüberliegenden Seite wieder an das Rohr 20 heranzuführen. Gleichzeitig ist bei diesen Bewegungen stets die Positionierung von Gleitstück 32 und Gegenhalter 34 in Neutralpositionen sinnvoll, so dass das Biegewerkzeug 26 störungsfrei am Rohr 20 positioniert werden kann. Bei der Vorgabe der Ansteuerungen für die Motorantriebe 13e bis 13g berücksichtigt die Steuervorrichtung 82 dabei den aus der X/Y-Verschiebeposition zu berechnenden Kompensationswinkel.
Die beschriebene Ausführung der in den Zeichnungen dargestellten Rohrbiegemaschine 10 mit der dort gezeigten und oben beschriebenen Ausgestaltung von Biegeturm 14, Spannvorrichtung 12, Biegekopf 22, Positioniervorrichtung 62 und Biegewerkzeug 26 ist somit dazu geeignet, sehr komplexe Biegegeometrien auch für Rohrleitungen zu erzeugen, die bspw. Abschnitte mit verschiedenen Durchmessern, flexible Schlauchabschnitte, Anschlussstücke und andere Besonderheiten aufweisen.
Dabei sind gegenüber den dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen auch Änderungen möglich. Insbesondere kann das Biegewerkzeug 26 statt dreier beweglicher Teile (Gegenhalter 34, Gleitstück 32, Radiusrolle 30) auch mehr oder weniger bewegliche Elemente umfassen. Dann wäre die Anzahl der Werkzeug-Antriebswellen im Werkzeughalter 24 ebenso wie die Anzahl an Koppelvorrichtungen 72 und Antriebsvorrichtungen hierfür anzupassen. Ebenso könnte die Positioniervorrichtung 62 vereinfacht werden, wenn statt der Bewegung in X- und Y-Richtung nur eine Verschiebung in einer einzigen Richtung benötigt wird.
Weiter ist die Anordnung der Motorantriebe 13b–g auf der Rückseite des Biegeturms 14 und die Übertragung der Antriebsbewegung über Antriebsscheiben 84 und Hohlwellen 86 zwar bevorzugt, dennoch kann dies in alternativen Ausführungen auch anders gelöst werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 20301138 U1 [0003]
EP 1591174 [0004]

Claims

Vorrichtung zum Biegen von strangförmigen Werkstücken (20) mit – einer Aufnahme (18, 28) für ein strangförmiges Werkstück (20), – einem Biegewerkzeug (26), mindestens umfassend ein Radiusteil (30) und ein Biegeteil (32), wobei das Werkstück (20) durch Verschwenken des Biegeteils (33) um das Radiusteil (30) biegbar ist, – mindestens einer sich in einer Längsrichtung (L) erstreckenden Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) zum Antrieb des Biegewerkzeugs (26), – einer Positioniervorrichtung (22, 62) zur Positionierung des Biegewerkzeugs (26) relativ zu dem Werkstück (20), wobei die Positioniervorrichtung (22, 62) eine Verschiebung des Biegewerkzeugs (26) und der Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) in mindestens einer Querrichtung ermöglicht, die quer zur Längsrichtung verläuft, – wobei ein Antriebsrad (74, 74a, 74b, 74c) um eine gegenüber dem Werkstück (20) feststehenden Achse drehbar angeordnet und über eine Übertragungsvorrichtung (72) zum Antrieb der Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) gekoppelt ist, – und wobei die Übertragungsvorrichtung (72) mindestens ein quer zur Achse des Antriebsrades (74, 74a, 74b, 74c) bewegliches Koppelglied (76, 76a, 76b, 76c) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der – die Aufnahme (18, 28) so ausgebildet ist, dass das Werkstück (20) in Längsrichtung (L) ausgerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – die Positioniervorrichtung (22, 62) eine Verschiebung des Biegewerkzeugs (26) in verschiedenen Richtungen innerhalb einer quer zur Längsrichtung (L) angeordneten Ebene ermöglicht.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – die Positioniervorrichtung (22, 62) mindestens einen in mindestens einer Querrichtung verschiebbaren Schlitten (64, 66) umfasst, – wobei mindestens eine Schlittenantriebsvorrichtung (68, 69) zur Bewegung des Schlittens vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der – ein erster Schlitten (64) vorgesehen ist, der in einer ersten Querrichtung geführt verschiebbar ist, – und ein zweiter Schlitten (66) vorgesehen ist, der in einer zweiten Querrichtung geführt verschiebbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – die Positioniervorrichtung (22, 62) eine Drehung des Biegewerkzeugs (26) um die Längsrichtung L ermöglicht.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Antriebsrad als Antriebszahnrad (74a, 74b, 74c) ausgebildet ist, – an der Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) mindestens ein Antriebsritzel (50a, 50b, 50c) vorgesehen ist, – und das Koppelglied als Koppelzahnrad (76a, 76b, 76c) ausgebildet ist, das mit dem Antriebsritzel (50a, 50b, 50c) und dem Antriebsrad (74a, 74b, 74c) im Eingriff steht.
Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der – das Koppelzahnrad (76a, 76b, 76c) mit dem Antriebsritzel (50a, 50b, 50c) und dem Antriebszahnrad (74a, 74b, 74c) jeweils über Abstandselemente (78, 80) so verbunden ist, dass bei einer Bewegung des Antriebsritzels (50a, 50b, 50c) in der Querrichtung das Koppelzahnrad (76a, 76b, 76c) im Eingriff mit dem Antriebsritzel (50a, 50b, 50c) und dem Antriebszahnrad (74a, 74b, 74c) bleibt.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – ein Motorantrieb (13e–13g) mit dem Antriebsrad (74a, 74b, 74c) gekoppelt ist – und eine Ansteuervorrichtung (82) eine Ansteuerung des Motorantriebs (13e, 13f, 13g) in Abhängigkeit von der Verschiebung in Querrichtung vorgibt.
Vorrichtung nach Anspruch 9 sowie einem der Ansprüche 7, 8, bei der – bei der Verschiebung in Querrichtung die Ansteuervorrichtung (82) eine Kompensationsdrehung des Antriebsrads (74a, 74b, 74c) so vorgibt, dass durch die Kompensationsdrehung eine durch die Verschiebung hervorgerufene Änderung der Drehwinkelbeziehung zwischen dem Antriebszahnrad (74a, 74b, 74c) und dem Antriebsritzel (50a, 50b, 50c) ausgeglichen wird.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Antriebsrad (74a, 74b, 74c) über eine Übertragungswelle (86) mit einer Antriebsscheibe (84) gekoppelt ist, – wobei die Antriebsscheibe (84) durch einen Motorantrieb (13a–g) antreibbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – das Antriebsrad (74a) mit mindestens einem weiteren Antriebsrad um eine gemeinsame Achse drehbar angeordnet ist, wobei die Antriebsräder über koaxiale Hohlwellen (86) mit Antriebsscheiben (84) gekoppelt sind, – wobei innerhalb der Hohlwellen (86) eine Durchführung (78) für das Werkstück (20) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, bei der – das weitere Antriebsrad als Antrieb für eine der folgenden Funktionen vorgesehen ist: – Verschiebung des Biegewerkzeugs (26) in Querrichtung, und/oder – Drehung des Biegewerkzeugs (26) um die Längsrichtung (L).
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei der – die Aufnahme für das Werkstück (20) eine Spannvorrichtung (18) zum Einspannen des Werkstücks (20) und eine Durchführung (28) für das Werkstück (20) umfasst.
Verfahren zum Biegen von strangförmigen Werkstücken (20), bei dem – ein strangförmiges Werkstück (20) in einer Aufnahme (18, 20) angeordnet wird, – und ein Biegewerkzeug (26), mindestens umfassend einem Radiusteil (30) und ein darum verschwenkbares Biegeteil (32) zur Biegung des Werkstücks (20) an diesem positioniert wird, – wobei das Biegewerkzeug (26) durch mindestens eine sich in einer Längsrichtung (L) erstreckende Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) angetrieben wird, – und das Biegewerkzeug (26) relativ zu dem Werkstück (20) durch eine Positioniervorrichtung (22, 62) so positioniert wird, dass eine Verschiebung des Biegewerkzeugs (26) und der Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) in mindestens einer Querrichtung ermöglicht ist, die quer zur Längsrichtung (L) verläuft, – wobei ein Antriebsrad (74a, 74b, 74c), das um eine gegenüber dem Werkstück (20) feststehende Achse drehbar angeordnet und über eine Übertragungsvorrichtung (72) zum Antrieb der Werkzeug-Antriebswelle (44, 46, 48) gekoppelt ist, wobei die Übertragungsvorrichtung (72) mindestens ein quer zur Achse des Antriebsrads (74a, 74b, 74c) bewegliches Koppelglied (76a, 76b, 76c) aufweist, zum Betrieb des Biegewerkzeugs (26) angesteuert wird.