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Die Erfindung betrifft ein Verfahren
zum Biegen von insbesondere extrudierten Kunststoffrohren, bei dem
das Kunststoffrohr erwärmt
und dann gebogen wird. Sie betrifft des weiteren eine Biegevorrichtung
zur Durchführung
dieses Verfahrens.
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Zur Herstellung von Rohrkrümmern aus Kunststoff
werden gerade, im wesentlichen starre Kunststoffrohre verwendet,
die vollständig
auf eine solche Temperatur erwärmt
werden, daß sie
plastisch verformbar sind. Sie werden dann um einen erforderlichen
Winkel gebogen. Mit dem Abkühlen
entsteht dann ein wieder erstarrter Rohrkrümmer.
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Bei dem bekannten Verfahren kommt
es zu unerwünschten
Verformungen an den Rohrenden. Auch im Biegebereich ist eine optimale,
den jeweiligen Anforderungen entsprechende neutrale Biegelinie nicht
erzielbar, d.h. der Biegebereich wird entweder an der Innenseite
der Biegung zu stark gestaucht oder an der Außenseite zu stark gedehnt.
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In der
DE 696 13 130 T2 ist ein
Verfahren zum Biegen von Kunststoffrohren offenbart, bei dem das
Kunststoffrohr in eine Biegeform eingelegt und dann von Hand gebogen
wird, wobei das Rohr von Halteelementen an jedem Ende des Formers
gehalten wird. Die Erwärmung
des Rohrs geschieht vor dem Biegen des Rohrs, vorteilhafterweise
aber nach dem Biegen des Rohres. Ein solches Verfahren – und eine
solche Vorrichtung – ist
nur für
Rohre mit geringem Biegewiderstand geeignet.
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In der
DE 26 01 818 A1 ist ein Verfahren zum Biegen
von Kunststoffrohren beschrieben, bei dem das Rohr an einem Ende
festgehalten und das andere Ende mittels einer Druckeinrichtung
um ein Biegestück
verschwenkt wird. Dabei wird in das Rohr nach dem Erwärmen ein
aus gegeneinander verschiebbaren Lamellen bestehendes Kernstück eingebracht.
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Der Erfindung liegt also die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zum Biegen von insbesondere extrudierten
Kunststoffrohren bereitzustellen, bei dem unerwünschte Verformungen weitgehend
vermieden werden und reproduzierbare Biegeergebnisse erzielbar sind.
Der zweite Teil der Aufgabe besteht darin, eine für dieses
Verfahren geeignete Biegevorrichtung zu konzipieren.
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In Verbindung mit dem Oberbegriff
des Patentanspruches 1 wird diese Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens
dadurch gelöst,
daß das
Kunststoffrohr auf einen Biegebereich begrenzt zwischen zwei Kaltbereichen
erwärmt
wird und daß es
dann an den Kaltbereichen an Halterungen fixiert wird und die Kaltbereiche
durch Bewegung der Halterungen so zu einander verschwenkt werden,
daß das
Kunststoffrohr im Biegebereich gebogen wird. Grundgedanke der Erfindung
ist es also, die Erwärmung
des Kunststoffrohrs auf den Biegebereich zu begrenzen, so daß beidseits
des Biegebereichs Kaltbereiche übrig
bleiben, die starr sind und an denen dann das Kunststoffrohr in
Halterungen fixiert werden kann. Durch eine gesteuerte Bewegung
der Halterungen kann dann der Biegeprozeß entsprechend den, jeweiligen
Anforderungen vorgenommen werden. Da die Kaltbereiche bei der Erwärmung des
Biegebereichs im wesentlichen starr bleiben, kommt es dort nicht
zu unerwünschten
Verformungen. Außerdem
kann der Biegeprozeß über die
Kaltbereiche exakt gesteuert werden.
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In Ausgestaltung der Erfindung ist
vorgesehen, daß die
Halterungen – und
damit die Kaltbereiche – derart
bewegt werden, daß der
Schwenkbewegung eine Axialbewegung in Richtung der Rohrachse überlagert
wird. Auf diese Weise kann die neutrale Biegelinie beliebig quer
zur Rohrachse verlagert werden. Werden die Halterungen aufeinander
zu bewegt, verschiebt sich die neutrale Linie nach außen mit
der Folge, daß das
Kunststoffrohr auf der Innenseite der Biegung relativ stark gestaucht
und auf der Außenseite
der Biegung nicht zu sehr gedehnt wird. Durch Bewegung der Halterungen
voneinander weg kann die neutrale Biegelinie zur Innenseite der
Biegung verlagert werden, so daß dort
die Stauchung vergleichsweise gering ist, während an der Außenseite
der Biegung eine starke Dehnung auftritt. Damit ist es möglich, eine
an die jeweiligen Anforderungen und das Material optimal angepaßte Biegung
zu erzeugen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist
vorgesehen, daß das
Kunststoffrohr an der Innenseite des Biegebereichs abgestützt wird.
Dies verhindert, daß es
dort zu unerwünschten
Verformungen aufgrund der einwirkenden Stauchkräfte kommt. Durch entsprechende
Ausformung der Abstützung läßt sich
eine glatte Oberfläche
in diesem Bereich erzielen.
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Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß der Biegebereich
im Inneren des Kunststoffrohrs durch einen biegsamen Kern abgestützt wird.
Dieser Kern gibt dem erwärmten
Biegebereich Stabilität
und sorgt zudem für
eine glatte Ausbildung der Innenseite des Rohrkrümmers. Der biegsame Kern kann
beispielsweise ein mit Luft oder Wasser gefüllter Schlauch, aber auch ein
Lamellenpaket sein, dessen Querschnitt an den Durchmesser des Kunststoffrohrs angepaßt ist und
dessen Lamellen nur an einem Ende miteinander verbunden sind, so
daß sie
sich gegenseitig verschieben können.
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Das Biegen erfolgt zwecksmäßigerweise
in einer horizontalen Ebene, auch wenn dies nicht unbedingt erforderlich
ist. Entsprechendes gilt für
die Erwärmung
der Kunststoffrohre. In diesem Fall ist es sehr zweckmäßig, wenn
die Kunststoffrohre beim Erwärmen
so aufgehängt
sind, daß sie
innenseitig abgestützt
werden. Hierdurch wird insbesondere bei schweren Rohren vermieden,
daß sie
nach Erwärmung
des Biegebereichs durchhängen,
also ihre gestreckte Form verlieren.
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Die Erwärmung erfolgt zweckmäßigerweise über eine
stationäre
Heizfläche.
Damit die Kunststoffrohre über
ihren Umfang gleichmäßig erwärmt werden,
sollten sie benachbart zu dieser Heizfläche gedreht werden. Während oder
zwischen den Drehbewegungen können
die Kunststoffrohre an der Heizfläche vorbei transportiert und
dann in eine Biegemaschine überführt werden.
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Der zweite Teil der Aufgabe, der
sich auf die Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bezieht,
wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß die
Biegevorrichtung eine Heizeinrichtung zur Erwärmung eines Biegebereichs als
Teilbereich eines Kunststoffrohrs, eine Transporteinrichtung für den Transport
der Kunststoffrohre durch die Heizeinrichtung sowie eine sich daran
anschließende
Biegemaschine aufweist, die be abstandete Halterungen für die Aufnahme
und Fixierung eines Kunststoffrohrs in Kaltbereichen beidseits des
erwärmten
Biegebereichs aufweist, wobei die Halterungen in einer Biegeebene
derart bewegbar sind, daß ein
in den Halterungen fixiertes Kunststoffrohr im Biegebereich gebogen
wird. Die erfindungsgemäße Biegevorrichtung besteht
also im wesentlichen aus zwei Vorrichtungsteilen, nämlich einer
Heizeinrichtung, durch die die Kunststoffrohre zwecks Erwärmung des
Biegebereichs transportiert werden, und einer Biegemaschine, wo
die erwärmten
Kunststoffrohre in Halterungen fixiert werden, die dann in der Biegeebene
so bewegt werden können,
daß das
Kunststoffrohr im oben beschriebenen Sinn gebogen wird.
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Die Heizeinrichtung hat zweckmäßigerweise eine
Heizfläche,
wobei die Transporteinrichtung so ausgebildet ist, daß mit ihr
mehrere Kunststoffrohre an der Heizfläche vorbei transportierbar
sind, so daß die
Kunststoffrohre nach und nach im Biegebereich erhitzt werden. Um
das Erwärmen
präzise
steuern zu können,
sollte die Heizfläche
quer zur Transportrichtung und/oder in Transportrichtung in einzelne
Heizbereiche unterteilt sein, deren Temperatur getrennt voneinander
und unterschiedlich zueinander einstellbar ist. Außerdem kann
hierdurch die Breite und Länge
der Wärmeeinwirkung
dadurch bestimmt werden, daß einzelne
Heizsegmente abgeschaltet werden. Außerdem sollte der Abstand zwischen
Heizfläche und
Kunststoffrohren verstellbar sein, um auch insoweit die Wärmebeaufschlagung
steuern zu können. Für die Beheizung
eignen sich insbesondere Infrarotstrahler. Als zweckmäßig hat
es sich erwiesen, die Heizfläche
horizontal oberhalb der Transporteinrichtung anzuordnen.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist
vorgesehen, daß über die
Heizfläche
verteilt Temperatursensoren vorgesehen sind, die die Temperatur
der Kunststoffrohre messen und die Teil einer Temperaturregeleinrichtung
sind. Auf diese Weise kann die für
das Material optimale Temperatur eingestellt und über den
Transport durch die Heizeinrichtung gehalten werden.
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Die Erfindung sieht des weiteren
vor, daß die Heizeinrichtung
Dreheinrichtungen aufweist, über
die die Kunststoffrohre in eine Drehbewegung versetzbar sind. Dies
ist insbesondere dann nützlich,
wenn die Kunststoffrohre mittels der Transporteinrichtung an einer
großflächigen Heizfläche vorbei
transportiert werden. Durch Rotation der Kunststoffrohre wird eine gleichmäßige Erwärmung erreicht.
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Die Dreheinrichtungen haben zweckmäßigerweise
sich quer zur Transportrichtung erstreckende Tragwalzen, die über einen
Antrieb in Rotation zu versetzen sind. Vorzugsweise sollten die
Tragwalzen quer zur Transportrichtung aufeinander zu oder voneinander
weg bewegbar sein und auf diese Weise in die Kunststoffrohre einfahrbar
bzw. aus diesen herausfahrbar sein. Auf diese Weise können die
Kunststoffrohre innenseitig unterstützt transportiert werden. Dabei
ist es zweckmäßig, wenn
die auf einer Seite längs
des Transportweges angeordneten Tragwalzen gemeinsam an einem Tragrahmen
angeordnet und die beiden Tragrahmen quer zur Transportrichtung
bewegbar sind, so daß die
Bewegung der einzelnen Tragwalzen synchronisiert ist.
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Für
den Transport der Kunststoffrohre können die Dreheinrichtung an
umlaufenden Fördermitteln
der Transporteinrichtung angebracht sein, über die sie in Transportrichtung
durch die Heizeinrichtung bewegbar sind. Alternativ dazu besteht
die Möglichkeit,
daß die
Dreheinrichtungen in Transportrichtung stationär angeordnet sind und jeder
Dreheinrichtung ein Transportelement der Transporteinrichtung für die Aufnahme
eines Kunststoffrohrs zugeordnet ist, wobei die Transportelemente
derart beweglich sind, daß sie
für den
Transport des Kunststoffrohrs von einer zur nächsten Dreheinrichtung zunächst angehoben, dann
in Transportrichtung bis zur nächsten
Dreheinrichtung bewegt und dann wieder abgesenkt und zurückbewegt
werden. Diese Art des intermittierenden Transportes hat sich als
konstruktiv einfache Lösung bewährt.
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Die Transporteinrichtung weist Tragelemente
auf, die die Kunststoffrohre beim Transport von beiden Seiten unterstützen und
beispielsweise als Transportwannen ausgebildet sein. Dabei können die Tragelemente
in zwei sich in Transportrichtung erstreckenden Reihen nebeneinander
angeordnet sein und jeweils zwei Tragelemente zwecks Aufnahme eines
Kunststoffrohrs paarweise gegenüber
stehen. Die auf einer Seite längs
des Transportweges angeordneten Tragelemente sollten dabei gemeinsam
einem Tragrahmen zugeordnet und dieser über einen Antrieb quer zur
Trans portrichtung beweglich sein. Es ist dann zweckmäßig, wenn
die Tragelemente auf einer Seite einem Längsträger zugeordnet sind, wobei
die Längsträger in Transporteinrichtung
hin- und herbewegbar und vertikal beweglich an den Tragrahmen angebracht
sind. Auf diese Weise können
die Kunststoffrohre kontinuierlich durch die Heizeinrichtung transportiert
werden.
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Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß zwischen
Heizeinrichtung und Biegemaschine eine Übergabeeinrichtung vorgesehen
ist, die die fertig erwärmten
Kunststoffrohre automatisch an die Biegemaschine weitergibt. Hierzu
sollte die Übergabeeinrichtung
Transportmittel, beispielsweise in Form von schrägen Schienen, aufweisen, über die die
Kunststoffrohre in die Halterungen transportiert werden bzw. rollen
können.
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Die Erfindung sieht des weiteren
vor, daß die Halterungen
an der Biegemaschine auf Schwenkrahmen angeordnet sind, die um eine
gemeinsame Schwenkachse aus einer gestreckten Ausgangsstellung in
eine Winkelstellung verschwenkbar sind. Dabei ist es zweckmäßig, wenn
die Schwenkachse quer zur gemeinsamen Achse der Halterungen in ihrer Ausgangsstellung
verstellbar ist. Dies läßt es zu,
den Abstand zwischen Schwenkachse und Rohrachse in ungebogenem Zustand
einzustellen und so einen gewünschten
Biegeverlauf zu erhalten. Alternativ dazu oder in Kombination damit
sollten die Halterungen auf den Schwenkrahmen aufeinander zu und
voneinander weg bewegbar sein, um beim Verschwenken der Schwenkrahmen
zusätzlich
eine definierte Axial kraft aufprägen
zu können
und auf diese Weise die neutrale Biegelinie an den gewünschten
Ort zu legen.
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Damit die Schwenkrahmen synchron
verschwenkt werden, sollten sie mit einem Schlitten verbunden sein,
der quer zur gemeinsamen Achse der Halterungen in der Ausgangsstellung
verschieblich ist. Durch Verschiebung des Schlittens weg von der Schwenkachse
werden die Schwenkrahmen aus ihrer gestreckten Lage in eine Winkelstellung
gebracht.
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Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist
vorgesehen, daß die
Biegemaschine in der Mitte zwischen den Halterungen eine Stützeinrichtung
für die
Abstützung
des Kunststoffrohrs an der Biegungsinnenseite aufweist. Um eine
Anpassung an verschiedene Rohrdurchmesser herstellen zu können, sollte
die Stützeinrichtung
quer zur gemeinsamen Achse der Halterungen in der Ausgangsstellung beweglich
sein. Sie sollte vorteilhafterweise eine rinnenförmige Abstützfläche aufweisen, die einen bogenförmigen Verlauf
hat.
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Die Halterungen weisen zweckmäßigerweise
Klemmeinrichtungen zum Umfassen des Kunststoffrohrs auf, die beispielsweise
als Klemmschellen ausgebildet sein können, die öffenbar und schließbar sind.
Um den Innendurchmesser der Klemmschellen an den jeweiligen Rohrdurchmesser
anpassen zu können,
sollten dort auswechselbare Klemmbacken vorgesehen sein.
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In der Zeichnung ist die Erfindung
anhand eines Ausführungsbeispiels
näher veranschaulicht.
Es zeigen:
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1 eine
Draufsicht auf die erfindungsgemäße Biegevorrichtung;
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2 eine
Seitenansicht der Heizeinrichtung der Biegevorrichtung gemäß 1;
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3 eine
Vorderansicht der Heizeinrichtung gemäß 2;
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4 eine
Draufsicht auf die Heizeinrichtung gemäß den 2 und 3,
wobei die Heizfläche der
Heizeinrichtung weggelassen ist;
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5 eine
Vorderansicht der Heizeinrichtung gemäß den 2 bis 4 mit
angehobenen Kunststoffrohren;
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6 eine
Vorderansicht der Heizeinrichtung gemäß den 2 bis 5 mit
in die Kunststoffrohre eingefahrenen Tragwalzen;
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7 eine
Draufsicht auf die Heizeinrichtung gemäß den 2 bis 6 nach
Transport der Kunststoffrohre;
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8 eine
Seitenansicht der Biegemaschine zu der Biegevorrichtung gemäß 1;
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9 eine
Draufsicht auf die Biegemaschine gemäß 8 mit eingelegtem Kunststoffrohr in der Ausgangsstellung
vor Biegebeginn;
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10 die
Seitenansicht der Biegemaschine gemäß den 8 und 9 mit
eingelegtem Kunststoffrohr;
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11 die
Seitenansicht gemäß 10 mit angelegter Abstützrinne;
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12 eine
Draufsicht auf die Biegemaschine gemäß den 8 bis 11 bei
Durchführung
des Biegevorgangs;
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13 eine
Seitenansicht der Biegemaschine nach den 8 bis 12 nach
Beendigung des Biegevorgangs mit angelegter Entnahmeeinrichtung.
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Die in 1 dargestellte
Biegevorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einem Rohrmagazin 2, in
dem die zu biegenden Rohre vorgehalten werden, einer Heizeinrichtung 3,
in der die Rohre erwärmt werden,
und einer Biegemaschine 4, in der die erwärmten Rohre
gebogen werden.
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Das Rohrmagazin 2 hat eine
Tischfläche 5, auf
der die Rohre horizontal nebeneinander aufgelegt werden und zwar
derart, daß ihre
Achsen quer zu ihrer Transportrichtung (Pfeil A) zu liegen kommen. Mittels
geeigneter, hier nicht näher
dargestellter Einrichtungen werden die Rohre dann nach und nach
in die Heizeinrichtung 3 eingefahren, wo sie – beschränkt auf
den mittleren Biegebereich – auf
eine Temperatur erhitzt werden, die sie in dem Biegebereich plastisch
verformbar machen. Danach gelangen die Rohre über Übergabeschienen 6, 7 in
die Biegemaschine 4.
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Die Biegemaschine 4 hat
zwei gegenüberliegende
Schwenkrahmen 8, 9, die hier in zwei Stellungen
dargestellt sind, und zwar zum einen in der gestreckten Ausgangsstellung
und zum anderen in der verschwenkten Biegestellung. Zwischen den
beiden Stellungen sind die Schwenkrahmen 8, 9 in
einer horizontalen Ebene um eine Schwenkachse 10 verschwenkbar.
Die Enden der Schwenkrahmen 8, 9 stützen sich über Stützräder 11, 12 auf
ebenen Stützflächen 13, 14 ab
und sind auf diesen verfahrbar. Die Biegevorrichtung 1 wird über ein
Steuerpult 15 bedient. Durch Eingabe der Daten der Rohre,
insbesondere von deren Durchmesser und Länge sowie von deren Material,
sowie weitere Daten, wie Biegewinkel etc., wird die Biegevorrichtung 1 weitgehend
automatisch gesteuert, so daß die
durch die Biegevorrichtung 1 geleiteten Rohre auf die jeweils
geeignete Temperatur erhitzt und dann entsprechend den Vorgaben
gebogen werden.
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Die Einzelheiten der Heizeinrichtung 3 und der
Biegemaschine 4 ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung
der weiteren Figuren, in denen diese beiden Teile der Biegevorrichtung 1 vergrößert und
detaillierter dargestellt sind.
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Die Heizeinrichtung 3 sei
zunächst
anhand der 2 bis 4 erläutert. Sie hat einen quaderförmigen Vorrichtungsrahmen 16 mit
einem rechteckigen Grundrahmen 17, der auf Füßen – beispielhaft
mit 18 bezeichnet – ruht
und von dessen Ecken Vertikalstreben 19, 20, 21 hoch
gehen. Deren obere Enden sind mit einem rechteckigen Oberrahmen 22 verbunden, der
mit dem Grundrahmen 17 deckungsgleich ist.
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Im oberen Bereich erstreckt sich
zwischen den Vertikalstreben 19, 20, 21 eine
Heizfläche 23,
die sich aus einer Vielzahl von Infrarotstrahlern zusammensetzt,
deren Heizleistung segmentweise gesteuert werden kann. Hierzu ist
die Heizfläche 23 sowohl in
Transportrichtung (Pfeil A) als auch quer zur Transportrichtung
in selbständig
steuerbare Segmente aufgeteilt. Hierdurch können in Transportrichtung unterschiedliche
Temperaturen eingestellt werden, beispielsweise zu Beginn der Heizeinrichtung
höhere als
zum Ende hin, und es kann die Breite der Heizeinwirkung entsprechend
der jeweils notwendigen Breite des zu erhitzenden Biegebereichs
verändert
werden.
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Die Heizfläche 23 ist an allen
vier Ecken an Vertikalspindeln 24, 25, 26 aufgehängt, die
obenseitig Kettenräder 27, 28, 29 aufweisen,
die über
eine sie umspannende, hier nicht näher dargestellte Kette verbunden
sind. Die Vertikalspindel 24 vorne rechts ist am unteren
Ende mit einer Stellkurbel 30 verbunden, der die Vertikalspindel
24 in
Drehbewegung versetzen kann. Über
die oben beschriebene Kette werden dann auch die anderen Vertikalspindeln 25, 26 verdreht.
Je nach Drehrichtung wird hierdurch die Heizfläche 23 in horizontaler
Lage angehoben oder abgesenkt. Dies geschieht in Anpassung an unterschiedlich
große
Rohrdurchmesser.
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In dem Vorrichtungsrahmen 16 sind
gegenüberliegend
zwei spiegelbildlich ausgebildet Tragrahmen 31, 32 angeordnet.
Sie erstrecken sich parallel zueinander in Längsrichtung des Vorrichtungsrahmens 16 und
sind untenseitig auf Horizontalschienen 33, 34, 35 verschieblich
quer zur Transportrichtung (Pfeil A) in den Richtungen der Doppelpfeile
B gelagert. In jedem der beiden Tragrahmen 31, 32 sind
jeweils zwei Vertikalspindeln 36, 37 gelagert,
die in Transportrichtung (Pfeil A) beabstandet sind. Sie sind über hier
nicht näher
dargestellte Antriebe verdrehbar. An den Vertikalspindeln 36, 37 aufgehängt sind jeweils
zwei Tragarme 38, 39, 40, wobei sich
jeweils zwei Tragarme 38, 39, 40 gegenüberstehen.
Auf den Tragarmen 38, 39, 40 stehen Pneumatikzylinder 41, 42, 43,
deren hochstehende Kolbenstangen mit Tragschlitten 44, 45, 46 verbunden
sind. Die vier Tragschlitten 44, 45, 46 sind
an Vertikalschienen 47, 48, 49 höhenverschieblich
gelagert.
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Auf den Tragschlitten 44, 45, 46 befinden sich
Schienenabschnitte 49, 50. Auf diesen Schienenabschnitten 49, 50 sind
Längsträger 51, 52 in Transportrichtung
(Pfeil A) verschieblich gelagert, und zwar pro Tragrahmen 31, 32 je
ein Längsträger 51, 52.
Die Längsträger 51, 52 erstrecken sich
horizontal. Ihre Verschiebung geschieht mit Hilfe jeweils eines
Pneumatikzylinders 53, der sich jeweils einerends am zugehörigen Tragrahmen 31, 32 und
anderenends an dem zugehörigen
Längsträger 51, 52 abstützt. In 2 befindet sich der Pneumatikzylinder 53 in
eingezogener Stellung. Durch Ausfahren der Pneumatikzylinder 53 können die
Längsträger 51, 52 in
Transportrichtung (Pfeil A) verschoben werden.
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An den Längsträgern 51, 52 sind
jeweils neun Tragwannen – beispielhaft
mit 54 bzw. 55 bezeichnet – befestigt. Die Tragwannen 54, 55 haben
in Transportrichtung gleichen Abstand, wobei sich jeweils zwei Tragwannen 54, 55 quer
zur Transportrichtung paarweise gegenüberstehen. Auf den Tragwannen 54, 55 ruhen
Rohre – beispielhaft
mit 56 bezeichnet – (in 2 ist nur ein Rohr 56 eingezeichnet),
die jeweils von zwei gegenüberliegenden
Tragwannen 54, 55 unterstützt werden und sich quer zur Transportrichtung
erstrecken.
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Auf jedem Tragrahmen 31, 32 sind
sich in Transportrichtung (Pfeil A) horizontal erstreckende Doppellängsträger 57, 58 angeordnet.
Sie sind auf jeweils zwei sich quer zur Transportrichtung erstreckenden
Horizontalschienen 59, 60, 61 verschieblich gelagert.
Auf den Längsträgern 57, 58 sind
jeweils neun Tragstangen – beispielhaft
mit 62 bzw. 63 bezeichnet – drehbar gelagert, die sich
horizontal quer zur Transportrichtung (Pfeil A) erstrecken, wobei
jeweils zwei Tragstangen 62, 63 gegenüber stehen. Die
Tragstangen 62, 63 haben gleichen Abstand zueinander, wobei
der Abstand dem Abstand der Tragwannen 54, 55 entspricht
(vgl. 2). An ihren gegenüberstehenden
Enden haben die Tragstangen 62, 63 Tragwalzen – beispielhaft
mit 64 bzw. 65 bezeichnet –.
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An ihren außenseitigen Enden tragen die Tragstangen 62, 63 Zahnräder – beispielhaft
mit 66 bzw. 67 bezeichnet -. Auf jedem Längsträger 51, 52 sind
die Zahnräder 66, 67 – wie in 1 bezüglich des Längsträger 51 dargestellt – über eine
Kette 68 verbunden, die zu einem Kettenritzel eines Elektromotors 69 führt und
von dort her angetrieben wird. Der Elektromotor 69 ist
an einer Vertikalstrebe 70 befestigt, die an dem Längsträger 51 hängt. Eine
entsprechende, spiegelbildliche Anordnung findet sich an dem Längsträger 52. Über die
Elektromotoren 69 können
die Tragstangen 62, 63 in Drehbewegung versetzt
werden, wobei die Drehbewegung zweier gegenüberliegender Tragstangen 62, 63 gleichgerichtet
ist.
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Die Heizeinrichtung 3 arbeitet
wie folgt. Zunächst
wird der Abstand der Tragrahmen 31, 32 mittels
geeigneter Antriebe entsprechend der Länge der Rohre 56 eingestellt.
Entsprechend dem Durchmesser der Rohre werden die Tragarme 38, 39, 40 mit Hilfe
der Vertikalspindeln 36, 37 aus der in 3 gezeigten Grundstellung
auf die in 5 gezeigte
Rüststellung
hochgefahren. Beides geschieht durch Eingabe der Rohrlänge und
des Rohrdurchmessers am Steuerpult 15 automatisch. Die
Rüststellung
ist so bemessen, daß die
Pneumatikzylinder 41, 42, 43 die Längsträger 51, 52 und
die Tragwannen 54, 55 und damit letztendlich die
Rohre 56 in ausgefahrenem Zustand so weit anheben (Pfeil
C), daß die
Tragstangen 62, 63 in die Rohre 56 einfahren
können.
Diese Situation ist in 5 dargestellt.
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Wie aus 6 zu ersehen ist, werden die Tragstangen 62, 63 nach
Anheben der Rohre 56 auf die vorbeschriebene Höhe (5) durch Verschieben der
Längsträger 57, 58 in
Richtung aufeinander zu in die Rohre 56 eingeschoben. Danach
werden die Pneumatikzylinder 41, 42, 43 wieder
eingefahren, so daß die
Rohre 56 nur noch an den Tragstangen 62, 63 bzw.
an den Tragwalzen 64, 65 hängen.
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Nunmehr werden die Tragstangen 62, 63 über die
Elektromotoren 69 in Drehbewegung versetzt. Die Heizfläche 23 beaufschlagt
die Rohre 56 mit Wärme,
allerdings beschränkt
auf einen mittleren Bereich,, nämlich
den Biegebereich. Die Endbereiche werden nicht mit Wärme beaufschlagt
und bleiben deshalb kühl
und formstabil.
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Der Transport der Rohre 56 durch
die Heizeinrichtung 3 in Transportrichtung geschieht wie
folgt. Nach einer bestimmten Zeit, in der die Rohre 56 infolge
ihrer Verdrehung gleichmäßig im Biegebereich
erwärmt
werden, wird die Drehbewegung unterbrochen, und es werden die Pneumatikzylinder 41, 42, 43 ausgefahren,
so daß sie
die Rohre 56 wieder so unterstützen, wie in 6 gezeigt. Dann werden die Längsträger 57, 58 so
weit voneinander weggefahren, daß die Tragstangen 62, 63 wieder
in die in 5 gezeigte
Stellung kommen, in der sie vollständig aus den Rohren 56 ausgefahren
sind. Dann werden die Längsträger 51, 52,
an denen die Tragwannen 54, 55 mit den Rohren 56 befestigt
sind, in Transportrichtung (Pfeil A) verschoben, und zwar durch Ausfahren
der Pneumatikzylinder 53. Der Verschiebeweg entspricht
exakt dem Abstand zwischen zwei benachbarten Tragstangen 62, 63 in
Transportrichtung (Pfeil A), so daß die Rohre 56 jetzt
jeweils dem in Transportrichtung nachfolgenden Paar von Tragstangen 62, 63 gegenüberstehen.
Diese Situation ist in 7 zu
sehen. Danach werden die Tragstangen 62, 63 wieder
in die Rohre 56 durch Verschieben der Längsträger 57, 58 eingefahren,
wobei das in Transportrichtung (Pfeil A) erste Paar von Tragstangen 62, 63 leer
bleibt. Die Längsträger 51, 52 mit
den Tragwannen 54, 55 werden durch Einfahren der
Pneumatikzylinder 41, 42, 43 wieder abgesenkt,
und die Rohre 56 mittels der Tragstangen 62, 63 erneut
in Drehbewegung versetzt. Beim Absenken der Tragwannen 54, 55 wird
das in Transportrichtung vorderste Rohr 56' auf die in 7 nicht dargestellten Übergabeschienen 6, 7 (1) aufgesetzt und rollt
dann in die Biegemaschine 4.
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Nach dem Absenken der Tragwannen 54, 55 wird
der Pneumatikzylinder 53 wieder eingefahren, so daß die Längsträger 51, 52 wieder
die in den 2 und 4 dargestellte Stellung erhalten.
Aus dem Rohrmagazin 2 (1)
wird dann ein Rohr 56 in das in Transportrichtung (Pfeil
A) erste Paar von Tragwannen 54, 55 eingelegt,
beispielsweise von Hand oder automatisch mit Hilfe eines Saughebers
oder dergleichen. Nach einem weiteren Aufheizzyklus wie derholt sich
diese Verfahrensweise, d.h. die Rohre 56 werden wieder
jeweils zum darauffolgenden Paar von Tragstangen 62, 63 befördert.
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Die in den 8 und 9 im
einzelnen dargestellte Biegemaschine 4 hat einen quaderförmigen Maschinenrahmen 81 mit
einem Grundrahmen 82, der auf Füßen – beispielhaft mit 83 – auf einem
Boden ruht. Über
Vertikalstreben – beispielhaft
mit 84 bezeichnet – ist
der Grundrahmen 82 mit einem Oberrahmen 85 verbunden.
Zwischen Grundrahmen 82 und Oberrahmen 85 ist über oben-
und untenseitige Horizontalschienen 86, 87 ein
Schlitten 88 verschieblich in den Richtungen des Doppelpfeils
D gelagert. Die Verschiebung geschieht mit Hilfe einer Spindel 89,
die von Hand verstellt werden kann und in einer Spindelmutter 90 am
Maschinenrahmen 81 gelagert ist.
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An dem aus dem Maschinenrahmen 81 vorstehenden
Ende des Schlittens 88 ist die Schwenkachse 10 angeordnet.
Auf der Schwenkachse 10 sind L-förmige Schwenkhebel 91, 92, 93 gelagert,
die mit ihren Enden an Verstellschienen 94, 95 befestigt sind,
welche jeweils mit einem Schwenkrahmen 8, 9 verbunden
sind. Die Verstellschienen 94, 95 erstrecken sich
quer zu den Längsachsen
der Schwenkrahmen 8, 9 und sind an diesen quer
zu deren Längsachsen
verstellbar angebracht. Nach Lösen der
Verstellschienen 94, 95 kann die Schwenkachse 10 mit
Hilfe der Spindel 89 quer zu den Längsachsen der Schwenkrahmen 8, 9 verschoben
und dann wieder befestigt werden. Auf diese Weise ist es möglich, die
Schwenkachse in Bezug auf die Längsachsen
der Schwen krahmen 8, 9 und damit in Bezug auf
die Rohrachse des Rohrs 56 zu verstellen.
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In dem Maschinenrahmen 81 erstrecken
sich zwei parallele Horizontalschienen 97, 98,
und zwar quer zu den Längsachsen
der Schwenkrahmen 8, 9 in der Ausgangsstellung
gemäß 9. Auf den Horizontalschienen 97, 98 ist
ein Antriebsschlitten 99 verschieblich gelagert. Er wird über einen
Antriebsmotor 100 und eine Antriebsspindel 101 in
den Richtungen des Doppelpfeils D bewegt. An beiden Seiten ist der Antriebsschlitten 99 über Antriebsstangen 102, 103 mit
den Schwenkrahmen 8, 9 verbunden.
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Auf dem Oberrahmen 85 ist
auf zwei nebeneinander parallel angeordneten Horizontalschienen 104 ein
Schlittenblock 105 gelagert. Er kann mittels eines Hydraulikzylinders 106,
der sich an einem Wiederlager 107 abstützt, quer zu den Längsachsen
der Schwenkrahmen 8, 9 in der Ausgangsstellung
gemäß 8 (Doppelpfeil D) verschoben
werden. An der Vorderseite weist der Schlittenblock 105 einen Abstützblock 108 auf,
der kreissektorförmig
gestaltet ist und an seiner Vorderseite eine halbkreisförmige, gebogene
Abstützrinne 109 aufweist.
In 8 befindet sich der
Schlittenblock 105 in der zurückgezogenen Stellung. In den
Draufsichten ist der Schlittenblock 105 mit Hydraulikzylinder 106 und
Wiederlager 107 aus Gründen
der Übersichtlichkeit
weggelassen. In 9 ist
der Abstützblock 108 nur
soweit angedeutet, daß seine
Kreissektorform deutlich wird.
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Auf beiden Schwenkrahmen 8, 9 ist
jeweils eine Halterung 110, 111 angeordnet, die
spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind. Beide Halterungen 110, 111 sind
schlittenförmig
auf Schienen auf den Schwenkrahmen 8, 9 in deren
Längsachsen
verschieblich gelagert. Die Verschiebung geschieht mit Hilfe von
Servomotoren, von denen hier nur der rechtsseitige Servomotor 112 zu
sehen ist. Jede Halterung 110, 111 ist klemmschellenartig
ausgebildet und weist ein festes Unterteil 114 und ein
schwenkbar hochklappbares Oberteil 115 auf. In 8 ist das Oberteil 115 hochgeschwenkt.
Dies geschieht mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 116,
der an einem mit dem Unterteil 114 verbundenen Mast 117 aufgehängt ist.
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Der Schwenkrahmen 8 ist
wesentlich länger als
der Schwenkrahmen 9. Der Grund hierfür ist, daß auf dem Schwenkrahmen 8 ein
Lamellenkern 118 auf einem Schlitten 119 in Längsrichtung
des Schwenkrahmens 8 verschieblich gelagert ist. Der Lamellenkern 118 ist
in der Biegeebene (Zeichnungsebene von 9) biegsam. Er ist in Querrichtung in
eine Vielzahl von einzelnen Kunststofflamellen unterteilt, die lediglich
am außenliegenden
Ende miteinander verbunden sind. Auf diese weise ist er in der Biegeebene – in den 1, 9 und 12 die
Zeichnungsebene – biegsam.
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Ein Biegevorgang läuft wie
folgt ab. Zunächst befinden
sich die Schwenkrahmen 8, 9 in der in 9 dargestellten, gestreckten
Stellung, in der ihre Längsachsen
zusam menfallen. Die Schwenkachse 10 wird – wenn nicht
schon geschehen – in
eine gewünschte
Stellung gebracht. Die Halterungen 110, 111 sind
geöffnet,
d.h. die Oberteile 115 sind mit Hilfe der Hydraulikzylinder 116 hochgeschwenkt
(vgl. 8). Wie schon
oben im einzelnen beschrieben, wird ein Rohr 56' beim Absenken
der Tragwannen 54, 55 auf den Übergabeschienen 6, 7 abgelegt
und rollt dann in die Unterteile 114 der Halterungen 110, 111 hinein.
Dann werden die Oberteile 115 mittels der Hydraulikzylinder 116 nach
unten verschwenkt, so daß die
Halterungen 110, 111 geschlossen werden. Diese
Situation ist in den 9 und 10 dargestellt. Das Rohr 56' hat hier einen
größer eingezeichneten Durchmesser.
Wie 9 erkennen läßt, ist
der Abstand der Halterungen 110, 111 so bemessen,
daß nur
die Rohrenden 120, 121 umfaßt werden, der mittlere Bereich,
also der Biegebereich 122, frei bleibt. Das Rohr 56' wird in den
Halterungen 110, 111 fest eingeklemmt, so daß beim Biegevorgang
keine Relativbewegung zwischen Halterung 110, 111 und
Rohrenden 120, 121 stattfinden kann.
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Im Anschluß daran wird der Abstützblock 108 durch
Druckbeaufschlagung des Hydraulikzylinders 106 aus der
zurückgezogenen
Stellung (vgl. 8 und 10) in Richtung auf das Rohr 56' bewegt. Die
Endstellung des Abstützblocks 108 kann
entsprechend der jeweiligen Biegeart eingestellt werden. Es kann
ein geringer Abstand vorgesehen sein. Der Abstützblock 108 kann jedoch
auch bis zur Anlage an dem Rohr 56' gebracht werden. Gleichzeitig oder zeitlich
versetzt wird der Lamellenkern 118 durch Verfahren des
Schlittens 119 in das Rohr 56' eingefahren.
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Zum Biegen des Rohrs 56' wird der Antriebsschlitten 99 mit
Hilfe des Antriebsmotors 100 von der Schwenkachse 10 weg
bewegt (vgl. Pfeile E in 12). Über die
Antriebsstangen 102, 103 werden die Schwenkrahmen 8, 9 mitgenommen
und verschwenken um die Schwenkachse 10, wie aus 12 ersichtlich und durch
die Pfeile F verdeutlicht. Dabei verbiegt sich auch der Lamellenkern 118 innerhalb
des Rohrs 56',
wobei sich die einzelnen Lamellen des Lamellenkerns 118 gegeneinander
im axialer Richtung verschieben.
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Gleichzeitig können die Halterungen 110, 111 über die
Servomotoren 112 in den Richtungen der Längsachsen
der Schwenkrahmen 8, 9 entgegengesetzt – also voneinander
weg oder aufeinander zu – verschoben
werden. Auf diese Weise kann auf das Rohr 56' eine zusätzliche Axialkraft aufgeprägt werden,
sei es eine Zug- oder eine Druckkraft. Hierdurch wird die neutrale
Biegelinie je nach Bedarf quer zur Rohrachse verschoben. Nach Erreichen
der Endstellung der Schwenkrahmen 8, 9 wird der
Lamellenkern 118 aus dem gebogenen Rohr 56' ausgefahren. Gleichzeitig
wird der Biegebereich 122 des Rohrs 56' gekühlt. Nach
ausreichender Abkühlung
werden die Halterungen 110, 111 – in 13 weggelassen – in die
in 8 gezeigte Offenstellung
gebracht, so daß das
Rohr 56' entnommen
werden kann.
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Für
die Entnahme weist die Biegemaschine 4 eine Entnahmeeinrichtung 123 auf.
Sie hat einen Galgen 124, der an dem Maschinenrahmen 81 angebracht
und mittig zwischen den Halterungen 110, 111 angeordnet
ist. An dem Galgen ist ein Vakuumarm 125 horizontal verschieblich
geführt.
Für die
Entnahme wird der Vakuumarm 125 aus einer Stellung am freien
Ende des Galgens 124 in Richtung auf das Rohr 56' gefahren, sei
es von Hand oder mittels eines entsprechenden Antriebs. Kommt der
Vakuumarm 125 mit seinem unteren Ende am Rohr 56' zur Anlage,
wird ein Vakuum erzeugt. Durch Zurückfahren des Vakuumarms 124 nach
links wird das Rohr 56' waagerecht
aus den Halterungen 110, 111 und aus dem Abschnittsblock 108 entnommen.
Danach steht die Biegemaschine 4 für einen weiteren Biegevorgang
zur Verfügung.