DE4024936C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Doppelwandrohren - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von DoppelwandrohrenInfo
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- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von aus
Innenrohr und Außenrohr bestehenden Doppelwandrohren nach dem
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Beim Biegen von einfachen dünnwandigen Rohren, d. h. Rohren,
deren Durchmesser wesentlich größer als deren Wandstärken
sind, besteht die Gefahr der Faltenbildung an der Innenseite
der Biegekrümmung. Zudem ändert sich die Querschnittsform des
Rohres im Krümmungsbereich zum Oval hin.
Diese meist unerwünschten Erscheinungen werden dadurch ver
hindert, daß das Rohr beim Biegevorgang sowohl von innen als
auch von außen eingespannt wird. Das Rohrinnere wird durch
einen Biegedorn ausgefüllt, welcher aus gegeneinander beweg
lichen Segmenten der jeweiligen Rohrform aufgebaut ist, wobei
die Segmente den Innenabmessungen des Rohres entsprechende
Außenabmessungen haben. Von außen wird das Rohr durch ent
sprechend geformte Backenpaare umschlossen, von denen beim
Biegen des Rohres um eine runde, drehbare Biegematrize ein
vorderes Klemmbackenpaar das Rohr begleitet und die hintere,
innere, feststehende Backe das Rohr führt, während deren
Gegenbacke in der Geraden mit dem Rohr mitfährt. Beim Biegen
um die als Anlagefläche dienende und entsprechend profilierte
Biegematrize können sich keine Falten bilden und die Quer
schnittsform bleibt in etwa gleich. Der Biegedorn kann dann
aus dem Rohr wieder herausgezogen werden.
Beim Biegen von Doppelwandrohren bedient man sich im Prinzip
des gleichen Verfahrens, wobei der Raum zwischen Innenrohr
und Außenrohr durch Sand, Stahlkugeln od. dgl. gefüllt wird
und die Rohrenden verschlossen werden. So wird auch beim
Biegen von Doppelwandrohren Faltenbildung und Querschnitts
veränderung sowohl des Innenrohres als auch des Außenrohres
verhindert.
Das Befüllen des Rohrzwischenraums von Doppelwandrohren mit
Sand, Stahlkugeln od. dgl., das Verschließen desselben und
das Öffnen und Wiederentleeren erweist sich jedoch als um
ständlich und zeitaufwendig und insbesondere für die Massen
fertigung als äußerst ungünstig.
Statt des Füllens des Ringraums zwischen Innenrohr und
Außenrohr mit Sand oder Kugeln ist es aus der DE-OS 16 27 531
bekannt, eine Kombination aus einem starren Dorn im Innenrohr
und einem starren Hohldorn im Ringraum zwischen Innenrohr und
Außenrohr zu verwenden, wobei die Dorne in das gerade Doppelwandrohr ein
geführt werden und dann - während des Biegevorgangs um eine
Biegematrize - synchron mit dem Biegevorgang so herausgezogen
werden, daß die starren Dorne sich jeweils gerade angrenzend an
den schon gebogenen Rohrbereich in dem noch geraden Rohrbe
reich befinden. Aus der EP 0 163 056 A2 ist eine Weiterbildung
dieses Standes der Technik dergestalt bekannt, daß der starre
Dorn im Innenrohr durch ein mit dessen Ende gelenkig verbun
denes bewegliches Segment verlängert ist und auch der starre Hohl
dorn durch ein an seinem Ende gelenkig angeordnetes
bewegliches Segment verlängert ist. Damit können beim Biegen
des Doppelwandrohrs bessere Ergebnisse hinsichtlich der
Gleichmäßigkeit des Rohrquerschnitts erzählt werden, weil nun
Dorn und Hohldorn nicht mehr nur im noch geraden Rohrab
schnitt verbleiben, sondern sich mit dem jeweils beweglichen
Segement gerade noch in das Ende des schon gebogenen Rohrab
schnitts hineinerstrecken und dort für die Aufrechterhaltung
des Ringquerschnitts des Zwischenraums zwischen Außenrohr und
Innenrohr und natürlich auch einen unverformten Querschnitt
des Innenrohrs sorgen. Allerdings ist es auch hierbei not
wendig, die beiden Dorne während des Biegevorgangs genau
synchron mit dem Fortschreiten des Biegevorgangs relativ zum
Rohr zu verschieben. Dies ist, zumal man in das Rohr nicht
hineinsehen kann, keine leichte Aufgabe, da eine zu geringe
Verschiebung der Dorne den Biegevorgang behindert und eine zu
starke Verschiebung der Dorne zu unerwünschten Deformationen
der Rohrquerschnitte führen würde.
Schließlich ist es aus der FR 2 189 137 bekannt, ein ein
faches Rohr mit Rechteck- oder anderem Querschnitt zum Biegen
mit einer flexiblen Packung zu füllen, die aus einem Packet
aufeinander geschichteter flexibler Lamellen oder einem
Bündel flexibler Fäden besteht. Diese bekannte Technik läßt
sich aber nicht so einfach auf das Biegen von
Doppelwandrohren übertragen. Für die Füllung des Zwischen
raums zwischen Innenrohr und Außenrohr könnte zwar eine Ver
wendung einer Packung aus flexiblen Fäden analog dem Vor
schlag aus dieser Druckschrift in Erwägung gezogen werden;
jedoch muß dabei beachtet werden, daß bei einem Doppelwandrohr
in dem Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr sehr viel
stärker, als dies innerhalb eines einfaches Rohrs allein der
Fall wäre, beim Biegen die Tendenz besteht, daß das Rohr in
Richtung des Biegeradius zusammengedrückt und quer dazu
breitgedrückt wird. Bei einer Packung aus flexiblen Fäden be
steht die Gefahr, daß die einzelnen Fäden sich aus den, bezo
gen auf die Biegematrize, oberen und unteren Ringraumbe
reichen weg in die beiden seitlichen Bereiche des Ringraums
verdrängen lassen und damit der Ringraumquerschnitt während
des Biegens deformiert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Biege
verfahren, wie es aus der EP 0 163 056 A2 grundsätzlich be
kannt ist, in einer solchen Weise zu verbessern, daß das
Außenrohr über seine ganze Länge abgestützt wird, ohne daß
Relativbewegungen zwischen Außendorn und Rohr während des
Biegens erforderlich sind.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das dem Patentan
spruch 1 entnehmbare Verfahren gelöst; dieses wird im Anspruch 2 weiter ausgestal
tet.
Eine Biegevorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist Gegenstand
des Anspruchs 3 und der darauf bezogenen Unteransprüche.
Die gemäß der Erfindung verwendete mehrfach längsgeschlitzte
Packung aus Faserverbundwerkstoff hat die Wirkung, daß diese
Packung in Umfangsrichtung in sich so steif ist, daß ein
seitwärtiges Verdrängen von Teilen der Packung im Ringraum
zwischen Außenrohr und Innenrohr während des Biegens nicht
stattfinden kann, wohingegen die durch die Längsschlitzungen
voneinander getrennten Teile der Packung sich relativ zuein
ander längs bewegen können und damit das Biegen bei sicherer
Aufrechterhaltung des sauberen Ringquerschnitts im Zwischen
raum zwischen Innenrohr und Außenrohr ermöglichen.
Die Fasern in der aus Faserverbundwerkstoff bestehenden
Packung sind dabei im wesentlichen ebenfalls in Längsrichtung orientiert, wo
durch die einzelnen, durch die Längsschlitzungen getrennten
Teile bzw. Finger der Packung hohe Zugfestigkeit und hohe
Flexibilität haben.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt:
Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine
Biegevorrichtung,
welche in ein zu biegendes Dop
pelwandrohr eingeführt ist,
Fig. 2 einen Querschnitt entlang der
Linie II-II in Fig. 1 durch die
Packung,
Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Bie
gevorrichtung nach Fig. 1 im
gebogenen Zustand, und
Fig. 4 einen Querschnitt durch eine
alternative Ausführungsform der
Packung.
Die in den Figuren dargestellte Biegevorrichtung ist einem
Doppelwandrohr 20 mit kreisrunder Querschnittsform angepaßt: sie
weist deshalb selbst kreisförmige Querschnitte auf.
Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch auf andere Rohr
querschnittsformen (z. B. Rechteckrohr) übertragen werden.
Die in Fig. 1 dargestellte Biegevorrichtung 10 weist einen
üblichen Biegedorn 11 mit gegeneinander beweglichen Kugelseg
menten 12 auf, welche das Innenrohr 21 beim Biegevorgang von
innen her stützen.
In den Ringraum 22 zwischen Innenrohr 21 und Außenrohr 23 ist
eine mit dem Biegedorn 11 verbundene Packung 30 eingeführt,
deren Finger 31 aus vielen kreisförmig eng nebeneinander
angeordneten Rundstäben 31 (siehe auch Fig. 2) aus Faserver
bundwerkstoff bestehen, deren Durchmesser der Ringraumweite
entspricht. Sämtliche Rundstäbe 31 sind am außerhalb des
Doppelwandrohres 20 befindlichen Ende in einen Ring 32 ein
gesetzt, welcher auf dem Biegedorn 11 sitzt. Die anderen
Enden der Rundstäbe 31 sind zum besseren Einführen in das
Doppelwandrohr 20 angefast. Die einzelnen Rundstäbe 31 sind
gleichmäßig am Umfang des Ringes 32 eng aneinander angeordnet
und füllen den Ringraum 22 des Doppelwandrohres 20 jeweils in
radialer Richtung aus.
Im Biegevorgang wird das Doppelwandrohr 20 um eine den Krüm
mungsradius bestimmende Biegematrize 40 (siehe Fig. 3) herum
gebogen. Dabei kann in üblicher Weise das Doppelwandrohr 20
auch von außen durch entsprechende Backen (nicht dargestellt)
eingespannt werden. Die Stäbe 31 der Packung 30 stützen die
Außenwand des Innenrohres 21 gegenüber der Innenwand des
Außenrohres 23 ab und verhindern somit ein Falten des Doppel
wandrohres 20.
Nach dem Biegevorgang werden Biegedorn 11 und Packung 30 mit
einander aus dem Doppelwandrohr 20 herausgezogen.
In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform der Packung 30
dargestellt. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen, die
Dicke des Ringraums 22 aufweisenden Rundstäben 31 sind am
äußeren Umfang der Packung 30 durch weitere im Durchmesser
entsprechend kleinere Rundstäbe 33 ausgefüllt. Diese Ausführ
ungsform der Packung 30 zeichnet sich durch eine kompaktere
Anordnung der Rundstäbe aus, was zu besseren Stützeigenschaften
in Bezug auf den Biegevorgang führt.
Des weiteren eignet sich eine Packung (nicht dargestellt),
deren Finger aus Rundstäben gebildet sind, deren Durchmesser
deutlich kleiner als die Ringraumweite zwischen Innenrohr und
Außenrohr sind, und welche in radialer Richtung und Umfangsrichtung so
nebeneinander angeordnet sind, daß sie diesen Ringraum aus
füllen. Eine so aufgebaute Packung weist insbesondere hohe
Flexibilität auf.
Claims (6)
1. Verfahren zum Biegen von aus Innenrohr und Außen
rohr bestehenden Doppelwandrohren, wobei das Innen
rohr durch einen vorher eingebrachten, der Biegung folgenden
Dorn abgestützt wird und beide Rohre zusammen gebogen
werden sowie Innenrohr und Außenrohr durch einen vor dem
Biegen in den Ringraum zwischen Innenrohr-Außenwand und
Außenrohr-Innenwand eingebrachten, der Biegung folgenden
Hohldorn im Abstand gehalten werden,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl
dorn aus einer in Längsrichtung mehrfach geschlitzten
Packung (30) aus Faserverbundwerkstoff besteht, dessen Fasern
im wesentlichen in Rohrlängsrichtung verlaufen und an ihren
Hinterenden zusammengehalten sind.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schlitzung der Packung (30) darin besteht, daß diese
aus Strängen bzw. Stäben (31) zusammengesetzt ist.
3. Biegevorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach An
spruch 1 oder 2, mit einem aus gegeneinander beweglichen Seg
menten aufgebauten, der Biegung folgenden Dorn zum
Einbringen in das Innenrohr, einem der Biegung folgenden
Hohldorn zum Einbringen in den Ringraum zwischen Innenrohr-
Außenwand und Außenrohr-Innenwand, und mit einer die Biegung
bestimmenden Biegematrize zum Führen des Außenrohrs,
dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl
dorn aus einer in Längsrichtung mehrfach geschlitzten
Packung (30) aus Faserverbundwerkstoff besteht und die
Form von Fingern
hat, wobei die Fasern des Faserverbundwerkstoffs
im wesentlichen in Längsrichtung
verlaufen und an ihren Hinterenden zusammengehalten sind.
4. Biegevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Finger eng nebeneinander angeordnete Rundstäbe (31)
sind, die an ihren hinteren Enden gehaltert sind.
5. Biegevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn
net, daß die Fasern des Faserverbundwerkstoffs Glas
fasern und/oder Kohlefasern sind.
6. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch
gekennzeichnet, daß die Finger bzw. Rundstäbe (31)
an ihren vorderen Enden
angefast sind.
Priority Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE3415077C1 (de) * | 1984-04-21 | 1985-09-05 | Schmitz & Brill GmbH & Co. KG, 5950 Finnentrop | Verfahren zum Herstellen von doppelwandigen,gekruemmten Rohrabschnitten fuer Abgasanlagen an Kraftfahrzeugen od.dgl. und Werkzeug zur Durchfuehrung des Verfahrens |
DE3712193A1 (de) * | 1987-04-10 | 1988-10-27 | Leistritz Ag | Emissionsgeschuetztes mantelrohr |
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1990
- 1990-08-06 DE DE19904024936 patent/DE4024936C2/de not_active Expired - Fee Related
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