本發(fā)明涉及用于使管狀工件特別是管彎曲的裝置和方法。
背景技術(shù):
已知用于使例如燃料管路、制動管路或液壓管路彎曲的各種類型的彎曲機(jī)。
de20301138u1描述了一種彎曲機(jī),其具有彎曲單元和固定的夾持單元,固定的夾持單元用于固定要被彎曲的管,彎曲單元可以通過彎曲頭部相對于固定的夾持單元移動,彎曲工具在延伸臂的端部處附接至彎曲頭部。彎曲工具包括反向輥和滑動部件,滑動部件可以繞反向輥樞轉(zhuǎn)。彎曲工具通過使彎曲頭部在彎曲點(diǎn)處移動來定位,使得管的彎曲通過使滑動部件繞反向輥樞轉(zhuǎn)來完成。
在ep1591174中,彎曲裝置描述為桿狀且管狀的工件,該工件具有帶有彎曲心軸的彎曲頭部并且具有夾持裝置,夾持裝置用于使要被彎曲的工件壓靠彎曲心軸中的成形凹槽。彎曲心軸可以借助于旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件來旋轉(zhuǎn),并且夾持裝置可以與彎曲心軸的旋轉(zhuǎn)軸線同心地樞轉(zhuǎn)。彎曲頭部連接至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件,所述旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件彼此獨(dú)立。為了將驅(qū)動從三個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件傳遞至彎曲心軸、轉(zhuǎn)換齒輪以及夾持裝置,彼此同心地設(shè)置了三個旋轉(zhuǎn)軸,所述三個旋轉(zhuǎn)軸中的每一者均聯(lián)接至旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件中的一個旋轉(zhuǎn)驅(qū)動件。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
可以認(rèn)為具有下述目的:提供用于使管狀工件彎曲的裝置和方法,該裝置可以非常靈活地用于多個不同的彎曲以產(chǎn)生可變的彎曲幾何形狀。
該目的由根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置和權(quán)利要求11所述的方法來實(shí)現(xiàn),從屬權(quán)利要求涉及有利實(shí)施方式。
對于在使用中特別靈活的彎曲裝置而言,發(fā)明人著重于設(shè)計如下的彎曲工具的多個元件,所述多個元件參與彎曲以能夠單獨(dú)驅(qū)動。而在原理上,單個可驅(qū)動元件足以產(chǎn)生彎曲,使得例如一個彎曲部件能夠相對于固定的徑向部件樞轉(zhuǎn),對于不同類型的彎曲和不同類型的管狀工具而言通過額外的驅(qū)動元件而顯著地增大靈活的實(shí)用性,例如向右/向左彎曲、通過轉(zhuǎn)動以及拉延而彎曲、使具有柔性部段的工件彎曲等。
設(shè)置在彎曲工具上的部件的尺寸和結(jié)構(gòu)對于可實(shí)現(xiàn)的彎曲幾何形狀而言具有決定性的重要意義。尺寸和結(jié)構(gòu)形成了所謂的干涉邊緣,即在管路的彎曲端部沒有碰撞的情況下對可實(shí)現(xiàn)的彎曲的限制。例如對于具有復(fù)雜的彎曲幾何形狀、特別是具有更大的彎曲角度而言,非常小的干涉邊緣具有決定性重要意義。
在根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法的開發(fā)中主要考慮的是一方面要驅(qū)動彎曲工具的多個元件,而另一方面應(yīng)該設(shè)置非常小的干涉邊緣。
通過根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法,縱向方向到目前為止對應(yīng)于要被彎曲的工件的保持在夾持裝置中的直的工件、即直的工件部段的方向。該縱向方向由夾持裝置的結(jié)構(gòu)和彎曲工件決定用于裝置,工件的直的部分在夾持裝置與彎曲的工件之間延伸。在下文的描述中,工件始終被稱作管,其中,該管的軸線沿所限定的縱向方向延伸。然而,這不排除該裝置能夠用于使具有例如桿形的對比形狀的其他工件彎曲。
根據(jù)本發(fā)明,設(shè)置彎曲工具以使管繞彎曲軸線彎曲,彎曲軸線以橫向于管的軸線的方式延伸。彎曲工具包括至少一個徑向部件和一個彎曲部件,其中,徑向部件可以繞彎曲軸線旋轉(zhuǎn),以及彎曲部件可以相對于徑向部件繞彎曲軸線樞轉(zhuǎn)以使管彎曲。
設(shè)置徑向驅(qū)動軸和彎曲驅(qū)動軸以用于以可旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動徑向部件和彎曲部件。驅(qū)動軸用作將來自驅(qū)動件的旋轉(zhuǎn)經(jīng)過一定距離傳遞至彎曲工具。該驅(qū)動件因此可以設(shè)置在距離彎曲工具一定距離處并且沒有形成或僅略微形成干涉邊緣。徑向驅(qū)動軸聯(lián)接至徑向部件,以及彎曲驅(qū)動軸聯(lián)接至彎曲部件,使得所聯(lián)接的部件通過使相應(yīng)的驅(qū)動軸旋轉(zhuǎn)而旋轉(zhuǎn)。因此,彎曲工具的兩個可動元件可以由兩個驅(qū)動軸控制并且單獨(dú)驅(qū)動。
通過根據(jù)本發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法,實(shí)現(xiàn)了具有非常小的干涉邊緣的結(jié)構(gòu)特別緊湊的裝置,這是由于徑向驅(qū)動軸和彎曲驅(qū)動軸沿縱向方向、即平行于由夾持裝置和彎曲工具決定的所夾持的管對準(zhǔn)方向,并且徑向驅(qū)動軸和/或彎曲驅(qū)動軸設(shè)計為中空的軸,其中,兩個驅(qū)動軸中的一個驅(qū)動軸繞兩個驅(qū)動軸中的另一者設(shè)置。優(yōu)選地,徑向驅(qū)動軸可以設(shè)計為實(shí)心軸,而彎曲驅(qū)動軸設(shè)計為中空的軸并且以與徑向驅(qū)動軸共軸且繞徑向驅(qū)動軸的方式設(shè)置。
通過使用彼此共軸地設(shè)置的驅(qū)動軸,實(shí)現(xiàn)了非常緊湊的結(jié)構(gòu),其中,所述驅(qū)動軸中的至少外面的一個驅(qū)動軸設(shè)計為中空的軸。由于這種結(jié)構(gòu)也沿縱向方向延伸因此與管平行,由此出現(xiàn)了特別小的干涉邊緣,使得包括具有較大彎曲角度的多個彎曲幾何形狀在彎曲管沒有碰撞驅(qū)動軸或者沒有碰撞繞驅(qū)動軸設(shè)置的殼體的情況下在彎曲工具中也是可能的。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,彎曲工具還可以包括能夠由驅(qū)動件移動的元件。例如可以在工具上設(shè)置用于抵靠管安置的以可樞轉(zhuǎn)的方式能夠移動的保持部件。各個彎曲部可以由以可樞轉(zhuǎn)的方式能夠移動的保持部件支承,例如在管具有柔性部段的情況下。為了驅(qū)動可樞轉(zhuǎn)地移動的保持部件,可以設(shè)置保持部件驅(qū)動軸,該保持部件驅(qū)動軸聯(lián)接至保持部件以用于以可旋轉(zhuǎn)的方式驅(qū)動,并且保持部件驅(qū)動軸就像徑向驅(qū)動軸和彎曲驅(qū)動軸那樣沿縱向方向延伸。特別優(yōu)選的是保持驅(qū)動部驅(qū)動軸可以設(shè)計為中空的軸并且繞徑向驅(qū)動軸和/或彎曲驅(qū)動軸共軸地設(shè)置。三個驅(qū)動軸的共軸結(jié)構(gòu)是特別優(yōu)選的,例如其中,彎曲驅(qū)動軸為繞徑向驅(qū)動軸的中空的軸,以及保持部件驅(qū)動軸為繞彎曲驅(qū)動軸的中空的軸。由于共軸結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了具有非常小的干涉邊緣的特別緊湊的設(shè)計,該設(shè)計包括用于具有三個元件的彎曲工具,所述三個元件以可移動的方式被驅(qū)動。
對于以可樞轉(zhuǎn)的方式能夠移動的保持部件而言,優(yōu)選的是將保持部件繞保持部件軸線以可樞轉(zhuǎn)的方式設(shè)置,保持部件軸線沿與彎曲軸線平行的方式延伸但設(shè)置在距彎曲軸線一定距離處。保持部件因此可以通過將管擱置在距離彎曲點(diǎn)一定距離處而滿足保持功能。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式,保持部件設(shè)計成使得其具有至少一個、優(yōu)選地具有至少下述兩個部段:所述部段圍繞徑向部件。因此可以確保彎曲部件關(guān)于徑向部件的樞轉(zhuǎn)性。
為了將不同的驅(qū)動軸聯(lián)接至彎曲工具的可動元件,優(yōu)選地可以設(shè)置一個或更多個邊角齒輪。這理解為,齒輪例如包括兩個或更多個旋轉(zhuǎn)部件并且使運(yùn)動方向能夠轉(zhuǎn)向,使得沿縱向方向延伸的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)可以轉(zhuǎn)換成繞彎曲工具的可動部件的旋轉(zhuǎn)軸線、或相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn),其中,這些旋轉(zhuǎn)軸線或相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)軸線優(yōu)選地橫向?qū)?zhǔn),即至少大致以相對于縱向方向90度的角度對準(zhǔn)。因此,例如,邊角齒輪可以設(shè)置在徑向驅(qū)動軸與徑向部件之間、以及/或者在彎曲驅(qū)動軸與彎曲部件之間以及/或者在保持部件驅(qū)動軸與保持部件之間。邊角齒輪中的每個邊角齒輪均可以包括至少一對錐齒輪。優(yōu)選地,驅(qū)動軸可以在一個端部上具有錐齒輪。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,彎曲工具不是固定的而能夠相對于夾持裝置適當(dāng)?shù)囟ㄎ弧8鶕?jù)期望的設(shè)計,這可以包括沿縱向方向或橫向方向的定位、或者還繞管的縱向軸線的旋轉(zhuǎn)或者這些運(yùn)動的一些或全部組合。
特別地,優(yōu)選的是,彎曲工具設(shè)置在彎曲頭部上,彎曲頭部可以相對于夾持裝置沿縱向方向移動。從而可以特定地接近相應(yīng)的彎曲點(diǎn)。然而,可以使用固定的彎曲工具并且移動管,或者相應(yīng)地移動夾持裝置,優(yōu)選的是固定的夾持裝置和牢固地夾持在夾持裝置中的管,彎曲頭部可以相對于固定的夾持裝置和管移動。
還優(yōu)選的是,彎曲頭部能夠相對于夾持裝置調(diào)節(jié),使得彎曲工具能夠繞沿縱向方向?qū)?zhǔn)的旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。通過該結(jié)構(gòu),彎曲工具可以繞管軸線旋轉(zhuǎn)以設(shè)定期望的彎曲方向。此外替代性地,可以使用固定的彎曲工具,并且代替地使管或相應(yīng)的夾持裝置旋轉(zhuǎn)。然而,在這種情況下,優(yōu)選的也是固定的夾持裝置和固定的管,彎曲工具可以繞縱向軸線旋轉(zhuǎn)。
根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選的另一實(shí)施方式,彎曲頭部還能夠相對于夾持裝置調(diào)節(jié),使得彎曲工具的位置能夠橫向于縱向方向調(diào)節(jié)。根據(jù)方向,這種調(diào)節(jié)可以指定為沿水平方向的偏移或沿豎向方向的升降。該調(diào)節(jié)、特別是在彎曲軸線的方向上的一定距離處設(shè)置的兩個或更多個位置之間的調(diào)節(jié)可以例如用于使不同的管部段與彎曲工具的元件的不同部段特定地接觸。例如,可以使用可調(diào)節(jié)的升降以使在徑向部件中、或相應(yīng)的彎曲部件中具有不同尺寸的凹槽或與管接觸。彎曲工具相對于管的偏移可以特別用于在向左彎曲與向右彎曲之間進(jìn)行切換。為了在不切換管的情況下能夠進(jìn)行向左彎曲與向右彎曲切換,可以使用升降/偏移運(yùn)動的組合,使得彎曲工具經(jīng)過先前容置在徑向部件與彎曲部件之間的側(cè)部上的管的下方,并且使管再次容置在另一側(cè)部上。
在優(yōu)選實(shí)施方式中,驅(qū)動軸、即徑向驅(qū)動軸和/或彎曲驅(qū)動軸和/或保持部件驅(qū)動軸可以設(shè)置在管狀殼體中。優(yōu)選地,管狀殼體可以從可動彎曲頭部沿縱向方向朝向彎曲工具延伸。從而可以實(shí)現(xiàn)具有非常小的干涉邊緣的特別緊湊的結(jié)構(gòu)。具有設(shè)置在其中的驅(qū)動軸的管狀外殼可以非常窄,例如橫截面的最大延伸部小于長度一半的。優(yōu)選地,殼體的長度大于側(cè)向尺寸(即,圓形殼體的直徑)的四倍。
附圖說明
在下文中,將參照附圖對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行描述,在附圖中:
圖1a至圖1c示出了處于不同位置中的管彎曲機(jī)的側(cè)視圖;
圖2以立體圖的方式示出了圖1中的彎曲機(jī);
圖3a、圖3b示出了圖1a至圖1c和圖2中的彎曲機(jī)的工具保持件的立體圖;
圖4a、圖4b示出了圖3a、圖3b中的工具保持件上的彎曲工具的平面圖和立體圖;
圖5以縱向截面的方式示出了圖3a、圖3b的工具保持件的視圖。
具體實(shí)施方式
圖1a至圖1c示出了具有固定夾持單元12的管彎曲機(jī)10,機(jī)床16中的彎曲塔14可以沿縱向方向l相對于固定夾持單元12移動。
彎曲塔14支承彎曲頭部22,彎曲工具26通過工具保持件24附接至彎曲頭部22。彎曲頭部22可以繞軸線旋轉(zhuǎn)??煽刂频尿?qū)動件(未示出)設(shè)置用于使得彎曲塔14移動并且使彎曲頭部22旋轉(zhuǎn)。
在圖1a中,直的管20牢固地夾持在夾持裝置12的夾持頭部18中,使得管20沿縱向方向l對準(zhǔn)。所夾持的管的端部在彎曲過程期間始終保持固定并且沒有移動或者旋轉(zhuǎn)。彎曲頭部22具有帶有軸向延伸通道的開口28,管20插入穿過該通道。彎曲工具26定位在管20上。
當(dāng)管彎曲機(jī)10操作時,管20通過由彎曲工具26施用連續(xù)彎曲而定形成期望的彎曲幾何形狀。首先靠近離管20的所夾持的端部距離最遠(yuǎn)的彎曲點(diǎn),并且將彎曲工具26定位在該彎曲點(diǎn)處。借助于旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)(未示出),彎曲頭部22可以繞管20的縱向軸線l旋轉(zhuǎn),使得彎曲工具26可以被致動成產(chǎn)生關(guān)于橫向于縱向軸線l延伸的彎曲平面的彎曲。
在圖3a、圖3b和圖4a、圖4b的描繪中能夠更清楚地觀察到彎曲工具26的元件。關(guān)于可移動的從動元件,彎曲工具26包括徑向輥30、彎曲輥32和反向保持件34,徑向輥30能夠繞彎曲軸線b旋轉(zhuǎn),彎曲輥32能夠繞彎曲軸線b樞轉(zhuǎn),反向保持件34能夠繞樞轉(zhuǎn)軸線s樞轉(zhuǎn)。
徑向輥30包括多個彎曲凹槽36,所述多個彎曲凹槽36沿徑向輥30的縱向方向彼此間隔開一定距離,所述多個彎曲凹槽36各自繞徑向輥30的一部分圓周延伸。彎曲輥32包括以相同的間距在彎曲輥32的面向徑向輥30的側(cè)部上設(shè)置的相關(guān)聯(lián)的彎曲凹槽38。
為了在管20中產(chǎn)生彎曲,管20在徑向輥30與彎曲輥32之間容置在徑向凹槽36中的一個徑向凹槽與彎曲凹槽38中的一個彎曲凹槽中。不同的徑向凹槽36和相關(guān)聯(lián)的彎曲凹槽38設(shè)置成容置具有不同外徑的管。
通過使彎曲輥32繞彎曲軸線b樞轉(zhuǎn),同時使徑向輥30旋轉(zhuǎn),管20中的彎曲在與彎曲軸線b垂直的彎曲平面中產(chǎn)生。
彎曲輥32設(shè)置成通過兩個保持元件40而繞徑向輥30樞轉(zhuǎn),所述兩個保持元件40圍繞彎曲軸線b。因此可以由彎曲工具26通過轉(zhuǎn)動以及拉動來彎曲。彎曲輥32可以繞徑向輥30在至少180°的樞轉(zhuǎn)范圍內(nèi)樞轉(zhuǎn)。根據(jù)徑向輥30和彎曲輥32在彎曲平面中的致動,可以實(shí)現(xiàn)向左和向右彎曲。
在相應(yīng)的彎曲需要的情況下,尤其在彎曲管具有柔性部段的情況下,可以在管20的側(cè)部上置有可樞轉(zhuǎn)的反向保持件34。反向保持件34作為杠桿可以繞樞轉(zhuǎn)軸線s樞轉(zhuǎn),該樞轉(zhuǎn)軸線s平行于彎曲軸線b且距彎曲軸線b一定距離處延伸。反向保持件34可以移動到適合的樞轉(zhuǎn)位置中以用于每個彎曲。在反向保持件34中也以一個在另一個上面的方式設(shè)置有多個凹槽以放置成抵靠管20的側(cè)部。
為了使初始的直的管20定形成期望的彎曲幾何形狀,多個彎曲以上述方式連續(xù)地形成,其中,彎曲工具26通過使彎曲塔14沿著縱向方向l朝向夾持裝置12移動而定位在下一個彎曲點(diǎn)處,隨后,通過使彎曲頭部22繞管軸線l旋轉(zhuǎn),彎曲工具26定位在期望的彎曲平面中,并且隨后,徑向輥30、彎曲輥32和反向輥34——如果適用的情況下——被致動以產(chǎn)生期望的彎曲。
圖1a至圖1c順序地示出了在產(chǎn)生連續(xù)的彎曲時彎曲塔14如何不斷地逐漸靠近夾持裝置12。這樣做,設(shè)置在夾持裝置12的延伸部42上的夾持頭部18被引導(dǎo)穿過彎曲頭部22中的開口28和通道,直到執(zhí)行最后的彎曲。隨后可以移除彎曲的管。
如在圖1a至圖1c中所示的,以及在圖4a和圖4b中更詳細(xì)地觀察到的,僅彎曲工具26直接設(shè)置在管20上,其中,僅長形且相對較薄的工具保持件24從彎曲工具26延伸。由于工具保持件24沿縱向方向l對準(zhǔn)并且朝向夾持裝置18延伸,因此實(shí)現(xiàn)了如下的設(shè)計:其中,從彎曲點(diǎn)開始僅設(shè)置有非常小的干涉邊緣(interferingedge),即,管可在彎曲時特別在以較大的彎曲角度彎曲時碰撞彎曲工具26的固定部分或者彎曲工具26的附接部(工具保持件24)的固定部分。
管狀工具保持件24不僅用以保持并定位彎曲工具26,還用以驅(qū)動彎曲工具26的可動元件30、32和34。
如在圖5中的縱向截面中觀察到的,工具保持件24為在一個端部處緊固至彎曲工具26并且在另一端部處緊固至彎曲頭部22(在圖3a、圖3b和圖5中未示出)的中空的管。圖5沒有示出工具保持件24的全部長度,事實(shí)上,工具保持件大約是例如在圖3a、圖3b中可以觀察到的其寬度的六倍,。
在工具保持件24的內(nèi)共軸地設(shè)置有三個軸。實(shí)心的內(nèi)軸用作徑向驅(qū)動軸44。繞徑向驅(qū)動軸44設(shè)置的中空的軸用作彎曲驅(qū)動軸46,繼而繞彎曲驅(qū)動軸46共軸地設(shè)置的是作為反向保持件驅(qū)動軸48的另一中空的軸。
如在圖3a、圖3b和圖5中可以觀察到的,在工具保持件24的端部上設(shè)置有彼此軸向相鄰地設(shè)置的三個傳動小齒輪。如在圖5中可以觀察到的,內(nèi)徑向驅(qū)動軸44聯(lián)接至最后面的驅(qū)動小齒輪50a、彎曲驅(qū)動軸46聯(lián)接至中間的小齒輪50b,以及外保持部件驅(qū)動軸48聯(lián)接至前面的小齒輪50c。
在彎曲頭部20內(nèi),驅(qū)動件(未示出)設(shè)置用于小齒輪50a、50b和50c。它們優(yōu)選地是帶驅(qū)動件。
如在圖5中所示的,三個驅(qū)動軸44、46和48的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動通過邊角齒輪(conergears)傳遞至徑向輥30、彎曲輥32和反向保持件34。
為此,邊角齒輪一直設(shè)置在驅(qū)動軸44、46和48中的每一者的端部上,旋轉(zhuǎn)運(yùn)動借助于驅(qū)動軸通過錐齒輪以所描繪的示例中的90°的角度偏轉(zhuǎn)。第一邊角齒輪52a形成在第一錐齒輪54a與第二錐齒輪56a之間,其中,第一錐齒輪54a形成在徑向驅(qū)動軸44的端部上,第二錐齒輪56a聯(lián)接至徑向輥30。第二邊角齒輪52b形成在第一錐齒輪54b與第二錐齒輪56b之間,其中,第一錐齒輪54b形成在彎曲驅(qū)動軸46的端部上,第二錐齒輪56b聯(lián)接至彎曲輥32。第一邊角齒輪52a的錐齒輪54a、56a設(shè)置成實(shí)心的,而第二邊角齒輪52b的錐齒輪54b、56b設(shè)置成空心的并且設(shè)置成與第一邊角齒輪52a的錐齒輪54a、56a共軸。以此方式,驅(qū)動小齒輪50a、50b的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動經(jīng)由共軸的驅(qū)動軸44、46傳遞并且轉(zhuǎn)換成徑向輥30和彎曲輥32的共軸旋轉(zhuǎn)。
第三邊角齒輪52c在距離第一邊角齒輪52a和第二邊角齒輪52b一定距離處形成在彎曲工具26上。為此,反向保持件驅(qū)動軸48設(shè)計成比其他兩個驅(qū)動軸44、46稍短些。第一錐齒輪54c設(shè)置在第二錐齒輪56c的端部上并且與第二錐齒輪56c嚙合,第二錐齒輪56c繞反向保持件34的樞轉(zhuǎn)軸線s設(shè)置。以此方式,驅(qū)動小齒輪54c的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動可以由反向保持件驅(qū)動軸48和邊角齒輪52c傳遞至反向保持件34。
因此,彎曲工具26上的可動元件30、32和34可以以可旋轉(zhuǎn)的方式獨(dú)立地被驅(qū)動并且彼此間隔開以執(zhí)行期望的旋轉(zhuǎn)或相應(yīng)的樞轉(zhuǎn)運(yùn)動以產(chǎn)生期望的彎曲,從而不限制可實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動,使得能夠?qū)崿F(xiàn)向左/向右的彎曲以及期望的滾動/拉延彎曲。
因此工具保持件24使彎曲工具26可以通過彎曲頭部22被適當(dāng)?shù)囟ㄎ?,與此同時,彎曲工具26的元件30、32和34的驅(qū)動在具有較小的干涉邊緣的示例性緊湊結(jié)構(gòu)裝置中實(shí)現(xiàn)。