专利名称：在薄板管端部形成法兰或翻边的方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的方法。
本发明尤其涉及相对薄壁的管，这种管的直径范围在大约100至3000mm，而壁厚为0.5至6.0mm。这些管主要在通风、空调和排风技术、但是也包括在加工技术领域中用于空气管、通风机外壳、设备外壳等。
背景技术：
存在着不同的连接方法，用于将各个管段密封地且牢固地相互连接。它们对管系的经济性和技术特性有着决定性的影响。尽管直接的、即一体地成形在管端部上的法兰具有显而易见的优点，并因此存在着对这样成形的法兰和翻边的需求，但是目前大量采用单独加工的、安装在管端部的并固定在管端部上的弯头、扁平或其它的成型法兰。其原因在于缺少一种方法，该方法能够以可接受的费用特别是在大体积管的端部形成满足要求的法兰形状。目前只能形成相对较小稳定性的径向翻开的环翻边或径向翻开的平法兰，为了螺栓连接对其钻孔。平法兰主要用于通风机外壳。简单的翻边可以通过两个辊子在弯边机和翻边机上进行加工。后钻孔的平法兰在压制法中加工。在此管体以高速旋转，这只有对于很短的管体、如轴向通风机外壳才可能实现。管端部被插在一个要被成形的平法兰底模中。接着通过一个在其端部上有滚动的辊子的顶压杆“顶压”快速旋转的管端部一直到材料屈服变形并顶靠在底模上。“顶压”方法类似于陶土在陶器旋盘上成形。这种方法也用于在短管环上形成环翻边，接着将环翻边插到管端部并固定在管端部。例如在DE196 32857 A1中描述了后一种方法。
这种已知方法不适合于直接在管端部形成法兰，因为使较大的管以必需的旋转速度转动几乎是不可能的并且也是危险的。对于各种不同管的各种成形费用对于经济地加工来说也是太高的。特别是对于加工苛求的法兰形状、例如锥形法兰等在出现侧凹的情况下是不可能实现的，因为不再可能取消成形后的法兰形状。
为了加工具有直棱的箱体、框架、型材或管道，已知所谓的弯边方法或折边方法。为此将一个平面板材夹紧在固定的下导向装置与一个移动的上导向装置之间并借助于旋转的弯曲导向装置弯边。在此最大的优点是，在折边时整个板材段可以没有伸长地抬起或弯边。只是在构成棱边处板材必需流动。所有其它的材料完全保持不变。因此可以没有伸长且没有特殊费用地精确笔直而无应力地实现棱边剖面。与此相反在上述“顶压”过程中透压全部材料并因此受到相应的应力。由此也使折边能耗特别小。
发明内容
本发明试图提出一种方法和一种执行这种方法的装置，通过它们能够费用经济地不仅在短管段上而且特别是也在长管段上实现复杂法兰和翻边的一体成形。
按照本发明与所述方法有关的目的通过权利要求1的特征来实现，与所述装置有关的目的通过权利要求5的特征来实现。
从属权利要求给出本发明的有利扩展结构。
按照本发明方法的根据是，在管端部弯曲中充分利用直线折边方法的优点。因此被称作圆周折边方法。
直线折边方法当然不能没有改变地用于圆管，因为对于圆管必需产生非直线的而是弯曲的棱边并且还要尽可能不更换工具地加工不同半径的圆管。本发明通过从管端部内部的圆夹紧、例如通过张紧轮实现这一点。这个张紧轮在张紧前具有略小于管内径的直径。在插入后扩张张紧轮，即直径变大，一直到张紧轮的外圆周压紧管壁的内侧。这个张紧轮或其它用于夹紧的装置可以与一个使管旋转的牢固的驱动轴连接。管端部的可靠夹紧同时也用于使管旋转，在此当然只需要比压制法低很多的转速。无论如何要在管内部与张紧装置、例如张紧轮之间出现足够的摩擦，由此使管克服弯曲工具的阻力而转动。
在原理上也可以使管和与之抗扭转连接的装置部件处于静止而弯曲工具和与之抗扭转连接的部件围绕管子轴线转动。
接着在管不断地围绕要被折弯的管段旋转期间将突出的管段折弯成翻边或法兰。对此最好采用可转动的弯曲卡钳，该弯曲卡钳在其原始位置或停止位置顶靠在管端部内侧。卡钳的轴向宽度至少要略大于要被弯曲的管端部部分。由此保证要被弯曲的部分作为一个整体被抬起并且不改变其直的形状。弯曲卡钳的顶靠面最好要在管端部具有与管内侧相同的半径，以便使要被弯曲的管端部部分具有大面积的支承。但是在原理上弯曲卡钳支承面的圆柱体形状也可以具有略小于管内侧的半径。因为可转动的弯曲卡钳只能分别弯曲管圆周的一部分区域，管必需处于均匀地慢慢地旋转当中。当管旋转时，弯曲卡钳慢慢地转动到所期望的弯曲角度位置。根据事实将这个按照本发明的方法称为圆周折边方法。
在本发明的有利扩展结构中附加地可以从管外侧合乎目的地通过一个成形辊或类似部件对管的弯曲位置施加一个压力，其中成形辊横截面的尖角终结在要被翻边的管端部位置上。由此可以相当精确地确定弯曲棱边的形状(尖角或圆角)。此外由成形轮廓的最大弯曲角度确定成形辊的横截面形状。因为在弯曲过程中对成形辊施加明显的作用力，因此实现精确弯曲棱边的前提是成形辊的作用力固定和支承。成形辊和其固定装置与同样静止且不转动的弯曲卡钳和其驱动装置连接成一个固定的单元，由此从根本上增加装置的稳定性。
在对于所成形的法兰或翻边的形状精度要求较低时，对于相对较薄的管壁厚可以不使用成形辊进行弯曲。在这种情况下管壁的拱曲存在足够的支持用于弯曲。但是在此不能实现尖锐的弯曲棱边，并随着板厚的增加弯曲棱边的半径变大。
下面通过附图详细描述按照本发明的方法过程以及按照本发明装置的优选实施例。附图中图1至12为借助于用于在一个管端部形成锥法兰的相互衔接的工作步骤示出按照本发明方法的工作顺序，其中以侧视图示意地示出的装置部件只作为用于为实现该方法的加工效果的示例并可以用其他的成形装置代替；
图13为用于执行按照本发明方法的装置在第一工作位置上的第一实施例的示意侧视图；图14为装置在第二工作位置的对应于图13的侧视图；图15为装置在第三工作位置的对应于图13的侧视图；图16为沿着图13中线XVI-XVI截切的局部示意剖视图；图17为用于图13至18所示装置的张紧轮的示意端视图；图18为图17所示部件的示意侧视图；图19为按照本发明装置的包括张紧轮、管和其驱动装置部件的示意侧视图；图20为在图19中所示组成部件的一部分与图19相比再缩小的截面侧视图；图21和22为张紧轮另一实施例的轴向剖面图和示意侧视图；图23和24为管、张紧轮、弯曲卡钳和成形辊在弯曲卡钳的不同位置的示意侧视图；图25至29为张紧轮和弯曲卡钳在具有不同横截面的成形辊或没有成形辊的不同弯曲位置的局部示意侧视图；图30和31为具有管、张紧轮、成形辊和弯曲卡钳的按照本发明的装置的各部分在弯曲卡钳的停止位置和弯曲位置的局部舍弃的示意斜视图；图32为对应于图30的没有管和成形辊的局部斜视图；图33至35为对应于图32的各具有三个不同弯曲卡钳实施例的局部视图；以及图36为具有两个在管两端同时工作的按照本发明装置的实施例的示意侧视图。
具体实施例方式
图1至12分别以示意局部视图示出按照本发明方法在一个管端部的工作过程。图1示出一个为了清晰起见舍去大部分的局部截面图，该截面图示出一个未运转的、在图1中指向右边的圆横截面管12的管端部10。图2示出管端部10在第一加工步骤之后的状态。管端部10变成要被弯曲的管段，该管段沿着一个倒圆的弯曲棱边14例如相对于管12的轴线方向16约150°向外弯曲。图3示出管12在第二圆周折边过程之后的状态，在该过程中邻近第一管段10的第二管段18例如相对于轴线方向16以锐棱边20向外弯曲一个直角。因此实现一个由相互邻接的管段10和18组成的锥法兰，该法兰一体地成形在管12上。
接着图4至12示意地示出一个用于执行按照本发明方法的装置的工作方式。在所有附图中相同的或相同类型的部件使用相同的附图标记。
图4示出处于还未张紧状态的管12靠近一个处于未扩张的停止状态的张紧轮22，该张紧轮牢固地安装在一个使张紧轮22在力作用下处于旋转的驱动轴24上。在图4中部分舍弃地示出为了使第一管段10弯曲成对应于图2所示150°位置的第一弯曲卡钳26在弯曲操作之前的停止位置。在此要注意到，图1至3与图4至12相比翻转180°成镜像地在垂直于管子轴线28的平面上。第二弯曲卡钳30相对于第一弯曲卡钳26围绕管子轴线28转过180°，同样以部分舍弃地示出位于其弯曲操作之前的静止位置。第二弯曲卡钳30用于使第二管段18相对于轴线方向16转过90°弯曲到对应于图3所示的位置。此外在图4中示出第一成形辊32和第二成形辊34分别位于其离开管12的停止位置。第一成形辊32具有带倒圆尖角36的横截面，其两侧面40形成一个30°角。围绕管子轴线28转过180°的第二成形辊34在其离开管12的停止位置，该成形辊具有一个构成锐棱38的横截面并且其侧面42形成一个直角。所示装置部件的位置对应于方法的初始状态。
图5示出下一个工作状态，在此状态中张紧轮22进入管12并按照箭头44所示方向进入到其从内壁张紧管12的扩张位置。弯曲卡钳26和30与张紧轮22一起进入管端部，但是两个卡钳与其为使管端部弯曲的旋转有关地仍位于停止位置。同样两个成形辊32和34也与图4所示状态一样位于停止位置。同时驱动轴24按照箭头46所示方向转动，使张紧轮22与管12一起转动，而弯曲卡钳26和30以及成形辊32和34不围绕管子轴线28转动。由于张紧轮22在其图5所示工作位置上的张紧使张紧轮的圆柱形外表面48与管12内表面之间的摩擦阻力大到使管12克服大的阻力也一起转动。
加工方法的下一工作步骤在图6中示出，在此第一成形辊32按照箭头50所示方向沿着移动轴线52移动到其可靠顶靠管12外侧的工作位置。
接着如图7所示，第一弯曲卡钳26按照箭头54所示方向由其停止位置(图6)围绕垂直于所示图面的轴转过150°角转到其工作位置(图7)，由此使突出于张紧轮22的第一管段10围绕第一成形辊32向外弯曲150°。因为驱动轴24和张紧轮22与被张紧的管12一起围绕管子轴线28同时转动，因此在这些部件围绕管子轴线28至少数圈之后使管段10无翘曲地围绕管12的倒圆棱边14向外弯曲150°。通过成形辊32的可转动支承使在弯曲位置所产生的与管段10的摩擦阻力显著减小。
接着如图8所示，第一成形辊32沿着移动轴线52按照箭头56所示方向又由工作位置返回到其离开管12的停止位置，同时第一弯曲卡钳26由其工作位置按照箭头58所示方向也转回到其停止位置。
在如图9所示的下一工作步骤中，第二成形辊沿着移动轴线60按照箭头62所示方向从停止位置移动到可靠顶靠管12外侧的工作位置。这些过程都是在驱动轴24、张紧轮22和管12围绕管子轴线28转动而第一弯曲卡钳26、第二弯曲卡钳30以及两个成形辊32和34静止期间实现的。因此转动的部件和静止的部件合乎目的地各自组合成一个稳定的工作单元。在不转动的工作单元内部当然要保证各部件分别从停止位置到工作位置的可移动性。另一方面当然也要使由驱动轴24、张紧轮22和管12组成的工作单元能够静止而另一由弯曲卡钳和成形辊所组成的工作单元能够围绕管子轴线28转动。
在如图10所示的下一工作步骤中，第二弯曲卡钳30按照箭头64所示方向由其停止位置转到工作位置，由此使突出于张紧轮22的第二管段18围绕第二成形辊34的90°横截面对应于锐弯曲棱边20向外弯曲90°。当旋转的部件24，22和12围绕管子轴线28转过至少数圈时，则实现管12的第二管段18向外的全部弯曲。
在如图11所示的下一工作步骤中，第二成形辊34沿着移动轴线60按照箭头66所示方向又返回到其离开管12的停止位置，而第二弯曲卡钳30按照箭头68所示方向转回到其停止位置。
借此使对于所有部件返回到图4所示初始位置的路径畅通。因此如图12所示在工作结束时所有部件又位于图4所示的初始位置，而作为按照本发明方法的结果是在管12端部通过管段10和18一体地形成一个法兰。
在图13至16中示意地示出用于执行按照本发明方法的具有其发明本质部件的装置优选实施例。为了清晰起见由各部件中舍弃一部分，例如管12、张紧轮22、驱动轴24和弯曲卡钳26。此外要注意到，在所示装置中只示出一个弯曲卡钳26和一个成形辊32，它们适合于一个突出管段10的单一弯曲操作。当然可以围绕管子轴线28设置分布在图面外部的其它弯曲卡钳和成形辊。但是可以不描述其细节，因为它们以与图13至16所示部件一样的相同方式起作用。如果对于各弯曲棱边使用由弯曲卡钳和成形辊组成的独立工作单元是有优点的，即对于各单个工作步骤不必更换工具。工作单元可以没有相互抵触地一个接一个地供使用对于系列加工尤其是重要的。
每个包括一个弯曲卡钳26和一个成形辊32的工作单元分别装配到一个可移动的滑座70上，其中多个滑座可以放射形地安置在一个底板72上。通过这种方法可以使各工作单元方便地适配于要被加工的管的各种直径。每个滑座70可以沿着两个平行的滑轨71按照双箭头74所示方向沿着通过旋转驱动76转动的丝杠78移动。
在滑座70上相互间隔距离地设置两个平行的侧板80(图16)，它们通过中间板82框架式地相互刚性连接。一个宽的、基本扇形的扇形板84在两个侧板80之间滑动地顶靠在侧板80内侧上延伸，在扇形板上通过螺栓86固定弯曲卡钳26。扇形板84在其由图13所示的横截面上平行于侧板80形成一个不完整的扇段，其缺少位于圆弧88对面的中间段，因为扇段的中心必需预留给管段10的弯曲操作。连接在圆弧88上的直线段90和92位于圆弧88中心点以外。弯曲卡钳26通过螺栓86固定在对应于一个直线段92的扇形板84的平面上。
要注意，在图16中与图13至15不同只示出对于弯曲卡钳26转动所需的装置部件。
对于与弯曲卡钳26一起转动扇形板84所需的导向通过导辊94实现，该导辊在侧板80上的圆弧形导槽96内移动。导辊94突出于扇形板84的两侧并在各导槽96内导向。在对应于扇形板84横截面圆弧88的扇形板84圆柱形圆周表面上设有轮齿98，该轮齿与由旋转驱动100所驱动的传动齿轮102啮合。因此扇形板84可以从对应于图13和14所示的弯曲卡钳26停止位置的位置转到对应于图15所示的弯曲卡钳26工作位置的位置。扇形板84的转动角可以大范围地自由选择并且在所示情况下对应于成形辊32横截面的两个侧面之间的角度。
此外由图13至15可以看出，成形辊32围绕其中心轴线105可转动地支承在一个叉形轴承座104内，该轴承座本身可以按照双箭头50，56所示方向由其在图13中所示的停止位置移动到图14所示的工作位置。为了使轴承座104移动设有一个由驱动电动机108驱动的丝杠106。重要的是，轴承座与成形辊在图14和15所示的工作位置可靠且承载大负荷地与由弯曲卡钳、成形辊和从属部件组成的工作单元连接。
在图13至15所示的工作状态中，张紧轮22通过移动管12进入管端部，而张紧轮位于上述非张紧的停止位置。接着张紧轮22继续以所述方法在其工作位置扩张并从内部圆柱形地张紧管12。在此产生一个突出于张紧轮22圆柱形外表面的管段10，该管段要通过下面的弯曲过程弯曲。在管12推到张紧轮22上之前由弯曲卡钳、成形辊和从属的支承和驱动装置所组成的工作单元通过滑座70沿着双箭头74所示方向的移动相对于静止的底板72这样进行调整，使它适配于管12的各种直径。在图13至15中只示出一个这样的工作单元。其它工作单元可以通过从管子轴线28放射形地导引的大多双滑移导轨71安装在底板72上，使它们可以先后地用于管12，以便使各管段形成一个复杂法兰的一部分。在此对于各滑座70设有一个旋转驱动76，该旋转驱动具有丝杠78、一个在丝杠78上移动的螺纹滑块110和一个由此与滑座70连接的固定体(Halter)112，其中固定体112可以在一个沿径向相对于管子轴线28延伸的底板72的缝隙114内移动。
下面借助于图17至20详细描述张紧轮22第一实施例的结构和工作方式。因为张紧轮22的作用是防止管内侧的各种形状变化，因此使其圆柱形圆周表面116尽可能大面积地顶靠在管壁上是重要的。因此所示张紧轮优选实施例分布成多个、在所示实施例中为六个扇形段118，它们以下面还要详细描述的方式通过一个设有轴向传动例如液压缸124形式的拉杆122的自扩展端部从图17和18左半部所示的停止位置通过张紧地顶靠在管12内侧扩张到在图17和18右半部所示的外部工作位置。扇形段的数量可以任意地多。在此较多的扇性段具有优点，即在张紧轮22扩张时出现的扇形段118之间的缝隙126变得较小并且没有管形状变化地被管12的壁所重叠，尽管管壁非常薄。扇形段118为圆弧扇段并与管子轴线28间隔距离地终结在圆柱形截面的内表面128上。扇形段118的径向宽度可以任意选择，以使张紧轮22的直径适配于管12的各种直径。这种适配性可以通过方便地更换扇形段118而实现。扇形段118的内表面128顶靠在圆弧形卡爪132的圆柱形外表面130上。扇形段118通过径向螺栓142固定在卡爪132上。卡爪132具有一个相对于管子轴线28倾斜的内端面134，该端面分别顶靠在拉杆122的扩展端部120的侧面136上。对于所示实施例扩展的端部120具有一个六角形横截面，因此每一个侧面对应于六个卡爪132每一个卡爪。
为了使张紧轮和管12转动而配备的主驱动轴24中心地沿轴向透钻孔，并且拉杆122透穿这个孔。通过控制液压缸124可以使拉杆112从图19下半部所示的停止位置138移动到图19上半部所示的扩展或工作位置140。由此使扇形段118由图17和18左半部所示的停止位置以与管12内表面微小的间距调整到在图17和18右半部所示的、在压力下顶靠在管12内表面上的工作位置。这个调整通过卡爪132的相应移动而促成。
驱动轴24透穿整个装置底板72的缺口截面144并在专业人员所熟悉的意义上可转动地支承并通过一个具有空心轴减速器148的驱动电动机146转动。驱动轴24的另一端具有一个带有平端面152的蘑菇形扩大体150，卡爪132的平滑动面154径向滑动地顶靠在平端面上。滑动面154对面的卡爪滑动面156滑动地顶靠在一个定位盘(Gegenscheibe)158的平面内表面上，该定位盘通过螺栓160固定在蘑菇形扩大体150上。螺栓160透穿卡爪132上的扩大孔169，该扩大孔允许卡爪132所需的微小径向移动。
螺栓160由间隔套162包围，该间隔套与卡爪132的孔169一起保证卡爪132的直线径向导向。
用于操纵拉杆122的液压缸124轴向支承在空心轴减速器(Hohlwellengetriebs)148上。本身已经很大的液压缸124作用力可以通过扩展的拉杆120端部120的斜面相对于管子轴线28再一次任意地放大。因此产生所需的大张紧力，该张紧力产生一个足够的张紧轮22对管壁的摩擦连接，以使管克服弯曲工具(弯曲卡钳26和成形辊32)的阻力而转动。当然自扩展的端部120的斜面也可以反过来，即当通过另一控制压杆工作时，在图19中向右缩小。
可以以简单的方法通过未示出的弹簧实现卡爪132在松开张紧轮22时返回到其停止位置，弹簧放入各卡爪里面，或者也可以通过一个围绕卡爪外圆周的、同样未示出的连续拉簧，将该拉簧放入一个未示出的槽里面。
对于图20所示的实施例也可以选择通过球面转盘164支承驱动轴24，球面转盘的外侧(或者也可以是内侧)设有轮齿166。驱动机146在这种情况下设置在球面转盘164的旁边。驱动轴170的小齿轮168与球面转盘164的轮齿啮合并负责驱动驱动轴24。当然也可以采用其它的、专业人员所熟悉的支承形式。
在图21和22中示出一般以22表示的张紧轮和其驱动的另一有利实施例。对于这个实施例张紧轮22具有一个围绕圆周延伸的、通过一个倾斜缝隙172裂开的张紧环174，该张紧环具有圆柱形圆周表面116和圆锥形内表面176。一个张紧板180的具有相同斜度的外表面178顶靠在圆锥形内表面176上，该张紧板通过螺栓182和螺母184固定在拉杆122的扩展端部186上。通过在双箭头188方向上在图21和22上半部所示的松弛停止位置与图21和22下半部所示的张紧工作位置之间移动拉杆122可以使张紧环174以任意大的作用力张紧或松弛。张紧环74本身也可以具有一个沿轴向平行于管子轴线28延伸的缝隙。但是倾斜设置的缝隙172可以防止在张紧时敞开的裂缝中在张紧的管壁上产生空隙并由此在这个位置上使管壁变形。在这种情况下在松弛时张紧环的复位通过张紧环174的弹性作用自动实现。必要时这种弹性作用可以通过一个在张紧环174的一个槽里面的未示出的、环绕的连续拉簧来加强。
显而易见，管12的壁厚、所期望的法兰形状或变换材料对张紧轮22没有影响。管端部10、18分别被这样远地推到张紧轮22上，一直到有足够的材料供所期望的法兰成形使用。
在下面的图23至35中示出弯曲卡钳26和成形辊32包括要被变形的管12部分以及已扩张的张紧轮22一部分的有利实施例。图23和24示出这些部件的第一实施例，其中以上述方法移动到工作位置的成形辊32顶压管12的外侧。以上述方法转动的弯曲卡钳26在其停止位置顶靠在突出于张紧轮22的、要被弯曲的管段10内侧，其中管壁被夹紧并固定在张紧轮22与成形辊32之间。成形辊32横截面的尖角36终结在突出的管段10要被弯曲的位置上。通过成形辊32的形状可以确定管端部上的弯曲棱边的形状。
可转动的弯曲卡钳26在其如图23所示的停止位置顶靠在管段10的内侧。弯曲卡钳的轴向宽度应该至少略大于要被弯曲的管段10的轴向长度。由此保证要被弯曲的管段作为一个整体被抬起并且不改变其直线形状。同样在管端部上弯曲卡钳26的圆柱形顶靠面190应该具有与管内侧一样的相同半径，以便使要被弯曲的管段10具有大面积的支承。
因为可转动的弯曲卡钳26分别只能弯曲管圆周的一部分区域，因此必需使管12均匀地慢慢地转动。当管12转动时，弯曲卡钳26也慢慢地一直转动到所期望的弯曲角度位置(图24)。在这个工作位置弯曲卡钳26一直保持到管12围绕管子轴线28结束最后一个完整的旋转圈，由此结束管段10弯曲。
为了使管12在法兰或翻边成形后可以从张紧轮22上拉出来，成形辊32与其轴承座104必需移动到与管离开足够远的停止位置。现在出现对于下一循环弯曲过程的另一工作单元，该工作单元以上述方法的功能调整到另一弯曲角度。
为了将张紧轮22顺利地插进管端部10，张紧轮的圆柱形外表面48的插入端可以具有一个锥形倒角192。
在图25至28中示出具有细长尖角36或直角尖角38的成形辊32或34的不同实施例。尖角36用于使管段10弯曲150°，而尖角38用于使管段10弯曲90°。
在图29中示意地示出，对于成形的法兰或翻边形状精度具有较低要求时如何能够完全无需成形辊而只通过张紧轮22和弯曲卡钳26进行弯曲。
图30和31示出在停止位置(图30)和工作位置(图31)具有几乎半圆柱形顶靠面190的弯曲卡钳26的结构。
图32以略微放大的比例示出具有扁平圆柱形顶靠面190的另一种形式的弯曲卡钳26的局部视图，该顶靠面通过螺栓86固定在只局部示出的可转动的扇形板84上。顶靠面190以全部摩擦力顶靠在未示出的管内壁上。在下面的附图中示出一些与图32中类似的、但是在顶靠面190与管内壁之间具有更小摩擦的弯曲卡钳26的有利扩展结构。当弯曲卡钳26的顶靠面190的工作半径等于管内径时是最理想的。但是顶靠面190的半径也可以没有重大缺陷地小于管内半径。由此可以通过同一弯曲卡钳加工多种变化的管直径。在顶靠面190中心的主要摩擦位置上为了彻底减小摩擦和磨损可以在弯曲卡钳26主体上设置一滚动支承的支承辊194，其旋转轴线196平行于顶靠面190延伸并且其圆周表面198略突出于顶靠面190。要被弯曲的管段10在这个部位无摩擦地位于支承辊194的圆周表面198上。
如图34所示，通过与支承辊194相同的方法通过在顶靠面190上安置完整的支承辊194链可以进一步改进弯曲卡钳26。在图34所示的实施例中在一个链条中设有5个这样的支承辊194。支承辊194之间的其余顶靠面190部件防止管12壁陷入支承辊194之间，这将可能导致形成波纹和伸长。
如果如图35所示由具有圆柱形顶靠面190的完整圆柱体构成弯曲卡钳26，可以在弯曲卡钳26与管12内壁之间实现最小的摩擦，其中整个圆柱形弯曲卡钳26围绕旋转轴200可转动地支承在扇形板84上。尽管可以实现最小的摩擦，但是因为在大多数情况下对于大直径的圆柱形结构的弯曲卡钳26不能提供足够的空间，因此必需接受在管壁形成波纹和伸长时所带来的缺陷。但是这些缺陷对于较厚的管壁厚度是微小的，因此对于1.5mm以上的板厚完全可以在弯曲卡钳26处通过这种“弯曲辊”进行加工。
用于执行按照本发明的圆周折边方法的按照本发明的整个装置有选择地不仅可以采用水平管子轴线28而且可以采用垂直管子轴线，其中前者优选用于直管而后者优选用于短的管状成形件。
为了在两端旋转地加工具有成形法兰10、18的直管在一个公共的、一般以202表示的导轨系统上沿着这个系统按照双箭头206所示方向可移动地设置两个按照本发明的上述形式的圆周折边装置，使得两端的示意地示出的张紧轮22和弯曲卡钳26对面地设置。每个装置204可以通过自身的驱动丝杠208在导轨系统202上移动。
为了插入管12装置204可以相互驶离，一直到弯曲卡钳22之间适配于管12的管长。然后两个装置204移动到一起，张紧轮22插进管端部直到一个止挡，该止挡调整到管端部的加工长度上。两个张紧轮22在工作位置张紧，接着同时启动两侧的加工过程。为了取下管12必需使各圆周折边装置204再相互驶离。
附图标记清单10 第一凸出管段 76 旋转驱动142螺栓12 管 78 丝杠144缺口截面14 弯曲棱边 80 侧板146驱动电动机16 管轴线方向 82 中间板 148空心轴减速器18 第二凸出管段 84 扇形板 150扩大体20 锐弯边 86 螺栓152 端面22 张紧轮 88 圆弧154 滑动面24 驱动轴 90 直线段 156 滑动面26 第一弯曲卡钳 92 直线段 158 定位盘28 管子轴线 94 导辊160 螺栓30 第二弯曲卡钳 96 导槽162 间隔套32 第一成形棍 98 轮齿164 球面转盘34 第二成形辊 100 旋转驱动166 轮齿36 第一成形辊尖角 102 传动齿轮168/169 小齿轮/孔38 第二成形辊尖角 104 轴承座 170 驱动轴40 第一成形辊侧面 105 中心轴线172 缝隙42 第二成形辊侧面 106 丝杠174 张紧环44 箭头张开位置 108 驱动电动机 176 内表面46 箭头驱动轴 110 螺纹滑块178 外表面48 外表面 112 固定体 180 张紧板50 箭头 114 缝隙182 螺栓52 移动轴线 116 圆周表面184 螺母54 箭头 118 扇形段 186 扩展端部56 箭头 120 扩展端部188 双箭头58 箭头 122 拉杆190 顶靠面60 移动轴线 124 液压缸 192 倒角62 箭头 126 缝隙194 支承辊64 箭头 128 内表面 196 旋转轴线66 箭头 130 外表面 198 圆周表面68 箭头 132 卡爪200 旋转轴70 滑座 134 端面202 导轨系统71 滑轨 136 侧面204 圆周折边装置72 底板 138 停止位置206 双箭头74 双箭头 140 工作位置208 丝杠
权利要求
1.用于在薄板管端部上一体地形成法兰或翻边的方法，其特征在于，所述管(12)靠近其端部在其内侧所有各向平面地被顶靠并张紧，其中一个管段突出于被平面顶靠且张紧的管段，至少该突出管段的一个轴向部分通过施加相对于管内表面圆周段的平面顶压离开管子轴线地向外一直弯曲到所期望的角度，并且通过管相对于开始弯曲的圆周段的相对旋转使整个管段或管段的一部分达到所期望的弯曲角度。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在开始弯曲的圆周段内部的一个位置上通过从管外侧施加到弯曲位置的顶压阻止管外侧的弯曲。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，以在旋转的管上的相对于弯曲位置的微小摩擦实现施加到弯曲位置上的顶压。
4.如上述权利要求之一所述的方法，其特征在于，为了形成多次弯曲的法兰先后多次执行所述方法。
5.用于执行如上述权利要求之一所述方法的装置，其特征在于一个可以插入管(12)内部的张紧轮(22)，该张紧抡具有圆柱形圆周表面(48)，该圆周表面可以在与管(12)内表面间隔微小间距的停止位置和以摩擦锁合地顶靠内表面的扩张位置之间进行调整，一个与张紧轮(22)抗扭转连接的驱动轴(24)、一个用于克服大的阻力转动驱动轴(24)的驱动电动机(146)和一个顶靠在要被弯曲的管段(10，18)内表面上的停止位置和工作位置之间对应于弯曲完毕的管段(10，18)可转动的弯曲卡钳(26，30)，该卡钳具有一个至少部分圆柱形的顶靠面(190)，用于顶靠在所述管段(10，18)上，其中所述顶靠面的圆柱直径小于或等于要被弯曲的管段(10，18)的直径并且顶靠面(190)的圆柱形高度大于管段的长度。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，一个在与管(12)间隔间距的停止位置和顶靠管(12)外表面的工作位置之间在要被弯曲的管段(10，18)的弯曲棱边(14，20)上可进行调整的成形辊(32，34)，它们可旋转地支承在一个轴承座(104)上，该轴承座相对于管子轴线(28)与弯曲卡钳(26，30)抗扭转地固定。
7.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述张紧轮(22)由多个扇形段(118)构成，该扇形段通过扩张装置(120，122，124)可以在张紧轮(22)的停止位置与扩张位置之间进行调整。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述扩张装置由一个位于拉杆(122)上的扩展端部(120)所组成，该端部通过倾斜的、相对于管子轴线(28)扩展的侧面(136)在与扇形段(118)共同作用的卡爪(132)内端部上共同起作用，其中所述拉杆(122)与一个拉杆驱动装置(124)连接。
9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，一个用于将扇形段(118)从工作位置返回到停止位置的弹性返回装置。
10.如权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述张紧轮(22)由一个外部圆柱形和内部圆锥形开缝的张紧环(174)和一个顶靠在张紧环(174)的圆锥形内表面(176)上的具有圆锥形外表面的张紧板(180)所组成，该张紧板安装在一个具有拉杆驱动装置(124)的拉杆(122)上。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述张紧环(174)的缝隙(172)倾斜于张紧环纵轴线(28)延伸。
12.如权利要求5至11之一所述的装置，其特征在于，在一所述弯曲卡钳(26)顶靠面(190)的凹陷内在一个或多个卡钳顶靠面(190)的位置上插进一个支承辊(194)，该支承辊从顶靠面(190)略微突出并围绕一个轴(196)平行于顶靠面(190)圆柱体轴线可旋转地支承。
13.如权利要求12所述的装置，其特征在于，多个平行的所述支承辊(194)相互间隔距离地插进所述弯曲卡钳(26)的顶靠面(190)的凹陷内。
14.如权利要求5至11之一所述的装置，其特征在于，所述弯曲卡钳(26)由全圆柱形弯曲辊构成，该弯曲辊围绕其在圆柱轴线上延伸的转轴(200)可旋转地支承，其中转轴的枢轴承可以与弯曲辊一起在停止位置与工作位置之间转动。
15.如权利要求6至14之一所述的装置，其特征在于，所述成形辊(32，34)在其圆周上具有一个在横截面上倒圆或锐棱的尖角(36，38)，它们过渡倒邻近的平的侧面(40，42)，这些平的侧面构成一个由所期望的法兰(10，18)或翻边弯曲角度所相互确定的角度。
16.如权利要求6至15之一所述的装置，其特征在于，所述可转动的弯曲卡钳(26)和成形辊(32)与其从属的轴承和传动装置合并成一个稳定的工作单元，该工作单元可以相对于一个由管(12)和张紧轮(22)包括轴承和驱动装置所构成的结构单元围绕管子轴线(28)旋转。
17.如权利要求16所述的装置，其特征在于，多个工作单元(26，32)围绕管(12)的圆周分布，它们在构成多次弯曲的法兰(10，18)时分别适应于执行特殊的弯曲过程。
18.如权利要求17所述的装置，其特征在于，所述工作单元(26，32)为了适配于管(12)的各个直径分别安置在可移动的滑座(70)上。
19.如权利要求16至18之一所述的装置，其特征在于，所述各工作单元(26，32)具有两个侧板(80)，它们通过在相互面对的端部上的两个中间板(82)相互刚性连接，一个宽的扇形板(84)在侧板(80)之间延伸，在扇形板指向侧板(80)的两个侧面上分别可旋转地支承多个导辊(94)，这些导辊在圆弧形导槽(94)内在各侧板(80)的内侧上移动，而所述扇形板(84)支承工作单元的弯曲卡钳(26)。
20.如权利要求19所述的装置，其特征在于，所述扇形板(84)在平行于侧板(80)的横截面上构成一个不完全的扇形，其缺少圆弧(88)对面的中间段，其中连接在圆弧(88)上的直线段(90，92)出现在圆弧(88)中心的外部，而在对应于一个直线段(92)的扇形板(84)的平面上固定弯曲卡钳(26)。
21.如权利要求20所述的装置，其特征在于，在对应于所述圆弧(88)的扇形板(84)的圆柱形平面内设有一轮齿(98)，该轮齿与由旋转驱动(100)所操纵的传动齿轮(102)啮合。
22.如权利要求5至21之一所述的装置，其特征在于，用于加工管(12)两端的两个这种装置(204)分别可移动地支承在一个沿所述管子轴线(28)方向延伸的导轨系统上，而向着管(12)的相互面对的两端和离开这两端地各设有一个用于移动从属装置(204)的传动装置(208)。
全文摘要
用于在薄板管(12)端部一体地形成法兰和翻边(10、18)的方法和装置，其中管靠近其端部在其内侧所有各向被平面地顶靠并张紧。在此可以使一个管段(10)突出于被张紧的管段(12)并通过相对于管内表面圆周段的平面顶压使突出的管段向外一直弯曲到所期望的弯曲角度。通过管(12)相对于开始弯曲的圆周段的相对转动逐步使整个管段(10，18)或管段的一部分(10)达到所期望的弯曲角度。
文档编号B21D51/16GK1466499SQ01816254
公开日2004年1月7日 申请日期2001年9月22日 优先权日2000年9月25日
发明者曼弗雷德·迈尼格, 曼弗雷德 迈尼格 申请人:Metu-系统迈尼格两合公司