用于使管弯曲的装置和方法与流程

本发明涉及用于使管状工件特别是管弯曲的装置和方法。

背景技术：

已知用于使例如燃料管路、制动管路或液压管路弯曲的各种类型的弯曲机。

de20301138u1描述了一种弯曲机，其具有弯曲单元和固定的夹持单元，固定的夹持单元用于固定要被弯曲的管，弯曲单元可以通过弯曲头部相对于固定的夹持单元移动，弯曲工具在延伸臂的端部处附接至弯曲头部。弯曲工具包括反向辊和滑动部件，滑动部件可以绕反向辊枢转。弯曲工具通过使弯曲头部在弯曲点处移动来定位，使得管的弯曲通过使滑动部件绕反向辊枢转来完成。

在ep1591174中，弯曲装置描述为杆状且管状的工件，该工件具有带有弯曲心轴的弯曲头部并且具有夹持装置，夹持装置用于使要被弯曲的工件压靠弯曲心轴中的成形凹槽。弯曲心轴可以借助于旋转驱动件来旋转，并且夹持装置可以与弯曲心轴的旋转轴线同心地枢转。弯曲头部连接至旋转驱动件，所述旋转驱动件彼此独立。为了将驱动从三个旋转驱动件传递至弯曲心轴、转换齿轮以及夹持装置，彼此同心地设置了三个旋转轴，所述三个旋转轴中的每一者均联接至旋转驱动件中的一个旋转驱动件。

技术实现要素：

可以认为具有下述目的：提供用于使管状工件弯曲的装置和方法，该装置可以非常灵活地用于多个不同的弯曲以产生可变的弯曲几何形状。

该目的由根据权利要求1所述的装置和权利要求11所述的方法来实现，从属权利要求涉及有利实施方式。

对于在使用中特别灵活的弯曲装置而言，发明人着重于设计如下的弯曲工具的多个元件，所述多个元件参与弯曲以能够单独驱动。而在原理上，单个可驱动元件足以产生弯曲，使得例如一个弯曲部件能够相对于固定的径向部件枢转，对于不同类型的弯曲和不同类型的管状工具而言通过额外的驱动元件而显著地增大灵活的实用性，例如向右/向左弯曲、通过转动以及拉延而弯曲、使具有柔性部段的工件弯曲等。

设置在弯曲工具上的部件的尺寸和结构对于可实现的弯曲几何形状而言具有决定性的重要意义。尺寸和结构形成了所谓的干涉边缘，即在管路的弯曲端部没有碰撞的情况下对可实现的弯曲的限制。例如对于具有复杂的弯曲几何形状、特别是具有更大的弯曲角度而言，非常小的干涉边缘具有决定性重要意义。

在根据本发明的装置和根据本发明的方法的开发中主要考虑的是一方面要驱动弯曲工具的多个元件，而另一方面应该设置非常小的干涉边缘。

通过根据本发明的装置和根据本发明的方法，纵向方向到目前为止对应于要被弯曲的工件的保持在夹持装置中的直的工件、即直的工件部段的方向。该纵向方向由夹持装置的结构和弯曲工件决定用于装置，工件的直的部分在夹持装置与弯曲的工件之间延伸。在下文的描述中，工件始终被称作管，其中，该管的轴线沿所限定的纵向方向延伸。然而，这不排除该装置能够用于使具有例如杆形的对比形状的其他工件弯曲。

根据本发明，设置弯曲工具以使管绕弯曲轴线弯曲，弯曲轴线以横向于管的轴线的方式延伸。弯曲工具包括至少一个径向部件和一个弯曲部件，其中，径向部件可以绕弯曲轴线旋转，以及弯曲部件可以相对于径向部件绕弯曲轴线枢转以使管弯曲。

设置径向驱动轴和弯曲驱动轴以用于以可旋转的方式驱动径向部件和弯曲部件。驱动轴用作将来自驱动件的旋转经过一定距离传递至弯曲工具。该驱动件因此可以设置在距离弯曲工具一定距离处并且没有形成或仅略微形成干涉边缘。径向驱动轴联接至径向部件，以及弯曲驱动轴联接至弯曲部件，使得所联接的部件通过使相应的驱动轴旋转而旋转。因此，弯曲工具的两个可动元件可以由两个驱动轴控制并且单独驱动。

通过根据本发明的装置和根据本发明的方法，实现了具有非常小的干涉边缘的结构特别紧凑的装置，这是由于径向驱动轴和弯曲驱动轴沿纵向方向、即平行于由夹持装置和弯曲工具决定的所夹持的管对准方向，并且径向驱动轴和/或弯曲驱动轴设计为中空的轴，其中，两个驱动轴中的一个驱动轴绕两个驱动轴中的另一者设置。优选地，径向驱动轴可以设计为实心轴，而弯曲驱动轴设计为中空的轴并且以与径向驱动轴共轴且绕径向驱动轴的方式设置。

通过使用彼此共轴地设置的驱动轴，实现了非常紧凑的结构，其中，所述驱动轴中的至少外面的一个驱动轴设计为中空的轴。由于这种结构也沿纵向方向延伸因此与管平行，由此出现了特别小的干涉边缘，使得包括具有较大弯曲角度的多个弯曲几何形状在弯曲管没有碰撞驱动轴或者没有碰撞绕驱动轴设置的壳体的情况下在弯曲工具中也是可能的。

在优选实施方式中，弯曲工具还可以包括能够由驱动件移动的元件。例如可以在工具上设置用于抵靠管安置的以可枢转的方式能够移动的保持部件。各个弯曲部可以由以可枢转的方式能够移动的保持部件支承，例如在管具有柔性部段的情况下。为了驱动可枢转地移动的保持部件，可以设置保持部件驱动轴，该保持部件驱动轴联接至保持部件以用于以可旋转的方式驱动，并且保持部件驱动轴就像径向驱动轴和弯曲驱动轴那样沿纵向方向延伸。特别优选的是保持驱动部驱动轴可以设计为中空的轴并且绕径向驱动轴和/或弯曲驱动轴共轴地设置。三个驱动轴的共轴结构是特别优选的，例如其中，弯曲驱动轴为绕径向驱动轴的中空的轴，以及保持部件驱动轴为绕弯曲驱动轴的中空的轴。由于共轴结构，实现了具有非常小的干涉边缘的特别紧凑的设计，该设计包括用于具有三个元件的弯曲工具，所述三个元件以可移动的方式被驱动。

对于以可枢转的方式能够移动的保持部件而言，优选的是将保持部件绕保持部件轴线以可枢转的方式设置，保持部件轴线沿与弯曲轴线平行的方式延伸但设置在距弯曲轴线一定距离处。保持部件因此可以通过将管搁置在距离弯曲点一定距离处而满足保持功能。

根据本发明的优选实施方式，保持部件设计成使得其具有至少一个、优选地具有至少下述两个部段：所述部段围绕径向部件。因此可以确保弯曲部件关于径向部件的枢转性。

为了将不同的驱动轴联接至弯曲工具的可动元件，优选地可以设置一个或更多个边角齿轮。这理解为，齿轮例如包括两个或更多个旋转部件并且使运动方向能够转向，使得沿纵向方向延伸的驱动轴的旋转可以转换成绕弯曲工具的可动部件的旋转轴线、或相应的枢转轴线旋转，其中，这些旋转轴线或相应的枢转轴线优选地横向对准，即至少大致以相对于纵向方向90度的角度对准。因此，例如，边角齿轮可以设置在径向驱动轴与径向部件之间、以及/或者在弯曲驱动轴与弯曲部件之间以及/或者在保持部件驱动轴与保持部件之间。边角齿轮中的每个边角齿轮均可以包括至少一对锥齿轮。优选地，驱动轴可以在一个端部上具有锥齿轮。

在优选实施方式中，弯曲工具不是固定的而能够相对于夹持装置适当地定位。根据期望的设计，这可以包括沿纵向方向或横向方向的定位、或者还绕管的纵向轴线的旋转或者这些运动的一些或全部组合。

特别地，优选的是，弯曲工具设置在弯曲头部上，弯曲头部可以相对于夹持装置沿纵向方向移动。从而可以特定地接近相应的弯曲点。然而，可以使用固定的弯曲工具并且移动管，或者相应地移动夹持装置，优选的是固定的夹持装置和牢固地夹持在夹持装置中的管，弯曲头部可以相对于固定的夹持装置和管移动。

还优选的是，弯曲头部能够相对于夹持装置调节，使得弯曲工具能够绕沿纵向方向对准的旋转轴线旋转。通过该结构，弯曲工具可以绕管轴线旋转以设定期望的弯曲方向。此外替代性地，可以使用固定的弯曲工具，并且代替地使管或相应的夹持装置旋转。然而，在这种情况下，优选的也是固定的夹持装置和固定的管，弯曲工具可以绕纵向轴线旋转。

根据本发明的优选的另一实施方式，弯曲头部还能够相对于夹持装置调节，使得弯曲工具的位置能够横向于纵向方向调节。根据方向，这种调节可以指定为沿水平方向的偏移或沿竖向方向的升降。该调节、特别是在弯曲轴线的方向上的一定距离处设置的两个或更多个位置之间的调节可以例如用于使不同的管部段与弯曲工具的元件的不同部段特定地接触。例如，可以使用可调节的升降以使在径向部件中、或相应的弯曲部件中具有不同尺寸的凹槽或与管接触。弯曲工具相对于管的偏移可以特别用于在向左弯曲与向右弯曲之间进行切换。为了在不切换管的情况下能够进行向左弯曲与向右弯曲切换，可以使用升降/偏移运动的组合，使得弯曲工具经过先前容置在径向部件与弯曲部件之间的侧部上的管的下方，并且使管再次容置在另一侧部上。

在优选实施方式中，驱动轴、即径向驱动轴和/或弯曲驱动轴和/或保持部件驱动轴可以设置在管状壳体中。优选地，管状壳体可以从可动弯曲头部沿纵向方向朝向弯曲工具延伸。从而可以实现具有非常小的干涉边缘的特别紧凑的结构。具有设置在其中的驱动轴的管状外壳可以非常窄，例如横截面的最大延伸部小于长度一半的。优选地，壳体的长度大于侧向尺寸(即，圆形壳体的直径)的四倍。

附图说明

在下文中，将参照附图对本发明的实施方式进行描述，在附图中：

图1a至图1c示出了处于不同位置中的管弯曲机的侧视图；

图2以立体图的方式示出了图1中的弯曲机；

图3a、图3b示出了图1a至图1c和图2中的弯曲机的工具保持件的立体图；

图4a、图4b示出了图3a、图3b中的工具保持件上的弯曲工具的平面图和立体图；

图5以纵向截面的方式示出了图3a、图3b的工具保持件的视图。

具体实施方式

图1a至图1c示出了具有固定夹持单元12的管弯曲机10，机床16中的弯曲塔14可以沿纵向方向l相对于固定夹持单元12移动。

弯曲塔14支承弯曲头部22，弯曲工具26通过工具保持件24附接至弯曲头部22。弯曲头部22可以绕轴线旋转。可控制的驱动件(未示出)设置用于使得弯曲塔14移动并且使弯曲头部22旋转。

在图1a中，直的管20牢固地夹持在夹持装置12的夹持头部18中，使得管20沿纵向方向l对准。所夹持的管的端部在弯曲过程期间始终保持固定并且没有移动或者旋转。弯曲头部22具有带有轴向延伸通道的开口28，管20插入穿过该通道。弯曲工具26定位在管20上。

当管弯曲机10操作时，管20通过由弯曲工具26施用连续弯曲而定形成期望的弯曲几何形状。首先靠近离管20的所夹持的端部距离最远的弯曲点，并且将弯曲工具26定位在该弯曲点处。借助于旋转机构(未示出)，弯曲头部22可以绕管20的纵向轴线l旋转，使得弯曲工具26可以被致动成产生关于横向于纵向轴线l延伸的弯曲平面的弯曲。

在图3a、图3b和图4a、图4b的描绘中能够更清楚地观察到弯曲工具26的元件。关于可移动的从动元件，弯曲工具26包括径向辊30、弯曲辊32和反向保持件34，径向辊30能够绕弯曲轴线b旋转，弯曲辊32能够绕弯曲轴线b枢转，反向保持件34能够绕枢转轴线s枢转。

径向辊30包括多个弯曲凹槽36，所述多个弯曲凹槽36沿径向辊30的纵向方向彼此间隔开一定距离，所述多个弯曲凹槽36各自绕径向辊30的一部分圆周延伸。弯曲辊32包括以相同的间距在弯曲辊32的面向径向辊30的侧部上设置的相关联的弯曲凹槽38。

为了在管20中产生弯曲，管20在径向辊30与弯曲辊32之间容置在径向凹槽36中的一个径向凹槽与弯曲凹槽38中的一个弯曲凹槽中。不同的径向凹槽36和相关联的弯曲凹槽38设置成容置具有不同外径的管。

通过使弯曲辊32绕弯曲轴线b枢转，同时使径向辊30旋转，管20中的弯曲在与弯曲轴线b垂直的弯曲平面中产生。

弯曲辊32设置成通过两个保持元件40而绕径向辊30枢转，所述两个保持元件40围绕弯曲轴线b。因此可以由弯曲工具26通过转动以及拉动来弯曲。弯曲辊32可以绕径向辊30在至少180°的枢转范围内枢转。根据径向辊30和弯曲辊32在弯曲平面中的致动，可以实现向左和向右弯曲。

在相应的弯曲需要的情况下，尤其在弯曲管具有柔性部段的情况下，可以在管20的侧部上置有可枢转的反向保持件34。反向保持件34作为杠杆可以绕枢转轴线s枢转，该枢转轴线s平行于弯曲轴线b且距弯曲轴线b一定距离处延伸。反向保持件34可以移动到适合的枢转位置中以用于每个弯曲。在反向保持件34中也以一个在另一个上面的方式设置有多个凹槽以放置成抵靠管20的侧部。

为了使初始的直的管20定形成期望的弯曲几何形状，多个弯曲以上述方式连续地形成，其中，弯曲工具26通过使弯曲塔14沿着纵向方向l朝向夹持装置12移动而定位在下一个弯曲点处，随后，通过使弯曲头部22绕管轴线l旋转，弯曲工具26定位在期望的弯曲平面中，并且随后，径向辊30、弯曲辊32和反向辊34——如果适用的情况下——被致动以产生期望的弯曲。

图1a至图1c顺序地示出了在产生连续的弯曲时弯曲塔14如何不断地逐渐靠近夹持装置12。这样做，设置在夹持装置12的延伸部42上的夹持头部18被引导穿过弯曲头部22中的开口28和通道，直到执行最后的弯曲。随后可以移除弯曲的管。

如在图1a至图1c中所示的，以及在图4a和图4b中更详细地观察到的，仅弯曲工具26直接设置在管20上，其中，仅长形且相对较薄的工具保持件24从弯曲工具26延伸。由于工具保持件24沿纵向方向l对准并且朝向夹持装置18延伸，因此实现了如下的设计：其中，从弯曲点开始仅设置有非常小的干涉边缘(interferingedge)，即，管可在弯曲时特别在以较大的弯曲角度弯曲时碰撞弯曲工具26的固定部分或者弯曲工具26的附接部(工具保持件24)的固定部分。

管状工具保持件24不仅用以保持并定位弯曲工具26，还用以驱动弯曲工具26的可动元件30、32和34。

如在图5中的纵向截面中观察到的，工具保持件24为在一个端部处紧固至弯曲工具26并且在另一端部处紧固至弯曲头部22(在图3a、图3b和图5中未示出)的中空的管。图5没有示出工具保持件24的全部长度，事实上，工具保持件大约是例如在图3a、图3b中可以观察到的其宽度的六倍，。

在工具保持件24的内共轴地设置有三个轴。实心的内轴用作径向驱动轴44。绕径向驱动轴44设置的中空的轴用作弯曲驱动轴46，继而绕弯曲驱动轴46共轴地设置的是作为反向保持件驱动轴48的另一中空的轴。

如在图3a、图3b和图5中可以观察到的，在工具保持件24的端部上设置有彼此轴向相邻地设置的三个传动小齿轮。如在图5中可以观察到的，内径向驱动轴44联接至最后面的驱动小齿轮50a、弯曲驱动轴46联接至中间的小齿轮50b，以及外保持部件驱动轴48联接至前面的小齿轮50c。

在弯曲头部20内，驱动件(未示出)设置用于小齿轮50a、50b和50c。它们优选地是带驱动件。

如在图5中所示的，三个驱动轴44、46和48的旋转运动通过边角齿轮(conergears)传递至径向辊30、弯曲辊32和反向保持件34。

为此，边角齿轮一直设置在驱动轴44、46和48中的每一者的端部上，旋转运动借助于驱动轴通过锥齿轮以所描绘的示例中的90°的角度偏转。第一边角齿轮52a形成在第一锥齿轮54a与第二锥齿轮56a之间，其中，第一锥齿轮54a形成在径向驱动轴44的端部上，第二锥齿轮56a联接至径向辊30。第二边角齿轮52b形成在第一锥齿轮54b与第二锥齿轮56b之间，其中，第一锥齿轮54b形成在弯曲驱动轴46的端部上，第二锥齿轮56b联接至弯曲辊32。第一边角齿轮52a的锥齿轮54a、56a设置成实心的，而第二边角齿轮52b的锥齿轮54b、56b设置成空心的并且设置成与第一边角齿轮52a的锥齿轮54a、56a共轴。以此方式，驱动小齿轮50a、50b的旋转运动经由共轴的驱动轴44、46传递并且转换成径向辊30和弯曲辊32的共轴旋转。

第三边角齿轮52c在距离第一边角齿轮52a和第二边角齿轮52b一定距离处形成在弯曲工具26上。为此，反向保持件驱动轴48设计成比其他两个驱动轴44、46稍短些。第一锥齿轮54c设置在第二锥齿轮56c的端部上并且与第二锥齿轮56c啮合，第二锥齿轮56c绕反向保持件34的枢转轴线s设置。以此方式，驱动小齿轮54c的旋转运动可以由反向保持件驱动轴48和边角齿轮52c传递至反向保持件34。

因此，弯曲工具26上的可动元件30、32和34可以以可旋转的方式独立地被驱动并且彼此间隔开以执行期望的旋转或相应的枢转运动以产生期望的弯曲，从而不限制可实现的运动，使得能够实现向左/向右的弯曲以及期望的滚动/拉延弯曲。

因此工具保持件24使弯曲工具26可以通过弯曲头部22被适当地定位，与此同时，弯曲工具26的元件30、32和34的驱动在具有较小的干涉边缘的示例性紧凑结构装置中实现。