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Die Erfindung bezieht sich auf eine Rohrbiegemaschine mit einem Biegemechanismus und einem durch einen Motor angetriebenen Schwenktisch, der mit ein Paar Klemmen zur Erfassung des Rohres versehen und das zu biegende Rohr zusätzlich entlang seiner Achse verschiebbar ist.
Mit bestem Erfolg kann die Rohrbiegemaschine bei der Herstellung von röhrenförmigen Kesselheizflächen angewendet werden. Ausserdem kann sie bei der Herstellung von Wärmeaustauschapparaten Anwendung finden, welche in dem chemischen und dem Erdölbetrieb sowie auf Schiffen eingesetzt werden.
Allbekannt sind Versuche zur Rohrschlangenherstellung aus einem relativ langen Rohr durch Biegen desselben im kalten Zustand auf einer Schablone. Diese Versuche sind mit der Verwendung eines Schwenktisches verbunden, der am Maschinengestell montiert ist und die Schablone sowie die Klemme trägt. Auf dem Schwenktisch ist auch ein Andrück-Gleitstück vorhanden, welches das Rohr an die erwähnte Schablone anpresst.
Nach dem Einspannen des Rohres in der Klemme wird der Schwenktisch gedreht und das Rohr wird um die Schablone gebogen, indem es sich gleichzeitig hinter der Klemme her verschiebt. Infolge der zwischen dem Rohr und dem Andrück-Gleitstück auftretenden Reibungskräfte verschiebt sich das letztere hinter dem Rohr her, indem es beim Biegen entstehende Gegenkräfte aufnimmt. Nach der Herstellung eines Knies wird das Rohr aus der Klemme gelöst, in Axialrichtung bis zur Stelle, wo das nächstfolgende Knie gebildet werden muss, verschoben und um die Längsachse um 1800 gedreht. Hienach wird das Biegen in derselben Reihenfolge und derselben Richtung wie oben beschrieben vorgenommen. Mit der fortschreitenden Herstellung der Rohrschlange wird es immer schwieriger, sie beim Drehen um 1800 beim Fertigen eines nächstfolgenden Knies zu drehen.
In weiterer Folge wurde vorgeschlagen, die Schablone mit zwei Klemmen zu versehen, welche sich zu beiden Seiten derselben befinden. Hiebei ist die Schablone am Gestell so montiert, dass sie sich längs ihrer Drehachse und quer zur Längsachse des zu biegenden Rohres verschieben kann. Ausser den zwei Klemmen besitzt die Schablone auch zwei Andrück-Gleitstücke, die mit Möglichkeit des abwechselnden Hebens und Senkens montiert sind.
Eine solche Ausführung der Maschine erlaubte es, nach der Herstellung eines nächstfolgenden Knies der Rohrschlange, diese um 1800 nicht mehr zu drehen. Es genügte bereits, die Klemme zu lösen und das Andrück-Gleitstück freizugeben, die Schablone und die genannte Klemme herabzusenken. Dann wurde die Schablone auf die andere Seite der Längsachse des Rohres, dessen Lage unveränderlich beibehalten wurde, verschoben, die Schablone und das andere Andrück-Gleitstück wurden bis zum Niveau des Rohres gehoben und dem Rohr angenähert. Die Herstellung des nächsten Knies erfolgte durch Biegen des Rohres in der Richtung, die der bei der Herstellung des vorhergehenden Knies gewählten entgegengesetzt war.
Bei Verschiebungen der Rohrschlange in waagrechter Ebene stütze sich diese auf eine Lagerung ab, die synchron mit dieser Rohrschlange Drehbewegungen ausführte. Auf diese Weise wurde die Herstellung der Rohrschlange beträchtlich einfacher, wobei jedoch manche Schwierigkeiten das Einsatzgebiet dieser Maschine beschränkten. Vor allem hängt dies damit zusammen, dass die Knie relativ kleinen Krümmungshalbmessers in dieser Maschine nur mit Hilfe eines Dornes hergestellt werden können, dessen Anwendung bei der Herstellung der Rohrschlange unmöglich ist.
Komplizierte Verschiebungen der Schablone zusammen mit den Klemmen und den Andrück-Gleitstücken sowie die gegenseitige Relativverschiebung dieser Einrichtungen sind mit dem Einsatz verwickelter Mechanismen verbunden, welche die Maschine wesentlich verteuern und deren Betrieb erschweren. Die grössten Schwierigkeiten ergeben sich bei der Notwendigkeit, auf ein und derselben Maschine Rohrschlangen aus Rohren unterschiedlichen Durchmessers herzustellen. Dies macht erforderlich, die Schablone, die beiden Andrück-Gleitstücke und die Backen der Klemmen zu wechseln.
Es sei auch darauf hingewiesen, dass die Knie, welche verhältnismässig kleine Biegeradien haben, wie sie auf den bekannten Maschinen nur erhalten werden können, durch erhöhte Unrundheit des Querschnittes gekennzeichnet sind, was die Betriebssicherheit und Lebensdauer der Rohrschlangen herabsetzt.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung der vorstehend erwähnten Schwierigkeiten und Mängel.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Maschine zur Herstellung der Rohrschlange aus einem Rohr durch Biegen desselben zu schaffen, bei der der Biegemechanismus wesentlich vereinfacht sowie die Schablonen ersetzende Einrichtungen vorgesehen werden.
Erreicht wird dies bei einer Rohrbiegemaschine der eingangs angeführten Art erfindungsgemäss dadurch, dass zur axialen Verschiebung des Rohres zum Biegemechanismus hin eine Vorrichtung vorgesehen ist, die ein Gleitstück aufweist, welches in im Seitenteil des Tragkörpers ausgebildeten Führungen angeordnet ist, dass das Paar Klemmen auf dem Schwenktisch so montiert ist, dass der von den Backenpaaren in einer Klemme gebildete lichte Abstand gleichachsig mit dem analogen lichten Abstand in der andern Klemme ist und dass je eine einen Kraftzylinder aufweisende Betätigungsvorrichtung zum Heben und Senken der beweglichen Teile der Backenpaare vorgesehen ist und dass zwischen den Klemmen eine auf dem Tragkörper befestigte Erwärmungseinrichtung für das aus der benachbart angeordneten Führungsbuchse kommende Rohr angebracht ist.
Bei einer solchen Ausführung der Maschine kann der Rohrabschnitt, der zu biegen ist und bis zu einem Grade erwärmt wird, bei dem die Plastizität des Metalles wesentlich ansteigt, leicht gebogen werden, wobei die
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benachbarten kalten Rohrabschnitte die Funktion eines Domes erfüllen, während die Klemmen und die Führungsbuchse die Funktionen der Schablone und der Andrück-Gleitstücke erfüllen.
Nach Merkmalen der Erfindung weist das Gleitstück der der axialen Verschiebung des Rohres dienenden Vorrichtung zwei Vertiefungen auf, in denen sich Muttern befinden, die den mittels eines Zahnradgetriebes mit einem Motor verbundenen Schrauben zugeordnet sind. Der Schwenktisch ist in einer Fassung mit Ösen untergebracht, durch welche parallel angeordnete, im feststehenden Tragkörper befestigte Stäbe hindurchgeführt sind, wobei die Fassung mit einem Kraftzylinder zu ihrer Verschiebung längs der erwähnten Stäbe in Verbindung steht. An den Enden der Stäbe auf dem Tragkörper können Anschläge angeordnet sein, die zur Einstellung des Knieradius der zu bildenden Rohrschlange längs dieser Stäbe verschieblich sind.
Die Enden der Stäbe im Tragkörper können mit Hilfe von in jeweiligen, im Tragkörper ausgebildeten Öffnungen untergebrachten Buchsen befestigt sein, wobei das der Fassung zugekehrte Ende jeder Buchse ein Gewinde aufweist, mit dem der in Form einer Mutter ausgebildete Anschlag zusammenwirkt, wobei die Mutter am Umfang mit Zähnen versehen ist, die mit einem Zahnrad in Eingriff stehen, das mit einem mechanischen Getriebe verbunden ist. Die an den entgegengesetzten Enden desselben Stabes befindlichen Buchsen können ein voneinander verschieden gerichtetes Gewinde aufweisen. Die Stäbe, längs denen sich die Fassung vorschiebt, können waagrecht angeordnet sein.
Gemäss andern Merkmalen der Erfindung sind im Schwenktisch lineare, quer zum lichten Abstand zwischen den Backen der Klemmen befindliche Führungen ausgebildet, in denen ein Gleitstück montiert ist, welches das Klemmenpaar trägt und mit einem durch ein Handrad betätigbaren, in einer Gewindebohrung des Schwenktisches angeordneten Schraubenbolzen zu Verschiebung des Gleitstückes entlang der Führungen, verbunden ist.
Die beweglichen Teile, welche die Backenpaare jeder Klemme im Biegemechanismus tragen, können zwei Doppelhebel enthalten, die durch ein gemeinsames Gelenk vereinigt sind, das durch auf das Gleitstück sich abstützende Federn belastet ist, dabei können die Hebel an den einen gleichnamigen Enden das Paar von Backen tragen, während die andern gleichnamigen Enden der Hebel mit Hilfe von Laschen miteinander verbunden sind, die ein mit einem Kraftzylinder verbundenes gemeinsames Gelenk haben, und wobei die Aufwärtsbewegung des erstgenannten gemeinsamen Gelenkes begrenzt ist.
Gemäss weiteren Erfindungsmerkmalen wird der Schwenktisch durch den Motor mit Hilfe eines selbsthemmenden Schwenkgetriebes verdreht, wobei der Kranz des Schneckenrades des Getriebes am Schwenktisch montiert ist. Die Welle der Schnecke des selbsthemmenden Getriebes kann ein Geradezahnrad besitzen, welches mit einem andern, mit dem Motor verbundenen Geradezahnrad in Eingriff steht, dessen Breite der Verschiebungsgrösse des Schwenktisches quer zur Achse des zu biegenden Rohres entspricht.
Schliesslich ist im Rahmen der Erfindung auch noch vorgesehen, dass sowohl der Motor der Axialverschiebevorrichtung für das Rohr als auch der Motor für die drehende Bewegung des Schwenktisches als Elektromotoren ausgebildet sind, die mittels eines elektrischen Stromkreises mit einem Regler für das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten der Motoren verbunden sind.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles, welches in den Zeichnungen schematisch dargestellt ist, näher erläutert. In diesen zeigen Fig. 1 ein prinzipielles Schema der Maschine in Vorderansicht, teilweise im Schnitt, Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie 11-11 in Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. l, die Fig. 4 bis 9 je eine Stellung des Schwenktisches mit Klemmen und der Fassung während der Herstellung der Rohrschlange, mit verkleinertem Massstab, Fig. 10 ein prinzipielles Schema der Klemme des Biegemechanismus beim Haltern des Rohres, in grösserem Massstab, Fig. 11 die Klemme in der Lage, bei welcher ihre Spannbacken auseinandergezogen sind und Fig. 12 die Klemme in der abgesenkten Lage vergrössert.
Die Maschine zur Herstellung der Rohrschlange aus einem Rohr--l-- (Fig. l und 2) enthält eine Fassung--2--mit Ösen--3--, in denen sich Bronzebüchsen--4--befinden. Durch die Ösen--S-- sind Stahlstäbe --5-- mit rundem Querschnitt hindurchgeführt. Die Enden der Stäbe --5-- sind in Stahlbüchsen--6--untergebracht, die mit Hilfe von nicht dargestellten Schraubenbolzen in Öffnungen befestigt sind, welche im feststehenden Tragkörper des Gestelles auf entsprechende Weise ausgeführt sind. Die Fassung--2--ist mit der Stange--8--eines pneumatischen Kraftzylinders--9--verbunden, der am Tragkörper--7--befest ist.
Mit Hilfe des Kraftzylinders--9--wird der Fassung--2--bei der Herstellung jedes Knies eine Bewegung längs der Stäbe--5--, auf die sich diese Fassung abstützt, mitgeteilt. Hiebei sind die Stäbe--5--und die Stange--8--des Kraftzylinders--9--quer zum Rohr--l-- angeordnet. Auf die Fassung --2-- stützt sich ein Schwenktisch--10--ab, wobei zur Verminderung der Reibung zwischen diesem Tisch und der Fassung--2--eine Bronzebüchse--11--in die letztere eingepresst ist.
Im unteren Teil des Schwenktisches--10--ist der Kranz eines Schneckenrades --12-- vorhanden, das mit einer Schnecke--13--im Eingriff steht, die in Lagern--14--montiert ist, welche in der Fassung --2-- auf entsprechende Weise ausgeführten Öffnungen untergebracht sind. Auf der mit der Schnecke --13-- gemeinsamen Welle ist ein Geradzahnrad--15--befestigt, das mit einem Geradzahnrad--16-- kämmt, welches in am Tragkörper--7--befestigten Lagern--17--montiert ist. Die Welle des Zahnrades
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verbunden. Der erwähnte Eingriff der Schnecke--13--mit dem Kranz des Schneckenrades --12-- ist selbsthemmend.
Der Elektromotor --18-- dient zur kontinuierlichen Entbremsung des besagten Eingriffes beim Biegen mit der erforderlichen Geschwindigkeit, wodurch der Schwenktisch --10-- unter Einwirkung der am Rohr--l--angreifenden axialen Kraft sich mit einer Geschwindigkeit dreht, die zur Entbremsungsgeschwindigkeit direkt proportional ist. Im Schwenktisch-10-ist eine Aussparung-21vorhanden, in der ein gleitstück --22-- mit seitlichen Vorsprüngen --23-- untergebracht ist, die sich in Führungen --24-- befinden, welche in den die Ausspraung --21-- begrenzenden Seitenwänden des Schwenktisches--10--vorgesehen sind. Die Aussparung--21--ist in radialer Richtung bezüglich der Drehachse --AA-- des Schwenktisches --10-- angeordnet.
Das Gleitstück --22-- ist mit einem Schraubenbolzen --25-- verbunden, der sich mit einem Gewinde im Eingriff befindet, welches in den Wänden
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Raum bei. Als Lagerung für das Rohr--l--dient eine Führungsbuchse --51-- (Fig. l und 2), die am Tragkörper--l--mittels eines Kragarmes--52--unbeweglich befestigt ist. Hinter der Führungsbuchse --51-- ist in Laufrichtung des Rohres --1-- eine Erwärmungseinrichtung --53-- angeordnet, die mit einem elektrischen Transformator--54--mit Hilfe von elektrischen Schienen--55-- (gezeigt ist nur eine Schiene) verbunden ist.
Die Längsachse der Erwärmungseinrichtung ist mit der Längsachse--BB--des Rohres --l-- vereinigt. Der Transformator--54--ist am Gestell --7-- befestigt.
Der Knieradius wird vor der Herstellung der Rohrschlange durch Ändern der Lage von einstellbeweglichen
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(Fig. l)--6-- vorgesehen ist, in denen die vorerwähnten Enden der Stäbe --5-- untergebracht sind. Die Zähne der Anschläge --56-- wirken mit den Zähnen der auf Wellen-58-montierten Geradzahnräder-57- zusammen. Diese Wellen --58-- sind in Lagern --59-- gelagert, die sich in auf entsprechende Weise in den Wänden des Tragkörpers --7-- ausgeführten Bohrungen befinden. Die beiden Wellen--58--drehen sich synchron dank der Verbindung, die mit Hilfe einer in Lagern--61--quer zu den Wellen --58-- gelagerten Welle --60-- und der auf diesen Wellen-58 und 60-- montierten Kegelräder --62-- hergestellt ist.
Die Drehbewegung wird den Wellen mit Hilfe eines auf einer der Wellen--58--befestigten Handrades--63-mitgeteilt.
Die Richtung des Gewindes in den Anschlägen --56-- ist so gewählt, dass je nach der Drehrichtung des Handrades--63--diese Anschläge--56--in jedem Paar sich annähern oder voneinander entfernen können.
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Knieradius der Rohrschlange entspricht genau der Grösse der Exzentrizität.
In der Ausgangsstellung des Biegemechanismus ist die Fassung-2- (Fig. 4) in die hintere Lage
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--56-- an. HiebeiSchneckengetriebe wird durch Drehung der Schnecke--13--entbremst. Unter Einwirkung der am Rohr in Richtung des Pfeiles--C--angreifenden Kraft beginnt der Schwenktisch--10--infolge des das Drehmoment erzeugenden Armes sich zu drehen.
Der Rohrabschnitt, aus welchem das Knie gebildet wird, durchläuft allmählich die Erwärmungseinrichtung--53--, wird erwärmt und gleichzeitig gebogen, wobei sich der Schwenktisch-10-in Pfeilrichtung-V-dreht. Der zu biegende Rohrabschnitt, der bis zu einem Grade erwärmt wird, bei welchem die Plastizität des Metalls wesentlich ansteigt, kann sich leicht biegen, wobei die benachbarten kalten Abschnitte des Rohres--l--die Funktionen erfüllen, die denen eines Dornes bei den bekannten Maschinen ähnlich sind, während die Klemme --30-- und die Führungsbuchse --51-- die Funktionen von Schablone, Klemmen und Andrück-Gleitstücken erfüllen.
Infolge der Drehung des Schwenktisches um 180 (Fig. 5) entsteht ein Knie der Rohrschlange. Die Erwärmungseinrichtung-53-schaltet sich aus, das Rohr wird aus der Klemme-30- (Fig. 6), die es während der Drehung des Schwenktisches --10-- festhält, gelöst und unter Einwirkung der am Rohr--l--
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Klemme freigegeben und die Axialverschiebevorrichtung für das Rohr verschiebt das letztere in Richtung des Pfeiles--C-- (Fig. 9) so lange, bis sich die Erwärmungseinrichtung --53-- dem zu biegenden Rohrabschnitt genähert hat. Der Kraftzylinder--9-- (Fig. l) wird eingeschaltet, und die Fassung --2-- verschiebt sich in die hintere Lage in Pfeilrichtung--M-- (Fig. 8).
Hienach treten in der angegebenen Reihenfolge die Klemme, die Erwärmungseinrichtung und die Axialverschiebevorrichtung sowie der Biegemechanismus in Tätigkeit.
In der Arbeit des Biegemechanismus --32-- (Fig. 1 und 2) spielen die Klemmen--30--eine grosse Rolle, welche die Herstellung der Knie der Rohrschlange auf beiden Seiten der Längsachse des Rohres sicherstellen. Die beweglichen Teile jeder von diesen Klemmen enthalten zwei Doppelhebel--64-- (Fig. 10, 11 und 12), welche Spannbacken "a" an den oberen Enden aufweisen. Diese Hebel besitzen ein gemeinsames Gelenk--65--, das an einer Traverse--66--montiert ist. Diese Traverse ist starr mit den oberen Enden von Schraubenbolzen --67-- verbunden, die durch Bohrungen --68-- im Gleitstück --22-hindurchgeführt sind.
Das untere Ende jedes Schraubenbolzens --67-- trägt eine Mutter--69--und eine Gegenmutter--70--.
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waagrechten Abschnitt des Gleitstückes-22-anliegen. Dann schaltet sich der Zylinder der Vorrichtung --31-- ein und die Stange--75--dieses Zylinders bewegt sich in Richtung des Pfeiles--E-- (Fig. 10), wobei sich die unteren Enden der Doppelhebel --64-- voneinander entfernen und das Rohr-l-zwischen den Spannbacken "a" dieser Hebel eingeklemmt sind. Diese Lage entspricht der Stellung der Baugruppen der Maschine, die in Fig. l, 2,3 und 4 dargestellt ist.
Nach der Herstellung des ersten Knies (Fig. 5) der Rohrschlange bewegt sich die Stange --75-- des Druckluftzylinders der Vorrichtung--31--in Richtung des Pfeiles--K-- (Fig. ll) nach abwärts, die unteren Enden der Doppelhebel --64-- nähern sich und das Rohr--l--wird aus der Klemme --30-- gelöst. Bei dem weiteren Absenken der Stange--75-- (Fig. 12) wird auch die Traverse--66--in die Bewegung einbezogen. Der Widerstand der Federn--71--wird überwunden und die Spannbacken "a" der Klemme --30-- senken sich zusammen mit den Doppelheben nach unten, wodurch das Hindernis zum Umlenken des Rohres bei der Herstellung eines nächstfolgenden Knies der Rohrschlange beseitigt wird.
Die Lage der Teile der Klemme--30--, dargestellt in Fig. 12, entspricht der Stellung der Baugruppen der Maschine in Fig. 6.
Die Klemme --40-- (Fig. 1 und 3) der Axialverschiebevorrichtung --33-- für das Rohr--l--
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unterscheidet sich von der Klemme --30-- des Biegemechanismus --32-- nur dadurch, dass in der erstgenannten die Traverse und die mit dieser Traverse verbundenen Schraubenbolzen sowie die Federn fehlen.
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eine Schwächung der Rohrwandung im Bereich des zu biegenden Abschnittes möglich.
Um dies auszuschliessen, sind der Elektromotor--48--der Vorrichtung--33--und der Elektromotor --18-- mit einem Regler --76-- für das Verhältnis der Drehgeschwindigkeiten dieser Motoren mittels elektrischer Stromkreise--77-verbunden. Die Speisung mit elektrischer Energie erhält der Regler--76-- von einem Wechselstromkreis-78--.
Das angegebene Geschwindigkeitsverhältnis wird derartig gewählt, dass der Rohr-Axialverschiebevorrichtung
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während--l-- erzeugt, was die Schwächung der Wandung dieses Rohres--l--im Bereich des Knies ausschaltet. Die gekrümmten und geraden Abschnitte der Rohrschlange sind von gleicher Festigkeit.
Die bei der axialen Pressung des Rohres--l--auftretende Gegenkraft wird infolge der symmetrischen Anordnung der Schrauben --44-- der Rohr-Axialverschiebevorrichtung --33-- in bezug auf die Angriffsrichtung dieser Kraft gleichmässig zwischen diesen Schrauben verteilt, was die Lebensdauer dieser Axialverschiebevorrichtung verlängert.
Dem Schwenktisch--10--ist die runde Form verliehen, wodurch die beim Biegen auftretenden Gegenkräfte über eine verhältnismässig grosse Oberfläche dezentralisiert werden.
Die Maschine lässt sich leicht auf diesen oder jenen Biegeradius des Rohres durch Ändern der Lage von Anschlägen --56-- einstellen. Wenn der Maschine ein Rohr zugeführt wird, dessen Durchmesser sich von dem Durchmesser unterscheidet, auf den sie eingerichtet war, so genügt es, die Führungsbuchse --51--, die Erwärmungseinrichtung --53-- und die Spannbacken "a" in den Klemmen--30 und 40--auszuwechseln.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Rohrbiegemaschine mit einem Biegemechanismus und einem durch einen Motor angetriebenen Schwenktisch, der mit ein Paar Klemmen zur Erfassung des Rohres versehen und das zu biegende Rohr
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Gleitstück (34) aufweist, welches in im Seitenteil (37) des Tragkörpers (7) ausgebildeten Führungen (36) angeordnet ist, dass das Paar Klemmen (30) auf den Schwenktisch (10) so montiert ist, dass der von den Backenpaaren (a) in einer Klemme (30) gebildete lichte Abstand gleichachsig mit dem analogen lichten Abstand in der andern Klemme (30) ist und dass je eine, einen Kraftzylinder (31) aufweisende Betätigungsvorrichtung zum Heben und Senken der beweglichen Teile der Backenpaare (a) vorgesehen ist und dass zwischen den Klemmen (30) eine auf dem Tragkörper (7) befestigte Erwärmungseinrichtung (53) für das aus der benachbart angeordneten Führungsbuchse (51)
kommende Rohr (1) angebracht ist.
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