AT397624B - Vorrichtung zum biegen von kanten - Google Patents

Description

AT 397 624 B

Die Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von elektrisch geschweißten Rohren auf Eiektroschweißmaschinen.

Mehr im einzelnen betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Biegen von Kanten, als Bestandteil einer Rohrstreifenrollmaschine, mit einem Ständer, in dem eine untere, angetriebene Biegewalze und zwei obere 5 Biegerollen angeordnet sind.

Eine solche Vorrichtung (auch als Gerüst bezeichnet) kann zum Biegen von Kanten eines Vorrohres mit gerader Naht auf der Fließstraße einer Rohrstreifenrollmaschine eingesetzt werden. Mit besonderem Vorteil kann sie bei der Herstellung von elektrisch geschweißten Rohren mit gerader Naht aus un- und niedriglegierten Stählen verwendet werden. Dabei werden Rohre mit einem Durchmesser von 51 bis 530 mm und io einer Wanddicke von 1 bis 20 mm hergestellt, die im Maschinenbau, Bauwesen und beim Verlegen von Rohrleitungen verschiedener Zweckbestimmung Anwendung finden.

Aus der SU-A-721 141 ist eine Vorrichtung zum Biegen von Kanten, als Bestandteil einer Rohrstreifenrollmaschine, bekannt, die aus einem Ständer mit zwei Gehäusen besteht, in denen je ein Wechselrahmen mit einem ein Kaliber bildenden Biegewalzenpaar, Andruckvorrichtungen und Stützrollen angeordnet sind. 75 Die Vorrichtung ist mit Einbaustücken versehen, die am Ständer angebracht sind und den Ober- und den Unterteil jedes Gehäuses umgeben. Der Wechselrahmen ist durch einen Zylinder gebildet, der um eine Achse geschwenkt werden kann. Die Biegewalzen sind im Wechselrahmen so angeordnet, daß die Kaliberlängsachse mit der Schwenkachse des Wechselrahmens zusammenfällt.

Beim Durchgang des Rohrstreifens durch die von jedem Biegewalzenpaar gebildeten Kaliber werden 20 dessen Kanten um einen vorgegebenen Winkel gebogen.

Die Dicke eines zur Herstellung von elektrisch geschweißten Rohren verwendeten Streifens ist jedoch in Längen- und Breitentoleranzgrenzen veränderlich. Während der Biegung und Stauchung der Kanten beim Rollen des Streifens in den Kalibern, deren Unveränderlichkeit durch eine starre Befestigung der Achsen der diese Kaliber bildenden Walzen erzielt 25 wird, sind die entstehenden Deformationen der Kanten ihrer Größe nach unterschiedlich, wodurch der Rollprozeß instabil wird und die Güte der herzustellenden Rohre sinkt.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zum Biegen von Kanten als Bestandteil einer Rohrstreifenrollmaschine (vgl. SU-A-889 183) sind in einem Ständer eine untere, angetriebene Biegewalze und zwei obere Biegerollen angeordnet, die sich in waagrechter und senkrechter Richtung getrennt bewegen können. Die 30 Bewegung in den angegebenen Richtungen wird dabei durch Druckspindeln bewerkstelligt, die am Ständer angebracht sind und mit Stützen der Biegerollen verbunden sind.

Vor der Einführung des Streifens in die Vorrichtung wird das letztere mit Hilfe der Druckspindeln so eingestellt, daß die von der Walze und den Rollen gebildeten Kaliber der theoretisch berechneten Dicke des zu rollenden Streifens entsprechen. Die Unveränderlichkeit der Kaliber wird durch eine starre Verbindung 35 der Achsen der Walzen mit dem Ständer gewährleistet.

Da sich die Dicke des Ausgangsstreifens, wie oben erwähnt, in Länge und Breite innerhalb der Toleranzgrenzen ändern kann, während die Kaliber, in denen die Kanten gebogen werden, in ihren Abmessungen unveränderlich sind, kann in der Praxis die Stauchung der Kanten unter Anlegen einer bestimmten Kraft sowie eine Gleichheit der Stauchkräfte für die beiden Kanten ihrer Größe nach nicht 40 erzielt werden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß beim Biegen der Kanten eines Streifens, dessen Dicke die theoretisch berechnete Dicke übersteigt, die Stauchkraft zunimmt. Beim Rollen eines Streifens, dessen Dicke geringer als die theoretisch berechnete Dicke ist, nimmt die Stauchkraft ab. Dabei wird die Güte des Rollens in beiden Fällen beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Biegen von Kanten, als Bestandteil 45 einer Rohrstreifenrollmaschine, mit einer kinematischen Verbindung der Rollen mit dem Ständer zu schaffen, bei der ein Biegen der Kanten gleichzeitig mit einem Verringern der Dicke unter Anlegen einer bestimmten, für die beiden Kanten gleichen Kraft gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß jede obere Biegerolle wie an sich bekannt an einem Hebel drehbar angeordnet ist, von dem das eine Ende wie an sich bekannt am Ständer angelenkt ist, und von so dem das andere Ende mittels eines Dämpfers an einem Arm einer doppelarmigen Wippe angelenkt ist, die an einem Querbalken gelenkig angeordnet ist, der am Ständer oberhalb der oberen Biegeroilen senkrecht bewegbar angeordnet ist.

Durch die vorgesehene Wippe, welche mittels eines Dämpfers an den die oberen Biegerollen tragenden Hebeln angelenkt ist, wird ein Biegen der Kanten während des Rollens bei gleichzeitig erfolgendem 55 Verringern der Dicke unter Anlegen einer bestimmten, für die beiden Kanten gleichen Kraft gewährleistet. Die Größe der Stauchkräfte für die Kanten wird durch die Steifigkeit des Dämpfers vorgegeben, der in Verbindung mit der Wippe eine Gleichheit dieser Kräfte für die beiden Kanten sicherstellt. Die während der Biegung der Kanten auf die Biegerollen wirkenden Kräfte werden nämlich über die Hebel, den Dämpfer, die 2

AT 397 624 B

Wippe, den Querbalken und die Druckspindeln auf den Ständer übertragen. Bei einer Änderung der Dicke einer der Kanten schwenkt der entsprechende Hebel um einen der Änderungsgröße der Dicke dieser Kante proportionalen Winkel. Dabei ändert sich die Länge des Dämpfers sowie die Größe von dessen Dämpfungskraft, und die Wippe dreht sich nach der Seite der dünneren Kante um einen Winkel, bei dem ein 5 Gleichgewicht der Momente der an der Wippe wirkenden Kräfte eingestellt wird.

Da die Arme der Wippe in der Länge gleich sind, kann das erwähnte Gleichgewicht nur erzielt werden, wenn die von der Seite der Kanten auf die Biegerollen wirkenden Kräfte gleich sind. Ausgehend davon, daß die Länge des Dämpfers immer so ausgewählt werden kann, daß die Änderungsgröße der Dicke der Kanten wesentlich kleiner als diese ist, ändert sich die Größe der Anpreßkraft der Biegerollen an den io Kanten praktisch nicht.

Vorzugsweise liegen die Mittelpunkte der Gelenkverbindungen der Hebel, der Dämpfer und der Wippe in einer senkrechten, quer und durch die Symmetrieachse der Vorrichtung verlaufenden Ebene. Da hier die Bewegung dieser Bauelemente während des Betriebes der Vorrichtung in der genannten Ebene erfolgt, wird eine besonders einfache, kompakte und sichere Konstruktion erzielt. 15 Außerdem gestattet es die erfindungsgemäße konstruktive Lösung, die gleichen Ständer wie in bekannten Gerüsten einer beliebigen Rohrstreifenrollmaschine zu verwenden.

Es sei erwähnt, daß aus der DE-A-26 17 755 bereits eine Rollenformmaschine bekannt ist, die insbesondere zum Aufbiegen, Kanten oder Bördeln der Ränder von Metallblechen dient, und bei der die obere Rolle des Formwerkzeug-Rollenpaares an einem einarmigen Hebel (einer Schwinge) gelagert ist, der 20 um eine gestellfeste Achse schwenkt und unter einer einstellbaren Federbelastung steht. Dadurch kann der Anpreßdruck der oberen Rolle abhängig von vorgegebenen Parametern für das Biegen der einen Seite der Profile eingestellt werden. Die Herbeiführung gleich großer Kräfte an beiden Kanten von Blechstreifen beim Biegen, wie dies erfindungsgemäß angestrebt und erreicht wird, ist jedoch bei dieser bekannten Konstruktion nicht möglich. Dies trifft auch auf die in der US-A-4 656 858 beschriebenen Vorrichtung zu, bei der 25 bloß eine federnde Abstützung eines Roilenträgers in einem geraden Führungsprofil vorgesehen ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung, in der eine Vorrichtung zum Biegen von Kanten, als Bestandteil einer Rohrstreifenroilmaschine, im Querschnitt dargestellt ist, noch weiter erläutert.

Die dargestellte Vorrichtung enthält einen Ständer 1, in dem in Einbaustücken 2 eine untere, angetrie-30 bene Biegewalze 3 mittels Wälzlagern 4 gelagert ist.

Im Ständer 1 sind oberhalb der Einbaustücke 2 Stützen 5 und obere, nicht angetriebene Biegerollen 6 angeordnet. Diese Biegerollen 6 können sich an Hebeln 7 drehen, von denen jeweils das eine Ende an der entsprechenden Stütze 5 angelenkt ist, während das andere Ende mittels eines Dämpfers 8 mit dem entsprechenden Arm einer doppelarmigen Wippe 9 verbunden ist, die an einem Querbalken 10 gelenkig. 35 angeordnet ist. Der Querbalken 10 ist am Ständer 1 oberhalb der oberen Biegerollen 6 so montiert, daß er sich senkrecht bewegen kann. Diese Bewegung wird mit Hilfe von Druckspindeln 11 verwirklicht, die mit dem Querbalken 10 starr verbunden sind. Die Bewegung der Druckspindeln 11 erfolgt mit Hilfe eines Antriebes 12, der ein am Ständer 1 befestigtes Gehäuse 13, im Gehäuse 13 drehbar montierte Muttern 14, an den Muttern 14 befestigte Schneckenräder 15, mit einer Welle 17 als Ganzes ausgeführte Schnecken 16 40 und ein an der Welle 17 befestigtes Steuerrad 18 einschließt. Das Steuerrad 18 kann durch einen Elektroantrieb (in der Zeichnung nicht gezeigt) ersetzt werden.

Jeder Dämpfer 8 besteht aus einem Gehäuse 19, das mit dem entsprechenden Arm der Wippe 9 gelenkig verbunden ist, einer Stange 20, die mit dem Hebel 7 gelenkig verbunden ist, einem elastischen Element 21 und einer Mutter 22. 45 Das elastische Element 21 kann eine Schraubenfeder (in der Zeichnung nicht gezeigt) oder ein Satz Teilerfedem 23 sein. Da die Verformungen des elastischen Elementes 21 während des Betriebes unwesentlich sind und die diese Verformungen hervorrufenden Kräfte bedeutende Werte erreichen können, ist es am zweckmäßigsten, einen Satz Tellerfedern 23 als elastisches Element zu verwenden. Dabei werden die Kennwerte, die Abmessungen, das Montageschema und die Anzahl der Tellerfedern 23 im Satz so gewählt, 'so daß die erforderliche Stauchkraft für die Kanten des zu rollenden Streifens erzielt wird, wobei die in Toleranzgrenzen liegenden Dickenänderungen der Kanten keine wesentliche Änderung der Stauchkräfte herbeiführen dürfen.

Die Mittelpunkte 0ι, O2, O3 und 0* der Gelenkverbindungen der Hebel 7, der Dämpfer 8 und der Wippe 9 können in einer senkrechten, quer und durch die Symmetrieachse A-A der Vorrichtung verlaufenden 55 Ebene liegen.

Die beschriebene Vorrichtung zum Biegen von Kanten wird folgendermaßen eingestellt.

Durch Drehen des Steuerrades 18 in die entsprechende Richtung werden die Hebei 7 gehoben. In den Spalt zwischen der unteren, angetriebenen Biegewaize 2 und den oberen Biegerollen 6 wird der zu rollende 3

Claims (2)

1. AT 397 624 B Streifen eingeführt. Danach werden die Hebel 7 durch Drehen des Steuerrades 18 in die entgegengesetzte Richtung solange abgesenkt, bis die Rollen 6 die Kanten des zu rollenden Streifens an die untere Biegewalze 2 mit einer ein qualitätsgerechtes Biegen sichernden Kraft anpressen. Die Größe dieser Kraft wird auf rechnerischem Weg oder durch Versuche nach Biegeergebnissen ermittelt. 5 Ob die Anpressung mit einer erforderlichen Kraft erfolgt, kann nach dem Abstand der Fläche 24 des Gehäuses 19 des Dämpfers 8 von der Fläche 25 der Stange 20 dieses Dämpfers 8, d.h. nach der Verformungsgröße des elastischen Elementes 21, beurteilt werden. Zum Betrieb wird der Antrieb der unteren Biegewalze 3 eingeschaltet, und der zu rollende Streifen wird in Bewegung gesetzt, wobei dessen Kanten die Formänderungszone passieren, die von der unteren 10 Biegewalze 3 und den oberen Biegerollen 6 gebildet wird, und um einen vorgegebenen Winkel und nach einem vorgegebenen Halbmesser gebogen werden. Dabei werden die Streifenkanten zwischen der unteren Biegewalze 3 und den oberen Biegerollen 6 durch Anlegen einer Kraft eingespannt, die von den elastischen Elementen 21 erzeugt wird. Während des Rollens kann sich die Wanddicke des zu rollenden Streifens in Toleranzgrenzen ändern, 75 wodurch sich die Stauchkraft für die Kanten der Größe nach ändert. Bei einer entsprechenden Anzahl und einem entsprechenden Montageschema der Tellerfedem 23, aus denen sich das elastische Element 21 zusammensetzt, wird jedoch diese Änderung so gering sein, daß man sie unbeachtet lassen und die Stauchkräfte für die Kanten als konstant für das gegebene Typenmaß ansehen kann. 20 Wenn der zu rollende Streifen eine Dickendifferenz an den Kanten aufweist, dreht sich die Wippe 9 nach der Seite der dünneren Kante relativ um den Mittelpunkt 0i, bis die Stauchkräfte für die Kanten der Größe nach ausgeglichen werden. Auf diese Weise wird beim Rollen eine Stauchung der Kanten eines Streifens mit einer bestimmten, für die beiden Kanten der Größe nach gleichen Kraft gewährleistet; es kann dabei die Güte des Rohrstreifens verbessert und die Produktion von Rohren mit erforderlicher Qualität 25 erhöht werden, Dank der vorhandenen elastischen Elemente 21 werden erhöhte dynamische Belastungen der Stützen des Biegewerkzeuges und der Druckspindeln 11 beim Durchgang von Quernähten des Streifens ausgeschlossen. Weiters werden die dynamischen Kennlinien und die Betriebscharakteristika der Vorrichtung verbessert. so Darüber hinaus verfügt die erfindungsgemäße Vorrichtung über erweiterte technologische Möglichkeiten, weil bei gleichem Rohrdurchmesser die Kanten qualitätsgerecht gebogen werden können, wobei Rohre mit unterschiedlicher Wanddicke ohne Umbau der Walzen und nachträglicher Einstellung des Biegewerkzeuges aus einem Streifen hergestellt werden können, bei dem die Dicke in einem weiten Bereich schwankt. 35 Die Anwendung der Erfindung gestattet es, folgende Vorteile zu erzielen: - die Biegequalität der Kanten eines Rohrstreifens zu verbessern (das Verhältnis des Halbmessers des Arbeitsprofils des Biegewerkzeuges zum Halbmesser der Kante beträgt mindestens 0,25 bis 0,98, und die Nichtparallelität der Kantenstirnflächen beträgt höchstens 3* bis 4·, während in bekannten Vorrichtungen das Verhältnis des Halbmessers des Arbeitsprofils des Biegewerkzeuges zum Halb- 40 messer der Kanten höchstens 0,6 bis 0,8 beträgt und die Nichtparailelität der Stirnflächen in einem Bereich von 10° bis 20“ liegt); - die zum Rollen eines Rohrstreifens in geschlossenen Kalibern einer Walzmaschine erforderliche Leistung um 30% bis 40% zu senken; - die Standzeit des Biegewerkzeuges um 50% bis 60% zu verlängern, weil Stoßbelastungen beim 45 Durchgang von querverlaufenden Schweißfugen am Streifen ausgeschlossen werden; - ein qualitätsgerechtes Biegen der Kanten eines Rohrstreifens, dessen Dicke in Grenzen ± 10% schwankt, sicherzustellen. Patentansprüche 50 1. Vorrichtung zum Biegen von Kanten, als Bestandteil einer Rohrstreifenrollmaschine, mit einem Ständer (1), in dem eine untere, angetriebene Biegewalze (3) und zwei obere Biegerollen (6) angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß jede obere Biegerolle (6) wie an sich bekannt an einem Hebel (7) drehbar angeordnet ist, von dem das eine Ende wie an sich bekannt am Ständer (1) angelenkt ist, und 55 von dem das andere Ende mittels eines Dämpfers (8) an einem Arm einer doppelarmigen Wippe (9) angelenkt ist, die an einem Querbalken (10) gelenkig angeordnet ist, der am Ständer (1) oberhalb der oberen Biegerollen (6) senkrecht bewegbar angeordnet ist. 4 AT 397 624 B
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch geklennzeichnet, daß die Mittelpunkte (0i, Cfe, O3 und (k) der Gelenkverbindungen der Hebel (7), der Dämpfer (8) und der Wippe (9) in einer senkrechten, quer und durch die Symmetrieachse (A-A) der Vorrichtung verlaufenden Ebene liegen. Hiezu 1 Blatt Zeichnungen 5