Verfahren zur Herstellung von Rohrbogen Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Ver fahren zur Herstellung von Rohrbogen mit einer ein zigen entlang einer Mantellinie verlaufenden Naht durch Pressen.
Es sind schon verschiedene Verfahren zur Her stellung von Rohrbogen durch Pressen bekannt, wobei aber bei den meisten dieser Verfahren die Rohrbogen entlang zweier Mantellinien verlaufender Nähte ge schlossen werden müssen. Hierbei werden vorerst zwei Halbschalen durch Pressen vorgeformt, die zusam men einen Rohrbogen ergeben.
Die vorliegende Erfindung bezweckt nun, einen Rohrbogen aus einem einzigen Stück herzustellen und diesen durch eine einzige Naht, die entlang einer Man tellinie des Rohrbogens verläuft, zu schliessen.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung eines solchen Rohrbogens zeichnet sich dadurch aus, dass in einem ersten Pressvorgang eine Abwicklung des Rohrbogens zwischen einer Matrize und einem Stem pel verformt wird, um eine erste Querschnittshälfte des Rohrbogens zu bilden, wobei überstehende Teile der Abwicklung in parallele Lage gebracht werden, dass darauf ein Schliessdorn zwischen die überstehen den Teile in die vorgeformte Querschnittshälfte ein gelegt wird, und dass endlich in einem zweiten Press- vorgang der Rohrbogen um diesen Schliessdorn herum mittels mindestens eines weiteren Schliesswerkzeuges in geschlossene Form gebracht wird.
Durch dieses Verfahren lassen sich auch Rohr bogen herstellen, bei denen das Radius-Durchmesser- Verhältnis kleiner ist als bei den bisher bekannten Rohrbogen, wobei weiterhin der Bogenwinkel in wei ten Grenzen variiert werden kann. Es ist nach diesem Verfahren zur Herstellung von Rohrbogen auch mög lich, gleichzeitig in einfacher Weise einen Schenkel am Bogenteil anzuformen, der mit diesem Bogenteil aus einem Stück besteht und nicht, wie dies bis heute häufig der Fall war, angeschweisst werden muss.
In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfah rens dargestellt.
Es zeigen: Fig. 1-5 die verschiedenen Schritte zur Durchfüh rung einer ersten Ausführungsform des Verfahrens zu sammen mit den entsprechenden Werkzeugen, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung des Rohr bogens hergestellt nach der Ausführungsform des Ver fahrens nach Fig. 1-5, Fig. 7 und 8 eine zweite Ausführungsform des Verfahrens zur Herstellung eines einschenkeligen Rohrbogens,
Fig. 9-12 eine dritte Ausführungsform des Ver fahrens zur Herstellung von zwei einschenkeligen Rohrbogen und Fig. 13 die beiden in einem Stück hergestellten Rohrbogen nach der Ausführungsform des Verfahrens nach Fig. 9-12.
In Fig. 1 ist die geometrische Abwicklung A eines Rohrbogens, der einen Bogenteil und einen Schenkel aufweist, im Grundriss dargestellt. Die Abwicklung ist dabei aus einem Stahlblech gebildet.
Fig.2 und 3 zeigen die Werkzeuge für einen ersten Arbeitsgang zur Herstellung des Rohrbogens aus der Abwicklung A nach Fig. 1, wobei die Abwick lung A nach der Durchführung dieses ersten Arbeits vorganges die Form ,A1 angenommen hat. Mit 1 ist dabei eine Matrize und mit 2 ein Pressstempel bezeich net. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, sind Ma trize und Pressstempel dabei so ausgebildet, dass die Pressbewegung des Stempels in der Krümmungsebene des Rohrbogens ausgeführt wird.
Die Matrize 1 weist die Form bzw. den Krümmungsradius auf, der dem Aussenradius des Rohrbogens entspricht. Der Stempel hat anderseits die Krümmung der Innenseite der Au ssenwand des Rohrbogens. Beim Verformen der Ab wicklung A zwischen den Werkzeugen 1 und 2 wird dieselbe einerseits in der Krümmungsebene des Rohr bogens und anderseits in Querschnittsebenen dessel ben verformt,
wobei die äussere Querschnittshälfte des Rohrbogens verformt wird und die übrigen Teile der Abwicklung bezüglich dieser Querschnittshälfte nach einwärts abstehen und zueinander parallel verlaufen, wie dies aus Fig. 3 ersichtlich ist.
In einem zweiten Schliessvorgang, der in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, wird der Rohrbogen voll ständig geschlossen. Hierzu dient einerseits eine Ma trize 3 und anderseits ein Schliesswerkzeug 4. Die Ma trize 3 nimmt dabei die vorgeformte Rohrbogenhälfte ähnlich wie die Matrize 1 auf, wobei das Schliesswerk- zeug 4 an seiner Arbeitsfläche eine Form aufweist, die der Innenhälfte des Rohrbogens entspricht.
Vor der Ausführung des Schliessvorganges wird in die Aussen hälfte und zwischen die parallel verlaufenden Teile der verformten Abwicklung A 1 ein zweiteiliger Schliess dorn 5 eingelegt, der aus einem gekrümmten Teil 5a und einem geraden Teil 5b besteht. Der gekrümmte Teil entspricht dabei der Innenform des eigentlichen Bogenteiles, währenddem der gerade Teil zur Bildung des Schenkels dient.
Bei der in Richtung des Pfeiles 7 durchgeführten Schliessbewegung des Schliesswerkzeu- ges 4 werden die parallelen Teile der verformten Ab wicklung A1 nach einwärts umgelegt, so dass sie schliesslich in die in Fig. 5 gezeigte Lage kommen, und der Rohrbogen<I>A,</I> mit Ausnahme seiner am In nenradius verlaufenden Naht 8 vollständig geschlossen ist. Der mit<I>S</I> bezeichnete Teil des Rohrbogens<I>A,</I> stellt dabei den Schenkel dar.
In Fig. 6 ist der nach der im Zusammenhang mit den Fig. 1-5 beschriebenen Ausführungsform des Ver fahrens hergestellte Rohrbogen perspektivisch darge stellt. Daraus ist ersichtlich, dass der Bogenteil, wel cher einen Bogenwinkel von<B>900</B> einschliesst, an sei nem linksseitigen Ende einen Schenkel von der Länge s besitzt. An seiner Innenseite besitzt dieser Rohr bogen eine geschweisste Naht 9, welche die beiden zu sammenstossenden Enden der Abwicklung mitein ander verbindet und den Rohrbogen flüssigkeitsdicht abschliesst.
In Fig. 7 sind die Werkzeuge für den Schliessvor gang des Rohrbogens nach Fig. 6 entsprechend einer zweiten Ausführungsform dargestellt. Neben der Ma trize 3 wird hierbei statt eines Schliesstempels 4, wie in Fig. 4 und 5 dargestellt, ein zweiteiliges seitlich be wegbares Schliesswerkzeug lUa, 10b verwendet.
Die Schliessbewegung dieser Schliesswerkzeuge erfolgt also unter einem rechten Winkel zur Bewegung des Press- stempels für den ersten Pressvorgang. Auch bei den in den Fig. 7 und 8 dargestellten Ausführungsformen des Verfahrens wird ein zweiteiliger Schliessdorn angewen det, dessen Teile 5a und 5b nach Fertigstellung des Rohrbogens an entgegengesetzten Enden desselben herausgezogen werden können. In Fig. 8 ist das zweiteilige Schliesswerkzeug auch in geöffneter Stellung gezeigt, welche durch strich punktierte Linien angedeutet ist.
In den Fig. 9 und 10 sind die für den ersten Ar beitsvorgang zur Herstellung eines doppelt gekrümm ten Rohrbogens oder zur Herstellung von zwei Rohr bogen in einem Arbeitsvorgang, wie dies häufiger der Fall ist, dargestellt. Es handelt sich hierbei wiederum um eine Matrize 11 und einen Pressstempel 12, von denen beide eine Form aufweisen, welche der Ab wicklung in der Krümmungsebene eine Verformung um 180 statt nur um 90 geben, wobei zwischen den beiden 90 Krümmungsradien bzw. Bogenteilen ein gerades Schenkelstück entsteht.
In seiner Querschnitts ebene erfährt die Abwicklung im ersten Pressvorgang wiederum eine Verformung um 180 , d. h. die Verfor mung in dieser Ebene entspricht der Verformung nach der Ausführungsform nach Fig. 1-5.
Der Schliessvor gang (Fig.11 und 12) wird ähnlich wie in Fig. 7 und 8 angedeutet ausgeführt, mit dem Unterschied, dass hier auch das Schliesswerkzeug 13, welches ebenfalls zweiteilig (13a, 13b) ist, eine der doppelten Krüm mung des Rohrbogens entsprechende Form hat, wo bei weiterhin der Schliessdorn 14 zweckmässigerweise aus drei Teilen besteht, nämlich den beiden Krüm- mungsteilen 14a, und dem geraden Verbindungsteil 14b.
Die Länge des Verbindungsteiles 14b des Schliess- dornes sowie der entsprechende Teil von Matrize 11, Matrize 15, Pressstempel 12 und Schliesswerkzeug 13 ist so gewählt, dass sie einer doppelten Schenkellänge zuzüglich der Breite eines Sägeschnittes entspricht, so dass nach Trennen der beiden Krümmungshälften in der Mitte des Verbindungsteiles zwei Bogenteile mit je einem Schenkel entstehen, wie dies in Fig. 13 ange deutet ist.
Nach der Verformung der Rohrbogen wer den diese entlang der Stossstelle der Abwicklung wie derum geschweisst, so dass sich eine entlang einer Mantellinie an der Innenseite verlaufende Naht ergibt.
Der Rohrbogen wird an seinen Enden, welche durch Pressen gebildet worden sind, vorzugsweise noch nachbearbeitet, um ihn auf die richtige Länge bzw. den richtigen Bogenwinkel zu bringen.
Bei allen im Zusammenhang mit der Zeichnung erläuterten Ausführungsbeispielen ist die Hauptver formung, d. h. die Zustellbewegung des Pressstempels als nur in der Krümmungsebene des Rohrbogens er folgend dargestellt worden. Es wäre aber in gewissen Fällen auch denkbar, diese Hauptverformung senk recht zur Krümmungsebene durchzuführen. Ebenso wäre es möglich, statt zuerst die Aussenhälfte des Rohrbogens anzupressen, die Innenhälfte des Rohr bogens zuerst herzustellen und darauf den Rohrbogen an seiner Aussenhälfte zu schliessen.
Damit ergäbe sich eine an der Aussenseite des Rohrbogens verlaufende Naht, was natürlich zu einer Verlängerung derselben im Vergleich zu einer an der Innenseite des Rohr bogens verlaufenden Naht führen würde. Anderseits ist aber speziell bei kleinen Bogenradien die Zugäng lichkeit der Naht zum Schweissen an der Aussenseite besser. Im Falle, wo die Pressbewegung der Pressstem- pel zur Krümmungsebene senkrecht erfolgt, verläuft die Naht am fertigen Bogen entlang der neutralen Fa ser, was in festigkeitstechnischer Hinsicht gewisse Vor teile aufweist, wie leicht verständlich ist. Statt bei spielsweise rostfreiem Stahl kommt als Werkstoff für die Rohrbogen auch Leichtmetall, Kupfer oder Mes sing in Frage.
Process for the production of pipe bends The present invention is a process for the production of pipe bends with a single seam extending along a surface line by pressing.
There are already various methods for the manufacture of elbows by pressing known, but in most of these methods, the elbows along two surface lines running seams ge must be closed. For the time being, two half-shells are preformed by pressing, which together make a pipe bend.
The present invention now aims to produce a pipe bend from a single piece and to close this by a single seam which runs along a one line of the pipe bend.
The inventive method for producing such a pipe bend is characterized in that a development of the pipe bend between a die and a stamp is deformed in a first pressing process in order to form a first cross-sectional half of the pipe bend, protruding parts of the development being brought into a parallel position that a locking mandrel is then placed between the protruding parts in the pre-formed cross-section half, and that finally, in a second pressing process, the pipe bend around this locking mandrel is brought into a closed shape using at least one further locking tool.
By this method, pipe bends can also be produced in which the radius-diameter ratio is smaller than in the previously known pipe bends, and the bend angle can still be varied within white limits. It is also possible according to this method for the production of pipe bends, please include simultaneously in a simple manner to form a leg on the bend part, which consists of one piece with this bend part and does not have to be welded, as has often been the case until today.
In the drawing, several exemplary embodiments of the method according to the invention are shown.
1-5 show the various steps for imple menting a first embodiment of the method together with the corresponding tools, FIG. 6 is a perspective view of the pipe bend produced according to the embodiment of the method according to FIGS. 1-5, FIG 7 and 8 a second embodiment of the method for producing a single-leg pipe bend,
9-12 shows a third embodiment of the method for producing two single-leg pipe bends and FIG. 13 shows the two pipe bends produced in one piece according to the embodiment of the method according to FIGS. 9-12.
In Fig. 1, the geometric development A of a pipe bend, which has an arch part and a leg, is shown in plan. The development is formed from a steel sheet.
2 and 3 show the tools for a first step for the production of the pipe bend from the development A according to FIG. 1, the development A after this first work process has taken the form A1. With 1 is a die and with 2 a ram denotes net. As can be seen from the drawing, Ma trize and press ram are designed so that the pressing movement of the ram is carried out in the plane of curvature of the pipe bend.
The die 1 has the shape or the radius of curvature which corresponds to the outer radius of the pipe bend. On the other hand, the punch has the curvature of the inside of the outer wall of the pipe bend. When deforming the Ab winding A between the tools 1 and 2, the same is deformed on the one hand in the plane of curvature of the pipe arc and on the other hand in cross-sectional planes of the same ben,
wherein the outer cross-sectional half of the pipe bend is deformed and the remaining parts of the development protrude inwardly with respect to this cross-sectional half and run parallel to one another, as can be seen from FIG.
In a second closing process, which is shown in FIGS. 4 and 5, the pipe bend is completely closed. A die 3 on the one hand and a closing tool 4 on the other hand are used for this purpose. The die 3 takes up the preformed pipe bend half in a similar way to the die 1, the closing tool 4 having a shape on its working surface that corresponds to the inner half of the pipe bend.
Before executing the closing process, a two-part closing pin 5 is inserted into the outer half and between the parallel parts of the deformed development A 1, which consists of a curved part 5a and a straight part 5b. The curved part corresponds to the inner shape of the actual arch part, while the straight part is used to form the leg.
During the closing movement of the closing tool 4 carried out in the direction of the arrow 7, the parallel parts of the deformed winding A1 are turned inward so that they finally come into the position shown in FIG. 5, and the pipe bend <I> A, < / I> is completely closed with the exception of its seam 8 running on the inner radius. The part of the pipe bend <I> A, </I> marked with <I> S </I> represents the leg.
In Fig. 6, after the embodiment of the process described in connection with FIGS. 1-5, the pipe bend produced is perspective Darge provides. It can be seen from this that the curved part, which includes an arc angle of <B> 900 </B>, has a leg of length s at its left-hand end. On its inside, this pipe bend has a welded seam 9, which connects the two abutting ends of the settlement mitein other and closes the pipe bend liquid-tight.
In Fig. 7 the tools for the Schliessvor gang of the pipe bend according to FIG. 6 are shown according to a second embodiment. In addition to the template 3, a two-part laterally movable closing tool lUa, 10b is used instead of a closing punch 4, as shown in FIGS. 4 and 5.
The closing movement of these closing tools thus takes place at a right angle to the movement of the press ram for the first pressing process. Also in the embodiments of the method shown in FIGS. 7 and 8, a two-part locking mandrel is used, the parts 5a and 5b of which can be pulled out at opposite ends of the same after completion of the pipe bend. In Fig. 8, the two-part locking tool is also shown in the open position, which is indicated by dashed lines.
9 and 10 are the working process for the first Ar for the production of a double curved pipe bend or for the production of two pipe bends in one operation, as is often the case, shown. This is again a die 11 and a ram 12, both of which have a shape that gives the development in the plane of curvature a deformation of 180 instead of just 90, with a straight leg piece between the two 90 radii of curvature or arcuate parts arises.
In its cross-sectional plane, the development in the first pressing process again undergoes a deformation of 180, ie. H. the deformation in this plane corresponds to the deformation according to the embodiment of FIGS. 1-5.
The Schliessvor gang (Fig.11 and 12) is carried out similarly to Fig. 7 and 8 indicated, with the difference that here also the closing tool 13, which is also in two parts (13a, 13b), one of the double curvature of the pipe bend has a corresponding shape where the locking pin 14 expediently consists of three parts, namely the two curved parts 14a and the straight connecting part 14b.
The length of the connecting part 14b of the locking mandrel and the corresponding part of the die 11, die 15, ram 12 and locking tool 13 is selected so that it corresponds to twice the leg length plus the width of a saw cut, so that after separating the two halves of the curvature in the In the middle of the connecting part, two arched parts each have a leg, as indicated in FIG. 13.
After the pipe bends have been deformed, they are welded again along the joint of the development, so that a seam is created that runs along a surface line on the inside.
The pipe bend is preferably reworked at its ends, which have been formed by pressing, in order to bring it to the correct length or the correct bend angle.
In all of the embodiments explained in connection with the drawing, the main deformation, ie. H. the infeed movement of the ram has been shown as following only in the plane of curvature of the pipe bend. In certain cases, however, it would also be conceivable to carry out this main deformation perpendicular to the plane of curvature. It would also be possible, instead of first pressing the outer half of the pipe bend, first produce the inner half of the pipe bend and then close the pipe bend on its outer half.
This would result in a seam running on the outside of the pipe bend, which of course would lead to an extension of the same compared to a seam running on the inside of the pipe bend. On the other hand, especially with small arc radii, the accessibility of the seam for welding on the outside is better. In the case where the pressing movement of the press ram is perpendicular to the plane of curvature, the seam on the finished sheet runs along the neutral fiber, which has certain advantages in terms of strength, as is easy to understand. Instead of, for example, stainless steel, light metal, copper or brass can also be used as the material for the pipe bends.