DE10106741A1

DE10106741A1 - Verfahren zum Biegen von Rohrleitungen

Info

Publication number: DE10106741A1
Application number: DE2001106741
Authority: DE
Inventors: Ralf Sondermann
Original assignee: DENGLER ENGINEERING GmbH
Current assignee: Denglerlang Tube Tec De GmbH
Priority date: 2001-02-14
Filing date: 2001-02-14
Publication date: 2002-10-02
Anticipated expiration: 2021-02-15
Also published as: DE10106741C2

Abstract

Bei einem Verfahren, eine im Ausgangszustand gerade Rohrleitung mit mindestens zwei Biegungen zu versehen, wobei zum Biegen der Rohrleitung ein Biegewerkzeug mit einer feststehenden Biegerolle und einer verschwenkbaren Umlenkrolle eingesetzt wird, zwischen denen die Rohrleitung angeordnet ist, mit den für jede Biegestelle nacheinander durchzuführenden Schritten: DOLLAR A a) Verfahren eines Biegewerkzeuges in seiner Verfahrstellung entlang der Rohrleitung zu einer vorgegebenen Biegestelle, die mit einer Biegung zu versehen ist, DOLLAR A b) Biegen der Rohrleitung an der Biegestelle unter Einhaltung eines vorgegebenen Biegewinkels der Rohrleitung für die Biegestelle und eines vorgegebenen Winkels in der Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Rohrleitung, wobei das Biegewerkzeug eine Biegestellung einnimmt, bei der die Rohrleitung eingeklemmt ist, DOLLAR A c) Zurückführen des Biegewerkzeugs in die Verfahrstellung, DOLLAR A wird das Problem, die reproduzierbare Durchführung des Verfahrens bei mehreren Rohrleitungen gleicher Art nacheinander in höherem Maße zu gewährleisten, dadurch gelöst, daß zwischen den Schritten b) und c) mittels des Biegewerkzeugs ein erster Abschnitt der Rohrleitung zwischen der Biegestelle und einer Spannstelle, an der die Rohrleitung fixiert ist, einer Drehbewegung um die Längsachse des ersten Abschnitts der Rohrleitung unterzogen wird, so daß eine Schwingungsbewegung eines zweiten verbleibenden Abschnittes der Rohrleitung gedämpft wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren, eine im Aus gangszustand gerade Rohrleitung mit mindestens zwei Biegun gen zu versehen, wobei zum Biegen der Rohrleitung ein Biege werkzeug mit einer feststehenden Biegerolle und einer ver schwenkbaren Umlenkrolle eingesetzt wird, zwischen denen die Rohrleitung angeordnet ist, mit den für jede Biegestelle nacheinander durchzuführenden Schritten:

a) Verfahren eines Biegewerkzeuges in seiner Verfahr stellung entlang der Rohrleitung zu einer vorgegebe nen Biegestelle, die mit einer Biegung zu versehen ist,
b) Biegen der Rohrleitung an der Biegestelle unter Einhaltung eines vorgegebenen Biegewinkels der Rohr leitung für die Biegestelle und eines vorgegebenen Winkels in der Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Rohrleitung, wobei das Biegewerkzeug eine Biegestel lung einnimmt, bei der die Rohrleitung eingeklemmt ist,
c) Zurückführen des Biegewerkzeugs in die Verfahrstel lung.

Ein solches, bekanntes Verfahren dient dazu, Rohrleitungen, die zwei voneinander entfernt angeordnete Anschlußstellen miteinander verbinden sollen, in einer Art und Weise mit Biegungen zu versehen, daß etwaige Hindernisse zwischen den Anschlußstellen von der fertig gebogenen Rohrleitung umgan gen werden.

Eine typische Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist eine zentral angeordnete Spanneinrichtung auf, an der die mit Biegungen zu versehene Rohrleitung in üblicherweise horizontaler Lage fixiert ist. Zu beiden Seiten der Spann einrichtung sind sogenannte Biegetürme vorgesehen, die ent lang der Längsachse der Rohrleitung im Ausgangszustand ver fahrbar gelagert sind.

Jeder Biegeturm ist mit einer feststehenden Umlenkrolle und einer verschwenkbaren Biegerolle ausgestattet. Diese Rollen nehmen zunächst eine Verfahrstellung ein, bei der sie sich in geringem Abstand auf gegenüberliegenden Seiten der Rohr leitung befinden, so daß ein störungsfreies Verfahren des an dem Biegeturm angeordneten Biegewerkzeuges ermöglicht wird.

Wird eine vorgegebene Biegestelle erreicht, wird der Biege turm angehalten, so daß die erforderliche Biegung der Rohr leitung vorgenommen werden kann. Dann wird die Biegerolle gegenüber der Umlenkrolle verschwenkt, wobei die beabsich tigte Biegung entsteht. Der Verschwenkwinkel der Biegerolle wird durch denjenigen Winkel festgelegt, der für die Biegung gewünscht wird. Außerdem ist es möglich, das Biegewerkzeug insgesamt um die Längsachse der Rohrleitung im Ausgangs zustand zu drehen, so daß die Biegung in jeder gewünschten Radialrichtung in Bezug auf die Rohrleitung im Ausgangs zustand durchgeführt werden kann.

Nachdem an der vorbestimmten Biegestelle die Biegung vor genommen worden ist, nehmen die Umlenkrolle und die Biege rolle wiederum die Verfahrstellung ein, so daß die nächste Biegestelle angefahren werden kann.

Bei der Durchführung des Verfahrens erfolgt die Steuerung nach einem festgelegten Ablauf, der die Lage der beabsich tigten Biegestellen im Raum berücksichtigt. Die Steuerung gewährleistet insbesondere die Einhaltung des Abstands zwi schen zwei Biegestellen, den Drehwinkel des Biegewerkzeugs zur Vornahme einer Biegung und die Betätigung der Biege rolle.

Unter dieser Steuerung wird der Biegeturm typischerweise von einem entfernten Ende der Rohrleitung aus in Richtung auf die Spanneinrichtung verfahren, wobei die Vornahme einer Biegung jeweils eine Verlagerung des Schwerpunkts des Ab schnitts der Rohrleitung bewirkt, der, von der Spannein richtung aus gesehen, jenseits des Biegeturmes liegt. Der Biegevorgang ruft somit eine Auslenkung des genannten Ab schnitts hervor und es kann sich, insbesondere bei größeren Längen dieses Abschnitts der Rohrleitung, eine Schwingungs bewegung ergeben. Diese Schwingungen haben sich insofern als Schwierigkeit herausgestellt, daß nach dem Anfahren der nächsten Biegestelle die Rohrleitung sich nicht in Ruhe befindet sondern an der Biegestelle mit der Frequenz der Schwingungsbewegung um ihre Längsachse gedreht wird. Es gilt somit an einer verlässlichen Nulllage der Rohrleitung an der neuen Biegestelle, so daß sich Abweichungen hinsichtlich der Lage der neuen Biegung im Raum gegenüber den vorgegebenen Einstellungen ergeben können. Werden verschiedene Rohrlei tungen nacheinander unter derselben Steuerung mit Biegestel len versehen, können die Abweichungen der Lage der Biegungen im Raum an einander entsprechenden Biegestellen sehr erheb lich sein, so daß eine reproduzierbare Durchführung des Verfahrens nicht in ausreichendem Maße möglich ist.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbes sern, daß seine reproduzierbare Durchführung bei mehreren Rohrleitungen gleicher Art in höherem Maße gewährleistet wird.

Diese Aufgabe wird bei dem eingangs genannten Verfahren dadurch gelöst, daß zwischen den Schritten b) und c) mittels des Biegewerkzeuges ein erster Abschnitt der Rohrleitung zwischen der Biegestelle und einer Spannstelle, an der die Rohrleitung fixiert ist, einer Drehbewegung um die Längs achse des ersten Abschnitts der Rohrleitung unterzogen wird, so daß eine Schwingungsbewegung eines zweiten verbleibenden Abschnittes der Rohrleitung gedämpft wird.

Dieses Verfahren ist anwendbar sowohl bei den eingangs be schriebenen Biegevorrichtungen mit zwei Biegetürmen, die auch Doppelkopf-Maschinen genannt werden, als auch bei so genannten Einkopf-Maschinen, die nur einen Biegeturm auf weisen.

Versuche der Anmelderin haben gezeigt, daß die bei dem Ver fahren nach dem Stand der Technik auftretende Schwingungs bewegung durch geeignete Drehbewegung des Biegewerkzeugs in seiner Biegestellung gedämpft werden kann. In welcher Weise die Drehbewegung des Biegewerkzeuges erfolgt, insbesondere in welcher Drehrichtung in welchem Drehwinkel, hängt von den Gegebenheiten ab, die von der bzw. den vorher vorgenommenen Biegungen bestimmt werden.

Der Biegevorgang selbst und die damit einhergehende Schwer punktsverlagerung des zweiten, verbleibenden Abschnittes der Rohrleitung sind ausschlaggebend für die Amplitude der Schwingungsbewegung. Die von dem Biegewerkzeug vorzunehmende Drehbewegung sollte somit eine Verminderung der Maximal auslenkung des zweiten, verbleibenden Abschnitts der Rohr leitung bewirken, wobei dies durch Drehen des Biegewerkzeugs in eine solche Lage bewirkt werden kann, daß sich die von der Umlenkrolle und der Biegerolle aufgespannte Ebene in Bezug auf ihre Lage im Raum in Richtung auf die Ebene be wegt, senkrecht zur Schwingungsebene des zweiten, verbleibenden Abschnitts der Rohrleitung.

Bevorzugt bewirkt die Drehbewegung ein Verdrehen der Rohr leitung um ihre Längsachse um bis zu 20°C. Der genannte Winkel entspricht Erfahrungswerten der Anmelderin für Rohr leitungen mit einem Durchmesser im Bereich von einigen mm. Kleinere Winkel sind möglich. Dies hängt letztlich von der Schwingungsamplitude des zweiten, verbleibenden Abschnitts der Rohrleitung ab.

Der Schritt zwischen den Schritten b) und c) wird bevorzugt nur dann durchgeführt, wenn der zweite, verbleibende Ab schnitt der Rohrleitung länger als 0,5 m ist, wobei der Durchmesser der Rohrleitung kleiner als 6 mm ist. Auch diese Angaben entsprechen Erfahrungswerten der Anmelderin, wobei es letztlich jedoch immer auf das Ausmaß der zu dämpfenden Schwingungsbewegung ankommt.

Es hat sich als günstig herausgestellt, daß der Winkel der Drehbewegung des ersten Abschnitts der Rohrleitung, die von dem Biegewerkzeug bewerkstelligt wird, an den mittleren Auslenkwinkel der Schwingungsbewegung des zweiten, verblei benden Abschnitts der Rohrleitung angepaßt ist. Der mittlere Auslenkwinkel der Schwingungsbewegung hat sich als günstiges Maß für die genannte Drehbewegung des ersten Abschnitts der Rohrleitung erwiesen.

Dabei kann der Winkel der Drehbewegung dem mittleren Aus lenkwinkel der Schwingungsbewegung des zweiten, verbleiben den Abschnitts der Rohrleitung im wesentlichen entsprechen, wodurch sich ein Überlappen der Ebene, die von der Biege rolle und der Umlenkrolle aufgespannt wird, mit der Ebene, senkrecht zur Schwingungsebene des zweiten Abschnittes der Rohrleitung oder aber eine Parallelstellung dieser Ebenen ergibt.

Der zwischen den Schritten b) und c) durchgeführte Verfah rensschritt bewirkt außerdem, daß die Rohrleitung insgesamt eine entspanntere Lage einnimmt. Denn die Drehbewegung des Biegewerkzeugs ordnet die aktuelle Biegestelle so an, wie sie aufgrund der Schwerpunktverhältnisse der Rohrleitung ohne Einwirkung des Biegewerkzeugs liegen würde.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielshalber anhand eines Vergleichs einer Ausführungsform nach dem Stand der Technik mit einer Ausführungsform nach der Erfindung anhand von Figuren noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a, 1b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer Vorrichtung, mit der eine Rohrleitung mit Biegungen versehen werden kann, in einer Verfahrstellung eines Biegewerkzeugs;

Fig. 2a, 2b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Vorrichtung nach den Fig. 1a, 1b in einer Biegestellung des Biegewerkzeugs;

Fig. 3a, 3b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Vorrichtung nach den Fig. 1a, 1b in der Verfahrstellung, wobei die Rohrleitung zuvor mit einer Biegung versehen worden ist;

Fig. 4a, 4b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Vorrichtung nach den Fig. 1a, 1b in einer Biegestellung des Biegewerkzeugs;

Fig. 5a, 5b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Vorrichtung nach den Fig. 1a, 1b, bei der das Biegewerkzeug um die Längsachse der Rohrleitung im Ausgangszustand gedreht ist und sich in der Biegestellung befindet; und

Fig. 6a, 6b jeweils eine Seitenansicht und eine Draufsicht der Vorrichtung der Fig. 1a, 1b, bei der das Biegewerkzeug wie in Fig. 5a, 5b gedreht ist, sich jedoch in der Verfahrstellung befin det.

Die Fig. 1a, 1b, 2a, 2b, 3a und 3b zeigen ein Verfahren nach dem Stand der Technik, wobei die anhand der Fig. 1a, 1b, 2a und 2b veranschaulichten Verfahrensschritte auch gemäß der Erfindung durchgeführt werden.

Die Fig. 1a zeigt die maßgeblichen Bauteile eines Biege werkzeugs, mit denen eine Biegung einer Rohrleitung 1 durch geführt wird, nämlich eine Biegerolle 2, die feststehend ist, und eine verschwenkbare Umlenkrolle 3. Sowohl die Bie gerolle als auch die Umlenkrolle weisen an ihrem Außenumfang umlaufende Nuten auf, die an den Durchmesser der Rohrleitung 1 angepaßt sind. Die Umlenkrolle 3 und die Biegerolle 2 liegen in einer gemeinsamen Ebene. Die Lage dieser Ebene im Raum kann mittels eines gesteuerten Getriebes für das Biege werkzeug um die Längsachse der Rohrleitung 1 im Ausgangs zustand verkippt werden. Die Biegerolle 2 und die Umlenk rolle 3 sind an einem Biegeturm (nicht dargestellt) gela gert. Der Biegeturm kann entlang der Rohrleitung 1 verfahren werden. Eine vorgesehene Steuerung (nicht dargestellt) ge stattet es außerdem, den Schwenkwinkel der Umlenkrolle 3 um die Biegerolle 2 vorherzubestimmen, so daß der Winkel einer Biegung festgelegt wird.

Während die Fig. 1a, 1b das Biegewerkzeug in einer Ver fahrstellung zeigen, bei der sowohl die Biegerolle 2 als auch die Umlenkrolle 3 in geringem Abstand zu der Rohrlei tung 1 angeordnet sind, ist in den Fig. 2a, 2b die Bie gestellung des Biegewerkzeugs bzw. der Biegerolle 2 und der Umlenkrolle 3 gezeigt, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel der Winkel der vorgenommenen Biegung etwa 90° be trägt. In der Biegestellung wird die Rohrleitung zwischen Biegerolle und Umlenkrolle 3 eingeklemmt.

Die Fig. 3a, 3b zeigen dieselbe Vorrichtung wie in den Fig. 1a, 1b, wobei die Rohrleitung 1 eine Lage einnimmt, die sich nach dem Zurückfahren der Umlenkrolle 3 in ihre Verfahrstellung ergibt. Durch Einnahme der Verfahrstellung ist die Rohrleitung 1 nicht länger eingeklemmt, so daß die Rohrleitung 1 aufgrund der Schwerpunktsänderung der Rohrlei tung 1 durch den Biegevorgang in die in Fig. 3a dargestell te Lage gelangt. Die Rohrleitung 1 wird somit beim Übergang zwischen Biegestellung und Verfahrstellung des Biegewerk zeugs freigegeben, so daß sich die im Stand der Technik nachteilige Schwingungsbewegung ergeben kann. Während ein erster Abschnitt 5 der Rohrleitung zwischen einer Spannein richtung 4 und dem Biegewerkzeug mit Biegerolle 2 und Um lenkrolle 3 hinsichtlich der Lage seines Schwerpunkts im Raum ungeändert bleibt, wird der Schwerpunkt eines zweiten Abschnitts 6 der Rohrleitung 1 im Raum verlagert. In der Fig. 3b sind die Umlenkrolle 3 und die Biegerolle 2 in zwei verschiedenen Positionen gezeigt. Die gestrichelte Darstel lung zeigt die Lage der Biegerolle 2 und der Umlenkrolle 3 in Verfahrstellung an der soeben bearbeiteten Biegestelle, während die durchgezogene Darstellung die Umlenkrolle 3 und die Biegerolle 2 ebenfalls in Verfahrstellung, jedoch von der letzten Biegestelle entfernt, zeigt.

Die bisher erläuterten Verfahrensschritte liegen auch bei einem Verfahren nach dem Stand der Technik vor. Die nunmehr erläuterten Fig. 4a, 4b, 5a, 5b und 6a, 6b veranschauli chen die Unterschiede des Verfahrens gemäß der Erfindung gegenüber dem Stand der Technik. Vom Verfahrensablauf her entsprechen die Fig. 4a, 4b den oben erläuterten Fig. 2a, 2b, wobei jedoch der nachfolgende Verfahrensablauf gegenüber dem bekannten Verfahren geändert ist.

Aus den Fig. 5a, 5b geht hervor, daß nach dem Biegevor gang, der anhand der Fig. 4a, 4b erläutert ist, das Bie gewerkzeug, insbesondere die Biegerolle 2 und die Umlenk rolle 3 in Biegestellung in der Ebene senkrecht zur Rohrlei tung im Ausgangszustand um einen Winkel gedreht ist. Selbst verständlich nimmt der zweite Abschnitt 6 der Rohrleitung 1 denselben Winkel ein. Dieser Winkel entspricht dem in Fig. 3a gezeigten Winkel des zweiten Abschnitts 6 der Rohrleitung 1, bei dem es sich um den Winkel der mittleren Auslenkung des zweiten Abschnitts 6 der Rohrleitung 1 bei seiner Schwingungsbewegung handelt.

Nachdem das Biegewerkzeug, wie anhand der Fig. 5a, 5b erläutert, gedreht worden ist, wird die Umlenkrolle 3 zurück in ihre Verfahrstellung geführt, und zwar unter Beibehaltung der gedrehten Lage des Biegewerkzeugs. Die Fig. 6a und 6b zeigen die Biegerolle 2 und Umlenkrolle 3 zurück in ihrer Verfahrstellung, wobei, ähnlich wie in den Fig. 3a, 3b die beiden Rollen 2, 3 sowohl an der gerade bearbeiteten Bie gestelle als auch beispielsweise beim Anfahren der nächsten Biegestelle gezeigt sind.

Die anhand der Fig. 5a, 5b, 6a und 6b erläuterten, zwei Verfahrensschritte haben zur Folge, daß die Rohrleitung 1 an der betreffenden Biegestelle so gedreht wird, wie es sich für die Rohrleitung 1 ohne Einwirkung des Biegewerkzeugs aufgrund der veränderten Schwerpunktslage des zweiten Ab schnitts 6 der Rohrleitung 1 ergeben würde. Die zwei Verfah rensschritte bewirken eine wirksame Abdämpfung der Schwin gung des zweiten Rohrleitungsabschnitts 6, so daß in einem weiteren Verfahrensschritt unter Beibehaltung der Lage des Biegewerkzeugs die nächste Biegestelle angefahren werden kann, wonach dann die nächste erforderliche Biegung der Rohrleitung 1 vorgenommen wird. Dies ist nunmehr in reprodu zierbarer Weise für mehrere, nacheinander das Verfahren durchlaufende Rohrleitungen möglich, da die Drehlagenunsi cherheit der Rohrleitung 1 an der nächsten Biegestelle, die sich durch die Schwingungsbewegung des zweiten Rohrleitungs abschnittes 6 nach dem Stand der Technik ergeben kann, wirk sam vermindert wird.

Claims

1. Verfahren, eine im Ausgangszustand gerade Rohrleitung (1) mit mindestens zwei Biegungen zu versehen, wobei zum Biegen der Rohrleitung (1) ein Biegewerkzeug mit einer feststehenden Biegerolle (2) und einer ver schwenkbaren Umlenkrolle (3) eingesetzt wird, zwischen denen die Rohrleitung (1) angeordnet ist, mit den für jede Biegestelle nacheinander durchzuführenden Schrit ten:

a) Verfahren eines Biegewerkzeuges in seiner Verfahr stellung entlang der Rohrleitung (1) zu einer vor gegebenen Biegestelle, die mit einer Biegung zu versehen ist,
b) Biegen der Rohrleitung (1) an der Biegestelle unter Einhaltung eines vorgegebenen Biegewinkels der Rohr leitung (1) für die Biegestelle und eines vorgegebe nen Winkels in der Ebene senkrecht zur Längsrichtung der Rohrleitung (1), wobei das Biegewerkzeug eine Biegestellung einnimmt, bei der die Rohrleitung (1) eingeklemmt ist,
c) Zurückführen des Biegewerkzeugs in die Verfahrstel lung,

dadurch gekennzeichnet, daß
zwischen den Schritten b) und c) mittels des Biegewerk zeuges ein erster Abschnitt (5) der Rohrleitung (1) zwischen der Biegestelle und einer Spannstelle, an der die Rohrleitung (1) fixiert ist, einer Drehbewegung um die Längsachse des ersten Abschnitts (5) der Rohrlei tung (1) unterzogen wird, so daß eine Schwingungsbewe gung eines zweiten verbleibenden Abschnittes (6) der Rohrleitung (1) gedämpft wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehbewegung ein Verdrehen der Rohrleitung (1) um ihre Längsachse um bis zu 20° bewirkt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt zwischen den Schritten b) und c) nur dann durchgeführt wird, wenn der zweite verbleibende Abschnitt (6) der Rohrleitung (1) länger als 0,5 m ist, wobei der Durchmesser der Rohrleitung (1) kleiner als 6 mm ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Drehbewegung des ersten Abschnitts (5) der Rohrleitung (1) an den mitt leren Auslenkwinkel der Schwingungsbewegung des zwei ten, verbleibenden Abschnitts (6) der Rohrleitung (1) angepaßt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Drehbewegung dem mittleren Auslenkwinkel der Schwingungsbewegung des zweiten, verbleibenden Abschnitts (6) der Rohrleitung (1) im wesentlichen entspricht.