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Die Erfindung betrifft eine Rohrbiegepresse zum Biegen von Blechen im Zuge der Herstellung von Rohren, mit zumindest einem Pressengestell, einem Oberholm und einem Unterholm und mit zumindest einem an dem Oberholm befestigten Oberwerkzeug und einem an dem Unterholm befestigten Unterwerkzeug, wobei der Oberholm oder der Unterholm als Laufholm ausgebildet und mit Krafterzeugungselementen, z. B. Zylinderkolbenanordnungen, beaufschlagt ist, und wobei Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug jeweils aus mehreren in Pressenlängsrichtung (d. h. Rohrlängsrichtung) hintereinander angeordneten Werkzeugsegmenten zusammengesetzt ist/sind.
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Eine gattungsgemäße Rohrbiegepresse ist z. B. aus der
DE 22 47 201 B bekannt: Sie weist ein Pressengestell aus mehreren Rahmen auf, die aus Platten bestehen und in einem bestimmten festen Abstand durch Bolzen und Zwischenstücke gehalten werden. Eine ähnliche Rohrbiegepresse wird in der
US 4 445 357 A beschrieben.
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Rohrbiegepresse meint im Rahmen der Erfindung insbesondere eine sogenannte O-Presse zum Pressen bzw. Formen von vorgeformten, im Querschnitt U-förmigen Blechen zu Rohren bzw. Schlitzrohren, wobei Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug als halbschalenförmige Werkzeuge ausgebildet sind.
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Rohre meint im Rahmen der Erfindung insbesondere Längsnahtrohre, bzw. längsnahtgeschweiß-te Röhre, welche aus (Metall-)Blechen in mehreren Stufen geformt und anschließend entlang einer Längsnaht zu dem Rohr verschweißt werden. Das übliche Herstellungsverfahren wird auch als U-O-Verfahren oder auch als C-U-O-Verfahren bezeichnet. C steht dabei für „crimping“, d. h. das Anbiegen des vorbereiteten Blechs an den Längsseiten. Anschließend wird das Blech in einer zweiten Umformstufe in einer U-Presse zu einer U-Form geformt. In der dritten Umformstufe wird das U-Profil in der O-Presse zu einem runden Rohr bzw. Schlitzrohr geformt. Anschließend kann dann nach ggf. weiteren Verarbeitungsschritten das Schweißen der Längsnaht von innen und/oder von außen folgen. Die vorliegende Erfindung betrifft besonders bevorzugt eine solche O-Presse.
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Mit solchen Pressen lassen sich insbesondere Großrohre, z. B. für die Pipeline-Herstellung, fertigen. Großrohre meint Rohre mit einem Durchmesser von mehr als 0,5 m, vorzugsweise mehr als 1 m. Die verwendeten Bleche weisen dabei in der Regel eine Dicke von z. B. mehr als 5 mm, vorzugsweise 5 mm bis 50 mm, auf. Eine solche Presse, z. B. O-Presse weist in der Praxis eine beträchtli-che Länge auf, um Rohre entsprechender Länge herstellen zu können. Um die Werkzeuge handhaben zu können, bestehen Oberwerkzeug und Unterwerkzeug in der Regel aus mehreren in Pressenlängsrichtung hintereinander angeordneten Werkzeugsegmenten, welche gemeinsam das Oberwerkzeug bzw. das Unterwerkzeug bilden.
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Insbesondere bei der Herstellung von Großrohren aus Blechen mit einer großen Stärke treten im Zuge des Pressens erhebliche Kräfte auf. Während des Pressvorgangs erfährt das Pressenwerkzeug insgesamt eine Längenausdehnung. Dieses führt dann zu einer Verschiebung der Segmente in Pressenlängsrichtung. Pressenlängsrichtung entspricht hier der Rohrlängsrichtung.
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In der Praxis wurde beobachtet, dass derartige Verschiebungen der Segmente und insbesondere Verschiebungen einzelner Segmente zueinander zu Problemen führen können, insbesondere wenn Fugen zwischen den Segmenten entstehen. Beim Auftreten solcher Fugen wird die Qualität der herzustellenden Rohre erheblich beeinträchtigt werden. - Hier setzt die Erfindung ein.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rohrbiegepresse zum Biegen von Blechen im Zuge der Herstellung von Rohren, insbesondere eine O-Presse zu schaffen, welche bei einfachem Aufbau und einfacher Funktionsweise die Herstellung einwandfreier Rohre ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung eine Rohrbiegepresse mit der Merkmalen des Anspruchs 1.
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Das aus mehreren einzelnen Werkzeugsegmenten zusammengesetzte Werkzeug (Oberwerkzeug und/oder Unterwerkzeug) wird folglich mittels einer Spannvorrichtung zusammengespannt. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Erlindungsgemaß weist eine solche Spannvorrichtung zum Zusammenspannen des Werkzeuges ein oder mehrere Zugmittel, nämlich Zugseile, und ein oder mehrere die Zugseile spannende Spannelemente auf. Die einzelnen Werkzeugsegmente werden folglich mittels in Pressenlängsrichtung verlaufenden Zugmitte, nämlich Zugseilen miteinander unter Bildung des Werkzeuges verspannt, wobei diese Zugmittel unter einer Vorspannung stehen. Diese Vorspannung wird mit Hilfe eines oder mehrerer Spannelemente erzeugt. Bei diesen Spannelementen kann es sich um hydraulische Spannelemente, z. B. Hydraulikzylinder handeln. Grundsätzlich sind auch andere Spannelemente denkbar.
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Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass die beobachteten Probleme bei der Längenausdehnung des Werkzeuges vermieden werden können, wenn die einzelnen Werkzeugsegmente unter Vorspannung zu dem jeweiligen Werkzeug verspannt sind. Die Längenausdehnung wird mit Hilfe dieser Spannvorrichtungen nicht unterbunden, sondern nach wie vor zugelassen. Die Spannvorrichtung mit den unter (elastischer) Vorspannung stehenden Zugmitteln gewährleistet jedoch, dass die Längenausdehnung nach dem Pressvorgang zurückgeht. Es wird gewährleistet, dass die Werkzeugsegmente während des gesamten Pressvorganges und auch vor und nach dem Pressvorgang stets einwandfrei aneinander anliegen, so dass insbesondere eine Fugenbildung zwischen den Werkzeugsegmenten vermieden wird.
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Es besteht die Möglichkeit, die Zugmittel direkt an den endseitigen Werkzeugsegmenten zu spannen. Optional schlägt die Erfindung vor, dass die Spannvorrichtung presseneingangsseitig und pressenausgangsseitig jeweils eine Spannbacke aufweist, welche auf das eingangsseitige erste Werkzeugsegment und das ausgangsseitige letzte Werkzeugsegment arbeitet, wobei die Zugmittel zwischen diesen Spannbacken gespannt sind. Im Zuge der Längenausdehnung des Werkzeuges während des Pressvorganges werden diese Spannbacken folglich entsprechend mit ausgelenkt und liegen durch die Vorspannung der Zugseite, z. B. Drahtseile, ständig am Werkzeug an.
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In einer möglichen Ausführungsform der Erfindung können die Zugmittel, Zugseile in Pressenlängsrichtung durch die Werkzeuge bzw. de-, ren Werkzeugsegmente hindurchgeführt sein, z. B. durch in Längsrichtungverlaufende Durchbrechungen. Endseitig sind die Zugseile dann entweder unmittelbar an den „letzten“ Werkzeugsegmenten oder an den Spannbacken fixiert, so dass durch Spannen der durch die Werkzeugsegmente hindurchgeführten Zugseile die einzelnen Segmente gegeneinander verspannt werden.
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Alternativ oder ergänzend besteht die Möglichkeit, die Zugmittel außerhalb der Werkzeuge bzw. Werkzeugsegmente an den Werkzeugen bzw. Werkzeugsegmenten vorbei zu führen. Bei dieser Ausführungsform können die Spannbacken als Spannhebel ausgebildet sein, welche jeweils endseitig an Oberholm und Unterholm angeschlossen sind, wobei auch diese Spannbacken bzw. Spannhebel dann endseitig gegen das Werkzeug und folglich gegen die endseitigen Werkzeugsegmente drücken. Die Zugelemente, Zugseile sind dann jedoch nicht durch die. Werkzeuge selbst hindurchgeführt, sondern sie verlaufen z. B. entlang des Laufholms bzw durch den Laufholm und folglich außerhalb der Werkzeuge bzw. Werkzeugsegmente. Wird eine solche Anordnung beispielsweise für das Oberwerkzeug im Bereich des Oberholms vorgesehen, so können die Spannhebel L-förmig ausgebildet sein und den Oberholm mit ihrem endseitigen L-Schenkel untergreifen, wobei der L-Schenkel dann auf die Werkzeuge arbeitet. Einzelheiten sind beispielhaft in den Figuren dargestellt.
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Mit einer solchen Presse werden bevorzugt Großrohre, z. B. für die Pipeline-Herstellung, gefertigt. Die Rohre weisen einen Durchmesser von mehr als 0,5 m, vorzugsweise mehr als 1 m, z. B. 1 m bis 2 m auf. Es werden Blechstärken von mehr als 5 mm, z. B. 5 mm bis 50 mm, vorzugsweise 6 mm bis 40 mm verwendet. Die Länge der Presse ist in der Regel größer als 5 m, vorzugsweise größer als 10 m, z. B. 10 m bis 20 m.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine Rohrbiegepresse in einer Seitenansicht,
- 2 einen Querschnitt durch den Gegenstand nach 1 (Ausschnitt),
- 3 einen Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 1 im Bereich von Oberwerkzeug und Unterwerkzeug und
- 4 einen anderen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gegenstand nach 1 im Bereich des Oberwerkzeuges.
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In den Figuren ist eine Rohrbiegepresse zum Biegen von Blechen im Zuge der Herstellung von Rohren dargestellt. Im Ausführungsbeispiel .handelt es sich um eine O-Presse zum Formen von vorgeformten und im Querschnitt U-förmigen Blechen zu Schlitzrohren, welche anschließend längsnahtgeschweißt werden. Solche längsnahtgeschweißten Rohre werden beispielsweise für Pipelines eingesetzt.
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Die Rohrbiegepresse weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau ein Pressengestell 1 auf, welches sich aus mehreren in Pressenlängsrichtung R hintereinander angeordneten Pressenrahmen 2 zusammensetzt. Ferner weist die Presse 1 einen Oberholm 3 und einen Unterholm 4 sowie ein am Oberholm 3 befestigtes Oberwerkzeug 5 und ein am Unterholm 4 befestigtes Unterwerkzeug 6 auf. Die dargestellte Presse ist als Oberkolbenpresse ausgebildet, d. h. der Oberholm 3 ist als Laufholm 3 ausgebildet, während der Unterholm 4 als Pressentisch 4 ausgebildet ist.
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Im Ausführungsbeispiel bestehen sowohl das Oberwerkzeug 5 als auch das Unterwerkzeug 6 je- weils aus einem an den jeweiligen Holm befestigten Basiswerkzeug 7, 8 und einer Einsatzschale. Diese Einsatzschalen (Oberschale und Unterschale), die lediglich angedeutet sind, lassen sich einfach austauschen, so dass die Presse an die Herstellung von Rohren unterschiedlichen Durchmessers angepasst werden kann. Diese Möglichkeit ist grundsätzlich bekannt.
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Ferner ist in 2 erkennbar, dass die Presse mit seitlichen Transporteinrichtungen 9 ausgerüstet ist, welche mit Reibäntrieben versehen sind, um das Blech bzw. Rohr in die Presse einzuführen und aus der Presse ausführen zu können. Ferner sind Transportrollen erkennbar, die in 2 „zugleich“ in zwei verschiedenen Positionen dargestellt sind.
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Die Presse ist im Übrigen selbstverständlich mit Krafterzeugungselementen zum Aufbringen der Presskraft ausgerüstet. Diese Krafterzeugungselemente 10 sind im Ausführungsbeispiel als hydraulische Zylinderkolbenanordnungen ausgebildet. Gemäß 1 sind im Ausführungsbeispiel acht Zylinderkolbenanordnungen 10 hintereinander angeordnet, die auf den Oberholm 3 arbeiten.
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Da es sich bei der im Ausführungsbeispiel dargestellten Presse um eine O-Presse handelt, mit der vorgeformte U-Profile zu einem runden Rohr gepresst werden, sind Oberwerkzeug 5 und Unterwerkzeug 6 bzw. deren Schalen als halbschalenförmige Werkzeuge bzw. Schalen ausgebildet.
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1 zeigt dabei die geöffnete Presse ohne Werkzeuge in der Seitenansicht. 2 zeigt den unteren Teil der Presse mit Werkzeugen. Das vorgeformte Werkstück ist ebenfalls angedeutet. Es handelt sich um ein U-förmig vorgeformtes Blech, das anschließend zu dem Rohr geformt wird. 3 zeigt einen kompletten Werkzeugsatz bestehend aus Oberwerkzeug 5 und Unterwerkzeug 6 (ohne Presse). Es ist erkennbar, dass das Unterwerkzeug 6 auf einem Werkzeugwechselwagen 11 angeordnet ist.
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In 3 ist erkennbar, dass sowohl das Oberwerkzeug 5 als auch das Unterwerkzeug 6 jeweils aus mehreren in Pressenlängsrichtung R hintereinander angeordneten Werkzeugsegmenten 12 zusammengesetzt sind. Die einzelnen Werkzeugsegmente 12 sind mit jeweils einer Spann vorrichtung 13 miteinander verspannt. Es handelt sich folglich um eine Längsspannvorrichtung 13.
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Die Längsspannvorrichtungen 13 für das Oberwerkzeug 5 einerseits und das Unterwerkzeug 6 andererseits weisen jeweils ein oder mehrere Zugmittel 14 auf, welche als Zugseile, z. B. Drahtseile, ausgebildet sind. Ferner weisen die Spannvorrichtungen 13 ein oder mehrere Spannelemente 15 auf, mit denen die Zugseile 14 gespannt und vorzugsweise vorgespannt werden.
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Die Spannvorrichtung 13 ist im Ausführungsbeispiel für das Oberwerkzeug 5 einerseits und das Unterwerkzeug 6 andererseits unterschiedlich ausgebildet.
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Aufbau und Funktionsweise der Spannvorrichtung 13 für das Unterwerkzeug 6 ergibt sich aus 3. Bei dem Unterwerkzeug 6 sind die Zugseile in Pressenlängsrichtung R durch die Werkzeugsegmente 12 des Unterwerkzeug 6 hindurchgeführt, und zwar durch Bohrungen, welche in Längsrichtung durch die Werkzeugsegmente 12 verlaufen. Im Ausführungsbeispiel setzt sich das Unterwerkzeug 6 aus Basiswerkzeug 8 und Einsatzschale zusammen. Einzelheiten sind nicht dargestellt. Die Bohrungen sind im Bereich des Basiswerkzeuges 8 eingebracht. Es handelt sich gleichsam um eine direkte Vorspannung der einzelnen Werkzeugsegmente 12 des Unterwerkzeugs 6. Die gewünschte Vorspannung wird mittels angedeuteter Spannelemente 15 aufgebaut, z. B. Hydraulikzylinder mit Hohlkolben, die bei Bedarf eingesetzt werden. Wenn die Vorspannung ausreichend hoch ist, werden nicht im Einzelnen dargestellte Stellmuttern betätigt, die die Vorspannung rein mechanisch aufrechterhalten. Das Unterwerkzeug 6 zeichnet sich folglich im Ausführungsbeispiel durch eine sehr einfache Verspannung aus. Bei dieser Ausführungsform ist es jedoch erforderlich, die Spannvorrichtung 13 insgesamt zu lösen und insbesondere die Zugseile 14 zu entfernen, um ein einzelnes Werkzeugsegment 12 auszutauschen.
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Bei der Spannvorrichtung 13 für das Oberwerkzeug 5 bzw. deren Basiswerkzeug 7 ist eine andere Ausführungsform vorgesehen. Dazu wird insbesondere auf 4 verwiesen. Flg. 4 zeigt ausschnittsweise den Oberholm 3 mit daran befestigtem Oberwerkzeug 5, welches wiederum aus mehreren Werkzeugsegmenten 12 zusammengesetzt ist, die jedoch in der 4 nicht im Einzelnen dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform sind die Zugseile 14 nun nicht durch die Werkzeuge bzw. Werkzeugsegmente hindurchgeführt, sondern die Zugseile 14 sind außerhalb der Werkzeugsegmente 12 an dem Werkzeug vorbeigeführt. Dazu sind im Ausführungsbeispiel Spannbacken bzw. Spännhebel 16 vorgesehen, welche eingangsseitig und ausgangsseitig am jeweiligen Holm, z. B. Oberholm 3 befestigt sind. Diese Spannhebel 16 sind im Ausführungsbeispiel L-förmig ausgebildet, so dass die unteren L-Schenkel dieser Spannhebel 16 eingangsseitig und ausgangsseitig auf das Werkzeug 5 drücken, nämlich einerseits auf das einlaufseitige erste Werkzeugsegment und andererseits auf das auslaufseitige letzte Werkzeugsegment. Der eingangsseitige Spannhebel 16 arbeitet lediglich passiv, er fixiert insbesondere das dargestellte Zugseil 14. Im Bereich des auslaufseitigen Spannhebels 16 ist nun das Spannelement 15 angeordnet, welcher im Ausführungsbeispiel als Hydraulikzylinder 15 ausgebildet ist. Dazu ist der auslaufseitige Spannhebel (im Bereich seines unteren L-Schenkels), welche. auf das Werkzeugsegment 12 arbeitet, mit einer schrägen bzw. keilförmigen Führungsfläche 18 versehen, an welcher ein Keil 19 verschiebbar geführt ist. Dieser verschiebbar geführte Keil 19 ist nun mit dem Hydraulikzylinder 15 beaufschlagt. Zum Spannen der Zugseile 14 wird der Hydraulikzylinder 15 betätigt und entlang der Führung 18 nach unten verschoben. Durch das Zusammenwirken der schrägen Führung 18 mit dem Keil 19 verschiebt sich der Keil in Richtung zu dem Werkzeugsegment, so dass das Zugseil 14 gespannt wird. Alternativ oder ergänzend kann aber auch beim Oberholm 3 mit einem separat aufsetzbaren Spannelement, z. B. Hydraulikzylinder, gearbeitet werden, ähnlich wie es für den Unterholm dargestellt ist. Auch dann können die Keile mit dem dargestellten Zylinder 15 jedoch sinnvoll sein, z. B. um für einen Werkzeugwechsel die vorgespannten Seile 14 zu entspannen und anschließend wieder zu spannen.
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Vorteilhaft bei dieser Ausführungsform, bei der die Zugseile 14 außerhalb derWerkzeuge 5, 6 geführt sind, ist die Tatsache, dass die einzelnen Segmente 12 ausgebaut werden können, ohne dass die gesamte Spannvorrichtung demontiert werden muss. Da keine Bohrungen in den Werkzeugsegmenten vorgesehen sein müssen, können vorhandene Werkzeuge weiterverwendet werden, ohne dass aufwändige Umbauarbeiten erforderlich sind.
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Insgesamt besteht mit der dargestellten Ausführungsform die Möglichkeit, die einzelnen Werkzeugsegmente 12 mit Hilfe der Spannvorrichtungen 13 gegeneinander zu verspannen. Die Drahtseile 14 sind mit einer Vorspannung beaufschlagt. Während des Pressvorgangs erfährt das Werkzeug nun eine Längenausdehnung. Die Spannvorrichtungen 13 gewährleisten, dass auch bei einer solchen Längenausdehnung die einzelnen Werkzeugsegmente 12 stets fest aneinander anliegen. Die Spannhebel 16 werden beim Oberwerkzeug mit ausgelenkt und liegen durch die Vorspannung der Drahtseile 14 ständig am Werkzeug an. Nach dem Pressvorgang geht die Längenausdehnung zurück. Durch die vorgespannten Drahtseile 14 werden die Spannhebel 16 wieder zusammengezogen.
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Mit Hilfe der dargestellten Keilanordnung lässt sich im Übrigen der Werkzeugwechsel vereinfachen. Denn beim Werkzeugwechsel kann der Keil über den Hydraulikzylinder 15 verstellt werden. Dadurch entsteht ein Spalt zwischen Hebel und Werkzeug.
