DE102010018385B4

DE102010018385B4 - Device for bending pipes of large diameter around tight bending radii

Info

Publication number: DE102010018385B4
Application number: DE102010018385.7A
Authority: DE
Inventors: August-Wilhelm Schäfer
Original assignee: Aws Schafer Tech GmbH; Aws Schafer Technologie GmbH
Current assignee: Aws Schafer Tech GmbH; Aws Schafer Technologie GmbH
Priority date: 2010-04-26
Filing date: 2010-04-26
Publication date: 2017-05-04
Anticipated expiration: 2030-04-27
Also published as: DE102010018385A1

Abstract

Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser um enge Biegeradien, wobei – in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr (2) in axialer Richtung durch eine dieses Rohr (2) ringförmig umschließende, induktiv wirkende Erwärmungseinrichtung geführt wird, – das Rohr (2) an seinem zu biegenden Ende von einer Aufnahmevorrichtung (1) umschlossen wird, die mit einem Biegeschloss verbunden ist, – sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres (2) gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm (4) befindet, der um eine vertikale Drehachse (5) drehbar gelagert ist, – das Biegeschloss indirekt mit dem Biegearm (4) verbunden ist, – das Biegeschloss eine Kraftübertragungseinrichtung (3) zwischen der Aufnahmevorrichtung für Rohre (1) und dem Biegearm (4) aufweist,– die Kraftübertragungseinrichtung (3) mit dem Biegearm (4) in der Weise einstellbar verbunden ist, dass die Abstände zwischen der Mittelachse der Aufnahmevorrichtung für Rohre (1) und der vertikalen Drehachse (5) zwischen einem kleinsten und einem größten Abstand wählbar sind, wodurch ein Bereich zwischen einem größten und einem kleinsten Biegeradius (6) einstellbar ist, – die Kraftübertragungseinrichtung (3) die Biegekräfte auf der der Drehachse (5) abgewandten Seite der Aufnahmevorrichtung (1) aufnimmt und auf seiner Unterseite auf den Biegearm (4) einleitet, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftübertragungseinrichtung (3) als geschlossener Rahmen ausgebildet ist, an dessen Außenseite die Aufnahmevorrichtung für Rohre (1) befestigt ist.Device for bending pipes of large diameter around tight bending radii, wherein - in this device for bending a pipe (2) in the axial direction by an annularly enclosing this tube (2), inductively acting heating device is performed - the tube (2) at its is enclosed at the end to be bent by a receiving device (1), which is connected to a bending lock, - in which in the feed direction of the tube (2) located part of the device for bending at least one bending arm (4) which is about a vertical axis of rotation ( 5) is rotatably mounted, - the bending lock is indirectly connected to the bending arm (4), - the bending lock comprises a power transmission device (3) between the receiving device for pipes (1) and the bending arm (4), - the power transmission device (3) the bending arm (4) is adjustably connected in such a way that the distances between the central axis of the receiving device for pipes (1) and the vertical Rotational axis (5) between a minimum and a maximum distance are selectable, whereby an area between a maximum and a minimum bending radius (6) is adjustable, - the power transmission device (3) the bending forces on the axis of rotation (5) facing away from the receiving device ( 1) and on its underside on the bending arm (4) initiates, characterized in that the power transmission device (3) is designed as a closed frame, on the outside of the receiving device for pipes (1) is attached.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser um enge Biegeradien mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. The invention relates to a device for bending pipes of large diameter around tight bending radii with the features of the preamble of claim 1.

Bei den Rohren handelt es sich um dickwandige Stahlrohre mit Wanddicken von 3 bis zu 120 mm und mit großen Durchmessern von 200 bis 1660 mm und dabei Gewichten von mehreren Tonnen. Entsprechend groß und schwer sind auch die dazu entwickelten Rohrbiegemaschinen, mit denen sich üblicherweise Biegeradien von 1 bis 10 Metern realisieren lassen.The pipes are thick-walled steel pipes with wall thicknesses of 3 up to 120 mm and with large diameters of 200 to 1660 mm and weights of several tons. Correspondingly large and heavy are also the tube bending machines developed for this, with which bending radii of 1 to 10 meters can usually be realized.

Für jede Biegung muss das zu biegende Rohr dabei an seinem geraden Ende in einen Vorschubwagen eingespannt werden, während an dem zu biegenden Ende ein sogenanntes Biegeschloss befestigt wird. Zwischen Biegeschloss und Vorschubwagen befindet sich eine ringförmige Vorrichtung zum induktiven Erwärmen, üblicherweise auch als Induktionsring bezeichnet.For each bend, the tube to be bent must be clamped at its straight end in a feed carriage, while at the end to be bent a so-called flexure lock is attached. There is an annular device for inductive heating between flexure and feed carriage, commonly referred to as induction ring.

Problematisch ist auf derartigen Maschinen das Biegen von Rohren bei kleinen Biegeradien. Aufgrund der großen aufzunehmenden Kräfte werden Biegeschlösser oft sehr massiv konstruiert und nehmen viel Raum in Anspruch. Eine entsprechende Vorrichtung wird beispielsweise in der DE 10 2007 022 004 A beschrieben. Hierbei ist das Biegeschloss auf einem Biegearm montiert, wobei der Biegearm um eine vertikale Drehachse gedreht werden kann.The problem with such machines is the bending of pipes at small bending radii. Due to the large forces to be absorbed, buckles are often very massive and require a lot of space. A corresponding device is used for example in the DE 10 2007 022 004 A described. Here, the bending lock is mounted on a bending arm, wherein the bending arm can be rotated about a vertical axis of rotation.

Bei einer Biegung um beispielsweise 180 Grad ist der kleinste Biegeradius durch die Größe des Biegeschlosses begrenzt, wobei vor allem die Distanz zwischen der Rohrachse des ungebogenen Rohres und der Außenseite des Biegeschlosses, also des äußeren Rahmens, die größte Rolle spielt. Wird der Biegeradius zu eng gewählt, würde der äußere Rahmen des Biegeschlosses am Ende des Biegevorgangs an den ungebogenen Teil anstoßen. Da der äußere Rahmen aber die Übertragung der Biegekräfte vom Rohr zum Biegearm zu gewährleisten hat, sind der Verkleinerung des äußeren Rahmens konstruktive Grenzen gesetzt, die ihrerseits zur Limitierung der Biegeradien führen.At a bend of, for example, 180 degrees, the smallest bend radius is limited by the size of the bend lock, especially the distance between the tube axis of the unbent tube and the outside of the bend lock, so the outer frame plays the biggest role. If the bend radius is set too narrow, the outer frame of the bend lock would abut the unbent part at the end of the bending operation. However, since the outer frame has to ensure the transmission of bending forces from the pipe to the bending arm, the reduction of the outer frame constructive limits are set, which in turn lead to the limitation of the bending radii.

Aus der US 3,878,720 A ist eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren bekannt, die allerdings nur für kleine Durchmesser und insbesondere für kleine Wandstärken geeignet ist, da keine induktive Erwärmungsvorrichtung vorgesehen ist, durch welche überhaupt eine plastische Verformung eines Rohrs mit großer Wandstärke ermöglicht ist.From the US 3,878,720 A a device for bending pipes is known, which, however, is only suitable for small diameters and in particular for small wall thicknesses, since no inductive heating device is provided by which even a plastic deformation of a tube with a large wall thickness is possible.

Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, engere Biegeradien zu biegen, als dies mit einem üblichen Biegeschloss möglich ist.The object of the invention is therefore to provide an economical device which makes it possible to bend narrower bending radii than is possible with a conventional flexible lock.

Die Aufgabe wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.The object is achieved by a device for bending pipes with the features of claim 1.

Dabei nimmt die Kraftübertragungseinrichtung die Biegekräfte mittig auf, um eine möglichst Material sparende Konstruktion zu ermöglichen, die während des Biegevorgangs auch möglichst starr bleibt und sich nicht verwindet. Die Anordnung der Aufnahmevorrichtung für Rohre auf der Außenseite der Kraftübertragungseinrichtung ermöglicht, dass die Auskragung des Biegeschlosses insgesamt verringert werden kann.In this case, the power transmission device takes the bending forces in the middle to allow the most material-saving construction that remains as rigid as possible during the bending process and does not twist. The arrangement of the receiving device for pipes on the outside of the power transmission device allows the projection of the bending buckle can be reduced overall.

Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Kraftübertragungseinrichtung als geschlossener Rahmen ausgebildet ist, an dessen Außenseite die Aufnahmevorrichtung für Rohre befestigt ist. Durch die Ausgestaltung als geschlossenes Profil wird für die Kraftübertragungsvorrichtung eine hohe Verwindungssteifigkeit erreicht.According to the invention it is provided that the power transmission device is designed as a closed frame, on the outside of which the receiving device for pipes is attached. Due to the configuration as a closed profile, a high torsional stiffness is achieved for the power transmission device.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass innerhalb der Kraftübertragungseinrichtung eine weitere Aufnahmevorrichtung für Rohre angeordnet ist. Auf diese Weise lässt sich der Rahmen dazu nutzen, eine weitere Biegemöglichkeit auf dem Biegearm anzuordnen.In a further embodiment of the invention it is provided that within the power transmission device, a further receiving device for pipes is arranged. In this way, the frame can be used to arrange a further bending possibility on the bending arm.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die innerhalb der Kraftübertragungseinrichtung angeordnete Aufnahmevorrichtung für Rohre für größere Rohrdurchmesser als die seitlich der Kraftübertragungseinrichtung angeordnete Aufnahmevorrichtung für Rohre ausgelegt ist. Auf diese Weise lässt sich erreichen, dass sich die Vorrichtung zur Biegung enger Biegeradien auf Rohre kleiner Durchmesser reduzieren lässt. Eine derartige Vorrichtung kann so dimensioniert werden, dass große Rohre, für die relativ große Biegeradien erforderlich sind, von einer großen Aufnahmevorrichtung erfasst werden, die innerhalb des Rahmens in herkömmlicher Weise angeordnet ist, während kleine Rohre mit relativ engen Biegeradien von der außen angeordneten Aufnahmevorrichtung gebogen werden können. Je nach Anwendungsfall kann dann ohne Werkzeugwechsel zwischen großen Biegeradien für große Rohre und engen Biegeradien für kleine Rohre umgeschaltet werden.In a further embodiment of the invention, it is provided that the receiving device arranged inside the power transmission device is designed for pipes for pipe diameters larger than the receiving device for pipes arranged laterally of the power transmission device. In this way it can be achieved that the device for bending narrow bending radii can be reduced to small diameter tubes. Such a device may be dimensioned such that large tubes requiring relatively large bending radii are gripped by a large receiver disposed within the frame in a conventional manner, while small tubes of relatively tight bending radii are flexed by the externally located receiver can be. Depending on the application, it is then possible to switch between large bending radii for large pipes and tight bending radii for small pipes without changing tools.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die seitlich der Kraftübertragungseinrichtung angeordnete Aufnahmevorrichtung für Rohre keinen äußeren Rahmen aufweist. Mit dieser konstruktiven Variante können besonders enge Biegeradien realisiert werden.In a further embodiment of the invention it is provided that the side of the power transmission device arranged receiving device for pipes has no outer frame. With this constructive variant particularly tight bending radii can be realized.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die seitlich der Kraftübertragungseinrichtung angeordnete Aufnahmevorrichtung für Rohre lösbar befestigt ist. Auf diese Weise erhält man einen Biegeadapter, mit dem man auch Biegemaschinen herkömmlicher Bauart nachrüsten kann.In a further embodiment of the invention it is provided that the side of the power transmission device arranged receiving device for pipes is releasably secured. In this way, you get a bending adapter, with which you can also retrofit bending machines conventional design.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die seitlich der Kraftübertragungseinrichtung angeordnete Aufnahmevorrichtung für Rohre von der Mittelachse des zu biegenden Rohres aus nicht weiter als der doppelte kleinste Biegeradius abzüglich des doppelten Rohrdurchmessers über der zur Drehachse zeigenden Seite hinausragt.In a further embodiment of the invention it is provided that the side of the power transmission device arranged receiving device for pipes protrudes from the central axis of the pipe to be bent not more than twice the smallest bending radius minus twice the pipe diameter above the axis of rotation facing side.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Skizzen näher erläutert, welche jeweils eine Vorderansicht einer Aufnahmevorrichtung für Rohre zeigen:The invention is explained in more detail below with reference to the drawings, which each show a front view of a receiving device for pipes:

1 zeigt eine Prinzipansicht einer Aufnahmevorrichtung für Rohre; 1 shows a schematic view of a receiving device for pipes;

2 zeigt eine erfindungsgemäße Aufnahmevorrichtung; 2 shows a recording device according to the invention;

3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Aufnahmevorrichtung entsprechend Anspruch 2; 3 shows a further embodiment of a receiving device according to the invention according to claim 2;

4 zeigt eine weitere Ausführungsform einer Aufnahmevorrichtung entsprechend Anspruch 3. 4 shows a further embodiment of a receiving device according to claim 3.

5 zeigt eine Draufsicht auf die Ausführungsform entsprechend Anspruch 4. 5 shows a plan view of the embodiment according to claim 4.

1 zeigt eine einfache Aufnahmevorrichtung 1 für Rohre, in der ein zu biegendes Rohr 2 fest eingespannt wird. Die Übertragung der beim Biegen auftretenden Kräfte zwischen der Aufnahmevorrichtung 1 und dem Biegearm 4 erfolgt über die Kraftübertragungseinrichtung 3. Der Biegearm wird mittels einer nicht gezeigten mechanischen Drehvorrichtung um die Biegeachse 5 gedreht, wobei das eingespannte Rohr 2 im Biegeradius 6 gebogen wird. Sofern eine Biegung um 180 Grad erfolgen soll, begrenzt die Auskragung 7 den Biegeradius, da ein zu kleiner Biegeradius zu einem Anstoßen der Aufnahmevorrichtung 1 am nicht gebogenen Teil des Rohres 2 führen würde. Die Auskragung 7 darf nicht über die Biegeachse 5 hinausragen. Der kleinste mögliche Biegeradius 6 ergibt sich damit aus dem Rohrradius zuzüglich der Auskragung 7. 1 shows a simple recording device 1 for pipes in which a pipe to be bent 2 is firmly clamped. The transmission of forces occurring during bending between the receiving device 1 and the bending arm 4 via the power transmission device 3 , The bending arm is about the bending axis by means of a mechanical turning device, not shown 5 rotated, with the clamped tube 2 in the bend radius 6 is bent. If a bend is to be made by 180 degrees, the cantilever limits 7 the bending radius, because too small a bending radius to a bumping of the recording device 1 at the unbent part of the pipe 2 would lead. The cantilever 7 must not over the bending axis 5 protrude. The smallest possible bending radius 6 results from the pipe radius plus the projection 7 ,

2 zeigt die nach der Erfindung verbesserte Ausführungsform, bei der die Kraftübertragungseinrichtung 3 durch einen Rahmen gebildet wird, an dessen Außenseite die Aufnahmevorrichtung 1 befestigt wird. Diese Konstruktion ist besonders verwindungssteif und lässt eine Rohr-Spannvorrichtung für die Aufnahmevorrichtung 1 durch den Rahmen hindurch zu. 2 shows the improved embodiment of the invention, in which the power transmission device 3 is formed by a frame on the outside of the recording device 1 is attached. This construction is particularly torsionally rigid and leaves a tube tensioning device for the receiving device 1 through the frame.

3 zeigt eine erweiterte Ausführungsform, bei der innerhalb der Kraftübertragungseinrichtung 3 eine weitere Aufnahmevorrichtung 8 angeordnet ist. Diese weitere Aufnahmevorrichtung 8 kann nach dem üblichen Stand der Technik ausgeführt werden und eignet sich für größere Biegeradien 9. Auf diese Weise können auf derselben Biegemaschine sowohl enge als auch weite Biegeradien gebogen werden, ohne dass eine Umrüstung erforderlich wird. 3 shows an extended embodiment in which within the power transmission device 3 another recording device 8th is arranged. This further recording device 8th can be carried out according to the usual state of the art and is suitable for larger bending radii 9 , In this way, both narrow and wide bending radii can be bent on the same bending machine, without any need for retrofitting.

4 zeigt eine weiter optimierte Ausführungsform, die dem Umstand Rechnung trägt, dass enge Biegeradien vornehmlich für kleinere Rohrdurchmesser benötigt werden. Die Aufnahmevorrichtung 1 ist daher kleiner als die Aufnahmevorrichtung 8, wobei die Rahmenkonstruktion der Kraftübertragungseinrichtung 3 für die Aufnahmevorrichtung 8 anordnungsbedingt höhere Kräfte übertragen kann als für die Aufnahmevorrichtung 1, somit für die größeren Rohrdurchmesser der Aufnahmevorrichtung 8 keine Verstärkung der Kraftübertragungseinrichtung 3 erforderlich ist. Gegebenenfalls gilt dies analog für den Fall, dass die Aufnahmevorrichtung 1 an der Außenseite der Kraftübertragungseinrichtung 3 lösbar befestigt ist und einen Adapter bildet, der bedarfsweise montiert wird. 4 shows a further optimized embodiment, which takes into account the fact that tight bending radii are needed primarily for smaller pipe diameters. The cradle 1 is therefore smaller than the receiving device 8th wherein the frame construction of the power transmission device 3 for the cradle 8th due to the arrangement can transmit higher forces than for the recording device 1 , thus for the larger pipe diameter of the receiving device 8th no reinforcement of the power transmission device 3 is required. If appropriate, this applies analogously to the case where the receiving device 1 on the outside of the power transmission device 3 is releasably secured and forms an adapter that is mounted as needed.

5 zeigt eine Draufsicht auf die in 2 gezeigte Vorrichtung, an der von oben gesehen die beiden Stellungen der Aufnahmevorrichtung für eine 180-Grad-Biegung eines Rohres 2 gezeigt werden. 5 shows a plan view of the in 2 shown device, seen from above, the two positions of the receptacle for a 180-degree bend of a pipe 2 to be shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Aufnahmevorrichtung für Rohre Receiving device for pipes
22: Rohr pipe
33: Kraftübertragungseinrichtung Power transmission device
44: Biegearm bending arm
55: Biegeachse bending axis
66: Biegeradius bending radius
77: Auskragung projection
88th: weitere Aufnahmevorrichtung für Rohre further receiving device for pipes
99: Biegeradius bending radius

Claims

Apparatus for bending pipes of large diameter around tight bending radii, wherein - in this device for bending a pipe ( 2 ) in the axial direction through a pipe ( 2 ) is guided annularly enclosing, inductively acting heating device, - the pipe ( 2 ) at its end to be bent by a receiving device ( 1 ), which is connected to a bending lock, - in which in the feed direction of the tube ( 2 ) located part of the device for bending at least one bending arm ( 4 ) located about a vertical axis of rotation ( 5 ) is rotatably mounted, - the bending lock indirectly with the bending arm ( 4 ), - the flexure lock a power transmission device ( 3 ) between the pipe receiving device ( 1 ) and the bending arm ( 4 ), - the power transmission device ( 3 ) with the bending arm ( 4 ) is adjustably connected in such a way that the distances between the central axis of the receiving device for pipes ( 1 ) and the vertical axis of rotation ( 5 ) are selectable between a minimum and a maximum distance, whereby an area between a maximum and a minimum bending radius ( 6 ) is adjustable, - the power transmission device ( 3 ) the bending forces on the axis of rotation ( 5 ) facing away from the receiving device ( 1 ) and on its underside on the bending arm ( 4 ), characterized in that the power transmission device ( 3 ) is formed as a closed frame, on the outside of which the receiving device for pipes ( 1 ) is attached.

Apparatus according to claim 1, characterized in that within the power transmission device ( 3 ) a further receiving device for pipes ( 8th ) is arranged.

Apparatus according to claim 2, characterized in that within the power transmission device ( 3 ) arranged receiving device for pipes ( 8th ) for larger pipe diameters than the side of the power transmission device ( 3 ) arranged receiving device for pipes ( 1 ) is designed.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the side of the power transmission device ( 3 ) arranged receiving device for pipes ( 1 ) has no outer frame.

Device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the side of the power transmission device ( 3 ) arranged receiving device for pipes ( 1 ) is releasably attached.