DE102010020360A1

DE102010020360A1 - Biegemaschine für linke und rechte Biegungen

Info

Publication number: DE102010020360A1
Application number: DE102010020360A
Authority: DE
Inventors: August-Wilhelm Schäfer
Original assignee: Aws Schafer Technologie GmbH; AWS SCHAEFER TECHNOLOGIE GmbH
Current assignee: Aws Schafer Technologie GmbH; AWS SCHAEFER TECHNOLOGIE GmbH
Priority date: 2010-05-13
Filing date: 2010-05-13
Publication date: 2011-11-17
Anticipated expiration: 2030-05-14
Also published as: US20140007639A1; JP2013526408A; EP2569110B1; CN103037994A; EP2569110A1; DE102010020360B4; PL2569110T3; RU2012153758A; WO2011141015A1; BR112012029020A2; RU2560889C2; CA2798350A1

Abstract

Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser in unterschiedliche Biegerrichtungen, wobei in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr in axialer Richtung durch eine dieses Rohr ringförmig umschließende, induktiv wirkende Erwärmungseinrichtung geführt wird, das Rohr an seinem zu biegenden Ende von einem Biegeschloss festgehalten wird, sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm befindet, der um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist, das Biegeschloss indirekt mit dem Biegearm verbunden ist, das Biegeschloss eine Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Aufnahmevorrichtung für Rohre und dem Biegearm aufweist, die Kraftübertragungseinrichtung mit dem Biegearm in der Weise einstellbar verbunden ist, dass die Abstände zwischen der Mittelachse der Aufnahmevorrichtung für Rohre und der vertikalen Drehachse zwischen einem kleinsten und einem größten Abstand wählbar sind, wodurch ein Bereich zwischen einem größten und einem kleinsten Biegeradius einstellbar ist, die Vorrichtung mindestens ein weiteres Biegeschloss mit einem weiteren Biegearm, einer Aufnahmevorrichtung für Rohre und einer Kraftübertragungseinrichtung für Biegekräfte von der Aufnahmevorrichtung auf den weiteren Biegearm aufweist, wobei die Drehrichtung des weiteren Biegearms entgegengesetzt der Drehrichtung des ersten Biegearms ist, und jeder der beiden Biegearme parallel zueinander und perpendikular zur Vorschubrichtung der zu biegenden Röhre bewegbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen von Rohren in Rohrbiegemaschinen, in denen die zu biegenden Rohre an der Biegestelle induktiv erwärmt werden. Bei den Rohren handelt es sich hierbei um oft dickwandige Stahlrohre mit Wanddicken von 3 bis zu 120 mm und mit großen Durchmessern von 50 bis 1060 mm und dabei Gewichten von mehreren Tonnen. Entsprechend groß und schwer sind auch die dazu entwickelten Rohrbiegemaschinen, mit denen sich üblicherweise Biegeradien von 0,1 bis 10 Metern realisieren lassen.
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.
Aufgrund der wirkenden 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.
Oft müssen an Rohren mehrere Biegungen in verschiedene Richtungen nacheinander durchgeführt werden. Damit lassen sich komplizierte Krümmungen im Raum oder etwa S-förmige oder mäanderförmige Rohrgeometrien erreichen, die auf derartigen Rohrbiegemaschinen sehr präzise unter kontrollierten Bedingungen gefertigt werden können, und was am späteren Einsatzort oft nur unter Einsatz von Rohrformteilen und Schweißungen und unter Einschränkungen hinsichtlich der erreichbaren Präzision möglich wäre.
Bei Rohrbiegemaschinen nach dem herkömmlichen Stand der Technik sind solche Biegevorgänge teilweise nacheinander durchführbar, wenn die gewünschte Rohrgeometrie aber erfordert, dass sich aber die Biegerichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Biegevorgängen ändert, sind zwischen den Biegevorgängen sehr aufwändige Montagearbeiten erforderlich. Zu diesem Zweck muss nämlich jedesmal das komplette Biegeschloss zusammen mit dem Biegearm demontiert werden und auf der spiegelbildlich entgegengesetzten Rohrseite wieder neu montiert und ausgerichtet werden. Oder das zu biegende Rohr muss aus einer Linksbiegemaschine entnommen werden und einer weiteren Maschine, einer Rechtsbiegemaschine, zugeführt werden. Hierbei entstehen geometrische Ungenauigkeiten, die nur durch sehr großen Aufwand beseitigt werden können.
Da sowohl die zu biegenden Rohre als auch die Ausrüstungsteile des Biegeschlosses mit dem Biegearm sehr schwer sind, müssen großer Aufwand und große Vorsicht beim Betrieb der Hebezeuge getrieben werden, damit bei den Montagearbeiten keine Beschädigungen auftreten, und sich die Lage des zu biegenden Rohres nicht unkontroliert ändert. Derartige Montagearbeiten können sich über viele Stunden hinziehen und begrenzen den Durchsatz an Biegevorgängen der Rohrbiegemaschine.
Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche Methode zur Verfügung zu stellen, bei denen derartige Montagearbeiten auf ein Minimum reduziert werden können und somit eine deutliche Durchsatzerhöhung solcher Biegemaschinen im Einsatz bei Mehrfachbiegungen erreicht werden kann.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser in unterschiedliche Biegerichtungen, wobei

– in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr in axialer Richtung durch eine dieses Rohr ringförmig umschließende, induktiv wirkende Erwärmungseinrichtung geführt wird,
– das Rohr an seinem zu biegenden Ende von einem Biegeschloss festgehalten wird,
– sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm befindet, der um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist,
– das Biegeschloss indirekt mit dem Biegearm verbunden ist,
– das Biegeschloss eine Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Aufnahmevorrichtung für Rohre und dem Biegearm aufweist,
– die Kraftübertragungseinrichtung mit dem Biegearm in der Weise einstellbar verbunden ist, dass die Abstände zwischen der Mittelachse der Aufnahmevorrichtung für Rohre und der vertikalen Drehachse zwischen einem kleinsten und einem größten Abstand wählbar sind, wodurch ein Bereich zwischen einem größten und einem kleinsten Biegeradius einstellbar ist,
– die Vorrichtung mindestens ein weiteres Biegeschloss mit einem weiteren Biegearm, einer Aufnahmevorrichtung für Rohre und einer Kraftübertragungseinrichtung für Biegekräfte von der Aufnahmevorrichtung auf den weiteren Biegearm aufweist,
– wobei die Drehrichtung des weiteren Biegearms entgegengesetzt der Drehrichtung des ersten Biegearms ist, und
– jeder der beiden Biegearme parallel zueinander und perpendikular zur Vorschubrichtung der zu biegenden Rohre bewegbar ist.

Durch den Einsatz von 2 verfahrbaren Biegearmen mit Biegeschlössern kann erreicht werden, dass für Rechtsdrehungen und für Linksdrehungen der jeweilen vertikalen Drehachsen jeweils entweder das eine oder das andere Biegeschloss zum Einsatz kommen kann, während das jeweils nicht benötigte Biegeschloss aus dem Schwenkbereich herausgefahren wird. Die aufwändigen Montagearbeiten entfallen dadurch überwiegend, es ist nur noch der Wechsel des jeweiligen Rohraufnahmevorrichtung erforderlich beziehungsweise der Wechsel des jeweiligen Biegearms.
Die Erfindung löst diese Aufgabe auch durch ein auf die Vorrichtung abgestimmtes Verfahren zum Biegen von Rohren großer Durchmesser, indem

– das Rohr in einem ersten Biegeschloss eingespannt wird, das mit einem ersten Biegearm verbunden ist, der um eine erste Drehachse gedreht werden kann,
– während ein zweites Biegeschloss entgegen der Drehrichtung aus dem Schwenkbereich des Rohres in prependikularer Richtung zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres wegbewegt wird,
– dann unter Vorschub des Rohres ein erster Abschnitt des Rohres gebogen wird,
– unter Fixierung des Rohres das Rohr aus dem ersten Biegeschloss ausgespannt wird,
– das erste Biegeschloss aus dem Schwenkbereich des Rohres in prependikularer Richtung zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres wegbewegt wird,
– das zweite Biegeschloss in den Schwenkbereich des Rohres bewegt wird,
– das zu biegende Rohr in das zweite Biegeschloss eingespannt wird,
– dann unter Vorschub des Rohres ein zweiter Abschnitt des Rohres gebogen wird.

In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Rohrbewegungen zwischen den einzelnen Biegevorgängen durchgeführt. Hierbei können eine Drehung des Rohres um die Mittelachse des Rohres oder auch ein Längsvorschub des Rohres vorgenommen werden. Auf diese Weise können auch eine Vielzahl von Biegevorgängen nacheinander durchgeführt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der 1 bis 4e näher erläutert. 1 zeigt eine Isometrie einer Doppelbiegemaschine, 2 zeigt eine Draufsicht. 3 zeigt eine Vorderansicht. Die 4a bis 4e zeigen die einzelnen Vorgänge bei der Mehrfachbiegung eines Rohres in der Draufsicht.
Die 1 bis 3 zeigen eine derartige Doppelbiegemaschine 1 mit den beiden Biegearmen 2 und 3 und den Biegeschlössern 4 und 5. Das nicht gezeigte zu biegende Rohr wird auf dem Vorschubwagen 6 durch den Induktionsring 7 geschoben, wobei entweder das Biegeschloss 4 oder das Biegeschloss 5 das Rohr erfasst und um die Drehachse 8 oder die Drehachse 9 biegt.
4 zeigt den Vorgang einer S-förmigen Biegung eines Rohres 10.
4a ist der Ausgangszustand. Das Rohr 10 liegt im Vorschubwagen 6, sein vorderes Rohrende 11 ist durch den Induktionsring 7 hindurchgeschoben und wird vom Biegeschloss 5 festgehalten. Der Biegearm 3 ist daher so positioniert, dass der gewünschte Biegeradius 12 einstellbar ist und der Biegearm 2 ist aus dem Schwenkbereich herausgefahren.
4b zeigt das Ende des ersten Biegvorgangs, in diesem Fall einer 135-Grad-Biegung.
4c zeigt, dass das Biegeschloss 5 entfernt und der Biegearm 3 weggefahren wurde und ein Vorschub um die Länge 13 erfolgte.
4d zeigt, dass der Biegearm 2 so positioniert wurde, dass der Biegeradius 14 einstellbar ist, und dass das Biegeschloss 4 das Rohr 10 festhält. Der Biegearm 3 bleibt aus dem Schwenkbereich herausgefahren.
4e zeigt das Ergebnis des zweiten Biegevorgangs, in diesem Fall einer zur ersten Biegung genau gegenläufigen 135-Grad-Biegung.
Es ist hierbei klar, dass auch viele andere räumliche Biegevorgänge auf diese Weise durchgeführt werden können, ohne dass das Werkstück oder einer der Biegearme hierfür demontiert werden müssen, was gegenüber dem herkömmlichen Stand der Technik viel Rüstzeit einspart und somit den erreichbaren Umsatz der Maschine auf wirtschaftliche Weise erhöht.
Bezugszeichenliste

1: Doppelbiegemaschine
2: Biegearm A
3: Biegearm B
4: Biegeschloss A
5: Biegeschloss B
6: Vorschubwagen
7: Induktionsring
8: Drehachse A
9: Drehachse B
10: Rohr
11: vorderes Rohrende
12: Biegeradius A
13: Vorschublänge
14: Biegeradius B

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102007022004 A [0003]

Claims

Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser in unterschiedliche Biegerrichtungen, wobei – in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr in axialer Richtung durch eine dieses Rohr ringförmig umschließende, induktiv wirkende Erwärmungseinrichtung geführt wird, – das Rohr an seinem zu biegenden Ende von einem Biegeschloss festgehalten wird, – sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm befindet, der um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist, – das Biegeschloss indirekt mit dem Biegearm verbunden ist, – das Biegeschloss eine Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Aufnahmevorrichtung für Rohre und dem Biegearm aufweist, – die Kraftübertragungseinrichtung mit dem Biegearm in der Weise einstellbar verbunden ist, dass die Abstände zwischen der Mittelachse der Aufnahmevorrichtung für Rohre und der vertikalen Drehachse zwischen einem kleinsten und einem größten Abstand wählbar sind, wodurch ein Bereich zwischen einem größten und einem kleinsten Biegeradius einstellbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass – die Vorrichtung mindestens ein weiteres Biegeschloss mit einem weiteren Biegearm, einer Aufnahmevorrichtung für Rohre und einer Kraftübertragungseinrichtung für Biegekräfte von der Aufnahmevorrichtung auf den weiteren Biegearm aufweist, – wobei die Drehrichtung des weiteren Biegearms entgegengesetzt der Drehrichtung des ersten Biegearms ist, und – jeder der beiden Biegearme parallel zueinander und perpendikular zur Vorschubrichtung der zu biegenden Rohre bewegbar ist.
Verfahren zum Durchführen mehrerer Biegevorgänge von Rohren großer Durchmesser mittels einer Vorrichtung entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass – das Rohr in einem ersten Biegeschloss eingespannt wird, das mit einem ersten Biegearm verbunden ist, der um eine erste Drehachse gedreht werden kann, – während ein zweites Biegeschloss entgegen der Drehrichtung aus dem Schwenkbereich des Rohres in prependikularer Richtung zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres wegbewegt wird, – dann unter Vorschub des Rohres ein erster Abschnitt des Rohres gebogen wird, – unter Fixierung des Rohres das Rohr aus dem ersten Biegeschloss ausgespannt wird, – das erste Biegeschloss aus dem Schwenkbereich des Rohres in prependikularer Richtung zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres wegbewegt wird, – das zweite Biegeschloss in den Schwenkbereich des Rohres bewegt wird, – das zu biegende Rohr in das zweite Biegeschloss eingespannt wird, – dann unter Vorschub des Rohres ein zweiter Abschnitt des Rohres gebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Biegevorgängen eine Drehung des Rohres um die Mittelachse des Rohres durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Biegevorgängen ein Längsvorschub des Rohres in Richtung der Mittelachse des Rohres durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Biegevorgängen nacheinander vorgenommen wird.