DE1452510C - Verfahren und Vorrichtung zur Her stellung von Rippenrohrschlangen - Google Patents

Description

Rohrbogenbereiche gleichzeitig in an sich bekannter Weise geglüht werden und daß das Biegen mit einem Radius erfolgt, bei dem sich die Rippen benachbarter Rohrlängen nach beendetem Biegen berühren, wie an sich bereits bekannt.

Beim Vorgehen einer anderen Gattung (USA.-Patentschrift 1984 938) sind ein Glühvorgang und das Biegen bis zur Berührung der gegenüberliegenden Rippen zwar bekannt, jedoch wird dort das ganze Rohr, also auch mit den gerippten Bereichen, geglüht, wodurch der Festigkeitsabfall zu groß und eine Weiterverarbeitung unmöglich werden, und außerdem handelt es sich dort um ein Rohr mit aufgesetzten Querrippen aus einzelnen Blechen, so daß von vornherein die Möglichkeit gegeben ist, die Rohrbogenbereiche von eine enge Biegung verhindernden Rippen freizulassen. Bei einem Rohr der Gattung dagegen, bei dem die Rippen im durchlaufenden Querwalzvorgang erzeugt werden, ist dies nicht ohne weiteres möglich.

Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf eine Vorrichtung zum Durchführen des Biegens der Rippenrohre mit einem Tisch zur Aufnahme der Rohrschlange, Biegebacken für das Rohr an einer Drehscheibe, die auf einer Welle angeordnet ist, und mit einer Nachschiebeeinrichtung in unmittelbarer Nähe der Biegestelle.

Bei dieser bekannten Vorrichtung (deutsche Zeitschrift »Energie«, 1964, Nr. 9, S. 367 und 368) erfolgt das Nachschieben mittels hydraulisch betätigter Einrichtungen, die aber störanfällig sein können.

Im Rahmen der vorstehend angegebenen Aufgabe liegt es daher, die bekannte Vorrichtung so auszubilden, daß das Nachschieben in wirtschaftlicher Weise,, also ohne eine Störanfälligkeit der Einrichtungen, er-folgen kann, wobei außerdem die große Empfindlichkeit weicher Materialien berücksichtigt werden soll.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird daher erfindungsgemäß vorgeschlagen, ein auf der Welle befestigtes Ritzel und zwei mit diesen kämmenden Zahnstangen sowie je eine mit den Biegebacken fest verbundene, in einem Durchbruch der Drehscheibe versenkbare Ausgleichsreibungskupplung, bestehend aus einer T-Leiste, einem Block, einem Spannteil sowie einem Bremsbelag vorzusehen.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Biegewelle vorzugsweise durch einen hydraulisch betätigten Führungskeil unterhalb der Drehscheibenebene zurückziehbar und mittels eines Antriebes in die O-Stellung zurückdrehbar sowie stirnseitig mit einer ein Spannbackenunterteil aufnehmenden Auflage versehen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist die Drehscheibe mit ihrer Achse zur Horizontalen geneigt und über einen getrennten Antrieb synchron mit der Biegewelle aus der O-Stellung jeweils um 180° in beide Drehrichtungen drehbar. μ,ρ.,.

Erfindungsgemäß ist das Spannbackermnterteil in der Auflage tangential zum Biegeradius in einem Winkel von 90° zur Rohrachse verschiebbar befestigt.

^; In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß sowohl das Spannbackenunterteil als auch die Biegebacken mit gewindeförmigen Halbschalen versehen sind.

Gemäß der Erfindung sind die Biegebacken wechselseitig von einem Rippenrohr abschwenkbar angeordnet.

Die Erfindung wird nachstehend an mehreren in Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt eines Rippenrohres während des Walzvorganges,

F i g. 2 ein Rippenrohr während des Fräsvorganges,

F i g. 3 eine Biegestelle eines Rippenrohres während des Fräsvorganges,

xo F i g. 4 die Schnittdarstellung A-A eines Rippenrohres mit Abflachung nach F i g. 9,

F i g. 5 einen Rohrbogen eines Rippenrohres in halbgeschnittener Darstellung,
-F i g. 6 die Vorrichtung in Schnittdarstellung,

F i g. 7 die Vorderansicht der Vorrichtung,

F i g. 8 eine vergrößerte Darstellung einer gewindeförmigen Halbschale,

F i g. 9 und 10 die Nachschiebeeinrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 11 die Einstelleinrichtung zur Regulierung der Nachschiebekraft der Biegebacken,

Fig. 12 eine Draufsicht auf die Nachschiebeeinrichtung.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird, wie in F i g. 1 dargestellt, das glatte Rohr 1 auf einer Rippenrohrwalzmaschine quergewalzt. An den vorausbestimmten Rohrabschnitten 26 werden im Durchlauf der gesamten Rohrlänge, die Walzensätze 2 um den Hub 13 vom Rohrzentrum weiter entfernt, wodurch an diesen Stellen der Grundrohraußendurchmesser 15 auf den Grundrohraußendurchmesser 14 vergrößert wird. Die mit dem Rippenaußendurchmesser 20 gewalzten Rohrabschnitte bilden im Rippenrohrregister die geraden Rohrabschnitte, an denen keine Biegungen durchgeführt werden. Nach F i g. 1 ist die verringerte Rippenhöhe 17 um etwa 20 % niedriger als die Rippenhöhe 16, während die Rohrwanddicke 19 um den Hub 13 der Walzensätze 2 und um die Wellentiefe 23 stärker ist als die Wandstärke im Rohrabschnitt mit dem Rippenaußendurchmesser 20. Die größere Wandstärke in Verbindung mit einer annähernd glatt verlaufenden Rohrinnenwand am Grundrohrinnendurchmesser 18 ermöglicht das Biegen von mittleren Biegeradien 27, die kleiner sind als der Grundrohraußendurchmesser 14. In F i g. 5 ist ein solcher Röhrbogen dargestellt. Nach diesem Verfahren können beliebig lange Rohre quergewalzt und während des Durchlaufes eines Rohres die erforderliche Anzahl solcher Rohrwandstärkenverdickungen angebracht werden, die in genau vorausbestimmten Abständen durch einen Steuervorgang der Walzensätze 2 an der Rippenrohrwalzmaschine ausgelöst werden. Im Anschluß an den Walzvorgang wird an den mit Rippen versehenen, vorzugsweise durch einen spanabhebenden Arbeitsgang, gleichzeitig wechselseitig an allen Rohrabschnitten 25, wie in Fig. 2 und 3 dargestellt, die Rippe entfernt. Nach einem diesem Arbeitsgang folgenden Glühprozeß wird das Rohr auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung gebogen. In F i g. 4 ist gezeigt, daß der Grundrohraußendurchmesser 14 des Rippenrohres geringfügig abgeflacht wird. Durch die-* Abflachung werden die Stauchkräfte während des Biegevorganges im Rohrbogen verringert, da die Verdickung der Rohrwand während des Biegevorganges an den Biegestellen leichter vor sich geht. Nach diesem Verfahren können auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung Biegeradien in einem Biegeverhältnis mittlerer Biege-

radius 27 zu Grundrohraußendurchmesser 14 kleiner als 1:1 gebogen werden, so daß Rippenrohrregister gebildet werden können, bei denen die Rohrabstände 21 dem Rippenaußendurchmesser 20 entsprechen.

Die Vorrichtung zur Durchführung der erfindungsgemäßen Verfahren besteht im wesentlichen aus einer Nachschiebeeinrichtung, einer Biegewelle mit Rückholeinrichtung, dem Antriebsmechanismus sowie aus einer Drehscheibe mit Spanneinrichtung.

Die Nachschiebeeinrichtung ist im Zentrum der Drehscheibe 30 in einem Durchbruch 65 angeordnet. Die zugehörigen Biegebacken 64 sind wechselseitig versenkbar und von dem Rippenrohr 62 abklappbar. In der Darstellung nach Fig. 6 befindet sich die obere Biegebacke 64 in Funktion, während die darunterliegende Biegebacke 64 zurückgeklappt und unter der Drehscheibenebene versenkt ist. Wie F i g. 8 zeigt, sind die Biegebacken 64 und das Spannbackenunterteil 42 mit gewindeförmigen Halbschalen 60 versehen, die mit Toleranz zwischen die gewindeförmig aufgewalzten Rippen hineinpassen. Die Nachschiebekraft wird, wie aus F i g. 9 und 10 ersichtlich ist, durch die Differenz zwischen dem Teilkreishalbmesser der Ritzelverzahnung 46 und dem mittleren Biegeradius 33 sowie durch die daraus resultierende Differenz zwischen dem Hub 38 der Zahnstangen 44, 45 und der mittleren Bogenlänge am Rohrbogen 32 erzeugt.

Eine mit den Biegebacken 64 fest verbundene Ausgleichsreibungskupplung überträgt die auf die entsprechende Rohrabmessung einstellbare Nachschiebekraft auf das Rippenrohr 62. Die Biegebakken 64 sind, wie Fig. 11 zeigt, an T-förmige Leisten 63 fest angeschraubt. Diese Leisten gleiten in einer mit Bremsbelag ausgestatteten' ^:T-Nut 59, die in einem Block 57 eingearbeitet ist und mit einem Spannteil 56 versehen, die Ausgleichsreibungskupplung bilden. Das Spannteil 56 wird über zwei Spannschrauben 55 durch einen Exzenter 54 angezogen. Der Anzugsdruck wird durch die Mutter 53 auf die erforderliche Nachschiebekraft eingestellt. Die Biegewelle 31 führt beim Biegen eines Rohrbogens die gleiche Drehbewegung aus wie die Drehscheibe 30 und wird nach ■Beendigung des Biegevorganges in die Nullstellung zurückgedreht. Die Biegewelle 31 trägt an ihrer Stirnseite eine geteilte Biegerolle 28 und eine Auflage 41 für das der Rippenform entsprechende Spannbakkenunterteil 42. Im Bereich der Biegebacken ist die Biegewelle 31 mit einer Ritzelverzahnung 46 versehen, die mit den Zahnstangen 44, 45 im Eingriff steht, welche den Hub 50 der Biegebacken 64 bewirken.

Am hinteren Ende der Biegewelle 31 ist eine Rückholeinrichtung angebracht. Die Rückholeinrichtung besteht aus einem Arbeitszylinder 48, der mit einem Führungskeil 49 verbunden ist. Durch eine Abwärtsbewegung des Führungskeiles 49 wird die Biegewelle 31 um die¹ Strecke 52, wie in F i g. 6 dargestellt, zurückgezogen, bis die geteilte Biegerolle 28 unterhalb der Ebene der Drehscheibe 30 liegt. Durch den Antriebsmechanismus wird, wie aus F i g. 6 ersichtlich, eine in gleicher Drehrichtung und synchron verlaufende Verdrehung der Drehscheibe 30 und der Biegewelle 31 beim Biegevorgang erreicht. Die Drehbewegung der Drehscheibe 30 und der Biegewelle 31 erfolgt vorzugsweise durch einen hydraulisch-mechanischen Antrieb. Die Drehscheibe 30 entspricht in ihrem Halbmesser der größten zu biegenden Rohrschiangenlänge. Im Zentrum der Drehscheibe 30 ist ein Durchbruch 65 eingearbeitet, aus dem die Biegewelle mit dem Spannbackenunterteil 42 hervorragt. Die Arbeitsweise der Vorrichtung hat den Vorteil, daß die Rohrschlange ohne zu wenden gebogen werden kann, da dieses Problem mit der Zunahme der Anzahl der Biegestellen immer schwieriger wird.
Das Biegen einer Rohrschlange findet wie folgt

ίο statt: Ein gerades Rippenrohr 62 wird an der ersten Biegestelle oberhalb der geteilten Biegerolle 28 aufgelegt. Danach wird das Pinol 58 mit dem Spannbakkenoberteil 43 vorgeschoben, die geteilte Biegerolle 28 geschlossen, und das Rippenteil des Spannbakkenober- und Unterteiles 42, 42 gespannt. Die Biege-" backe 64 wird mittels Handhebel 51 aus der Versenkung herausgezogen und durch Verdrehen des Handhebels 51 an das freie Ende des Rippenrohres 62 herangeklappt, wobei die Gewindegänge 29 der gewindeförmigen Halbschale 60 der Biegebacke 64 zwischen die Rippen 40 des Rohres 62 eingeführt werden und auf den Grundrohraußendurchmesser 15 drücken. Durch weiteres Verdrehen des Handhebels 51 wird über dem Exzenter 54 das Spannteil 56 fest auf die T-förmige Leiste 63 gepreßt. Die Größe der Druckkraft wird durch die Muttern 53 so eingestellt, daß die Nachschiebekraft auf die erforderliche Stauchung am Rohrbogen 32 abgestimmt ist. Die untere Biegebacke 64 ist dabei unterhalb der Tischebene versenkt, so daß die Auflage 41 mit dem darauf befestigten Rohrende frei bewegbar ist. Durch den Arbeitszylinder 35 wird die Zahnstange 36 nach unten gezogen, wodurch die Drehscheibe 30 und die Biegewelle 31 so weit verdreht werden, bis der Rohrschenkel an dem freien Ende des Rippenrohres 62 anschlägt. Nachdem der erste Bogen hergestellt ist, wird das Pinol 58 mit dem Spannbackenoberteil 43 und der geteilten Biegerolle 28 gelöst und zurückgezogen. Nach diesem Arbeitsgang wird die Biegebacke 64 mittels Handhebel 51 von dem Rohr abgeklappt und in die Versenkung zurückgeschoben. Durch den Arbeitszylinder 48 wird der Führungskeil 49 nach unten gezogen, wodurch die Biegewelle 31 um die Strecke 52 zurückgezogen wird. Dabei kommt das Ritzel 37 der Biegewelle 31 zum Eingriff in die Zahnstange 34 und das Zahnrad 47 wird von dem Getriebe getrennt. Die Biegewelle 31 wird dabei in die Nullstellung zurückgedreht. Die Drehscheibenebene ist durch keine herausragenden Teile gesperrt, so daß sich das Rippenrohr 62 bis zur nächsten Biegestelle ungehindert verschieben läßt. Die Biegewelle 31 wird durch die Betätigung des Arbeitszylinders 48 wieder nach vorn geschoben, so daß die geteilte Biegerolle 28 und das Spannbackenunterteil 42 wieder aus der Drehscheibe 30 herausragen. Das Spannbackenunterteil 42 wird auf einer Auflage 41 nach unten verschoben, und das zu biegende Rohrstück in die gewindeförmige Halbschale.60j:eiägedrückt. Jetzt liegt das Rohr mit seiner Biegestelle unterhalb der geteilten Biegerolle 28. Die geteilte Biegerolle 28 wird durch das Verschieben des Pinols 58 wieder geschlossen, wie bei dem ersten bereits beschriebenen Biegevorgang. Mittels Spannelemente 61 wird die Rohrschlange auf der Drehscheibe 30 befestigt. Die Zahnstange 36 wird nun durch den Arbeitszylinder 35 nach oben gedrückt, so daß die Drehscheibe 30 und die Biegewelle 31 verdreht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 durch gekennzeichnet, daß die Biegebacken (64) wechselseitig von einem Rippenrohr (62) ab-Patentanspruche: schwenkbar angeordnet sind.

1. Verfahren zum Herstellen von Rippenrohr- 5
schlangen, bei dem die Rippen an einem Rohr

großer Länge durch Querwalzen erzeugt werden,

wobei in den Bereichen der späteren Rohrbogen
die Rippenhöhe geringer und damit die Wandstärke dicker als in den später geraden Rohrlän- io

gen gehalten werden, anschließend in den Bogen- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstelbereichen Rippenmaterial spanabhebend entfernt len von Rippenrohrschlangen, bei dem die Rippen an und danach das Rippenrohr zur Rohrschlange einem Rohr großer Länge durch Querwalzen erzeugt gebogen wird, dadurch gekennzeich- werden, wobei in den Bereichen der späteren Rohrnet, daß das Querwalzen unter Beibehaltung 15 bogen die Rippenhöhe geringer und damit die Wanddes Ausgangsinnendurchmessers des Rohrs mit stärke dicker als in den später geraden Rohrlängen Verringerung des Walzdrucks im Bereich der gehalten werden, anschließend in den Bogenberei-Rohrbogen erfolgt, daß die Entfernung von Rip- chen Rippenmaterial spanabhebend entfernt und dapenrohrmaterial an den Innenseiten aller späte- nach das Rippenrohr zur Rohrschlange gebogen ren Bogen gleichzeitig erfolgt, wobei gleichzeitig 30 wird, und eine Vorrichtung zum Durchführen des der Rohraußendurchmesser rechtwinklig zur spä- Biegens der Rippenrohre nach diesem Verfahren,
teren Rohrschlangenebene verringert wird, daß Bei dem bekannten Verfahren (USA.-Patentschrift anschließend die Rohrbogenbereiche gleichzeitig 2 337 490) werden die in den späteren Rohrbogenbein an sich bekannter Weise geglüht werden und reichen liegenden, wenig hohen Rippen und die dadaß das Biegen mit einem Radius erfolgt, bei 35 her in diesen Bereichen größere Rohrwandstärke dadem sich die Rippen benachbarter Rohrlängen durch erzeugt, daß bei stets gleichbleibender WaIznach beendetem Biegen berühren, wie an sich be- öffnung der Querschnitt des Rohres in den Rohrboreits bekannt. genbereichen verringert wird. Das bedeutet aber, daß

2. Vorrichtung zum Durchführen des Biegens das Rohr im Anschluß an das Rippenwalzen in den der Rippenrohre nach Anspruch 1 mit einem 30 Rohrbogenbereichen aufgeweitet werden muß, um Tisch zur Aufnahme der Rohrschlange, Biege- überall den gleichen Durchgangsquerschnitt zu erhalbacken für das Rohr an einer Drehscheibe, die ten, der im Hinblick auf einen ungestörten, gleichmäauf einer Welle angeordnet ist, und mit einer ßigen Kühlmitteldurchfluß von großer Bedeutung ist. Nachschiebeeinrichtung in unmittelbarer Nähe Dabei entsteht noch ein weiterer wesentlicher Nachder Biegestelle, gekennzeichnet durch ein auf der 35 teil durch die zweimalige Verformung des'Rohrwerk-WeIIe (31) befestigtes Ritzel (46) und zwei mit Stoffs, nämlich eine unerwünschte Kaltverfestigung diesen hemmenden Zahnstangen (44, 45) sowie je des Materials, die zu Rissen beim Biegen der Rohre eine mit den Biegebacken (64) fest verbundene, oder im späteren Betrieb führen können. Da gerade in einem Durchbruch (65) der Drehscheibe (30) das Biegen eine wesentliche Beanspruchung des versenkbare Ausgleichsreibungskupplung, beste- 40 Werkstoffs darstellt, ist dessen vorherige zweimalige hend aus einer T-Leiste (63), einem Block (57), Durcharbeitung gerade in den Rohrbogenbereichen einem Spannteil (56) sowie einem Bremsbelag besonders schädlich.

(39). __ Das Vergleichsmäßigen des Rohrquerschnitts ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge- im bekannten Fall demnach ein zusätzlicher, aufwenkennzeichnet, daß die Biegewelle (31) Vorzugs- 45 diger Arbeitsschritt. Hinzu kommt, daß im Anschluß weise durch einen hydraulisch betätigten Füh- daran ein weiterer zusätzlicher Verfahrensschritt vorrungskeil (49) unterhalb der Drehscheibenebene genommen wird, indem nämlich die niedrigen Ripzurückziehbar und mittels eines Antriebes (34; pen in den Rohrbogenbereichen rundherum.um das 37) in die O-Stellung zurückdrehbar sowie stirnsei- Rohr spanabhebend entfernt werden. Eine wirttig mit einer ein Spannbackenunterteil (42) auf- 50 schaftliche Fertigung ist daher bei den heutigen honehmenden Auflage (41) versehen ist. hen Fertigungsgeschwindigkeiten und erforderlichen

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, da- Stückzahlen nicht möglich.

durch gekennzeichnet, daß die Drehscheibe (30) Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zu-

mit ihrer Achse zur Horizontalen geneigt und gründe, das hier in Rede stehende Verfahren so ausüber einen getrennten Antrieb synchron mit der .55 zubilden, daß ohne zusätzliche Arbeitsschritte belie-

Biegewelle (31) aus der O-Stellung jeweils um big lange Rohrschlangen ohne zusätzliche Ver-

180° in beide Drehrichtungen drehbar ist. schlechterung der Werkstoffeigenschaften in wirt-

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- schaftlicher, durchlaufender Verfahrensweise hergekennzeichnet, daß das Spannbackenunterteil (42) stellt werden können. ^v:

in der Auflage (41) tangential zum Biegeradius 60 Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß

(33) in einem Winkel von 90° zur Rohrachse ver- vorgeschlagen, daß das Querwalzen unter Beibehal-

schiebbar befestigt ist. tung des Ausgangsinnendurchmessers des Rohrs

6. Vorrichtung nach Anspruch2, 3 und 5, da- mit Verringerung des Walzdrucks im Bereich der· durch gekennzeichnet, daß sowohl das Spannbak- Rohrbogen erfolgt, daß die Entfernung von Rippenkenunterteil (42) als auch die Biegebacken (64) 65 material an den Innenseiten aller späteren Bogen mit gewindeförmigen Halbschalen (60) versehen gleichzeitig erfolgt, wobei gleichzeitig der Rohrausind. ßendurchmesser rechtwinklig zur späteren Rohr-

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 6, da- schlangenebene verringert wird, daß anschließend die