DE1806592A1

DE1806592A1 - Vorrichtung zum Kaltbiegen von Rohren

Info

Publication number: DE1806592A1
Application number: DE19681806592
Authority: DE
Inventors: Constantin Troyanski
Original assignee: Pines Engineering Co Inc
Current assignee: Pines Engineering Co Inc
Priority date: 1968-01-24
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1969-08-07
Also published as: FR1567791A; GB1220949A; US3575026A

Description

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Pines Engineering Co, Inc.» Aurora, 111, CUSA) Vorrichtung zum Kaltbiegen von Rohren

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Kaltbiegen von Rohren mit einem in das Rohrinnere rotierend vorschiebbaren, eine Exzenterwelle mit einer Druckrolle aufnehmenden Werkzeugkopf 5 sie eignet sich besonders für Rohre mit relativ großem Durchmesser, Mit diesen Vorrichtungen wird in dem Außenbogen der Rohrbiegung mit Hilfe der Druckrolle auf die Innenwandung des Rohres ein die Rohrwandstärke vermindernder Druck ausgübt, während sich die Rohrwandstärke auf der gegenüberliegenden Seite nicht wesentlich verändert. Der Biegeradius wird durch die Rohrwandstärkenverminderung bestimmt und die Größe der Biegung ist praktisch von der Größe des auf die Druckrolle ausgeübten Walzdruckes abhängig.

Bisher wurde der für eine bestimmte Verringerung der Rohrwandstärke erforderliche Druck dadurch erzeugt, daß die Druckrolle durch Anstellung einer die Rolle haltenden exzentrischen Welle gegen die Rohrwand gepreßt wurde, wobei diese Welle den gesamten zu übertragenden Druck aufnehmen mußte. Demgegenüber werden nach der Erfindung zwei oder mehr parallel und konzentrisch zur Rotationsachse des Werkzeugkopfes in diesem gelagerte Stützrollen für die Druckrolle verwendet, Die Vorrichtung erlaubt es, den Walzdruck unmittelbar von der Exzenterwelle auf den Umfang der Druckrolle zu übertragen, ohne daß die Lager der Druckrolle an der Übertragung teilnehmen, wobei die Stützrollen wiederum den Werkzeugkopf und die in diesem zweckmäßig zweiseitig gelagerte Exzenterwelle abstützen. Der Werkzeugkopf weist zweckmäßig eine Frontfläche auf hinter der die Druckrolle angeordnet ist, wobei die Stützrollen axial gesehen hinter der .Druckrolle liegen und an der Innenwand des Rohres hinter dem entstehenden äußeren Rohrbogen umlaufen. Die Br-uck-

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rollen selbst werden Im Werkzeugkopf zweckmäßig radial ausweichbar gelagert und auf der Exzenterwelle wird zweckmäßig eine Zylinderhülse aufgebracht. Wie die Erfindung weiter vorsieht, kann die Druckrolle In einem parallel zur Rotations« achse des Werkzeugkopfes um diesem gelagerten Schwenkhebel lagern und durch Schwenkhebel einen Krelssegiaentabschnltt des Kreisquerschnittes des Werkzeugkopfes bilden« Das freie Ende dieses Schwenkhebels wird über ein Zugfederelement mit dem Werkzeugkopf verbunden. Die Achse der Stützrollen soll nach der Erfindung einerseits mit dem Körper des Werkzeugkopfes und andererseits mit einem das freie Ende der Exzenterwelle aufnehmenden Lagerschild verschraubt sein. Ber Werkzeugkopf kann auf der Exzenterwelle lagern^ Die Exzentrizität und die Druckrolle weisen zweckmäßig konische Flächen auf, deren Konuswinkelspitzen In einem gemeinsamen Punkt in der Ächsllnle der Exzentrizität liegen*

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Die Erfindung wird anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in

Fig, 1 die Gesamtvorrichtung im Axialschnitt, in Fig, 2 eine Ansicht des Radialschnittes in der Ebene 2-2 von Fig. I₁ in

Fig, 3 die Stützwalzenachse in perspektivischer Darstellung, in

Fig. 4 den Werkzeugkopf in der Draufsicht, in Fig, 5 die Ansicht eines Radialschnittes in der Ebene

5-5 von Fig. 1, in den
Fig» 6 und

Fig, 7 Einzelheiten in vergrößerter Darstellung und in Fig, 8 die Arbeitsweise der Einzelteile in schematischer Darstellung,

Wie insbesondere aus Fig, 1 hervorgeht, gehört ein sich drehender Werkzeugkopf oder Werkzeughalter 11, welcher im wesentlichen einen zylindrischen Querschnitt aufweist und in einer noch zu beschreibenden Weise auf einer Welle 12 aufsitzt, zur Rohrbiegevorrichtung. Die Welle 12 ist derart montiert, daß sie sich im Hinblick auf ihre Lagerstellen zur Übertragung eines Belastungsdrucke^ auf die Druckwalze, welche auf der genannten Werkzeughalterung sitzt, und zur Veränderung des Belastungsdruckes oszillierend drehen kann. Die Welle 12 ist vorzugsweise mit einem öldurchlaß 12c, welcher zur Weiterleitung des Öles auf alle Lager mit radialen öffnungen verbunden ist, so daß Schmutz usw, zur Sauberhaltung der Lager herausgespült und die Vorrichtung gekühlt wird,

Der Kopf 11 ist insbesondere derart gelagert, daß er sich im Hinblick auf die Welle 12 frei drehen oder frei umlaufen kann. Die vorerwähntejl Welle weist die beiden Lager-Lauf-

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flächen 12a und 12b auf, die die inneren Lagerflächen 15 - eine davon im Kopf und die andere in einer vorderen Lagerkappe 16, welche mittels der Schrauben 17 am Köpf befestigt ist - aufnehmen,'Die Lager-Laufflächen 12a und 12b der Welle sind jeweils auf jeder Seite eines exzentrischen Wellenteiles 18_f auf dem eine exzentrische Walze 19 zur freien Umdrehung gelagert ist, angeordnet, Zwischen der Walze 19 und dem Wellenteil 18 ist ein Lager 21 angeordnet, neben der Walze 19 auf der einen Seite ein Axiallager 22 und auf der anderen Seite eine Druckscheibe 23 oder ein Axiallager,

Die Druckwalze 13 ist im Kopf derart montiert, daß sie sich, um mit der Innenwandung eines Rohrstückes "S" in Berührung zu kommen, radial nach innen oder außen bewegen kann. Diese Walze wird von einem Joch 24 gehalten, welches in einer in die Wandung des Kopfes 11 eingearbeiteten Aussparung 25 (Figur 2) sitzt und entlang einer Kante mittels eines Stiftes 26, der in die vorgenannte Wandung eingesetzt ist, drehbar gelagert ist, Das andere oder freie Ende des Joches ist mit einem ösenbolzen 27 (Figur 5) versehen, welcher sich durch eine in der vorerwähnten Kopfwandung befindliche Bohrung 28 hindurch erstreckt. Bei 29 ist die Bohrung erweitert, und in dieser Erweiterung 29 ist eine Feder 31 über den bereits genannten Bolzen gezogen und mittels einer Mutter 32 auf dem vorgenannten Bolzen befestigt. Daraus ist zu entnehmen, daß die Feder 31 normalerweise das Joch und dessen Druck-Walze in einem in den Kopf zurückgezogenen Zustand hält und immer einen Umfangskontakt zwischen der Druckwalze und der exzentrischen Walze gewährleistet. Auf diese Weise wird die exzentrische Walze intermittierend auf die Druckwalze einwirken und diese nach außen drücken oder zurückkommen lassen, wenn die Welle 12 mit einer oszillierenden Drehbewegung die Position ihres exzentrischen Teiles verändert. Eine oszillierende Drehbewegung der Welle

12 kann dadurch zustande kommen, daß auf deren Rückseite 909832/017 1

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eine Verlängerungswelle 33, die mit einer geeigneten Schwingvorrichtung, beispielsweise einer mit den Figuren und 7 gezeigten, in Verbindung steht, betätigt wird. Wie aus diesen Figuren hervorgeht, ist die Welle 12 an ihrem Ende mit einer Hebelkonstruktion versehen, zu der eine Rolle 34 gehört, welche sich während einer Wellenumdrehung auf einer konischen Fläche 35 bewegt» In Längsrichtung kann die konische Fläche 35 so einreguliert oder eingestellt werden, daß sich die Größe der der Welle übertragenen Oszillation verändert, Der Exzentrizitätsumfang der exzentrischen Welle und damit die Walztiefe der Druckwalze wird durch Veränderung der Amplitude der zyklischen Winkelverstellung der Exzentrik herbeigeführt. Diese Änderung findet bei jeder Wellenumdrehung und damit auch des sich mit der Welle gleichförmig umdrehenden Walzen-Haltekopfes statt. Dies aber wird noch näher beschrieben werden.

Es ist bereits erwähnt worden, daß die Druckwalze 13 von einem Joch 24 gehalten wird. Wie am besten aus Fig, I zu erkennen ist, ist das Joch aus zwei Teilen hergestellt, welche mittels Schrauben 36 starr miteinander verbunden sind, und zwar derart, daß zwischen ihnen eine Rechteckaussparung 37, in der die Druckwalze angeordnet ist, entsteht. Die Druckwalze 13 sitzt fest auf einer Welle 38, deren Enden in den Radiallagern 38a drehbar gelagert sind. Die Radiallager sind dabei jeweils in einem Jochteil untergebracht. Geeignete Axiallager 39 machen Wälzlager für den Walzeneinbau erforderlich.

Gegenüber der das Joch 24 haltenden Seite ist der Kopf 11 auch mit Aussparungen kl versehen, welche sich in Längarichtung erstrecken« Wie am besten aus Fig» 2 zu erkennen ist, gibt es zwei derartige Aussparungen, welche auf jfder Seite ungefähr "+5° vom diamtrischen Zentrum der Druckwalze 13 angeordnet sind. Diese Aussparungen nehmen jeweils eine

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Stützwalze 42 auf, welche jeweils auf einer Welle 43 (Fig. 3) sitzen, die mit abgeflachten Enden, welche in die in den Kopf eingearbeiteten Aussparungen eingesetzt und mittels der Schrauben 44 festgeschraubt sind, 43a und 43 b versehen sind, Zwischen jeder Stützwalze und deren Welle werden vorzugsweise Lager angeordnet, und auf der Vorderseite einer jeden Walze Axiallager 46, und eine Druckscheibe oder Lager 47, welches auf der anderen Seite der Walze angeordnet ist. Diese beiden Stützwalzen 42 sollen während eines Biegevorganges immer die Innenwandung des Rohres ¹¹S" berühren. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß sich die Stützwalzen 42 in einer Ebene befinden, welche hinter der der Druckwalze liegt, so daß sie sich unbehindert von dem hinter der Druckwalze 13 aufkommenden verdrängten überschüssigen Material frei und klar bewegen können, Solch eine Materialanhäufung ist mit Fig. 1 unter der Hinweiszahl 48 wiedergegeben.

Nach hinten zu erstreckt sich der Kopf 11 um einige Entfernung von den Stützwalzen 42 weg. Wie zu erkennen ist, wird deren hinterster Teil über eine Buchse 49, welche in die Wellenverlängerung fest eingebaut ist, wie ein Teleskop ein- und ausgefahren. An das hintere Ende der Kopfverlängerung ist mittels der Schrauben 51, eine rohrförmige Wellenverlängerung 52, welche sich um einiges nach hinten erstreckt, angeschraubt. Diese Wellenverlängerung ist funktionsmäßig mit einer (hier nicht dargestellten) Vorrichtung verbunden, die den Kopf und die Welle 12 während des Arbeitens der Maschine mit hoher Geschwindigkeit in Umdrehung versetzt.

Wird eine Maschine zu Beginn bei aufgesetztem Rohr "S^!S eingerichtet,, dann wird der Kopf ro eingestellt., daß sich die Druckwalze, an der oberen Seite des Rohres befindet. Ein derartiger Zustand wird mit Fig. 8 wiedergegeben. Zu diesem

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Zeitpunkt befindet sich die exzentrische Walze im Hinblick auf die Druckwalze in einer ausgewählten und zurückgezogenen Nullstellung. Damit die Druckwalze mit der Rohr-Innenwandung in Berührung kommt, ist die Welle 12 in Umdrehung versetzt worden. Das ist die Startposition. Beim Biegen des Rohres wird das Rohr über dem Kopf weitergeschoben, das konische Element 35 in Bewegung gesetzt, nach links wie aus Fig. 7 hervorgeht, und in einer Stellung welche dem gewünschten ' Biegeradius entspricht, angehalten. Die Verlängerungswelle 33 und die Kopfverlängerungswelle 52 werden dann samt der Druckwalze miteinander verriegelt und die Stützwalzen kommen mit der Rohrwandung in Berührung. Beide vollziehen gleichzeitig eine Drehbewegung, aber die Welle 12 wird während der bei einer derartigen Umdrehung entstehenden Pausen wegen der funktionsmäßigen Verbindung mit der konischen Fläche 35 in Oszillation versetzt. Diese Oszillation wird nach und nach größer, weil die Druckwalze zur Erhöhung der Walztiefe dieser Druckwalze 13 rund um die Rohrinnenseite verrückt bis sie ihre Maximaleteilung erreicht, dann nimmt die Walztiefe bis zum Erreichen der Anfangstellung wieder ab. Der Rohrbereich, in dem die Walztiefe der Druckwalze nach und nach größer wird und dann wieder nach und nach kleiner wird, wird zur Herbeiführung des Außenbogens des gebogenen Rohres bis auf die gewünschte Wanddicke heruntergewalzt.

Um die zyklische Tiefe zu verändern, bis zu der die Druckwalze vorgehen kann, wird der Maschinenführer die konische Fläche so einrichten, daß sie die Winkeloszillation der exzentrischen Welle 12 vergrößert oder verkleinert. Damit aber kann der Biegeradius des Rohres während des Arbeitens der Biegemaschine durch Verstellen des OszilJationswinkels der exzentrischen Welle 12 verändert werden. D.h» wird der Oszillationswinkel vergrößert, dann wird auch die Walztieffe

der Druckwalze vergrößert; wird der Oszillationewinkel ver-909812/0171

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ringert, dann verringert sich auch die Walztiefe der Druckwalze um den entsprechenden Wert,

Wenn die hier vorliegende Erfindung auch im Hinblick auf eine bevorzugte Ausführung des Erfindungsgegenstandes beschrieben und erläutert worden ist, so sei doch darauf hingewiesen, daß dem nur der Beschreibung wegen so ist und daß viele Details der Konstruktion modifiziert und geändert werden können, ohne daß der Rahmen der hier vorliegenden Erfindung verlassen zu werden braucht.

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Claims

Patentansprüche

Vorrichtung zum Kaltbiegen von Rohren mit einem in das Rohrinnere rotierend vorschiebbaren, eine Exzenterwelle mit einer Druckrolle aufnehmenden Werkzeugkopf,

gekennzeichnet durch zwei oder mehr parallel und konzentrisch zur Rotationsachse des Werkzeugkopfes (11) in diesem gelagerte Stützrollen (42) für die Druckrolle (13),

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2. Vorrichtung nach Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet daß der Werkzeugkopf (11) eine Frontfläche aufweist, hinter der die Druckrolle (13) angeordnet ist., wobei die Stützrollen (4 2) axial gesehen hinter der Druckrolle (13) liegen und an der Innenwand des Rohres (S) hinter dem entstehenden äußeren Rohrbogen umlaufen.
3. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle?i/(13) im Werkzeugkopf (11) radial ausweichbar angeordnet und gegen die Exzentrizität (18) der Exzenterwelle (12) abgestützt ist»
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine auf d er Exzentrizität (18) der Welle (12) lagernde Zylinderhülse (19).
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckrolle (13) in einem parallel zur Rotationsachse des Werkzeugkopfes (11) in diesem gelagerten Schwenkhebel (24) lagert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5_S dadurch gekennzeichnet, daß der Schwenkhebel (24) einen Kreissegmentabschnitt des Kreisquerschnittes des Werkzeugkopfes (11) bildet.

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7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende des Schwenkhebels (21) über ein Zugfederelement (27, 31, 32) mit dem Werkzeugkopf (11) verbunden i st,
8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse (H3) der Stützrollen (42) einerseits mit dem Körper des Werkzeugkopfes (11) und andererseits mit einem das freie Ende (12b) der Exzenterwelle (12) aufnehmenden Lagerschild (16) verschraubt sind.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkzeugkopf (11) auf der Exzenterwelle (12) lagert.

10. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bir 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität (18) und die Druckrolle (13) konische Flächen aufweisen, deren Konus-Winkelspitzen in einem gemeinsamen Punkt in der Achslinie der Exzentrizität (18) liegen.

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