DE2032937A1

DE2032937A1 - Verfahren zum Herstellen eines Ringbundes aus einem Rohr sowie eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens

Info

Publication number: DE2032937A1
Application number: DE19702032937
Authority: DE
Inventors: Karl-Horst Dipl.-Ing. 4100 Duisburg Ehm
Original assignee: Mannesmannroehren Werke AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1970-07-03
Filing date: 1970-07-03
Publication date: 1972-02-03
Also published as: JPS512074B1; SU396864A3; US3742748A

Description

■Mannesmannröhren-Werke GmbH
4 Düsseldorf
Mannesmannhochhaus

Verfahren zum Herstellen eines Ringbundes aus einem Rohr sowie eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens

Zusatz zu Patent ... (ßt.Anm. P 19 36 515.2)

Gegenstand der Hauptanmeldung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Ringbundes aus einem Rohr im warmen Zustand und eine Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens. Das Verfahren wird bevorzugt ausgeübt im Anschluß an die im warmen Zustand durchgeführte Rohrherstellung, insbesondere im Anschluß an ein Streckreduzieren. Bei diesem Herstellungsverfahren eines Ringbundes wird das Rohr vor dem Legen der Windungen mit einem Biegeradius gebogen, der dem Radius der jeweiligen Ringbundwindung entspricht und dem Rohr wird beim Biegen und Einlegen der Windung dieselbe Geschwindigkeit erteilt, welche das Rohr unmittelbar vor dem Biegen besitzt. Die Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens ist unter anderem durch einen im Biegeradius verstellbaren Biegeapparat gekennzeichnet. Dieser Biegeapparat besteht im wesentlichen aus drei Walzenpaaren, die zusammen ein sogenanntes Biegedreieck bilden. Nach einem weiteren Merkmal der Vorrichtung kann der Biegeapparat mehrere Biegedreiecke aufweisen.

Bei der Herstellung von Ringbunden aus Rohren mit Außendurchmesser, die beispielsweise größer als 25 mm sind und normale Wanddicke haben, können beim Biegen im Biege-

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apparat Querschnittsveränderungen, insbesondere kann ein Ovalwerden der Rohre eintreten. Es ist erkannt, daß dieses Ovalwerden der Rohre in der Hauptsache durch beim Biegen mittels Biegedreieck im Rohr auftretenden, von Querkräften hervorgerufenen Spannungen verursacht wird, deren Größe und Wirkung vom Widerstandsmoment einerseits und dem Querschnitt des Rohres andererseits bestimmt werden. Die Ovalbildung ist für viele Verwendungszwecke unzulässig, oder sie stört die weitere Verarbeitung der Rohre.

Es ist bekannt, Rohre um ein drehbar gelagertes Biegeformstück zu biegen. Für diesen Biegevorgang wird das vordere Ende des Rohres mit dem Biegeformstück verspannt und bei dessen Drehung in dessen Peripherie gewickelt. Bei diesem Biegevorgang ist ein Ovalwerden des ursprünglich kreisförmigen Rohrquerschnittes kaum zu vermeiden.

Zur Vermeidung dieses Nachteils ist bereits vorgeschlagen worden, an den hinteren geraden Bereich des Rohres während des Biegevorganges zusätzlich eine in ihrer Größe einstellbare, über den Rohrquerschnitt gleichmäßige Schiebekraft, die in Längsrichtung des Rohres als Druckkraft in Richtung auf das Biegeformstück hinwirkt, angreifen zu lassen.

Die vorliegende Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das Verfahren und die Vorrichtung der Hauptanmeldung P 19 36 515.2 so auszugestalten, daß das beim Biegen auftretende Ovalwerden des Rohrquerschnittes beim Herstellen von Ringbunden wirkungsvoll verhindert oder mindestens wesentlich eingeschränkt wird. Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß die vom Biegeapparat aufgebrachten Quer^kräfte verringert werden können, wenn es gelingt, das zum Biegen erforderliche Biegeraoment auf eine andere Weise zu erzeugen.

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Die Erfindung geht demnach aus von einem Verfahren zur Herstellung eines Ringbundes aus einem Rohr im warmen Zustand, wobei das vorzugsweise aus einer vorgeschalteten Rohrverarbeitung kommende Rohr vor dem Legen der Windung mit einem Biegeradius gebogen wird, der dem Radius der jeweiligen Ringbundwindung entspricht und wobei dem Rohr beim Biegen und Einlegen der Windung dieselbe Geschwindigkeit erteilt wird, welche das Rohr unmittelbar vor dem Biegen besitzt nach Patent .... (Pat.Anm. P 19 36 515.2). Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß auf das Rohr während des Biegens Längskräfte einwirken, die über den Rohrquerschnitt in Größe und Richtung unterschiedlich und so ^j gerichtet sind, daß durch diese ein die gewünschte Rohrbiegung unterstützendes Biegemoment auf das Rohr ausgeübt wird.

Das Aufbringen dieser zusätzlichen Längskräfte auf dad Rohr geschieht dadurch, daß mindestens einige Biege- und Gegenrollen mit unterschiedlichen Umfangsgeschwindigkeiten angetrieben oder abgebremst werden. Dabei ist die Umfangsgeschwindigkeit der außerhalb der Rohrkrümmung angeordneten Rollen größer als die der innerhalb der Rohrkrümmung angeordneten. Die Einstellung der Umfangsgeschwindigkeit wird bestimmt durch das zu übertragende Drehmoment der ein-ζeinen Rolle, welches für das Aufbringen der Längskräfte ■ '" notwendig ist.

Gegenüber dem bekannten Verfahren mit drehbarem Biegeformstück, bei dem die Längskraft an dem nicht zu biegenden Ende angreift und das Rohr in die Vorrichtung hineinschiebt, gelingt es nach dem vorliegenden Verfahren, die Querkräfte zum Biegen selbst zu verringern.

Zur Ausführung des Verfahrens schlägt die Erfindung eine Vorrichtung vor, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die

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Umfangsgeschwindigkeit der innerhalb und außerhalb der Krümmung angeordneten, angetriebenen Rollen nach dem übertragenden Drehmoment gesteuert wird.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, die Rollen außerhalb der Rohrkrümmung mit einem größeren Durchmesser auszuführen, als jene innerhalb der Rohrkrümmung und alle Rollen gemeinsam anzutreiben, womit sich unterschiedliche Rollenumfangsgeschwindigkeiten in dem Sinne ergeben, daß das gewünschte Biegemoment durch Reibungskräfte auf das Rohr aufgebracht wird.

Bei bestimmten geometrischen Verhältnissen des Rohres ist es als vorteilhaft erkannt worden, die innerhalb der Rohrkrümmung angeordneten Rollen mit einem möglichst großen Durchmesser zu versehen, damit das Rohr beim Biegen auf großer Länge gestützt ist. Es wird deswegen weiterhin vorgeschlagen, die Rollen innerhalb der Rollenkrümmung mit einem größeren Durchmesser auszuführen, als jene Rollen, die außerhalb der Rohrkrümmung angeordnet sind. Für diesen Fall, und wenn Rollen desselben Durchmessers innerhalb und außerhalb der Rohrkrümmung verwendet werden, werden die Rollen einzeln oder in Gruppen über Regelgetriebe angetrieben.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1 einen Schnitt durch einen Biegeapparat, dessen außerhalb der Rohrkrümming angeordnete Rollen einen größeren Durchmesser haben als die innerhalb der Krümmung angeordneten,

Fig. 2 einen Schnitt durch einen Biegeapparat, dessen innerhalb der Rohrkrümmung angeordnete Rollen einen größeren Durchmesser haben als die außerhalb der Krümmung angeordneten,

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Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 2.

Das aus dem Streckreduzierwalzwerk austretende Rohr 1 gelangt über eine Führungsweiche und eine Rohrführungsbahn, die nicht dargestellt sind, zu dem Biegeapparat, der aus den drei Rollenpaaren 4, 5 besteht. Beim Durchlaufen des Biegeapparates in den Abbildungen von links nach rechts erfährt das Rohr 1 eine Krümmung, die durch die Anordnung der Rollen bewirkt wird. Das aus dem Biegeapparat austretende, gebogene Rohr wird einem Haspeltopf zugeleitet, in dem die Rohrwindungen zu einem Ringbund abgelegt werden.

Das Rohr kann im Biegebereich als Balken auf zwei Stützen mit einer dazwischen liegenden Einzelkraft aufgefaßt werden. Das Biegemoment wird durch die von der mittleren Rolle 5 auf das Rohr aufgebrachten Einzelkraft in Verbindung mit den Stützkräften der äußeren Rollen 4 bewirkt. Diese Kräfte, die senkrecht zur Rohrachse stehen und im Rohr sogenannte Querkräfte bewirken, können außerdem den Kreisquerschnitt des Rohres deformieren.

Um diesem übelstand zu begegnen, werden von den Rollen 4 und 5 nicht nur diese Querkräfte in das Rohr eingeleitet, sondern außerdem noch Längskräfte, die durch Reibung g

zwischen Rohr und den Rollen erzeugt werden. Die Längskräfte sind auf der Innenseite der Rohrkrümmung Bremskräfte, also am Rohr entgegen der Durchlaufrichtung gerichtete Kräfte und außerhalb der Krümmung Zugkräfte, also in Durchlaufrichtung gerichtete Kräfte. Diese paarig auftretenden Längskräfte unterstützen das Biegen des Rohres und mindern die Querkräfte.

Auf die Querkräfte kann nicht vollständig verzichtet werden, da es nicht möglich ist, ohne Querkräfte Längs-

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kräfte zu übertragen· Sie können aber bei weitgehender Ausnutzung der möglichen Längskräfte soweit gemindert werden, daß die sonst bei dünnwandigen Rohren auftretenden Deformationen des RohrquerSchnitts vermieden werden.

Die unterschiedlichen Längskräfte werden in folgender Weise erzeugt. Ausgehend von einer Rollenumfangsgeschwindigkeit, die gleich der mittleren Längsgeschwindigkeit des zu biegenden Rohres 1 ist, werdaidie Umfangsgeschwindigkeiten der innerhalb der Rohrkrümmung liegenden Rollen 5 stärker gesenkt, als der effektiven Längsgeschwindigkeit des Rohres in der Druckzone 3 entspricht, so daß sie auf das Rohr 1 bremsend wirken. Die Walzenumfangsgeschwindigkeiten der außerhalb der Rohrkrümmung liegenden Rollen 4, die das Rohr 1 in der Zugzone 2 erfassen, werden entsprechend,erhöht.

Die Einstellung der Umfangsgeschwindigkeiten der Rollen 4, erfolgt unter Berücksichtigung des jeweiligen Rollendurchmessers mit der Drehzahl oder bei konstanter Drehzahl durch unterschiedliche Rollendurchmesser innerhalb und außerhalb der Rohrbiegung. Die Darstellung in Pig. I repräsentiert mit übertriebenem Unterschied der Rollendurchmesser das Antrieben aller Rollen 4, 5 mit derselben Drehzahl.

Die Ausführung nach Fig. 2 erfordert es, die Rollen 4¹, 5¹ einzeln oder in Gruppen drehzahlveränderlich anzutreiben, wobei die außerhalb und innerhalb der Rohrkrümmung liegenden Rollen jeweEs eine Gruppe bilden.

Im Falle der Einzel- oder gruppenweisen Drehzahlregelung erfolgt die Steuerung der Drehzahl nach dem gemessenen, auf die Rollen übertragenen Drehmoment oder die gemessene Stromaufnahme der Antriebsmotoren.

Patentansprüche:

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zum Herstellen eines Ringbundes aus einem Rohr im warmen Zustand, wobei das vorzugsweise aus einer vorgeschalteten Rohrverarbeitung kommende Rohr vor dem Legen der Windung mit einem Biegeradius gebogen wird, der dem Radius der jeweiligen Ringbundwindung entspricht und dem Rohr beim Biegen und Einlegen der Windung dieselbe Geschwindigkeit erteilt wird, welche das Rohr unmittelbar vor dem Biegen besitzt, nach Patent ... (Pat.Anm. P 19 36 515.2), dadurch gekennzeichnet, daß auf das Rohr während des Biegens Längäräfte einwirken, die über dem Rohrquerschnitt in Größe und Richtung unterschiedlich und so gerichtet sind, daß durch diese ein die gewünschte Rohrbiegung unterstützendes Biegemoment auf das Rohr ausgeübt wird.
2. Vorrichtung zum Ausüben des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umfangsgeschwindigkeit der innerhalb und außerhalb der Rohrkrümmung angeordneten, angetriebenen Rollen (^,5) nach dem zu übertragenden Drehmoment gesteuert wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet,

daß die innerhalb der Rohrkrümmung angeordneten Rollen (5) ein Bremsmoment übernehmen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die außerhalb der Rohrkrümmung angeordneten Rollen einen größeren Durchmesser als jene innerhalb der Rohrkrümmung besitzen.

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5. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß außerhalb der Rohrkrümmung Rollen mit kleinerem Durchmesser als innerhalb der Rohrkrümmung angeordnet sind..
6. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (4,5) in der Drehzahl einzelregelbar angetrieben sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 bis 5$ dadurch gekennzeichnet, daß die innerhalb und außerhalb der Rohrkrümmung angeordneten Rollen (4,5) in Gruppen gemeinsam angetrieben sind.

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