DE2447657C3 - Einrichtung zum Biegen von Rohren - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Biegen von Rohren, mit einem schwenkbaren Biegekopf, in dem das Rohr einspannbar ist mit Hydraulikzylindern, durch die das Rohr in seiner Längsrichtung vorschiebbar ist, und mit einer in Vorschubrichtung des Rohrs vor dem Biegekopf angeordneten Heizvorrichtung, die in Längsrichtung des Rohrs bewegbar ist Eine solche Einrichtung ist aus der DD-PS 87 553 bekannt

Bei dieser bekannten Einrichtung geht es darum, daß das Biegen nur in einer gsmz schmalen Zone im Bereich der Heizvorrichtung statl.lnden seil, weshalb sogar unmittelbar außerhalb dieser Zor : durch Aufsprühen von Wasser gekühlt werden soll. Wenn nun bei einer solchen Art des Biegens Unregelmäßigkeiten, z. B. der Wandstärke, vorhanden sind, so führt dies zu Änderungen des Biegeradius, was bei der besonderen Kinematik der Lagerung des Biegekopfes mittels eines zwischen diesem und dem Gestell eingeschalteten Schwenkarms dazu führt, daß sich der Drehpunkt des Schwenkarms seitlich etwas verschiebt Diese Verschiebung wird afc Indiz für eine Änderung des Biegeradius registriert und zum Anlaß einer Verschiebung der Heizvorrichtung genommen, um die aufgetretene Abweichung wieder zu beseitigen. Hier kommt also eine Verschiebung der Heizvorrichtung nur als Folge einer Unregelmäßigkeit vor, die sich durch Verschiebung des Drehpunkts angezeigt hat Bei einem normalen Ablauf, der frei von so Unregelmäßigkeiten ist, bleibt der Drehpunkt während des Biegevorgangs an genau der gleichen Stelle und auch eine Verschiebung der Heizeinrichtung ist nicht vonnöten.

Vorliegend geht es um Probleme im Zusammenhang mit den beim Biegebeginn in solchen Einrichtungen auftretenden Überhitzungen. Bezüglich dieser Probleme hat die beschriebene bekannte Einrichtung den üblichen Biegeeinrichtungen mit feststehender Heizvorrichtung, z. B. gemäß SU-PS 1 19 775, nichts voraus.

Ein Biegevorgang erfolgt üblicherweise derart, daß das zu biegende Rohr sofort bis zum Anschlag im Biegekopf vorgestoßen und dort festgeklemmt wird. Dann wird die Heizvorrichtung eingeschaltet und mit dem Biegen begonnen, welches dadurch geschieht, daß 6* am hinteren (dem Biegekopf abgewandten) Ende des Rohres Vorschubkräfte angelegt werden, die das Rohr unter Aufrechterhaltung von Stauchkräften vorschie

Nachteilig ist bei dieser bekannten Biegetechnik der Umstand, daß es zu Ungleichmäßigkeiten der Erhitzung, insbesondere lokalen Überhitzungen, kommen kann, was zu unbefriedigender Qualität des Biegens, insbesondere zu Ungleichmäßigkeiten, führt Der Grund hierfür liegt darin, daß mit dem Biegen erst begonnen werden kann, wenn der erhitzte Rohrabschnitt Temperaturen erreicht hat, die das Biegen zulassen. Dies bedeutet aber, daß vor Beginn des Biegens da; Rohr und die Heizvorrichtung eine gewisse Zeitspanne relativ zueinander unbeweglich sind. Hierbei kommt es zu Überhitzungen vor allem des Rohrabschnitts, der unmittelbar an die Heizvorrichtung auf der vom Biegekopf abgewandten Seite angrenzt und der bei Beginn des Biegevorschubs dann erst noch voll in die Heizvorrichtung einläuft

Es kommt zu Ungleichmäßigkeiten der Wandstärke, Deformationen, Faltenbildung und dadurch auch zu festigkeitsmäßigen Schwankungen, was insgesamt die Qualität des gebogenen Rohres in Frage stellt

Die Beseitigung dieser Nachteile wird z.T. dadurch versucht, daß das zu biegende Rohr vor dem Beginn des Biegens so angeordnet wird, daß es den Biegekopf nicht erreicht, wobei beim Einschalten der Heizvorrichtung das Rohr gleichzeitig in Bewegung gesetzt wird und bis zum Anschlag im Biegekopf zunächst einen mit keiner Biegung verbundenen Leergang ausführt Während dieses Leergangs werden Temperatur und Erstreckung des zu biegenden Abschnitts stabilisiert

Die Nachteile dieses Verfahrens liegen in der Notwendigkeit das vordere Rohrende im Augenblick des Anschlagens im Biegekopf einzuspannen, was für die Bedienungsperson sehr schwierig zu erreichen ist Wenn der richtige Augenblick zum Einspannen verpaßt wird, kann es zu Beschädigungen kommen.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung einer Einrichtung zum Biegen von Rohren, mit der ohne besondere Anforderungen an die Bedienung optimale Bedingungen für das Biegen verwirklicht werden können und insbesondere die Gefahr von lokalen Überhitzungen zu Beginn des Biegens beseitigt sind.

Ausgehend von einer Einrichtung der eingangs beschriebenen Gattung wird zur Lösung dieser Aufgabe erfindungsgemäß vorgeschagen, daß das Bewegen der Heizvorrichtung durch einen mit den Hydraulikzylindern hydraulisch verbundenen weiteren Hydraulikzylinder entgegen der Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres erfolgt

Beim Biegen mit einer solchen Einrichtung wird so vorgegangen, daß gleichzeitig mit der Einschaltung der Heizvorrichtung auch mit der Druckbeaufschlagung des die Heizvorrichtung bewegenden weiteren Hydraulikzylinders sowie der Zylinder für den Vorschub des Rohrs begonnen wird. Da das Rohr zunächst noch starr ist, treffen die Zylinder für den Vorschub auf einen großen Widerstand und bewegen sich nicht Deswegen wird die gesamte zugeführte Druckflüssigkeit zunächst in den weiteren Hydraulikzylinder strömen und die Heizvorrichtung bewegen.

Da die Bewegung der Heizvorrichtung keine wesentlichen Kräfte erfordert, wird zunächst die Druckbeaufschlagung dazu führen, daß der weitere Hydraulikzylinder seinen vollen Hub ausführt, bis der Endpunkt erreicht ist Jetzt kann keine weitere Druckflüssigkeit mehr in den weiteren Hydraulikzylinder strömen und es müssen jetzt die Kolben der Zylinder für den Rohrvorschub ausweichen, wobei der

Druck in den Speiseleitungen entsprechend ansteigen wird.

Es ist zu sehen, daß bei der erfindungsgemäßen Ausbildung im Moment der Beendigung der Rückwärtsbewegung der Heizvorrichtung ganz automatisch der Vorschub des Rohres beginnt Die Relativbewegung zwischen Heizvorrichtung und Rohr bleibt dabei die gleiche. Es kommt zu keiner Ungleichmäßigkeit der Erhitzung; bei Beginn des Biegevorgangs ist bereits ein homogen erhitzter Rohrabschnitt vorhanden.

In einer zweckmäßigen Ausbildung der Erfindung ist die Kolbenarbeitsfläcbe des weiteren Hydraulikzylinders gleich der Summe der Kolbenarbeitsflächen der Hydraulikzylinder. Bei Deobachtung dieser Bedingung werden bei Aufrechterhaltung der sekündlichen Lief ermenge der Druckquelle die Bewegungsgeschwindigkeiten der Heizvorrichtung und dann des Rohres einander gleich sein.

Die Erfindung wird nachfolgend durch die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen weiter erläutert Es zeigt

F i g. 1 — Einrichtung zum Biegen von Rohren mit Erwärmung des Biegeabschnittes, in Seitenansicht;

F i g. 2 — dieselbe Einrichtung in der Draufsicht;

Fig.3 — Ansicht nach Pfeil »A« der Fig. 1 im vergrößerten Maßstab;

F i g. 4 — Ansicht nach Pfeil »B«dvr F i g. 3;

F i g. 5 — Ansicht nach Pfeil »C« der F i g. 1 im vergrößerten Maßstab;

F i g. 6 — hydraulische Steuerschaltung der Hydraulikzylinder zum Längsvorschub des Rohres und zur Längsverschiebung des Heizers.

Die Einrichtung schließt ein Gestell 1 (Fig. 1 und 2) ein, an dem montiert sind: im Kopfteil ein Einspannbiegekopf 2, der in der horizontalen Richtung drehbar und mit einem Anschlag 3 (F i g. 1, 2 und 6) für das entsprechende Ende des zu biegenden Rohres versehen ist; ein Bremshydraulikzylinder 4 (F i g. 1,6), der für das Anbremsen der Drehung des Biegekopfes während des Rohrbiegevorgangs und die Rückführung des Biegekop- *o fes 2 in die Ausgangsstellung nach der Beendigung des Biegevorgangs sorgt; ein Hydraulikzylinder 5 für den Leergang des Biegekopfes (Fig. 1).

Das Einspannen des Rohres im Biegekopf 2 erfolgt mittels eines drehbar-klappbaren Deckels 6 (F i g. 2), der « von eine;.". Hydraulikzylinder 7 betätigt wird. Zur Gewährleistung eines zuverlässigen und ausreichenden Einspannens des Rohres im Biegekopf 2 wird der Deckel 6 von einem Exzenter 8 zusätzlich angedrückt; die Drehung des Exzenters erfolgt von einem eigenen » Antrieb 9.

Die Drohung des Biegekopfes 2 in der horizontalen Richtung, die der Rohrbiegeebene entspricht wird dadurch gewährleistet daß das Gehäuse des Biegekopfes 2 auf einem in der horizontalen Richtung drehbaren Mitnehmer 10 (Fig. 1) angebracht ist, der an einem Gleitstück 11 montiert ist

Der Biegekopf ist auf dem Mitnehmer in in bezug auf das Gestell 1 querverlaufenden Führungen 12 angebracht, in denen er sich mit Hilfe eines Antriebs 13 «> (F 1 g. 2) verschiebt

Seinerseits ist das Gleitstück 11 am Gestell 1 in eigenen Führungen 14 (Fig. 1) montiert, die in bezug auf das Gestell 1 ebenfalls quer verlaufen. In diesen Führungen wird das Gleitstück von einem besonderen ω Antrieb (in der Zeichnung nicht abgebildet) verschoben. Die Querverschiebung^ des Gleitstücks U und des Biegekopfes 2 gewährleisten ihre Einstellung für einen vorgegebenen Biegehalbmesser.

Jm rückwärtigen Teil des Gestells 1 ist eine Vorrichtung zum Längsvorschub des zu biegenden Rohres in Richtung auf den Biegekopf montiert Diese Vorrichtung schließt Hydraulikzylinder 15 (Fig.2, 6) zum Längsvorschub des Rohres und eine Traverse 16 ein, die mit den Kolbenstangen der Hydraulikzylinder 15 starr verbunden ist An der hinteren Stirnseite der Traverse 16 sind abgestufte Zugstangen 17 starr befestigt in deren Vertiefungen ein Anschlag 18 (F i g. 2 und 6) untergebracht wird, der gleichfalls zur Längsvorschub vorrichtung gehört und die Einwirkung der Hydraulikzylinder 15 auf das hintere Ende des Rohres überträgt

An demselben Gestell ist eine Vorrichtung 19 (F i g. 1 und 2) zur Überführung des Anschlags 18 in entsprechende stufenförmige Vertiefungen der Zugstangen 17 in Abhängigkeit von der Länge des zu biegenden Rohres angeordnet

Die Vorrichtung 19 (F i g. 5) besteh' aus einem Wagen 20 (F i g, 1, 2 und 5), der sich in Sch'cnenführungen 21 bewegt die längs des Gestells 1 auf Blöcken 22 (F i g. 5) befestigt sind. Der Wagen 20 besitzt Zugstangen 23, mit deren Hilfe er über eine Querstange 24 mit der Kolbenstange eines Hydraulikzylinders 25 verbunden ist An den unteren Enden der Zugstangen 23 sind Hebel 26 befestigt die mit Bügeln 27 in Eingriff gelangen, die am Anschlag 18 befestigt sind. Beim Heben der Querstange 24 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 25 erfolgt das Heben des Anschlags 18, der hierbei aus dem Eingriff mit den stufenartigen Vertiefungen der Zugstangen 17 geht und auf diese Weise die Verschiebung des Wagens 20 auf den Schienenführungen 21 längs des Gestells 1 ermöglicht wobei er an der erforderlichen Stelle der Schienenführungen 21 gestoppt wird. Zusammen mit dem Wagen geht auch die entsprechende Verschiebung des Anschlags 18 längs der Zugstangen 17 vor sich.

Bei nachfolgendem Senken der Querstange 24 tritt der Anschlag 18 mit den stufenartigen Vertiefungen der Zugstangen 17 in Eingriff.

Am Gestell 1 sind im Kopfteil Stützrollen 28 (F i g. 2 und 4) angeordnet die zur Aufnahme der Reaktionen eines Momentes, das von Kräften erzeugt wird, die an das Rohr während des Biegens desselben angelegt werden, sowie zur anfänglichen Zentrierung des Rohres in bezug auf den Heizer bestimmt sind.

Im rückwärtigen Teil des Gestells 1 ist ein Antriebsrollgang 29 (F i g. 1 und 2) eingebaut der zur Aufnahme und Unterstützung des hinteren Rohrendes bei dessen Zuführung zum Biegekopf dient

Der Heizer bzw. die Heizvorrichtung 30, die konkret einen Hochfrequenzstrominduktor (F i g. 3) darstellt ist in in bezug auf das Gestell 1 längsverlaufenden Führungen 31 mit Hilfe eines L-förmigen Gleitstücks 32 (F i g. 1 und 3) angeordnet, das mit einem weiteren Hydraulikzylinder 33 (F i g. 3 und 4) starr verbunden ist der für die Verschiebung des Gleitstücks 32 und mit ihm zusammen auch ^J,es Heizers längs den Führungen 31 sorgt

Nachstehend wird eine zweckmäßige Ausführungsvariante der Biegeeinrichtung angeführt, in welcher der Hydraulikzylinder 33 zur erwähnten Längsverschiebung des Heizers in ein gemeinsames hydraulisches Steuersystem eingeschaltet lit, in dzs auch die Hydraulikzylinder 15 zum Längsvorschub eingeschaltet sind; hierbei ist die Arbeitsfläche des Kolbens des Hydraulikzylinders 313 der Summe der Arbeitsflächen der Hydraulikzylinder 15

gleich.

Dies erlaubt es, von ein und demselben Hydraulikantrieb zuerst die Leerverschiebung des Heizers in bezug auf das unbewegliche Rohr und dann die Arbeitsverschiebung des Rohres in bezug auf den unbeweglichen Heizer bei Gleichheit der beiden Geschwindigkeiten durchzuführen.

Außerdem vereinfacht dies die Konstruktion der Einrichtung insgesamt sowie deren Bedienung im Vergleich zur Variante mit der Anwendung eines selbständigen Antriebs für den Hydraulikzylinder 33.

Das Biegen von Rohren geht in der beschriebenen Einrichtung folgendermaßen vor sich.

Ein zu biegendes Rohr 34 (Fig.6) wird von einem Kran auf den Rollgang 29 und die von oben geöffnete bewegliche Traverse 16 gelegt, derart, daß sein vorderes Ende sich unmittelbar neben den Stützrollen 28 befindet, was zusätzliche Verschiebungen des Rohres längs der Gestellachse ausschließt. Die bewegliche Traverse 16 befindet sich in diesem Augenblick in der hinteren Endlage an den Stirnseiten der Längsverschiebungs-Hydraulikzylinder 15. Mit Hilfe einer Einspanneinrichtung, die sich an der Vorderwand der beweglichen Traverse befindet, wird das Rohr erfaßt. Den kolbenseitigen Hohlräumen der Hydraulikzylinder 15 wird Druck zugeführt, und die Traverse 16 wird zusammen mit dem Rohr zwischen den Stützrollen 28 nach vorn geschoben. Mit Hilfe von Hydraulikmotoren und eines Schraubengetriebes (in der Zeichnung nicht abgebildet) \\ erden die Stützrollen 28 aneinander angenähert und zentrieren das Rohr vor der Zuführung zum Induktor bzw. Heizer 30 und Biegekopf 2. Dann wird dank der weiteren Verschiebung der beweglichen Traverse 16 das Rohr 34 durch die Stützrollen 28 und den Induktor 30 bis zum Kontakt mit dem Anschlag 3 des Biegekopfes 2 hindurchgestoßen. Hierauf wird das Rohr vom Einspannen in der Traverse 16 befreit, und die letztere wird durch einen Hub der Hydraulikzylinder 15 in die hintere Endlage geführt.

Danach wird mit Hilfe der vorbeschriebenen Anordnung der Anschlag 18 an einer solchen Stelle in den entsprechenden stufenartigen Vertiefungen der Zugstangen 17 angeordnet, daß er mit der hinteren Stirnseite des Rohres 34 in Kontakt tritt.

Des weiteren verschiebt sich das Gleitstück 32 mit Hilfe des Hydraulikzylinders 33 in den Führungen 31 in die vordere Endstellung neben den Biegekopf 2.

Sodann wird das vordere Ende des Rohres 34 im Biegekopf eingespannt und der Induktor 30 sowie eine Hydraulikpumpe (in der Zeichnung nicht abgebildet) in Tätigkeit gesetzt, die die Zuführung der Arbeitsflüssigkeit zu den Arbeitsräumen der Hydraulikzylinder 15 und 33 gewährleistet. Gleichzeitig wird die Arbeitsflüssigkeit den kolbenstangenseitigen Hohlräumen des Bremszylinders 4 und des Hydraulikzylinders 5 für den

Leergang des Biegekopfes zugeführt.

Da im Augenblick des In-Tätigkeit-Selzens der Hydraulikpumpe der Biegeabschnitt am Rohr noch nicht erwärmt und der Widerstand des Rohres gegen axialen Druck groß ist, wird die Arbeitsflüssigkeit von der Hydraulikpumpe für den Hydraulikzylinder 33 verbraucht, was dementsprechend eine Vorschiebung des Gleitstücks 32 mit dem Induktor 30 in den

Führungen 31 längs dem Rohr 34 bewirkt. Während der Verschiebungsdauer des Induktors

υ längs dem Rohr aus der vorderen Endlage in die hintere Endlage werden Temperatur und Breite des zu erwärmenden Biegeabschnittes stabilisiert. Hat nun der Induktor 30 die hintere Endlage erreicht, was vorr Stoppen des Kolbens des Hydraulikzylinders 33 in uei

;o Endlage begleitet wird, so fängt die Arbeitsflüssigkeii von der Hydraulikpumpe an für die Längsvorsrhubhy· draulikzylinder 15 verbraucht zu werden. Da zu diesen" Augenblick der Biegeabschnitt am Rohr schon ausreichend erwärmt ist, setzt das Biegen des Rohres ein, das von der Drehung des Biegekopfes 2 um einer vorgegebenen Winkel begleitet wird. Dank der Gewährleistung einer gleichmäßigen und stabilen D;!ichwärmung des Biegeabschnitts erfolgt das Bieger des Rohres mit gleichmäßigem Stauchen und ohne Wellenbildung. Nach der Beendigung des Biegevorgangs wird der Induktor 30 sowie die Hydraulikpumpe abgeschaltet; der Anschlag 3 des Biegekopfes 2 wird von der vorderen Stirnseite des Rohres weggeführt, der Deckel des Biegekopfes wird freigemacht und geöffnet Mit Hilfe der beweglichen Traverse 16 wird durch einen Hub der Hydraulikzylinder 15 das Rohr 34 zwischen die Stützrollen 28 in einen Zangengreifer einer Abnehmevorrichtung 35 (F i g. 1 und 2) hindurchgestoßen. Die Abnehmevorrichtung wird hier nicht näher beschrieben, weil sie eine allgemein bekannte Konstruktion hat. Danach werden die Stützrollen 28 auseinandergeführt, und das Rohr wird vollständig freigegeben und vom Rollgang 29 mit Hilfe der erwähnten Abnehmevorrichtung abgenommen. Vom Bremshydraulikzylinder 4 wird der Biegekopf 2 in die Ausgangsstellung gedreht Durch einen Hub der Hydraulikzylinder 15 werden die Traverse 16 und der Anschlag 18 in die hintere Endlage geführt

Hiermit wird ein Zyklus des Biegevorgangs abge-

schlossen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Einrichtung zum Biegen von Rohren, mit einem schwenkbaren Biegekopf, in dem das Rohr einspannbar ist, mit Hydraulikzylindern, durch die das Rohr in seiner Längsrichtung vorschiebbar ist, und mit einer in Vorschubrichtung des Rohrs vor dem Biegekopf angeordneten Heizvorrichtung, die in Längsrichtung des Rohrs bewegbar ist, dadurch to gekennzeichnet, daß das Bewegen der Heizvorrichtung (30) durch einen mit den Hydraulikzylindern (15) hydraulisch verbundenen weiteren Hydraulikzylinder (33) entgegen der Vorschubrichtung des zu biegenden Rohrs (34) erfolgt

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenarbeitsfläche des weiteren Hydraulikzylinders (33) gleich der Summe der Kolbenarbeitsflächen der Hydraulikzylinder (15) ist

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