DE2458978A1

DE2458978A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen eines rohres

Info

Publication number: DE2458978A1
Application number: DE19742458978
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: ROBINTECH Inc
Current assignee: ROBINTECH Inc
Priority date: 1973-12-17
Filing date: 1974-12-13
Publication date: 1975-06-19
Also published as: IT1027088B; GB1482100A; US3922134A; BE823264A; FR2254420A1; JPS5092975A; CA1010767A; FR2254420B1; NL7416167A

Description

Priorität vom 1?. Dez_o 1973 in USA, Ser.No. k25 318

Es ist üblich, Bögen oder Krümmungen mit relativ großem Radius durch Biegen gerader Rohrabschnitte insbesondere dort zu formen, wo die in Rede stehenden Materialien leicht deformierbar sind oder auf thermischem oder chemischem Wege deformierbar gemacht werden können. Meistens und insbesondere bei Rohren mit größeren Maßen und wo es sich um relativ dünne Wände handelt, neigen solche Rohre dazu, während der Biegetätigkeit auszuknicken oder sich zu verbiegen, wodurch eine in den Kanal hineinragende Falte erzeugt wird, die den Aufbau schwächt und den Querschnüfcsbereich vermindert sowie den Strömungsweg behindert. In vielen Anwendungsfällen und speziell bei einem thermoplastischen Rohr zum Umschließen von Telefon.- oder Kraft-

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Postscheck: Frankfurt/Main 6763-602 Bank: Dresdner Bank AG. Wiesbaden, Konto-Nr. 276807

kabeln lassen die Angaben oder Bestimmungen nur eine kleine oder keine Verschlechterung des Querschnittbereiches oder der ursprünglichen Gestalt zu. Ein Normtest für eine zufriedenstellende Biegung besteht darin, daß eine Kugel mit einem Durchmesser, der etwas kleiner ist als der ursprüngliche Innendurchmesser der Leitung, in der Lage ist, von einem Ende zum anderen nach Fertigstellung des Biegens frei zu rollen.

Viele Mittel und Kunstgriffe hat man verwendet, um dem Verknicken während der Verformung zu widerstehen. Ein übliches Verfahren besteht im Füllen des Rohres oder Schlauches mit einem im allgemeinen unkompressiblen Granulat, für welches Sand und Getreidekörner, wie z.B. Gerste, typisch sind. Der Betrieb ist zeitaufwendig und relativ unwirksam, insbesondere dadurch, daß die Enden nach dem Füllen gut, z.B₀ durch einen Pfropfen, verschlossen werden müssen und nach Durchführung des Verfahrens und dessen Fertigstellung wieder geöffnet werden müssen und das Material wieder herausgenommen werden muß. Als Dorne hat man mechanische Mittel verwendet, wie z.B. dicht gewickelte Federn, besonders aber bei großen Maßen sorgen die Federwindungen nicht dafür, daß sie sich bei Formung der Biegung gleichmäßig im Abstand befinden, die Windungen hinterlassen beanstandete schraubenförmige Marken, wenn das Material weich ist, und die Dorne lassen nicht eine beliebige erhebliche Größenveränderung in dem Rohr oder der Leitung zu, ohne ihre Ausführung zu schmä-

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lern oder zu beeinträchtigen. Es sind auch komprimierte Fließmittel verwendet worden, um einen inneren Druck aufzubringen, während die Biegung geformt wurde, diese aber neigen zum ungleichmäßigen Verbiegen oder Verziehen der Wände mit der Ausnahme, wo eine Querschnittsgießform die letztlihe äußere Kontur oder Gestalt steuert, und die Maschinen- und Betriebskosten werden unzulässig hoch, und derartige Formen erfordern, daß das Rohr relativ geringe Toleranzen hat.

Es wird angenommen, daß die meisten Nachteile des Standes der Technik gemäß der Erfindung dadurch überwunden werden, daß man einen flexiblen Aufsteckdorn bzw. Hilfszapfen mit einer Querschnxttsgestalt verwendet, die eng auf die Innenseite des rohrförmigen, zu formenden Körpers paßt, und mindestens eine expandierbare oder ausdehnungsfähige Schicht um den Umfang des Hilfsdornes herum verwendet, um wahlweise mit der Innenwand des rohrförmigen Körpers in Eingriff zu gelangen, wodurch die Neigung dieser Wand, während des Biegeprozesses zusammengedrückt zu werden, gehemmt wird₀ In der US-Patentschrift 2 826 J8k (R.C.Pratt) vom 18. März 1958 ist ein fester Dorn zum Formen gerader Kunststoff-Rohrabschnitte mit einer Umfangsdruckzone beschrieben, die zum Expandieren der Rohrwand gegen die inneren Oberflächen einer zylindrischen Form verwendet wird. Außer dem Erfordernis präziser und relativ aufwendiger Formen verlangt die Pratt-Konstruktion, daß die Hochdruckzone gegen Leckage zur Atmosphäre hin geeignet abgedichtet ist.

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Gemäß der Erfindung sind die unter Druck stehenden Teile der Anlage vollständig in sich geschlossen und dauernd abgedichtet, ohne Stopfbücheenpackungen, und sie passen während der Biegetätigkeit zu jeder mittelmäßigen Relativbewegung der Teile, die erforderlich ist. Wenn bei bekanten Vorrichtungen unter Druck stehende Fließmittel zum Ersetzen eines mechanischen Hilfsdornes verwendet werden, ist die Anlage unnötigerweise mit dem Druckfließmittel verschwenderisch, da es während jedes Zyklus den ganzen inneren zu formenden Hohlraum ausfüllen muß.

Erfindungsgemäß ist die Verwendung eines speziell geformten, flexiblen Dornes oder Aufsteck- bzw. Hilfszapfens beabsichtigt, der in ein leicht deformierbares Rohr oder Leitung einzugeben ist, und nachdem der Dorn in zweckmäßiger Weise angeordnet ist und das Rohr geeignet an einem Ende befestigt ist, wird die Umfangszone oder die Umfangsschicht des Doms anschwellen gelassen, damit sie in Druckeingriff mit den inneren Wänden des Rohres gelangen. Der Mittelzapfen weist selbst einen ihm eigenen Druckwiderstand auf, er biegt sich aber leicht in Bogengestalt, wie gewöhnlich durch eine Lehre oder Biegebalken gebildet, gegen welche das Rohr oder die Leitung so gedrückt wird, daß ihm die bestimmten Biegungseigenschaften mitgeteilt werden_o Der Druck von der geweiteten oder geschwollenen Umfangszone wird recht gleichmäßig gegen die Innenflächen des Rohres oder der Leitung ausgeübt und überwindet in wirksamer Weise die Bildung von Innenfalten oder Knicken»

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Vorzugsweise besteht die Umfangszone aus einer umwickelten Schicht oder Schichten, insbesondere einem elastischen Rohr mit relativ kleinem Durchmesser, das in einem schraubenförmigem Wickelmuster angeordnet ist, dessen Wicklungen so anstoßen, daß sie eng beabstandet und gut verteilte Beruhigungsbereiche zwischen der Oberflächenzone und der Innenfläche des Rohres vorsehen.

Ein flexibler Hilfsdorn sorgt für einen Grund oder Träger für die schwellende Umfangsschicht oder Wickel und kann aus einem festen Elastomermaterial gebildet werden, wie z.B. Kautschuk mittiefer Härtegrade mit erheblichen Widerstandskräften gegen Bruch, das aber noch*federnd genug ist, um zu einem Bogen, der einem bestimmten Krümmungsradius entspricht, gebogen zu werden« In zweckmäßiger Weise ist der Hilfsdorn aus einem elastischen Metallrohr mit der gewünschten Flexibilität gebildet.'' Verschiedene Arten mit bekannten Biegeradiuseigenschaften und gewünschter Festigkeit, Wanddicke und Durchmesser sind leicht erhältlich. Eine bevorzugte Art mit geringem Gewicht und relativ guter Flexibilität wind als elektrische Leitung verwendet und ist im Handel als Greenfield-Leitung bekannt. Diese Leitung ist entweder in Aluminium oder galvanisiertem Stahl in einem breiten Durchmesserbereich erhältlich und steht sogar in speziellen Durchmessern zur Verfügung, im allgemeinen ohne Werkzeugkosten, wobei es sich um ein spiralförmig gewickeltes Metallband handelt mit einem Sperrungsgrad zwischen den Windungen. Andere elastische

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Schläuche mit Normgestalt, wie sie oft bei Vakuumreinrigingsmaschinen oder Staubsaugern verwendet werden, können ebenso benutzt werden. Ein Vorteil der spiralförmig gewickelten Rohrleitung besteht darin, daß er einen zwischen Umwindungen gebildeten schraubenförmigen Weg vorsieht, in welchen die elastische Rohrleitungsschicht eingewickelt und verankert werden kann. Eine flexible Haut oder Abdeckung, vorzugsweise aus härtbarem Kautschuk, kann um die am Umfang gewickelte Rohrleitung angeordnet werden, um das Einordnen des Domes im Rohr zu vereinfachen und einen mechanischen Schutz zu schaffen.

Die Dornvorrichtung vermag die meisten leicht deformierbaren Rohre zu biegen, sei es, daß die Rohre an sich weich sind, z.B. ein Bleirohr, sei es, daß sie durch Wäiroe weichgemacht sind, wie z.B. ein festes Kunststoffrohr, oder durch eine andere Weise weichgemacht. In typischer Weise kann die Vorrichtung festes Polyvinylchlorid (PVC) oder andere thermoplastische Leitungen, Rohre oder Schläuche biegen, um eine Anpassung an Normbestimmungen für Biegeradien, Wanddicke, Rundheit des Querschnittes u.dgl.· vorzusehen. In diesen Beispielen werden vorgeschnittene gerade, rohrfömige Rohlinge auf eine über der Deformationstempedtür liegende Temperatur durch herkömmliche Verfahren vorgewärmt, wie z.B. Aussetzen einer Ofenatmosphäre, durch Konvektionsluftströme in der Rohrleitung, durch Aufsetzen von Strahlungsenergie oder einer Kombination dieser Verfahren. Eine gemäß der Erfindung verwendete Methode ist das teilweise Erwärmen der

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geraden Rohlinge beim fortschreitenden Vorbeibewegen derselben durch einen vorgeheizten Ofen, und zwar auf eine

Temperatur von etwa 51,67⁰C (125⁰F), bei welcher· sie ohne

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ernsthafte Schwierigkeiten verarbeitet werden könn, wobei man damit bei den meisten Kunststoffen nicht den Erweichungspunkt erreicht. Sie werden dann auf gewärmten Walzen oder auf einem Wälzkörper oder BiegebalsBn in dichter Nachbarschaft zu Strahlungsenergiequellen gedreht, um den Erweichungspunkt während der Biegetätigkeit in jene Bereiche anzuheben, die zur Deformierung bestimmt sind.

Während solche Materialien und die Schwellschicht durch ein umlaufendes Kühlmittel unter einem erheblichen Druck aktiviert sind, findet ein gewünschter Wärmeaustausch statt, der das Kunststoffrohr wieder in festen Zustand zurückbringt, und das Kühlmittel ist in einer geschlossenen Anlage ohne die Notwendigkeit von Stopfbüchsenpackungen oder Stopfbüchsen begrenzt, so daß die Wahrscheinlichkeit für Fließmittdleckage äußerst minimal ist.

Andere Vorteile erreicht man mit der gegebenen Anordnung. Das zur Expansion des Dornes und damit zur Aufbringung von Druck auf die Rohrwände erforderliche Fließmittel ist ein kleiner Prozentsatz des Volumens des Hohlraumes und ist bei der Fließmittelverwendung wirtschaftlich im Vergleich mit Anlagen, bei denen Fließmittel in den ganzen Hohlraum ge-: fördert werden und diesen füllen. Außerdem ist durch die

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Verwendung einer beschränkten Umfangszone, wie sie in typischer Weise durch die Verwendung von spiralig gewickelten Elastomerrohrleitungen geschaffen sind, eine hervorragende Steuerung der Expansion als Funktion des Fließmitteldruckes geschaffen, da große Druckveränderungen relativ kleine Gesarntgrößenveränderungen oder AußendurchmesServeränderungen im Falle zylindrischer Rohre hervorrufen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung im Zusammenhang mit den Zeichnungen_o

Es zeigen:

Fig. 1 eine Längsansicht der Dornanordnung, wobei die meisten Teile zur Darstellung der inneren Konstruktion abgeschnitten sind,

Fig. 2 die Seitenansicht des Vorderendes des Dorns nach dem Zurückziehen aus einem Kunststoffrohr in der Folge der Formtätigkeit,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht durch den Dorn entlang der Linie 3-3 der Fig. 1, wobei die Umfangszone sich in einem anschwellenden Zustand befindet, um Druck auf die Innenwände des rohrförmigen Körpers aufzubringen, und

Fig. k eine Teilschnittansicht insbesondere des Hilfsdornes und zugeordneter Teile, wobei sich die Umfangszone

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in Ruhe- oder zurückgezogenem Zustand befindet.

Gemäß den Figuren 1 und 2 weist die Erfindung einen flexiblen Dorn auf und ist aus einem Kern oder Hilfsdorn bzw. Aufsteckzapfen Ik gebildet, dessen Hauptfunktion es ist, den Hauptteil des von dem zu biegenden Rohr gebildeten Hohlraumes einzunehmen und einen Träger zu bieten, auf dem eine Umfangszone 19» wie man besten in Fig. 3 sieht, geformt werden kann. Der Hilfsdorn 14 ist druckbeständig, wenngleich er eine schlangenähnliche seitliche Flexibilität hat, so daß er sich dem von außen gegen die Rohrwand aufgebrachten Druck widersetzen kann, aber noch bezüglich seiner eigenen Achse federnd ist, so daß er eine Übereinstimmung mit der zu bildenden Biegung im Rohr liefert. Für die Funktion ist es deshalb unwichtig, ob der Hilfsdorn fest oder hohl ist, obgleich erfindungsgemäß ein hohler Hilfsdorn bevorzugt wird, da er gut die leichte Aufnahme zugeordneter Teile gestattet, wegen seines geringen Gewichtes und der niedrigen Kosten. Die meisten flexiblen Rohre oder Vakuumsystemrohre sollten den notwendigen Bruchwiderstand gegen Radialkräfte vorsehen, während ein seitliches Versetzen der neutralen Achse aus der geraden Lage ermöglicht ist. Obwohl die Prinzipien der Erfindung nicht von irgendeiner besonderen Querschnittsgestalt abhängen, sind Rohre und Leitungen üblicherweise zylindrisch, und zur Erleichterung der Darstellung wird die Erfindung im Zusammenhang mit dem Biegen von Rohren

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oder Leitungen mit kreisförmigem Querschnitt beschrieben· Der Hilfsdorn 14 ist deshalb rund gezeigt, und sein Außendurchmesser wird vom Innendurchmesser des zu formenden Rohres bestimmt sowie durch die Dicke einer oder mehrerer Schichten, welche die Umfangszone 19 bilden, die in einem Ruhezustand das geeignete Spiel oder den notwendigen Raum für das Eingeben und Herausziehen des Dornes gestattet»

Ein Leichtmetallrohr oder Schlauch, der aus einem teilweise oder ganz verriegelten bzw. zusammengesetzten und schraubenförmig gewickelten, vorgeformten Band 18 besteht, wie es häufig für die Armierung elektrischer Leitungen verwendet wird, wurde als ausreichend angesehen. Das Material steht in einem weiten Durchmesserbereich zur Verfügung, und seine leichte Herstellbarkeit gestattet auch die Bildung von Spe-

daß
zialgrößen, ohne praktisch Werkzeugänderungen notwendig sind· Das Band oder der Streifen 18 sorgt in der Darstellung für einen zusammengesetzten Verschluß zwischen Verbindungswicklungen, wodurch der Bruchwiderstand des Rohres erhöht wird, während ein mittelmäßiges Gleiten der Teile an den überlappten Teilen derart ermöglicht ist, daß während einer Biegetätigkeit der äußere Umfang der Biegung sich ausdehnt, während der innere Umfang der Biegung sich zusammenzieht, was in erwünschter Weise die Biegung im wesentlichen um die neutrale Achse mit geringer oder ohne Längai änderung vom geraden Zustand gibt.

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Der vorgeformte Streifen 18 schafft Umwicklungen und Nuten zwischen Verbindungswicklungen, die zur Anordnung und Befestigung der expandierbaren Umfangszone 19 beitragen. Obwohl diese Zone eine einzige Ringkammer oder eine Mehrzahl von Ringkammerbereichen aufweisen kann, die aus Kautschuk oder dergleichen geformt sind, ergeben sich eine genauere Größensteuerung, niedrigere Kosten und andere Vorteile aus der Schaffung einer ringförmigen Kammer durch die Verwendung einer schraubenförmig gewickelten Schicht eines flexiblen Rohres, wie man es im expandierten Zustand am besten in Fig. 1 sieht. Wärmebeständiger Kautschuk ist ausreichend, aber hervorragende Ergebnisse erhielt man auch bei der Verwendung herkömmlicher elektrischer Isolierhülsen, die in einem weiten Größenbereich gebildet sind und aus plastifizierten Polyvinylchlorü (PVC) oder einem äquivalenten Mittel bestehen. Der Durchmesser der verwendeten Rohrleitung wird durch den erforderlichen Fließmittelfluß für den Wärmeaustausch bestimmt, hat aber vorzugsweise in einem flachgelegten Ruhezustand eine Breite, die grob den Abstand zwischen benachbarten oder Verbindungsumwicklungen überspannt, wodurch recht vollständig die äußere Oberfläche des Hilfsdorns 14 abgedeckt wird.

Die Länge des Dorns wird natürlich durch die erforderliche Biegungslänge bestimmt, und der Hilfsdorn wird so geschnitten, daß er im Voraus paßt. Ein Führungszapfen 12 ist am Vorderende des Dorns vorgesehen, um die Anordnung während des Einführprozesses zu führen und ist hier als Kappe dar-

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gestellt, die vorzugsweise aus Aluminium oder nichtrostendem Stahl gebildet ist. Die Forderwand des Führungszapfens ist mit einer mittigen Öffnung versehen, um eine Befestigungsschraube 24 aufzunehmen, mit welcher der Führungszapfen an einem Endstopfen 15 befestigt iinsrd, der zur Verankerung des Vorderendes des Hilfsdorns 14, z.B. durch Schrauben, eingeschnürt ist, wobei sich die Schrauben 16 radial nach innen durch den Streifen 18 erstrecken und das Vorderende im Schutzteil 23 des Führungszapfens 12 eingeschlossen ist. Ein ähnlicher Endstopfen 17 ist an dem gegenüberliegenden Ende des Dorns vorgesehen, an welchem das rückwärtige Ende des Hilfsdorns ebenfalls durch Schrauben 16 angebracht ist. Ein geeigneter Handgriff 13 ragt koaxial aus'dem Stopfen 17 heraus und unterstützt die Bedienungsperson bei der Handhabung des Dornes. Eine rohrförmige Abdeckung aus Schwammkautschuk oder dergleichen kann gemäß der Darstellung von Fig. 1 verwendet werden, um ein wirksameres Ergreifen für die Bedienungsperson vorzusehen und eine thermische Isolation gegen die Wirkungen eines durch den Handgriff fließenden Kühlmittels zu schaffen, wie ersichtlich ist.

Die expandierbare Umfangszone ist so gezeigt, daß sie aus einer schraubenförmig gewickelten Rohrleitung besteht, die sich in eine Zone zwischen den festen Enden oder Anschlüssen erstreckt, welche durch den Führungszapfen 12, den Handgriff 13 und die Endstopfen I5 und I7 gebildet sind

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und mit dem Hilfsdorn einen flexiblen Zwischenabschnitt bilden. Das Rohr liegt normalerweise in den Nuten oder Furchen , die zwischen benachbarten Windungen des Metallschlauches gebildet s.ind_o Vorzugsweise erstrecken sich die Enden des Rohres 19 durch mit Augen oder Durchführungshülsen versehene Löcher 25 in dem vorgeformten Streifen 18 gemäß Darstellung und der vordere Verbindungsabschnitt 28 sowie der rückwärtige Verbindungsabschnitt 29 sind mit hinreichendem Durchhang versehen, um einen Zusammenbau und ein Auseinandernehmen zu ermöglichen. Die Enden sind an Nippeln oder Ansätzen 26 bzw. 27 angebracht, die ihrerseits in dem Endstopfen 17 eingeschraubt sind und mit den Druckfließmittel-Zuführverbindungen 32 und 33 in Verbindung stehen, z.B₀ durch Leitungen, die sich durch den Handgriff 13 erstrecken, wie in Fig_e 1 gezeigt ist. Klammern 31 können verwendet werden, um die Rohrenden fest an den Mitteln 26 und zu halten und damit besser die Vermeidung von Fließmittelleckage sicherzustelleno

Obwohl die insofern beschriebene Einheit ohne weitere Zusätze arbeitet, ist die Hinzufügung einer äußeren elastischen Abdeckung oder Haut 21 bevorzugt, typischerweise aus wärmebeständigem Kautschuk, und zwar als körperlicher. Schutz für das schraubenförmig gewickelte Rohr sowie zur Schaffung eines glatteren oder gleichmäßigeren Äußeren, wenn der Dorn eingegeben und aus der Rohrleitung herausgezogen wird.

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Ein Kautschuk guter Flexibilität und relativ guter Bruchfestigkeit und einem Widerstand gegen mittelmäßig hohe Temperaturen wird empfohlene Erfolgreich wurde Kautschuk derart verwendet, wie er für Innenrohre in Kraftfahrzeugen benutzt wird» Der Abdeckkaujbschuk neigt auch dazu, sich gleichmäßiger an die Innenfläche des Rohres anzulegen, wobei die Kräfte von dem gewickelten Rohr in einer schraubenförmigen Bahn aufgebracht sind, und wenn der Kautschuk während des Zusammenbaus an seinem Platz gedehnt wird, wirkt er als zusammenziehendes oder verengendes Mittel, welches den Dorn auf seinen Minimaldurchmesser durch Zusammendrücken der Schicht 19 drückt, wenn der Fließmitteldruck fortgenommen wird, wie in Fig. k gezeigt ist. Die Klammern 22 können verwendet werden, um die Enden der Kautschukabdeckung am Ort fest auf den Teilen der Endstopfen 15 und 17 mit dem verminderten Durchmesser zu halten.

Im folgenden wird die Betriebsweise gemäß der Erfindung beschrieben. Der in Fig. 2 gezeigte Dorn wird bei einer typischen Biegetätigkeit aufgebracht. Der Führungszapfen 12 ist in derjenigen Stellung gezeigt, in welche er in das Rohr eingeführt werden soll, wobei er mit dem Ende vor der Biegetätigkeit zugeführt und nach dem Biegen gemäß Darstellung des Doppelpfeiles herausgezogen wird. Während sich die Umfangsschicht in einem Ruhezustand befindet, d.h. während wenig oder kein Fließmittel durch das Rohr 19 fließt, verengt die Gummiabdeckung 21 die Umfangsschicht, und der Durch-

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messer des flexiblen Zwischenabschnittes ist minimal gehalten, der sogar kleiner als der Führungszapfen 12 gezeigt ist, wobei ein Ringraum zwischen dem Dorn und der Innenwand eines Abschnittes eines Rohres oder einer Rohrleitung 3k vorgesehen ist, wieinan am besten in Fig. k sieht. Diese zeigt die Lage der Teile zu Beginn des Biegezyklus in dem Augenblick, wo der Dorn in das Rohr eingeführt wird. Man sieht, daß die Schicht 19 sich in Ruhe befindet oder zusammengezogen ist und relativ flach gegen den Hilfsdorn lh liegt.

Zu Beginn einer Biegung wird ein Rohe abschnitt oder Rohrleitungsabschnitt, der geformt werden soll, an einem Ende eingeklemmt, und der Dorn wird gewöhnlich eingeführt, während der Rohrabschnitt oder Rohling gerade ist. Ein Fließmittel unter einem hinreichendem Druck, um die Schicht 19 anschwellend oder geweitet zu machen, wird entweder statisch oder als Umwälzmedium aus einer geeigneten Quelle zu den Anschlüssen 32 und 33 zvaa Weiten des Dorns gegen die Innenwände der Rohrleitung 3^ zugeführt, wie in Fig. 3 gezeigt ist, und. das Rohr wird quer in die gewünschte Biegung gezwungen, entweder von Hand oder durch nicht gezeigte mechanische Mittel. Bei geeigneten Kräften in der Rohrleitung 19 zur Überwindung der FaIt- oder Knickneigungen der Rohrleitung wird eine glatte Biegung gebildet, welche die ursprüngliche Kreisgestalt der Rohrleitung aufrechterhält."

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Zur besseren Darstellung der Weit- oder Anschwelltätxgkeit durch die Aufbringung von Fließmitteldruck zeigt Fig. 1 den nicht eingeengten Dorn 10, das voll geweitete Rohr 19» wobei die Wände der Rohrleitung 19 mittelmäßig gedehnt sind, um die runde Gestalt zu walken oder zu füllen. Die auf die Kautschukabdeckung 21 von dor Rohrschicht aufgebrachten Kräfte weiten ihrerseits das flexible Teil 11, das hier jenseits der Einengung des Führungszapfens 12 liegt. Bei der wirklichen Verwendung ist jedoch der gesamte Dorn durch den Widerstand unter Zwang gehalten, der von den Rohrleitungswänden dargeboten wird, und die Rohrleitung 19 wird normalerweise zu einer Deltaform verbogen oder verzogen, die in denjenigen Bereichen abgeflacht ist, welche den äußeren Umfang des Dorns bilden, wo die Rohrleitung Xiiderstand findet, und der Berührungsbereich zwischen der rohrförmigen Zone 19 und der Leitung wird vergrößert, wobei das schraubenförmige Muster nicht mehr auf die Leitung 23 aufgebracht wird.

Bei einem spezifischeren Beispiel sei ein Rohr oder eine Leitung 3^ aus festem oder steifen PVC oder einem ähnlichen zu formenden Material angenommen. Dieses Material wird gewöhnlich durch Extrudieren in kontinuierlichen Längen erzeugt, die in geeignete Rohlinge geschnitten werden und im Ofen erwärmt werden können, bis sie eine Temperatur über dem Erweichungspunkt erreicht haben, der bei PVC gewöhnlich

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über 87,78°C (190°f) liegt. Erfindungsgemäß ist jedoch ein Ofen für die Vorwärmung der Rohlinge auf einen Bereich unter 6O°C (14O°F) bevorzugt, der beachtlich eine bequeme Handhabung bzw. Verarbeitung der Rohlinge gestattet, wonach erfindungsgemäß eine lokalisierte Zusatzwärme vorgesehen wird, z.B, durch Strahlungsheizer zu allen Zonen des geraden Rohlings, die während der Biegetätigkeit zu deformieren sindo Die meisten Rohrbiegungen werden nach Bestimmungen gemacht, die für einen geraden Abschnitt an jedem Ende oder in dessen Nachbarschaft sorgen, wobei diese Abschnitte nicht gezogen werden und deshalb nicht eine solche Hilfswärme erfordern. Solche Abschnitte, die kühler sind, können auch bequemer verarbeitet werden. In Fig. 2 ist eine fertige Biegung gezeigt, die aus einem solchen unter- schiedlich erwärmten Rohling gebildet ist, wobei das schattierte Teil 35 bei einer Temperatur unterhalb dem Erweichungspunkt gelassen wurde, während der Rohling in seinem ursprünglichen geraden Zustand war. Dieses örtlich kühlere Teil, welches steif ist, bietet zusätzliche Vorteile dadurch, daß es möglich ist, das Rohrende zwangsweise über ein Klassier- oder Sortierwerkzeug 37 einzugeben ., mit dem genaue Endmaße vorgesehen werden, während zur gleichen Zeit die Rohrleitung 3^ für das nachfolgende Biegeverfahren verankert wird. Das Werkzeug 37 kann seinerseits mit einem Kühlmittel versehen sein, welches von einer geeigneten Quelle durch Rohranschlusse 38 umgewälzt wird, und es kann

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mit einer pneumatischen oder einer ähnlichen Rückziehvorrichtung versehen sein, die alle herkömmliche Gestalt haben (nicht dargestellt sind), insbesondere wenn die Rohrleitung während des Kühlens auf dem Werkzeug festgekeilt wird. Eine solche Bindung ist ein üblicher Zustand, insbesondere, wo das Werkzeug 37 eine Form darstellt, die zum Ausweiten des erweichten Endes der Leitung in eine verjüngte Endglocke 36 oder Konus ausgestaltet ist, um ein unbehandeltes Ende einer angrenzenden Leitung aufzunehmen» Somit schafft durch unterschiedliches Erwärmen des Rohlings ein relativ kühles steifes Teil 35 die Steifigkeit, mit der im wesentlichen das erweichte Ende über das Sortierwerkzeug gezwängt wird. Ohne das kühle Teil verknickt die erweichte Leitung einfach und entwickelt nicht die zur Erzeugung eines Endkonus erforderliche Kraft, die auch zum Übergleiten über ein stramm passendes Sortierwerkzeug nötig ist.

Die tatsächliche Biegetätigkeit ist in einer schnellen Folge getan, wobei man mit dem Abnehmen einer erwärmten und erweichten Rohlingleitung aus einem geeigneten Ofen oder einer Strahlungswärmeeinheit beginnt, die beide herkömmliche Form haben. Ein Ende der Leitung 3^ is^Ln zweckmässiger Weise mit oder ohne Endformung in der schematisch in Fig. 2 gezeigten Weise befestigt und der ruhende Dorn 10 wird eingesteckt, bis der Führungszapfen 12 in dem geraden Teil 35 angeordnet ist. Ein Fließmittel, vorzugsweise kaltes Wasser, wird von einer Kühlzufuhr sofort unter einem er-

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heblich hohen Druck umgewälzt, der sich gewöhnlich im Bereich von 1,/+1 kg pro cm bis 3,16 kg/cm (20 ρ si -

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45 psi)/, und zwar durch die Schicht, die von den expandierbaren Rohren 19 gebildet wird. Gleichzeitig und bevor die Wandoberflache in der Leitung Jh abgeschrägt werden, wird die erforderliche deformierte Länge der kombinierten Leitung Jh und Dorn 10 seitlich fortschreitend entlang einer zweckmäßig angeordneten Lehre 39 gedrückt, um den erforderlichen Biegeradius aufzubringen« Wenn die Leitungswände relativ dünn sind und zum Verknicken neigen, kann die Lehre Seitenplatten haben oder als Sattel geformt sein, um die Leitungswände zu umfassen und zu stützen und außerdem die Neigung zu Deformationen minimal zu halten, und dies alles ist in der Technik bekannt₀ Das Rohr oder die Leitung wird in der gewünschten Lage, z.B. durch Klemmen oder Klammern, die nicht gezeigt sind, gehalten, während die Umfangszone gemäß Darstellung in Fig. 3 expandiert bleibt und das Kühlmittel währenddessen die Kühltätigkeit beschleunigt. Wenn die Leitung thermisch abgebunden wird, wird der Druck entfernt, die äußere Oberfläche des Dorns zieht sich gemäß Darstellung in Fig. h zusammen, und der Dorn wird, wie in Fig. 2 dargestellt ist, herausgezogen.

Ein Hilfsgerät herkömmlicher Form ist in der Zeichnung nicht gezeigt. Zum Beispiel sind die Wärmeöfen bekannt und bestehen gewöhnlich aus einer thermisch isolierten Kammer mit

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thermostatisch gesteuerten Heizelementen, Die Rohlinge rollen durch Schwerkraft oder werden durch die Kammer mit einer gesteuerten Geschwindigkeit gefördert. Venn Hilfswärme erforderlich ist, kann die Wärmekammer die Rohlinge auf Drehwalzen ablassen oder entladen, wo der äußere Umfang laufend mit elektrischer Energie versehenen Strahlungswärmern (oft mit Quarzfenstern) über einen Teil oder die gesamte Länge des Rohlings ausgesetzt wird. Durch zweckmäßiges Auslassen eines oder mehrerer dieser Strahlungswärmer kann der Rohling unterschiedlich erwärmt werden, um kühlere Teile zu bilden, wie beschrieben.

Gemäß der Erfindung wurden die Prinzipien anhand einer typischen und bevorzugten Ausführungsform gezeigt, die sich auf das Biegen von zylindrischem, thermoplastischem Rohr bezieht. Offensichtlich betreffen die Prinzipien aber auch andere Gestalten und andere Materialien, wobei alle diese Aspekte im Rahmen der Erfindung liegen.

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Claims

Patentansprüche

ΐο Dorn zum Einführen in ein Rohr, vorzugsweise eine thermoplastische, wärmeerweichte Leitung, zur Unterstützung der Innenwände des Rohres und zum Aufrechthalten der Querschnittsgestalt der Wände, während das Rohr in eine gekrümmte Gestalt gebogen wird, d a d u r c h gekenn ze i chne t, daß der Dorn (to) einen flexiblen Mittelkern (14) mit einem Querschnittsmuster aufweist, welches der Form nach dem Durchgang durch das Rohr (3^) entspricht, aber kleiner als der Durchgang ist, der Kern (1^) relativ bruchsicher ist, eine expandierbare Umfangszone (19) den flexiblen Kern (1^) einschließt und Wände aufweist, die auf Fließmitteldruck in der Zone (19) zum Ausweiten in Federberührung mit Bereichen der Innenwände des Teils des zu biegenden Rohres (3M ansprechen, und daß die Zone (I9) ^auf Verschwinden des Druckes zum Zurückweichen von den Wänden, anspricht, wodurch genug Umfangsraum geschaffen ist, um ein Herausziehen des Doms (1O) aus dem Rohr (3^) nach der Biegetätigkeit zu gestatten.
2. Dorn nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein zentraler Hilfsdorn (1k) aus einem flexiblen, bruchbeständigen Schlauch gebildet ist, die expandierbare Umfangszone (19) ein elastomeres Rohr (18) aufweist, das schrauben-

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förmig um den Schlauch (14) gewickelt ist und daß eine Expandiereinrichtung für die Zone (19) zum Expandieren, nachdem der Dorn (1O) in die Leitung (3*0 eingesteckt worden ist, vorgesehen ist und die Expandiereinrichtung für die Zuführung von Fließmittel unter Druck in das Innere des Rohres (18) Verbindungen (32, 33) aufweist, wodurch das Rohr zur Aufbringung von Druck auf die Innenwände der Leitung (3*0, während diese gebogen wird, expandiert wird,
3. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufsteckdorn (i^) eine aus einem schraubenförmig gewickelten, zusammengesetzton Metallstreifen (18) gebildete Leitung ist und sich benachbart vorbindende Wicklungen einer leichten Relativbewegung unterworfen werden, wodurch sich der Hilfsdorn (1'O um seine neutrale Achse biegt.
h. Dorn nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß das Elastomerrohr um dem Hilfsdorn (14) derart gewickelt ist, daß er in den zwischen benachbarten Wicklungen gebildeten Nuten liegt.
5. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine elastomere Abdeckung (21 ) um die Unifangszone ('9) herum gebildet und so angeordnet ist, daß sie sich bei der Benutzung zwischen der Zone (19) und den !fänden der Leitung (3^;0 angebracht ist, um den Wänden den durch die Expandierzone (19) erzeugten Druck mitzuteilen.

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6. Dorn nach. Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Führungszapfen (12) an einem Ende de? üorns (1O) zur Führung des Dorns in der Leitung (3*0 gebildet ist.
7. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die die Umfangszone (19) umgebende elastomere Abdeckung (21) an einem Ende im Führungszapfen (12) befestigt ist.
8. Dorn nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung (21) um die Umfangszone (1°-) gedehnt ist und eine ausreichende Kraft zum Zusammenziehen der Rohrleitung (18) und zur Verminderung des Außendurchmessers des zentralen Hilfsdornteils (1*1·) des Dorns (1O) hat, wenn der Druck reduziert ist.
9. Dorn nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Handgriff (13) an dem gegenüberliegenden Ende des Dorns (1O) und innere Verbindungen (27, 29) für die Leitung von unter Druck stehendem Fließmittel durch den Handgriff in Stromungsverbindung mit der Rohrleitung (18) vorgesehen sind.
10. Verfahren zur Formung von Biegungen aus weichgemachtem, thermoplastischen Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Hauptteil d"s Rohrhohlraumes mit einem bruchbeständigen, flexiblen Hilfsdorn gefüllt wird und während der

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•Vf.

auf die Innenwände des Rohres in einer engen Urnf angszone, die zwischen dem Hilfsdorn und dom Rohr angeordnet ist, ein inneres, unter Druck stehendes Fließmittel aufgebracht wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck um einen Schraubenweg aufgebracht wird, der in der Umfangszone liegt.
12. Verfahren nach den Ansprüchen 10 oder 11, insbesondere zur gleichzeitigen Biegung ninos Abschnittes von weichgemachtem thermoplastischen Rohr und zur Formung einer Endkappe darauf, dadurch gekennzeichnet, daß man das Rohrteil unmittelbar neben der Kappe bei einer Temperatur beläßt _t die unter dem Erweichungspunkt liegt, wodurch dieses Teil hinreichend fest oder starr bleibt, um ein Aufdrücken des Endes des weichgemachten Rohres über ein Formwerkzeug zu ermöglichen.

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