DE2524342B2

DE2524342B2 - Vorrichtung zur Krümmung von Rohren durch Kaltverformung

Info

Publication number: DE2524342B2
Application number: DE2524342A
Authority: DE
Inventors: Enrico Mailand Sebastiani (Italien)
Original assignee: TAG VERTRIEB AG ZUERICH (SCHWEIZ)
Current assignee: TAG VERTRIEB AG ZUERICH (SCHWEIZ)
Priority date: 1974-12-20
Filing date: 1975-06-02
Publication date: 1979-10-31
Also published as: GB1528480A; CA1040518A; US4012936A; FR2294777A1; FR2294777B1; DE2524342A1; DE2524342C3; IT1030939B; DE2560070C2; JPS5187161A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Krümmung von Rohren durch Kaltverformung, mit einem Paar von beweglich angeordneten Auflagen für das Rohr, die dessen Querschnitt angepaßte Aufnahmen aufweisen, sowie mit einem dreieckförmigen Stempel, dessen Scheitel auf die Auflagen weist und dessen Dreiecksseilen eine aim Rci.rquerschnitt angepaßte Auskehlung aufweisen.

Bei einer aus der US-PS 33 03 680 bekannten Vorrichtung dieser Art sind die Auflagen schwenkbar gelagert, so daß sie beim Absenken des das Rohr biegenden Stempels eine Winkellage zueinander einnehmen, die dem von den durch die Rohrenden beidseits der Krümmung gebildeten Schenkeln eingeschlossenen Winkel entspricht. Bei der Biegung der Rohre mit der bekannten Vorrichtung wird das Rohrmaterial auf der Innenseite der Krümmung gestaucht und auf der Außenseite der Krümmung gestreckt, so daß sich nicht nur unterschiedliche Wandstärken des Rohrmantels ergeben, sondern der Querschnitt des Rohres durch Abflachung auch stark verändert wird.

Weitere Vorrichtungen zur Krümmung von Rohren sind beispielsweise aus der US-PS 23 35 113 sowie dem DE-GM 73 44 834 bekannt. Auch in diesen Vorrichtungen wird das Rohr um eine quer zu dessen Mittellinie liegende Achse gekrümmt, so daß der Rohrmantel auf der Innenseite der Krümmung gestaucht und auf der Außenseite der Krümmung gedehnt wird, woraus sich die beschriebenen Nachteile ergeben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der Rohre mit kleinem Krümmungshalbmesser ohne Streckung des Materials auf der Außenseite der Krümmung und ohne Stauchung des Materials auf der Innenseite der Krümmung gebogen werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einer Vorrichtung der eingangs angegebenen Gattung dadurch gelöst, daß die bewegliche Anordnung der Auflagen in einer auf einer gemeinsamen, in Richtung des Rohrs verlaufenden Führung verschieblichen Anordnung der Auflagen besteht, daß die Aufnahmen eine das Rohr umschließende Form haben und daß die einander zugewandten Seitenflächen der Auflagen an ihren auf den Scheitel des Stempels weisenden Enden jeweils eine Abschrägung aufweisen, die jeweils mit einer Dreiecksseite des Stempels zusammenwirkt, wobei sich zu Beginn der Kaltverformung die einander zugewandten Seitenflächen der Auflagen berühren.

!n der erfindungsgemäßen Vorrichtung weichen die

das Rohr stutzenden Auflagen kontinuierlich zurück, so

ίο daß der auf das Rohr wirkende Stempel auf Jen oberen

Bereich des Rohres oberhalb der Abstützkanten der Auflagen senkrecht zur Mittellinie des Rohrs einen derartigen Druck ausübt, daß dieses fortschreitend herabgedrückt wird. Es erfolgt also eine Krümmung des

Rohres durch eine fortschreitende Verschiebung der

Rohrquerschnitte senkrecht zur Mittellinie des unverformten Rohres parallel zueinander, also ohne eine Drehung der Querschnitte, wie es bei den bekannten Biegeverfahren mit den sich daraus ergebenden

beschriebenen Nachteilen der Fall ist.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigt

F i g. 1 ein gerades Metallrohr vor seiner Verformung, F i g. 2 eine schematische Darstellung des Rohres zur Erläuterung der Theorie der Verformung durch Parallelverschiebung der Querschnitte,

F i g. 3 eine dr.r F i g. 2 entsprechende Darstellung eines gekrümmten Rohrstücks,

ω Fig. 4 ein der Fig. 3 entsprechendes gekrümmtes Rohrstück in seinem wirklichen Aussehen nach der Verformung,

Fig. 5 eine schemalische Darstellung der Rohrquerschnitte vor und nach der Krümmung,
J5 F i g. 6 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Krümmung von Rohren durch Parallelverschiebung der Querschnitte,

F i g. 7 einen Schnitt entlang der Linie X-X in F i g. 6,

F i g. 8 einen Schnitt entlang der Linie Y-Y in F i g. 6.
F i g. 9 bis 11 verschiedene Formen des Scheitels des Druckstempels der Vorrichtung und

Fig. 12 bis 15 verschiedene Ausgestaltungen der Arbeitsseiten dieses Stempels.

Die Art der Verformung des Rohrs wird zunächst anhand des in den F i g. 1 und 2 dargestellten Rohres aus Stahl mit einem Außendurchmesser c/_c-, einem Innendurchmesser d, und einer Rohrstärke s erläutert. Zur Durchführung der Verformung können die Durchmesser und die Stärke des Rohrs beliebig sein.
so Das zu krü/nmende Rohr soll einen inneren Krümmungshalbmesser von etwa Null aufweisen, der von dem Aufschlagwinkel λ bestimmt wird. Zur Krümmung wird das Rohrstück A ganz oder in dem zu krümmenden Teil einer Verformung unterzogen, wobei die Krümmung einen verhältnismäßig kleinen Betrag aufweisen soll, der sich aus der Parallelverschiebung benachbarter Querschnitte ohne Drehung ergibt.

Im dargestellten Beispiel vollzieht sich die Verformung zunächst im Rohrquerschnitt S], der gezwungen wird, sich über eine gewisse Strecke nach unten zu verschieben, wobei er seine ursprüngliche Gestalt beibehält. Dieser Vorgang überträgt sich sodann gleichzeitig auf die zum Rohrquerschnitt 5i benachbarten Querschnitte 52, die sich über eine gewisse Strecke senken und das mittlere Teil Si über die gleiche Strecke weiter nach unten mitnehmen. Die Querschnitte 53, die an die verschobenen Querschnitte 52 angrenzen, bleiben an ihrer Stelle, da bei ihnen noch keine Bearbeitung

durchgeführt wurde.

Die Verschiebungen dor Querschnitte S\ und Si sind zueinander parallel und stehen senkrecht auf der Achse bzw. Mittellinie Z-Z des Rohrstücks A, wobei die verformten Abschnitte keinerlei Drehung erfahren haben, nachdem sie zur Bildung der Krümmung Clinear verschoben worden sind. Die Krümmung weist den Aufschlagwinkel α auf, wobei sich die Verschiebung der Rohrquerschnitte auf drei Abschnitte beschränkte. Im allgemeinen erfolgt eine Verschiebung der Abschnitte auf einem Teil, d. h. nur über den zu krümmenden Teil des Rohres.

Durch die parallele Verschiebung der einander benachbarten Rohrquerschnitte entsteht ein gekrümmtes Rohr mit konstantem Querschnitt, dessen Krümmungsinnenhalbmesser nahezu Null beträgt.

In den F i g. 3 und 4 ist ein zylindrisches Metallrohr A dargestellt, von dem eine Anzahl benachbarter Querschnitte parallel zueinander und senkrecht zur ursprünglichen Achse Z-Zdes Rohres verschoben worden sind. In der F i g. 3 ist die Form der Krümmung in dem gekrümmten Teil A? zur Erläuterung der Theorie stufenweise dargestellt, um anzudeuten, vie sich die Verschiebung der benachbarten Rohrquerschnitte vollzieht, die natürlich in kleinen ineinander übergehenden Schritten erfolgt. In Fig.4 ist das verformte Rohr in seiner wirklichen Gestalt dargestellt.

Der der Krümmung C des Rohres A auferlegte Aufschlagwinkel ä beträgt im dargestellten Fall 90³ und wegen des zueinander senkrechten Verlaufs der sich im Scheitel IO treffenden Rohrteile Q und G ist der innere Krümmungshalbmesser rgleich Null.

Die sich parallel verschiebenden Querschnitte weiden vom zentralen Querschnitt S] ausgehend mit S>, Si, S₄,... S_n bezeichnet.

Der im gekrümmten Rohrabschnitt A_c für die Flüssigkeit nutzbare Querschnitt verläuft zu den Achsen R\ und /?2 senkrecht, da dieser durch die Parallelverschiebung der Querschnitte elliptisch ist, wie aus dem Schnitt 14 ersichtlich ist.

Um der, verformten Rohrstück beispielsweise zum Gewindeschneiden und dergleichen einen kreisförmigen Querschnitt zu verleihen, kann das gekrümmte Rohrstück einem Druck ausgesetzt werden, der senkrecht zu den Achsen R]₁ Ri wirkt. Der Rohrquerschnitt nimmt dadurch die Kreislorm 16 an, die gegenüber dem ursprünglichen kreisförmigen Querschnitt 12 einen geringeren Durchmesser aufweist (Fig. 5).

Das vorstehend Gesagte gilt für zylindrische Rohre. Werden nicht zylindrische Rohre verformt, so wird der veränderte Querschnitt erhalten bleiben, da eine elliptische Verformung nicht erreicht werden wird.

Der zur Verformung der elliptischen Querschnitte in eine Kreisform erforderliche Druck kann schon während der Krümmung des Rohres aufgebracht werden, also gleichzeitig mit der Parallelverschiebung der benachbarten Querschnitte. Auf diese Weise bleiben nach der Krümmung die zu den Achsen R] und /?2 senkrechtstehenden Rohrquerschnitte des Abschnitts Ac kreisförmig und nehmen keine elliptische Gestalt an.

Die in den F i g. 6 bis 8 dargestellte Vorrichtung B zur Krümmung von Rohren besteht aus einem Paar von auf einer gemeinsamen Führung 18 verschieblich angeordneten Auflagen D und F mit Aufnahmen 20, 22, die das zu krümmende Rohrstück A aufnehmen. Der obere Teil der Auflagen ist V-förmig angeschrägt. Die Auflagen wirken mit einem drf ieckförmigen Stempel G in der Weise zusammen, daß der Scheitel 24 des Stempels mich unten auf das zu krümmende Rohr weist. Der Stempel G ist längs der Dreieckseiten 26,28 und ai> seinem Scheitel 24 mit einer Nut oder Auskehlung H versehen; die Seiten 26, 28 bilden einen Aufschlagwinkel von 9D° miteinander, da es wünschenswert ist, daß die gekrümmten Teile des Rohrs bzw. Rohrstücks A zueinander senkrecht stehen. Die Seitenflächen 30, 32 der Auflagen D, .F weisen an ihren oberen Enden unter

ίο 45⁼ verlaufende Abschrägungen 34, 36 auf, durch die schräge Flächen gebildet sind, die zur Krümmung des Rohres mit den Arbeitsflächen des Stempels G zusammenwirken.

Zur Verformung des Rohrs A wird dieses in die Aufnahmen 20, 22, die dessen Querschnitt angepaßt sind, eingeführt, wobei die Flächen 30, 32 der Auflagen zunächst in Berührung miteinander stehen. Anschließend wird der Stempel G in Pfeilrichtung U gesenkt, wodurch auf das Rohr A ein bestimmter Verformungs-

_'o schub ausgelöst wird, der sich auch auf die schrägen Flächen der Abschrägungen 34,36 uiswirkt.

L>uS Konr Kommt zunacHst in i_erurirun& mit Gern Scheitel 24 des Stempels G, wodurch der zentrale Querschnitt eine geringe Verschiebung nach unten

2s erfährt. Durch weiteres Absenken des Stempels gleiten die Auflagen D, Fin Pfeilrichtung Tauf de» Führungen 18 und entfernen sich voneinander, wodurch die nachfolgenden Rohrquerschnitte nach und nach nach unten verschoben werden. Nach abgeschlossener Senkung des Stempels G und Entfernung der Auflagen D, F hat das Rohr A eine Verformung durch Verschiebung der Rohrquerschnitte und damit eine Rohrkrümmung erhalten.

Während der Verformung liegt das Rohr in der druckausübenden Auskehlung H des Stempels und berührt dessen Flächen 38. so daß das Rohr gut eingebettet und stabilisiert wird.

Durch die besondere Ausbildung der Vorrichtung B wird die Verformungsarbeil durch Abserken des Stempels G nur auf die Querschnitte übertragen, die jeweils durch die Kanten 40, 42 des Stempels sowie die a schließenden Abschrägungen 34, 36 der Auflagen D. F und die durch die Seiten- bzw. Stirnflächen 30, 32 gebildeten Kanten der Auflagen eingefaßt sind.

J5 Durch die beschriebene Art der Verformung lassen sich Krümmungen mit einem inneren krümmungsradius von praktisch Null erhalten, wobei die Wandstärke über den ganzen Krümmungsbereich konstant bleibt und die Querschnitte des gekrümmten Rohres über die gesamte Krümmung senkrecht liegen.

Es lassen sich auch unterteilte Krümmungen mit einem mittleren Anschlußteil herstellen, wobei der innere Krümmungshalbmesser gleich Null ist. de Wandstärken über die ganze Länge und die Querschnit-

>5 te in den beiden äußeren Teilen konstant bleiben, während der Querschnitt im mittlerer Anschlußteil größer ist.

Die Krümmungen eignen sich auch zur Bildung von Schlangenrohren mit gleichbleibendem oder vergrößertem Querschni ., wobei auch in üblicher Weise hergestellte Krümmungen mit einbezogen werden können.

Die Form des Arbeitsprofils des Stempels G häns;t von der verlangten Krümmung ab. So kann der Scheitel 24 anstelle seiner winkeligen Ausbildung auch andere Profile aufweisen, wie sie aus den Fig. 9 bis Il ersichtlich sind. In diesen Fällen erzeugt der Stempels an dem der Verformung unterzogenen Rohr ein Zwischen-

anschluüstiick, von dem schräge Rohrteile ausgehen.

Die an den Scheitel anschließenden Seiten 26, 28 des Stempels können auch mit dem Radius r gekrümmte Profile entsprechend den F i g. ! 2 bis 15 aufweisen.

Die beschriebene Vorrichtung ist vorzugsweise für die Kaltverformung vorgesehen, sie läßt sich aber auch mit Erfolg bei der Warmverformung anwenden. Nach der beschriebenen Arbeitsweise der Vorrichtung lassen sich auch andere Rohre als Metallrohre s Beispielsweise können danach auch Plastik krümmt werden.

Die beschriebene Vorrichtung kann mi Vorrichtungen für die herkömmliche Art d mung durch Drehung der Querschnitte ' werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zur Krümmung von Rohren durch Kaltverformung, mit einem Paar von beweglich angeordneten Auflagen Tür das Rohr, die dessen Querschnitt angepaßte Aufnahmen aufweisen, sowie mit einem dreieckförmigen Stempel, dessen Scheitel auf die Auflagen weist und dessen Dreieckseiten eine dem Rohrquerschnitt angepaßte Auskehlung aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die bewegliche Anordnung der Auflagen (D, F) in einer auf einer gemeinsamen, in Richtung des Rohrs verlaufenden Führung (18) verschieblichen Anordnung der Auflagen besteht, daß die Aufnahmen (20, 22) eine das Rohr (A) umschließende Form haben und daß die einander zugewandten Seitenflächen (30, 32) der Auflagen an ihren auf den Scheitel (24) des Stempels (G) weisenden Enden jeweils eine Abschrägung (34; 36) aufweisen, die jeweils mit einer Dreiecksseite (26; 28) des Stempels zusammenwirkt, wobei sich zu Beginn der Kaltverformung die einander zugewandten Seitenflächen der Auflagen berühren.