DE2714782A1 - Bender for thin-wall pipes - has mandrel built up from discs to fit in bend during external working by rollers - Google Patents
Bender for thin-wall pipes - has mandrel built up from discs to fit in bend during external working by rollersInfo
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Abstract
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Method and device for the production of
Rohrkrümmern Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Rohrkrümmern werden die zugeschnittenen Bleche auf einer Biege- oder Ziehmaschine zu äußeren und inneren Krümmerhälften oder Bogenschalen gebogen bzw. gezogen, die zu Rohrkrümmern zusammengeschweißt oder verlötet werden. Die Fertigung von Rohrkrümmern aus Zinkblechen nach diesem bekannten Verfahren erfordert zusätzlich ein Anwärmen der Bleche auf 80 bis 1200C, damit die Bleche die erforderliche Verformbarkeit erhalten, um ein Reißen des Materials beim Biege-bzw. Ziehvorgang zu verhindern. Pipe elbows In a known method for producing pipe elbows the cut sheets are to be externalized on a bending or drawing machine and inner elbow halves or curved shells bent or drawn to form pipe elbows be welded or soldered together. The production of pipe elbows from zinc sheets this known method also requires the metal sheets to be heated up 80 to 1200C, so that the sheets have the required formability to be Tearing of the material when bending or. To prevent the pulling process.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das bekannte Verfahren zur Herstellung von Rohrkrümmern, insbesondere aus dünnwandigem Material, zu vereinfachen.The invention is based on the object of the known method for To simplify the manufacture of pipe elbows, in particular made of thin-walled material.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein gerades Rohrstück über einer Streckeinrichtung derart streckgedrückt wird, daß die Ausgangswandstärke des Rohrstücks über den Rohrumfang unterschiedlich reduziert wird, wobei das gerade Rohrstück durch die unterschiedliche Materialabstreckung in einen Rohrkrümmer verformt wird, dessen neutrale Faser, in der die Ausgangswandstärke erhalten bleibt, im inneren Rohrbogen liegt.According to the invention, this object is achieved by a method that characterized in that a straight piece of pipe over a stretching device is stretched so that the initial wall thickness of the pipe section over the pipe circumference is reduced differently, the straight pipe section through the different Material removal is deformed into a pipe elbow, the neutral fiber of which, in which the original wall thickness is retained, lies in the inner pipe bend.
Nach einem weiteren Merkmal des neuen Fertigungsverfahrens erfolgt die Wandstärkenreduzierung des Rohrstücks, ausgehend von der neutralen Faser, welche im inneren Radius des Rohrkrümmers liegt, gleichmäßig steigend über die eine Rohrstückhälfte vom Wert Null bis zu einem Maximalwert und über die andere Rohrstückhälfte gleichmäßig fallend von dem Maximalwert auf den '.[ert Null.According to another feature of the new manufacturing process takes place the wall thickness reduction of the pipe section, starting from the neutral fiber, which lies in the inner radius of the pipe bend, rising evenly over one pipe section half from the value zero to a maximum value and evenly over the other half of the pipe section falling from the maximum value to the '. [ert zero.
Der wesentliche Erfindungsgedanke fußt auf der Erkenntnis, daß durch die Verlegung der neutralen Faser in den inneren Radius des Rohrbogens und durch eine unterschiedliche Reduzierung der Ausgangswandstärke des Rohrstücks über den Rohrumfang ein Rohrstück zu einem Rohrkrümmer gebogen werden kann, wobei das Material ausschließlich gedehnt wird und nicht wie bei dem bekannten Biege- bzw. Ziehverfahren Stauchungen und Dehnungen unterliegt. The essential idea of the invention is based on the knowledge that through the laying of the neutral fiber in the inner radius of the pipe bend and through a different reduction in the initial wall thickness of the pipe section over the Pipe circumference a pipe section can be bent into a pipe elbow, whereby the material is only stretched and not as in the known bending or drawing process Subject to compression and expansion.
Eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Durchführung des neuen Herstellungsverfahrens weist einen feststehend angeordneten Streckdorn mit einem Drehantrieb auf, der als Exzenter ausgebildet ist, mindestens eine mit dem Streckdorn zusammenwirkende verstellbare Streckrolle mit einer Feststelleinrichtung sowie einen Werkstückhalter, der die Streckdornwelle umfaßt und über dieser vor- und zurückfahrbar ist.A first embodiment of the device according to the invention for implementation The new manufacturing process has a fixed mandrel with a rotary drive, which is designed as an eccentric, at least one with the stretching mandrel interacting adjustable stretching roller with a locking device as well as a workpiece holder that encompasses the stretch mandrel shaft and and is retractable.
Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß der Streckdorn feststehend und verdrehsicher ausgebildet ist und mit mindestens einer Streckrolle zusammenwirkt, die exzentrisch oder in pendelartiger Bewegung den Streckdorn umläuft, und daß ein erkstüchalter vorgesehen ist, der die Streckdornwelle umfaßt und über dieser vor- und zurückfahrbar ist.A second embodiment of the device according to the invention is characterized in that the stretching mandrel is designed to be fixed and secure against rotation is and cooperates with at least one stretching roller that is eccentric or in pendulum-like movement revolves around the stretching mandrel, and that an extension switch is provided is, which includes the stretch mandrel shaft and can be moved back and forth over this.
Der Streckdorn der ersten Ausführungsform ist vorzugsweise als Kreisexzenter ausgebildet.The stretching mandrel of the first embodiment is preferably a circular eccentric educated.
Vorteilhaft besitzt der Streckdorn bei beiden Ausführungen eine Längsnut zur Aufnahme der Falz des zu verformenden Rohrstücks.The stretching mandrel advantageously has a longitudinal groove in both versions to accommodate the fold of the pipe section to be deformed.
Weiterhin sieht die Erfindung vor, daß der Werkstückhalter auf einem Support mit Vor- und Rücklaufantrieb angeordnet ist.Furthermore, the invention provides that the workpiece holder on a Support with forward and reverse drive is arranged.
Beide Ausführungen der Vorrichtung sind vorzugsweise mit drei Streckrollen ausgestattet, die auf einem Führungskreis mit gleichem Teilungswinkel angeordnet sind, wobei der Führungskreismittelpunkt in der Exzenterachse bzw. der Mittelachse des Streckdorns liegt. Der Abstreckgrad und die dadurch bedingten Abmessungen des Rohrkrüminerssind durch die Einstellung des Exzenters und der Streckrollen bestimmt, die radial zur Exzenter- bzw. mittelachse des Streckdorns verstellbar sind.Both versions of the device are preferably with three stretching rollers equipped, which are arranged on a guide circle with the same pitch angle are, where the Center of the guide circle in the eccentric axis or the central axis of the stretch mandrel. The degree of ironing and the resulting Dimensions of the pipe bend are determined by the setting of the eccentric and the stretching rollers determined, which can be adjusted radially to the eccentric or central axis of the stretching mandrel are.
Eine zweckmäßige Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtungen besteht darin, daß an dem Streckdorn ein Streckdornfortsatz zur Aufnahme des Rohrkrümmers beim Streckdrück-Arbeitsgang befestigt ist, der aus einer Zylinderform zur Beschickung der Vorrichtung in eine Bogenform entsprechend dem herzustellenden Rohrkrümmer einstellbar ist. An expedient further development of the devices according to the invention consists in that on the stretching mandrel a stretching mandrel extension for receiving the pipe bend is attached during the stretch-pressing operation, which consists of a cylindrical shape for charging the device can be adjusted into an arch shape according to the pipe elbow to be produced is.
Der Streckdornfortsatz weist einem weiteren rlerkmal zufolge eine stabförmige Seele aus einem elastisch verformbaren t:aterial sowie auf der Seele aufgefädelte zylindrische Scheiben auf, deren eine Hälfte beidseitig angefast ist, und die angefasten Scheibenhälften werden von einem Zuganker durchsetzt, dessen mit Gewinde versehenes Ende in ein am Dornfortsatzende angeordnetes Spannelement eingeschraubt ist.According to another characteristic, the extensor process has a Rod-shaped core made of an elastically deformable t: aterial as well as on the core threaded cylindrical discs, one half of which is chamfered on both sides, and the chamfered disc halves are penetrated by a tie rod, its threaded end into a tensioning element located at the end of the spinous process is screwed in.
Zur Einstellung des Dornfortsatzes kann schließlich noch ein zweiter Zuganker vorgesehen sein, der die glatten Scheibenhälften durchsetzt und in ein am Dornfortsatzende angeordnetes Spannelement eingeschraubt ist und den Dornfortsatz zum Einführen des Rohrstücks in eine zylindrische Form bringt. Finally, a second can be used to adjust the spinous process Tie rods can be provided, which penetrates the smooth disk halves and into a at the end of the spinous process arranged tensioning element is screwed and the spinous process brings into a cylindrical shape for inserting the pipe section.
Das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren zeichnet sich durch folgende Vorteile aus: Die Materialeinsparung beträgt gegenüber den bekannten Verfahren, bei denen der Rohrkrümmer durch Biegen bzw. Ziehen von zvei Bogen- oder Krümmerhälften hergestellt wird, ungefähr 20 0. Der fertige Rohrkrümmer weist nur eine Nahtstelle in Form einer Löt-, Falz- oder Schweißnaht auf, so daß eine größere Festigkeit gegenüber den bekannten Rohrkrümmern erzielt und durch die Herstellung lediglich einer Naht eine Zeitersparnis erreicht wird. Bei der Verarbeitung von nahtlos gezogenen Rohrstücken entfällt jegliche Nahtstelle. Die Rohrkrümmer zeichnen sich durch eine hohe aßhaltigkeit aus und weisen eine saubere Oberfläche mit niedriger Rauhigkeit auf. Durch die plastische Formgebung des Materials wird wegen der damit verbundenen Verspannung des Kristallgitters eine Verfestigung erreicht, d.h., es wird ein Anstieg der Härte, der Zugfestigkeit und der Streckgrenze erzielt. Durch das stauchungsfreie Streckdrücken des Materials eignet sich das neue Verfahren besonders zur Fertigung von Rohrkrümmern aus dünnwandigen Blechen.The manufacturing method according to the invention is characterized by the following Advantages from: The material savings compared to the known processes, where the pipe elbow is made by bending or pulling two elbow or elbow halves is made, about 20 0. The finished pipe bend has only one seam in the form of a soldered, folded or welded seam, so that a greater strength compared to achieved the known pipe bends and by producing only one seam a time saving is achieved. When processing seamlessly drawn pieces of pipe there is no need for any seam. The elbows stand out by a high retention of food and have a clean surface with low roughness on. The plastic shaping of the material is because of the associated Tensioning of the crystal lattice achieves solidification, i.e. there is an increase the hardness, the tensile strength and the yield point achieved. Due to the compression-free The new process is particularly suitable for production by stretching the material of pipe elbows made of thin-walled sheet metal.
Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachstehend anhand einer in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung erläutert, die nach dem neuen Fertigungsverfahren arbeitet.Further details of the invention are given below with reference to a Explained in the drawing device shown, according to the new manufacturing process is working.
Es zeigen Fig. 1 einen schematischen Längsschnitt der erfindungsgemäßen Vorrichtung, Fig. 2 einen Schnitt nach Linie II-II der Fig. 1, während Fig. 3 einen Längsschnitt des Dornfortsatzes in seiner Stellung beim Beschicken der Streckdrückvorrichtung veranschaulicht. 1 shows a schematic longitudinal section of the inventive Device, Fig. 2 is a section along line II-II of Fig. 1, while Fig. 3 is a Longitudinal section of the spinous process in its position when loading the stretching device illustrated.
Die Streckdrückvorrichtung nach den Fign. 1 bis 3 weist einen Streckdorn 1 mit Drehantrieb auf, der als Kreisexzenter ausgebildet ist, drei mit dem Streckdorn 1 zusammenwirkende Streckrollen 2 sowie einen Support 3 mit Vor- und Rücklaufantrieb, auf dem der erkstückhalter 4 zur Aufnahme eines Rohrstücks 5 angeordnet ist. Die Exzenterachse 6-6 des Streckdorns 1 ist mit der Exzentrizität e exzentrisch zur Drehachse 7a-7a der Streckdornwelle 7 angeordnet, die im Support 3 drehbar gelagert ist. Der Werkstückhalter 4 umfaßt die Strexkdornwelle 7 und ist über dieser in Vorschub- und Rücklaufrichtung a,b vor- und zurückfahrbar. Der Verkstückhalter 4 besteht aus einem verdrehsicher auf der Streckdornwelle 7 befestigten Vorschubring 4a und einem Spannring 4b, zwischen denen das Rohrstück 5 eingespannt wird. Der Vorschubring 4a läuft mit der Streckdornwelle 7 um und ist auf dieser durch den Support 3 in Vorschub- und Rücklaufrichtung a, b verschiebbar. The stretching device according to FIGS. 1 to 3 has a stretching mandrel 1 with rotary drive, which is designed as a circular eccentric, three with the stretching mandrel 1 interacting stretching rollers 2 and a support 3 with forward and reverse drive, on which the piece holder 4 for receiving a pipe section 5 is arranged. the Eccentric axis 6-6 of the stretch mandrel 1 is eccentric to the eccentricity e The axis of rotation 7a-7a of the stretch mandrel shaft 7 is arranged, which is rotatably mounted in the support 3 is. The workpiece holder 4 includes the Strexkdornwelle 7 and is above this in feed and return direction a, b can be moved back and forth. The Verkstückhalter 4 consists of a non-rotatable on the stretch mandrel shaft 7 attached feed ring 4a and a Clamping ring 4b, between which the pipe section 5 is clamped. The feed ring 4a revolves with the stretch mandrel shaft 7 and is on this through the support 3 in Feed and return directions a, b movable.
Die drei Streckrollen 2 sind auf einem Führungskreis 8 mit dem Teilungswinkel 6 = 1200 angeordnet, wobei der Führungskreismittelpunkt in der Exzenterachse 6-6 des Streckdorns 1 liegt. Die Streckrollen 2 sind radial zur Exzenterachse 6-6 des Streckdorns 1 hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch in die Betriebsstellung verstellbar und können in dieser Stellung verriegelt werden. The three stretching rollers 2 are on a guide circle 8 with the pitch angle 6 = 1200 arranged, the guide circle center point in the eccentric axis 6-6 of the stretching mandrel 1 is located. The stretch rollers 2 are radial to the eccentric axis 6-6 of the Stretching mandrel 1 hydraulically, pneumatically or mechanically adjustable into the operating position and can be locked in this position.
Der Streckdorn 1 weist auf seinem Umfang eine Längsnut 9 zur Aufnahme einer Falz 10 des zu verformenden Rohrstücks 5 auf.The stretching mandrel 1 has a longitudinal groove 9 on its circumference for receiving it a fold 10 of the pipe section 5 to be deformed.
Am freien Ende des Streckdorns 1 ist ein verstellbarer treckdornfortsatz 11 zur Aufnahme des Rohrkrümmers 12 beim Streckdrück-Arbeitsgang befestigt, der aus einer Zylinderform 11' zur Beschickung der Streckdrückvorrichtung in eine Bogenform 11" entsprechend dem herzustellenden Rohrkrümmer 12 einstellbar ist. Der Streckdornfortsatz 11 weist eine stabförmige Seele 13 aus einem elastisch verformbaren Material sowie auf der Seele 13 aufgefadelte zylindrische Scheiben 14 auf, deren eine Hälfte 15 beidseitig angefast ist.At the free end of the stretching mandrel 1 is an adjustable stretching mandrel extension 11 attached to receive the pipe elbow 12 during the stretching operation, the from a cylindrical shape 11 'for charging the stretch forming device in an arched shape 11 ″ can be adjusted according to the pipe bend 12 to be produced 11 has a rod-shaped core 13 made of an elastically deformable material as well on the core 13 threaded cylindrical disks 14, one half of which 15 is chamfered on both sides.
Die angefasten und glatten Scheibenhälften 15, 16 werden von je einem Zuganker 17, 18 durchsetzt, deren mit Gewinde versehene Enden in am Dornfortsatzende angeordnete Spannscheiben 19 eingeschraubt sind. Durch Drehen oder Ziehen der Stellspindeln 20, 21, die durch den Streckdorn 1 und die Streckdornwelle 7 geführt und mit den Zugankern 17, 18 gelenkig verbunden sind, in wechselnden Dreh- oder Zugrichtungen wird der Streckdornfortsatz 11 in die Beschickungsstellung 11', in der die glatten Scheibenhälften 16 gegeneinander anliegen, oder die Betriebsstellung 11", in der die angefasten Scheibenhälften 15 gegeneinandergepreßt werden, eingestellt.The chamfered and smooth disk halves 15, 16 are each one Tie rods 17, 18 penetrated, the threaded ends of which in the end of the spinous process arranged clamping disks 19 are screwed. By turning or pulling the adjusting spindles 20, 21 passed through the stretch mandrel 1 and the stretch mandrel shaft 7 and with the Tie rods 17, 18 are articulated, in alternating directions of rotation or pulling the stretching mandrel extension 11 is in the loading position 11 ', in which the smooth Disk halves 16 rest against one another, or the operating position 11 ", in the the chamfered disc halves 15 are pressed against each other, set.
Bei einer zweiten nicht gesondert dargestellten Ausführungsform der Streckdrückvorrichtung steht der Streckdorn fest, und die Streckrollen laufen oder pendeln auf einem Führungskreis um, der exzentrisch zur Streckdorn-Mittelschse angeordnet ist. In a second embodiment not shown separately The stretching mandrel is stationary and the stretching rollers run or commute on a guide circle, which is arranged eccentrically to the stretch mandrel center axis is.
Zur Herstellung der Rohrkrümmer können weichgelötete, hartgelötete oder geschweißte, gepunktete, gefalzte und nahtlos gezogene Rohrstücke Verwendung finden, wobei als Material z.B. Zinkblech, Aluminium, Stahlblech, plattierter und rostfreier Stahl, Kupfer-Zink-Legierungen, Messing usw. To manufacture the pipe elbow, soft-soldered, hard-soldered or welded, dotted, crimped and seamlessly drawn pipe sections are used find, whereby the material e.g. zinc sheet, aluminum, sheet steel, clad and stainless steel, copper-zinc alloys, brass, etc.
in Frage kommt. Je nach Bogenform werden Dehnungen bis 180 % und Wandstärkenreduzierungen bis 60 /o erzielt.can be considered. Depending on the arch shape, elongations of up to 180% and wall thickness reductions are possible up to 60 / o achieved.
Bei der Fertigung eines Rohrkrümmers wird zunächst ein gerades Rohrstück 5 über den in die Beschickungsstellung 11' eingestellten Streckdornfortsatz 11 und den Streckdorn 1 geschoben und im erkstückhalt#r 4 eingespannt. Anschließend werden die Streckrollen 2 in die durch die festgelegte Wandstärkenreduzierung bestimmte Betriebsstellung gefahren und in dieser verriegelt, und der Streckdornfortsatz 11 wird durch Betätigen der Stellspindeln 20, 21 in die Arbeitsstellung 11" eingestellt. Nunmehr werden der Drehantrieb des Streckdorns 1 und der Vorschubantrieb des Supports 3 in Betrieb genommen. Die Vorschubgeschwindigkeit des erkstückhalters 4 beträgt beispielswiese 0,2 bis 0,8 mm je Umdrehung des Streckdorns 1. Durch das Verschieben des Rohrstücks 5 über den Streckdorn 1, der sich zusammen mit dem Rohrstück 5 dreht, und durch das Einwirken der Streckrollen 2 auf das Rohrstück 5 wird die Rohrstückwand kontinuierlich abgestreckt, wobei der Grad der Abstreckung und damit die Wandstärkenreduzierung, ausgehend von der im inneren Rohrbogen 22 gelegenen neutralen Faser, in der die Ausgangswandstarke des Rohrstücks erhalten bleibt, über den Rohrstückdurchmesser bis zu einem Maximalwert gleichmäßig zunimmt. Durch diese über den Rohrdurchmesser unterschiedliche Abstreckung wird das Rohrstück 5 zu dem Rohrkrümmer 12 verformt. der sich über den gebogenen Streckdornfortsatz 11" schiebt, der verhindert, daß eine durch die Rohrkrümmerform bedingte Unwucht eine Beschädigung des Rohrkrümmers bewirkt.When manufacturing an elbow, a straight piece of pipe is used first 5 via the extensor mandrel extension 11 and 11 set in the loading position 11 ' the stretching mandrel 1 pushed and clamped in the piece holder # r 4. Then be the stretch rollers 2 in the determined by the specified reduction in wall thickness Operational position driven and locked in this, and the extensor spinous process 11 is set in the working position 11 "by actuating the adjusting spindles 20, 21. Now the rotary drive of the stretching mandrel 1 and the feed drive of the support 3 put into operation. The advance speed of the workpiece holder 4 is for example 0.2 to 0.8 mm per revolution of the stretching mandrel 1. By moving of the pipe section 5 via the stretching mandrel 1, which rotates together with the pipe section 5, and by the action of the stretching rollers 2 on the pipe section 5, the pipe section wall continuously ironed, whereby the degree of ironing and thus the reduction in wall thickness, starting from the neutral fiber located in the inner pipe bend 22, in which the The initial wall thickness of the pipe section is retained over the pipe section diameter increases evenly up to a maximum value. Through this over the pipe diameter The pipe section 5 is deformed to form the pipe bend 12 at different angles. which pushes over the curved extensor process 11 ", which prevents an imbalance caused by the elbow shape damage to the elbow causes.
Die Streckrollen 2 werden vorzugsweise derart eingestellt, daß die halbe Abstreckkraft auf zwei Streckrollen verteilt wir;" derart, daß die dritte Streckrolle, durch die die andere Hälfte der Abstreckkraft aufgebracht werden muß, von den vorgenanten beiden anderen Streckrollen abgestützt wird und sich die Abstreckkräfte im Bereich der Streckdorn-Ijittelachse gegenseitig aufheben. The stretching rollers 2 are preferably adjusted so that the We distribute half the ironing force on two stretching rollers; "in such a way that the third Stretching roller, through which the other half of the ironing force must be applied, is supported by the aforementioned two other stretching rollers and the ironing forces cancel each other out in the area of the stretch mandrel axis.
Bei einem Rohrstück mit einer Falz 10 wird diese über die Längsnut 9 im Streckdorn 1 geschoben, so daß sich beim Abstrecken des Rohrstücks die Falz 10 in die Längsnut 9 einlegt.In the case of a pipe section with a fold 10, this is over the longitudinal groove 9 pushed in the stretching mandrel 1, so that when the pipe section is stretched, the fold 10 inserts into the longitudinal groove 9.
Durch Auswechseln des Streckdorns mit dem Streckdornfortsatz sowie der Spannvorrichtung können auf einer Tiaschine Rohrkrümner verschiedener Abmessungen ohne große Rüstzeiten hergestellt werden.By exchanging the extension mandrel with the extension mandrel process as well The jig can be used on a machine with elbows of various dimensions can be produced without long set-up times.
Claims (12)
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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OD | Request for examination | ||
OHN | Withdrawal |