DE2800823A1

DE2800823A1 - Verfahren und vorrichtung zum formen von rohren o.dgl.

Info

Publication number: DE2800823A1
Application number: DE19782800823
Authority: DE
Inventors: Hans Persson; Jan-Erik Soederstroem
Original assignee: Carbox AB
Current assignee: Carbox AB
Priority date: 1977-01-11
Filing date: 1978-01-10
Publication date: 1978-07-20
Also published as: US4149399A; SE414129B; SE7700221L

Description

B B £ C II R Γ I F U K G

Die vorliegende Erfindung- bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zun Formen von Pxohren oder dglo und nach der. Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. dem des Anspruchs

Beiir Herstellen bzw. Fomen von Rohren, Rühren od. dgl. aus flachen, ebenen Rohlingen aus plastisch verformbarem Tiaterial, wie beispielsweise Stahlplatten, wird ein oberes, bewegbares Freßwerkzeug verwendet, das mit einem feststehenden, unteren Preßwerkzeup zusammenwirkt. Dabei ergeben sich Probleme bein; Erreichen der erforderlichen Rundungsgcnaui'keit des Rohres od₀ dgl., weil ein vollständiges Schlicken des Rohres nicht stattfinden kann, da das obere Preßwerkzeug durch die Rohrwandung hindurchgehen muß_o Selbst wenn das obere Preßwerkzeug mit einem schmalen Rippenabschnitt versehen ist, wird dessen Dicke dann, wenn dicke Bleche gepreßt werden, die große Preßkräfte erfordern, so groß sein, daß der Längsschlitz im Röhrenrohling die endgültige Verrundung des Rohres od. dgl» nachteilig beeinflußt, da in Verbindung mit dem endgültigen Zusammenpressen des Schlitzes eine weitere Deformation an dem Teil der Rohrwandung auftritt, der zuvor auf die gewünschte Krümmung gebogen worden ist.

Beim Formen großer Zylinder kann dieses Problem möglicherweise dadurch gelöst v/erden, daß ein Spaltpressenständer oder ein Pressenständer mit abnehmbaren Endabschnitten ver-

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wendet wird. Dies ist jedoch bei langen Rohren, Röhren od. dgl. oder bei solchen mit relativ kleineir. Durchmesser im Verhältnis zur Plattendicke nicht möglich. Die Abmessungen der Preßwerkzeuge, im allgemeinen Rollen, Walzen od. dgl., würden dann im Verhältnis zuf. Durchmesser des Rohres zu groß sein.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formen von Rohren, Röhren od. dgl. durch Biegen ebener Rohlinge zu schaffen, das bzw. die eine sehr gute Verrundungsgenauigkeit der Rohre auch bei großen Längen und dicken Rohlingen gewährleistet.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Beim Schließen wird also das maximale Moment, wenn die Kräfte in dieser ^Tieise angewendet v/erden, auf diese ungebogenen Abschnitte wirken.

Vorzugsweise ist der Rohling über einen Bereich, der jeder zweier gegenüberliegender Kanten benachbart ist, und über einen Bereich vorgebogen, der zwischen den zwei Teilbereichen angeordnet ist, so daß zwei kleinere ungebogene Bereiche zwischen den gekrümmten Bereichen gebildet werden; ferner werden zum Schließen des Rohres die Kräfte zuerst an einem Paar der gekrümmten Bereiche im wesentlichen parallel zum einen der ungebogenen Bereiche und daraufhin an einem zweiten Paar der gekrümmten Bereiche parallel zum zweiten der ungebogenen Bereiche angesetzt bzw. angewendet. Dieses Vorbiegen findet vorzugsweise über Bereiche statt, von denen jeder einem Winkel zwischen etwa 100° und 115° entspricht. Aufgrund

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der Elastizität des plastisch verformbaren Materials kann nach den¹ beschriebenen Schließen ein sehr schmaler Schlitz in rohrförmigen Hohl ing noch vorhanden sein, der in geeigneter V.'eisc mit Hilfe von diametral gegeneinander gerichteten Kräften geschlossen v;erden kann, die an; Rohling derart angevencet werden, daß sie hauptsächlich rechtwinklig zu den beiden läiif.sverlaufenden Endflächen des Schlitzes wirken.

Die oben genannte Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung durch die im Kennzeichen des Anspruchs 5 angegebenen Merkmale gelöst. Dabei kann in geeigneter l/eise jedes der Biegeeleiuente ein Paar zueinander paralleler und rotierbar befestigter Rollen, Ualzen od. d£l_o enthalten, wobei ein entsprechendes Rollen- bzw. lalzenpaar ir.i Bodenteil des Ständers zur: Halten des rohrförmigen Rohlings vorhanden ist.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel vorliegender Erfindung ist das Rollen- bzw. V.'alzenpaar, das an einem Ständerschaft angeordnet ist, zur¹ gegenüberliegenden Rollenbzw, !»alzenpaar hin mit Hilfe eines Hydraulikzylinders bewegbar, und von dem zuletzt genannten Rollen- oder Walzenpaar und dem Paar, das am Boden des Ständers angeordnet ist, ist wenigstens eines zur Anpassung der Aufspannvorrichtung an unterschiedliche Rohrdurchmesser verstellbar, wobei die Rollen oder Walzen an einem der Paare derart angeordnet sind, daß sie zur Rotation des in die Aufspannvorrichtung eingebrachten rohrförmigen Rohlings durch einen Motor angetrieben werden können.

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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden Beschreibung zu entnehmen, in der die Erfindung anhand des in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben und erläutert wird. Es zeigen:

Figuren 1 A-C

im Schnitt die Form eines rohrförmigen Rohlings während verschiedener Verformungsschritte des Rohres, und

eine schematische perspektivische Ansicht, teilweise geschnitten, einer Aufspannvorrichtung, vie sie zum Schließen eines gemäß Fig. IA vorgeformten Rohrrohlings verwendet wird.

In Figur IA ist die Forn eines Röhrenrohlings schematisch dargestellt, der gemäß vorliegender Erfindung vorgeformt bzw. vorgebogen ist. Das Ausgangsmaterial für den Rohling der Figur IA ist eine im wesentlichen ebene Platte, die über drei Bereiche 1, 2 und 3 in bekannter Weise auf den gewünschten Krümmungsradius gebogen worden ist. Von diesen Bereichen beginnen die Bereiche 1 und 2 so nahe wie möglich an den Kanten des Plattenrohlings, während der Bereich 3 zwischen diesen Bereichen 1 und 2 angeordnet ist. Der Bogenwinkel der betreffenden Bereiche 1 bis 3 ist derart gewählt, daß man einen ungebogenen oder im wesentlichen geraden Abschnitt 4 bzw. 5 zwischen benachbarten Paaren der gekrümmten Bereiche erhält. Der Bogenwinkel jedes der gekrümmten Bereiche ist etwa 100° bis 115°.

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Ijcii:: Schließen eines in dieser V.'eise vorgebogenen Röhrenrohlinj.s wird das in den Figuren IB und IC dargestellte Verfahren angewendet. Zuerst werden gemäß Figur IB Druckkräfte an einen: der Paare der kreisbogenförmigen bzw. gekrümmten Bereiche 2 und 3 angesetzt bzw» angewendet, und zwar hauptsächlich parallel zum geraden Abschnitt 5. Das iiiaxih.alc Moirent tritt dann im geraden Abschnitt 5 auf, der bei der darauffolgenden Deformation weitestgehend denselben Ivrür.iungsradius wie die ihn umgebenden gekrümmten Bereiche und 3 erlangt. Bein nächsten Schritt gemäß Figur IC werden Druckkräfte an die gekrümmten Bereiche 1 und 3, und zwar parallel zur,- geraden Abschnitt 4 angesetzt bzw. angewendet, der dann in derselben Weise wie der Abschnitt 5 beim vorhergehenden Schritt gebogen wird. Beim erfxndungsgemäßen Verfahren erfolgt somit die Ilauptdeformation beim Schließen eines gemäß Figur IA vorgebogenen Röhrenrohlings in den geraden Abschnitten, aus welchem Grunde keine nennenswerte weitere Deformation derjenigen Bereiche auftritt, die schon auf die richtige Krümmung gebogen worden sind, was sonst zu einer nicht genauen Rundung der Röhre führen würde.

Uenn aufgrund der elastischen Eigenschaften des Materials nach diesen beiden Schließvorgängen ein schmaler Schlitz verbleiben sollte, kann dieser, da es sich nur um einen sehr kleinen Abstand handelt, leicht zusammengedrückt werden, beispielsweise in Verbindung mit einer nachfolgenden Schweißoperation, ohne daß man dadurch dann eine nennenswerte Ungenauigkeit in der Rundung erhält. Dieses Endzusammendrücken der Rohre bzw. des Rohres wird in geeigneter V.'eise mit Hilfe von Kräften durchgeführt, die im wesentlichen rechtwinklig zu den Kantenflächen dieses Schlitzes angesetzt werden.

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Obwohl das oben beschriebene Ausführungsbeispiel, bei dem der Röhrenrohling mit drei vorgebogenen Bereichen und zwei geraden Zwischenabschnitten versehen ist, bevorzugt wird, ist auch eine andere Anzahl von vorgebogenen, gekrümmten Bereichen, jedoch mindestens zwei, denkbar. Eer wesentliehe Punkt ist nur, daß die Hauptdeformation bein. Schließen eines Rohr- bzw. Röhrenrohlings in den nicht gebogenen Abschnitten stattfindet.

Beim Schließen nach den Figuren IB und IC eines Röhrenrohlings, der gemäß Figur IA vorgebogen ist, kann eine Schließ- bzw. Aufspannvorrichtung, wie sie in Figur 2 dargestellt ist, verwendet werden. Diese Vorrichtung besitzt einen nach oben offenen, im wesentlichen U-förr.iigen Pressenständer, der in geeigneter Weise in Form mehrerer Ständerabschnitte 6 aufgebaut ist. Die Abschnitte 6 tragen drei längs verlaufende Biege- und Ilalteelemente, von denen jedes ein Paar zueinander paralleler Rollen, Walzen, Rundstäbe 1 und 8 od. dgl. aufweist. Jedes Paa?, von Rundstäben 7, ist in stegförmigen Lagergliedern D drehbar befestigt. Die Sitze für die unteren und die rechten Lagerglieder 9 der Figur 2 können eingestellt bzw. verstellt werden, was beim dargestellten Ausführungsbeispiel mit Hilfe von verstellbaren Gewindeelerneuten 10 zur Anpassung der Aufspannvorrichtung an verschiedene Rohr- bzw. Röhrendurchmesser erfolgt. Die zum Schließen eines Röhrenrohlings notwendige Druckkraft wird mit Hilfe von Hydraulikeinheiten 11 erreicht, die derart angeordnet sind, daß sie das in Figur 2 links dargestellte Lagerglied 9 mit den zugehörigen Rollen, Walzen bzw. Rundstäben 7 und 8 in radialer Richtung zum Mittelpunkt des in die Auspannvorrichtung eingebrachten Röhrenrohlings 12 hin drücken.

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Die Preßvorgänge gemäß den Figuren IE und IC können mit Hilfe der Vorrichtung ger..üß Figur 2 leicht durchgeführt werden, da die Rundstäbe 7 und 8, die am unteren Lagerglied 9 angeordnet sind, von einem nicht dargestellten Motor angetrieben werden können, un den Röhrenrohling 12 in der Aufspannvorrichtung zwischen den verschiedenen Operationen drehen zu können. In der dargestellten Position muß das endgültige Schließen des Pvohres bzw. der Röhre nach der,. Liegen der geraden Abschnitte stattfinden.

Die Einstell- und Preßglieder, die an den verschiedenen Ständerabschnitten 6 vorgesehen sind, sollten so ausgebildet sein, daß sie synchron miteinander angetrieben werden, um eine einheitliche Druckkraft über die gesagte Länge des Rohres bzw. der Röhre zu erreichen. Die Gewindeeinstellelerr.ente 10 können auch durch andere geeignete Mittel ersetzt werden, beispielsweise durch hydraulisch angetriebene Mittel. Beide diametral einander gegenüberliegende Biegeglieder 7 bis 9 können dann derart angeordnet sein, daß sie an der Druckbewegung teilhaben.

Die dargestellte Vorrichtung kann auch in verschiedener anderer Hinsicht verändert werden, derart, daß beispielsweise das Einstellen der Biegeglieder für verschiedene Zylinderdurchmesser dadurch stattfinden kann, daß beispielsweise nur das untere Lagerglied 9 mit seinen Rollen, Walzen, Rundstäben od. dgl. un. einen Winkel von 45° nach oben zum rechten Lagerglied gemäß Figur 2 hin schräg bewegt wird. Ferner sollte die Vorrichtung mit einer geeigneten Meßvorrichtung zum Messen des Rohrdurchmessers versehen sein.

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Die genannten Rundstäbe bzw. Rollelenente können auch durch längs verlaufende Biegelineale ersetzt verden. Dann können in geeigneter ITeise zwei Paare von diaiiietral einander gegenüberliegenden Linealen verwendet werden, wobei dann die Druckkraft zuerst zwischen dein einen Paar der Biegelinea]e und danach zwischen der. anderen Paar der Biegelineale erreicht wird. Der Röhrenrohling nuß dann nicht zwischen den beiden Preßoperationen gedreht werden, sondern kann in derselben Position gehalten werden.

Der Äusdrucl. 'un^ebogene oder nicht gebotene' Bereiche, wie er in der obigen Leschreibunp und in den Ansprüchen verwendet wird, soll so verstanden werden, daß der Rö'hrenrohlin[-beir Forr.en zun Röhrenrohlinf {-.enfi.^ Figur 1Λ über diese Abschnitte nicht ?uf den gewünschten Erünrungsradius der fertigen Röhre gebogen worden ist. Diese Abschnitte können jedoch in manchen Fällen ebenfalls gekrürnnt bzw. gebogen sein, beispielsweise dann, wenn der Ursprungsrohling nicht eben ist. Die Krümmung dieser Abschnitte muß jedoch geringer sein als der gewünschte Lndkrür.iniungsradius der fertigen Röhre.

- EKDi; DER BESCHREIBUNG -

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Claims

Patentansprüche

( 1.^Verfahren zum Formen von Rohren oder dgl. aus einem im wesentlichen ebenen Rohling aus plastisch verformbarem Material, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei im Abstand voneinander angeordnete Bereiche des Rohlings auf die gewünschte Krümmung des fertigen Rohres oder dgl. vorgebogen werden, so daß mindestens ein ungebogener Abschnitt zwischen den gekrümmten Bereichen entsteht, und daß der Rohling dann durch auf die gekrümmten Bereiche wirkende Kräfte zur im wesentlichen rohrförmigen Form geschlossen wird, derart, daß mit dem Schließen die Hauptdeformation in den zwischen den gekrümmten Bereichen angeordneten, ungebogenen Abschnitten entsteht.

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ORIGINAL

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling über einen Bereich, der jeder der beiden regemiberliefenden Kanter, benachbart ist, und über einer Bereich vergebogen wird, der zwischen diesen Dereichen angeordnet ist, so daß zv;ei kleinere, ungebogene Abschnitte zwischen den gekrümmten Bereichen entstehen, und dan zur. Schließen des Rohres od. dgl. die Kräfte zuerst an einer.. Paar der gekrümmten Bereiche ir, wesentlicher parallel zur. einen der ungebogenen Abschnitte und danach an einen- zweiten Paar der gekrümmten Bereiche ir wesentlichen parallel zum zweiten der ungebogenen Abschnitte angesetzt werden.

Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Vorbiegen über Bereiche durchgeführt wird, von denen jeder
entspricht.

denen jeder einem Bogenwinkel von etwa 100° bis 115°

Verfahren nach einer, der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß für das endgültige Schließen des längsverlaufenden Schlitzes ir rohrförmigen Rohling diametral gegenüberliegende Kräfte am rohrförmigen Rohling angesetzt werden, die im wesentlichen rechtwinklig zu den zwei längsverlaufenden Kantenflächen des Schlitzes wirken.

Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Schließen eines rohrförmigen Rohlings (12), der mindestens zwei im Abstand angeordnete Bereiche (1, 2, 3) besitzt, die auf die gewünschte Krümmung des fertigen Rohres od. dgl« vorgebogen sind, zu einer im wesentlichen rohrförmigen Forn, eine Spannvorrichtung vorgesehen ist, die einen

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nach oben offenen, im wesentlichen U-förnigen Pressenständer (6) und Mindestens zwei längsseitige Eiegeelemente (7, 8, 9) enthält, die an den Innenseiten der iir, wesentlichen senkrechten Fressenschafte diaretral einander gegenüberliegend angeordnet sind, wobei
mindestens eines der Biegeelemente gegenüber dem anderen verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß ein längsverlaufendes Halteelenent (7, 8, 9)

an; Bodenbereich des Ständers (6) vorgesehen ist«

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß jedes der Biege- und Halteeler.ente ein Paar parallel zueinander verlaufender und drehbar befestigter Rollen, Rundstäbe, Walzen od. dgl. (7, 8) enthält.

8ο Vorrichtung, nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Paar von Rollen, Rundstäben, Walzen od. dgl „ (7, 8), an einem Ständerschaft mit Hilfe eines Hydraulikgliedes (11) zum gegenüberliegend angeordneten Paar von Rollen, Rundstäben, Walzen od, dgl. hin bewegbar ist, daß von dem zuletzt genannten Paar von Rollen, Rundstäben, Walzen od. dgl. und dem am Boden des Ständers vorgesehenen Paar mindestens eines zur Anpassung der Spannvorrichtung an unterschiedliche Rohrdurchmesser einstellbar ist, und daß die Rollen, Rundstäbe, Walzen od. dgl. an einem der Paare zur Rotation eines in der Spannvorrichtung gehaltenen rohrförmigen Rohlings
durch einen Motor antreibbar angeordnet sind.

- ENDE DER PATENTANSPRÜCHE -

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