DE3818912A1 - Verfahren zum herstellen eines rohrbogens aus thermoplastischem werkstoff und nach diesem verfahren hergestellter rohrbogen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrbogens aus einem Rohr aus thermoplastischem Kunststoff und ein nach diesem Verfahren hergestellten Rohrbogen.

Zum Herstellen von Rohrbögen sind bereits mehrere Verfahren bekannt. Im einfachsten Fall wird das Rohr im Bereich des herzustellenden Rohrbogens erwärmt und in erwärmtem Zustand um eine Form derart gebogen, daß der kleinste Radius des Rohrbogens dem der Form entspricht. Dieser kleinste Radius des Rohrbogens entspricht also der Biegelinie, der soge­ nannten neutralen Phase, in welcher das Rohr durch die Biegung weder eine Stauchung noch eine Dehnung erfährt. Von der Biegelinie weg nach größeren Rohrbogenradien erfolgt bei dieser Herstellungsmethode eine Dehnung des Rohres, aufgrund derer eine Reduzierung der Wandstärke bewirkt wird. Ein nach diesem Verfahren hergestellter Rohrbogen weist also eine Wandstärke auf, welche im kleinsten Rohrbogenradius der Wandstärke des Rohres entspricht, und welche vom kleinsten Rohrbogenradius zum größten Rohrbogenradius stetig abnimmt. Ein solcher Rohrbogen weist den Nachteil auf, daß er mit wesentlich geringerem Innendruck belastet werden kann als das Rohr, aus welchem dieser Rohrbogen hergestellt ist.

Um einen Rohrbogen mit demselben Druck beaufschlagen zu können wie das Rohr, aus dem der Rohrbogen hergestellt ist, müßte der Rohrbogen zumindest in jedem Rohrbogenradius die­ selbe Wandstärke aufweisen wie das Rohr, aus dem er herge­ stellt ist. Zur Herstellung eines solchen Rohrbogens ist ein Verfahren bekannt geworden, bei dem ein Rohr zunächst in Abschnitte getrennt wird, wobei die beiden Stirnseiten jedes Abschnittes in einem Winkel zueinander stehen, der kleiner als 30, vorzugsweise kleiner als 15° ist. Diese Abschnitte werden derart miteinander verschweißt, daß ein Rohrbogen entsteht, dessen Kontur aus mehreren, geradlinigen und winklig zusammengesetzten Rohrstücken besteht. Dieses Ver­ fahren zur Herstellung eines solchen Rohrbogens ist sehr aufwendig und erfordert hohe Präzision.

Es ist auch bekannt, Rohrbögen über Spritzgießen herzu­ stellen, welche den Nachteil aufweisen, daß diese mit den Rohren verschweißt werden müssen.

Zur Herstellung von beispielsweise Ofenrohren ist es be­ kannt, in Bleche derart Faltungen einzubringen, daß sie die Form eines Rohrbogens erhalten. Derartige Rohrbögen weisen jedoch eine Überlappung im Bereich des größten Bogenradius aus, wodurch sich Dichtigkeitsprobleme ergeben.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrbogens aus thermoplastischem Werkstoff zur Verfügung zu stellen, bei dem die oben beschriebenen Nachteile nicht auftreten. Insbesondere soll das erfindungs­ gemäße Verfahren angewendet werden können auf Rohrbögen, die sich innerhalb eines längeren Rohres befinden. Hierbei soll die Innendruckbelastbarkeit des Rohrbogens gleich groß sein wie die der anderen Rohrabschnitte. Es ist auch Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Rohrbogen bereitzustellen, welcher auf besonders einfache Weise herstellbar ist.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrbogens aus einem Rohr aus thermo­ plastischem Werkstoff durch Erhitzen und Biegen des Rohres dadurch gelöst, daß das Biegen abschnittweise derart durch­ geführt wird, daß die Biegelinie im wesentlichen entlang der Außenkontur des Rohrbogens verläuft. Hierbei ist es günstig, wenn in jedem Abschnitt eine Biegung um weniger als 30°, vorzugsweise weniger als 15° erfolgt. Je kleiner der Biege­ winkel gewählt wird, desto mehr Biegungen müssen vorgenommen werden, was jedoch kein Nachteil ist, da - wie unten ausge­ führt - die Biegung aller Abschnitte gleichzeitig erfolgen kann. Je mehr Abschnitte zur Herstellung eines Rohrbogens gewählt werden, je kleiner also die Biegewinkel gewählt werden, umso mehr nähert sich der nach diesem Verfahren her­ gestellte Rohrbogen einer stetigen Kontur.

Da durch das erfindunsgemäße Verfahren die Biegelinie im wesentlichen entlang der Außenkontur des Rohrbogens ver­ läuft, behält die Außenkontur des Rohrbogens die Länge des vorherigen Rohres, so daß in der Außenkontur weder eine Stauchung noch eine Längung erfolgt ist. Zu kleineren Rohr­ biegeradien hin erfolgt eine von außen nach innen stärker werdende Stauchung, so daß der nach diesem Verfahren hergestellte Rohrbogen eine Wandstärke aufweist, die vom größten Bogenradius zum kleinsten Bogenradius zunimmt, und gleichzeitig die dünnste Wandstärke des Rohrbogens der Wand­ stärke des umgebogenen Rohres entspricht.

Ein solcher Rohrbogen eignet sich besonders als Rohrbogen in Röhrenwärmetauschern, in denen die Rohre U-förmig angeordnet sind und alle Rohrenden in einem einzigen Rohrboden enden.

Die Erfindung wird anhand der nachfolgenden Figuren näher beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1 einen erfindunggemäßen Rohrbogen,

Fig. 2 eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit eingelegtem Rohr,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 4 eine weitere Vorrichtung mit eingelegtem Rohr,

Fig. 5 die Vorrichtung gemäß Fig. 4 nach Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Rohrbogen 1 im Schnitt, welcher an der Außenkontur 2 eine konstante Wand­ stärke aufzeigt und die Innenkontur 3 eine dickere Wand­ stärke aufzeigt als in der Außenkontur 2, wobei an der Innenkontur 3 Stauchungen 4 zu sehen sind. Die Wandstärke der Außenkontur 2 entspricht der Wandstärke 5 des Rohres 6. Es versteht sich von selbst, daß der in der Figur darge­ stellte stetige Verlauf der Außenkontur 2 nur durch ein Unterteilen in sehr viele Abschnitte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens bewirkt werden kann. Je mehr Abschnitte bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gewählt werden, desto weniger deutlich werden die Stauchungen 4 auf der Innenkontur 3, so daß bei genügend großer Anzahl gewählter Abschnitte die Stauchungen 4 immer weniger deutlich sichtbar sind. Der Rohrbogen gemäß Fig. 1 wurde mit einer Vorrichtung gemäß Fig. 4 und 5 hergestellt.

In Fig. 2 ist eine Vorrichtung des erfndungsgemäßen Ver­ fahrens dargestellt. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus zwei Teilformen 8/9 und 7/10. In die Halbformen 8 und 9 wird das Rohr eingelegt, wonach die Halbformen 7 und 10 auf­ gelegt werden. Die Halbform 7 ist beheizbar, welches in der Figur durch die Kabel 11 angedeutet ist. Bei kleineren Rohren genügt es, wenn die Halbform 7 beheizt ist, da - insbesondere, wenn diese Halbformen aus Metall hergestellt sind - durch den zwischen der Halbform 7 und der Halbform 8 nach dem Zusammenfügen der beiden Halbformen entstehenden Kontakt die Wärme auch in die Halbform 8 überführt wird. Nachdem die Halbformen 7 und 8 den in ihr liegenden Rohrab­ schnitt auf eine Temperatur erwärmt haben, bei welcher das Rohr plastisch verformbar ist, werden die Halbformen 7 und 8 gegen die Halbformen 9 und 10 um die Kante 12 gegeneinander geklappt. Dies Stellung ist in Fig. 3 dargestellt. Die Kante 12 liegt hierbei in der Außenkontur von Ebene 13 des Rohres 6. Nachdem die Halbformen 7 und 8 gegen die Halb­ formen 9 und 10 geklappt wurden, weist das Rohr zwei Ab­ schnitte 6′ und 6′′ auf, unter einem Winkel zueinander ange­ ordnet sind. Nunmehr können alle vier Halbformen entfernt werden. Anschließend kann auf dieselbe Weise ein nächster Abschnitt des Rohres gebogen werden, indem nunmehr alle vier Halbformen 7, 8, 9 und 10 auf dem Rohrabschnitt 6′′ angeord­ net werden, wobei die Halbformen 9 und 10 nahe am Rohrab­ schnitt 6′ angeordnet sind.

Es ist natürlich von besonderem Vorteil, wenn eine Vor­ richtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird, mit welcher mehrere Abschnitte des Rohres gleichzeitig gebogen werden können. Eine derartige Vor­ richtung ist schematisch in Fig. 4 und 5 dargestellt, wobei in Fig. 4 die Anordnung gewählt ist, wie sie sich vor Durchführung des Verfahrens ergibt, und in Fig. 5 die End­ konstellation dieser Vorrichtung dargestellt ist. Bei dieser Vorrichtung sind mehrere Halbformen 7, 8, 9 und 10 hinter­ einander angeordnet und derart geformt, daß das Rohr U-förmig gebogen werden kann. Längs der gestrichelten Linie 13′ sind alle Halbformen gegeneinander klappbar. Dies läßt sich besonders günstig bewerkstelligen, wenn in allen Halb­ formen eine Bohrung 14 vorgesehen ist, die entlang der ge­ strichelten Linie 13 verläuft und in diese Bohrungen ein Seil eingesetzt ist. Hierbei ist jeweils ein Seil für die Halbformen 8 und 9 sowie für die Halbformen 7 und 10 er­ forderlich. Die Halbformen 7 und 10 bzw. 8 und 9 können jedoch auch über Gelenke, die im Bereich der Kanten 12 ange­ ordnet sind, verbunden sein. Nach Beheizen der Halbschalen 7, ggf. auch der Halbschalen 8, 9 und 10, werden die Halb­ formen gegeneinandergeklappt, wodurch sich die Konstellation gemäß Fig. 5 ergibt. Nach Erkalten der Halbformen kann ein Rohrbogen entnommen werden, wie er in Fig. 1 dargestellt ist.

Claims (5)

1. Verfahren zum Herstellen eines Rohrbogens aus einem Rohr aus thermoplastischem Werkstoff durch Erhitzen und Biegen des Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen ab­ schnittweise derart durchgeführt wird, daß die Biegelinie im wesentlichen entlang der Außenkontur des Rohrbogens verläuft.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in jedem Abschnitt eine Biegung um weniger als 30°, vorzugs­ weise weniger als 15° erfolgt.

3. Rohrbogen, hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2.

4. Rohrbogen nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dünnste Wandstärke des Rohrbogens der Wandstärke des ungebogenen Rohres entspricht.

5. Rohrbogen nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke vom größten Bogenradius zum kleinsten Bogenradius zunimmt.