EP2569110B1 - Biegemaschine für linke und rechte biegungen - Google Patents

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EP2569110B1
EP2569110B1 EP11726050.5A EP11726050A EP2569110B1 EP 2569110 B1 EP2569110 B1 EP 2569110B1 EP 11726050 A EP11726050 A EP 11726050A EP 2569110 B1 EP2569110 B1 EP 2569110B1
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pipe
lock
bent
arm
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    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
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    • B21D11/06—Bending into helical or spiral form; Forming a succession of return bends, e.g. serpentine form
    • B21D11/07—Making serpentine-shaped articles by bending essentially in one plane
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    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/16—Auxiliary equipment, e.g. for heating or cooling of bends
    • B21D7/162—Heating equipment

Definitions

  • the invention relates to an apparatus and a method for bending pipes in pipe bending machines, in which the pipes to be bent are heated inductively at the bending point.
  • the tubes are often thick-walled steel tubes with wall thicknesses of 3 to 120 mm and with large diameters of 50 to 1060 mm and weights of several tons. Correspondingly large and heavy are the pipe bending machines developed for this, with which bending radii of 0.1 to 10 meters can usually be realized.
  • the tube to be bent For each bend, the tube to be bent must be clamped at its straight end in a feed carriage, while at the end to be bent a so-called flexure lock is attached.
  • a so-called flexure lock is attached.
  • annular device for inductive heating between flexure and feed carriage commonly referred to as induction ring.
  • bending locks Due to the large forces to be absorbed, bending locks are often constructed very massively and take up a lot of space. A corresponding device is used for example in the DE 10 2007 022 004 A described.
  • the bending lock is mounted on a bending arm, wherein the bending arm can be rotated about a vertical axis of rotation.
  • the object of the invention is therefore to provide an economical method available in which such assembly work can be reduced to a minimum and thus a significant increase in throughput of such bending machines can be achieved in use in multiple bends.
  • pipe movements between the individual bending operations are performed.
  • This can be a Rotation of the tube about the central axis of the tube or a longitudinal feed of the tube can be made. In this way, a variety of bending operations can be performed sequentially.
  • FIG. 1 shows an isometric view of a double bending machine
  • FIG. 2 shows a plan view
  • Fig. 3 shows a front view
  • the FIGS. 4a to 4e show the individual processes in the multiple bending of a tube in plan view.
  • FIGS. 1 to 3 show such a double bending machine 1 with the two bending arms 2 and 3 and the Biegeschlössern 4 and 5.
  • the tube not shown to be bent is pushed on the feed carriage 6 through the induction ring 7, wherein either the bending lock 4 or the bending buckle 5 detects the tube and order the axis of rotation 8 or the axis of rotation 9 bends.
  • Fig. 4 shows the process of an S-shaped bend of a tube 20th
  • Fig. 4a is the initial state.
  • the tube 20 is located in the feed carriage 6, its front tube end 21 is pushed through the induction ring 7 and is held by the bending buckle 5.
  • the bending arm 3 is therefore positioned so that the desired bending radius 12 is adjustable and the bending arm 2 is moved out of the pivoting range.
  • Fig. 4b shows the end of the first bending process, in this case a 135 degree bend.
  • Fig. 4c shows that the flexure 5 was removed and the bending arm 3 was moved away and a feed to the feed length 13 was carried out.
  • Fig. 4d shows that the bending arm 2 has been positioned so that the bending radius 14 is adjustable, and that the bending lock 4 holds the tube 20.
  • the bending arm 3 remains moved out of the swivel range.
  • Fig. 4e shows the result of the second bending operation, in this case a 135 degree bend exactly opposite the first bend.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen von Rohren in Rohrbiegemaschirien, in denen die zu biegenden Rohre an der Biegestelle induktiv erwärmt werden. Bei den Rohren handelt es sich hierbei um oft dickwandige Stahlrohre mit Wanddicken von 3 bis zu 120 mm und mit großen Durchmessern von 50 bis 1060 mm und dabei Gewichten von mehreren Tonnen. Entsprechend groß und schwer sind auch die dazu entwickelten Rohrbiegemaschinen, mit denen sich üblicherweise Biegeradien von 0,1 bis 10 Metern realisieren lassen.
  • Für jede Biegung muss das zu biegende Rohr dabei an seinem geraden Ende in einen Vorschubwagen eingespannt werden, während an dem zu biegenden Ende ein sogenanntes Biegeschloss befestigt wird. Zwischen Biegeschloss und Vorschubwagen befindet sich eine ringförmige Vorrichtung zum induktiven Erwärmen, üblicherweise auch als Induktionsring bezeichnet.
  • Aufgrund der wirkenden großen aufzunehmenden Kräfte werden Biegeschlösser oft sehr massiv konstruiert und nehmen viel Raum in Anspruch. Eine entsprechende Vorrichtung wird beispielsweise in der DE 10 2007 022 004 A beschrieben. Hierbei ist das Biegeschloss auf einem Biegearm montiert, wobei der Biegearm um eine vertikale Drehachse gedreht werden kann.
  • Oft müssen an Rohren mehrere Biegungen in verschiedene Richtungen nacheinander durchgeführt werden. Damit lassen sich komplizierte Krümmungen im Raum oder etwa S-förmige oder mäanderförmige Rohrgeometrien erreichen, die auf derartigen Rohrbiegemaschinen sehr präzise unter kontrollierten Bedingungen gefertigt werden können, und was am späteren Einsatzort oft nur unter Einsatz von Rohrformteilen und Schweißungen und unter Einschränkungen hinsichtlich der erreichbaren Präzision möglich wäre.
  • Bei Rohrbiegemaschinen nach dem herkömmlichen Stand der Technik sind solche Biegevorgänge teilweise nacheinander durchführbar, wenn die gewünschte Rohrgeometrie aber erfordert, dass sich aber die Biegerichtung zwischen zwei aufeinander folgenden Biegevorgängen ändert, sind zwischen den Biegevorgängen sehr aufwändige Montagearbeiten erforderlich. Zu diesem Zweck muss nämlich jedes Mal das komplette Biegeschloss zusammen mit dem Biegearm demontiert werden und auf der spiegelbildlich entgegengesetzten Rohrseite wieder neu montiert und ausgerichtet werden. Oder das zu biegende Rohr muss aus einer Linksbiegemaschine entnommen werden und einer weiteren Maschine, einer Rechtsbiegemaschine, zugeführt werden. Hierbei entstehen geometrische Ungenauigkeiten, die nur durch sehr großen Aufwand beseitigt werden können.
  • Beispielsweise wird in der DE 25 13 561 A1 eine Maschine gezeigt mit einem kleinem und einem großen Biegearm, einmal rechts und einmal links drehend. Um dieses System für Raumbiegungen nutzen zu können, muss das Rohr aus der rechtsdrehenden Maschinenseite entnommen und dann in die linksdrehende Seite erneut eingespannt und positioniert werden. Dies ist mit großem Zeitaufwand verbunden und führt zu Ungenauigkeiten.
  • In der DE 100 60 605 A1 werden links und rechts drehende Biegeköpfe gezeigt, wobei das Rohrende aber wegen der übereinander liegenden Biegeköpfe komplett nach unten verfahren werden muss, um auf den zweiten Biegekopf kommen zu können,
  • Da sowohl die zu biegenden Rohre als auch die Ausrüstungsteile des Biegeschlosses mit dem Biegearm sehr schwer sind, müssen großer Aufwand und große Vorsicht beim Betrieb der Hebezeuge getrieben werden, damit bei den Montagearbeiten keine Beschädigungen auftreten, und sich die Lage des zu biegenden Rohres nicht unkontrolliert ändert. Derartige Montagearbeiten können sich über viele Stunden hinziehen und begrenzen den Durchsatz an Biegevorgängen der Rohrbiegemaschine.
  • Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine wirtschaftliche Methode zur Verfügung zu stellen, bei denen derartige Montagearbeiten auf ein Minimum reduziert werden können und somit eine deutliche Durchsatzerhöhung solcher Biegemaschinen im Einsatz bei Mehrfachbiegungen erreicht werden kann.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser in unterschiedliche Biegerichtungen, wobei
    • in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr in axialer Richtung durch eine dieses Rohr ringförmig umschließende, induktiv wirkende Erwärmungseinrichtung geführt wird,
    • das Rohr an seinem zu biegenden Ende von einem Biegeschloss festgehalten wird,
    • sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm befindet, der um eine vertikale Drehachse drehbar gelagert ist,
    • das Biegeschloss indirekt mit dem Biegearm verbunden ist,
    • das Biegeschloss eine Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Aufnahmevorrichtung für Rohre und dem Biegearm aufweist,
    • die Kraftübertragungseinrichtung mit dem Biegearm in der Weise einstellbar verbunden ist, dass die Abstände zwischen der Mittelachse der Aufnahmevorrichtung für Rohre und der vertikalen Drehachse zwischen einem kleinsten und einem größten Abstand wählbar sind, wodurch ein Bereich zwischen einem größten und einem kleinsten Biegeradius einstellbar ist,
    • die Vorrichtung mindestens ein weiteres Biegeschloss mit einem weiteren Biegearm, einer Aufnahmevorrichtung für Rohre und einer Kraftübertragungseinrichtung für Biegekräfte von der Aufnahmevorrichtung auf den weiteren Biegearm aufweist,
    • wobei die Drehrichtung des weiteren Biegearms entgegengesetzt der Drehrichtung des ersten Biegearms ist, und
    • jeder der beiden Biegearme parallel zueinander und perpendikular zur Vorschubrichtung der zu biegenden Rohre bewegbar ist.
  • Durch den Einsatz von 2 verfahrbaren Biegearmen mit Biegeschlössern kann erreicht werden, dass für Rechtsdrehungen und für Linksdrehungen der jeweiligen vertikalen Drehachsen jeweils entweder das eine oder das andere Biegeschloss zum Einsatz kommen kann, während das jeweils nicht benötigte Biegeschloss aus dem Schwenkbereich herausgefahren wird. Die aufwändigen Montagearbeiten entfallen dadurch komplett.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe auch durch ein auf die Vorrichtung abgestimmtes Verfahren zum Biegen von Rohren großer Durchmesser, indem
    • das Rohr in einem ersten Biegeschloss eingespannt wird, das mit einem ersten Biegearm verbunden ist, der um eine erste Drehachse gedreht werden kann,
    • während ein zweites Biegeschloss entgegen der Drehrichtung aus dem Schwenkbereich des Rohres in prependikularer Richtung zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres wegbewegt wird,
    • dann unter Vorschub des Rohres ein erster Abschnitt des Rohres gebogen wird,
    • unter Fixierung des Rohres das Rohr aus dem ersten Biegeschloss ausgespannt wird,
    • das erste Biegeschloss aus dem Schwenkbereich des Rohres in prependikularer Richtung zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres weg bewegt wird,
    • das zweite Biegeschloss in den Schwenkbereich des Rohres bewegt wird,
    • das zu biegende Rohr in das zweite Biegeschloss eingespannt wird,
    • dann unter Vorschub des Rohres ein zweiter Abschnitt des Rohres gebogen wird. Während des Wechsels der Biegerichtung bleibt das Rohr durch die Einspannung im Vorschubwagen in absolut fixierter Position.
  • In weiteren Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Rohrbewegungen zwischen den einzelnen Biegevorgängen durchgeführt. Hierbei können eine Drehung des Rohres um die Mittelachse des Rohres oder auch ein Längsvorschub des Rohres vorgenommen werden. Auf diese Weise können auch eine Vielzahl von Biegevorgängen nacheinander durchgeführt werden.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren 1 bis 4e näher erläutert. Figur 1 zeigt eine Isometrie einer Doppelbiegemaschine, Figur 2 zeigt eine Draufsicht. Fig. 3 zeigt eine Vorderansicht. Die Figuren 4a bis 4e zeigen die einzelnen Vorgänge bei der Mehrfachbiegung eines Rohres in der Draufsicht.
  • Die Figuren 1 bis 3 zeigen eine derartige Doppelbiegemaschine 1 mit den beiden Biegearmen 2 und 3 und den Biegeschlössern 4 und 5. Das nicht gezeigte zu biegende Rohr wird auf dem Vorschubwagen 6 durch den Induktionsring 7 geschoben, wobei entweder das Biegeschloss 4 oder das Biegeschloss 5 das Rohr erfasst und um die Drehachse 8 oder die Drehachse 9 biegt.
  • Fig. 4 zeigt den Vorgang einer S-förmigen Biegung eines Rohres 20.
  • Fig. 4a ist der Ausgangszustand. Das Rohr 20 liegt im Vorschubwagen 6, sein vorderes Rohrende 21 ist durch den Induktionsring 7 hindurchgeschoben und wird vom Biegeschloss 5 festgehalten. Der Biegearm 3 ist daher so positioniert, dass der gewünschte Biegeradius 12 einstellbar ist und der Biegearm 2 ist aus dem Schwenkbereich herausgefahren.
  • Fig. 4b zeigt das Ende des ersten Biegevorgangs, in diesem Fall einer 135-Grad-Biegung.
  • Fig. 4c zeigt, dass das Biegeschloss 5 entfernt und der Biegearm 3 weggefahren wurde und ein Vorschub um die Vorschublänge 13 erfolgte.
  • Fig. 4d zeigt, dass der Biegearm 2 so positioniert wurde, dass der Biegeradius 14 einstellbar ist, und dass das Biegeschloss 4 das Rohr 20 festhält. Der Biegearm 3 bleibt aus dem Schwenkbereich herausgefahren.
  • Fig. 4e zeigt das Ergebnis des zweiten Biegevorgangs, in diesem Fall einer zur ersten Biegung genau gegenläufigen 135-Grad-Biegung.
  • Es ist hierbei klar, dass auch viele andere räumliche Biegevorgänge auf diese Weise durchgeführt werden können, ohne dass das Werkstück oder einer der Biegearme hierfür demontiert werden müssen, was gegenüber dem herkömmlichen Stand der Technik viel Rüstzeit einspart und somit den erreichbaren Umsatz der Maschine auf wirtschaftliche Weise erhöht.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Doppelbiegemaschine
    2
    Biegearm A
    3
    Biegearm B
    4
    Biegeschloss A
    5
    Biegeschloss B
    6
    Vorschubwagen
    7
    Induktionsring
    8
    Drehachse A
    9
    Drehachse B
    20
    Rohr
    21
    vorderes Rohrende
    12
    Biegeradius A
    13
    Vorschublänge
    14
    Biegeradius B

Claims (5)

  1. Vorrichtung (1) zum Biegen von Rohren (20) großer Durchmesser in unterschiedliche Biegerichtungen, wobei
    - das Rohr (20) in einem Vorschubwagen (6) gelagert ist, der in Längsrichtung verschiebbar ist,
    - das Rohr (20) in axialer Richtung durch eine das Rohr (20) ringförmig umschließende, induktiv wirkende Erwärmungseinrichtung (7) geführt wird, welche an dem in Vorschubrichtung des Rohres (20) vorne gelegenen Teil der Vorrichtung (1) angeordnet ist,
    - bei dem in Vorschubrichtung des Rohres vorne gelegenen Teil der Vorrichtung (1) mindestens zwei Biegearme (2, 3) mit jeweils einem Biegeschloss (4, 5), in welchem das Rohr (20) an seinem zu biegenden Ende festgehalten wird, angeordnet sind, wobei die Biegearme (2, 3) jeweils um eine vertikale Drehachse (8, 9) drehbar gelagert sind,
    - das Biegeschloss (4, 5) jeweils indirekt mit dem Biegearm (2, 3) verbunden ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass das Biegeschloss (4, 5) jeweils eine Kraftübertragungseinrichtung zwischen der Aufnahmevorrichtung und dem Biegearm (2, 3) aufweist, welche Kraftübertragungseinrichtung mit dem Biegearm (2, 3) in der Weise einstellbar verbunden ist, dass die Abstände zwischen der Mittelachse der Aufnahmevorrichtung für Rohre (20) und der vertikalen Drehachse (8, 9) zwischen einem kleinsten und einem größten Abstand wählbar sind, wodurch ein Bereich zwischen einem größten und einem kleinsten Biegeradius einstellbar ist,
    dass beidseits einer Längsachse des Vorschubwagens (6) jeweils ein Biegearm (2, 3) mit seiner vertikalen Drehachse (8, 9) angeordnet ist und dass die Drehrichtungen der Biegearme (2, 3) beim Biegen entgegengesetzt zueinander sind, dass die beiden Biegearme (2, 3) mit ihren Drehachsen (8,9) parallel zueinander und jeweils senkrecht zur Vorschubrichtung der zu biegenden Rohre (20) bewegbar sind und dass die beiden Aufnahmevorrichtungen an einer zu dem Rohr (20) weisenden Seite der Biegeschlösser (4, 5) eine Einführöffnung besitzen.
  2. Verfahren zum Durchführen mehrerer Biegevorgänge von Rohren (20) großer Durchmesser mittels einer Vorrichtung (1) entsprechend Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
    - das Rohr (20) in einem ersten Biegeschloss (4, 5) eingespannt wird, das mit einem ersten Biegearm (2, 3) verbunden ist, der um eine erste Drehachse (8, 9) gedreht werden kann,
    - während ein zweites Biegeschloss (4, 5) entgegen der Drehrichtung aus dem Schwenkbereich des Rohres (20) senkrecht zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres wegbewegt wird,
    - dann unter Vorschub des Rohres (20) ein erster Abschnitt des Rohres (20) gebogen wird,
    - unter Fixierung des Rohres das Rohr (20) aus dem ersten Biegeschloss (4, 5) ausgespannt wird,
    - das erste Biegeschloss (4, 5) aus dem Schwenkbereich des Rohres (20) über eine Bewegung seiner Drehachse (8, 9) senkrecht zur Vorschubrichtung des zu biegenden Rohres (20) wegbewegt wird,
    - das zweite Biegeschloss (5) über eine Bewegung seiner Drehachse (8, 9) in den Schwenkbereich des Rohres (20) bewegt wird,
    - das zu biegende Rohr (20) in das zweite Biegeschloss (5) eingespannt wird,
    - dann unter Vorschub des Rohres (20) ein zweiter Abschnitt des Rohres (20) gebogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Biegevorgängen eine Drehung des Rohres (20) um die Mittelachse des Rohres (20) durchgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei Biegevorgängen ein Längsvorschub des Rohres (20) in Richtung der Mittelachse des Rohres (20) durchgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von Biegevorgängen nacheinander vorgenommen wird.
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