ES2213694T3 - Dispositivo de doblado para tubos metalicos de pared fina. - Google Patents
Dispositivo de doblado para tubos metalicos de pared fina.Info
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Abstract
Dispositivo de doblado para tubos metálicos (R) de pared fina, formado por una guía recta de tubo (1), una tabla de modelación de machos (2) dispuesta a continuación y giratoria respecto a la guía de tubo (1) con regleta de sujeción (3) y un mandril con una punta de mandril (4) flexible en la zona de la tabla de modelación de machos (2) y un vástago de mandril (5) dispuesto a continuación de la punta de mandril (4), unido fijamente con ésta, así como fijado axialmente en la guía de tubo (1), caracterizado porque la punta de mandril (4) está realizada como cilindro macizo de un elastómero prácticamente incompresible en la dirección radial, cuyo contorno exterior está adaptado al contorno interior del tubo metálico (R) que se va a doblar, que sólo se extiende a lo largo del tramo inicial del codo de doblado y porque en la zona de la tabla de modelación de machos (2) y de su regleta de sujeción (3) está prevista una cabeza de sujeción (7, 17) esférica, que puede introducirse en el tubo metálico (R), que es móvil respecto a la punta de mandril (4) en el alcance de giro de la tabla de modelación de machos (2) y que está unida a un medio de tracción (6, 16) realizado como elemento de retorno.
Description
Dispositivo de doblado para tubos metálicos de
pared fina.
La invención se refiere a un dispositivo de
doblado para tubos metálicos de pared fina formado por una guía
recta de tubo, una tabla de modelación de machos dispuesta a
continuación y giratoria respecto a la guía de tubo con regleta de
sujeción y un mandril con una punta de mandril flexible en la zona
de la tabla de modelación de machos y un vástago de mandril
dispuesto a continuación de la punta de mandril, unido fijamente
con ésta, así como fijado axialmente en la guía de tubo (véase, por
ejemplo, el documento
US-A-4 481 803).
US-A-4 481 803).
Ya se conocen dispositivos de doblado de este
tipo y similar para tubos de pared fina (revista: "Werkstatt und
Betrieb 104 (1971) 4, páginas 271 a 274",
"Verhinderung von Faltenbildung und Einknicken dünnwandiger Rohre beim Biegen" de Prof. Dr. Ing. G. Öhler, Bad Dürkheim). Por "de pared fina" se entienden, en este contexto, tubos, cuyo grosor de pared respecto al diámetro y al radio de doblado es pequeño, por ejemplo, tubos con un grosor de pared de aproximadamente 0,8 mm con un diámetro de aproximadamente 80 mm y un radio de doblado de aproximadamente 120 mm. Para reducir al mínimo los problemas de la formación de pliegues y la desviación del perfil circular que se producen en el doblado de tubos de este tipo, el tubo queda apoyado en su pared interior a lo largo de toda la longitud del codo de doblado mediante mandriles fijados axialmente en el tubo. Por lo tanto, existen mandriles con un tramo flexible en forma de resortes helicoidales con espiras dispuestas muy cerca unas de otras o en forma de eslabones articulados esféricos, que forman una cadena de eslabones, que apoyan el tubo a lo largo de todo el codo de doblado. Los dos tipos de mandriles tienen el inconveniente de que no apoyan el tubo que se va a doblar en toda su superficie en la zona donde se dobla el tubo. Lo más importante es la falta de un apoyo en toda la superficie en el codo interior, donde pueden formarse pliegues. En el caso de mandriles de eslabones formados por eslabones articulados esféricos existen, desde el principio, lagunas en el codo interior, de modo que en ellos el peligro de una formación de pliegues es especialmente grande.
"Verhinderung von Faltenbildung und Einknicken dünnwandiger Rohre beim Biegen" de Prof. Dr. Ing. G. Öhler, Bad Dürkheim). Por "de pared fina" se entienden, en este contexto, tubos, cuyo grosor de pared respecto al diámetro y al radio de doblado es pequeño, por ejemplo, tubos con un grosor de pared de aproximadamente 0,8 mm con un diámetro de aproximadamente 80 mm y un radio de doblado de aproximadamente 120 mm. Para reducir al mínimo los problemas de la formación de pliegues y la desviación del perfil circular que se producen en el doblado de tubos de este tipo, el tubo queda apoyado en su pared interior a lo largo de toda la longitud del codo de doblado mediante mandriles fijados axialmente en el tubo. Por lo tanto, existen mandriles con un tramo flexible en forma de resortes helicoidales con espiras dispuestas muy cerca unas de otras o en forma de eslabones articulados esféricos, que forman una cadena de eslabones, que apoyan el tubo a lo largo de todo el codo de doblado. Los dos tipos de mandriles tienen el inconveniente de que no apoyan el tubo que se va a doblar en toda su superficie en la zona donde se dobla el tubo. Lo más importante es la falta de un apoyo en toda la superficie en el codo interior, donde pueden formarse pliegues. En el caso de mandriles de eslabones formados por eslabones articulados esféricos existen, desde el principio, lagunas en el codo interior, de modo que en ellos el peligro de una formación de pliegues es especialmente grande.
Otro problema en los dispositivos de doblado
conocidos está en la sujeción del principio del tubo. El apoyo en
una cabeza de mandril cilíndrica rígida es problemático, porque una
cabeza de mandril de este tipo, que requiere una longitud de
sujeción relativamente grande para una sujeción firme del tubo, no
puede retirarse pasando por el tubo doblado.
La invención tiene el objetivo de proporcionar un
dispositivo de doblado del tipo indicado al principio que funcione
con una longitud de sujeción corta del principio de tubo y que
permita hacer una curvatura con una sección circular a lo largo de
toda su longitud.
Este objetivo se consigue con un dispositivo de
doblado del tipo indicado al principio porque la punta de mandril
está realizada como cilindro macizo de un elastómero prácticamente
incompresible en la
dirección radial, cuyo contorno exterior está adaptado al contorno interior del tubo metálico que se va a doblar, que sólo se extiende a lo largo de la sección inicial del codo de doblado y porque en la zona de la tabla de modelación de machos y de su regleta de sujeción está prevista una cabeza de sujeción esférica, que puede introducirse en el tubo metálico, que es móvil respecto a la punta de mandril en el alcance de giro de la tabla de modelación de machos y que está unida a un medio de tracción realizado como elemento de retorno.
dirección radial, cuyo contorno exterior está adaptado al contorno interior del tubo metálico que se va a doblar, que sólo se extiende a lo largo de la sección inicial del codo de doblado y porque en la zona de la tabla de modelación de machos y de su regleta de sujeción está prevista una cabeza de sujeción esférica, que puede introducirse en el tubo metálico, que es móvil respecto a la punta de mandril en el alcance de giro de la tabla de modelación de machos y que está unida a un medio de tracción realizado como elemento de retorno.
En el dispositivo de doblado según la invención,
el tubo metálico queda apoyado en el tramo inicial efectivo en el
doblado del codo de doblado interiormente "en toda la
superficie" gracias al cilindro macizo de elastómero flexible,
aunque prácticamente incompresible en la dirección radial, según su
configuración especial, de modo que en este tramo determinante para
la conformación no puedan formarse estricciones o pliegues.
Fundamentalmente, esto también es válido si el cilindro macizo
presenta, al menos, en el exterior ranuras radiales en el codo de
doblado para mejorar su flexibilidad o si está formado por discos.
A diferencia de las puntas de mandril formadas por resortes
helicoidales o cadenas de eslabones, en el caso de la punta de
mandril formada por un cilindro macizo de elastómero, las ranuras
radiales se abren relativamente poco debido al elastómero. Un apoyo
óptimo en el lado interior con discos, manteniéndose una
flexibilidad ajustable de forma selectiva, puede conseguirse si se
usan discos de elastómero con distintos módulos de elasticidad. En
el resto de la zona orientada hacia la punta de mandril, cierta
compresibilidad radial puede ser perfectamente ventajosa para el
resultado de doblado puesto que, por regla general, también va unida
a ello una mejor flexibilidad. Mediante la cabeza de sujeción
redondeada al menos en los dos extremos, en particular esférica,
que se desplaza durante el giro de la tabla de modelación de machos
con la tabla de modelación de machos, el tubo metálico puede
sujetarse con suficiente firmeza, también a lo largo de una longitud
corta. Tampoco hay problemas al retirar el mandril después de haber
terminado el proceso de doblado, porque la cabeza de sujeción puede
pasar sin problemas, en particular sin ladeos, por el codo de
doblado, gracias a su longitud reducida y la forma esférica.
Además, puede actuar en el tubo metálico alisando y volviendo a
perfilar.
Para mejorar la flexibilidad del cilindro macizo
en el codo de doblado, además de la posibilidad de las ranuras
radiales o de la estructura formada por discos, en particular de
distintos elastómeros, existe también la posibilidad de prever
ranuras axiales a modo de un mandril laminar. También es posible
ajustar fácilmente la rigidez a la flexión del cilindro macizo a lo
largo de su longitud incorporándose muy pocos taladros axiales de
distintos diámetros y distintas profundidades desde el lado frontal
de forma distribuida en el cilindro macizo. Se entiende que en este
caso hay que aceptar una pequeña pérdida de rigidez radial. En este
caso le corresponde a la persona que lo aplica en la práctica
decidir si desea llegar a un compromiso y, en caso afirmativo, hasta
qué punto debe llegar éste. No obstante, en cualquier caso la
sección ranurada se limita preferiblemente a la zona por encima de
la fibra neutra de la punta de mandril doblada.
Para el retorno (la retirada) del mandril y de la
cabeza de sujeción después de haber finalizado el proceso de
doblado, la invención prevé dos posibilidades alternativas: según
la primera alternativa, el medio de tracción es, por un lado,
flexible, al menos en el codo de doblado, pasa sin juego por la
punta de mandril y está fijado en la punta de mandril y/o el vástago
de mandril, siendo guiado, además, de forma móvil hasta un tope por
la cabeza de sujeción. En este caso, es preferible que entre la
cabeza de sujeción y el tope esté colocado un resorte de
compresión, que mantiene la cabeza de sujeción en el estado no
cargado en contacto con el lado frontal del mandril. Esta posición
de partida facilita la introducción del mandril para preparar el
proceso de doblado.
Según la otra alternativa, el medio de tracción
es flexible, por un lado, al menos en el codo de doblado y se
extiende pasando por la punta de mandril y el vástago de mandril,
estando unido, por otro lado, a la cabeza de sujeción. En este
caso, la fuerza de retorno puede atacar directamente en el medio de
tracción.
También para la realización de la cabeza de
sujeción existen varias posibilidades. La cabeza de sujeción puede
estar hecha de un anillo exterior esférico ranurado y un cono de
apoyo y sujeción interior, que durante el proceso de doblado tiene
un efecto autotensor sobre el anillo exterior. En esta alternativa,
la fuerza de tracción ejercida sobre el tubo durante el proceso de
doblado se transmite al anillo de sujeción y el cono de sujeción y
se aprovecha en el sentido de una separación del anillo exterior y,
por lo tanto, de un efecto de apriete más firme, mientras que la
fuerza ejercida por el medio de tracción durante el retorno de la
cabeza de sujeción actúa en el sentido de un aflojamiento.
Alternativamente a ello, la cabeza de sujeción también puede estar
formada por varios eslabones, en particular por dos eslabones
esféricos que forman una unidad constructiva rígida. Por la
estricción central y los redondeos, tampoco en este caso se producen
atascamientos en el codo del tubo al retirar la cabeza de sujeción.
Además de por una estructura constructiva sencilla, esta solución
se caracteriza sobre todo por un guiado óptimo y propiedades de
nuevo perfilado especialmente buenas.
Puesto que el medio de tracción se libera durante
el proceso de doblado cada vez más entre el mandril y la cabeza de
sujeción a medida que aumenta el doblado, es ventajoso que, hacia
el codo interior del tubo, se extienda de forma excéntrica por el
tubo metálico. La ventaja está en que el medio de tracción puede
apoyarse durante la retirada en el codo interior de la pared
interior del tubo.
A continuación, la invención se explicará más
detalladamente con ayuda de un dibujo que representa dos ejemplos de
realización. Los dos dibujos muestran el dispositivo de doblado al
final del proceso de doblado en semicorte axial.
El dispositivo de doblado según la figura 1 está
formado por una guía de tubo 1 recta estacionaria, una tabla de
modelación de machos 2 giratoria, dispuesta a continuación de ésta
con una regleta de sujeción 3 y un mandril con una punta de mandril
4 dispuesta en la zona de la tabla de modelación de machos 2 y un
vástago de mandril 5 dispuesto a continuación y colocado fijamente
en la punta de mandril 4, que se encuentra en la zona de la guía de
tubo 1. La punta de mandril 4 y el vástago de mandril 5 están
fijados axialmente durante el proceso de doblado. La punta de
mandril 4 está formada por un cilindro macizo de elastómero, que es
flexible, pero prácticamente incompresible en la dirección radial
respecto a la deformabilidad del material del hubo. En la práctica,
deberían ser adecuadas durezas del orden de 95 Shore A a 50 Shore D
para tubos de acero. Para mejorar la flexibilidad, el cilindro
macizo puede estar ranurado en el tramo efectivo en el doblado por
encima de su fibra neutra F hacia el codo exterior, presentando
concretamente ranuras axiales S1 (fig. 1) o ranuras radiales S2
(fig. 2).
Un cable se extiende pasando por la punta de
mandril 4 y el vástago de mandril 5 como medio de
tracción 6 hacia la tabla de modelación de machos 2 y, por lo tanto, hacia el codo interior, de forma desplazada excéntricamente. El medio de tracción 6 está axialmente fijado en el vástago de mandril 5 y está montado con poco juego en la punta de mandril 4, lo cual es favorable para la incompresibilidad radial de la punta de mandril 4, a no ser que se acepte conscientemente cierta compresibilidad a favor de una mayor flexibilidad, sobre todo en la zona dispuesta hacia la punta de mandril 4, dado el caso incluso con otros taladros axiales de distintas secciones y distintas profundidades y una distancia radial suficiente de la circunferencia exterior, lo cual podría ser perfectamente practicable en el caso de un elastómero de por sí muy incompresible. En el lado frontal de la punta de mandril 4 se apoya un disco de presión 8, que está fijado axialmente en una ranura en el medio de tracción 6 y que reduce una desviación axial del material elastómero del cilindro macizo con la consecuencia de una reducción del diámetro. El medio de tracción 6 se extiende pasando por una cabeza de sujeción 7. Entre la cabeza de sujeción 7 y un tope 6a está dispuesto un resorte de compresión 9 en el medio de tracción 6. La cabeza de sujeción 7 está formada por un anillo exterior 7a esférico ranurado y un cono de apoyo y sujeción 7b interior. Entre el anillo exterior 7a y la boca de salida recta de la tabla de modelación de machos 2, así como la regleta de sujeción 3 puede sujetarse el tubo R que se va a doblar a lo largo de una longitud reducida.
tracción 6 hacia la tabla de modelación de machos 2 y, por lo tanto, hacia el codo interior, de forma desplazada excéntricamente. El medio de tracción 6 está axialmente fijado en el vástago de mandril 5 y está montado con poco juego en la punta de mandril 4, lo cual es favorable para la incompresibilidad radial de la punta de mandril 4, a no ser que se acepte conscientemente cierta compresibilidad a favor de una mayor flexibilidad, sobre todo en la zona dispuesta hacia la punta de mandril 4, dado el caso incluso con otros taladros axiales de distintas secciones y distintas profundidades y una distancia radial suficiente de la circunferencia exterior, lo cual podría ser perfectamente practicable en el caso de un elastómero de por sí muy incompresible. En el lado frontal de la punta de mandril 4 se apoya un disco de presión 8, que está fijado axialmente en una ranura en el medio de tracción 6 y que reduce una desviación axial del material elastómero del cilindro macizo con la consecuencia de una reducción del diámetro. El medio de tracción 6 se extiende pasando por una cabeza de sujeción 7. Entre la cabeza de sujeción 7 y un tope 6a está dispuesto un resorte de compresión 9 en el medio de tracción 6. La cabeza de sujeción 7 está formada por un anillo exterior 7a esférico ranurado y un cono de apoyo y sujeción 7b interior. Entre el anillo exterior 7a y la boca de salida recta de la tabla de modelación de machos 2, así como la regleta de sujeción 3 puede sujetarse el tubo R que se va a doblar a lo largo de una longitud reducida.
El modo de funcionamiento del dispositivo de
doblado según la invención del ejemplo de realización de la figura
1 es el siguiente:
El tubo R que se va a doblar se introduce con la
boca de salida recta de la tabla de modelación de machos 2 en una
posición alineada con la guía de tubo 1. A continuación, se inserta
en el tubo R el mandril con la punta de mandril 4 y el vástago de
mandril 5 con la cabeza de sujeción 7 en contacto con la punta de
mandril 4, hasta que la punta de mandril 4 esté dispuesta en la zona
de la tabla de modelación de machos 2. A continuación, la regleta
de sujeción 3 se arriostra con la tabla de modelación de machos 2,
por un lado, y la cabeza de sujeción 7, por el otro, por lo que
queda aprisionado el tubo R. El vástago de mandril 5 está fijado
axialmente en esta posición axial en la guía de tubo 1 mediante
medios no representados en el dibujo.
Si ahora se gira la tabla de modelación de machos
2 en el sentido contrario de las agujas del reloj, se arrastra el
tubo R sujetado por la tabla de modelación de machos 2 y la regleta
de sujeción 3 y se hace pasar por encima del mandril 4 axialmente
fijado. Por el asiento cónico de la cabeza de sujeción 7, las
fuerzas de tracción, que actúan durante este proceso teniendo un
efecto autotensor sobre el anillo exterior 7a, hacen que aumente la
fuerza de apriete. El tubo R llega a la zona doblada de la tabla de
modelación de machos 2 y la punta de mandril 4 en primer lugar
recta se dobla más y más, quedando apoyado el tubo R en su pared
interior durante el proceso de doblado en la zona activa de doblado
sin laguna alguna, de modo que no puedan formarse pliegues o
estricciones.
Después de haber finalizado el proceso de
doblado, se afloja la regleta de sujeción 3 y el mandril se retira
con la cabeza de sujeción 7 pasando por el tubo R doblado. Durante
este proceso se anula el efecto de apriete de la cabeza de sujeción
7 debido al asiento cónico por las fuerzas que actúan en este
momento en el sentido opuesto. Al final de este proceso, el resorte
de compresión 9 devuelve la cabeza de sujeción 7 a su posición de
partida en el lado frontal de la punta de mandril 4. Acto seguido
puede retirarse el tubo R doblado y la tabla de modelación de
machos 2 puede girar de nuevo a su posición de partida, de modo que
pueda introducirse un nuevo tubo que se va a doblar.
El ejemplo de realización de la figura 2 se
distingue del de la figura 1 sólo por la cabeza de sujeción y el
medio de tracción. En la medida en que coinciden, se usan los
mismos signos de referencia para las distintas piezas que en la
figura 1.
La cabeza de sujeción 17 está formada por varios
eslabones esféricos, en particular dos eslabones unidos rígidamente
entre sí, que están unidos a un cable como medio de tracción 16.
Como alternativa, la cabeza de sujeción 18 también podría estar
hecha de un cuerpo corto, rígido, de una pieza con un contorno
exterior similar a un fuelle. El medio de tracción 16 es guiado por
la punta de mandril 4 y el vástago de mandril 5 siendo móvil en
éstos. Por lo tanto, puede aflojarse durante el giro. Para el
retorno, la fuerza de retorno ataca en el medio de tracción 16 que
sale hacia fuera. En primer lugar se retira la cabeza de sujeción
17 pasando por el tubo, hasta que choque contra el lado frontal de
la punta de mandril. A continuación, se retira la cabeza de sujeción
17 junto con la punta de mandril 4 y el vástago de mandril 5.
Gracias al buen guiado axial en puntos axialmente desplazados y su
forma, no puede producirse un atascamiento en el codo del tubo, a
pesar de la unidad constructiva rígida de los eslabones esféricos.
Sus redondeos y su estricción central dejan, por un lado,
suficiente espacio libre para el tubo doblado y actúan, por el otro,
volviendo a perfilar sobre el tubo R durante su retorno. Se entiende
que, si hay más de dos eslabones esféricos, por ejemplo, tres
eslabones, el contorno del eslabón medio debe presentar una forma
entrante, al menos en el codo interior. Lo mismo es válido para una
cabeza de sujeción similar a un fuelle.
Claims (11)
1. Dispositivo de doblado para tubos metálicos
(R) de pared fina, formado por una guía recta de tubo (1), una tabla
de modelación de machos (2) dispuesta a continuación y giratoria
respecto a la guía de tubo (1) con regleta de sujeción (3) y un
mandril con una punta de mandril (4) flexible en la zona de la tabla
de modelación de machos (2) y un vástago de mandril (5) dispuesto a
continuación de la punta de mandril (4), unido fijamente con ésta,
así como fijado axialmente en la guía de tubo (1),
caracterizado porque la punta de mandril (4) está realizada
como cilindro macizo de un elastómero prácticamente incompresible en
la dirección radial, cuyo contorno exterior está adaptado al
contorno interior del tubo metálico (R) que se va a doblar, que
sólo se extiende a lo largo del tramo inicial del codo de doblado y
porque en la zona de la tabla de modelación de machos (2) y de su
regleta de sujeción (3) está prevista una cabeza de sujeción (7,
17) esférica, que puede introducirse en el tubo metálico (R), que
es móvil respecto a la punta de mandril (4) en el alcance de giro de
la tabla de modelación de machos (2) y que está unida a un medio de
tracción (6, 16) realizado como elemento de retorno.
2. Dispositivo de doblado según la reivindicación
1, caracterizado porque la punta de mandril (4) realizada
como cilindro macizo está ranurada en la zona exterior del codo de
doblado en la dirección radial o está ranurada a modo de un mandril
laminar en la dirección axial alrededor del codo de doblado.
3. Dispositivo de doblado según la reivindicación
2, caracterizado porque la punta de mandril (4) realizada
como cilindro macizo está formada en la zona del lado frontal por
discos de elastómero que se mantienen juntos mediante tensión
previa axial.
4. Dispositivo de doblado según la reivindicación
3, caracterizado porque los discos de elastómero tienen
distintos módulos de elasticidad.
5. Dispositivo de doblado según una de las
reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la punta de
mandril (4) está provista de un disco de presión (8) en su lado
frontal.
6. Dispositivo de doblado según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el medio de
tracción (6) es, por un lado, flexible, al menos en el codo de
doblado, y pasa por la punta de mandril (4) y está fijado
prácticamente sin juego en la punta de mandril (4) y/o en el vástago
de mandril (5), estando guiado, por otro lado, de forma móvil hasta
un tope (6a) pasando por la cabeza de sujeción (7).
7. Dispositivo de doblado según la reivindicación
6, caracterizado porque entre la cabeza de sujeción (7) y el
tope (6a) está montado un resorte de compresión (9).
8. Dispositivo de doblado según una de las
reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque el medio de
tracción (16) es, por un lado, flexible, al menos en el codo de
doblado, y pasa de forma móvil por la punta de mandril (4) y el
vástago de mandril (5), estando unido, por otro lado, a la cabeza de
sujeción (17).
9. Dispositivo de doblado según una de las
reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la cabeza de
sujeción (7) está formada por un anillo exterior (7a) ranurado y un
cono de apoyo y sujeción (7b) interior, que durante el proceso de
doblado tiene un efecto autotensor sobre el anillo exterior
(7a).
10. Dispositivo de doblado según una de las
reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque la cabeza de
sujeción (17) está formada por varios eslabones esféricos, que
forman una unidad constructiva rígida.
11. Dispositivo de doblado según una de las
reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, hacia el codo
interior del tubo, el medio de tracción (6) se extiende de forma
excéntrica por el tubo metálico (R).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE10020725A DE10020725B4 (de) | 2000-04-27 | 2000-04-27 | Biegevorrichtung für dünnwandige Metallrohre |
| DE10020725 | 2000-04-27 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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