NL8005859A - Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van buis- bochtstukken. - Google Patents

Description

Werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van buisbocht- stukken.

« yt N/29.965-tM/f.

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een werkwijze en inrichting voor het vervaardigen van buisbochtstukken uit rechte buisstukken.

In hoofdzaak bestaan er tot nu toe twee 5 ; methoden voor het vervaardigen van buisbochtstukken: de buigmethode en de lasmethode. Bij de buigmethode wordt een recht buisstuk aan een eind vast ingeklemd en door middel van een buiginrichting tot een bocht gebogen, waarbij de buis eventueel tevoren met een geschikt medium gevuld en aan 10 beide einden dicht afgesloten is. Deze methode bezit enige nadelen, bijvoorbeeld de betrekkelijk hoge apparatuurkosten voor de buigmachine, de hoge krachten, die moeten worden uitgeoefend en de afname van de wanddikte aan de buitenzijde van de bocht. Juist dit laatste beïnvloedt nadelig de be-15 lastbaarheid van het buisbochtstuk, waardoor men gedwongen wordt als uitgangsmateriaal een belangrijk dikkerbuisstuk toe te passen met als resultaat, dat betrekkelijk veel meer kosten aan materiaal moeten worden besteed, alleen om de critieke buitenwand van de bocht voldoende belastbaar uit te 20 voeren.

Bij de lasmethode wordt uitgegaan van een vlak plaatstuk, dat in afmetingen overeenkomt met de, afwikkeling van het te vervaardigen buisbochtstuk. Dit plaatstuk wordt dan opgerold in de vorm van het buisbochtstuk en ge-25 last. De nadelen bestaan hierin, dat een belangrijk aandeel aan afval bij de vlakke plaat ontstaat, waaruit het bocht-stuk wordt vervaardigd en anderzijds moet worden gewezen op de eveneens aanzienlijke apparatuurkosten voor het snijden, oprollen en lassen en op de grote tijd, die het werken vol-30 gens deze methode kost.

De uitvinding beoogt een werkwijze voor het vervaardigen van buigbochtstukken te verschaffen, waarbij deze nadelen verregaand zijn vermeden. In het bijzonder moet worden bereikt, dat op economische wijze met weinig 35 tijd en practisch zonder afval bij ruw materiaal bochtbuis-stukken kunnen worden gevormd, die met nauwkeurige afmetingen en homogene wanddikte alle eisen vervullen, die de verft η η κ q s ö -2- bruiker daaraan stelt.

Bij de werkwijze volgens de uitvinding wordt uitgegaan van een recht buisstuk, dat moet worden gevormd tot een bocht. Voor dit doel is de werkwijze gekenmerkt, 5 doordat het buisstuk aan beide einden schuin ten opzichte van de buisas wordt afgesneden en dan onder stapsgewijze voortbeweging bij gedeelten gestuikt en aansluitend het gestuikte gedeelte gekalibreerd wordt, waarbij het schuin op de buisas plaatsvindende stuiken en het loodrecht op de buisas plaats-10 vindende kalibreren op achter elkaar volgende buisdelen gelijktijdig uitgevoerd wordt.

Moeten buisbochten van 90° worden vervaardigd, hetgeen in de praktijk veelvuldig het geval is, dan moet het afsnijden van de beide buiseinden volgens een hoek 15 van 38,146° ten opzichte van een loodrecht op de as staande as geschieden. Hiermee wordt gewaarborgd, dat na het stuiken een buisbochtstuk ter beschikking staat, waarvan de flenseinden nauwkeurig loodrecht op de buisas staan. In het algemeen kan worden opgemerkt, dat deze snijhoek onafhankelijk 20 van de buis^iameter is en alleen afhangt van de soort bocht. Hierdoor kan men op een eenmaal ingestelde snijinrichting buisstukken van allerlei diameters gereed maken voor het stuiken.

Het stuiken voor het vormen van de bocht 25 vereist belangrijk kleinere krachten dan bij de bekende buig-methoden moeten wodBïn toegepast. Ook kan men wiskundig bewijzen, dat de tijdens het stuiken optredende momenten kleiner zijn dan bij het buigen, hetgeen natuurlijk een groot voordeel is wat betreft de dimensionering van de hiertoe 30 benutte inrichtingen.

Een v.erder doel van de uitvinding bestaat in het verschaffen van een inrichting voor het uitvoeren van de werkwijze volgens de uitvinding, die betrekkelijk eenvoudig maar wat de kosten betreft gunstig opgeböuwd is en die 35 een nauwkeurig en snel werken mogelijk maakt. Volgens de uitvinding is deze inrichting gekenmerkt door meerdere beweegbare stuik- en kalibreerbekken en door een langs een schuin vlak naar de stuik- en kalibreerbekken toe beweegbare huishouder voor het ondersteunen van een eind van het te 40 bewerken buisstuk.

8005859 * 4 -3-

Een gunstige uitvoering van deze inrichting is gekenmerkt doordat de stuik- en kalibreerbekken door meerdere afzonderlijke, langs een cirkel aangebrachte segmenten zijn gevormd, die radiaal ten opzichte van elkaar beweegbaar 5 op segmentdragers bevestigd zijn.

Om de stuik- en kalibreerbekken gelijkmatig •ten opzichte van elkaar te kunnen bewegen zijn de segmentdragers via scharnierhefboomparen met het gestel van de inrichting verbonden en staan ze onder de werking van zuiger-10 cilindereenheden.

Om de segmentdragers bij bediening van de zui-gercilindereenheden naast hun verschuifbeweging een zwenkbe-weging te laten uitvoeren, kunnen de beide scharnierhefbomen van een paar ongelijk lang zijn. Daardoor kan worden bereikt, 15 dat de éne zijde van de segmentdragers in het bereik waarvan zich de stuikdelen van de stuik- en kalibreersegmenten bevinden, over een grotere afstand naar elkaar toe bewegen dan de andere zijde van de segmentdragers, waar zich de kali-breerdelen van de segmenten bevinden.

20 Volgens een verder kenmerk van de uitvinding bezit de huishouder een op een schuin vlak verschuifbare slede, die onder werking van een zuigercilindereenheid ten opzichte van de stuik- en kalibreersegmenten heen en weer beweegbaar is.

25 De uitvinding zal hierna worden toegelicht aan de hand van de tekening, waarin uitvoeringsvoorbeeld van de inrichting is afgeheeld, waaraan de werkwijze wordt toegelicht.

Fig. 1-6 tonen schematische vertikale langs-30 doorsneden door de inrichting tijdens verschillende bewer-kingsfasen van het buisstuk.

Fig. 7 is een doorsnede volgens de lijn A-A

in fig. 1.

Fig. 8 is een schematisch aanzicht van buis-35 stukken voor de bewerking.

De inrichting bestaat in hoofdzaak uit de eigenlijke stuik- en kalibreerinrichting 1 en de huishouder 2. Stuik- en kalibreerinrichting bezit een in doorsnede cir-. keivormig raam 3, dat door middel van een gestel 4 aan de 40 bodem verankerd is. Aan de binnenzijde van het raam 3 zijn

OnARQU

-4- langs de omtrek meerdere segmentdragerverankeringen 5 aangebracht, waaraan door middel van een schamierhefboompaar 6a, 6b de segmentdragers 7 zwenkbaar zijn opgehangen. Aan deze laatste zijn de eigenlijke stuik- en kalibreersegmenten 8 5 aangebracht. De segmenten 8 bestaan uit twee delen, een stuikdeel 8a en een kalibreerdeel 8b.

De segmentdragers 7 staan onder de werking van zuigercilindereenheden 9, die aan de kopzijde van het raam 3 zijn aangebracht. Aan een zuigercilindereenheid 9 10 is telkens een segmentdrager 7 toegevoegd, en werkt daarop via een zuigerstang 10 en een krachtoverbrengingsorgaan 11. Gemakkelijk is te zien, dat bij een bediening van de zuigercilindereenheden 9 met een daaruit resulterende verschuiving van de zuigerstangen 10 naar links een verzwenking van de 15 segmentdrager 7 optreedt, daar deze laatste door middel van de hefboomparen 6a, 6b zwenkbaar gelegerd zijn. Daaruit volgt dat de segmentdragers 7 enerzijds een beweging naar het midden van de inrichting uitvoeren en dus dichter bij elkaar komen.

20 Zoals uit fig. 1-6 zichtbaar is, staan de hefbomen 6a en 6b niet evenwijdig aan elkaar en zijn ook niet even lang. De hefbomen 6b, die in het gebied van de stuik-delen 8b van de segmenten 8 scharnierend zijn verbonden met de segmentdragers 7, zijn iets langer dan de hefbomen 6a,die 25 in het gebied van de kalibreerdelen 8a van de segmenten 8 scharnierend met de segmentdragers 7 zijn verbonden. In de introkken ruststand van de segmenten 8, zoals in fig. 1 is afgebeeld, liggen alle segmentdragers 7 evenwijdig aan elkaar en zijn de langere hefbomen 6b dus sterker uitgezwenkt 30 dan de kortere hefbomen. Bij bediening van de zuigercilindereenheden 9 worden tengevolge van deze constructieve kenmerken de segmentdragers 7 niet evenwijdig aan elkaar naar het midden van de inrichting toe verschoven, maar het eind van de segmentdragers 7, dat in het bereik van de stuikdelen 8b van 35 de segmenten 8 ligt, legt een grotere weg af dan het eind in het bereik van de kalibreerdelen 8a van de segmenten 8.

Op doelmatige wijze zijn de stuik- en kalibreersegmenten 8 gemakkelijk uitwisselbaar gemonteerd, zodat de inrichting kan worden aangepast aan verschillende buis-40 diameters.

8005859 * * -5-

Zoals uit fig. 7 blijkt worden meerdere stuik- en kalibreersegmenten 8 in het onderhavige voorbeeld 12, stralenvormig langs een cirkel aangebracht. Bij vol uitgeschoven stand liggen ze dicht naast elkaar, waarbij de ka-5 libreerdelen 8a met hun binnenvlakken een vlak omsluiten, dat overeenkomt met het buitenvlak van de te vormen buis-bocht.

Zoals verder uit fig. 1-6 blijkt, omvat de huishouder een basisdeel 15, waarvan het oppervlak een naar 10 de stuikinrichting 1 toe omlaag hellend schuin vlak 17 vormt, waarop een slede 18 heen en weer beweegbaar gelegerd is.

Voor het bedienen van de slede 18 is een hydraulische of pneumatische zuigercilindereenheid 19 aangebracht.

De slede 18 bezit een voortzetting 20 waar-15 aan een buissteunorgaan 21 zwenkbaar bevestigd is. Het laatste dient om het eind van het te bewerken buisstuk 14 te ondersteunen.

De werkwijze voor het vervaardigen van een buisbochtstuk loopt nu als volgt af: 20 zoals uit fig. 8 zichtbaar is, worden uit een lange buis 22 de te bewerken buisstukken 14 in de vereiste lengte afgesneden. Deze worden aan beide einden schuin afgesneden, zodat bij het gereed gevormde buisbochtstuk reeds loodrecht op de buisas staande flenzen aanwezig zijn.

25 Wiskundig kan worden bewezen, dat voor een bepaald buisbochtstuk, onafhankelijk van de diameter van de buis,een bepaalde snijhoek nodig is. Moet bijvoorbeeld een bocht van 90° worden vervaardigd, dan moeten de buisstukken volgens een hoek <x van 38,146° ten opzichte van het lood-30 recht op de buisas staande vlak van de buis worden afgesneden. Bij een bocht van 45° bedraagt deze hoek 21,44°. Hierdoor kan men de buisstukken practisch zonder afval afsnijden van een lange buis, zoals de bovenste afbeelding van fig. 8 toont.

35 Nu wordt het voorbereide buisstuk 14 op het buissteunorgaan 21 op de slede 18 gelegd en zo ver tegen de stuik- en kalibreerinrichting 1 verschoven, dat de buiskanten in aanraking komen met de stuikdelen 8b van de segmenten 8.

Deze toestand is in fig. 1 afgebeeld. Aansluitend worden de 40 zuigercilindereenheden 9 bediend, hetgeen het samenkomen 8 0 ü * i 5 q -6- van de segmenten 8 en dus het stuiken van het buisstuk 14 bewerkt. Zoals uit de tekening zichtbaar is, geschiedt het stuiken niet loodrecht op de buis, maar in een bepaalde hoek ten opzichte van de buisas, die kleiner is dan 90°. Aldus 5 wordt de in de stuikrichting gezien ellipsvormige dwarsdoorsnede van de buis geleidelijk vervormd tot een cirkel.

Zodra de segmenten 8 hun geheel uitgeschoven stand hebben bereikt, worden de zuigercilindereenheden 9 in tegengestelde richting bediend, hetgeen het terugtrekken van 10 de segmenten 8 tot gevolg heeft. Daarna wordt het buisstuk 14 verder naar de inrichting 1 vooruitgeschoven, totdat de buiskant weer tegen de segmenten 8 aan stoot. Dan worden de segmenten 8 weer uitgeschoven om het volgende deel van het buisstuk 14 te stuiken. Deze handelingen worden stapsgewijs 15 herhaald, waarbij het begindeel van de buis 14 geleidelijk wordt vervormd tot een bocht. Nu is de toestand van fig. 2 bereikt.

Tot aan dit punt van de werkwijze werd slechts een stuiking van het buisstuk 14 uitgevoerd en wel met be-20 hulp van de stuikdelen 8b van de segmenten 8. Bij de verdere verwerking wordt het gestuikte begindeel van het buisstuk 14 onder de werking van de kalibreerdelen 8a van de segmenten 8 gekalibreerd, hetgeen aan het bochtstuk zijn exacte vorm wat betreft buiging en rondheid geeft.

25 Voor dit doel worden de segmenten 8 weer te rug bewogen, wordt het buisstuk 14 verder opgeschoven en worden de zuigercilindereenheden 9 weer bediend om de segmenten 8 samen te brengen. Gelijktijdig wordt nu enerzijds het tevoren gestuikte begindeel van het buisstuk 14 onder de 30 werking van de kalibreerdelen 8a gekalibreerd, terwijl anderzijds de volgende buisdelen onder de werking van de stuikdelen 8b van de segmenten 8 gestuikt worden. Dit geschiedt, zoals reeds hierboven werd beschreven, onder stapsgewijze voortschuiving van het buisstuk 14 bij afwisselend 35 vooruit-en terugschuiven van de segmenten. Deze toestand is in fig. 3 afgebeeld.

Zoals reeds bij de beschrijving van de constructie van de inrichting is vermeld, zijn de hefbomen 6b langer dan de hefbomen 6a, zodat bij de bediening van de seg- 40 menten 8 de delen 8b een grotere weg afleggen van de delen 8a.

λ r - Λ ,· · > -7- * ·

De reden hiervoor is, dat de stuikbehandeling over een groter wegtraject met kleinere kracht moet geschieden dan de kali-breerhandeling, waarbij hoge krachten langs een korte weg nodig zijn. De voorgestelde oplossing maakt het mogelijk om met 5 een verrassend eenvoudige constructie aan deze eisen te voldoen.

Nadat de halve buisbocht is gevormd (fig.3) wordt het eind van het buisstuk 14 weggenomen van het steun-orgaan 21 en wordt de slede 18 met behulp van de zuigercilin-10 dereenheid teruggetrokken, zodat het buisstuk naar onderen verzwerikt kan worden en wel in het geval van een bocht van 90° over 22,5° (fig. 41. Dan geschiedt de analoge verdere verwerking van de overblijvende bochtstukdelen met gelijktijdig stuiken en kalibreren (fig. 5)., totdat de toestand van fig. 6 15 is bereikt, waar nog het laatste zojuist gestuikte deel van het buisstuk 14 met behulp van de segmentdelen 8a gekalibreerd wordt. Daarmee is de bewerking van het buisstuk 14 beëindigd, de segmenten 8 kunnen teruggeschoven worden en het gerede buis-bochtstuk kan uit de inrichting 1 worden verwijderd.

20 De werkwijze volgens de onderhavige uitvinding maakt een uiterst rationele verwerking mogelijk, waarbij de daarvoor toegepaste inrichting eenvoudig en robuust opgebouwd is. De noodzaak om in het inwendige van de buis een kalihreerdoorn toe te passen is weggevallen, maar desondanks 25 zijn de aldus gevormde buisbochtstukken exact rond en hebben ze een gelijkmatige wanddikte.

8 o n 5« r o

Claims (8)

1. Werkwijze voor het vervaardigen van een buisbochtstuk uit een recht buisstuk, met het kenmerk, dat het buisstuk aan beide einden schuin ten opzichte van de buisas wordt afgesneden en dan onder stapsgewijze 5 voortbeweging bij gedeelten wordt gestuikt en aansluitend het gestuikte gedeelte wordt gekalibreerd, waarbij het schuin op de buisas plaatsvindende stuiken en het loodrecht op de buisas plaatsvindende kalibreren op achter elkaar volgende buis-delen gelijktijdig wordt uitgevoerd.

2. Inrichting voor het uitvoeren van de werk wijze volgens conclusie 1, gekenmerkt door meerdere beweegbare stuik- en kalibreerbekken en door een langs een schuin vlak naar de stuik- en kalibreerbekken toe beweegbare huishouder voor het ondersteunen van een eind van het te be- 15 werken buisstuk.

3. Inrichting volgens conclusie 2, m e t het kenmerk, dat de stuik-en kalibreerbekken door meerdere, langs een cirkel aangebrachte segmenten zijn gevormd, die radiaal ten opzichte van elkaar beweegbaar op dra- 20 gers bevestigd zijn.

4. Inrichting volgens conclusie 3, m e t het kenmerk, dat de segmentdragers via scharnierhefboomparen met het gestel van de inrichting zijn verbonden en onder de werking van hydraulische zuigercilindereenheden staan.

5. Inrichting volgens conclusie 4, m e t het kenmerk, dat de beide scharnierhefbomen van een paar ongelijk lang zijn, zodat bij de bediening van de zuigercilindereenheden de segmentdragers naast hun schuifbeweging een zwenkbeweging uitvoeren.

6. Inrichting volgens éën der voorgaande con clusies 2-5, met het kenmerk, dat de segmenten in de voortschuifrichting van de buis gezien een stuikdeel en daaraan aansluitend een kalibreerdeel bezitten.

7. Inrichting volgens êên der conclusies 2-6, 35 met het kenmerk, dat de in het bereik van de stuikdelen van de segmenten liggende hefbomen langer zijn dan de in het bereik van de kalibreerdelen liggende hefbomen, zodat de stuikdelen over een grotere afstand naar elkaar toe 8005859 -9- * * bewegen dan de kalibreerdelen.

8. Inrichting volgens één der conclusies 2-7, met het kenmerk, dat de huishouder een over een schuin vlak verschuifbare slede bezit, die onder de werking 5 van een zuigercilindereenheid ten opzichte van de stuik- en kalibreersegmenten heen en weer beweegbaar is. 8005859