CH630273A5 - Rohrbiegevorrichtung. - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rohrbiegevorrichtung mit einem Rohrvorschubwagen, der auf das in Vorschubrichtung gesehen hintere Ende des Rohrs zu drücken bestimmt ist, mit Leitrollen, die zur Aufnahme und Führung des Rohrs zwischen sich bestimmt und in ihrem Abstand voneinander verstellbar sind, mit einem das in Vorschubrichtung vordere Ende des Rohres zu halten bestimmten, um einen Zapfen schwenkbaren Biegearm und mit einem das Rohr zu umgeben bestimmten, den Leitrollen nachgeordneten Induktor, der aus einem ringförmigen Heizteil, der in einer zur Verbindungslinie der Leitrollen parallelen Ebene liegt, und einem diesem Heizteil nachgeordneten ringförmigen Kühlteil besteht, wobei der Heizteil in bezug auf die Leitrollen so angeordnet ist, dass beim zwischen diesen hindurchgeschobenen Rohr ein äusseres Spiel zwischen Heizteil und äusserer Biegung des Rohrs und ein inneres Spiel zwischen Heizteil und innerer Biegung des Rohrs besteht.

Vorrichtungen dieser und ähnlicher Art dienen insbesondere zum Biegen von dünnwandigen austenitischen Grossrohren, die z.B. in der Energetik verwendet werden.

Das Biegen der Rohre aus austenitischen hitzebeständigen Stählen, z.B. von Stählen Typ CrNi 1810 und anderen Stählen ähnlicher Zusammensetzung, in den geforderten hohen Qualitäten, ist ein sehr kompliziertes technisches Problem, das in einem höheren oder kleineren Mass bisher nur von einigen wenigen Grossherstellern in der Welt bewältigt wurde. Die Rohre aus austenitischen Werkstoffen werden heutzutage auf einer Biegeplatte warmgebogen, oder auf einer Biegemaschine mit einer Drückbiegerolle beziehungsweise auf einer Biegemaschine mit einem Biegearm. Die Biegeplatte in normaler Ausführung ist eine Vorrichtung, die aus einer robusten horizontalen Runddrehbühne mit einem

Durchmesser von mehreren Metern und aus zwei vertikalen Leitwalzen, die ausserhalb des Umfangs dieser Drehbühne angebracht sind, besteht. In der oberen Stirnseite der Drehbühne sind in einigen konzentrischen kreisrunden Reihen vertikale Löcher angebracht, in denen verschiebbar zwei Aufsteckbiegezapfen angeordnet sind.

Für das Biegen auf der Biegeplatte ist das zu biegende Rohr an seinen beiden Enden abgeschlossen und sein innerer Raum ist mit festgestampftem Sand ausgefüllt. Beim Biegen bilden sich bei den dünnwandigen Rohren auf der inneren Seite der Biegung bleibende Falten, und der ursprüngliche runde Querschnitt wird unzulässig abgeflacht. Mit Rücksicht auf die schlechte Wärmeleitfähigkeit der austenitischen Stähle wird ausserdem die innere Oberfläche des Rohres nach einer Vorwärmung im Gasofen durch eingeschlossene Sandkörner entwertet, und auch die Werkstoffstruktur im ganzen Wandquerschnitt wird ungünstig beeinflusst.

Die Biegemaschine mit der Drückbiegerolle weist ein Bett mit einem längsverschiebbar gelagerten Rohrvorschub, eine Triebwerkeinheit, die auf einem Ende dieses Bettes befestigt ist und durch eine Bewegungsschraube kinematisch mit dem erwähnten Vorschubwagen verbunden ist, sowie einen Träger auf, der am anderen Ende dieses Bettes befestigt ist und mit einem quer verschiebbaren Support mit einer drehbar gelagerten Biegerolle versehen ist. Ferner weist sie ein Stellgetriebe mit Leitrollen und eine Induktorspule für die elektrische Mittelfrequenzerwärmung des zu formenden Rohres auf. Bei der Arbeit der Maschine schwenkt die Druckbiegerolle das den Induktur axial durchsetzende Rohr infolge des Druckes, der durch ein hydraulisches Getriebe aufgebracht wird, zur Seite aus. Im Vergleich zur schnellen Vorwärmung des zu biegenden Rohrbereiches mittels Gasofen, wie vorhin erwähnt, weisen die Oberfläche und die Werkstoffstruktur der auf dieser Biegemaschine gebogenen Rohre eine hohe Qualität auf. Beim Biegen kommt es aber wieder zu einer unzulässigen Abflachung des Querschnittes. Auf der Biegemaschine mit der Drückbiegerolle ist es auch sehr schwer, einen genauen Biegeradius zu erreichen. Dünnwandige austenitische Rohre mit einer Dicke von weniger als 5 Prozent des Durchmessers kann man auf den gegenwärtigen Mittelfrequenz-Biegemaschinen mit dem Biegearm nicht mit Erfolg biegen.

Die Biegemaschine mit dem Biegearm hat in der Aufsicht eine L-Form. Der längere gerade Schenkel ist durch ein Hauptbett mit der Triebwerkeinheit, dem verstellbar gelagerten Vorschubwagen und dem Stellgetriebe und Induktor gebildet. Der kürzere Schenkel ist durch ein Hilfsbett mit verstellbar gelagertem Support, der den Biegearm trägt, gebildet. Auf dem freien Ende des Biegearms ist ein Schraubstock für die Einspannung des Vorderendes des gebogenen Rohres angebracht. Das Hinterende des gebogenen Rohres ist im Vorschubwagen eingespannt. Jedoch kann man beim Biegen auf dieser Maschine auch keine durchlaufende glatte Biegung erreichen, da wieder Risse und eine abnormale Ova-lität entstehen. Dabei nimmt die Häufigkeit der angeführten Mängel schnell mit sich verminderndem Biegerradius zu. Die Erfindung setzt sich die Aufgabe, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglicht, im weitesten Krümmungsbereich genau den erforderlichen Biegeradius bei dünnwandigen Grossrohren, bei Einhaltung der höchstens Qualitätskennziffer, zu schaffen.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Grössenverhältnis des äusseren Spiels zu dem inneren Spiel zwischen 0,4 und 0,9 liegt und dass der Kühlteil zu dem Heizteil um einen Winkel zwischen 3 und 10° in der Biegeebene geneigt ist, wobei der Scheitel des Winkels so liegt,

dass er sich auf der Seite der inneren Biegung des Rohres befindet.

2

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ermöglicht es, in dem zu biegenden Rohr am Umfang eine angewärmte Zone auszubilden, die das Erreichen einer durchlaufenden und glatten Biegung ohne Rissbildung auf der gezogenen Seite sichert. In dieser Vorrichtung können auch dünnwandige Rohre mit einer Dicke unter 5 Prozent des Rohrdurchmessers gebogen werden, wobei man eine Abrundung erreichen kann, deren Mittelradius gleich dem Dreifachen des Mitteldurchmessers des gebogenen Rohres ist.

Die erfindungsgemässe Vorrichtung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Teilaufsicht auf die Vorrichtung und

Fig. 2 einen Teilschnitt durch den Induktor.

Nach Fig. 1 sind am einen Ende des Hauptbettes 6 einer Biegemaschine ein Stellgetriebe und ein Induktor 2 mit einem nichtabgebildeten Transformator angebracht. Auf dem nichtabgebildeten anderen, freien Ende des Hauptbettes 6 befindet sich eine Triebwerkeinheit, die mittels einer Bewegungsschraube kinematisch mit dem Rohrvorschubwagen verbunden ist. Das Hauptbett 6 ist seitlich in rechtem Winkel zum Hilfsbett 7 gelagert, das einen verschiebbar gelagerten Support 8 aufweist.

Das Stellgetriebe besteht aus einem Körper 9, auf dem Leitrollen 5 radial verstellbar angebracht sind, zwischen denen ein axialverschiebbares Rohr 1 mit äusserem Durchmesser D angebracht ist. Das rückwärtige Ende des Rohres 1 ist im Vorschubwagen angebracht; sein Vorderende ist in einen nichtabgebildeten Schraubstock eingeklemmt, der auf dem freien Ende des Biegearms 4 angeordnet ist. Das andere Ende des Biegearms 4 ist auf einem vertikalen Zapfen 3 drehbar gelagert, der auf dem Support 8 befestigt ist. Dieser wird durch eine nichtabgebildete Vorschubspindel von einem Antriebsservomotor bewegt, der auf dem ebenfalls nichtabgebildeten äusseren Ende des Hilfsbettes 7 befestigt ist.

Zum Unterschied von bisher bekannten Vorrichtungen mit zentral geregelter Erwärmung und Kühlung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein besonderer Induktor 2 in der Biegemaschine in derjenigen Lage angeordnet, die bei der Biegung des geformten Rohres 1 durch den Biegearm 4 die Entstehung einer am Umfang erwärmten Zone ermöglicht, welche eine durchlaufende und glatte Biegung sichert. Die spezielle Anordnung des ringförmigen Induktors 2, die in Fig. 2 abgebildet ist und aus einem Heizteil und aus einem Kühlteil besteht, liegt hauptsächlich in der Neigung dieser Teile in der Biegungsebene um den Winkel ß zueinander. Der Scheitelpunkt des Winkels ß liegt innerhalb der Biegung des Rohres 1. Der Heizteil des Induktors 2, der auf dem Rahmen der Biegemaschine mit hohlen elektrischen Anschlüssen befestigt ist, weist eine mit Wasser gekühlte Induktorspule 21 mit Beilageplatten 22 auf, die in regelmässigen Abständen an seiner dem Vorderende des Rohres 1 zugewandten Stirnfläche angeschweisst sind. Mit den erwähnten hohlen elektrischen Anschlüssen ist der Hohlraum der In-

630 273

duktorspule 21 in den nichtabgebildeten Kühlkreis eingeschaltet. Auf der Stirnseite der Beilageplatten 22 sind Gewindebohrungen angeordnet, die zur Aufnahme von Schrauben

27 dienen. Diese tragen den Kühlteil des Induktors 2, der aus einem hohlen Kühlring 28 besteht, der auf seiner einen Seite mit regelmässig in entsprechenden Abständen angeordneten Konsolen 25 versehen ist. In der Wand des hohlen Kühlringes 28 sind Strahllöcher ausgebildet, deren Achsen gegenüber seiner Mittelquerschnittebene jeweils um den Winkel a geneigt sind. Unter dem Begriff der Mittelquerschnittebene versteht man hier eine Ebene, die durch die Lagen der Schwerpunkte der Querschnittsformen des betreffenden Körpers gelegen ist. Diese Querschnittsformen sind in diesem Fall durch die ringförmige Oberfläche des Kühlrings

28 gegeben. Der Hohlraum des Kühlrings 28 ist mit einem nichtdargestellten Kühlwasseranschluss verbunden. Die gegenseitige Neigung der Teile 21,28 des Induktors 2 um den geforderten Winkel ß ergibt ungleichmässige Abstände zwischen ihnen. Die umgebogenen Enden der Konsolen 25 sind mit Bohrungen für die Schrauben 27 versehen. Für die elektrische Isolierung der umgebogenen Enden der Konsolen 25 vom Heizteil sind Isolierunterlagen 23,26 und Isolierhülsen 24, die auf den Schäften der Schrauben 27 angeordnet sind, vorgesehen. Im eingestellten Zustand ist der Induktor 2 gegenüber dem Zapfen 3 und gegenüber dem Rohr 1 einerseits in der Richtung zu dessen Vorderende versetzt, anderseits in der Richtung zur Mitte der Biegung axial verschoben. Hierbei ist die Mittelquerschnittebene der Induktorspule 21 gegenüber der Achse des Zapfens 3 des Biegearms 4 um die Koordinate C versetzt, und das äussere Spiel A zwischen der Spule 21 und der äusseren Krümmung des gebogenen Rohres ist kleiner als das innere Spiel B zwischen der Spule 21 und der inneren Krümmung des gebogenen Rohres 1. Bevor die Biegung erfolgt, schiebt sich das Rohr in den Induktor 2 in die in Fig. 1 gestrichelt dargestellte Ausgangslage I ein, in der das rückwärtige Ende des Rohres 1 auf dem Vorschubwagen eingestellt wird, und das Vorderende des Rohres wird in den Schraubstock des Biegearms 4 eingespannt. Nach der Einspannung des Mittelteils des Rohres 1 zwischen die Leitrollen 5 des Stellgetriebes, nach dem Einschalten des elektrischen Stromes und nach der Kühlwasserzuführung und der Erwärmung des Rohres 1 auf die Formgebungstemperatur wird die Triebeinheit des Vorschubwagens in Betrieb gesetzt, worauf dieser das Rohr 1 durch den Induktor 2 hindurchschiebt. Hierbei wird der Rohranfang durch Schwenken des Biegearms 4 um den Zapfen 3 in die Endlage II gebogen, sodass das Rohr den geforderten Mittelradius R erhält. Die Grösse des Mittelradius R der Biegung ist durch die Lage des Supports 8 auf dem Hilfsbett 7 einstellbar. Die am Umfang gebildete erwärmte Zone wird bei der beschriebenen Vorwärtsbewegung des Rohres 1 durch die Wasserkühlung in der Temperatur und allfälligen weiteren geforderten Parametern konstant gehalten, wobei Kühlwasser durch die Strahllöcher auf die Oberfläche des Rohres 1 ausfliesst. Nachdem die Biegung beendet ist, wird der elektrische Strom ausgeschaltet und das Kühlwasser abgestellt, das gebogene Rohr gelöst und herausgenommen.

3

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

S

1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. 630273

   PATENTANSPRUCH

   Rohrbiegevorrichtung mit einem Rohrvorschubwagen, der auf das in Vorschubrichtung gesehen hintere Ende des Rohrs (1) zu drücken bestimmt ist, mit Leitrollen (5), die zur Aufnahme und Führung des Rohrs zwischen sich bestimmt und in ihrem Abstand voneinander verstellbar sind, mit einem das in Vorschubrichtung vordere Ende des Rohres zu halten bestimmten, um einen Zapfen (3) schwenkbaren Biegearm (4) und mit einem das Rohr (1) zu umgeben bestimmten, den Leitrollen (5) nachgeordneten Induktor (2), der aus einem ringförmigen Heizteil (21), der in einer zur Verbindungslinie der Leitrollen (5) parallelen Ebene liegt, und einem diesem Heizteil nachgeordneten ringförmigen Kühlteil (28) besteht, wobei der Heizteil in bezug auf die Leitrollen (5) so angeordnet ist, dass beim zwischen diesen hindurchgeschobenen Rohr ein äusseres Spiel (A) zwischen Heizteil und äusserer Biegung des Rohrs und ein inneres Spiel (B) zwischen Heizteil und innerer Biegung des Rohrs besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Grössenverhältnis des äusseren Spiels (A) zu dem inneren Spiel (B) zwischen 0,4 und 0,9 liegt und dass der Kühlteil (28) zu dem Heizteil (21) um einen Winkel (ß) zwischen 3 und 10° in der Biegeebene geneigt ist, wobei der Scheitel des Winkels so liegt, dass er sich auf der Seite der inneren Biegung des Rohres (1) befindet.
2. 2. Rohrbiegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (2) gegenüber dem Zapfen (3) des Biegearms (4) in Vorschubrichtung um einen Abstand (C) verschoben ist, der durch die Entfernung der Achse dieses Zapfens (3) von der Mittelquerschnittebene des Heizteils (21) gegeben ist.