DE10232098B4

DE10232098B4 - Vorrichtung zum Herstellen von Rohren aus Blechtafeln

Info

Publication number: DE10232098B4
Application number: DE10232098A
Authority: DE
Inventors: Uwe Feldmann; Manfred Kolbe
Original assignee: SMS Meer GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2002-07-15
Filing date: 2002-07-15
Publication date: 2004-05-06
Anticipated expiration: 2022-07-16
Also published as: EP1382402A2; DE50305093D1; ATE340039T1; EP1382402A3; JP4002865B2; US20040055356A1; JP2004082219A; DE10232098A1; EP1382402B1; US7004005B2

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus vorgebogenen Blechtafeln (15), bestehend aus einer Rohrformpresse (1) mit einem am Pressenoberteil (3) befestigten Biegeschwert (4), an dessen Fuß (7) ein oberes Formwerkzeug (8) angeordnet ist, und einem Pressenunterteil (2) mit einem unteren Formwerkzeug (5), wobei das obere Formwerkzeug (8) eine Breite besitzt, die ein mehrfaches der Breite des Biegeschwertes ist, und einen Formradius aufweist, der dem Innendurchmesser des herzustellenden Rohres entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Formwerkzeug (8) derart gelenkig gelagert ist, dass es beim Aufsetzen auf der Blechtafel um seine horizontale Längsachse ausschwenkbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus vorgebogenen Blechtafeln, bestehend aus einer Rohrformpresse mit einem am Pressenoberteil befestigten Biegeschwert, an dessen Fuß ein oberes Formwerkzeug angeordnet ist, und einem Pressenunterteil mit einem unteren Formwerkzeug, wobei das obere Formwerkzeug eine Breite besitzt, die ein mehrfaches der Breite des Biegeschwertes ist, und einen Formradius aufweist, der dem Innendurchmesser des herzustellenden Rohres entspricht.

Bekannte Verfahren zur Herstellung von Rohren aus Blechtafeln sind das UOE – Verfahren, das Dreiwalzen – Biegeverfahren, das Spiral und das Rohrformpressenverfahren. Beim Rohrformpressen wird unterschieden nach dem fortschreitenden Falz – Verfahren und dem fortschreitenden Form – Verfahren.

Für die Herstellung eines Rohres bzw. Großrohres nach dem fortschreitenden Form – Verfahren sind mehrere aufeinanderfolgende Arbeitsschritte erforderlich. Die Blechtafel wird in einem ersten Schritt an den Längskanten vorgebogen. Die Vorbiegung wird üblicherweise in einer separaten Kantenbiegepresse vorgenommen. Das Vorbiegen der Längskanten erfolgt, damit der Rohrradius bei der Verformung zum Schlitzrohr im Bereich der späteren Naht, dort wo die Längskanten der zu dem Rohr umgebogenen Blechtafel aneinanderstoßen, gleichmäßig ausgeformt ist.

Die vorgebogene Blechtafel wird nun dem eigentlichen Biegeprozess in der Rohrformpresse unterworfen.

Die Rohrformpresse besteht aus einem beweglichen Ober- und Unterteil. Mit dem oberen Teil der Rohrformpresse ist ein senkrecht angeordnetes Biegeschwert verbunden, an dessen Fuß wiederum das obere Formwerkzeug befestigt ist.

Das untere Formwerkzeug besteht in einer einfachen Ausführung aus zwei Leisten, welche in einem veränderbaren Abstand zueinander in Längsrichtung angeordnet sind. Diese beiden Leisten bilden die unteren Widerlager für die zu verformende Blechtafel.

Die an der Längsseite vorgebogene Blechtafel wird in einem weiteren Schritt in die Rohrformpresse eingeschoben und dann durch Niederdrücken des Pressenoberteils eine Biegekraft auf die Blechtafel aufgebracht, wobei sich unter der Einwirkung des Biegeschwertes und des von diesem getragenen, oberen Formwerkzeugs eine Verformung der Blechtafel einstellt. Dieser Arbeitsablauf wird mehrmals wiederholt, bis die Blechtafel zu einem Schlitzrohr umgeformt wurde.

Die Zeit zur Herstellung eines Schlitzrohres hängt somit ab von der Anzahl der Hübe der Rohrtormpresse und diese wiederum von dem Bereich, der bei einem Hub umgeformt wird. Dieser Umformbereich wird durch die Breite des Formwerkzeuges vorgegeben.

Das am Fuß des Biegeschwertes angebrachte Formwerkzeug besitzt eine Breite, die ein mehrfaches des Querschittes des Biegeschwertes ist und weist einen Formradius auf, der von dem Innenradius des herzustellenden Rohres abhängt. Dieses stempelartige, gerundete Formwerkzeug setzt bei der vertikalen Bewegung asymmetrisch auf der Blechtafel auf, da diese asymmetrisch vorgeformt ist. Hierdurch entsteht ein Biegemoment im Biegeschwert. Damit das Biegeschwert bei solch einer asymmetrischen Belastung nicht ausknickt, wird es mit einem dieses Biegemoment berücksichtigenden Querschnitt ausgelegt.

Eine Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus Blechtafeln ist beispielsweise aus der DE 22 18 419 B bekannt. Bei einer derartigen Biegepresse, insbesondere für eine Anlage zum Herstellen von Großrohren, zum Biegen von Blechtafeln zu U -förmigen Blechtafeln, ist an einer Traverse ein Biegestempel über einen Preßzylinder angeschlossen. An dem Biegestempel ist das eigentliche Biegewerkzeug befestigt. Am Rahmenunterteil befinden sich ein zentrales Matrizenteil und seitliche Biegerollen. Nach dem Absenken des Biegewerkzeuges beim Biegen einer Blechtafel findet eine abgestimmte Bewegung der Seitentische mit den seitlichen Biegerollen statt, die zu einer U – förmig gebogenen Schale führt, welche in einem anderen Anlagenteil zu einem Großrohr geformt wird.

Aus der DE 24 02 190 B ist eine Vorrichtung zum Biegen von Stahlplatten bekannt, bei der die am Fuß von Stempeln angeordneten oberen Formwerkzeuge zur besseren Anpassung an die Krümmungsform der Stahlplatte bei deren Verformung jeweils über Kugelgelenke gelenkig gelagert sind. Es handelt sich hierbei allerdings um eine Vielzahl von in Reihen angeordneten Werkzeugen, deren Breite gegenüber den Stempeln nur geringfügig größer ist und die quer zur Durchlaufrichtung der Stahlplatte angeordnet sind.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass ein größerer Bereich der zu verformenden Blechtafel gebogen werden kann, ohne die Belastung des Biegeschwertes zu erhöhen.

Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das obere Formwerkzeug derart gelenkig gelagert ist, dass es beim Aufsetzen auf der Blechtafel um seine horizontale Längsachse ausschwenkbar ist.

Mit der erfindungsgemäß gelenkigen Befestigung des Formwerkzeuges am Fuß des Biegeschwertes läßt sich erreichen, dass beim Aufsetzen des Formwerkzeu ges auf der Blechtafel ein Ausschwenken um die horizontale Längsachse ermöglicht wird.

Beim Herabfahren bzw. Absenken des Biegeschwertes in Richtung auf das untere Formwerkzeug mit der aufgelegten Blechtafel erfolgt mit dem am Fuß befestigten oberen Formwerkzeug ein erster Kontakt zwischen dem Radius des Formwerkzeuges und der Blechtafel auf der Seite des Biegeschwertes, die der vorgebogenen Blechtafelseite abgewandt ist. Durch die gelenkige Lagerung in der horizontalen Längsachse kann sich das obere Formwerkzeug auf der Oberfläche der Blechtafel abrollen und somit einen größeren Verformungsbereich bestreichen, bis die Blechtafel auf z.B. den beiden Leisten des unteren Formwerkzeuges aufliegt. Ab diesem Zeitpunkt beginnt die Verformung der Blechtafel über den Radius des oberen Formwerkzeuges.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, dass zusätzlich das Biegeschwert gelenkig am Pressenoberteil befestigt wird. Durch diese Maßnahme der zweigelenkigen Ausführung wird erreicht, daß beim Biegen keine Momente im Schwert entstehen, abgesehen von durch die Reibung in den Gelenken hervorgerufenen sehr geringen Momenten.

Der Reibwert der Relativbewegung zwischen dem oberen Formwerkzeug und dem Biegeschwert bzw. dem Biegeschwert und dem Oberteil der Presse kann durch die Wahl einer Schmierung und die Wahl der Gleitpaarungen beeinflußt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand von sehr schematischen Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Rohrformpresse – in einer Ausführung als C-Presse – in vereinfachter perspektivischer Darstellung;
2 eine Seitenansicht eines Biegeschwertes gemäß einer ersten Ausführungsform; und
3 eine Seitenansicht eines Biegeschwertes nach einer zweiten Ausführungsform.
In 1 ist eine Rohrformpresse 1 dargestellt, welche aus einem Pressenunterteil 2 und einem Pressenoberteil 3 besteht. Am Pressenoberteil 3 der Formpresse 1 ist ein Biegeschwert 4 vorzugsweise lösbar befestigt. Durch das von einem nicht dargestellten Antrieb heb- und senkbare Pressenoberteil 3 erfolgt eine entsprechende vertikale Bewegung des Biegeschwertes 4.
Auf dem Pressenunterteil 2 ist ein unteres Formwerkzeug 5, hier bestehend aus zwei Formleisten 6 und 6', angeordnet, während das Biegeschwert mit einem oberen Formwerkzeug 8 versehen ist. Dieses ist bei der Rohrherstellung nach dem fortschreitenden Form – Verfahren am Fuß 7 des Biegeschwertes 4 auswechselbar befestigt. Das obere Formwerkzeug 8 ist an seiner Unterseite 9 mit einem Radius ausgestattet, der auf den Innendurchmesser des zu formenden Rohres abgestimmt ist.
Das obere Formwerkzeug 8 ist nicht starr am Fuß 7 des Biegeschwertes 4 befestigt, sondern wird – wie in einer ersten Ausführung in 2 gezeigt – über ein Gelenk oder mehrere in Reihe angeordnete Gelenke 10 beweglich gelagert, die ein Ausweichen des oberen Formwerkzeuges 8 um die Längsachse 11 in Pfeilrichtung 12 oder 12' ermöglichen. Der Drehpunkt 13 des Gelenkes 10 liegt zur Vermeidung von Biegemomenten in der Nähe der Oberfläche 14 einer zu einem Rohr zu verformenden Blechtafel 15. Die genaue Lage hängt von den zu berücksichtigenden Kriterien wie Flächenpressung, Lagergröße, usw. ab. Im unbelasteten Zustand wird das obere Formwerkzeug 7 durch beidseitig des Biegeschwertes 4 angebrachte untere Federelemente 16 und 16' in eine vertikal neutrale Position gebracht.
Eine andere Ausführung ist in 3 dargestellt. Die gelenkige Befestigung des oberen Formwerkzeuges 7 wird hier erweitert, indem das Biegeschwert 4 am Kopfende 17 durch ein weiteres Gelenk 18 mit dem Pressenoberteil 3 verbunden ist, so dass eine Art Doppelgelenk – Anordnung mit einer Schwenkbewegung oben und unten am Biegeschwert vorliegt. Durch beidseitig angebrachte obere Federelemente 19 und 19' erfolgt auch bei dieser Befestigung eine Ausrichtung des Biegeschwertes 4 in eine vertikal neutrale Position im nichtbelasteten Zustand.

1: Rohrformpresse
2: Pressenunterteil
3: Pressenoberteil
4: Biegeschwert
5: unteres Formwerkzeug
6 6': Formleisten
7: Fuß
8: oberes Formwerkzeug
9: Unterseite
10: Drehgelenk
11: Längsachse
12 12': Pfeil Ausweichrichtung
13: Drehachse
14: Oberfläche
15: Blechtafel
16: untere Federelemente
17: Kopfende
18: Drehgelenk
19 19': obere Federelemente

Claims

Vorrichtung zur Herstellung von Rohren aus vorgebogenen Blechtafeln (15), bestehend aus einer Rohrformpresse (1) mit einem am Pressenoberteil (3) befestigten Biegeschwert (4), an dessen Fuß (7) ein oberes Formwerkzeug (8) angeordnet ist, und einem Pressenunterteil (2) mit einem unteren Formwerkzeug (5), wobei das obere Formwerkzeug (8) eine Breite besitzt, die ein mehrfaches der Breite des Biegeschwertes ist, und einen Formradius aufweist, der dem Innendurchmesser des herzustellenden Rohres entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Formwerkzeug (8) derart gelenkig gelagert ist, dass es beim Aufsetzen auf der Blechtafel um seine horizontale Längsachse ausschwenkbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Formwerkzeug (8) am Fuß (7) des Biegeschwertes (4) durch Drehgelenke (10) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeschwert (4) an seinem Kopfende (17) durch Gelenke (18) am Pressenoberteil (3) gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (13) des oberen Formwerkzeuges (8) benachbart zur Oberfläche (4) der Blechtafel (15) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das obere Formwerkzeug (8) und / oder das Biegeschwert (4) im Bereich ihrer Gelenke (10,18) kraftbeaufschlagt sind.