DE1085839B - Verfahren zum Biegen von staerkeren Blech-, insbesondere Stahlblechplatten, zu laengsgeschlitzten Hohlkoerpern, z. B. Rohren, und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Zur Herstellung von langen Rohren und Behältern aus Blechen, insbesondere Stahlblechen, werden vor allem Dreiwalzen-Blechbiegemaschinen mit zwei Unterwalzen und einer Innenwalze verwendet, mittels der zunächst flache Blechplatten rund gebogen werden, worauf die aus der Biegemaschine entnommenen Rundkörper geschweißt und schließlich zum Anbiegen und zum Ausgleich beim Schweißen entstandener Materialverwerfungen mittels besonderer Einrichtungen kalibriert, d. h. auf die endgültige Form gebracht werden.

Nachteilig ist bei den bekannten Blechbiegemaschinen nicht nur, daß sie sich nur zum Teil zum Fertigkalibrieren der geschweißten Rundkörper eignen und deshalb zum Anbiegen und Kalibrieren noch besonders kostspielige oder zumindest zeitraubende und umständliche Maßnahmen getroffen werden müssen, sondern auch, daß den Abmessungen der mit den bekannten Bleohbiegemaschinen herstellbaren Rohrkörper verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt sind. Sollen z. B. im Verhältnis zu ihrer lichten Weite lange Rohre hergestellt werden, so bedeutet dies, daß die Blechbiegemaschinen auch eine entsprechend lange und im Durchmesser noch etwas unterhalb der lichten Weite dieser Rohre liegende Innenwalze aufweisen muß, um die herum die zur Herstellung der Rohre dienende Blechplatte rund gebogen wird. Sind die Blechplatten —■ wie es bei längeren Rohren meist der Fall ist — aus Stahl, so reicht die Biegefestigkeit der

zum Biegen von stärkeren Blech-,

insbesondere Stahlblechplatten,

zu längsgeschlitzten Hohlkörpern,

z. B. Rohren, und Vorrichtung
zur Durchführung des Verfahrens

Anmelder:

Gebr. Berg, Röhrenwerk u. Behälterbau,

Gesellschaft mit beschränkter Haftung,

Weidenau/Sieg

Dr.-Ing. Paul Berg und Hermann Achenbach,

Weidenau/Sieg,
sind als Erfinder genannt worden

trotz der Notwendigkeit einer stets genauen Anpassung an die Biegelast nur eine begrenzte Verbesserung des vorgenannten Mangels zuläßt, ist eine ballige Ausführung der Hauptwalze mit dem anderen

Innenwalze zum einwandfreien Rundbiegen der Blech- 30 Nachteil verbunden, daß sie nur bei einer ganz beplatte nicht mehr aus. Die Hauptwalze biegt sich in stimmten, gleichbleibenden Durchbiegung der Hauptwalze zu einer genau zylindrischen Form der gebogenen Blechplatte führen kann. Ist die tatsächlich auftretende Biegelast größer als dies der tonnenför-

ihrem Mittelteil durch, so daß statt eines genau zylindrischen Rohrkörpers ein in seinem Mittelteil mehr oder weniger offen bleibender, tonnenförmiger Körper

entsteht. Diese Verhältnisse werden um so ungünsti- 35 migen Wölbung der Hauptwalze entspricht, so ent-

ger, je kleiner die lichte Weite und je größer die Wandstärke und die Länge der herzustellenden Rohre ist; hierin liegt der Grund, weshalb geschweißte Rohre im allgemeinen nicht über 12 m gemacht werd I

steht auch ein etwa tonnenförmiges Rohr, das an seiner Nahtstelle nach seiner Mitte hin zunehmend klafft, während der Rohrdurchmesser bei einer kleineren Biegelast nach den beiden Rohrenden hin grö-

g g

aus der zulässigen Beanspruchbarkeit der Biegemaschinen ergebenden Mängel zu beseitigen und ein

den. In der Praxis wird die beim Zustellen der Unter- 40 ßer wird und an seiner Nahtstelle nach den beiden

walzen gegen die Innenwalze auftretende Kraft der Enden hin zunehmend klafft.

in der Regel hydraulischen Zustellvorrichtungen bei- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die sich spielsweise mittels Kontaktmanometern gemessen,
über welche die Zustellung von dem Augenblick an
unterbrochen wird, bei dem die vom Blech her 45 Herstellungsverfahren für längsgeschlitzte Hohlwirkende und von der Hauptwalze aufzunehmende körper, z. B. Rohre, sowie eine hierzu geeignete Gegenkraft einen zulässigen Maximalwert über- Biegemaschine zu schaffen, mit deren Hilfe im Verschreitet, hältnis zu ihrem Durchmesser lange Körper aus stär-Man hat bereits versucht, dieser Durchbiegung keren Blech-, insbesondere Stahlblechplatten, genau durch eine an den beiden freien Enden der Innen- 5° zylindrisch gebogen und womöglich auch vollständig walze angreifende Vorspannkraft oder durch eine hergestellt, d. h. nach dem Rundbiegen und Schweißen ballige Ausführung der Walze zu begegnen. Während genau ausgerundet und kalibriert werden können, jedoch die Vorspannkraft eine erhebliche Mehrbean- Nach der Erfindung werden die Platten zunächst spruchung des Maschinengestells mit sich bringt und unter Ausnutzung der zulässigen Formänderung der

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Dreiwalzenanordnung sichelförmig gebogen. Sodann werden die so vorgeformten Platten unter Mitwirkung sowie ständiger Anstellung zweier gegenüber den Unterwalzen angeordneter Hilfswalzen in Richtung auf die Innenwalze bei wechselnder Drehrichtung sowie unter ständigem Anstellen der Unterwalzen an die Innenwalze in die endgültige Form gebracht.

Nach dem wegen der größeren Hebelarme nur eine verhältnismäßig geringe Beanspruchung der Maschine hervorrufenden Anbiegen der Blechplatte zu einem etwa sichelförmigen Körper werden also bei der Erfindung vier an der Außenseite dieses Körpers in etwa gleichmäßiger Verteilung angreifende und geradlinig gegen den Körper bewegbare Hilfswalzen verwendet, durch die selbst bei sehr starken und langen Blechen ein ausreichendes Biegemoment erzeugt werden kann, um den Körper ohne zusätzliche Belastung der Innenwalze schrittweise weiter von außen nach innen zu biegen. Dabei wird die genaue Rundheit des Rohrkörpers ohne weiteres dadurch gewährleistet, daß während des stufenweisen Fertigbiegens auch in an sich üblicher Weise der Abstand zwischen den Unterwalzen und der Innenwalze zunehmend verkleinert wird. Da die Hauptbiegearbeit dabei von den Hilfswalzen geleistet wird, die unabhängig vom Rohrdurchmesser beliebig kräftig ausgeführt und gewünschtenfalls auch noch zusätzlich abgestützt werden können, wird eine Überbeanspruchung und insbesondere Ausbiegung der Innenwalze auch bei Herstellung in der Wandstärke starker und sogar überlanger Rohre vermieden.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung in Verbindung mit den Ansprüchen.

Zum Stand der Technik ist hier folgendes zu sagen:

Es sind Blechbiegemaschinen der hier in Rede stehenden Art bekannt, bei denen die etwa zunächst gleichfalls sichelförmig vorgebogene Blechplatte durch eine mit der Innenwalze unmittelbar zusammenarbeitende und deren Durchbiegung entgegenwirkende Hilfswalze weiter zusammengedrückt wird. Hierbei drückt die Hilfswalze zwar auch außen auf das Rohr, spannt es allerdings zusammen mit der Innenwalze ein. Die bekannte Vorrichtung erreicht daher nicht die große Hebelwirkung, die bei der Erfindung das Biegen mit den Hilfswalzen erleichtert.

Es gibt ferner auch Biegemaschinen, bei denen das Blech auf die Innenwalze gewickelt wird, die von mehreren Hilfswalzen umgeben ist. Davon sind zwei — ganz ähnlich wie hier — als senkrecht über der Innenwalze angeordnetes und mit diesem im Sinne einer Dreiwalzenanordnung zusammenwirkendes Hilfswalzenpaar ausgebildet.

In der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht. Es zeigt

Fig. 1 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer stark schematisch gehaltenen Seitenansicht,

Fig. 2 die Vorrichtung gemäß Fig. 1 in einer Stirnansicht,

Fig. 3 einen das Vorbiegen der Blechplatten mit einer heute üblichen Dreiwalzen-Blechbiegemaschine veranschaulichenden, schematisch gehaltenen Querschnitt durch die Walzen einer Dreiwalzen-Blechbiegemaschine (in einem gegenüber Fig. 1 vergrößerten Maßstab),

Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden, das erfindungsgemäße Fertigbiegen einer Blechplatte veranschaulichenden, ebenfalls rein schematisch gehaltenen Querschnitt durch die Walzen der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2,

Fig. 5 einen das Fertigkalibrieren eines bereits verschweißten Rohrkörpers veranschaulichenden, im übrigen der Fig. 4 entsprechenden Querschnitt durch die Walzen der Vorrichtung gemäß den Fig. 1 und 2. Eine der üblichen Biegemaschinen 1 weist außer den anstellbaren Unterwalzen 3, 4 eine Innenwalze 2 auf. Eine gemäß Fig. 1 eingeschobene Blechplatte 5 kann auf diese Weise unter allmählichem Zustellen der Unterwalzen 3, 4 gegen die Hauptwalze zu einem

ι» sichelförmigen Körper und (falls die Leistung der Blechbiegemaschine ausreicht) zu einem runden Körper gebogen werden, der schließlich nur noch zu einem Rohr od. dgl. verschweißt und auf das genaue Rundmaß kalibriert werden muß. Dies alles ist bekannt.

^X5 Hinter der Biegemaschine sind zwei Ständer 6 und 7 angeordnet, die entsprechend fundamentiert und außerdem noch durch einen oberen Längsträger 8 und hintere Stützstreben 9, 10 verankert sind. An jedem ist ein Tragarm 11 bzw. 11' senkrecht verschiebbar gelagert, der mit seinem freien Ende über die Hauptwalze 2 der Maschine 1 ragt. Beide freien Enden der Tragarme sind über eine Traverse 12 verbunden, deren Länge kurzer ist als die wirksame Länge der Walze 2. Sie ist an den Ständern 6, 7 über die Tragarme 11, 11' so gehalten, daß ihre Mittelquerebene mit der Mittelquerebene der Dreiwalzen-Blechbiegemaschine zusammenfällt. An der Unterseite der Traverse 12 sind insgesamt vier Hilfswalzen 13, 13' und 14, 14' mittels Lagern 15, 16 und 17 so angebracht, daß jeweils zwei Walzen axial hintereinander und zugleich genau parallel zu einer Unterwalze der Maschine verlaufen und dabei zugleich auch genau senkrecht über den entsprechenden Unterwalzen liegen. Gemäß den Fig. 1 und 2 befinden sich dabei oberhalb der Unterwalze 3 die beiden Hilfswalzen 13 und 13', während sich oberhalb der Unterwalze 4 gerade die Walzen 14 und 14' befinden. Infolge ihrer kleineren Länge können die Hilfswalzen im Durchmesser wesentlich schwächer als die Unterwalzen 3, 4 gehalten sein. Die Anordnung ist so, daß sich die Hilfswalzen 13, 13' und 14, 14' mittels der Traverse aus einer unmittelbar oberhalb der Innenwalze 2 der Maschine 1 befindlichen Lage bis zu einer solchen Höhe über diese Walze verschieben lassen, wie es für das richtige Weiterbiegen von der Biegemaschine lediglich sichelförmig vorgebogener Blechplatten zu vollständigen Rundkörpern notwendig ist.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung geht im einzelnen aus den Fig. 3" bis 5 hervor. Eine Blechplatte 5 wird zunächst von der Unterwalze 3 her in üblicher Weise so weit rund gebogen, wie es die Blechbiegemaschine ohne Überbeanspruchung erlaubt. Nach dem Ausführungsbeispiel ist die Blechplatte 5 so stark, daß ihr vollständiges Rundbiegen mit der Biegemaschine 1 nicht möglich ist. Es wird vorausgesetzt, daß die maximal zulässige Beanspruchung der Maschine bereits erreicht ist, wenn die Platte 5 durch wechselweises Verdrehen der Innenwalze 2 (vgl. Pfeilrichtungen in Fig. 3) unter gleichzeitigem Zustellen der Unterwalzen 3, 4 zu einem in Fig. 3 ersichtlichen, sichelförmigen Körper gebogen ist. Zum weiteren Biegen wäre an den Unterwalzen 3, 4 eine Zustellkraft erforderlich, die das zulässige Formänderungsvermögen der Maschine, insbesondere der Walze 2, übersteigt.

Zum Fertigbiegen des sichelförmigen Körpers in eine kreisrunde, geschlossene Form, sind die an der Traverse 12 gelagerten und über die Tragarme 11,11' an den Ständern 6, 7 senkrecht verschiebbar gelagerten Oberwalzen 13, 13' und 14, 14' vorgesehen, von

denen in den Fig. 4 und 5 und der nachstehenden Beschreibung einfacbheitshalber lediglich die Walzen 13 und 14 genannt werden; sie befinden sich samt Traverse 12 zunächst in ihrer obersten Lage an den Ständern 6, 7.

Zum weiteren Fertigbiegen wird die Platte 5 um die Walze 2 herum im Uhrzeigersinn so weit verdreht, bis sich ihr eines Ende α unmittelbar oberhalb der Unterwalze 3 befindet, wodurch sich ihr anderes Ende b etwa senkrecht oberhalb dieser Stelle, jedoch noch oberhalb der Hauptwalze 2 befindet.

Nunmehr werden die Oberwalzen 13, 14 nach unten bis gegen den im Bereich des Endes b befindlichen Teil der Platte 5 und daraufhin langsam etwas weiter nach unten verschoben, wodurch die bisher sichelförmig gebogene Blechplatte 5 leicht weiter zusammengebogen werden kann. Da der sichelförmige Körper dadurch jedoch nicht mehr gleichmäßig gekrümmt wird, wird er nunmehr unter Ingangsetzen der Walze 2 entgegen dem Uhrzeigersinn um die Walze 2 ao verdreht, wobei zugleich die Unterwalzen 3, 4 mit der maximal zulässigen Kraft gegen die Walze 2 angedrückt werden. Durch mehrfaches wechselweises Verdrehen des sichelförmigen Körpers wird dieser nun so lange weiter gebogen, bis er einen kleineren, jedoch überall gleich großen Krümmungsradius aufweist, wie er vorher etwa nur am Mittelteil des Körpers vorhanden war. Der Körper hat jetzt die Form 5'.

Nun wird der Körper im Gegenuhrzeigersinn so weit verdreht, bis sein Ende V unmittelbar oberhalb der Unterwalze 4 und sein anderes Ende a' etwa senkrecht darüber, jedoch auch noch oberhalb der Innenwalze 2 liegt. Nunmehr wenden die Hilfswalzen 13, 14 weiter nach unten zugestellt, bis sie den Körper um ein weiteres Stück zusammengedrückt haben, wodurch — zunächst im Mittelbereich des Körpers — ein weiter verkleinerter Krümmungsradius entsteht. Hierdurch wird durch erneutes Verdrehen des Körpers unter weiterer Zustellung der Unterwalzen 3, 4 gegen die Walze 2 ein gleichmäßig gekrümmter Körper 5" geformt, wie er in Fig. 4 strichpunktiert angedeutet ist. Er ist nunmehr ein vollkommen geschlossener Rohrkörper, dessen Enden a" und b" unmittelbar nebeneinanderliegen.

Während vorstehend in Verbindung mit Fig. 4 lediglich drei Arbeitsgänge der Oberwalzenzustellung beschrieben wurden, werden in der Praxis in der Regel mehrere solcher Zustellungen notwendig sein, damit ein geschlossener Rundkörper aus dem sichelförmigen Körper hergestellt werden kann. Auch braucht man beim Zustellen der Oberwalzen 13,14 nicht so lange zu warten, bis der vorgebogene Körper vollkommen rund ist; vielmehr läßt sich das Verfahren ohne weiteres auch so anwenden, daß die Oberwalzen 13, 14 beim wechselseitigen Verdrehen des Körpers zügig weiter zugestellt werden, bis schließlich der völlig runde Körper erreicht ist.

An den Rändern der Rohre bleibt meist noch eine gewisse Unrundheit bestehen, weil diese sich bekanntlich nicht genau anbiegen lassen. Es war deshalb bisher notwendig, diese Enden vor ihrem Verschweißen noch mittels besonderer Anbiegevorrichtungen fertig zu biegen, so daß auch an dieser Stelle die gewünschte Krümmung entstand. Ein solches besonderes Anbiegen kann bei der Erfindung entfallen, da diese sich zum Fertigkalibrieren des geschweißten Rundkörpers eignet. Man braucht insoweit den bereits verschweißten und gemäß Fig. 5 noch unrunden Körper 5" lediglich erneut von der einen Stirnseite her in die Maschine einzuführen und das Rohr so lange wechselweise zu verdrehen, bis unter gleichzeitigem Nachstellen der Unterwalzen 3,4 und der Öberwalzen 13,14 die genau runde Form erreicht ist. Hierbei werden auch Materialverwerfungen, wie sie beim Schweißen unvermeidlich sind, wieder geglättet, was bisher nur unter erheblichem Aufwand erreichbar war. Eine einwandfrei runde Form läßt sich dabei vor allem deshalb erreichen, weil die vier äußeren Walzen, d. h. die Walzen 3 und 14 einerseits sowie die Walzen 4 und 13 andererseits, jeweils paarweise diametral gegenüberliegen. Während bei dem Versuch, dieses Ausrunden mit einer bisher üblichen Dreiwalzen-Biegemaschine allein zu erreichen, das Rohr beim Durchlauf der Schweißnaht durch die drei Walzen in Umfangsrichtung ruckartig vorsprang und schaukelte, ohne daß das angestrebte Ausbiegen richtig erreicht wurde, bleibt ein solches ruckartiges Vorschnellen des Rohrs bei der erfindungsgemäßen Art des Kalibrierens aus; das Rohr läßt sich vielmehr leicht und schnell genau fertigstellen.

Es kann in einzelnen Fällen, insbesondere bei sehr starkwandigen Blechen zweckmäßig sein, die Oberwalzenlänge der Länge der Innenwalze 2 und der Unterwalzen mehr anzupassen, als es in Fig. 1 dargestellt ist. Es kann auch insbesondere bei der Verarbeitung schwächerer oder aus einem anderen Grund leichter verbiegbarer Blechplatten ausreichen, statt durchlaufender Hilfswalzen eine Anzahl mit Abstand axial nebeneinander angeordneter, entsprechend kürzerer Walzen oder Rollen vorzusehen, die über die Länge der Traverse gleichmäßig verteilt angeordnet sind. Schließlich stellt auch die dargestellte Anordnung der Hilfswalzen an einer lediglich senkrecht verschiebbaren Traverse nur ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel einer solchen Anordnung dar. Man könnte unter Umständen auch mit nur einer einzigen Hilfswalze auskommen oder — insbesondere bei einer Dreiwalzen-Blechbiegemaschine mit schräg zustellbaren Unterwalzen — auch eine entsprechend schräge Zustellung der Hilfswalzen vorsehen, um auf den zu biegenden Blechkörper stets möglichst radial nach innen einwirken zu können.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Biegen von stärkeren Blech-, insbesondere Stahlblechplatten, zu längsgeschlitzten sowie im Verhältnis zu ihrem Durchmesser langen Hohlkörpern, z. B. Rohren, bei dem die Platten mittels einer durch eine Hilfswalzenanordnung verstärkten Dreiwalzen-Biegemaschine, d. h. mittels zweier Unterwalzen um eine den fertiggebogenen Körper durchsetzende sowie diesem gegenüber im Durchmesser kleinere Innenwalze gebogen werden, wobei sie zunächst durch die Dreiwalzenanordnung sichelförmig vorgebogen und dann unter Mitwirkung der Hilfswalzenanordnung fertiggebogen werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Platten (5) unter Ausnutzung der zulässigen Formänderung der Dreiwalzenanordnung zunächst sichelförmig verformt und dann unter Mitwirkung sowie ständiger Anstellung zweier gegenüber den Unterwalzen (3, 4) angeordneter Hilfswalzen (13, 14) in Richtung auf die Innenwalze (2) bei. wechselnder Drehrichtung sowie unter ständigem Anstellen der Unterwalzen an die Innenwalze (2) in die endgültige Form gebracht werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der fertigverschweißte Körper (5") mittels aller fünf Walzen (2, 3, 4, 13, 14) bei

wechselnder Drehrichtung ausgerundet bzw. kalibriert wird.

3. Biegemaschine mit zwei Unterwalzen und einer Innenwalze zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch mindestens zwei zusätzliche, an sich bekannte, frei drehbare Hilfswalzen (13., 14), die geradlinig in Richtung auf die Innenwalze (2) zustellbar sind.

4. Biegemaschine nach Anspruch 3, dadurch ge- ίο kennzeichnet, daß gegenüber einer Unterwalze (3 bzw. 4) jeweils eine etwa senkrecht über dieser liegende Hilfswalze (13, 14) angeordnet ist.

5. Biegemaschine nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswalzen (13, 14) in an sich bekannter Weise in einer parallel zur Innenwalze (2) verlaufenden Traverse (12)

gelagert sind, die ihrerseits an beispielsweise zwei Ständern (6, 7) der Maschine senkrecht verstellbar geführt ist.

6. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Hilfswalzen (13, 14) axial unterteilt und mittels mehrerer Walzenlager (15 bis 17) in der Traverse abgestützt sind.

7. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Traverse (12) kürzer als die Innenwalze (2) und symmetrisch zu deren Längsmitte angeordnet ist.

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschrift Nr. 339 345;
USA.-Patentschrift Nr. 2 197 906.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 009 568/124 7.60