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Bonischer Biegedorn zum Biegen von Rohrbogen Der Gegenstand der Erfindung
ist ein konischer Siegedern zum diegen von Rahrbogen, vornenmlich zur Verwendung
als utahlrohrschueißbögen.
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Stahlrohrschweißbägen werden in vielen Fällen nach dem Hailburger
Rohrbogen-Verfahren hergestellt. Dabei besteht die Eigenart dieser Art von Hohrbögen
darin, daß sie eine gleichmäßige Wanddicke im bereich des ganzen Bogenabschnittes
besitzen.
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Als Werkzeug für die Herstellung solcher als Stahlrohrschweißbogen
ausgeführten Krümmungen wird bekanntlich ein konischer, der gewünschten Krümmung
entsprechend gebogener biegedorn verwendet. Über diesen konischen Biegedorn wird
mittels einer hydraulischen Presse od. dgl. das zu verformende Rohr gedrückt.
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Der Hohrbogen erhält auf diese Weise durch den biegedorn seine Form.
Der biegedorn seinerseits hat im Anschluß an seinen zylindrischen Dornschaft im
bereich seines Bogens einen sich konisch erweiternden Querschnitt. Dabei entspricht
die Außenkrümmung des Dornes einem Kreisbogen, die Innenkrümmung dagegen einer anderen
Bogen-form. Diese letztere Bogenform verläuft im Ablauf der Querschnittszunahme
steiler als ein normaler Kreisbogen. Der Biegedorn wird durch die Dornstange unverrückbar
festgehalten. Infolge des Widerstandes, welchen das Rohr der Biegung und der Aufweitung
entgegensetzt, treten namentlich auf der Innenseite des Bogens in der Längsrichtung
Druckspannungen und außen in den Ringquerschnitten Zugspannungen auf. Die Spannungsverhältnisse
bewirken ein Fließen des Werkstoffes, der sich auf der Innenseite staut entlang
der sich vergrößernden Dornquerschnitte zur Außenseite hin.
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Durch den Gegendruck am Dorn wird der Werkstoff auf der Innenkrümmung
nicht allein gestaut, sondern sogar zurückgehalten, während er an der Außenkrümmung
des Dornes fließen kann und fest an den Dorn angedrückt wird.
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Beim Hamburger Rohrbogen-Verfahren wird bei richtiger Formgestaltung
der Aufweitung des Biegedorne und unter Einhaltung angepaßter Temperaturverhältnisse
während des Biegevorganges
der Werkstofffluß so gesteuert, daß die
ursprüngliche Wandstärke des Rohres während des Biege- und Aufueitevorganges sich
nicht ändert, sondern gleichmäßig über den ganzen Dorn erhalten bleibt.
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Diese gleichmäßige Wandstärke kann jedoch nur durch eine sehr sorgfältige
Steuerung des Arbeitsvorganges unter Einschluß der Zusatzbedingungen, wie günstige
Verformungstemperatur, Konstanz tes Vorschubes und gleichmäßige Vorschubgeschwindigkeit,
erzielt werden. Bezüglich der Wanddickenabmessungen von Rohrbögen in bezug auf den
belastenden Innendruck ist es weiterhin bEkannt, daß aus Festigkeitsgründen die
Hohrwanddicke an der Bogeninnenseite um einen bestimmten errechenbaren Betrag gröBer
sein muß als die Wanddicke eines geraden, d. h.
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ungebogenen Rohres. Die Wandstärke der Innenkrümmung bedarf daher
zusätzlich eines errechenbaren Sicherheitszuschlages.
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Auf diese, der Bogeninnensei eigenen Wandstärke wird bei der Verwirklichung
des Hamburger Rohrbogen-Verfahrens von vornherein die Wandstärke E ungebogenen Einsatzrohres
mit gerader d. h. ungebogener Achse eingestellt, wenn auf maximale belastbarkeit
des Rohrbogens durch einen großen Innenbereich Wert gelegt wird.
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Beim Hamburger-Rohrbogen-\Jerfahrsn wird demnach die Wandstärke nach
der bisherigen Gepflogenheit im allgemeinen zu groß gewählt.
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Der Erfinder hat sich die Aufgabe gestellt, Rohrhögen mittels eines
profilierten Dornes herzustellen, wobei die gefertigten Rohrbogen in der Innenkrümmung
eine stärkere Wand als in der Außenkrümmung erhalten.
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Die erfindungsgemäße Aufgabe wird dadurch gelöst, daß der Biegedorn
im BerEich seiner Krümmungen einen elliptischen Querschnitt aufweist, wobei der
in der Biegeebene liegende radiale Durchmesser kleiner gehalten ist als der rechtwinklig
dazu stehende Durchmesser.
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Die nachstehende Beschreibung dient der Erläuterung des erfindungsgemäßen
Gegenstandes, von dem ein Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt ist.
Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht des Dornes, dargestellt in seiner Biegeebene
; Fig. 2 den Dorn gem. Fig. 1, um 90° geschwenkt und Fig. 3 einen Schnitt im Biegebereich
in der Vergräßerung.
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Der Biegedorn 1 besteht aus dem zylindrischen Einlaufabschnitt 1 T
dem gebegenen Teilstück 1² und dem Auslaufabschnitt 1³. Der Querschnitt des gebogenen
Teilstückes 1² vergrößert sich gegenüber dem Einlaufabschnitt 11 stetig, dieses
ist eine Eigenart
des Hamburger-Rohrbogen-Verfahrens. Der Querschnitt
des Einlaufebschnitte 1¹ und des Auslaufabschnitts 1³ sind voll zylichdrisch geformt.
Das zwischen beiden liegende gebogene Teilstück 1² erstreckt sich über einen Winkel
von 900 unr: nat die erfidnungsgemäß elliptische Querschnittsform (val. Fig. 3),
wobei oleser Querschnitt sich entsprechend den Bedingungen des Hamburger-Rahrbogen-Verfahrens
stetig ermeitert.
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Der uurchmesser des elliptischen Querschnitts ist in der jiege ebene
kleiner als der Durchmesser rles gleichen Querschnitts, senkrecht zur Biegeebene.
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Durch die vargeschlagene Querschnittsform im Bereich des konischen
Abschnitts 1² des Biegedorns 1 wird bei der Aufweiturig des Rohres, während es über
den Dorn 1 geschoben wird, erreicht, daß das Material am Rücken des Biegedorns anliegt,
wobei infolge der elliptischen Ausbildung des Biegedorns 1 in der Horizontalen ein
Weiterfließen des Materials zum Rücken vermindert wird, so daß in der Innenkrümmung
eine Stauchung erfolgt und die gewünschte Wandstärke hier erreicht wird.
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Der vorbeschriebene Vorgang wird in Abweichung von dem normalen Hamburger-Rohrbogen-Varfahren
durch die elliptische Bestaltung des Biegedornes 4 absichtlich herbeigeführt, um
die bei jedem Bogen normalerweise stärkere belastung der Innenkrümmuny mit
Erfolg
aufzunehmen. Die Bogenaußenseite braucht in ihrer Wandstärk enatmassung leniglich
auf die dert auftretanden Materialspannungen abgestimmt zu sein. diese Materialspannungen
sind an der Außenseite jedoch geringer als an der Innenseite des bogens, so daß
an der Außenseite eine geringere Wandstärke vertretbar ist.
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Die geringere Wandstärke der Außenkrümmung ist maßgebend fur die auswahl
der Wandstärke des noch ungebogenen Rohres.
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Danach wird ourch die Erfindung erreicht, daß zur H.rstellung eines
Rohrbogens zur Bewältigung des gleichen Innendruckes ein Einsatzrohr von geringerer
Wandstärke verwendet werden kann, als es bei der Herstellung eines Rohrbogens nach
dein normalen hamburger-Rohrbogen-Verfahren mit kreisförmigem Querschnitt des Biegedorns
Möglich ist.