DE2943960C2

DE2943960C2 - Einrichtung zum Herstellen eines Rohrbogens

Info

Publication number: DE2943960C2
Application number: DE2943960A
Authority: DE
Inventors: Christian Zürich Ragettli
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1979-10-31
Filing date: 1979-10-31
Publication date: 1985-03-21
Also published as: LU82892A1; ATA518680A; NL8005859A; NL180566B; IT8025678A0; FR2468422A1; BE885918A; SE8007573L; NL180566C; FR2468422B1; CH647167A5; GB2062506A; JPS5674322A; AT370647B; US4352281A; DE2943960A1; CS216945B2; IT1134118B; JPS6238048B2; SE448351B

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Herstellen eines Rohrbogens aus einem an seinen Enden „chräg abgeschnittenen geraden Rohrstück auf einer an der Außenfläche des Rohrstücks einwirkenden Stauch- und Kaübriervorrichtung.

Es ist bereits bekannt, ein oiner-nds fest eingespanntes gerades Rohrstück mittels einer Biegemaschine zu einem Rohrbogen zu biegen, wobei dieses zuvor mit einem geeigneten Medium gefüllt und bcidcrends dicht verschlossen wird. Dieses Verfahren besitzt einige Nachteile, so z. B. den relativ hohen apparatcscitigcn Aufwand für die Biegemaschine, die hohen Kräfte, die aufgewendet werden müssen und die Abnahme der Wandstärke an der Außenseite des Bogcns. Gerade letzteres beeinträchtigt die Belastbarkeil des Rohrbogens bzw. zwingt dazu, als Ausgangsmatcrial ein wesentlich dickwandigeres Rohrstück zu verwenden mit dem Resultat, daß relativ sehr viel Mehraufwand an Material getrieben werden muß, nur gerade, um die kritische Außenwand des Bogens genügend belastbar zu gestalten.

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird von einem ebenen Blechstück ausgegangen, das in den Abmessungen der Abwicklung des herzustellenden Rohrbogens entspricht. Dieses Blechstück wird dann entsprechend aufgerollt in die Form des Rohrbogens gebracht und dann verschweißt.

Die Nachteile sind zum einen darin zu erblicken, daß ein namhafter Anteil an Abfall beim ebenen Blech entsteht, von dem der Bogen hergestellt wird; zum anderen sei auf den ebenfalls beträchtlichen, apparativen Aufwand für Schneiden, Aufrollen und Verschweißen hingewiesen.

Schließlich ist auch eine eingangs bezeichnete Einrichtung bereits bekannt (US 38 69 77b); sie benötigt ebenfalls hohe Vcrformungskräftc.

Es ist nun Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Einrichtung zum Herstellen eines Rohrbogens vorzuschlagen, die nur relativ kleine Betäligungskräftc erfor-ιΙι·ι ι und mil der liol/dcm iiiif wirtschaftliche Weise mil kleinem Zeitaufwand und praktisch ohne Abfall Rohrbögen ausgebildet werden können, die mit genauen Abmessungen und homogener Wandstärke alle die Anforderungen erfüllen, die der Verbraucher an sie stellt.

Die diese Aufgabe lösende Erfindung steht bei einer Einrichtung der eingangs genannten Gattung darin, daß die Stauch- und Kalibriervorrichtung an jeweils zwei kreisförmig angeordneten Schwenkhebels gelagerte Stauch- und Kalibriei^egmenle aufweist, dvc unter

ίο Krafleinwirkung gemeinsam hin- und herbewegbar sind und jeweils einen Stauchabschnitt sowie einen Kalibrierabschnitt aufweisen, wobei der dem Stauchabschnitt zugeordnete Schwenkhebel langer ist als der dem Kalibricrabschnitt zugeordnete Schwenkhebel, und daß eine dem Stauchabschnitt zugewandte Rohrhalterung vorgesehen ist. die einen das schrittweise zwischen die Stauch- und Kalibriersegmenie zu führende Rohrstück abstützenden Schlitten aufweist, der unter Krafteinwirkung auf einer im Sinn der Krümmung des

Rohrbogens geneigten Ebene hin- und herschicbbar isL in den Zeichnungen ist ein Ausführungsbcispie! der Erfindung dargestellt. Es zeigen

F i g. I —6 schematischc Vertikal-Längsschnilte durch die Einrichtung während verschiedener Bearbcitungsphasen des Rohrstückcs,

Fig.7 einen Schnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1, und

Fig.8 eine schemalische Ansicht von Rohrslücken vorder Bearbeitung.

Die Einrichtung besteht im wesentlichen aus der eigentlichen Stauen- und Kalibriervorrichtung 1 und der Rohrhalterung 2. Die Stauch- und Kalibriervorrichtung besitzt einen im Querschnitt kreisförmigen Rahmen 3, der mittels eines Gestells 4 am Boden verankert ist. An

j5 der Innenseite des Rahmens 3 sind entlang des Urnfanges eine Mehrzahl von Scgmcntträger-Vcrankcrungen 5 angebracht, an denen mittels eines Gclcnkhcbelpaarcs 6.1.66 die Scgmenlträgcr 7 schwenkbar aufgehängt sind. An letzteren sind die eigentlicher:'. Stauch- und Kali· briersegmente 8 angeordnet. Die Segmente 8 gliedern sich in zwei Abschnitte, einen Stauchabschnitt 8a und einen Kalibricrabschnitt Sb.

Die Scgmenlträgcr 7 stehen unter Wirkung von KoI-ben-Zylindcr-Einheiten 9. die an der Stirnseite des Rah-

4^r) mcns 3 angeordnet sind. |e eine Kolben-Zylinder-Einhcit 9 ist einem Segmentträger 7 zugeordnet und wirkt auf diesen über eine Kolbenstange 10 und ein Kraft-Übertragungsglied 11. Es ist leicht einzusehen, daß bei einer Betätigung der Kolbcn-Zylinder-Einheiten 9 mit

so einer daraus resultierenden Verschiebung der Kolbenstangen 10 nach links eine Verschwenkung der Seg-.Ticntträgcr 7 erfolgt, da letztere mittels der Hebelpaare 6;i, 6b schwenkbar gelagert sind. Daraus folgt, daß die Segmentträger 7 einerseits eine Bewegung gegen das

ν-, Zentrum der Vorrichtung 1 vollführen, sich also einander nähern.

Wie aus den F i g. I bis b ersichtlich ist, stehen die Hebel 6;; und 6i> nicht parallel zueinander und sind auch nicht gleich lang. Die Hebel 6b. die im Bereich der

Wi Stauchabschnitlc Sb der Segmente 8 an den Scgmcntträgern 7 angclenkt sind, sind etwas länger als die I lcbcl 6;j welche im Bereich der Kalibricrabschiiitie 8.7 der Segmente 8 an den Segmentträgern 7 angclenkt sind. In der eingezogenen Ruhestellung der Segmente 8, wie in

b5 I·" i g. I dargestellt, sind alle Scgmcntlrägcr 7 in paralleler Lage zueinander, die längeren Hebel fib sind somit stärker verschwenkt als die kürzeren Hebel. Hei einer g der Knlben-Zylindcr-Kinheilen 9 werden.

auf Grund dieser konstruktiven Merkmale, die Segmentlräger 7 nicht parallel zueinander hin gegen das Zentrum der Vorrichtung verschoben, sondern dasjenige Ende der Segmentträger 7, das im Bereich der Slauchabschnitte 86 der Segmente 8 liegt, legt einen größeren Weg zurück als das Ende im Bereich der Kalibrierabschnitte 8a der Segmente 8.

Zweckmäßigerweise sind die Stauch- und Kalibriersegmente 8 leicht auswechselbar montiert, damit die Vorrichtung an verschiedene Rohrdurchmesser angepaßt werden kann.

Wie aus der F i g. 7 hervorgeht, wird eine Mehrzahl von Stauch- und Kalibriersegmenten 8, im vorliegenden Beispiel zwölf, strahlenfös-mig entlang eines Kreises angeordnet Bei voll ausgefahrener Stellung liegen sie dicht nebeneinander, wobei die Kalibricrabschnitte 8a mit ihren Innenflächen eine Fläche umschließen, die der Außenfläche des zu formenden Rohrbogens entspricht.

Wie weiter aus den F i g. 1 bis 6 hervorgeht, umfaßt die Rohrhalterung 2 einen Basisteil 15, dessen Oberfläche eins gegen die Stauch- und Kalibriervorrichtung 1 hin abwärts geneigte schiefe Ebene 17 bildet, ?.uf dci ein Schlitten 18 hin- und herbewegbar gelagert ist Zur Betätigung des Schlittens 18 ist eine hydraulische oder pneumatische Kolben-Zylinder-Einheit 19 vorgesehen.

Der Schlitten 18 besitzt einen Fortsatz 20, an dem ein Rohrstützorgan 21 schwenkbar befestigt ist. Letzteres dient dazu, das Ende des zu bearbeitenden Rohrstückes 14 abzustützen.

Das Verfahren zur Herstellung eines Rohrbogens läuft nun folgendermaßen ab:

Wie aus F i g. 8 ersichtlich ist. werden aus einem langen Rohr 22 die zu bearbeitenden Rohrstücke 14 in der benötigten Länge abgeschnitten. Diese erhalten beiderends einen schrägen Anschnitt, damit beim fertig geformten Rohrbogen bereits rechtwinklig zur Rohrachse verlaufende Flansche vorhanden sind.

Es läßt sich mathematisch nachweisen, daß für einen bestimmten Rohrbogen, unabhängig vom Durchmesser des Rohres, ein bestimmter Schnittwinkcl erforderlich ist. Soll z. B. ein 90°-Bogen hergestellt werden, so muß der Anschnitt der Rohrstücke in einem Winkel λ von 38,146° zur Achsnormalebcnen des Rohres erfolgen. Bei eine 45"-Bogen beträgt der Winkel λ = 21,44°. Dies erlaubt, die Rohrstücke praktisch ohne jeden Abfall von einem langen Rohr abzuschneiden, wie dies die obere Darstellung in F i g. 8 zeigt.

Nun wird das vorbereitete Rohrstück 14 auf das Rührstützorgan 21 auf dem Schlitten 18 gelegt und so weit gegen die Stauch- Jnd Kalibriervorrichtung 1 hin verschoben, bis die Rohrkanten die Stauchabschnitie Sb der Segnuntc 8 berühren. Diese Situation zeigt F i g. 1. Anschjießend werden die Kolben-Zylinder-Einheiten 9 betätigt, was ein Zusammenfahren der Segmente 8 und somit ein Stauchen des Rohrstückes 14 bewirkt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich ist, erfolgt das Stauchen nicht senkrecht zum Rohr, sondern ein einem gewissen Winkel zur Rohrachse, der kleiner als 90° ist Somit wird der in Stauchrichtung gesehene ellipsenförmige Querschnitt des Rohres allmählich zu einem Kreis verformt.

Sobald die Segmente 8 ihre ganz ausgefahrene Stellung erreicht haben, werden die Kolben-Zylinder-F.inhcitcn 9 in Gegenrichtung betätigt, was einen Rückzug der Segmente 8 zur Folge hat. Danach wird das Rohrstück 14 weiter gegen die Vorrichtung 1 vorgeschoben, bis die Rohrkantc wiederum an den Segmenten 8 anstößt. Alsdann werden $'x Segmente 8 wiederum ausgefahren, um den nächsten Abschnitt des Rohrstückes 14 zu stauchen.

Diese Vorgänge wiederholen sich schrittweise, wobei sich allmählich ein Anfangsabschnitt des Rohrstücks 11 zu einem Bogen verformt. Nun haben wir die Situation gemäß F i g. 2 erreicht.

His /u diesem Punkt des Verfahrens wurde hur eine Stauchung des Rohrslückes 14 durchgeführt, und zwar mit Hilfe der Stauchabschnitte Üb der Segmente 8. Ih der folgenden Weiterverarbeitung wird der gestauchte

ίο Anfangsabschnitt des Rohrstückes 14 unter Wirkung der Kalibrierabschnitte 8a der Segmente 8 kalibriert, was dem Rohrbogen seine exakte Form in bezug auf Biegung und Rundheit gibt.

Zu diesem Zwecke werden die Segmente 8 wieder zurückbewegt, das Rohrstück 14 weiter vorgeschoben und die Kolben-Zylinder-Einheiten 9 zwecks Zusammenfahrens der Segmente 8 wieder betätigt. Gleichzeitig wird nun einerseits der zuvor gestauchte Anfangsabschnitt des Rohrstückes 14 unter Wirkung der KaHbrierabschnitte 8a kalibriert, während andererseits die folgenden Rohrabschnitte unter Wiring der Stauchabschnitte Sb der Segmente 8 gestaucht wurden. Dies geschieht, wie schon vorstehend beschrieben, unter schrittweisem Vorschub des Rohrstücks 14 bei ahwechselndem Vor- und Zurückfahren der Segmente. Dies ist nun die Situation gemäß F i g. 3.

Wie schon bei der Konstruktionsbeschreibung der Einrichtung erwähnt, sind die Hebel 6b langer als die Hebel 6a, so daß bei der Betätigung der Segmente 8 die

jo Abschnitte Sb einen größeren Weg zuiücklegen als die Abschnitte 8a. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß der Slauchvorgang über eine größere Wegstrecke mit geringerer Kraft erfolgen muß als der Kalibriervorgang, bei dem hohe Kräfte längs eines kurzen Weges erfor-

J5 derlich sind. Die vorgeschlagene Lösung erlaubt, diesen !•"orderungen mit einer verblüffend einfachen Konstruktion nachzukommen.

Nachdem der halbe Rohrbogen ausgebildet worden ist (Fig.3), wird das Ende des Rohrstiickes \Λ vom Stützorgan 21 weggenommen und der Schlitten 18 mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Einheit zurückgezogen, so daß das Rohrstück gegen unten verschwenkt werden kann, und zwar im Falle eines 90°-Rohrbogens um 22,5° (Fig.4). Dann erfolgt die analoge Weiterbearbeitung der verbleibenden Rohrstückabschnitte mit gleichzeitigem Stauchen und Kalibrieren (F i g. 5), bis die Situation gemäß F i g. 6 erreicht ist, wo noch der letzte, eben gestauchte Abschnitt des Rohrstückes 14 mit Hilfe der Segmeniabschnitte 8a kalibriert wird. Damit ist die Bearbeitung des Rohrstückes 14 abgeschlossen, die Segmente 8 können zurückgefahren und der fertige Rohrbogen aus der Einrichtung I entnommen werden.

Das beschriebene Verfahren erlaubt ein äußerst rationelles Arbeiten, wobei die dazu verwendete Einrichlung einfach und robust aufgebaut ist. Es entfällt die Notwendigkeit, im Rohrinneren einen Ksilibrierdorn zu verwenden; trotzdem sind die so ausgebildeten Rohrbogen exakt rund und von gleichmäßiger Wandstärke.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Einrichtung zum Herstellen eines Rohrbogens aus einem an seinen Enden schräg abgeschnittenen geraden Rohrstück auf einer an der Außenfläche des Rohrstücks einwirkenden Stauch- und Kalibriervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauch- und Kalibriervorrichtung (1) an jeweils zwei kreisförmig angeordneten Schwenkhebeln (6a, eingelagerte Stauch- und Kalibriersegmente (8) aufweist, die unter Krafteinwirkung gemeinsam hin- und herbewegbar sind und jeweils einen Stauchabschnitt (8b) sowie einen Kalibrierabschnitt (8a) aufweisen, wobei der dem Stauchabschnitt zugeordnete Schwenkhebel (6b) langer ist als der dem Kalibrierabschnitt zugeordnete Schwenkhebel (6a/ und daß eine dem Stauchabschnitt zugewandte Rohrhalterung (2) vorgesehen ist. die einen das schrittweise zwischencfae Stauch- und Kalibriersegmente zu führende Rohrsiück (14) abstützenden Schütten (JS) aufweist, der unter Krafteinwirkung auf einer im Sinn der Krümmung des Rohrbogens geneigten Ebene (17) hin- und herschicbbar ist.