DE4024936C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Doppelwandrohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von aus Innenrohr und Außenrohr bestehenden Doppelwandrohren nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Beim Biegen von einfachen dünnwandigen Rohren, d. h. Rohren, deren Durchmesser wesentlich größer als deren Wandstärken sind, besteht die Gefahr der Faltenbildung an der Innenseite der Biegekrümmung. Zudem ändert sich die Querschnittsform des Rohres im Krümmungsbereich zum Oval hin.

Diese meist unerwünschten Erscheinungen werden dadurch ver­ hindert, daß das Rohr beim Biegevorgang sowohl von innen als auch von außen eingespannt wird. Das Rohrinnere wird durch einen Biegedorn ausgefüllt, welcher aus gegeneinander beweg­ lichen Segmenten der jeweiligen Rohrform aufgebaut ist, wobei die Segmente den Innenabmessungen des Rohres entsprechende Außenabmessungen haben. Von außen wird das Rohr durch ent­ sprechend geformte Backenpaare umschlossen, von denen beim Biegen des Rohres um eine runde, drehbare Biegematrize ein vorderes Klemmbackenpaar das Rohr begleitet und die hintere, innere, feststehende Backe das Rohr führt, während deren Gegenbacke in der Geraden mit dem Rohr mitfährt. Beim Biegen um die als Anlagefläche dienende und entsprechend profilierte Biegematrize können sich keine Falten bilden und die Quer­ schnittsform bleibt in etwa gleich. Der Biegedorn kann dann aus dem Rohr wieder herausgezogen werden.

Beim Biegen von Doppelwandrohren bedient man sich im Prinzip des gleichen Verfahrens, wobei der Raum zwischen Innenrohr und Außenrohr durch Sand, Stahlkugeln od. dgl. gefüllt wird und die Rohrenden verschlossen werden. So wird auch beim Biegen von Doppelwandrohren Faltenbildung und Querschnitts­ veränderung sowohl des Innenrohres als auch des Außenrohres verhindert.

Das Befüllen des Rohrzwischenraums von Doppelwandrohren mit Sand, Stahlkugeln od. dgl., das Verschließen desselben und das Öffnen und Wiederentleeren erweist sich jedoch als um­ ständlich und zeitaufwendig und insbesondere für die Massen­ fertigung als äußerst ungünstig.

Statt des Füllens des Ringraums zwischen Innenrohr und Außenrohr mit Sand oder Kugeln ist es aus der DE-OS 16 27 531 bekannt, eine Kombination aus einem starren Dorn im Innenrohr und einem starren Hohldorn im Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr zu verwenden, wobei die Dorne in das gerade Doppelwandrohr ein­ geführt werden und dann - während des Biegevorgangs um eine Biegematrize - synchron mit dem Biegevorgang so herausgezogen werden, daß die starren Dorne sich jeweils gerade angrenzend an den schon gebogenen Rohrbereich in dem noch geraden Rohrbe­ reich befinden. Aus der EP 0 163 056 A2 ist eine Weiterbildung dieses Standes der Technik dergestalt bekannt, daß der starre Dorn im Innenrohr durch ein mit dessen Ende gelenkig verbun­ denes bewegliches Segment verlängert ist und auch der starre Hohl­ dorn durch ein an seinem Ende gelenkig angeordnetes bewegliches Segment verlängert ist. Damit können beim Biegen des Doppelwandrohrs bessere Ergebnisse hinsichtlich der Gleichmäßigkeit des Rohrquerschnitts erzählt werden, weil nun Dorn und Hohldorn nicht mehr nur im noch geraden Rohrab­ schnitt verbleiben, sondern sich mit dem jeweils beweglichen Segement gerade noch in das Ende des schon gebogenen Rohrab­ schnitts hineinerstrecken und dort für die Aufrechterhaltung des Ringquerschnitts des Zwischenraums zwischen Außenrohr und Innenrohr und natürlich auch einen unverformten Querschnitt des Innenrohrs sorgen. Allerdings ist es auch hierbei not­ wendig, die beiden Dorne während des Biegevorgangs genau synchron mit dem Fortschreiten des Biegevorgangs relativ zum Rohr zu verschieben. Dies ist, zumal man in das Rohr nicht hineinsehen kann, keine leichte Aufgabe, da eine zu geringe Verschiebung der Dorne den Biegevorgang behindert und eine zu starke Verschiebung der Dorne zu unerwünschten Deformationen der Rohrquerschnitte führen würde.

Schließlich ist es aus der FR 2 189 137 bekannt, ein ein­ faches Rohr mit Rechteck- oder anderem Querschnitt zum Biegen mit einer flexiblen Packung zu füllen, die aus einem Packet aufeinander geschichteter flexibler Lamellen oder einem Bündel flexibler Fäden besteht. Diese bekannte Technik läßt sich aber nicht so einfach auf das Biegen von Doppelwandrohren übertragen. Für die Füllung des Zwischen­ raums zwischen Innenrohr und Außenrohr könnte zwar eine Ver­ wendung einer Packung aus flexiblen Fäden analog dem Vor­ schlag aus dieser Druckschrift in Erwägung gezogen werden; jedoch muß dabei beachtet werden, daß bei einem Doppelwandrohr in dem Ringraum zwischen Innenrohr und Außenrohr sehr viel stärker, als dies innerhalb eines einfaches Rohrs allein der Fall wäre, beim Biegen die Tendenz besteht, daß das Rohr in Richtung des Biegeradius zusammengedrückt und quer dazu breitgedrückt wird. Bei einer Packung aus flexiblen Fäden be­ steht die Gefahr, daß die einzelnen Fäden sich aus den, bezo­ gen auf die Biegematrize, oberen und unteren Ringraumbe­ reichen weg in die beiden seitlichen Bereiche des Ringraums verdrängen lassen und damit der Ringraumquerschnitt während des Biegens deformiert wird.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Biege­ verfahren, wie es aus der EP 0 163 056 A2 grundsätzlich be­ kannt ist, in einer solchen Weise zu verbessern, daß das Außenrohr über seine ganze Länge abgestützt wird, ohne daß Relativbewegungen zwischen Außendorn und Rohr während des Biegens erforderlich sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch das dem Patentan­ spruch 1 entnehmbare Verfahren gelöst; dieses wird im Anspruch 2 weiter ausgestal­ tet.

Eine Biegevorrichtung zur Ausführung des Verfahrens ist Gegenstand des Anspruchs 3 und der darauf bezogenen Unteransprüche.

Die gemäß der Erfindung verwendete mehrfach längsgeschlitzte Packung aus Faserverbundwerkstoff hat die Wirkung, daß diese Packung in Umfangsrichtung in sich so steif ist, daß ein seitwärtiges Verdrängen von Teilen der Packung im Ringraum zwischen Außenrohr und Innenrohr während des Biegens nicht stattfinden kann, wohingegen die durch die Längsschlitzungen voneinander getrennten Teile der Packung sich relativ zuein­ ander längs bewegen können und damit das Biegen bei sicherer Aufrechterhaltung des sauberen Ringquerschnitts im Zwischen­ raum zwischen Innenrohr und Außenrohr ermöglichen.

Die Fasern in der aus Faserverbundwerkstoff bestehenden Packung sind dabei im wesentlichen ebenfalls in Längsrichtung orientiert, wo­ durch die einzelnen, durch die Längsschlitzungen getrennten Teile bzw. Finger der Packung hohe Zugfestigkeit und hohe Flexibilität haben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigt:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Biegevorrichtung, welche in ein zu biegendes Dop­ pelwandrohr eingeführt ist,

Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 durch die Packung,

Fig. 3 einen Längsschnitt durch die Bie­ gevorrichtung nach Fig. 1 im gebogenen Zustand, und

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine alternative Ausführungsform der Packung.

Die in den Figuren dargestellte Biegevorrichtung ist einem Doppelwandrohr 20 mit kreisrunder Querschnittsform angepaßt: sie weist deshalb selbst kreisförmige Querschnitte auf. Selbstverständlich kann die Vorrichtung auch auf andere Rohr­ querschnittsformen (z. B. Rechteckrohr) übertragen werden.

Die in Fig. 1 dargestellte Biegevorrichtung 10 weist einen üblichen Biegedorn 11 mit gegeneinander beweglichen Kugelseg­ menten 12 auf, welche das Innenrohr 21 beim Biegevorgang von innen her stützen.

In den Ringraum 22 zwischen Innenrohr 21 und Außenrohr 23 ist eine mit dem Biegedorn 11 verbundene Packung 30 eingeführt, deren Finger 31 aus vielen kreisförmig eng nebeneinander angeordneten Rundstäben 31 (siehe auch Fig. 2) aus Faserver­ bundwerkstoff bestehen, deren Durchmesser der Ringraumweite entspricht. Sämtliche Rundstäbe 31 sind am außerhalb des Doppelwandrohres 20 befindlichen Ende in einen Ring 32 ein­ gesetzt, welcher auf dem Biegedorn 11 sitzt. Die anderen Enden der Rundstäbe 31 sind zum besseren Einführen in das Doppelwandrohr 20 angefast. Die einzelnen Rundstäbe 31 sind gleichmäßig am Umfang des Ringes 32 eng aneinander angeordnet und füllen den Ringraum 22 des Doppelwandrohres 20 jeweils in radialer Richtung aus.

Im Biegevorgang wird das Doppelwandrohr 20 um eine den Krüm­ mungsradius bestimmende Biegematrize 40 (siehe Fig. 3) herum­ gebogen. Dabei kann in üblicher Weise das Doppelwandrohr 20 auch von außen durch entsprechende Backen (nicht dargestellt) eingespannt werden. Die Stäbe 31 der Packung 30 stützen die Außenwand des Innenrohres 21 gegenüber der Innenwand des Außenrohres 23 ab und verhindern somit ein Falten des Doppel­ wandrohres 20.

Nach dem Biegevorgang werden Biegedorn 11 und Packung 30 mit­ einander aus dem Doppelwandrohr 20 herausgezogen.

In Fig. 4 ist eine alternative Ausführungsform der Packung 30 dargestellt. Die Zwischenräume zwischen den einzelnen, die Dicke des Ringraums 22 aufweisenden Rundstäben 31 sind am äußeren Umfang der Packung 30 durch weitere im Durchmesser entsprechend kleinere Rundstäbe 33 ausgefüllt. Diese Ausführ­ ungsform der Packung 30 zeichnet sich durch eine kompaktere Anordnung der Rundstäbe aus, was zu besseren Stützeigenschaften in Bezug auf den Biegevorgang führt.

Des weiteren eignet sich eine Packung (nicht dargestellt), deren Finger aus Rundstäben gebildet sind, deren Durchmesser deutlich kleiner als die Ringraumweite zwischen Innenrohr und Außenrohr sind, und welche in radialer Richtung und Umfangsrichtung so nebeneinander angeordnet sind, daß sie diesen Ringraum aus­ füllen. Eine so aufgebaute Packung weist insbesondere hohe Flexibilität auf.

Claims (6)

1. Verfahren zum Biegen von aus Innenrohr und Außen­ rohr bestehenden Doppelwandrohren, wobei das Innen­ rohr durch einen vorher eingebrachten, der Biegung folgenden Dorn abgestützt wird und beide Rohre zusammen gebogen werden sowie Innenrohr und Außenrohr durch einen vor dem Biegen in den Ringraum zwischen Innenrohr-Außenwand und Außenrohr-Innenwand eingebrachten, der Biegung folgenden Hohldorn im Abstand gehalten werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl­ dorn aus einer in Längsrichtung mehrfach geschlitzten Packung (30) aus Faserverbundwerkstoff besteht, dessen Fasern im wesentlichen in Rohrlängsrichtung verlaufen und an ihren Hinterenden zusammengehalten sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlitzung der Packung (30) darin besteht, daß diese aus Strängen bzw. Stäben (31) zusammengesetzt ist.

3. Biegevorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach An­ spruch 1 oder 2, mit einem aus gegeneinander beweglichen Seg­ menten aufgebauten, der Biegung folgenden Dorn zum Einbringen in das Innenrohr, einem der Biegung folgenden Hohldorn zum Einbringen in den Ringraum zwischen Innenrohr- Außenwand und Außenrohr-Innenwand, und mit einer die Biegung bestimmenden Biegematrize zum Führen des Außenrohrs, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohl­ dorn aus einer in Längsrichtung mehrfach geschlitzten Packung (30) aus Faserverbundwerkstoff besteht und die Form von Fingern hat, wobei die Fasern des Faserverbundwerkstoffs im wesentlichen in Längsrichtung verlaufen und an ihren Hinterenden zusammengehalten sind.

4. Biegevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger eng nebeneinander angeordnete Rundstäbe (31) sind, die an ihren hinteren Enden gehaltert sind.

5. Biegevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekenn­ net, daß die Fasern des Faserverbundwerkstoffs Glas­ fasern und/oder Kohlefasern sind.

6. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Finger bzw. Rundstäbe (31) an ihren vorderen Enden angefast sind.