-
Verfahren und Vorrichtung zum Biegen von Rohren mit kleinem Krümmungsradiüs
Es sind. bereits Biegeverfahren bekannt, die es gestatten, Biegungien bzw. Krümmer
mit sehr kleinem Krümmungsradius herzustellen, z. B. mit Krümmungsradien, die ;kleiner
als das i1/4fache des Rohrdurchmessers sind.
-
Bei Rohren, deren Wandstärke verhältnismäßig klein in bezug auf den
Rohrdurchmesser ist und z. B. in, der Größenordnung von, 1/1s des Durchmessers oder
darunter liegt, kann der Fall eintreten, daß die bekannten. Verfahren nicht befriedigen,
weil die Wandstärke zu klein, ist, um eine gewisse Festigkeit bzw. Formhaltigkeit
der Wandung bei der Temperatur aufrechtzuerhalten, auf die diese während des Biegevorganges.
gebracht werden soll. Es. kann sich dann ergeben, da:B Falten oder eine Verschiebung
der Wandung nach der Innenseite des Rohres, zu auftreten.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, dias insbesondere auf das. Biergen
vom. Rohren mit geringer Wandstärke anwendbar ist und ohne Faltenbildung Rohrbogen,
bzw. -krümmer herzustellen erlaubt, die keine Abnahme der Wandstärke in der äußeren
Zone bzw. im äußeren Krümmungsbogen, des Krümmers und keine merkliche Abnahme dies
inneren Durchtrittsquersahnittes des Krümmers zeigen. .
-
Die Erfindung ist zwar insbesondere auf Rohre mit verhältnismäßig
geringer Wandstärke anwen:dbar,
kann aber auch auf Rohre mit dickeren
Wa.n.-dungen angewendet werden.
-
Das Verfahren nach. der Erfindung ist dadurch gekemnzeichnet, d.aB
man dem. Biegevorgang staut in einem einzigen. Zug bzw. Durchgang in mehreren aufeinanderfolgenden
Durchgängen durchführt, wobei das. Rohr bei jedem dieser Verfahrensschritte mit
einem engeren Krümmungsradius ads beim vorigem. und über eine derartige Länge geboglen
wird, da.B der Krümmer beim letzten Verfahrensschritt die gewünschte Form annimmt,
ohne daß es notwendig ist, irgendeinen Bereich des Rohres wieder geradezurichten.
Um diesem Rechnung zu tragen, muß ma,n also, wenn. man z. B. einen, endgültigen
Bogen von i8o° erhalten will, das Rohr im Verlauf der vorhergehenden. Biegevorgänge
nur über einen unter i8o° liegenden Teil des Bogens biegen. Jeder Biegevorgang kann
in kaltem Zustand bewerkstelligt oder auch unter Erhitzung der innerem: Zone des
Krümmers durchgeführt werden.
-
Andererseits ist nach drei Erfindung vorgesehen, das vorgenannte Verfahren
mit einer vorausgehenden Verformung des Rohrquerschnittes zu kombinieren. Bei dieser
Vorverformung kann man z. B. den kreisförmigen Rohrquerschnitt in einen ovalförnvigen
Rohrquerschnitt überführen und das auf diese Weise hergestellte Rohr mit ovalem
Querschnitt in der Weise biegen, daß die große Achse des Ovaas in. der zur Achse
der Biegerolle senkrechten. Symmetrieebene liegt.
-
Für dien ersten Biegevorgang bei dem Verfahren nach der Erfindung
kann eine an sich bekannte Biegemaschine angewendet werden, bei der das. zu biegende
Rohr über eine Biegerolle läuft und bei deren Drehung von einem Mi.tnehmer gekrümmt
wird, während das noch ungebögene Rohrende gegen eine unverschiebbar und drehbar
gelagerte Andruckrolle abgestützt wird. 'Für den; zweiten Biegevorgang des Verfahrens
nach der Erfindung, bei dem ein vorgebogenes Rohr über einen größeren Winkel als
zuvor gebogen wird, wird nach der Erfindung eine Biegevorrichtung der vorgenannten
Art dadurch abgewandelt, daß die And:rückrolle oder mehrere solcher Rollen in bezug
auf ihren Träger willkürlich und unabhängig von der Bewegung der Bierolle einstellbar
angeordnet werden, so daß die And.rückrälle oder -rollern während des Biegevorganges
gegen den bei einem vorausgehenden Arbeitsgang vorgebagenen Rohrteil angelegt werden
können. Eine derartige bewegliche Anordnung einer Abstützrolle für ein Rohrende
beim Biegen über eine Biegerolle ist an sich in der Weise bekannt, d.aß die Abstütz-
oder Andruckrolle in einer Nut eines Gehäuses. geradlinig geführt ist, das beim
Biegevorgang zusammen mit der Rolle geschwenkt wird, wobei die Andrückrodlle sich
zwangläufig in der geraden Nut, entlang dem in gerader Linie auslaufenden Rohrende
bewegt. Demgegenüber kommt eis bei der erfindungsgemäßen Abwandlung solcher bekannten
Biegevorrichtungen darauf an, da,ß die Andruckrolle willkürlich und- unabhängig
von drei Bewegung der Biegerolle einstellbar ist und bei der Einstellung dem vorgekrammten
und nicht einem geraden Teil des zu biegenden Rohres folgt.
-
Nachstehend sind an. Hand der Zeichnung die Art und Weise beispielsweise
veranschaulicht, in der die Erfindung ausgeführt werden kann, und zwar zeigt Fig.
i einen Schnitt durch ein kreisförrniges Rohr mit geringer Wandstärke, das nach
dem Verfahren gemäß der Erfindung gebogen, werden soll, Fig. 2 schematisch. das.
Rohr nach Fig. i, wie es für den ersten Schritt des Verfahrens in. eine Biegevorrichtung
eingebracht worden ist, Fig. 3 das Rohr nach Fig.2, wie es. aus dem ersten Biegevorgang
hervorging, wobei der Krümmungsradius des inneren Krümmungsbogens. z. B. dem il/2fachen
des Rohrdurchmessers gleich ist, Fig. q. die zweite Biegestufe des Krümmers nach
Fig.3, der in eine Biegevorrichtung eingebracht wurde, die ihm abschließend die
Form einfies Krümmers von i8o° gibt, wie er im Schnitt in Fig. 5 dargestellt ist,
in, der der Krümm.ungsradius des inneren Krümmungsbogens das o,75fache des Rohrdurchmessers
beträgt, Fig. 6 einen. Querschnitt durch ein zu biegendes, gerades Roher, dessen
Durchtrittsquerschnitt exzentrisch liegt, Fig.7 einen. Längsschnitt durch eine ausgehend
von: einem geraden Rohr nach Fig.6 erhaltenes gebogenes Rohr und' Fig. 8 einen.
Querschnitt nach Linie 8-8 der Fig. 7. Um z. B. einen, Krümmer von 18o°, d. h. einen
Haarnadelbogen, zu erzielen., bewirkt man: einen ersten, Biegevorgang an einem Rohr
a gemäß dem Schnitt nach Fig. i in. der in Fig. 2 gezeigten Biegevorrichtung bekannter
Bauart. In dieser Vorrichtung hat die Biegerolle b einen inneren Krümmungsradius
ihrer Nut von z. B. dem il/2fachen des Rohrdurchmessers, der aber je nach der Lage
des Falles, je nach der Natur dies Metalls und seiner Wandstärke auch größer oder
kleiner sein kann. Das Rohr a wird durch die Rollen c gegen die Biegerolle
b gepreßt, und der Mitnehmer d gewährleistet das Biegen des Rohres, indem
es um die Rollei b herum geführt wird. -Der Arbeitsgang kann kalt oder vorzugsweise
nach Erwärmen; der inneren Zone ABC des Krümmungsbogens durchgeführt werden.
-
Da der endgültige Krümmer in: dem gewählten Beispiel gemäß Fig. 5
über i8o° gebogen, werden soll, soll die Länge des. Bogens. ABC, der einem
Bogen von i8o° der inneren Zone des. Krümmers entspricht, im Verlaufe der vorausgehenden
Biegeschritte nicht überschritten werden. Aus diesem Grundre wird das. Rohr während
des ersten: Biegevorganges (Fig. 2 und 3) über einen Winkel von weniger als i8o°
gebogen,, derart, daß die gebogene Länge die Länge ABC nicht überschreitet.
-
Im Verlauf des. zweiten Verfahrensschrittes wird der in Fig. 3 gezeigte
erste Bogen a1 in eine Biegenaschine eingebracht, die der in Fig. 2 gezeigten entspricht,
mit dem Unterschied, daß die Biegeolle bi dieser zweiten Maschine einen, inneren
Krümmungsradius
ihrer @ Nut aufweist, der dein dem Krümmer zu gebenden endgültigen Krümmungsradius
gleicht, z. B. das o,75fache des Rohrdurchmessers ist.
-
Um den Krümmeral während des zweitenBiegeschri.ttes in der Nut der
Biegerolle bi zu halten, ist eine Rolle cl der Andrückrollen, wie in Fig. q. schematisch
gezeigt, derart angebracht, daß sie sich der Rolle b1 nähern und demgemäß gegenüber
ihrem Träger verschieben kann.
-
Der fertige Krümmer ist in Fig. 5 dargestellt. Zufolge der Durchführung
des Bregens in aufenn, enderfolgenden Schritten zeigt ezkeinerlei Faltenbildung
in der inneren Zone des Krümmungsbogens, wobei die, Wandstärke in der äußeren Zone
nicht verringert ist, während der Durchtrittsquerschnitt im Innern des gebogenen
Teils nicht merklich kleiner als der Rohrquerschnitt ist.
-
Es ergibt sich von selbst, daß das Verfahren auch mehr als zwei aufeinanderfolgende
Bieg&-schritte umfassen, kann. Im Fall von Rohren mit verhältnismäßig großem
Durchmesser und besonders kleiner Wandstärke kann man drei oder, vier aufeinanderfolgende
Biegeschritte vorsehen, wobei bei jedem Schritt das Biegen mit einem kleineren Krümmungsradius
als bei. dem vorhergehendem Schritt und stets annähernd über die gleiche Biegelänge
vor sich; geht.
-
Der Krümmungsradius jeder Biegestufe, ist abhängig vom Verhältnis
zwischen der Dicke des Rohres und dem Radius des vorher erhaltenen Krümmers. Die
Verringerung des Krümmungsradius soll nur so,groß sein, daß der Arbeitsgang ohne
Überschreitung der Verformungsgrenze vor sieh geht, d,. h. ohne Verschiebung der
Wendang nach: dien Innern des Krümmers zu, und daß eine fortschreitende und stetige
Verdrängung des Metalls in sieh selbst in der Kniekehle bzw. 1m inneren Krümmungsbogen
des Krümmers erfolgt. Man kann auf diese Weise einen Krümmer von sehr kleinem Krümmungs.radius
erhalteiu.
-
Das vorstehend beschriebene Verfahren. kann mit einem Verfahren zur
Verformung des Rohrquerschnittes kombiniert werden, bei dem der Rohrquerschnitt
vor dem Biegevorgang in einen ovalem,. Querschnitt übergeführt wird und der Biegevorgang
dann derart erfolgt, daß die große Achse des Ovals. in der senkrecht zur Achse der
Biegerolle b liegenden Symmetrieebene verläuft.
-
Das Verfahren nach der Erfindung wurde für den Fall seiner Anwendung
auf Rohre mit gleichmäßige- Wandstärke beschrieben.. Es kann ebenso auf Rohre angewendet
werden., deren Wandstärke veränderlich ist, d. h. auf Rohre, die einen; verdickten
Wandteil über einen mehr oder weniger großen Teil ihres Umfanges besitzen. Derartige
Rohre, bei denen der innere Durchtrittsquerschnitt bzw. der lichte Querschnitt des.
Rohres nicht konzentrisch zum äußeren Querschnitt dies Rohres ist, können einen.
elliptischen oder halbelliptischen oder annähernd elliptischen Querschnitt oder
jede sonstige Form besitzen,. Beim Biegen wird das Rohr derart angeordnet, daß der
verdickte Wandteil sich an der Außenseite des herzustellendem Bogens oder Krümmers
befindet, so daß der äußere Teil des hergestellten Krümmers eine größere Wandstärke
als der innere Teil oder die seitlichen Teile aufweist.
-
Dabei kann das zu biegende gerade Rohr a2 so gestaltet sein, daß der
kreisförmige Durchtrittsquerschnitt des Rohres exzentrisch in bezug auf dessen äußeren
Querschnitt liegt, der, wie in. Fig. 6 gezeigt, elliptisch oder halbelliptisch sein
kann, um eine erhöhte Wandstärke f an einer Seite des Rohres zu schaffen. .
-
Man biegt dann das Rohr, indem man dien verdickten Wandteil f an der
Außenseite des herzustellenden Bogens anordnet. Der hergestellte Krümmer hat eine
solche Form, d'aß der verdickte Teil f sich an der Außenseite der Krümmung befindet,
während in der inneren Zone des Bogens die bei a3 beim Biegen etwas verdickte Rohrwandung
a2 dennoch etwas. weniger dick ist als die- äußere Teil f, wie es. Fäg. 7 zeigt.
-
Einer der Vorteile dieser Profilgestaltung für Rohre besteht darin.,
daß sie keine Verdickung der Wand längs der an. den Stellen A und
B der Fig. 6 liegenden Erzeugenden; aufwenst, die nach dem Biegen in Haarnadelform
umgebogen sind. Es. ist daher möglich, Bausteile, welche derartige Krümmer umfassen,
einurnder zu nähern, so, daß sie einen geringem: Raum beanspruchen., der größer
wäre, wenn die Rohre seitlich verdickt wären.
-
Schließlich können die Biegevorgänge, statt schrittweise aufein@anderfolgend
bewerkstelligt zu werden, in. stetiger Folge durchgeführt werden. Zum Beispiel könnte
man mehrere Biegerollen. mit abnehmenden; Radien auf demselben Maschinenrahmen anbringen.