EP2406021B1 - Rohrbiegemaschine mit rohrmanipulator - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a pipe bending machine and a method for loading and inserting pipes in pipe bending machines, with the features of the preamble of claim 1, such as from the DE 26 30 967 A known.
- the pipes to be bent are inductively heated at the bending point.
- the pipes are often thick-walled steel pipes with wall thicknesses from 3 to 120 mm and with large diameters from 400 to 1660 mm and weights of several tons.
- the tube bending machines developed for this purpose are correspondingly large and heavy, with which bending radii of 1 to 10 meters can be realized.
- the DE 26 30 967 A teaches to bend a pipe and to remove it from the bending device by means of a mandrel without having to remove the induction ring.
- the mandrel is not used as a feed and also not as a tool for gripping the pipe and inserting it into the pipe bending machine.
- the DE 31 47 688 A1 describes a pipe quick-action clamping device with which the smallest possible, non-bendable pipe length is to be achieved at the clamping end, whereby a radial clamping movement is achieved by means of a bolt-shaped expanding collet with several longitudinal slots distributed around the circumference.
- the expanding pliers are also placed over one end of the pipe to be bent.
- FR 1 442 832 A it is intended to grip a thin-walled installation pipe from the inside and to feed it to a mechanical bending device.
- the device is not suitable for large and thick-walled pipes that can only be formed using the induction bending process.
- the object of the invention is therefore to provide a pipe bending machine in which the reclamping and loading processes are shortened and simplified and thus the throughput that can be achieved and the cost-effectiveness thereof are increased.
- the pickup gun applies the force with which the pipe is guided through the heating device.
- the pipe manipulator essentially consists of the receiving pin and the devices that serve to move the receiving pin in the axial direction, the latter corresponding to the usual feed devices according to the conventional art.
- the receiving pin fixes the pipe to be bent in at least two holding planes that are perpendicular to the horizontal pipe center axis.
- the two holding levels must be so far apart that they can safely absorb the large leverage forces without causing deformations at the force application points of the pipes. Additional holding levels can be provided as support.
- fixation takes place in a frictionally locking manner in each of the holding planes by holding devices which are pressed against the tube from the inside. Due to the considerable forces, attention must be paid to defined, limited compressive forces and sufficient force application areas.
- the receiving quill is rotatable. This facilitates clamping in the case of multiple bends and enables the tube to be rotated after several, possibly spatially complicated, bending processes in such a way that the tube can be removed safely.
- the holding devices are formed in each plane by holding levers which have force introduction elements for the inside of the tube at their outer ends, the holding levers being actuated by a hydraulic system within the receiving quill and being concentrically spread in the process.
- the holding levers can be arranged in the same direction or in opposite directions. In the event of a synchronism, the force introduction surfaces of the different holding planes can also be connected to one another.
- Fig. 1 shows the bending machine with a bending lock 1, the bending axis of rotation 2, behind which there is also an induction ring 3 in the same plane.
- a pickup 5 On the front part of a feed carriage 4 there is a pickup 5 which is connected to a feed rod 6 and has the holding lever 7.
- Pickup gun 5, feed rod 6 and holding lever 7 form the pipe manipulator.
- the inserted tube 8 is shown up to the induction ring 3 and is then only shown in dashed lines in the unbent state.
- Fig. 2a shows a side view of the pipe manipulator consisting of the pickup 5, feed rod 6, the four holding levers 7 in the retracted state and their force introduction surfaces 9.
- Fig. 2b shows a 45 ° cut
- Fig. 2c a frontal view in the axial direction
- Fig. 2d an isometric representation.
- FIG. 3a Shows in the same way Fig. 3a a side view of the pipe manipulator consisting of the pickup 5, the feed rod 6, the four Retaining levers 7 in the extended state and their force introduction surfaces 9.
- the holding planes 10 are also shown here.
- Fig. 3b shows a 45 ° cut
- Fig. 3c a frontal view in the axial direction
- Fig. 3d an isometric representation.
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Description
- Die Erfindung betrifft eine Rohrbiegemaschinen sowie ein Verfahren zum Beschicken und zum Einführen von Rohren in Rohrbiegemaschinen, mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1, wie z.B. aus der
DE 26 30 967 A bekannt. - In solchen Rohrbiegemaschinen werden die zu biegenden Rohre an der Biegestelle induktiv erwärmt. Bei den Rohren handelt es sich hierbei um oft dickwandige Stahlrohre mit Wanddicken von 3 bis zu 120 mm und mit großen Durchmessern von 400 bis 1660 mm und dabei Gewichten von mehreren Tonnen. Entsprechend groß und schwer sind auch die dazu entwickelten Rohrbiegemaschinen, mit denen sich Biegeradien von 1 bis 10 Metern realisieren lassen.
- Problematisch ist dabei das Handling der gebogenen Rohre. Für jede Biegung muss das zu biegende Rohr an seinem geraden Ende in einen Vorschubwagen eingespannt werden, während an dem zu biegenden Ende ein Biegeschloss befestigt wird. Zwischen Biegeschloss und Vorschubwagen befindet sich eine ringförmige Vorrichtung zum induktiven Erwärmen, üblicherweise auch als Induktionsring bezeichnet. Dieser Induktionsring muss bei allen Umspann- und Beschickungsvorgängen in aufwändiger Weise abgebaut und danach wieder eingebaut und ausgerichtet werden, weil sonst die Gefahr bestünde, dass beim Transport schwingende Rohre zu Beschädigungen führen würden. Dies bedeutet in der Regel eine erhebliche Verzögerung der Biegevorgänge, die den Umsatz einer Rohrbiegemaschine maßgeblich begrenzt. Zur Lösung derartiger Schwierigkeiten sind auch andere Spanneinrichtungen zum Führen von Rohren im Stand der Technik bereits beschrieben worden.
- Die
DE 26 30 967 A lehrt hierzu, ein Rohr zu biegen und mittels eines Aufnahmedorns aus der Biegevorrichtung herauszunehmen, ohne den Induktionsring entfernen zu müssen. Allerdings wird der Aufnahmedorn nicht als Vorschub benutzt und auch nicht als Werkzeug, um das Rohr zu greifen und in die Rohrbiegemaschine einzuführen. - Die
DE 31 47 688 A1 beschreibt eine Rohr-Schnellspannvorrichtung, mit der eine möglichst geringe, nicht biegbare Rohrlänge am Einspannende erreicht werden soll, wobei durch eine bolzenförmige Spreizzange mit mehreren am Umfang verteilten Längsschlitzen eine Radialklemmbewegung erzielt wird. Hierzu wird die Spreizzange auch über das eine Ende des zu biegenden Rohres gestülpt. Mit einer solchen Technologie sind aber nur geringe Wanddickenunterschiede ausgleichbar und das Werkzeug kann nicht über ein großes Rohr-Durchmesser-Spektrum zum Einsatz gebracht werden. Auch ist es nicht möglich, das hintere Rohrende durch die Erwärmungsvorrichtung hindurchzuführen. - In der
FR 1 442 832 A - Weitere Spannzangen für Rohre werden in den Schriften
DE 1 966 496 U undUS 2862540 beschrieben. Auch diese sind aber nicht geeignet, große Rohre wechselnder Durchmesser aufzunehmen und in Rohrbiegemaschinen induktiv zu biegen. - Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Rohrbiegemaschine zu schaffen, bei der die Umspann- und Beschickungsvorgänge verkürzt und vereinfacht sind und somit der erreichbare Durchsatz und deren Wirtschaftlichkeit erhöht ist.
- Die Aufgabe wird durch eine Rohrbiegemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
- Eine solche Rohrbiegemaschinedient dem Biegen von Rohren großer Durchmesser und besitzt einen Rohrmanipulator zum Bewegen der Rohre.
- In der Rohrbiegemaschine wird ein Rohr in axialer Richtung durch eine dieses Rohr ringförmig umschließende, Erwärmungseinrichtung geführt.
- Bei dem in Vorschubrichtung des Rohres gelegenen Teil der Rohrbiegemaschine befindet sich mindestens ein Biegearm,
- Ein am Biegearm befindliches Biegeschloss umfasst das zu biegende Rohrstück fest und bewegt sich während des Vorschubes des Rohres um die Biegedrehachse.
- Am Ende des Rohres ist eine axial in Vorschubrichtung des Rohres in der Vorschubeinrichtung verschiebbare Aufnahmepinole eingebaut.
- Die Aufnahmepinole greift von innen in das Rohr greift und spannt das Rohr dabei von innen fest.
- Die Aufnahmepinole führt das Rohr in definierter Weise axial durch die Erwärmungseinrichtung bis in eine vordere Spanneinrichtung.
- Hierdurch ist es möglich, auf einen Aus- und Wiedereinbau des Induktionsringes zu verzichten, da man das Rohr präzise durch den Induktionsring hindurchführen kann, bis das hintere Rohrende weit genug vor dem Induktionssystem gespannt werden kann, ohne dass Ausweichbewegungen des Rohres mit zerstörerischer Wirkung zu befürchten sind. Die Aufnahmepinole bringt die Kraft auf, mit der das Rohr durch die Erwärmungseinrichtung geführt wird. Der Rohrmanipulator besteht hierbei im Wesentlichen aus der Aufnahmepinole und den Vorrichtungen, die der Bewegung der Aufnahmepinole in axialer Richtung dienen, wobei letztere den üblichen Vorschubvorrichtungen nach dem herkömmlichen Stand der Technik entsprechen.
- Nach der Erfindung ist vorgesehen, dass die Aufnahmepinole das zu biegende Rohr in mindestens zwei Halteebenen, die senkrecht zur waagerechten Rohrmittelachse liegen, fixiert. Mit einer derartigen rohrinnenseitigen Aufnahmevorrichtung ist es möglich, das Rohr so festzuhalten, dass es weder in Längsrichtung noch in tangentialer Richtung verrutschen kann. Die beiden Halteebenen müssen soweit auseinander liegen, dass sie die großen Hebelkräfte sicher aufnehmen können, ohne an den Krafteinleitungspunkten der Rohre zu Verformungen zu führen. Zur Unterstützung können weitere Halteebenen vorgesehen werden.
- Außerdem ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Fixierung in reibschlüssiger Weise in jeder der Halteebenen durch Haltevorrichtungen erfolgt, die von innen gegen das Rohr gedrückt werden. Hierbei muss aufgrund der erheblichen Kräfte auf definierte, begrenzbare Druckkräfte und ausreichende Krafteinleitungsflächen geachtet werden.
- Weiterhin ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Aufnahmepinole drehbar ist. Dies erleichtert das Einspannen bei Mehrfachbiegungen und ermöglicht, dass das Rohr nach mehreren, möglicherweise räumlich komplizierten Biegevorgängen so gedreht werden kann, dass eine sichere Entnahme des Rohres ermöglicht wird.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Haltevorrichtungen in jeder Ebene durch Haltehebel gebildet werden, die an ihren äußeren Enden Krafteinleitungselemente für die Rohrinnenseite aufweisen, wobei die Haltehebel durch ein hydraulisches System innerhalb der Aufnahmepinole betätigt und dabei konzentrisch gespreizt werden. Die Haltehebel können dabei gleichläufig oder gegenläufig angeordnet werden. Im Falle einer Gleichläufigkeit können die Krafteinleitungsflächen der verschiedenen Halteebenen auch miteinander verbunden werden.
- In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass in jeder der Halteebenen drei, vier, fünf oder sechs Haltehebel vorgesehen werden, wobei die Haltehebel gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.
- Ein Verfahren zum Beschicken und Führen eines Rohres vor und nach einem Biegevorgang mittels einer erfindungsgemäßen Rohrbiegemaschine umfasst folgende Schritte:
- a) Positionieren des zu biegenden Rohres axial fluchtend vor dem Rohrmanipulator,
- b) Einführen der Aufnahmepinole des Rohrmanipulators mit eingezogenen Haltehebeln in das Rohr, bis mindestens zwei Halteebenen innerhalb des zu biegenden Rohres sind,
- c) Hydraulisches Ausfahren der Haltehebel, bis das Rohr durch die Aufnahmepinole festgehalten wird,
- d) Heranziehen des Rohres durch die ringförmige Erwärmungseinrichtung (3) hindurch bis die Position, an der das Rohr in einem Vorschubwagen gespannt werden kann,
- e) Schieben und gleichzeitiges Biegen des Rohres mittels induktiver Erwärmung,
- f) Nach Beenden des Biegevorgangs Herausschieben des gebogenen Rohres durch die abgeschaltete Erwärmungseinrichtung (3) hindurch bis in das Biegeschloss (1),
- g) Spannen des Rohres im Biegearmschloss,
- h) Hydraulisches Einfahren der Haltehebel,
- i) Herausführen der Aufnahmepinole aus dem Rohr,
- j) Abtransport des Rohres.
- Es ist also nicht mehr nötig, das Rohr mit Kränen in der Biegemaschine zu positionieren. Weiterhin können übliche Biegevorgänge ohne Wartezeit, bis das Rohr abgekühlt ist, in einem durchgeführt werden, was die Produktivität erheblich verbessert, weil es den gesamten Biegevorgang erheblich beschleunigt. Der Abtransport kann dann in einfacher Weise zum Beispiel mittels eines Hallenkrans erfolgen.
- Während des Biegevorgangs muss darauf geachtet werden, dass keine Haltehebel ausgefahren sind, wenn die betreffende Krafteinleitungsfläche in die Nähe des Induktionsringes gelangt, sondern dass sich die Haltehebel in einer Parkposition befinden.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand von neun Skizzen näher erläutert.
- Fig. 1
- zeigt hierbei eine Übersicht über die Teile der Biegemaschine und ihr Zusammenwirken mit dem Rohrmanipulator.
- Fig. 2a bis 2d
- zeigen eine Aufnahmepinole mit eingefahrenen, und
- Fig. 3a bis 3d
- mit ausgefahrenen Haltehebeln.
-
Fig. 1 zeigt die Biegemaschine mit Biegeschloss 1, der Biegedrehachse 2, hinter dem in der gleichen Ebene auch ein Induktionsring 3 liegt. Auf dem vorderen Teil eines Vorschubwagens 4 befindet sich eine Aufnahmepinole 5, die mit einer Vorschubstange 6 verbunden ist und die Haltehebel 7 aufweist. Aufnahmepinole 5, Vorschubstange 6 und Haltehebel 7 bilden den Rohrmanipulator. Das eingelegte Rohr 8 ist bis zum Induktionsring 3 gezeigt und danach nur im ungebogenen Zustand gestrichelt angedeutet. -
Fig. 2a zeigt eine Seitenansicht des Rohrmanipulators bestehend aus Aufnahmepinole 5, Vorschubstange 6, den vier Haltehebeln 7 in eingefahrenem Zustand und deren Krafteinleitungsflächen 9. -
Fig. 2b zeigt einen 45°-Schnitt,Fig. 2c eine Frontalansicht in Achsrichtung undFig. 2d eine isometrische Darstellung. - In gleicher Weise zeigt
Fig. 3a eine Seitenansicht des Rohrmanipulators bestehend aus der Aufnahmepinole 5, der Vorschubstange 6, den vier Haltehebeln 7 in ausgefahrenem Zustand und deren Krafteinleitungsflächen 9. Gezeigt werden hierbei auch die Halteebenen 10. -
Fig. 3b zeigt einen 45°-Schnitt,Fig. 3c eine Frontalansicht in Achsrichtung undFig. 3d eine isometrische Darstellung. -
- 1
- Biegeschloss
- 2
- Biegedrehachse
- 3
- Induktionsring
- 4
- Vorschubwagen
- 5
- Aufnahmepinole
- 6
- Vorschubstange
- 7
- Haltehebel
- 8
- Rohr
- 9
- Krafteinleitungsfläche
- 10
- Halteebene
Claims (4)
- Rohrbiegemaschine zum Biegen von Rohren (8) großer Durchmesser, wobei- ein Rohrmanipulator zum Bewegen der Rohre vorgesehen ist, mit dem ein Rohr (8) in axialer Richtung durch eine das Rohr (8) ringförmig umschließende Erwärmungseinrichtung (3) geführt wird,- sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres (8) gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm befindet,- ein am Biegearm befindliches Biegeschloss (1) das zu biegende Rohrstück fest umfasst und sich während des Vorschubes des Rohres um die Biegedrehachse (2) bewegt,dadurch gekennzeichnet, dass der Rohrmanipulator eine Vorschubstange (6), Haltehebel (7) sowie eine drehbare und axial in Vorschubrichtung des Rohres (8) verschiebbare Aufnahmepinole (5) umfasst, welche:- am Ende des Rohres (8) in der Vorschubeinrichtung (4) eingebaut ist,- zum Eingriff von innen in das Rohr (8) und zur festen Einspannung des Rohres (8) von innen ausgebildet ist,- zur Führung des Rohres (8) in definierter Weise durch die Erwärmungseinrichtung (3) hindurch in das Biegearmschloss (1) verschiebbar ist,und dass das zu biegende Rohr (8) durch die Aufnahmepinole (5) in mindestens zwei Halteebenen (10), die senkrecht zur Rohrmittelachse liegen, fixierbar ist und dass die Fixierung in reibschlüssiger Weise in jeder der Halteebenen (10) durch die von innen gegen das Rohr (8) drückbaren Haltehebel (7) erfolgt.
- Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltehebel (7) an ihren äußeren Enden Krafteinleitungselemente (9) für die Rohrinnenseite aufweisen und durch ein hydraulisches System innerhalb der Aufnahmepinole (5) betätigt und dabei konzentrisch aufspreizbar sind.
- Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Halteebenen (10) drei, vier, fünf oder sechs Haltehebel (7) vorgesehen sind, die gleichmäßig über den Umfang verteiltsind.
- Verfahren zum Beschicken und Führen eines Rohres (8) vor und nach einem Biegevorgang mittels einer Vorrichtung gemäß Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch folgende Schritte:a) Positionieren des zu biegenden Rohres (8) axial fluchtend vor dem Rohrmanipulator,b) Einführen der Aufnahmepinole (5) des Rohrmanipulators mit eingezogenen Haltehebeln (7) in das Rohr (8), bis mindestens zwei Halteebenen (10) innerhalb des zu biegenden Rohres (8) sind,c) Hydraulisches Ausfahren der Haltehebel (7) bis das Rohr (8) durch die Aufnahmepinole (5) festgehalten wird,d) Heranziehen des Rohres (8) durch die ringförmige Erwärmungseinrichtung (3) hindurch bis in eine Position, an der das Rohr (8) in einem Vorschubwagen (4) gespannt werden kann,e) Schieben und gleichzeitiges Biegen des Rohres mittels induktiver Erwärmung,f) Nach Beenden des Biegevorgangs Herausschieben des gebogenen Rohres (8) durch die abgeschalteter Erwärmungseinrichtung (3) hindurch bis in das Biegeschloss (1),g) Spannen des Rohres (8) im Biegeschloss (1),h) Hydraulisches Einfahren der Haltehebel (7),i) Herausführen der Aufnahmepinole (5) aus dem Rohr (8), undj) Abtransport des Rohres (8).
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