CH624319A5

CH624319A5 -

Info

Publication number: CH624319A5
Application number: CH1586877A
Authority: CH
Inventors: Arno Frei
Original assignee: Sulzer Ag
Priority date: 1977-12-21
Filing date: 1977-12-21
Publication date: 1981-07-31
Also published as: FR2412363A1; GB2010710B; DE2759104C2; US4262515A; FR2412363B1; GB2010710A; JPS5489965A; DE2759104A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen eines Rohres nach steilen Schraubenlinien.

Während das Biegen von Rohren nach flachen Schraubenwindungen mittels eines Systems von Rollen gang und gäbe ist, bereitet das Herstellen steiler Schraubenwindungen erhebliche Schwierigkeiten, weil das zu biegende Rohr die Tendenz hat, sich im System der Rollen sporadisch um sich selbst zu drehen. Man hat deshalb bisher beim Herstellen von Rohrwendeln mit steiler Steigung versucht, durch räumliches polygonales Biegen der Rohre sich dieser Wendelform anzunähern. Solche polygonale Rohrwendeln haben, zu einem Bündel zusammengestellt, den Nachteil, dass die radialen Abstände von der Wendelachse variieren. Daraus ergeben sich verschiedene, konstruktive Probleme, die zu komplizierten und teuren Lösungen führen.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, das das genaue Biegen von Rohrwendeln mit steilen Schraubenlinien gestattet.

Die Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in einem ersten Arbeitsgang im Kreis oder mit nur geringer Steigung gewunden wird und dass das so gewundene Rohr in einem zweiten Arbeitsgang zu einer Rohrwendel mit der gewünschten steilen Steigung auseinandergezogen wird.

Durch dieses Verfahren wird es auf einfache und kostensparende Weise möglich, Rohrwendeln mit nach steilen Schraubenlinien verlaufenden Rohren sehr genau herzustellen. Beim Anwenden dieses Verfahrens ergibt sich praktisch kein Ausschuss, und ausserdem wird der Rohrwerkstoff nur geringfügig beansprucht. Das bevorzugte Anwendungsgebiet der nach dem Verfahren hergestellten Rohrwendeln sind die Verbindungsrohre zwischen zwei Wärmeübertragern, deren Rohre selbst als Wendeln mit schwacher Steigung ausgebildet sind.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens und ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsführung mit zwei radialen Armen versehen ist, von denen mindestens der eine Arm auf der Längsführung um deren Achse drehbar und in Richtung dieser Achse verschiebbar ist, dass auf den beiden Armen je ein Spannblock zum Einspannen der Enden des auseinanderzuziehenden Rohrabschnittes so angebracht ist, dass die Spannblöcke in Tangentialebenen der Rohrwendel kippbar sind, und dass mindestens einer der beiden Arme mit einer eine Zugkraft parallel zur Achse der Rohrwendel ausübenden Zugeinrichtung verbindbar ist.

Das erfindungsgemässe Verfahren sowie einige Ausführungsbeispiele der erfindungsgemässen Vorrichtung sind in der folgenden Beschreibung anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 teilweise im Schnitt und teilweise in Ansicht eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform einer solchen Vorrichtung in Betrieb und

Fig. 3 einen Teil einer dritten Ausführungsform.

Gemäss Fig. 1 weist die Vorrichtung eine Längsführung in Form eines zylindrischen vertikalen Rohres 1 auf, an dessen unterem Ende ein hohler Arm 2 rechtwinklig zur Achse des Rohres 1 angeschweisst ist. Das Rohr 1 und der Arm 2 sind überdies mit einer Bodenplatte 3 verschweisst, die rechtwinklig zur Achse des Rohres 1 angeordnet ist. Die Bodenplatte 3 ist in nichtgezeichneter Weise beiderseits des Arms 2 mittels Schrauben auf einem Fundament 4 befestigt.

Der Arm 2 ist zylindrisch ausgedreht und enthält eine Hülse 5 mit Zirkularnut 6, in die ein Zapfen 8 einer Wurmschraube 9 eingreift. Die Hülse 5 ist also in Axialrichtung des Arms 2 in diesem arretiert. An beiden Enden der Hülse 5 ist im Arm 2 je ein Aussenring eines Kugellagers 10 und 11 angeordnet. Die zugehörigen Innenringe sitzen, durch eine Büchse 15 axial distanziert, auf einem in den Arm ragenden Zapfen 16. Sie sind dort zwischen einem Bund 17 des Zapfens 16 und einer Unterlagscheibe 18 mittels einer Schraube 19 festgeklemmt.

Der Zapfen 16 weist einen Sattel 20 eines Spannblockes 21 auf. Der zugehörige Deckel 22 des Spannblockes kann durch zwei im Sattel 20 sitzende, den Deckel durchsetzende Schrauben 23 und 24 angezogen werden. Im Bereich der Trennlinie zwischen dem Sattel 20 und dem Deckel 22 ist eine Bohrung 25 für das einzuspannende Rohr vorgesehen. Der Spannblock 21 ist also um die Achse des hohlen Arms 2 schwenkbar, jedoch gegen ein Verschieben in Richtung dieser Achse gesichert.

Auf dem Längsführungsrohr 1 ist ein Schieberohr 30 angeordnet, an dem rechtwinklig zur Achse des Schieberohres 30 ein hohler Arm 31 angeschweisst ist. Dieser Arm 31 ist in gleicher Weise wie der Arm 2 mit einem schwenkbaren Spannblock 21' ausgerüstet, der ebenfalls durch eine Schraube 9' im Arm 31 gegen Verschieben in Richtung der Achse dieses Arms gesichert ist. Auf dem Scheitel des Arms 31 ist ein Zugbügel 35 angeschweisst, an dem eine Zugvorrichtung eingehängt werden kann. Es ist auch möglich, die beschriebene

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Vorrichtung so anzuordnen, dass die Achse des Längsführungsrohres 1 horizontal ist.

Die Vorrichtung gemäss Fig. 1 wird vorzugsweise zum Strecken von Rohrwendeln aus einem Material mit verhältnismässig kleinem Gleitmodul, z.B. aus austenitischem Material verwendet. Das Rohr wird in einem ersten Arbeitsgang mit geringer Steigung in einem Rollensystem auf den gewünschten Durchmesser gewunden. Zur Durchführung des zweiten Arbeitsganges werden zunächst die Enden des zu versteckenden Abschnitts des gewundenen Rohres derart in den Spannblökken 21 und 21' eingespannt, dass die Achse der bestehenden Rohrwindung mit der Achse des Längsführungsrohres 1 zusammenfällt. Dann wird am Zugbügel 35 parallel zur Achse des Längsführungsrohres 1 eine Zugkraft angesetzt, wobei man dem Schieberohr 30 erlaubt, sich um das Längsführungsrohr 1 zu drehen. Bei diesem Arbeitsgang wird die Rohrwendel mit ursprünglich kleiner Steigung — unter Verkleinerung des Umschlingungswinkels - gleichmässig auf grosse Steigung ausgezogen, ohne dass sich der Durchmesser des Rohrzylinders erheblich ändert. Bei der Ausziehbewegung verschwenken sich die Spannblöcke 21 und 21' um die zugehörige Achse des Arms 2 bzw. 31.

Es hat sich gezeigt, dass ferritisches Material, das einen höheren Gleitmodul aufweist als austenitisches Material, sich in der Vorrichtung nach Fig. 1 nicht gleichmässig verstrecken lässt, weil Rohrwendeln aus ferritischem Material bei der Streckung die Tendenz haben, sich auf einen kleineren Windungsdurchmesser zusammenzuziehen.

Die Vorrichtung nach Fig. 2 ist geeignet, auch Rohrwindungen aus Material mit höherem Gleitmodul zu strecken. Sie weist einen zentralen Längsführungsteil 50 auf, der an seinem unteren Ende mit einem rechtwinklig angeordneten Arm 51 von I-Querschnitt verschweisst ist. Der Arm 51 ist an seinem äusseren Ende mit einem zylindrischen Lagerkörper 52 versehen, der einen Spannblock 41 trägt. In dem Lagerkörper 52 ist zu diesem Zweck auf zwei Axial-Kugellagern 53 und 54 ein Drehzapfen 55 parallel zur vertikalen Achse des Längsführungsteiles 50 gelagert. Der Drehzapfen 55 weist einen U-förmigen Körper 56 mit zwei geteilten Lagerstellen 57 auf. In jeder Lagerstelle ruht der Aussenring eines Kugellagers 58. In den zugehörigen Innenringen stecken zwei Zapfen 59, die über eine Kröpfung 60 miteinander verbunden sind. Auf den beiden Wangen 61 der Kröpfung 60 ist ein Klemmdeckel 65 mittels vier Schrauben 66 angeschraubt, von denen in Fig. 2 nur zwei sichtbar sind. Zwischen der Kröpfung 60 und dem Klemmdeckel 65 ist eine zylindrische Ausnehmung 67 vorgesehen, in der das untere Ende einer Rohrwendel 70 fest eingespannt ist.

An einem Schieberohr 75 ist ein Arm 76 von I-Querschnitt angeschweisst, der mit einem Lagerkörper 52' versehen ist. In diesem Lagerkörper 52' ist ein gleicher drehbarer, jedoch nach unten gerichteter Spannblock 41' gelagert wie im Lagerkörper 52. Das obere Ende der Rohrwendel 70 ist darin eingespannt. Der Arm 76 trägt oben einen Zugbügel 80, in dem der Haken 81 eines Krans eingreift. Der Längsführungs624 319

teil 50 mit dem Arm 51 ist mittels nichtgezeichneter Schrauben auf einem Fundament 82 befestigt.

Zur Durchführung des Verfahrens wird das ferritische Rohr mit einem grösseren Windungsdurchmesser als dem gewünschten Windungsdurchmesser der fertigen Rohrwendel, jedoch mit kleiner Steigung auf übliche Art, beispielsweise in einem Rollensystem, gewickelt. In einem zweiten Arbeitsgang wird diese Wicklung in der Vorrichtung nach Fig. 2 eingespannt und schliesslich durch Anheben des Armes 76 mittels des Kranhakens 81 gestreckt. Bei diesem Auseinanderziehen kippen oder verschwenken die Kröpfungen 60 und 60' in den Spannblöcken 41 bzw. 41' um die Zapfen der Kröpfungen. Ausserdem verkleinert sich bei der Streckung ferritischen Materials der Durchmesser der Wicklung, wobei die U-förmi-gen Körper 56 und 56' um die Achse des zugehörigen Drehzapfens leicht verschwenkt werden.

Beim Herstellen sehr steiler Rohrwendeln aus Material mit grossem Gleitmodul kann es zweckmässig sein, das Auseinanderziehen in mehreren Stufen durchzuführen, wobei jeweils Vorrichtungen mit abnehmender Armlänge verwendet werden. Es kann auch zweckmässig sein, eine Vorrichtung zu verwenden, bei der die Lagerkörper 52 und 52' sich im Laufe des Streckvorganges zur Achse des Längsführungsteiles 50 hin in den Armen 51 und 76 verschieben können.

Der untere Arm einer solchen Vorrichtung ist etwa wie in Fig. 3 gezeigt ausgebildet. Dort ist an einem Längsführungsteil 83 eine ebene Befestigungsfläche 84 angeschmiedet. An dieser Fläche 84 ist ein hohler Arm 85 über seinen Flansch 86 festgeschraubt. Der Arm 85 ist gehärtet und innen geschliffen. Er enthält, auf Kugeln 88 geführt, einen gehärteten und geschliffenen Schiebezapfen 87. Eine Bronzebüchse 89 gleitet mit zwei Innenrippen 90 auf dem Schiebezapfen 87 und weist zwei zirkuläre Reihen von Bohrungen zur Aufnahme der Kugeln 88 auf. Am linken Ende des Zapfens 87 ist ein Spannblock 21 angeordnet. Der Arm 85 ist wiederum in nicht näher dargestellter Weise auf einem Fundament 94 befestigt. Der obere, verschiebbare Arm dieser Vorrichtung ist in gleicher Weise mit einem entsprechenden Schiebezapfen versehen, der ebenfalls einen gleichen Spannblock trägt wie der Schiebezapfen 87.

Eine Vorrichtung mit Armen nach Fig. 3 eignet sich für das Strecken austenitischer wie auch ferritischer Rohrwendeln. Bei ferritischen Rohrwendeln verkürzen sich die Arme während des Streckvorganges von selbst.

Statt die Reibung durch Kugellagerungen auf ein Mindestmass herabzusetzen, kann es auch vorteilhaft sein, die Dreh-und Verschiebebewegungen der Schieberohre 30 und 75 um die Längsführung 1 bzw. 50 sowie die Bewegungen der Zapfen 16, 59 und 87 in ihren Lagern in Drehrichtung bzw. in Längsrichtung von der erzwungenen Axialbewegung der Schieberohre 30 und 75 aus durch Getriebe, Kabelzüge oder ähnliche Mittel zu steuern.

Mit den beschriebenen Vorrichtungen ist es auch möglich, Rohre zu biegen, die mehr als eine ganze Windung von 360° haben. Ferner ist es möglich, den Verlauf der steilen Steigung an einer langen Rohrwendel abschnittsweise zu verwirklichen.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zum Biegen eines Rohres nach steilen Schraubenlinien, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr in einem ersten Arbeitsgang im Kreis oder mit nur geringer Steigung gewunden wird und dass das so gewundene Rohr in einem zweiten Arbeitsgang zu einer Rohrwendel mit der gewünschten steilen Steigung auseinandergezogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass vor der Durchführung des zweiten Arbeitsganges das gewundene Rohr an den Enden des Abschnittes, in dem es auf die gewünschte Steigung auseinandergezogen werden soll, so gefasst wird, dass die beiden Enden sich beim Auseinanderziehen im Räume bewegen und kippen, aber sich nicht um die Achse des Rohres drehen können, und dass das Auseinanderziehen durch Relatiwerschiebung der beiden Enden unter in Richtung der Achse der Rohrwendel wirkenden Kräften geschieht.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Längsführung mit zwei radialen Armen versehen ist, von denen mindestens der eine Arm auf der Längsführung um deren Achse drehbar und in Richtung dieser Achse verschiebbar ist, dass auf den beiden Armen je ein Spannblock zum Einspannen der Enden des auseinanderzuziehenden Rohrabschnittes so angebracht ist, dass die Spannblöcke in Tangentialebenen der Rohrwendel kippbar sind und dass mindestens einer der beiden Arme mit einer eine Zugkraft parallel zur Achse der Rohrwendel ausübenden Zugeinrichtung verbindbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannblöcke an den Armen um Achsen drehbar befestigt sind, die parallel zur Achse der Rohrwendel verlaufen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Drehachse der Spannblöcke von der Achse der Rohrwendel in dem Bereich liegt, der durch den Unterschied des Radius der Rohrwindung vor und nach dem Auseinanderziehen bestimmt ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannblöcke auf den Armen in deren Längsrichtung verschiebbar angeordnet sind.