DE3247200C2

DE3247200C2 - Verfahren und Biegepresse zum Biegen des Rohrabschnittes eines geraden Rohres zu einem fertigen Rohrbogen

Info

Publication number: DE3247200C2
Application number: DE19823247200
Authority: DE
Inventors: Rudolf Dr.-Ing. 4047 Dormagen König
Original assignee: Emil Wolff, Maschinenfabrik Und Eisengiesserei Gmbh, 4300 Essen
Priority date: 1982-12-21
Filing date: 1982-12-21
Publication date: 1987-05-07
Also published as: DE3247200A1

Abstract

Verfahren und Biegepresse zum Biegen eines geraden Rohres zu einem Rohrbogen mit einem Öffnungswinkel von kleiner als 110° in einem Rohrabschnitt zwischen nach dem Biegevorgang geraden Schenkeln durch Biegepressen. Das gerade Rohr wird bei dem Verfahren mit dem zu biegenden, auf Biegetemperatur erwärmten Rohrabschnitt in die Biegewerkzeuge einer Biegepresse mit der konvexen Rohrbogenseite zugeordneter Rohrbogenmatrize und der konkaven Rohrbogenseite zugeordneter Rohrbogenpatrize eingeführt. Zwischen Rohrbogenmatrize und Rohrbogenpatrize wird das Rohr in mehreren Pressenhubstufen zu dem Rohrbogen gebogen. Das gerade Rohr wird in der ersten Pressenhubstufe bis zu einem Öffnungswinkel von etwa 120 bis 110° gebogen. Danach wird der zwischen Rohrbogenmatrize und Rohrbogenpatrize gehaltene Rohrabschnitt rohrwandverdickend gestaucht, und zwar mit Hilfe von Stauchkräften, die über die geraden Schenkel aufgebracht werden. Im Anschluß daran werden die Stauchkräfte aufgehoben und der gestauchte Rohrabschnitt wird mit Hilfe der Rohrbogenmatrize und der Rohrbogenpatrize weiter gebogen, - und erforderlichenfalls so weiter fort im erneuten Wechsel zwischen Stauchen und Biegen bis zu dem fertigen Rohrbogen mit einem Öffnungswinkel von kleiner als 110°. Die Biegepresse für die Durchführung dieses Verfahrens besitzt eine Einspannvorrichtung für die Schenkel, die in der Biegeebene an Bogenführungen geführt und außerdem als Stauchvorrichtung ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen des Rohrabschnittes eines geraden Rohres zu einem fertigen Rohrbogen, der einen Öffnungswinkel von kleiner als 110° und gerade Schenkel aufweist, wobei der zu biegende Rohrabschnitt auf Biegetemperatur erwärmt und in einem Biegewerkzeug mit der konvexen Seite des Rohrbogens zugeordneter Rohrbogenmatrize und der konkaven Seite des Rohrbogens zugeordneter Rohrbogenpatrize in mehreren Werkzeughubstufen gebogen wird. - Die Erfindung bezieht sich ferner auf eine Rohrbiegepresse für die Durchführung eines solchen Verfahrens, mit einem die Rohrbogenmatrize bzw. -patrize aufweisenden Pressenstempel und einem die Rohrbogenpatrize bzw. -matrize tragenden Pressenwiderlager.

Bei dem bekannten gattungsgemäßen Verfahren (Mitteilungen der deutschen Forschungsgesellschaft für Blechverarbeitung und Oberflächenbehandlung e. V. 1968, Band 19, Nr. 9, S. 122, Bild 3.II) tritt jedenfalls bei einem Öffnungswinkel kleiner als 110° auf der Zugspannungsseite im Rohrbogenteil eine beachtliche Reduzierung der Wanddicke auf. Um diese zu vermeiden, sind verschiedene Maßnahmen bekannt. Insbesondere ist es bekannt (DE-PS 4 71 645), von geraden Rohren auszugehen, die von vornherein auf der vorstehend definierten Zugspannungsseite eine größere Wanddicke aufweisen, die sich beim Biegevorgang reduziert, und zwar so, daß der fertige Rohrbogen überall die gleiche Wanddicke besitzt. Diese Maßnahme ist unpraktisch, wenn es sich um verhältnismäßig lange Rohre handelt, die nur in einem kurzen Rohrabschnitt mit einem Rohrbogen versehen werden sollen. Im Rahmen der bekannten Maßnahmen entstehen vielmehr Rohrbögen, bei denen letzten Endes die geraden Schenkel fehlen, die folglich als Anschlußrohre aufwendig angeschweißt werden müssen. Darüber hinaus stimmen häufig die Durchmesser und die Rundheit der zu verschweißenden Rohrteile nicht hinreichend genau überein, weil sich beim Biegevorgang auch die Durchmesser und die Rundheit der Rohrbögen verändern. Um diese Mängel zu vermeiden, ist es bekannt (ältere Patentanmeldung gemäß DE-OS 31 24 957), von einem handelsüblichen geraden Rohr überall gleicher Wanddicke auszugehen, dieses jedoch vor dem Biegen in den Bereichen, die der Biegung unterworfen werden sollen, zunächst zu stauchen, um durch den Stauchvorgang die Wanddicke entsprechend der zu erwartenden Reduzierung der Wanddicke beim Biegevorgang zu vergrößern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu führen, daß dem Biegevorgang übliche Rohre überall gleicher Wanddicke unterworfen werden können, die nicht mehr vor dem Biegen bereichsweise durch Anstauchen eine Wanddickenvergrößerung erfahren müssen. Die Aufgabe schließt ein, eine entsprechend arbeitende Rohrbiegepresse zu schaffen.

Diese Aufgabe wird bei dem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst, daß das Biegen des Rohrabschnittes in der ersten Werkzeughubstufe um 120° bis 110° erfolgt, daß danach der Rohrabschnitt - bei Halten in der Biegeebene zwischen Rohrbogenmatrize und Rohrbogenpatrize - rohrwandverdickend gestaucht wird, und zwar mit Hilfe von Stauchkräften, die über die geraden Schenkel aufgebracht werden, und daß dann - nach Aufheben der Stauchkräfte - das Biegen des Rohrabschnittes zum fertigen Rohrbogen in den weiteren Werkzeughubstufen erforderlichenfalls im erneuten Wechsel zwischen Stauchen und Biegen erfolgt. Eine zur Durchführung dieses Verfahrens besonders geeignete Rohrbiegepresse mit einem die Rohrbogenmatrize bzw. -patrize aufweisenden Pressenstempel und einem die Rohrbogenpatrize bzw. -matrize tragenden Pressenwiderlager ist dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits von Rohrbogenmatrize und Rohrbogenpatrize jeweils eine Einspannvorrichtung für die geraden Schenkel - zum Halten des Rohrabschnittes - angeordnet ist, wobei die Einspannvorrichtungen jeweils an in der Biegeebene liegenden Bogenführungen bewegbar sind und zusätzlich als Stauchvorrichtung für das Stauchen des Rohrabschnittes ausgebildet sind. Vorzugsweise sollen die Einspannvorrichtungen jeweils eine Klemmbacke aufweisen, die jeweils an eine Stauchzylinderkolbenanordnung angeschlossen ist, die jeweils als Stauchvorrichtung dient und auf einem Schlitten angeordnet ist, über den das Bewegen der Einspannvorrichtung an den Bogenführungen erfolgt.

Die Erfindung nutzt die überraschende Tatsache, daß ein Rohrabschnitt, welcher in der beschriebenen Weise in einer ersten Werkzeughubstufe vorgebogen ist, in dem Biegewerkzeug so gestaucht werden kann, daß eine beachtliche Vergrößerung der Wanddicke in diesem Abschnitt auftritt. Je nach der Wanddicke des geraden Rohres insgesamt, von dem im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens ausgegangen wird, bedarf es beim Stauchvorgang irgendwelcher Stabilisierungsmaßnahmen an den freien Schenkeln des Rohres, über die die Stauchkräfte aufgebracht werden, nicht. Erforderlichenfalls ist es jedoch möglich, auf diese Schenkel Stabilisierungshülsen aufzusetzen, und zwar zweckmäßigerweise zweischaltige Stabilisierungshülsen, die durch Zusammenklappen aufgesetzt und durch Aufklappen abgenommen werden. Je nach den speziellen Verhältnissen kann es zweckmäßig sein, beim Stauchvorgang die Biegewerkzeuge ein wenig zu öffnen. Erforderlich ist dieses Öffnen jedoch im allgemeinen nicht. Vielmehr bleibt in dem Biegewerkzeug ausreichend Raum für den Stauchvorgang, weil nach der Lehre der Erfindung die Biegewerkzeuge in der ersten Pressenhubstufe nicht vollständig geschlossen sind. Insbesondere der Zugspannungsbereich des gebogenen Rohrabschnittes erfährt die gewünschte Vergrößerung der Wanddicke.

Die Erfindung gestattet es, daß das ursprünglich gerade Rohr an mehreren, durch eine Abstandsrohrlänge voneinander getrennten Rohrabschnitten durch Biegen und Stauchen mit Rohrbögen versehen wird, und zwar auch mit Rohrbögen mit nach Größe und bzw. oder Richtung unterschiedlicher Krümmung, und daß dabei die Abstandsrohrlängen oder die Abstandsrohrlänge als Schenkel zum Aufbringen der Stauchkräfte eingesetzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch mit Rohren praktiziert werden, die im zu biegenden Bereich bereits Wandverdickungen mitbringen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer für das erfindungsgemäße Verfahren eingerichteten Rohrbiegepresse ausführlicher erläutert. Die einzige Figur zeigt eine solche Rohrbiegepresse ausschnittsweise und in Seitenansicht.
Zu der in der Figur dargestellten Rohrbiegepresse gehören

ein die Rohrbogenmatrize 1 aufweisender Pressenstempel 2 und
ein die Rohrbogenpatrize 3 tragendes Pressenwiderlager 4.

Rohrbogenmatrize 1 und Rohrbogenpatrize 3 können auch vertauscht werden. Sie bilden ein Biegewerkzeug und sind für den Öffnungswinkel α des fertigen Rohrbogens 5 im zu biegenden Rohr 6 eingerichtet. Sie besitzen ein vorgegebenes Krümmungszentrum K und definieren die Biegeebene, in der auch der Pressenstempel 2 bewegt wird und in dem beim Biegevorgang die freien Schenkel 7 gleichsam schwenken. Beidseits des Biegewerkzeugs sind in der Biegeebene jeweils eine Einspannvorrichtung 8 für die an dem zu biegenden Rohrabschnitt angeschlossenen geraden Schenkel 7 angeordnet. Diese Einspannvorrichtungen 8 sind in der Biegeebene an Bogenführungen 9 geführt und in Richtung der eingezeichneten Doppelpfeile bewegbar. Die Bogenführung 9 ist so ausgelegt, daß die Einspannvorrichtungen 8 beim Biegen der Schwenkbewegung der geraden Schenkel 7 folgen können. Die Einspannvorrichtungen 8 sind zugleich als Stauchvorrichtungen für den Stauchvorgang bzw. die Stauchvorgänge ausgebildet und betätigbar. Sie bestehen dazu im Ausführungsbeispiel einerseits aus Klemmbacken 10, die die erwähnten Schenkel 7 umfassen, und Stauchzylinderanordnungen 11, die ihrerseits jeweils mit einem Schlitten 12 in der Bogenführung 9 geführt sind. Der Biegevorgang kann in mehreren Werkzeug- bzw. Pressenhubstufen durchgeführt werden. Die Arbeitsweise ist so, daß das gerade Rohr 6 in der ersten Pressenhubstufe bis zu einem Öffnungswinkel von 120° bis 110° gebogen wird. Danach wird der zwischen Rohrbogenmatrize 1 und Rohrbogenpatrize 3 gehaltene Rohrabschnitt rohrwandverdickend gestaucht. Dabei wird im allgemeinen über den Pressenstempel 2 keine Kraft aufgebracht. Der Pressenstempel 2 und die Werkzeuge 1, 3 bleiben jedoch in der Stellung, die dem angegebenen Öffnungswinkel der ersten Pressenhubstufe entspricht. Die Stauchkräfte werden in Richtung der eingezeichneten Pfeile über die geraden Schenkel aufgebracht, und zwar möglichst in deren Achsrichtung. Im Anschluß daran werden die Stauchkräfte aufgehoben; die gestauchten Rohrabschnitte werden mit Hilfe der Rohrbogenmatrize 1 und der Rohrbogenpatrize 3 weiter gebogen - was erforderlichenfalls mehrfach wiederholt werden kann, bis der fertige Rohrbogen 5 den gewünschten Öffnungswinkel α aufweist. Zum Biegen können die Stauchzylinderanordnungen 11 in axialer Richtung der Schenkel 7 ausgleichend bewegbar sein.
Im Ausführungsbeispiel ist verdeutlicht worden, wie vorzugehen ist, wenn das ursprünglich gerade Rohr 6 an mehreren, durch eine Abstandslänge voneinander getrennten Rohrabschnitten durch Biegen und Stauchen mit Rohrbögen 5 versehen werden soll. Hier ist in einer der Einspannvorrichtungen 8 ein fertiggebogener Rohrbogen 5 eingespannt, jedoch so, daß die Stauchkraft über den geraden oder hinreichend geraden Schenkel 7 wirken kann.

Claims

1. Verfahren zum Biegen des Rohrabschnittes eines geraden Rohres zu einem fertigen Rohrbogen, der einen Öffnungswinkel von kleiner als 110° und gerade Schenkel aufweist, wobei der zu biegende Rohrabschnitt auf Biegetemperatur erwärmt und in einem Biegewerkzeug mit der konvexen Seite des Rohrbogens zugeordneter Rohrbogenmatrize und der konkaven Seite des Rohrbogens zugeordneter Rohrbogenpatrize in mehreren Werkzeughubstufen gebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen des Rohrabschnittes in der ersten Werkzeughubstufe um 120° bis 110° erfolgt, daß danach der Rohrabschnitt - bei Halten in der Biegeebene zwischen Rohrbogenmatrize (1) und Rohrbogenpatrize (3) - rohrwandverdickend gestaucht wird, und zwar mit Hilfe von Stauchkräften, die über die geraden Schenkel (7) aufgebracht werden, und daß dann - nach Aufheben der Stauchkräfte - das Biegen des Rohrabschnittes zum fertigen Rohrbogen (5) in den weiteren Werkzeughubstufen erforderlichenfalls im erneuten Wechsel zwischen Stauchen und Biegen erfolgt.

2. Rohrbiegepresse nach Anspruch 1 für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem die Rohrbogenmatrize bzw. -patrize aufweisenden Pressenstempel und einem die Rohrbogenpatrize bzw. -matrize tragenden Pressenwiderlager, dadurch gekennzeichnet, daß beiderseits von Rohrbogenmatrize (1) und Rohrbogenpatrize (3) jeweils eine Einspannvorrichtung (8) für die geraden Schenkel (7) - zum Halten des Rohrabschnittes - angeordnet ist, wobei die Einspannvorrichtungen jeweils an in der Biegeebene liegenden Bogenführungen (9) bewegbar sind und zusätzlich als Stauchvorrichtung für das Stauchen des Rohrabschnittes ausgebildet sind.

3. Rohrbiegepresse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspannvorrichtungen (8) jeweils eine Klemmbacke (10) aufweisen, die jeweils an eine Stauchzylinderanordnung (11) angeschlossen ist, die jeweils als Stauchvorrichtung dient und auf einem Schlitten (12) angeordnet ist, über den das Bewegen der Einspannvorrichtung an den Bogenführungen (9) erfolgt.