EP1265719A2 - Verwendung von rohren aus titanzink nach en 988 und biegeverfahren zur herstellung von rohrbögen - Google Patents

Verwendung von rohren aus titanzink nach en 988 und biegeverfahren zur herstellung von rohrbögen

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EP1265719A2
EP1265719A2 EP01925482A EP01925482A EP1265719A2 EP 1265719 A2 EP1265719 A2 EP 1265719A2 EP 01925482 A EP01925482 A EP 01925482A EP 01925482 A EP01925482 A EP 01925482A EP 1265719 A2 EP1265719 A2 EP 1265719A2
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EP
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bending
pipe
titanium zinc
pipes
weld seam
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Frank-Ulrich Dyllus
Martin Binkowski
Hans-Jürgen KLUGSTEDT
Ulrich Lachenit
Marianne SCHÖNNENBECK
Adolf Stradmann
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Rheinzink GmbH and Co KG
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Rheinzink GmbH and Co KG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D9/00—Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/05—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members
    • B21D9/07—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members with one or more swinging forming members engaging tube ends only
    • B21D9/073—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members with one or more swinging forming members engaging tube ends only with one swinging forming member

Definitions

  • sheet steel has a ratio B of the ratio of width to thickness change of about 1.7.
  • the ratio B is used to characterize the flowability of a material, the ratio B resulting from a change in width to thickness in the tensile test.
  • the invention further relates to a method of bending of titanium zinc to EN 988 existing pipes with a nominal diameter between 90 and 150 mm for pipe bends with a bend angle between 30 ° and 90 °, which are butt-welded by a plane extending parallel to the tube axis weld " and which are intended in particular for downpipes according to EN 612, with a pipe bending device as is known per se for the bending of steel pipes, the titanium zinc according to EN 988 being anisotropic in a sense that the ratio of change in width to thickness is compared with steel, is relatively low and the existing weld seam of the output tube during bending lies in the area of the non-elongated layer.
  • the initial thickness of the downpipes according to EN 612 is from nominal diameters between 50 and 150 mm between 0.65 and 1.2 mm.
  • a bending radius of 175 mm with a metal thickness of 0.7 mm to 1 mm can be assumed as typical values for a pipe bend with a bending angle of 60 °.
  • a range from 0.6 to 1.5 mm forms the range of the metal thickness for thin-walled sheet metal tube bends.
  • Methods are known to the person skilled in the art for forming such steel sheet tubes into a tube bend (cf. WD FRANZ: The cold bending of tubes; Springer-Verlag, 1961).
  • Preferred is a tube bending process in which the tube is bent using a mandrel. The forming can be facilitated by an additional internal pressure and the friction between mandrel and tube can be reduced by means of lubricant. This process, which is known per se, can be used with particular advantage on pipes made of titanium zinc in accordance with EN 988.
  • a titanium zinc pipe with a nominal diameter of 100 mm which has a butt welded longitudinal seam, becomes a continuous sequence of each other hanging pipe pieces bent.
  • the tube wall thickness is 1.0 mm.
  • the pipe is clamped at one end with a clamping device.
  • the clamping device has an inner core 1 and outer jaws 2. It is only clamped over a length of approximately 50 mm.
  • a piston rod 3 is guided through the inner core of the clamping device and can be pushed as well as pulled and to which an internal mandrel 4 is attached.
  • the piston rod with the internal mandrel is located inside the tube.
  • the pipe to be bent is also clamped at the other end.
  • a spreading segment is introduced and mechanically spread for this purpose. From the outside, the tube is clamped between the clamping jaw and the bending mold 7 by closing a clamping jaw 6.
  • the combination of clamping jaw and bending shape rotates about the axis of the bending shaft 8 and thus bends the tube.
  • the spreading segment prevents the tube from collapsing.
  • the bending mandrel 4 in the interior of the tube consists of several, preferably 2 to 6, members. It is designed to prevent the tube from collapsing or folding during bending.
  • a smoothing shoe 9 which has the task of closing the tangential transition from the tube to the bending roller 7 and preventing wrinkling.
  • a sliding segment 10 supports the reflow of the material during the bending on the outside of the tube. With the aid of a hydraulic cylinder 11, the bending mandrel 7 can be advanced or retarded via the piston rod 3.
  • the clamping jaw 6 and the sliding segment are retracted radially.
  • the bending shape swings back into the starting position.
  • the bending mandrel is also pulled back into its starting position via the hydraulic cylinder 11.
  • the tube is rotated axially through 180 ° via the rear clamping 1.2.
  • the bending process is repeated, so that another pipe section is created.
  • the expansion segment is only required for the first bending process of each tube.
  • the process is repeated until the exit pipe is completely processed.
  • the repeatedly bent pipe is then cut into suitable pipe pieces.
  • the length of the pipe can also be chosen so that only a single pipe bend is created.

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Description

Verwendung von Rohren aus Titanzink nach EN 988 und Biegeverfahren zur Herstellung von Rohrbögen
Die Erfindung betrifft die Verwendung von aus Titanzink nach EN 988 bestehenden Rohren mit einem Nenndurchmesser zwischen 50 und 150 mm, sowie ein Verfahren zum Biegen derartiger Rohre zu Rohrbögen. (EN = Europäische Norm)
Es ist bekannt, aus Stahlblech bestehende Rohre mit Hilfe verschiedener Verfahren zu Rohrbögen mit einem Biegewinkel zwischen 30° und 90° zu biegen. Dabei ist bekannt, daß Stahlblech ein Verhältnis B des Verhältnisses von Breiten- zu Dik- kenfor änderung von etwa 1,7 hat. Das Verhältnis B wird zur Charakterisierung der Fließfähigkeit eines Materials herangezogen, wobei sich das Verhältnis B von Breiten- zu Dickenformänderung im Zugversuch ergibt.
Bei Stahl liegt dieser Wert bei etwa 1,7, während er für Titanzink nach EN 988 nur bei 0,4 liegt. Das bedeutet, daß Titanzink eher aus der Blechdicke als aus der Blechebene fließt. Aufgrund dieser Tatsache galt es bisher als technisch nicht durchführbar, Rohre aus Titanzink nach EV 988 zu Rohrbögen umzuformen. Daher wurden bisher Rohrbögen aus Titanzink nach EN 988 insbesondere als Zubehör für Regenfallrohre nach EN 612 aus zwei tiefgezogenen Platinen gefertigt, die überlappend durch Schweißen oder Löten verbunden wurden.
Es stellt sich daher die Aufgabe, das Biegen von Rohrbögen abweichend von der bisher vorgezogenen Verwendung von Stahl auch mit Titanzink nach EN 988 durchzuführen. Diese Aufgabe wird gelöst durch die Verwendung von aus Titanzink nach EN 988 bestehenden Rohren mit einem Nenndurchmesser zwischen 50 und 150 mm, die mit einer parallel zur Rohrachse verlaufenden Schweißnaht stumpf geschweißt sind und die ins- besondere für Regenfallrohre nach EN 612 bestimmt sind, als Zwischenprodukt zum Biegen zu Rohrbögen mithilfe einer Rohrbiegevorrichtung, wie sie an sich für Stahlrohrbögen bekannt ist, wobei das Titanzink nach EN 988 sich anisotrop in einem Sinn verhält, daß das Verhältnis von Breiten- zu Dickenfor- manderung B, verglichen mit Stahl, relativ niedrig liegt und die vorhandene Schweißnaht des Ausgangsrohres im Bereich der ungelängten Schicht liegt.
Die Erfindung bezieht sich weiterhin auf ein Verfahren zum Biegen von aus Titanzink nach EN 988 bestehenden Rohren mit einem Nenndurchmesser zwischen 90 und 150 mm zu Rohrbögen mit einem Biegewinkel zwischen 30° und 90° , die mit einer parallel zur Rohrachse verlaufenden Schweißnaht stumpf geschweißt sind" und die insbesondere für Regenfallrohre nach EN 612 bestimmt sind, mit einer Rohrbiegevorrichtung, wie sie an sich für das Biegen von Stahlrohren bekannt ist, wobei das Titanzink nach EN 988 sich anisotrop in einen Sinn verhält, daß das Verhältnis von Breiten- zu Dickenformänderung, verglichen mit Stahl, relativ niedrig liegt und die vorhandene Schweißnaht des Ausgangsrohres während des Biegens im Bereich der ungelängten Schicht liegt.
Die Ausgangsdicke der Regenfallrohre nach EN 612 liegt von Nenndurchmessern zwischen 50 und 150 mm zwischen 0,65 und 1,2 mm. Als typische Werte für einen Rohrbogen mit einem Biegewinkel von 60° können ein Biegeradius von 175 mm bei einer Metalldicke von 0,7 mm bis 1 mm angenommen werden. Nach der Biegung bildet ein Bereich von 0, 6 bis 1,5 mm den Bereich der Metalldicke für dünnwandige Blechrohrbögen. Für den Fachmann sind Verfahren bekannt, derartige Rohre aus Stahlblech zu einem Rohrbogen umzuformen (vgl. W.D. FRANZ: Das Kalt-Biegen von Rohren; Springer-Verlag, 1961) . Vorzugsweise wird ein Rohrbiegeverfahren, bei dem das Rohr unter Verwendung eines Dorns gebogen wird. Durch einen zusätzlichen Innendruck kann die Umformung erleichtert und mittels Schmiermittel die Reibung zwischen Dorn und Rohr vermindert werden. Dieses an sich bekannte Verfahren läßt sich mit besonderem Vorteil auf Rohre aus Titanzink nach EN 988 anwen- den.
Ein Ausführungsbeispiel- des Verfahrens wird anhand der Figur, die eine Rohrbiegemaschine mit dazu gehörigen Austattungsele- enten zeigt, wie folgt beschrieben:
Mit Hilfe einer handelsüblichen Rohrbiegemaschine (Beispiel: Bernd Master BM 120 IMS der Firma PEDRAZZOLI IBP SpA, Bassano del Grappa, Italien) wird ein Titanzink-Rohr mit einem Nenndurchmesser von 100 mm, das eine stumpf geschweißte Längsnaht besitzt, zu einer fortlaufenden Folge von aneinander hängenden Rohrstücken gebogen. Die Rohrwanddicke beträgt 1,0 mm.
Das Rohr wird an einem Ende mit einer Klemmvorrichtung eingespannt. Die Klemmvorrichtung weist einen Innenkern 1 und äußere Klemmbacken 2 auf. Die Einspannung erfolgt lediglich auf einer Länge von etwa 50 mm. Durch den Innenkern der Klemmvorrichtung ist eine Kolbenstange 3 geführt, die sowohl gescho- ben als auch gezogen werden kann und an der ein Biegeinnen- dorn 4 befestigt ist. Die Kolbenstange mit dem Biegeinnendorn befindet sich im Inneren des Rohres.
Vor dem ersten Biegevorgang wird das zu biegende Rohr auch am anderen Ende eingespannt. Dazu wird im vorliegenden Fall in- nen ein Spreizsegment eingeführt und mechanisch gespreizt. Von außen wird das Rohr durch Schließen einer Spannbacke 6 zwischen der Spannbacke und der Biegeform 7 eingeklemmt. Die Kombination von Spannbacke und Biegeform dreht sich um die Achse der Biegewelle 8 und biegt damit das Rohr. Das Spreiz- segment verhindert dabei, daß das Rohr einfällt. Der Biege- dorn 4 im Inneren des Rohres besteht aus mehreren, vorzugsweise 2 bis 6 Gliedern. Er soll verhindern, daß das Rohr während des Biegens einfällt oder Falten wirft. Weiterhin ist ein Faltenglättschuh 9 vorhanden, der die Aufgabe hat, den tangentialen Übergang vom Rohr zur Biegerolle 7 zu schließen und eine Faltenbildung zu verhindern. Ein Gleitsegment 10 unterstützt das Nachfließen des Materials während des Biegens an der Außenseite des Rohres. Mit Hilfe eines Hydraulikzylinders 11 kann über die Kolbenstange 3 eine Vor- oder Nachei- lung des Biegedorns 7 eingestellt werden.
Nach dem ersten Biegevorgang werden die Spannbacke 6 und das Gleitsegment radial zurückgefahren. Die Biegeform schwenkt in die Ausgangslage zurück. Über den Hydraulikzylinder 11 wird außerdem der Biegedorn in seine Ausgangslage zurückgezogen. Das Rohr wird über die hintere Einspannung 1,2 axial um 180° gedreht. Der Biegevorgang wiederholt sich, so daß ein weiterer Rohrabschnitt entsteht. Das Spreizsegment wird nur beim jeweils ersten Biegevorgang eines jeden Rohres benötigt. Der Vorgang wiederholt sich, bis das Ausgangsrohr komplett abge- arbeitet ist. Das wiederholt gebogene Rohr wird anschließend in passende Rohrstücke geschnitten.
Wahlweise kann die Länge des Rohres auch so gewählt werden, daß nur ein einziger Rohrbogen entsteht.

Claims

Patentansprüche:
1. Verwendung von aus Titanzink nach EN 988 bestehenden
Rohren mit einem Nenndurchmesser zwischen 50 und 150 mm und einer Ausgangsdicke von 0,65 bis 1,2 mm, die mit ei- ner parallel zur Rohrachse verlaufenden Schweißnaht stumpf geschweißt sind und die insbesondere für Regenfallrohre nach EN 612 bestimmt sind, als Zwischenprodukt zum Biegen zu Rohrbögen mit einer Rohrbiegevorrichtung, wie sie an sich für Stahlrohrbögen bekannt ist, wobei das Titanzink nach EN 988 sich anisotrop in einem Sinne verhält, daß das Verhältnis von Breiten- zu Dickenformänderung, verglichen mit Stahl, relativ niedrig liegt und die vorhandene Schweißnaht des Ausgangsrohres im Bereich der ungelängten Schicht liegt.
2. Verfahren zum Biegen von aus Titanzink nach EN 988 bestehenden Rohren mit einem Nenndurchmesser zwischen 50 und 200 mm zu Rohrbögen mit einem Biegewinkel zwischen 30 und 90°, die mit einer parallel zur Rohrachse verlaufenden Schweißnaht stumpf geschweißt sind und die insbe- sondere für Regenfallrohre nach EN 612 bestimmt sind, mit einer Rohrbiegevorrichtung, wie sie an sich für das Biegen von Stahlrohren bekannt ist, wobei das Titanzink nach EN 988 sich anisotrop in einem Sinne verhält, daß das Verhältnis von Breiten- zu Dickenformänderung, ver- glichen mit Stahl, relativ niedrig liegt und die vorhandene Schweißnaht des Ausgangsrohres während des Biegens im Bereich der ungelängten Schicht liegt.
3. Verwendung bzw. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Enddicke des gebogenen Rohrbogens den Anforderungen der EN 612 für Zubehörteile aus Titanzink nach EN 988 genügt.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Biegevorganges das zu biegende Rohr auf einer im wesentlichen gleichen Temperatur zwischen 20°C und 250°C gehalten wird.
5. Verfahren nach Anspruch 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß durch den Einsatz von Schmiermittel die Reibung zwischen Dorn und Rohr vermindert wird.
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