DE2822613A1

DE2822613A1 - Vorrichtung zum rohrbiegen

Info

Publication number: DE2822613A1
Application number: DE19782822613
Authority: DE
Inventors: Juraj Dipl Ing Cervenka; Jiri Horak; Miroslav Horak; Jan Psenica
Original assignee: Prvni Brnenska Strojirna Zavody Klementa Gottwalda
Current assignee: Prvni Brnenska Strojirna Zavody Klementa Gottwalda
Priority date: 1977-05-31
Filing date: 1978-05-24
Publication date: 1978-12-07
Also published as: IT7823961A0; JPS61205615U; SE7805811L; IT1094878B; GB1600718A; FR2392742B1; JPH0110100Y2; ATA392878A; JPS5439361A; AT361757B; FI781718A; DE2822613C2; FR2392742A1; US4254649A; CH630273A5

Description

Irvni brnenska strojirna, narodni podnik, Brno

- SsehechoSlowakei -

Vorrichtun.fr zum Rohrbiegen

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Rohrbie^en, insbesondere für dünnwandige austenitische Großrohre, die z.B. in der Energetik verwendet werden.

Das Biegen von Rohren aus austenitischen hitzebeständigen Stählen, z.B. aus Stählen des Typs GrNi 1810 und anderen Stählen einer ähnlichen Zusammensetzung, mit den erforderlichen hohen Qualitätskennziffern ist ein sehr kompliziertes technisches Problem, das in einem höheren oder kleineren Haß bisher nur von einigen wenigen Herstellern auf der Welt bewältigt v/erden konnte. Die Bohre aus austenitischen Werkstoffen werden gegenwärtig auf einer Biegeplatte oder auf einer Biegemaschine mit einer Drückbiegerolle, bzw. auf einer Biegemaschine mit einem Biegearm, warmgebogen. Die Biegeplatte in normaler Ausführung ist eine Vorrichtung, die aus einer robusten horizontalen Runddrehbühne mit einem Durchmesser von mehreren Millimetern und aus zwei vertika-

809849/0801

len Leitwalzen besteht, die ausserhalb des Umfangs dieser Drehbühne angebracht sind. In der oberen Stirnseite der Drehbühne sind in einigen konzentrischen kreisrunden Reihen vertikale Löcher ausgebildet, in denen verschiebbar zwei Aufsteckbiegezapfen angeordnet sind.

Pur das Biegen auf der Biegeplatte ist das gebogene Rohr an seinen beiden Enden abgeschlossen und sein innerer Raum ist mit eingestampften Sand ausgefüllt. Beim Biegen bilden sich bei dünnwandigen Rohren auf der inneren Seite der Biegung unentfernbare Falten und der ursprüngliche runde Querschnitt wird unzulässig abge-. flacht. Wegen der schlechten Wärmeleitfähigkeit der austenitischen Stähle wird außerdem die innere Oberfläche deB Rohres nach einer Vorwärmung im Gasofen durch eingebackene Sandkörner entwertet und auch die Werkstoffstruktur im ganzen Wandquerschnitt ungünstig beeinflußt.

Die Biegemaschine mit der Drückbiegerolle besteht aus einem Bett mit einem längsverschiebbar gelagerten Drückwagen, aus einer Triebwerkseinheit, die an einem Ifode dieses Bettes befestigt ist und durch eine Bewegungsschraube kinematisch mit dem Drückwagen verbunden ist, ferner aus einem Träger, der am anderen Side dieses .Bettes befestigt ist und mit einem quer verschiebbaren Support mit einer drehbar gelagerten Biegerolle versehen ist, ferner besteht sie aus einem Stellgetriebe mit leitrollen und aus einem Induktor für die elektrische MittelfrequenzerwärKung des zu biegenden Rohres. Bei der Arbeit der Maschine schwenkt die Drückbiegerolle das durch den Induktor axikl hindurchgehende Rohr nach einer Seite durch den Druck aus, der mit einem hydraulischen

801849/0801

Getriebe entwickelt wird. Gegenüber einer schnellen Zonenerwärmung haben die Oberfläche und die Werkstoffstrul· tür des gebogenen Rohres nach der durchgeführten Biegung eine hohe Qualität. Beim Biegen kommt es aber immer wieder zu einer unzulässigen Abflachung des Querschnittes des Rohres. Auf der Biegemaschine mit der Drückbiegerolle ist es auch sehr schwer, einen genauen Biegeradius zu erreichen. Dünnwandige austenitische Rohre mit einer kleineren spezifischen Dicke als 5% kann man auf bekannten Mittelfrequenz-Biegemaschinen mit dem Biegearm nicht mit Erfolg biegen.

Die Biegemaschine mit dem Biegearm hat im Grundriß die Porm des Buchstabens "l". Der längere gerade Teil ist ein Hauptbett mit der Triebwerkseinheit, dem verstellbar gelagerten Drückwagen, dem Stell- und Induktorgetriebe. Der kürzere gerade Teil ist ein Hilfsbett mit verstellbar gelagertem Support, der den Biegearm trägt. Auf dem freien Ende des Biegearms ist ein Schraubstock für das Einspannen des Torderendes des gebogenen Rohres angebracht. Das Hinterende des gebogenen Rohres ist in dem Drückwagen angeordnet. Beim Biegen auf dieser Haschine kann man ebenfalls nicht eine durchlaufende glatte Biegung erreichen, wieder entstehen Risse und eine abnormale Ovalität im Querschnitt. Dabei wächst die Häufigkeit der angeführten Mangel schnell mit sich verminderndem Biegeradius.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die es ermöglichst, im weitesten Krümmungsbereich genau den erforderlichen Biegeradius bei dünnwandigen Großrohren unter Erhaltung der höchsten Qualitätskennziffer zu schaffen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Größenverhältnis des äusseren Spieles ^wischen der inneren Oberfläche des erwärmenden Seiles des Induktors und zwischen der äusseren Biegelinie dos gebogenen Rohres, das mit seinem einen jiin.de auf dem Drückwagen angeordnet ist und mit seinem zweiten Jinde an dem Biegearm befestigt ist, wobei das Rohr in dem erwähnten Induktor frei gelagert ist und in demselben mittels Pührungsrollen des Stellgetriebes axial versetzt ist zur Größe des inneren Spieles zwischen der inneren Oberfläche des erwärmenden Teiles dieses Induktors und zwischen der inneren Biegung des gebogenen Rohres,im Bereich von 0,4 bis 0,9 liegt und daß der Winkel zwischen dem erwärmenden Teil und dem Kühlteil dieses Induktors, welcher in der Biegeebene gemessen wird, im Bereich von 5 bis 10 liegt, wobei der Scheitel dieses Winkels innerhalb der Biegung dieses Rohres liegt.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung hat sich folgende Merkmalskombination als besonders zweckmäßig erwiesen, die darin besteht, daß der Induktor gegenüber einer senkrecht zur Achse des Rohres durch die Achse des Zapfens des Biegearms verlaufende Ebene in Richtung zum Vorderende des Rohres um die Koordinate versetzt ist, die durch die Entfernung der Achse dieses Zapfens von der Mittelquerschnittsebene des Induktors gegeben ist, und welche mit dem Mittelhalbmesser der Biegung und dem äusseren Durchmesser dieses Rohres mit der Beziehung

0 =

D
zusammenhangt, wobei der Koeffizient Lm Bereich von

809849/0801

0,1 "bis 4 liegt. (R = Radius des gebogenen Rohres, D = Durchmesser des Rohres.)

Die erfindingsgemäße Vorrichtung ermöglicht es, in dem au "biegenden Rohr am Umfang eine angewärmte Zone auszubilden, die das Erreichen einer durchlaufenden und glatten Biegung ohne Rißbildung auf der gezogenen Seite sichert. In dieser Torrichtung können auch dünnwandige Rohre mit einer spezifischen Dicke unter 5/ό gebogen werden, wobei man eine Äbrundung erreichen kann, deren RLttelhalbmesser dem Dreifachen des Hitteldtirchmessers des gebogenen Rohres gleich ist.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung ist nachstehend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Äusführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigen:

x⁽'ig. 1 eine partielle Draufsicht.

i?i-C. 2 einen partiellen Achsenschnitt durch den Induktor,

ilach der ilg. 1 ist am Eckende des Hauptbettes 6 der Biegemaschine ein Stellgetriebe und ein Induktor 2 mit einem nicht abgebildeten transformator angebracht. Auf dem nicht abgebildeten äusseren Ende des Hauptbettes 6 ist die Sriebwerkseinheit angebracht, die mit einer Bewogungsschraube kinematisch mit dem Drückwagen, verbunden ist. Am Eckende des Hauptbettes 6 ist seitlieh im rechten Winkel das Eckende des Hilfsbettes 7 mit einem verschiebbar gelagerten Support befestigt.

Das Stellgetriebe "besteht aus einem Körper 9, auf dem Leitrollen 5 verstellbar angebracht sind, zwischen denen ein axial verschiebbares Rohr 1 mit dem äusseren Durchmesser D auf einem Walzlager angebracht ist. Das Hinterende des Rohres 1 ist im Drückwagen angebracht, sein Yorderende ist in einem nicht abgebildeten Schraubstock geklemmt, der auf dem freien Ende des Biegearms 4 angeordnet ist. Das um 90° gewinkelte Ende des Biegearms 4 ist auf einem vertikalen Zapfen 3 drehbar gelagert, der auf einem Support 8 befestigt ist, der durch eine nicht abgebildete Bewegungsschraube kinematisch mit dem Antriebsservomotor verbunden ist, der auf dem nicht abgebildeten äusseren Ende des Hilfsbettes .befestigt ist.

Zum Unterschied von bisher bekannten Torrichtungen mit zentral geregelter Erwärmung und Kühlung ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein spezieller Induktor 2 vorgesehen und in der Biegemaschine mit dem Biegearm 4 in der lage angeordnet, die bei der Biegung des Rohres 1 die Entstehung einer erwärmten Zone am Umfang an einem schmalen Längenstück des Rohres 1 ermöglicht. Diese Zone sichert das Erreichen von durchlaufenden und glatten Biegungen. Eine spezielle Anordnung des ringförmigen Induktors 2, der in Pig. 2 abge- ' bildet ist und der aus einem erwärmenden Teil und aus einem Kühlteil besteht, liegt hauptsächlich in der Neigung dieser beiden Teile gegeneinander um einen bestimmten Winkel ß in der Biegeebene. Der Scheitel des Winkels ß liegt in der Innenseite der Biegung des Rohres 1. Der erwärmende Teil des Induktors 2, der auf dem Rahmen der Biegemaschine mit hohlen elektrischen Anschlüssen befestigt ist, besteht aus einer

809849/0801

mit Wasser gekühlten Induktorschleife 21 mit Beilageplatten 22, die in regelmäßigen Teilungen an ihrer dem Vorder ende des Rohres 1 ziigewandten Stirnfläche angeschweißt sind. Hit den erwähnten hohlen elektrischen Anschlüssen ist der Hohlraum der Induktorschleife 21 in den nicht abgebildeten Kühlkreis eingeschaltet. In auf der Stirnseite angeordneten Gewindetohrungen der Beilageplatten 22 sind Schrauben 27 befestigt, die den Kühlteil des Induktors 2 tragen, der aus einem hohlen anuloiden Kühlring 28 besteht, der an seiner einen Stirnseite mit in regelmäßigen Abständen angeordneten Konsolen 25 versehen ist. In der Wand des hohlen Kühlringes 28 sind Strahllöcher (Düsen) ausgebildet, deren Achsen gegenüber seiner Mittelquerschnittsebene um den Winkel '"¹C von der Induktorschleife 21 weg geneigt sind. Unter dem Begriff der Mittelquerschnittsebene ist hier eine Ebene verstanden, die.durch Lage der Schwerpunkte der Querschnittsfiguren des gegebenen Körpers gegeben ist„ Die Querschnittsfiguren sind in diesem Pall die Oberfläche des Kühlringes 28. Der Hohlraum des Kühlringes 28 ist mit einem nicht abgebildeten Anschluß für das Kühlmedium verbunden. Die gegenseitige Neigung der beiden Teile des Induktors 2 um den geforderten Winkel ß ist durch die ungleichmäßige Länge der Konsolen 25 durchgeführt. Die ausgebogenen Enden der Konsolen 25 sind mit Spannlöchern für Schrauben 27 versehen. Die elektrische Isolierung der ausgebogenen Enden der Konsolen 25 von dem erwärmenden Teil ist mit Isolierunterlagen 23,26 und mit Isolierhülsen 24, die auf den Schraubenschäften 27 angeordnet sind, durchgeführt. Im eingestellten Zustand ist der Induktor 2 gegenüber einer senkreohtzum Rohr 1 verlaufenden, durch die Achse des Zapfens 3 gehenden Ebene in der Richtung zum Vorderende des Rohres versetzt,

809849/0901

und in der Richtung zur Hitte der Biegung seitlich der Achse der Biegung angeordnet. In diesem Zustand ist die iiittelquer schnittsebene der Induktorschleife 21 gegenüber der Achse des Zapfens 3 des Biegearms 4 um die Koordinate C versetzt, und das äussere Spiel A zwischen dem Induktor 21 und der äusseren Biegung des gebogenen Rohres ist kleiner als das innere Spiel B zwischen dem Induktor 21 und der inneren Biegung des gebogenen Rohres 1.

Bevor die Biegung erfolgt, wird das Rohr in den Induktor 2 der Biegevorrichtung in die Ausgangslage I eingeschoben, in der das Hinterende des Rohres 1 auf den Drückwagen eingestellt wird. Das Vorderende des Rohres 1 wird in den Schraubstock des Biegearms 4 eingespannt. ITach der liinspannung des Mittelteiles des Rohres 1 zwischen die Mihrungsrollen 5 des Stelltetriebes, nach dem Einschalten des elektrischen Stomes in die Induktorschleife 21 und nach der Kühlmediumzuführung und der Erwärmung des Rohres 1 auf dia Formgebungstemperatur wird die Iriebeinheit des Drückwagens in Betrieb gesetzt, der das Rohr 1 durch den Induktor 2 in die Endlage II drückt, wobei er das Rohr auf den geforderten Mittelradius R biegt. Die Größe des Mittelradius R der Biegung ist durch die Lage des Schraubstockes auf dem Biegearm 4 und die Lage des Supports 8 auf dem Hilfsbett 7 einstellbar. Die am Umfang geformte erwärmte Zone wird bei der beschriebenen Vorderbewegung des Rohres 1 in den geforderten Parametern durch die Wasserkühlung gehalten. Das Kühlwasser gließt durch die Strahllöcher auf die überfläche des Rohres 1 aus. Nachdem die Biegung beendet ist, wird die Zufuhr des elektrischen Stromes und des Kühlmediums abgestellt, das gebogene Rohr gelöst und herausgenommen.

809849/0801

Claims

ϊ-atentans ρ r.ü cn e :

, die aus einem Drückwagen, Stellgetriebe, Induktor und einem Biegearm besteht, dadur ch gekennz e i ohne t,

daß das Größenverhältnis des äusseren Spieles (A) zwischen der inneren Oberfläche des erwärmenden Seiles des Induktors (2) und zwischen der äusseren Biegelinie des gebogenen Rohres (1), das mitseinem einen ünde auf dem Drückwagen angeordnet ist und mit seinem zweiten Ende an dem Biegearm (4) befestigt ist, wobei das Rohr (1) in dem erwähnten Induktor (2) frei gelagert ist und in demselben mittels Pührungsrollen (5) des . Stellgetriebes axial versetzt ist, zur Größe des inneren Spieles (B) zwisehen der inneren Oberfläche des erwärmenden Teiles (2) dieses Induktors und zwischen der inneren Biegung des gebogenen Rohres (1),- im Bereich von 0,4 bis 0,9 liegt

und daß der Winkel (ß) zwischen dem erwärmenden Seil und der/; ICühlteil dieses Induktors (2), welcher in der Biegeebene gemessen wird, im Bereich von 3° bis 10° liegt, wobei der Scheitel dieses Winkels innerhalb der Biegung dieses Rohres (1) liegt.
2. Rohrbiegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

daß der Induktor (2) gegenüber einer senkrecht zur Achse des Rohres (1) durch die Achse des Zapfens (3) des Biegearms (4) verlaufende Ebene in Richtung zum Vorderende des Rohres um die Koordinate (C) versetzt ist, die durch die ihitfernung der Achse dieses Zapfens (3) von der Mittelquerschnittsebene des Induktors (21) gegeben ist, und welche mit dem Mittelhalbmesser (R)

- 10 -

809849/0801

der Bi Grains tind dem -Lins scr cn Durchmesser (D) discoa liolires (1) riit der Beziehung

G=X*

1)

zusammenhängt, vrobei der Koeffizient (x) im Bereich von 0,1 bis 4 liegt.

809849/0801