SCHÄFER, August-Wilhelm (Im Mühlenbach 1, Frankenau, 35110, DE)
| Ansprüche Rohrmanipulator zum Bewegen von Rohren (8) zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser, wobei in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr in axialer Richtung durch eine dieses Rohr ringförmig umschließende Erwärmungseinrichtung (3) geführt wird, sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres 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 am Ende des Rohres (8) eine axial in Vorschubrichtung des Rohres verschiebliche Aufnahmepinole (5) verschiebbar in der Vorschubeinrichtung (4) eingebaut ist, die Aufnahmepinole (5) von innen in das Rohr (8) greift und das Rohr (8) dabei von innen festspannt, die Aufnahmepinole (5) das Rohr (8) in definierter Weise axial durch die Erwärmungseinrichtung (3) in die vordere Spanneinrichtung führt. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmepinole (5) das zu biegende Rohr (8) in mindestens zwei Halteebenen (10), die senkrecht zur Rohrmittelachse liegen, fixiert. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Fixierung in reibschlüssiger Weise in jeder der Halteebenen (10) durch Haltevorrichtungen (7, 9) erfolgt, die von innen gegen das Rohr (8) gedrückt werden. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltevorrichtungen (7, 9) in jeder Halteebene (10) durch Haltehebel (7) gebildet werden, die an ihren äußeren Enden Krafteinleitungselemente (9) für die Rohrinnenseite aufweisen, wobei die Haltehebel (7) durch ein hydraulisches System innerhalb der Aufnahmepinole (5) betätigt und dabei konzentrisch gespreizt werden. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass in jeder der Halteebenen (10) 3, 4, 5 oder 6 Haltehebel (7) vorgesehen werden, wobei die Haltehebel (7) gleichmäßig über den Umfang verteilt sind. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmepinole (5) drehbar ist. Verfahren zum Beschicken und Führen eines Rohres (8) vor und nach einem Biegevorgang mittels einer Vorrichtung gemäß einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, 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 den geschlossenen Induktionsring (3)hindurch, bis die Position, an der das Rohr (8) im Vorschubwagen (4) gespannt werden kann, e) Schieben und gleichzeitiges Biegen des Rohres (8) mittels induktiver Erwärmung, f) Nach Beenden des Biegevorgangs Herausschieben des gebogenen Rohres (8) durch den geschlossenen, aber abgeschalteten Induktionsring (3) hindurch bis in die vordere Spanneinrichtung, g) Spannen des Rohres im Biegearmschloss (2), h) Hydraulisches Einfahren der Haltehebel (7), i) Herausführen der Aufnahmepinole (5) aus dem Rohr (8), j) Abtransport des Rohres (8). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Beschicken und zum Einführen von Rohren in Rohrbiegemaschinen, in denen die zu biegenden Rohre an der Biege- stelle induktiv erwärmt werden. 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.
[0002] 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, übli- cherweise auch als Induktionsring bezeichnet. Dieser Induktionsring muss bei allen Umspann- und Beschickungvorgängen 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.
[0003] Die Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung zu schaffen, die die Umspann- und Beschickungsvorgänge für Rohrbiegemaschinen verkürzt und vereinfacht und somit den erreichbaren Durchsatz solcher Maschinen und somit deren Wirtschaftlichkeit erhöht. [0004] Die Aufgabe wird gelöst durch einen Rohrmanipulator zum Bewegen von Rohren zur Verwendung in einer Vorrichtung zum Biegen von Rohren großer Durchmesser, wobei
- in dieser Vorrichtung zum Biegen ein Rohr in axialer Richtung durch eine,.dieses Rohr
ringförmig umschließende, Erwärmungseinrichtung geführt wird,
sich bei dem in Vorschubrichtung des Rohres gelegenen Teil der Vorrichtung zum Biegen mindestens ein Biegearm befindet,
- wobei ein am Biegearm befindliches Biegeschloss das zu biegende Rohrstück fest umfasst und sich während des Vorschubes des Rohres um die Biegedrehachse bewegt,
- am Ende des Rohres eine axial in Vorschubrichtung des Rohres verschiebliche Aufnahmepinole verschiebbar in der Vorschubeinrichtung eingebaut ist,
- die Aufnahmepinole von innen in das Rohr greift und das Rohr dabei von innen festspannt,
BESTÄTIGUNGSKOPIE - die Aufnahmepinole das Rohr in definierter Weise axial durch die Erwärmungseinrichtung bis in die vordere Spanneinrichtung führt.
[0005] 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 Vor- richtungen, die der Bewegung der Aufnahmepinole in axialer Richtung dienen, wobei letztere den üblichen Vorschubvorrichtungen nach dem herkömmlichen Stand der Technik entsprechen.
[0006] Zur Lösung derartiger Schwierigkeiten sind auch andere Spanneinrichtungen zum Führen von Rohren im Stand der Technik bereits beschrieben worden. Die OS DE 26 30 967 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. [0007] 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 Wand- dickenunterschiede 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.
[0008] Weitere Spannzangen für Rohre werden in den Schriften DE 1 966 496 U und US 2,862,540 beschrieben. Auch diese sind aber nicht geeignet, große Rohre wechselnder Durchmesser aufzunehmen und in Rohrbiegemaschinen induktiv zu biegen.
[0009] In einer Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die Aufnahmepinole das zu biegende Rohr in mindestens zwei Halteebenen, die senkrecht zur waagerechten Rohrmit- telachse liegen, fixiert. Mit einer derartigen rohrinnenseitigen Aufnahmevorrichtung ist es mög- lieh, 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.
[0010] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird 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.
[0011] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird 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 ge- spreizt werden. Die Haltehebel können dabei gleichläufig oder gegenläufig angeordnet werden. Im Falle einer Gleichläufigkeit können die Krafteinleitungsflächen der verschiedenen Halteebenen auch miteinander verbunden werden.
[0012] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass in jeder der Halteebenen 3, 4, 5 oder 6 Haltehebel vorgesehen werden, wobei die Haltehebel gleichmäßig über den Umfang verteilt sind.
[0013] In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgesehen, dass die
Aufnahmepinole drehbar ist. Dies erleichtert das Einspannen bei Mehrfachbiegungen und er- möglicht, dass das Rohr nach mehreren, möglicherweise räumlich komplizierten Biegevorgängen so gedreht werden kann, dass eine sichere Entnahme des Rohres ermöglicht wird.
[0014] Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Beschicken und Führen eines Rohres vor und nach einem Biegevorgang mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit folgenden Schritten:
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 festgehal- ten wird, d) Heranziehen des Rohres durch den geschlossenen Induktionsring hindurch, bis die Position, an der das Rohr im Vorschubwagen gespannt werden kann,
e) Schieben und gleichzeitiges Biegen des Rohres mittels induktiver Erwärmung,
f) Nach Beenden des Biegevorgangs Herausschieben des gebogenen Rohres durch den ge- schlossenen, aber abgeschalteten Induktionsring hindurch bis in die vordere Spanneinrichtung,
g) Spannen des Rohres im Biegearmschloss,
h) Hydraulisches Einfahren der Haltehebel,
i) Herausführen der Aufnahmepinole aus dem Rohr,
j) Abtransport des Rohres.
[0015] Es ist also nicht mehr nötig, mit Kränen das Rohr 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 ge- samten Biegevorgang erheblich beschleunigt. Der Abtransport kann dann in einfacher Weise zum Beispiel mittels Hallenkran erfolgen.
[0016] Während des Biegevorgangs muss darauf geachtet werden, dass keine Haltehebel ausgefahren sind, wenn die betreffende Krafteinleitungsfläche in die Nähe des Induktionsringes gelangt, sondern sich die Haltehebel in Parkposition befinden.
[0017] Die Erfindung wird nachfolgend an 9 Skizzen näher erläutert. Fig. 1 zeigt hierbei eine Übersicht über die Teile der Biegemaschine und ihr Zusammenwirken mit dem Rohrmanipulator. Fig. 2a bis d zeigen eine Aufnahmepinole mit eingefahrenen, Fig. 3a bis d mit ausgefahrenen Haltehebeln.
[0018] Fig. 1 zeigt die Biegemaschine mit Biegeschloss 1 , der Biegedrehachse 2, hinter dem in der gleichen Ebene auch der Induktionsring 3 liegt. Auf dem vorderen Teil des Vorschubwagens 4 befindet sich die Aufnahmepinole 5, der mit der Vorschubstange 6 verbunden ist, und die Haltehebel 7 aufweist. Aufnahmepinole 5, Vorschubstange 6 und die Haltehebel 7 bilden den Rohrmanipulator. Das eingelegte Rohr 8 ist bis zum Induktionsring 3 gezeigt und danach nur im ungebogenen Zustand gestrichelt angedeutet.
[0019] Fig. 2a zeigt eine Seitenansicht des Rohrmanipulators bestehend aus Aufnahmepi- nole 5, Vorschubstange 6, den vier Haltehebeln 7 in eingefahrenem Zustand und deren Kraft- einieitungsflächen 9. Fig. 2b zeigt einen 45-Grad-Schnitt, Fig. 2c eine Frontalansicht in Achsrichtung und Fig. 2d eine isometrische Darstellung. In gleicher Weise zeigt Fig. 3a eine Seitenansicht des Rohrmanipulators bestehend aus Aufnahmepinole 5, 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-Grad-Schnitt, Fig. 3c eine
Frontalansicht in Achsrichtung und Fig. 3d eine isometrische Darstellung.
[0020] Bezugszeichenliste
1 Biegeschloss
2 Biegedrehachse 3 Induktionsring
4 Vorschubwagen
5 Aufnahmepinole
6 Vorschubstange
7 Haltehebel
8 Rohr
9 Krafteinleitungsfläche
10 Halteebene