DE1902285A1

DE1902285A1 - Pipe bending process and device for it

Info

Publication number: DE1902285A1
Application number: DE19691902285
Authority: DE
Inventors: Henri Dursapt
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1968-01-18
Filing date: 1969-01-17
Publication date: 1969-10-02
Also published as: CH500779A; FR1565445A; ES362660A1; GB1198220A; BE725699A; LU57587A1; DE6901753U

Description

Rohrbiegeverfahren und Vorrichtung dafür Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von Rohren, das die Herstellung gebogener Rohrstücke in der Kälte alt besonders engen Toleranzen der Innenabmessungen ermöglicht sowie eine Vorrichtung dafür. Pipe bending method and apparatus therefor The invention relates to a Process for bending pipes, which involves the production of bent pipe sections in the Cold old allows particularly tight tolerances of the internal dimensions as well as a Device for it.

Es sind bereits Verfahren zum Biegen von Rohren bekannt, die im allgemeinen darin bestehen, den äußeren Teil der Rohre su siehen, um so die Längenveränderungen ma kompensieren, die infolge des Unterschiede der en der Außenseite und Innenseite der gebildeten Biegung gemessenen Kurvenradien auftreten, wobei das Ziehen so bemessen wird, daß in gewissen Ausmaß die Bildung von Falten an der Innenseite vermieden wird. Es ist auch ein Verfahren bekannt, wobei beia Biegen des Rohr der Teil. dessen Kurvenradius größer ist, bei seiner Anfangslänge gehalten wird, während man gleichzeitig den gegenüberliegenden Teil zussammendrückt, insbesondere durch mechanischen Walzen und Drücken. und eine Vorrichtung dafür Die Erfindung betrifft ein anderes Rohrbiegeverfahren/, bei der eine Biegung an einem Metallrohr allein durch Kompression dieses Rohre in der Kälte unter Vermeidung Jeder Dehnung erzeugt wird, wobei die regelmäßige Verformung des Rohre zugleich mit seiner innenkalibrierung erfolgt, wodurch die geforderten Toleranzen eingehalten werden können. Dieses Verfahren ermöglicht unter anderem das Biegen von Rohren aus sehr hartem Metall mit einem sehr geringen Dehnungskoeffizienten und ebenso von Rohren aus weicheren Metallen, Jedoch von außerordentlich geringen Wand. stärken0 Dae diese Aufgabe lösende erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß man ein gerades Rohr, das an einem seiner Enden einen nach innen eingezogenen Teil aufweist und mit einem in inniger Beruhrung mit seiner Innenfläche stehenden kompakten Material gefüllt wurde, in den werden Teil eines in erfindungsmäßen einer/ Formmatrize ausgebildeten Formkanals einbringt, der sich Jenseits des geraden Teils in einem gebogenen Abschnitt forto setzt, dessen Profil dem des herzustellenden gebogenen Rohrs entspricht, das dem geraden Abschnitt entgegengesetzte Ende das gebogenen Abschnitts des Pornikanais mit einer Quelle einer bei benden regelbarem gleichblei@ /Druck befindlichen Schmierflüssigkeit verbindet, in das andere Ende des Formkanals das Ende der Stange eines hydraulischen Druckzylinders, das mit dem Rohr in Berührung kommt, einführt und auf das Rohr einen Druck ausübt, um es vom geraden Abschnitt des Formkanals gegen den Druck der Schmierflüssigkeit, die die mit dem Formkanal in Berührung kommende Außenfläche des Rohrs schmiert, in den gebogenen Abschnitt des Formkanals zu verschieben.There are already known methods for bending pipes, in general consist in looking at the outer part of the tubes to allow for changes in length ma compensate for that as a result of the differences in the s of the outside and inside the bend formed measured curve radii occur, the pulling so sized that the formation of wrinkles on the inside is avoided to a certain extent will. There is also known a method whereby when bending the pipe the part. whose Turning radius is larger, is held at its initial length while moving at the same time compresses the opposite part, in particular by mechanical rolling and press. and an apparatus therefor. The invention relates to a Another pipe bending process / in which a bend on a metal pipe is carried out by itself Compression of this pipe in the cold while avoiding any stretching generated the regular deformation of the pipe at the same time as its internal calibration takes place, whereby the required tolerances can be met. This method allows, among other things, the bending of pipes made of very hard metal with a very low expansion coefficient and also of pipes made of softer metals, However from an extremely small wall. strengthens0 Dae this task solving the invention Method is characterized in that you have a straight pipe that is on one of its Ends having an inwardly drawn-in part and with one in intimate contact with its inner surface standing compact material was filled into the Introduces part of a molding channel formed in a / molding die according to the invention, which continues beyond the straight part in a curved section, its Profile corresponds to that of the bent pipe to be produced, which corresponds to the straight section opposite end of the curved section of the Pornikanais with a source a lubricating fluid that is at constant constant pressure / pressure is flowing, in the other end of the molding channel the end of the rod of a hydraulic pressure cylinder, that comes into contact with the pipe, introduces it and exerts pressure on the pipe, to move it from the straight section of the molding channel against the pressure of the lubricating fluid, which lubricates the outer surface of the pipe that comes into contact with the mold channel, to move into the curved section of the molding channel.

Vorteilhafterweise wird der nach innen eingezogene Teil des Rohrs vor dem Biegen hergestellt, indem man das Ende des Rohrs in eine geeignet geformte offene Form eindrückt und das in die rOrn eingedrllckte Rohr um sich selbst dreht, lußerdei und gemäß einem weiteren Merkmal wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an den nach innen eingezogenen Teil ein abnehmbarer, eine Kantenklemme bildender Kopf befestigt , der aus zwei ineinandergreifenden Teilen hergestellt ist und aus einem Metall mit geringer Reibung besteht, welcher das Rohr im gebot genen Abschnitt des Formkanals führt.The inwardly drawn-in part of the pipe is advantageously used Made before bending by turning the end of the tube into a suitably shaped press in the open mold and turn the tube, which has been pushed into the mandrel, on itself In addition, and according to a further feature, the method according to the invention on the inwardly drawn-in part a detachable edge clip forming an edge Attached head made of two interlocking parts and made of a metal with low friction, which the pipe in the required section the molding channel leads.

Die Erfindung wird weiterhin erläutert durch die folgende Beschreibung einer besonderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rohrbiegeverfahrens und einer Vorrichtung dafür, die sich auf die beigefügte Zeichnung bezieht. Hierin neigen: Fig. 1 einen schematischen Schnitt einer erfindungsgemäßen Formmatrize; Fig. 2 einen Teil eines Schnitts durch eine Zusatzvorrichtung zur Herstellung des nach innen umgebogenen Teils des zu biegenden Rohrs vor dessen Einfahren in die Matrize Fig. 3 eine Einzelheit der Fig. 1 im größeren Maßstab; Fig5 4 das am Ende des Rohrs befestigte Führungsstück.The invention is further illustrated by the following description a particular embodiment of the pipe bending method according to the invention and one Device therefor, which refers to the accompanying drawing. In this tend to: 1 shows a schematic section of a molding die according to the invention; Fig. 2 a Part of a section through an additional device for producing the inside bent part of the pipe to be bent before it is inserted into the die Fig. 3 shows a detail of FIG. 1 on a larger scale; Fig5 4 that attached to the end of the tube Guide piece.

In Fig. 1 ist eine Matrize 1 aus Metall gezeigt, die aus zwei mit 2 bezeichneten Hälften besteht, von denen nur eine in der Zeichnung dargestellt ist0 Diese beiden Hälften werden mittels nicht gezeigter, senkrecht zur Zeichenebene verlaufender Schrauben gegeneinandergedrückt und zusammengehalten, die in die längs der beiden Hälften in geeigneten Abständen verteilten Bohrungen 3 eingreifen Jede der beiden Hälften besitzt eine zylindrische Rinne 4, die zusammen einen zylindrischen Formkanal bilden, der aus zwei hintereinanderliegenden Abschnitten besteht, und zwar dem eraten geraden Abschnitt 5 und dem zweiten gebogenen Ab~ schnitt 6, dessen Kreisprofil genau der Biegung entspricht, in der man das zu biegende Rohr in der Matrize 1 biegen will.In Fig. 1, a die 1 made of metal is shown, which consists of two with 2 designated halves, of which only one is shown in the drawing ist0 These two halves are perpendicular to the plane of the drawing by means of a not shown running screws pressed against each other and held together, which in the longitudinal of the two halves at suitable intervals engage holes 3 each of the two halves has a cylindrical one Gutter 4 that together Form a cylindrical molding channel, which consists of two sections lying one behind the other exists, namely the guessed straight section 5 and the second curved section 6, the circular profile of which corresponds exactly to the bend in which the pipe to be bent is placed wants to bend in the die 1.

Am Ende 7 des gebogenen Abschnitts 6 ist der Formkanal 4 durch eine leitung 8 mit einen Vorratebehälter 9 verbunden, der eine Schmierflüssigkeit enthält, insbesondere ein Öl, das Teilchen von Molybdänsulfid suspendiert enthält oder auch eine Emulsion von öl und einem Pulver einer organischen Verbindung vom Typ der Polyamide ("Nylon" e.Wz.). Die leitung 8 iet mit dem Vorratebehälter 9 durch eine Pumpe 10 verbunden, wodurch der Druck der Schmierflüssigkeit im Formkanal 4 bis auf einen Wert erhöht werden kann, der mittels eines den Flüssigkeitsüberschuß zum Vorratsbehälter zurückführenden Ventils 11 regelbar ist. Die H8he dieses Drucke kann mittels eines Manometers 12 dauernd kontrolliert werden0 Am anderen Ende 13 des geraden Abschnitts 5 des Formkanals 4 wirkt die Mgtrise 1 mit einem hydraulischen Druckzylinder 14 zusammen, dessen Kolbenstange 15 mit einen Amboßkopf 16 von solchem Querschnitt, daß er frei gleitend in ist den Formkanal 4 paßt, verbunden/, wobei das in das Innere des Formkanals gerichtete Ende dieses Amboßkopfs vorzugsweise ein im wesentlichen ephärischei Profil 17 besitzt4 Erfindungsgemäß kann mittels der oben kurz beschriebenen Vor. richtung ein Metallrohr, das im wesentlichen die Form eines geraden Zylinders besitzt, gebogen werden, Wie in Fig. 1 geneigt, .ist das Rohr 18 vor seiner Einführung in die Matrize mit einem kompakten Naterial 19 gefüllt, das in inniger Berührung mit seiner ganzen lüneufläche stets und aus Harz, santa, Blei oder vorzugsweise einer Metallegierung, insbesondere einer unter dem Namen "Cerrobend" bekannten Wismuth-Blei-Cadmium-Legierung, bestehen kann, welche die Eigenschaft besitzt, im Inneren des Rohre kompakt zu sein und sich beim Erstarren geringfilgig auszudehnen, statt sich zusammenzuziehen, wie die gewöhnlichen Materialien.At the end 7 of the curved section 6, the molding channel 4 is through a line 8 connected to a storage container 9 which contains a lubricating liquid, in particular an oil which contains or also particles of molybdenum sulfide in suspension an emulsion of oil and an organic compound powder of the polyamide type ("Nylon" e.Wz.). The line 8 connects to the storage container 9 through a pump 10 connected, whereby the pressure of the lubricating fluid in the mold channel 4 except for one Value can be increased by means of the excess liquid to the reservoir returning valve 11 is adjustable. The height of this pressure can be determined by means of a Pressure gauge 12 must be continuously checked 0 At the other end 13 of the straight section 5 of the molding channel 4, the Mgtrise 1 acts with a hydraulic pressure cylinder 14 together, the piston rod 15 of which has an anvil head 16 of such a cross-section, that it is freely sliding in the molding channel 4 fits, connected /, which in the interior the end of this anvil head facing the molding channel preferably a substantially ephärischei profile 17 possesses4 According to the invention, by means of the briefly described above Before. direction a metal tube that is essentially the shape of a straight cylinder As inclined in Fig. 1, the tube 18 is prior to its insertion filled into the die with a compact material 19 that is in intimate contact with its entire lune area always and made of resin, santa, lead or preferably a metal alloy, especially one under the name "Cerrobend" known bismuth-lead-cadmium alloy, which can consist of the property has to be compact inside the tube and to be thin when solidified to expand instead of contracting like ordinary materials.

Das Füllen des Rohrs 18 mit dem Füllmaterial 19 erfolgt heiß vor dem Biegen0 Außerdem wird das Rohr 18 noch vor diesem Füllen einer Vorbehandlung unterworfen, um an seinem Ende 20 einen nach (eingezogenen) innen zurückgedrückten/ Abschnitt auszubilden (Fig. 2) und zwar indem man das Rohr unter langsamer Drehung um sich selbst in eine Schalenform 21 drückt, deren Sits zum Außenraum 22 hin offen ist.The filling of the tube 18 with the filling material 19 takes place before the hot Biegen0 In addition, the tube 18 is subjected to a pretreatment before this filling, around at its end 20 a (retracted) inwardly pushed back / section train (Fig. 2) by turning the tube slowly around you itself presses into a shell shape 21, the seat of which is open to the outside space 22.

Das mit dem wie oben angegeben hergestellten zurückgedrückten Teil 20 versehene und mit dem Fulimaterial 19 geflillte Rohr 18 wird anschließend kalt in den geraden Abschnitt 5 der Matrize 1 eingeführt, deren gebogener Abschnitt 6 mit der Schmierflüssigkeit gefüllt ist, Der Druck der Schmierflüssigkeit wird dann bis auf einen bestimmten Wert erhöht, worauf die Kolbenstange 15 des hydraulischen Druckzylinders 14 in den Formkanal 4 so eingeführt wird, daß ihr Amboßkopf 16 mit einem sphärischen Anschlag 17 im Ende des Rohre 18 in BerUhrung mit dem Füllmaterial 19 kommt.The one with the pushed-back part made as indicated above Tube 18 provided with 20 and filled with Fulimaterial 19 then becomes cold inserted into the straight section 5 of the die 1, the curved section 6 is filled with the lubricating liquid, The pressure of the lubricating liquid is then increased to a certain value, whereupon the piston rod 15 of the hydraulic Printing cylinder 14 is inserted into the mold channel 4 so that its anvil head 16 with a spherical stop 17 in the end of the tube 18 in contact with the filler material 19 is coming.

In diesem Augenblick beginnt der eigentliche Biegevorgang, indem auf das Ende des Rohrs durch den Druckzylinder 14 ein steigender Druck ausgeübt wird, der dem Druok der Schmierflüssigkeit entgegenwirkt und das Rohr im Formkanal 4 zurückdrückt, bis es den gebogenen Abschnitt 6 vollständig ausfüllt und die in Fig. 1 strichpunktiert gezeigte Stellung einnimmt. Im Verlauf dieses Arbeitsgangs und wie in Fig. 3 in größerem Maßstab gezeigt. kann die Schmierflüssigkeit teilweise durch den geringen Zwischenraum oder Spiel 23 entweichen, der notwendigerweise zwischen der Außenfläche des Rohrs 18 und der Innenwand des Formkanals 4 freigelassen ist. Es sei bemerkt, daß in Fig. 3 dieser Zwischenraum 23 zur Verdeutlichung willkürlich vergrößert wurde, während er in Wirklichkeit sehr klein ist, in der Gößenordnung einiger Zehntel Millimeter. Gemäß einer Abwandlung kann man al Ende des geraden Abschnitts 5 des Formkanals 4 auf der Seite des Druck. zylinders eine Abdichtungsvorrichtung Oder StopfbUchse vorsehen, welche dieses Lecken der SchmierflUssigkeit begrenzt. wie auch immer, die Schmierflüssigkeit bildet zwischen den Rohr und der Wand des Formkanals der Natrise ein Kissen oder einen Schmierfilm, der das Festfressen des Rohre verhindert und den lange samen Vorschub des Rohre und damit sein Biegen in Maß seiner Einführung in den gebogenen Abschnitt 6 ermöglicht. Es sei bemerkt, daß im Verlauf dieser Bewegung der am Ende des Rohrs 18 vorgesehene und als erster in den gebogenen Abschnitt eintretens de eingedrückte Teil 20 einerseits das Entweichen von Füllmaterial 19 unter dem Druck dea hydraulischen Druckzylinders vero hindert und andererseits dem Rohr eine bessere Festigkeit verleiht, die besonders notwendig ist, wenn die Wandstärke des Rohre selbst sehr gering ist0 Nach beendetes Biegevorgang wird als letzter Arbeitsgang die Matrize in ihre beiden Hälften getrennt und das gebogene Rohr herausgenommen, worauf das Füllmaterial 19 durch einfaches Erhitzen dieses Rohre entfernt wird.At this point the actual bending process begins by clicking on an increasing pressure is exerted on the end of the tube by the pressure cylinder 14, which counteracts the pressure of the lubricating liquid and pushes the tube back in the mold channel 4, until it completely fills the curved section 6 and that in Fig. 1 is dash-dotted position shown. In the course of this Operation and how shown in Fig. 3 on a larger scale. the lubricant can partially through escape the small gap or play 23 that necessarily exists between the outer surface of the tube 18 and the inner wall of the molding channel 4 is left free. It should be noted that in FIG. 3 this space 23 is arbitrary for the sake of clarity was enlarged, while in reality it is very small, on the order of magnitude a few tenths of a millimeter. According to a modification, it can be used as the end of the straight line Section 5 of the molding channel 4 on the side of the pressure. cylinder a sealing device Or provide a stuffing box which limits this leakage of the lubricating fluid. however, the lubricating fluid forms between the tube and the wall of the Form channel of the Natrise a pillow or a film of lubricant that prevents the seizure of the Prevents pipes and the long seed advance of the pipe and thus its bending in Degree of its introduction into the curved section 6 allows. It should be noted that in the course of this movement that provided at the end of the tube 18 and first in the bent portion entering de indented part 20 on the one hand the escape of filling material 19 prevents vero under the pressure dea hydraulic pressure cylinder and on the other hand gives the pipe a better strength, which is particularly necessary is when the wall thickness of the pipe itself is very small0 After the bending process is complete the last step is to separate the die into its two halves and that bent tube removed, whereupon the filling material 19 by simple heating this pipe is removed.

In Fig. 4 ist eine abgewandelte Ausführungsform gezeigt, bei der al Ende des Rohre 18 ein Ftihrungskopf 24 aus einem Metall mit geringer Reibung befestigt ist, der aus zwei ineinanderpassenden Teilen 25 und 26 besteht, die durch eine Schraube 27 oder entsprechende Vorrichtung miteinander verbunden werden können.In Fig. 4 a modified embodiment is shown in which al At the end of the tube 18, a guide head 24 made of a metal less Friction, which consists of two interlocking parts 25 and 26, which are connected to one another by a screw 27 or a corresponding device can be.

Bei ihrem Ineinanderziehen blockieren die beiden Teile 25 und 26 zwischen sich nach Art einer Kantenklemme den an Ende des Rohrs 18 vorgesehenen eingezogenen Teil 20 und gewährleisten eine bessere Führung des Rohre in der Matrize.When they are drawn into one another, the two parts 25 and 26 block between them the retracted one provided at the end of the tube 18 in the manner of an edge clamp Part 20 and ensure better guidance of the tube in the die.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht so das Biegen von Rohren unter vollkommen definierten Bedingungen, wobei gleichzeitig die Kalibrierung dieser Rohre unter Beachtung besonders enger Toleranzen ermöglicht wird. Tatsächlich entspricht der Außen querschnitt des gebogenen Rohrs genau des des Porikanale 4 der Matrize, der genau bearbeitet sein muß. Außerdem wird der Innendurchmesser der Rohre im Verlauf der Verformung infolge der Anwesenheit des kompakten Füllmaterials genau gleich gehal. ten. Ferner sei bemerkt, daß nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gebogene Rohre aus sehr harten Metallen, wie rostfreie, molybdänlegierte Stähle, Kobaltstähle, Wolfram und Titan sowie deren legierungen, hergestellt werden können, da du Rohr im Verlauf seiner Verformung dauernd geschmiert wird, was Beine Verkeilung oder sein Festfressen. verhindert. Mittels dieses erfindungsgemäßen Verfahren lassen eich ebenso gebogene Rohre aus weicheren Metallen herstellen. die jedoch außerordentlich dünne Wandstärken besitzen, insbesondere solche aus Nickel, Zirconium, Phosphorbronze usw.The method according to the invention thus enables pipes to be bent under perfectly defined conditions, while simultaneously calibrating these Pipes is made possible while observing particularly narrow tolerances. Actually corresponds to the outside cross-section of the bent tube exactly that of the porch 4 of the die, which must be processed precisely. In addition, the inner diameter of the pipes will be in the course exactly the same as the deformation due to the presence of the compact filler material hale th. It should also be noted that bent according to the method according to the invention Tubes made of very hard metals, such as stainless, molybdenum alloy steels, cobalt steels, Tungsten and titanium, as well as their alloys, can be made as you pipe in the course of its deformation it is continuously lubricated, causing wedging or legs its seizure. prevented. Let by means of this method according to the invention Also manufacture curved tubes from softer metals. which, however, is extraordinary have thin wall thicknesses, especially those made of nickel, zirconium, phosphor bronze etc.

Claims

Claims lo) pipe bending process, characterized in that a straight tube to be bent, which has an inwardly drawn in at one of its ends Section owns and previously with a compact filling material that covers its inner surface intimately touched, filled, in the straight section of a molding die from the formed channel is brought to the beyond the straight the section in a curved section with a curved section to the profile of the one to be manufactured Rohrs corresponding profile continues, the opposite of the straight section End of the curved section of the molding channel with a source of an adjustable constant pressure is brought into contact with lubricating fluid, at the other end of the molding channel, the end of the piston rod of a hydraulic pressure Cylinder is introduced, which comes into contact with the pipe, and onto the pipe a pressure is applied to push it out of the straight section of the mold channel against the Pressure of the lubricating fluid that the pipe touches the mold channel scbmiert to move into the curved section of the molding channel, 2.) pipe bending process according to claim 1, characterized in that the inwardly drawn-in section bending of the tube is made by placing the end of the tube in an open, suitably shaped form pushed back and the seated and pressed in the form Tube is rotated around itself.

30) pipe bending method according to claim 1 or 2, characterized by that on the retracted section one acting as an Eantenklemme detachable, aue two interlocking parts consisting of a low friction guide piece Possessing metal is attached to the pipe in the bent section of the molding channel leads.

4o) pipe bending method according to one of claims 1 to 3, there. by characterized in that the compact filler material consists of an alloy of bismuth, tin and cadmium, 5o) pipe bending process according to one of claims 1 to 4, dao characterized in that the end of the piston rod of the hydraulic pressure cylinder carries an anvil head which comes into contact with the tube and a substantially has spherical profile.

6o) pipe bending device for carrying out the, method according to a of claims 1 to 5, characterized by one of two releasably connected to one another Halves (2) existing molding die (1) with a molding channel (4), which is a straight Section (5) for receiving a straight to be bent, at one of its ends with provided with an inwardly drawn-in section (20) and with an intimate Contact with its inner surface standing compact PUllmsterial (19) -filled Tube (18) and an adjoining curved section (6) with a profile corresponding to that of the bent pipe to be produced. knows, one with the that straight section opposite End of the curved section connected source (9) of a lubricating liquid at an adjustable constant pressure, a hydraulic pressure cylinder (14), the piston rod (15) of which in that of the source opposite end of the molding channel penetrates and comes into contact with the pipe and exerts a pressure on it, causing the pipe to counter the pressure of the pipe its lubricating fluid coming into contact with the molding channel surface is moved from the straight to the curved section of the molding channel 7.) Pipe bending device according to claim 6, characterized in that a acting as an edge clamp, detachable, made of two interlocking parts (25, 26) existing guide piece (24) made of a low friction metal is attached, which leads the pipe in the curved section of the Pormkanals.

8.) Pipe bending device according to one of claims 6 or 7, characterized characterized in that the end of the piston rod (15) of the hydraulic pressure cylinder (14) carries an anvil head (16) which comes into contact with the tube and an im has essential spherical profile (17).