УСТРОЙСТВО И СПОСОБ ГИБКИ ТРУБ
DEVICE AND METHOD OF TUBE BENDING

Изобретение касается устройства и способа гибки труб с круглым поперечным сечением согласно ограничительной части пункта 1 или, соответственно, согласно ограничительной части пункта 17, включающего устройство подачи трубы, которое непрерывно подает трубу в продольном направлении, расположенное в направлении подачи, как правило, индукционнное нагревательное устройство для нагревания участка трубы, и поворачивающийся вокруг оси вращения гибочный рычаг с держателем трубы, причем труба может фиксироваться в держателе с возможностью отсоединения. Такие гибочные устройства давно известны в уровне техники и многократно описаны.
В DE 21 12 019 A1 показана, например, индукционнная гибочная машина для гибки труб, у которой устройство подачи, зажимающее предназначенную для гибки трубу, оказывает на трубу действующее в продольном направлении усилие. В направлении движения трубы после устройства подачи предусмотрено нагревательное устройство для нагревания участка трубы. Передний конец трубы закреплен держателем на гибочном рычаге без возможности вращения. Гибочный рычаг может поворачиваться вокруг оси вращения, причем ось вращения посредством вращающейся цапфы соединена с рамой. Для гибки трубы труба подается с помощью устройства подачи, при этом труба продвигается через нагревательное устройство. Нагревательное устройство нагревает участок трубы, на который действует изгибающий момент. При фиксации трубы в держателе на гибочном рычаге благодаря движению поворота гибочного рычага задается принудительное круговое перемещение зафиксированной на гибочном рычаге трубы, так что эта труба сгибается по круговой траектории. Нагревательное устройство может передвигаться на небольшую величину таким образом, что при отклонениях от радиуса гибки возможна небольшая корректировка путем передвижения нагревательного устройства. Альтернативно или, соответственно, дополнительно передвижению нагревательного устройства предусмотрено также передвижение оси вращения гибочного рычага параллельно не подвергаемой гибке части предназначенной для гибки трубы.
В DE 25 46 695 C3 показан пример устройства для гибки труб, у которого труба первым концом расположена в устройстве подачи и передвигается посредством этого устройства. В продольном направлении трубы после устройства подачи расположено нагревательное устройство, оснащенное электрической индукционной нагревательной катушкой. После индукционной нагревательной катушки расположено устройство охлаждения. Передний конец трубы зафиксирован в устройстве, создающем момент вращения. Устройство, создающее момент вращения, включает зажимное устройство, в котором зафиксирован передний конец трубы. Зажимное устройство установлено с возможностью вращения на поперечных салазках, причем поперечные салазки могут перемещаться в продольных салазках посредством роликов. Продольные салазки в свою очередь посредством роликов могут перемещаться по двум продольным рельсовым направляющим вдоль направления не согнутой трубы. Для гибки трубы зажимное устройство оказывает на трубу изгибающий момент, при этом включается привод вращения зажимного устройства и другой привод передвижения продольных и поперечных салазок. Благодаря согласованности приводов подачи и вращению зажимного устройства обеспечивается гибка трубы. Недостатком такого гибочного устройства является, однако, тот факт, что гибка ограничивается тем, что для трубы возможно только одно направление изгиба, например левый изгиб.
В DE 31 51 236 A1 показано индукционное гибочное устройство для труб, у которого один конец трубы зажат в устройстве подачи, а другой конец трубы зафиксирован в держателе на гибочном рычаге. Труба проходит через нагревательное устройство. Для держателя предусмотрена возможность вращения вокруг оси и передвижения на гибочном рычаге поперек направления трубы. Для гибки трубы устройство подачи приводится в действие приводом и подает трубу, при этом труба нагревается нагревательным устройством. Гибочный рычаг описывает заданную траекторию поворота, при этом держатель может передвигаться и вращаться на гибочном рычаге так, что могут быть получены различные радиусы гибки трубы. Недостатком такой машины для гибки труб является тот факт, что хотя и возможна гибка трубы с различными радиусами и различной кривизной, благодаря чему, например, возможна увеличивающаяся или уменьшающаяся кривизна гибки трубы. Однако и это гибочное устройство не обеспечивает гибку трубы в различных направлениях гибки.
Поэтому задачей изобретения является создание устройства и способа названного вначале рода, при которых возможна гибка трубы последовательно в различных направлениях гибки.
Эта задача решается с помощью устройства для гибки труб, включающего
- устройство подачи трубы, которое непрерывно подает трубу в продольном направлении,
- поворачивающийся вокруг оси вращения гибочный рычаг с держателем трубы, причем труба может фиксироваться в держателе с возможностью отсоединения, причем устройство подачи и гибочный рычаг могут передвигаться относительно друг друга таким образом, что устройство подачи и ось вращения гибочного рычага могут перемещаться мимо друг друга, и
- расположенное в направлении подачи нагревательное устройство для нагревания участка трубы,
- держатель, устанавливаемый, по меньшей мере, в первом положении фиксации и втором положении фиксации на гибочном рычаге,
- причем первое положение фиксации и второе положение фиксации держателя расположены противоположно друг другу относительно проходящей в продольном направлении центральной оси гибочного рычага,
- а также с помощью способа гибки труб посредством устройства описанного выше рода, причем
- в первой операции труба сгибается в первом направлении, а затем освобождается от держателя из первого положения фиксации гибочного рычага,
- во второй операции устройство подачи и гибочный рычаг совершают перемещение относительно друг друга таким образом, что устройство подачи и ось вращения гибочного рычага перемещаются мимо друг друга, и после этого труба фиксируется в держателе во втором положении фиксации на гибочном рычаге, причем первое положение фиксации и второе положение фиксации держателя находятся противоположно друг другу относительно проходящей в продольном направлении центральной оси поворотного рычага, и
- в третьей операции труба сгибается во втором направлении.
У гибочного устройства, включающего устройство подачи и гибочный рычаг, причем труба продвигается через устройство подачи и зафиксирована на гибочном рычаге в держателе, участок трубы нагревается нагревательным устройством. Благодаря фиксации трубы на гибочном рычаге во время подачи трубы через устройство подачи получается принудительное перемещение, при этом принудительное перемещение задано движением поворота гибочного рычага вокруг оси вращения в первом направлении. Благодаря этому на нагретом нагревательным устройством участке трубы на трубу действует изгибающий момент. Устройство подачи при этом расположено на первой стороне оси вращения, при этом сторона определяется направлением движения поворота гибочного рычага. Благодаря этому обеспечивается возможность гибки трубы в первом направлении, например, получается колено трубы в левом направлении. Чтобы затем получить возможность гибки в другом направлении, например, в правом направлении, и таким образом изготовить трубу примерно S-образной формы, гибочный рычаг должен выполнить движение поворота в другом направлении, при этом расположенная в устройстве подачи труба находится на другой стороне оси вращения. Для этого устройство подачи и гибочный рычаг могут совершать перемещение относительно друг друга, благодаря чему возможно расположение устройства подачи и гибочного рычага относительно друг друга таким образом, что гибочный рычаг при гибке трубы поворачивается в другом направлении поворота, так что для трубы при том же самом направлении подачи получается принудительное перемещение в противоположном боковом направлении. Движение поворота в противоположном направлении гибочного рычага при подаче трубы устройством подачи обеспечивается, когда устройство подачи и ось вращения гибочного рычага расположены в обратном порядке, то есть, когда устройство подачи и ось вращения гибочного рычага могут перемещаться мимо друг друга. Благодаря этому становится возможной гибка трубы во втором направлении.
В предпочтительных вариантах осуществления устройства предусмотрена вертикальная перестановка для устройства подачи, или для гибочного рычага, или для них обоих.
Перемещение мимо друг друга устройства подачи и оси вращения гибочного рычага происходит предпочтительно на одной плоскости, причем эта плоскость задается осью вращения и прямой, которая проходит параллельно несогнутой трубе и пересекает ось вращения. Устройство подачи и ось вращения гибочного рычага перемещаются мимо друг друга таким образом, что устройство подачи располагается с разных сторон относительно плоскости и вместе с тем также относительно оси вращения, обеспечивая гибку трубы в различных направлениях.
Гибочный рычаг предпочтительно оснащен поворотным рычагом, на котором расположен держатель. Держатель предпочтительно проходит под углом примерно 90° от поворотного рычага вверх, т.е. в направлении оси вращения. Высота держателя при этом определяется диаметром предназначенной для гибки трубы, чтобы труба могла быть надежно зафиксирована в держателе. Чтобы получить возможность гибки труб различных диаметров, гибочный рычаг и устройство подачи могут совершать перемещение относительно друг друга, предпочтительным образом, в вертикальном направлении, т.е. в направлении оси вращения. Благодаря этому также обеспечивается надежное и простое перемещение устройства подачи и оси вращения мимо друг друга. Для перемещения мимо друг друга устройство подачи и/или гибочный рычаг переставляются в вертикальном направлении таким образом, что устройство подачи с находящейся в нем трубой располагается над держателем, и устройство подачи и ось вращения перемещаются мимо друг друга.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления устройство подачи может переводиться, по меньшей мере, из первого положения подачи во второе положение подачи, при этом первое положение подачи находится на одной стороне оси вращения, а второе положение подачи на противоположной стороне оси вращения. Благодаря этому обеспечивается возможность расположения устройства подачи на обеих сторонах оси вращения в соответствующем положении подачи, так что при подаче трубы в первом положении подачи происходит принудительное перемещение трубы благодаря движению поворота гибочного рычага в первом направлении, а во втором положении подачи принудительное перемещение трубы благодаря движению поворота в другом направлении. Таким образом обеспечивается гибка трубы сначала в левом направлении, а затем в правом направлении.
Первое и второе положения подачи предусмотрены предпочтительно с разных сторон плоскости, которая задается осью вращения и прямой, проходящей параллельно несогнутой трубе и пересекающей ось вращения. Это означает, что устройство подачи переводится с одной стороны плоскости на другую сторону плоскости, чтобы пройти мимо оси вращения. Эта плоскость определяет, как далеко должно быть перемещено устройство подачи, чтобы оказаться на другой стороне оси вращения, так, чтобы в первом положении подачи происходило принудительное перемещение трубы в первом направлении поворота гибочного рычага, а во втором - в другом направлении поворота. Благодаря этому обеспечивается гибка трубы в первом направлении гибки и втором направлении гибки.
Первое положение подачи и второе положение подачи расположены предпочтительно на практически одинаковом расстоянии от оси вращения гибочного рычага. Расстоянием от устройства подачи до оси вращения и расположением держателя на гибочном рычаге определяется радиус гибки трубы, или, соответственно, радиус гибки трубы определяется участком от оси вращения до центральной точки, находящейся в устройстве подачи трубы. Расположение трубы, однако, определяется непосредственно соответствующим положением подачи устройства подачи. Если оба положения подачи устройства подачи находятся на одинаковом расстоянии от оси вращения гибочного рычага, причем оба положения подачи предусмотрены с разных сторон оси вращения, то гарантируется, что в первом направлении гибки и во втором направлении гибки радиусы гибки трубы будут идентичными.
Разумеется, что оба положения подачи могут также находиться на разном расстоянии от оси вращения, так что в первом направлении труба сгибается с первым радиусом, а во втором, противоположном направлении, со вторым радиусом.
Нагревательное устройство, которое нагревает участок трубы, в положениях подачи предпочтительно расположено на одной прямой с осью вращения гибочного рычага, благодаря чему в каждом положении подачи обеспечивается действие изгибающего момента на трубу на нагретом участке.
Для устройства подачи предпочтительно предусмотрено несколько положений подачи, в которые устанавливается устройство подачи. Благодаря нескольким положениям подачи для устройства подачи обеспечивается возможность регулирования расстояния от несогнутой трубы до оси вращения гибочного рычага, причем это расстояние определяет радиус гибки трубы. Благодаря этому обеспечивается возможность получения различных радиусов гибки трубы. Благодаря этому становятся возможными различные виды гибки трубы как в отношении направления гибки, так и в отношении радиуса. Таким образом, как в левом направлении гибки, так и в правом направлении гибки могут быть реализованы различные радиусы гибки, благодаря чему могут быть осуществлены любые виды гибки трубы.
Разумеется, что может быть также предусмотрено совершение устройством подачи непрерывного перемещение таким образом, что относительно гибочного рычага устройство подачи может быть переведено в любое желаемое положение.
В другом предпочтительном варианте осуществления гибочный рычаг может переводиться, по меньшей мере, из первого положения гибки во второе положение гибки. Первое положение гибки при этом предусмотрено на одной стороне устройства подачи, а второе положение гибки на другой стороне. Это означает, что плоскость, задаваемая осью вращения и прямой, которая проходит параллельно несогнутой трубе и пересекает ось вращения, движется и перемещается мимо устройства подачи. Благодаря этому обеспечивается перемещение устройства подачи и оси вращения гибочного рычага мимо друг друга. При этом в первом положении гибки гибочный рычаг располагается относительно устройства подачи таким образом, что при подаче трубы происходит принудительное перемещение благодаря движению поворота гибочного рычага в первом направлении гибки, а во втором положении гибки происходит принудительное перемещение благодаря движению поворота гибочного рычага в противоположном направлении во втором направлении гибки. Благодаря этому обеспечивается гибка трубы сначала в левом направлении, а затем в правом направлении.
Разумеется, может быть предусмотрена возможность перемещения как устройства подачи, так и гибочного рычага с осью вращения, так что при одновременном перемещении устройство подачи и гибочного рычага ось вращения и устройство подачи перемещаются мимо друг друга.
Предпочтительно для гибочного рычага предусмотрено несколько положений гибки, которыми задаются различные радиусы гибки и направления гибки трубы. Благодаря нескольким положениям гибочного рычага обеспечивается возможность регулирования расстояния от несогнутой трубы до оси вращения гибочного рычага, так что задаются различные радиусы гибки трубы. Благодаря этому становятся возможными различные виды гибки трубы как в отношении направления гибки, так и в отношении радиуса. Таким образом, как в левом направлении гибки, так и в правом направлении гибки могут быть реализованы различные радиусы гибки, благодаря чему могут быть осуществлены любые виды гибки трубы.
Нагревательное устройство в любом положении гибки предпочтительно расположено на одной прямой с осью вращения гибочного рычага, так что для гибки трубы на нагретом участке трубы действует изгибающий момент.
Предпочтительно предусмотрены средства перемещения, причем средства перемещения имеют несколько вариантов осуществления. С одной стороны, средства перемещения предназначены для перемещения устройства подачи, так что оно с помощью этих средств перемещения переводится из первого положения подачи во второе положение подачи. Альтернативно или дополнительно могут быть предусмотрены средства перемещения для перемещения гибочного рычага, так что он с помощью этих средств перемещения переводится из первого положения гибки во второе положение гибки.
Разумеется, что могут быть предусмотрены как средства перемещения для устройства подачи, так и средства перемещения для перемещения гибочного рычага. Средства перемещения предпочтительно оснащены рельсовыми направляющими, по которым устройство подачи и/или гибочный рычаг совершают перемещение относительно друг друга таким образом, что угол между устройством подачи и гибочным рычагом не изменяется, чтобы после перемещения находящаяся в устройстве подачи труба снова была точно по допуску установлена на гибочном рычаге и сгибалась в другом направлении.
Предпочтительно непрерывное перемещение устройства подачи обеспечивается с помощью средств перемещения, которые, например, оснащены роликами, установленными с возможностью скольжения по рельсовой направляющей. Для установки устройства подачи в желаемое положение подачи предусмотрены соответствующие средства фиксации. Разумеется, что средства перемещения могут представлять собой также любой другой вид средств перемещения, такой как, например, ролики, которые расположены в соответствующем углублении. Предпочтительно средства перемещения оснащаются электрическим или гидравлическим приводом.
В другом предпочтительном варианте осуществления устройство подачи может перемещаться поперек продольного направления трубы, благодаря чему обеспечивается возможность перевода устройства подачи из отдельных положений подачи в другое положение подачи, так, что устройство подачи перемещается мимо оси вращения гибочного рычага. Благодаря поперечному направлению перемещения устройства подачи из одного положения фиксации в другое удается также избежать перекоса устройства подачи при перемещении, то есть устройство подачи находится в одном и том же положении относительно гибочного рычага. В исходном положении неповернутый гибочный рычаг и устройство подачи или, соответственно, несогнутая труба находятся по отношению друг к другу под углом, например, 90°. Так как устройство подачи перемещается исключительно поперек из одного положения фиксации в другое, это расположение под прямым углом между неповернутым гибочным рычагом и несогнутой трубой обеспечивается в любом положении подачи устройства подачи. Благодаря этому в каждом положении подачи обеспечивается точно заданное исходное положение и гарантируется точность при гибке трубы как в правом, так и в левом направлении.
Чтобы получить возможность гибки трубы как в левом, так и в правом направлениях в широком диапазоне, в частности, чтобы получить малые и/или большие радиусы гибки трубы, диапазон поворота гибочного рычага составляет, по меньшей мере, 180°.
При гибке, в частности, больших труб с помощью гибочного рычага и устройства подачи на нагретый участок соответствующей трубы должны действовать соответственно большие изгибающие моменты. Так как каждое усилие создает противодействующее ему усилие, это противодействующее усилие должно компенсироваться. Благодаря действующему на трубу изгибающему моменту на находящуюся в устройстве подачи трубу действует соответствующее противодействующее усилие. При этом это противодействующее усилие ориентировано таким образом, что труба в устройстве подачи прижимается в направлении, противоположном движению поворота. Чтобы компенсировать эти усилия, устройство подачи оснащено опорным элементом.
При гибке трубы в двух различных направлениях гибки возникающие при гибке изгибающие моменты в зависимости от направления гибки оказывают различное действие на нагретый участок. Чтобы добиться того, чтобы как при гибке в левом направлении, так и при гибке в правом направлении противодействующие оказываемые на трубу усилия соответственно компенсировались в устройстве подачи, устройство подачи предпочтительно оснащено двумя опорными элементами, причем эти два опорных элемента расположены на противоположных сторонах несогнутой трубы.
Держатель в соответствии с изобретением может фиксироваться на гибочном рычаге с возможностью отсоединения, при этом держатель трубы может фиксироваться на гибочном рычаге, по меньшей мере, в одном первом и одном втором положениях фиксации, которые находятся на противоположных сторонах проходящей в продольном направлении центральной оси поворотного рычага.
В других вариантах осуществления изобретения предусмотрено, что первое и второе положения фиксации расположены симметрично относительно центральной оси (M) гибочного рычага (7).
При гибке трубы нагревательное устройство расположено на одной прямой с осью вращения гибочного рычага, так что при подаче трубы и поворотном движении гибочного рычага изгибающий момент действует на трубу на нагретом участке. Кроме того, нагревательное устройство расположено между устройством подачи трубы и держателем. Чтобы обеспечить гибку трубы в первом направлении поворота гибочного рычага, первое положение фиксации держателя находится на задней стороне гибочного рычага, т.е. на отвернутой стороне перпендикулярной к несогнутой трубе прямой, при этом нагревательное устройство расположено вместе с осью вращения на этой прямой и одновременно перед держателем. При гибке трубы в другом направлении гибочный рычаг поворачивается в другом направлении. Чтобы добиться расположения нагревательного устройства как на прямой с осью вращения, так и относительно устройства подачи перед держателем на гибочном рычаге, держатель фиксируется во втором положении фиксации, при этом второе положение фиксации находится на другой стороне прямой с осью вращения. Положения фиксации держателя на гибочном рычаге находятся противоположно друг другу относительно центральной оси гибочного рычага, причем нагревательное устройство и ось вращения гибочного рычага предпочтительно находятся на центральной оси гибочного рычага. Благодаря этому гарантируется, что как в первом положении фиксации, так и во втором положении фиксации нагревательное устройство лежит на одной прямой с осью вращения, так, что как при левой гибке, так и при правой гибке трубы изгибающий момент действует на нагретый участок трубы и обеспечивается возможность надежной гибки трубы.
Предпочтительно гибочный рычаг имеет направляющую, в которой передвигается держатель из первого положения фиксации во второе положение фиксации. Благодаря этому облегчается передвижение держателя из первого во второе положение фиксации и обеспечивается соответствующее положение держателя относительно гибочного рычага в каждом положении фиксации гибки трубы и надежная фиксация трубы в держателе в обоих положениях фиксации. Направляющая держателя предпочтительно оснащена роликами или элементами скольжения, или им подобными.
В одном из вариантов осуществления гибочного рычага первое и второе положения фиксации находятся симметрично относительно центральной оси (M) поворотного рычага (37).
Чтобы обеспечить надежную установку держателя на гибочном рычаге, держатель крепится на гибочном рычаге предпочтительно посредством болтов. Использование болтов имеет еще и то преимущество, что держатель для его перевода в другое положение фиксации может быть снова отсоединен путем простого отвинчивания болта. Разумеется, что держатель может быть закреплен на гибочном рычаге и с помощью любого другого средства крепежа, такого как, например, винты или им подобные.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления держатель может сниматься с гибочного рычага, при этом снятие держателя с гибочного рычага происходит, например, с помощью крана или ему подобного устройства. Преимущество при этом заключается в том, что устройство подачи и ось вращения простым способом могут перемещаться мимо друг друга, так как проходящий вверх от гибочного рычага держатель более не располагается на пути между устройством подачи и гибочным рычагом. Так как находящаяся в устройстве подачи труба и поворотный рычаг гибочного рычага расположены в различных плоскостях, они могут перемещаться мимо друг друга без необходимости вертикальной перестановки устройства подачи или гибочного рычага.
Нагревательная система предпочтительно оснащена охватывающим трубу индукционным нагревательным кольцом, чем обеспечивается нагрев только небольшого участка трубы, причем этот небольшой участок является участком трубы, на который при гибке действует изгибающий момент. После нагревательного устройства предпочтительно располагается блок охлаждения, так что после воздействия изгибающего момента на нагретый участок и сгибания труба снова быстро охлаждается, чем гарантируется предотвращение дальнейшего нежелательного сгибания на уже согнутом участке трубы.
Когда устройство подачи и гибочный рычаг перемещаются мимо друг друга, чтобы изменить направление гибки, во втором положении подачи устройства подачи или, соответственно, во втором положении гибки гибочного рычага необходимо снова расположить относительно друг друга нагревательное устройство, устройство подачи и гибочный рычаг таким образом, чтобы нагревательное устройство лежало на одной прямой с осью вращения. Когда нагревательное устройство предпочтительно расположено на устройстве подачи, расположение составных частей упрощается тем, что позиционирование нагревательного устройства относительно устройства подачи не требуется, и только гибочный рычаг и устройство подачи позиционируются относительно друг друга таким образом, что нагревательное устройство лежит на одной прямой с осью вращения.
Кроме того, расположение нагревательного устройства на устройстве подачи имеет то преимущество, что при смене направлений гибки нет необходимости извлекать трубу из устройства нагрева. Труба при этом просто отсоединяется от держателя на гибочном рычаге, при этом устройство подачи и гибочный рычаг оказываются несвязанными между собой, так что либо гибочный рычаг может быть переведен во второе положение гибки, либо устройство подачи во второе положение подачи. Разумеется, что также может быть предусмотрено отдельное нагревательное устройство.
Устройство подачи, гибочный рычаг и нагревательное устройство предпочтительно соединены блоком управления. Посредством блока управления делается возможной взаимная координация или, соответственно, взаимное согласование движений устройства подачи, гибочного рычага и нагревательного устройства, так что посредством блока управления обеспечивается заданный характер гибки трубы.
Предпочтительно предусмотрен сенсорный блок для контроля процесса гибки. Для этого сенсорный блок оснащен несколькими сенсорами. Так, предусмотрены сенсоры, которые контролируют температуру нагрева нагревательного устройства трубы. Кроме того, предусмотрены сенсоры перемещения или, соответственно, сенсоры измерения длины для контроля толщины стенки трубы. Сенсоры через блок управления соединены с блоком перестановки и нагревательным устройством, так что на основании определенных сенсорами данных нагревательное устройство и труба позиционируются относительно друг друга. Тем самым, гарантируется, что гибка трубы происходит с получением желаемой формы. Кроме того, гарантируется, что толщина стенки трубы до и после гибки одинакова, или, соответственно, что при переходе прямолинейного участка трубы в изогнутый участок переход происходит плавно и напряжения в стенке трубы предпочтительно предотвращаются. Для этого, с одной стороны, нагревательное устройство может быть предпочтительно перемещено в двух пространственных измерениях, при этом перемещение происходит перпендикулярно продольному направлению трубы. С другой стороны, посредством блока перестановки труба также перемещается в двух пространственных измерениях, так что также обеспечивается оптимальное позицонирование трубы и нагревательного устройства во время всего процесса гибки.
Предлагаемый изобретением способ гибки трубы основан на том, что в первой операции находящаяся в устройстве подачи труба благодаря подаче трубы и благодаря принудительному перемещению в результате поворотного движения гибочного рычага сгибается в первом направлении гибки. Во второй операции устройство подачи и ось вращения перемещаются мимо друг друга. В третьей операции труба снова сгибается благодаря подаче трубы и благодаря принудительному перемещению в результате поворотного движения гибочного рычага, при этом устройство подачи и ось вращения располагаются относительно направления поворота гибочного рычага в обратном порядке. Благодаря расположению в обратном порядке обеспечивается направленное в противоположном направлении поворотное движение гибочного рычага, так что труба совершает принудительное перемещение в противоположном направлении во время подачи с помощью устройства подачи. Благодаря этому становится возможной гибка трубы как в левом, так и в правом направлении.
В одном из предпочтительных вариантов осуществления этого способа предусмотрено, что удерживающее трубу устройство подачи зафиксировано в первом положении подачи, когда труба во время первой операции сгибается в первом направлении. Держатель, служащий для фиксации трубы на гибочном рычаге, установлен при этом в первом положении фиксации. Нагревательное устройство расположено между устройством подачи и держателем, при этом нагревательное устройство лежит на одной прямой с осью вращения гибочного рычага. Для этого ось вращения предпочтительно расположена на центральной оси гибочного рычага. Первое положение фиксации держателя предпочтительно находится на обращенной от устройства подачи стороне гибочного рычага, так что держатель зафиксирован на обращенной от устройства подачи стороне центральной оси гибочного рычага, и нагревательное устройство одновременно расположено между устройством подачи и держателем и на центральной оси гибочного рычага.
По окончании первого процесса гибки в первом направлении гибки труба отсоединяется от держателя и, например, посредством устройства подачи снимается с гибочного рычага. Для этого устройство подачи движется, например, вверх, так что труба снимается вверх. Разумеется, что для съема держателя с трубы гибочный рычаг может также двигаться вниз. Также разумеется, что устройство подачи может двигаться в продольном направлении трубы, чтобы отсоединить и извлечь трубу из держателя путем соответствующего вытягивания. Одновременно при этом нагревательное устройство, если оно может перемещаться вдоль трубы, снимается с трубы путем его перемещения вдоль по трубе. Предпочтительно однако, чтобы нагревательное устройство было расположено на устройстве подачи, так чтобы труба оставалась внутри нагревательного устройства, в этом случае отпадает необходимость отдельного перемещения нагревательного устройства по трубе.
После этого держатель отсоединяется от гибочного рычага. Это может осуществляться, например, посредством упомянутой выше направляющей. Предпочтительно, чтобы держатель извлекался из первого положения фиксации, например, посредством крана, так чтобы устройство подачи переводилось во второе положение подачи без вертикальной перестановки. При этом устройство подачи с находящейся в нем трубой может просто перемещаться над поворотным рычагом гибочного рычага мимо оси вращения и переводиться во второе положение подачи.
Когда устройство подачи перемещается мимо оси вращения, держатель на гибочном рычаге переводится во второе положение фиксации, а гибочный рычаг позиционируется в соответствии с устройством подачи и трубой, при этом предпочтительным является поворот гибочного рычага на 180°. После этого труба фиксируется в держателе.
Предпочтительными являются держатели, в которых труба может фиксироваться с обеих сторон, чтобы для обоих направлений гибки могли применяться одни и те же держатели. Разумеется, что для каждого направления гибки могут также применяться различные держатели, благодаря чему упрощаются варианты осуществления средств крепежа держателя на трубе и на поворотном рычаге.
Так как устройство подачи находится во втором положении подачи относительно оси вращения гибочного рычага, при подаче трубы посредством устройства подачи становится возможной гибка трубы во втором направлении.
Альтернативно или дополнительно может быть также предусмотрена возможность переведения гибочного рычага из первого положения гибки во второе положение гибки. Разница по сравнению с уже описанным способом заключается только в том, что в этом случае вместо устройства подачи гибочный рычаг или, соответственно, плоскость, задаваемая осью вращения и прямой, перемещаются мимо устройства подачи, так что устройство подачи и ось вращения гибочного рычага перемещаются мимо друг друга.
Другие предпочтительные варианты осуществления изобретения вытекают из зависимых пунктов, а также из приведенного ниже описания.
Ниже изобретение поясняется более подробно на одном из предпочтительных примеров осуществления со ссылкой на прилагаемые фигуры. При этом показано:
Фиг. 1 - вид сверху одного из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретением устройства для гибки труб.
Фиг. 2 - устройство для гибки труб, изображенное на фиг. 1, в первом положении подачи.
Фиг. 3 - устройство для гибки труб, изображенное на фиг. 1, в промежуточном положении.
Фиг. 4 - устройство, изображенное на фиг. 1, во втором положении подачи.
Фиг. 5 - увеличенный фрагмент устройства перемещения.
На фигурах 1-5 показан один из предпочтительных вариантов осуществления предлагаемого изобретением устройства 1 для гибки трубы 2.
Устройство 1 для гибки трубы 2 включает расположенное на выполненной в виде плоскости крепежной плите 3 устройство 4 подачи, причем труба 2 находится в устройстве 4 подачи. Труба 2 посредством устройства 4 подачи может передвигаться в продольном направлении. Труба 2 одним концом выходит за устройство 4 подачи, при этом труба 2 проходит через нагревательное устройство 5, которое нагревает трубу 2 на небольшом участке. В продольном направлении трубы 2 за нагревательным устройством 5 труба 2 своим концом зафиксирована на гибочном рычаге 7 в держателе 6, при этом гибочный рычаг 7 установлен на плоской крепежной плите 3 с возможностью вращения вкруг оси D вращения.
Устройство 4 подачи трубы 2 включает установленный на крепежной плите 3 корпус 8, при этом корпус 8 имеет U-образное поперечное сечение. Основание 9 U-образного корпуса параллельно плоской крепежной плите 3, а две параллельные полки 10a и 10b проходят перпендикулярно от основания 9 и вместе с тем перпендикулярно крепежной плите 2 вверх.
Между двумя полками 10a и 10b корпуса 8 находится труба 2, при этом труба 2 установлена на подающих салазках 11. Подающие салазки 11 трубы 2 установлены в направляющей 12 с возможностью перемещения, при этом направляющая 12 образована предусмотренными на двух полках 10a и 10b направляющими средствами 13 и расположенным изнутри, на направленной внутрь U наружной поверхности основания 9 корпуса 8, другими направляющими средствами 14.
Направляющие средства 13 на двух полках 10a и 10b корпуса 8 образованы выполненными на полках 10a и 10b продолговатыми углублениями 19, которые проходят в продольном направлении корпуса 8. На подающих салазках 11 имеются четыре выступа 20, которые, скользя, перемещаются в углублениях 19. На подающих салазках 11 спереди и сзади предусмотрены соответственно два противоположных выступа 20, так что подающие салазки 11 надежно перемещаются в углублениях 10, и перекос трубы 2 исключен.
Направляющие средства 14 на основании 9 корпуса 8 оснащены средствами подачи 15, служащими для подачи подающих салазок 11 и вместе с тем трубы 2. Средства 15 подачи включают расположенный на подающих салазках 11 цилиндр 16, причем в цилиндре 16 расположен с возможностью перемещения поршневой шток 17. Поршневой шток 17 зафиксирован на обращенной от гибочного рычага 7 стороне корпуса 8 и предусмотренном между двумя полками 10a и 10b держателе 18. Для перемещения подающих салазок 11 с трубой 2 цилиндр 16 нагружается давлением гидравлической жидкости, и поршневой шток 17 выдавливается из цилиндра 16. Гидравлическая жидкость подается из ресивера. Таким образом создается прямолинейное усилие, причем поршневой шток 17 и цилиндр стремятся отодвинуться друг от друга, так что подающие салазки 11 с трубой 2 подаются в направлении нагревательного устройства 5 и гибочного рычага 7.
Разумеется, что подача подающих салазок 11 может обеспечиваться и средствами подачи любого другого рода. Так, например, существует возможность подачи подающих салазок 11 посредством цепного привода, при этом к подающим салазкам 11 крепится соответствующая цепь, которая приводится в движение посредством привода. Разумеется также, что подающие салазки могут быть оснащены средствами скольжения или роликовыми средствами любого рода, такими как, например, элементы скольжения или ролики. Разумеется, кроме того, что направляющая подающих салазок 11 может быть также образована непосредственно основанием 9 и двумя полками 10a и 10b.
Полки 10a и 10b корпуса 8 представляют собой усилительные элементы 21. Усилительные элементы 21 при гибке трубы 2 воспринимают возникающие при этом противодействующие усилия.
На обращенной в направлении крепежной плиты 3 наружной стенке 9a основания 9 корпуса 8 расположены средства 22 перемещения, служащие для перемещения устройства 4 подачи по крепежной плите 3. На крепежной плите 3 расположены две параллельные рельсовые направляющие 23, при этом две рельсовые направляющие 23 перпендикулярны продольному направлению корпуса 8 или, соответственно, трубы 2, так что устройство 4 подачи передвигается поперек крепежной плиты 3 по рельсовым направляющим 23.
На корпусе 8 расположены четыре средства 22 перемещения, при этом соответственно два средства 22 перемещения находятся на обращенном к гибочному рычагу 7 переднем конце и два на обращенном от гибочного рычага заднем конце корпуса 8. Соответственно, два средства 22 перемещения расположены на основании 9 под полкой 10a или, соответственно, 10b, так что под одной полкой 10a предусмотрены два средства 22 перемещения соответственно спереди и сзади на корпусе 8, и под второй полкой 10b также два средства 22 перемещения, спереди и сзади на корпусе 8. Благодаря этому обеспечивается перемещение устройства 4 подачи по крепежной плите 3, так что позиционирование устройства 4 подачи относительно гибочного рычага 7 и нагревательного устройства 5 не изменяется.
Четыре средства перемещения имеют одинаковую конструкцию, ниже более подробно приводится пример средства 22 перемещения. Средство 2 перемещения включает два расположенных последовательно ролика 24, которые установлены в подвеске 25 с возможностью вращения. Ролики 24 имеют два находящихся на расстоянии друг от друга края 26, между которыми находится рельсовая направляющая 23. Подвеска 25 прикреплена к корпусу 8 посредством крепежного элемента 27. Крепежный элемент 27 имеет практически L-образную форму, при этом первая L-образная полка крепежного элемента 27 проходит по наружной стенке полки 10a вверх, а вторая L-образная полка вдоль наружной стенки основания 9. Крепежный элемент 27 приварен к корпусу 8. Разумеется, что крепежный элемент 27 может быть прикреплен к корпусу 8 креплением любого другого рода, таким как, например, склеивание, резьбовое соединение, клепка или им подобные.
Два расположенных последовательно ролика 24 соединены посредством блока 28 сцепления с электрическим приводом 29, при этом блок сцепления предпочтительно оснащен передаточным механизмом. Для перемещения устройства 4 подачи из первого положения подачи во второе положение подачи ролики 24 приводятся в движение посредством электрического привода, при этом между роликами 24 и рельсовыми направляющими 23 возникает соответствующее трение под действием собственного веса устройства 4 подачи, так что ролики 24 не прокручиваются на рельсовых направляющих 22. Благодаря перемещению посредством средств 22 перемещения устройство 4 подачи и ось D вращения гибочного рычага 7 перемещаются мимо друг друга, и обеспечивается гибка трубы 2 в двух направлениях гибки.
Разумеется, что также можно предусмотреть оснащение рельсовых направляющих 22 и/или роликов 24 фрикционными накладками, что предотвращает прокручивание роликов 24 на рельсовых направляющих. Фрикционная накладка может представлять собой, например, тефлоновое покрытие.
Средства 22 перемещения оснащены, кроме того, средствами 30 фиксации, посредством которых устройство 3 подачи фиксируется в первом положении подачи и во втором положении подачи. Средства 30 фиксации включают два зажимных элемента 31, каждый из которых проходит по одной стороне рельсовой направляющей 23. Для фиксации устройства 4 подачи оба зажимных элемента 31 движутся навстречу друг другу посредством силового двигателя, так что рельсовая направляющая 23 зажимается между двумя зажимными элементами 31, и устройство 4 подачи удерживается в желаемом положении подачи. Для отсоединения устройства 4 подачи два зажимных элемента 31 раздвигаются, прекращая зажатие рельсовой направляющей 23 и обеспечивая возможность скольжения роликов 24 по рельсовым направляющим 23.
Разумеется, что могут быть предусмотрены средства фиксации устройства 4 подачи и любого другого рода. Так, возможно также вместо каждого из двух зажимных элементов предусмотреть электромагнит, при этом на каждой стороне рельсовой направляющей располагается по одному электромагниту. Для фиксации устройства 4 подачи к электромагнитам подается ток, так что под действием магнитной силы устройство 4 подачи может фиксироваться на рельсовых направляющих 23. Для этого рельсовые направляющие выполняются соответственно из металла или, соответственно, из магнитного материала.
На подающих салазках 11 на обращенной в направлении нагревательного устройства 5 стороне предусмотрен блок 32 сенсоров. Блок 32 сенсоров включает первый сенсор 33 для контроля толщины стенки трубы 2 и второй сенсор 34 для контроля изгибающего момента, действующего на трубу 2. Оба сенсора 33 и 34 соединены с блоком управления, так что во время процесса гибки возможен контроль, а при отклонениях - регулировка толщины стенки и изгибающего момента. Для этого блок управления соединен с блоком 35 перестановки, который охватывает трубу 2. Блок 35 перестановки может позиционировать трубу 2 путем небольших перемещений в двух пространственных измерениях. С блоком перестановки 35 соединено также нагревательное устройство 5 таким образом, что компенсационные перемещения блока 35 перестановки коррелируются с соответствующими компенсационными перемещениями нагревательного устройства 5, обеспечивая оптимальное позиционирование трубы 2 и нагревательного устройства 5 во время всего процесса гибки относительно друг друга и сгибание трубы 2 в желаемую форму.
Разумеется, что для контроля процесса гибки могут применяться сенсоры любого рода, таким как, например, сенсоры температуры для контроля температуры нагрева трубы 2 или сенсоры перемещений и длины.
Расположенный на крепежной плите 3 с возможностью вращения гибочный рычаг 7 включает установленный на вращающемся основании 36 поворотный рычаг 37. Вращающееся основание 36 установлено на крепежной плите 3 с возможностью вращения вокруг оси D вращения, причем для этого в крепежной плите 3 выполнено круглое отверстие 38, через которое проходит вращающееся основание 36. Вращающееся основание 36 выполнено с возможностью вращения в отверстии 38 или же под ним, например, при использовании шарикоподшипника или подобного ему. Ось D вращения образована поворотной осью гибочного рычага 7.
Поворотный рычаг 37 имеет поперечное сечение в виде двойного T, при этом по верхней поверхности T проходит большая рельсовая направляющая 40 вдоль продольного направления поворотного рычага 37, при этом большая рельсовая направляющая 40 находится на центральной оси M поворотного рычага 37. Центральная ось M поворотного рычага 37 и ось D вращения гибочного рычага 7 пресекаются в одной точке.
На большой рельсовой направляющей 40 установлены с возможностью перемещения салазки 41, при этом салазки 41 имеют практически прямоугольную форму. Салазки 41 имеют на нижней поверхности прямоугольника продолговатую выемку 42, в которой салазки 41 установлены на рельсовой направляющей 40 таким образом, что салазки 41 сбоку охватывают продолговатую рельсовую направляющую 40, чем обеспечивается надежное перемещение по рельсовой направляющей 41. Боковые стенки 43 салазок 41 проходят по поворотному рычагу 37 сбоку, при этом на нижних концах боковых стенок 43 выполнены выступы, которые входят в выемки 44 имеющего форму двойного T поворотного рычага 37, благодаря чему выемки 44 имеющего форму двойного T поворотного рычага 37 образуют направляющую для салазок 41.
Салазки 41 установлены с возможностью перемещения на поворотном рычаге 37 в продольном направлении поворотного рычага 37, при этом перемещение происходит, например, посредством соответствующего гидравлического устройства, оснащенного гидравлическим цилиндром и поршневым штоком. Разумеется, что можно также предусмотреть устройство перемещения салазок 41 любого другого рода. Благодаря возможности перемещения салазок 41 на поворотном рычаге 37 можно получать различные радиусы гибки трубы 2, в частности, благодаря этому могут быть получены отличающиеся от круглых формы гибки трубы 2, когда салазки 41 с расположенным на них держателем 6 с трубой 2 перемещаются во время процесса гибки.
В салазках 41 установлен с возможностью отсоединения держатель 6, при этом салазки 41 имеют первое положение фиксации и второе положение фиксации держателя 6. В обоих положениях фиксации держатель установлен на салазках 41, например, посредством болтов. Для отсоединения держателя 6 от салазок 41 болты удаляются.
Оба положения фиксации держателя 6 находятся на разных сторонах центральной оси M поворотного рычага 7. Два положения фиксации держателя 6 трубы 2 предусмотрены для двух различных направлений гибки трубы 2, при этом положение фиксации держателя 6 предусмотрено соответственно на обращенной от устройства 4 подачи стороне относительно центральной оси M гибочного рычага 7 таким образом, что нагревательное устройство 5 расположено между держателем 6 и устройством 4 подачи. Нагревательное устройство 5 при этом предусмотрено на центральной оси M гибочного рычага 7 таким образом, что нагревательное устройство 5 находится на одной прямой с осью D вращения гибочного рычага 7.
Нагревательное устройство 5 имеет индукторное кольцо, которое охватывает в окружном направлении трубу 2. Нагревательное устройство 5 может перемещаться относительно трубы 2, так что нагретый нагревательным устройством 5 участок может соответственно корректироваться на основании определенных сенсорами 33 и 34 данных. При этом нагревательное устройство 5 может перемещаться вдоль трубы 2, и угол между индукторным кольцом и трубой 2 может варьироваться так, что соответственно корректируется распределение тепла в трубе 2. Предпочтительно нагревательное устройство 5 оснащено блоком охлаждения, который снова охлаждает нагретый участок трубы 2 после гибки.
Предлагаемый изобретением способ гибки трубы 2 в двух различных направлениях функционирует следующим образом: для гибки трубы 2 в первом направлении гибки, например, влево, труба 2 помещается в устройство 4 подачи, при этом устройство 4 подачи находится в первом положении подачи. Первое положение подачи устройства 4 подачи находится при этом на первой стороне относительно плоскости E, которая задается осью D вращения и прямой G, которая проходит параллельно несогнутой трубе 2 и пересекает ось вращения.
Труба 2 проходит через нагревательное устройство 5 и зафиксирована в держателе 6 на гибочном рычаге 7. Держатель 6 находится при этом в первом положении фиксации на поворотном рычаге 37 гибочного рычага 7, при этом положение фиксации расположено на обращенной от устройства 4 подачи стороне относительно центральной оси M гибочного рычага 7 так, что нагревательное устройство 5 образует одну прямую с осью D вращения гибочного рычага.
Для сгибания трубы 2 приводится в действие устройство 4 подачи, при этом труба 2 посредством подающих салазок 11 перемещается в направлении гибочного рычага 7. Так как труба 2 зафиксирована в держателе 6 на гибочном рычаге 7, происходит принудительное перемещение в результате поворотного движения гибочного рычага 7 вокруг оси D вращения. Благодаря этому при подаче трубы 2 гибочный рычаг 7 поворачивается в первом направлении вокруг оси D вращения, и изгибающий момент действует на нагретый нагревательным устройством 5 участок таким образом, что при подаче труба 2 сгибается в первом направлении.
Подача трубы 2 посредством устройства 4 подачи происходит до тех пор, пока не будет достигнута желаемая гибка трубы 2. Например, труба 2 подается до тех пор, пока гибочный рычаг 4 не повернется вокруг оси D вращения на 90° в первом направлении поворота и труба 2 не будет согнута на четверть окружности в первом направлении. По окончании процесса гибки в первом направлении устройство подачи выключается, и подача трубы 2 прекращается.
Затем труба 2 отсоединяется от держателя 6 гибочного рычага 7. Для этого держатель, например, полностью отсоединяется от поворотного рычага 37 и посредством крана поднимается над трубой 2 и отсоединяется от нее. Разумеется, что труба 2 и держатель 6 могут отсоединяться друг от друга многими способами. Так, держатель может, например, открываться в стороны или вверх так, что труба 2 может извлекаться из держателя, например, благодаря возможности вертикальной и боковой перестановки гибочного рычага 7 или устройства 4 подачи.
Предпочтительно держатель 6, однако, отсоединяется от поворотного рычага 37 таким образом, что после того как держатель 6 путем перемещения по трубе 2 отсоединяется от нее, нагревательное устройство 6 может быть также снято таким же образом, путем перемещения по трубе 2.
Затем устройство 4 подачи освобождается из первого положения подачи средствами фиксации 30 и посредством средств перемещения 12 вдоль рельсовых направляющих 23 из первого положения подачи переводится во второе положение подачи, при этом устройство 4 подачи перемещается мимо оси D вращения гибочного рычага 7. Так как и держатель 6 гибочного рычага 7, и нагревательное устройство 5 трубы 2 сняты, при перемещении устройства 4 подачи все еще находящаяся в устройстве 4 подачи труба 2 перемещается над поворотным рычагом 37 гибочного рычага 7. Разумеется, что нагревательное устройство 5 также может оставаться на трубе 2 и/или на устройстве 4 подачи.
Устройство 4 подачи фиксируется во втором положении подачи посредством средств 30 фиксации, при этом второе положение подачи находится на другой стороне плоскости E. Гибочный рычаг 7 продолжает поворачиваться в первом направлении гибки таким образом, чтобы прийти в положение, перпендикулярное еще не согнутой части трубы 2.
Затем нагревательное устройство 5 перемещается по трубе 2 и позиционируется на центральной оси M гибочного рычага 7 так, чтобы нагревательное устройство 5 находилось на одной прямой с осью D вращения. Нагревательное устройство 5 не находится на гибочном рычаге 7 и при повороте гибочного рычага не поворачивается, а остается относительно устройства подачи во время процесса гибки в одном и том же положении, так что труба 2 перемещается через индукторное кольцо нагревательного устройства 5.
Затем держатель 6 снова перемещается по трубе 2 и во втором положении фиксации фиксируется в салазках 41 на гибочном рычаге 7, при этом второе положение фиксации держателя 6 расположено теперь на другой стороне центральной оси M гибочного рычага так, что держатель 6 в свою очередь находится на обращенной от устройства 4 подачи стороне центральной оси M гибочного рычага 7. Держатель 6 крепится к салазкам 41 посредством болтов.
Для сгибания трубы 2 во втором направлении приводится в действие устройство 4 подачи, и подающие салазки 11 двигают трубу 2 в направлении гибочного рычага 7, при этом труба 2 перемещается через нагревательное устройство 5 и нагревается на определенном участке.
Так как труба 2 зафиксирована в держателе 6 на гибочном рычаге 7, происходит принудительное перемещение в результате поворотного движения гибочного рычага 7 вокруг оси D вращения, при этом принудительное поворотное движение благодаря различному расположению устройства 4 подачи и гибочного рычага 7, а именно тому, что устройство 4 подачи расположено на другой стороне плоскости E относительно оси D вращения гибочного рычага 7, происходит теперь в обратном направлении. Благодаря этому при подаче трубы 2 гибочный рычаг 7 поворачивается вокруг оси D вращения во втором, противоположном первому направлении, и изгибающий момент действует на нагретый нагревательным устройством 5 участок таким образом, что при подаче трубы 2 труба 2 сгибается во втором направлении.
Подача трубы 2 посредством устройства 4 подачи снова происходит до тех пор, пока не будет достигнута желаемая гибка трубы 2. Например, труба 2 подается до тех пор, пока гибочный рычаг 7 снова не повернется вокруг оси D вращения на 90° во втором направлении поворота и труба 2 не будет согнута на четверть окружности во втором направлении.
По окончании процесса гибки и во втором направлении устройство 4 подачи выключается, и подача трубы 2 прекращается. После двух процессов гибки труба 2 имеет колено в четверть окружности в первом направлении и колено в четверть окружности во втором направлении.
Разумеется, что посредством описанного выше способа может быть получена любая желаемая комбинация левых и правых изгибов трубы 2. Выше изобретение пояснялось более подробно на одном из примеров осуществления, в котором устройство подачи переводится из первого положения подачи во второе положение подачи с помощью средств перемещения. Разумеется, что может быть также предусмотрено устройство, у которого гибочный рычаг оснащен средствами перемещения таким образом, что гибочный рычаг из первого положения гибки может переводиться во второе положение гибки, и ось D вращения гибочного рычага 7 и устройство 4 подачи перемещаются мимо друг друга.