由金属板制造直缝管筒的方法与流程

本发明涉及一种由金属板、尤其是厚金属板制造直缝管筒的方法，其中，在其长边上设有弯曲边缘的金属板被给进管成型压力机内，在所述管成型压力机内，通过靠置在由彼此水平间隔的两个支承元件构成的下模上，并且由可升降的上模施加弯曲力，金属板被步进地成型为直缝管筒，该直缝管筒的相对的长边上的弯曲边缘形成一间隙，以用于稍后的纵缝焊接。

实际上所使用的由金属板制造管件的方法包括管成型压力法，具有在管成型压力机上步进的成型步骤或者说弯曲步骤。管成型压力机或者说管弯曲压力机通常在机架上具有由两个以侧面间隔相邻布置的支承元件或者弯曲元件所构成的下模和可垂直地由上方对着所述下模起动的、被可升降的弯刀支承着的、在所述金属板的整个长度上延伸的上模，可借助所述上模向靠置在所述下模上的金属板施加弯曲力。

为了制造管件或者大管，在渐进的成型流程后，还需要多个先后的加工步骤。在第一个步骤中，所述金属板在纵向边缘上被预弯曲，通常是在独立的弯边压力机内。所述纵向边缘进行所述预弯曲，由此，在变形成直缝管筒时，管径在稍后的焊缝的区域内、即在被弯曲成所述管件的所述金属板的所述纵向边缘为了稍后的纵缝焊接而与缝隙相对的地方被均匀地成型。这样被预弯曲的金属板然后被推入所述管成型压力机内，并且在该处经过真正的弯曲流程。在此，通过所述压力机上部的压低，向所述金属板施加弯曲力，其中，在弯刀以及由此支承着的、上方的成型模具的作用下，调整所述金属板的变形。这一过程被多次重复，直到所述金属板已经被成型为所述直缝管筒。

通过专利文献de4215807c2已经已知一种以框架结构实施的管弯曲压力机或者说管成型压力机。被构造为弯曲模具的剑状物被垂直地导入所述框架的侧支架内。这一上方的弯曲模具在很小程度上通过万向接头被可移动地固定在活塞-汽缸单元，并且通过这一单元对着上方的机架横梁自我支承。所述下方的弯曲模具的支承元件被桌台支承着，所述桌台同样支承着与所述上方的活塞-气缸单元同轴作用的活塞-气缸单元。相互作用的活塞-气缸单元要避免所述桌台压弯，即便是当所述下方的机架横梁要在所述压力机的工作负荷下变弯时。为此，各个活塞-气缸单元或多或少地被加载有压力。

尤其是在管成型压力机上按照所谓的jco法成型具有小管径的厚壁管时，在其中，一开始在所述金属板的纵向边缘或者说弯曲边缘上弯曲成第一个半圆的形状、即所述“j”，接着，这样被预弯曲的金属板由一种操纵器移动至这样的程度，使得从所述另一个纵向边缘或者弯曲边缘开始，所述金属板被成型为“c”，由此形成所述第二个半圆形形状，并且最终被成型为“o”，在所述下模的所述相邻布置的支承元件或者弯曲元件之间的水平方向上必需的较大间隔构成了难题。

在包括先后连续的弯曲步骤的弯曲过程一开始，所述金属板平面地靠置在所述支承元件或者弯曲元件的其中一个上，而纵向边缘或者弯曲边缘则仅以极少的重合靠置在另一个支承元件或者弯曲元件上，从而在通过所述弯曲剑状物施加所述弯曲力时，这一纵向边缘或者弯曲边缘可由所述支承元件或者弯曲元件滑落，并且由此所述弯曲过程必须被中断。

因此，本发明的根本目的是，提供一种开头所述类型但没有上述缺陷的方法，以便所述金属板一开始就可很容易被步进地变形或者成型。

这一目的根据本发明是由此实现的，即：至少分别由外向内紧邻接着所述金属板的弯曲边缘的弯曲部段是不同于按数字顺序递升的弯曲步骤序列以皮尔格周期式轧管法被成型的。在这种用于所述金属板变形或成型的做法中，不是自第一个紧跟着所述弯曲边缘的弯曲部段开始，而是第一个弯曲步骤在第二弯曲部段上进行。然后，第一、然后是第四以及接着是第三弯曲部段等被变形。由此有利地实现了，在弯曲过程一开始，不仅仅只有弯曲边缘，而是超过于此地有第一弯曲部段的至少一部分长度或者宽度靠置在所述下模的支承元件上，而水平方向上相对地，所述金属板则不变地由另一个支承元件支承着。由此可分别根据弯曲步幅，通过在两侧与所述上模相邻的弯曲部段，达到所述金属板在所述上模的作用区域内接近对称地靠置在所述下模的支承元件上。因此，就有效地避免了现以所述弯曲边缘和所述第一个弯曲部段的充分重合而靠置在所述支承元件上的金属板在所述变形或成型过程开始时滑落或者脱离。另一个优点是，能够实现更大的下模间隔，进而由此实现相应更小的变形力。

在根据上面所述的做法已经制造所述金属板的第一个半圆形状之后，所述金属板在所述支承元件上移动至这样的程度，使得随着根据开头所阐述的皮尔格周期式轧管法在另一个相对的弯曲边缘上的第二个弯曲步骤的开始，所述金属板的第二个半圆形状被弯曲。

一种优选的根据本发明的措施规定了，为了执行紧跟着在第二弯曲部段内所进行的第一个弯曲步骤的、用于所述第一弯曲部段变形的第二个弯曲步骤，所述金属板从侧面退回，以陡峭的角度被预先定位在所述下模之间且所述弯曲边缘靠置在其中一个支承元件上。所述金属板通过提前的第一个弯曲步骤远离所述纵向边缘或者说弯曲边缘而在第二弯曲部段内被预弯曲，由此，就可实现所述金属板在所述支承元件之间的一种相当陡峭的角度，从而对于后面的第一个弯曲步骤而言，所述弯曲边缘就能够以足够大的重合靠置在支承元件上并且不再滑落。

本发明的一种有利的提议规定，至少在关于由嵌入步进成型的金属板内的上模的纵轴所预先给定的中心而有时位于左侧和有时位于右侧的弯曲步骤中，要进行相对于其他的弯曲步骤而言更少的变形，并且，最后通过施加分别有针对性地在此前在中心两侧成型较少的区域内由外部作用于这一非圆形的预成型的下压力，成型成品的直缝管筒。通过由此有意识地制造首先量身定做的、在局部变形更少的、例如12°的弯曲、而不是24°的弯曲的非圆形预成型的方式，就可成型一种基本圆形的、缝隙最小化的直缝管筒几何形状。

此外，通过局部更少的变形或者减少压入深度实现了，在所述金属板通过根据本发明的皮尔格周期式轧管法成型为直缝管筒时，分别在上一个为制造第一个和第二个半圆形状的弯曲步骤中，所述弯曲边缘不与可升降的上模或者说弯曲剑状物相撞。

本发明的更多特征和细节由权利要求和下面对于附图中所示的本发明的一种实施例的说明中得出。其中：

图1以示意图的方式示出了根据现有技术在管成型压力机上的金属板成型的开始，自上向下地包括预定位的金属板(a)、通过弯曲剑状物施加弯曲力(b)以及在力作用后升高的弯曲剑状物(c)；

图2以示意图的方式示出了根据皮尔格周期式轧管法的金属板成型的开始，从管成型压力机上的第二个弯曲部段开始，自上向下地包括预定位的金属板(a)、通过弯曲剑状物施加弯曲力(b)以及在力作用后升高的弯曲剑状物(c)；

图3以示意图的方式示出了金属板在管成型压力机上借助现紧跟着第一个弯曲步骤的、后面在第一个弯曲部段内的第二个弯曲步骤的下一步成型，自上向下地包括以陡峭的角度预定位的金属板(a)、通过弯曲剑状物施加弯曲力(b)以及在力作用后升高的弯曲剑状物(c)；

图4示出了一种说明了按照皮尔格周期式轧管法的弯曲步骤或者说弯曲部段的、示意性示出的直缝管筒；以及

图5a、5b说明了一种非圆形的预成型在至少两个下压或者弯曲步骤中的仿形或者说变形，更确切地说，即：在第一个弯曲步骤中，通过在开口或者说缝隙旁边的左侧给非圆形的预成型施加作用力(图5a)，以及在非圆形的预成型旋转后，在第二个弯曲步骤中，通过在开口或者说缝隙旁边的右侧施加作用力(图5b)。

在像这样充分已知的管成型压力机1上，根据图1，在其长边上设有弯曲边缘2、3的金属板4被成型或者说变形成为成品的直缝管筒。为了金属板4在变形过程期间的靠置，设置具有两个水平地彼此间隔的支承元件6a、6b的下模7，其中，变形力由可升降的弯曲剑状物8施加。在变形过程的开始，金属板4关于弯曲剑状物8被这样定位，使得在第一个变形或者弯曲步骤中，借助弯曲剑状物8所施加的变形力作用于紧跟着弯曲边缘3的第一弯曲部段101，其中，弯曲边缘3被压向支承元件6b。通过弯曲边缘3在支承元件6b上的仅仅极少的接合面，弯曲边缘3或金属板4可由支承元件6b滑落进入支承元件6a与6b之间的空隙9内，如图1c中所示，然后，变形过程就必须被中断。

如图2和3所示，金属板3变形成为直缝管筒5是以皮尔格周期式轧管法进行的。参照图4中示例性的直缝管筒5的弯曲部段101至106和107至112以及113，据此，第一个变形或者弯曲步骤是在紧跟着弯曲边缘3的第二弯曲部段102内进行的。其中，弯曲边缘3通过第一弯曲部段101的幅度得到补充，以足够大的接合面被压向支承元件6b，并且由此在变形过程期间不能滑落。

为了接下来的弯曲步骤，金属板由例如操纵器从侧面向左移动，并且，在支承元件6a、6b之间处于陡峭角度的情况下以弯曲边缘3在支承元件6b上由于已经变形或者预弯曲的第二弯曲部段102而变得充分的接合面被预先定位。现在第二个变形或者弯曲步骤中，借助弯曲剑状物8所施加的弯曲力就作用到紧跟着弯曲边缘3的第一弯曲部段101上(为此详见图3和4)。

对于后面的变形或者弯曲步骤而言，另外可以皮尔格周期式轧管法进行，然后，接下来的弯曲步骤是根据弯曲部段104、103、106、105的顺序针对直缝管筒5的第一个或者说右边的半圆10来进行(为此详见图4)。

为了直缝管筒5的第二个或者说左边的半圆11的变形，金属板4以弯曲边缘2被定位在支承元件6a上，然后，弯曲步骤以皮尔格周期式轧管法与第一个半圆10的上述变形相类似地以弯曲部段108、107、110、109、112、111、113的顺序进行(为此详见图4)。

在例如弯曲部段105和111内，可有针对性地进行金属板4的比其余弯曲部段中更少的弯曲。因此，既定地存在两个根据每个弯曲步骤更少变形的区域12a、12b，如图5a和5b中所示，由此实现了一种非圆形的、针对成品形状量身定做的预成型13。如图5a和5b中所示，通过弯曲剑状物8由外部向非圆形的预成型13施加下压力，用于制造成品的、基本圆形的直缝管筒5。

非圆形的预成型13为此被这样定位，使得位于开口或缝隙14旁边左侧的、更少变形的区域12a处于九点钟位置，如图5a中所示。

这第一个下压-弯曲步骤的过程如图5a所示，自左向右地包括所被定位的非圆形预成型13、通过弯曲剑状物8施加下压力以及在力作用后被升高的弯曲剑状物8。第二个下压-弯曲步骤如之前在图5b中相同的顺序所示。为了优化弯曲力矩，这里在其右半圆10上不变仍为非圆形的预成型13已经被这样定位，使得开口或缝隙14旁边右侧更少变形的区域12b占据三点钟位置。那么，通过弯曲剑状物8现在预成型13的这一侧上所施加的下压力(中图)就使得非圆形的预成型13成为成品的直缝管筒5的最终的、基本为圆形且具有由此实现的小缝隙或小开口14的形状(图5b右外图)。

附图标记清单

1管成型压力机

2弯曲边缘

3弯曲边缘

4金属板

5直缝管筒

6a、6b支承元件

7下模

8弯曲剑状物

9空隙

10右半圆

11左半圆

12a、12b更少变形的区域

13非圆形形状

14开口/缝隙

101弯曲部段

102弯曲部段

103弯曲部段

104弯曲部段

105弯曲部段

106弯曲部段

107弯曲部段

108弯曲部段

109弯曲部段

110弯曲部段

111弯曲部段

112弯曲部段

113弯曲部段