DE102016007550B4

DE102016007550B4 - Method and apparatus for reducing ovality of a structural element having a substantially circular cross-section

Info

Publication number: DE102016007550B4
Application number: DE102016007550.3A
Authority: DE
Inventors: Thilo Reichel
Original assignee: Erndtebruecker Eisenwerk & Co KG GmbH
Current assignee: DISCHO VERMOEGENSVERWALTUNG GMBH & CO. KG., DE
Priority date: 2016-06-22
Filing date: 2016-06-22
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2036-06-23
Also published as: DE102016007550A1

Abstract

Verfahren zur Reduzierung einer Ovalität eines Konstruktionselements (1) mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt und mit einer inneren Mantelfläche (2) sowie einer äußeren Mantelfläche (3), wobei das Konstruktionselement (1) plastisch verformt wird, indem gleichzeitig eine erste Kraft unmittelbar auf einen ersten Teil der inneren Mantelfläche (2), eine zweite Kraft unmittelbar auf einen ersten Teil der äußeren Mantelfläche (3), eine dritte Kraft unmittelbar auf einen zweiten Teil der inneren Mantelfläche (2) und eine vierte Kraft unmittelbar auf einen zweiten Teil der äußeren Mantelfläche (3) ausgeübt werden, wobei der erste Teil der inneren Mantelfläche (2), der erste Teil der äußeren Mantelfläche (3), der zweite Teil der inneren Mantelfläche (2) und der zweite Teil der äußeren Mantelfläche (3) in Umfangsrichtung des Konstruktionselements (1) jeweils zueinander versetzt sind.Method for reducing an ovality of a construction element (1) having a substantially annular cross-section and having an inner lateral surface (2) and an outer lateral surface (3), wherein the structural element (1) is plastically deformed by simultaneously applying a first force directly to a first part of the inner lateral surface (2), a second force directly on a first part of the outer lateral surface (3), a third force directly on a second part of the inner lateral surface (2) and a fourth force directly on a second part of the outer lateral surface (3), wherein the first part of the inner lateral surface (2), the first part of the outer lateral surface (3), the second part of the inner lateral surface (2) and the second part of the outer lateral surface (3) in the circumferential direction of the structural element (1) are offset from each other.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung einer Ovalität eines Konstruktionselements mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.The present invention relates to a method for reducing an ovality of a construction element having a substantially circular cross-section, and to an apparatus for carrying out this method.

Konstruktionselemente der in der Rede stehenden Art sind beispielsweise Rundrohre, d. h. gerade Kreiszylinder mit einem Hohlraum im Inneren des Kreiszylinders (Hohlzylinder). Solche Konstruktionselemente sollen vorgegebene Abmessungen aufweisen. Dabei werden geringe Abweichungen von den vorgegebenen Abmessungen toleriert (Toleranzbereich). Bei der Herstellung solcher Konstruktionselemente kommt es häufig zu Abweichungen von den vorgegebenen Abmessungen, die außerhalb des jeweiligen Toleranzbereiches liegen. In diesem Fall kann nach der Herstellung eine Nachbearbeitung mittels Richten durchgeführt werden.Design elements of the type in question are, for example, round tubes, d. H. straight circular cylinder with a cavity inside the circular cylinder (hollow cylinder). Such construction elements should have predetermined dimensions. Small deviations from the given dimensions are tolerated (tolerance range). In the production of such construction elements, deviations from the given dimensions which are outside the respective tolerance range frequently occur. In this case, post-processing can be performed by straightening.

Richten ist ein Fertigungsverfahren der Hauptgruppe „Umformen“. Beim Richten wird versucht, ein Konstruktionselement derart plastisch zu verformen, dass die Abmessungen des Konstruktionselements nach dem Richten in einem vorgegebenen Toleranzbereich liegen.Straightening is a manufacturing process of the main group "Forming". During straightening, an attempt is made to plastically deform a construction element such that the dimensions of the construction element after straightening are within a predetermined tolerance range.

Durch Richten lässt sich auch der Verlauf eines Konstruktionselements in axialer Richtung beeinflussen. Dies ist insbesondere bei gebogenen Konstruktionselementen von Bedeutung. Dieser Aspekt des Richtens spielt für die vorliegende Erfindung jedoch keine Rolle.Straightening can also influence the course of a construction element in the axial direction. This is particularly important in curved construction elements of importance. However, this aspect of straightening does not matter to the present invention.

Die vorliegende Erfindung ist insbesondere auf das Beseitigen bzw. Reduzieren von Abweichungen des im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitts eines Konstruktionselements von einer gewünschten Kreisringform gerichtet.In particular, the present invention is directed to eliminating deviations of the substantially annular cross-section of a structural element from a desired annular shape.

Solche Abweichungen werden durch Parameter wie z. B. den mittleren Innendurchmesser, der Ovalität und der lokalen Unrundheit gekennzeichnet.Such deviations are determined by parameters such. As the average inner diameter, ovality and local out-of-roundness.

Als mittlerer Innendurchmesser wird im Rahmen der vorliegenden Anmeldung das Ergebnis der Division des Innenumfangs (des Umfangs des inneren Kreiszylinders) des Konstruktionselements durch die Kreiszahl π bezeichnet.In the context of the present application, the mean inner diameter is the result of the division of the inner circumference (of the circumference of the inner circular cylinder) of the construction element by the circle number π.

Ovalität steht hierfür die Differenz zwischen dem größten und dem kleinsten Innendurchmesser des Konstruktionselements.Ovality stands for the difference between the largest and the smallest inner diameter of the structural element.

Unter lokaler Unrundheit soll die Abweichung eines Innen- bzw. Außendurchmessers des Konstruktionselements von dem (konstanten) Innen- bzw. Außendurchmesser der gewünschten Kreisringform (nominelle Kreiskontur) verstanden werden. Der Begriff „lokal“ spezifiziert dabei, dass die Ausdehnung der Unrundheit in axialer Richtung und in Umfangsrichtung sehr klein ist im Vergleich zur gesamten Ausdehnung des Konstruktionselements in axialer Richtung und in Umfangsrichtung.Local out-of-roundness is understood to mean the deviation of an inner or outer diameter of the construction element from the (constant) inside or outside diameter of the desired circular ring shape (nominal circular contour). The term "local" specifies that the extent of the out-of-roundness in the axial direction and in the circumferential direction is very small compared to the total extent of the construction element in the axial direction and in the circumferential direction.

Aus der Praxis sind Verfahren zum Richten von Konstruktionselementen der in Rede stehenden Art bekannt, bei denen das Konstruktionselement maschinell entweder von außen oder von innen her plastisch verformt wird. Dazu wird mit einem Werkzeug entweder auf eine innere Mantelfläche oder auf eine äußere Mantelfläche des Konstruktionselements eine Kraft ausgeübt. Zur Verformung von innen her wird das Konstruktionselement typischerweise ausgedehnt. Zur Verformung von außen wird das Konstruktionselement typischerweise gestaucht.From practice, methods for straightening design elements of the type in question are known in which the construction element is plastically deformed either externally or internally. For this purpose, a force is exerted with a tool either on an inner circumferential surface or on an outer circumferential surface of the structural element. For deformation from the inside, the structural element is typically expanded. For deformation from the outside, the structural element is typically compressed.

Üblicherweise wird bei den bekannten Richtverfahren das Konstruktionselement über den gesamten Innen- oder Außenumfang bearbeitet bzw. verformt. Hierbei werden meist zwei oder mehr Werkzeuge eingesetzt, die jeweils eine Kraft auf den halben Innen- oder Außenumfang ausüben.Usually, in the known straightening process, the structural element is machined or deformed over the entire inner or outer circumference. In this case, usually two or more tools are used, each exerting a force on half the inner or outer circumference.

Bei den bekannten Richtverfahren kommt es neben einer plastischen bzw. irreversiblen auch zu einer signifikanten elastischen bzw. reversiblen Verformung. In the known straightening methods, in addition to a plastic or irreversible, there is also a significant elastic or reversible deformation.

Somit bewegen sich Teile des Konstruktionselements nach Beendigung der Kraftausübung zurück in Richtung ihrer Ausgangslage. Dadurch weist das so verformte Konstruktionselement häufig noch eine beachtliche Ovalität und/oder beachtliche lokale Unrundheiten auf.Thus, parts of the structural element move after completion of the application of force back towards their original position. As a result, the design element thus deformed often still has considerable ovality and / or considerable local irregularities.

Eine Wiederholung des Verformens des Konstruktionselements mittels der bekannten Richtverfahren bewirkt kaum eine Verbesserung und kann zudem aufgrund des Bauschingereffekts negative Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Konstruktionselements haben.A repetition of the deformation of the construction element by means of the known straightening process hardly causes any improvement and, moreover, can have negative effects on the mechanical properties of the construction element due to the bulging effect.

Bei den bekannten stauchenden Richtverfahren kann durch die Verwendung von ovalen Werkzeugen oder durch Einlegebleche gezielt der größte Innen- oder Außendurchmesser des Konstruktionselements vermindert werden. Dies führt jedoch zu einer Ausbuchtung des Konstruktionselements an einer anderen Stelle, und zwar üblicherweise um ca. 90° in Umfangsrichtung versetzt. Nur wenn der kleinste Innen- oder Außendurchmesser des Konstruktionselements in Umfangsrichtung um weniger als ca. 90° zum größten Innen- oder Außendurchmesser des Konstruktionselements versetzt ist, wird durch die bekannten Richtverfahren die Ovalität entscheidend verbessert.In the known upsetting straightening can be reduced by the use of oval tools or by insert plates specifically the largest inner or outer diameter of the structural element. However, this leads to a bulge of the structural element at a different location, and usually offset by approximately 90 ° in the circumferential direction. Only when the smallest inner or outer diameter of the structural element is circumferentially offset by less than about 90 ° to the largest inner or outer diameter of the structural element, the ovality is significantly improved by the known straightening.

Im Falle der ausdehnenden Richtverfahren kann z. B. durch die Verwendung eines hydraulischen Stempels gezielt der kleinste Innen- oder Außendurchmesser vergrößert werden. Aber auch hier gilt, dass die Ovalität nur dann effektiv verbessert werden kann, wenn der größte Innen- oder Außendurchmesser des Konstruktionselements in Umfangsrichtung um weniger als ca. 90° zum größten Innen- oder Außendurchmesser des Konstruktionselements versetzt ist. In the case of the expansive straightening z. B. by the use of a hydraulic punch targeted the smallest inner or outer diameter can be increased. But again, the ovality can only be effectively improved if the largest inner or outer diameter of the structural element is circumferentially offset by less than about 90 degrees to the largest inner or outer diameter of the structural element.

Durch Berücksichtigung der elastischen Rückstellung kann mittels der bekannten Richtverfahren der mittlere Innendurchmesser präzise eingestellt werden.By considering the elastic recovery, the mean inner diameter can be precisely adjusted by means of the known straightening method.

Das Dokument DE 10 2015 212 968 A1 offenbart ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kalibrieren der Enden von metallischen Rohren. Dabei sind an den Außen- und Innenumfang der Rohrenden angreifende und zusammenwirkende Außen- und Innenwerkzeuge vorgesehen, von denen zumindest ein Werkzeug mit einer Richtkraft gegen die Rohrwand beaufschlagbar ist. Das bekannte Verfahren und die bekannte Vorrichtung widmen sich der Beseitigung lokaler Rundheitsabweichungen und Qualitäten an den Rohrenden. Dazu ist vorgesehen, dass die Außen- und Innenwerkzeuge nach dem Anstellen gegen die Rohraußen- bzw. Rohrinnenwand gemeinsam von im Rohrinneren aufgebrachten Richtkräften gegen die Rohrwände beaufschlagt werden. Die innen aufgebrachten Richtkräfte werden durch die Rohrwand durchgeleitet, durch Interaktion mit einer äußeren Rahmenkonstruktion umgeleitet und zur Einwirkung auf die Rohrwand zurückgeführt. Die Außen- und Innenwerkzeuge sind fluchtend zueinander angeordnet, damit das gewünschte Zusammenwirken erfolgen kann.The document DE 10 2015 212 968 A1 discloses a method and apparatus for calibrating the ends of metallic tubes. In this case, engaging and cooperating outer and inner tools are provided on the outer and inner circumference of the pipe ends, of which at least one tool with a straightening force against the pipe wall can be acted upon. The known method and the known device are dedicated to the elimination of local roundness deviations and qualities at the pipe ends. For this purpose, it is provided that the external and internal tools are acted upon by hiring against the tube outer or inner pipe wall together by applied inside the pipe straightening forces against the pipe walls. The applied straightening forces are transmitted through the pipe wall, redirected by interaction with an outer frame construction and returned to the action on the pipe wall. The outer and inner tools are arranged in alignment with each other, so that the desired interaction can take place.

Bei dem bekannten Verfahren werden die Richtkräfte ausschließlich vom Rohrinneren her initiiert. Die von außen wirkenden Richtkräfte müssen durch die Rohrwand durchgeleitet, durch Interaktion mit der äußeren Rahmenkonstruktion umgeleitet und zur Einwirkung auf die Rohrwand zurückgeführt werden. Somit wirken die äußeren Richtkräfte zeitlich verzögert zu den inneren Richtkräften.In the known method, the straightening forces are initiated exclusively from the inside of the tube. The external straightening forces must be passed through the pipe wall, redirected by interaction with the outer frame construction and returned to the action on the pipe wall. Thus, the external straightening forces have a delayed effect on the internal straightening forces.

Zur Beseitigung von Ovalitäten an den Rohrenden ist vorgeschlagen, dass nur ein Außenwerkzeug und die beiden Innenwerkzeuge mitwirken. Das weitere Außenwerkzeug wirkt nicht mit.To eliminate ovalities at the pipe ends, it is proposed that only one outer tool and the two inner tools cooperate. The other external tool does not work.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die bekannten Richtverfahren und/oder Richtvorrichtungen hinsichtlich resultierender Ovalität zu verbessern.Object of the present invention is to improve the known straightening and / or straightening devices with regard to resulting ovality.

Gemäß einem ersten Erfindungsaspekt wird die zuvor geschilderte Aufgabenstellung durch das Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.According to a first aspect of the invention, the above-described task is solved by the method according to claim 1. Preferred embodiments of this aspect of the invention are the subject of the relevant subclaims.

Es versteht sich von selbst, dass Ausgestaltungen, Ausführungsformen, Vorteile und dergleichen, welche nachfolgend zu Zwecken der Vermeidung von Wiederholungen nur zu einem Erfindungsaspekt angeführt sind, in Bezug auf die übrigen Erfindungsaspekte entsprechend gelten.It goes without saying that embodiments, embodiments, advantages and the like, which are given below for the purpose of avoiding repetition only as an aspect of the invention, apply correspondingly in relation to the other aspects of the invention.

Dies vorausgeschickt, wird im Folgenden die vorliegende Erfindung näher beschrieben.Having said that, the present invention will be described in more detail below.

Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Konstruktionselement plastisch verformt wird, indem gleichzeitig eine erste Kraft unmittelbar auf einen ersten Teil der inneren Mantelfläche, eine zweite Kraft unmittelbar auf einen ersten Teil der äußeren Mantelfläche, eine dritte Kraft unmittelbar auf einen zweiten Teil der inneren Mantelfläche und eine vierte Kraft unmittelbar auf einen zweiten Teil der äußeren Mantelfläche ausgeübt werden, wobei der erste Teil der inneren Mantelfläche, der erste Teil der äußeren Mantelfläche, der zweite Teil der inneren Mantelfläche und der zweite Teil der äußeren Mantelfläche in Umfangsrichtung des Konstruktionselements jeweils zueinander versetzt sind.A basic idea of the present invention is that the structural element is plastically deformed by simultaneously applying a first force directly to a first part of the inner lateral surface, a second force directly to a first part of the outer lateral surface, a third force directly to a second part of the inner lateral surface and a fourth force are exerted directly on a second part of the outer circumferential surface, wherein the first part of the inner circumferential surface, the first part of the outer lateral surface, the second part of the inner lateral surface and the second part of the outer lateral surface in the circumferential direction of the structural element respectively offset from each other.

Der Begriff „unmittelbar“ spezifiziert dabei, dass die jeweilige Kraft direkt auf die jeweilige Mantelfläche wirkt. Die jeweilige Kraft wird mittels eines Werkzeugs ausgeübt, das während der Kraftausübung die jeweilige Mantelfläche berührt.The term "immediate" specifies that the respective force acts directly on the respective lateral surface. The respective force is exerted by means of a tool that touches the respective lateral surface during the application of force.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann alternativ oder ergänzend zu den bekannten Richtverfahren eingesetzt werden.The method according to the invention can be used as an alternative or in addition to the known straightening methods.

Die erste und die zweite Kraft können betragsmäßig gleich oder unterschiedlich sein.The first and second forces may be the same or different in amount.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die erste und die zweite Kraft in einem Verfahrensschritt nicht über den gesamten Innen- oder Außenumfang des Konstruktionselements ausgeübt.In the method according to the invention, the first and the second force are not exerted in one method step over the entire inner or outer circumference of the construction element.

Es hat sich vielmehr als vorteilhaft erwiesen, wenn die erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche ausgeübt wird, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 %, besonders bevorzugt weniger als 1 %, des inneren Umfangs des Konstruktionselements und/oder in axialer Richtung über weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,1 %, der axialen Ausdehnung des Konstruktionselements erstreckt, und wenn die zweite Kraft unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche ausgeübt wird, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 %, besonders bevorzugt weniger als 1 %, des äußeren Umfangs des Konstruktionselements und/oder in axialer Richtung über weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,1 %, der axialen Ausdehnung des Konstruktionselements erstreckt.On the contrary, it has proved to be advantageous if the first force is exerted directly on a part of the inner circumferential surface which extends in the circumferential direction over less than 20%, preferably less than 10%, preferably less than 5%, particularly preferably less than 1%, of the inner circumference of the construction element and / or in the axial direction over less than 5%, preferably less than 1%, preferably less than 0.1%, extends the axial extent of the structural element, and when the second force is exerted directly on a part of the outer circumferential surface which is circumferentially over less than 20%, preferably less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 1% , the outer circumference of the structural element and / or extends in the axial direction over less than 5%, preferably less than 1%, preferably less than 0.1%, of the axial extent of the structural element.

Somit erfolgt die Kraftausübung zumindest teilweise gleichzeitig auf einen kleinen bzw. lokalen Bereich des Konstruktionselements. Dadurch können die Ovalität und/oder lokale Unrundheiten präzise verbessert werden. Außerdem können Eigenspannungen, z. B. im Bereich einer Schweißnaht, gezielt reduziert werden. Dadurch sinken auch Ausmaß und Häufigkeit von wasserstoffinduzierten Rissen oder Brüchen (hydrogen induced cracking, HIC), insbesondere spannungsbedingten wasserstoffinduzierten Rissen oder Brüchen (stress-oriented hydrogen induced cracking, SOHIC).Thus, the application of force is at least partially simultaneous to a small or local area of the structural element. As a result, the ovality and / or local discontinuities can be precisely improved. In addition, residual stresses, z. B. in the area of a weld, can be specifically reduced. This also reduces the extent and frequency of hydrogen-induced cracking or fractures (HIC), in particular stress-induced hydrogen-induced cracking (SOHIC) fractures or fractures.

Darüber hinaus tritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eine im Vergleich zu den bekannten Richtverfahren geringere elastische Verformung auf. Die Rückstellkräfte sind hier dementsprechend geringer. Aufgrund dessen kann die Anpassung an die gewünschte Kreisringform präziser erfolgen.In addition, occurs in the inventive method a lower compared to the known straightening elastic deformation. The restoring forces are correspondingly lower here. Due to this, adaptation to the desired circular ring shape can be made more precise.

Außerdem treten die bei den bekannten Verfahren hervorgerufenen Ausbuchtung oder Einbuchtungen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht oder zumindest in geringerem Ausmaß auf.In addition, the bulge or indentations produced in the known methods do not occur or at least to a lesser extent in the method according to the invention.

Bevorzugt wird die erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche ausgeübt, der in axialer Richtung in demselben Ausschnitt des Konstruktionselements liegt wie der Teil der äußeren Mantelfläche, auf den die zweite Kraft unmittelbar ausgeübt wird. Wenn also in axialer Richtung ein Streifen des Konstruktionselements herausgeschnitten würde, lägen die Teile, auf denen die Kräfte ausgeübt werden, zumindest teilweise in diesem Ausschnitt. Mit anderen Worten sind die Teile, auf denen die Kräfte ausgeübt werden, in axialer Richtung zueinander nicht vollständig versetzt.Preferably, the first force is exerted directly on a part of the inner circumferential surface which lies in the axial direction in the same section of the structural element as the part of the outer lateral surface on which the second force is exerted directly. Thus, if a strip of the construction element were cut out in the axial direction, the parts on which the forces are exerted lie at least partially in this section. In other words, the parts on which the forces are exerted are not completely offset in the axial direction.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn die erste Kraft und die dritte Kraft unmittelbar auf die beiden Teile der inneren Mantelfläche ausgeübt werden, die den kleinsten Innendurchmesser des Konstruktionselements bestimmen und/oder die zweite Kraft und die dritte Kraft unmittelbar auf die beiden Teile der äußeren Mantelfläche ausgeübt werden, die den größten Außendurchmesser bestimmen. Auf diese Weise kann die Ovalität des Konstruktionselements reduziert werden.It is particularly advantageous if the first force and the third force are exerted directly on the two parts of the inner circumferential surface, which determine the smallest inner diameter of the structural element and / or exerted the second force and the third force directly on the two parts of the outer lateral surface which determine the largest outside diameter. In this way, the ovality of the construction element can be reduced.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorzugsweise so ausgebildet, dass zumindest im Wesentlichen keine Veränderung des mittleren Innendurchmessers des Konstruktionselements erfolgt.The inventive method is preferably designed so that at least substantially no change in the mean inner diameter of the structural element takes place.

Bevorzugt wird die gleichzeitige Kraftausübung iterierend ausgeführt. Dabei können dieselben Teile der Mantelflächen des Konstruktionselements wiederholt oder jeweils unterschiedliche Teile der Mantelflächen des Konstruktionselements nacheinander bearbeitet werden.Preferably, the simultaneous application of force is carried out iterating. In this case, the same parts of the lateral surfaces of the structural element repeated or different parts of the lateral surfaces of the structural element can be processed sequentially.

Insbesondere werden nacheinander und ohne Werkzeugwechsel mehrere Bereiche des Konstruktionselements, die unterschiedliche Abweichungen von der Form eines Kreisrings aufweisen, zumindest im Wesentlichen plastisch verformt werden. Dies verkürzt die Bearbeitungszeit.In particular, one after the other and without tool change, several areas of the construction element, which have different deviations from the shape of a circular ring, are at least substantially plastically deformed. This shortens the processing time.

Gemäß einem zweiten Erfindungsaspekt wird die zuvor geschilderte Aufgabenstellung durch eine Vorrichtung nach Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Ausgestaltungen dieses Erfindungsaspekts sind Gegenstand der diesbezüglichen Unteransprüche.According to a second aspect of the invention, the above-described task is solved by a device according to claim 6. Preferred embodiments of this aspect of the invention are the subject of the relevant subclaims.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat drei Werkzeuge und ist so ausgebildet, dass mittels eines Werkzeugs eine erste Kraft und eine dritte Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der inneren Mantelfläche und gleichzeitig mittels der anderen beiden Werkzeuge eine zweite Kraft und eine vierte Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der äußeren Mantelfläche ausübbar sind, wobei die Teile der inneren Mantelfläche und die Teile der äußeren Mantelfläche in Umfangsrichtung des Konstruktionselements jeweils zueinander versetzt sind. Die Vorrichtung ist also so ausgebildet, dass mit ihrer Hilfe das erfindungsgemäße Verfahren realisiert und dessen Vorteile erreicht werden können.The inventive device has three tools and is designed so that by means of a tool, a first force and a third force directly on each part of the inner surface and at the same time by means of the other two tools a second force and a fourth force directly on each part of the outer circumferential surface are exercised, wherein the parts of the inner circumferential surface and the parts of the outer circumferential surface are offset in the circumferential direction of the structural element in each case to each other. The device is thus designed so that realized with their help, the inventive method and its advantages can be achieved.

Vorzugsweise sind die Werkzeuge so dimensioniert, dass mittels des einen Werkzeugs eine erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 %, besonders bevorzugt weniger als 1 %, des inneren Umfangs des Konstruktionselements und/oder in axialer Richtung über weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,1 %, der axialen Ausdehnung des Konstruktionselements erstreckt, und mittels des anderen Werkzeugs eine zweite Kraft unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, vorzugsweise weniger als 10 %, bevorzugt weniger als 5 %, besonders bevorzugt weniger als 1 %, des äußeren Umfangs des Konstruktionselements und/oder in axialer Richtung über weniger als 5 %, vorzugsweise weniger als 1 %, bevorzugt weniger als 0,1 %, der axialen Ausdehnung des Konstruktionselements erstreckt.Preferably, the tools are dimensioned so that by means of a tool, a first force is exerted directly on a part of the inner circumferential surface, in the circumferential direction over less than 20%, preferably less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 1% of the inner circumference of the structural element and / or in the axial direction over less than 5%, preferably less than 1%, preferably less than 0.1%, of the axial extent of the structural element, and by means of the other tool a second force directly on a part of the outer circumferential surface is exercisable, in the circumferential direction over less than 20%, preferably less than 10%, preferably less than 5%, more preferably less than 1%, of the outer circumference of the structural element and / or in the axial direction less than 5%, preferably less than 1%, preferably less than 0.1%, of the axial extent of the construction elements extends.

Bevorzugt hat das eine Werkzeug mindestens eine konvexe Oberfläche, die unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche bewegbar ist, und mindestens ein anderes Werkzeug mindestens eine konkave Oberfläche, die unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche bewegbar ist. Preferably, the one tool has at least one convex surface, which is directly movable on a part of the inner circumferential surface, and at least one other tool at least one concave surface, which is directly movable on a part of the outer circumferential surface.

Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, wenn zumindest eines der Werkzeuge unterschiedliche Krümmungen für unterschiedliche Abweichungen des Konstruktionselements von der Form eines Kreisrings und/oder eine Aussparung für eine Schweißnaht des Konstruktionselements aufweist. Dadurch kann ohne Werkzeugwechsel das Konstruktionselement, das unterschiedliche Abweichungen von der Form eines Kreisrings aufweist, plastisch verformt werden. Durch eine Aussparung für eine Schweißnaht kann eine strukturelle Schwächung der Schweißnaht bei der Kraftausübung mittels der Werkzeuge verhindert werden.It has proved to be advantageous if at least one of the tools has different curvatures for different deviations of the construction element from the shape of a circular ring and / or a recess for a weld of the construction element. Thereby can be plastically deformed without tool change the construction element having different deviations from the shape of a circular ring. Through a recess for a weld, a structural weakening of the weld during the application of force by means of the tools can be prevented.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist/sind das eine Werkzeug und/oder das andere Werkzeug in Umfangsrichtung und/oder in axialer Richtung des Konstruktionselements bewegbar.In a preferred embodiment, the one tool and / or the other tool is / are movable in the circumferential direction and / or in the axial direction of the construction element.

Vorzugsweise ist das eine Werkzeug in einen Hohlraum des Konstruktionselements bewegbar, insbesondere schwenkbar, und, vorzugsweise, mittels einer Hydraulikeinheit gegen einen Teil der inneren Mantelfläche bewegbar.Preferably, the one tool is movable into a cavity of the construction element, in particular pivotable, and, preferably, by means of a hydraulic unit against a part of the inner circumferential surface movable.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele, zum Teil mit Bezugnahmen auf die Zeichnung, näher erläutert. Die oben beschriebenen und/oder in den Ansprüchen und/oder in der nachfolgenden Beschreibung offenbarten Merkmale können bedarfsweise miteinander kombiniert aber auch unabhängig voneinander realisiert werden, auch wenn dies nicht im Einzelnen ausdrücklich beschrieben ist.The invention will be explained in more detail below with reference to the description of preferred embodiments, in part with reference to the drawings. The features described above and / or disclosed in the claims and / or in the following description may, if necessary, be combined with one another but also be implemented independently of one another, even if this is not expressly described in detail.

In der Zeichnung zeigt

1 schematisch in vier Frontansichten einen Ausschnitt einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in vier Zuständen,
2 schematisch in zwei Frontansichten einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung in zwei Zuständen,
3 schematisch in vier Frontansichten einen Ausschnitt einer zweiten Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung in vier Zuständen.

In the drawing shows

1 4 is a schematic view in four front views of a detail of a preferred embodiment of the device according to the invention in four states,
2 2 shows a schematic front view of a detail of an embodiment of a device according to the invention in two states,
3 schematically in four front views a section of a second embodiment of a device not according to the invention in four states.

1 zeigt schematisch in vier Frontansichten jeweils einen Ausschnitt einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Richten eines Konstruktionselements 1, nämlich eines Rohres 1, mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt und mit einer inneren Mantelfläche 2 sowie einer äußeren Mantelfläche 3. Die vier Frontansichten illustrieren dabei die erfindungsgemäße Vorrichtung in vier verschiedenen Zuständen. 1 shows schematically in four front views in each case a detail of a first preferred embodiment of the device according to the invention for straightening a construction element 1 namely a pipe 1 , with a substantially circular cross-section and with an inner circumferential surface 2 and an outer circumferential surface 3 , The four front views illustrate the device according to the invention in four different states.

Das Rohr 1 weist im Querschnitt mehrere Abweichungen von der Form eines Kreisrings auf. Insbesondere weist das Rohr 1 lokale Unrundheiten und eine von null verschiedene Ovalität auf. Um diese Abweichungen zu beseitigen oder zumindest zu reduzieren, wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt.The pipe 1 has in cross section a plurality of deviations from the shape of a circular ring. In particular, the tube has 1 local out-of-roundness and non-zero ovality. In order to eliminate or at least reduce these deviations, the method according to the invention is carried out by means of the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat drei Werkzeuge 4, 5 und ist so ausgebildet, dass mittels eines Werkzeugs 4 eine erste Kraft und eine dritte Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der inneren Mantelfläche 2 und zumindest teilweise gleichzeitig mittels der beiden anderen Werkzeuge 5 eine zweite Kraft und eine vierte Kraft unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausübbar sind.The device according to the invention has three tools 4 . 5 and is designed so that by means of a tool 4 a first force and a third force directly on each part of the inner circumferential surface 2 and at least partially simultaneously using the other two tools 5 a second force and a fourth force directly on a part of the outer circumferential surface 3 exercisable.

Die Werkzeuge 4, 5 sind nur schematisch und auszugsweise dargestellt. Die Werkzeuge 4, 5 können z. B. schmale Schienen aufweisen.The tools 4 . 5 are shown only schematically and in part. The tools 4 . 5 can z. B. have narrow rails.

Bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform ist das Werkzeug 4 so dimensioniert, dass mittels des Werkzeugs 4 eine erste Kraft und eine dritte Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der inneren Mantelfläche 2 ausübbar sind, der sich jeweils in Umfangsrichtung über weniger 5 %, nämlich ca. 1 % des inneren Umfangs des Rohres 1 und in axialer Richtung über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1 erstreckt.In the illustrated and preferred embodiment, the tool 4 dimensioned so that by means of the tool 4 a first force and a third force directly on each part of the inner circumferential surface 2 can be exercised, each in the circumferential direction over less than 5%, namely about 1% of the inner circumference of the tube 1 and in the axial direction over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 extends.

Die anderen beiden Werkzeuge 5 sind so dimensioniert, dass mittels dieser beiden Werkzeuge 5 eine zweite Kraft und eine vierte Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, nämlich ca. 10 % des äußeren Umfangs des Rohres 1 und in axialer Richtung über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1 erstreckt.The other two tools 5 are dimensioned so that by means of these two tools 5 a second force and a fourth force directly on each part of the outer circumferential surface 3 is exercisable, in the circumferential direction over less than 20%, namely about 10% of the outer circumference of the tube 1 and in the axial direction over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 extends.

Das eine Werkzeug 4 hat hier zwei konvexe Oberflächen 6, die jeweils unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 bewegbar sind. Die anderen beiden Werkzeuge 5 haben jeweils eine konkave Oberfläche 7, die unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 bewegbar ist. Dazu sind die Werkzeuge 4, 5 in radialer Richtung des Rohres 1 bewegbar.The one tool 4 here has two convex surfaces 6 , each directly on a part of the inner surface 2 are movable. The other two tools 5 each have a concave surface 7 directly on a part of the outer surface 3 is movable. These are the tools 4 . 5 in the radial direction of the tube 1 movable.

Außerdem sind die Werkzeuge 4, 5 in Umfangsrichtung und in axialer Richtung des Rohres 1 bewegbar. So können die Werkzeuge 4, 5 optimal zum Rohr 1 bzw. dessen Abweichungen vom kreisringförmigen Querschnitt ausgerichtet werden.Besides, the tools are 4 . 5 in the circumferential direction and in the axial direction of the tube 1 movable. So can the tools 4 . 5 optimal to the pipe 1 or whose deviations are aligned by the circular cross-section.

Bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform ist das eine Werkzeug 4 in einen Hohlraum 8 des Rohres 1 bewegbar, und zwar schwenkbar. Die Bewegung in radialer Richtung des Rohres 1 erfolgt bei dem Werkzeug 4 mittels einer nicht dargestellten Hydraulikeinheit.In the illustrated and preferred embodiment, this is a tool 4 in a cavity 8th of the pipe 1 movable, and swiveling. The movement in the radial direction of the pipe 1 takes place at the tool 4 by means of a hydraulic unit, not shown.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der in 1 dargestellten Vorrichtung erläutert. Diese Ausführungsform zielt insbesondere auf die Beseitigung bzw. Reduzierung der Ovalität des Rohres 1 ab und kann iterierend ausgeführt werden.In the following, a preferred embodiment of the method according to the invention will be described with reference to FIGS 1 illustrated device explained. This embodiment particularly aims to eliminate or reduce the ovality of the tube 1 and can be executed iterating.

Zunächst wird die Kontur des Rohres 1 vermessen. Dann wird anhand der Messdaten ein zu bearbeitender Abschnitt des Rohres 1 festgelegt. Für diesen Abschnitt werden diejenigen Teile des Rohres 1 identifiziert, die den kleinsten Innen- oder Außendurchmesser bestimmen, sowie diejenigen Teile des Rohres 1, die den größten Innen- oder Außendurchmesser bestimmen. Jeweils zwei der identifizierten Teile liegen sich auf dem jeweiligen Umfang gegenüber.First, the contour of the pipe 1 measured. Then, based on the measured data, a section of the pipe to be machined 1 established. For this section are those parts of the pipe 1 identified, which determine the smallest inner or outer diameter, as well as those parts of the tube 1 that determine the largest inside or outside diameter. Two of the identified parts face each other on the respective circumference.

In einem weiteren Schritt werden die Werkzeuge 4, 5 zu den zuvor identifizierten Teilen bewegt. Insbesondere wird das Werkzeug 4 in den Hohlraum 8 des Rohres 1 geschwenkt. Dieser Zustand ist in 1 links oben dargestellt.In a further step, the tools become 4 . 5 moved to the previously identified parts. In particular, the tool becomes 4 in the cavity 8th of the pipe 1 pivoted. This condition is in 1 shown on the top left.

Daraufhin werden beide Oberflächen 6 des Werkzeugs 4 mittels einer Hydraulikeinheit gegen jeweils einen der identifizierten Teile der inneren Mantelfläche 2 des Rohres 1 bewegt. Zumindest teilweise gleichzeitig werden die Werkzeuge 5 gegen jeweils einen der identifizierten Teile der äußeren Mantelfläche 3 bewegt. Dieser Zustand ist in 1 rechts oben dargestellt.Thereupon both surfaces become 6 of the tool 4 by means of a hydraulic unit against each one of the identified parts of the inner circumferential surface 2 of the pipe 1 emotional. At least partially at the same time the tools 5 against each one of the identified parts of the outer lateral surface 3 emotional. This condition is in 1 shown on the top right.

Wenn die Oberflächen 6 des Werkzeugs 4 bzw. die jeweilige Oberfläche 7 der Werkzeuge 5 die entsprechenden Teile der Mantelflächen 2, 3 berühren, werden die Werkzeuge 4, 5 radial weiter in Richtung der jeweiligen Mantelfläche 2, 3 bewegt, wodurch eine erste Kraft und eine dritte Kraft unmittelbar auf jeweils einen dieser Teile der inneren Mantelfläche 2 und zumindest teilweise gleichzeitig eine zweite Kraft und eine vierte Kraft unmittelbar auf jeweils einen dieser Teile der äußeren Mantelfläche 3 ausgeübt werden. Dadurch werden mindestens zwei, typischerweise vier, Bereiche des Rohres 1 zumindest im Wesentlichen plastisch verformt. Dieser Zustand ist in 1 links unten dargestellt.If the surfaces 6 of the tool 4 or the respective surface 7 the tools 5 the corresponding parts of the lateral surfaces 2 . 3 touch, become the tools 4 . 5 radially further in the direction of the respective lateral surface 2 . 3 moved, whereby a first force and a third force directly on each of these parts of the inner circumferential surface 2 and at least partially simultaneously a second force and a fourth force directly on each of these parts of the outer circumferential surface 3 be exercised. As a result, at least two, typically four, areas of the tube 1 at least substantially plastically deformed. This condition is in 1 shown lower left.

Die jeweilige Richtung der in diesem Zustand ausgeübten Kräfte ist in 1 links unten durch Pfeile angedeutet.The respective direction of the forces exerted in this state is in 1 indicated on the bottom left by arrows.

Der Fall von zwei plastisch verformten Bereichen des Rohres 1 tritt auf, wenn die identifizierten Teile der inneren Mantelfläche 2 jeweils in demselben Bereich des Rohres 1 liegen wie die identifizierten Teile der äußeren Mantelfläche 3.The case of two plastically deformed areas of the pipe 1 occurs when the identified parts of the inner shell surface 2 each in the same area of the pipe 1 lie like the identified parts of the outer surface 3 ,

Die erste Kraft und die dritte Kraft werden dabei unmittelbar auf jeweils einen Teil der inneren Mantelfläche 3 ausgeübt, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 5 %, nämlich ca. 1 % des inneren Umfangs des Rohres 1 erstreckt. In axialer Richtung erstrecken sich die jeweiligen Teile der inneren Mantelfläche 3 über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1.The first force and the third force are directly on each part of the inner circumferential surface 3 exerted circumferentially over less than 5%, namely about 1% of the inner circumference of the tube 1 extends. In the axial direction, the respective parts of the inner circumferential surface extend 3 over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 ,

Die zweite Kraft und die vierte Kraft werden dabei unmittelbar auf jeweils einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausgeübt, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, nämlich ca. 10 % des inneren Umfangs des Rohres 1 erstreckt. In axialer Richtung erstrecken sich die jeweiligen Teile der äußeren Mantelfläche 3 über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1.The second force and the fourth force are directly on each part of the outer lateral surface 3 exerted circumferentially over less than 20%, namely about 10% of the inner circumference of the tube 1 extends. In the axial direction, the respective parts of the outer lateral surface extend 3 over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 ,

Schließlich werden die Werkzeuge 4, 5 von dem Rohr 1 weg bewegt. Dieser Zustand ist in 1 rechts unten dargestellt.Finally, the tools 4 . 5 from the pipe 1 moved away. This condition is in 1 shown at the bottom right.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt zumindest im Wesentlichen keine Veränderung des mittleren Innendurchmessers des Rohres 1.In this embodiment, at least substantially no change in the mean inner diameter of the tube takes place 1 ,

2 zeigt schematisch in zwei Frontansichten jeweils einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Richten eines Rohres 1 mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt und mit einer inneren Mantelfläche 2 sowie einer äußeren Mantelfläche 3. Die zwei Frontansichten illustrieren dabei die erfindungsgemäße Vorrichtung in zwei verschiedenen Zuständen. 2 shows schematically in two front views each a section of an embodiment of a device according to the invention not for straightening a pipe 1 with a substantially circular cross-section and with an inner circumferential surface 2 and an outer circumferential surface 3 , The two front views illustrate the device according to the invention in two different states.

Das Rohr 1 weist eine Schweißnaht 9 auf. In Bereichen dieser Schweißnaht 9 treten Eigenspannungen auf, die zu wasserstoffinduzierten Rissen bzw. Brüchen führen können. Zur Reduzierung dieser Eigenspannungen wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt.The pipe 1 has a weld 9 on. In areas of this weld 9 Occur residual stresses, which can lead to hydrogen-induced cracks or fractures. To reduce these residual stresses, the method according to the invention is carried out by means of the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat hier zwei Werkzeuge 10, 11 und ist so ausgebildet, dass mittels des einen Werkzeugs 10 eine erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 mit der Schweißnaht 9 und zumindest teilweise gleichzeitig mittels des anderen Werkzeugs 11 eine zweite Kraft unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 mit der Schweißnaht 9 ausübbar sind.The device according to the invention has two tools here 10 . 11 and is designed so that by means of a tool 10 a first Force directly on a part of the inner lateral surface 2 with the weld 9 and at least partially simultaneously using the other tool 11 a second force directly on a part of the outer lateral surface 3 with the weld 9 exercisable.

Die Werkzeuge 10, 11 sind wiederum nur schematisch und auszugsweise dargestellt.The tools 10 . 11 again are shown only schematically and in part.

Bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform ist das Werkzeug 10 so dimensioniert, dass mittels des Werkzeugs 10 eine erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger 5 %, nämlich ca. 1 % des inneren Umfangs des Rohres 1 und in axialer Richtung über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1 erstreckt.In the illustrated and preferred embodiment, the tool 10 dimensioned so that by means of the tool 10 a first force directly on a part of the inner circumferential surface 2 is exercisable, in the circumferential direction over less than 5%, namely about 1% of the inner circumference of the tube 1 and in the axial direction over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 extends.

Das andere Werkzeug 11 ist so dimensioniert, dass mittels dieses Werkzeugs 11 eine zweite Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, nämlich ca. 10 % des äußeren Umfangs des Rohres 1 und in axialer Richtung über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1 erstreckt.The other tool 11 is dimensioned so that by means of this tool 11 a second force directly on each part of the outer circumferential surface 3 is exercisable, in the circumferential direction over less than 20%, namely about 10% of the outer circumference of the tube 1 and in the axial direction over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 extends.

Das eine Werkzeug 10 hat hier eine Oberfläche 12, die unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 bewegbar ist und eine Aussparung 14 hat, die einen Teil der Schweißnaht 9 aufnehmen kann. Das andere Werkzeug 11 hat eine Oberfläche 13, die unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 bewegbar ist und eine Aussparung 15 hat, die einen Teil der Schweißnaht 9 aufnehmen kann.The one tool 10 has a surface here 12 directly on a part of the inner surface 2 is movable and a recess 14 that has a part of the weld 9 can record. The other tool 11 has a surface 13 directly on a part of the outer surface 3 is movable and a recess 15 that has a part of the weld 9 can record.

Beide Werkzeuge 10, 11 sind in radialer Richtung des Rohres 1 bewegbar. Außerdem sind die Werkzeuge 10, 11 in Umfangsrichtung und in axialer Richtung des Rohres 1 bewegbar.Both tools 10 . 11 are in the radial direction of the pipe 1 movable. Besides, the tools are 10 . 11 in the circumferential direction and in the axial direction of the tube 1 movable.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der in 2 dargestellten Vorrichtung erläutert. Diese Ausführungsform zielt insbesondere auf die Reduzierung der Eigenspannungen im Bereich der Schweißnaht 9 des Rohres 1 ab und kann iterierend ausgeführt werden.In the following, a preferred embodiment of the method according to the invention will be described with reference to FIGS 2 illustrated device explained. This embodiment aims in particular at reducing the residual stresses in the region of the weld seam 9 of the pipe 1 and can be executed iterating.

Zunächst werden die Werkzeuge 10, 11 zur Schweißnaht 9 bewegt. Insbesondere wird das Werkzeug 10 in den Hohlraum 8 des Rohres 1 geschwenkt. Dieser Zustand ist in 2 links dargestellt.First, the tools 10 . 11 to the weld 9 emotional. In particular, the tool becomes 10 in the cavity 8th of the pipe 1 pivoted. This condition is in 2 shown on the left.

Daraufhin wird die Oberfläche 14 des Werkzeugs 10 mittels einer Hydraulikeinheit gegen einen Teil der inneren Mantelfläche 2 des Rohres 1, in dem die Schweißnaht 9 verläuft, bewegt. Zumindest teilweise gleichzeitig wird das Werkzeug 11 gegen einen Teil der äußeren Mantelfläche 3, in dem die Schweißnaht 9 verläuft, bewegt. Dieser Zustand ist in 2 rechts dargestellt.Then the surface becomes 14 of the tool 10 by means of a hydraulic unit against a part of the inner circumferential surface 2 of the pipe 1 in which the weld 9 runs, moves. At least partially at the same time becomes the tool 11 against a part of the outer lateral surface 3 in which the weld 9 runs, moves. This condition is in 2 shown on the right.

Wenn die Oberfläche 14 des Werkzeugs 10 bzw. die Oberfläche 15 des Werkzeugs 11 die entsprechenden Teile der Mantelflächen 2, 3 berühren, werden die Werkzeuge 10, 11 radial weiter in Richtung der jeweiligen Mantelfläche 2, 3 bewegt, wodurch eine erste Kraft unmittelbar auf den besagten Teil der inneren Mantelfläche 2 und zumindest teilweise gleichzeitig eine zweite Kraft unmittelbar auf den besagten Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausgeübt werden. Dadurch wird ein Bereich des Rohres 1 zumindest im Wesentlichen plastisch verformt.If the surface 14 of the tool 10 or the surface 15 of the tool 11 the corresponding parts of the lateral surfaces 2 . 3 touch, become the tools 10 . 11 radially further in the direction of the respective lateral surface 2 . 3 moved, whereby a first force directly on the said part of the inner circumferential surface 2 and at least partially simultaneously a second force directly on the said part of the outer lateral surface 3 be exercised. This will create an area of the pipe 1 at least substantially plastically deformed.

Die erste Kraft wird dabei unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 ausgeübt, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 5 %, nämlich ca. 1 % des inneren Umfangs des Rohres 1 erstreckt. In axialer Richtung erstreckt sich der Teil der inneren Mantelfläche 3 über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1.The first force is directly on a part of the inner circumferential surface 2 exerted circumferentially over less than 5%, namely about 1% of the inner circumference of the tube 1 extends. In the axial direction, the part of the inner circumferential surface extends 3 over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 ,

Die zweite Kraft wird unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausgeübt, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, nämlich ca. 10 % des inneren Umfangs des Rohres 1 erstreckt. In axialer Richtung erstreckt sich der Teil der äußeren Mantelfläche 3 über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1.The second force is applied directly to a part of the outer surface 3 exerted circumferentially over less than 20%, namely about 10% of the inner circumference of the tube 1 extends. In the axial direction, the part of the outer circumferential surface extends 3 over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 ,

Schließlich werden die Werkzeuge 10, 11 von den Mantelflächen 2, 3 des Rohrs 1 weg bewegt.Finally, the tools 10 . 11 from the lateral surfaces 2 . 3 of the pipe 1 moved away.

Bei dieser Ausführungsform werden im Bereich der Schweißnaht 9 vorhandene Eigenspannungen insbesondere in Umfangsrichtung verteilt, wobei zumindest im Wesentlichen keine Veränderung des mittleren Innendurchmessers des Rohres 1 erfolgt.In this embodiment, in the area of the weld 9 existing residual stresses distributed in particular in the circumferential direction, wherein at least substantially no change in the mean inner diameter of the tube 1 he follows.

3 zeigt schematisch in vier Frontansichten jeweils einen Ausschnitt einer Ausführungsform einer nicht erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Richten eines Rohres 1 mit einem im Wesentlichen kreisringförmigen Querschnitt und mit einer inneren Mantelfläche 2 sowie einer äußeren Mantelfläche 3. Die vier Frontansichten illustrieren dabei die erfindungsgemäße Vorrichtung in vier verschiedenen Zuständen. 3 shows schematically in four front views each a section of an embodiment of a device according to the invention not for straightening a pipe 1 with a substantially circular cross-section and with an inner circumferential surface 2 and an outer circumferential surface 3 , The four front views illustrate the device according to the invention in four different states.

Das Rohr 1 weist eine lokale Unrundheit 16 auf. Zur Beseitigung bzw. Reduzierung dieser lokalen Unrundheit wird das erfindungsgemäße Verfahren mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgeführt.The pipe 1 has a local runout 16 on. To eliminate or reduce this local out-of-roundness, the method according to the invention is carried out by means of the device according to the invention.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat hier wiederum zwei Werkzeuge 17, 18 und ist so ausgebildet, dass mittels des einen Werkzeugs 17 eine erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 mit der lokalen Unrundheit 16 und zumindest teilweise gleichzeitig mittels des anderen Werkzeugs 18 eine zweite Kraft unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 mit der lokalen Unrundheit 16 ausübbar sind.The device according to the invention again has two tools 17 . 18 and is designed so that by means of a tool 17 a first force directly on a part of the inner circumferential surface 2 with the local runout 16 and at least partially simultaneously using the other tool 18 a second force directly on a part the outer surface 3 with the local runout 16 exercisable.

Die Werkzeuge 17, 18 sind nur schematisch und auszugsweise dargestellt.The tools 17 . 18 are shown only schematically and in part.

Bei der dargestellten und bevorzugten Ausführungsform ist das Werkzeug 17 so dimensioniert, dass mittels des Werkzeugs 17 eine erste Kraft unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger 5 %, nämlich ca. 1% des inneren Umfangs des Rohres 1 und in axialer Richtung über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1 erstreckt.In the illustrated and preferred embodiment, the tool 17 dimensioned so that by means of the tool 17 a first force directly on a part of the inner circumferential surface 2 is exercisable, in the circumferential direction over less than 5%, namely about 1% of the inner circumference of the tube 1 and in the axial direction over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 extends.

Das andere Werkzeug 18 ist so dimensioniert, dass mittels dieses Werkzeugs 18 eine zweite Kraft unmittelbar auf jeweils einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausübbar ist, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 20 %, nämlich ca. 10 % des äußeren Umfangs des Rohres 1 und in axialer Richtung über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1 erstreckt.The other tool 18 is dimensioned so that by means of this tool 18 a second force directly on each part of the outer circumferential surface 3 is exercisable, in the circumferential direction over less than 20%, namely about 10% of the outer circumference of the tube 1 and in the axial direction over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 extends.

Das eine Werkzeug 17 hat hier eine konvexe Oberfläche 19, die unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 2 bewegbar ist. Das andere Werkzeug 18 hat eine konkave Oberfläche 20, die unmittelbar auf einen Teil der äußeren Mantelfläche 3 bewegbar ist.The one tool 17 has a convex surface here 19 directly on a part of the inner surface 2 is movable. The other tool 18 has a concave surface 20 directly on a part of the outer surface 3 is movable.

Beide Werkzeuge 17, 18 sind in radialer Richtung, in Umfangsrichtung und in axialer Richtung des Rohres 1 bewegbar.Both tools 17 . 18 are in the radial direction, in the circumferential direction and in the axial direction of the tube 1 movable.

Im Folgenden wird eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens anhand der in 3 dargestellten Vorrichtung erläutert. Diese Ausführungsform zielt insbesondere auf die Beseitigung bzw. Reduzierung einer lokalen Unrundheit 16 ab und kann iterierend ausgeführt werden.In the following, a preferred embodiment of the method according to the invention will be described with reference to FIGS 3 illustrated device explained. This embodiment particularly aims to eliminate or reduce local runout 16 and can be executed iterating.

Zunächst wird die Kontur des Rohres 1 vermessen. Anhand der Messdaten werden lokale Unrundheiten lokalisiert und markiert (sofern vorhanden), hier also die lokale Unrundheit 16. In einem weiteren Schritt werden die Werkzeuge 17, 18 zu der lokalen Unrundheit 16 bewegt. Insbesondere wird das Werkzeug 17 in den Hohlraum 8 des Rohres 1 geschwenkt. Dieser Zustand ist in 3 links oben dargestellt.First, the contour of the pipe 1 measured. On the basis of the measured data, local irregularities are localized and marked (if present), in this case the local out-of-roundness 16 , In a further step, the tools become 17 . 18 to the local runout 16 emotional. In particular, the tool becomes 17 in the cavity 8th of the pipe 1 pivoted. This condition is in 3 shown on the top left.

Daraufhin wird die Oberfläche 19 des Werkzeugs 17 mittels einer Hydraulikeinheit gegen einen Teil der inneren Mantelfläche 2 des Rohres 1, in dem sich die lokale Unrundheit 16 befindet, bewegt. Zumindest teilweise gleichzeitig wird das Werkzeug 18 gegen einen Teil der äußeren Mantelfläche 3, in dem sich die lokale Unrundheit 16 befindet, bewegt. Dieser Zustand ist in 3 rechts oben dargestellt.Then the surface becomes 19 of the tool 17 by means of a hydraulic unit against a part of the inner circumferential surface 2 of the pipe 1 in which is the local runout 16 is located, moved. At least partially at the same time becomes the tool 18 against a part of the outer lateral surface 3 in which is the local runout 16 is located, moved. This condition is in 3 shown on the top right.

Wenn die Oberfläche 19 des Werkzeugs 17 bzw. die Oberfläche 20 des Werkzeugs 18 die entsprechenden Teile der Mantelflächen 2, 3 berühren, werden die Werkzeuge 17, 18 radial weiter in Richtung der jeweiligen Mantelfläche 2, 3 bewegt, wodurch eine erste Kraft unmittelbar auf den besagten Teil der inneren Mantelfläche 2 und zumindest teilweise gleichzeitig eine zweite Kraft unmittelbar auf den besagten Teil der äußeren Mantelfläche 3 ausgeübt werden. Dadurch wird ein Bereich des Rohres 1 zumindest im Wesentlichen plastisch verformt. Dieser Zustand ist in 3 links unten dargestellt.If the surface 19 of the tool 17 or the surface 20 of the tool 18 the corresponding parts of the lateral surfaces 2 . 3 touch, become the tools 17 . 18 radially further in the direction of the respective lateral surface 2 . 3 moved, whereby a first force directly on the said part of the inner circumferential surface 2 and at least partially simultaneously a second force directly on the said part of the outer lateral surface 3 be exercised. This will create an area of the pipe 1 at least substantially plastically deformed. This condition is in 3 shown lower left.

Die erste Kraft wird dabei unmittelbar auf einen Teil der inneren Mantelfläche 3 ausgeübt, der sich in Umfangsrichtung über weniger als 5 %, nämlich ca. 1 % des inneren Umfangs des Rohres 1 erstreckt. In axialer Richtung erstreckt sich der Teil der inneren Mantelfläche 3 über weniger als 0,1 % der axialen Ausdehnung des Rohres 1.The first force is directly on a part of the inner circumferential surface 3 exerted circumferentially over less than 5%, namely about 1% of the inner circumference of the tube 1 extends. In the axial direction, the part of the inner circumferential surface extends 3 over less than 0.1% of the axial extent of the tube 1 ,

Schließlich werden die Werkzeuge 10, 11 von den Mantelflächen 2, 3 des Rohrs 1 weg bewegt. Dieser Zustand ist in 3 rechts unten dargestellt.Finally, the tools 10 . 11 from the lateral surfaces 2 . 3 of the pipe 1 moved away. This condition is in 3 shown at the bottom right.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Konstruktionselementdesign element
22: innere Mantelfläche von 1 inner lateral surface of 1
33: äußere Mantelfläche von 1 outer surface of 1
44: WerkzeugTool
55: WerkzeugTool
66: Oberfläche von 4 Surface of 4
77: Oberfläche von 5 Surface of 5
88th: Hohlraum von 1 Cavity of 1
99: Schweißnaht von 1 Weld of 1
1010: WerkzeugTool
1111: WerkzeugTool
1212: Oberfläche von 10 Surface of 10
1313: Oberfläche von 11 Surface of 11
1414: Aussparung von 10 Recess of 10
1515: Aussparung von 11 Recess of 11
1616: lokale Unrundheit von 1 local runout of 1
1717: WerkzeugTool
1818: WerkzeugTool
1919: Oberfläche von 17 Surface of 17
2020: Oberfläche von 18 Surface of 18

Claims

Method for reducing an ovality of a construction element (1) having a substantially annular cross-section and having an inner lateral surface (2) and an outer lateral surface (3), wherein the structural element (1) is plastically deformed by simultaneously applying a first force directly to a first part of the inner lateral surface (2), a second force directly on a first part of the outer lateral surface (3), a third force directly on a second part of the inner lateral surface (2) and a fourth force directly on a second part of the outer lateral surface (3), wherein the first part of the inner lateral surface (2), the first part of the outer lateral surface (3), the second part of the inner lateral surface (2) and the second part of the outer lateral surface (3) in the circumferential direction of the structural element (1) are offset from each other.

Method according to Claim 1 in which the first force and the third force are exerted directly on the parts of the inner lateral surface (2) which determine the smallest inner diameter of the structural element (1) and the second force and the third force directly on the parts of the outer lateral surface (3) be exercised, which determine the largest outer diameter.

Method according to Claim 1 or 2 , wherein the first and the second force are different in amount.

Method according to Claim 2 and optionally 3, wherein the structural element (1) is a pipe (1) and the contour of the pipe (1) is measured, on the basis of the measurement data a section of the pipe (1) to be machined is determined, for that section those parts of the pipe (1) 1), which determine the smallest inner or outer diameter, and for this section those parts of the tube (1) are identified which determine the largest inner or outer diameter.

Method according to Claim 4 in which, in order to exert the first and third forces, a tool (4) is pivoted into a cavity (8) of the tube (1).

Apparatus for carrying out the method according to one of Claims 1 to 5 for reducing an ovality of a construction element (1) with a substantially annular cross-section and with an inner lateral surface (2) and an outer lateral surface (3), wherein the device has three tools (4, 5) and is designed such that by means of a Tool (4) a first force and a third force directly on each part of the inner circumferential surface (2) and at the same time by means of the other two tools (5) a second force and a fourth force are exerted directly on each part of the outer lateral surface, wherein the parts of the inner circumferential surface (2) and the parts of the outer lateral surface (3) in the circumferential direction of the structural element (1) are offset from one another in each case.

Device after Claim 6 , wherein the one tool (4) and the other two tools (5) in the axial direction of the structural element (1) are movable.

Device after Claim 6 or 7 wherein the one tool (4) is pivotable in a cavity (8) of the construction element (1).