AT512718A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen einer Ecke in ein Profil aus thermoplastischem Grundmaterial - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen einer Ecke (2) in ein Profil (1) aus thermoplastischem Grundmaterial bei der Herstellung von Kunststoff-Abstandhalterrahmen für Isolierglasfenster, bei dem ein Profil (1) einer Haltevorrichtung (9) zugeführt wird und ein aus dieser herausragender Profilabschnitt (16) relativ zum in der Haltevorrichtung (9) fixierten Profil (1) mittels einer Biegevorrichtung (17) abgewinkelt wird und bei dem das Profil (1) mittels einer Heizvorrichtung (20) lokal erwärmt und erweicht wird. Dabei wird in der Biegezone (23) die Gesamtbreite (6) der gebogenen Ecke (2) zwischen zwei Kalibrierflächen (27,28) einer Kalibriereinrichtung (26) auf ein Sollmaß (29), insbesondere auf die Ausgangsbreite (7) des ungebogenen Profils (1) begrenzt.

Description

25 14:18:43 19-03-2012 5/28 ( » • · * · 1

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 8.

Durch die steigenden Anforderungen an die Wärmedämmeigenschaften von Fensterelementen werden bei der Herstellung von Isolierglasscheiben die Abstandhalterrahmen · auch Spacer genannt -, die bisher häufig aus Metall gefertigt wurden durch Abstandhalter aus Materialien mit geringerer Wärmeleitfähigkeit ersetzt Da dadurch die Wärmeleitung durch eine derartige Isolierglasscheibe im Kantenbereich stark reduziert werden kann, werden solche Systeme auch als sogenannte „warme Kante11 bezeichnet. Dabei kommen insbesondere Kunststoffprofile, meist Hohlprofile, zum Einsatz, die kostengünstig und mit gleichbleibender Qualität herstellbar sind. Eine besonders kostengünstige Herstellung von derartigen Abstandhalterrahmen ist möglich, wenn die Ecken eines derartigen Abstandhalterrahmens durch Biegen der Abstandhalterrahmen aus Stangenmaterial oder Endlosmaterial hergestellt werden. Da diese Ecken relativ kleine Biegeradien aufweisen, eigeben sich beim Biegen derartiger Kunststoffprofile auf den bisherfür metallische Profile verwendeten Fertigungseinrichtungen verschiedene Probleme. Da die Umfbrm-barkeit von Abstandhalterprofilen aus Kunststoff teilweise geringer ist als bei metallischen Grundmaterialien, können beim Biegen von scharfen Ecken Risse oder Brüche auftreten, wodurch die Dichtheit eines derartigen Abstandhalterrahmens nicht mehr gegeben ist.

Um das Auftreten von Rissen beim Biegen der Ecken zu unterbinden, ist es aus DE 198 39 444 C1 bekannt, ein Abstandhalterprofil aus Kunststoff vordem Biegevorgang lokal zu erwärmen und dadurch zu erweichen, wodurch das Material beim Biegevorgang die auftretenden Verformungen leichter ertragen kann und weiters N2012/05400 19/03/201214:20 Nr.: R964 P.005/028 25 14:19:21 19-03-2012 6/28 • « * ♦ ··· · * fc • · « · I · · 4 2 die gebogene Form nach dem Abkühlen der Erweichungszone bei sehr geringer Rückfederung erhalten bleibt

Ein Nachteil des darin beschriebenen Verfahrens besteht jedoch dann, dass das erweichte Material beim Biegen der Ecken unter anderem auch unerwünschte Verformungen ausführen kann und in den Eckbereichen häufig seitliche Wülste entstehen, die gegenüber der Ausgangsbreite der ungebogenen Profilabschnitte nach außen vorragen. Diese Wülste sind nachteilig für das nachfolgende Zusammensetzen und Verkleben der Isolierglasscheiben mit dem Abstandhalterrahmen und wurde diese Problematik bisher nicht erkannt bzw. dadurch gelöst, dass diese Dickenunterschiede durch die Klebefuge zwischen Abstandhalter und Glasscheibe ausgeglichen werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung bereitzustellen, mit der bzw. mit dem Kunststoff-Abstandhalterrahmen wirtschaftlich hergestellt werden können und diese in den gebogenen Ecken eine höhere Maßhaltigkeit aufweisen.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, bei dem zusätzlich in der Biegezone die Breite der gebogenen Ecke zwischen zwei Kalibrierflächen einer Kalibriereinrichtung auf ein Sollmaß , insbesondere auf die Ausgangsbreite des ungebogenen Profils begrenzt wird. Das Verfahren ist für alle gängigen Profilquerschnitte und thermoplastische Profilmateriaiien, die für die Herstellung von Abstandhalterrahmen verwendet werden ersetzbar, und stellt sicher, dass auch bei Schwankungen der Prozessparameter, wie beispielsweise Schwankungen des Profilmaterials oder der Erwärmungstemperatur der Erweichungszone eine hohe Maßhaltigkeit des Scheibenzwischenraumes gewährleistet ist. Insbesondere können damit Profile aus PVC, PP, PE usw. verarbeitet werden, wobei diese auch an der Innenseite und/oder der Außenseite eine Beschichtung mit Lack, eine Folierung oder Beschichtung mit einem dünnen Metallblech, z.B. Aluminium oder Edelstahl aufweisen können. Die Erwärmungstemperatur wird in Abhängigkeit von Material und Profllgeometrle so gewählt, dass ein kontrollierter Biegevorgang ohne Gefahr von Rissen oder Brüchen möglich ist, also lokal eine 19/03/2012 14:21

Nr.: R964 N2012/05400 P.006/028 25 14:20:04 19-03-2012 7/28 * ·· 3 merkbare Erweichung stattfindet, jedoch nicht die Gefahreines Schmelzens des Profils gegeben ist. Die Erwärmung bzw. Erweichung bewirkt eine lokafe Erhöhung der Verformbarkeit des Profils gegenüber den nicht eigens erwärmten Profilabschnitten, wozu ausgehend von einer Ausgangstemperatur eine lokale Erhöhung der Temperatur durchgeführt wird. Die Erwärmung kann also das Profil fokal über die Umgebungstemperatur erwärmen oder aber auch z.B. ein Profil aus einem ungeheizten Lager lokal auf die Umgebungstemperatur oder eine andere Temperatur zu erwärmen. Der Begriff lokal bezieht sich dabei in erster Linie auf die Profillänge, jedoch ist auch eine lokale Eiwärmung im Sinne davon, dass nur Teile des Profilquerschnitts, z.B. die Außenseite oder die Innenseite erwärmt werden. Die Erwärmung kann dabei unmittelbar in der Biegezone der Vorrichtung erfolgen, jedoch auch an einer davon distanzierten Position, wozu die erweichte Zone von der Heizvorrichtung in die Biegezone positioniert wird.

Belm Verfahren ist es auch möglich, dass der Abstand zwischen den Kalibrierflächen erst während des Abwinkeins oder erst nach dem Abwinkein von einem Übermaß auf das Sollmaß verringert wird. In diesem Fall kann in der Druckzone an der Innenseite der zu biegenden Ecke überschüssiges Material anfangs zur Seite ausweichen, wodurch die maximalen Biegespannungen während des Biege-voiganges reduziert werden können und werden ailfällige dadurch entstehende Wülste nachträglich wieder beseitigt und die Ecken von der Kalibriereinrichtung wieder auf das Sollmaß gebracht, bevor die Erweichungszone wieder abgekühlt und erhärtet ist.

Alternativ dazu kann der Abstand zwischen den KaHbrierfiächen während des Ab-winkelns am Sollmaß fixiert bleiben, wodurch die Kalibriereinrichtung baulich sehr einfach gehalten weiden kann.

Weiters ist es möglich, dass der Abstand zwischen den Kalibrierflächen nach dem Abwinkein vom Sollmaß auf ein Übermaß vergrößert wird, wodurch der Abkühlvorgang schneller erfolgen kann, da die Erweichungszone von Umgebungsluft oder einem eigenen Kühlmedium leichter gekühlt werden kann. Weiters wird dadurch die Entnahme des Profils mit der gebogenen Ecke erleichtert. 19/03/2012 14:22

Nr.: R964 N2012S0S40Q P.007/028 25 14.20.46 19-03-2012 8/28 : i 4

Eine vorteilhafte Variante des Verfahrens besteht darin, dass erst nach dem lokalen Erwärmen des Profils die Erweichungszone in der Biegevorrichtung positioniert wird. Dies erfordert zwar einen Zwischentransport, jedoch kann durch die bauliche und funktionelle Trennung der Heizvorrichtung und der Biegevorrichtung eine kostengünstige und zuverlässige Bauweise der einzelnen Komponenten gewählt werden.

Um den Biegevotgang und das Biegeergebnis besser an wechselnde Eigenschaften des Ausgangsprofffls (u. a. Material, Geometrie) und die gewünschte Eckgeometrie anpassen zu können, kann es von Vorteil sein, wenn die Innenseite und die Außenseite des Profils auf unterschiedliche Erweichungstemperaturen erwärmt weiden und dadurch die Umfbrmbarkeit dort erhöht wird, wo es erforderlich ist Dies kann auch darin bestehen, nur die Innenseite oder nur die Außenseite zu erwärmen und zu erweichen.

Zur Erhöhung der Ausbringungslefstung des Verfahrens kann vorgesehen sein, die gebogene Ecke und/oder die mit dieser in Kontakt stehenden Täte der Biegevorrichtung mit einem Kühlmedium zu beaufschlagen. Dies kann z.B. durch Anblasen mit Druckluft oder einem gekühlten Gas erfolgen, wodurch die Abkühlzeit uiaeuabii veiivuutwstueii lutnii.

Die Aufgabe der Erfindung wird weiters von einer gattungsgemäßen Vorrichtung gelöst, bei der die Biegevorrichtung in der Biegezone eine Kalibriereinrichtung umfasst, die zwei Kalibrierflächen aufweist, welche die Breite der gebogenen Ecke auf ein Sollmaß, Insbesondere auf die Ausgangsbreite des ungebogenen Profils begrenzen. Die vorteilhaften Effekte der Vorrichtung entsprechen dabei jenen des zuvor beschriebenen Verfahrens. Die mit dem Profil in Kontakt betenden Bauteile der Vorrichtung, insbesondere im Bereich der Biegezone können dabei reibungshemmenden Oberflächen oder Materialien aufweisen, wodurch insbesondere der Transport der Erweichungszone nicht durch erhöhte Reibung behindert wird, oder diese durch den Transportvorgang unerwünschte Verformungen erfährt.

Eine mögliche Weiterbildung der Vorrichtung kann darin bestehen, dass zumindesteine Kalibrierfläche von einem verstellbaren Kalibrierstempel gebildet wird. N2012/05400

Nr.: R964 19/03/2012 14:22 P.008/028 25 14:21:28 19-03-2012 9/28 • * • * ♦

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Mit diesem Können während des Biegevorganges vorübergehend auftretende seitliche Wülste beseitigt werden. Wenn der Verstellweg des Kalibrierstempels veränderbar ist, kann bei Abweichungen vom gewünschten Biegeergebnis rasch eine Nachjustierung erfolgen. Wenn der Kalibrierstempel bereits bei Beginn des Abwin-kelns auf das Sollmaß der Breite eingestellt wird, wird die Bildung von seitlichen Wülsten von Beginn an unterbunden.

Weiters ist es möglich, dass der Kalibrierstempel zumindest einen Teil der Heiz-vorrichtung bildet. Dadurch erfolgt eine Erwärmung und Erweichung des Profils genau dort, wo die nachteiligen Wülste entstehen würden bzw. verbleiben würden.

Eine baulich einfache Ausführung der Kalibriereinrichtung besteht darin, dass diese eine Kaiibriemut mit zueinander in einem dem Sollmaß entsprechenden Abstand fixierten Kalibrierflächen aufweist

Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kalibriernut in Biegerichtung betrachtet an zumindest einer Kalrbrierfläche eine dieser vorgeordnete Einführfläche aufweist. Dadurch kann das Profil, insbesondere dessen Erweichungszone leichter in die Kaiibriemut eingeführt werden und uneiwünschte Verformungen unterbunden werden.

Die Kaiibriemut kann durch Zusammenwirken von Biegedom, Biegeelement und weiteren Kalibrierelementen gebildet sein, baulich einfach kann die Kaiibriemut jedoch alternativ am Biegeelement oder an dem beim Abwinkeln eingesetzten Biegedom angeordnet ist.

Eine mögliche AusfÖhrungsform der Vorrichtung besteht darin, dass die Heizvorrichtung in Transportrichtung des Profils betrachtet, vor, insbesondere mehr als 3 cm, vorzugsweise etwa 5 cm vor der Biegezone angeordnet ist. Durch diese Funktionstrennung können die einzelnen Baugruppen einfacher aufgebaut sein und jeweils auf die von ihnen ausgeführte Funktion hin optimiert werden, Der dadurch erforderliche Zwischentransport des Profils, um die Erweichungszone von der Heizvorrichtung zur Biegezone zu positionieren kann mit einer vorhandenen Vorschubeinrichtung leicht durchgeführt werden. 19/03/2012 14:23

Nr.: R964 N2012/05400 P.009/028 25 14:22:09 19-03-2012 10/28 • ft* · ♦ · * · · · * * • ι · * *»a * · * • « * · · ·»· * * « t t I I I ft ♦ * » 6

Eine zuverlässige und kostengünstige Bauform der Heizvontchtung ist gegeben, wenn diese ein elektrisch betriebenes Widerstandsheizelement, insbesondere ein Infrarotstrahlungselement umfasst. Diese dabei eingesetzte Strahlungshitze kann sehr schnell aktiviert und deaktiviert werden.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert

Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:

Flg. 1 einen Querschnitt durch eine Ecke in einem Kunststoff-Abstandhalterrahmen gemäß dem Stand der Technik;

Fig. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Biegen von Ecken in ein Profil aus thermoplastischem Grundmaterial;

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Biegezone gemäß III - III in Fig. 2;

Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform einer Vorrich tung zum Biegen eines Profils aus thermoplastischem Grundmaterial;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Biegezone einer weiteren möglichen AusfQh-rungsform einer Vorrichtung zum Biegen gemäß Linie Itl-Ill In Fig. 2;

Fig. 6 eine Ansicht der Biegezone einer weiteren Ausfühmngsform einer Vorrichtung zum Biegen;

Fig. 7 einen Schnitt durch die Biegezone gemäß Linie VII - VII in Fig. 6 und

Fig. 8 eine Ansicht der Biegezone einer weiteren Ausfühmngsform einer Vorrichtung zum Biegen von Ecken in ein Profi! aus thermoplastischem Grundmaterial.

Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausfüh-rungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die In der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen N201Z/Q5400 19/03/201214:24 Nr.: R964 P.010/028 25 14:22:44 19-03-2012 11 /28 • I * · » * · ·*·# * I f · I · * I *·» • · * » · · * · * · « * * · · · * · « » 7 bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.

Fig, 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Profil 1 aus thermoplastischem Grundma-teriai im Bereich einer nach dem Stand der Technik gebogenen Ecke, die bei der Fertigung von Kunststoff-Abstandhalterrahmen für Isolierglasfenster benötigt wird. Fig. 1 zeigt, dass bei den gemäß dem aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren gebogenen Ecken 2 an der Innenseite 3 der Ecke 2 kleine Wülste 4 entstehen, die gegenüber den Seitenflächen 5 geringfügig nach außen vorragen, wodurch eine Gesamtbreite 6 eines Abstandhalterrahmens im Bereich der Ecken 2 größer ist als die Nennbreite oder Ausgangsbreite 7 des verwendeten Kunststoffprofils. Beim Zusammenbau einer Isolierglasscheibe bestimmt die Breite des Abstandhalterrahmens den Scheibenzwischenraum, wobei bei der Veridebung der Glasscheiben mit dem Abstandhalterrahmen der Maßunterschied zwischen der Gesamtbreite 6 in den Ecken 2 und der Ausgangsbreite 7 an den ungebogenen Rahmenabschnitten durch die Klebefuge ausgeglichen werden muss oder im Bereich der Ecken 2 eine geringfügige Wölbung der Glasscheiben in Kauf genommen werden muss, was nicht zufriedenstellend ist. N2012/05400 19/03/2012 14:24

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Beim Biegen eines derartigen Profils 1 um einen scharfen Biegeradius bewirken die Im Bereich der Innenseite 3 auftretenden Druckspannungen ein seitliches Ausweichen des Materials, insbesondere wenn das Profil 1 vor Durchführung des Biegevorganges erwärmt und dadurch erweicht wird, um ein Brechen oder Reißen des Profils 1 in den Ecken 2 zu vermeiden.

Fig. 2 zeigt eine Ansicht einer Vorrichtung 8 zur Durchführung es erfindungsgemäßen Verfahrens zum Biegen einer Ecke 2 in ein Profil 1 aus thermoplastischem Material. Das Profil 1 ist dabei im Wesentlichen aus thermoplastischem Kunststoffmaterial gebildet und im dargestellten Ausführungsbeispiel durch ein Hohlprofil gebildet. Die Erfindung ist jedoch auch für Vollprofile sowie Profile anwendbar, die Beschichtungen mit Lacken, Folien, Blechen oder Bändern aus Metall, insbesondere Aluminium oder Edelstahl zur Sicherstellung der Dichtheit der Abstandhalterrahmen aufweisen.

Die Vorrichtung 8 umfasst dazu zumindest eine Haltevorrichtung 9, die das Profil 1 während der Durchführung des Biegevorganges fixiert, beispielsweise in dem es dieses zwischen Klemmbacken 10 einklemmt. Die Haltevorrichtung 9 kann dazu einen Klemmantrieb, beispielsweise in Form eines Spannzylinders 11 umfassen.

Das Profil 1 kann bei deaktivierter Haltevorrichtung 9 durch diese transportiert werden, wobei durch Pfeil die Transportrichtung 12 angedeutet ist Der Transport des Profils durch die Vorrichtung 8 kann manuell erfolgen oder wie in Fig. 2 dargestellt, vorzugsweise mittels einer Vorschubeinrichtung 13. In Fig. 2 ist die Vorschubeinrichtung 13 beispielsweise mit einer von einem nicht dargestellten Motor, insbesondere Servomotor angetriebenen Antriebsrolle 14 und einer Gegendruckrolle 15 gebildet

Zum Abwinkeln eines aus der Haltevorrichtung 9 herausragenden Profilabschnitts 16 umfasst die Vorrichtung 8 eine Biegevorrichtung 17, die in Fig. 2 vereinfacht einen feststehenden Biegedorn 18 und ein verstellbares Biegeelement 19 umfasst Der Antrieb des Biegeelements 19 ist in Fig. 2 der Einfachheit halber nicht dargestellt Der Biegedorn 18 muss dabei nicht die Form eines Doms aufweisen, kann auch von der Darstellung abweichende Form besitzen, und muss lediglich dazu N2012/05400

Nr.: R964 19/03/2012 14:25 P.012/028 25 14:24:08 19-03-2012 13/28 25 14:24:08 19-03-2012 13/28

• Λ ft t · » ♦ ft * ft θ geeignet sein, das zum Abwinkeln erforderliche Wiederlager zu bilden. In Fig. 2 ist in strichlierten Linien der ungebogene Zustand des Profilabschnitts 16 und in Voll-llnien der gebogene bzw. abgewinkelte Zustand des Profilabschnitts 16 dargestellt. In den meisten Fällen Ist ein Abstandhalterrahmen rechteckig, weshalb die Ecken 2 zum überwiegenden Teil einen rechten Winkel aulweisen, das Verfahren und die Vorrichtung kann jedoch auch für die Herstellung von stumpfen oder spitzen Winkeln bei den Ecken 2 eingesetzt werden.

Da bei einem Biegevorgang meistens eine elastische Rückfederung auftritt, kann es auch erforderlich sein, die Ecke 2 während des Biegevorganges um einen gewissen Winkel zu überbiegen, um nach erfolgter Entlastung und Rückfederung den gewünschten Zieiwinkel zu erhalten.

Um den Biegevorgang zu erleichtern und ein Brechen oder Reißen des Profils 1 in einer Ecke 2 zu vermeiden, umfasst die Vorrichtung eine Heizvorrichtung 20, die beispielsweise durch Infrarotstrahler 21 gebildet ist, wobei auch die Verwendung anderer elektrischer Heizelemente oder von Heißluft möglich ist. Die Heizvorrichtung 20 erwärmt lokal das Profil 1, wodurch eine Erweichungszone 22 des Profils 1 gebildet wird, in dem dessen Festigkeit lokal reduziert ist, wodurch das nachfolgende Abwinkeln des Profiiabschnitts 16 erleichtert wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Heizvorrichtung 20 in Transportrichtung 12 gesehen vor der Biegevorrichtung 17 angeordnet, weshalb zwischen dem Erwäimen der Erweichungszone 22 und dem Abwinkeln ein Zwischentransport der Erweichungszone 22 am Profil 1 in die Biegezone 23 der Biegevorrichtung 17 erforderlich ist. Abweichend dazu ist es jedoch auch möglich, dass die Heizvorrichtung 20 direkt in der Biegevorrichtung 17 integriert ist, wodurch in diesem Fall ein Zwischentransport des Profils 1 entfallen kann.

Die Heizvomchtung 20 kann weiters so ausgebildet sein, dass am Profil 1 nur ein Teil des Profilquerschnitts, insbesondere nur die spätere Innenseite 24 des Abstandhalterrahmens oder nur die spätere Außenseite 25 des Abstandhalterrahmens erwärmt wird, oder dass Innenseite 24 und Außenseite 25 unterschiedlich 19/03/2012 14:26

Nr.: R964 N2012/05400 P.013/028 25 14:24:50 19-03-2012 14/28 « # « I * · « * ·♦ · · ««ft* ··· ♦ * · • « » » · ·* l«ll ««··· * ♦ ♦ · 10 stark erwärmt werden, beispielsweise indem die Heizzeit oder die Heizleistung an Innenseite 24 und Außenseite 25 des Profils 1 unterschiedlich sind.

Um das anhand von Fig. 1 beschriebene Entstehen von seitlichen Wülsten 4 in den Ecken 2 zu verringern bzw. gänzlich zu vermeiden, umfasst die Vorrichtung 8 in der Biegezone 23 eine Kalibriereinrichtung 26, die zwei die Breite der gebogenen Ecke 2 auf ein Sollmaß begrenzende Kalibrierfiächen aufweist. Die Breite der gebogenen Ecke 2 entspricht insbesondere der Ausgangsbreite 7 des ungebogenen Profils, wozu die Kalibrierflächen in einem entsprechenden Abstand zueinander positioniert werden. Die Kalibrierflächen behindern das seitliche Ausweichen des Profils 1 und dadurch das Entstehen der Wülste 4, die die erwähnten Nachteile beim Zusammenbau der Isolierglasscheiben verursachen. Mögliche Ausführungsvarianten und vorteilhafte Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des damit ausführbaren Verfahrens werden auch anhand der weiteren Figuren beschrieben.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Ecke 2 in der Biegezone 23 gemäß Schnittlinie III - lil in Fig. 2. Durch die Kalibriervorrichtung 26 wird die Gesamtbreite 6 der gebogenen Ecke 2 zwischen zwei Kalibrierflächen 27 und 28 auf ein Sollmaß 2Θ begrenzt, das insbesondere der Ausgangsbreite 7 des ungebogenen Profils 1 entspricht. Es wäre jedoch auch möglich, das Sollmaß 29 abweichend von der Ausgangsbreite 7 zu wählen, für den Fall, dass die gebogene Ecke 2 nach dem Entfernen aus der Biegezone 23 wieder geringfügig auffedert und sich dadurch die Gesamtbreite 6 der Ecke 2 wieder verändern sollte.

Die Kalibrierflächen 27 und 28 besitzen zur Begrenzung der Gesamtbreite 6 zueinander einen Abstand 30, der fix oder verstellbar sein kann. Falls die Kalibrierfiächen 27 und 28 bzw. die diese aufweisenden Bauteile der Kalibriereinrichtung 26 zueinander starr federt sind, ist auch der Abstand 30 unveränderlich. Es ist jedoch auch möglich, dass zumindest eine der Kalibrierfiächen 27,28 in Richtung der Breite des Profils 1 verstellbar ist. Diese Verstellrichtung 31 ist in Fig. 3 mit einem Doppelpfeil angedeutet. 19/03/2012 14:26

Nr.: R964 N2012/05400 P.014/028 25 14:25:32 19-03-2012 15/28 14·· ··* · · · I t 4 · · ·*· · 4 t 4 4 4 4 · · 144 11

Die Kalibrierflächen 27 und 28 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als ebene Flächen ausgeführt, es Kann jedoch In Anpassung an das zu biegende Profil 1 auch eine gekrümmte oder abgewinkelte oder anders geformte Ausführung der Kalibrierflächen 27,28 vorgesehen sein.

Bei einer Ausführung der Kalibriereinrichtung 26 mit zumindest einer verstellbaren Kalibrierfläche 27 oder 28 oder zwei verstellbaren Kalibrierflächen 27 und 28 ist es auch möglich, den Abstand 30, der die Qesamtbreite 6 des Profils 1 im Bereich der Ecke auf das Sollmaß 29 begrenzt, erst nach Beginn des Biegevorganges von einem Übermaß auf das Sollmaß 29 zu reduzieren. Dadurch, dass das Profil 1 in der Biegezone 23 während des Biegevorganges in Richtung der Breite anfangs nicht kalibriert wird, kann in der Druckzone überschüssiges Material geringfügig nach außen verdrängt werden, was jedoch in Folge durch die Reduktion des Abstandes 30 auf das Sollmaß 29 wieder rückgängig gemacht wird. Der Kalibriervorgang kann demnach auch erst nach Beendigung des Abwinkeins erfolgen, wobei jedoch ein zeitlicher Abstand so gering gewählt ist, dass die Erweichungszone 22 noch von der Kalibriereinrichtung 26 plastisch auf das Sollmaß 29 gebracht werden kann. Zur Veränderung des Abstandes 30 zwischen den Kalibrierflächen 27 und 28 kann zum Beispiel ein in Verstellrichtung 31 verstellbarer Kalibrierstempel 32 vorgesehen sein.

Sobald nach Beendigung des Biegevorganges die Erweichungszone 22 soweit abgekühlt ist, dass eine ausreichende Festigkeit der Ecke 2 gegeben ist und aufgrund des Erhärtens in der gebogenen Lage keine nennenswerte Rückfederung oder Auffederung der Ecke 2 mehr erfolgt, kann das Profil 1 mit der gebogenen Ecke 2 zur Herstellung der nächsten Ecke 2 weitertransportiert oder zur Entnahme des fertigen Abstandhalterrahmens aus der Vorrichtung 8 entnommen werden.

Fig. 4 zeigt eine Ansicht einer weiteren möglichen Ausführungsfbrm einer Vorrichtung 8 zum Biegen von Ecken 2 in ein Profil 1 aus thermoplastischem Grundmaterial, insbesondere zur Herstellung von Abstandhalterrahmen für Isolierglasschei-ben. Dabei sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 verwendet worden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden 19/03/2012 14:27

Nr.: R964 N2012/D5400 P.015/028 25 * ·

·· • · ♦ · • · ♦ · 1*26:15 19-03-2012 16/28 12 wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

Die Vorrichtung 8 in Fig. 4 umfasst die bereits beschriebenen Baugruppen Vorschubeinrichtung 13, die gleichzeitig auch die Haltevorrichtung 9 bilden kann, die Heizvorrichtung 20 und die Biegevorrichtung 17 mit der Kalibriereinrichtung 26.

Die Vorschubeinrichtung 13 wird im Ausfuhrungsbeispiel gemäß Fig. 4 mittels eines Servomotors 33 angetrieben, mit dem insbesondere CNC-gesteuertdas Profil 1 sehr genau der Biegevorrichtung 17 zugeführt werden kann, wodurch sehr maßhaltige Abetandhaiterrahmen hergestellt werden können. Die Gegendruckrolle 15 ist vorzugsweise mittels eines Gegendruckzylinders 34 verstellbar und Können mit der Vorschubeinrichtung 13 ohne Rüstarbeiten unterschiedliche Profilquerschnitte 1 verarbeitet werden. Die Vorschubeinrichtung 13 kann auch durch andere Anhiebe gebildet sein oder im Fall von manueller Zuführung des Profils 1 auch entfallen.

Die einzelnen Baugruppen der Vorrichtung 8 sind auf einer Grundplatte 35 angeordnet, in der auch das Profil 1 geführt ist Um auch hier unterschiedliche Profilquerschnitte verarbeiten zu können, können in der Grundplatte 35 verstellbare oder austauschbare Führungen für das Profil 1 vorgesehen sein.

Die Biegevbrrichtung 17 umfasst neben dem Biegedom 18, der am Austritt des Förderkanals für das Profil aus der Grundplatte 35 angeordnet ist, ein schwenkbares Biegeelement 19, das mittels eines Schwenkzylinders 36 angetrieben ist. Um unterschiedliche Eckwinke! produzieren zu können, kann vorgesehen sein, dass der Schwenkzylinder 36 mit unterschiedlichen Schwenkwinkeln arbeitet oder dass der Biegewinkel durch eine Anschlagfläche 37 begrenzt wird, die im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Endfläche der Grundplatte 35 gebildet ist

Um unterschiedliche Eckradien hersteilen zu können, kann es vorgesehen sein, dass der Biegedom 18 austauschbar ist. Ebenso kann das Biegeelement 19 austauschbar und/oder dessen Schwenkachse verstellbar sein, wodurch ebenfalls eine Einstellung auf unterschiedliche Profilquerschnitte möglich ist. Ν2012Ώ5400 19/03/2012 14:28

Nr.: R964 P.016/028 25 14:26:56 19-03-2012 17/28

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Die Kalibriereinrichtung 26 umfasst in Fig. 4 ein feststehendes Kalibrierelement 38, das die erste KaKbrierfläche 27 aulweist und ein zweites Kalibrierelement in Form eines Kalibrierstempels 39, der mit einem Verstellantrieb beispielsweise in Form eines VersteNzylinders 40 verbunden ist und der die zweite Kalibrieffläche 28 aufweist.

Ein einfacher Aufbau der Vorrichtung 8 ist gegeben, wenn der Gegendruckzylinder 34, der Schwenkzylinder 36 und der Stelzylinder 40 als Pneumatikzylinder ausge-führt sind, da Druckluft eine in vielen Produktionsstätten leicht verfügbare Antriebsquelle darstellt Es sind jedoch jeweils auch alternative Antriebe fQr die Durchführung der Stellbewegungen ersetzbar.

Das feststehende Kalibrierelement 36 kann abweichend von Fig. 4 auch durch einen Arbeitstisch gebildet sein, der die gesamte Vorrichtung 8 tragen kann und gleichzeitig eine Arbeitsfläche bzw. Auflagefläche für die gefertigten Abstandhalterrahmen bildet Die Biegeachse, um die das Profil 1 abgewinkelt wird, kann abweichend von dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 auch horizontal oder schräg orientiert sein, wodurch auch eine platzsparende Einbindung in vor- und nachge-ordnete Maschinenanlagen möglich ist.

Fig. 5 zeigt in einem Schnitt gemäß III - III in Fig. 2 eine weitere mögliche Ausführungsform der Vorrichtung 8 im Bereich der Biegezone 23. Das feststehende Kalibrierelement 38 der Kalibriereinrichtung 26 ist in dieser Ausführungsfbrm, wie bereits beschrieben, durch einen Arbeitstisch 41 gebildet, dessen Oberseite die erste Kalibrierfläche 27 bildet. Die zweite Kalibrierfläche 28 ist an einem verstellbaren Kalibrierstempel 39 ausgebildet, der die Gesamtbreite 5 der Ecke 2 während oder nach Abschluss des Biegevorganges auf das Sollmaß 29 einstellt

In Fig. 5 ist gezeigt, dass die Heizvomchtung 20 beispielsweise auch in der Kalibriereinrichtung 26 und/oder in der Biegevorrichtung 17 integriert sein kann. Die Erweichungszone 22 am Profil 1 wird in dieser Ausführungsform erst in der Biegezone 23 gebildet, wodurch ein Zwischentransport der Erweichungszone 22 von der Heizvorrichtung 20 zur Biegezone 23 entfallen kann. In Fig. 5 sind mögliche Positionen der Heizelemente der Heizvorrichtung 20 durch Kreuze angedeutet N2012/Q5400

Nr.: R964 19/03/2012 14:29 p.017/028 25 14:27:39 19-03-2012 18/28

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Fig. 6 und Fig. 7 zeigen eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform der Vorrichtung 8, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 5 verwendet worden und auf die zugehörigen Figurenbeschreibungen Bezug genommen wird.

In dieser Ausführungsfbrm der Kalibriereinrichtung 26 wird das Profil 1 in der Biegezone 23 zwischen zwei feststehende Kalibrierelemente 38 gedrückt, und wird durch die Kalibrierflächen 27 und 28 sowie die Außenseite des Biegedoms 18 eine Kalibriernut 42 gebildet, die ebenfalls die Gesamtbreite 6 des Profils 1 in der Biegezone 23 auf ein Sollmaß 29 begrenzt Der Schnitt in Fig. 7 gemäß Linie VII - Vil in Fig. 6 zeigt dabei das in die Kalibriemut42 eingedrückte Profil 1, das nach dem Auskühlen der Erweichungszone 22 in den Ecken 2 eine maßhaltige Gesamtbreite 6 aulweist.

In Fig. 7 ist dargestellt, dass den Kalibrierflächen 27 und 28 in Einführrichtung bzw. Biegerichtung gesehen, trichterähnlich wirkende Einführflächen 43 vorgeordnet sein können.

Auch wenn die Kalibrierelemente 38, die die Kalibriemut42 bilden, während des Biegevorganges einen festen Abstand voneinander aufweisen, kann vorgesehen sein, dass deren Abstand zur Anpassung an unterschiedliche Profilquerschnitte verstellbar ist.

Fig. 8 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Kalibriereinrichtung 26, bei der am Biegeelement 19 eine Kalibriemut 42 ausgeführt ist, die während des Biegevorganges ebenfalls die Gesamtbreite 6 des Profils 1 in der gebogenen Ecke auf ein Sollmaß 29 begrenzt. In Fig. 8 ist dabei die Ausgangsstellung des Biegeelements 19 mit dem darin eingeführten Profilabschnitt 16 in Volllinien dargestellt, während die Endsteliung des Biegeeiements 19 mit dem gebogenen Profilabschnitt 16 in strichlierten Linien dargesteilt ist.

Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der Vorrichtung 8, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr N2012/05400 19/03/201214:29 Nr.: R964 P.018/028 25 14:28:19 19-03-2012 19/28 • « * • · · 15 auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausfüh-rungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.

Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Vorrichtung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.

Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.

Vor allem können die einzelnen in den Fig. 2; 3; 4; 5; 6,7; 8 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen. N2012/054Q0 19/03/2012 14:30

Nr.: R964 P.019/028 14:30:31 19-03-2012 23 /28

Bezugszeichenaufstellung Profil 36 Schwenkzylinder Ecke 37 Anschlagfläche Innenseite 38 Kalibrierelement Wulst 39 Kalibrierstempel Seitenfläche 40 Stellzylinder Gesamtbreite 41 Arbeitstisch Ausgangsbreite 42 Kalibriemut Vorrichtung Haltevorrichtung Klemmbacken 43 Einführfläche Spannzylinder Transportrichtung Vorschubeinrichtung Antriebsrolle Gegendruckrolle Profilabschnitt Biegevorrichtung Biegedom Biegeelement Heizvorrichtung InfrarotstrahJ Erweichungszone Biegezone Innenseite Außenseite Kalibriereinrichtung Kalibrierfläche Kalibrierfläche Sollmaß Abstand Verstellrichtung Kalibrierstempel Servomotor Gegendruckzylinder Grundplatte 19/03/2012 14:32

Nr.: R964 N2012/05400 P. 023/028

Claims (15)

1. 25 14:28:50 19-03-2012 20/28 • I · · ··« ·«· ···»· · ··*

   1 Patentansprüche 1. Verfahren zum Biegen einer Ecke (2) in ein Profil (1) aus thermoplastischem Grundmaterial bei der Herstellung von KunststofF-Abstandhalterrahmen für Isolierglasfenster, bei dem ein Profil (1) einer Haltevorrichtung (9) zugeführt wird und ein aus dieser herausragender Profilabschnitt (16) relativ zum in der Haltevorrichtung (9) fixierten Profil (1) mittels einer Biegevorrichtung (17) abgewinkelt wird und bei dem das Profil (1) mittels einer Heizvorrichtung (20) lokal erwärmt und erweicht wird, dadurch gekennzeichnet, dass in der Biegezone (23) die Gesamt-breite (6) der gebogenen Ecke (2) zwischen zwei Kaiibrierflächen (27,28) einer Kalibriereinrichtung (26) auf ein Sollmaß (29), insbesondere auf die Ausgangsbreite (7) des ungebogenen Profils (1) begrenzt wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (30) zwischen den Kaiibrierflächen (27,28) während des Abwinkeins oder nach dem Abwinkeln von einem Übermaß auf das Solimaß (29) verringert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (30) zwischen den Kaiibrierflächen (27,28) während des Abwinkeins am Sollmaß (29) federt bleibt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (30) zwischen den Kaiibrierflächen (27,28) nach dem Abwinkeln vom Sollmaß (29) auf ein Übermaß vergrößert wird.
5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass erst nach dem lokalen Erwärmen des Profils (1) die Erweichungszone (22) in der Biegevorrichtung (17) positioniert wird. 142012/06400 19/03/2012 14:30 Nr.: R964 P.020/028 25 14:29:25 19-03-2012 21 /28 • * · * #·· ·#· » t « I · ·· · · * »··· · ··· 2
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (24) und die Außenseite (25) des Profils (1) auf unterschiedliche Erweichungstemperaturen erwärmt werden.
7. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogene Ecke (2) und/oder die mit dieser in Kontakt stehenden Teile der Biegevorrichtung (17) mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden.
8. 8. Vorrichtung (8) zum Biegen einer Ecke (2) in ein Profil (1) aus thermoplastischem Grundmaterial bei der Herstellung von Kunststoff-Abstandhalterrahmen für Isotierglasfenster, umfassend eine Haltevorrichtung (9) für das Profil (1), eine Biegevorrichtung (17) mit einem verstellbaren Biegeelement (19) zum Abwinkeln eines aus der Haltevorrichtung (9) herausragenden Profilabschnittes (16) relativ zum in der Haltevorrlchtung (9) fixierten Profil (1) und eine Heizvorrichtung (20) zum lokalen Erwärmen des Profite (1) auf eine Erweichungstemperatur, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegevomchtung (17) in der Biegezone (23) eine Kalibriereinrichtung (26) umfasst, die zwei die Gesamtbreite (6) der gebogenen Ecke (2) auf ein Sollmaß (29), insbesondere die Ausgangshreite (7) des ungebogenen Profils (1) begrenzende Kalibrierflächen (27,28) aufweist.
9. 9. Vorrichtung (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kalibrierfläche (27,28) von einem verstellbaren Kalibrierstempel (39) gebildet wird.
10. 10. Vorrichtung (8) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierstempel (39) zumindest einen Teil der Heizvomchtung (20) aufweist.
11. 11. Vorrichtung (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinrichtung (26) eine Kafibriemut (42) mit zueinander in einem dem Soü-maß (29) entsprechenden Abstand (30) fixierten Kalibrierflächen (27,28) aufweist. N2012/05400 19/03/2012 14:31 Nr.: R964 P.021/028 25 14:30:03 19-03-2012 22 /28 ·*·« »·· ·+· ♦ * · · * ·«· · » » • · · * · · » · · 3
12. 12. Vorrichtung (8) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriemut (42) in Biegerichtung betrachtet an zumindest einer Kalibrierfläche (27,28) eine dieser vorgeordnete Einführfläche (43) aufweist
13. 13. Vorrichtung (8) nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriemut (42) am Biegeelement (19) oder an einem beim Abwinkeln eingesetzten Biegedom (18) angeordnet ist.
14. 14. Vorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (20) in Transportrichtung (12) des Profils (1) betrachtet, vor, insbesondere mehr als 3 cm, vorzugsweise etwa 5 cm vor der Biegezone (23) angeordnet ist.
15. 15. Vorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (20) zumindest ein Infrarotstrahlungselement (21) umfasst. "FUX“ Maschinenbau u. Kunststofftechnik GmbH durch Anwätt^uraer&Partner RechtsanwaR GmbH N2012/05400 19/03/2012 14:31 Nr.: R964 P.022/028