AT512718B1 - 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

österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 7.

[0002] 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 Kante" 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, ergeben sich beim Biegen derartiger Kunststoffprofile auf den bisher für metallische Profile verwendeten Fertigungseinrichtungen verschiedene Probleme. Da die Umformbarkeit 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.

[0003] Um das Auftreten von Rissen beim Biegen der Ecken zu unterbinden, ist es aus DE 198 39 444 C1 bekannt, ein Abstandhalterprofil aus Kunststoff vor dem Biegevorgang lokal zu erwärmen und dadurch zu erweichen, wodurch das Material beim Biegevorgang die auftretenden Verformungen leichter ertragen kann und weiters die gebogene Form nach dem Abkühlen der Erweichungszone bei sehr geringer Rückfederung erhalten bleibt.

[0004] Ein Nachteil des darin beschriebenen Verfahrens besteht jedoch darin, 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.

[0005] Weitere Vorrichtungen zum Biegen von Ecken in thermoplastische Profile sind aus EP 0947659 A2, EP 1030024 A2, DE 4225833 A1, US 5640828 A und EP 0875654 A1 bekannt.

[0006] 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.

[0007] Die Aufgabe der Erfindung wird durch ein gattungsgemäßes Verfahren gelöst, bei dem 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 Profilmaterialien, 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 Profilgeometrie so gewählt, dass ein kontrollierter Biegevorgang ohne Gefahr von Rissen oder Brüchen möglich ist, also lokal eine merkba- 1 /13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15 re Erweichung stattfindet, jedoch nicht die Gefahr eines Schmelzens des Profils gegeben ist. Die Erwärmung bzw. Erweichung bewirkt eine lokale 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 lokal 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 Erwärmung 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.

[0008] Um den Biegevorgang und das Biegeergebnis besser an wechselnde Eigenschaften des Ausgangsprofils (u. a. Material, Geometrie) und die gewünschte Eckgeometrie anpassen zu können, wird erfindungsgemäß die Innenseite und die Außenseite des Profils auf unterschiedliche Erweichungstemperaturen erwärmt und wird dadurch die Umformbarkeit dort erhöht, wo es erforderlich ist.

[0009] Beim 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 Biegevorganges reduziert werden können und werden allfällige 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.

[0010] Alternativ dazu kann der Abstand zwischen den Kalibrierflächen während des Abwin-kelns am Sollmaß fixiert bleiben, wodurch die Kalibriereinrichtung baulich sehr einfach gehalten werden kann.

[0011] Weiters ist es möglich, dass der Abstand zwischen den Kalibrierflächen nach dem Abwinkeln 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.

[0012] 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.

[0013] Zur Erhöhung der Ausbringungsleistung des Verfahrens kann vorgesehen sein, die gebogene Ecke und/oder die mit dieser in Kontakt stehenden Teile der Biegevorrichtung mit einem Kühlmedium zu beaufschlagen. Dies kann z.B. durch Anblasen mit Druckluft oder einem gekühlten Gas erfolgen, wodurch die Abkühlzeit drastisch verkürzt werden kann.

[0014] 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 und bei der erfindungsgemäß an der Heizvorrichtung die Heizzeit oder die Heizleistung an der Innenseite und der Außenseite des Profils unterschiedlich einstellbar sind. Die vorteilhaften Effekte der Vorrichtung entsprechen dabei jenen des zuvor beschriebenen Verfahrens. Die mit dem Profil in Kontakt tretenden 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 Transportvor- 2/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15 gang unerwünschte Verformungen erfährt.

[0015] Eine mögliche Weiterbildung der Vorrichtung kann darin bestehen, dass zumindest eine Kalibrierfläche von einem verstellbaren Kalibrierstempel gebildet wird. 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 Abwinkeins auf das Sollmaß der Breite eingestellt wird, wird die Bildung von seitlichen Wülsten von Beginn an unterbunden.

[0016] Weiters ist es möglich, dass der Kalibrierstempel zumindest einen Teil der Heizvorrichtung bildet. Dadurch erfolgt eine Erwärmung und Erweichung des Profils genau dort, wo die nachteiligen Wülste entstehen würden bzw. verbleiben würden.

[0017] Eine baulich einfache Ausführung der Kalibriereinrichtung besteht darin, dass diese eine Kalibriernut mit zueinander in einem dem Sollmaß entsprechenden Abstand fixierten Kalibrierflächen aufweist.

[0018] Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Kalibriernut in Biegerichtung betrachtet an zumindest einer Kalibrierfläche eine dieser vorgeordnete Einführfläche aufweist. Dadurch kann das Profil, insbesondere dessen Erweichungszone leichter in die Kalibriernut eingeführt werden und unerwünschte Verformungen unterbunden werden.

[0019] Die Kalibriernut kann durch Zusammenwirken von Biegedorn, Biegeelement und weiteren Kalibrierelementen gebildet sein, baulich einfach kann die Kalibriernut jedoch alternativ am Biegeelement oder an dem beim Abwinkeln eingesetzten Biegedorn angeordnet ist.

[0020] Eine mögliche Ausführungsform 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.

[0021] Eine zuverlässige und kostengünstige Bauform der Heizvorrichtung ist gegeben, wenn diese ein elektrisch betriebenes Widerstandsheizelement, insbesondere ein Infrarotstrahlungselement umfasst. Diese dabei eingesetzte Strahlungshitze kann sehr schnell aktiviert und deaktiviert werden.

[0022] Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.

[0023] Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung: [0024] Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Ecke in einem Kunststoff-Abstandhalterrahmen gemäß dem Stand der Technik; [0025] Fig. 2 eine Ansicht einer Vorrichtung zum Biegen von Ecken in ein Profil aus ther moplastischem Grundmaterial; [0026] Fig. 3 einen Querschnitt durch die Biegezone gemäß III - III in Fig. 2; [0027] Fig. 4 eine Ansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung zum Biegen eines Profils aus thermoplastischem Grundmaterial; [0028] Fig. 5 einen Schnitt durch die Biegezone einer weiteren möglichen Ausführungs form einer Vorrichtung zum Biegen gemäß Linie lll-lll in Fig. 2; [0029] Fig. 6 eine Ansicht der Biegezone einer weiteren Ausführungsform einer Vorrich tung zum Biegen; [0030] Fig. 7 einen Schnitt durch die Biegezone gemäß Linie VII - VII in Fig. 6 und 3/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15 [0031] Fig. 8 eine Ansicht der Biegezone einer weiteren Ausführungsform einer Vorrich tung zum Biegen von Ecken in ein Profil aus thermoplastischem Grundmaterial.

[0032] Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen 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 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.

[0033] Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Profil 1 aus thermoplastischem Grundmaterial im Bereich einer nach dem Stand der Technik gebogenen Ecke, die bei der Fertigung von Kunst-stoff-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 Verklebung 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.

[0034] 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.

[0035] 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.

[0036] 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.

[0037] 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.

[0038] 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 geeignet sein, das zum Abwinkeln erforderliche Wiederlager zu bilden. In Fig. 2 ist in strichlierten Linien der ungebogene Zustand des Profilabschnitts 16 und in 4/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15

Volllinien 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 aufweisen, das Verfahren und die Vorrichtung kann jedoch auch für die Herstellung von stumpfen oder spitzen Winkeln bei den Ecken 2 eingesetzt werden.

[0039] 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 Zielwinkel zu erhalten.

[0040] 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 Profilabschnitts 16 erleichtert wird. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Heizvorrichtung 20 in Transportrichtung 12 gesehen vor der Biegevorrichtung 17 angeordnet, weshalb zwischen dem Erwärmen 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.

[0041] Die Heizvorrichtung 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 stark erwärmt werden, beispielsweise indem die Heizzeit oder die Heizleistung an Innenseite 24 und Außenseite 25 des Profils 1 unterschiedlich sind.

[0042] 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 Kalibrierflächen 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.

[0043] Mögliche Ausführungsvarianten und vorteilhafte Ausführungsdetails der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. des damit ausführbaren Verfahrens werden auch anhand der weiteren Figuren beschrieben.

[0044] Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch eine Ecke 2 in der Biegezone 23 gemäß Schnittlinie ΝΙΝΙ in Fig. 2. Durch die Kalibriervorrichtung 26 wird die Gesamtbreite 6 der gebogenen Ecke 2 zwischen zwei Kalibrierflächen 27 und 28 auf ein Sollmaß 29 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.

[0045] Die Kalibrierflächen 27 und 28 besitzen zur Begrenzung der Gesamtbreite 6 zueinander einen Abstand 30, der fix oder verstellbar sein kann. Falls die Kalibrierflächen 27 und 28 bzw. die diese aufweisenden Bauteile der Kalibriereinrichtung 26 zueinander starr fixiert sind, ist auch der Abstand 30 unveränderlich. Es ist jedoch auch möglich, dass zumindest eine der Kalibrierflächen 27, 28 in Richtung der Breite des Profils 1 verstellbar ist. Diese Verstellrichtung 31 ist in Fig. 3 mit einem Doppelpfeil angedeutet.

[0046] Die Kalibrierflächen 27 und 28 sind im dargestellten Ausführungsbeispiel als ebene 5/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15

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.

[0047] 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 Gesamtbreite 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.

[0048] 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.

[0049] Fig. 4 zeigt eine Ansicht einer weiteren möglichen Ausführungsform einer Vorrichtung 8 zum Biegen von Ecken 2 in ein Profil 1 aus thermoplastischem Grundmaterial, insbesondere zur Herstellung von Abstandhalterrahmen für Isolierglasscheiben. Dabei sind für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 verwendet worden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Fig. 1 bis 3 hingewiesen bzw. Bezug genommen.

[0050] 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 Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 mittels eines Servomotors 33 angetrieben, mit dem insbesondere CNC-gesteuert das Profil 1 sehr genau der Biegevorrichtung 17 zugeführt werden kann, wodurch sehr maßhaltige Abstandhalterrahmen 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 Antriebe gebildet sein oder im Fall von manueller Zuführung des Profils 1 auch entfallen.

[0051] 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.

[0052] Die Biegevorrichtung 17 umfasst neben dem Biegedorn 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 Eckwinkel 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.

[0053] Um unterschiedliche Eckradien hersteilen zu können, kann es vorgesehen sein, dass der Biegedorn 18 austauschbar ist. Ebenso kann das Biegeelement 19 austauschbar und/oder 6/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15 dessen Schwenkachse verstellbar sein, wodurch ebenfalls eine Einstellung auf unterschiedliche Profilquerschnitte möglich ist.

[0054] Die Kalibriereinrichtung 26 umfasst in Fig. 4 ein feststehendes Kalibrierelement 38, das die erste Kalibrierfläche 27 aufweist und ein zweites Kalibrierelement in Form eines Kalibrierstempels 39, der mit einem Verstellantrieb beispielsweise in Form eines Verstellzylinders 40 verbunden ist und der die zweite Kalibrierfläche 28 aufweist.

[0055] Ein einfacher Aufbau der Vorrichtung 8 ist gegeben, wenn der Gegendruckzylinder 34, der Schwenkzylinder 36 und der Stellzylinder 40 als Pneumatikzylinder ausgeführt sind, da Druckluft eine in vielen Produktionsstätten leicht verfügbare Antriebsquelle darstellt. Es sind jedoch jeweils auch alternative Antriebe für die Durchführung der Stellbewegungen einsetzbar.

[0056] Das feststehende Kalibrierelement 38 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 nachgeordnete Maschinenanlagen möglich ist.

[0057] 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 Ausführungsform, 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 6 der Ecke 2 während oder nach Abschluss des Biegevorganges auf das Sollmaß 29 einstellt.

[0058] In Fig. 5 ist gezeigt, dass die Fleizvorrichtung 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.

[0059] 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.

[0060] In dieser Ausführungsform 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 Biegedorns 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 - VII in Fig. 6 zeigt dabei das in die Kalibriernut 42 eingedrückte Profil 1, das nach dem Auskühlen der Erweichungszone 22 in den Ecken 2 eine maßhaltige Gesamtbreite 6 aufweist.

[0061] In Fig. 7 ist dargestellt, dass den Kalibrierflächen 27 und 28 in Einführrichtung bzw. Biegerichtung gesehen, trichterähnlich wirkende Einführflächen 43 vorgeordnet sein können.

[0062] Auch wenn die Kalibrierelemente 38, die die Kalibriernut 42 bilden, während des Biegevorganges einen festen Abstand voneinander aufweisen, kann vorgesehen sein, dass deren Abstand zur Anpassung an unterschiedliche Profilquerschnitte verstellbar ist.

[0063] Fig. 8 zeigt eine weitere mögliche Ausführungsform der Kalibriereinrichtung 26, bei der am Biegeelement 19 eine Kalibriernut 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 Endstellung des Biegeelements 19 mit dem gebogenen Profilabschnitt 16 in strichlierten Linien dargestellt ist. 7/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15 [0064] 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 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. 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.

BEZUGSZEICHENAUFSTELLUNG 1 Profil 26 Kalibriereinrichtung 2 Ecke 27 Kalibrierfläche 3 Innenseite 28 Kalibrierfläche 4 Wulst 29 Sollmaß 5 Seitenfläche 30 Abstand 6 Gesamtbreite 31 Verstellrichtung 7 Ausgangsbreite 32 Kalibrierstempel 8 Vorrichtung 33 Servomotor 9 Haltevorrichtung 34 Gegendruckzylinder 10 Klemmbacken 35 Grundplatte 11 Spannzylinder 36 Schwenkzylinder 12 Transportrichtung 37 Anschlagfläche 13 Vorschubeinrichtung 38 Kalibrierelement 14 Antriebsrolle 39 Kalibrierstempel 15 Gegendruckrolle 40 Stellzylinder 16 Profilabschnitt 41 Arbeitstisch 17 Biegevorrichtung 42 Kalibriernut 18 Biegedorn 43 Einführfläche 19 Biegeelement 20 Heizvorrichtung 21 Infrarotstrahl 22 Erweichungszone 23 Biegezone 24 Innenseite 25 Außenseite 8/13

Claims (14)

1. österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15 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, wobei in einer Biegezone (23) der Biegevorrichtung (17) 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 wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenseite (24) und die Außenseite (25) des Profils (1) von der Heizvorrichtung (20) auf unterschiedliche Erweichungstemperaturen erwärmt werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (30) zwischen den Kalibrierflächen (27, 28) während des Abwinkeins oder nach dem Abwinkeln von einem Übermaß auf das Sollmaß (29) verringert wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (30) zwischen den Kalibrierflächen (27, 28) während des Abwinkeins am Sollmaß (29) fixiert bleibt.
4. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (30) zwischen den Kalibrierflächen (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.
6. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gebogene Ecke (2) und/oder die mit dieser in Kontakt stehenden Teile der Biegevorrichtung (17) mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden.
7. 7. Vorrichtung (8) zum Biegen einer Ecke (2) in ein Profil (1) aus thermoplastischem Grundmaterial bei der Herstellung von Kunststoff-Abstandhalterrahmen für Isolierglasfenster, 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 Haltevorrichtung (9) fixierten Profil (1) und eine, Heizvorrichtung (20) zum lokalen Erwärmen des Profils (1) auf eine Erweichungstemperatur, wobei die Biegevorrichtung (17) in der Biegezone (23) eine Kalibriereinrichtung (26) umfasst, die zwei die Gesamtbreite (6) der gebogenen Ecke (2) auf ein Sollmaß (29), insbesondere die Ausgangsbreite (7) des ungebogenen Profils (1) begrenzende Kalibrierflächen (27, 28) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass an der Heizvorrichtung (20) die Heizzeit oder die Heizleistung an der Innenseite (24) und der Außenseite (25) des Profils (1) unterschiedlich einstellbar sind.
8. 8. Vorrichtung (8) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Kalibrierfläche (27, 28) von einem verstellbaren Kalibrierstempel (39) gebildet wird.
9. 9. Vorrichtung (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Kalibrierstempel (39) zumindest einen Teil der Heizvorrichtung (20) aufweist.
10. 10. Vorrichtung (8) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriereinrichtung (26) eine Kalibriernut (42) mit zueinander in einem dem Sollmaß (29) entsprechenden Abstand (30) fixierten Kalibrierflächen (27, 28) aufweist.
11. 11. Vorrichtung (8) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriernut (42) in Biegerichtung betrachtet an zumindest einer Kalibrierfläche (27, 28) eine dieser vorgeordnete Einführfläche (43) aufweist. 9/13 österreichisches Patentamt AT512 718B1 2013-12-15
12. 12. Vorrichtung (8) nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Kalibriernut (42) am Biegeelement (19) oder an einem beim Abwinkeln eingesetzten Biegedorn (18) angeordnet ist.
13. 13. Vorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 7 bis 12, 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.
14. 14. Vorrichtung (8) nach einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizvorrichtung (20) zumindest ein Infrarotstrahlungselement (21) umfasst. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 10/13