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Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegevorrichtung für stab- und rohrförmige Werkstücke, mit einer Vorschubeinrichtung zum Anfördern der Werkstücke an einen um eine Drehachse verdrehbaren Biegekopf, der eine Biegeform mit einer um einen Biegemittelpunkt kreisabschnittförmig verlaufenden Biegefläche trägt, die Biegeform in einer Draufsicht eine Formgebung mit einer durch den Biegemittelpunkt verlaufenden Symmetrieachse aufweist, und mit einem am Biegekopf angebrachten und mit diesem um mindestens 180° verdrehbaren Biegearm, der eine Spanneinrichtung zum Andrücken des Werkstückes gegen eine Formnut an der Biegeform längs eines sich an die kreisabschnittförmig verlaufende Biegefläche anschließenden geradlinigen Spannbereiches der Biegeform aufweist, und mit einer der Spanneinrichtung in Zuführrichtung des Werkstückes vorgeschalteten Gleitschieneneinheit, wobei der Biegekopf vertikal sowie seitlich senkrecht zur Zuführrichtung des Werkstückes und die Gleitschieneneinrichtung parallel sowie senkrecht zu letzterer verfahrbar sind.
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Aus der
EP 0 649 687 A1 ist eine Biegevorrichtung für stab- und rohrförmige Werkstücke bekannt, die mit einem drehbaren Biegekopf arbeitet, der zwei in unterschiedlichen Ebenen liegende Biegeformen aufweist, deren jede gegenüber dem Biegekopf um dessen Drehachse ebenfalls verdrehbar ist. Diese bekannte Biegevorrichtung gestattet ein Links- und Rechtsbiegen der Werkstücke, jedoch in unterschiedlichen Ebenen, und weist seitlich zur Drehachse von Biegekopf und Biegeformen versetzte Spannbereiche auf. Ein um 180° um die Drehachse des Biegekopfes verdrehbarer Biegearm trägt zwei getrennte Spannbackenteile, deren jeweils eines für je eine Biegerichtung vorgesehen ist. Beidseits des Biegekopfes sind zwei Gleitschienen angebracht, deren jede für eine Biegrichtung passend plaziert ist. Die Tatsache, daß für unterschiedliche Biegerichtungen jedoch unterschiedliche Biegeebenen eingesetzt werden, mit der Folge, daß auch entsprechend in unterschiedlichen Ebenen angeordnete Biegeformen, Spannbacken und Gleitschienen vorgesehen werden müssen, bedingt einen relativ großen apparativen Aufwand und erfordert bei jeder Änderung der Biegerichtung einen Wechsel der Biegeebene sowie das Einlegen des zu bearbeitenden Werkstückes in eine neue Biegeform.
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Ähnlich kann auch bei der Vorrichtung aus der
DE 602 18 339 T2 ein Links- und Rechtsbiegen des Werkstückes erfolgen, wobei auch hier für jede Biegerichtung eine eigene Gleitschiene je auf einer Seite des Biegekopfes angebracht ist und das Links- und Rechtsbiegen wiederum in unterschiedlichen Biegeebenen erfolgt.
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Auch die in der
WO 2008/142305 A2 beschriebene Biegevorrichtung ermöglicht ein Links- und Rechtsbiegen des Werkstückes, wobei aber auch hier für jede Biegerichtung eine eigene Biegeebene eingesetzt wird. Die Biegeformen für die beiden Biegerichtungen sind auf dem Biegekopf übereinanderliegend angebracht, wobei ihnen jedoch nur eine einzige Klemmbacke zugeordnet ist, die in ihrer Höhenlage in Zuordnung zu der jeweils gewünschten Biegeebene verstellt werden kann. Der konstruktive Aufwand ist bei dieser bekannten Biegevorrichtung besonders groß, da hier zum Wechseln der Biegerichtung der Gleitschienenträger auf die unterschiedlichen Seiten des Biegekopfes verfahren werden muß. Der Gleitschienenträger ist an seinen beiden Seiten mit in unterschiedlichen Höhen liegenden, zueinander parallelen Aufnahmenuten für das Anbringen von Gleitschienen versehen, wobei die Gleitschienen für die beiden Biegerichtungen auf beiden Seiten des Gleitschienenträgers in zueinander unterschiedlicher Höhenlage angeordnet sein müssen.
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Aus der
EP 2 208 549 A1 ist ein Rotationszugbiegewerkzeug mit Exzenterklemmung bekannt, das ein Links- und Rechtsbiegen eines Werkstückes in ein und derselben Biegeebene gestattet. Bei ihm ist einem verdrehbaren Biegedorn ein relativ zu diesem beweglicher Klemmbacken zugeordnet, der zwischen einer Offenstellung zum Einlegen des Werkstückes und eine Klemmstellung am Biegedorn (bzw. umgekehrt) verbringbar und dabei um eine zur Drehachse des Biegedorns exzentrisch versetzte Verschwenkachse verschwenkbar ist. Diese sitzt ihrerseits auf einer relativ zum Biegedorn verdrehbaren Drehscheibe. Dabei ist der Klemmbacken um die Schwenkachse frei verdrehbar und zwischen seiner Klemmstellung und seiner Offenstellung durch Verdrehen der Drehscheibe relativ zum Biegedorn verfahrbar. Beim Umstellen der Drehrichtung muß allerdings der Klemmbacken mit seinem Spannhebel manuell um seine Schwenkachse herum umgelegt werden.
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Der Aufbau dieser bekannten Vorrichtung ist relativ kompliziert mit einer Vielzahl von teils sehr komplex geformten Teilen, wobei die eingesetzte komplizierte Kinematik kein besonders rasches Umstellen auf die andere Biegerichtung gestattet.
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Die
EP 1 591 174 B1 beschreibt eine Biegevorrichtung der eingangs genannten Art, bei der ein Biegekopf eingesetzt wird, der einen auf einer Drehachse angebrachten, mittels eines Drehantriebs verdrehbaren Biegedorn und eine Spanneinrichtung zum Andrücken des zu biegenden Werkstückes gegen eine Formnut am Biegedorn umfaßt. Außerdem ist eine Zuführeinrichtung für das zu bearbeitende Werkstück vorgesehen, wobei die Spanneinrichtung relativ zum Biegedorn verfahrbar und auch konzentrisch zur Drehachse des Biegedorns verschwenkbar ist. Außerdem ist die Spanneinrichtung an zwei voneinander unabhängige Antriebe angeschlossen, deren einer zur Ausführung einer Verschwenkbewegung der Spanneinrichtung um die Drehachse des Biegedorns dient, und über deren anderen sie unter Zwischenschaltung eines Umsetzgetriebes, das eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umsetzt, gegenüber dem Biegedorn verfahrbar ist. Dabei ist der Biegekopf zur Übertragung des Antriebs der drei Drehantriebe an den Biegedorn, das Umsetzgetriebe und an die Spanneinrichtung mit drei konzentrisch ineinander angeordneten Drehwellen versehen, deren jede an einen der Drehantriebe angeschlossen ist.
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Diese Biegevorrichtung erlaubt ebenfalls das Links- und Rechtsbiegen eines Werkstückes in einer Biegeebene, weist jedoch einen sehr komplizierten Gesamtaufbau auf, wobei ein Wechsel der Biegerichtung jedoch nicht nur das Überführen einer Vielzahl von Einzelelementen auf die andere Seite des Biegekopfes, sondern dort auch noch das Ausführen unterschiedlicher Korrekturbewegungen zum Anpassen an die andere Biegerichtung erfordert. Ein besonders rascher Wechsel der Biegerichtung ist dabei nicht möglich.
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Ausgehend hiervon stellt die Erfindung darauf ab, eine solche vorbekannte Biegevorrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, daß die Möglichkeit des Links- und Rechtsbiegens in einer Biegeebene besonders einfach und wenig aufwendig realisiert werden kann.
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Erfindungsgemäß wird dies bei einer Biegevorrichtung der eingangs genannten Art dadurch erreicht, daß in einer Ausgangsstellung der Biegeform der Biegemittelpunkt relativ zur Drehachse des Biegekopfes und entgegen der Zuführrichtung des Werkstückes um einen Abstand versetzt ist, welcher mindestens der halben Erstreckungslänge des Spannbereiches der Spanneinrichtung entspricht, die Spanneinrichtung stets mit ihrer Längsachse auf die Drehachse des Biegekopfes ausgerichtet ist, und daß der Biegekopf mit der Biegeform und/oder die Gleitschieneneinheit innerhalb der Biegeebene bei einem Biegevorgang über eine der Biegevorrichtung zugeordnete Steuerung laufend so verfahren wird/werden, daß der zur Drehachse versetzte Biegemittelpunkt in der Biegeebene bei Verdrehen des Biegekopfes mit der Biegeform stets in einem konstanten Abstand von der Längsachse des Werkstückes und die Gleitschieneneinheit dabei stets an der Einlaufstelle des Werkstückes in die Formnut in Anlage gegen das Werkstück gehalten werden.
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Da bei der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung eine Anordnung eingesetzt wird, bei welcher – anders als beim bekannten Stand der Technik – der Biegemittelpunkt der kreisabschnittförmig verlaufenden Biegefläche nicht auf der Drehachse des Biegekopfes liegt, sondern von diesem, entgegen der Zuführrichtung des Werkstückes, um einen Abstand versetzt ist, welcher mindestens der halben Erstreckungslänge des Spannbereichs der Spanneinrichtung entspricht, findet bei einem Verdrehen des Biegekopfes zusammen mit der Biegeform um die Drehachse des Biegekopfes auch eine Verdrehung des Biegemittelpunktes um die Drehachse des Biegekopfes statt. Erfindungsgemäß wird dabei der Biegekopf mit der von ihm getragenen Biegeform von einer der Biegeform zugeordneten Steuerung laufend in der Biegeebene so in seiner Position verändert und verfahren, daß der Biegemittelpunkt dabei stets in einem konstanten Abstand von der Längsachse des zu bearbeitenden Werkstückes, oder in anderen Worten: vom Werkstück selbst, entfernt gehalten wird. Da gleichzeitig bei dem Biegevorgang auch eine Drehung des Biegekopfes erfolgt, sorgt die Steuerung auch dafür, daß trotz der Drehung des Biegekopfes mit der von ihm getragenen Biegeform um seine Drehachse dennoch insgesamt eine Drehung der Biegeform um den Biegemittelpunkt und damit ein Biegen des Werkstückes entlang der kreisabschnittförmig verlaufenden Biegefläche um diesen Biegemittelpunkt stattfindet.
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Dadurch, daß die Steuerung der Biegevorrichtung nicht nur laufende Bewegungen des Biegekopfes und/oder der Gleitschieneneinrichtung zur Konstanthaltung des Abstands des Biegemittelpunkts (in der Biegeebene) von der Längsachse des Werkstückes bewirkt, sondern gleichzeitig auch noch dafür sorgt, daß auch durch eine entsprechende Steuerung der Bewegungen von Biegekopf mit Biegeform und/oder der Gleitschieneneinheit letztere stets an der Einlaufstelle des Werkstückes in die Formnut der Biegeform in Anlage gegen das Werkstück gehalten wird, wird auch gewährleistet, daß die im Einlaufbereich des Werkstückes erforderliche Anlage der Gleitschiene am Werkstück bei Drehung des Biegekopfes stets gegeben ist.
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Durch den Versatz des Biegemittelpunkts von der Drehachse des Biegekopfes entgegen der Förderrichtung des Werkstückes um eine Größe, die mindestens der halben Länge des Spannbereiches der Spanneinrichtung beträgt, wird, da die Spanneinrichtung stets mit ihrer Mittelachse zentriert auf die Lage der Drehachse hin ausgerichtet ist, erreicht, daß die Gleitschiene auch im Ausgangszustand bis dort, wo die Einlaufstelle des Werkstückes in die Formnut liegt, auf jeden Fall am Werkstück anliegen kann, ohne dabei mit der Spanneinrichtung zu kollidieren. In anderen Worten wird durch diesen Versatz in halber Größe des Spannbereiches der Spanneinrichtung die Einlaufstelle des Werkstückes in die Biegeform stets für eine Anlage der Gleitschieneneinrichtung gegen das Werkstück freigehalten, ohne daß eine Kollision mit der Spanneinrichtung in der Ausgangsstellung der Biegeform eintreten kann bzw. durch Ausgleichsbewegungen der Gleitschieneneinrichtung kompensiert werden müßte, wobei bei der Verdrehung des Biegekopfes beim Biegevorgang, wenn sich der Biegearm mit der Spanneinrichtung schon in Drehrichtung fortbewegt hat, auch ein ungestörtes Überlaufen der Einlaufstelle durch die Gleiteinrichtung erfolgen kann, sofern dabei die Anlage der Gleiteinrichtung gegen das Werkstück im Bereich der Einlaufstelle stets sichergestellt ist.
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Durch diese geometrischen Vorgaben befinden sich bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung alle Werkzeugteile stets in einer definierten, durch die Steuereinrichtung bestimmten Relativstellung zueinander, wodurch eine hohe Prozeßsicherheit erreicht wird. Gleichzeitig ist ein einfacher und kostengünstiger Werkzeugaufbau mit einer sehr hohen Werkzeugsteifigkeit erreichbar. Da bei der Erfindung keine versetzte Spannbacke notwendig ist, ist auch kein Verschieben und kein Umlegen der Spannbacke bei Umstellung der Biegerichtung erforderlich. Auch ist keinerlei Hilfsunterstützung nötig, wenn die Biegerichtung geändert wird. Solche Unterstützungsbewegungen entfallen dabei vollständig und ohne Erfordernis einer zusätzlichen Achse, wodurch sich eine deutliche Reduzierung der Komplexität der Gesamtanordnung reichen läßt. Letztlich läßt sich mit der erfindungsgemäßen Anordnung eine sehr hohe Geschwindigkeit mit besonders geringen Nebenzeiten für einen Wechsel der Biegerichtung erreichen.
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Ganz besonders günstige Bedingungen werden erreicht, wenn die Symmetrieachse der Biegeform sowohl durch den Biegemittelpunkt, als auch durch die Drehachse des Biegekopfes verläuft. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung lassen sich die jeweiligen Ausgangsstellungen für Rechts- und Linksbiegen als zueinander exakt spiegelsymmetrische Stellungen erreichen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung ist die Symmetrieachse der Biegeform in deren Ausgangsstellung parallel zur Längsachse des Werkstückes und die Biegeform starr am Biegekopf befestigt, wodurch der Vorteil erreicht wird, daß neben der Drehachse des Biegekopfes eine weitere Drehachse für die Biegeform nicht erforderlich ist und mit insgesamt nur einer Drehachse gearbeitet werden kann. Vorzugsweise umfaßt dabei die Biegeform, in einer Draufsicht gesehen, zwei halbkreisförmige Biegeflächen, mit einem rechteckigen Zwischenabschnitt zwischen diesen, dessen Länge der Erstreckungslänge des Spannbereiches der Spanneinrichtung entspricht, wobei jeder der beiden halbkreisförmigen Biegeflächen ein Biegemittelpunkt zugeordnet ist. Damit ergibt sich eine einfache Ausgestaltung der Biegeform, die starr auf dem Biegekopf sitzt und die ein rasches Umstellen von Links- auf Rechtsbiegen (oder umgekehrt) zuläßt. Hierzu ist es nur erforderlich, daß die Spanneinrichtung und die Gleitschieneneinrichtung zur Freigabe des Werkstückes von der Biegeform gelöst, anschließend der Biegekopf mit dem Biegearm und der Gleitschieneneinrichtung vom Werkstück weg nach unten verbracht, sodann der Biegearm mit der Spanneinrichtung um 180° auf die andere Seite des Biegekopfes verdreht, gleichzeitig auch die Gleitschieneneinrichtung seitlich zur Längsrichtung des Werkstückes auf die andere Seite des Biegekopfes in Zuordnung zu der dortigen Stellung der Spanneinrichtung verfahren wird, anschließend alles unter dem Werkstück auf dessen andere Seite verbracht und dort wieder Biegekopf, Biegearm und Gleitschieneneinrichtung so nach oben bewegt werden, dabei das Werkstück wieder in die Formnut der Biegeform bei noch geöffneter Spanneinrichtung und vom Werkstück abgefahrener Gleitschieneneinrichtung eingeführt und hiernach die Spanneinrichtung gespannt und die Gleitschieneneinrichtung an die (nunmehr andere) Seite des Werkstückes angelegt wird. Wegen des Versatzes zwischen dem Biegemittelpunkt der kreisabschnittförmig verlaufenden Biegefläche der Biegeform und der Lage der Drehachse des Biegekopfes ist sichergestellt, daß durch die Verdrehung von 180° des Biegearmes mit der Spanneinrichtung diese wieder genau am Spannbereich der Biegeform (mit ihrer Längsmittellinie zur Biegeachse hin ausgerichtet) vorliegt, so daß das seitliche Verfahren der Gleitschieneneinrichtung senkrecht zur Längsachse des Werkstückes diese auf dessen anderer Seite wieder genau in dieselbe Relativposition zur Klemmeinrichtung bringt, wie sie in der Ausgangsstellung des Biegekopfes auf der gegenüberliegenden Seite des Werkstückes bei dessen Biegung in die andere Biegerichtung als Ausgangsstellung gegeben war.
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Wenn bei der Erfindung aber statt nur einer Gleitschieneneinheit für jede der beiden Biegerichtungen eine eigene, somit insgesamt zwei Gleitschieneneinheiten vorgesehen werden, jede auf einer Seite des Biegekopfes für jeweils nur eine Biegerichtung, vereinfacht sich das Umstellen auf die andere Biegerichtung sogar noch, weil dann keine Gleitschieneneinheit auf die andere Seite verbracht werden muß. In diesem Fall zweier Gleitschieneneinheiten ist es dann auch nicht mehr erforderlich, daß diese vertikal verschieblich angebracht sind, da sie nicht auf die jeweils andere Seite des Werkstücks bewegt werden müssen, wenn die Biegerichtung geändert werden soll.
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In einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung kann die Biegeform auch eine solche Formgebung haben, daß ihre Symmetrieachse in der Ausgangsstellung in der Biegebene schräg zur Längsachse des Werkstückes verläuft, wobei in diesem Fall die Biegeform auf dem Biegekopf verdrehbar zu diesem angebracht wird. Es muß jedoch sichergestellt sein, daß dabei die Erstreckungslänge des Spannbereiches an der Biegeform in der Ausgangsstellung parallel zur Längsachse des Werkstückes und damit zur zugewandten Endfläche der Spanneinrichtung angeordnet ist. Besonders bevorzugt weist dabei die Biegeform in der Draufsicht eine Formgebung auf, die aus einem ersten, die Biegefläche ausbildenden Abschnitt in Form eines Kreissegmentes (von mindestens 180°) besteht, an den sich ein zweiter Abschnitt in Form eines gleichschenkeligen Trapezes anschließt, dessen längere Grundlinie die Sehne des Kreissegmentes bildet. Hierbei wird zum Wechseln der Biegerichtung bei mit der Biegeform abgesenktem Biegekopf zum einen eine Verschwenkung des Biegearmes um 180°, daneben aber auch noch eine (hiervon getrennte) Verdrehung der Biegeform (um eine mit der Drehachse des Biegekopfes zusammenfallende Drehachse) vorgenommen, bis in der dann neuen Ausgangsstellung (für die andere Biegerichtung) die Biegeform mit dem (dann anderen) Schenkel des gleichschenkeligen Trapezes wiederum parallel zur Endfläche der (durch die Verdrehung des Biegearmes auf die andere Seite des Biegekopfes dort nunmehr angebrachten) Endfläche der Klemmeinrichtung ausgerichtet ist. Das seitliche Versetzen der Gleitschieneneinheit ist identisch wie bei der weiter oben geschilderten Formgebung der Biegeform, desgleichen das Verbringen von Biegekopf, Biegeform, Spanneinrichtung und Gleitschieneneinrichtung unter dem zu bearbeitenden Werkstück hinweg auf dessen andere Seite und dann das Hochfahren zur erneuten Einführung des Werkstückes auf der nunmehr anderen Seite des Biegekopfes zur Durchführung einer Biegung in die andere Biegerichtung.
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Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung besteht auch noch darin, daß die Biegeform, in der Draufsicht, aus einem ersten, die Biegefläche ausbildenden Abschnitt in Form eines sich über einen Winkelbereich von mehr als 180° erstreckenden Kreissegmentes und einem sich hieran anschließenden zweiten Abschnitt in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks besteht, bei dem die Sehne des Kreissegmentes die Grundlinie des gleichschenkeligen Dreiecks bildet. Auch in diesem Fall muß die Biegeform unabhängig vom Biegekopf zu diesem um eine Verdrehachse, die mit der Verdrehachse des Biegekopfes in ihrer Lage zusammenfällt, verdrehbar sein.
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Vorteilhafterweise wird bei einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung die Gleitschieneneinheit an einem Rahmen der Biegevorrichtung (und damit nicht am Biegekopf befestigt oder mit diesem sonstwie verbunden) angebracht: in diesem Fall ist bei der Ausführung seitlicher Kompensationsbewegungen des Biegekopfes bei einem Biegevorgang eine entgegengerichtete seitliche Kompensationsbewegung durch die Gleitschieneneinheit nicht erforderlich.
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Weiterhin wird bei der erfindungsgemäßen Biegvorrichtung die Biegeform vorzugsweise auswechselbar auf dem Biegekopf angebracht, um einen raschen Wechsel der Biegeform zu ermöglichen.
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Es ist weiterhin von Vorteil, wenn bei einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung auch die Vorschubeinrichtung für das Werkstück seitlich senkrecht zur Zuführrichtung verfahrbar ist, und für einen Biegevorgang die Steuerung den Biegekopf nur zur Ausführung einer Drehbewegung um die Drehachse aktiviert, während die Gleitschieneneinheit zur Ausführung aller in Zuführrichtung des Werkstückes und, zusammen mit der Vorschubeinrichtung, aller seitlich senkrecht zur Zuführrichtung des Werkstückes durchzuführenden Kompensationsbewegungen angesteuert wird.
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Ist die Gleitschieneneinheit jedoch, wie in einer anderen vorzugsweisen Ausgestaltung der Erfindung, auf dem Biegekopf angebracht, dann wird sie von der Steuereinrichtung so angesteuert, daß sie beim Biegen den seitlich zum Werkstück ausgeführten Bewegungen des Biegekopfes, entsprechend dem seitlichen Auswandern der Drehachse gegenüber dem Werkstück infolge des beim Verdrehen des Biegekopfes ebenfalls bewirkten Verdrehens der Biegeform, entgegengerichtete Kompensationsbewegungen ausführt.
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Bei der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung muß die Steuereinrichtung im Prinzip so ausgelegt sein, daß sie für eine Konstanthaltung des Abstands zwischen dem Biegemittelpunkt der kreisförmig gekrümmten Biegefläche der Biegeform und der Längsachse des Werkstückes bei Verdrehen des Biegekopfes während des Ausführens des Biegevorganges sorgt und die Gleitschieneneinrichtung an der Einlaufstelle des Werkstückes in die Aufnahmenut der Biegeform in Anlage gegen das Werkstück beim Verdrehvorgang gehalten wird. Hierfür können unterschiedliche Programme für die Steuerungseinrichtung vorgesehen werden: So kann nur eine Verdrehung des Biegekopfes mit der Biegeform während des Biegevorgangs ausgelöst und alle auftretenden Kompensationsbewegungen seitlich zum oder in Längsrichtung des zu bearbeitenden Werkstückes allein von der Gleitschieneneinrichtung (in Verbindung mit der Zuführeinrichtung) ausgeführt werden. Gleichermaßen besteht aber auch die Möglichkeit, neben der reinen Drehbewegung des Biegkopfes an diesem auch noch seitlich zum Werkstück verlaufende Kompensationsbewegungen zu bewirken, und zwar in Verbindung mit entsprechend gegenläufigen seitlichen Kompensationsbewegungen durch die Gleitschieneneinheit oder (falls diese am Maschinengestell der Biegevorrichtung angebracht ist) ohne seitliche Kompensationsbewegungen durch die Gleitschieneneinrichtung, sondern dann nur eine Bewegung derselben in Längsrichtung des Werkstückes zur Anpassung an die Drehlage des Biegekopfes durch die Steuerung vorzusehen.
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In jedem Fall muß der Versatz zwischen dem Biegemittelpunkt der Biegeform und der Lage der Drehachse des Biegekopfes bei dessen Verdrehung durch entsprechende seitliche Kompensationsbewegungen ausgeglichen werden, wobei diese, wie erwähnt, nur durch ein seitliches Bewegen des Biegekopfes allein oder von Biegekopf und Gleitschieneneinrichtung oder auch nur der Gleitschieneneinrichtung und der Zuführeinrichtung allein durchgeführt werden können, je nach dem Programm, das in der Steuerung hinterlegt oder für den betreffenden Vorgang ausgewählt wurde.
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In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen werden, daß der Biegekopf neben seiner Verdrehbarkeit um seine Drehachse noch über zwei parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes liegende Schwenkachsen verschwenkbar angebracht ist. Bei dieser Ausgestaltung werden die von der Steuerung beim Biegevorgang (und beim Umstellen der Vorrichtung auf die andere Biegerichtung) bewirkten Bewegungen durch Überlagerung der Drehbewegungen um die beiden Drehachsen in Verbindung mit linearen Verschiebebewegungen einzelner Konstruktionsteile (wie der Gleitschiene parallel zur Anlieferrichtung des Werkstückes).
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen im Prinzip beispielshalber noch näher erläutert. Es zeigen:
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1 eine prinzipielle Perspektivdarstellung (von schräg oben) auf den vorderen Abschnitt einer Biegemaschine mit einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung;
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2 eine ebenfalls perspektivische, vergrößerte Detaildarstellung der Biegevorrichtung aus 1;
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3, 4, 5 und 6 die Biegevorrichtung aus den 1 und 2 mit der dort dargestellten Biegeform, in Draufsicht auf verschiedene Stadien eines Biegevorganges (3: Ausgangsstellung; 4: Verdrehung des Biegekopfes um etwa 45°; 5: Verdrehung des Biegekopfes um 90°, und 6: Verdrehung des Biegekopfes um etwa 135°);
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7 noch einmal eine vergrößerte prinzipielle Draufsicht auf den Biegekopf mit Biegeform, Klemmeinrichtung und Gleitschieneneinrichtung entsprechend den Darstellungen der 1 bis 6;
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8 eine Draufsicht entsprechend 7, jedoch mit einer anderen Form der Biegeform;
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9 eine Draufsicht wie in den 7 und 8, jedoch mit einer nochmals anderen Formgestaltung für die eingesetzte Biegeform;
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10 eine Draufsicht auf die Anordnung aus 9, jedoch mit in die Ausgangsstellung direkt vor Durchführung des Biegevorgangs verfahrener Spanneinrichtung und Gleitschieneneinrichtung;
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11 die Anordnung aus 10, jedoch beim Biegevorgang nach einer Biegung des Biegekopfes und der Biegeform um ca. 45°;
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12 die Anordnung aus den 10 und 11, jedoch am Ende eines Biegevorganges um 90°;
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13 die Anordnung aus 9, jedoch in ihrer Ausgangsstellung für die andere Biegerichtung;
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14 eine perspektivische Ansicht auf den vorderen Abschnitt einer Biegemaschine mit einer anderen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Biegevorrichtung in der Einlegeposition für das zu biegende Werkstück;
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15 die Anordnung aus 14 mit unter das Werkstück verklapptem Biegekopf und dessen Verschwenkung auf die andere Seite des Werkstückes, und
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16 eine Endansicht auf die Anordnung nach 15 (Blickrichtung entgegen der Förderrichtung des Werkstücks).
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In der nachfolgenden Figurenbeschreibung sind auch bei verschiedenen Ausführungsbeispielen Teile gleicher Funktion stets mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist in einer perspektivischen Darstellung von schräg (von vorne) oben ganz prinzipiell ein vorderer Abschnitt einer Biegemaschine gezeigt, auf dem eine erfindungsgemäße Biegevorrichtung 1 angebracht ist. 2 zeigt in einem vergrößerten Maßstab die Biegevorrichtung aus 1.
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Die Biegevorrichtung 1 ist an einem Maschinengestell 2 einer Biegemaschine angebracht, auf dem eine Zuführeinrichtung 3 montiert ist, mittels derer ein stab- oder rohrförmiges Werkstück 4 einem am vorderen Ende des Maschinengestells 2 angebrachten Biegekopf 5, der oben eine Biegeform 6 trägt, zugefördert wird. Die Zuführeinrichtung 3 ist dabei in Förderrichtung des Werkstückes 4 verfahrbar (Pfeil A) und kann dieses auch verdrehen (vgl. Pfeildarstellung in 1).
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Der Biegekopf 5 seinerseits ist, wie die Figuren zeigen, an einem Hilfsgestell 7 befestigt, das seinerseits an der Vorderseite des Maschinengestells 2 montiert ist und sowohl seitlich senkrecht zur Längsachse bzw. zur Förderrichtung A des Werkstückes 4 (Pfeil B), als auch senkrecht hierzu (vertikal) nach oben bzw. nach unten (Pfeil C) verfahrbar ist, wodurch der Biegekopf 5 ebenfalls in diese Richtungen relativ zum Maschinengestell 2 und zum Werkstück 4 verfahren werden kann.
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Auf dem Hilfsgestell 7 ist auch noch eine Gleitschieneneinrichtung 8 angeordnet, die ihrerseits nicht nur den Bewegungen des Hilfsgestells 7 folgen kann, sondern auch, relativ zu diesem, parallel zur Förderrichtung des Werkstückes 4 (entsprechend Pfeil D) und seitlich senkrecht hierzu (Pfeil E) verfahrbar ist.
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Die Gleitschieneneinrichtung 8 wird von einem Steuerteil 9 getragen, das (mit ihr) seitlich (senkrecht) zur Förderrichtung A des Werkstückes 4 auf dem Hilfsrahmen 7 verfahrbar ist (Pfeil E).
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Am Biegekopf 5 ist ein Biegearm 10 angebracht, der bei Verdrehung des Biegekopfes 5 mit diesem verdreht wird.
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Oben auf dem Biegearm 10 sitzt eine Spanneinrichtung 11, die in ihrer in 2 gezeigten Ausgangsstellung senkrecht zur Zuführrichtung A des Werkstückes 4 relativ zu diesem und zur Biegeform 6 (Pfeil F) verfahrbar ist, und zwar in eine weggefahrene Offenstellung zum Einlegen des Werkstückes 4 und in eine an die Biegeform 6 herangefahrene, in 2 gezeigte, Endstellung, in welcher das Werkstück 4 gegen eine Formnut 12, die um die Biegeform 6 herumlaufend in dieser ausgebildet und der Form des Werkstückes 4 so angepaßt ist, daß dieses von der Spanneinrichtung 11 gut gegen die Biegeform 6 verspannt und in dieser unbeweglich festgehalten werden kann, angelegt wird.
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Die Spanneinrichtung 11 ist an ihrer der Biegeform 6 zugewandten Vorderseite mit einem vorzugsweise auswechselbaren Spannbacken 13 versehen (2), der an seiner der Biegeform 6 zugewandten Endfläche ebenfalls eine der Form des Werkstückes 4 entsprechende Formnut aufweist, mittels derer er in Anlage gegen das Werkstück 4 dieses in der Formnut 12 der Biegeform 6 einklemmt.
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Die Spanneinrichtung 11 ist senkrecht zur Förderrichtung (Pfeil A) bzw. zur Längsrichtung des Werkstückes 4 verfahrbar auf dem Biegearm 10 (entsprechend dem Pfeil F) angebracht.
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Zur weiteren Beschreibung sei nunmehr Bezug genommen auf 7, in der der Biegekopf 5 mit der Biegeform 6 entsprechend den 1 und 2 in vergrößerter Form in Draufsicht gezeigt ist.
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Die Biegeform 6 besteht dabei, in der Draufsicht, aus zwei halbkreisförmigen Flächenabschnitten 6a, 6a', die miteinander über einen rechteckigen Flächenabschnitt 6b verbunden sind.
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Die halbkreisförmigen Flächenabschnitte 6a, 6a' bilden an ihrem Außenumfang eine kreisabschnittförmige, sich über 180° erstreckende Biegefläche 15 aus, die an ihren beiden Enden jeweils tangential in eine (gerade) verlaufende Seitenwand des rechteckförmigen Zwischenabschnitts 6b einmündet.
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Wie 7 zeigt, weist der gerade Längsabschnitt des rechteckigen Flächenabschnitts 6b eine Länge a auf, die, wie 7 ebenfalls zeigt, genau der Längserstreckung des zugewandten Endes der Spanneinrichtung 11 entspricht. Im geschlossenen Spannzustand, in dem die Spanneinrichtung 11 zum Einklemmen eines Werkstückes 4 gegen die Biegeform 6 herangefahren ist, entspricht die Länge a der beiden seitlichen geraden Längsabschnitte der Biegeform 6 der Erstreckungslänge des Spannbereiches.
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Wie in den 2 und 7 dargestellt, ist der Biegekopf 5 um eine Drehachse 14 verdrehbar, wobei bei seinem Verdrehen der Biegearm 10 mit der Spanneinrichtung 11 mit verdreht wird.
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Die Biegeform 6 weist, entgegen der Zuführrichtung des Werkstückes 4, einen zur Drehachse 14 des Biegekopfes 5 um einen Abstand b versetzten Biegemittelpunkt 16 für die Biegefläche 15 auf, wobei der Versatz b so groß gewählt ist, daß er der Hälfte der Erstreckungslänge a des Spannbereiches entspricht.
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Bei der Formausbildung der Biegeform 6, die in den 1, 2 und 7 dargestellt ist, ist auch dem zweiten halbkreisförmigen Flächenabschnitt 6a' ein eigener Biegemittelpunkt 16' zugeordnet, der, entsprechend der symmetrischen Ausgestaltung der Biegeform 6 in der Draufsicht, ebenfalls um die Länge b von der Drehachse 14 des Biegekopfes 5, allerdings diesmal in Zuführrichtung des Werkstückes 4, versetzt liegt.
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Durch die Drehachse 14 des Biegekopfes 5 und die beiden Biegemittelpunkte 16, 16' der Biegeform 6 verläuft eine Gerade S, die eine Symmetrielinie für die Biegeform 6 darstellt und in deren Ausgangsstellung parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 verläuft.
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In 7 ist die Spanneinrichtung 11 in ihrer Offenstellung gezeigt, d. h. in der Stellung, in welcher der Spannbacken 13 von der Biegeform 6 um eine Strecke c weggefahren ist, so daß zwischen ihn und die Biegeform 6 ein Werkstück 4 (in 7 nicht dargestellt) eingebracht werden kann. Anschließend wird, zum Festspannen des Werkstückes 4 in der Formnut 12 der Biegeform 6, die Spanneinrichtung 11 mit ihrem Spannbacken 13 gegen die der Biegeform 6 abgewandte Außenseite des Werkstückes 4 angefahren und dieses zwischen den Formnuten in dem Spannbacken 13 der Spanneinrichtung 11 und der Biegeform 6 festgeklemmt. Wird anschließend der Biegekopf 5 mit der Biegeform 6 und zusammen mit dem Biegearm 10 sowie der auf diesem sitzenden Spanneinrichtung 11 zur Ausführung eines Biegevorganges um die Drehachse 14 des Biegekopfes 6 verdreht, etwa in Pfeilrichtung G, wie in 7 eingezeichnet, dann wird das entlang dem Spannbereich a von der Spanneinrichtung 11 an der Biegeform 6 festgeklemmte Ende des Werkstückes 4 zusammen mit der sich verdrehenden Biegeform 6 mitgedreht.
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Einen solchen Drehvorgang zeigen die 3 bis 6 jeweils in der Draufsicht bei einer Anordnung entsprechend den 1 und 2 sowie 7, wobei 3 den Ausgangszustand für den Biegevorgang zeigt, bei dem gerade die Spanneinrichtung 11 das Werkstück 4 gegen die Biegeform 6 angedrückt hat.
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Anschließend wird, wie in 4 gezeigt, der Biegekopf 5 in Richtung des Pfeils G im Uhrzeigersinn zusammen mit dem Biegearm 10 und der Spanneinrichtung 11 sowie der Biegeform 6 um die Drehachse 14 verdreht, wobei 4 den Zustand nach einer Verdrehung von etwa 45° zeigt.
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Durch eine zentrale (in den Figuren nicht gezeigte) Maschinensteuerung wird dieser Biegevorgang gesteuert und dabei die Verdrehung des Biegekopfes 5 in Pfeilrichtung G ausgelöst.
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Damit der Biegemittelpunkt 16 der Biegefläche 15 der Biegeform 6 in einem konstanten Abstand r von dem Werkstück 4 bzw. dessen Längsmittellinie (nicht gezeigt) gehalten wird, muß der Biegekopf 5 nicht nur in Pfeilrichtung G verdreht, sondern gleichzeitig auch noch über das Hilfsgestell 7 in Richtung B seitlich vom Werkstück 4 weg verfahren werden.
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Da die Gleitschieneneinrichtung 11 am Hilfsgestell 7 befestigt ist und damit eine vorgegebene Zuordnung zum ebenfalls am Hilfsgestell 7 befestigten Biegekopf 5 hat, muß sie, um die seitliche Bewegung des Biegekopfes 5 in Richtung B auszugleichen, ihrerseits in Richtung E (vgl. Pfeil in 4) gegenüber dem Hilfsgestell 7 verfahren werden. Gleichzeitig muß die Gleitschieneneinrichtung 8 aber auch noch in Förderrichtung des Werkstückes 4 gemäß Pfeil D (vgl. 4) bewegt werden, um ihren vorderen Endbereich 17 neben der Einlaufstelle des Werkstückes 4 in die Biegeform 6 und in Anlehnung gegen die Außenseite des Werkstückes 4 zu halten, da diese Einlaufstelle infolge der Drehung des Biegekopfes 5 entsprechend der Darstellung der 4 etwas nach unten wandert.
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Wird der Biegekopf 5 noch weiter verdreht, dann ergibt sich für einen Verdrehwinkel von 90° die in 5 gezeigte Situation:
Während der ganzen Verdrehbewegung des Biegekopfes 5 in Drehrichtung G hat sich der Biegemittelpunkt 16 der Biegeform 6 zwar laufend nach unten verlagert, dies jedoch stets mit einem konstanten Abstand r vom Werkstück 4, so daß der Biegemittelpunkt 16 dabei längs einer Geraden H (strichpunktiert eingezeichnet in den 3 bis 6) verschoben wird.
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Nach einer Drehung des Biegekopfes 5 von 90° um die Drehachse 14 ist diese, wie 5 zeigt, seitlich maximal vom Werkstück 4 ausgewandert. Dabei mußte der Biegekopf 5, ausgehend von der Stellung aus 4, noch weiter in Richtung des Pfeils B (5) seitlich bewegt werden, um weiterhin die Konstanz des Abstandes r des Biegemittelpunktes 16 vom Werkstück 4 zu gewährleisten.
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Gleichermaßen wurde die Gleitschieneneinrichtung 8, um von der Stellung aus 4 in die nach 5 zu gelangen, noch weiter in Richtung des Pfeils E gegenüber dem Hilfsrahmen 7 und auch noch in Richtung des Pfeils D in Förderrichtung des Werkstückes 4 bewegt, weil sich auch der Einlaufpunkt des Werkstückes 4 in die Formnut 12 der Biegeform 6 noch weiter längs der Geraden H bewegt hat, wie 5 zeigt.
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Infolge der Drehung des Biegekopfes 5 und mit diesem der Biegeform 6 wurde das an seinem vorderen Ende von der Spanneinrichtung 11 gegen die Biegeform 6 festgeklemmte Werkstück 4 bei der Verdrehung der Biegeform 6 um die kreisabschnittförmige Biegefläche 15 derselben herum gebogen, wie dies aus den 4 und 5 unschwer entnommen werden kann. Dabei ist die Gleitschieneneinrichtung 8 stets parallel zur Förderrichtung des Werkstückes 4 und an ihrem vorderen Ende 17 immer an dessen Einlaufstelle in die Biegeform 6 gehalten worden, so daß die dort erforderliche Gegenstütze gegen die Reaktion auf den Biegevorgang stets gegeben ist.
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Wird der Biegekopf 5 noch weiter in Pfeilrichtung G verbogen, dann gelangt er bei einer Biegung von 135° in eine Position, wie sie in 6 dargestellt ist:
Nunmehr ist das Werkstück 4 an seinem vorderen Ende ebenfalls um 135° gebogen und wird dort immer noch im Spannbereich von der Spanneinrichtung 11 gegenüber der Biegeform 6 verspannt gehalten. Da bei der weiteren Drehung gegenüber dem Zustand aus 5 nunmehr die Lage der Drehachse 14 des Biegekopfes 5 sich wieder in Richtung auf das Werkstück 4 hin bewegt (vgl. Vergleich der 5 und 6), ist in diesem weiteren Verdrehbereich, der zwischen den Lagen der 5 und 6 liegt, der Biegekopf 5 durch die zentrale Steuerung wieder etwas in Richtung auf das Werkstück 4 hin bewegt worden, entsprechend dem Pfeil B in 6.
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Entsprechend ist auch die Gleitschieneneinrichtung 8 in Richtung des Pfeils E (in 6) wieder in Richtung auf den Biegekopf 5 hin relativ zum Hilfsgestell 7 bewegt worden, gleichzeitig aber weiterhin noch in Förderrichtung des Werkstückes 4 entsprechend dem Pfeil D (in 6), da in diesem letzten Drehbereich der Biegemittelpunkt 16 noch weiter entlang der Geraden H vom Hilfsrahmen 7 wegwandert (vgl. 6).
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Falls gewünscht, kann der Biegekopf 5 auch noch weiter, um bis zu 180°, um seine Drehachse 14 verdreht werden, so daß sich dann (in den Figuren nicht dargestellt) eine Situation ergibt, in welcher die Spanneinrichtung 11 auf dem Biegearm 10 sich in einer genau um 180° gegenüber der Ausgangsstellung aus 3 auf die andere Seite des Biegekopfes hin verschwenkten Stellung befindet.
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8 zeigt nun eine Draufsicht auf eine Anordnung aus Biegekopf 5, Biegeform 6, Biegearm 10, Klemmeinrichtung 11 sowie Gleitschieneneinrichtung 8, wobei hier jedoch für die Biegeform 6 eine andere Formgebung als bei der Biegeform 6 aus den 1 bis 7 gewählt ist.
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Die Biegeform 6 in 8 besteht in der Draufsicht aus zwei Flächenabschnitten, nämlich einem Kreissegment 6c, das sich über einen Winkelbereich von mehr als 180° erstreckt und an seiner gebogenen Außenkante die Biegefläche 15 ausbildet. Der zweite Flächenbereich 6d der Biegeform 6 in 8 schließt sich an den ersten Flächenbereich 6c unmittelbar an und besteht aus einem gleichschenkeligen Trapez, dessen längere Grundlinie die Sehne des Kreissegmentes bildet.
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Die Kreisform des Kreissegmentes 6c läuft an ihren Enden tangential in die Seitenschenkel des gleichschenkeligen Trapezes des zweiten Flächenbereiches 6d ein.
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Die Lage der Drehachse 14 ist, wie 8 zeigt, versetzt zum Biegemittelpunkt 16 der Biegeform 6, wobei durch beide eine Symmetrielinie S verläuft.
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Der Versatz des Biegemittelpunktes 16 von der Drehachse 14 des Biegekopfes 5 beträgt entgegen der Zuführrichtung des Werkstückes 4 wiederum die halbe Erstreckungslänge des Spannbereiches der Spanneinrichtung 11, also a/2.
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Bei dieser Formgebung der Biegeform 6 ist es wichtig, daß die Biegeform 6 ihrerseits auch relativ zum Biegekopf 5, und zwar um dessen Biegeachse 14, verdrehbar ist. Dies deshalb, weil beim Umschalten in eine andere Biegerichtung der Biegearm 10 mit der Spanneinrichtung 11 zwar um 180° zusammen mit dem Biegekopf 5 auf dessen andere Seite hinüber verdreht werden muß. Andererseits ist wegen der schrägen Anordnung der Symmetrieachse S der Biegeform 6 zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 (im Ausgangszustand, vgl. 8) nur eine erheblich kleinere Verdrehung derselben (in Uhrzeigersinn gemäß der Darstellung der 8) erforderlich, um deren auf der anderen Seite liegenden Schenkel der Trapezfläche 6d parallel zur Werkstücklängsachse (und zur Endfläche der Spanneinrichtung 11, wenn diese auf die andere Seite verdreht ist) auszurichten. Der hier erforderliche unterschiedliche Drehwinkel des Biegekopfes 5 einerseits und der Biegeform 6 andererseits bedingt, daß letztere auch gegenüber dem Biegekopf 5 ihrerseits verschwenkbar ist (beide jedoch um dieselbe Drehachse 14).
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Die 8 zeigt eine Anordnung, bei welcher die Spanneinrichtung 11 und die Gleitschieneneinrichtung 8 von der Biegeform 6 weg in eine offene Stellung verfahren sind, in welcher ein (in 8 nicht dargestelltes) Werkstück 4 eingelegt werden kann.
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Eine wieder andere Formgebung für die Biegeform 6 ist in den Darstellungen der 9 bis 13 gezeigt.
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Hier besteht die Biegeform 6 wiederum (in der Draufsicht) aus zwei Flächenbereichen, nämlich einem Kreissegment 6e, das sich über einen Winkelbereich von deutlich mehr als 180° erstreckt und an das sich ein zweiter Flächenbereich 6f in Form eines gleichschenkeligen Dreiecks anschließt. Dabei bildet die Sehne des Kreissegmentes die Grundlinie des gleichschenkeligen Dreiecks, wie dies 9 zeigt.
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Die Biegeform 6 aus den 9 bis 13 ist dabei so gewählt, daß die Drehachse 14 des Biegekopfes 5 nicht nur auf der Symmetrieachse S, sondern auch noch in der Mitte der Sehne des Kreissegmentes des ersten Flächenabschnitts 6e liegt.
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Die 9 bis 12 zeigen dabei unterschiedliche Stadien in Verbindung mit einem Biegevorgang, wobei 9 die Spanneinrichtung 11 und die Gleitschieneneinrichtung 8 in ihrer offenen Stellung zeigt, nämlich von der Biegeform 6 entfernt.
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10 zeigt die Anordnung aus 9, wobei hier nun aber ein Werkstück 4 in die Formnut an der Biegeform 6 eingelegt und anschließend die Spanneinrichtung 11 (Pfeil F) sowie die Gleitschieneneinrichtung 8 (Pfeil E) in ihre jeweils geschlossene Position verfahren sind. In dieser verklemmt der (in den Figuren nicht einzeln dargestellte) Klemmbacken am vorderen Ende der Spanneinrichtung 11 das Werkstück 4 gegenüber der Biegeform 6, während die Gleitschieneneinrichtung 8 an der Einlaufstelle des Werkstückes 4 in die Formnut 12 der Biegeform 6 gehalten wird und dort gegen die der letzteren abgewandte Seite des Werkstückes 4 angelegt ist. Der Biegekopf 10, die Spanneinrichtung 11, die Gleitschieneneinrichtung 8 und der Biegekopf 5 befinden sich hier noch in ihrer Ausgangsposition unmittelbar vor Beginn des Biegevorganges.
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11 zeigt nun eine Stellung der Anordnung aus 10, in welcher der Biegekopf 5 in Pfeilrichtung G um einen Verdrehwinkel von etwa 45° (ausgehend von der Ausgangsstellung der 10) verdreht wurde.
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Auch bei der Biegeform 6 aus 9 ist der Biegemittelpunkt 16 auf der Symmetrielinie S relativ zur Lage der Drehachse 14 versetzt, und zwar so, daß – in Förderrichtung des Werkstückes 4 gesehen – der Versatz b die Hälfte der Erstreckungslänge a des Spannbereiches beträgt, somit wieder gilt: b = a/2.
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Bei der Darstellung der 11 ist der vorne liegende Bereich des Werkstückes 4 infolge der Drehung des Biegekopfes 5 um die Drehachse 14, wodurch gleichzeitig auch die Biegeform 6 mit verdreht wird, um einen anfänglichen Abschnitt der Biegefläche 15 herumgebogen worden, wobei das Werkstück 4 gleichzeitig im Bereich zwischen seiner Einlaufstelle in die Formnut 12 der Biegeform 6 und einem gewissen Abschnitt davor von der Gleitschieneneinrichtung 8 entgegen den aus der Biegung herrührenden Reaktionskräften nach außen hin abgestützt ist.
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Während der Verdrehung des Biegekopfes 5 wird dieser, wie 11 zeigt gleichzeitig seitlich in Richtung des Pfeils B von der Zuführrichtung A des Werkstückes 4 wegbewegt, um den Abstand r zwischen dem Biegemittelpunkt 16 und der Längsmittellinie des Werkstückes 4 konstant zu halten. Entsprechend muß die Gleitschieneneinrichtung 8 in Gegenrichtung entsprechend Pfeil E eine kompensatorische Gegenbewegung ausführen und gleichzeitig in Richtung des Pfeils D parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes 4, aber entgegen dieser, verfahren werden, um ihre vordere Endfläche 17 stets an der Einlaufstelle des Werkstückes 4 in die Formnut 12 der Biegeform 6 zu halten.
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Die Darstellung der 12 zeigt nun den Zustand, in dem der Biegekopf 5 um insgesamt 90° verdreht wurde. Da bei der Verdrehung der Biegearm 10 mit der Spanneinrichtung 11 mit verdreht wird, liegt dieser nunmehr, wie 12 zeigt, ebenfalls um 90° zu seiner Ausgangsstellung gemäß 10 versetzt.
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Um zu dieser Drehbewegung zu gelangen, ist, im Drehbereich zwischen der Situation aus 11 und der aus 12, eine weitere seitliche Bewegung des Biegekopfes 5 in Richtung des Pfeils B und eine entsprechende seitliche Kompensationsbewegung der Gleitschieneneinrichtung 8 in Richtung des Pfeils E erforderlich, um weiterhin die Konstanz des Abstandes r des Biegemittepunktes 16 der Biegeform 6 von der Längsmittellinie des Werkstückes 4 zu erhalten. Darüber hinaus ist die Gleitschieneneinrichtung 8 aber auch noch parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 (in Richtung des Pfeils D) so verfahren worden, daß sie immer an der Einlaufstelle des Werkstückes 4 in die Formnut 12 der Biegeform 6 gegen die der Biegeform 6 gegenüberliegenden Außenseite des Werkstückes 4 angelegt gehalten ist.
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Grundsätzlich ist die Ausrichtung der Spanneinrichtung 11 auf dem Biegearm 10 relativ zur Biegeform 6 derart, daß die Längsmittellinie L der Spanneinrichtung 11 stets durch die Drehachse 14 des Biegekopfes 5 verläuft oder, in anderen Worten: die Spanneinrichtung 11 ist stets mit ihrer Längsmittellinie L zur Drehachse 14 des Biegekopfes 5 hin ausgerichtet.
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13 zeigt schließlich die Anordnung aus den 9 bis 12, aber in der Ausgangsposition, die bei einem Wechsel der Biegerichtung eingenommen wird:
Wie aus 13 im Vergleich mit 9 bzw. 10 ersichtlich ist, ist für diese Ausgangsposition für die zweite Biegerichtung der Biegearm 10 mit der Spanneinrichtung 11 um 180° um die Biegeachse 14 herum verschwenkt worden. Außerdem wurde auch die Biegeform 6 ihrerseits relativ zum Biegekopf 5, aber ebenfalls um dessen Biegeachse 14 herum, derart verdreht, daß nunmehr der andere gerade Schenkel des gleichschenkeligen Dreiecks des zweiten Flächenbereiches 6f parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 (das in 13 nicht eingezeichnet ist) liegt. Die hierfür erforderliche Verdrehung gegenüber der Ausgangssituation, wie sie in 10 gezeigt ist, beträgt 90° bei dieser Biegeform 6 (vgl. auch Darstellung der 12). 13 zeigt wieder den geöffneten Zustand der Spanneinrichtung 11 und der Gleitschieneneinrichtung 8, also deren von der Außenfläche der Biegeform 6 abgefahrenen Zustand, damit hier ein Werkstück 4 eingelegt werden könnte.
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Die Gleitschieneneinrichtung 8 wird aus der in 10 gezeigten Ausgangsposition für die Biegung in die andere Biegerichtung an die Position in 13 verfahren, indem sie aus der Ausgangsposition der 10 etwa entgegen der Zuführrichtung des Werkstückes 4 parallel zu diesem so weit verfahren wird (entsprechend Pfeilrichtung D), bis sie anschließend seitlich senkrecht zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 in Richtung des Pfeils E an dem Biegekopf 5 vorbei auf dessen andere Seite hinüber verfahren werden kann. Ist sie ausreichend weit verfahren worden, wird sie dann wieder parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 in Richtung auf die dort dann bereits vorliegende Spanneinrichtung 11 verfahren, bis schließlich der Zustand aus 13 erreicht ist.
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Die Anordnung gemäß 13 ist spiegelsymmetrisch zu der aus 9 (bezüglich einer Symmetrieachse, die parallel zur Zuführrichtung des Werkstückes 4 liegt und durch die Drehachse 14 des Biegekopfes 5 verläuft).
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Diese Umstellungsbewegungen können unschwer vorgenommen werden, indem der Biegkopf 5 mit der Biegeform 6, dem Biegearm 10 und der Spanneinrichtung 11 sowie der Gleitschieneneinrichtung 8 am Maschinengestell 2 nach unten abgesenkt und dann unterhalb der Lage, in der das zugeförderte Werkstück 4 vorliegt, die entsprechenden Umsetzbewegungen vorgenommen werden, bis die Position nach 13 erreicht ist. Anschließend kann die Einheit in der Konstellation nach 13 in Gemeinsamkeit seitlich so versetzt werden, daß bei einem anschließenden Hochfahren (in Richtung C entsprechend 1 oder 2) das Werkstück 4 in den offenen Spalt zwischen der Biegeform 6 und der Klemmeinrichtung 11 sowie der Gleitschieneneinrichtung 8 eingeführt werden kann, wonach dann anschließend die Klemmeinrichtung 11 in den geschlossenen Zustand überführt, die Gleiteinrichtung 8 an die Außenseite des Werkstückes 4 angelegt und hiernach ein gegenläufiger Biegevorgang durch die zentrale Steuerung eingeleitet werden kann.
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Wie aus den oben geschilderten Ausführungsbeispielen unschwer hervorgeht, sind für die Umstellung der Biegerichtung nur relativ wenige Verstellbewegungen nötig, nämlich das Verschwenken des Biegearmes mit der Spanneinrichtung um 180° und drei geradlinig verlaufende Verstellbewegungen der Gleitschieneneinrichtung, was durch die zentrale Steuereinheit steuerbar sowie unkompliziert und rasch durchführbar ist.
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Währen bei den bisher dargestellten Ausführungen die Bewegungen der Teile (abgesehen von der Verdrehung des Biegewerkzeuges 6 beim Biegen) in Form linearer Verstellbewegungen erfolgen, läßt sich ein gleichartiges Ergebnis auch durch die Überlagerung von Drehbewegungen der Teile um mindestens zwei Verschwenkachsen erreichen:
Die 14 bis 16 zeigen eine weitere Ausführung einer Anordnung für eine Biegevorrichtung, bei der nämlich der Biegearm 10 und die Biegeform 6, die gemeinsam um die Drehachse 14 des Biegekopfes 5 verschwenkbar sind, zusammen mit der Gleitschieneneinrichtung 8 und einer Führung 19' zur Verschiebung derselben parallel zur Zuführrichtung A und einer Führung 19 zur Verschiebung der Gleitschieneneinrichtung 8 senkrecht quer zur Zuführrichtung A über zwei parallel zur Zuführrichtung A des Werkstückes 4 liegende Schwenkachsen K und L verschwenkbar am Maschinengestell 2 angebracht sind.
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Dabei zeigt 14 die Ausgangsstellung der Vorrichtung, d. h. die Stellung, in der die einzelnen konstruktiven Elemente in einer Einlageposition für das Werkstück 4 so angeordnet sind, daß dieses eingeführt und zwischen der Biegeform 6, der Spanneinrichtung 11 und neben der Gleitschieneneinrichtung 8 plaziert werden kann.
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15 zeigt dieselbe Vorrichtung, jedoch in einer Position, in welcher der Biegekopf 5 um die Schwenkachse K nach vorne sowie auch noch um die zweite Verschwenkachse L nach hinten verschwenkt ist, wodurch er von seiner Stellung in 14 in die Stellung nach 15 auf der anderen Seite des Werkstückes 4 (das von der Zuführeinrichtung 3 gehalten ist) verbracht wurde, in der der Biegekopf 5 mit Biegeform 6 und Spanneinrichtung 11 sowie Gleitschieneneinrichtung 8 in eine Stellung unterhalb des Werkstückes 4 verschwenkt bzw. verbracht wurden. Durch anschließendes Hochschwenken des Biegekopfes 5 um die Schwenkachse K (in Gegenrichtung) kann der Biegekopf 5 mit der Biegeform 6, der Spanneinrichtung 11 und der Gleitschieneneinrichtung 8 wieder in eine Ausrichtung vertikal nach oben verklappt werden, wobei aber in dieser Stellung der Biegekopf 5 und die oben an ihm angeordneten Werkzeuge noch immer unterhalb des Werkstückes 4 liegen. Anschließend wird der Biegearm 10 in Schwenkrichtung G (siehe 14) um die Drehachse 14 über 180° auf die andere Seite des Biegekopfes 5 hin verschwenkt, dann durch erneutes Verdrehen des Schwenkhebels 20 (nach links in 16) und der Biegekopfhalterung 18 nach rechts ein Anheben des Biegekopfes 5 und der Biegewerkzeuge sowie der Gleiteinrichtung 8 nach oben bewirkt, dabei wird das Werkstück 4 in die Biegeeinrichtung eingeführt, damit die Ausgangsposition für einen folgenden Biegevorgang in entgegengesetzter Biegerichtung erreicht wird.
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16 zeigt eine Ansicht auf die Biegeanordnung der 15 in einer Blickrichtung entgegen der Förderrichtung A des Werkstücks 4, also entsprechend der Darstellung der 15 von rechts her. Aus 16 ist insbesondere die Lage der beiden Schwenkachsen K und L in ihrer gegenseitigen Konfigurierung ersichtlich.
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Die Verfahrbarkeit bzw. Beweglichkeit des Biegekopfes 5 und der anderen in Verbindung mit ihm stehenden Einrichtungen wird bei der in der Ausführungsform der 14 bis 16 gezeigten Anordnung durch drei Schwenkachsen erreicht:
Zunächst durch die Drehachse 14 des Biegekopfes 5, die für die Ausführung der Biegebewegung eingesetzt wird.
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Das örtliche Versetzen des Biegekopfes 5 und der ihm zugeordneten konstruktiven Teile erfolgt hingegen über die beiden zueinander sowie zur Förderrichtung A des Werkstücks 4 parallelen Schwenkachsen K und L. Dabei sind der Biegekopf 5 mit der Biegeform 6 sowie der an ihm befestigte Biegearm 10 mit der Gleitschieneneinrichtung 8 und deren Längsführung 19' sowie deren Querführung 19 an einer Biegekopfhalterung 18 befestigt, die ihrerseits um die Schwenkachse K verdrehbar am oberen Ende eines Schwenkhebels 20 angebracht ist. Der Schwenkhebel 20 seinerseits ist um eine an seinem unteren, der Biegekopfhalterung 18 gegenüberliegenden Ende um die Schwenkachse L am Maschinengestell 20 verdrehbar angeordnet.
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Alle Verstellbewegungen des Biegekopfes 5 und der an diesem befestigten Teile werden über die zentrale Maschinensteuerung durch eine entsprechende Überlagerung von Drehbewegungen um die Schwenkachsen K und L bewirkt, wobei, wie 14 zeigt, auch noch die Gleitschieneneinrichtung 8 parallel zur Förderrichtung A des Werkstückes 4 in Verschieberichtung D und senkrecht-quer hierzu und die Spanneinrichtung 11 in Richtung auf die Biegeform 6 hin bzw. von dieser weg entsprechend der Pfeilrichtung F verschiebbar sind.
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Durch eine entsprechende Steuerung der Schwenkbewegungen um die verschiedenen Schwenkachsen K und L sowie der Bewegungen der einzelnen Teile in die Verstellrichtungen D bzw. F kann, ebenso wie bei den Beispielen gemäß den 1 bis 13, während des Biegevorganges erreicht werden, daß der zur Drehachse 14 versetzte Biegemittelpunkt 16 der Biegeform 6 in der Biegeebene stets in dem gewünschten konstanten Abstand r von der Längsachse des Werkstückes 4 und dabei gleichzeitig die Gleitschieneneinheit 8 stets an der Einlaufstelle des Werkstückes 4 in die Formnut 12 der Biegeform 6 in Anlage gegen das Werkstück 4 gehalten werden.
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Bei der Ausführungsform, wie sie in den 14 bis 16 gezeigt ist, könnte auch – in den Figuren nicht dargestellt – an der Unterseite des Biegekopfes 5 noch ein weiterer, zweiter Satz an Werkzeugen angebracht sein, der dann mittels einer Verdrehung des Biegekopfes 5 um 180° zum Biegen von unten nach oben verbringbar und nach dem Einführen des Werkstückes 4 dann zu dessen Biegung einsetzbar ist.
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Wenn bei einer Ausführungsform mit zwei Schwenkachsen, wie in den 14 bis 16 gezeigt, nur eine reine seitliche Verlagerung der Biegeform 6 zum Werkstück 4 erfolgen soll, muß dabei auch eine Drehung um das Werkstück 4 vorgenommen werden, die auch vom Werkstück 4 selbst ebenfalls ausgeführt werden muß, das dann hierfür von der Zuführeinrichtung 3 um seine Längsachse gedreht wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 0649687 A1 [0002]
- DE 60218339 T2 [0003]
- WO 2008/142305 A2 [0004]
- EP 2208549 A1 [0005]
- EP 1591174 B1 [0007]
