DE102015000241A1

DE102015000241A1 - Angewinkelte Elektroden zum Biegen von Kunststoffrohren

Info

Publication number: DE102015000241A1
Application number: DE102015000241.4A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Sre Technology GmbH
Current assignee: Sre Technology GmbH
Priority date: 2014-07-26
Filing date: 2015-01-07
Publication date: 2016-02-11

Abstract

Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Materialumformung und betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zum Biegen von biegbaren Gegenständen (28) aus einem Material, das von einem elektrischen Hochfrequenzfeld erwärmt werden kann. Um diese weiter zu verbessern, so dass man bei sonst gleichen Verfahrensparametern mit geringerer Leistung der Hochfrequenzerzeuger auskommt und zusätzlich die Zykluszeit für den Aufheizvorgang verringert werden kann, wird vorgeschlagen, dass die von den gebogenen Elektroden (18, 19) aufgespannte Ebene nicht senkrecht zur Biegeachse, wie im Stand der Technik EP 0 846 053 B1 offenbart, sondern die Elektroden so angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannten Ebenen einen Ebenenschnittwinkel α zueinander bilden, der im Bereich liegt von 10° bis 40°, oder im Bereich von –10° bis –40°.

Description

STAND DER TECHNIK
Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Materialumformung und betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Gegenständen aus einem Material, das von einem elektrischen Hochfrequenzfeld erwärmt werden kann, wobei der Gegenstand biegbar oder zumindest leichter biegbar wird, nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, sowie ein entsprechendes Biegeverfahren.
Im Stand der Technik sind zahlreiche einschlägige Techniken für das Biegen von Kunststoffrohren bekannt.
Dabei wird beispielsweise ein Kunststoffrohr mit Außendurchmesser von 12 mm und Wandstärke von 1 mm bei Raumtemperatur an der Biegestelle unter Aufbringung einer entsprechenden Biegkraft so eingespannt, dass es nicht bricht und dann dort gezielt erwärmt. Dazu wird es gegebenenfalls an der Biegestelle etwas vorerwärmt, um ein Brechen beim Einspannen zu vermeiden. Die Einspannvorrichtung besteht dabei häufig aus einer Aufnahme für das Rohr die zwei Biegebacken enthält, in denen das Rohr passgenau eingelegt ist. Danach wird das Rohr selektiv an der Biegestelle erwärmt, damit sich die Materialspannungen an de Biegestelle abbauen. Sodann wird die Biegestelle abgekühlt und aus der Aufnahme entnommen.
Ein Verfahren in dieser Art ist aus der EP 0 846 053 B1 bekannt. Es sind dort zwei flache Elektroden offenbart, die eine bogenförmige gestalt besitzen, wobei die Bogenlinie der gewünschten Biegungslinie der fertig gebogenen Biegestelle de Rohr entspricht. Die Elektroden spannen mit ihrer Bieglinie eine Ebene auf. Die Elektroden sind so angeordnet, dass ihre jeweilige aufgespannte Ebene parallel zueinander verlaufen. Die Biegeachse der Biegung, die an der Biegestelle am Rohr vollzogen werden soll, verläuft senkrecht zu den vorgenannten Ebenen. Dabei wird die Biegestelle dort besonders erhitzt, wo die meiste Biegebeanspruchung vorliegt, also innen und außen am Rohr, an den Stellen des kleinsten und des größten Krümmungsradius.
Das dort offenbarte Verfahren ist für die industrielle Praxis vom Grundsatz her brauchbar. Doch es genügt nicht mehr den heute häufig geforderten erhöhten Ansprüchen an Energieeffizienz und Produktivität.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine gattungsgemäße Vorrichtung und ein gattungsgemäßes Verfahren weiter zu verbessern, so dass bei sonst gleichen Verfahrensparametern eine geringere Leistung der Hochfrequenzerzeuger benötigt und zusätzlich die Zykluszeit für den Aufheizvorgang verringert wird.
VORTEILE DER ERFINDUNG
Der Gegenstand mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Nebenanspruchs löst diese Aufgabe.
In den Unteransprüchen finden sich vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des jeweiligen Gegenstandes der Erfindung.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung offenbart zum Biegen von Gegenständen, welche sowohl rohr- als auch profilförmig mit nahezu beliebigen Profilquerschnitten ausgebildet sein können und als Hohlkörper, zum Teil als Hohlkörper oder massiv vorliegen können, die ganz oder in Teilen ein Material enthalten, das von einem elektrischen Hochfrequenzfeld erwärmt werden kann,
mit einem Gestell mit einer Aufnahme für den Gegenstand insbesondere an der zu biegenden Stelle, wobei die Aufnahme bevorzugt mindestens zwei Biegebacken enthält, die aufeinander zu- und voneinander weg verfahrbar eingerichtet sind,
mit zwei oder mehr Elektroden, die in unmittelbarer Nähe der Biegestelle angeordnet und mit elektrischen Anschlüssen zur Beaufschlagung mit Hochfrequenz versehen sind,
wobei die Elektroden eine gebogene Form besitzen, die der Bogenform in etwa oder genau entspricht, die das Rohr nach dem Biegevorgang an der Biegestelle haben soll, wobei die gebogene Form der Elektroden jeweils eine vorbestimmte Ebene aufspannt, wobei die Vorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, dass
die Elektroden derart angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannte Ebene nicht senkrecht zur Biegeachse, wie im oben genannten Stand der Technik EP 0 846 053 B1 offenbart, sondern die Elektroden so angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannten Ebenen einen Ebenenschnittwinkel zueinander bilden, der im Bereich liegt von 10° bis 40°, oder im Bereich von –10° bis –40°.
Es wird eine Energieersparnis von ca. 8% erreicht, weil die Spannung auf einen niedrigeren Wert eingestellt werden kann, sowie die Aufheizzeit um etwa 10% verringert.
Wenn die Elektroden eine gebogene Form besitzen, die der Bogenform entspricht, in die der Gegenstand gebogen werden soll, hat man nahezu optimale Verhältnisse. Gibt es eine Formabweichung, so kann das Verfahren unter Inkaufnahme von Nachteilen, nämlich einen höheren Leistungsbedarf oder unerwünschte Unregelmäßigkeiten der Oberfläche immer noch erfolgreich durchgeführt werden.
Bevorzugt für Gegenstände kleineren Durchmessers bzw. Profilquerschnitts, etwa bis 8 cm Außendurchmesser bei Rohren, sind beide Ebenen derart orientiert, dass die Ebenen an der bei der Biegung innen liegenden Stelle des Gegenstandes einen größeren Abstand voneinander besitzen als an der bei der Biegung außen liegenden Stelle des Gegenstandes, siehe 1 für ein Rohr als Gegenstand. Diese Orientierung der Ebenen wird mit „positiver Ebenenschnittwinkel” in Bezug genommen.
Ein „negativer Ebenenschnittwinkel” gleicher Größe bewirkt einen ähnlichen vorteilhaften Effekt, jedoch bei kleineren Rohren in etwas abgeschwächter Form, immerhin jedoch noch deutlich zu erkennen im Vergleich zum Stand der Technik mit Ebenenschnittwinkel von 0°. Bei Rohren oder anderen Gegenständen mit Außendurchmessern von mehr als ca. 8 cm ist ein negativer Ebenenschnittwinkel vorteilhaft, wenn man die Elektroden in einer Biegebacke unterbringen möchte, denn man hat dann mehr Platz für die Elektrode zur Verfügung, siehe 7B.
In dem eingangs genannten Stand der Technik gibt es keinen Ebenenschnittwinkel, denn die beiden Ebenen, die die flachen Elektroden aufspannen, sind parallel zueinander, oder mit anderen Worten, beträgt der Ebenenschnittwinkel 0°.
Im Folgenden wird als zu biegender Gegenstand stellvertretend für viele andere, längliche Gegenstände mit anderen Querschnitten ein Rohr beschrieben, aus Kunststoff. Die Lehre der Erfindung lässt sich jedoch ebenfalls für massive, zylindrische Gegenstände und auch für die in der industriellen Praxis häufig vorkommenden Profilgegenstände verwenden, z. B. mit L-förmigem, T-förmigen, doppel-T-förmigem Profilquerschnitt, der auch zum Teil hohl ausgebildet sein kann. Auch andere Profilquerschnitte können gebogen werden, auch Flachmaterial, und speziell bandförmig vorliegendes Material.
Überraschenderweise sorgt der vorgenannte Ebenenschnittwinkel im erfindungsgemäßen Bereich von 10° bis 40° dafür, dass die Erwärmung des Rohrmaterials an den vorgenannten Bereichen engster und weitester Krümmung der Biegestelle beim Aufheizvorgang gleichmäßiger erfolgt, als im Stand der Technik. Die beiden Bereiche werden während des Aufheizvorgangs insbesondere bei Durchlaufen der höheren Temperaturwerte, die im Material des Rohres die meiste Wirkung hinterlassen, nahezu identisch erwärmt. Daher kann der Aufheizvorgang präziser gesteuert und auch früher beendet werden. Das spart elektrische Energie und Prozesszeit, und erhöht somit die Produktivität, besonders bei großen Stückzahlen und speziell auch bei Rohren, die an vielen Stellen gebogen werden sollen. Hier gibt es in der industriellen Praxis häufig Anforderungen, wonach ein und dasselbe Rohr an zehn oder mehr Biegestellen gebogen werden muss.
Die Aufnahme für den zu biegenden Gegenstand können zwei gegenüber liegende Biegebacken sein, die den Gegenstand einschließen. Es können jedoch mehrere Biegebacken sein, mit der gleichen Anzahl von Backen oder mit verschiedenen Anzahlen je Seite der Biegestelle. Darüber hinaus kann die Aufnahme auch aus zwei Haltepunkten bestehen, die entfernt liegen von der Biegestelle, und in die der Gegenstand eingespannt wird, derart, dass an der Biegestelle die Sollform erreicht wird.
Wenn genau zwei Biegebacken vorgesehen sind, so ergibt sich für die meisten Anwendungen eine Führung des Rohres, die ausreichend ist für eine exakte Biegung, und mit dem geringsten konstruktiven Aufwand versehen ist. Je nach Anwendungsfall können auch mehr Biegebacken verwendet werden.
In besonderen Einzelfällen kann auch nur eine Biegebacke verwendet werden, in der dann beide Elektroden vorhanden sein sollten.
Die Elektroden müssen nicht zwangsläufig in den Biegebacken integriert vorhanden sein. Sie können auch räumlich separat davon angeordnet sein. Wenn die beiden Elektroden jedoch in den genau zwei Biegebacken integriert vorgesehen sind, so ergibt sich für die meisten Anwendungen eine Führung des Rohres, die ausreichend ist für eine exakte Biegung, bei gleichzeitig vorhandener optimaler Ausnutzung des erzeugten elektrischen Wechselfeldes, denn die Elektroden liegen in unmittelbarer Nähe der Biegestelle.
Wenn die Elektroden entlang ihres Bogens auf dessen Mittellinie eine längs dazu verlaufende Aufwölbung, die man auch als „Nase” bezeichnen könnte, besitzen, dann wirkt sich dies positiv aus für die Effizienz des Verfahrens.
Die genannten Aufnahmen für das Rohr, die darin integriert enthaltenen Biegebacken, deren Verfahrantrieb und -Mechanismus, die Elektroden, deren Form und Materialbeschaffenheit die elektrischen Anschlüsse an den Elektroden, die Höhe und Frequenz der erzeugten Wechselspannung können für den Einzelfall fachmännisch angepasst und auf der Basis gewählt werden, wie sie implementiert ist bei den durch die Firma SRE Elektrotechnik GmbH, Fuldabrück, Deutschland, in den Jahren 2007 bis 2013 verkauften Vorrichtungen.
Bei Multilayer-Rohren liegt ein Verbundmaterial vor. Hier reicht beispielsweise bereits eine Lage von 0,25 mm PA12-Material aus, um ein Rohr mit einer Wandstärke von 1 mm bestehend aus weiteren Kunststoffschichten wie zum Beispiel PP oder PE zu erwärmen und zu biegen.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verfahren offenbart zum Biegen von Gegenständen, die als Hohlkörper oder zum Teil als Hohlkörper oder massiv vorliegen können, die vollständig oder zumindest im Wesentlichen aus einem Material bestehen, das von einem elektrischen Hochfrequenzfeld erwärmt werden kann, wobei der Gegenstand biegbar oder leichter biegbar wird, enthaltend die Schritte:
Einspannen des ungebogenen Gegenstandes mithilfe wenigstens einer Aufnahme für den Gegenstand, derart, dass der Gegenstand an seiner Biegestelle den gewünschten Biegeradius besitzt,
Erwärmen des Gegenstandes an der Biegestelle mithilfe eines elektrischen Hochfrequenzfeldes, wobei das Hochfrequenzfeld mittels zweier in unmittelbarer Nähe der Biegestelle angeordneter Elektroden erzeugt wird, und die Biegestelle des Gegenstandes sich zwischen den beiden Elektroden befindet,
Erkalten-Lassen der Biegstelle des Rohres,
Entnehmen des Gegenstandes aus der wenigstens einen Aufnahme, das dadurch gekennzeichnet, dass
die Elektroden derart angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannte Ebene nicht senkrecht zur Biegeachse, wie im oben genannten Stand der Technik EP 0 846 053 B1 offenbart, sondern die Elektroden so angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannten Ebenen einen Ebenenschnittwinkel zueinander bilden, der im Bereich liegt von 10° bis 40°, oder im Bereich von –10° bis –40°.
Die oben für die Vorrichtung genannten Vorteile der weiteren Merkmale sind bei der Durchführung des Verfahrens analog vorliegend.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1A ist eine 3D-Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, reduziert auf die Elektroden und das gebogene Rohr, wobei auch die Biegebacken und die Anschlüsse der Elektroden nicht dargestellt sind, woraus die Orientierung der durch den Bogen der Elektroden aufgespannten und definierten Die oben für die Vorrichtung genannten Vorteile der weiteren Merkmale sind bei der Durchführung des Verfahrens analog vorliegend.
ZEICHNUNGEN
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
1A ist eine 3D-Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, reduziert auf die Elektroden und das gebogene Rohr, wobei auch die Biegebacken und die Anschlüsse der Elektroden nicht dargestellt sind, woraus die Orientierung der durch den Bogen der Elektroden aufgespannten und definierten Ebenen zueinander und der resultierende Ebenenschnittwinkel der Elektroden verdeutlicht werden soll,
2 zeigt eine in 1 dargestellte Elektrode mit bogenparallel, mittig angeordneter und durchgehender Auswölbung (Nase) in einer Ansicht auf die rohr-zugewandte Seite der Elektrode wie bei 1 vom Rohr aus gesehen.
3 zeigt die Elektrode aus 2 in einer Ansicht von schräg oben auf ihre rohrabgewandte Seite.
4 zeigt die Elektrode aus 2 und 3 in einer seitlichen Ansicht.
5 zeigt die Elektrode in einem Querschnitt längs der Linie A-A aus 6.
6 zeigt die Elektrode in einer Ansicht von oben auf ihre rohrabgewandte Seite.
7 zeigt die Anordnung aus zwei Elektroden, die eingebettet sind in eine gemeinsame Biegebacke, und die Gegenbacke, sowie das dazwischen eingebettete Rohr. 7A zeigt den Stand der Technik, 7B eine erfindungsgemäße Weiterbildung.
BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
In den Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder funktionsgleiche Komponenten.
1 ist eine 3D-Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung, reduziert auf hier verwendete Elektroden 18, 19, die die Form eines gewissen Bogenabschnitts mit einer gewissen Dicke und einer längs und parallel zur äußeren oder inneren Bogenlinie 22 bzw 24, radial mittig verlaufende Auswölbung 26 besitzen, und das gebogene Kunststoffrohr 28, wobei auch die beim Biegevorgang verwendeten Biegebacken und die elektrischen Anschlüsse der Elektroden nicht dargestellt sind.
Aus dieser Darstellung soll die Orientierung der durch die Bogenlinien der Elektroden aufgespannten und definierten Ebenen zueinander und der resultierende schräge Winkel der Elektroden relativ zu der von der Rohrachse an der Biegestelle aufgespannten Ebene verdeutlicht werden, da die Elektroden erfindungsgemäß schräg liegen zu letzterer Ebene.
Die geometrische Form der im Ausführungsbeispiel verwendeten Elektroden ist im Wesentlichen ein Kreisbogensegment, das einen Bogenwinkel im Sinne eines Mittelpunktswinkels umfasst, der dem Bogenwinkel der Biegestelle entspricht, mit einer gewissen Breite in radialer Richtung und einer gewissen Dicke. Wie aus der 1 hervorgeht, entspricht die Bogenform der Elektroden der Form, die das Rohr an der Biegestelle nach Beendigung des Biegevorgangs permanent und stabil haben und behalten soll. Die Bogenform muss nicht notwendigerweise einer Kreislinie entsprechen, sondern kann beliebig davon abweichen. Das Prinzip der Erfindung lässt sich auch auf solche Biegevorgänge anwenden. Einzelheiten zu der Geometrie der Elektroden des Ausführungsbeispiels werden weiter unten mit Bezug auf die 2 bis 6 beschrieben.
Ein nicht dargestellter Hochfrequenzgenerator erzeugt eine Wechselspannung von etwa 1000 V bis 10000 V mit einer Frequenz von 1 bis 250 Mhz. Die Frequenz wird dem zu biegenden Material angepasst, wie es im hierfür einschlägigen Stand der Technik beschrieben ist.
Die in 1 dargestellten bogenförmigen Elektroden werden über nicht dargestellte Kontakte mit dem Generator verbunden und mit der elektrischen Wechselspannung beaufschlagt. Die Kontakte der Elektroden sind in den 3, 4 und 6 beispielhaft eingezeichnet.
Die vorliegende Erfindung offenbart in ihrem Kern, dass bei solchen Elektroden, wie sie in den Figuren beispielhaft dargestellt sind, oder auch bei Elektroden mit anderer Form, die jedoch auch eine gebogene Form – die Sollbiegung der Biegestelle am Rohr – besitzen, der Aufheizvorgang des Biegeprozesses mit weniger Energieeintrag in die Elektroden und zeitlich kürzer vollzogen werden kann, wenn die Grundflächen der Elektroden, wie sie hier gezeigt sind, und allgemeiner ausgedrückt, wenn die von den verwendeten Elektroden durch ihre jeweilige Bogenlinie aufgespannten Ebenen einen gewissen Winkel α miteinander einschließen, der im Bereich von ca. 10° bis 40° oder im Bereich von ca. –10° bis –40° liegt. Dieser Winkel wird im Folgenden auch „Ebenenschnittwinkel” genannt. Erste Ergebnisse zeigen, dass ein Winkel von ca. 22° besonders vorteilhafte Wirkungen beim Biegevorgang zeigt. Im Stand der Technik ist dieser Winkel 0°.
Dabei sind die Elektroden so „angekippt” oder angestellt, dass sie sich nach der Seite öffnen, die der Innenseite der Krümmung der Biegestelle des Rohres entspricht.
Ein negativer Bereich von ca. –10° bis –40° kommt besonders dann in Frage, wenn die Rohrdurchmesser größer werden als ca. 80 mm, da dann nicht genug Material in der Elektrodenbacke vorhanden ist, um die für größere Rohrdurchmesser notwendigen größeren Elektroden im Backenmaterial vollständig unter zu bringen.
Das Kunststoffrohr im abgebildeten Beispiel hat eine Wandstärke von 1 mm und einen Außendurchmesser von 8 mm und besteht aus einem Polyamid- Kunststoff (z. B. PA12).
Generell ist das erfindungsgemäße Verfahren geeignet, um Rohre oder andere Gegenstände mit Materialstärken von weniger als 1 mm bis hin zu Großrohren von z. B. 3000 mm Durchmesser bei entsprechender Generatorleistung zu verformen.
den elektrischen Anschluss vom Hochfrequenzgenerator her an der Elektrode.
4 zeigt die Elektrode 18 oder 19 aus 2 und 3 in einer seitlichen Ansicht.
5 zeigt die Elektrode aufgeschnitten in einem Querschnitt längs der Linie A-A aus 6. Das Innengewinde für die Kontaktierungsschraube ist tief ausgebildet, damit die Schraube tief in das Gewinde eingreifen kann.
6 zeigt die Elektrode in einer Ansicht von oben auf ihre rohrabgewandte Seite.
7A und 7B zeigen jeweils die Anordnung aus zwei Elektroden 18, 19, die eingebettet sind in eine gemeinsame Biegebacke 30, und die Gegenbacke 32, sowie das dazwischen eingebettete Rohr 28, 7A wie im Stand der Technik, 7B erfindungsgemäß in einem Ausführungsbeispiel.
Die beiden Elektroden 18, 19 sind in eine formgleiche, aus der Biegebacke ausgefräste Aussparung eingelegt, derart dass ein wackelfreier Passsitz vorhanden ist. Die Elektroden sind mit einem geeigneten Kleber zur Oberfläche hin abgedichtet und in der Aussparung festgeklebt. Das Rohr 28 befindet sich entlang der Biegestelle mit seiner linken Querschnittshälfte in einer passenden Nut, die in der Biegebacke formpassend vorgesehen ist. Die Abbildung zeigt, dass eine Gegenbacke 32, die die rechte Querschnittshälfte des Rohres entlang der Biegestelle aufnimmt, gegen die Biegebacke 30 so weit verfahren ist, bis das Rohr mit seiner rechten Querschnittshälfte in einer der Rohrform entsprechende Passnut der Gegenbacke 32 vollständig zur Anlage gekommen ist.
Die beiden Backen sind pneumatisch oder elektrisch angetrieben und automatisch gesteuert verfahrbar zueinander eingerichtet, wie es im Stand der Technik bekannt ist.
In 7B ist auch der erfindungsgemäße Ebenenschnittwinkel α erkennbar.
Mit der Vorrichtung, wie sie in dem Ausführungsbeispiel wie vorstehend beschrieben ist, kann das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden. Dabei werden im Wesentlichen die folgenden Schritte durchgeführt:
Einspannen des ungebogenen oder eines vorgewärmten und vorgebogenen Gegenstandes mithilfe wenigstens einer Aufnahme für den Gegenstand, gegebenenfalls unter Aufbringung einer vorbestimmten Biegespannung, derart, dass der Gegenstand an seiner Biegestelle den gewünschten Biegeradius besitzt,
Erwärmen des Gegenstandes an der Biegestelle mithilfe des elektrischen Hochfrequenzfeldes, wobei das Hochfrequenzfeld mittels zweier in unmittelbarer Nähe der Biegestelle angeordneter Elektroden erzeugt wird und von der Spannung und der Frequenz an das zu biegende Material angepasst ist, und die Biegestelle des Gegenstandes sich zwischen den beiden Elektroden befindet,
Erkalten-Lassen der Biegstelle des Rohres,
Entnehmen des Gegenstandes aus der wenigstens einen Aufnahme.
Hierbei sind die Elektroden derart angeordnet, dass die von ihnen aufgespannten Ebenen einen Ebenenschnittwinkel zueinander bilden, der im Bereich liegt von 10° bis 40°, oder im Bereich von –10° bis –40°.
Obwohl die vorliegende Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels vorstehend beschrieben wurde, ist sie darauf nicht beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Bei Elektroden mit einer ebenen Grundfläche, die parallel ist zu der Bogenlinie der Elektrode, wie in 7A oder 7B, kann auch die Grundflächenebene zur Bildung des Ebenenschnittwinkels herangezogen werden. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch für andere Elektrodenform verwendet werden, die keine ebene Grundfläche besitzen. In solchen Fällen sollte erfindungsgemäß die durch die Bogenlinie der Elektrode aufgespannte Ebene zur Bildung des Ebenenschnittwinkels herangezogen werden.
Der Hochfrequenzerzeuger kann separat oder integriert in die erfindungsgemäße Vorrichtung vorgesehen sein. Zur Steuerung der Bewegungen des Verfahrmechanismus für die Biegebacke bzw. die Gegenbacke können die im Stand der Technik bekannten Einrichtungen verwendet werden.
Bei inhomogenen oder nicht rotationssymmetrischen Materialien im Bereich der Biegestelle kann es sich empfehlen, den zu biegenden Gegenstand nicht in der Symmetrieebene zwischen den beiden Ebenen der Elektroden zu platzieren, um die in den Gegenstand eingebrachte Wärmeenergie zu steuern und dem Gegenstand anzupassen.
Der zu biegende Gegenstand kann aus Kunststoff bestehen oder aus einer homogenen Mischung aus Kunststoff und wenigstens einem anderen Stoff zusammengesetzt sein, solange er bei Erwärmen biegbar oder leichter biegbar ist als in kaltem Zustand.
Der zu biegende Gegenstand kann aus einem Verbund aus Kunststoff und einem anderen Stoff oder aus mehreren verschiedenen Kunststoffen bestehen.
Schließlich können die Merkmale der Unteransprüche im wesentlichen frei miteinander und nicht durch die in den Ansprüchen vorliegende Reihenfolge miteinander kombiniert werden, sofern sie unabhängig voneinander sind.
Bezugszeichenliste

14: Biegestelle
18, 19: Elektroden
20: Aufsatzstück
22: äußere Bogenlinie
24: innere Bogenlinie
26: Aufwölbung (Nase)
28: Kunststoffrohr
30: Biegebacke
32: Gegenbacke

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 0846053 B1 [0004, 0009, 0024]

Claims

Vorrichtung zum Biegen von Gegenständen (28), die als Hohlkörper oder zum Teil als Hohlkörper oder massiv vorliegen können, die ganz oder in Teilen ein Material enthalten, das von einem elektrischen Hochfrequenzfeld erwärmt werden kann, wobei der Gegenstand (28) biegbar oder leichter biegbar wird, enthaltend: ein Gestell mit einer Aufnahme für den Gegenstand (28), zwei oder mehr Elektroden (18, 19), die in unmittelbarer Nähe der Biegestelle (14) angeordnet und mit elektrischen Anschlüssen zur Beaufschlagung mit Hochfrequenz versehen sind, wobei die Elektroden (18, 19) eine gebogene Form besitzen, die der Bogenform in etwa oder genau entspricht, die der Gegenstand (28) nach dem Biegevorgang an der Biegestelle haben soll, wobei die gebogene Form der Elektroden jeweils eine vorbestimmte Ebene aufspannt, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (18, 19) so angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannten Ebenen einen Ebenenschnittwinkel α zueinander bilden, der im Bereich von 10° bis 40° oder im Bereich von –10° bis –40° liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei beide Ebenen derart orientiert sind, dass die Ebenen an der bei der Biegung innen liegenden Stelle des Gegenstandes (28) einen größeren Abstand voneinander besitzen als an der bei der Biegung außen liegenden Stelle des Gegenstandes.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei beide Ebenen derart orientiert sind, dass die Ebenen an der bei der Biegung innen liegenden Stelle des Gegenstandes (28) einen kleineren Abstand voneinander besitzen als an der bei der Biegung außen liegenden Stelle des Gegenstandes.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehr als zwei Elektroden vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die Aufnahme mindestens zwei Biegebacken (30, 32) enthält, die aufeinander zu und voneinander weg verfahrbar eingerichtet sind, und den Gegenstand (28) zumindest zum Teil umschließen.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei genau zwei Biegebacken (30, 32) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach dem vorstehenden Anspruch, wobei die beiden Elektroden (18, 19) in den zwei Biegebacken (30, 32) integriert vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Elektroden (18, 19) entlang ihres Bogens auf dessen Mittellinie eine oder mehrere längs dazu verlaufende Aufwölbung (26) besitzen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Ebenenschnittwinkel im Bereich von 18° bis 32° liegt.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zu biegende Gegenstand (28) ein Rohr ist.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zu biegende Gegenstand (28) aus Kunststoff besteht.
Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 9, wobei der zu biegende Gegenstand (28) aus einem Verbund aus Kunststoff und einem anderen Stoff besteht.
Verfahren zum Biegen von Gegenständen (28), die als Hohlkörper oder zum Teil als Hohlkörper oder massiv vorliegen können, die ganz oder in Teilen ein Material enthalten, das von einem elektrischen Hochfrequenzfeld erwärmt werden kann, wobei der Gegenstand biegbar oder leichter biegbar wird, enthaltend die Schritte: Einspannen des Gegenstandes (28) mithilfe wenigstens einer Aufnahme für den Gegenstand, derart, dass der Gegenstand an seiner Biegestelle (14) den gewünschten Biegeradius besitzt, Erwärmen des Gegenstandes (28) an der Biegestelle (14) mithilfe eines elektrischen Hochfrequenzfeldes, wobei das Hochfrequenzfeld mittels zweier oder mehr in unmittelbarer Nähe der Biegestelle (14) angeordneter, gebogener Elektroden (18, 19) erzeugt wird, und die Biegestelle des Gegenstandes sich zwischen den beiden Elektroden befindet, wobei die Elektroden (18, 19) eine gebogene Form besitzen, die der Bogenform in etwa oder genau entspricht, die der Gegenstand (28) nach dem Biegevorgang an der Biegestelle (14) haben soll, wobei die gebogene Form der Elektroden (18, 19) jeweils eine vorbestimmte Ebene aufspannt, Erkalten-Lassen der Biegstelle (14) des Gegenstandes (28), insbesondere durch Wirkung eines Kühlmediums, Entnehmen des Gegenstandes (28) aus der wenigstens einen Aufnahme, dadurch gekennzeichnet, dass die Elektroden (18, 19) so angeordnet sind, dass die von ihnen aufgespannten Ebenen einen Ebenenschnittwinkel α zueinander bilden, der im Bereich von 10° bis 40° oder im Bereich von –10° bis –40° liegt.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei beide Ebenen derart orientiert sind, dass die Ebenen an der bei der Biegung innen liegenden Stelle des Gegenstandes (28) einen größeren Abstand voneinander besitzen als an der bei der Biegung außen liegenden Stelle des Gegenstandes.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei beide Ebenen derart orientiert sind, dass die Ebenen an der bei der Biegung innen liegenden Stelle des Gegenstandes einen kleineren Abstand voneinander besitzen als an der bei der Biegung außen liegenden Stelle des Gegenstandes.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei mehr als zwei Elektroden vorgesehen sind.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei zwei oder mehr Biegebacken (30, 32) an einer Biegestelle verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Ebenenschnittwinkel im Bereich von 18° bis 32° liegt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zu biegende Gegenstand (28) ein Rohr ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zu biegende Gegenstand (28) aus Kunststoff besteht oder aus einer homogenen Mischung aus Kunststoff und wenigstens einem anderen Stoff zusammengesetzt ist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 13 bis 19, wobei der zu biegende Gegenstand (28) aus einem Verbund aus Kunststoff und einem anderen Stoff besteht.