DE102016012677A1 - Device and method for bending profiles or bar material, in particular unsymmetrical and open profiles or rod material - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (17) und ein Verfahren zum Biegen von Profilen oder Stabmaterial (1), insbesondere unsymmetrischer und offener Profile oder Stabmaterial (1), aufweisend zueinander verschwenkbare Biegeglieder (2), die das Profil oder Stabmaterial (1) aufnehmen und punktuell halten und mittels Biegemomenteneinleitung lokal in eine gebogene Konfiguration überführen. Hierbei sind mindestens zwei entlang der Biegelinie (13) des Profils oder Stabmaterials (1) zueinander beabstandete Biegeglieder (2) derart aneinander festgelegt und relativ zueinander verschwenkbar ausgebildet, dass eine relative Verschwenkung (11) der Biegeglieder (2) zueinander das Profil oder Stabmaterial (1) lokal biegend verformt, wobei entlang der Biegelinie (13) des Profils oder Stabmaterials (1) zumindest abschnittsweise zwischen den Biegegliedern (2) elastisch verformbare Stützelemente (3, 5, 6) an den Außenseiten des Profils oder Stabmaterials (1) anliegend angeordnet sind und die relative Verschwenkung (11) der Biegeglieder (2) zueinander die Stützelemente (3, 5, 6) ebenfalls biegt, wobei die Stützelemente (3, 5, 6) das sich biegende Profil oder Stabmaterial (1) abstützen.The invention relates to a device (17) and a method for bending profiles or bar material (1), in particular unbalanced and open profiles or rod material (1), comprising bending members (2) which are pivotable relative to one another and receive the profile or bar material (1) hold locally and transfer by means of bending moment introduction locally in a bent configuration. Here, at least two along the bending line (13) of the profile or rod material (1) spaced bending members (2) are fixed to each other and pivotable relative to each other, that a relative pivoting (11) of the bending members (2) to each other, the profile or rod material ( 1) deformed locally bending, wherein along the bending line (13) of the profile or rod material (1) at least partially between the bending members (2) elastically deformable support elements (3, 5, 6) on the outer sides of the profile or rod material (1) arranged fitting are and the relative pivoting (11) of the bending members (2) to each other, the support elements (3, 5, 6) also bends, wherein the support elements (3, 5, 6) supporting the bending profile or rod material (1).
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen von Profilen oder Stabmaterial, insbesondere unsymmetrischer und offener Profile oder Stabmaterial gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 und ein Verfahren gemäß Oberbegriff des Anspruches 28.The invention relates to a device for bending profiles or bar material, in particular unbalanced and open profiles or rod material according to the preamble of
Das Biegen von Profilen und Stabmaterial ist eine für verschiedenste Zwecke häufig vorkommende Fertigungsnotwendigkeit zur Herstellung von Werkstückrohlingen oder Fertigprodukten aus profiliertem Vormaterial. Üblicherweise können solche Biegevorgänge an Profilen und Stabmaterial mit konventionellen formgebundenen oder freiformenden Biegeverfahren wie z.B. dem Drei-Punkt-Biegen, dem Drei-Rollen-Rundbiegen, dem Rotationszugbiegen oder dem Gesenkbiegen weitgehend fehlerfrei durchgeführt werden. Es gibt jedoch eine Vielzahl von Profilformen und Stabquerschnitten, die wegen verschiedener technischer und wirtschaftlicher Gründe nicht mit konventionellen formgebundenen oder freiformenden Biegeverfahren gebogen werden können, ohne dass es zu entsprechenden Querschnittsdeformationen kommt. Hier spielt neben der Querschnittsform auch das jeweilig umzuformende Material eine große Rolle.The bending of profiles and bar material is a frequently occurring manufacturing requirement for the production of workpiece blanks or finished products made of profiled starting material. Typically, such bending operations may be performed on profiles and bar stock with conventional form-wound or free-form bending methods, such as e.g. the three-point bending, the three-roll round bending, the Rotationszugbiegen or the Gesenkbiegen be carried out largely error-free. However, there are a variety of profile shapes and rod cross-sections, which can not be bent with conventional form-fitting or free-form bending processes due to various technical and economic reasons, without causing corresponding cross-sectional deformations. Here, in addition to the cross-sectional shape and the material to be reshaped plays a major role.
Bei der Biegeumformung von Profilformen und Stabquerschnitten und insbesondere von dünnwandigen und unsymmetrisch belasteten Profilen können je nach Profilform und Biegerichtung unterschiedliche Querschnittsdeformationen (u.a. Einfallen, Ausbauchen und Verdrehung der Profilquerschnitte) auftreten, die es durch eine geeignete Prozessgestaltung zu vermeiden gilt. Neben den Querschnittsdeformationen stellt weiterhin die Faltenbildung beim freiformenden Biegen eine große Herausforderung dar, sodass für diese Profile in der Regel formgebundene Verfahren zum Einsatz kommen, welche grundsätzlich eine stark eingeschränkte Flexibilität aufweisen. Dagegen ermöglichen freiformende (kinematische) Biegeverfahren, die sich durch eine geringe Werkzeugbindung auszeichnen, das Biegen von Profilen mit beliebiger Krümmung und beliebigem Biegewinkel. Allerdings sind diese häufig auf das Biegen von dickwandigen Profilen und symmetrisch belasteten Querschnitten beschränkt.Depending on the profile shape and bending direction, different cross-sectional deformations (i.a., collapse, bulging and twisting of the profile cross-sections) can occur during the bending forming of profile shapes and rod cross-sections and in particular of thin-walled and asymmetrically loaded profiles, which must be avoided by suitable process design. In addition to the cross-sectional deformations, the formation of wrinkles during free-form bending continues to be a major challenge, so that for these profiles, in general, form-bonded methods are used, which basically have a very limited flexibility. In contrast, free-form (kinematic) bending processes, which are characterized by a low tool binding, allow the bending of profiles with arbitrary curvature and any bending angle. However, these are often limited to the bending of thick-walled profiles and symmetrically loaded cross-sections.
Im Stand der Technik sind verschiedene Methoden bekannt, um das Biegen insbesondere von dünnwandigen und unsymmetrisch belasteten Profilen zu ermöglichen. Eine Möglichkeit sieht vor, dem Biegeprozess eine Zug- oder Drucklast zu überlagern. Durch die erzielte Spannungsüberlagerung werden Falten, Risse oder Knicke unterbunden.In the prior art, various methods are known to allow the bending in particular of thin-walled and asymmetrically loaded profiles. One possibility is to superimpose a tensile or compressive load on the bending process. The achieved stress superimposition prevents wrinkles, cracks or creases.
Eine weitere Möglichkeit zur Vermeidung von Querschnittsdeformationen liegt in der äußeren oder inneren Abstützung der zu biegenden Profile. Beispielsweise werden bei freiformenden Prozessen zusätzliche Formelemente benutzt, die während des Umformens das Biegegut stützen und nach dem Prozess entfernt werden. Diese Formelemente sind nicht standarisiert und variieren je nach Hersteller stark. So können umschließende Klammern, Füllkörper aus Kunststoffeinlagen, Umschlüsse aus Polyurethankörpern sowie Metallummantelungen und montierte Führungen zum Einsatz kommen. Neben den Formelementen werden bei geschlossenen Profilen auch Füllmedien benutzt, die den inneren Querschnitt stützen (z.B. Quarzsand, Keramikgranulat, Stahlkugeln) und nach Umformende wieder entnommen werden. Diese Füllstoffe können auch im festen Zustand während der Umformung im Profilinneren enthalten sein und durch Erhitzen fließfähig gemacht werden, um schließlich entfernt zu werden.Another way to avoid cross-sectional deformations is in the outer or inner support of the profiles to be bent. For example, in free-forming processes additional mold elements are used, which support the Biegegut during forming and are removed after the process. These features are not standardized and vary greatly depending on the manufacturer. For example, enclosing brackets, plastic insert fillers, polyurethane body enclosures and metal sheaths and mounted guides can be used. In addition to the mold elements, closed profiles also use filling media which support the internal cross section (for example quartz sand, ceramic granules, steel balls) and are removed again after the end of the forming process. These fillers can also be contained in the solid state during the deformation in the interior of the profile and made to flow through heating, to be finally removed.
Daneben werden in formgebundenen Verfahren, wie z.B. beim Rotationszugbiegen oder dem Gesenkbiegen, die Profile vollflächig bereits durch die Werkzeuge abgestützt. Hierbei stützt das Werkzeug die Seitenwände des Profils ab, sodass ein Einfallen oder Verdrehen erst gar nicht möglich wird.Besides, in form-bonded processes, e.g. During Rotationszugbiegen or Gesenkbiegen, the profiles over the entire surface already supported by the tools. In this case, the tool supports the side walls of the profile, so that a collapse or twist is not possible.
Neben den formgebundenen Verfahren und den freiformenden Verfahren mit Unterstützung durch Formelemente bieten die sog. querkraftfreien Biegeverfahren eine relevante Alternative, um Querschnittsverdrehungen zu vermindern oder ganz zu vermeiden.In addition to the formal processes and the free-forming processes with the help of mold elements, the so-called transverse force-free bending processes offer a relevant alternative to reduce or completely avoid cross-sectional distortions.
Die Verdrehung vom Querschnitt im kinematischen oder formgebundenen Biegeprozess (beide sind nicht querkraftfrei) wird grundsätzlich dadurch hervorgerufen, dass die Biegeebene nicht parallel zur Symmetrieebene des Profils (unsymmetrisch belastetes Biegen) ausgerichtet ist. Hierdurch werden dann Querkraftschubspannungen hervorgerufen, die ein Torsionsmoment entstehen lassen, welche die Verdrehung verursacht. Um eine derartige Profilverdrehung trotz herrschender Querkraft und damit verbundener Schubspannungen vermeiden zu können werden spezielle Gegenmaßnahmen vorgenommen. Beispielsweise werden beim Drei-Rollen-Biegen neben den Biegerollen weitere Stützrollen eingesetzt, welche das Profil durch das Wirken einer zusätzlichen Querkraft in der Ebene halten und somit ein Verdrehen verhindern.The rotation of the cross-section in the kinematic or formed bending process (both are not free of lateral force) is basically caused by the fact that the bending plane is not aligned parallel to the symmetry plane of the profile (unbalanced loaded bending). As a result, shear force shear stresses are then caused, which give rise to a torsional moment, which causes the rotation. In order to avoid such a profile twist despite prevailing lateral force and associated shear stresses special countermeasures are made. For example, in the three-roller bending next to the bending rollers other support rollers are used, which hold the profile by the action of an additional transverse force in the plane and thus prevent twisting.
Die Nachteile des bekannten Standes der Technik äußern sich wie folgend dargestellt:
- • Hohe Kosten für formgebundene Werkzeuge
- • Geringe Flexibilität in Hinsicht auf Biegeradius und Biegewinkel
- • Hoher Aufwand und Kosten für die Vorbereitung von Profilen mit Formelementen beim freiformenden Biegen
- • Beeinträchtigung des Grundwerkstoffs und der Oberfläche, wenn Schmelzprozesse zur Stabilisierung des Profils erforderlich sind (z.B. Metallummantelungen oder feste Füllstoffe)
- • Beschränkung der bestehenden Prozessrouten (Verarbeitung von Profilen mit bereits angefügten Rohrenden, Flanschen, etc. in der Regel im Biegeprozess nicht möglich)
- • Keine Richtmöglichkeiten von vorgefertigten Profilbögen im formgebundenen Biegeprozess
- • Keine standardisierten Maßnahmen zur Vermeidung von Querschnittsverdrehungen, Falten und Knicken beim freiformenden Biegen, Umsetzung durch firmeneigene Lösungen.
- • High costs for molded tools
- • Low flexibility in terms of bending radius and bending angle
- • High costs and costs for the preparation of profiles with free-form bending elements
- • Impairment of the base material and the surface when melting processes are required to stabilize the profile (eg metal sheathing or solid fillers)
- • Limitation of existing process routes (processing of profiles with already attached pipe ends, flanges, etc. usually not possible in the bending process)
- • No straightening options for prefabricated profile sheets in the form-fitting bending process
- • No standardized measures to avoid cross-section distortions, folds and kinks during free-form bending, implementation by company-owned solutions.
Zur Vermeidung dieser Nachteile sind eine Reihe von sog. querkraftfreien Biegeverfahren vorgeschlagen worden, bei denen das notwendige Biegemoment direkt über eine Einspannstelle in das zu biegende Profil oder den zu biegenden Stab eingeleitet wird und somit keine Schubspannungen auftreten.To avoid these disadvantages, a number of so-called. Querkraftfreien bending methods have been proposed in which the necessary bending moment is introduced directly via a clamping point in the profile to be bent or the rod to be bent and thus no shear stresses occur.
So wird in
Wie bereits vorstehend ausgeführt wurde, sind die flexiblen, freiformenden Biegeverfahren auf das Biegen von dickwandigen und symmetrisch belasteten Profilquerschnitten beschränkt und das Biegen von engen Radien ist hiermit in der Regel nicht umsetzbar. Um dennoch die Fertigung von den entsprechenden Profilen auch in geringer Stückzahl mit einem standarisierten Prozess herzustellen, besteht entsprechender Entwicklungsbedarf.As already stated above, the flexible, free-form bending methods are limited to the bending of thick-walled and symmetrically loaded profile cross-sections and the bending of narrow radii is hereby generally not feasible. Nevertheless, to produce the production of the corresponding profiles in small numbers with a standardized process, there is a corresponding need for development.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Herstellverfahren anzugeben, bei dem Profile und Stabmaterialien jeglicher Art und jeglichen Querschnittes flexibel so gebogen werden können, dass biegetypische, aber unerwünschte Querschnittsdeformationen, wie z.B. das Einfallen oder das Verdrehen von Profilen, verhindert werden.It is therefore an object of the present invention to provide a manufacturing method in which profiles and bar materials of any type and cross-section can be flexibly bent such that bend-typical, but undesirable, cross-sectional deformations, e.g. the collapse or twisting of profiles, be prevented.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich des Verfahrens aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und hinsichtlich der Vorrichtung aus den Merkmalen des Anspruchs 28 jeweils in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.The solution of the object of the invention results in terms of the method of the characterizing features of
Die Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Biegen von Profilen oder Stabmaterial, insbesondere unsymmetrischer und offener Profile oder Stabmaterial, aufweisend zueinander verschwenkbare Biegeglieder, die das Profil oder Stabmaterial aufnehmen und punktuell halten und mittels Biegemomenteneinleitung lokal in eine gebogene Konfiguration überführen. Eine derartige gattungsgemäße Vorrichtung wird dadurch weiter entwickelt, dass mindestens zwei entlang der Biegelinie des Profils oder Stabmaterials zueinander beabstandete Biegeglieder derart aneinander festgelegt und relativ zueinander verschwenkbar ausgebildet sind, dass eine relative Verschwenkung der Biegeglieder zueinander das Profil oder Stabmaterial lokal biegend verformt, wobei entlang der Biegelinie des Profils oder Stabmaterials zumindest abschnittsweise zwischen den Biegegliedern elastisch verformbare Stützelemente an den Außenseiten des Profils oder Stabmaterials anliegend angeordnet sind und die relative Verschwenkung der Biegeglieder zueinander die Stützelemente ebenfalls biegt, wobei die Stützelemente das sich biegende Profil oder Stabmaterial abstützen. Die Biegevorrichtung beinhaltet dabei in der Regel mehrere verschwenkbar miteinander verbundene Biegeglieder. Grundsätzlich wird über die relative Orientierung der Biegeglieder zueinander die Biegegeometrie des herzustellenden Profils oder Stabmaterials definiert. Die einzelnen Biegeglieder können unabhängig voneinander mit einem definierten Drehmoment oder einem definierten Schwenkwinkel zueinander verschwenkt werden, wodurch die so gebildete Biegevorrichtung ein hohes Maß an Flexibilität gewinnt, da entlang der Achse des Profils oder Stabmaterials mit nur einem Werkzeugsatz aus Biegegliedern unterschiedliche Biegeradien und Biegewinkel eingestellt werden können. Es handelt sich demnach ebenfalls um ein kinematisches Biegeverfahren. Durch den Einsatz mehrerer hintereinander angeordneter Biegeglieder in Kombination mit den das Profil oder Stabmaterial außenseitig abstützenden und elastisch mitverformten Stützelementen z.B. bestehend aus geschichteten Blattfedern lässt sich in dem Profil oder Stabmaterial eine definierte Momenteneinleitung erzielen. Wichtig ist, dass prinzipiell durch die Verschwenkung der Biegeglieder lokal ein Biegemoment an der Stelle der verschwenkten Biegeglieder durch Querkräfte eingeleitet wird, das bis zur einer anderen Stelle in der Vorrichtung konstant fortläuft und dort durch eine spiegelverkehrte Anstellung der Biegeglieder ausgeleitet wird. Durch die elastisch biegbaren Stützelemente wird ein formgebundenes Biegen ermöglich, das sonst nur mit starren Werkzeugen erreicht wird. Die Stützelemente verhindern die sonst beim Biegen derartiger Profile oder derartigen Stabmaterials auftretenden unerwünschten Verformungen, da sich die Profile oder das Stabmaterial an den Stützelementen ggf. auch mehrachsig abstützen können und daher bei der Biegung gestützt werden. Daher eignet sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch besonders für das Biegen von dünnwandigen Profilen, die empfindlich für Knicken und Faltenbildung sind oder einer speziellen Temperatur mit gleichzeitiger Abstützung während des Formgebens bedürfen. Darüber hinaus ist das Verfahren sehr gut geeignet für die nachträgliche Korrektur bereits erzeugter Krümmungen, da der Biegeapparat beliebig gekrümmte Ausgangszustände annehmen kann.The invention relates to a device for bending profiles or bar material, in particular unbalanced and open profiles or rod material, comprising mutually pivotable bending members which receive the profile or rod material and hold punctually and transfer locally by means of bending moment introduction into a curved configuration. Such a generic device is further developed in that at least two along the bending line of the profile or rod material spaced bending members are fixed to each other and pivotable relative to each other that a relative pivoting of the bending members to each other deforms the profile or rod material bending locally, wherein along the Bending line of the profile or rod material at least partially elastically deformable support elements are arranged on the outer sides of the profile or rod material between the bending elements and the relative pivoting of the bending members to each other, the support elements also bends, wherein the support elements support the bending profile or rod material. The bending device usually includes a plurality of pivotally interconnected bending members. In principle, the bending geometry of the profile or bar material to be produced is defined by the relative orientation of the bending elements relative to one another. The individual bending members can be pivoted relative to each other with a defined torque or a defined pivot angle to each other, whereby the bending device thus formed gains a high degree of flexibility, as along the axis of the profile or rod material with only one set of bending elements different bending radii and bending angles can be adjusted can. It is therefore also a kinematic bending process. Through the use of a plurality of successively arranged bending members in combination with the profile or bar material on the outside supporting and elastically mitverformten support elements eg consisting of layered leaf springs can be in the profile or rod material achieve a defined torque introduction. It is important that in principle by the pivoting of the bending members locally a bending moment at the point of the pivoted Bending members is initiated by transverse forces, which continues to a different point in the device constantly and is discharged there by a mirror-inverted employment of the bending members. Due to the elastically bendable support elements a molded bending is possible, which is otherwise achieved only with rigid tools. The support elements prevent the otherwise undesirable deformations occurring during the bending of such profiles or such rod material, since the profiles or the rod material may possibly also be multiaxially supported on the support elements and therefore be supported during the bending. Therefore, the device according to the invention is also particularly suitable for the bending of thin-walled profiles that are sensitive to kinking and wrinkling or require a special temperature with simultaneous support during molding. In addition, the method is very well suited for the subsequent correction of already generated curvatures, since the bending apparatus can assume arbitrarily curved initial states.
In einer ersten denkbaren Weiterbildung ist eine derartige Anzahl von Biegegliedern aneinander festgelegt, dass das Profil oder Stabmaterial im Wesentlichen entlang der ganzen Länge seiner Biegelinie von Biegegliedern gestützt ist. Eine solche Anzahl und Anordnung von Biegegliedern wird immer dann zu bevorzugen sein, wenn das Profil oder Stabmaterial auf der ganzen Länge gebogen werden soll oder aufgrund seines Materials oder Querschnittes so instabil ist, dass eine Abstützung des Profils oder Stabmaterials auf der ganzen Länge erforderlich ist.In a first conceivable further development, such a number of bending members are fixed to each other that the profile or bar material is supported substantially along the entire length of its bending line of bending members. Such a number and arrangement of bending members will always be preferable if the profile or bar material is to be bent along the entire length or is so unstable due to its material or cross-section that support of the profile or bar material over the entire length is required.
Hierbei kann in weiterer Ausgestaltung die Anzahl der Biegeglieder anhängig von der Länge des zu biegenden Profils oder Stabmaterials sowie den vorzunehmenden Biegekrümmungen und den Änderungen dieser Biegekrümmungen gewählt werden. Je kleiner die Biegekrümmungen und damit je größer die Änderung der Biegkrümmungen entlang der Biegelinie sind, umso kleiner müssen die Biegeglieder sein und umso höher deren Anzahl, um z.B. kleine Biegeradien zu ermöglichen. Umgekehrt kann bei großen Biegeradien die Anzahl der Biegeglieder kleiner und deren Abstand ggf. größer gewählt werden.In this case, in a further embodiment, the number of bending members depending on the length of the profile or rod material to be bent and the bending curves to be taken and the changes of these bending curvatures can be selected. The smaller the bending curvatures, and thus the greater the change of bending curvatures along the bending line, the smaller the bending members must be and the higher their number, e.g. to allow small bending radii. Conversely, in the case of large bending radii, the number of bending members can be selected smaller and their spacing possibly larger.
In einer anderen Ausgestaltung kann eine derartige Anzahl von Biegegliedern aneinander festgelegt und diese so angeordnet sein, dass das Profil oder Stabmaterial nur entlang mindestens eines Abschnittes seiner Biegelinie von Biegegliedern gestützt ist. Soll z.B. bei einem Profil oder Stabmaterial nur ein gebogener Abschnitt hergestellt werden, kann die Anzahl und die Anordnung der Biegeglieder entlang der Biegelinie auch entsprechend gewählt und nur dort vorgesehen werden, wo die Biegung durchgeführt werden soll. Die anderen Abschnitte des Profils oder Stabmaterials brauchen hierbei keine Stützung durch die Biegeglieder.In another embodiment, such a number of bending members may be secured together and arranged so that the profile or rod material is supported along only at least a portion of its bending line of flexure members. Should e.g. In the case of a profile or bar material, only one curved section is produced, the number and the arrangement of the bending elements along the bending line can also be selected accordingly and provided only where the bending is to be carried out. The other sections of the profile or bar material need no support by the bending members.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Biegeglieder Halteeinrichtungen zur Aufnahme des zu biegenden Profils oder Stabmaterials aufweisen. Insbesondere, wenn die Halteeinrichtungen zangenartig ausgebildet sind und das Profil oder Stabmaterial gegenüberliegend am Profil oder Stabmaterial angreifend zwischen sich aufnehmen und beim Biegen haltern, kann eine sichere Aufnahme und Abstützung des Profils oder Stabmaterials beim Biegen realisiert werden. Dabei ist es auch denkbar, dass die Halteeinrichtungen das Profil oder Stabmaterial klemmend zwischen sich aufnehmen und neben der Aufgabe der Positionierung relativ zu den verschwenkbaren Biegegliedern die Sicherung der Festlegung des Profils oder Stabmaterials relativ zu den Biegeliedern übernehmen.It is particularly advantageous if the bending members have holding devices for receiving the profile or bar material to be bent. In particular, if the holding devices are formed like a pliers and the profile or bar material opposite to the profile or bar material attacking receive between them and hold during bending, a secure receiving and supporting the profile or bar material can be realized during bending. It is also conceivable that the holding devices take the profile or rod material clamping between them and take over the task of positioning relative to the pivotable bending members securing the definition of the profile or rod material relative to the Biegelieder.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Biegeglieder derart zueinander verschwenkbar aneinander festgelegt sind, dass durch eine relative Verschwenkung der Abfolge der Biegeglieder zueinander entlang der Biegelinie die gewünschte Biegelinie des Profils oder Stabmaterials einstellbar ist. Die Art der Festlegung der Biegeglieder und damit der Relativbeweglichkeit der Biegeglieder zueinander bestimmt dabei die erzielbaren Biegeoperationen. Im einfachsten Fall, wenn die Biegeglieder über einen einfachen zweidimensionalen Schwenkmechanismus wie etwa ein Drehgelenk aneinander festgelegt sind, wird eine Biegung des Profils oder Stabmaterials in einer Ebene möglich. Es ist aber in anderer Ausgestaltung auch denkbar, dass die Biegeglieder derart zueinander verschwenkbar aneinander festgelegt sind, dass die gewünschte Biegung des Profils oder Stabmaterials dreidimensional gekrümmt hergestellt werden kann.It is particularly advantageous if the bending members are fixed to one another such that the desired bending line of the profile or rod material can be adjusted by relative pivoting of the sequence of the bending members relative to one another along the bending line. The type of determination of the bending members and thus the relative mobility of the bending elements to one another determines the achievable bending operations. In the simplest case, when the bending members are fixed to each other via a simple two-dimensional pivoting mechanism, such as a hinge, bending of the profile or bar material in a plane becomes possible. However, in another embodiment, it is also conceivable that the bending members are fixed to each other pivotally to each other so that the desired bending of the profile or rod material can be made three-dimensionally curved.
In jedem Fall sollten aber die relativen Verschwenkbewegungen zwischen den Biegegliedern gesteuert angetrieben sein, so dass die relative Verschwenkung um einen definierten Winkel oder mit definiertem Schwenkmoment automatisiert ausgeführt und kontrolliert werden kann. Damit sind die Schwenkbewegungen jedes einzelnen Biegegliedes unabhängig von den anderen Biegegliedern kontrollierbar. Als Antriebe für diese Schwenkbewegungen der einzelnen Biegeglieder kommen elektrische oder pneumatische oder hydraulische oder mechanische Antriebe in Frage, die ggf. über Getriebe, Übersetzung, Hebel oder dgl. die Biegeglieder relativ zueinander verschwenken.In any case, however, the relative pivoting movements should be controlled driven between the bending members, so that the relative pivoting can be performed and controlled automatically by a defined angle or with a defined pivoting moment. Thus, the pivoting movements of each bending member are independent of the other bending members controllable. As drives for these pivotal movements of the individual bending members are electrical or pneumatic or hydraulic or mechanical drives in question, possibly via transmission, translation, lever or the like. The bending members pivot relative to each other.
Weiterhin ist es von Vorteil, wenn die Biegeglieder und die Halteeinrichtungen an einem Grundkörper angeordnet sind. Ein solcher Grundkörper kann zum einen die notwendigen Lagerungen für die Biegeglieder und die Halteeinrichtungen aufnehmen, sich auf der anderen Seite aber auch, vorzugsweise auf einer Grundplatte, gegenüber der Umgebung der Vorrichtung abstützen. Da die Relativverschwenkung der Biegeglieder zueinander eine kettenartig gekoppelte, ebene oder räumliche Bewegung der Biegeglieder verursacht, müssen die Reaktionskräfte auf diese Verschwenkbewegung und die Biegung des Profils oder Stabmaterials abgestützt und ausgeleitet werden. Dies kann im Fall zweidimensionaler Biegeoperationen etwa durch Auflagerung der Biegeglieder auf einem festen Untergrund wie einer Grundplatte erfolgen.Furthermore, it is advantageous if the bending members and the holding devices are arranged on a base body. Such a basic body can on the one hand receive the necessary bearings for the bending members and the holding devices, on the other hand but also, preferably on a base plate, against the environment of the device support. Since the Relativverschwenkung the benders to each other causes a chain-like coupled, planar or spatial movement of the bending members, the reaction forces must be supported and discharged to this pivoting movement and the bending of the profile or rod material. In the case of two-dimensional bending operations, for example, this can be done by placing the bending members on a solid base such as a base plate.
Von besonderem Vorteil hinsichtlich der Abstützung des Profils oder Stabmaterials ist es, wenn die Stützelemente so ausgebildet und elastisch verformbar sind, dass sie das Profil oder Stabmaterial in zumindest einer Raumrichtung bei der Verformung des Profils oder Stabmaterials abstützen und ungewollte Biegefehler verhindern. Die Stützelemente haben bei der vorliegenden Erfindung zwei Aufgaben, nämlich zum einen die Gewährleistung einer kontinuierlich verlaufenden Biegelinie zwischen den einzelnen Biegegliedern und zum andern die Abstützung des Profils oder Stabmaterials bei der Durchführung der Biegeoperationen. Für den ersten Zweck erstrecken sich die Stützelemente zumindest zwischen zwei benachbarten Biegeliedern und sind an den Biegegliedern z.B. mit den Halteeinrichtungen klemmend festgelegt. In der Regel erstrecken sich die Stützelemente aber vorzugsweise über mehrere oder auch alle Biegeglieder. Durch diese Ausgestaltung sorgen die elastisch verformbaren Stützelemente dafür, dass die Biegung des Profils oder Stabmaterials mit einer kontinuierlich ausgebildeten Biegelinie erfolgt, was bedeutet, dass die Biegelinie keine Knicke oder sonstigen Irregularitäten aufweist, die man normalerweise beim Biegen vermeiden will. Zum anderen kann sich das Profil oder Stabmaterial zumindest bereichsweise an diesen sich entlang der Biegelinie erstreckenden Stützelementen bei der Durchführung der Biegeoperation durch die Relativverschwenkung der Biegeglieder abstützen, wodurch unzulässige Verformungen des Profils oder Stabmaterials verringert oder ganz vermieden werden können. Da sich die Stützelemente aufgrund ihrer Eigenelastizität bei der Verschwenkung der Biegeglieder ebenfalls, allerdings elastisch verbiegen und diese Biegung gleich der gewünschten Biegung des Profils oder Stabmaterials ist, bleibt das Profil oder Stabmaterial während der ganzen Ausführung der Biegung durch die Biegeglieder gestützt. Im einfachsten Fall einer zweidimensionalen ebenen Biegeoperation kann diese Abstützung in einer Raumrichtung erfolgen, etwa indem die Stützelemente als blattfederartige Elemente und an der Außenfläche des Profils oder Stabmaterials anliegend ausgebildet sind. Damit kann sich das Profil oder Stabmaterial genau in Richtung der Biegung an den blattfederartigen Stützelementen abstützen.Of particular advantage with regard to the support of the profile or rod material is when the support elements are so formed and elastically deformable that they support the profile or rod material in at least one spatial direction in the deformation of the profile or rod material and prevent unwanted bending errors. The support elements in the present invention have two purposes, namely on the one hand to ensure a continuous bending line between the individual bending members and on the other hand, the support of the profile or bar material in carrying out the bending operations. For the first purpose, the support elements extend at least between two adjacent Biegelieder and are connected to the flexures, e.g. clamped with the holding devices. In general, however, the support elements preferably extend over several or all bending members. By virtue of this configuration, the elastically deformable support elements ensure that the bending of the profile or bar material takes place with a continuously formed bending line, which means that the bending line has no kinks or other irregularities which one normally wants to avoid during bending. On the other hand, the profile or bar material can at least partially be supported on these support elements extending along the bending line during the execution of the bending operation by the relative pivoting of the bending elements, whereby unacceptable deformations of the profile or bar material can be reduced or avoided altogether. Since the support elements also bend, but elastically bend due to their inherent elasticity in the pivoting of the bending members and this bend is equal to the desired bending of the profile or bar material, the profile or bar material remains supported during the entire execution of the bending by the bending members. In the simplest case of a two-dimensional plane bending operation, this support can take place in a spatial direction, for example by the support elements being formed as leaf spring-like elements and on the outer surface of the profile or rod material fitting. Thus, the profile or rod material can be supported exactly in the direction of the bend on the leaf spring-like support elements.
Es ist aber auch denkbar, dass mehrere Stützelemente so entlang der Biegelinie des Profils oder Stabmaterials angeordnet sind, dass sie das Profil oder Stabmaterial in mehr als einer Raumrichtung bei der Verformung des Profils oder Stabmaterials abstützen, z.B. erste Stützelemente so entlang der Biegelinie des Profils oder Stabmaterials angeordnet sind, dass sie das Profil oder Stabmaterial in einer Raumrichtung abstützen, und zweite Stützelemente mit einer senkrecht dazu ausgerichteten Stützwirkung entlang der Biegelinie angeordnet sind. Hierdurch können Profile oder Stabmaterial auch bei räumlichen Biegungen in zwei oder mehr Raumrichtungen abgestützt werden, so dass die Biegung genau und ohne unzulässige Biegefehler ausgeführt werden kann. Auch können die Stützelemente z.B. durch Druckkräfte belastet werden und so eine Vorspannung in das zu biegende Profil einbringen.However, it is also conceivable that a plurality of support elements are arranged along the bending line of the profile or bar material so as to support the profile or bar material in more than one spatial direction during the deformation of the profile or bar material, e.g. first support members are disposed along the bending line of the profile or rod material so as to support the profile or rod material in a spatial direction, and second support members are disposed along the bending line with a perpendicularly oriented supporting action. As a result, profiles or bar material can be supported even in spatial bends in two or more spatial directions, so that the bend can be performed accurately and without undue bending errors. Also, the support elements may be e.g. be loaded by compressive forces and thus bring a bias in the profile to be bent.
Weiterhin können die Stützelemente einen oder mehrere Einzelkörper aufweisen, wobei bei Verwendung mehrerer Einzelkörper die mehreren Einzelkörper einen Verbund bilden können. Durch die Verwendung mehrerer Einzelkörper, aus denen die Stützelemente gebildet werden, kann die Biegbarkeit und damit die Abstützung des zu biegenden Profils durch die Verwendung einzelner oder auch mehrerer Einzelkörper flexibel angepasst werden.Furthermore, the support elements may have one or more individual bodies, wherein when using a plurality of individual bodies, the plurality of individual bodies may form a composite. By using a plurality of individual bodies, from which the support elements are formed, the flexibility and thus the support of the profile to be bent by the use of individual or even more individual body can be flexibly adjusted.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung können z.B. abhängig von den auftretenden Biegekräften, die bei der Abstützung der Profile oder des Stabmaterials ja auch auf die Stützelemente wirken, mehrere blattfederartig ausgebildete Einzelkörper zu einem Stützelement paketartig geschichtet angeordnet werden. Hierdurch kann durch die Art und die Dicke der Schichtung der blattfederartig ausgebildeten Stützelemente genau dort ein hoher Abstützungswiderstand erzielt werden, wo dieser benötigt wird und auch große aus der Biegung des Profils oder Stabmaterials wirkende Kräfte sicher abgestützt werden.In an advantageous embodiment, e.g. Depending on the bending forces that occur in the support of the profiles or the rod material so also on the support elements, a plurality of leaf spring-like formed individual body are arranged in a packet-like layered to form a support element. This can be achieved exactly where there is a high support resistance by the nature and thickness of the stratification of the leaf spring-like support elements, where it is needed and also large acting from the bending of the profile or rod material forces are securely supported.
Es ist weiterhin auch denkbar, dass die Stützelemente drahtartig, rohrartig oder schlauchartig ausgebildet sind oder die aus einem oder mehreren Einzelkörpern gebildeten Stützelemente globale drahtartige, rohrartige oder schlauchartige Form annehmen und dadurch die Kräfte aus der Biegeoperation des Profils oder Stabmaterials in allen Raumrichtungen sicher abgestützt werden. Drahtartige Stützelemente können z.B. vorteilhaft Abstützungen bei dreidimensionalen Biegeoperationen ermöglichen, indem die Drähte passend zur Biegeverformung orientiert werden.It is also conceivable that the support elements are wire-like, tubular or tubular or accept the support elements formed from one or more individual bodies global wire-like, tubular or tubular form and thereby the forces from the bending operation of the profile or rod material are securely supported in all spatial directions , Wire-like support elements may e.g. advantageously provide support for three-dimensional bending operations by orienting the wires in accordance with the bending deformation.
Weiterhin ist es denkbar, dass die Stützelemente mindestens eine zusätzliche Gleitschicht und/oder Trennschicht aufweisen, die an der Oberfläche des Profils oder Stabmaterials anliegt und/oder die Gleitbewegung zwischen Profil und Stützelement und/oder von aus Einzelkörpern gebildeter Stützelemente untereinander verbessert. Da Relativbewegungen zwischen Stützelement und Profil bzw. z.B. zwischen den aus Blattfedern gebildeten Stützelementen zwischen den einzelnen Blattfedern auftreten können, wird durch eine derartige Gleitschicht und/oder Trennschicht die Relativbewegung zwischen Profil und Stützelement bzw. zwischen den Blattfedern des Stützelementes verbessert bzw. dei Oberfläche des Profils nicht beschädigt.Furthermore, it is conceivable that the support elements have at least one additional sliding layer and / or separating layer which bears against the surface of the profile or rod material and / or the sliding movement between the profile and the supporting element and / or of supporting elements formed from individual bodies with each other. Since relative movements between the support element and profile or eg between the support elements formed of leaf springs between the individual leaf springs can be improved by such a sliding layer and / or separating layer, the relative movement between the profile and support element or between the leaf springs of the support element or dei surface of the Profiles not damaged.
Weiterhin ist es denkbar, dass eine Vorschubeinrichtung auf das zu biegende Profil oder Stangenmaterial eine Vorschubkraft in Richtung des Verlaufs der Biegeglieder bzw. der Biegelinie aufbringt und so, abgestimmt auf die Bewegungen der eigentlichen Biegeoperationen mit den Biegegliedern, das Profil oder Stabmaterial durch die Kette der Biegeglieder hindurch fördert. Hierbei kann in einer denkbaren Ausgestaltung die Vorschubeinrichtung am Einlauf des Profils oder Stangenmaterials in die Anordnung der Biegeglieder angeordnet sein und eine schiebende Wirkung auf das zu biegende Profil oder Stangenmaterial ausüben, es ist aber auch denkbar, dass die Vorschubeinrichtung am Auslauf des Profils oder Stangenmaterials aus der Anordnung der Biegeglieder angeordnet ist und eine ziehende Wirkung auf das zu biegende Profil oder Stangenmaterial ausübt. Die Wahl der Anordnung hängt dabei vorrangig von der Widerstandsfähigkeit des Profils oder Stabmaterials gegen Zug bzw. Druck ab, d.h. labile Profile oder Stabmaterial werden in der Regel eher durch die Biegeglieder hindurch gezogen, stabilere Profile oder Stabmaterial können auch hindurch geschoben werden. Hierbei sollten die Biegeglieder entlang der Biegelinie des zu biegenden Profils oder Stangenmaterials synchron zur Wirkung der Vorschubeinrichtung ihre entlang der Biegelinie verformte Konfiguration einnehmen, d.h. die Vorschubeinrichtung arbeitet immer in den Pausen der eigentlichen Biegeoperationen.Furthermore, it is conceivable that a feed device applies a feed force in the direction of the course of the bending members or the bending line on the profile or rod material to be bent and so, matched to the movements of the actual bending operations with the bending members, the profile or rod material through the chain Promotes bending members through. Here, in a conceivable embodiment, the feed device can be arranged at the inlet of the profile or rod material in the arrangement of the bending members and exert a sliding effect on the profile or bar material to be bent, but it is also conceivable that the feed device at the outlet of the profile or rod material the arrangement of the bending members is arranged and exerts a pulling effect on the profile or bar material to be bent. The choice of arrangement depends primarily on the resistance of the profile or bar material against tension or pressure, i. labile profiles or rod material are usually pulled through the bending members, more stable profiles or rod material can also be pushed through. In this case, the bending members along the bending line of the profile or bar material to be bent should, in synchronism with the action of the feed device, assume their configuration deformed along the bending line, i. the feed device always works in the breaks of the actual bending operations.
Von besonderem Vorteil für die Herstellung faserverstärkter Kunststoffprofile ist es, wenn die Vorrichtung im Auslaufbereich einer konventionellen Pultrusionsanlage zur Herstellung faserverstärkter Kunststoffprofile angeordnet ist und das Kunststoffprofil mittels der Anordnung der Biegeglieder vor der Verfestigung des faserverstärkten Kunststoffprofils verformt und aushärtet. Hierdurch kann die an sich bekannte Pultrusionstechnik erweitert werden auch für die offenen und wenig widerstandsfähigen Profile, die mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellt werden können. Derartige Profile können durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch mit nahezu beliebigen Biegungen hergestellt werden, wenn die in der Pultrusionsanlage hergestellten faserverstärkten Kunststoffprofile anschließend unmittelbar in die erfindungsgemäße Vorrichtung eingeführt, dort entsprechend gebogen und in dem gebogenen Zustand bis zur ggf. temperaturgeführten Aushärtung gehalten werden. Dies erweitert das mögliche Formenspektrum pultrusionsgestützt hergestellter faserverstärkter Kunststoffprofile ungemein.Of particular advantage for the production of fiber-reinforced plastic profiles is when the device is arranged in the outlet region of a conventional pultrusion plant for producing fiber-reinforced plastic profiles and deforms the plastic profile by means of the arrangement of the bending members prior to solidification of the fiber-reinforced plastic profile and cured. As a result, the pultrusion technique known per se can be extended even for the open and less resistant profiles that can be produced with the device according to the invention. Such profiles can be prepared by the use of the device according to the invention with almost any bends, when the fiber reinforced plastic profiles produced in the pultrusion subsequently introduced directly into the device according to the invention, there bent accordingly and held in the bent state to possibly temperature-controlled curing. This greatly expands the possible range of shapes produced by pultrusion-based fiber-reinforced plastic profiles.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Biegen von Profilen oder Stabmaterial, bei dem die Profile oder das Stabmaterial in zueinander verschwenkbare Biegeglieder eingebracht werden, die das Profil oder Stabmaterial aufnehmen und punktuell halten und mittels Biegemomenteneinleitung lokal in eine gebogene Konfiguration überführen. Hierbei verschwenken in erfindungsgemäßer Weise mindestens zwei entlang der Biegelinie des Profils oder Stabmaterials zueinander beabstandete Biegeglieder relativ zueinander gesteuert und durch die relative Verschwenkung der Biegeglieder zueinander wird das Profil oder Stabmaterial lokal gebogen, wobei zumindest abschnittsweise zwischen den Biegegliedern angeordnete, elastisch verformbare Stützelemente durch die relative Verschwenkung der Biegeglieder zueinander ebenfalls mitgebogen werden und die Stützelemente dabei das sich biegende Profil oder Stabmaterial abstützen. Auf die Eigenschaften und Vorteile der vorstehend beschriebenen Vorrichtung sei in diesem Zusammenhang verwiesen, die selbstverständlich auch bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Tragen kommen. Durch das beschriebene Biegeverfahren mit kinematischer Wirkweise lässt sich schließlich die Krümmung von Profilen mit nahezu beliebigen Profilquerschnittsgeometrien (symmetrisch, unsymmetrisch, offen, geschlossen) flexibel entlang des Profils einstellen.The invention further relates to a method for bending profiles or rod material, in which the profiles or the rod material are introduced into mutually pivotable bending members which receive the profile or rod material and selectively hold and locally transferred by bending moment introduction in a curved configuration. In this way, according to the invention, at least two bending members spaced apart from each other along the bending line of the profile or rod material pivot relative to one another and the profile or rod material is locally bent by means of the relative pivoting of the bending members, elastically deformable supporting elements arranged at least in sections between the bending members Pivoting the bending members to each other are also mitgebogen and the support elements thereby support the bending profile or rod material. Reference is made in this connection to the properties and advantages of the device described above, which of course also apply to the method according to the invention. Finally, the curvature of profiles with almost any desired profile cross-section geometries (symmetrical, asymmetrical, open, closed) can be adjusted flexibly along the profile by means of the described bending method with kinematic mode of action.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn das zu biegende Profil oder Stangenmaterial im unverformten oder vorverformten Zustand in die Biegeglieder eingebracht und die Biegeglieder anschließend gleichzeitig oder nacheinander in die endverformte Konfiguration entlang der Biegelinie gebracht werden. Hierdurch kann eine Art kinematische Kette aus den Biegegliedern aufgrund der eigenständigen Verschwenkbarkeit jedes einzelnen Biegegliedes gleichzeitig an allen Biegegliedern oder in zeitlicher/räumlicher Abstimmung einzelner Biegeglieder die Biegeumformung des Profils oder Stabmaterials durchführen, wodurch eine weite Veränderbarkeit und technologische Anpassbarkeit der Biegeoperationen gewährleistet werden kann. Hierbei werden die Biegeglieder unabhängig voneinander mit einem vorgebbaren Drehmoment und/oder einem vorgebbaren Winkel zueinander verschwenkt, so dass ggf. an jedem Biegeglied unterschiedliche Biegeparameter für die lokale Biegung des Profils oder Stabmaterials eingestellt werden können.It is particularly advantageous if the profile or bar material to be bent is introduced into the bending members in the undeformed or pre-deformed state and the bending members are subsequently brought into the end-deformed configuration along the bending line simultaneously or successively. As a result, a kind of kinematic chain of the bending members due to the independent pivotability of each bending member at the same time on all Biegegliedern or in temporal / spatial coordination of individual bending members perform the bending deformation of the profile or rod material, whereby a wide variability and technological adaptability of the bending operations can be guaranteed. In this case, the bending members are pivoted independently of each other with a predetermined torque and / or a predetermined angle to each other, so that, if necessary, at each bending member different bending parameters for the local bending of the profile or rod material can be adjusted.
Die sichere Abstützung des Profils oder Stabmaterials bei der Biegeumformung wird dadurch gewährleistet, dass an den Biegegliedern angeordnete Halteeinrichtungen gegenüberliegende lokale Aufnahmen für das Profil oder Stabmaterial bilden. Diese Halteelemente bilden quasi die Anlageflächen für das Profil oder Stabmaterial innerhalb der Biegeglieder und positionieren das Profil oder Stabmaterial relativ zu dem Biegeglied.The secure support of the profile or bar material in the bending deformation is ensured by the fact that at the bending members arranged holding devices form opposite local receptacles for the profile or rod material. These holding elements virtually form the contact surfaces for the profile or bar material within the bending members and position the profile or bar material relative to the bending member.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Stützelemente so ausgebildet und elastisch verformt werden, dass sie das Profil oder Stabmaterial in zumindest einer Raumrichtung bei der Verformung des Profils oder Stabmaterials abstützen und ungewollte Biegefehler verhindern. Hierdurch wird eine sich beim Biegevorgang synchron mitverformende Abstützung des Profils oder Stabmaterials zur Verfügung gestellt, die in jedem Zwischenstadium des Biegens sich an dem Profil oder Stabmaterial anliegt und dieses so abstützt, dass nur die gewollten Biegeverformungen hervorgerufen werden, nicht aber ungewünschte Biegeverformungen wie Faltenbildung, Einfallen oder dgl.It is particularly advantageous if the support elements are designed and elastically deformed such that they support the profile or rod material in at least one spatial direction during the deformation of the profile or rod material and prevent unwanted bending errors. As a result, a synchronous mitverformende support during the bending process of the profile or rod material is provided, which abuts the profile or rod material at each intermediate stage of bending and this supported so that only the desired bending deformations are caused, but not unwanted bending deformations such as wrinkles, Collapse or the like
Weiterhin ist es denkbar, dass das zu biegende Profil oder Stangenmaterial nach und nach in die Biegeglieder eingebracht und zwischen den Biegegliedern hindurch gefördert wird. Ein solcher quasi-kontinuierlicher Betrieb erhöht die Ausbringung und damit die Wirtschaftlichkeit des erfindungsgemäßen Verfahren.Furthermore, it is conceivable that the profile or bar material to be bent is gradually introduced into the bending members and conveyed between the bending members. Such a quasi-continuous operation increases the yield and thus the efficiency of the method according to the invention.
Hierzu kann in weiterer Ausgestaltung eine Vorschubeinrichtung auf das zu biegende Profil oder Stangenmaterial eine Vorschubkraft in Richtung der Biegelinie aufbringen und damit das Profil oder Stabmaterial durch die kinematische Kette der Biegeglieder hindurch fördern, wenn gewährleistet wird, dass die Biegeglieder entlang der Biegelinie des zu biegenden Profils oder Stangenmaterials synchron zur Wirkung der Vorschubeinrichtung ihre entlang der Biegelinie verformte Konfiguration einnehmen.For this purpose, in a further embodiment, a feed device to apply to the profile or bar stock to be bent a feed force in the direction of the bending line and thus promote the profile or rod material through the kinematic chain of the bending members, if it is ensured that the bending members along the bending line of the profile to be bent or rod material in synchronism with the action of the feed device take its deformed along the bending line configuration.
Ebenfalls ist es aber auch denkbar, dass das zu biegende Profil oder Stangenmaterial zeitgleich in alle Biegeglieder eingelegt und in nur einem Biegevorgang komplett verformt wird.However, it is also conceivable that the profile or bar material to be bent is simultaneously inserted into all bending members and completely deformed in only one bending operation.
Weiterhin ist es denkbar, dass ein zu biegendes hohles Profil oder Stangenmaterial bei der Biegeverformung zusätzlich im Inneren abgestützt wird, um z.B. ein Einfallen des Profils noch besser zu verhindern.Furthermore, it is conceivable that a hollow profile or rod material to be bent is additionally supported in the interior during the bending deformation, in order, for example, to be deformed in the interior. to prevent a collapse of the profile even better.
Von besonderem Vorteil ist es darüber hinaus, wenn das zu biegende Profil oder Stangenmaterial im erwärmten Zustand, vorzugsweise erwärmt durch eine indirekte Erwärmung mittels elektrischer Widerstandsheizelemente oder eine Erwärmung durch Infrarotstrahlung oder eine Erwärmung in einem Ofen oder die direkte Erwärmung elektrisch leitfähiger Materialien durch Joule'sche Verluste, verformt wird. Durch eine Temperierung des Profils oder Stabmaterials kann der Biegewiderstand des Profils oder Stabmaterials gezielt positiv beeinflusst werden, so dass die Umformung bei besonderen Materialien überhaupt erst möglich wird oder besonders günstig ablaufen kann.In addition, it is particularly advantageous if the profile or bar material to be bent in the heated state, preferably heated by indirect heating by means of electrical resistance heating or heating by infrared radiation or heating in an oven or the direct heating of electrically conductive materials by Joule'sche Losses, being deformed. By controlling the temperature of the profile or bar material, the bending resistance of the profile or bar material can be positively influenced in a positive manner, so that the forming of special materials is only possible or particularly favorable.
In weiterer Ausgestaltung ist es auch denkbar, dass das zu biegende Profil oder Stangenmaterial nach der Umformung im erwärmten Zustand gezielt abgekühlt wird, um bleibende Materialeigenschaften des Profils oder Stangenmaterials, insbesondere die Härte und/oder die Elastizität, zu beeinflussen.In a further embodiment, it is also conceivable that the profile or bar material to be bent after the forming in the heated state is selectively cooled in order to influence the permanent material properties of the profile or bar material, in particular the hardness and / or elasticity.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn als Material des zu biegenden Profils oder Stangenmaterials metallische Werkstoffe oder Kunststoffe verformt werden. Es ist aber auch denkbar, dass als Material des zu biegenden Profils oder Stangenmaterials faserverstärkte, insbesondere duroplastische Kunststoffe verformt werden, die im Auslaufbereich einer konventionellen Pultrusionsanlage mittels der Anordnung der Biegeglieder vor der Verfestigung des faserverstärkten Kunststoffstranges in eine verformte Konfiguration überführt und in der Anordnung der Biegeglieder ausgehärtet werden.It is particularly advantageous if metallic materials or plastics are deformed as the material of the profile or bar material to be bent. However, it is also conceivable that fiber-reinforced, in particular thermosetting plastics are deformed as the material of the profile or bar material to be bent, which in the outlet region of a conventional pultrusion system by means of the arrangement of the bending members before the solidification of the fiber-reinforced plastic strand in a deformed configuration and in the arrangement of Bending links are cured.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt die Zeichnung.A particularly preferred embodiment of the device according to the invention is shown in the drawing.
Es zeigen:
-
1a -1d - einen grundsätzlichen Aufbau einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Ansichten mit Darstellung der relativen Verschwenkbarkeit der an einem Profil angeordneten Biegeglieder und den Stützelementen, -
2a -2e - Aufbau der Biegeglieder und deren Verschwenkeinrichtungen sowie Darstellung der Reihung einer Anzahl von Biegegliedern zur Aufnahme eines zu biegenden Profils, -
3a -3d - Darstellung einer Reihung einer Anzahl von Biegegliedern mit darin angeordneten zu biegenden rechteckigem Profil in einer schon gebogenen Konfiguration sowie zwei Biegestadien, -
4a -4b - Darstellung einer Reihung einer Anzahl von Biegegliedern mit darin angeordnetem, zu biegendem L-Profil in einer gebogenen Konfiguration, -
5a -5e - Darstellung einer Reihung einer Anzahl von Biegegliedern mit darin angeordnetem, zu biegendem L-Profil in der geraden Ausgangskonfiguration und in einer gebogenen Konfiguration sowie in einer Explosionsdarstellung, -
6a -6c - Darstellung von verschiedenen Biegekonfigurationen von gebogenen Profilen mit Darstellung der Orientierung der Reihung der Biegeglieder und gebogener Konfiguration der Stützelemente, -
7a -7b - Beispiel eines ersten komplex dreidimensional gebogenen U-Profils mit Darstellung der Orientierung der Reihung der Biegeglieder, -
8a -8c - Beispiel eines weiteren komplex dreidimensional gebogenen U-Profils mit Darstellung der Orientierung der Reihung der Biegeglieder, -
9 - Darstellung einer Reihung einer Anzahl von Biegegliedern mit darin angeordnetem, zu biegendem U-Profil in einer gebogenen Konfiguration ohne Stützelemente, -
10 - Darstellung des Einsatzes einer erfindungsgemäßen Vorrichtung an einer konventionellen Pultrusionsanlage zur Herstellung von komplex gebogenen faserverstärkten Kunststoffprofile.
-
1a -1d a basic structure of a device according to the invention in various views, showing the relative pivotability of the bending elements and the supporting elements arranged on a profile, -
2a -2e Construction of the bending members and their pivoting devices and representation of the sequence of a number of bending members for receiving a profile to be bent, -
3a -3d Representation of a series of bending members with arranged therein to be bent rectangular profile in an already bent configuration and two bending stages, -
4a -4b Representation of a series of bending members with therein to be bent L-profile in a bent configuration, -
5a -5e Representation of a series of bending members with therein to be bent L-profile in the straight initial configuration and in a curved configuration and in an exploded view, -
6a -6c Representation of different bending configurations of curved profiles, showing the orientation of the sequence of bending elements and curved configuration of the supporting elements, -
7a -7b Example of a first complex three-dimensionally curved U-profile with representation of the orientation of the sequence of bending members, -
8a -8c Example of another complex three-dimensionally bent U-profile with representation of the orientation of the sequence of bending members, -
9 Representation of a series of bending members with therein to be bent U-profile in a curved configuration without support elements, -
10 - Representation of the use of a device according to the invention in a conventional pultrusion plant for the production of complex bent fiber-reinforced plastic profiles.
In der
Hierzu ist der Aufbau der Vorrichtung
Zwischen den Halteelementen
Neben der seitlichen Abstützung des Profils
Ebenfalls kann ein z.B. hohles Profil
Die Abfolge der einzelnen Biegeglieder
Die relative Verschwenkung
Die horizontalen Außenstützelemente
In den
Man erkennt noch einmal besser den grundsätzlich C-förmig geformten Aufbau der zangenartig verfahrbaren Halteelemente
In den
Die
Die
Die
In den
Gemäß
Die
Die wesentlichen Vorteile der erfindungsgemäßen Vorrichtung
- • definiertes Biegeverfahren mit Vorzügen wie torsionslose Biegung
- • Abstützung von deformationsempfindlichen Querschnitten durch formgebundenes Wirkprinzip
- • Anwendung von Übergangszonen, kein scharfer Übergang von einer Profilkrümmung zum nächsten Wert, dadurch auch für architektonische/ künstlerische Zwecke interessant
- • Anwendung des zyklischen Biegens mit Vor- und Rückbiegen zur Steigerung der Präzision
- • Sehr flexibles Biegeverfahren mit geringen Werkzeugkosten
- • Nachjustieren bereits gebogener Profile und Rohre möglich
- • Neuordnung der Prozesskette durch die Verarbeitung von gefügten bzw. bearbeiteten Strukturen (z.B. Zusammenbau, Flansche, etc. können am Biegegut bereits gefügt sein) möglich
- • Gebogene CFK-Profile flexibel herstellbar, indem im gespannten Zustand durch Temperatur ausgehärtet wird (Widerstandserwärmung ist denkbar)
- • Warmumformung und Härten von hochfesten Stählen und Leichtmetallen.
- • Defined bending process with advantages such as torsion-free bending
- • Support of deformation-sensitive cross-sections by means of a molded action principle
- • Application of transition zones, no sharp transition from one profile curvature to the next value, thus also interesting for architectural / artistic purposes
- • Application of cyclic bending with forward and backward bending to increase precision
- • Very flexible bending process with low tooling costs
- • Readjustment of already bent profiles and pipes possible
- • Reorganization of the process chain through the processing of joined or machined structures (eg assembly, flanges, etc. may already be joined to the material to be bent)
- • Curved CFRP profiles can be flexibly produced by curing in the tensioned state by means of temperature (resistance heating is conceivable)
- • Hot forming and hardening of high strength steels and light metals.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 1 -1 -
- Profil oder StangenmaterialProfile or rod material
- 2 -2 -
- Biegegliedbender
- 3 -3 -
- horizontales Außenstützelementhorizontal outer support element
- 4 -4 -
- Drehgelenkswivel
- 5 -5 -
- InnenstützelementeInternal support elements
- 6 -6 -
- vertikales Außenstützelementvertical outer support element
- 7 -7 -
- Verstellrichtung vertikales AußenstützelementAdjustment direction vertical outer support element
- 8 -8th -
- Verstellrichtung StützelementeAdjustment direction support elements
- 9 -9 -
- Halteelementeretaining elements
- 10 - 10 -
- Basiselementbase element
- 11 -11 -
- Verschwenkrichtungpivoting
- 12 -12 -
- Drehgelenk BiegegliedSwivel flexure
- 13 -13 -
- Biegelinieelastic line
- 14 -14 -
- Auflageelementesupport elements
- 15 -15 -
- Lagerung AußenstützelementStorage outer support element
- 16 -16 -
- Druckelementeprint elements
- 17 -17 -
- Vorrichtungcontraption
- 18 -18 -
- Pultrusionsanlagepultrusion
- 19 -19 -
- ZugapparatZugapparat
- 20 -20 -
- Ausnehmungen für StützelementeRecesses for support elements
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- JP 2013217829 A [0011]JP 2013217829 A [0011]
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