DE19825641C1 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Biegen eines BiegeprofilsInfo
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Abstract
Zum Biegen eines Biegeprofils, insbesondere von Draht, sind Meniskierrollen vorgesehen, die eine erste Biegung des Drahtes um eine Meniskierkante in einer ersten Biegeebene durchführen, und eine nachfolgende Biegerolle, mit deren Hilfe eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante in einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchführt. DOLLAR A Erfindungsgemäß ist zumindest die Biegekante in der Meniskierebene des Biegeprofils kontinuierlich so positionierbar, daß die Meniskierrichtung des bereits meniskierten Abschnitts des Biegeprofils mit der Biegekante einen vorgebbaren, konstanten oder über die Länge des Biegeprofils variablen Winkel bildet. DOLLAR A Durch die Koordination der beiden grundsätzlich in den zueinander orthogonalen Ebenen zueinander unabhängig ablaufenden Biegeformungen des Drahtes erhält man einen Steuerungsparameter, mit dem insbesondere der unerwünschte roll-out-Effekt, der durch Toleranzen des Drahtes hervorgerufen wird und die Präzision der Formgebung des Drahtes oder Drahtabschnittes nachteilig beeinflußt, in einem weitaus größeren Bereich beherrschbar wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils
gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen
der Patentansprüche 1 und 14.
Das Grundprinzip bekannter Verfahren besteht darin, einen Draht des
vorgesehenen Profils über zueinander entsprechend ausgerichtete
Walzen und Rollen zu führen und während des Vorschubs eine räumliche
Biegung vorzunehmen, so daß nach Durchlauf der vorgegebenen Länge
des Biegeprofils, also beispielsweise des Umfangs eines
Brillenrandes möglichst exakt die vom Glashersteller oder sonstigen
Kunden vorgegebene Form des Augenrandes erreicht wird. Dies bringt
verschiedene technologische Probleme mit sich, die am Beispiel des
Augenrandes einer Brille erläutert werden:
Der Querschnitt auch des präzisesten Drahtes ist über seine Länge
Schwankungen unterworfen, mit der Folge, daß die mit einer be
stimmten Kraft/bestimmten Drehmoment im Bereich der Biegewalzen
durchgeführte, computerberechnete Abbiegung in entsprechendem Umfang
schwankt, was sich auf die Gesamtgestalt des Brillenrandes unter
Umständen gravierend auswirken kann, wenn eine besonders starke
Toleranzschwankung des Drahtes auf einem Drahtbereich auftritt,
dessen Abbiegung von besonderer Bedeutung für das Gesamtergebnis der
Biegung ist; die Präzision der gesamten Biegeabläufe läßt sich am
ehesten dadurch ablesen, wie Anfang und (abgeschnittenes) Ende des
Drahtes nach der Biegung eines Augenrandes "zusammenpassen"; in der
Regel ergeben sich hieraus Toleranzen im Bereich von einigen
Millimetern in allen Raumrichtungen, was den Abschneidevorgang bzw.
dessen genaue räumliche Positionierung sehr erschwert (was aber
nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein soll).
Ein anderes Problem liegt in der Querschnittsverteilung des
Materials des Drahtes; abhängig vom Material als solchem (z. B.
Titan), dem gewählten Profil und dem Herstellungsverfahren des
Drahtes sind über den Querschnitt Zonen verschiedener Materialdichte
ausgebildet, die auch von Drahtcharge zu Drahtcharge schwanken
können; diese Schwankungen in der Querschnittsverteilung des
Materials mit den damit verbundenen Schwankungen der physikalischen
Parameter wie Biegeverhalten, Torsionsverhalten führt ebenfalls
dazu, daß die oben erwähnten Toleranzen bei der Biegung des
Augenrandes auftreten bzw. noch verstärkt werden. Die
unterschiedliche Querschnittsverteilung des Materials hat auch zur
Folge, daß die Länge des Drahtabschnittes, die einen Augenrand
bildet, schwankt, da bei der überwiegenden Biegung um 360° die
inneren Bereiche des Drahtes zwangsläufig gestaucht, die äußeren
Bereiche des Drahtes zwangsläufig gedehnt werden müssen, wodurch die
Endlänge des Drahtabschnittes beeinflußt wird.
Einmal aufgrund solcher Toleranzen erfolgte Abweichungen von
Biegungen von den "programmierten" Biegeverläufen sind nur bedingt
zu "reparieren", da es sich abhängig vom Material bei den Biege-,
Stauch- und Streckvorgängen um irreversible physikalische Vorgänge
handelt (so daß man beispielsweise durch Zurückbiegen eines
Drahtabschnittes nicht mehr den ursprünglichen Zustand des Drahtes
in geradem Zustand erreicht, ganz davon abgesehen, daß angelieferte
Drahtrollen, die zur Biegung zugeführt werden, ebenfalls bereits
Stauchungen, Verbiegungen und Verdrehungen aufweisen).
Die Biegung des Drahtabschnittes zum Augenrand erzeugt eine
dreidimensionale Struktur, d. h., die Unterkante des gebildeten
Augenrandes kann man sich auf einer schwach gewölbten
Kugeloberfläche liegend vorstellen; je mehr die Form des Augenrandes
von der Kreisform abweicht, umso stärker werden Abweichungen des
Augenrandes in der Z-Richtung (Richtung senkrecht zur Hauptebene des
Augenrandes) sein (bei zurückgebogenem Augenrand ergibt sich hieraus
eine Drahtform mit Höhen und Tälern, letztere sind dann bei den
Umkehrpunkten in den Eckenbereichen des jeweiligen Augenrandes
gebildet worden).
Diese spezielle dreidimensionale Verformung durch koordinierte,
dreidimensionale Biegevorgänge führt zu einem weiteren unangenehmen
Effekt:
Wünschenswert für den fertigen Augenrand ist es für den Brillen
hersteller bzw. den Optiker, wenn die nach innen zeigenden
Profilflächen des fertigen Augenrandes zueinander parallel stehen,
damit das Brillenglas in das dort in der Regel vorgesehene Profil
sicher eingesetzt und gehalten werden kann, ohne daß die Gefahr des
Herausrutschens oder Herausfallens besteht. Genau diese Parallelität
der einander zugewandten Innenprofilflächen des Augenrandes ist
jedoch mit den vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen nur im
begrenzten Umfang möglich, d. h., nur in einem von den Eigenschaften
des Drahtes vorgegebenen "Toleranzfenster", da insbesondere die
Toleranzschwankungen des Drahtes bei den vorhandene n bekannten
Verfahren zeitlich bzw. räumlich versetzt mit Korrekturen sich sehr
stark auswirken und diesen unerwünschten "roll out"-Effekt
hervorrufen.
Das "roll out-Problem" stellt nur einen, aber wesentlichen
Problemkreis dar, der den Einsatzbereich bekannter Verfahren
insbesondere auch bei der Anpassung an verschiedene Drahtquer
schnitte und Drahtformen einschränkt und somit auch die Reprodu
zierbarkeit und somit die Ausschußhäufigkeit der in der Regel in
Tausenden gefertigten Augenränder negativ beeinflußt.
Bei einer vorbekannten Maschine der Anmelderin mit der Bezeichnung
"S 503" (Vollautomatische CNC-Augenrandbiege- und
Meniskiermaschine S-503, Prospekt der Fa.
Schüssler-Technik, Pforzheim, DE) wird von Meniskierrollen eine erste Biegung (Meniskierung)
des Drahtes um eine Meniskierkante in einer ersten Biegeebene durch
geführt und eine zur Meniskierkante beabstandete, nachfolgende
Biegerolle eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante in
einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchge
führt. Beim Biegen wird der zeitlich vorher meniskierte Draht schräg
über die Biegewelle gebogen, dabei wird der Draht verdrillt
(tordiert), je nach Meniskierradius und Richtung. Eine Korrektur der
Verdrillung ist dabei nur über die Meniskierebene begrenzt möglich.
Aus der DE 41 32 311 C1 ist eine Vorrichtung zum Formen von Draht
bekannt, bei der zuerst der Draht mit der gesamten Drahtführung
radienabhängig tordiert wird, bevor eine Meniskier- und Biegebewegung
eingeleitet wird. Die zeitliche Abfolge dieser Arbeitsgänge bringt
den Nachteil mit sich, daß keine Korrekturmöglichkeit zur Verfügung
steht, um der eingeleiteten Verformung und Verspannung beim
Tordieren und Meniskieren im letzten Arbeitsgang, dem Biegen,
entgegen zu wirken.
Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung und dem
entsprechend dieser Vorrichtung durchgeführten Verfahren besteht
darin, daß der vorher tordierte Draht beim Meniskieren (wölben) und
Biegen (winden) nicht formschlüssig definiert in den Biegeachsen
gebogen werden kann, dadurch werden weitere Verspannungen im Ober
flächenbereich des Drahtes eingeleitet. Eine Abstützung innerhalb
der Glasnut des Drahtes im Bereich der neutralen Faser ist demnach
beim Biegen um die X-Achse nicht möglich, die Folge sind Verformungen
im Glasnutbereich.
Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, durch eine definierbare,
zusätzliche Beeinflussung des Biegevorgangs den oben geschilderten
Problemen entgegenzuwirken.
Es ist folglich die wesentliche Aufgabe der Erfindung, die bekannten
Verfahren und Vorrichtungen so zu verbessern, daß der Einsatzbereich
dieser Verfahren vergrößert wird und eine bessere Reproduzierbarkeit
der Formgebung der erzeugten Artikel erreicht wird, beispielsweise
durch eine zuverlässigere und präziserere Korrektur des roll-out-
Effektes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen
der Patentansprüche 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen
ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
Die Erfindung hat erkannt, daß eine Positionierung der Biegekante in
einer pendelnden oder schwingenden Weise in der Meniskierebene und
damit die höhere Koordination dieser beiden grundsätzlich unabhängig
voneinander ablaufenden Biegeformungen des Drahtes
überraschenderweise die eingangs erwähnten Abläufe besser
beherrschbar macht; dies mag hauptsächlich darin begründet sein, daß
der Draht nach Durchführung der Meniskierung im wesentlichen
senkrecht auf die Biegekante geführt wird, wo die Biegung in der
Hauptebene des Augenrandes durchgeführt wird, so daß Stauchungen und
Verdrehungen im Drahtgefüge im Biegebereich, die durch eine "schräge
Abbiegung" bei bisherigen Lösungen hervorgerufen wurden, nunmehr
zumindest weitgehend vermieden werden.
Mit der Positionierung der Biegekante durch Verschwenkung ihrer
Längsachse aus deren üblicherweise senkrecht zur Längsachse des
Drahtes in dessen Vorschubrichtung verlaufenden Position erhält man
sozusagen einen weiteren Freiheitsgrad oder Steuerungsparameter, der
beispielsweise gemessene Abweichungen der jeweiligen Biegung eines
Drahtabschnittes durch eine berechenbare "Gegenbewegung" unmittelbar
auf die unerwünschte Abweichung zumindest teilweise kompensieren
kann.
Insbesondere hat sich herausgestellt, daß die unerwünschten roll-
out-Effekte in einem weitaus größeren Bereich beherrschbar werden,
so daß der Einsatz- und Verwendungsbereich der entsprechenden
Maschine auch auf Drahtformen, Drahtmaterialien und Drahtquerschnit
te ausgedehnt werden kann, bei denen mit konventionellen Verfahren
und Maschinen roll-out-Effekte nicht mehr zuverlässig im Griff zu
behalten waren, aber auch andere Effekte, die zu einer unzuverläs
sigen Formung des Augenrandes führten, verstärkt auftraten.
Hier ist es grundsätzlich möglich, lediglich die in der Regel als
Biegewelle ausgebildete Biegekante zu positionieren, besonders
vorteilhaft sind jedoch Konzeptionen, bei denen auch die Biegerolle
und gegebenenfalls auch die Meniskierrollen unabhängig von der
Positionierungsbewegung der Biegekante ihrerseits verschwenkbar und
verschiebbar sind, so daß durch eine steuerungstechnische Koordi
nation dieser Bewegungen die Biegungsvorgänge im gewünschten Sinn
beeinflußt werden können.
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
den Unteransprüchen entnehmbar.
Mehrere Ausführungsbeispiele werden nun anhand von Zeichnungen näher
erläutert, es zeigen:
Fig. 1 Eine schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungs
beispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens (Biegekante schwenkbar, Biegerolle und Meni
skierrollen gemeinsam linearer Meniskierhub),
Fig. 2 eine erste Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
mit einer Biegevorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf ein zweites Ausführungs
beispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens (Biegekante und Biegerolle parallel zueinander
schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),
Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf ein drittes Ausführungs
beispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens (Biegekante und Biegerolle, unabhängig von
einander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskier
hub),
Fig. 5 eine schematische Aufsicht auf ein viertes Ausführungs
beispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens (Biegekante schwenkbar, Meniskierrollen line
arer Meniskierhub),
Fig. 6 eine schematische Aufsicht auf ein fünftes Ausführungs
beispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens (Biegekante und Biegerolle parallel zueinander
schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),
Fig. 7 eine schematische Aufsicht auf ein sechstes Ausführungs
beispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens (Biegekante und Biegerolle schwenkbar, Meni
skierrollen linearer Meniskierhub und Verschwenkung),
Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß
Fig. 7 und
Fig. 9 eine zweite Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
mit einer Biegevorrichtung gemäß Fig. 7 und 8.
Die Figuren zeigen insgesamt sechs Ausführungsbeispiele der
Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre, wie die Biegekante und die
anderen Bauteile positioniert werden können.
In bekannter Weise wird der Biegevorrichtung ein Biegeprofil 100,
beispielsweise ein Draht, zur Formung eines Augenrandes einer
Brille, in einer Achse L in Vorschubrichtung zugeführt, wozu
horizontal und vertikal arbeitende Transport- und Führungsrollen
11, 12 vorgesehen sind.
Zur Abbiegung des Biegeprofils 100 in einer ersten Ebene der Menis
kierebene Ebene E10, die in den Fig. 1, 3-7 der Zeichenebene
entspricht, dienen in ebenfalls bekannter Weise Meniskierrollen 25
und 26, die um einen Meniskierhub M in einer Ebene MR ausgelenkt
werden, so daß das Biegeprofil 100 an eine der Meniskierrollen
anliegt und von einer der Transportrollen 11, 12 als Gegenlager ge
halten wird, so daß der Wert des Meniskierhubes M das Maß der
Meniskierung definiert.
Eine der in Richtung des Vorschubs V vorderen Transportrollen 11, 12
bildet dabei eine Meniskierkante MK, die senkrecht zur
Meniskierebene E10 (und damit der Zeichenebene) steht. Die
Meniskierkante MK wird in den Ausführungsbeispielen durch die
Mantelfläche derjenigen Transportrolle gebildet, die in Richtung der
Meniskierung liegt, die also das Gegenlager zur jeweils aktiven der
Meniskierrollen 25, 26 bildet. Bei den dargestellten
Ausführungsbeispielen ist dies die in Vorschubrichtung V links
liegende Meniskierrolle.
In ebenfalls noch konventioneller Weise nach dem Stand der Technik
wird dann das Biegeprofil 100 über eine von der Mantelfläche einer
Biegewelle 15 mit Drehachse BB gebildete Biegekante BK geführt und
auf der Unterseite einer Biegerolle 16 entlanggeführt, so daß je
nach vertikaler Position der Biegerolle 16 im bezug auf die
Zeichenebene der Fig. 1, 3 bis 7 eine mehr oder weniger starke
Abbiegung des Biegeprofils 100 in der senkrecht zur Zeichenebene
stehenden zweiten Ebene E20 mit der Biegewelle 15 als Gegenlager
erreicht wird. Die zweite Ebene E20 bildet einen Winkel von 90° zur
Biegewellenachse BB, entsprechend der Biegekante. Die
Vertikalpositionierung der Biegerolle 16 wird dabei von einer
Biegerollenhalterung 70C bewirkt, die um einen Biegewinkel β (Fig.
8) schwenkbar ist, wobei die Schwenkachse AA der
Biegerollenhalterung und die Längsachse BA der Biegerolle 16
parallel zueinander verlaufen. Die Meniskierbewegung in der Ebene
E10 und die räumlich und (bezogen auf einen definierten Punkt des
Biegeprofils 100) zeitlich nachgeschaltete Biegung in der Ebene 20
sind somit notwendigerweise versetzt.
Die Bewegung der Biegerolle 16 durch Verschwenkung um die Achse AA
der Biegerollenhalterung 70C einerseits und der Meniskierhub M
bestimmen somit in ihrer zeitlichen Abfolge und zeitlichen Zuordnung
letztlich die dreidimensionale Form des Biegeprofils 100 nach diesem
Bearbeitungsvorgang. Hierbei sind diese Bewegungen aufeinander
abgestimmt und werden in der Regel rechnergesteuert durchgeführt,
wobei soweit wie möglich auf die mechanischen Beschaffenheiten des
Biegeprofils 100, dessen Material und somit dessen Biegeverhalten
Rücksicht genommen wird, so daß jeder dreidimensionalen Form, die
aus einem bestimmten Biegeprofil 100 hergestellt werden soll,
spezifische Steuerparameter für die Verschwenkung der
Biegerollenhalterung 70C und den Meniskierhub M zugeordnet werden.
Bei dem in den Fig. 1 und 3-7 dargestellten Ausführungsbeispielen
ist die Biegewelle 15 in der Meniskierebene E10 um unterschiedliche
Winkel α verschwenkbar dargestellt, wobei insbesondere die in
Fig. 1 dargestellte Positionierung möglich ist, bei der der Winkel
δ zwischen der Meniskierrichtung MR des bereits meniskierten
Abschnitts des Drahtes 100 und der Längsachse BB der Biegewelle 15
90° beträgt, d. h., die Biegewelle 15 wird so positioniert, daß
abhängig vom aktuellen Meniskierhub M der bereits meniskierte
Abschnitt des Biegeprofils 100 "senkrecht" auf die Biegerolle
geführt wird, die unterhalb der Meniskierrollen 25, 26 entsprechend
um den Winkel α verschwenkbar gehalten ist.
Die Biegewelle 15 ist bei den in Fig. 1,3 und 4 dargestellten
Ausführungsbeispielen sowohl um eine Positionierungsachse PP um den
Winkel α schwenkbar gehalten als auch linear verschiebbar. Die
Biegewelle 15 ist dabei so unterhalb der Meniskierrollen 25, 26
gelagert, daß beim Verschwenkungswinkel α = 0 die Achse BB in der
Ebene des Meniskierhubes M zu liegen kommt. Als zweckmäßige
Linearverschiebung der Biegewelle 15 ist hierbei der Meniskierhub M
der Meniskierrollen 25, 26 gewählt. Die Schwenkbewegung um den
Winkel α ist dem Meniskierhub M überlagert, d. h., die in der
senkrecht zur Zeichenebene stehenden Ebene MA des Meniskierhubes M
verlaufende Positionierungsachse PP wird mit dem Meniskierhub
verschoben, bleibt also relativ zu den Meniskierrollen 25, 26
stationär. Vorzugsweise ist ihre Position auf der Mitte der
Verbindungsstrecke VV zwischen den Achsen der Meniskierrollen 25, 26
gewählt.
Der besondere Vorteil dieser Geometrie liegt darin, daß der Abstand
BMK zwischen der Positionierungsachse PP und der Meniskierkante MK
bei allen Schwenkwinkeln α konstant gehalten werden kann, was die
Steuerung vereinfacht, da dann der Abstand zwischen dem im Bereich
der Positionierungsachse PP liegenden "Biegepunkt" und der
Meniskierkante MK ebenfalls bei allen Werten des Schwenkwinkels α
der Biegewelle 15 nahezu konstant bleibt.
Die Verschwenkung der Biegewelle 15 kann dabei hinsichtlich ihres
Ausmaßes grundsätzlich unabhängig von der Bewegung der
Meniskierrollen 25, 26 erfolgen, um zumindest über Teilabschnitte
der Biegung auch Werte des Winkels δ zwischen der Meniskierrichtung
MR und der Biegewellenachse BB einstellen zu können, die von 90°
abweichen, wie dies bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten
Ausführungsbeispiel der Fall ist (δ = 90° ±Δδ, mit Δδ = Kor
rekturwinkel). Dies kann zweckmäßig sein, um auf das
Abbiegeverhalten des Biegeprofils 100 zusätzlichen Einfluß zu
nehmen, d. h. beispielsweise, eine Korrekturmöglichkeit zu haben, um
Abweichungen der dreidimensionalen Endform von einem Sollwert
minimieren zu können.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel führt die
Biegerolle 16 lediglich die oben beschriebene Verschwenkung um den
Biegewinkel β um die Achse AA aus, die das Maß der Biegung in der
Ebene E20 bestimmt, sowie die Verschiebung entsprechend dem
Meniskierhub M.
Fig. 2 zeigt eine erste Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens
gemäß der Prinzipdarstellung der Fig. 1:
als ortsfester Bezugspunkt dienen die Transportrollen 11, 12, von
denen das Biegeprofil 100 in Vorschubrichtung V zugeführt wird. Auf
einem Drehteller 40 sitzt ein erster Halteblock 41, dessen oberer
Abschluß von einer Lagerplatte 42 gebildet wird. An einer der Kanten
dieser Lagerplatte 42 ist die Biegewelle 15 so gehalten, daß ihre
Achse BB durch die Drehachse D des Drehtellers 40 verläuft. Die
Drehung des Drehtellers 40 erzeugt folglich die in den Figuren
dargestellten Verschwenkungen der Biegekante um den Schwenkwinkel α.
Die Drehachse D des Drehtellers ist folglich identisch mit der
in den anderen Figuren dargestellten Positionierungsachse PP.
Der Drehteller 40 seinerseits ist auf einem Schlitten 43 gelagert,
dessen erster Abschnitt 43A parallel zur Meniskierebene E10 liegt,
so daß die Verschwenkung des Drehtellers 40 der den Meniskierhub M
erzeugenden Verschiebung des Schlittens 43 überlagert wird.
Auf den ersten Abschnitt 43A des Schlittens 43 ist außerhalb des
Drehtellers 40 ein zweiter Halteblock 44 aufgesetzt, der zur
Aufnahme einer Meniskierrollen- und Biegerollenhalterung 45 dient.
Dadurch wird erreicht, daß auch der Biegerolle 16 der Meniskierhub M
des Schlittens 43 überlagert wird, und die Biegerolle 16 die Biegung
um den Biegewinkel β ausführen kann.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zur Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens, wird nicht nur die Biegewelle 15,
sondern zusätzlich auch die Biegerolle 16 parallel zur
Meniskierebene E10 verschwenkt, wobei die Achsen BB, BA der beiden
Wellen 15 und 16 parallel gehalten werden, da die Verschwenkung der
Biegewellen 15 und der Biegerolle 16 um einen gemeinsamen Schwenkwinkel α erfolgt.
In diesem Fall bilden also beide Achsen BA, BB mit der zweiten
Biegeebene E20 den Winkel δ < 90°. Hierdurch wird insbesondere
erreicht, daß das Biegeprofil 100 so auf die Oberfläche der
Biegerolle 16 geführt wird, daß von dieser ein gewünschter
Biegeeffekt oder Torsionseffekt ausgeübt wird, wie oben angedeutet
wurde.
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entspricht von seiner
grundsätzlichen Konzeption dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit dem
Unterschied, daß die Verschwenkung von Biegewelle 15 und Biegerolle
16 nach wie vor um die gemeinsame Positionierungsachse PP erfolgt,
jedoch um unterschiedliche Schwenkwinkel α1 bzw. α2 und
δ < 90° ist. Ersteres führt dazu, daß die entsprechenden Achsen BA,
BB nicht mehr parallel zueinander verlaufen, sondern einen in der
Regel veränderlichen spitzen Winkel γ = α2 - α1 miteinander
einschließen.
Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufgrund
der Platzverhältnisse im Biegebereich bzw. Meniskierbereich einem
zunehmenden Schwenkwinkel α1 der Biegewelle 15 von der Biegerolle
16 nicht mehr gefolgt werden kann, α2 also kleiner als α1 bleiben
muß. Bei vorgegebenem maximalen Schwenkwinkel α2 der Biegerolle 16,
wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ermöglicht diese Lösung einen
weiteren Schwenkbereich der Biegewelle 15, was die Möglichkeiten der
Einflußnahme auf die Biegung des Drahtes 100 vergrößert.
Die Integration des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels in die
in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung erfordert lediglich, daß eine
separate Biegerollenhalterung beispielsweise mittels eines
Drehsegmentes in Achse D (Fig. 2) auf dem Schlitten 43 im ersten
Abschnitt 43A gelagert und um den Winkel α2 verschwenkbar ist, die
von einem zusätzlichen Antrieb unabhängig vom Meniskierhub M und der
Drehung des Drehtellers um den Winkel α1 betätigt werden kann.
Die Meniskierrollenhalterung 45 bleibt daher am Block 44 befestigt.
Das vierte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entspricht der
Erfindung im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten ersten
Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, daß die Biegerolle 16 hier
insofern stationär gehalten ist, als sie lediglich die zur Biegung
erforderliche Verschwenkung um den Biegewinkel β ausführt.
Das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 entspricht im
wesentlichen dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel
mit dem Unterschied, daß der Verschwenkung um den Biegewinkel β
eine zusätzliche Verschwenkung der Biegerolle 16 um den
Schwenkwinkel α in der Meniskierebene E10 überlagert wird.
Im sechsten Ausführungsbeispiel zur Umsetzung des erfindungsgemäßen
Verfahrens schließlich, das in Fig. 7 und 8 dargestellt ist, sind
auch die Meniskierrollen 25, 26 der Schwenkbewegung um den Winkel α
angeschlossen, die um die Positionierungsachse PP erfolgt. Die
Meniskierrollen 25, 26 führen also diese Schwenkbewegung um den
Winkel α zusätzlich zum linearen Meniskierhub M durch.
Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 5, 6, 7 wird der Meniskier
hub M nicht mit anderen Bauteilen überlagert, sondern ausschließlich
von den Meniskierrollen 25, 26 durchgeführt. Daher bleibt hier die
Positionierungsachse PP ortsfest.
Fig. 8 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß der Aufsicht der Fig. 7
nochmals in einer schematischen perspektivischen Darstellung, wobei
das Biegeprofil 100 lediglich bis zu den vorderen Führungsrollen
11, 12 geführt ist, und dient nochmals zur grundsätzlichen
Erläuterung und Veranschaulichung der Biegevorgänge und der
zugeordneten Ebenen:
Die zweite Biegeebene E20 verläuft in der Achse des meniskierten,
vorderen Abschnitts des Biegeprofils 100, der den Winkel δ mit den
Achsen BA und BB bildet. In dieser Ebene E20 wird die Hauptbiegung
durchgeführt, wenn die Endform des Biegeprofils den Augenrand einer
Brille ergeben soll.
Senkrecht hierzu in der Zeichenebene liegt die Meniskierebene E10,
in der der Meniskierhub M stattfindet, durch den bei der besagten
Endform des Biegeprofils als Augenrand die zusätzliche Abbiegung
erfolgt, die im wesentlichen an die Form der einzusetzenden
Brillengläser angepaßt ist und deren Ausmaß entscheidend von der
Form dieser Brillengläser abhängt.
In Fig. 9 ist eine zweite Vorrichtung im einzelnen dargestellt, die
zur Realisierung des Verfahrens gemäß der Prinzipdarstellung der
Fig. 7 und 8 vorgesehen sein kann, bei der zwar eine Verschwen
kung stattfinden soll, der Meniskierhub M aber lediglich von den
Meniskierrollen 25, 26 ausgeführt wird:
Zur Erzeugung der Verschwenkung um den Winkel α ist ein Positio
nierungsblock 50 vorgesehen, bei dem in einem stationären Lagerblock
51 eine bogenförmige Nut 51A als Aufnahme für einen Schlitten 52
vorgesehen ist, der aus einem bogenförmig in der Aufnahme 51A
gehaltenen Einsatz 52A und einem daran befestigten Aufnahmeteil 52B
besteht. Das Aufnahmeteil 52B ist somit um den gewünschten Winkel
verschwenkbar und dient zur Aufnahme von Biegewelle 15, Biegerolle
16 und Meniskierrollen 25 und 26:
Zunächst ist am Aufnahmeteil 52B ein Meniskierblock 60 mit einem
Halteblock 60A und einer Linearführung 60B vorgesehen, letztere
dient hierbei zur Erzeugung des Meniskierhubes M.
Das Aufnahmeteil 52B trägt ebenfalls eine Halterung 70, die eine
Meniskierrollenhalterung 70A, eine Biegewellenhalterung 70B und die
oben schon erwähnte Biegerollenhalterung 70C umfaßt. Die Bauteile
der Halterung 70 stellen somit die Verbindung sowohl der Biegewelle
15 als auch der Meniskierrollen 25, 26 mit dem Meniskierblock 60 her.
Die Zuordnung dieser Bauteile bewirkt also, daß sämtliche Funktions
einheiten (Biegerolle, Biegewelle und hier auch die Meniskierrollen)
der Verschwenkung um den Winkel α folgen, so daß die Posi
tionierung der Biegerolle 16 vom Verschwenkungswinkel α und vom
Biegewinkel β bestimmt ist.
Claims (17)
1. Verfahren zum Biegen eines Biegeprofils (100), insbesondere von
Draht, zu einer vorgegebenen, dreidimensionalen Form mit Hilfe
von räumlich und funktionell einander zugeordneten Bauteilen zur
Abbiegung des Drahtes wie z. B. Rollen (16, 25, 26) oder Wellen
(15), wobei Meniskierrollen (25, 26) eine erste Biegung
(Meniskierung) des Drahtes um eine Meniskierkante (MK) in einer
ersten Biegeebene durchführen und eine zur Meniskierkante (MK)
beabstandete, nachfolgende Biegerolle (16) eine zweite Biegung
des Drahtes um eine Biegekante einer Biegewelle (15) in einer zur
ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchführt,
dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (BIC), die von der
Mantelfläche der Biegewelle (15) gebildet wird in der Meniskier
ebene (E10) des Biegeprofils (100) beweglich ist und stufenlos
verstellbar so positioniert wird, daß die Meniskierrichtung (MR)
des bereits meniskierten Abschnitts des Biegeprofils (100) mit der
Drehachse (BB) der Biegewelle (15) und somit der Biegekante (BK) der
Biegewelle (15) einen vorgebbaren, konstanten oder über die Länge
(L) des Biegeprofils (100) variablen Winkel (δ) bildet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel
(δ) zumindest über Teilabschnitte der Biegung in einem Bereich
von 90° ± Δδ liegt, wobei der Korrekturwinkel (Δδ) eine Tor
dierung des Drahtes (100) beeinflußt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Biegekante (BK) linear verschiebbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die
Biegekante (BK) durch eine Schwenkbewegung um einen ersten
Schwenkwinkel (α, α1) um eine Positionierungsachse (PP)
positioniert wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege
rolle (16) ebenfalls in der Meniskierebene (E10) oder einer dazu
parallelen Ebene stufenlos positionierbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biege
rolle (16) linear verschiebbar ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die
Biegerolle (16) um einen zweiten Schwenkwinkel (α2) in der
Meniskierebene (E10) um dieselbe Positionierungsachse (PP)
drehbar positioniert wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Meniskierung des Drahtes in
der Meniskierebene (E10) durch eine Verschiebung eines Paares von
Meniskierrollen (25, 26) erfolgt, die den Draht zwischen sich
einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung linear
als Meniskierhub (M) erfolgt.
9. Verfahren nach den Ansprüchen 3, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Linearverschiebung von Biegekante (BK) und Biegerolle
(16) durch den Meniskierhub (M) der Meniskierrollen (25, 26)
gebildet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 4, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß
die Verschwenkungen um den Schwenkwinkel (α1, α2) dem
Meniskierhub (M) überlagert werden, und daß die Biegekante (BK)
relativ zu den Meniskierrollen (25, 26) so angeordnet wird, daß
die Positionierungsachse (PP) beim Meniskierhub (M) auf der Mitte
der Verbindungslinie (VV) der beiden Meniskierrollen (25, 26)
verbleibt.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die
Achsen (BB) der Biegekante (BK) parallel zur Achse (BA) der
Biegerolle (16) gehalten wird (α1 = α2 = α).
12. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem
Meniskierhub (M) der Meniskierrollen (25, 26) eine Schwenkbewegung
überlagert wird.
13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der
Meniskierhub (M) parallel zur stationär gehaltenen Biegerolle
(16) erfolgt.
14. Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils (100), insbesondere zur Durchführung es Verfahrens nach den Ansprüchen 1
bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (BK), die
Biegerolle (16) und die Meniskierrollen (25, 26) Bestandteil einer
Baueinheit sind, die um eine gemeinsame Positionierungsachse (PP)
innerhalb des Schwenkwinkels (α) schwenkbar gelagert ist, daß
diese Baueinheit einen Schlitten (43) zur Erzeugung des Menis
kierhubes (M) beinhaltet, auf dem die Biegekante (BK) und die
Biegerolle (16) über Drehlager mit orthogonalen Drehachsen (D, S)
gehalten sind, wobei die vertikale Drehachse (D) die Positionie
rungsachse (PP) und die horizontale Drehachse (S) die Schwenk
achse (AA) der Biegerolle (16) bildet, und daß die Baueinheit
einen Positionierungsblock (50) zur Bewegung innerhalb des
Schwenkwinkels (α) beinhaltet, der aus einem Lagerblock (51)
und einem darin bogenförmig geführten Schlitten (52A) mit einem
Aufnahmeteil (52B) gebildet ist, an dem die Biegewelle (15), die
Biegerolle (16) und die Meniskierrollen (25, 26) gehalten sind.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am
Aufnahmeteil (52B) ein Meniskierblock (60) mit einem Halteblock
(60A) und einer Linearführung (60B) zur Erzeugung des Meniskier
hubs (M) gehalten ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am
Aufnahmeteil (52B) eine Halterung (70) befestigt ist, die eine
Meniskierrollenhalterung (70A), eine Biegewellenhalterung (70B)
und eine Biegerollenhalterung (70C) umfaßt.
17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß
die Biegerollenhalterung (70C) zur Erzeugung der Biegung in der
zweiten Biegeebene (E20) um einen Biegewinkel (β) um eine erste
Biegeachse (AA) verschwenkbar am Meniskierblock (60) ge
halten ist, und die Biegerolle (16) um eine zweite Biegeachse (BA)
drehbar an der Biegerollenhalterung (70C) gehalten ist, wobei diese
beiden Achsen (AA, AB) parallel zueinander angeordnet sind.
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Vollautomatische CNC-Augenrandbiege- und Menishiermaschine S-503, in: Prospekt der Fa. Schüssler-Technik, Pforzheim, DE * |
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