DE4104997A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen von profilierten hohlstaeben, insbesondere zum biegen von hohlprofilen fuer fenster und tuerrahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Biegen von pro­ filierten Hohlstäben, insbesondere zum Biegen von Hohlprofilen für Fassaden und für die Rahmen von Fenstern und Türen, in vor­ bestimmtem Radius um ein Biegezentrum mittels im Biegebereich befindlicher, mit dem zu biegenden Hohlprofil in einstellbarer Anlage bringbarer Biegeelemente einer Biegemaschine.

Aus Metall-Hohlprofilen gefertigte Fenster- und Türrahmen sind für Isolierverglasungen besonders vorteilhaft, da sie formtreu und witterungsbeständig sind und die damit gefertigten Fenster und Türen pflegeleicht und von langer Lebensdauer sind. Die Hohlprofile aus Metall werden im Extrusionsverfahren hergestellt und nach entsprechender Ablängung zu rechteckigen Rahmen mit gewünschten Abmessungen zusammengesetzt. Aus architektonischen Gründen werden häufig auch Rundbogenfenster und Türen in Gebäude eingesetzt. Um bei solchen Anwendungs­ fällen auch die Vorteile von Hohlprofilen aus Metall in Ver­ bindung mit Isolierverglasungen nutzen zu können, müssen die Hohlprofile aus Metall entsprechend gebogen werden. Hohlpro­ file für Fassaden und für Fenster und Türrahmen sind mit einer Vielzahl von Profilelementen wie Vorsprüngen, Rillen, Rippen und Absätzen versehen, in denen bei fertigen Fenstern Dich­ tungslippen sitzen, Vorsprünge eingreifen, usw. Die Maßhaltig­ keit der Hohlprofile ist von großer Bedeutung, weil davon bei fertigen Fenstern und Türen das dichte Schließen und die Iso­ lierwirkung gegen Kälte und Schall abhängig ist. Werden aufwen­ dig geformte Hohlprofile aus Metall jedoch gebogen, so geht die Maßhaltigkeit und genaue Formgebung durch die Biegeverfor­ mung oft verloren. Insbesondere Fassadenprofile sind aufgrund größerer Abmessungen meistens noch empfindlicher hinsichtlich der Maßhaltigkeit und Formtreue bei Biegeverformungen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Biegen von Hohlprofilen aus Metall für Fassaden und für Rahmen von Fen­ stern und Türen hinsichtlich der Aufrechterhaltung der Maßhal­ tigkeit und Formbeständigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das ungebogene Hohlprofil in eine das Hohlprofil teilweise um­ schließende Nut einer sich durch den Biegebereich erstreckenden Biegeschiene eingesetzt und, in der Biegeschiene aufgenommen, gebogen wird.

Die sich durch den Biegebereich erstreckende Biegeschiene kann das zu biegende Hohlprofil z. B. an drei Seiten außen um­ fassen, so daß das Hohlprofil während des Biegevorgangs in der Biegeschiene aufgenommen und somit gegen Formveränderungen, insbesondere Verwindungen um seine Längsachse, geschützt ist.

Wird als Werkstoff für die Biegeschiene elastisches Ma­ terial, z. B. Kunststoff, insbesondere Polyamid verwendet, kann die Biegeschiene in vorteilhafter Weise zusammen mit dem darin eingesetzten Hohlprofil auch gebogen und z. B. durch den Biege­ bereich geführt werden.

Eine weitere erfindungsgemäße Maßnahme zur Verbesserung einer Formtreue und Maßhaltigkeit beim Biegen von Hohlprofilen für die Rahmen von Fenster und Türen zeichnet sich dadurch aus, daß in wenigstens eine Hohlkammer des zu biegenden Hohl­ profils ein formschlüssig passendes Kernteil bis zum Biegebe­ reich eingeschoben wird. Das Kernteil stützt die inneren Flächenbereiche des zu biegenden Hohlprofils, so daß zusammen mit der das Hohlprofil außen zumindest teilweisen um­ schließenden Biegeschiene hohe Formtreue und Maßhaltigkeit beim Biegevorgang erreicht wird. Ebenso, wie als Werkstoff für die Biegeschiene Polyamid verwendet wird, ist dieser Werkstoff auch für das Kernteil mit besonderem Vorteil geeignet. Zwischen Polyamid und den metallischen Flächen des zu biegenden Hohlprofils ist eine geringe Gleitreibung gegeben, was sich wiederum vorteilhaft auf den Biegevorgang auswirkt. Des weiteren werden die glatten Oberflächen des Hohlprofils aus Metall während des Durchlaufes durch die Biegemaschine nicht zerkratzt. Selbstverständlich sind auch andere, gleichwertige Werkstoffe geeignet.

Hohlprofile aus denen Rahmen für Fenster und Türen gebogen werden sollen, weisen zumeist an nur einer Seite eine relativ extreme Profilgebung auf, nämlich an der jeweiligen Falzseite. Bei einem gebogenen Türrahmen befindet sich die Seite mit dem Falz, also die Seite mit den gegen Formänderungen empfind­ lichen Profilelementen, an der dem Biegezentrum zugekehrten Innenseite des Rahmens. Bei einem Fenster- oder Türflügel liegt dagegen die profilierte Falzseite an der dem Biegezen­ trum abgekehrten Außenseite.

Beim Walzbiegen sind die Biegeelemente in Dreieckanordnung vorhandene Biegerollen, wobei eine die Spitze des Dreiecks bil­ dene Biegerolle dem Biegezentrum zugekehrt ist und hinsicht­ lich des zu biegenden Hohlprofils zugestellt werden kann. Es ist bekannt, eine solche zustellbare Biegerolle zu profilie­ ren.

Ebenso ist es bekannt, bei einer Biegeziehmaschine den im Zentrum einer drehbaren Planscheibe befindlichen Biegekern zu profilieren. Die Profilgebungen von Biegerollen und Biegekern sind jedoch nicht komplementär zu den Profilelementen des Hohl­ profils ausformbar, soweit auch Profilelemente mit Hinter­ schneidungen vorhanden sind. Im Bereich der Hinterschneidungen sind formschlüssige Eingriffe entsprechend profilierter Biege­ rollen und Biegekerne nicht möglich.

Damit ein zu biegendes Hohlprofil auch in hinterschnitten profilierten Bereichen während des Biegens seine Formtreue und Maßhaltigkeit beibehält, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Hohlprofil mit seinen Profilelementen in wenigstens ein komplementär ausgeformtes bzw. profiliertes Biegeelement einge­ fädelt wird. Auch für ein solches komplementär ausgebildetes Biegeelement wird als Werkstoff Polyamid verwendet, es kann aber auch ein anderer, gleichwertiger Kunststoff eingesetzt werden.

Dabei ist das komplementär ausgeformte Biegeelement nicht mehr als Rolle ausgeführt, sondern als Schuh, dessen Anlage­ fläche an dem zu biegenden Hohlprofil entsprechend profilierte Formgebung aufweist. Während des Biegens kann das Hohlprofil, das mit seinen Profilelementen auf die Profilierungen des Schuhs aufgefädelt ist, entlang einem derart ausgestalteten Biegeelement aus Polyamid gleiten.

Das schuhförmige Biegeelement mit einem Kopf, der komplementär zum Hohlprofil profiliert ist, faßt zusammen mit der Biegeschiene die Außenseiten des zu biegenden Hohlprofils ein. Innen wird eine entsprechende Stützung durch das Kernteil bewirkt. Damit ermöglicht die Erfindung ein Biegen eines nahe­ zu vollständig innen und außen durch Elemente aus Polyamid ein­ gefaßten Hohlprofils unter Aufrechterhaltung der Maßhaltigkeit und Formtreue.

Die erfindungsgemäßen Maßnahmen und die dabei einzusetzenden Bauteile sind sowohl bei Walzbiegemaschinen als auch bei Biegeziehmaschinen mit Biegekern einsetzbar. Insbeson­ dere bei einer Biegeziehmaschine mit Planscheibe und Biegekern können mehrere Biegeelemente auch zu einem Biegestab zusammen­ gefaßt sein, der nahe dem eigentlichen Biegebereich unter ge­ ringem Druck an das zu biegende Hohlprofil anlegbar ist. Der Biegestab ersetzt Biegerollen und führt das zu biegende Hohl­ profil über eine größere Länge, wodurch eine möglicherweise be­ reits vor dem Biegepunkt einsetzene Vorverformung des Hohl­ profils vermieden wird. Dadurch wird Maßhaltigkeit des ge­ bogenen Hohlprofils gefördert. Ein weiterer Vorteil der Ver­ wendung eines Biegestabs besteht darin, daß das Hohlprofil bis an sein freies Ende heran gebogen werden kann.

Auch der Biegestab kann an seiner dem Hohlprofil zuge­ kehrten Seite komplementär zum Hohlprofil profiliert sein, ins­ besondere dann, wenn auf einer Biegeziehmaschine mit Biegekern Rahmen für Fenster- oder Türflügel gebogen werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine schematische Draufsicht auf die Planscheibe ei­ ner Planscheiben-Biegeziehmaschine, mit Biegekern, Spanneinrichtung und Biegestab,

Fig. 2 eine schematische Schnittansicht durch die Biegema­ schiene entlang der Linie II-II in Fig. 1

Fig. 3 eine schematische Draufsicht des Arbeitsbereiches einer Biegemaschine zum Walzbiegen und

Fig. 4 eine schematische Schnittansicht der in Fig. 3 dar­ gestellten Anordnung.

In Fig. 1 ist schematisch die Draufsicht auf den Arbeitsbe­ reich einer Planscheiben-Biegemaschiene dargestellt. Die Biege­ maschine nach Fig. 1 besitzt eine in Pfeilrichtung drehbar an­ getriebene Planscheibe 1, auf der zentrisch ein scheibenförmi­ ger Biegekern 2 angeordnet ist. Die lotrecht zur Planscheiben­ oberfläche stehende Außenumfangsfläche 3 des Biegekerns ist durch gestrichelte Linie angedeutet. Über die Außenumfangsflä­ che 3 steht ein den Biegekern oben abdeckender Außenflansch 4 vor, der hier als auf den Biegekern aufgesetzte Scheibe mit größerem Durchmesser ausgebildet ist. Die Planscheibe 1 weist eine Spanneinrichtung 5 auf, die hier als in der Planscheibe radial verlaufende Führungsnut 6 ausgebildet ist, in der eine Spannbacke 7 mittels der Spindel 8 mit Schlüsselansatz 9 ra­ dial beweglich geführt ist. Die Spannbacke 7 ist mit einem Vor­ satzelement 10 versehen, welches, wie dargestellt, über einen weiten Bereich an dem zu biegenden Hohlprofil 11 anliegt und dieses im Punkt 12 gegen die Außenumfangsfläche 3 des Biege­ kerns 2 gespannt hält. Die Biegemaschine weist einen Biegestab 20 auf, der auf einer Achse 21 gelagert ist, die mit einem dar­ über angeordneten verstellbaren Ausleger 19 verbunden ist, der mittels nicht weiter dargestellter Arbeitszylinder gegen das Zentrum der Planscheibe vorgefahren werden kann, wobei die äußere profilierte Fläche des Biegestabes 20 am eingespannten zu biegenden Hohlprofil 11 anliegt. Das andere Ende des Biege­ stabes 20 kann mittels eines nur angedeuteten Auslegers 22 so um die Achse 21 geschwenkt werden, daß er an dem noch fluchten­ den, gegen den Biegekern gespannten Hohlprofil 11 anliegt.

Das freie Ende des Biegestabes 20 wird in die durch eine gestrichelte Linie dargestellte Position weiter vorgefahren, wobei der Biegestab gegen das Hohlprofil drückt und dieses aus der Fluchtlinie um den angedeuteten Winkel α ablenkt.

Daraus ergibt sich der Vorteil, daß der durch den Punkt 12 angedeutete Biegebereich zum Punkt 15 am Außenumfang 3 des Bie­ gekerns 2 verlagert wird, so daß der Biegebereich nunmehr mit dem Anlagebereich des Biegestabes 20 korrespondiert und somit das Hohlprofil 11 bei Drehung der Planschiebe 1 allein in die­ sem Bereich verformt wird, wenn es durch die Mitnahme von der Spanneinrichtung 5 um den Biegekern gezogen wird.

In Fig. 2 ist ein Schnitt durch die Biegemaschine entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt, und zwar während des Verformungsvorganges, wenn sich die Planscheibe 1 dreht. Aus dieser Darstellung ist ersichtlich, daß der Biegekern aus meh­ reren Aufbauscheiben 2a-2d besteht, die auf den zentralen Füh­ rungsdorn 16 der Planscheibe 1 aufsteckbar sind und dort mit einer üblichen Schraubbefestigung gehalten sind. Der Außen­ flansch 4 ist der über die Außenumfangsfläche 3 des Biegekerns vorstehende Abschnitt der Aufbauscheibe 2d. Die Oberseite 17 des zu biegenden Hohlprofils 11 für einen Fenster- oder Tür­ rahmen wird vom Außenflansch 4 übergriffen und geführt, wäh­ rend gleichzeitig die Unterseite 18 des Hohlprofils auf der Oberseite der Planscheibe 1 aufliegt. Der Biegestab 20 ist pro­ filiert, wobei diese Profilierung durch spanabhebende Bearbei­ tung oder durch Aufbau aus mehreren Scheiben hergestellt sein kann. Durch die Profilierung des Biegestabs wird fast die ge­ samte profilierte Außenfläche des zu biegenden Hohlprofils 11 in führender Anlage gehalten. Der Biegestab 20 kann auch einen entsprechend profilierten Vorsatz, z. B. aus Polyamid, er­ halten.

Fig. 3 zeigt eine schematische Draufsicht des Arbeitsbe­ reiches einer Biegemaschine zum Walzbiegen eines Hohlprofils 11. Die Biegemaschine hat drei Biegeelemente 23, 24 und 25, von denen die Biegeelemente 24 und 25 als Rollen ausgebildet sind. Die Biegeelemente 24 und 25 können jedoch auch zu einem Biegestab zusammengefaßt sein. Das Biegeelement 23 ist in Richtung des Doppelpfeils 26 verstellbar und hat einen am Hohl­ profil 11 anliegenden Kopf 27 aus Polyamid, der komplementär zum Hohlprofil 11 so profiliert ist, daß das Hohlprofil 11 mit seinen Profilelementen vollflächig und nahezu spielfrei vom Kopf 27 geführt ist.

Ein durch gestrichelte Linien angedeutetes Kernteil 28 sitzt am Ende einer Stange 29. Die Stange ist außerhalb des Endes eines zu biegenden Hohlprofils 11 am nicht weiter darge­ stellten Maschinengestell der Biegemaschine längsverschiebbar gehalten.

Selbstverständlich kann eine Stange mit Kernteil auch bei der Biegemaschine gemäß der Fig. 1 und 2 eingesetzt werden.

Eine Seitenflanke des Kernteils 28 ist, wie hier sichtbar, etwa dem Biegeradius entsprechend abgerundet.

Das Hohlprofil 11 ist mit seiner den Biegeelementen 24 und 25 zugekehrten Seite, d. h. der dem Biegezentrum, von dem aus der Radius der Biegung bestimmt ist, abgekehrten Seite, in eine Biegeschiene 30 eingesetzt. Die Biegeschiene erstreckt sich durch den Biegebereich, der unter dem Biegeelement 23 und zwischen den Biegeelementen 24, 25 liegt.

Die Biegeschiene 30 kann an der Biegemaschine befestigt sein. Sie kann auch die Biegeelemente 24 und 25 ersetzen. Die Biegeschiene 30 besteht aus elatischem Werkstoff, z. B. Polya­ mid, so daß sie gegebenenfalls zusammen mit dem Hohlprofil 11 biegbar ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Schnittansicht der in Fig. 3 dargestellten Anordnung. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszahlen bezeichnet. Das Hohlprofil 11 ist in die Nut 31 der Biegeschiene 30 eingesetzt. Die Nut ist so bemessen, daß das Hohlprofil 11 teilweise von der Biegeschiene umschlossen wird. Die Biegeschiene wird bei diesem Ausführungsbeispiel so eingesetzt, daß damit ein Rahmen für einen Türflügel oder Fensterflügel gebogen wird.

In die Hohlkammer des Hohlprofils 11 ist das Kernteil 28 eingeschoben, das ebenfalls so bemessen ist, daß es in der Hohlkammer weitgehend formschlüssig sitzt, also die Hohlkammer nahezu vollständig ausfüllt.

Ein Profilelement 32 des Hohlprofils 11 ist bei diesem Aus­ führungsbeispiel als von außen nach innen vertiefte T-förmige Nut mit Hinterschneidungen ausgebildet. Der Kopf 27 des Biege­ elements 23 ist komplementär dazu so profiliert, daß er in die T-förmige Nut vollflächig eingreift. Vor Beginn des Biegevor­ gangs ist deshalb das Hohlprofil 11 mit seinen Profilelementen 32 auf den profilierten Kopf 27 des Biegeelements 23 zu fä­ deln.

Während des Biegevorganges gleitet das Hohlprofil an den mit ihm in Anlage stehenden Oberflächen der Biegeschiene 30, des Kernteils 28 und des Kopfes 27 des Biegeelementes 23. Die Gleitreibung ist dabei relativ gering, weil Polyamid als Werk­ stoff für die führenden Bauteile verwendet wird.

Claims (17)

1. Verfahren zum Biegen von profilierten Hohlstäben, insbe­ sondere zum Biegen von Hohlprofilen für Fassaden und für die Rahmen von Fenstern und Türen in vorbestimmtem Radius um ein Biegezentrum mittels im Biegebereich befindlicher, mit dem zu biegenden Hohlprofil in einstellbare Anlage bringbarer Biege­ elemente einer Biegemaschine, dadurch gekennzeichnet, daß das ungebogene Hohlprofil (11) in eine das Hohlprofil (11) teilweise umschließende Nut (31) einer sich durch den Biegebe­ reich erstreckenden Biegeschiene (30) eingesetzt und, in der Biegeschiene (30) aufgenommen, gebogen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Biegeschiene (30) elastischer Kunst­ stoff, insbesondere Polyamid, verwendet wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Biegeschiene (30) zusammen mit dem darin ein­ gesetzten Hohlprofil (11) durch den Biegebereich geführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens eine Hohlkammer des zu biegenden Hohlprofils (11) ein formschlüssig passendes Kern­ teil (28)bis zum Biegebereich eingeschoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für das Kernteil (28) Kunststoff, insbesondere Polyamid verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Hohlprofil (11) mit seinen Profil­ elementen (32) in wenigstens ein komplementär ausgeformtes bzw. profiliertes Biegeelement (23) eingefädelt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für das Biegeelemente (23) Kunststoff, insbeson­ dere Polyamid verwendet wird.

8. Biegemaschine zur Durchführung des Verfahrens nach ei­ nem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegeschiene (30) ein Profilstab aus elastischem Werkstoff ist, der an einer Längsseitenflanke eine eingeformte Nut (31) auf­ weist, die den Abmessungen des darin formschlüssig aufzu­ nehmenden, zu biegenden Hohlprofils (11) angepaßt ist.

9. Biegemaschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegeelement (23) einen Kopf (27) hat, der komplementär zum Hohlprofil (11) so profiliert ist, daß das Hohlprofil (11) mit seinen Profilemementen (32) vollflächig und nahezu spielfrei vom Kopf (27) geführt ist.

10. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 8 oder 9, da­ durch gekennzeichnet, daß das Kernteil (28) am Ende einer in eine zugeordnete Hohlkammer des Hohlprofils (11) einsteckbaren Stange (29) angeordnet ist.

11. Biegemaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeich­ net, daß die Stange (29) längenverstellbar an einem Maschinen­ gestell gehalten ist.

12. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß Seitenflanken des Kernteils (28) etwa dem Biegeradius entsprechend abgerundet sind.

13. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 12, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere Biegelemente (24, 25) zu einem Biegestab (20) zusammengefaßt sind.

14. Biegemaschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeich­ net, daß der Biegestab (20) nahe dem eigentlichen Biegebereich unter geringem Druck an das zu biegende Hohlprofil (11) anleg­ bar ist.

15. Biegemaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeich­ net, daß das freie Ende des Biegestabes (20) gegenüber der Hohlprofilfluchtlinie verschiebbar angeordnet ist.

16. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 8 bis 15, die als Biegeziehmaschine mit Planscheibe und Biegekern ausgebil­ det ist, dadurch gekennzeichnet, daß das nahe dem eigentlichen Biegebereich (12) liegende Ende des Biegestabes (20) um eine koaxial zur Achse der Planscheibe (1) ausgerichtete Achse (21) schwenkbar angeordnet ist, die gegen den Biegekern (2) vor­ schiebbar ist.

17. Biegemaschine nach einem der Ansprüche 13 bis 16, ins­ besondere nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegestab (20) an seiner dem Hohlprofil (11) zugekehrten Seite komplementär zum Hohlprofil (11) mit seinen Profilelementen profiliert ist.