DE4428448C1 - Biegevorrichtung zum Biegen eines Profilstabes zu einem Rahmen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegevorrichtung zum Biegen eines Profilstabes zu einem Rahmen, die mehrere Biege­ stationen mit jeweils einer schwenkbaren Spann-Zy­ linder/Kolben-Einheit und zugehörigem Biegekern sowie zwei die Enden des Profilstabes einspannende Spannele­ mente aufweist, wobei durch das Verschwenken der Spann- Zylinder/Kolben-Einheiten mit den zugehörigen Spannele­ menten der Profilstab zu einem offenen oder geschlossenen Rahmen gebogen wird.

Bei einer aus der DE 42 14 205 A1 bekannten Vorrichtung liegen die Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten in einer Ebe­ ne und beschreiben ein Viereck. Jeder Spann-Zylinder/ Kolben-Einheit ist ein plattenförmiger Biegekern zuge­ ordnet, welche insgesamt innerhalb der Kontur des ferti­ gen Rahmens liegen. Die Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten sind auf Tischen montiert, die in Linearführungen in X- und Y-Richtung eines Koordinatenkreuzes einer horizonta­ len Ebene verfahrbar sind. Außerdem sind die Spann-Zy­ linder/Kolben-Einheiten um gegenüber der horizontalen Ebene vertikale Achsen verschwenkbar. Um bei dieser be­ kannten Vorrichtung beim Biegen des Profilstabes in die U-Form zu vermeiden, daß die zu biegenden Profilstab­ schenkel gegen die beiden benachbarten - bis dahin noch nicht in Funktion getretenen - Spann-Zylinder/Kolben- Einheiten schlagen, werden diese Spann-Zylinder/Kolben- Einheiten in einer dritten Richtung, der sogenannten Z- Richtung abgesenkt und nach dem Biegevorgang wieder an­ gehoben. Mit dieser bekannten Vorrichtung lassen sich ausschließlich Rahmen herstellen, deren Holme in einer Ebene liegen. Besonders im Automobilbau werden jedoch vielfach Rahmen benötigt, die als Ganzes oder auch nur auf einer Teillänge bogenförmig gewölbt sind. Derartige Rahmen können beispielsweise Einfaßrahmen für ein Glas­ hubdach sein.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegevorrichtung für Profilstäbe der gattungsgemä­ ßen Art ohne besonderen konstruktiven Aufwand so auszu­ bilden, daß auch zumindest bereichsweise sphärisch gekrümmte Rahmen in einem Spannvorgang mit den für die Abwinkelungen notwendigen Werkzeuge hergestellt werden können, ohne daß ein Umlegen des in einer Ebene ganz oder teilweise vorgeformten Rahmens oder ein Austausch des Biegewerkzeugs notwendig wird.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem die eine erste Biege­ und Streckeinheit bildenden Spann-Zylinder/Kolben-Ein­ heiten mit Spannelement an einem Gelenkteil angeordnet ist, und gegenüber einem Gelenkteil, an dem eine zweite Biege- und Streckeinheit bildenden Spann-Zylin­ der/Kolben-Einheiten mit Spannelement angeordnet ist, um eine zu den Schwenkachsen der Spann-Zylinder/Kolben-Ein­ heiten quer verlaufende, ortsfeste, durch einen Gelenk­ bolzen erstreckende Achse aus einer ersten Ebene in eine zweite Ebene relativ zueinander verschwenkbar sind, wo­ bei in der ersten Ebene der Profilstab ganz oder teil­ weise gestreckt und zu dem Rahmen gebogen und in der zweiten Ebene der Rahmen zumindest bereichsweise sphä­ risch gewölbt wird.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sinngemäß in zwei Biege- und Streckeinheiten aufgeteilt, die durch die et­ wa im mittleren Bereich der Biegevorrichtung liegende ortsfeste, durch die Gelenkteile bestimmte Achse zuein­ ander verschwenkbar gekoppelt sind. Dadurch ist es mög­ lich, in der Einlegestellung des Profils alle Spann- Zylinder/Kolben-Einheiten in einer Ebene anzuordnen. Nachdem der zu biegende Profilstab eingespannt ist und sich in seiner lang gestreckten Lage befindet, oder nachdem der Rahmen teilweise oder komplett gebogen wur­ de, können die beiden Einheiten der Vorrichtung nach dem Erfindungsvorschlag um einen relativ geringen Winkel ge­ geneinander verschwenkt und so in ein und derselben Bie­ gevorrichtung bei Verwendung der ohnehin für die Abwinkelungen notwendigen Spann-Zylinder/Kolben-Einhei­ ten als Ganzes in eine Bogenform überführt werden. Selbstverständlich bleibt es dem Konstrukteur überlas­ sen, ob und welche der beiden Einheiten er beweglich ausführt oder ob er beide Einheiten sich gegeneinander verschwenken läßt. Auch bleibt es ihm überlassen, zu welchen Zeitpunkt er die Schwenkbewegung auslöst, d. h. ob bis dahin bereits der komplette Rahmen vorgebogen sein muß, oder nur ein Teil des Rahmens, oder der rest­ liche Teil nach oder während der Schwenkbewegung ver­ vollständigt wird. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung der Vorrichtung wird ein Rahmen mit sphärisch gekrümmten Profilholmen gefertigt, ohne daß es dazu eines besonde­ ren konstruktiven Aufwandes bedarf, wie beispielsweise in Form einer weiteren, separaten Biegevorrichtung, in der ausschließlich eine Wölbung bzw. Krümmung ausgeführt werden kann. Die Schwenkbewegung um die ortsfeste Achse kann über eine entsprechende Steuerung gesteuert werden.

Der konstruktive Aufwand für die Vorrichtung ist beson­ ders gering, wenn sie so ausgelegt wird, daß in der Ein­ legestellung der Vorrichtung die Spann-Zylinder/Kolben- Einheiten in einer Reihe angeordnet sind und im gleichen Abstand zur Achse stehen. Dabei ist es dann zweckmäßig, wenn die Achse eine horizontale Achse ist. Diese Ausfüh­ rung bietet den Vorteil, daß der Rahmen zunächst in ei­ ner horizontalen Ebene gebildet wird, wenn man von der anschließenden Wölbung der beiden gegenüberliegenden Längsholme des Rahmens absieht. Sinngemäß bildet die fe­ ste Achse die Symmetrieachse der Biegevorrichtung. Die Schwenkbarkeit der Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten und der Spannelemente ist besonders einfach, wenn jede Bie­ ge- und Streckeinheit an jeweils einem von zwei Schwenk­ armen aufgehängt ist, und die Schwenkarme an Gabelköpfen angeordnet und gegenüber diesen schwenkbar sind, wobei die Gabelköpfe mit den Gelenkteilen fest verbunden, je­ doch zusammen mit den Gelenkteilen schwenkbar sind. Die Schwenkbewegungen lassen sich dann mit einfachen Mitteln umsetzen. Dabei sind zweckmäßig die Rahmenabmessungen in ihrer Breite und Länge durch Verlagerung der zusammen­ wirkenden Biegeteile verändert, während der Wölbungs- bzw. Krümmungsausschlag allein durch die Schwenkbewegun­ gen der zusammen wirkenden Teile von der ersten Ebene in die zweite Ebene erreicht wird.

Anhand der Zeichnungen, in denen ein bevorzugtes Ausfüh­ rungsbeispiel dargestellt ist, wird die Erfindung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 die erfindungsgemäße Biegevorrichtung in per­ spektivischer Darstellung mit der Ausgangs­ stellung der Einlege- bzw. Bedienungsseite,

Fig. 2 die Biegevorrichtung nach der Fig. 1 in per­ spektivischer Darstellung mit Blick auf die der Bedienungsseite gegenüberliegenden, rück­ wärtigen Seite in Richtung des Pfeiles II in Fig. 1,

Fig. 3 eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung, bei der jedoch der eine Schwenkarm von der Ausgangsstellung in eine Zwischenstellung verschwenkt wurde und

Fig. 4 eine Draufsicht auf die Biegevorrichtung nach der Fig. 1.

Die in den Figuren dargestellte Biegevorrichtung ist mit vier Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten 1, 2, 3 u. 4 und zwei Spannelementen 5, 6 ausgerüstet. Aus Gründen der vereinfachten Darstellung sind die Profilauflagen für den zu biegenden Profilstab 7 nur teilweise dargestellt. Mittels der Spannelemente 5, 6 werden die beiden Endbe­ reiche des Profilstabes 7 eingespannt. Die Spann-Zylin­ der/Kolben-Einheiten 1, 2 und das Spannelement 5 sind an einem Schwenkarm 8, die Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten 3, 4 und das Spannelement 6 an einem Schwenkarm 9 ange­ ordnet. Der Schwenkarm 8 ist um eine - gegenüber einem Gabelkopf 22 ortsfeste vertikale - Achse 10, der Schwenkarm 9 um eine gegenüber einem Gabelkopf 23 ortsfeste, vertikale - Achse 11 schwenkbar. Der Schwenkarm 8 befindet sich in der Fig. 1 in der Einle­ gestellung, der Schwenkarm 9 in der Endstellung. Aus der Stellung des Schwenkarmes 9 ergibt sich, daß die äußeren Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten 2, 4 und die Spannele­ mente 5, 6 um zwei weitere vertikale Achsen 12, 13 schwenkbar sind. Diese vertikalen Achsen 12, 13 ändern ihre Position gegenüber den vertikalen Achsen 10, 11, wenn die Schwenkarme von der in der Darstellung rechten Ausgangsstellung in die in der Figur linke Endstellung geschwenkt werden. In der Ausgangsstellung stehen die Schwenkarme 8, 9 und somit auch die Spann-Zylinder/Kol­ ben-Einheiten 1 bis 4 und die Spannelemente 5, 6 in ei­ ner Reihe. Die vertikalen Achsen 10 bis 13 sind in strichpunktierten Linien dargestellt.

Die dargestellte Vorrichtung ist außerdem um eine ortsfeste, horizontale Achse 14 in zwei Vorrichtungs­ hälften unterteilt. Die Achse 14 ist durch den Gelenk­ bolzen 15 eines Gelenkes gebildet. Das Gelenk besteht aus den beiden Gelenkteilen 16, 17. Das Gelenkteil 17 ist als Gabelkopf ausgebildet. An diesem Gelenkteil 17 sind die Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten 3, 4 und das Spannelement 6 angeordnet. Ferner sind den beiden Spann- Zylinder/Kolben-Einheiten 3, 4 jeweils ein Biegekern 18; 19 zugeordnet. Dem anderen Gelenkteil 16 sind die Spann- Zylinder/Kolben-Einheiten 1, 2 und das Spannelement 5 zugeordnet. Außerdem gehören zu diesem Gelenkteil zwei den Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten 1, 2 zugeordnete Biegekerne 20, 21. Die beiden Gelenkteile 16, 17 des Ge­ lenkes sind in der Endstellung dargestellt, in der die durch die beiden Gelenkteile 16, 17 definierten Ebenen geringfügig gegen die Horizontale geneigt sind. In der Ausgangsstellung bilden diese beiden Ebenen eine gemein­ same Ebene. Das Spannelement 6 ist mittels eines Antrie­ bes in vertikaler Richtung verfahrbar. Insbesondere aus der Fig. 2 ergibt sich, daß die Schwenkarme 8, 9 an Ga­ belköpfen 22, 23 aufgehängt sind, die der Bewegung des zugeordneten Gelenkteiles 16 oder 17 folgen. Das Gelenk­ teil 17 liegt fix auf dem Gabelkopf 23 auf und ist mit diesem fest verbunden, so daß nur das Gelenkteil 16 um die Achse 14 verschwenkbar ist. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, das Gelenkteil 16 fix und das Ge­ lenkteil 17 beweglich anzuordnen, oder aber beide Ge­ lenkteile 16, 17 zueinander beweglich auszuführen.

Zum Biegen eines im wesentlichen viereckigen Rahmens aus dem Profilstab 7 wird dieser zunächst in die Vorrichtung eingelegt. Durch die Spannelemente 5, 6 wird er an den Enden eingespannt. Die zum Biegevorgang erforderliche Streckung kann mechanisch oder numerisch gesteuert wer­ den. Nachdem die Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten 1 bis 4 an den Profilstab 7 herangefahren wurden, können die beiden durch die horizontale ortsfeste Achse 14 defi­ nierten Vorrichtungshälften relativ zueinander ver­ schwenkt werden, so daß der zwischen den Spann-Zy­ linder/Kolben-Einheiten 1 und 3 liegende Bereich des Profilstabes 7 in eine Bogenform überführt wird. Diese Schwenkbewegung ist durch den Doppelpfeil A gekennzeich­ net. Anschließend können die beiden Schwenkarme 8, 9 gleichzeitig oder hintereinander um die vertikalen Ach­ sen 10, 11 geschwenkt werden. Dies ist durch die beiden Doppelpfeile B und C angedeutet. Der Profilstab 7 wird dann in eine U-Form gebracht. Der Biegevorgang wird be­ endet, wenn die entsprechenden Bereiche des Profilstabes 7 die Biegekerne 21 und 19 tangieren. Die Biegekerne 18 bis 21 sind in diagonaler Richtung verstellbar, wie durch den Doppelpfeil D angedeutet ist. Die Streckung des Profilstabes 7 durch die Spannelemente 5, 6 ist durch den dem Spannelement 5 zugeordneten Doppelpfeil E′ gekennzeichnet. Die Stellung der Spann-Zylinder/Kol­ ben-Einheiten 2 und 4 in der U-Form des Profilstabes 7 ergibt sich aus der Fig. 3, in der die Spann- Zylinder/Kolben-Einheit 2 in einer Zwischenstellung ge­ zeichnet ist, während die Spann-Zylinder/Kolben-Einheit 4 bereits die Endstellung erreicht hat. Zur Fertigstel­ lung des Rahmens wird auch die Spann-Zylinder/Kolben- Einheit 2 und das Spannelement 5 in die entsprechende Stellung geschwenkt, wie durch den Doppelpfeil F (Fig. 3) angedeutet ist. Die Schwenkbewegung der Spann-Zylin­ der/Kolben-Einheit 4 und des Spannelementes 6 ist durch den Doppelpfeil E (Fig. 2) gekennzeichnet. Damit auch der aus den beiden Endstücken gebildete Holm des Rahmens bogenförmig verläuft, werden die Spannelemente 5, 6 in vertikaler Richtung nach oben, d. h. entgegen der Schwenkrichtung der beiden Gelenkteile 16, 17 bewegt. Dies ist durch den Doppelpfeil G angedeutet. Es sei noch erwähnt, daß die Biegevorrichtung so ausgelegt ist, daß verschiedene Rahmengrößen gebogen werden kön­ nen. Dazu sind die Biegekerne und die Biegezylinder ent­ sprechend einstellbar.

Die Schwenkbewegung der Gelenkteile 16, 17 und damit auch der beiden Vorrichtungshälften 8, 22 und 9, 23 um die Achse 14 setzt ein, nachdem die Biegezylinder 1 bis 4 an den Profilstab 7 herangefahren sind und diesen in seiner gestreckten Lage zwischen sich einspannen. Selbstverständlich bleibt es dem Konstrukteur überlas­ sen, auch einen anderen Zeitpunkt für das Einsetzen der Schwenkbewegung zu wählen. So kann die Schwenkbewegung je nach einer gewünschten Form des Rahmens auch einge­ leitet werden, wenn das Profil 7 nur zu einem Teilrahmen vorgebogen, oder der Rahmen komplett fertig gebogen ist. Die Schwenkbewegung kann aber auch gleichzeitig mit dem Biegevorgang des Profils einhergehen, was einen großen Zeitvorteil mit sich bringt.

Claims (4)

1. Biegevorrichtung zum Biegen eines Profilstabes zu einem Rahmen, die mehrere Biegestationen mit jeweils einer schwenkbaren Spann-Zylinder/Kolben-Einheit und zugehörigem Biegekern sowie zwei die Enden des Pro­ filstabes einspannende Spannelemente aufweist, wobei durch das Verschwenken der Spann-Zylinder/Kolben-Ein­ heiten mit den zugehörigen Spannelementen der Profil­ stab zu einem offenen oder geschlossenen Rahmen gebo­ gen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die eine erste Biege- und Streckeinheit bildenden Spann-Zylin­ der/Kolben-Einheiten (1, 2) mit Spannelement (5) an einem Gelenkteil (16) angeordnet ist und gegenüber einem Gelenkteil (17), an dem eine zweite Biege- und Streckeinheit bildenden Spann-Zylinder/Kolben-Einhei­ ten (3, 4) mit Spannelement (6) angeordnet ist, um eine zu den Schwenkachsen der Spann-Zylinder/Kolben- Einheiten (1, 2; 3, 4) quer verlaufende, ortsfeste, durch einen Gelenkbolzen (15) erstreckende Achse (14) aus einer ersten Ebene in eine zweite Ebene relativ zueinander verschwenkbar sind, wobei in der ersten Ebene der Profilstab (7) ganz oder teilweise ge­ streckt und zu dem Rahmen gebogen und in der zwei­ ten Ebene der Rahmen zumindest bereichsweise sphä­ risch gewölbt wird.

2. Biegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß in der Einlegestellung der Vorrichtung die Spann-Zylinder/Kolben-Einheiten (1, 2; 3, 4) in einer Reihe angeordnet sind und im gleichen Abstand zu der Achse (14) stehen.

3. Biegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Achse (14) horizontal angeordnet ist.

4. Biegevorrichtung nach einem der vorhergehenden An­ sprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede Biege- und Streckeinheit (1, 2; 5 bzw. 3, 4; 6) an jeweils an einem von zwei Schwenkarmen (8; 9) aufge­ hängt ist und die Schwenkarme (8; 9) an Gabelköpfen (22; 23) angeordnet und gegenüber diesen schwenkbar sind, wobei die Gabelköpfe (22; 23) mit den Gelenk­ teilen (16; 17) fest verbunden, jedoch zusammen mit den Gelenkteilen (16; 17) schwenkbar sind.