DE4429180A1 - Biegevorrichtung für Profilstäbe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Biege­ vorrichtung für Profilstäbe, die einen mittels eines Drehantriebes mit Biegeführung rotierend antreibbaren Drehteller und ein oder mehrere den zu biegenden Profilstab in seinen Stirnenden einspannende Spannelemente aufweist, von denen zumindest eines für den Biegevorgang verschwenk­ bar ist.

Bei bisher bekannten Biegevorrichtungen dieser Art sind die Spannelemente mit Antrieben ausge­ rüstet, die es ermöglichen die Spannelemente nicht nur in der Ebene des Drehtellers oder ei­ ner dazu parallelen Ebene zu verschwenken, son­ dern darüber hinaus um zusätzliche Achsen. Solche Antriebe sind konstruktiv aufwendig und sehr teuer. Die zusätzlichen Schwenkbewegungen um die zusätzlichen Achsen sind notwendig, um beispielsweise den zu biegenden Profilstab in verschiedenen Ebenen zu verdrehen. Darüber hin­ aus ist die vorbekannte Biegevorrichtung nicht bedienerfreundlich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegevorrichtung gemäß den Merkmalen des Oberbe­ griffs des Anspruches 1 so auszulegen, daß in kostensenkender Weise bei gleichbleibender Güte der konstruktive Aufwand der gebogenen Profil­ stäbe erheblich verringert wird. Darüber hinaus soll die erfindungsgemäße Biegevorrichtung we­ sentlich bedienungsfreundlicher sein als die be­ kannten Biegeeinrichtungen.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem der Drehteller in einer nach Art eines Kugelgelenklagers ge­ stalteten Lagereinheit gelagert und durch wenig­ stens einen Schwenkantrieb um eine quer zum Drehteller stehende Schwenkebene derart ver­ schwenkbar ist, daß die Drehachse des Drehtel­ lers während des Biegevorganges aus ihrer Normalstellung in innerhalb der Schwenkebene liegende Winkelstellungen schwenkbar ist.

Da nach dem Vorschlag der Erfindung der Drehtel­ ler in einem Kugelgelenklager gelagert ist, kann dieser mit der daran befestigten Biegeführung nicht nur eine rotierende Bewegung ausführen, sondern zusätzlich noch gekippt werden, so daß eine Taumelbewegung entsteht. Dadurch entfallen konstruktiv aufwendige gesonderte Antriebe für die Spannelemente, von denen jetzt ohnehin nur noch eines der Spannelemente in der Ebene des Drehtellers oder in einer dazu parallelen Ebene verschwenkt wird, so daß für das zweite Spannelement auf einen aufwendigen Antrieb verzichtet werden kann. Der Antrieb für das verschwenkbare Spannelement ist deshalb we­ sentlich vereinfacht. Für die Verschwenkbarkeit des Drehtellers selbst können besonders einfache Antriebe eingesetzt werden, so daß insgesamt ge­ sehen der konstruktive Aufwand deutlich verrin­ gert wird. Außerdem ist durch die Einfachheit der Antriebe die Biegevorrichtung wesentlich einfacher zu bedienen und weniger störanfällig. Die Lagereinheit in Form eines Kugelgelenklagers ist ebenfalls konstruktiv einfach und kostengün­ stig zu beschaffen, da solche Lager in vielen Bereichen der Technik eingesetzt werden. Da sol­ che Antriebe außerdem besonders einfach zu steu­ ern sind, kann der Drehteller außer der Drehbewegung innerhalb der Schwenkebene bzw. der Schwenkebenen während des Biegevorganges jede gewünschte Bewegung ausführen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vor­ gesehen, daß der Drehteller durch zwei unabhän­ gig voneinander steuerbare Schwenkantriebe in zwei vorzugsweise rechtwinklig zueinander ste­ henden Schwenkebenen schwenkbar ist. Diese zwei Schwenkebenen liegen vorzugsweise in der Längs­ richtung und in der Querrichtung der Biegevor­ richtung. Diese zusätzlichen Möglichkeiten der Verschwenkbarkeit reichen aus, um den zu biegen­ den Hohlprofilstab nicht nur in einem X-Y-Koor­ dinatensystem zu biegen, sondern in einem räumlichen Koordinatensystem mit einer zusätzli­ chen Z-Achse.

Als Antriebe für den Drehteller kommen insbeson­ dere steuerbare Linearantriebe in Betracht. Die­ se sind äußerst einfach aufgebaut. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß jeder Schwenkantrieb bzw. jeder Linearantrieb eine steuerbare Kolben-Zylinder-Einheit ist. Von den angebotenen Möglichkeiten kommt bevorzugt ein Hydraulikzylinder zum Einsatz. Wenn auf den Einsatz von Kolben-Zylinder-Einheiten als An­ trieb verzichtet werden soll, ist es auch mög­ lich als Schwenkantriebe einen steuerbaren Kreuzschlitten zu wählen. Diese Ausführung ist besonders dann geeignet, wenn der Drehteller in zwei rechtwinklig zueinander stehenden Schwenke­ benen verschwenkt werden soll.

In weiterer bevorzugter Ausgestaltung des Erfin­ dungsgegenstand ist vorgesehen, daß unabhängig von der Art des Schwenkantriebes bzw. der Schwenkantriebe jeder Schwenkantrieb durch eine Programmsteuerung, vorzugsweise durch eine NC- oder CNC-Steuerung steuerbar ist. Solche Steue­ rungen erlauben die Anpassung an die vielfälti­ gen Bedingungen beim Biegen von Profilstäben. Die Lagereinheit wird besonders einfach, wenn das Kugelgelenklager aus einer sphärischen In­ nenschale und einer die Innenschale umschließen­ den sphärischen Außenschale besteht. Für die ge­ samte Lagereinheit werden somit nur wenige Bau­ teile benötigt. Besonders übersichtlich wird die Biegevorrichtung, wenn die Normalstellung der Drehachse des Drehtellers eine vertikale Achse ist. Der Drehteller rotiert dann in einer hori­ zontalen Ebene bzw. in einer dazu geneigten Ebe­ ne, wenn durch einen der Schwenkantriebe die vertikale Drehachse in ihrer Neigung geändert wird. Zweckmäßig ist vorgesehen, daß der Schwenkwinkel der jeweiligen Schwenkebene der Drehachse des Drehtellers im Bereich von 40° liegt. Der Drehteller kann dann durch jeden Schwenkantrieb um einen Winkel von 20° gegen die Normalstellung der Drehachse des Drehtellers geschwenkt werden. Bei der erfindungsgemäßen Biegevorrichtung entspricht die Anzahl der Schwenkebenen der Stückzahl der Schwenkantriebe.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Er­ findung noch näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1: die Dreheinheit der erfindungsge­ mäßen Biegevorrichtung als Einzel­ heit in einer perspektivischen Darstellung,

Fig. 2: die Schwenkeinheit der erfin­ dungsgemäßen Biegevorrichtung als Einzelheit in einer perspektivi­ schen Darstellung,

Fig. 3: das Gestell der erfindungsge­ mäßen Biegevorrichtung,

Fig. 4: die komplett montierte Biegevor­ richtung in einer perspektivischen Darstellung in der Ausgangsstellung und

Fig. 5: eine der Fig. 4 entsprechende Dar­ stellung, jedoch in der Endstel­ lung.

Die in Fig. 1 dargestellte Dreheinheit umfaßt einen Drehteller 1, der mittels eines nicht nä­ her erläuterten Drehantriebes 2 um eine verti­ kale Achse rotierend antreibbar ist. Diese ver­ tikale Achse ist die Normalstellung des außerdem noch schwenkbaren Drehtellers 1, wie noch anhand der Fig. 2 erläutert wird. Der Drehteller 1 ist zentrisch in einer quadratischen Oberplatte 3 gelagert. Der Drehantrieb 2 ist an der unteren Seite der Oberplatte 3 ebenfalls in nicht näher erläuterter Weise befestigt. Der Drehteller 1 hat eine kreisrunde Form und liegt konzentrisch zu einer kreisrunden Öffnung 4 in der Oberplatte 3. Die Oberplatte 3 ist an der unteren Seite am gesamten umlaufenden Rand mit im Abstand zuein­ ander angeordneten Positionierbolzen versehen.

Die in der Fig. 2 dargestellte Schwenkeinheit ist im dargestellten Ausführungsbeispiel mit zwei NC-gesteuerten Kolben-Zylinder-Einheiten 5, 6 in Form von Hydraulikzylindern ausgerüstet. Die Kolbenstangen der beiden Kolben-Zylinder- Einheiten 5, 6 sind in horizontaler Richtung verfahrbar. Die Schwenkeinheit beinhaltet außer­ dem eine auf Höhe der Kolben-Zylinder-Einheiten 5, 6 liegende Unterplatte 7 in der ein Kugelge­ lenklager 8 zentrisch gelagert ist. Dieses Ku­ gelgelenklager 8 dient der Lagerung des Drehtel­ lers 1. In dieses Kugelgelenklager 8 greift ein nur in der Fig. 5 erkennbarer Lagerbolzen 9 ein, der fest mit dem Drehteller 1 verbunden ist. Aus den Fig. 1 und 2 ergibt sich, daß der Drehteller 1 in der durch die Ausfahrrich­ tung der jeweiligen Kolbenstange der Kolben-Zy­ linder-Einheit 5 oder 6 gekippt wird, wenn diese eingefahren bzw. ausgefahren wird. In der Nor­ malstellung des Drehtellers 1 stehen die Kolben­ stangen der Kolben-Zylinder-Einheit 5, 6 in einer Mittelstellung.

Das in der Figur dargestellte Gestell 10 weist einen oberen Rahmen 11 und einen unteren Rahmen 12 auf. Die umlaufenden Rahmen 11 und 12 stehen im Abstand zueinander. Der obere Rahmen 11 ist mit einer Quertraverse 13 versehen, wodurch an der in der Darstellung linken Seite ein Fach entsteht, das geringfügig kleiner ist als die Oberplatte 3. Im montierten Zustand liegt die Oberplatte 3 auf den Rahmenteilen bis einsch­ ließlich der Quertraverse 13 auf. Die Schwenk­ einheit gemäß der Fig. 2 liegt dann in diesem Bereich zwischen dem oberen Rahmen 11 und dem unteren Rahmen 12.

In der Fig. 4 ist die Biegevorrichtung als Gan­ zes dargestellt. Sie ist zusätzlich mit einem nicht näher erläuterten bekannten Steckerturm für die Zuführung des zu biegenden Profilstabes 15 ausgerüstet. Der Profilstab 15 ist in Fig. 4 in strichpunktierten Linien eingezeichnet und an eine an dem Drehteller 1 befestigte und mit die­ ser ständig mitbewegte Biegeführung 15′ ange­ legt. Dabei nimmt der Profilstab 15 eine langgestreckte Ausgangsstellung ein. Die Biege­ führung 15′ wird in der Fachsprache auch als Biegeknüppel bezeichnet. Ferner weist die Biege­ vorrichtung zwei im Abstand zueinander angeord­ nete Spannelemente 16, 17 auf. Das dem Steckerturm 14 abgewandte Spannelement 16 spannt das vordere Ende, das dem Steckerturm 14 zuge­ wandte Spannelement das hintere Ende des zu bie­ genden Profilstabes 15 ein. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das Spannelement 16 und damit auch die Biegeführung 15′ als Ganzes von der in der Fig. 4 dargestellten Ausgangsstel­ lung in eine in Fig. 5 dargestellte Endstellung schwenkbar. Das Spannelement 17 verbleibt dabei in seiner Ausgangslage. Durch die Anordnung der Pfeile in Fig. 5 oberhalb des Drehtellers 1 wird deutlich, daß der Drehteller und damit auch die Biegeführung nicht nur rotierend antreibbar, sondern durch die Kolben-Zylinder-Einheiten 15, 16 um zwei rechtwinklig zueinander stehende Schwenkebenen verschwenkbar sind. Die Bewegungen innerhalb dieser Schwenkebenen verlaufen dann quer zur Drehachse des Drehtellers 1. Im darge­ stellten Ausführungsbeispiel greifen die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 5, 6 mit ihren Kolben­ stangen an der Unterplatte der Schwenkeinheit an. Im Gegensatz dazu ist es auch denkbar, daß sie direkt am Drehteller 1 angreifen. Dies wird ermöglicht, durch die sphärische Lagerung des Drehtellers 1 mittels des Kugelgelenklagers 8. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Biegevorrichtung so ausgelegt, daß der Drehtel­ ler unter Mitnahme der Biegeführung 15′ durch die beiden Kolben-Zylinder-Einheiten 5, 6 um ei­ nen Winkel von maximal 40° geschwenkt werden kann. Aus der Pfeilanordnung ergibt sich, daß durch die normale, vertikale Drehachse des Dreh­ tellers 1 dieser Schwenkwinkel geteilt wird. Es ergibt sich ferner aus den Fig. 4 und 5, daß bei Beaufschlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 5 der Drehteller in Querrichtung und bei Beauf­ schlagung der Kolben-Zylinder-Einheit 6 in Längsrichtung gekippt wird.

Aus Gründen der vereinfachten Darstellung ist der aus dem Stand der Technik bekannte Antrieb zum Schwenken des Spannelementes 16 nicht darge­ stellt. Entsprechendes gilt für die Steuerung für die Kolben-Zylinder-Einheiten 5, 6, die we­ der dargestellt noch beschrieben ist. In nicht näher erläuterter und dargestellter Weise kann das Kugelgelenklager 11 aus einer Innenschale mit einer sphärischen Außen- und Innenfläche und einer Außenschale mit einer sphärischen Innen- und Außenfläche bestehen. Die Innenschale dient dann der Aufnahme des Lagerbolzens 9. Obwohl das Spannelement 17 während eines Biegezyklus an ei­ ner auch aus den Fig. 4 und 5 erkennbaren Quertraverse des Streckerturmgestelles 10 starr befestigt ist, läßt sich dieses selbstver­ ständlich für andere Biegevorgänge auf der Quer­ traverse verstellen.

Claims (10)

1. Biegevorrichtung für Profilstäbe, die ei­ nen mittels eines Drehantriebes mit Biege­ führung rotierend antreibbaren Drehteller und ein oder mehrere den zu biegenden Hohl­ profilstab in seinen Stirnendbereichen ein­ spannende Spannelemente aufweist, von denen zumindest eines für den Biegevorgang ver­ schwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (1) in einer nach Art eines Kugelgelenklagers (8) gestalteten Lagerein­ heit gelagert und durch wenigstens einen Schwenkantrieb (5, 6) um eine quer zum Dreh­ teller (1) stehende Schwenkebene derart ver­ schwenkbar ist, daß die Drehachse des Dreh­ tellers (1) während des Biegevorganges aus ihrer Normalstellung in innerhalb der Schwenkebene liegende Winkelstellungen schwenkbar ist.

2. Biegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Drehteller (1) durch zwei unabhängig voneinander steuerbare Schwenkantriebe (5, 6) verschwenkbar ist.

3. Biegevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkantriebe durch einen steuerbaren Kreuzschlitten ge­ bildet sind.

4. Biegevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwenkan­ trieb ein steuerbarer Linearantrieb ist.

5. Biegevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Schwen­ kantrieb eine steuerbare Kolben-Zylinder- Einheit (5, 6) ist.

6. Biegevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jeder Schwenkantrieb (5, 6) durch eine Programmsteuerung, vorzugswei­ se durch eine NC-Steuerung steuerbar ist.

7. Biegevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß das Kugelgelenklager (8) im wesentlichen aus einer sphärischen Innen­ schale und einer die Innenschale umschlie­ ßenden sphärischen Außenschale besteht.

8. Biegevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Normalstellung der Drehachse des Drehtellers (1)) eine vertika­ le Achse ist.

9. Biegevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schwenkwinkel der je­ weiligen Schwenkebene der Drehachse des Drehtellers (1) im Bereich von 40° liegt.

10. Biegevorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Drehteller (1) mit der Biegeführung (15′) in vorzugsweise rechtwin­ kelig zueinander stehenden Schwenkebenen verschwenkbar ist.