DE60103769T2

DE60103769T2 - Verfahren und anlage zur herstellung eines werkstückes mit zumindest einem rohrförmigen querschnitt

Info

Publication number: DE60103769T2
Application number: DE60103769T
Authority: DE
Inventors: Jean-Claude Jeandeaud; Jean-Pierre Reyal
Original assignee: Jeandeaud Jean-Claude Saint Marcel bel Accueil; Imphy Alloys SA
Current assignee: Jeandeaud Jean-Claude Saint Marcel Bel Accueil; Aperam Alloys Imphy SAS
Priority date: 2000-09-26
Filing date: 2001-09-25
Publication date: 2005-08-11
Anticipated expiration: 2021-09-26
Also published as: JP3694715B2; CN1226110C; KR20030065477A; EP1320427B1; CN1466498A; US6988390B2; FR2814386B1; WO2002026412A1; DE60103769D1; US20030192356A1; EP1320427A1; TW571329B; JP2004509764A; FR2814386A1; AU2001291991A1; KR100826259B1; ATE268652T1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Anlage zum Herstellen eines Werkstücks mit zumindest einem rohrförmigen Abschnitt, der durch Umbiegen eines Blechs erhalten wird, gemäß den Oberbegriffen aus Anspruch 1 und 16. Dieses Verfahren und diese Anlage sind insbesondere auf die Herstellung eines Tragrahmens für eine Schattenmaske für eine Kathodenstrahlbildröhre abgestimmt.
Ein solcher Rahmen wird beispielsweise auf dem Gebiet der Herstellung von Farbfernsehgeräten verwendet. Farbkathodenstrahlbildröhren enthalten eine Metallfolie, die mit einer Vielzahl von Löchern oder Schlitzen durchsetzt ist, "Schattenmaske" oder "shadow mask" genannt wird und zwischen der Elektronenkanone und dem Bildschirm angeordnet ist. Eine solche Schattenmaske wird von einem im allgemeinen rechteckförmigen Rahmen getragen, der diese benachbart zum Bildschirm in Stellung hält und gegebenenfalls gewährleistet, dass die Maske gespannt bleibt, um Verformungen einzuschränken, die sich aus von den Elektronenstrahlen erzeugten bereichsweisen Erwärmungen ergeben.
Aus der EP-A-0 809 272 ist es bekannt, einen Rahmen für eine Schattenmaske ausgehend von zwei dünnen Metallstreifen herzustellen, die aneinandergefügt sind und Versteifungsrippen enthalten. Ein solcher Rahmen ist leicht und starr, wodurch es möglich ist, diesen für eine gespannte Schattenmaske sowie für eine bauchige Schattenmaske zu verwenden. Aus der Anmeldung FR-A-2 790 140 ist ein Schattenmaskenrahmen bekannt, der rohrförmige Abschnitte enthält, die durch Umbiegen eines Blechs gebildet sind. Das Umbiegen des Blechs kann mit verschiedenen Verfahren erfolgen, insbesondere per Hand, wobei ein manuelles Umbiegen jedoch nicht mit einer industriellen Fertigung mit hohem Arbeitstakt vereinbar ist. Die bekannten Biegeverfahren mit Hilfe von Maschinen mit einer Unterlage, zuweilen "Gegenbahn" genannt, an der ein umzubiegendes Blech mit Hilfe eines Niederhalters festgehalten wird, und mit einer angelenkten Biegeklappe ermöglichen es ferner nicht, rohrförmige Abschnitte leicht herzustellen.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Biegen mit Hilfe einer Biegemaschine vorzuschlagen, mit dem Werkstücke hergestellt werden können, die zumindest einen rohrförmigen Abschnitt enthalten, insbesondere ein Werkstück, das einen oder mehrere Schenkel eines Tragrahmens für eine Schattenmaske bildet.
In diesem Sinne betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks mit zumindest einem rohrförmigen Querschnitt, das durch Umbiegen einer Metallplatte zumindest entlang einer Längskante erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass es Schritte umfasst, die darin bestehen, die Platte zumindest entlang zweier Biegekanten vorzubiegen, und dann beim Umbiegen eine Flanschkraft zumindest eines Teils der Platte bezüglich eines Biegeglieds auszuüben.
Durch die Erfindung wird die Metallplatte wirkungsvoll vom Biegeglied ohne Rutschgefahr verlagert, die zu einem ungenauen Umbiegen im Bereich der Kante führen könnte. Durch das Vorbiegen wird die Platte auf der Unterlage bzw. Auflage, auf der sie aufliegt, in Stellung gehalten, und zwar ohne die Gefahr eines Knickens beim späteren Biegen. Die Flansch- bzw. Haltekraft der Platte bezüglich der Biegekante ermöglicht es, die Platte bezüglich ihrer Umgebung in Stellung zu halten, ohne dabei auf Befestigungszangen zurückzugreifen, welche innerhalb von rohrförmigen Abschnitten nur schwierig zu verwenden sind, da sie die Biegevorgänge behindern würden.
Gemäß vorteilhaften, aber nicht verbindlichen Aspekten der Erfindung umfasst das Verfahren ein oder mehrere der nachfolgenden Merkmale:

– Das Vorbiegen erfolgt durch Festlegen der Platte auf einer Unterlage mittels eines einfahrbaren Niederhalters. Ferner kann ein Schritt zum Vorbereiten des Vorbiegens durch Abschwächen des Blechs entlang der Biegekanten vorgesehen sein. Dieses Abschwächen kann durch Markieren oder Eindrücken über einen Teil der Blechdicke oder durch jegliches andere, geeignete Verfahren erfolgen.
– Die Platte wird entlang verschiedener Kanten über die Länge des Werkstücks umgebogen, so dass rohrförmige Querschnitte mit unterschiedlichen Grundprofilen entstehen. Dadurch ist es möglich, Werkstücke mit ausgearbeiteter Geometrie herzustellen, wie etwa Tragrahmen für Schattenmasken.
– Die Platte wird zumindest um eine gedachte geometrische Achse herum umgebogen, die durch Zusammenwirken des Biegeglieds und zugeordneter Führungsmittel definiert ist.
– Die Flanschkraft wird im wesentlichen von außerhalb eines rohrförmigen Querschnitts des Werkstücks ausgeübt, und zwar ohne von einem Niederhalter oder dergleichen ausgeübte Klemmkraft. Dadurch wird der Tatsache Rechnung getragen, dass die Verwendung eines Niederhalters bei einem rohrförmigen Werkstück schwierig bzw. unmöglich ist, wenn es Querschnitte mit unterschiedlichen Grundprofilen aufweist.
– Die Flanschkraft ist insgesamt zur Biegekante gerichtet.
– Die Flanschkraft verläuft insgesamt senkrecht zur Biegekante.
– Mit der Flanschkraft wird ein Teil der Metallplatte parallel zu sich selbst und senkrecht zur Biegekraft beaufschlagt, die durch das Biegeglied auf diesen Teil ausgeübt wird.
– Die Flanschkraft wird je nach Stellung des genannten Biegeglieds angepasst. Mit diesem Aspekt der Erfindung ist es möglich, maßliche Änderungen der Platte während des Biegevorgangs zu berücksichtigen, wobei sich diese Änderungen insbesondere aus den im Bereich der Kante und ihres Krümmungsradius lokalisierten Spannungen ergeben. Auch kann dadurch eine Überlagerung zwischen den Elementen vermieden werden, mit denen eine Flanschkraft im Bereich der beiden entgegengesetzten Ränder der Platte ausgeübt werden kann.
– Das Verfahren umfasst ferner einen Schritt, der darin besteht, einen ersten Teil der Platte in Überdeckung mit einem zweiten Teil der Platte zu bringen und die auf den zweiten Teil ausgeübte Flanschkraft zu vermindern, bevor diese Teile zusammengeschweißt werden. Dieser Aspekt der Erfindung gewährleistet, dass die in Überdeckung liegenden Teile beim Verschweißen elastisch in Kontakt stehen, wodurch diese Verschweißung wirkungsvoll und dauerhaft ist.
– Das Verfahren umfasst auch einen Schritt, der darin besteht, die Platte zumindest um eine gedachte Achse herum zu biegen, die als geometrische Achse eines zylindrischen Führungsbocks zum Führen des Biegeglieds definiert ist. Mit der Verwendung einer gedachten Achse ist es möglich, das Biegeglied zu handhaben, ohne dabei auf ein Scharnier zurückzugreifen, das sich mit anderen Teilen der Anlage überlagern könnte, die für eine Biegung entlang einer anderen Kante vorgesehen sind. Insbesondere kann vorgesehen sein, die Platte um verschiedene Biegeachsen herum über die Länge des Werkstücks zu biegen, indem Biegeglieder verwendet werden, die von Führungsböcken mit unterschiedlichen geometrischen Achsen geführt werden, welche diesen Biegeachsen entsprechen.
– Das Verfahren umfasst einen Schritt, der darin besteht, nach der Bildung von mehreren rohrförmigen Querschnitten diese durch Umbiegen von Verbindungsquerschnitten zwischen zwei aneinandergrenzenden rohrförmigen Querschnitten zu einem geschlossenen Rahmen umzuformen, und zwar senkrecht zu den Haupterstreckungen dieser rohrförmigen Querschnitte.
– Das Verfahren umfasst einen Schritt, der darin besteht, durch Ansaugen oder magnetisches Anziehen einen Teil der Blechplatte an einen Teil des Biegeglieds anzudrücken.

Die Erfindung betrifft auch eine Anlage zum Durchführen des vorangehend beschriebenen Verfahrens und insbesondere eine Anlage, die zumindest ein Biegeglied zum Umbiegen einer Metallplatte entlang einer Längskante des rohrförmigen Querschnitts enthält, dadurch gekennzeichnet, dass dieses Biegeglied mit Mitteln ausgestattet ist, die es ermöglichen, auf einen Teil der Platte eine Flanschkraft auszuüben, die einer Gleitbewegung eines Teils der Platte entlang des Biegeglieds entgegenwirkt, während dieses Biegeglied um eine gedachte geometrische Achse herum angelenkt ist, die sich innerhalb des entsprechenden rohrförmigen Querschnitts befindet.
Gemäß vorteilhaften, aber nicht verbindlichen Aspekten der Erfindung umfasst die Anlage ein oder mehrere der nachfolgenden Merkmale:

– Mehrere Biegeglieder können die Platte entlang unterschiedlicher Kanten umbiegen, so dass rohrförmige Querschnitte mit unterschiedlichen Grundprofilen entstehen.
– Die Flanschmittel bestehen aus zumindest einem Absatz, der einen Anschlag zum Abstützen der Platte bildet. Dieser Absatz kann sich im wesentlichen über die gesamte Länge der Kante erstrecken. Es können auch mehrere Absätze vorgesehen sein, die über die Länge der Biegekante verteilt und durch Freiräume zum Aufnehmen der Halteabsätze getrennt sind, welche zum Umbiegen der Platte entlang einer weiteren Kante verwendet werden.
– Die Flanschmittel haben eine veränderliche Stellung bezüglich der Biegekante. Dies kann dadurch bedingt sein, dass die Anlage Mittel zum Einstellen oder Anpassen der Kraft enthält, die von den Flanschmitteln auf die Platte ausgeübt wird.
– Das Biegeglied enthält zumindest eine Fläche zum Abstützen an der Platte und zumindest eine kreiszylindrische Fläche, die mit einer kreiszylindrischen Fläche eines Führungsbocks zusammenwirken kann, wobei die zylindrischen Flächen auf einer gedachten Achse zum Umbiegen der Platte zentriert sind. Durch die Verwendung eines solchen Führungsbocks ist es möglich, das Biegeglied zu führen, ohne dabei auf ein Scharnier zurückzugreifen, das sich mit benachbarten Vorrichtungen überlagern könnte. In diesem Fall kann vorgesehen sein, dass die Anlage mehrere Biegeglieder enthält, die über die Länge der Platte verteilt sind und mit Führungsböcken zusammenwirken, deren zylindrische Flächen mit ihren geometrischen Achsen parallel und versetzt zueinander verlaufen. Dadurch ist es möglich, die Platte entlang unterschiedlicher Längskanten über ihre Länge zu biegen, wodurch rohrförmige Querschnitte mit entsprechend unterschiedlichen Geometrien beispielsweise auf verschiedenen Seiten eines herzustellenden Rahmens gebildet werden können. Das bzw. die Biegeglieder sind vorteilhaft mit einer Außenrippe ausgestattet, die eine zylindrische Fläche bildet, welche mit der zylindrischen Fläche des entsprechenden Führungsbocks zusammenwirken kann, wobei diese zylindrischen Flächen im wesentlichen den gleichen Radius haben. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung, welche weit ausladende Schwenkbewegungen gestattet, wird das Biegeglied bzw. werden die Biegeglieder über Teleskopsegmente bezüglich der zylindrischen Fläche des Führungsbocks geführt, die ineinander gleiten. Die Oberflächen der Rippen, Teleskopsegmente und/oder die Oberflächen der Führungsböcke können mit Gleitkugeln oder -rollen versehen sein.
– Die Anlage enthält ein Werkzeug zum Umformen des Werkstücks, wobei dieses Werkzeug Elemente zum Tragen der rohrförmigen Querschnitte des Werkstücks enthalten, die mit Mitteln zum Aufnehmen und Festlegen dieser rohrförmigen Abschnitte versehen sind, wobei die Elemente zueinander angelenkt sind. Dieses Werkzeug ermöglicht die Endumformung des Rahmens nach Herstellung der rohrförmigen Abschnitte. Auch kann vorgesehen sein, dass zumindest eines der Anlenkelemente längenverstellbar ist, wodurch es möglich ist, das Werkzeug auf die Herstellung von Rahmen mit unterschiedlichen Abmessungen anzupassen. Auch kann vorgesehen sein, dass die Anlenkelemente zusammen eine geschlossene Form mit vorbestimmter Geometrie bilden können, die der Geometrie eines aus dem Werkstück gebildeten Rahmens entspricht. Durch den geschlossenen Verlauf der erhaltenen Form ist es möglich, aufgrund einer eindeutigen Positionierung der verschiedenen Bestandteile dieses Werkzeugs eine höhere geometrische Präzision zu erhalten. Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zumindest eines der Anlenkelemente mit einem Glied versehen, das insgesamt einen U-förmigen Querschnitt hat und zumindest einen Keil zum Sichern eines rohrförmigen Querschnitts in Stellung in diesem Element aufnehmen kann, wobei Mittel vorgesehen sind, um den Keil an diesem Glied festzulegen.
– Zumindest eines der Biegeglieder ist mit einem Messer ausgestattet, das eine Schere zum Zuschneiden der Platte bei deren Biegen bildet.

Die Erfindung betrifft schließlich die Verwendung des genannten Verfahrens bzw. der genannten Anlage zum Herstellen eines Tragrahmens für eine Schattenmaske für Kathodenstrahlröhren.
Die Erfindung wird bei Anbetracht der nachfolgenden Beschreibung besser verständlich, aus der sich weitere Vorteile der Erfindung deutlicher ergeben und die zwei Ausführungsbeispiele einer Anlage zum Herstellen eines Tragrahmens für eine Schattenmaske und eines Verfahrens zu dessen Ausführung zeigt, die sich nur beispielhaft verstehen und sich auf die beigefügten Zeichnungen beziehen, worin zeigt:
1 schematisch einen Schattenmaskenrahmen, an dem eine teilweise dargestellte Schattenmaske angeordnet ist,
2 eine schematische perspektivische Prinzipdarstellung eines Teils einer Anlage zum Herstellen des Rahmens aus 1, wobei der Rahmen nicht dargestellt ist,
3 eine schematische Prinzipdarstellung eines Teils des Rahmens aus 1 bei dessen Einsatz in der Anlage aus 2,
4 eine Prinzipdarstellung im Schnitt entlang der Linie IV-IV aus 2, wobei der Rahmen in Stellung in der Anlage dargestellt ist,
5 eine zu 4 analoge Schnittdarstellung bei einem ersten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, welcher der Anordnung aus 4 vorausgeht,
6 eine zu 4 analoge Schnittdarstellung bei einem späteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens, welcher nach der Anordnung aus 4 folgt,
7 eine zu 4 analoge Schnittdarstellung bei einem späteren zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
8 eine Prinzipdarstellung im Schnitt entlang der Linie VIII-VIII aus 2, wobei der Rahmen in der Anlage eingesetzt dargestellt ist,
9 eine zu 8 analoge Schnittdarstellung bei einem späteren Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
10 eine zu 8 analoge Schnittdarstellung bei einem späteren zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens,
11 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Teils der erfindungsgemäßen Anlage, wobei ein Rahmen im Laufe der Herstellung oberhalb dieses Teils der Anlage dargestellt ist,
12 eine Ansicht der Einzelheit XIII aus 11 in vergrößertem Maßstab, wobei der Rahmen in das Werkzeug eingesetzt ist,
13 eine zu 12 analoge Ansicht bei einem späteren Schritt der Herstellung des Rahmens,
14 eine Draufsicht auf den in 11 bis 13 dargestellten Teil der Anlage während dessen Verwendung,
15 eine schematische Teilschnittdarstellung eines Teils einer Platte während des Biegevorgangs,
16 eine perspektivische, schematische Prinzipdarstellung eines Teils der Anlage,
17 eine schematische Schnittansicht eines Teils einer Anlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
18 eine zu 13 analoge Ansicht für die Anlage aus 17, und
19 eine Prinzipdarstellung im Schnitt entlang der Linie XIX-XIX aus 18.
In 1 ist in schematischer Weise eine Schattenmaske 1 dargestellt, die an einem Schattenmaskentragrahmen 2 angebracht ist. Der Rahmen 2 ist im allgemeinen rechteckförmig und enthält zwei Seitenschenkel 3, 3' und zwei endseitige Schenkel 4, 4'. Die Schattenmaske besteht aus einer dünnen Metallfolie, beispielsweise aus Eisen-Nickel-Legierung mit geringem Ausdehnungskoeffizienten, die mit Löchern 5 durchbohrt und durch Verschweißen an den oberen Rändern 6, 6' der endseitigen Schenkel 4, 4' befestigt ist. Verschiedene Formen der Schattenmaske sind je nach Kathodenstrahlröhre möglich, der sie zuzuordnen ist. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Schattenmaske insgesamt eben ausgeführt, sie kann jedoch auch zylinderabschnittsförmig gekrümmt sein. Die Maske 1 kann ferner gespannt sein, d. h. einer Spannung unterliegen, die parallel zu den Seitenschenkel 3, 3' des Rahmens 2 verläuft.
Die Schenkel 3, 3', 4 und 4' sind durch Umbiegen eines Blechs gebildet, so dass sie jeweils ein rohrförmiges Element bilden. Diese vier Schenkel können durch Umbiegen von nur einer einzigen Metallplatte erhalten werden. Auch ist es möglich, die Verwendung einer umgebogenen Platte für jeden Schenkel oder einer Platte für zwei aneinandergrenzende Schenkel vorzusehen.
Bei dem in den Figuren dargestellten Beispiel wird eine einzige Metallplatte 10 zur Herstellung der vier rohrförmigen Schenkel 3, 3', 4 und 4' verwendet. Diese Platte erscheint teilweise in 3 nach den Schritten zum Zuschneiden von Fügezungen 11 und zum Vormarkieren von Längskanten 12 bis 17.
Im Bereich der Kanten 12 bis 14 bildet die Platte 10 den endseitigen Schenkel 4. Im Bereich der Kanten 12 und 15 bis 17 bildet die Platte 10 den Seitenschenkel 3. In der Praxis entspricht der in 3 dargestellte Teil der Platte 10 dem Eckbereich 7 des Rahmens 2, bei welcher die Verbindung zwischen den Schenkeln 3 und 4 erfolgt.
Bei der Anordnung aus 3 ist die Platte 10 durch Zuschneiden, Ziehen und Umbiegen geformt, wobei insbesondere Stempel Anwendung finden, die dazu bestimmt sind, in der Platte 10 eine Kante 12 zu bilden, die sich im wesentlichen über die gesamte Länge erstreckt, während die Kanten 13 bis 17 sich nur über einen Teil der Platte 10 erstrecken und die Kanten 13 und 15 parallel, jedoch versetzt zueinander verlaufen, d. h. in verschiedenen Abständen d₁ und d₂ von der Kante 12 entfernt liegen.
Wie insbesondere aus 5 hervorgeht, erfolgt das Vorbiegen der Platte 10 durch Festlegen dieser Platte an einer Unterlage bzw. einer Auflage 101 mittels eines Niederhalters 107 und durch Umbiegen der Platte 10, wie mit den Pfeilen F dargestellt ist, wodurch die Biegelinien 12 und 13 erzeugt werden. Ein weiterer Niederhalter findet im Bereich des Schenkels 3 Anwendung, wodurch die Bildung der Biegelinie 12 fortgesetzt und die Biegelinie 15 erzeugt werden kann. Dieser zweite Niederhalter ist auch dazu vorgesehen, die Biegelinien 16 und 17 zu bilden.
Mit diesen Vorbiegevorgängen kann die in 4 dargestellte Anordnung erreicht werden, bei welcher der Niederhalter 107 vom Innenraum der Platte 10 entfernt bzw. zurückgezogen ist, wie mit Pfeil F' dargestellt ist. Anzumerken ist, dass die Form des Niederhalters 107 mit seinem Rückzug aus dem Innenraum der Platte 10 bei der Anordnung von 4 vereinbar ist.
Durch diesen Vorbiegevorgang wird die Platte 10 gegenüber der erfindungsgemäßen Anlage festgelegt, da sie sich entlang der beiden Biegekanten 12 und 13 oder 12 und 15 in Anschlag befindet, welche insgesamt parallel verlaufen.
Das Vorbiegen kann durch Markieren der Biegelinien vorbereitet werden, beispielsweise durch ein Eindrücken über einen Teil der Dicke der Platte 10, insbesondere über 25 %.
In allgemeiner Weise kann das Vorbiegen der Platte 10 an der in den Figuren gezeigten Maschine oder an einer anderen Maschine erfolgen, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Falls ein Schenkel hergestellt wird, der im Querschnitt mehr als drei Seiten enthält, wie der Schenkel 3, sind vorläufige Vorbiegevorgänge erforderlich, um die Kanten vom Typ wie die Kanten 16 und 17 zu erzeugen. Ein derartiges vorläufiges Vorbiegen findet auch im Falle des Schenkels 4 Anwendung, um die Kante 14 zu erzeugen.
Die erfindungsgemäße Anlage 100 enthält eine Unterlage 101, an der ein Mittelteil 21 der Platte 10 aufliegt. Es sind Zapfen vorgesehen, von denen nur einer in den Figuren mit dem Bezugszeichen 102 dargestellt ist und die sich ausgehend von dieser Platte 101 erstrecken und dazu bestimmt sind, Öffnungen 22 zu durchsetzen, die im Teil 21 vorgesehen sind, so dass die Platte 10 auf die Grundplatte 101 gesetzt wird.
Ausgehend vom Teil 21 erstrecken sich zwei Flügel 23 und 24 der Platte 10, die dazu bestimmt sind, die Schenkel 4 zu bilden. Ausgehend von diesem gleichen Mittelteil 21 erstrecken sich zwei weitere Flügel 25 und 26, die dazu bestimmt sind, den Schenkel 3 zu bilden.
Die Flügel 23 und 25 sind mit dem Teil 21 entlang der Kante 12. verbunden. Die Flügel 24 und 26 sind jeweils mit dem Teil 21 entlag der Kanten 13 bzw. 15 verbunden. Der Flügel 23 ist über die Biegelinie bzw. -kante 14 mit einem Rand 27 verbunden, während die Flügel 25 und 26 beide über die Biegelinien bzw. -kanten 16 und 17 in zwei Felder 25a, 25b bzw. 26a, 26b unterteilt sind.
Die Anlage 100 enthält eine Biegebacke 103, die dazu bestimmt ist, durch eine mit dem Pfeil F, dargestellte Kraft den Flügel 23 in Richtung des Teils 21 umzuschlagen. Die Backe 103 enthält eine Platte 103a, deren Länge parallel zur Längsachse X-X' der Anlage 100 auf die Länge des Flügels 23 abgestimmt ist. Die Seite 103a1 der Platte 103a, die dazu bestimmt ist, mit dem Flügel 23 in Kontakt zu stehen, ist insgesamt eben ausgeführt. Die Platte 103a ist an ihrer der Seite 103a1 entgegengesetzten Seite 103a2 mit zwei Rippen 103b ausgestattet, die sich dem Flügel 23 gegenüberliegend in insgesamt senkrecht zur Achse X-X' verlaufenden Richtungen erstrecken. Diese Rippen 103b bilden jeweils eine konvexe, kreiszylinderabschnittsförmige Fläche 103c, die auf eine gedachte Achse a zentriert ist. Unter "gedacht" ist zu verstehen, dass die Achse a nicht durch ein Scharnier definiert ist, sondern als die geometrische Stelle, an der die Krümmungsmittelpunkte der Flächen 103c aufeinandertreffen. Diese Achse befindet sich innerhalb des Schenkels 4 und verläuft parallel zur Achse X-X'.
Die Anlage 100 enthält auch einen Führungsbock 113, der eine kreiszylindrische Innenfläche 113c definiert, an der sich die Rippen 103b über ihre Flächen 103c gleitbeweglich abstützen. Die Symmetrieachse der Fläche 113a ist auch die Achse a. Die Krümmungsradien R₁₀₃ und R₁₁₃ der Flächen 103c und 113c sind gleich. Somit ist es möglich, die Backe 103 im Führungsbock 113 um die Achse a herum zu verschwenken, wie mit Pfeil F₂ in 4 dargestellt ist, und zwar durch relative Gleitbewegung der Flächen 103c und 113c.
Eine zweite Backe 104 enthält eine Platte 104a, die dazu bestimmt ist, sich über eine Seite 104a1 an den Flügel 24 anzulegen und auf diese eine Kraft F₃ auszuüben, mit der sie in Richtung der Grundplatte 101 und des Mittelteils 21 umgeschlagen werden kann. Die Platte 104a ist an ihrer der Seite 104a1 entgegengesetzten Seite 104a2 mit Rippen 104b versehen, von denen eine äußere bzw. konvexe Fläche 104c kreiszylindrisch ausgeführt ist und sich an einer inneren bzw. konkaven, kreiszylinderförmigen Fläche 114c eines Führungsbocks 114 abstützen kann. Mit c ist die gemeinsame geometrische Mittelachse der Flächen 104c bezeichnet, wobei diese Achse parallel zur Achse X-X' verläuft und sich im Innenraum des Schenkels 4 befindet. Mit R₁₀₄ und R₁₁₄ sind die jeweiligen Radien der Flächen 104c und 114c bezeichnet, wobei diese Radien gleich lang sind. Die Backe 104 kann um die Achse c herum schwenken, indem sie vom Führungsbock 114 geführt wird, wie mit Pfeil F'₂ dargestellt ist.
Insbesondere anhand von 4, 6 und 7 ist erkennbar, dass es möglich ist, die Platte 10 durch die Kräfte F₁ und F₃ mit einem rohrförmigen Querschnitt mit insgesamt dreieckiger Grundfläche auszubilden.
Ausgehend von der Stellung gemäß 4 besteht jedoch dann, wenn die Kräfte F₁ und F₃ ausgeübt werden, obgleich die Flügel 23 und 24 an den jeweiligen Platten 103a bzw. 104a ohne weitere Kraft anliegen, die Gefahr, dass die Platte 10 sich in Richtung des Pfeils F₄ in 4 abhebt, da die Flügel 23 und 24 Gefahr laufen, entlang der Flächen 103a1 und 104a1 zu gleiten, wie mit den Pfeilen F₅ bzw. F₆ dargestellt ist. Dies könnte zu einem ungenauen Biegen im Bereich der Kanten 12 und 13 führen, deren Krümmungsmittelpunkt dann nicht mehr mit den geometrischen Achsen a und c übereinstimmt.
Um Relativbewegungen zwischen den Flügeln 23 und 24 und den Flächen 103a und 104a zu vermeiden, sind die Backen 103 und 104 jeweils mit einem Absatz 103f, 104f ausgestattet, die auf die Flügel 23 und 24 eine Kraft ausüben können, die mit F₇ bzw. F₈ bezeichnet ist und insgesamt zu den Kanten 12 und 13 gerichtet ist, d. h. die einer Gleitbewegung der Flügel 23 und 24 in Richtung der Pfeile F₅ und F₆ entgegengesetzt ist. Die Kräfte F₇ und F₈ bilden damit Flansch- bzw. Haltekräfte für die Flügel 23 und 24 bezüglich der Backen 103 und 104. Insbesondere laufen die Flügel 23 und 24 nicht Gefahr, radial nach außerhalb der Backen 103 und 104 vorzustehen.
Mit anderen Worten bilden die Absätze 103f und 104f Anschläge für die Verlagerung der Flügel 23 und 24 in Richtung der Pfeile F₅ und F₆.
Anzumerken ist, dass die Kräfte F₇ und F₈ von der Außenseite des Schenkels 4 ausgeübt werden. Somit wird die Platte 10 an der Unterlage 101 ohne Verwendung eines Anbauelements, wie etwa eines Niederhalters, gehalten, was sich günstig auswirkt, da ein Niederhalter schwierig einzusetzen und zurückzuziehen wäre, nachdem die Platte gebogen ist. Ferner könnte ein Niederhalter nicht bis in den Bereich des Schenkels 3 fortgesetzt werden.
Die Erfindung ermöglicht damit ein Umbiegen der Platte 10 zu einer rohrförmigen Struktur, ohne dabei eine Klemmvorrichtung innerhalb ihrer verschiedenen Abschnitte einzuführen.
Der Absatz 103f ist einstückig mit der Platte 103a ausgeführt, wobei dieser Absatz dazu bestimmt ist, den Rand 27 des Flügels 23 zu übergreifen. Dieser Absatz 103f erstreckt sich über die gesamte Länge der Backe 103 parallel zur Achse X-X', wodurch gewährleistet wird, dass die obere Kante des Schenkels 4, an der die Maske 1 aufgespannt werden soll, frei von Unebenheiten ist. Dazu weist der Absatz 103 eine gleichmäßige Fläche auf der Seite des Rands 27 auf, da der Absatz 103f zum Formen dieses Rands dient, der möglichst gleichmäßig sein soll, damit die auf die obere Kante des Schenkels 4 gespannte Maske 1 keine Wellen oder Reliefs aufweist, welche das in der Kathodenstrahlröhre erzeugte Bild stören könnten.
Der Absatz 104f, der sich über die gesamte Länge der Backe 104 erstreckt, kann sich senkrecht zur Platte 104a und zum Flügel 24 verlagern, wie mit Pfeil F₉ in 4 dargestellt ist.
Die Funktionsweise ist wie folgt.
Wenn die Platte 10 an der Unterlage 101 positioniert und mit dem Niederhalter 107 vorgebogen ist, wird die Backe 104 von einem pneumatischen, elektrischen oder hydraulischen Kraftzylinder verlagert, so dass sie aufgrund der auf die Platte 104a ausgeübten Kraft F₃ die Platte 24 in Richtung des Teils 21 umschlägt. Der Absatz 104f übt auf den Flügel 24 eine Kraft F₈ aus, die zur Kante 12 gerichtet ist, wodurch eine ordnungsgemäße Positionierung des Flügels 24 gegenüber der Backe 104 gewährleistet wird. Damit wird die Stellung gemäß 6 erreicht, in welcher der Winkel α zwischen Flügel 24 und Teil 21 unter 90° ist. Ausgehend von dieser Stellung wird die Backe 103 so betätigt, dass sie den Flügel 23 in Richtung des Teils 21 umschlägt, indem sie eine Kraft F, ausübt, wie in 7 dargestellt ist. Die Backen 103 und 104 werden in ihren Verlagerungen F₂ und F'₂ durch Zusammenwirken der konvexen Zylinderflächen 103c, 104c mit den konkaven Zylinderflächen 113c, 114c geführt.
Um eine Überlagerung zwischen den Absätzen 103f und 104f zu vermeiden, liegt der Absatz 104f vom Flügel 24 entfernt, wie mit Pfeil F'₉ in 7 dargestellt ist. Dadurch ist es nämlich möglich, die Kraft F₈ in der Anordnung gemäß 6 wegzulassen, da keine Verlagerung des Flügels zwischen den Anordnungen von 6 und 7 erforderlich ist. Ferner wird dadurch, dass der Winkel α unter 90° liegt, eine wirkungsvolle Positionierung des Flügels 24 gewährleistet, und zwar auch bei Weglassen der Kraft F₈.
Mit anderen Worten ist bei den Anordnungen gemäß 6 und 7 die Kraft Fe nicht unbedingt erforderlich, da die Platte 104a den Flügel 24 wirkungsvoll in Stellung bezüglich der Achse c hält.
Gemäß einer Ausführungsvariante der Erfindung kann vorgesehen sein, mehrere Absätze 104f über die Länge der Platte 104 parallel zu den Achsen X-X' und c zu verteilen.
Nachfolgend sei auf 15 Bezug genommen, die eine Vergrößerung der Einzelheit XV aus 4 zeigt. Die Platte 10 hat eine Dicke e ungleich null. Der Übergang von der mit ausgezogenen Linien dargestellten Stellung in die strichpunktiert dargestellte Stellung, welche im wesentlichen der in 7 entspricht, führt dazu, die Höhe h des Flügels 23 in der strichpunktiert dargestellten Anordnung bezüglich der Länge l dieses Flügels in der mit ausgezogenen Linien dargestellten Anordnung zu vermindern, da die Nullachse f der Platte 10 eine Kreisbogenform bildet, die auf die Achse a in der strichpunktiert dargestellten Anordnung zentriert ist.
Angenommen, die Achse a liegt innerhalb des zum Bilden der Kante 12 bestimmten Bereichs mit einem Abstand d von der Nullachse f und beispielsweise bei einer ausgehend von einer ebenen Gestalt gebogenen Platte zum Bilden einer um 90° gebogenen Form, beträgt die Differenz zwischen der Höhe h und der Länge l ½ πd. In diesem Falle ist sie insofern geringer, als die Kante 12 bei der Anordnung aus 4 bereits vormarkiert ist. Sie ist jedoch nicht gleich null.
In Anbetracht dieser Differenz zwischen den Werten von Höhe h und Länge l ist es zweckmäßig, den Wert der Kraft F₇ anzupassen, damit diese die Platte 10 wirkungsvoll im Bereich der Kante 12 während der gesamten Drehbewegung der Backe 103 um die Achse a festlegt. Dazu ist vorgesehen, dass der Absatz 103f elastisch in Richtung der Achse a oder der Kante 12 beaufschlagt wird. Dabei ist der Absatz 103f nicht einstückig mit der Platte 103a ausgeführt. Gemäß einer weiteren Annäherung kann vorgesehen sein, dass aufgrund einer Nockeneinrichtung die Höhe der Kraft F₇ je nach Winkelausrichtung der Backe 103 um die Achse a während der Schwenkbewegung F₂ veränderbar ist.
Gemäß einer weiteren Annäherung ist es möglich, diese Differenz zwischen den Werten von der Höhe h und der Länge l dadurch auszugleichen, dass die Schwenkachse a in einer senkrecht zur Hauptebene der Unterlage 101 verlaufenden Richtung versetzt wird. In diesem Fall kann der Absatz 103f einstückig mit der Platte 103a der Backe 103 ausgeführt sein.
Selbstverständlich kann der Absatz 104f auch mit Mitteln versehen sein, die eine Änderung der Höhe der Kraft F₈ in Abhängigkeit von der Stellung der Backe 104 um die Achse c während der Schwenkbewegung F'₂ gestattet. Alternativ kann auch die Stellung der Achse c veränderlich vorgesehen sein, um Veränderungen der Länge und/oder der Höhe des Flügels 24 auszugleichen.
Insbesondere anhand von 8 bis 10 ist anzumerken, dass der Seitenschenkel 3 im Querschnitt viereckig ist. Eine Backe 105 ist zum Zusammenwirken mit dem Flügel 25 vorgesehen und enthält eine Grundplatte 105a, deren mit dem Flügel 25 in Kontakt stehende Seite 105a1 die Ausübung einer Kraft F₁₁ ermöglicht, um den Flügel 25 in Richtung der Elemente 21 und 101 umzuschlagen. Wie die Backe 103 ist auch die Backe 105 mit Rippen 105b ausgestattet, welche konvexe Zylinderflächen 105c definieren, die auf die Achse a zentriert sind und mit einem Führungsbock 115 zusammenwirken können, der eine konkave Fläche 115c zum Gleiten der Flächen 105c definiert, wobei die Fläche 115c ganz wie die Flächen 105c kreiszylinderförmig und auf die Achse a zentriert ist. Die Backe 105 ist mit mehreren Absätzen 105f ausgestattet, die über ihre Länge parallel zur Achse X-X' verteilt sind, wobei diese Absätze dazu vorgesehen sind, mit dem Flügel 25 im Bereich der Kante 17 in Kontakt zu gelangen, indem sie einen Anschlag für eine eventuelle Gleitbewegung des Flügels 25 bilden. Die Absätze 105f üben auf den Flügel 25 eine Flanschkraft F₁₂ auf, die zur Kante 12 gerichtet ist und parallel zum Feld 25a verläuft. Die Kraft F₁₂ hat die gleiche Funktion wie die vorangehend erwähnten Kräfte F₇ und F₈. Sie ermöglicht eine wirkungsvolle Positionierung des Flügels 25 bezüglich der Achse a während des gesamten Biegevorgangs, der mit der Kraft F₁₁ stattfindet.
In gleicher Art und Weise ist eine Backe 106 vorgesehen, um mit dem Flügel 26 zusammenzuwirken, und enthält eine Platte 106a, die eine Fläche 106a1 zum Abstützen am Flügel 26 bildet und mit Rippen 106b ausgestattet ist, deren radial äußere konvexe Flächen 106c mit einer konkaven Fläche 116c eines Führungsbocks 116 zusammenwirken. Die Flächen 106c und 116c sind auf eine geometrische Achse bzw. eine gedachte Achse b zentriert, welche die Mitte der Kante 15 bildet und ebenso wie die Achse a im Innenraum des Schenkels 3 liegt.
Die Backe 106 ist mit Absätzen 106f ausgestattet, mit denen der Flügel 26 in Stellung bezüglich der Platte 106a während der Biegung der Kante 15 festgehalten werden kann. Die Platte 106a ist nicht eben, sondern bildet einen konkaven Aufnahmebereich für die Felder 26a und 26b, wobei die Platte 106a ihrerseits aus zwei Feldern gebildet ist, welche unter einem Winkel β zueinander ausgerichtet sind, der dem gegenseitigen Ausrichtungswinkel der Felder 26a und 26b entspricht. Die Absätze 106f sind so angeordnet, dass sie in Anlage an den freien Rand 26c des Feldes 26b gelangen.
Die Absätze 106f sind über die Länge der Platte 106a verteilt.
Die Absätze 105f einerseits und 106f andererseits sind zueinander auf Lücke angeordnet, indem sie entlang der Achse X-X' versetzt liegen, wobei ein Absatz 105f einem Freiraum 106g gegenüberliegt, der zwischen zwei Absätzen 106f definiert ist, während ein Absatz 106f einem Freiraum 105g gegenüberliegend angeordnet ist, der zwischen zwei Absätzen 105f definiert ist.
Das Umbiegen des Schenkels 3 lässt sich anhand von 8 bis 10 erläutern. Bei der Anordnung gemäß 8 wird auf die Backe 105 über jegliches geeignete Mittel eine Kraft ausgeübt, so dass sie verlagert wird und die Biegekraft F₁₁ des Flügels 25 in Richtung des Teils 21 ausübt, wobei die Absätze 105f in Überdeckung mit dem Verbindungsbereich 25c gelangen, der zwischen den Feldern 25a und 25b definiert ist und die Kante 17 umfasst. Mit der Kraft F₁₁ ist es möglich, den Flügel 25 bis in die Stellung gemäß 9 umzuschlagen, in der das Feld 25a insgesamt senkrecht zum Teil 21 verläuft, wobei das Feld 25b insgesamt parallel zu diesem Teil verläuft. Im Laufe des zwischen den Anordnungen von 8 und 9 erfolgenden Biegevorgangs wird der Flügel 25 durch die Kraft F₁₂ wirkungsvoll in Stellung bezüglich der Backe 105 und der Kante 12 gehalten.
Die Backe 106 wird dann aktiviert, um aus der Stellung gemäß 9 in die gemäß 10 zu gelangen, wobei eine Biegekraft F₁₃ des Flügels 26 von der Platte 106a in Richtung des Teils 21 ausgeübt wird, während eine Kraft F₁₄ von den Absätzen 106f auf den Flügel 26 parallel zu diesem Flügel und insgesamt in Richtung der Kante 15 ausgeübt wird.
Wie vorangehend beschrieben wurde, sind die Kräfte F₁₂ und F₁₄ je nach Ausrichtung der Backen 105 und 106 um die Achsen a und b veränderlich. Alternativ können die Achsen a und b bezüglich ihrer Darstellung in 8 bis 10 versetzt sein, um Längenänderungen der Flügel 25 und 26 auszugleichen.
Ferner kann bei der Anordnung gemäß 10 die Kraft F₁₂ durch eine Bewegung des Absatzes 105f im Sinne einer Entfernung von der Kante 12 nachlassen bzw. vermindert werden, so dass aufgrund der Elastizität der Platte 10 das Feld 25b in feste, elastische Abstützung an der zum Teil 21 hin ausgerichteten Seite des Feldes 26b gelangt. Damit ist es möglich, die Felder 25b und 26b Punkt für Punkt mit einem Hochenergiestrahl zu verschweißen, der zwischen zwei aneinandergrenzenden Absätzen 105f und 106f ausgerichtet ist.
Um die elastische Abstützung der Felder 25d und 26d zu erhalten, kann auch vorgesehen sein, dass der Biegewinkel zwischen den Feldern 25a und 25b geringfügig weiter geöffnet ist als der bei der Anordnung gemäß 10, so dass bei dieser Anordnung eine elastische Abstützung erreicht wird, ohne dass dabei die Kraft F₁₂ nachlassen muss.
Wie deutlich aus den 11 bis 14 hervorgeht, wird der Rahmen 2 nach Umformen der verschiedenen Schenkel 3, 3', 4 und 4' durch Umbiegen geformt. Wenn die rohrförmigen Schenkel gebildet sind, erstreckt sich die Platte 10 mit vier durch Verbindungsbereiche 8, 8' und 8" verbundenen Abschnitten insgesamt in Richtung X-X'. Zum Umformen des Rahmens 2 ist ein Werkzeug 200 vorgesehen, das vier Abschnitte 201, 202, 203 und 204 enthält, die dazu bestimmt sind, jeweils einen der Schenkel 3, 3', 4 bzw. 4' aufzunehmen.
Diese Abschnitte 201 bis 204 sind jeweils aus zwei Masseteilen 201a, 201b, 202a, 202b, 203a, 203b, 204a, 204b gebildet, die über eine Schrauben-Mutter-Einrichtung 201c, 202c, 203c bzw. 204c zum Anpassen der Länge der Abschnitte 201 bis 204 verbunden sind. Den Einrichtungen 201c bis 204c sind Führungsstifte 201c', 202c', 203c' und 204c' zugeordnet. Die Länge eines jeden Abschnitts 201 bis 204 wird parallel zu seiner größten Abmessung X₁ bis X₄ auf die Länge des Schenkels eingestellt, den er aufnehmen soll. Die Abschnitte 201 bis 204 sind in der Länge einstellbar vorgesehen, um die Herstellung von Rahmen 2 in verschiedenen Größen zu ermöglichen.
Die Teile 201a und 201b sind jeweils mit Winkelprofilen 201d, 201e zum Aufnehmen des Schenkels 4 versehen. Um den Schenkel 4 an den Winkelprofilen 201d und 201e festzulegen, sind Spannklötze 201f, 201g vorgesehen. In gleicher Weise sind die Abschnitte 202, 203 und 204 mit jeweiligen Winkelprofilen 202d bis 204e und mit Spannklötzen 202f bis 204g ausgestattet. Wie insbesondere aus 11 und 12 hervorgeht, sind die Spannklötze ja nach Geometrie der Flügel 24 und 26 ausgebildet.
Die Abschnitte 201 und 202 sind zusammen um eine Achse Y₁ angelenkt, die sich im wesentlichen senkrecht zur Hauptrichtung X-X' der Schenkel 3, 4, 3' und 4' erstreckt. Auch die Achse Y₁ erstreckt sich senkrecht zur Richtung X,, in welcher der Abschnitt 201 der Länge nach einstellbar ist. In gleicher Weise sind die Abschnitte 202 und 203 zusammen um eine Achse Y₂ angelenkt, während die Abschnitte 203 und 204 zusammen um die Achse Y₃ angelenkt sind, wobei diese Achsen Y₂ und Y₃ sich insgesamt senkrecht zur Achse X-X' und zu den Richtungen X₁, X₂, X₃ und X₄ zum Einstellen der Länge der verschiedenen Abschnitte erstrecken.
Die Abschnitte 201 und 202, die Abschnitte 202 und 203 und die Abschnitte 203 und 204 werden jeweils durch drei Kraftzylinder 205, 206 bzw. 207 verbunden, so dass sie auf diese Schließkräfte ausüben können, die mit den Pfeilen F₁₆, F₁₇ und F₁₈ in 14 dargestellt sind. Mit diesen Kräften ist es möglich, das Werkzeug 200 in eine insgesamt rechteckförmige Anordnung in einer senkrecht zu den Achsen Y₁ bis Y₃ verlaufenden Ebene zu bringen, wodurch der Rahmen 2 in den Bereichen 8, 8' und 8" umgebogen werden kann und Eckbereiche gebildet werden, wie etwa der Eckbereich 7, was in 12 und 13 dargestellt ist. Die Kraft F₁₇ bewirkt nämlich eine Annäherung der Seiten der über den Kraftzylinder 206 verbundenen Abschnitte 202 und 203, was zu einem Umbiegen der Platte 10 entlang einer parallel zur Achse Y₂ verlaufenden Linie 18 führt. Somit werden die an dem Schenkel 4 ausgeführten Zungen 11 mit dem Rand 3a des Schenkels 3 in Überdeckung gebracht, wobei diese Zungen und dieser Rand dann durch einen Hochenergiestrahl verschweißt werden können.
Bei der Anordnung in 14 bildet das Werkzeug 200 ein Rechteck, dessen Abschnitte 201 bis 204 die vier Seiten bilden. Dieses Rechteck ist in einem Verbindungsbereich zwischen den Abschnitten 201 und 204 geschlossen, wo nicht dargestellte Verriegelungsmittel vorgesehen sind, die ebenfalls nicht dargestellten Führungsmitteln zugeordnet sind. Somit wird das in 14 dargestellte Rechteck in genauer Weise durch Zusammenwirken der Abschnitte 201 bis 204 definiert, so dass die Geometrie des so erhaltenen Rahmens 2 auch in genauer Weise definiert wird.
Gemäß einem vorteilhaften Aspekt der Erfindung, der nur in 16 veranschaulicht ist, ist die Backe 106 mit einem Messer 106h ausgestattet, das mit- der Platte 101 eine Schere bildet und es ermöglicht, beim Biegen des Schenkels 3 die Platte 10 im Verbindungsbereich der Schenkel 3 und 4 so zuzuschneiden, dass ein in 11 ersichtlicher Einschnitt 19 gebildet wird, der mit der Biegebewegung um die Achse Y₂ herum vereinbar ist. Aufgrund der Verwendung des Messers 106h wird der Einschnitt am Ende der Vorgänge zum Umformen der rohrförmigen Schenkel 3, 3', 4 und 4' gebildet. Vor Benutzung dieses Messers weist die Platte 10 in den Verbindungsbereichen 8, 8' und 8" zwischen den Schenkeln 3 und 4 einen kontinuierlichen Verlauf auf. Mit anderen Worten ist es durch die Eingliederung des Messers 106h an der Backe 106 möglich, den Einschnitt 19 gerade vor Verwendung des Werkzeugs 200 auszubilden, wodurch zu starke Spannungen im Bereich der Linie 18 bei der Herstellung der rohrförmigen Abschnitte vermieden werden. In der Praxis kann das Messer 106h eine Doppelschneidkante aufweisen, so dass sie ein Zuschneiden der Platte 10 entlang zweier paralleler Linien 28 und 29 ermöglicht, die zwischen dem Einschnitt 19 bis zu einer Bohrung 30 definiert sind, die zuvor in die Platte 10 eingebracht wird. Selbstverständlich können die Backen 103, 104 und 105 auch mit Scherenmessern ausgestattet sein.
Je nach Geometrie des Rahmens 2, d. h. insbesondere je nach Länge der Schenkel und ihrem Querschnitt, können verschiedene Gruppen von Backen 103 bis 106 und Führungsböcken 113 bis 116 Anwendung finden, wobei die Backen und Führungsböcke gemeinsam in die Anlage 100 eingesetzt werden, wodurch es möglich ist, einen schnellen standardmäßigen Wechsel sämtlicher Biegeglieder dieser Anlage durchzuführen.
Die Verwendung der Backen 103 bis 106, die an Führungsböcken 113 bis 116 mit verschiedenen geometrischen Achsen gleitbeweglich sind, wie etwa mit den Achsen a und c, ermöglicht es, nicht fluchtende Kanten auszubilden, wie etwa die Kanten 13 und 15, was mit an gemeinsamen Scharnieren angelenkten Formbacken nicht möglich wäre.
In den Figuren sind die Backen 103 und 105 und die Führungsböcke 113 und 115 als zwei unterschiedliche Einheiten dargestellt. Es könnte sich jedoch auch um ein und dieselbe Biegegliedeinheit zugleich für beide Schenkel 3 und 4 handeln, da die Biegeachse a für die ganze Kante 12 über die Länge der Platte 10 die gleiche ist. Aus diesem Grund könnten die Platten 103a und 105a einerseits und die Führungsböcke 103 und 105d andererseits aus einem einzigen Teil bestehen.
Wenn die zu biegende Platte dünn ist, und um eine Knickerscheinung ihrer Flügel unter der Wirkung der Flanschkräfte zu vermeiden, kann vorgesehen sein, das Blech an die Platten 103a bis 106a der Backen 103 bis 106 durch Ansaugen oder durch magnetisches Anziehen zu drücken. Dazu können die Backen 103 bis 106 mit Kanälen versehen sein, die an die Seiten 103a1, 103a2, 105a1 und 106a1 münden und mit einer Vakuumquelle verbunden sind. Die Backen können auch mit Permanentmagneten oder Elektromagneten ausgestattet sein, die ein Festlegen der Flügel 23 bis 26 gestatten.
Wie in 17 für eine Anlage gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung dargestellt ist, können die Backen, wie etwa die Backen 104, über Führungsböcke geführt werden, wie etwa über den Führungsbock 114, und zwar aufgrund von teleskopischen Kreissegmenten 1041 und 1042, mit denen bei einer gegebenen Geometrie eines Führungsbocks 114 eine wirkungsvolle Führung für eine weitgehende Schwenkbewegung F₂₀ der Backe 104 um die Achse c erreicht werden kann. Das Segment 1041 ist fest mit der Backe 104 verbunden, wohingegen es ins Innere des Segments 1042 eingesteckt ist, wobei das Segment 1042 seinerseits in Anlage an der inneren Zylinderfläche 114c des Führungsbocks 114 beweglich ist.
Das Segment 1042 ist hohl ausgeführt, während das Segment 1041 voll ist und in der Breite kleiner ist als der Innenraum des Segments 1042.
Das Segment 1042 ist mit Rollen 1042g versehen, die entlang seiner Innenfläche 1042h angeordnet sind und mit dem Rand 1041c des Segments 1041 zusammenwirken können. Diese Rollen erleichtern die relative Gleitbewegung zwischen den Segmenten 1041 und 1042. Ferner ist der Rand 1042c des Segments 1042 auch mit Rollen 1042i versehen, die mit der Innenfläche 114c des Führungsbocks 114 zusammenwirken können. Dadurch wird die Schwenkbewegung des Segments 1042 erleichtert.
Gemäß nicht dargestellten Varianten der Erfindung können das Segment 1041 und/oder der Führungsbock 114 mit Gleitkugeln oder -rollen ausgestattet sein.
Die Erfindung wurde anhand der ersten Ausführungsform beschrieben, und zwar mit Backen, die mit Rippen versehen sind, deren endseitige Flächen 103c, 104c, 105c und 106c dazu vorgesehen sind, an den Zylinderflächen 113c bis 116c der Führungsböcke 113 bis 116 zu gleiten. Die Rippen 103b bis 106b können jedoch auch mit Kugel- oder Rollengleitern ausgestattet sein, wobei diese Kugeln oder Rollen dazu vorgesehen sind, auf den Flächen 113c bis 116c abzurollen.
Es können weitere Formen zum Führen der Backen über die Führungsböcke angestrebt sein.
Wie insbesondere aus 18 und 19 hervorgeht, können die Winkelprofile 201d bis 204e und die Spannklötze 201f bis 204g der ersten Ausführungsform durch Profile mit insgesamt U-förmigem Querschnitt ersetzt sein, von denen zwei mit den Bezugszeichen 202m und 203m in 18 dargestellt sind. Diese Profile haben einen Querschnitt, der darauf abgestimmt ist, die jeweiligen Schenkel 3 bzw. 4' aufzunehmen, indem sie auf zu den Abschnitten 202 und 203 der ersten Ausführungsform analogen Abschnitten befestigt sind.
Den Profilen 202m und 203 sind jeweilige Keile 202p und 203p zugeordnet, um die Schenkel 3 und 4' in Stellung zu verklemmen. Diese Keile haben einen insgesamt dreieckförmigen Querschnitt mit einem stumpfen Winkel, d. h. eigentlich einen trapezförmigen Querschnitt. Nachdem die Schenkel 3 und 4' in die Profile 202m und 203m eingesetzt wurden, werden die Keile in die Profile eingeführt, wie mit den Pfeilen F₂₀ dargestellt ist, wobei die Geometrie der Keile 202p und 203p derart ist, dass sie jeweils mit einer Fläche 202g, 203g versehen sind, die dazu abgestimmt ist, an bestimmte Flügel 24 bzw. 26 der Profile 3 und 4' aufzuliegen.
Jeder Keil 202p oder 203p ist mit einem Sackloch 202x, 203r zum Aufnehmen eines Zapfens 202s, 203s versehen, der dazu vorgesehen ist, eine Öffnung 202t, 203t der Profile 202m und 203m zu durchsetzen. Das Einführen des Zapfens 202s in die Öffnung 202t und in das Sackloch 202r ist mit den Pfeilen F₂, dargestellt. Wenn die Zapfen 202s und 203s in den Löchern und Öffnungen 202x, 202t, 203x, 203t eingesetzt sind, werden die Keile an den Profilen 202m und 203m festgelegt und halten die Schenkel 3 und 4' in Stellung.
Die Erfindung wurde mit Backen dargestellt, deren Innenflächen 103a1 bis 106a1 eben sind, während die Flügel 23 bis 26 auch eben sind. Selbstverständlich können diese Flächen und diese Flügel je nach für die Schenkel 3, 3', 4 und 4' gewünschter Geometrie auch gekrümmt sein.
Die Erfindung wurde bei ihrer Verwendung für die Herstellung von Tragrahmen für Schattenmasken dargestellt. Derartige Rahmen können einteilig, in zwei oder in vier Teilen ausgebildet sein, wobei jedes Teil eine, zwei oder alle vier Schenkel des Rahmens bildet.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Werkstücks (2) mit zumindest einem rohrförmigen Querschnitt (3, 3', 4, 4'), das durch Umbiegen einer Metallplatte (10) zumindest entlang einer Längskante (12 – 17) erhalten wird, dadurch gekennzeichnet, dass es Schritte umfasst, die darin bestehen, – die Platte (10) entlang zumindest zweier Biegekanten (12 – 17) vorzubiegen (F), und dann – beim Umbiegen (F₁, F₃, F₁₁, F₁₃) eine Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) auf zumindest einen Teil (23 – 26) der Platte im Verhältnis zu einem Biegeglied (103 – 106) auszuüben.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das Vorbiegen durch Festlegen der Platte auf einer Unterlage (101) mittels eines einfahrbaren Niederhalters (107) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt umfasst, der darin besteht, das Vorbiegen durch Schwächen des Blechs entlang der Biegekanten (12 – 17) vorzubereiten.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, die Platte (10) entlang verschiedener Kanten (12 – 17) über die Länge des Werkstücks umzubiegen, so dass rohrförmige Querschnitte (3, 3', 4, 4') mit unterschiedlichen Grundprofilen entstehen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, die Platte (10) um zumindest eine gedachte geometrische Achse (a, b, c) herum umzubiegen, die durch Zusammenwirken des Biegeglieds (103 – 106) und zugeordneter Führungsmittel (113 – 116) definiert ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es darin besteht, die Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) im wesentlichen von außerhalb eines rohrförmigen Querschnitts (3, 3', 4, 4') des Werkstücks (2) auszuüben, und zwar ohne von einem Niederhalter (107) oder dergleichen ausgeübter Klemmkraft.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) insgesamt zur Kante (12, 13, 15) gerichtet ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) insgesamt senkrecht zur Biegekante (12 – 17) verläuft.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) ein Teil (23, 24, 25a, 26b) der Platte (10) parallel zu sich selbst und senkrecht zur Biegekraft (F₁, F₃, F₁₁, F₁₃) beaufschlagt wird, die durch das Biegeglied (103 – 106) auf diesen Teil ausgeübt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) je nach Stellung des Biegeglieds (103 – 106) angepasst wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt umfasst, der darin besteht, einen ersten Teil (26) der Platte (10) in Überdeckung mit einem zweiten Teil (25) der Platte zu bringen und die auf den zweiten Teil ausgeübte Flanschkraft (F₁₂) so zu vermindern, dass der erste und der zweite Teil sich elastisch aneinander anlegen, wobei der erste und der zweite Teile dann verschweißt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (10) um zumindest eine gedachte Achse (a, b, c) herum umgebogen wird, die als geometrische Achse eines zylindrischen Führungsbocks (113 – 116) zum Führen des Biegeglieds (103 – 106) definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (10) um verschiedene Biegeachsen (a, b, c) herum über die Länge (X-X') des Werkstücks (2) umgebogen wird, indem Biegeglieder (103 – 106) verwendet werden, die von Führungsböcken (113 – 116) mit unterschiedlichen geometrischen Achsen (a, b, c) geführt werden, welche den Biegeachsen entsprechen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt umfasst, der darin besteht, nach der Bildung von mehreren rohrförmigen Querschnitten (3, 3', 4, 4') diese durch Umbiegen von Verbindungsquerschnitten (8, 8', 8") zwischen zwei aneinandergrenzenden rohrförmigen Querschnitten zu einem geschlossenen Rahmen (2) umzuformen, und zwar senkrecht zu den Haupterstreckungen (X-X') der rohrförmigen Querschnitte.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt umfasst, der darin besteht, durch Ansaugen oder magnetisches Anziehen einen Teil (23 – 26) der genannten Platte an einen Teil (103a – 106a) des Biegeglieds (103 – 106) anzudrücken.
Anlage zum Herstellen eines Werkstücks (2) mit zumindest einem rohrförmigen Querschnitt (3, 3', 4, 4'), wobei die Anlage zumindest ein Biegeglied (103 – 106) zum Umbiegen einer Metallplatte (10) entlang einer Längskante (12 – 17) des rohrförmigen Querschnitts enthält, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeglied mit Mitteln (103f – 106f) ausgestattet ist, die es ermöglichen, auf einen Teil (23 – 26) der Platte eine Flanschkraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) auszuüben, die einer Gleitbewegung eines Teils (23 – 26) der Platte (10) entlang des genannten Biegeglieds (103 – 106) entgegenwirkt, während das Biegeglied um eine gedachte geometrische Achse (a, b, c) herum angelenkt ist, die sich innerhalb des entsprechenden rohrförmigen Querschnitts (3, 3', 4, 4') befindet.
Anlage nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Biegeglieder (103 – 106) enthält, welche die Platte (10) entlang unterschiedlicher Kanten (12 – 17) umbiegen können, so dass rohrförmige Querschnitte (3, 3', 4, 4') mit unterschiedlichen Grundprofilen entstehen.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschmittel aus zumindest einem Absatz (103f – 106f) bestehen, der einen Anschlag zum Abstützen der Platte (10) bildet.
Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Absatz (103f – 104f) sich im wesentlichen über die gesamte Länge (X-X') der Kante (13) erstreckt.
Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschmittel mehrere Absätze (105f – 106f) enthalten, die über die Länge (X-X') der Kante (12, 15) verteilt und durch Freiräume (105g – 106g) zum Aufnehmen der Flanschabsätze getrennt sind, welche zum Umbiegen der Platte (10) entlang einer weiteren Kante verwendet werden.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanschmittel eine veränderliche Stellung (F₉) bezüglich der Kante (13) haben.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel zum Einstellen oder Anpassen der Kraft (F₇, F₈, F₁₂, F₁₄) enthält, die von den Flanschmitteln (103f – 106f) auf die Platte (10) ausgeübt wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegeglied (103 – 106) zumindest eine Fläche (104a1 – 106a1) zum Abstützen an der Platte (10) und zumindest eine kreiszylindrische Fläche (103c – 106c) enthält, die mit einer kreiszylindrischen Fläche (113c – 116c) eines Führungsbocks (113 – 116) zusammenwirken kann, wobei die zylindrischen Flächen bezüglich einer gedachten Achse (a, b, c) zum Umbiegen der Platte zentriert sind.
Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass sie mehrere Biegeglieder (103 – 106) enthält, die über die Länge (X-X') der Platte (10) verteilt sind und Führungsböcke (113 – 116) enthalten, deren zylindrische Flächen (113c – 116c) mit ihren geometrischen Achsen (a, b, c) parallel und versetzt zueinander verlaufen.
Anlage nach einem der Ansprüche 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. jedes Biegeglied (103 – 106) mit einer Außenrippe (103b – 106b) ausgestattet ist, die eine zylindrische Fläche (103c – 106c) bildet, welche mit einer zylindrischen Fläche (113c – 116c) des entsprechenden Führungsbocks (113 – 116) zusammenwirken kann, wobei die zylindrischen Flächen im wesentlichen den gleichen Radius (R₁₀₃, R₁₁₃, R₁₀₄, R₁₁₄) haben.
Anlage nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das bzw. jedes Biegeglieds (104) über Teleskopsegmente (1041, 1042) bezüglich der Fläche (114c) des Führungsbocks (114) geführt wird.
Anlage nach einem der Ansprüche 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die zylindrische Fläche (103c – 106c) der Rippe, die Teleskopsegmente (1041, 1042) und/oder die Fläche (113c – 116c) des Führungsbocks (113 – 116) mit Gleitkugeln oder -rollen (1042g, 1042i) versehen sind.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein Werkzeug (200) zum Umformen des Werkstücks (2) enthält, wobei das Werkzeug Elemente (201 – 104) zum Tragen der rohrförmigen Querschnitte (3, 3', 4, 4') des Werkstücks (2) enthält, die mit Mitteln (201d – 204d, 201e – 204e, 201f – 204f, 201g – 204g) zum Aufnehmen und Festlegen der genannten rohrförmigen Abschnitte versehen sind, wobei die Elemente zueinander angelenkt sind (Y₁, Y₂, Y₃).
Anlage nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Anlenkelemente (201 – 204) längenverstellbar ist (X₁, X₂, X₃, X₄).
Anlage nach einem der Ansprüche 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlenkelemente (201 – 204) zusammen eine geschlossene Form mit vorbestimmter Geometrie bilden können, die der Geometrie eines aus dem Werkstück bestehenden Rahmens (2) entspricht.
Anlage nach einem der Ansprüche 27 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Anlenkelemente (203 – 204) mit einem Glied (202m bzw. 203m) versehen ist, das insgesamt einen U-förmigen Querschnitt hat und zumindest einen Keil (202p, 203p) zum Sichern eines der rohrförmigen Querschnitte (3, 3', 4, 4') in Stellung im Element aufnehmen kann, wobei Mittel (202s, 203s) vorgesehen sind, um den Keil am genannten Glied festzulegen.
Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines (106) der Biegeglieder (105 – 106) mit einer Schnittkante (106h) ausgestattet ist, die eine Schere zum Zuschneiden der genannten Platte (10) bei deren Biegen (F₁₃) bildet.
Verwendung eines Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15 bzw. einer Anlage nach einem der Ansprüche 16 bis 32 zum Herstellen eines Tragrahmens (2) für eine Schattenmaske (1) für Kathodenstrahlröhren.