DE69722944T2

DE69722944T2 - Biegevorrichtung

Info

Publication number: DE69722944T2
Application number: DE69722944T
Authority: DE
Inventors: Teruaki Seto-shi Yogo
Original assignee: OPTON SETO KK; Opton Co Ltd
Current assignee: OPTON SETO KK; Opton Co Ltd
Priority date: 1997-12-29
Filing date: 1997-12-29
Publication date: 2004-05-13
Anticipated expiration: 2017-12-30
Also published as: DE69722944D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Die Erfindung bezieht sich auf eine Biegevorrichtung zum Biegen eines Rohres, einer Form eines Kraftfahrzeugfensterrahmens, von Fensterrahmenteilen und anderen länglichen Materialien, die verschiedene Querschnittsgestalten haben (siehe bspw. US-A-5031291).
Eine bekannte Biegevorrichtung ist, wie in einer Veröffnentlichtung der japanischen Patentschrift Nr. HEI 1-154824 offenbart ist, mit einer Positionierführung mit einer darin ausgebildet Öffnung ausgestattet, um ein längliches Material durchtreten zu lassen, mit einer Biegeführung versehen, die eine darin ausgebildete Öffnung hat, um das Material, das von der Positionierführung zugeführt wird, durchtreten zu lassen, und um das Material durch die Bewegung der Biegeführung in einer Ebene senkrecht zu der Materialzuführrichtung zu biegen.
Bei dieser herkömmlichen Biegevorrichtung, wie in 6A und 6B gezeigt ist, wird ein zugeführtes Material 100 zu einem vorbestimmten Biegeradius gebogen, indem die Biegeführung 102 bewegt wird. Bei dem Beginn eines Biegevorgangs, wenn ein Biegeabschnitt des Materials 100 zu der Biegeführung 102 geführt wird, wird die Biegeführung 102 zu einer Position bewegt, die mit dem Biegeradius übereinstimmt. Nachfolgend wird die Biegeführung 102 zu einer Position koaxial zu der Positionierführung 104 zurückbewegt, wodurch der Biegevorgang beendet wird. Wie in 6A gezeigt ist, verändert sich beim Beginn des Biegevorgangs, während der Bewegung der Biegeführung 102 ein Biegeradius des Materials 100 von einem Radius R1 zu einem kleineren Radius R2. Wenn die Biegeführung 102 eine Position erreicht, die einem Biegeradius R3 entspricht, hält nachfolgend die Biegeführung 102 die Bewegung an, um das Material 100 zu dem vorbestimmten Biegeradius zu biegen.
Wenn nachfolgend die Biegeführung 102 zu ihrer Ausgangsposition zurückbewegt worden ist, wird sich der Biegeradius zu einem größeren Biegeradius verändern. Wenn insbesondere das Material zu einem kleinen Biegeradius gebogen worden ist, verändert sich als Folge daraus der Biegeradius im Wesentlichen zwischen dem Start und dem Ende des Biegevorgangs.
In einer anderen herkömmlichen Biegevorrichtung ist eine Drehplatte vorgesehen, auf der eine Biegeführung drehbar gestützt ist. Während das Material zugeführt wird, wird das Material durch Bewegen der Biegeführung in einer Ebene senkrecht zu einer Materialzuführrichtung gebogen und durch Drehen der Drehplatte um das Material verdreht. In dieser herkömmlichen Biegevorrichtung muss zum drehbaren Stützen der Drehplatte, die auf dem Material zentriert ist, eine Drehachse der Drehplatte durch eine Vielzahl Rollen drehbar gestützt werden, und der Mechanismus ist übermäßig kompliziert.
ÜBERBLICK DER ERFINDUNG
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Biegevorrichtung vorzusehen, die Veränderungen in einem Biegeradius verringern kann, die verursacht werden, wenn eine Biegeführung bewegt wird.
Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Biegevorrichtung vorzusehen, die ein Material mit einem einfachen Mechanismus verdrehen kann.
Gemäß der Erfindung wird eine Biegevorrichtung geschaffen, die die Merkmale des Anspruchs 1 enthält.
Vorzugsweise erstreckt sich die erste Biegeachse horizontal von der Biegeführung und die zweite Biegeachse vertikal von einem Stützrahmen, der den ersten Biegemechanismus stützt, und vorzugsweise ist die erste Biegeachse durch Drehzapfen auf gegenüberliegenden Seiten der Biegeführung begrenzt und auf dem Stützrahmen drehbar gestützt.
Der erste Biegemechanismus kann zwei hydraulische Motoren zum Schwenken der Biegeführung um die erste Biegeachse enthalten.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird nun durch Beispiele mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine schematische Darstellung einer Biegevorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
2 ist eine Vorderansicht der Biegevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
3 ist eine Schnittansicht, die einen Hauptbereich der Biegevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel zeigt.
4A und 4B sind erläuternde Ansichten eines Biegevorgangs der Biegevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel.
5A und 5B sind Vorderansichten eines ersten und zweiten Biegemechanismus gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel.
6A, 6B und 6C sind erläuternde Ansichten eines Biegevorgangs einer Biegevorrichtung des Stands der Technik.
7 ist eine erläuternde Ansicht eines Bewegungsausmaßes eines Gleitmechanismus zum Verdrehen eines Materials in der Biegevorrichtung gemäß der Erfindung.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Wie in 1 gezeigt ist, dient in einem ersten Ausführungsbeispiel ein Material 1 als Form eines Kraftfahrzeugfensterrahmens, obgleich es beispielsweise ein Rohr sein kann. Das Material 1 kann eine asymmetrische Gestalt in der Schnittansicht haben, was vorzugsweise orthogonal zu einer Längsrichtung des Materials ist.
Wie in 1 und 3 gezeigt ist, ist eine Biegevorrichtung des ersten Ausführungsbeispiels mit einem Zuführmechanismus 2 versehen, um das Material in einer Axialrichtung zuzuführen. Auf einem Körper 8 ist eine Positionierführung 6 mit einer darin ausgebildeten Durchgangsöffnung 4 zum Passieren des zugeführten Materials vorgesehen. An einer Position, an der das Material 1 die Durchgangsöffnung 4 in der Positionierführung passiert hat, ist eine Biegeführung 12 mit einer darin ausgebildeten Durchgangsöffnung 10 vorgesehen, um das Material 1 hindurch passieren zu lassen.
Auf dem Körper 8 sind in einer orthogonalen Richtung zu dem Material 1 ein Paar Schienen 14 und 16 angeordnet. Eine Einheit 18 ist auf diesen Schienen 14 und 16 und entlang dieser Schienen 14 und 16 bewegbar. Auf der Einheit 18 sind ein Paar Schienen 20 und 22 vorgesehen, um eine vertikal bewegbare Einheit 24 zu führen.
Die Schienen 14 und 16, die Einheit 18, die Schienen 20 und 22 und die vertikal bewegbare Einheit 24 bilden einen Gleitmechanismus 26 aus. Wenn die Einheiten 18 und 24 bewegt werden, wird die vertikal bewegbare Einheit 24 in einer Ebene senkrecht zu einer Zuführrichtung des Materials 1 bewegt.
Die Einheit 18 wird durch einen Zylinder 28 auf dem Körper 8 angetrieben und entlang der Schienen 14 und 16 bewegt, und die vertikal bewegbare Einheit 24 wird durch einen Zylinder 30, der auf der Längsbewegungseinheit 18 ausgebildet ist, angetrieben und entlang der Schienen 20 und 22 bewegt. Die Zylinder 28 und 30 bilden einen Gleitantriebsmechanismus 32 aus, der den Gleitmechanismus 26 umfasst.
Auf der vertikal bewegbaren Einheit 24 ist über Schwenk-Drehzapfen 34 und 36 ein schwenkbares Bauteil 38 schwenkbar gestützt, wobei die Drehzapfen 34 und 36 parallel mit dem Material 1 auf beiden Seiten des schwenkbaren Bauteils 38 befestigt sind. Die Drehzapfen 34 und 36 sind mit einem vorbestimmten Abstand r von dem Mittelpunkt des Materials 1 angeordnet. Das schwenkbare Bauteil 38 wird durch einen Drehzapfen-Zylinder 40, der durch die vertikal bewegbare Einheit 24 schwenkbar gestützt ist, um die Drehzapfen 34 und 36 angetrieben. Die Drehzapfen 34 und 36, das schwenkbare Bauteil 38 und der Drehzapfenzylinder 40 bilden einen Schwenkmechanismus 41 aus.
Wie in 1 und 2 gezeigt ist, hat die Biegeführung 12 Biege-Drehzapfen 42 und 44, die gegenüberliegend in einer Richtung orthogonal zu der Längserstreckung des Materials 1 befestigt sind. Die Drehzapfen 42 und 44 sind auf einem U-förmigen Stützrahmen 46 schwenkbar gestützt.
Auf dem Stützrahmen 46 sind hydraulische Motoren 48 und 50 angebracht und jeweils mit den Drehzapfen 42 und 44 verbunden. Die Drehzapfen 42 und 44 können durch die hydraulischen Motoren 48 und 50 mit einem großen Drehmoment geschwenkt werden. Die Drehzapfen 42 und 44 und die hydraulischen Motoren 48 und 50 bilden einen ersten Biegemechanismus 51 aus. In dem ersten Biegemechanismus 51 ist die Öffnung 10 (siehe 3) der Biegeführung 12 derart geformt, dass sich die Achsen der Drehzapfen 42 und 44 durch den Mittelpunkt des Materials 1 erstrecken. Alternativ kann die Öffnung 10 der Biegeführung 12 derart geformt sein, dass sich die Achsen der Drehzapfen 42 und 44 durch eine Position erstrecken, die von dem Mittelpunkt 60 des Materials 1 beabstandet ist, wie in 5A gezeigt ist.
Wie in 3 gezeigt ist, ist der Stützrahmen 46 mit einer sich nach unten erstreckenden zweiten Biegewelle 52 in einer Richtung orthogonal zu der Längserstreckung des Materials 1 und der Achsen der Drehzapfen 42 und 44 vorgesehen. Die zweite Biegewelle 52 ist in dem schwenkbaren Bauteil 38 drehbar gestützt. Ein hydraulischer Motor 54 ist zum Drehen der Welle 52 auf dem schwenkbaren Bauteil 38 angebracht. Der Stützrahmen 46, die Welle 52 und der hydraulische Motor 54 bilden einen zweiten Biegemechanismus 55 aus, wie in 1 gezeigt ist. Der zweite Biegemechanismus 55 ist derart angeordnet, dass sich die Achse der Welle 52 durch den Mittelpunkt des Materials 1 erstreckt. Wie in 5B gezeigt ist, ist alternativ die Achse der Welle 52 von einem Mittelpunkt 62 des Materials 1 beabstandet.
Eine Betriebsweise der Biegevorrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel wird nun beschrieben.
Wenn das Material 1 durch den Zuführmechanismus 2 in Axialrichtung zugeführt wird, tritt zuerst das Material 1 durch die Öffnung 4 (siehe 3) in der Positionierführung 6 und weiter durch die Öffnung 10 in der Biegeführung 12, wie in 1 gezeigt ist. Wenn die Öffnung 4 der Positionierführung 6 und die Öffnung 10 der Biegeführung 12 in der Zuführrichtung des Materials 1 koaxial sind, tritt das Material 1 durch die Öffnungen 4 und 10 ohne gebogen zu werden.
Um das Material 1 während seines Zuführens mit einem großen Biegeradius zu biegen, wird nachfolgend, wie in 4A gezeigt ist, der Zylinder 30 angetrieben, um die vertikal bewegbare Einheit 24 anzuheben. Dadurch wird die Öffnung 10 der Biegeführung 12 nach oben bewegt, und das Material 1 wird mit einem Radius gebogen, der der Bewegung der Biegeführung 12 entspricht. In diesem Fall werden die hydraulischen Motoren 48 und 50 angetrieben, um die Biegeführung 12 um die Achse der Drehzapfen 42 und 44 derart zu drehen, dass sich die Öffnung 10 entlang einer Tangente des Materials 1 erstreckt. Wenn ebenfalls der Zylinder 28 angetrieben wird, um die Einheit 18 entlang der Schienen 14, 16 zu bewegen, wird das Material 1 in der Längsrichtung auf gleiche Weise gebogen.
Wenn der Biegeradius groß ist, ist das Ausmaß der Bewegung der Biegeführung 12 klein. Die Biegeführung 12 bewegt sich ebenfalls in kurzer Zeit zu einer Position, die dem Biegeradius entspricht. Ferner ist die Länge des Materials 1 gering, das während des Bewegens der Biegeführung 12 zugeführt wird. Während die Biegeführung 12 bewegt wird, wird daher der Abschnitt des Materials 1, der mit größerem Biegeradius gebogen wird, minimiert.
Die Biegeführung 12 kann ebenfalls an dem Ende des Biegevorgangs in kurzer Zeit zu ihrer Ausgangsposition zurückkehren. Während die Biegeführung 12 zurückkehrt, wird ein Abschnitt des Materials 1, das mit einem größeren Biegeradius gebogen wird, minimiert. Wenn ferner der Zylinder 28 angetrieben wird, um die Einheit 18 entlang der Schienen 14, 16 zu bewegen, wird das Material 1 in der Längsrichtung auf gleiche Weise gebogen.
Um das Material 1 mit einem kleinen Biegeradius zu biegen, werden andererseits die hydraulischen Motoren 48 und 50 angetrieben, wodurch die Biegeführung 12 auf den Drehzapfen 42 und 44 mit einem Winkel geschwenkt wird, der dem Biegeradius entspricht, wie in 4B gezeigt ist. In diesem Fall kann der Zylinder 30 angetrieben werden, um die vertikal bewegbare Einheit 24 leicht nach oben zu bewegen.
Die Biegeführung 12 kann nur in einen vorbestimmten Winkel geschwenkt werden, und kann ferner schneller geschwenkt werden als die vertikal bewegbare Einheit 24 durch den Zylinder 30 vertikal bewegt wird. Daher ist die zugeführte Länge des Materials 1, das während des Schwenken der Biegeführung 12 zugeführt wird, minimiert. Ein Abschnitt des Materials 1, der mit größerem Biegeradius gebogen wird, ist ebenfalls minimiert. Die Biegeführung 12 kann ebenfalls an dem Ende des Biegevorgangs zu ihrer Ausgangswinkelstellung schnell zurückkehren. Daher ist ein Abschnitt des Materials 1, das mit einem großen Biegeradius gebogen wird, während die Biegeführung 12 zurückkehrt, ebenfalls minimiert.
Durch Drehen der Biegeführung 12 mit den hydraulischen Motoren 48 und 50 wird eine sogenannte Kompressionsbiegung des Materials durchgeführt; das Material 1 kann mit den hydraulischen Motoren 48 und 50 durch Schwingen der Biegeführung 12 mit kleinem Radius gebogen werden.
Ferner kann das Material 1 durch Schwenken der Biegeführung 12 um die Welle 52, indem der hydraulische Motor 54 betätigt wird, auf gleiche Weise wie zuvor erwähnt wurde, gebogen werden. Da die Welle 52 in einem unteren Abschnitt vorgesehen ist, ist ein Abschnitt oberhalb der Biegeführung 12 offen und die Spitze des gebogenen Materials 1 kann die Biegeführung 12 nicht behindern.
Durch Antreiben des Zylinders 40 kann ebenfalls das schwenkbare Bauteil 38 um die Drehzapfen 34 und 36 geschwenkt werden; und durch Bewegung der Biegeführung 12 in vertikaler und in Längsrichtung, indem die Zylinder 28 und 30 betätigt werden, kann das Material 1 geschwenkt werden.
Wenn das Material 1 ein Rahmenteil ist, das eine asymmetrische Gestalt in der Schnittebene hat, wird das Rahmenteil in einigen Fällen verdreht, wenn es gebogen wird. In diesem Fall muss das Rahmenteil korrigiert werden, indem das Rahmenteil in einer entgegengesetzten Richtung verdreht wird. Dafür wird der Zylinder 40 angetrieben, und das schwenkbare Bauteil 38 wird um die Drehzapfen 34 und 36 geschwenkt.
7 zeigt ein Bewegungsausmaß des Gleitmechanismus zum Verdrehen des Materials mit der Biegevorrichtung des Ausführungsbeispiels. Wenn das schwenkbare Bauteil 38 mit einem Winkel θ geschwenkt wird, dreht sich die Öffnung 10 der Biegeführung 12, wodurch ein kreisförmiger Bogen mit einem Radius r um die Drehzapfen 34 und 36 gezogen wird, wie in 7 gezeigt ist. In diesem Fall ist ein Bewegungsausmaß der Öffnung 10 entlang einer x-Achse in einer Plus-Richtung rsin θ, und ein Bewegungsausmaß davon entlang einer y-Achse in einer Minus-Richtung r(1 – cos θ).
Damit die Position der Öffnung 10 in der Biegeführung 12 nicht abweicht, wird hier der Zylinder 28 angetrieben, und die Einheit 18 wird soweit wie die Bewegung rsin θ entlang der x-Achse in der Minus-Richtung bewegt. Durch Antreiben des Zylinders 30 wird die vertikal bewegbare Einheit 24 durch r(1 – cos θ) entlang der y-Achse in der Plus-Richtung bewegt.
Auf diese Weise kann die Biegeführung 12 mit einem Winkel θ geneigt werden, ohne ihre Position zu verändern. Das Material 1, das durch die Öffnung 10 hindurch tritt, kann verdreht werden. Dadurch kann eine durch das Biegen verursachte Verdrehung des Materials 1 begradigt werden. Das Ausführungsbeispiel ist nicht auf das Begradigen der Verdrehung beschränkt. Das Material 1 kann beim Biegen absichtlich verdreht werden.
Wie zuvor erwähnt worden ist, kann das Material 1 mit einem einfachen Aufbau zum Schwingen der Biegeführung 12 um die Drehzapfenachsen 34 und 36 verdreht werden. Ebenfalls kann durch Verwendung des ersten und zweiten Biegemechanismus 51 und 55 das Material mit kleinerem Radius gebogen werden.
Eine Biegevorrichtung, die eine Veränderung im Biegeradius verringern kann, der durch die Bewegung einer Biegeführung verursacht wird, und die ein längliches Material verdrehen kann, indem ein einfacher Aufbau verwendet wird, hat eine Positionsführung 6 mit einer Durchgangsöffnung, die darin zum Passieren eines Materials 1 ausgebildet ist, eine Positionierführung 6, um das Material aufzunehmen, eine Biegeführung 12 mit einer Durchgangsöffnung zum Passieren des Materials 1. Die Biegeführung ist auf einem Gleitmechanismus 26 gestützt, der in einer Ebene senkrecht zu einer Materialzuführrichtung bewegbar ist, was durch einen Gleitantriebsmechanismus 32 gesteuert wird. Die Vorrichtung ist ebenfalls mit einem ersten Biegemechanismus 51 zum Drehen der Biegeführung 12 um eine erste Achse orthogonal zu der Längserstreckung des länglichen Materials und mit einem zweiten Biegemechanismus 55 zum Drehen der Biegeführung 12 um eine zweite Biegeachse 52 orthogonal zu der Längserstreckung des Materials und der ersten Biegeachse versehen, um das Material 1 zu biegen. Auf dem Gleitmechanismus 26 ist ein Verdrehmechanismus 41 mit einem vorbestimmten Abstand von dem Material 1 zum Schwenken der Biegeführung 12 um eine Schwenkachse 24 parallel mit der Längserstreckung des Materials vorgesehen.

Claims

Biegevorrichtung, mit: einer Positionierführung (6) mit einer Durchgangsöffnung (4), die darin zum Passieren eines zugeführten länglichen Materials (1) ausgebildet ist; einer Biegeführung (12) mit einer Durchgangsöffnung (10), die darin zum Passieren des Materials (1) ausgebildet ist; einem Gleitmechanismus (26) zum Stützen der Biegeführung (12) an einer Position, zu der das Material von der Positionierführung (6) geführt wird, wobei der Gleitmechanismus (26) in einer Ebene bewegbar ist, die zu einer Zuführrichtung des Materials senkrecht ist; einem Gleitantriebsmechanismus (32) zum Antreiben des Gleitmechanismus (26) in der Ebene, um die Biegeführung (12) zu bewegen; einem ersten Biegemechanismus (51) zum Schwenken der Biegeführung (12) um eine erste Biegeachse orthogonal zu der Länge des länglichen Materials (1); und einem zweiten Biegemechanismus (55) zum Schwenken der Biegeführung (12) um eine zweite Biegeachse, die eine Normale zu der ersten Biegeachse und orthogonal zu der Länge des länglichen Materials ist, gekennzeichnet durch einen Schwenkmechanismus (41), der auf dem Gleitmechanismus (26) vorgesehen und vom dem Material beabstandet ist, um die Biegeführung (12) um eine Schwenkachse parallel mit der Länge des länglichen Materials zu schwenken.
Biegevorrichtung gemäß Anspruch 1, wobei sich die erste Biegeachse horizontal von der Biegeführung (12) erstreckt, und sich die zweite Biegeachse vertikal von einem Stützrahmen (46) erstreckt, der den Biegemechanismus (51) stützt.
Biegevorrichtung gemäß Anspruch 2, wobei die erste Biegeachse durch Drehzapfen (42, 44) auf gegenüber liegenden Seiten der Biegeführung (12) definiert und auf dem Stützrahmen (46) drehbar gehalten ist.
Biegevorrichtung gemäß Anspruch 3, wobei der erste Biegemechanismus (51) zwei Hydraulikmotoren (48, 50) zum Schwenken der Biegeführung (12) um die erste Biegeachse hat.