DE69723172T2

DE69723172T2 - Vorrichtung zum Formen von Metallprofilen

Info

Publication number: DE69723172T2
Application number: DE69723172T
Authority: DE
Inventors: Jean-Paul Huet
Original assignee: ACB; ACB NANTES
Current assignee: ACB NANTES; ACB
Priority date: 1996-08-30
Filing date: 1997-08-21
Publication date: 2004-04-15
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: KR19980019153A; FR2752756B1; EP0826440A1; EP0826440B1; JPH1085844A; DE69723172D1; US5771730A; FR2752756A1; ES2202563T3; CA2213687A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ausrüstung zum Formen von Metallprofilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Zum Formen von Metallprofilen bzw. Profilstücken kennt man das Formen durch Strecken, das es erlaubt, eine bessere Präzision zu ergeben als das einfache herkömmliche Biegen. Man kann zum Beispiel eine Präzision von plus oder minus 1 mm beim Formen durch Strecken gegenüber plus oder minus 5 mm beim herkömmlichen Biegen erzielen.
Zum Erzielen lokaler Verformungen eines Profils (Profilstückes) ist auch das Hydroform-Verfahren bekannt, das es erlaubt, eine sehr gute Präzision von plus oder minus 0,2 mm zu erzielen und darin besteht, das Profilstück in eine Hohlform einzuschließen, die entsprechende Hohlräume aufweist, und eine Flüssigkeit unter hohem Druck so in das Profilstück zu schicken, dass es die Innenformen der Hohlform annimmt. Wenn das Profilstück außerdem gebogen werden muss, ist es zuvor erforderlich, diesen Biegevorgang durch herkömmliches Biegen oder durch Streckformen durchzuführen. Das Hydroformen, das eine im Allgemeinen ölige hydraulische Flüssigkeit verwendet, benötigt ein späteres Reinigen des Profils.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Ausrüstung zu bieten, die es erlaubt, auf einer Streckformmaschine nicht nur den Biegevorgang des Profils durchzuführen, sondern auch einen Hydroform-Vorgang, und dies nacheinander oder gleichzeitig und ohne ein späteres Reinigen des Profils zu benötigen.
Daher hat die Erfindung eine Ausrüstung zum Formen metallischer Profilstücke auf einer Biegemaschine durch Strecken zum Gegenstand, auf der ein zu formendes Profilstück an seinem Ende von Backen gefasst wird, die mit Zugzylindern verbunden sind, und mit Mitteln zum Biegen gegen eine stationäre konvexe Form, die auf einem Werkzeugträgertisch der Maschine befestigt ist, wobei die Ausrüstung dadurch gekennzeichnet ist, dass sie eine Gegenform und Mittel umfasst, um sie gegen die Form zu bewegen, nachdem das Profilstück gegen die Form gebogen wurde, wobei ein Füllstück aus elastischem Material dazu vorgesehen ist, im Inneren des Profilstückes angebracht zu werden, und wobei Mittel vorgesehen sind, um das Füllstück einer Druck-Ausdehnung zu unterwerten, sodass es das Profilstück fest gegen die inneren Flächen der Form und der Gegenform, die gegen einander geschlossen sind, drückt.
Nach einer ersten Ausführungsform besteht das Füllstück aus elastischem Material aus zwei getrennten Teilen, die sich an den Enden berühren, nachdem sie in das Profilstück eingeführt wurden, wobei jeder Teil des Füllstücks einen Kanal umfasst, der an einem Ende offen und am gegenüber liegenden Ende geschlossen ist, wobei das Ende, an dem der Kanal offen ist, mit einem metallischen Einsatzstück zum Festspannen der Backen und zur Versorgung mit hydraulischen Drücken verbunden und mit einem Verbindungsmittel zu hydraulischen Mitteln zur Unterdrucksetzung ausgestattet ist, wobei das metallische Einsatzstück in das entsprechende Ende des Profilstücks eindringt.
Nach einer zweiten Ausführungsform umfassen die Mittel, mit welchen das Füllstück einem Druck-Ausdehnen unterworfen wird, einen Druckkolben, der im inneren Profil des Profilstücks bearbeitet wurde und einem Stoß F durch irgendein Mittel unterworfen wird.
Nachstehend ist die Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen gegeben. Darin zeigen:
l eine schematische Vorderansicht, die eine Zugbiegemaschine zeigt, die die erfindungsgemäße Ausrüstung umfasst,
2 eine Draufsicht der 1;
3 eine Draufsicht der 1, jedoch in der Position, in der, anders als in 2, das Biegen durchgeführt ist und die Gegenform gegen die Form angelegt ist;
4 eine teilweise vergrößerte Ansicht, die das gegen die Form gebogene Profil mit der Gegenform in geschlossener Position gegen die Form zeigt;
5 die Ansicht wie in 3, jedoch mit dem Füllstück in einem mittels einer hydraulischen Flüssigkeit Druckausgedehnten Zustand;
6 in vergrößerter Teilansicht im Schnitt ein Ende der Ausrüstung im Fall des Formens eines Profils mit geschlossenem Querschnitt;
7 ein Schnitt nach VII-VII in 6;
8 die Ansicht wie in 6, jedoch beim Formen eines Profils mit offenem Querschnitt;
9 ein Schnitt nach XI-XI in 8;
10 eine Ansicht wie in 6, jedoch bei dem Fall, bei dem das Mittel zum Druck-Ausdehnen des Füllteils durch einen Kolben vorgenommen wird.
Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 ist eine Maschine zum Biegen von Profilstücken zu sehen. Diese Maschine umfasst herkömmlich einen Aufbau 1 mit einem Werkzeugträgertisch 1, auf dem eine Form 3 mit konvexem Profil befestigt wird, das der zu erzielenden Biegung entspricht, zwei Spannbacken 4, 5 des zu biegenden Profilstückes, die mit Zugzylindern 7, 8 verbunden sind, die es erlauben, eine Zugkraft auf das Profilstück 6 während seiner Anbiegebewegung an die Form 3 auszuüben, wobei die Zylinder 7, 8 selbst mit zwei Armen 9, 10 verbunden sind, die um Achskörper 11, 12 schwenken, die mit Zylindern 13, 14 verbunden sind und das Anbiegen des Profilstückes 6 gegen die konvexe Form gewährleisten. Erfindungsgemäß umfasst die Maschine eine Ausrüstung, die es erlaubt, einen Hydroform-Vorgang auf der gleichen Maschine durchzuführen, und zwar dies gleichzeitig oder nicht mit dem Streckvorgang durch die Zugzylinder 7, 8, sodass die Ausdehnungs- und Dehnungsbeanspruchungen im Werkstoff des zu formenden Profilstückes kombiniert werden.
Diese Ausrüstung umfasst erstens eine Gegenform 15 mit Zylindern 16, 17, um diese Gegenform 15 gegen die Form 3 zu drücken, wenn das Profilstück gegen die Form gebogen wird, wie 3 zeigt. Keile 18, 19 (6 und 7) erlauben das Verriegeln der Gegenform 15 auf der Form 3, wie 7 zeigt, wobei die Form und die Gegenform auf das Profil des Profilstücks 6 formmäßig abgestimmt sind. Diese zwei Werkzeuge: Form und Gegenform müssen, wenn sie in geschlossener Position sind (3, 4, 5, 7) einen Kanal bilden, der sich an die äußeren Formen des zu erzielenden Fertigteils anschmiegt, das in seiner Längsrichtung minimale Überlängen umfasst, die für das Abschneiden und die Abdich tung der Enden erforderlich sind, und müssen korrigiert werden, um die verschiedenen elastischen Rückfederungen des Werkstoffs zu berücksichtigen, der das zu formende Profilstück bildet, wenn er von seiner Form unter Belastung zur endgültigen gewünschten Form ohne externe Belastungen zurückkehrt.
Die Form und die Gegenform können jeweils aus einem oder mehreren Teilen bestehen. Die Biegeform 3 kann insbesondere eine nicht nur konvexe Form haben, sondern einen oder mehrere Biegepunkte. In diesem Fall verwendet man natürlich die Gegenform 15, damit das Profilstück 6 die Krümmung der Form in seinen konkaven Teilen annimmt.
Die Ausrüstung umfasst auch ein Füllstück 20 aus elastischem Werkstoff, das in den 4, 5, 6, 7 sichtbar ist und bei der Ausführungsform, die diesen Figuren entspricht, aus zwei Teilen 20A, 20B besteht.
Dieses Füllstück 20 aus zwei Teilen 20A und 20B wird noch vor dem Biegen in das Profil eingeführt und gewährleistet für das Biegen eine Stütze für die externen Teile des Profilsstückes, die nicht mit der Form 3 in Berührung sind.
Außerdem umfasst die Ausrüstung Mittel, um das Füllstück 20 Druckauszudehnen, sodass das Profilstück 6 die internen Konturen der Form und der Gegenform, die gegen einander verschlossen und verriegelt sind, annimmt.
Bei der den 4 bis 7 und auch den 8 und 9 entsprechenden Ausführungsform verwendet man einen hydraulischen Druck. Dazu ist jedes Teil 20A (20B) des Füllstücks 20 mit einem Kanal 21 ausgehöhlt, der an einem Ende geschlossen und am anderen offen ist. Das Ende, an dem der Kanal ausmündet, ist mit einem metallischen Einsatzstück 22 verbunden, das in das entsprechende Ende des Profilstückes ein dringt und das Festziehen der Backen 4, 5 erlaubt und die hydraulische Versorgung gewährleistet. Dazu ist es, wie man in 6 sieht, mit einem Mittel 23 zum Anschließen an einen hydraulischen Kreislauf versehen, der eine Regelung 24 und eine hydraulische Pumpe 25 (2 und 3) umfasst. In 4 ist eine Gegenform 15 mit einer Aussparung 26 gezeigt. In 5 ist ein hydraulischer Druck P angelegt, der das Ausdehnen des Füllstücks 20 und das Andrücken des Profilstückes 6 gegen die Flächen des von der Form 3 und der Gegenform 15, die gegeneinander geschlossen sind bzw. aneinander liegen, gebildeten Kanals gewährleistet.
Diese Aussparung 26, die es erlaubt, im Profilstück 6 eine lokale Verformung durch Druck-Ausdehnung des Füllstücks 20 aus elastischem Material durchzuführen, kann auch in 3 durchgeführt werden. Außerdem kann die Aussparung derart sein, dass die Druck-Ausdehnung durch Abschneiden durch Durchscheren von Löchern oder des gesamten Umfangs des Profilstückes hervorruft, zum Beispiel zum Abnehmen der von den Backen gehaltenen Enden, wobei der mittlere Teil das Fertigteil bildet.
7 ist ein Querschnitt nach der Linie VII-VII in 6, jedoch vor dem Unterdrucksetzen des Teils 20 über den Kanal 21, während das Füllstück 20 in 6 im ausgedehnten Zustand und das Profilstück 6 gegen die Wände des Kanals gedrückt dargestellt ist.
In den 4 bis 7 hat das zu biegende und zu formende Profilstück 6 einen geschlossenen Querschnitt, wie in 7 gut sichtbar ist.
Ein Vorteil des Anwendens des Füllstücks 20 zum Gewährleisten des Andrückens des Profilstückes 6 gegen die Wände seiner kanalförmigen Aufnahme besteht darin, dass das Profilstück nach dem Formen nicht gereinigt werden muss, denn es kommt nicht mit der Hydroformingflüssigkeit in Berührung, weil die beiden Teile 20 λ und 20B sigkeit in Berührung, weil die beiden Teile 20A und 20B des Füllstücks dicht sind.
6 zeigt, dass man im Profilstück 6 konkave Verformungen mittels Stoßteilen, wie zum Beispiel 27, durchführen kann, wobei das elastische Füllstück 20 die Rolle des Tiefziehkissens spielt.
Das Unterdrucksetzen des Kanals 21 kann nach Wunsch vorab, gleichzeitig oder nach einander mit einer Streckoperation durch die Backen 4, 5 mittels der Zylinder 6, 7 erfolgen.
8 und 9, die jeweils den 6 bzw. 7 entsprechen, zeigen den Fall des Biegens und Formens eines Profilsstückes mit offenem Querschnitt.
10 zeigt eine Variante, bei der die Druck-Ausdehnung des Füllstücks 20 nicht durch hydraulischen Druck durchgeführt wird, sondern mittels eines Druckkolbens 28, der nach dem inneren Profil des Profilstückes gearbeitet ist. Der Kolben drückt direkt gegen das elastische Füllstück 20 und umfasst einen Schaft 29, der ein metallisches Einsatzstück 30 durchquert, das zum Spannen der Backen 5 dient. Die Druck-Ausdehnung wird mittels einer Stoßkraft bzw. Druckkraft F gewährleistet, die auf den Kolben 28 anhand eines beliebigen bekannten Mittels ausgeübt wird.
Diese Variante kann insbesondere verwendet werden, wenn das zu formende Profilstück eine kurze Länge hat. Bei dieser Variante ist das elastische Füllstück 20 ein einziges Teil. Die Kraft F kann auch über nur ein Ende ausgeübt werden, wobei in diesem Fall das andere Ende durch einen metallischen Spanneinsatz der massiven Backen 4 ohne Durchgangsöffnung für die Kolbenstange geschlossen wird, wobei das Füllstück direkt gegen diesen Einsatz drückt.
Das elastische Füllstück 20 ist zum Beispiel ein Elastomer wie zum Beispiel Polyurethan. Je nach Stärke des Profilstückes kann der angelegte hydraulische Druck zwischen einigen Dutzend Bar und einigen tausend Bar betragen.

Claims

Ausrüstung zur Formung von metallischen Profilstücken (6) auf einer Zug-Biegemaschine, auf der ein zu bildendes Profilstück an seinen Enden mittels Backen (4, 5), die mit Zugzylindern (7, 8) und mit Biegemitteln (9, 10, 13, 14) verbunden sind, gegen eine konvexe Form (3) gehalten wird, die auf einem Werkzeugtisch (2) der Maschine befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie umfasst eine Gegenform (15) und Mittel (16, 17) zum Bewegen der Gegenform gegen die Form (3), nachdem das Profilstück (6) an der Form (3) gebogen wurde, ein Füllstück (20) aus elastischem Material, das vorgesehen ist, im Inneren des Profilstücks (6) angebracht zu werden, und Mittel, die vorgesehen sind, das Füllstück einer Druck-Ausdehnung zu unterwerfen, so dass es das Profilstück fest gegen die inneren Flächen der Form und der Gegenform, die gegeneinander geschlossen sind, drückt.
Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllstück (20) aus elastischem Material zwei verschiedene Teile (20A, 20B) umfasst, die sich an den Enden berühren, nachdem sie in das Profilstück eingeführt wurden, wobei jeder Teil des Füllstückes einen Kanal (21) umfasst, der an einem einzigen Ende offen und am gegenüberliegenden Ende geschlossen ist, wobei das Ende, an dem der Kanal (21) mündet, mit einem metallischen Einsatzstück (22) zum Festspannen der Backen und zur Versorgung mit hydraulischem Druck verbunden und mit einem Verbindungsmittel (23) zu hydraulischen Mitteln (24, 25) zur Unterdrucksetzung ausgestattet ist, wobei das metallische Einsatzstück (22) in das entsprechende Ende des Profilstücks eindringt.
Ausrüstung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zum Unterwerfen des Füllstückes (20) einer Druck-Ausdehnung einen Druckkolben (28) umfassen, der im inneren Profil des Profilstücks bearbeitet ist, wobei der Kolben einem Stoß F durch irgendein Mittel unterworfen ist.
Ausrüstung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Gegenform (15) und eventuell auch die Form (3) eine Aussparung (26) umfassen.