EP0963799A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils - Google Patents

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EP0963799A1
EP0963799A1 EP99110061A EP99110061A EP0963799A1 EP 0963799 A1 EP0963799 A1 EP 0963799A1 EP 99110061 A EP99110061 A EP 99110061A EP 99110061 A EP99110061 A EP 99110061A EP 0963799 A1 EP0963799 A1 EP 0963799A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
menisci
edge
wire
angle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99110061A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernd Schüssler
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Schuessler-Technik Bernd Schuessler Maschinen und Elektronik
Original Assignee
Schuessler-Technik Bernd Schuessler Maschinen und Elektronik
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Schuessler-Technik Bernd Schuessler Maschinen und Elektronik filed Critical Schuessler-Technik Bernd Schuessler Maschinen und Elektronik
Publication of EP0963799A1 publication Critical patent/EP0963799A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/08—Bending rods, profiles, or tubes by passing between rollers or through a curved die
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21F—WORKING OR PROCESSING OF METAL WIRE
    • B21F1/00—Bending wire other than coiling; Straightening wire

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for wire bending in a given form, especially to form a Rim of a pair of glasses.
  • the basic principle of known methods is to wire the provided profile over mutually appropriately aligned To guide rollers and rolls and a spatial during the feed Bend to make so that after passing the predetermined length the bending profile, for example the circumference of one Spectacle rim as exactly as possible that of the glass manufacturer or others Customer specified shape of the eye rim is achieved.
  • This brings various technological problems with the example of The edge of the eye of a pair of glasses are explained:
  • the different cross-sectional distribution of the material also has Consequence that the length of the wire section, the one edge of the eye forms, fluctuates, since the predominant bend by 360 ° inner areas of the wire inevitably compressed, the outer Areas of the wire inevitably need to be stretched, causing the End length of the wire section is affected.
  • the bend of the wire section to the edge of the eye creates one three-dimensional structure, i.e. the bottom edge of the formed
  • the edge of the eye can be seen on a slightly arched Imagine the surface of the ball lying; the more the shape of the eye rim deviates from the circular shape, the more deviations of the Eye edge in the Z direction (direction perpendicular to the main plane of the Edge of the eye) (if the eye edge is bent back, this results in a wire form with heights and valleys, the latter are then in the Reversal points in the corner areas of the respective eye edge been formed).
  • the invention has recognized that a positioning of the bending edge in a swinging or swinging way in the Meniski plain and thus the higher coordination of these two is fundamentally independent bending shapes of the wire running from each other
  • the processes mentioned at the beginning are better makes manageable; this may be mainly due to the fact that the wire after performing meniscus essentially is guided perpendicular to the bending edge, where the bend in the Main plane of the eye margin is carried out, so that sprains and Twists in the wire structure in the bending area, which are indicated by an "oblique Turn "have been caused in previous solutions, now at least largely avoided.
  • the figures show a total of six exemplary embodiments of the Realization of the teaching according to the invention, such as the bending edge and the other components can be positioned.
  • a bending profile 100 for example a wire, to form the edge of an eye Glasses, fed in an axis L in the feed direction, for what horizontal and vertical transport and guide rollers 11, 12 are provided.
  • Meniskierkante MK that is perpendicular to Menisci level E10 (and thus the drawing level) is.
  • the Meniskierkante MK is in the embodiments by Shell surface of the transport roller formed in the direction of Meniscification lies, which is the counter bearing to the respectively active of the Meniski rolls 25,26 forms. In the illustrated In exemplary embodiments, this is the left in the feed direction V. lying menisci roll.
  • the Vertical positioning of the bending roller 16 is carried out by one Bending roll holder 70C, which by a bending angle ⁇ (Fig. 8) is pivotable, the pivot axis AA of the Bending roll holder and the longitudinal axis BA of the bending roll 16 run parallel to each other.
  • the menisci movement in the plain E10 and the spatial and (based on a defined point of the Bending profile 100) subsequent bending in level 20 are therefore necessarily offset.
  • the movement of the bending roller 16 by pivoting about the axis AA the 70C bending roller holder and the Meniskierhub M thus determine their chronological order and chronological assignment ultimately the three-dimensional shape of the bending profile 100 after this Machining process.
  • these movements are on top of each other coordinated and are usually carried out under computer control, as far as possible on the mechanical properties of the Bending profile 100, its material and thus its bending behavior Consideration is given to any three-dimensional shape that to be produced from a specific bending profile 100, specific control parameters for the pivoting of the Bending roll holder 70C and Meniskierhub M are assigned.
  • the bending shaft 15 in the meniscus plane E10 is different Angle ⁇ is shown pivotable, in particular the in Figure 1 shown positioning is possible at which the angle ⁇ between the menisci direction MR of the already menisci Portions of the wire 100 and the longitudinal axis BB of the bending shaft 15 Is 90 °, i.e. the bending shaft 15 is positioned so that depending on the current meniscus stroke M, the one already menisciated Section of the bending profile 100 "perpendicular" to the bending roller is performed, which corresponds below the Meniskierollen 25,26 is held pivotable by the angle ⁇ .
  • the bending shaft 15 is the one shown in FIGS. 1, 3 and 4 Embodiments both around a positioning axis PP Angle ⁇ pivotally held and linearly displaceable.
  • the Bending shaft 15 is thus below the menisci rollers 25, 26 stored that the axis BB in the The level of the meniscus stroke M comes to rest.
  • the linear displacement of the bending shaft 15 is the Meniskierhub M the Meniski rolls 25, 26 selected.
  • the pivoting movement around the Angle ⁇ is superimposed on the Meniskierhub M, i.e. that in the plane MA of the meniscus stroke M perpendicular to the plane of the drawing
  • the positioning axis PP runs with the meniscus stroke thus remains relative to the menisci rollers 25, 26 stationary. Preferably their position is in the middle of the Connection path VV between the axes of the menisci rollers 25, 26 chosen.
  • the particular advantage of this geometry is that the distance BMK between the positioning axis PP and the menisci edge MK at all swivel angles ⁇ can be kept constant, which is the Control simplified because then the distance between that in the area the positioning axis PP "bending point" and the Meniski edge MK also for all values of the swivel angle ⁇ the bending shaft 15 remains almost constant.
  • This can be expedient in order to have an additional influence on the bending behavior of the bending profile 100, that is to say, for example, to have a possibility of correction in order to be able to minimize deviations of the three-dimensional final shape from a desired value.
  • FIG. 2 shows a first device for implementing the method according to the basic illustration in FIG. 1:
  • a first holding block 41 sits on a turntable 40, the upper end of which is formed by a bearing plate 42.
  • the flexible shaft 15 is held so that its axis BB runs through the axis of rotation D of the turntable 40.
  • the rotation of the turntable 40 consequently produces the pivoting of the bending edge shown in the figures by the pivoting angle ⁇ .
  • the axis of rotation D of the turntable is consequently identical to that positioning axis PP shown in the other figures.
  • the turntable 40 in turn is mounted on a slide 43, whose first section 43A is parallel to the meniscus plane E10, so that the pivoting of the turntable 40 of the Meniskierhub M generating displacement of the carriage 43 is superimposed.
  • a second holding block 44 placed on the Includes a Meniski roll and bending roll holder 45 is used. It is thereby achieved that the bending roller 16 of the Meniskierhub M of the carriage 43 is superimposed, and the bending roller 16 the bend can execute the bending angle ⁇ .
  • the basic design of the third exemplary embodiment according to FIG. 4 corresponds to the second exemplary embodiment, with the difference that the bending shaft 15 and the bending roller 16 are still pivoted about the common positioning axis PP, but by different pivoting angles ⁇ 1 or ⁇ 2 and ⁇ ⁇ 90 ° is.
  • This configuration is particularly advantageous if due to the space available in the bending area or menisci area increasing pivot angle ⁇ 1 of the bending shaft 15 from the bending roller 16 can no longer be followed, i.e. ⁇ 2 remain smaller than ⁇ 1 got to.
  • ⁇ 2 With a predetermined maximum swivel angle ⁇ 2 of the bending roller 16, as in fig. 3 and 4, this solution enables one further pivoting range of the flexible shaft 15, which the possibilities of Influence on the bending of the wire 100 is increased.
  • the fourth exemplary embodiment according to FIG. 5 corresponds to the Invention essentially the first shown in Fig. 1 Embodiment, with the difference that the bending roller 16 here to the extent that it is only stationary for bending purposes executes the required pivoting about the bending angle ⁇ .
  • the fifth exemplary embodiment according to FIG. 6 corresponds to FIG essentially the second embodiment shown in Fig. 3 with the difference that the pivoting about the bending angle ⁇ an additional pivoting of the bending roller 16 to the Swivel angle ⁇ is superimposed in the Meniski plane E10.
  • FIG. 8 shows the exemplary embodiment in accordance with the supervision of FIG. 7 again in a schematic perspective representation, wherein the bending profile 100 only up to the front guide rollers 11.12 is guided, and serves again for the basic Explanation and illustration of the bending processes and the assigned levels:
  • the second bending plane E20 runs in the axis of the meniscus, front section of the bending profile 100, the angle ⁇ with the Axes BA and BB forms. At this level E20 is the main bend carried out when the final shape of the bend profile the eye edge of a Glasses should result.
  • the Meniski level E10 is perpendicular to the drawing level, in which the Meniskierhub M takes place, through which at said Final shape of the bending profile as the edge of the eye the additional turn takes place, which essentially match the shape of the to be used Spectacle lenses are adapted and their size is significantly different from that Shape of these lenses depends.
  • FIG. 9 shows a second device in detail, the to implement the method according to the schematic diagram of the Figures 7 and 8 can be provided, in which a pivoting should take place, but the Meniskierhub M only from the Meniski rolls 25, 26 is carried out:
  • a positioning block is used to generate the pivoting by the angle ⁇ 50 provided in the in a stationary bearing block 51 an arcuate groove 51A as a receptacle for a carriage 52 is provided, which consists of an arcuate in the receptacle 51A held insert 52A and a receiving part 52B attached thereto consists.
  • the receiving part 52B is thus at the desired angle pivotable and serves to accommodate bending shaft 15, bending roller 16 and menisci rolls 25 and 26:
  • menisci block 60 With a on the receiving part 52B Holding block 60A and a linear guide 60B provided, the latter serves to generate the Meniskierhubes M.
  • the receiving part 52B also carries a bracket 70, the one Menisci roll holder 70A, a bending shaft holder 70B and the Bending roll holder 70C already mentioned above.
  • the components the bracket 70 thus provide the connection of both the bending shaft 15 and the menisci rollers 25, 26 with the menisci block 60.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Zum Biegen eines Biegeprofils, insbesondere von Draht (100), sind Meniskierrollen (25,26) vorgesehen, die eine erste Biegung des Drahtes (100) um eine Meniskierkante (MK) in einer ersten Biegeebene durchführen, und eine nachfolgende Biegerolle (16), mit deren Hilfe eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante (BK) in einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchführt. Erfindungsgemäß ist zumindest die Biegekante in der Meniskierebene (E10) des Biegeprofils kontinuierlich so positionierbar, daß die Meniskierrichtung des bereits meniskierten Abschnitts des Biegeprofils mit der Biegekante (BK) einen vorgebbaren, konstanten oder über die Länge des Biegeprofils variablen Winkel (3) bildet. Durch die Koordination der beiden grundsätzlich in den zueinander orthogonalen Ebenen zueinander unabhängig ablaufenden Biegeformungen des Drahtes erhält man einen Steuerungsparameter, mit dem insbesondere der unerwünschte roll-out-Effekt, der durch Toleranzen des Drahtes hervorgerufen wird und die Präzision der Formgebung des Drahtes oder Drahtabschnittes nachteilig beeinflußt, in einem weitaus größeren Bereich beherrschbar wird. <IMAGE>

Description

Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Drahtbiegung in einer vorgegebenen Form, insbesondere zur Bildung eines Augenrandes einer Brille.
Stand der Technik
Das Grundprinzip bekannter Verfahren besteht darin, einen Draht des vorgesehenen Profils über zueinander entsprechend ausgerichtete Walzen und Rollen zu führen und während des Vorschubs eine räumliche Biegung vorzunehmen, so daß nach Durchlauf der vorgegebenen Länge des Biegeprofils, also beispielsweise des Umfangs eines Brillenrandes möglichst exakt die vom Glashersteller oder sonstigen Kunden vorgegebene Form des Augenrandes erreicht wird. Dies bringt verschiedene technologische Probleme mit sich, die am Beispiel des Augenrandes einer Brille erläutert werden:
Der Querschnitt auch des präzisesten Drahtes ist über seine Länge Schwankungen unterworfen, mit der Folge, daß die mit einer bestimmten Kraft/bestimmten Drehmoment im Bereich der Biegewalzen durchgeführte, computerberechnete Abbiegung in entsprechendem Umfang schwankt, was sich auf die Gesamtgestalt des Brillenrandes unter Umständen gravierend auswirken kann, wenn eine besonders starke Toleranzschwankung des Drahtes auf einem Drahtbereich auftritt, dessen Abbiegung von besonderer Bedeutung für das Gesamtergebnis der Biegung ist; die Präzision der gesamten Biegeabläufe läßt sich am ehesten dadurch ablesen, wie Anfang und (abgeschnittenes) Ende des Drahtes nach der Biegung eines Augenrandes "zusammenpassen"; in der Regel ergeben sich hieraus Toleranzen im Bereich von einigen Millimetern in allen Raumrichtungen, was den Abschneidevorgang bzw. dessen genaue räumliche Positionierung sehr erschwert (was aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein soll).
Ein anderes Problem liegt in der Querschnittsverteilung des Materials des Drahtes; abhängig vom Material als solchem (z.B. Titan), dem gewählten Profil und dem Herstellungsverfahren des Drahtes sind über den Querschnitt Zonen verschiedener Materialdichte ausgebildet, die auch von Drahtcharge zu Drahtcharge schwanken können; diese Schwankungen in der Querschnittsverteilung des Materials mit den damit verbundenen Schwankungen der physikalischen Parameter wie Biegeverhalten, Torsionsverhalten fuhrt ebenfalls dazu, daß die oben erwähnten Toleranzen bei der Biegung des Augenrandes auftreten bzw. noch verstärkt werden. Die unterschiedliche Querschnittsverteilung des Materials hat auch zur Folge, daß die Länge des Drahtabschnittes, die einen Augenrand bildet, schwankt, da bei der überwiegenden Biegung um 360° die inneren Bereiche des Drahtes zwangsläufig gestaucht, die äußeren Bereiche des Drahtes zwangsläufig gedehnt werden müssen, wodurch die Endlänge des Drahtabschnittes beeinflußt wird.
Einmal aufgrund solcher Toleranzen erfolgte Abweichungen von Biegungen von den "programmierten" Biegeverläufen sind nur bedingt zu "reparieren", da es sich abhängig vom Material bei den Biege-, Stauch- und Streckvorgängen um irreversible physikalische Vorgänge handelt (so daß man beispielsweise durch Zurückbiegen eines Drahtabschnittes nicht mehr den ursprünglichen Zustand des Drahtes in geradem Zustand erreicht, ganz davon abgesehen, daß angelieferte Drahtrollen, die zur Biegung zugeführt werden, ebenfalls bereits Stauchungen, Verbiegungen und Verdrehungen aufweisen).
Die Biegung des Drahtabschnittes zum Augenrand erzeugt eine dreidimensionale Struktur, d.h., die Unterkante des gebildeten Augenrandes kann man sich auf einer schwach gewölbten Kugeloberfläche liegend vorstellen; je mehr die Form des Augenrandes von der Kreisform abweicht, umso stärker werden Abweichungen des Augenrandes in der Z-Richtung (Richtung senkrecht zur Hauptebene des Augenrandes) sein (bei zurückgebogenem Augenrand ergibt sich hieraus eine Drahtform mit Höhen und Tälern, letztere sind dann bei den Umkehrpunkten in den Eckenbereichen des jeweiligen Augenrandes gebildet worden).
Diese spezielle dreidimensionale Verformung durch koordinierte, dreidimensionale Biegevorgänge führt zu einem weiteren unangenehmen Effekt:
Wünschenswert für den fertigen Augenrand ist es für den Brillenhersteller bzw. den Optiker, wenn die nach innen zeigenden Profilflächen des fertigen Augenrandes zueinander parallel stehen, damit das Brillenglas in das dort in der Regel vorgesehene Profil sicher eingesetzt und gehalten werden kann, ohne daß die Gefahr des Herausrutschens oder Herausfallens besteht. Genau diese Parallelität der einander zugewandten Innenprofilflächen des Augenrandes ist jedoch mit den vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen nur im begrenzten Umfang möglich, d.h., nur in einem von den Eigenschaften des Drahtes vorgegebenen "Toleranzfenster", da insbesondere die Toleranzschwankungen des Drahtes bei den vorhandenen bekannten Verfahren zeitlich bzw. räumlich versetzt mit Korrekturen sich sehr stark auswirken und diesen unerwünschten "roll out"-Effekt hervorrufen.
Das "roll out-Problem" stellt nur einen, aber wesentlichen Problemkreis dar, der den Einsatzbereich bekannter Verfahren insbesondere auch bei der Anpassung an verschiedene Drahtquerschnitte und Drahtformen einschränkt und somit auch die Reproduzierbarkeit und somit die Ausschußhäufigkeit der in der Regel in tausenden gefertigten Augenränder negativ beeinflußt.
Gegenstand der Erfindung
Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, durch eine definierbare, zusätzliche Beeinflussung des Biegevorgangs den oben geschilderten Problemen entgegenzuwirken.
Es ist folglich die wesentliche Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen so zu verbessern, daß der Einsatzbereich dieser Verfahren vergrößert wird und eine bessere Reproduzierbarkeit der Formgebung der erzeugten Artikel erreicht wird, beispielsweise durch eine zuverlässigere und präziserere Korrektur des roll-out-Effektes.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gemäß dem kennzeichnenden Teil der Patentansprüche 1 und 9 gelöst.
Die Erfindung hat erkannt, daß eine Positionierung der Biegekante in einer pendelnden oder schwingenden Weise in der Meniskierebene und damit die höhere Koordination dieser beiden grundsätzlich unabhängig voneinander ablaufenden Biegeformungen des Drahtes überraschenderweise die eingangs erwähnten Abläufe besser beherrschbar macht; dies mag hauptsächlich darin begründet sein, daß der Draht nach Durchführung der Meniskierung im wesentlichen senkrecht auf die Biegekante geführt wird, wo die Biegung in der Hauptebene des Augenrandes durchgeführt wird, so daß Stauchungen und Verdrehungen im Drahtgefüge im Biegebereich, die durch eine "schräge Abbiegung" bei bisherigen Lösungen hervorgerufen wurden, nunmehr zumindest weitgehend vermieden werden.
Mit der Positionierung der Biegekante durch Verschwenkung ihrer Längsachse aus deren üblicherweise senkrecht zur Längsachse des Drahtes in dessen Vorschubrichtung verlaufenden Position erhält man sozusagen einen weiteren Freiheitsgrad oder Steuerungsparameter, der beispielsweise gemessene Abweichungen der jeweiligen Biegung eines Drahtabschnittes durch eine berechenbare "Gegenbewegung" unmittelbar auf die unerwünschte Abweichung zumindest teilweise kompensieren kann.
Insbesondere hat sich herausgestellt, daß die unerwünschten roll-out-Effekte in einem weitaus größeren Bereich beherrschbar werden, so daß der Einsatz- und Verwendungsbereich der entsprechenden Maschine auch auf Drahtformen, Drahtmaterialien und Drahtquerschnitte ausgedehnt werden kann, bei denen mit konventionellen Verfahren und Maschinen roll-out-Effekte nicht mehr zuverlässig im Griff zu behalten waren, aber auch andere Effekte, die zu einer unzuverlässigen Formung des Augenrandes führten, verstärkt auftraten.
Hier ist es grundsätzlich möglich, lediglich die in der Regel als Biegewelle ausgebildete Biegekante zu positionieren, besonders vorteilhaft sind jedoch Konzeptionen, bei denen auch die Biegerolle und gegebenenfalls auch die Meniskierrollen unabhängig von der Positionierungsbewegung der Biegekante ihrerseits verschwenkbar und verschiebbar sind, so daß durch eine steuerungstechnische Koordination dieser Bewegungen die Biegungsvorgänge im gewünschten Sinn beeinflußt werden können.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen:
Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.
Mehrere Ausführungsbeispiele werden nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:
Fig. 1
Eine schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante schwenkbar, Biegerolle und Meniskierrollen gemeinsam linearer Meniskierhub),
Fig. 2
eine erste Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Biegevorrichtung nach Fig. 1,
Fig. 3
eine schematische Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle parallel zueinander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub), Figur
Fig. 4
eine schematische Aufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle unabhängig voneinander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),
Fig. 5
eine schematische Aufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),
Fig. 6
eine schematische Aufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle parallel zueinander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),
Fig. 7
eine schematische Aufsicht auf ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub und Verschwenkung),
Fig. 8
eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 7 und
Fig. 9
eine zweite Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Biegevorrichtung gemäß Fign. 7 und 8.
Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Die Figuren zeigen insgesamt sechs Ausführungsbeispiele der Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre, wie die Biegekante und die anderen Bauteile positioniert werden können.
In bekannter Weise wird der Biegevorrichtung ein Biegeprofil 100, beispielsweise ein Draht, zur Formung eines Augenrandes einer Brille, in einer Achse L in Vorschubrichtung zugeführt, wozu horizontal und vertikal arbeitende Transport- und Führungsrollen 11,12 vorgesehen sind.
Zur Abbiegung des Biegeprofils 100 in einer ersten Ebene der Meniskierebene Ebene E10, die in den Figuren 1,3-7 der Zeichenebene entspricht, dienen in ebenfalls bekannter Weise Meniskierrollen 25 und 26, die um einen Meniskierhub M in einer Ebene MA ausge-lenkt werden, so daß das Biegeprofil 100 an eine der Meniskierrollen anliegt und von einer der Transportrollen 11,12 als Gegenlager gehalten wird, so daß der Wert des Meniskierhubes M das Maß der Meniskierung definiert.
Eine der in Richtung des Vorschubs V vorderen Transportrollen 11,12 bildet dabei eine Meniskierkante MK, die senkrecht zur Meniskierebene E10 (und damit der Zeichenebene) steht. Die Meniskierkante MK wird in den Ausführungsbeispielen durch die Mantelfläche derjenigen Transportrolle gebildet, die in Richtung der Meniskierung liegt, die also das Gegenlager zur jeweils aktiven der Meniskierrollen 25,26 bildet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist dies die in Vorschubrichtung V links liegende Meniskierrolle.
In ebenfalls noch konventioneller Weise nach dem Stand der Technik wird dann das Biegeprofil 100 über eine von der Mantelfläche einer Biegewelle 15 mit Drehachse BB gebildete Biegekante BK geführt und auf der Unterseite einer Biegerolle 16 entlanggeführt, so daß je nach vertikaler Position der Biegerolle 16 im bezug auf die Zeichenebene der Figuren 1,3 bis 7 eine mehr oder weniger starke Abbiegung des Biegeprofils 100 in der senkrecht zur Zeichenebene stehenden zweiten Ebene E20 mit der Biegewelle 15 als Gegenlager erreicht wird. Die zweite Ebene E20 bildet einen Winkel von 90° zur Biegewellenachse BB, entsprechend der Biegekante. Die Vertikalpositionierung der Biegerolle 16 wird dabei von einer Biegerollenhalterung 70C bewirkt, die um einen Biegewinkel β (Fig. 8) schwenkbar ist, wobei die Schwenkachse AA der Biegerollenhalterung und die Längsachse BA der Biegerolle 16 parallel zueinander verlaufen. Die Meniskierbewegung in der Ebene E10 und die räumlich und (bezogen auf einen definierten Punkt des Biegeprofils 100) zeitlich nachgeschaltete Biegung in der Ebene 20 sind somit notwendigerweise versetzt.
Die Bewegung der Biegerolle 16 durch Verschwenkung um die Achse AA der Biegerollenhalterung 70C einerseits und der Meniskierhub M bestimmen somit in ihrer zeitlichen Abfolge und zeitlichen Zuordnung letztlich die dreidimensionale Form des Biegeprofils 100 nach diesem Bearbeitungsvorgang. Hierbei sind diese Bewegungen aufeinander abgestimmt und werden in der Regel rechnergesteuert durchgeführt, wobei soweit wie möglich auf die mechanischen Beschaffenheiten des Biegeprofils 100, dessen Material und somit dessen Biegeverhalten Rücksicht genommen wird, so daß jeder dreidimensionalen Form, die aus einem bestimmten Biegeprofil 100 hergestellt werden soll, spezifische Steuerparameter für die Verschwenkung der Biegerollenhalterung 70C und den Meniskierhub M zugeordnet werden.
Bei dem in den Fign. 1 und 3-7 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Biegewelle 15 in der Meniskierebene E10 um unterschiedliche Winkel α verschwenkbar dargestellt, wobei insbesondere die in Figur 1 dargestellte Positionierung möglich ist, bei der der Winkel σ zwischen der Meniskierrichtung MR des bereits meniskierten Abschnitts des Drahtes 100 und der Längsachse BB der Biegewelle 15 90° beträgt, d.h., die Biegewelle 15 wird so positioniert, daß abhängig vom aktuellen Meniskierhub M der bereits meniskierte Abschnitt des Biegeprofils 100 "senkrecht" auf die Biegerolle geführt wird, die unterhalb der Meniskierrollen 25,26 entsprechend um den Winkel α verschwenkbar gehalten ist.
Die Biegewelle 15 ist bei den in Figuren 1,3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen sowohl um eine Positionierungsachse PP um den Winkel α schwenkbar gehalten als auch linear verschiebbar. Die Biegewelle 15 ist dabei so unterhalb der Meniskierrollen 25,26 gelagert, daß beim Verschwenkungswinkel α=0 die Achse BB in der Ebene des Meniskierhubes M zu liegen kommt. Als zweckmäßige Linearverschiebung der Biegewelle 15 ist hierbei der Meniskierhub M der Meniskierrollen 25, 26 gewählt. Die Schwenkbewegung um den Winkel α ist dem Meniskierhub M überlagert, d.h., die in der senkrecht zur Zeichenebene stehenden Ebene MA des Meniskierhubes M verlaufende Positionierungsachse PP wird mit dem Meniskierhub verschoben, bleibt also relativ zu den Meniskierrollen 25, 26 stationär. Vorzugsweise ist ihre Position auf der Mitte der Verbindungsstrecke VV zwischen den Achsen der Meniskierrollen 25, 26 gewählt.
Der besondere Vorteil dieser Geometrie liegt darin, daß der Abstand BMK zwischen der Positionierungsachse PP und der Meniskierkante MK bei allen Schwenkwinkeln α konstant gehalten werden kann, was die Steuerung vereinfacht, da dann der Abstand zwischen dem im Bereich der Positionierungsachse PP liegenden "Biegepunkt" und der Meniskierkante MK ebenfalls bei allen Werten des Schwenkwinkels α der Biegewelle 15 nahezu konstant bleibt.
Die Verschwenkung der Biegewelle 15 kann dabei hinsichtlich ihres Ausmaßes grundsätzlich unab-hängig von der Bewegung der Meniskierrollen 25,26 erfolgen, um zumindest über Teilabschnitte der Biegung auch Werte des Winkels σ zwischen der Meniskierrichtung MR und der Biegewellenachse BB einstellen zu können, die von 90° abweichen, wie dies bei dem in Figur 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist ( σ= 90° ± Δσ, mit Δσ = Korrekturwinkel). Dies kann zweckmäßig sein, um auf das Abbiegeverhalten des Biegeprofils 100 zusätzlichen Einfluß zu nehmen, d.h. beispielsweise, eine Korrekturmöglichkeit zu haben, um Abweichungen der dreidimensionalen Endform von einem Sollwert minimieren zu können.
Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel führt die Biegerolle 16 lediglich die oben beschriebene Verschwenkung um den Biegewinkel β um die Achse AA aus, die das Maß der Biegung in der Ebene E20 bestimmt, sowie die Verschiebung entsprechend dem Meniskierhub M.
Figur 2 zeigt eine erste Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens gemäß der Prinzipdarstellung der Fig. 1:
als ortsfester Bezugspunkt dienen die Transportrollen 11, 12, von denen das Biegeprofil 100 in Vorschubrichtung V zugeführt wird. Auf einem Drehteller 40 sitzt ein erster Halteblock 41, dessen oberer Abschluß von einer Lagerplatte 42 gebildet wird. An einer der Kanten dieser Lagerplatte 42 ist die Biegewelle 15 so gehalten, daß ihre Achse BB durch die Drehachse D des Drehtellers 40 verläuft. Die Drehung des Drehtellers 40 erzeugt folglich die in den Figuren dargestellten Verschwenkungen der Biegekante um den Schwenkwinkel α.
Die Drehachse D des Drehtellers ist folglich identisch mit der in den anderen Figuren dargestellten Positionierungsachse PP.
Der Drehteller 40 seinerseits ist auf einem Schlitten 43 gelagert, dessen erster Abschnitt 43A parallel zur Meniskierebene E10 liegt, so daß die Verschwenkung des Drehtellers 40 der den Meniskierhub M erzeugenden Verschiebung des Schlittens 43 überlagert wird.
Auf den ersten Abschnitt 43A des Schlittens 43 ist außerhalb des Drehtellers 40 ein zweiter Halteblock 44 aufgesetzt, der zur Aufnahme einer Meniskierrollen- und Biegerollenhalterung 45 dient. Dadurch wird erreicht, daß auch der Biegerolle 16 der Meniskierhub M des Schlittens 43 überlagert wird, und die Biegerolle 16 die Biegung um den Biegewinkel β ausführen kann.
Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird nicht nur die Biegewelle 15, sondern zusätzlich auch die Biegerolle 16 parallel zur Meniskierebene E10 verschwenkt, wobei die Achsen BB, BA der beiden Wellen 15 und 16 parallel gehalten werden, da die Verschwenkung der beiden Wellen 15, 16 um einen gemeinsamen Schwenkwinkel α erfolgt. In diesem Fall bilden also beide Achsen BA, BB mit der zweiten Biegeebene E20 den Winkel σ > 90°. Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß das Biegeprofil 100 so auf die Oberfläche der Biegerolle 16 geführt wird, daß von dieser ein gewünschter Biegeeffekt oder Torsionseffekt ausgeübt wird, wie oben angedeutet wurde.
Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 entspricht von seiner grundsätzlichen Konzeption dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, daß die Verschwenkung von Biegewelle 15 und Biegerolle 16 nach wie vor um die gemeinsame Positionierungsachse PP erfolgt, jedoch um unterschiedliche Schwenkwinkel α1 bzw. α2 und σ < 90° ist. Ersteres führt dazu, daß die entsprechenden Achsen BA, BB nicht mehr parallel zueinander verlaufen, sondern einen in der Regel veränderlichen spitzen Winkel γ = α2 - α1 miteinander einschließen.
Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufgrund der Platzverhältnisse im Biegebereich bzw. Meniskierbereich einem zunehmender Schwenkwinkel α1 der Biegewelle 15 von der Biegerolle 16 nicht mehr gefolgt werden kann, α2 also kleiner als α1 bleiben muß. Bei vorgegebenem maximalen Schwenkwinkel α2 der Biegerolle 16, wie in Fign. 3 und 4 dargestellt, ermöglicht diese Lösung einen weiteren Schwenkbereich der Biegewelle 15, was die Möglichkeiten der Einflußnahme auf die Biegung des Drahtes 100 vergrößert.
Die Integration des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels in die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung erfordert lediglich, daß eine separate Biegerollenhalterung beispielsweise mittels eines Drehsegmentes in Achse D (Fig. 2) auf dem Schlitten 43 im ersten Abschnitt 43A gelagert und um den Winkel α2 verschwenkbar ist, die von einem zusätzlichen Antrieb unabhängig vom Meniskierhub M und der Drehung des Drehtellers um den Winkel α1 betätigt werden kann. Die Meniskierrollenhalterung 45 bleibt daher am Block 44 befestigt.
Das vierte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 5 entspricht der Erfindung im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, daß die Biegerolle 16 hier insofern stationär gehalten ist, als sie lediglich die zur Biegung erforderliche Verschwenkung um den Biegewinkel β ausführt.
Das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß Figur 6 entspricht im wesentlichen dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, daß der Verschwenkung um den Biegewinkel β eine zusätzliche Verschwenkung der Biegerolle 16 um den Schwenkwinkel α in der Meniskierebene E10 überlagert wird.
Im sechsten Ausführungsbeispiel zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens schließlich, das in Figur 7 und 8 dargestellt ist, sind auch die Meniskierrollen 25, 26 der Schwenkbewegung um den Winkel α angeschlossen, die um die Positionierungsachse PP erfolgt. Die Meniskierrollen 25, 26 führen also diese Schwenkbewegung um den Winkel α zusätzlich zum linearen Meniskierhub M durch.
Bei den Ausführungsbeispielen der Figuren 5, 6, 7 wird der Meniskierhub M nicht mit anderen Bauteilen überlagert, sondern ausschließlich von den Meniskierrollen 25,26 durchgeführt. Daher bleibt hier die Positionierungsachse PP ortsfest.
Figur 8 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß der Aufsicht der Fig. 7 nochmals in einer schematischen perspektivischen Darstellung, wobei das Biegeprofil 100 lediglich bis zu den vorderen Führungsrollen 11,12 geführt ist, und dient nochmals zur grundsätzlichen Erläuterung und Veranschaulichung der Biegevorgänge und der zugeordneten Ebenen:
Die zweite Biegeebene E20 verläuft in der Achse des meniskierten, vorderen Abschnitts des Biegeprofils 100, der den Winkel σ mit den Achsen BA und BB bildet. In dieser Ebene E20 wird die Hauptbiegung durchgeführt, wenn die Endform des Biegeprofils den Augenrand einer Brille ergeben soll.
Senkrecht hierzu in der Zeichenebene liegt die Meniskierebene E10, in der der Meniskierhub M stattfindet, durch den bei der besagten Endform des Biegeprofils als Augenrand die zusätzliche Abbiegung erfolgt, die im wesentlichen an die Form der einzusetzenden Brillengläser angepaßt ist und deren Ausmaß entscheidend von der Form dieser Brillengläser abhängt.
In Figur 9 ist eine zweite Vorrichtung im einzelnen dargestellt, die zur Realisierung des Verfahrens gemäß der Prinzipdarstellung der Figuren 7 und 8 vorgesehen sein kann, bei der zwar eine Verschwenkung stattfinden soll, der Meniskierhub M aber lediglich von den Meniskierrollen 25, 26 ausgeführt wird:
Zur Erzeugung der Verschwenkung um den Winkel α ist ein Positionierungsblock 50 vorgesehen, bei dem in einem stationären Lagerblock 51 eine bogenförmige Nut 51A als Aufnahme für einen Schlitten 52 vorgesehen ist, der aus einem bogenförmig in der Aufnahme 51A gehaltenen Einsatz 52A und einem daran befestigten Aufnahmeteil 52B besteht. Das Aufnahmeteil 52B ist somit um den gewünschten Winkel verschwenkbar und dient zur Aufnahme von Biegewelle 15, Biegerolle 16 und Meniskierrollen 25 und 26:
Zunächst ist am Aufnahmeteil 52B ein Meniskierblock 60 mit einem Halteblock 60A und einer Linearführung 60B vorgesehen, letztere dient hierbei zur Erzeugung des Meniskierhubes M.
Das Aufnahmeteil 52B trägt ebenfalls eine Halterung 70, die eine Meniskierrollenhalterung 70A, eine Biegewellenhalterung 70B und die oben schon erwähnte Biegerollenhalterung 70C umfaßt. Die Bauteile der Halterung 70 stellen somit die Verbindung sowohl der Biegewelle 15 als auch der Meniskierrollen 25,26 mit dem Meniskierblock 60 her.
Die Zuordnung dieser Bauteile bewirkt also, daß sämtliche Funktionseinheiten (Biegerolle, Biegewelle und hier auch die Meniskierrollen) der Verschwenkung um den Winkel α folgen, so daß die Positionierung der Biegerolle 16 vom Verschwenkungswinkel α und vom Biegewinkel β bestimmt ist.

Claims (19)

  1. Verfahren zum Biegen eines Biegeprofils, insbesondere von Draht, zu einer vorgegebenen, dreidimensionalen Form mit Hilfe von räumlich und funktionell einander zugeordneten Bauteilen zur Abbiegung des Drahtes wie z.B. Rollen oder Wellen, wobei Meniskierrollen eine erste Biegung (Meniskierung) des Drahtes um eine Meniskierkante in einer ersten Biegeebene durchführen und eine zur Meniskierkante beabstandete, nachfolgende Biegerolle eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante in einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die Biegekante in der Meniskierebene (E10) des Biegeprofils (100) kontinuierlich so positioniert wird, daß die Meniskierrichtung (MR) des bereits meniskierten Abschnitts des Biegeprofils (100) mit der Biegekante einen vorgebbaren, konstanten oder über die Länge (L) des Biegeprofils (100) variablen Winkel ( σ ) bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel ( σ ) zumindest über Teilabschnitte der Biegung in einem Bereich von 90° ± Δσ liegt, wobei der Korrekturwinkel ( Δσ ) eine Tordierung des Drahtes (100) beeinflußt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante linear verschiebbar ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante durch eine Schwenkbewegung um einen ersten Schwenkwinkel (α, α1) um eine Positionierungsachse (PP) positioniert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerolle (16) ebenfalls in der Meniskierebene (E10) oder einer dazu parallelen Ebene kontinuierlich positionierbar ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerolle (16) linear verschiebbar ist.
  7. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerolle (16) um einen zweiten Schwenkwinkel ( α2 ) in der Meniskierebene um dieselbe Positionierungsachse (PP) drehbar positioniert wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Meniskierung des Drahtes in der Meniskierebene durch eine Verschiebung eines Paares von Meniskierrollen (25, 26) erfolgt, die den Draht zwischen sich einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung linear als Meniskierhub erfolgt.
  9. Verfahren nach den Ansprüchen 3, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebung von Biegekante und Biegerolle (16) durch den Meniskierhub der Meniskierrollen (25, 26) gebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 4, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkungen um den Schwenkwinkel ( α1, α2 ) dem Meniskierhub (M) überlagert werden, und daß die Biegekante relativ zu den Meniskierrollen (25, 26) so angeordnet wird, daß die Positionierungsachse (PP) beim Meniskierhub (M) auf der Mitte der Verbindungslinie (VV) der beiden Meniskierrollen (25, 26) verbleibt.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (BB) der Biegekante parallel zur Achse (BA) der Biegerolle (16) gehalten wird ( α1 = α2 = α ).
  12. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meniskierhub (M) der Meniskierrollen (25, 26) eine Schwenkbewegung überlagert wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meniskierhub (M) parallel zur stationär gehaltenen Biegerolle (16) erfolgt.
  14. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante, die Biegerolle (16) und die Meniskierrollen (25, 26) Bestandteil einer Baueinheit sind, die um eine gemeinsame Positionierungsachse (PP) innerhalb des Schwenkwinkels ( α ) schwenkbar gelagert ist.
  15. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit einen Schlitten (43) zur Erzeugung des Meniskierhubes (M) beinhaltet, auf dem die Biegekante und die Biegerolle (16) über Drehlager mit orthogonalen Drehachsen (D, S) gehalten sind, wobei die vertikale Drehachse (D) die Positionierungsachse (PP) und die horizontale Drehachse (S) die Schwenkachse (AA) der Biegerolle (16) bildet.
  16. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Baueinheit einen Positionierungsblock (50) zur Bewegung innerhalb des Schwenkwinkels ( α ) beinhaltet, der aus einem Lagerblock (51) und einem darin bogenförmig geführten Schlitten (52A) mit einem Aufnahmeteil (52B) gebildet ist, an dem die Biegewelle (15), die Biegerolle (16) und die Meniskierrollen (25, 26) gehalten sind.
  17. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufnahmeteil (52B), ein Meniskierblock (60) mit einem Halteblock (60A) und einer Linearführung (60B) zur Erzeugung des Meniskier hubs (M) gehalten ist.
  18. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufnahmeteil (52B) eine Halterung (70) befestigt ist, die eine Meniskierrollenhalterung (70A), eine Biegewellenhalterung (70B) und eine Biegerollenhalterung (70C) umfaßt.
  19. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerollenhalterung (70C) zur Erzeugung der Biegung in der zweiten Biegeebene (E20) um einen Biegewinkel ( β ) um eine erste Biegeachse (AA) verschwenkbar am Meniskierblock (60) gehalten ist, und die Biegerolle (16) um eine zweite Biegeachse (BA) drehbar an der Biegerollenhalterung (70C) gehalten ist, wobei diese beiden Achsen (AA, AB) parallel zueinander angeordnet sind.
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