EP2878396A1 - Rundbiegevorrichtung und Verfahren zum Umformen von Bandabschnitten zu Rundkörpern, insbesondere Hülsen, durch Biegen um die Umfangsfläche eines runden Biegekerns - Google Patents

Rundbiegevorrichtung und Verfahren zum Umformen von Bandabschnitten zu Rundkörpern, insbesondere Hülsen, durch Biegen um die Umfangsfläche eines runden Biegekerns Download PDF

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EP2878396A1
EP2878396A1 EP14188462.7A EP14188462A EP2878396A1 EP 2878396 A1 EP2878396 A1 EP 2878396A1 EP 14188462 A EP14188462 A EP 14188462A EP 2878396 A1 EP2878396 A1 EP 2878396A1
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EP
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bending
punch
core
round
bending core
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Helmut Maldoner
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Otto Bihler Handels Beteiligungs GmbH
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Otto Bihler Handels Beteiligungs GmbH
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    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/16—Making other particular articles rings, e.g. barrel hoops

Definitions

  • the invention relates to a round bending device for forming strip sections to round bodies, in particular sleeves, by bending around the peripheral surface of a round bending core, comprising the bending core and a plurality of around the bending core arranged around punch, which in the direction of the peripheral surface of the bending core in a certain sequence in a Umform ein Bending action of the bending core in each case previously supplied belt section movable - and to release the band section are again retractable away from the bending core in a release position.
  • round bending of band sections to round bodies may also mean that the respective band section is e.g. should be bent into an oval shape instead of a circular shape.
  • the terms “circular” or “circular cylindrical” are also used for the specification.
  • the term “round” is intended to include both the circular shape and the oval shape.
  • Such round bending devices are known, for example from the EP 2 279 812 B1 .
  • the bending cores of these known round bending devices have a usually cylindrical shape with an annular peripheral contour and are formed as a rigid counter-holding elements for the band sections to be formed in their external application by the bending punch.
  • the band portion to be formed is placed orthogonally to the central axis of the bending core on top of this and centrally centered and pre-applied by means of a punch supplied from above in such an initial position.
  • the band sections are separated by separation produced by a metal strip, which is unwound from a coil, wherein the separation can be carried out by means of a punch or the like.
  • the strip sections can be sections of flat strip material or wire sections. It should also not be excluded that tape sections have been punched out of a sheet and thus have received their band section shape only when punching out.
  • the round bent articles are normally hollow cylindrical sheet metal sleeves, as may be used in various dimensions for a variety of purposes, e.g. as bearing bushes, motor housing and the like.
  • a in the above-mentioned sense the bending core supplied and held thereon belt portion is bent by means of bending dies around the peripheral surface of the bending core until the two longitudinal ends of the band portion face each other. It can be provided that the two longitudinal ends come into contact with each other or alternatively define a defined longitudinal gap between them. It is also already known to interlock the two longitudinal ends of the round bent band section with each other, for example by means of a clinch connection or a connection in the manner of a puzzle piece connection.
  • a first approach of the inventor to overcome the above problems is to use a solid oval flexure core and to round it round the strap portion, thereby selecting the orientation of the oval flexure core relative to the initial position of the strap portion to be rounded and the actual oval shape and dimension of the flexure core in that the bending part, ie due to its tendency to change shape after bending and detachment from the bending core, the round-bent strip section changes from the oval shape into the at least approximately circular shape.
  • the circumference of the oval bending core preferably corresponds to the circumference of a circular or circular cylindrical bending core, which would have previously been used for round bending of the same bent part.
  • a further object of the invention is to eliminate both the previous problem of lack of dimensional stability of a bent bent part after release by the punch and the problem of stiff separation of the bent part of the bending core.
  • a round bending device with the features of claim 1, wherein in a round bending device with the above a bending core is provided, which is adapted to accept at least two different defined circumferential contours sequentially during a forming process.
  • one peripheral contour of the bending core could be an oval and the other peripheral contour a circle, e.g. Initially, the oval peripheral contour could be adjusted to "overbend" the band portion to be rounded oval to some extent, after which finally the circular peripheral contour can be adjusted to yield to the tendency of the bending part to change shape to circular shape.
  • an inventive embodiment of the round bending device and a round bending process to be carried out thereby would be characterized in that initially bent on a bending core with an oval cross-section, which then after retraction of at least some, in particular all bending die from the bending core it is allowed, in adaptation to the shape change tendency of Bending parts to go into a shape with circular peripheral contour.
  • a particularly preferred other procedure and design of the round bending device according to the invention are characterized in that the bending core is initially acted upon, so that it assumes a circular peripheral contour, so that the band portion is bent at this bending core with a circular peripheral contour, which then by removing some bending punch and further feeds the remaining bending punch relative to each other in the direction of the bending core of the bending core and the round bent bent part is forced into a respective oval shape, so that the bending part in the above-mentioned way oval "overbend" is.
  • the bending core is allowed to assume again a shape with a circular cross-section, wherein the bending part also assumes a circular ring shape and finally can be easily removed from the bending core.
  • the bending core has a plurality of separate circumferential segments that are movable relative to each other to change from one of the circumferential contours to the other circumferential contour of the bending core.
  • these peripheral segments are movable relative to each other by external loading by means of the bending punch in order to form the various defined circumferential contours of the punch.
  • peripheral segments, the shape of the punch and the sequence of delivery of the punch in the forming position and the provision of the punch in the release position are coordinated according to a main variant of the invention to one another that a round bending process takes place in which the band section concerned forcibly into a slightly oval Out of which it can go into the circular shape, whereby the flexible bending core can make such a change from the oval shape to the circular shape.
  • a preferred embodiment of the bending core is characterized in that the circumferential segments are arranged successively in the circumferential direction of the bending core and hingedly connected at their ends to each other at their ends about a central axis of the bending core, and that the peripheral segments surround a central region of the bending core, wherein in this central region Slip means are provided for limiting the movement of the circumferential segments in the direction of the central axis.
  • the stop means are preferably formed by a rod extending along the central axis of the bending core, which has abutment surfaces on its circumference which are formed at least approximately complementary to surfaces of the circumferential segments lying opposite them.
  • a pole can be the one from the bending punch over the round to be bent Tape section on the peripheral segments applied forces well and can be produced and assembled with little effort.
  • Known round bending device can have at least some bending punch longitudinally radially with respect to the central axis of the bending core extending axes movably guided stamp head holding body and limited to parallel to the central axis of the punch pivot axes limited pivotally mounted punch heads for acting on the core to be reshaped band sections.
  • the articulated punch heads can perform fitting movements to improve power transmission in the forming process.
  • the bending dies are arranged in mirror symmetry relative to a first plane of symmetry containing the central axis (assuming all the bending dies are in the release position or all in the forming position) and comprise independently movable bending dies.
  • the round bender will be constructed so that the first plane of symmetry is a vertical plane.
  • the bending punches comprise two sets of punch sets each of three punches arranged on either side of a plane orthogonal to the first plane of symmetry, containing the central axis of the punch, a respective center punch located on the first plane of symmetry of each of the groups being arranged laterally independent therefrom Bie stamping the same group is movable.
  • a round bender designed in this way enables the production of sleeves and bushings with excellent circularity.
  • the bending core may assume a corresponding circular contour under the effect of the bending part which deforms into a circle due to the material stress distribution, so that a strong clamping action between the bending part and the bending core can be prevented and thus the detachment of the bending part is facilitated by the bending core.
  • the middle bending punch of the second bending punch group is moved in the direction of the central axis of the bending core, while the middle bending punch of the first bending punch group remains fixed in its position.
  • the first circumferential contour of the bending core is a respective predetermined oval contour, whereas the ultimately changed circumferential contour is circular.
  • the exact shape and dimensions as well as the spatial orientation of the oval are to be chosen so that a round bent Band section after release at least approximately assumes the desired circular shape due to its material stress distribution.
  • the desired end contour of the bent part is oval rather than circular, so that the bending core successively has different oval circumferential contours in the forming process.
  • the bending core may have an initially circular peripheral contour when bending round the band portion and move relative to each other of the first punch and the second punch after the removal of the remaining punch are deformed so that the peripheral contour is oval. After the first bending punch and the second bending punch have been removed from the bending core, the bending punch can then assume a different circumferential contour, in particular circular contour, in which the rounded band portion can be pulled off the bending core comparatively smoothly.
  • FIG. 1 a shows in cross-section a circular bending core 2 and centered on a center straight band section 4, which is to be bent around the bending core 2 around.
  • This is done by means of in Fig. 1a - 1c not shown bending punch, which are arranged around the bending core 2 around and are movable in a predetermined sequence from a release position in the radial direction relative to the central axis 6 of the bending core on this to a forming position.
  • the directed on the band section 4 arrows in FIG. 1 a symbolize the loading of the band section 4 with bending forces in a first bending step.
  • the band section 4 is in the bent state on the circumference of the bending core 2, as in FIG. 1b is illustrated.
  • the originally opposite ends of the band section 4 are in FIG. 1b directly to each other and can be interlocked, for example by a clinch connection 8 or the like.
  • the belt section 4 bent round in a conventional manner on a bending core with a circular peripheral contour does not lie with uniform distribution of forces over its circumference at the bending core, but has the tendency to assume a certain ovality, which becomes recognizable when the rounded belt section 4 of the bending core 2 Will get removed.
  • This tendency to assume an oval peripheral shape is in Figure 1c exaggerated.
  • the problem of undesirable shape deviation of the bending part from the circular shape can be solved tendentially by forming an originally straight band portion 4 around an oval bending core 2 according to FIG Fig. 2a is bent around. After detachment of the bending part 4 from the bending core 2, the bending part 4, due to its material stress distribution, again tends to change its shape, but this towards a circular shape, as shown in FIG. 2b is set forth.
  • FIG. 2a the oval deviation of the bending core 2 and the bending part 4 seated thereon is exaggerated.
  • the longer axis 10 of the oval runs in FIG. 2a orthogonal to the longer axis of the oval of the bending part 4 in FIG Figure 1c , where in Fig.
  • the orientation and dimensioning of the oval bending core 2 are chosen so that a respective bending part 4 after detachment from the bending core 2 shape change tendency towards the circular shape according to FIG. 2b having.
  • the bending core 2 in FIG. 2a rigid, so the problem of increased clamping of the bending part 4 on the bending core 2 would still be unsolved.
  • the bending core 2 should be able to change its shape and thus its circumferential contour between preferably oval and circular.
  • the bending core 2 in FIG. 2a able to change its circumferential contour from oval to circular after release of the bending part 4 by the punch, such as under the effect of material stress distribution in the bending part 4, so that would not only solve the problem of dimensional deviation of the bending part, but in an acceptable manner that Problem of stiffness when detaching the bending part 4 from the bending core 2.
  • An inventive approach could thus consist of rounding the respective band section 4 by applying bending punches at the same oval set bending core 2 and then upon removal of the external bending forces the bending core 2 and the bending part mounted thereon 4 to make a circular shape.
  • FIGS. 3a-3d shown sequence of a bending operation according to the present invention.
  • the straight and centrally centered belt section 4 resting on top of the bending core 4 (indicated by dashed lines) around the circular bending core 2 according to FIG. 3a bent round and then brought by changing the action of the bending part 4 by means of certain bending punch with simultaneous change in shape of the bending core 2 in the oval shape, as in FIG. 3b is indicated.
  • the release of the bending part 4 by retracting all the punch in its release position, wherein the bending core 2 is released to the transition to its circular shape, so that the situation in accordance Figure 3c established.
  • the bending part 4 no longer has a tendency to assume an oval shape, as in the situation according to FIG. 1b or FIG. 3a still the case was.
  • the bending part 4 can be seen from the situation in Figure 3c easily remove from the bending core 2 and has no significant change in shape towards the oval more (see. 3d figure ).
  • FIGS. 4a-4f is a sequence of a round bending operation according to the invention by means of a partially illustrated inventive round bending device for bringing in the FIGS. 3a-3d illustrated effects illustrated.
  • the Umbiegevorraum is shown only insofar as it is necessary to explain the individual bending steps. In the example, it comprises six bending punches 12, 15, 18, 21, 24, 27 (cf. FIG. 4d ) and a bending core 2, which is designed so reversibly deformable that it is between a substantially circular peripheral contour ( Figure 4a - 4e ) and an oval peripheral contour (cf. FIG. 4f ) can change.
  • the bending punches 12 - 27 are in the in FIG. 4d and 4e recognizable manner substantially symmetrically with respect to a the central axis 6 of the bending core 2 containing vertical plane 30 approximately mirror-symmetrically arranged around the bending core 2 around and can between a retracted release position and in the FIG. 4d recognizable Umform ein be moved radially with respect to the central axis 6 of the bending core 2.
  • the bending cores 12-27 can be divided into a first bending punch group 12, 15, 18 arranged above the horizontal plane 31 containing the central axis 6 of the bending core 2, and a second bending punch group 21, 24, 27 lying below the plane 31. There are thus two bending punch groups of three bending punches each, with one bending punch 15 or 24 of each bending punch group being arranged on the first plane of symmetry 30.
  • Each bending punch has a with respect to the central axis of the bending core radially movable punch head holding body 13, 16, 19, 22, 25, 28 and a about a parallel to the central axis 6 of the bending core 2 extending pivot axis 14, 17, 20, 23, 26, 29th limited punched mounted punch head 32, 34, 36, 38, 40, 42.
  • the punch heads 32, 34, 36, 38, 40, 42 can perform adjustment movements when delivering to the forming position due to their pivoting movement.
  • the view of an end face, ie along the central axis 6 in the FIGS. 4a-4f shown bending core 2 comprises in the example four separate circumferential segments 42, 44, 46, 48, which are arranged in the circumferential direction of the bending core 2 successively and articulated about the central axis 6 of the bending core 2 parallel hinge axes 50, 52, 54, 56 are connected at their ends together.
  • the circumferential segments 42, 44, 46, 48 surround a central region 49 of the bending core 2, wherein in this central region 49, a rod 60 as a stop means for limiting the movement of the peripheral segments 42, 44, 46, 48 is provided in the direction of the central axis 6.
  • the stopper rod 60 extends along the central axis 6 of the bending core and has on its circumference abutment surfaces which are complementary to surfaces of the circumferential segments formed opposite them.
  • the hinge axis 50 defining joint between the peripheral segments 42 and 44 is held on the machine frame, while the articulation axes 52, 54, 56 defining joints floating, that are not stored fixed to the machine frame.
  • a Rundbiegeumformrind begins with the fact that first the band to be reshaped 4 supplied to the bending core 2 and is held on this centrally and orthogonal to the central axis 6 of the bending core 2 by the zoom out of its release position middle bending punch 15 of the upper bending punch group.
  • middle bending punch 15 of the upper bending punch group When moving the punch 15 in its deformation position of the band section 4 already receives a curvature, as in FIG. 4a is represented by representation of the band section 4 in its supplied straight form and in his after delivery of the punch 15 assumed curved shape with dashed lines.
  • the bending punch 15 acts on the band section 4 on the upper peripheral segments 42, 44 of the bending core 2 and pushes them against the stop bar 60. In this state, the bending core 2 has the circular peripheral contour.
  • the center bending punch 24 of the lower punch group is used to attach the ends of the band section 4 to each other.
  • These preferably have clinch connection elements, which in the bending step according to FIG. 4d interlock to make a firm clinch connection.
  • all bending punches are in their forming position.
  • the bending punch 12, 15, 18 of the upper punch group hold with their stamping force the bending core 2 still in the shape with circular peripheral contour.
  • the four laterally of the plane of symmetry 30 arranged bending punch 12, 18, 21, 27 moved out of its Umform ein out in the release position and the middle punch 24 of the lower punch group is further moved in the direction of the central axis 6 of the punch.
  • the circumferential segments 42, 44, 46, 48 are moved relative to the stop bar 60 to form an oval peripheral contour as shown in FIG. 4f.
  • the circumferential segments 42, 44, 46, 48 are pivoted about the respective joint axes 50, 52, 54, 56, so that they reorganize into a chain with an oval outer contour.
  • the round bent band section 4 deformed accordingly and in this sense "oval" overbow.
  • the oval-shaped band section 4 is released by withdrawal of the two bending punches 15, 24, so that it can yield to its remaining tendency to change its shape due to the distribution of material stress and finally at least approximately accept the circular shape.
  • the bending core 2 passes under the action of this material tension compensation of the bending part 4 again in the form state with a circular peripheral contour, so that the bending part 4 can be relatively easily removed from the bending core.
  • Figure 5a and Figure 5b show a further variant for the realization of a round bending core 72 with the possibility of changing the shape between circular shape ( FIG. 5a ) and oval shape ( FIG. 5b ).
  • the bending core 72 has a hollow central portion 73 with inner material recesses 74 and 76 adjacent thereto, at the corners of the again bar shaped abutment rod 78 extending in the direction of the central axis 80 in the hollow central portion 73.
  • These material recesses allow compression of the bending core 72 by means of two vertically opposed bending dies 82, 84 which are in Fig. 5b symbolized by relevant arrows.
  • the bending core 72 can assume an oval peripheral contour (in Fig. 5b drawn in an exaggerated oval).
  • the invention can also be used to produce bent parts which in the final form are not circular, but e.g. should be oval.
  • the deformation states of the bending core are to be selected such that by bending over in a Umformsequenz the bending part is braced so that it can adopt a desired final shape after release by the punch, which also adapts to the bending core.
  • the bending cores and bending punches are preferably at least predominantly made of steel.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Rundbiegevorrichtung zum Umformen von Bandabschnitten (4) zu Rundkörpern, insbesondere Hülsen, durch Biegen um die Umfangsfläche eines runden Biegekerns (2), umfassend den Biegekern (2) und mehrere um den Biegekern (2) herum angeordnete Biegestempel (12, 15, 18, 21, 24, 27), die in Richtung der Umfangsfläche des Biegekerns (2) in bestimmter Abfolge in eine Umformstellung zur Biegebeaufschlagung eines dem Biegekern (2) jeweils zuvor zugeführten Bandabschnitts (4) bewegbar - und zur Freigabe des Bandabschnitts (4) nach dessen Umformung zum Rundkörper wieder vom Biegekern (2) weg in eine Freigabestellung zurückziehbar sind, wobei der Biegekern (2) dazu eingerichtet ist, während eines Umformprozesses wenigstens zwei verschiedene definierte Umfangskonturen aufeinander folgend anzunehmen.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Rundbiegevorrichtung zum Umformen von Bandabschnitten zu Rundkörpern, insbesondere Hülsen, durch Biegen um die Umfangsfläche eines runden Biegekerns, umfassend den Biegekern und mehrere um den Biegekern herum angeordnete Biegestempel, die in Richtung der Umfangsfläche des Biegekerns in bestimmter Abfolge in eine Umformstellung zur Biegebeaufschlagung eines dem Biegekern jeweils zuvor zugeführten Bandabschnitts bewegbar - und zur Freigabe des Bandabschnitts wieder vom Biegekern weg in eine Freigabestellung zurückziehbar sind.
  • Rundbiegen von Bandabschnitten zu Rundkörpern kann im Rahmen der vorliegenden Anmeldung auch bedeuten, dass der jeweilige Bandabschnitt z.B. in eine ovale Form statt in eine Kreisform gebogen werden soll. Für den Fall der Kreisform werden auch die Begriffe "kreisrund" oder "kreiszylindrisch" zur Spezifizierung verwendet. Der Begriff "rund" soll sowohl die Kreisform als auch die ovale Form umfassen.
  • Derartige Rundbiegevorrichtungen sind bekannt, z.B. aus der EP 2 279 812 B1 . Die Biegekerne dieser bekannten Rundbiegevorrichtungen haben eine üblicherweise zylindrische Form mit einer kreisringförmigen Umfangskontur und sind als starre Gegenhalteelemente für die umzuformenden Bandabschnitte bei deren äußerer Beaufschlagung durch die Biegestempel ausgebildet. Üblicherweise wird der umzuformende Bandabschnitt orthogonal zur Zentralachse des Biegekerns auf diesen oben aufgelegt und mittig zentriert und mittels eines von oben zugeführten Stempels in einer solchen Anfangsposition vorweg beaufschlagt. Häufig werden die Bandabschnitte durch Abtrennen von einem Metallband erzeugt, welches von einem Coil abgewickelt wird, wobei das Abtrennen mittels einer Stanze oder dgl. vor oder unmittelbar nach dem Zuführen des Bandabschnitts zum Biegekern erfolgen kann. Bei den Bandabschnitten kann es sich im Rahmen der vorliegenden Anmeldung um Abschnitte aus Flachbandmaterial oder um Drahtabschnitte handeln. Es soll auch nicht ausgeschlossen sein, dass Bandabschnitte aus einem Blech herausgestanzt worden sind und somit ihre Bandabschnittsform erst beim Herausstanzen erhalten haben.
  • Bei den rundgebogenen Gegenständen handelt es sich normalerweise um hohlzylindrische Metallblechhülsen, wie sie in verschiedenen Dimensionen für vielfältige Zwecke zum Einsatz kommen können, z.B. als Lagerbuchsen, Motorgehäuse und dgl.
  • Ein im oben erwähnten Sinne dem Biegekern zugeführter und daran festgehaltener Bandabschnitt wird mittels Biegestempeln um die Umfangsfläche des Biegekerns herum gebogen, bis die beiden Längsenden des Bandabschnitts einander gegenüberliegen. Dabei kann es vorgesehen sein, dass die beiden Längsenden miteinander in Berührung kommen oder alternativ dazu einen definierten Längsspalt zwischen sich begrenzen. Auch ist es bereits bekannt, die beiden Längsenden des rundgebogenen Bandabschnittes miteinander zu verzahnen, etwa vermittels einer Clinchverbindung bzw.einer Verbindung nach Art einer Puzzleteilverbindung.
  • Es hat sich gezeigt, dass beim Rundbiegen von Bandabschnitten um einen festen kreiszylindrischen Biegekern das Biegeteil, d.h. der rundgebogene Bandabschnitt, die Tendenz hat, nach Zurückziehen der betreffenden Biegestempel eine leicht ovale Form anstatt der gewünschten kreisrunden Form aufgrund der Materialspannungsverteilung in dem Biegeteil anzunehmen. Diese Abweichung von der Kreisrundheit und die damit verbundene mangelnde Maßgenauigkeit des Biegeteils erfordert für bestimmte Anwendungen ggf. weitere Maßnahmen zur Formanpassung des Biegeteils. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass das zur "Ovalität" neigende Biegeteil nach Wegnahme der Biegestempel eine Klemmwirkung am Biegekern erzeugt und somit oft nur schwergängig vom Biegekern zu lösen ist.
  • Ein erster Lösungsansatz des Erfinders zur Überwindung der genannten Probleme besteht darin, einen festen ovalen Biegekern zu verwenden und daran den Bandabschnitt rundzubiegen, wobei die Ausrichtung des ovalen Biegekerns relativ zu der Anfangsposition des rundzubiegenden Bandabschnittes und die konkrete ovale Gestalt und Dimension des Biegekerns so gewählt werden, dass das Biegeteil, d.h. der rundgebogene Bandabschnitt aufgrund seiner Formänderungsneigung nach dem Biegen und Ablösen vom Biegekern von der ovalen Form in die zumindest näherungsweise kreisrunde Form übergeht. Der Umfang des ovalen Biegekerns entspricht vorzugsweise dem Umfang eines kreisrunden bzw. kreiszylindrischen Biegekerns, den man bisher zum Rundbiegen des gleichen Biegeteils verwendet hätte. Es wird somit in diesem Fall die Neigung des Biegeteils, von der ursprünglichen Formgebung am Biegekern abzuweichen, genutzt, um eine verbesserte Kreisrundheit des Biegeteils zu erreichen. Dieser Lösungsansatz verschafft bereits Abhilfe, was die bisherige mangelnde Formhaltigkeit konventionell an kreiszylindrischen Biegekernen rundgebogener Biegeteile anbetrifft, und bringt insoweit auch schon einen wesentlichen erfindungsbegründenden Vorteil mit sich. Noch nicht gelöst ist jedoch das Problem der Klemmwirkung des Biegeteils am Biegekern nach Wegnahme der Biegestempel, da nun das zum Übergang in die kreisrunde Form neigende Biegeteil sich gegen den festen ovalen Biegekern verspannt und ggf. schwergängig von diesem zu lösen ist.
  • Weitergehendes Ziel der Erfindung ist es, sowohl das bisherige Problem der mangelnden Formhaltigkeit eines rundgebogenen Biegeteils nach Freigabe durch die Biegestempel als auch das Problem des schwergängigen Ablösens des Biegeteils vom Biegekern zu beseitigen.
  • Dieses Ziel wird mit einer Rundbiegevorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht, wobei bei einer Rundbiegevorrichtung mit den eingangs genannten Merkmalen ein Biegekern vorgesehen ist, der dazu eingerichtet ist, während eines Umformprozesses wenigstens zwei verschiedene definierte Umfangskonturen aufeinanderfolgend anzunehmen.
  • In dem Normalfall, dass eine kreiszylindrische Hülse oder Buchse hergestellt werden soll, könnte eine Umfangskontur des Biegekerns ein Oval - und die andere Umfangskontur ein Kreis sein, wobei z.B. zunächst die ovale Umfangskontur eingestellt werden könnte, um den rundzubiegenden Bandabschnitt in gewissem Maße oval zu "überbiegen", wonach dann schließlich die kreisförmige Umfangskontur eingestellt werden kann, um der Tendenz des Biegeteils zur Formänderung hin zur Kreisform nachzugeben. Insoweit wäre also eine erfinderische Ausführungsform der Rundbiegevorrichtung und eines damit durchzuführenden Rundbiegeverfahrens dadurch gekennzeichnet, dass zunächst auf einem Biegekern mit ovalem Querschnitt rundgebogen wird, wonach dann nach Rückzug zumindest einiger, insbesondere aller Biegestempel vom Biegekern es diesem erlaubt wird, in Anpassung an die Formänderungstendenz des Biegeteils in eine Gestalt mit kreisrunder Umfangskontur überzugehen.
  • Eine besonders bevorzugte andere Vorgehensweise und Ausgestaltung der Rundbiegevorrichtung nach der Erfindung sind dadurch gekennzeichnet, dass der Biegekern zunächst so beaufschlagt wird, dass er eine kreisrunde Umfangskontur annimmt, so dass der Bandabschnitt an diesem Biegekern mit kreisrunder Umfangskontur rundgebogen wird, wonach dann durch Wegnahme einiger Biegestempel und weiteres Zustellen der restlichen Biegestempel relativ zueinander in Richtung zum Biegekern der Biegekern und das darauf rundgebogene Biegeteil in eine betreffende ovale Form gezwungen wird, so dass das Biegeteil in der oben schon erwähnten Weise oval "überbogen" wird. Danach wird es unter Wegnahme sämtlicher Biegestempel vom Biegeteil dem Biegekern erlaubt, wieder eine Form mit kreisrundem Querschnitt anzunehmen, wobei das Biegeteil ebenfalls eine Kreisringform annimmt und schließlich leichtgängig vom Biegekern entfernt werden kann. Vorzugsweise hat der Biegekern mehrere gesonderte Umfangssegmente, die relativ zueinander bewegbar sind, um von einer der Umfangskonturen in die andere Umfangskontur des Biegekerns zu wechseln. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung sind diese Umfangssegmente durch äußere Beaufschlagung mittels der Biegestempel relativ zueinander bewegbar, um die verschiedenen definierten Umfangskonturen des Biegestempels zu bilden. Die Umfangssegmente, die Form der Biegestempel und die Abfolge des Zustellens der Biegestempel in die Umformstellung sowie der Rückstellung der Biegestempel in die Freigabestellung sind gemäß einer Hauptvariante der Erfindung so aufeinander abgestimmt, dass ein Rundbiegevorgang stattfindet, bei dem der betreffende Bandabschnitt zwangsweise in eine leicht ovale Form gebogen wird, aus der heraus er in die Kreisform übergehen kann, wobei der flexible Biegekern einen solchen Wechsel von der Ovalform zur Kreisform mitmachen kann.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung des Biegekerns ist dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangssegmente in Umfangsrichtung des Biegekerns aufeinander folgend angeordnet und gelenkig um zu einer Zentralachse des Biegekerns parallele Gelenkachsen an ihren Enden aneinander angeschlossen sind, und dass die Umfangssegmente einen Zentralbereich des Biegekerns umgeben, wobei in diesem Zentralbereich Anschlagmittel zur Begrenzung der Bewegung der Umfangssegmente in Richtung auf die Zentralachse vorgesehen sind. Diese Anschlagmittel lassen den gelenkig aneinander angeschlossenen Umfangssegmenten ausreichend Bewegungsspiel, so dass sie sich bei betreffender Beaufschlagung mittels der Biegestempel abwechselnd zu einem Ring mit ovaler Außenkontur und zu einem Ring mit kreisrunder Außenkontur organisieren können.
  • Vorzugsweise sind die Anschlagmittel von einer sich längs der Zentralachse des Biegekerns erstreckenden Stange gebildet, die an ihrem Umfang Anschlagflächen aufweist, die zumindest näherungsweise komplementär zu ihnen gegenüberliegenden Flächen der Umfangssegmente ausgebildet sind. Eine solche Stange kann die von den Biegestempeln über den rundzubiegenden Bandabschnitt auf die Umfangssegmente aufgebrachten Kräfte gut aufnehmen und ist mit geringem Aufwand herstellbar und montierbar.
  • Ähnlich wie bei der aus der EP 2 279 812 B1 bekannten Rundbiegevorrichtung können zumindest einige Biegestempel längs radial in Bezug auf die Zentralachse des Biegekerns verlaufende Achsen bewegbar geführte Stempelkopfhaltekörper und daran um parallel zur Zentralachse des Biegestempels verlaufende Schwenkachsen begrenzt schwenkbar gelagerte Stempelköpfe zur Beaufschlagung von am Biegekern umzuformenden Bandabschnitten aufweisen. Die gelenkig gelagerten Stempelköpfe können Anpassbewegungen zur Verbesserung der Kraftübertragung bei dem Umformprozess ausführen.
  • Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Biegestempel in Bezug auf eine die Zentralachse enthaltende erste Symmetrieebene spiegelsymmetrisch angeordnet (vorausgesetzt alle Biegestempel sind in der Freigabestellung oder alle in der Umformstellung), und umfassen unabhängig voneinander bewegbare Biegestempel. Normalerweise wird man die Rundbiegevorrichtung so aufbauen, dass die erste Symmetrieebene eine vertikale Ebene ist. Vorzugsweise umfassen die Biegestempel zwei Biegestempelgruppen zu je drei Biegestempeln, die beiderseits einer orthogonal zur ersten Symmetrieebene verlaufenden, die Zentralachse des Biegestempels enthaltenden Ebene angeordnet sind, wobei ein jeweiliger auf der ersten Symmetrieebene liegender mittlerer Biegestempel jeder der Gruppen unabhängig von den beiden anderen seitlich davon angeordneten Biegestempeln derselben Gruppe bewegbar ist.
  • Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst die Rundbiegevorrichtung eine Bandabschnittszuführungseinrichtung, welche umzuformende Bandabschnitte dem Biegekern zuführt, so dass ein jeweiliger umzuformender Bandabschnitt quer zur Zentralachse des Biegekerns und in zentraler Ausrichtung relativ zu den Biegestempeln einer ersten der beiden Biegestempelgruppen zwischen diesen Biegestempeln und dem Biegekern in einer Anfangsposition zu liegen kommt, wobei die Biegekerne so gesteuert aktivierbar sind, dass
    • a) zunächst der mittlere Biegestempel der ersten Biegestempelgruppe von der Freigabestellung in die Umformstellung bewegt und dort belassen wird, um einen zugeführten Bandabschnitt in dessen Anfangsposition am Biegekern zu beaufschlagen,
    • b) dann die beiden seitlich vom mittleren Biegestempel angeordneten Biegestempel der ersten Biegestempelgruppe in ihre Umformstellungen bewegt und dort belassen werden, um den Bandabschnitt in eine U-Form oder Hufeisenform um den Biegekern herum zu biegen,
    • c) dann die beiden seitlich vom mittleren Biegestempel der zweiten der Biegestempelgruppen angeordneten Biegestempel in ihre Umformstellungen bewegt und dort belassen werden, um den in U-Form oder Hufeisenform vorgebogenen Bandabschnitt an seinen abstehenden Schenkeln weiter um den Biegekern herum zu biegen,
    • d) dann der mittlere Biegestempel der zweiten Biegestempelgruppe in seine Umformstellung bewegt und dort belassen wird, um den vorgebogenen Bandabschnitt vollständig um den Biegekern herum rundzubiegen,
    • e) dann die seitlich von den mittleren Biegestempeln angeordneten Biegestempel beider Biegestempelgruppen aus ihren Umformstellungen heraus zu ihren Freigabestellungen bewegt werden,
    • f) dann die mittleren Biegestempel der beiden Biegestempelgruppen relativ zueinander aufeinander zu bewegt werden, um den rundgebogenen Bandabschnitt unter Änderung der Umfangskontur des Biegekerns weiter zu verformen, und
    • g) dann die mittleren Biegestempel der beiden Biegestempelgruppen in Richtung ihrer Freigabestellung bewegt werden, um den rundgebogenen Bandabschnitt zur Ablösung von dem Biegestempel freizugeben.
  • Eine so gestaltete Rundbiegevorrichtung ermöglicht die Herstellung von Hülsen und Buchsen mit ausgezeichneter Kreisrundheit. Beim Zurückziehen der mittleren Biegestempel gemäß Schritt g) kann der Biegekern unter der Wirkung des sich aufgrund der Materialspannungsverteilung zu einem Kreis verformenden Biegeteils eine entsprechende Kreiskontur annehmen, so dass eine starke Klemmwirkung zwischen Biegeteil und Biegekern unterbunden werden kann und somit das Ablösen des Biegeteils vom Biegekern erleichtert wird. Bei der Relativbewegung zwischen den mittleren Biegestempeln gemäß Schritt f) wird vorzugsweise nur der mittlere Biegestempel der zweiten Biegestempelgruppe in Richtung der Zentralachse des Biegekerns bewegt, während der mittlere Biegestempel der ersten Biegestempelgruppe in seiner Stellung festgehalten bleibt.
  • Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zum Rundbiegen eines Bandabschnittes an einem Biegekern, dessen Umfangskontur während eines Rundbiegeumformprozesses änderbar ist, wobei das Verfahren insbesondere mittels einer Rundbiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar ist, umfassend die Schritte:
    • Zuführen eines umzuformenden Bandabschnittes zu einem runden Biegekern, so dass der Bandabschnitt quer zur Zentralachse des Biegekerns mittig ausgerichtet in einer Anfangsposition auf diesem zu liegen kommt,
    • Halten des Bandabschnittes in dessen Anfangsposition und Rundbiegen des Bandabschnittes um den Biegekern herum durch Beaufschlagen mittels in entsprechende Umformstellungen bewegter Biegestempel, wobei der Biegekern so beaufschlagt wird, dass er eine erste Umfangskontur aufweist, so dass der Bandabschnitt in Anpassung an diese erste Umfangskontur rundgebogen wird,
    • Zurückziehen der Biegestempel vom rundgebogenen Bandabschnitt und Freigabe des Biegekerns zur Annahme einer geänderten Umfangskontur in Anpassung an die sich aufgrund der Materialspannungsverteilung ändernde Form des rundgebogenen Bandabschnitts.
  • Vorzugsweise ist die erste Umfangskontur des Biegekerns eine jeweilige vorbestimmte ovale Kontur, wohingegen die letztlich geänderte Umfangskontur kreisrund ist. Die genaue Form und die Dimensionen sowie die räumliche Ausrichtung des Ovals sind so zu wählen, dass ein daran rundgebogener Bandabschnitt nach Freigabe zumindest näherungsweise die gewünschte kreisrunde Form aufgrund seiner Materialspannungsverteilung annimmt.
  • Im Rahmen der Erfindung kann es auch vorgesehen sein, dass die gewünschte Endkontur des Biegeteils oval statt kreisrund ist, so dass der Biegekern nacheinander verschiedene ovale Umfangskonturen bei dem Umformprozess aufweist.
  • In einer Ausführungsform umfasst das erfindungsgemäße Verfahren die Schritte:
    • Zuführen eines umzuformenden Bandabschnittes zu einem runden Biegekern, so dass der Bandabschnitt quer zur Zentralachse des Biegekerns mittig ausgerichtet in einer Anfangsposition auf diesem zu liegen kommt,
    • Beaufschlagen des Bandabschnittes mittels eines ersten, den Bandabschnitt von oben mittig beaufschlagenden Stempels,
    • Rundbiegen des Bandabschnittes um den Biegekern herum mittels weiterer in Bezug auf die Zentralachse des Biegekerns radial auf diesen zu bewegter und dabei den Bandabschnitt beaufschlagender Biegestempel, von denen einer ein dem ersten Biegestempel diametral gegenüberliegender zweiter Biegestempel ist,
    • Abziehen der Biegestempel vom Biegekern mit Ausnahme des ersten Biegestempels und des zweiten Biegestempels und
    • Relatives Aufeinanderzubewegen des ersten Biegestempels und des zweiten Biegestempels zur weiteren Verformung des rundgebogenen Bandabschnittes unter Änderung der Umfangskontur des Biegekerns,
    • Freigeben des rundgebogenen Bandabschnittes vom Biegekern durch Abziehen des ersten Biegestempels und des zweiten Biegestempels vom Biegekern,
    • Entfernen des rundgebogenen Bandabschnittes vom Biegekern.
  • Der Biegekern kann eine zunächst kreisrunde Umfangskontur beim Rundbiegen des Bandabschnittes aufweisen und beim relativen Aufeinanderzubewegen des ersten Biegestempels und des zweiten Biegestempels nach dem Abziehen der übrigen Biegestempel so verformt werden, dass die Umfangskontur oval wird. Nach dem Abziehen des ersten Biegestempels und des zweiten Biegestempels vom Biegekern kann der Biegestempel dann eine andere Umfangskontur, insbesondere Kreiskontur, annehmen, bei welcher der rundgebogene Bandabschnitt vergleichsweise leichtgängig vom Biegekern abgezogen werden kann.
  • Die Erfindung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen:
    • Figur 1a - 1c
    schematische Skizzen zur Erläuterung des Verhaltens eines an einem kreisrunden Biegekern rundgebogenen Bandabschnittes;
    Figur 2a - 2b
    schematische Skizzen zur Erläuterung des Verhaltens eines an einem ovalen Biegekern rundgebogenen Bandabschnittes;
    Figur 3a - 3d
    schematische Skizzen zur Erläuterung des Verhaltens eines an einem kreisrunden Biegekern rundgebogenen, dann unter Änderung der Umfangskontur des Biegekerns oval geformten und schließlich unter Änderung der Umfangskontur des Biegekerns von allen Biegestempeln freigegebenen Bandabschnittes;
    Figur 4a - 4f
    Skizzen zur Erläuterung einer Sequenz von Umformprozessschritten bei einem Rundbiegevorgang mit einer Rundbiegevorrichtung nach der Erfindung;
    Figur 5a - 5b
    schematische Darstellungen eines alternativen Biegekerns für eine Rundbiegevorrichtung nach der Erfindung.
  • Figur 1 a zeigt im Querschnitt einen kreisrunden Biegekern 2 und einen darauf mittig zentrierten geraden Bandabschnitt 4, welcher um den Biegekern 2 herum rundgebogen werden soll. Dies erfolgt mittels in Fig. 1a - 1c nicht gezeigter Biegestempel, welche um den Biegekern 2 herum angeordnet sind und in einer vorbestimmten Sequenz aus einer Freigabestellung heraus in radialer Richtung bezogen auf die Zentralachse 6 des Biegekerns auf diesen zu in eine Umformstellung bewegbar sind. Die auf den Bandabschnitt 4 gerichteten Pfeile in Figur 1 a symbolisieren die Beaufschlagung des Bandabschnittes 4 mit Biegekräften in einem ersten Biegeschritt. Nach Durchführung sämtlicher Biegeschritte liegt der Bandabschnitt 4 im rundgebogenen Zustand am Umfang des Biegekerns 2 an, wie dies in Figur 1b illustriert ist. Die ursprünglich voneinander abgewandten Enden des Bandabschnittes 4 liegen in Figur 1b unmittelbar aneinander und können z.B. durch eine Clinchverbindung 8 oder dgl. miteinander verzahnt sein.
  • Der so in konventioneller Weise an einem Biegekern mit kreisrunder Umfangskontur rundgebogene Bandabschnitt 4 liegt jedoch erfahrungsgemäß nicht mit gleichmäßiger Kräfteverteilung über seinen Umfang hinweg am Biegekern an, sondern hat die Neigung eine gewisse Ovalität anzunehmen, was erkennbar wird, wenn der rundgebogene Bandabschnitt 4 vom Biegekern 2 entfernt wird. Diese Tendenz zur Annahme einer ovalen Umfangsform ist in Figur 1c übertrieben dargestellt.
  • Aufgrund der Materialspannungsverteilung und Tendenz zur Formänderung des gemäß Figur 1b noch auf dem Biegekern 2 aufsitzenden rundgebogenen Bandabschnitts 4 kommt es zu Klemmwirkungen zwischen dem Biegekern 2 und dem nunmehr als rundgebogenes Biegeteil 4 vorliegenden Bandabschnitt. Das Ablösen des rundgebogenen Bandabschnittes 4 vom Biegekern 2 wird dadurch erschwert. Der gemäß den Figuren 1a - 1c erläuterte konventionelle Biegevorgang an einem starren, kreisrunden Biegekern 2 ist somit mit zwei Nachteilen behaftet, nämlich der Schwergängigkeit des Ablösens des Biegeteils 4 vom Biegekern 2 und der unerwünschten Änderung der Form des Biegeteils 4 nach Ablösung vom Biegekern 2.
  • Das Problem der unerwünschten Formabweichung des Biegeteils von der kreisrunden Form kann tendentiell gelöst werden, indem ein ursprünglich gerader Bandabschnitt 4 um einen ovalen Biegekern 2 gemäß Fig. 2a rundgebogen wird. Nach Ablösen des Biegeteils 4 vom Biegekern 2 neigt das Biegeteil 4 aufgrund seiner Materialspannungsverteilung wiederum zu einer Formänderung, dies jedoch hin zu einer kreisrunden Form, wie dies in Figur 2b dargelegt ist. In Figur 2a ist die ovale Abweichung des Biegekerns 2 und des darauf sitzenden Biegeteils 4 übertrieben dargestellt. Die längere Achse 10 des Ovals verläuft in Figur 2a orthogonal zu der längeren Achse des Ovals des Biegeteils 4 in Figur 1c, wobei in Fig. 1c vorausgesetzt ist, dass das Biegeteil unverdreht vom Biegekern axial abgeschoben wurde. Die Orientierung und Dimensionierung des ovalen Biegekerns 2 sind so gewählt, dass ein betreffendes Biegeteil 4 nach Ablösung vom Biegekern 2 Formänderungstendenz hin zur kreisrunden Form gemäß Figur 2b aufweist.
  • Wäre der Biegekern 2 in Figur 2a starr, so wäre noch das Problem des verstärkten Klemmens des Biegeteils 4 am Biegekern 2 ungelöst. Gemäß einer Hauptausführungsform der vorliegenden Erfindung soll der Biegekern 2 jedoch in der Lage sein, seine Form und damit seine Umfangskontur zwischen vorzugsweise oval und kreisrund zu wechseln. Wäre somit der Biegekern 2 in Figur 2a in der Lage, seine Umfangskontur von oval nach kreisrund nach Freigabe des Biegeteils 4 durch die Biegestempel zu ändern, etwa unter der Wirkung der Materialspannungsverteilung im Biegeteil 4, so wäre damit nicht nur das Problem der Formabweichung des Biegeteils gelöst, sondern in akzeptabler Weise auch das Problem der Schwergängigkeit beim Ablösen des Biegeteils 4 vom Biegekern 2. Ein erfindungsgemäßer Ansatz könnte somit darin bestehen, den betreffenden Bandabschnitt 4 durch Beaufschlagung mit Biegestempeln zugleich am oval eingestellten Biegekern 2 rundzubiegen und dann bei Wegnahme der äußeren Biegekräfte den Biegekern 2 und das darauf aufsitzende Biegeteil 4 zur kreisrunden Form übergehen zu lassen.
  • In der Praxis hat es sich als vorteilhaft erwiesen, eine in den Figuren 3a - 3d gezeigte Sequenz einer Biegeoperation nach der vorliegenden Erfindung durchzuführen. Dabei wird der zunächst oben auf dem Biegekern aufliegende gerade und mittig zentrierte Bandabschnitt 4 (gestrichelt angedeutet) um den kreisrunden Biegekern 2 gemäß Figur 3a rundgebogen und sodann durch geänderte Beaufschlagung des Biegeteils 4 mittels bestimmter Biegestempel unter gleichzeitiger Formänderung des Biegekerns 2 in die ovale Form gebracht, wie es in Figur 3b angedeutet ist. Danach erfolgt die Freigabe des Biegeteils 4 durch Zurückziehen sämtlicher Biegestempel in ihre Freigabestellung, wobei auch der Biegekern 2 zum Übergang in seine kreisrunde Form freigegeben wird, so dass sich die Situation gemäß Figur 3c einstellt. In der Situation gemäß Figur 3c hat das Biegeteil 4 jedoch nicht mehr die Tendenz zur Annahme einer ovalen Form, wie dies in der Situation gemäß Figur 1b oder Figur 3a noch der Fall war. Das Biegeteil 4 kann man ausgehend von der Situation in Figur 3c leicht vom Biegekern 2 entfernen und hat keine wesentliche Formänderungstendenz hin zum Oval mehr (vgl. Figur 3d).
  • In den Figuren 4a - 4f ist eine Sequenz eines Rundbiegevorgangs nach der Erfindung mittels einer partiell dargestellten erfindungsgemäßen Rundbiegevorrichtung zur Herbeiführung der in den Figuren 3a - 3d gezeigten Effekte illustriert. Die Umbiegevorrichtung ist nur insoweit dargestellt, als es zur Erläuterung der einzelnen Biegeschritte erforderlich ist. Sie umfasst im Beispielsfall sechs Biegestempel 12, 15, 18, 21, 24, 27 (vgl. z.B. Figur 4d) und einen Biegekern 2, der so reversibel verformbar ausgestaltet ist, dass er zwischen einer im Wesentlichen kreisrunden Umfangskontur (Figur 4a - 4e) und einer ovalen Umfangskontur (vgl. Figur 4f) wechseln kann.
  • Die Biegestempel 12 - 27 sind in der in Figur 4d und 4e erkennbaren Weise im Wesentlichen symmetrisch in Bezug auf eine die Zentralachse 6 des Biegekerns 2 enthaltende Vertikalebene 30 annähernd spiegelsymmetrisch um den Biegekern 2 herum angeordnet und können zwischen einer zurückgezogenen Freigabestellung und der in der Figur 4d erkennbaren Umformstellung radial in Bezug auf die Zentralachse 6 des Biegekernes 2 bewegt werden. Die Biegekerne 12 - 27 können in eine oberhalb der die Zentralachse 6 des Biegekerns 2 enthaltenden Horizontalebene 31 angeordnete erste Biegestempelgruppe 12, 15, 18 und eine unterhalb der Ebene 31 liegende zweite Biegestempelgruppe 21, 24, 27 aufgeteilt werden. Es liegen somit zwei Biegestempelgruppen zu je drei Biegestempeln vor, wobei jeweils ein Biegestempel 15 bzw. 24 jeder Biegestempelgruppe auf der ersten Symmetrieebene 30 angeordnet ist.
  • Jeder Biegestempel hat einen in Bezug auf die Zentralachse des Biegekerns radial bewegbaren Stempelkopfhaltekörper 13, 16, 19, 22, 25, 28 und einen daran um eine parallel zur Zentralachse 6 des Biegekerns 2 verlaufende Schwenkachse 14, 17, 20, 23, 26, 29 begrenzt schwenkbar gelagerten Stempelkopf 32, 34, 36, 38, 40, 42. Die Biegestempelköpfe 32, 34, 36, 38, 40, 42 können aufgrund ihrer Schwenkbeweglichkeit Anpassungsbewegungen beim Zustellen in die Umformstellung ausführen.
  • Der mit Sicht auf eine Stirnseite, d.h. längs der Zentralachse 6 in den Figuren 4a - 4f dargestellte Biegekern 2 umfasst im Beispielsfall vier gesonderte Umfangssegmente 42, 44, 46, 48, die in Umfangsrichtung des Biegekernes 2 aufeinanderfolgend angeordnet und gelenkig um zur Zentralachse 6 des Biegekerns 2 parallele Gelenkachsen 50, 52, 54, 56 an ihren Enden aneinander angeschlossen sind. Die Umfangssegmente 42, 44, 46, 48 umgeben einen Zentralbereich 49 des Biegekerns 2, wobei in diesem Zentralbereich 49 eine Stange 60 als Anschlagmittel zur Begrenzung der Bewegung der Umfangssegmente 42, 44, 46, 48 in Richtung auf die Zentralachse 6 vorgesehen ist. Die Anschlagstange 60 erstreckt sich längs der Zentralachse 6 des Biegekerns und weist an ihrem Umfang Anschlagflächen auf, die komplementär zu ihnen gegenüberliegenden Flächen der Umfangssegmente ausgebildet sind.
  • Im Beispielsfall ist nur das obere, die Gelenkachse 50 definierende Gelenk zwischen den Umfangssegmenten 42 und 44 am Maschinenrahmen festgehalten, während die die Gelenkachsen 52, 54, 56 definierenden Gelenke schwimmend, d.h. nicht maschinenrahmenfest gelagert sind.
  • Ein Rundbiegeumformprozess beginnt damit, dass zunächst der umzuformende Bandabschnitt 4 dem Biegekern 2 zugeführt und auf diesem mittig und orthogonal zur Zentralachse 6 des Biegekerns 2 durch den aus seiner Freigabestellung heranbewegten mittleren Biegestempel 15 der oberen Biegestempelgruppe gehalten wird. Beim Bewegen des Biegestempels 15 in dessen Umformstellung erhält der Bandabschnitt 4 bereits eine Krümmung, wie dies in Figur 4a durch Darstellung des Bandabschnitts 4 in seiner zugeführten geraden Form und in seiner nach Zustellung des Biegestempels 15 angenommenen gekrümmten Form mit Strichpunktlinien dargestellt ist. Der Biegestempel 15 wirkt über den Bandabschnitt 4 auf die oberen Umfangssegmente 42, 44 des Biegekerns 2 ein und drückt diese gegen die Anschlagstange 60. In diesem Zustand hat der Biegekern 2 die kreisrunde Umfangskontur. Diese bleibt auch dann noch erhalten, wenn im nächsten Biegeschritt gemäß Figur 4b die beiden anderen Biegestempel 12, 18 der oberen Biegestempelgruppe in ihre Umformstellung bewegt werden, um den Bandabschnitt 4 in eine U-Form am Biegekern 2 zu zwingen. Auch in den Fig. 4b - Fig. 4f ist der jeweilige Formzustand des Bandabschnittes 4 vor und nach Durchführung des betreffenden Umformschrittes mit strichpunktierten Linien angedeutet.
  • Im nächsten Biegeschritt gemäß Figur 4c werden nun die beiderseits des mittleren Biegestempels 24 der unteren Biegestempelgruppe angeordneten Biegestempel 21, 27 in ihre Umformstellung bewegt, um den Bandabschnitt 4 weiter um den kreisrunden Biegekern 2 herum rundzubiegen.
  • Schließlich kommt auch der mittlere Biegestempel 24 der unteren Biegestempelgruppe zum Einsatz, um die Enden des Bandabschnittes 4 aneinander anzufügen. Diese weisen vorzugsweise Clinchverbindungselemente auf, die beim Biegeschritt gemäß Figur 4d ineinander greifen, um eine feste Clinchverbindung herzustellen. Im Zustand gemäß Figur 4d sind sämtliche Biegestempel in ihrer Umformstellung. Die Biegestempel 12, 15, 18 der oberen Biegestempelgruppe halten mit ihrer Stempelkraft den Biegekern 2 noch in der Form mit kreisrunder Umfangskontur. Danach werden dann die vier seitlich der Symmetrieebene 30 angeordneten Biegestempel 12, 18, 21, 27 aus ihrer Umformstellung heraus in die Freigabestellung bewegt und der mittlere Biegestempel 24 der unteren Biegestempelgruppe wird noch weiter in Richtung auf die Zentralachse 6 der Biegestempels bewegt. Dies hat zur Folge, dass die Umfangssegmente 42, 44, 46, 48 relativ zu der Anschlagstange 60 so bewegt werden, dass sie eine ovale Umfangskontur gemäß 4f bilden. Dabei werden die Umfangssegmente 42, 44, 46, 48 um die betreffenden Gelenkachsen 50, 52, 54, 56 verschwenkt, so dass sie sich zu einer Kette mit ovaler Außenkontur umorganisieren. Bei diesem erzwungenen Übergang des Biegestempels 2 in die Ovalform gemäß Figur 4f wird auch der rundgebogene Bandabschnitt 4 entsprechend verformt und in diesem Sinne "oval" überbogen. Schließlich wird der oval gebogene Bandabschnitt 4 durch Rückzug der beiden Biegestempel 15, 24 freigegeben, so dass er seinem verbleibenden Formänderungsbestreben aufgrund der Materialspannungsverteilung nachgeben und schließlich die kreisrunde Form zumindest annähernd annehmen kann. Dabei gelangt auch der Biegekern 2 unter der Wirkung dieses Materialspannungsausgleichs des Biegeteils 4 wieder in den Formzustand mit kreisrunder Umfangskontur, so dass das Biegeteil 4 relativ leicht vom Biegekern entfernt werden kann.
  • Figur 5a und Figur 5b zeigen eine weitere Variante zur Verwirklichung eines runden Biegekerns 72 mit der Möglichkeit der Formänderung zwischen kreisrunder Form (Figur 5a) und ovaler Form (Figur 5b). Der Biegekern 72 weist einen hohlen Zentralbereich 73 mit daran angrenzenden inneren Materialaussparungen 74 bzw. 76 auf, und zwar an den Ecken des wiederum als Stange ausgebildeten Anschlagstabes 78, der sich in Richtung der Zentralachse 80 in dem hohlen Zentralbereich 73 erstreckt. Diese Materialaussparungen ermöglichen ein Zusammendrücken des Biegekerns 72 durch zwei vertikal einander gegenüberliegende Biegestempel 82, 84, die in Fig. 5b durch betreffende Pfeile symbolisiert sind. Dabei kann der Biegekern 72 eine ovale Umfangskontur annehmen (in Fig. 5b übertrieben oval gezeichnet). Bei Wegnahme der äußeren Kräfte der Biegestempel 82, 84 kann der Biegekern 72 die ursprüngliche kreisrunde Form gemäß Figur 5a aufgrund seiner eigenen Materialelastizität einnehmen. Mit dem Biegekern 72 gemäß Figur 5a und 5b kann eine Umformsequenz zum Rundbiegen eines Bandabschnittes durchgeführt werden, wie sie unter Bezugnahme auf die Figuren 4a - 4e erläutert wurde. In Fig. 5a symbolisieren die Pfeile die Biegestempel.
  • Die Erfindung kann auch zur Erzeugung von Biegeteilen herangezogen werden, die in der Endform nicht kreisrund, sondern z.B. oval sein sollen. Dabei sind die Formänderungszustände des Biegekerns so zu wählen, dass durch zwischenzeitliches Überbiegen in einer Umformsequenz das Biegeteil so verspannt wird, dass es nach Freigabe durch die Biegestempel eine gewünschte Endgestalt annehmen kann, der sich auch der Biegekern anpasst.
  • Die Biegekerne und Biegestempel sind vorzugsweise zumindest überwiegend aus Stahl gefertigt.

Claims (15)

  1. Rundbiegevorrichtung zum Umformen von Bandabschnitten (4) zu Rundkörpern, insbesondere Hülsen, durch Biegen um die Umfangsfläche eines runden Biegekerns (2),
    umfassend
    den Biegekern (2) und mehrere um den Biegekern (2) herum angeordnete Biegestempel (12, 15, 18, 21, 24, 27), die in Richtung der Umfangsfläche des Biegekerns (2) in bestimmter Abfolge in eine Umformstellung zur Biegebeaufschlagung eines dem Biegekern (2) jeweils zuvor zugeführten Bandabschnitts (4) bewegbar - und zur Freigabe des Bandabschnitts (4) nach dessen Umformung zum Rundkörper wieder vom Biegekern (2) weg in eine Freigabestellung zurückziehbar sind, dadurch gekennzeichnet,
    dass der Biegekern (2) dazu eingerichtet ist, während eines Umformprozesses wenigstens zwei verschiedene definierte Umfangskonturen aufeinanderfolgend anzunehmen.
  2. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Umfangskonturen ein Kreis ist und die andere Umfangskontur ein Oval ist.
  3. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegekern (2) mehrere gesonderte Umfangssegmente (42 - 48) aufweist, die relativ zueinander bewegbar sind, um von einer der Umfangskonturen in die andere Umfangskontur des Biegekerns (2) zu wechseln.
  4. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangssegmente (42 - 48) durch äußere Beaufschlagung mittels der Biegestempel (12, 15, 18, 21, 24, 27) relativ zueinander bewegbar sind, um die verschiedenen definierten Umfangskonturen des Biegestempels (2) zu bilden.
  5. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangssegmente (42 - 48) in Umfangsrichtung des Biegekerns (2) aufeinander folgend angeordnet und gelenkig mit zu einer Zentralachse (6) des Biegekerns (2) parallelen Gelenkachsen (14, 17, 20, 23, 26, 29) an ihren Enden aneinander angeschlossen sind, und dass die Umfangssegmente (42 - 48) einen Zentralbereich (49) des Biegekerns (2) umgeben, wobei in diesem Zentralbereich (49) Anschlagmittel (60) zur Begrenzung der Bewegung der Umfangssegmente (42 - 48) in Richtung auf die Zentralachse (6) vorgesehen sind.
  6. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Anschlagmittel (60) von einer sich längs der Zentralachse (6) des Biegekerns (2) erstreckenden Stange gebildet sind, die an Ihrem Umfang Anschlagflächen aufweist, die komplementär zu ihnen gegenüber liegenden Flächen der Umfangssegmente (42 - 48) ausgebildet sind.
  7. Rundbiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einige Biegestempel (12, 15, 18, 21, 24, 27) längs radial in Bezug auf die Zentralachse (6) des Biegekerns (2) verlaufenden Achsen bewegbar geführte Stempelkopfhaltekörper (13, 16, 19, 22, 25, 28) und daran um parallel zur Zentralachse (6) des Biegekerns verlaufende Schwenkachsen begrenzt schwenkbar gelagerte Stempelköpfe (32, 34, 36, 38, 40, 42) zur Beaufschlagung von am Biegekern (2) umzuformenden Bandabschnitten (4) aufweisen.
  8. Rundbiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegestempel in Bezug auf eine die Zentralachse (6) enthaltende erste Symmetrieebene (30) spiegelsymmetrisch angeordnet sind und unabhängig voneinander bewegbare Biegestempel umfassen.
  9. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegestempel zwei Biegestempelgruppen zu je drei Biegestempeln umfassen, wobei eine erste Biegestempelgruppe (12, 15, 18) auf einer Seite einer orthogonal zur ersten Symmetrieebene (30) verlaufenden, die Zentralachse (6) enthaltenden Ebene (31) angeordnet ist und die andere Biegestempelgruppe (21, 24, 27) auf der anderen Seite dieser Ebene (31) angeordnet ist, wobei jeweils ein Biegestempel (15, 24) jeder Biegestempelgruppe auf der ersten Symmetrieebene liegt und unabhängig von den beiden anderen seitlich davon angeordneten Biegestempeln (12, 18, 21, 27) derselben Biegestempelgruppe bewegbar ist.
  10. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Symmetrieebene (30) vertikal verläuft.
  11. Rundbiegevorrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Bandabschnittszuführungseinrichtung umfasst, welche umzuformende Bandabschnitte (4) dem Biegekern (2) zuführt, so dass ein jeweiliger umzuformender Bandabschnitt (4) quer zur Zentralachse (6) des Biegekerns (2) und in zentraler Ausrichtung relativ zu den Biegestempeln (12, 15, 18) einer ersten der beiden Biegestempelgruppen zwischen diesen Biegestempeln und dem Biegekern (2) in einer Anfangsposition zu liegen kommt, und dass die Biegestempel so gesteuert aktivierbar sind, dass
    a) zunächst der mittlere Biegestempel (15) der ersten Biegestempelgruppe von der Freigabestellung in die Umformstellung bewegt und dort belassen wird, um einen zugeführten Bandabschnitt (4) in dessen Anfangsposition am Biegekern zu beaufschlagen,
    b) dann die beiden seitlich vom mittleren Biegestempel (15) angeordneten Biegestempel (12, 18) der ersten Biegestempelgruppe in ihre Umformstellungen bewegt und dort belassen werden, um den Bandabschnitt (4) in eine U-Form oder Hufeisenform um den Biegekern (2) herum zu biegen,
    c) dann die beiden seitlich vom mittleren Biegestempel (24) der zweiten Biegestempelgruppe angeordneten Biegestempel (21, 27) in ihre Umformstellungen bewegt und dort belassen werden, um den in U-Form oder Hufeisenform vorgebogenen Bandabschnitt (4) an seinen abstehenden Schenkeln weiter um den Biegekern (2) herum zu biegen,
    d) dann der mittlere Biegestempel (24) der zweiten Biegestempelgruppe in seine Umformstellung bewegt und dort belassen wird, um den vorgebogenen Bandabschnitt (4) vollständig um den Biegekern (2) herum rundzubiegen,
    e) dann die seitlich von den mittleren Biegestempeln (15, 24) angeordneten Biegestempel (12, 18, 21, 27) beider Biegestempelgruppen aus ihren Umformstellungen heraus hin zu ihren Freigabestellungen bewegt werden,
    f) dann wenigstens einer der mittleren Biegestempel (15, 24), vorzugsweise der mittlere Biegestempel (24) der zweiten Biegestempelgruppe, weiter in Richtung zur Zentralachse (6) des Biegekerns (2) bewegt wird, um den rundgebogenen Bandabschnitt (4) unter Änderung der Umfangskontur des Biegekerns (2) weiter zu verformen, und
    g) dann die mittleren Biegestempel (15, 24) der beiden Biegestempelgruppen in Richtung ihrer Freigabestellungen bewegt werden, um den rundgebogenen Bandabschnitt (4) zur Ablösung von dem Biegestempel (2) freizugeben.
  12. Verfahren zum Rundbiegen eines Bandabschnittes an einem Biegekern, dessen Umfangskontur während eines Rundbiegeumformprozesses änderbar ist, wobei das Verfahren insbesondere mittels einer Rundbiegevorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche durchführbar ist, umfassend die Schritte:
    - Zuführen eines umzuformenden Bandabschnittes (4) zu einem runden Biegekern (2), so dass der Bandabschnitt (4) quer zur Zentralachse (6) des Biegekerns (2) mittig ausgerichtet in einer Anfangsposition auf diesem zu liegen kommt,
    - Halten des Bandabschnittes (4) in dessen Anfangsposition und Rundbiegen des Bandabschnittes (4) um den Biegekern (2) herum durch Beaufschlagen mittels in entsprechende Umformstellungen bewegter Biegestempel (12, 15, 18, 21, 24, 27), wobei der Biegekern (2) so beaufschlagt wird, dass er eine erste Umfangskontur aufweist, so dass der Bandabschnitt (4) in Anpassung an diese erste Umfangskontur rundgebogen wird,
    - Zurückziehen der Biegestempel vom rundgebogenen Bandabschnitt (4) und Freigabe des Biegekerns (2) zur Annahme einer geänderten Umfangskontur in Anpassung an eine Formänderung des rundgebogenen Bandabschnitts (4).
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Umfangsstruktur oval ist und dass die geänderte Umfangsstruktur kreisrund ist.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, umfassend die Schritte:
    - Zuführen eines umzuformenden Bandabschnittes (4) zu einem runden Biegekern (2), so dass der Bandabschnitt (4) quer zur Zentralachse (6) des Biegekerns (2) mittig ausgerichtet in einer Anfangsposition auf diesem zu liegen kommt,
    - Beaufschlagen des Bandabschnittes (4) in dessen Anfangsposition mittels eines ersten, den Bandabschnitt (4) von oben mittig beaufschlagenden Biegestempels (15),
    - Rundbiegen des Bandabschnittes (4) um den Biegekern (2) herum mittels weiterer in Bezug auf die Zentralachse (6) des Biegekerns (2) radial auf diesen zubewegter und dabei den Bandabschnitt beaufschlagender Biegestempel (12, 18, 21, 24, 27), von denen einer ein dem ersten Biegestempel (15) diametral gegenüberliegender zweiter Biegestempel (24) ist,
    - Abziehen der Biegestempel vom Biegekern (2) mit Ausnahme des ersten Biegestempels (15) und des zweiten Biegestempels (24) und
    - relatives Aufeinanderzubewegen des ersten Biegestempels (15) und des zweiten Biegestempels (24) zur weiteren Verformung des rundgebogenen Bandabschnittes (4) unter Änderung der Umfangskontur des Biegekerns (2),
    - Freigeben des rundgebogenen Bandabschnittes (4) durch Abziehen des ersten Biegestempels (15) und des zweiten Biegestempels (24) vom Biegekern (2).
  15. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegekern (2) eine zunächst kreisrunde Umfangskontur beim Rundbiegen des Bandabschnittes (4) aufweist und beim relativen Aufeinanderzubewegen des ersten Biegestempels (15) und des zweiten Biegestempels (24) nach dem Zurückziehen der übrigen Biegestempel so verformt wird, dass die Umfangskontur oval wird, und dass bei Freigabe des rundgebogenen Bandabschnittes (4) der Biegekern (2) die geänderte Umfangskontur annehmen kann.
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