WO1997039845A1 - Verfahren und vorrichtung zum kern-wickel-roll-biegen von hohlprofilen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kern-wickel-roll-biegen von hohlprofilen Download PDF

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WO1997039845A1
WO1997039845A1 PCT/EP1997/001988 EP9701988W WO9739845A1 WO 1997039845 A1 WO1997039845 A1 WO 1997039845A1 EP 9701988 W EP9701988 W EP 9701988W WO 9739845 A1 WO9739845 A1 WO 9739845A1
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WO
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hollow profile
clamping
mandrel
cylinder
bending
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PCT/EP1997/001988
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Inventor
Walter Erich SPÄTH
Original Assignee
Epi-Ag Spaeth Engineering
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Publication date
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    • 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
    • B21D9/00—Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/05—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members
    • B21D9/07—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members with one or more swinging forming members engaging tube ends only
    • B21D9/076—Bending tubes using mandrels or the like co-operating with forming members with one or more swinging forming members engaging tube ends only with more swinging forming members
    • 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
    • B21D11/00—Bending not restricted to forms of material mentioned in only one of groups B21D5/00, B21D7/00, B21D9/00; Bending not provided for in groups B21D5/00 - B21D9/00; Twisting
    • B21D11/02—Bending by stretching or pulling over a die
    • 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
    • B21D9/00—Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/01—Bending tubes using mandrels or the like the mandrel being flexible and engaging the entire tube length
    • B21D9/03—Bending tubes using mandrels or the like the mandrel being flexible and engaging the entire tube length and built-up from loose elements, e.g. series of balls

Definitions

  • the invention relates to a method for bending hollow profiles according to the preamble of patent claim 1.
  • the profile to be bent is clamped on both sides and in this case supported on its longitudinal edge, a mandrel being arranged to fill the profile in the interior of the hollow profile and which is designed to be displaceable or not displaceable relative to the hollow profile to be bent.
  • the hollow profile is bent symmetrically from both ends, starting from the ends, simultaneously in the X-Y torsion direction under prestress using fixed bending tools.
  • the ends of the hollow profile were wound on a core tool that can be moved in the X direction in the manner of a winding movement, the ends of the hollow profile being clipped onto the core tool.
  • the invention is based on the object of developing a method and a device of the type mentioned in such a way that a bending of a hollow profile can be realized at at least one clamping point with considerably fewer machine parts.
  • the method according to the invention is characterized in that during the bending process the clamping point is driven to be movable in the X direction (in the longitudinal direction of the profile) and at the same time with a spreader cylinder, which acts on the clamping point, the hollow profile over its entire length Length is biased.
  • the clamping point can be moved in the X direction and is driven by a corresponding drive cylinder in the X direction, there is the advantage that a much simpler kinematic structure is achieved with fewer machine parts.
  • the invention is limited to an asymmetrical bending of a hollow profile, ie it is provided that the hollow profile is bent accordingly only at one clamping point.
  • a symmetrical core-roll-roll bending is provided, i. H. there is a symmetrical bending at the two clamping points of the hollow profile, the
  • Winding devices are essentially the same. It is advantageous here, however, that the winding device on one side can be made simpler and cheaper than the winding device on the opposite side.
  • the winding device can be designed to be stationary (not movable in the X direction), while the winding device can be moved and driven in the X direction only on the opposite side.
  • a tool carrier is connected to the guide sleeve for the mandrel bar and this tool carrier simultaneously carries the core tool and is articulated with a lever on a piston rod which can be moved in a cylinder in the X direction.
  • the carriage is simultaneously connected to a support arm, which support arm is received on the drive cylinder, which carries the piston rod for the pivoting movement of the bending tool.
  • the tool carrier is rotatably connected to the slide which can be displaced in the X direction and which is fixed to the guide sleeve for the mandrel rod and the
  • Mandrel tool and at the same time is connected to the clamping jaw, which clamps the hollow profile at the end.
  • a support arm which is connected to the same drive cylinder which carries the piston rod for the pivoting movement of the bending tool, is fixedly connected to the slide, which is displaceably driven in the X direction.
  • a profile roller station can also be attached to roll out the outside of the hollow profile. This rolling sustainably supports the bending process.
  • the linear movement of the core tools can also be carried out with only one cylinder, which additionally applies the pretension to the profile to be bent, for which purpose this cylinder is arranged directly under the hollow profile.
  • Figure 1 Schematized in side view of a device for symmetrical core-roll-roll bending in the basic position
  • Figure 2 The machine of Figure 1 after completion of the bending process
  • Figure 3 The machine of Figure 1 with an additional arranged profile roller station
  • Figure 4 The machine of Figure 1 after completion of the bending process with an additional profile roll station.
  • the hollow profile 1 to be bent is clamped at both ends. It was generally
  • the hollow profile 1 is now with an upper holder 4 in the
  • holder 4 m is designed to be deliverable to the hollow profile 1 in the direction of the arrows 40.
  • An inner slide rail 3 is arranged opposite the holder 4, which is designed as a smooth fold and is firmly connected to a slide carrier 25, which is part of the displaceable slide 24
  • the inner slide rail 3 serving as a wrinkle smoother has the task of preventing internal wave formation and, together with the holder 4, of stabilizing the hollow profile 1 for the bending process.
  • the slide rail 3 executes a sliding movement in the X direction along the profile 1 during the bending process.
  • the outer end of the clamped hollow profile 1 is received by an outer clamping jaw 6, which is arranged opposite the counter holder 5.
  • the two clamping jaws 5, 6 can be ascertained and removed from one another in the direction of the arrows 41, so that the end of the profile 1 is clamped in properly.
  • the interior of the hollow profile 1 is at least partially filled by a mandrel 7 which is designed either as a spring mandrel or as a link mandrel or only with a mandrel shaft, that is to say without springs or links.
  • a mandrel 7 which is designed either as a spring mandrel or as a link mandrel or only with a mandrel shaft, that is to say without springs or links.
  • two opposing mandrels 7 according to FIG. 1 can only extend into the profile for approximately one third of the length; but it is also possible that
  • each mandrel 7 is connected to a mandrel shaft 10, which in turn is connected to a mandrel rod 9 which is slidably arranged in the guide sleeve 8.
  • the mandrel rod 9 is connected to a piston rod 11, which is driven to be displaceable in the arrow directions 12 (X direction) via a cylinder (not shown in more detail).
  • the tool carrier 13 is otherwise connected to a lever 14, at the lower free end of which a receptacle 16 is arranged, to which a piston rod 17 engages, which is designed to be displaceably driven by a cylinder 18 in the X direction.
  • the carriage 24 is driven in the rail guide 23 so as to be displaceable, the cylinder 34 being provided as the drive cylinder, which is supported at one end on the stationary machine bed 36 and is attached to the carriage 24 with its piston rod 35. It is possible to dispense with cylinder 34, since the entire procedure can be carried out by cylinder 31 through special control.
  • the core tool 2 is fixedly connected to the tool carrier 13, which in turn is firmly connected to the lever 14 and is, moreover, rotatably mounted on the slide carrier 25 at the pivot point 15. Furthermore, a shoulder 28 with a receptacle 29 for a piston rod 30 of a spreading cylinder 31 is fixed to the support arm 26.
  • a fixed bracket 33 is provided, which is firmly connected to the rail bed 22.
  • the expansion cylinder 31 is received in a receptacle 32, which is the receiving part of the support arm 26, which is firmly connected to the bracket 33.
  • the core tool 42 is firmly connected to the tool carrier 13 and is therefore also connected to the lever 14.
  • the support arms 26 are each connected to their cylinders 18, 19 in respective receptacles 27 and that these in turn are firmly connected to the carriage 24 or to the bracket 33.
  • the cylinder 34 is first acted on, whereby the carriage 24 is displaced to the left in the direction of arrow 39 and at the same moment the rotary movement begins by acting on the cylinder 18 and the piston rod 17 being moved into the cylinder 18, so that the entire tool carrier 13 performs a pivoting movement in the pivoting direction 37 (clockwise), which is shown in more detail in Figure 2.
  • the complete movement procedure for the bending process can also be carried out (only for the pretension and the X-linear movement) by the cylinder 31 by means of special control programming.
  • the expansion cylinder 31 is also acted on, which pushes its piston rod 30 to the right in the direction of arrow 39 in order to enable a pretension between the two clamping points of the hollow profile 1 that are located apart.
  • the spreading cylinder is pre-tensioned, for example, with a pre-pressure of 10 atü and the bending tools must now, by overcoming this pre-tension, which acts in the direction of arrow 39 to the right, carry out the bending process in the pivoting direction 37 (clockwise at the right clamping point and clockwise at the left clamping point) . In this way, the preload on the hollow profile 1 remains constant and maintained during the entire bending process.
  • the mandrel rod 9 remains together with the mandrel 7, the mandrel 7 executing a slight relative movement on its outer circumference to the inner walls of the hollow profile 1 moving past the mandrel 7.
  • the slide rail 3 is firmly connected to the slide carrier 25, it moves to the left during the bending movement in the direction of arrow 39 (ie, in the direction of the central part of the hollow profile 1).
  • FIG. 2 shows the final stage of the bend, where it can be seen that the piston rod 17 has now been completely retracted into the cylinder 18 and, likewise, the piston rod 30 has also been retracted into the expansion cylinder 31 in the direction of the arrow 39 in the direction of the arrow 39 against the maintained pressure.
  • FIG. 2 also shows that the cylinder 19 is fixedly attached to the rail bed 22 with its end opposite the piston rod 20, while the cylinder 18 is connected to the carriage 24 via its support arm 26 and moves with the carriage. It therefore has no fixed connection to the rail bed 22.
  • slide rail 3a also remains stationary in place because it is connected to the console 33.
  • FIGS. 3 and 4 show that in addition to the guide basin or the outer slide rail, the device is equipped with a profile roller station 43 for rolling out the outside of the hollow profile 1.

Landscapes

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

Abstract

Beschrieben wird ein Kern-Wickel-Roll-Biegen-Verfahren von Hohlprofilen und die entsprechende Maschine, wobei das Verfahren vorsieht, daß das zumindestens teilweise im Innenraum mit einem Dorn ausgefüllte, mit seinen Enden in die Einspannstellen eingespannte Hohlprofil asymmetrisch von einer Seite her bzw. symmetrisch von beiden Seiten her gebogen wird, wobei beim Biegevorgang des Hohlprofils eine der beiden Einspannstellen in X-Richtung (Hohlprofil-Längsrichtung) verfahrbar angetrieben ist und das Hohlprofil gleichzeitig mit einem, auf beide Einspannstellen einwirkenden Spreizzylinder über seine gesamte Länge vorgespannt und in X-Richtung kongruent zur Biegedrehbewegung bewegt wird.

Description

VERFAHREN UND VORRICHTUNG ZUM KERN-WICKEL-ROLL-BIEGEN VON HOHLPROFILEN
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Biegen von Hohlprofilen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein derartiges Verfahren ist mit dem Gegenstand der DE 41 40 591.9 bekannt geworden.
Bei dieser bekannten Anordnung wird das zu biegende Profil auf beiden Seiten eingespannt und hierbei an seiner Längskante unterstützt, wobei im Innenraum des Hohlprofils ein Dorn profilfüllend angeordnet ist, der verschiebbar oder auch nicht verschiebbar relativ zu dem zu biegenden Hohlprofil ausgebildet ist.
Hierbei wird das Hohlprofil symmetrisch von beiden Seiten her von den Enden ausgehend gleichzeitig in X-Y- Torsionsrichtung unter Vorspannung über feststehende Biegewerkzeuge gebogen.
Beim Stand der Technik wurde das Hohlprofil auf einem in X- Richtung verfahrbaren Kernwerkzeug von den Enden her nach Art einer Wickelbewegung aufgewickelt, wobei die Enden des Hohlprofils an das Kernwerkzeug angeklammert waren.
Mit dieser bekannten Technik bestand allerdings der
Nachteil, daß das Streckbiegeverfahren nur unter hohem Maschinenaufwand verwirklicht werden konnte.
Beim Stand der Technik wurde das Profil also auf dem Kern aufgewickelt, wobei aber die schwenkbare Einspanneinrich- tung feststehend, d. h. nicht in X-Richtung verschiebbar ausgebildet war. Hier bestehen wesentliche Nachteile, weil damit die Biegung des Profils beschränkt ist.
Außerdem ist eine sehr komplizierte Bewegungskinematik in Kauf zu nehmen und die gesamte Vorrichtung ist sehr raumgreifend aufgebaut.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so weiterzubilden, daß mit wesentlich weniger Maschinenteile eine Biegung eines Hohlprofils an mindestens einer Einspannstelle verwirklicht werden kann.
Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist das Verfahren nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß während des Biegevorganges die Einspannstelle in X-Richtung (in Längsrichtung des Profils) verfahrbar angetrieben ist und gleichzeitig mit einem Spreizzylinder, welcher auf die Einspannstelle wirkt, das Hohlprofil über seine gesamte Länge vorgespannt wird.
Hierbei werden wesentliche Vorteile gegenüber dem Stand der Technik erreicht.
Bei der oben genannten Patentanmeldung müssen entsprechende Vorspannzylinder an jeder Einspannstelle vorgesehen werden, was erfindungsgemäß entfällt und nur noch ein einziger Spreizzylinder vorhanden ist.
Mit dem weiteren wesentlichen Merkmal, daß die Einspannstelle in X-Richtung verfahrbar ist und von einem entsprechenden Antriebszylinder in X-Richtung verfahrbar angetrieben ist, ergibt sich der Vorteil, daß ein wesentlich einfacherer kinematischer Aufbau mit weniger Maschinenteilen verwirklicht wird. Die Erfindung ist in ihrer einfachen Ausführungsform auf eine asymmetrische Biegung eines Hohlprofils beschränkt, d. h. es ist vorgesehen, daß nur an einer Einspannstelle das Hohlprofil entsprechend gebogen wird.
In einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist ein symmetrisches Kern-Wickel-Roll-Biegen vorgesehen, d. h. es erfolgt ein symmetrisches Biegen an den beiden Einspannstellen des Hohlprofils, wobei die
Wickeleinrichtungen im wesentlichen gleich ausgebildet sind. Vorteilhaft ist hierbei aber, daß die Wickeleinrichtung auf der einen Seite einfacher und kostengünstiger ausgebildet sein kann, als die Wickeleinrichtung auf der gegenüberliegenden Seite. Auf der einen Seite kann nämlich die Wickeleinrichtung feststehend (in X-Richtung nicht verfahrbar) ausgebildet sein, während nur an der gegenüberliegenden Seite die Wickeleinrichtung in X-Richtung verfahrbar und angetrieben ausgebildet ist.
Dies ist ein wesentlicher Vorteil gegenüber dem Stand der Technik, bei dem vorgesehen war, daß verfahrbare Wickelwerkzeuge an beiden Seiten vorhanden waren.
In einer bevorzugten Ausgestaltung des
Vorrichtungsanspruches wird es hierbei bevorzugt, wenn ein Werkzeugträger mit der Führungshülse für die Dornstange verbunden ist und dieser Werkzeugträger gleichzeitig das Kernwerkzeug trägt und mit einem Hebel an einer Kolbenstange angelenkt ist, die in X-Richtung in einem Zylinder verfahrbar ist.
Wesentlich hierbei ist, daß gleichzeitig der Schlitten mit einem Tragarm verbunden ist, welcher Tragarm an dem Antriebszylinder aufgenommen ist, der die Kolbenstange für die Schwenkbewegung des Biegewerkzeuges trägt. Der Vollständigkeit halber wird nochmals darauf hingewiesen, daß mit dem in X-Richtung verschiebbaren Schlitten drehbar der Werkzeugträger verbunden ist, welcher fest mit der Führungshülse für die Dornstange und das
Dornwerkzeug und gleichzeitig mit der Spannbacke verbunden ist, welche das Hohlprofil am Ende einspannt. Fest mit dem in X-Richtung verschiebbar angetriebenen Schlitten ist hingegen ein Tragarm verbunden, der mit dem gleichen Antriebszylinder verbunden ist, welcher die Kolbenstange für die Schwenkbewegung des Biegewerkzeuges trägt.
Zusätzlich zu den Führungsbacken oder der äußeren Gleitschiene kann auch eine Profilrollenstation zum Auswalzen der Außenseite des Hohlprofils angebracht werden. Dieses Auswalzen unterstützt den Biegeprozeß nachhaltig.
Die Linerarbewegung der Kernwerkzeuge kann auch mit nur einem Zylinder erfolgen, der zusätzlich die Vorspannung auf das zu biegende Profil aufbringt, wozu dieser Zylinder direkt unter dem Hohlprofil angeordnet ist.
Um eine Friktion und damit Verletzungsgefahr zwischen den Führungsbacken oder der äußeren Gleitschiene und der zu biegenden äußeren Seite des Hohlprofils zu vermeiden, werden diese entweder gesteuert kongruent angetrieben oder ohne eigenen Antrieb mit dem sich bewegenden Profil aufgrund der Haftung zwischen Hohlprofil und Führungs¬ schiene mitgeführt, wobei die Führungsschiene außen leichtgängig gelagert ist.
Vorteile zum bekannten Stand der Technik (DE 41 40 591.9) :
- einfacher Maschinenaufbau in Kompaktbauweise;
- Zusatzausrüstung mit einer Profilrollenstation, dadurch besseren Wirkungsgrad bei der Umformung;
- Einsatz eines Federdorns mit homogener Raumausfüllung;
- ein gesteuerter Antriebszylinder für die Linearbewegung unter gleichzeitiger Vorspannung des zu biegenden Hohl- profils, Einsparung von zwei Vorspannzylindern;
- nur ein Linearantrieb für die Kernwerkzeuge;
- Einsparung von Herstellungsaufwand und Verringerung des Verschleißes aufgrund der vorteilhaften Maschinenausbil¬ dung mit einer feststehenden und einer beweglichen Einspannstelle;
- Einsatz von nur zwei Faltenglättern (Innenbackenfüh- rungen) mit Friktionsbewegung zum sich biegenden Profil hin, anstatt 8 Friktionsflächen beim bekannten Verfahren;
- Wegfall des gebogenen Mittelbereiches (produktbezogen) ; - weniger gesteuerte Achsen;
- höhere Biegeumform-Geschwindigkeit (höhere Ausbringung/ Leistung) ;
- im Werkzeugbereich wesentlich weniger Verschleiß somit bessere Wirtschaftlichkeit; - sehr günstige Herstellungs- und Anschaffungskosten;
- vorteilhaftes verlustfreies Biegeverfahren ohne Schrottanfall und dadurch wesentlich günstigere Großserienfertigung;
- Gewährleistung eines exakten maßhaltigen Biegens von Rohprofilen auch im Wiederholungsfall.
Der Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung ergibt sich nicht nur aus dem Gegenstand der einzelnen Patentansprüche, sondern auch aus der Kombination der einzelnen Patentansprüche untereinander.
Alle in den Unterlagen, einschließlich der Zusammenfassung, offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die in den Zeichnungen dargestellte räumliche Ausbildung werden als erfindungswesentlich beansprucht, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind. Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellenden Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.
Es zeigen:
Figur 1: Schematisiert in Seitenansicht eine Vorrichtung zum symmetrischen Kern-Wickel-Roll-Biegen in Grundposition;
Figur 2: Die Maschine nach Figur 1 nach Beendigung des Biegeprozesses;
Figur 3: Die Maschine nach Figur 1 mit zusätzlich angeordneter Profilrollenstation;
Figur 4: Die Maschine nach Figur 1 nach Beendigung des Biegeprozesses mit zusätzlich angeordneter Profilrollenstaion.
Das zu biegende Hohlprofil 1 ist an seinen beiden Enden jeweils eingespannt. Es wurde im allgemeinen
Beschreibungsteil darauf hingewiesen, daß mit der vorliegenden Erfindung es ausreicht, lediglich eine Seite des Profils z. B. die rechte Seite zu biegen, während die linke Seite feststehend und nicht verbiegbar angeordnet ist.
Im gezeichneten Ausführungsbeispiel wird jedoch ein symmetrisches Kern-Wickel-Roll-Biegen dargestellt, so daß also beide Einspannstellen symmetrisch gebogen werden. Weil die linke Einspannstelle vorrichtungsmäßig genau wie die rechte Einspannstelle ausgebildet ist, genügt es zur Erläuterung der Funktion die rechte Einspannstelle zu beschreiben. Der Unterschied zwischen der linken und der rechten Einspannstelle liegt jedoch darin, daß die rechte Einspannstelle auf einem Schlitten 24 in X-Richtung (Pfeilπchtung 39) verfahrbar und verschiebbar angetrieben ist, wahrend die linke Einspannstelle anstatt des Schlittens lediglich eine Konsole 33 aufweist, die fest mit dem Schienenbett 22 verbunden ist.
Das Hohlprofil 1 ist nun mit einem oberen Halter 4 in der
Nahe der Einspannstelle festgelegt, welcher Halter 4 m den Pfeilrichtungen 40 zustellbar zu dem Hohlprofil 1 ausgebildet ist. Dem Halter 4 gegenüberliegend ist eine innere Gleitschiene 3 angeordnet, die als Faltenglatter ausgebildet ist und die fest mit einem Schlittentrager 25 verbunden ist, der Teil des verschiebbaren Schlittens 24
Die als Faltenglatter dienende innere Gleitschiene 3 hat die Aufgabe, eine innere Wellenbildung zu verhindern und gemeinsam mit dem Halter 4 das Hohlprofil 1 für den Biege¬ prozeß zu stabilisieren.
Dadurch fuhrt die Gleitschiene 3 wahrend des Biegevorganges eine Gleitbewegung in X-Richtung entlang dem Profil 1 aus.
Das äußere Ende des eingespannten Hohlprofils 1 wird von einer äußeren Spannbacke 6 aufgenommen, der gegenüberliegend em Gegenhalter 5 angeordnet ist. Die beiden Spannbacken 5, 6 sind in den Pfeilrichtungen 41 zueinander feststellbar und entfernbar, so daß damit das Ende des Profils 1 einwandfrei eingespannt wird.
Wichtig ist, daß der Halter 4 stationär stehen bleibt und nicht in X-Richtung verschiebbar ist, wahrend die Halter 5, 6 fest mit einem Werkzeugträger 13 verbunden sind, welcher schwenkbar um den Drehpunkt 15 auf dem Schlittenträger 25 angeordnet ist.
Der Innenraum des Hohlprofils 1 wird mindestens teilweise durch einen Dorn 7 ausgefüllt, der entweder als Federdorn oder als Gliederdorn oder nur mit einem Dornschaft, also ohne Federn oder Glieder ausgebildet ist. Hierbei können sich zwei entgegengesetzt liegende Dorne 7 gemäß Figur 1 nur lediglich etwa auf einen Drittel der Länge in das Profil hinein erstrecken; es ist aber auch möglich, den
Dorn jeweils durchgehend von der einen Einspannstelle zur anderen auszubilden. Bei mittiger Teilung wird dann bevorzugt, wenn auch der mittlere Teil des Profils mit einer Kontur versehen werden soll.
Im Ausführungsbeispiel ist jeder Dorn 7 mit einem Dornschaft 10 verbunden, der seinerseits mit einer Dornstange 9 verbunden ist, die verschiebbar in der Führungshülse 8 angeordnet ist. Die Dornstange 9 ist mit einer Kolbenstange 11 verbunden, die über einen nicht näher dargestellten Zylinder in den Pfeilrichtungen 12 (X- Richtung) verschiebbar angetrieben ist.
Der Werkzeugträger 13 ist im übrigen mit einem Hebel 14 verbunden, an dessen unteren freien Ende eine Aufnahme 16 angeordnet ist, an welche eine Kolbenstange 17 angreift, die von einem Zylinder 18 in X-Richtung verschiebbar angetrieben ausgebildet ist.
Der Schlitten 24 ist in der Schienenführung 23 in X- Richtung verschiebbar angetrieben, wobei als Antriebszylinder der Zylinder 34 vorgesehen ist, der sich mit seinem einen Ende an dem ortsfesten Maschinenbett 36 abstützt und mit seiner Kolbenstange 35 an dem Schlitten 24 ansetzt. Es kann auf Zylinder 34 verzichtet werden, da durch besondere Steuerung das ganzen Prozedere von dem Zylinder 31 bewerkstelligt werden kann.
Das Kernwerkzeug 2 ist fest mit dem Werkzeugträger 13 verbunden, der seinerseits fest mit dem Hebel 14 verbunden ist und ist im übrigen drehbar im Drehpunkt 15 auf dem Schlittenträger 25 gelagert. Ferner ist fest mit dem Tragarm 26 ein Ansatz 28 mit einer Aufnahme 29 für eine Kolbenstange 30 eines Spreizzylinders 31 ausgebildet.
Die gegenüberliegende Einspannstelle des Profils 1 ist genau gleich ausgebildet. Daher genügt es, nur einige wenige Unterschiede zu erläutern.
Der einzige und wichtigste Unterschied ist, daß anstatt des Schlittens 24 und des Schlittenträgers 25 eine feststehende Konsole 33 vorgesehen ist, die fest mit dem Schienenbett 22 verbunden ist.
Es ist im übrigen ein getrennt von dem Zylinder 18 ansteuerbarer weiterer Zylinder 19 vorgesehen, der mit seiner Kolbenstange 20 in einer Aufnahme 21 des Hebels 14 angreift.
Der Spreizzylinder 31 wird hierbei in einer Aufnahme 32 aufgenommen, welche Aufnahmeteil des Tragarmes 26 ist, der fest mit der Konsole 33 verbunden ist. Das Kernwerkzeug 42 ist mit dem Werkzeugträger 13 fest verbunden und ist demzufolge auch mit dem Hebel 14 verbunden.
Wichtig ist, daß die Tragarme 26 jeweils mit ihrem Zylinder 18, 19 in jeweiligen Aufnahmen 27 verbunden sind und diese wiederum mit dem Schlitten 24 bzw. mit der Konsole 33 fest verbunden sind. Zur Ausfuhrung der Biegebewegung wird nun zunächst der Zylinder 34 beaufschlagt, wodurch der Schlitten 24 in Pfeilrichtung 39 nach links verschoben wird und im gleichen Augenblick beginnt die Drehbewegung dadurch, daß der Zylinder 18 beaufschlagt wird und die Kolbenstange 17 in den Zylinder 18 eingefahren wird, so daß der gesamte Werkzeugträger 13 eine Schwenkbewegung in Schwenkrichtung 37 (Uhrzeigersinn) ausfuhrt, was in Figur 2 naher dargestellt ist.
Das komplette Bewegungsprozedere für den Biegeprozeß kann auch (nur für die Vorspannung und der X-Linearbewegung) durch den Zylinder 31 durch besondere Steuerprogrammierung durchgeführt werden.
Zur gleichen Zeit wird auch der Spreizzylinder 31 beaufschlagt, der seine Kolbenstange 30 in Pfeilrichtung 39 nach rechts ausschiebt, um eine Vorspannung zwischen den beiden auseinanderliegenden Einspannstellen des Hohlprofils 1 zu ermöglichen. Der Spreizzylinder ist beispielsweise mit einem Vordruck von 10 atü vorgespannt und die Biegewerkzeuge müssen nun unter Überwindung dieser Vorspannung, welche in Pfeilrichtung 39 nach rechts wirkt, den Biegevorgang m Schwenkrichtung 37 (im Uhrzeigersinn bei der rechten Einspannstelle und im Uhrzeigergegensinn bei der linken Einspannstelle) durchführen. Auf diese Weise bleibt die Vorspannung auf das Hohlprofil 1 wahrend des gesamten Biegevorganges konstant und aufrecht erhalten.
Wahrend des Biegevorganges bleibt die Dornstange 9 zusammen mit dem Dorn 7 stehen, wobei der Dorn 7 an seinem Außenumfang eine geringfügige Relativbewegung zu den sich an dem Dorn 7 entlang vorbeibewegenden Innenwandungen des Hohlprofils 1 ausfuhrt. Nachdem die Gleitschiene 3 fest mit dem Schlittenträger 25 verbunden ist, fährt diese während der Biegebewegung in Pfeilrichtung 39 nach links (d. h. also in Richtung zum Mittelteil des Hohlprofils 1) .
Die Figur 2 zeigt das Endstadium der Biegung, wo erkennbar ist, daß die Kolbenstange 17 in den Zylinder 18 nun vollständig eingefahren wurde und desgleichen wurde gegen den aufrechterhaltenen Druck im Spreizzylinder 31 auch die Kolbenstange 30 in Pfeilrichtung 39 in diesen Spreizzylinder 31 eingefahren.
Die Figur 2 zeigt im übrigen, daß der Zylinder 19 mit seinem der Kolbenstange 20 gegenüberliegenden Ende fest am Schienenbett 22 befestigt ist, während der Zylinder 18 über seinen Tragarm 26 mit dem Schlitten 24 verbunden ist und mit dem Schlitten mitfährt. Er hat also keine feste Verbindung zum Schienenbett 22.
Im übrigen führt das linke Kernwerkzeug 42 den gleichen
Biegevorgang wie das rechte Kernwerkzeug 2 durch, wobei in Pfeilrichtung 37 (im Uhrzeigergegensinn) um den Drehpunkt 38 gebogen wird.
Aus diesem Grund bleibt auch die Gleitschiene 3a feststehend an ihrem Ort, weil sie mit der Konsole 33 verbunden ist.
Um an der linken Einspannstelle eine Relativbewegung zwischen dem zu biegenden Hohlprofil 1 und dem Halter 4a zu vermeiden kann es vorgesehen sein, daß der Halter 4a an der linken Einspannstelle in X-Richtung verschiebbar angetrieben ist, wobei seine Verschiebebewegung analog zur Drehbewegung des Kernwerkzeuges 42 erfolgt, um eine Relativbewegung der Rohrwandung des Hohlprofils 1 an diesem Halter 4a zu vermeiden. Die Figuren 3 und 4 zeigen, daß die Vorrichtung zusätzlich zu dem Führungsbecken oder der äußeren Gleitschiene mit einer Profilrollestation 43 zum Auswalzen der Außenseite des Hohlprofils 1 ausgerüstet ist.
Zeichnungslegende
1 Profil 26 Tragarm
2 Kernwerkzeug 27 Aufnahme
3 Gleitschiene/innen, 3a 28 Ansatz
4 Halter, 4a 29 Aufnahme
5 Gegenhalter 30 Kolbenstange 6 Spannbacke 31 Spreizzylinder
7 Dorn (Feder- oder Glieerdorn) 32 Aufnahme
8 Führungshülse 33 Konsole
9 Dornstange 34 Zylinder 10 Dornschaft 35 Kolbenstange 11 Kolbenstange 36 Maschinenbett
12 Pfeilrichtung 37 Schwenkrichtung
13 Werkzeugträger 38 Drehpunkt
14 Hebel (von 13) 39 Pfeilrichtung
15 Drehpunkt 40 Pfeilrichtung 16 Aufnahme 41 Pfeilrichtung
17 Kolbenstange 42 Kernwerkzeug
18 Zylinder 43 Profilrollenstation
19 Zylinder
20 Kolbenstange 21 Aufnahme
22 Schienenbett
23 Schienenführung
24 Schlitten
25 Schlittenträger

Claims

PATENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Kern-Wickel-Roll-Biegen von Hohlprofilen, wobei dieses symmetrisch von beiden Seiten von den Enden her gleichzeitig in X-Y-Torsions-Richtung unter Vorspannung gebogen wird, wobei das Hohlprofil und das Biegewerkzeug während des Biegevorgangs feststehen und das Hohlprofil in Y-X-Richtung mit einer verfahrbaren Einspannstelle um das feststehende Biegewerkzeug gebogen wird, wobei die Einspannstelle außer in X-Y-Richtung um einen Drehpunkt zusätzlich in Z-Richtung am Einspannkopf verschwenkt, dadurch gekennzeichnet, daß bei dem Biegevorgang des Hohlprofils (1) die Einspannstelle in X-Richtung
(Hohlprofil-Längsrichtung) verfahrbar angetrieben ist und das Hohlprofil (1) gleichzeitig mit einem, auf beide Einspannstellen einwirkenden Spreizzylinder (31) über seine gesamte Länge vorgespannt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise das eingespannte Hohlprofil (1) nur an einer der beiden Einspannstellen asymmetrisch gebogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise das eingespannte Hohlprofil (1) an beiden Einspannstellen symmetrisch gebogen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Biegebewegung des in den beiden Einspannstellen durch einander zugeordnete und zweckentsprechend ausgebildeten Gleit-/Halte-/Spannteilen (3, 3a; 4, 4a; 5; 6) eingespannten und geführten sowie im Innenraum zumindestens teilweise mit mindestens einem Dorn (7) gefüllten Hohlprofils (1) zunächst ein Zylinder (34) beaufschlagt, wodurch ein Schlitten (24) in Pfeilrichtung (39) nach links verschoben wird und gleichzeitig zur Drehbewegung des Hohlprofils (1) ein Zylinder (18) beaufschlagt, wodurch seine Kolbenstange (17) in ihn eingefahren wird, so daß ein Werkzeugträger (13) eine Schwenkbewegung in Uhrzeigersinn- Schwenkrichtung (37) ausführt.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig zu der Biege-/Drehbewegung des Hohlprofils (1) ein Spreizzylinder (31) beaufschlagt wird, wodurch dessen Kolbenstange (30) in Pfeilrichtung (39) nach rechts ausschiebt und damit eine Vorspannung des Hohlprofils (1) zwischen den beiden auseinanderliegenden Einspannstellen, beispielsweise von 10 atü, gegeben ist, wobei die Biegewerkzeuge unter Überwindung dieser, in Pfeilrichtung (39) nach rechts wirkenden Vorspannung, den Biegevorgang in Schwenkrichtung (37) - im Uhrzeigersinn bei der rechten und im Uhrzeigergegensinn bei der linken Einspannstelle - unter Aufrechterhaltung einer konstanten Vorspannung auf das Hohlprofil (1) während des gesamten Biegevorganges durchführen.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der als Feder- oder Gliederdorn ausgebildete, den Innenraum des Hohlprofils (1) zumindestens teilweise ausfüllende Dorn (7) mit seiner verbundenen Dornstange (9) während des Biegevorganges bei dem Hohlprofil (1) stehenbleibt, wobei der Dorn (7) an seinem Außenumfang eine geringfügige Relativbewegung zu den sich an dem Dorn (7) entlang vorbeibewegenden Innenwandungen des Hohlprofils (1) ausführt.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Schlittenträger (25) festverbundene Gleitschiene (3) sich während der Biegebewegung nach links, also in Richtung zum Mittelteil des Hohlprofils (1), bewegt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß im Endstadium des Biegevorganges bei dem Hohlprofil (1) die Kolbenstange (17) in den Zylinder (18) und die Kolbenstange (30) in
Pfeilrichtung (39) gegen den aufrechterhaltenen Druck im Spreizzylinder (31) in diesen Spreizzylinder (31) vollständig eingefahren ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das linke Kernwerkzeug (42) den gleichen Biegevorgang wie das rechte Kernwerkzeug (2) durchführt, wobei das Hohlprofil (1) beim linken Kernwerkzeug (42) in Uhrzeigergegensinn-Pfeilrichtung (37) um den Drehpunkt (38) und beim rechten Kernwerkzeug (2) in Uhrzeigersinn-Pfeilrichtung (37) um den Drehpunkt (15) gebogen wird, wobei die Gleitschiene (3a) aufgrund ihrer Verbindung mit der Konsole (33) feststehend an ihrem Ort bleibt.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Halter (4a) an der linken Einspannstelle der Vorrichtung zur Vermeidung einer zwischen ihm und dem zu biegenden Hohlprofil (1) auftretenden Relativbewegung an der linken Einspannstelle in X-Richtung verschiebbar angetrieben sein kann, wobei seine Verschiebebewegung analog zur Drehbewegung des Kernwerkzeuges (42) erfolgt, um eine Relativbewegung der Rohrwandung des Hohlprofils (1) an dem Halter (4a) zu vermeiden.
11. Vorrichtung zum Kern-Wickel-Roll-Biegen von Hohlprofilen mit an den Enden des Hohlprofils symmetrisch angeordneten, mit feststehenden Biegewerkzeugen versehenen Biegestationen und in dem zu biegenden Hohlprofil angeordneten Gliederdornen mit jeweils einem Dornschaft, wobei das unter Vorspannung an einem in Y-Richtung verfahrbaren Schlitten angeordnete Hohlprofil um die Biegewerkzeuge herumgebogen wird und der Schlitten in X- Richtung um einen Drehpunkt verschwenkbar ist und zusätzlich der Einspannkopf am Schlitten eine Torsion ausführt, gekennzeichnet durch folgende Merkmale: zwei im wesentlichen gleichartig ausgebildeten, symmetrisch angeordneten und separat angetriebenen Einspannstellen, von denen eine in X-Richtung verfahrbar ist; - pro Einspannstelle entsprechend ausgebildete und einander zugeordneten Gleit-/Halte-/Spannteile (3, 3a; 4, 4a; 5, 6) zum Einspannen und Führen des Hohlprofils (1); einen mit der Kombination aus Gegenhalter und Spannbacke (5, 6) der jeweiligen Einspannstelle verbundenen, schwenkbeweglichen Werkzeugträger (13) , welcher seinerseits mit dem zur Biegung des Hohlprofils (1) um den jeweiligen Drehpunkt (15, 38) drehbar gelagerten Kernwerkzeug (2, 42) verbunden ist; ein mit den Einspannstellen in Verbindung stehender Spreizzylinder (31) .
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die rechte Einspannstelle in X-Richtung (Pfeilrichtung 39) verfahr- und verschiebbar angetrieben und die andere, linke Einspannstelle durch eine Konsole (33) mit einem Schienenbett (22) fest verbunden angeordnet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Wickeleinrichtung (Kernwerkzeuge 2, 42) im wesentlichen gleich ausgebildet sind, wobei aber vorzugsweise die Wickeleinrichtung auf der stationären Seite der Vorrichtung feststehend (in X-Richtung nicht verfahrbar) und an der gegenüberliegenden, verfahrbaren Seite in X-Richtung verfahrbar ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der, in der Nähe jeder Einspannstelle befindliche, zum Halten und Führen des Hohlprofils (1) vorgesehene obere Halter (4, 4a) zu dem gehaltenen Hohlprofil (1) in Pfeilrichtung (40) zustellbar ausgebildet ist und jedem Halter (4, 4a) gegenüberliegend die innere, als Faltenglätter ausgebildete und fest mit dem Schlittenträger (25) des in der X-Achse verschiebbaren Schlittens (24) verbundenen und damit während des Biegevorganges eine Gleitbewegung in der X-Achse ausführenden Gleitschiene (3) zweckentsprechend zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des äußeren Endes des eingespannten
Hohlprofils (1) an jeder Einspannstelle die äußere Spannbacke (6) dem Gegenhalter (5) gegenüberliegend angeordnet ist und beide Teile in den Pfeilrichtungen (41) zueinander feststellbar und entfernbar angeordnet sowie mit dem jeweiligen, schwenkbar um den Drehpunkt (15, 38) angeordneten Werkzeugträger (13) fest verbunden sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens teilweise den Innenraum des Hohlprofils (1) ausfüllende Dorn (7) als Federdorn oder als Gliederdorn ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 16, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Dorn (7) mit einem Dornschaft (10) verbunden, der seinerseits mit der Dornstange (9) verbunden ist und verschiebbar in einer Führungshülse (8) angeordnet und die Dornstange (9) mit einer Kolbenstange (11) verbunden ist, die über einen nicht näher dargestellten Zylinder in den Pfeilrichtungen (12) verschiebbar in X-Richtung angetrieben ist.
18. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Werkzeugträger (13) mit einem Hebel (14) verbunden ist, an dessen unteren freien Ende eine Aufnahme
(16, 21) angeordnet ist, an welche die Kolbenstange (17, 20) in X-Richtung verschiebbar, von dem jeweiligen, angetriebenen und separat angeordneten, feststehenden Zylinder (18, 19) angreift.
19. Vorrrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (24) in einer Schienenführung (23) in X- Richtung verschiebbar angetrieben ist.
20. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das fest mit dem Werkzeugträger (13) verbundene, drehbar im Drehpunkt (15) auf dem Schlittenträger (25) gelagerte Kernwerkzeug (2) mit einem Tragarm (26) mit einem Ansatz (28) mit einer Aufnahme (29) für die Kolbenstange (30) des Spreizzylinders (31) ausgebildet ist.
21. Vorrichtung nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere, getrennt von dem Zylinder (18) ansteuerbar vorgesehene Zylinder (19) mit seiner Kolbenstange (20) in einer Aufnahme (21) des Hebels (14) eingreift und der Spreizzylinder (31) in einer Aufnahme (32) aufgenommen ist, welche das Aufnahmeteil des mit der Konsole (33) festverbundenen Tragarmes (26) ist, wodurch das mit dem Werkzeugträger (13) festverbundenen Kernwerkzeug (42) auch mit dem Hebel (14) verbunden ist.
22. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Tragarme (26) jeweils mit ihrem zugeordneten Zylinder (18, 19) in einer jeweiligen Aufnahme (27) verbunden sind und diese wiederum mit dem Schlitten (24) bzw. mit der Konsole (33) fest verbunden sind.
23. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zusatzlich zu dem Fuhrungsbecken oder der äußeren Gleitschiene eine Profilrollenstation (43) zum Auswalzen der Außenseite des Hohlprofils (1) vorgesehen ist.
24. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur gesteuerten Linearbewegung der Kernwerkzeuge (2, 42) nur ein, eine zusatzliche Vorspannung auf das zu biegende Hohlprofil (1) aufbringender Zylinder vorgesehen ist.
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