WO2002030590A1 - Verfahren und vorrichtung zum biegen einer materialbahn - Google Patents

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WO2002030590A1
WO2002030590A1 PCT/DE2000/003560 DE0003560W WO0230590A1 WO 2002030590 A1 WO2002030590 A1 WO 2002030590A1 DE 0003560 W DE0003560 W DE 0003560W WO 0230590 A1 WO0230590 A1 WO 0230590A1
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bending
clamping
material web
punch
jaws
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PCT/DE2000/003560
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French (fr)
Inventor
Hubert Wehr
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Maschinenbau Gerold Gmbh & Co. Kg
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    • 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
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/02—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by pressing

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for bending a material web, in particular metal strip in a trapezoidal shape, which is intended, for example, as a web material for welded web profiles.
  • the material web preferably consists of a steel strip, but other materials such as aluminum, metal alloys and plastics, which can preferably be welded or glued, are also conceivable.
  • each pair of clamping jaws being assigned a bending jaw which can be pivoted about the horizontal axis and a supporting jaw is arranged between the two pivoting bending jaws, opposite them, which supports the strip material to be bent between the bending jaws to get the desired trapezoidal shape.
  • Bending device can only be formed relatively flat trapezoidal webs, because you can pivot the pivoted bending jaws only by a limited angle against the strip material to be deformed can. If this limit angle is exceeded, the pivotably mounted bending jaws can no longer be pivoted back into the starting position after the bending process, since the bending jaws which are displaced relative to one another during the bending process would interfere with one another when pivoting back.
  • the length of the legs or flanks of the trapezoidal webs and the opening width of the trapezoidal profile are dependent on one another in the known arrangement.
  • This known bending device is also limited by a certain size of the tools used for the bending process, that is, such a device cannot be retrofitted to other tool sizes.
  • the invention has for its object to provide a method and an apparatus for bending a material web, in particular a steel strip, for example in a trapezoidal shape, with which or with which profiles with steeper legs or flanks of the trapezoid or the like and trapezoids or the like with different Can bend opening widths mechanically and without manual labor.
  • the present invention on the one hand proposes a method in which a material web is bent by means of a
  • the bending device undergoes a bending movement into the bending position.
  • bending movement With a suitable choice of the bending movement, bending radii of the bent sheets can be maintained, which exclude an unfavorable change in the structure of the metal in the bending area.
  • the invention proposes a device for bending a material web with a clamping device and a bending device.
  • the bending device comprises at least one bending punch. This can be arranged above the material web and bend the material web into a desired shape, for example by swiveling it down into the bending position.
  • the bending movement is synonymous with a working stroke of the bending punch.
  • the bending position describes a reversing position, which is followed by the return movement.
  • the return movement is synonymous with the return stroke of the punch.
  • the material web to be deformed can be fixed in the device, for example, by at least one pair of clamping jaws, so that the material web is held in a defined position during the corresponding bending process.
  • the pair of jaws be arranged such that there is at least one clamping jaw above the material web and at least one second clamping jaw below the material web.
  • the material web can also be fixed on the side to be fed by a second pair of clamping jaws, which can be arranged in a similar manner to the first pair of clamping jaws.
  • the pair of clamping jaws which acts on the side to be fed with the material web, can be displaced relative to the first pair of clamping jaws, so as to easily compensate for a shortening caused by the bending.
  • a bending punch arranged between the pairs of clamping jaws can perform two bending processes in one working stroke.
  • a first pair of clamping jaws which fixes the material web.
  • the bending device differs in that not only is a bending punch arranged above the material web, but also a second bending punch is arranged below the material web.
  • the upper bending punch first moves into a bending position, so that it fixes the material web with its tool against a shoulder of the clamping device or a further lower clamping jaw.
  • the lower punch also moves into a bending position, so that the tool of the lower punch the material web clamps against a shoulder of the upper bending punch and the upper bending punch is thus used as part of the clamping device in this second bending process.
  • a second pair of clamping jaws can be dispensed with, which can have an advantageous effect on the costs for the construction and maintenance of the device.
  • the deviation according to the invention between the bending movement and the return movement means that these two movement sequences can be suitably and in particular optimized independently of one another.
  • the bending punch In contrast to the bending movement, which for example runs through an almost circular path, the bending punch preferably runs through a linear movement section perpendicular to the material path during the return movement, which can be done in a much more space-saving manner.
  • each bending punch is articulated, preferably by a Double joint, connected to the jaw that lies on the same side of the material band and corresponds to the bending punch.
  • At least one bending punch can be designed to be interchangeable, the bending punch and also the clamping jaws being able to be provided with clamping or bending-specific tools. These tools are preferably also interchangeable, so that the bending device can also be meaningfully redesigned.
  • the clamping device and the bending device have at least one bending edge, which are guided to one another in such a way that at least one free material section is present during a bending movement section.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a device for bending a material web with a clamping and bending device in the starting position
  • FIG. 2 shows a view of the device from FIG. 1, in which the clamping device is in a clamping position
  • FIG. 3 shows a view in which the upper bending punch has been moved into the bending position
  • FIG. 4 shows a view in which the lower bending punch has also been moved into the bending position
  • FIG. 5 shows a view of the device from FIG. 1, in which both the clamping jaws of the clamping device and the bending dies of the bending device were withdrawn from the trapezoidally bent section of the material web after the end of a bending process, by the last deformed section of the material web for the next bending process from the area to be able to move the bending device into the position shown in FIG. 1,
  • FIG. 6 shows a second embodiment of the device according to the invention before the start of a bending process
  • FIG. 7 shows a view of the device from FIG. 6, in which the clamping jaws and the bending punch are in a starting position for a new bending process
  • FIG. 8 shows a view of the device from FIG. 6, in which both the clamping jaws of the clamping device and the bending punch of the bending device are in the bending position
  • FIG. 9 shows a view of the device from FIG. 6 after a bending process has ended, from which it can be seen how the bending and clamping device are moved in their starting position for a next bending process, and
  • FIG. 10 is a view of the device from FIG. 6, the gill mouths of the bending device being in a position which enables a not yet deformed material web section to be pushed.
  • an upper clamping jaw 2 and a lower clamping jaw 3 are provided, which are each arranged interchangeably on a carriage 4 or 5, in order to prevent them from having different sizes and clamping jaws / or replace shape if necessary can.
  • the two slides 4 and 5 are vertically adjustable with respect to the continuous material web 1, as indicated by a double arrow 6 and 7, respectively.
  • An upper bending punch 8 is mounted on the upper slide 4 by means of a double joint, which can be adjusted to the position shown in broken lines by means of a drive shown in full lines from the upper slide 4 in FIG. 1.
  • the lower position can be referred to as the bending position and the upper position as the return position.
  • the upper bending punch 8, like the slide 4, is preferably adjustable perpendicular to the direction of travel of the material web 1, as indicated by a double arrow 9.
  • the lower end 10 of the upper bending punch 8 provided for the bending process is wedge-shaped in order to be able to bend the material web 1 into the trapezoidal shape shown in the drawing. Any angle up to 90 ° between the legs 12 or flanks and the straight sections 13 of the trapezoid 11 can be selected, only the shape of the bending punch used having to be adjusted to the desired cross-sectional shape of the trapezoid or the trapezoidal profile.
  • Above the lower end 10 of the upper bending punch 8 provided for the bending process there is a block-shaped stop on the side thereof
  • the upper bending punch 8 is provided with two bearing plates 16 and 17 arranged at a distance from one another, on each of which a lever 18 or 19 can be pivoted about a pin 20 or 21 and is thus articulated at one end.
  • the respective other end of the lever 18 or 19 is also articulated around a pin 22 or 23, which in turn is fastened to a bearing plate 24 or 25 of the slide 4. Therefore, the slide 4, which is adjustable perpendicular to the passage plane of the material web 1, and the upper bending die 8, which is preferably adjustable perpendicular to the passage plane of the material web 1, can perform relative movements to one another in the manner of a pendulum rocker, as can be seen in FIGS. 1 to 5. Within certain limits, both the slide 4 and the upper bending punch 8 can be set against the material web 1 independently of one another and can also be withdrawn therefrom.
  • the lower punch 15 is mounted in the same way as the upper punch 8, namely via levers 26 and 27 which are arranged parallel to one another and which are arranged between the lower punch 15
  • Bearing plates 28 and 29 and bearing plates 30 and 31 attached to the lower slide are pivotably mounted by means of pins 32 and 34 or 33 and 35.
  • levers 18, 19, 26 and 27 do not necessarily have to be selected to be of the same length. Rather, these lever lengths can be varied depending on the desired trapezoidal shape or the desired sequence of movements.
  • the upper end 36 of the lower punch 15 is in the same manner as the lower end 10 of the upper punch 8 wedge-shaped and cooperates in the opposite position with the opposite block-shaped stop 14 of the upper punch 8 in the manner of a clamp connection.
  • a movement of the bending punches 8, 15 in the direction of deformation of the material web 1 (in the drawing from right to left) is possible in accordance with the shortening of the length of the material web 1 due to a bending step.
  • the lower jaw 3 has an upright rectangular web 37, which actually serves as the jaw and forms a bending edge.
  • the width of this web 37 is adjusted to the end faces 38 and 39 of the upper bending punch 8 and the lower bending punch 15 in order to be able to bend a uniform trapezoid 11.
  • the lower jaw 3 is provided with a shoulder 40 (see FIGS. 2 to 5), which acts as an abutment for the lower end 10 of the upper Bending punch 8 serves, as can be seen in particular from FIGS. 2 to 5 demonstrating the individual method steps.
  • the lower punch 15 is moved upwards until its upper end 36 has moved up to the stop 14 of the upper punch 8 and the material web 1 is clamped between the lower punch 15 and the stop 14 and is again in its normal forward plane. Since the lower bending punch 15 takes the material web 1 along due to its arcuate movement when it is raised against the stop 14, it is deformed without that a substantial relative movement takes place between the material web 1 and the end face 39 of the lower bending die 15.
  • the trapezoidal profile section bent during this step now has the desired shape, so that the clamping jaws 2 and 3 and the bending dies 8 and 15 can be retracted perpendicularly to the forward plane of the material web 1, as shown in FIG. 5, so that the material web 1 is advanced for a next bending process can.
  • the device has an upper and a lower bending punch 8 or 15 and two
  • Bending dies can be adjusted preferably perpendicular to the surface of the leading material web to be bent in a trapezoidal shape
  • the second embodiment of the device according to the invention shown in FIG. 6 and explained with reference to FIGS. 7 to 10 has an upper bending die 41 and two pairs of clamping jaws 42, 43 and 44, 45 on.
  • the jaws 42 and 43 are each formed as a vertically movable carriage, which with a
  • the second upper clamping jaw 44 can be moved in the forward direction of the material web 1 in accordance with a double arrow 50 and is therefore not adjustable against the material web 1 and also cannot be removed from it on a carriage 53.
  • the clamping jaw 45 cooperating with this second clamping jaw 44 can be turned on and off perpendicularly with respect to the material web 1, as is indicated by a further double arrow 51. With the aid of a drive cylinder 52, this is supported on the carriage 53, which can be displaced in the horizontal direction by means of a further drive cylinder 54, as indicated by a double arrow 55.
  • the upper bending die 41 is articulated via a double joint 56, 57 described in connection with FIG. 1 in the manner of a parallel rocker with the clamping jaw 42 designed as a slide in such a way that movements of the upper bending die are achieved in accordance with the double arrows 58 and 59 shown.
  • the upper bending punch 41 is in turn connected to its own drive cylinder 60.
  • the whole is arranged in a schematically indicated machine frame 61.
  • FIG. 7 shows how, when the clamping jaws 42, 43 and 44, 45 are in the clamping position, the two latter jaws move to the left in the direction of the arrow when the Bending punch 41 is placed against the material web 1 and is pressed down on it until the bending punch has formed a trapezoid 11 shown in FIG. 8 into the material web 1 in connection with the clamping jaws.
  • the steepness of the flanks 12 or legs of the trapezoid 11 depends on the shape of the outer end 62 of the jaw 43.
  • FIG. 9 shows how, after completion of a bending process, the clamping jaws 42 and 43 are preferably retracted vertically from the deformed material web 1, as is the only bending punch 41.
  • the clamping jaws 44 and 45 are retracted into their starting position, the second lower clamping jaw 45 also being vertical is cleared from the material web 1.
  • FIG. 10 shows how the material web 1, which is gradually curved in a trapezoidal shape, is advanced into the next phase of the initial bending according to an arrow 63.
  • the drive cylinder 60 can also be tilted so that the force applied by this cylinder 60 is converted as completely as possible as a bending force.
  • the drives of the bending punches 8, 15 of the one in FIGS. 1 to 5 illustrated embodiment can be bent mechanically, as are trapezoids with great depth.
  • the device according to the invention is also suitable for bending material webs into other cross-sectional shapes, for example into asymmetrical trapezoids as well as right-angled, zigzag-shaped, wavy and also meandering cross-sections.
  • the bending tool or tools are or are adjustable to be perpendicular to the material web to be deformed and can also be adjusted in an arc shape when moving into a final bending position
  • cross-sectional shapes such as trapezoidal shapes with steeper legs or flanks and also deeper ones can be used Shape trapezoids or the like as with the known bending device mechanically and without manual labor.
  • the bending tools can be withdrawn vertically from the deformed material web, so that the Do not interfere with bending tools. Bending radii of the bent sheets can also be observed, which preclude a favorable change in the structure of the material in the moving area.
  • the tools of the device that is to say the clamping jaws and the bending punches, can be provided interchangeably, so that the device or machine can be equipped with bending tools of different sizes.
  • the conversion to different tools is possible due to the vertical adjustability.

Landscapes

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Machines For Laying And Maintaining Railways (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

Zum Biegen einer Materialbahn(1), insbesondere von Metall in Trapezform, welches als Stegmaterial für geschweisste Steg-Profile bestimmt ist, wird ein Verfahren vorgeschlagen, welches zum Biegen einer Materialbahn (1) mittels einer Klemmeinrichtung (2,3) und einer Biegeeinrichtung (8,15) geeignet ist, wobei die Klemmeinrichtung die Materialbahn fixiert, und die Biegeeinrichtung eine Biegebewegung in eine Biegeposition und anschliessend eine Rückholbewegung durchläuft, wobei die Biegebewegung von der Rückholbewegung abweicht.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn, insbesondere von Metallband in Trapezform, welches beispielsweise als Stegmaterial für geschweißte Steg-Profile bestimmt ist.
Dabei besteht die Materialbahn vorzugsweise aus einem Stahlband, jedoch sind auch andere Materialien wie Aluminium, Metalllegierungen und Kunststoffe, die sich vorzugsweise verschweißen oder auch verkleben lassen, denkbar.
Wie schon bekannt und insbesondere in der DE 37 36 394 AI beschrieben ist, gibt es Vorrichtungen zum Verbiegen von Metallband. Dabei sind jeweils zwei relativ zueinander verfahrbare Klemmbacken-Paare vorgesehen, wobei jedem Klemmbacken-Paar eine um die horizontale Achse verschwenkbare Biegebacke zugeordnet und zwischen den beiden verschwenkbaren Biegebacken, diesen gegenüberliegend eine Stützbacke angeordnet ist, welche das zu biegende Bandmaterial zwischen den Biegebacken abstützt, um die gewünschte Trapezform zu erhalten.
In der Praxis hat sich gezeigt, dass mit dieser vorbekannten
Biegevorrichtung nur verhältnismäßig flache Trapezstege geformt werden können, weil man die schwenkbar gelagerten Biegebacken nur um einen begrenzten Winkel gegen das zu verformende Bandmaterial verschwenken kann. Wird dieser Grenzwinkel überschritten, lassen sich die schwenkbar gelagerten Biegebacken nach dem Biegevorgang nicht mehr in die Ausgangsposition zurückschwenken, da sich die während des Biegevorgangs gegeneinander verschobenen Biegebacken beim Zurückschwenken gegenseitig behindern würden. Die Länge der Schenkel oder Flanken der Trapezstege und die Öffnungsweite des Trapezprofiles sind bei der bekannten Anordnung voneinander abhängig.
Auch ist diese bekannte Biege-Vorrichtung durch eine bestimmte Größe der für den Biegevorgang benutzten Werkzeuge begrenzt, das heißt, man kann eine derartige Vorrichtung nicht nachträglich auf andere Werkzeuggrößen umrüsten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn, insbesondere eines Stahlbandes, beispielsweise in Trapezform, bereitzustellen, mit welchem bzw. mit welcher man Profile mit steileren Schenkeln oder Flanken der Trapeze oder dergleichen sowie Trapeze oder dergleichen mit unterschiedlichen Öffnungsweiten maschinell und ohne Handarbeit biegen kann.
Als Lösung schlägt vorliegende Erfindung einerseits ein Verfahren vor, bei welchem zum Biegen einer Materialbahn mittels einer
Klemmeinrichtung und einer Biegeeinrichtung die Klemmeinrichtung die
Materialbahn fixiert und die Biegeeinrichtung eine Biegebewegung in eine Biegeposition und anschließend eine Rückholbewegung durchläuft, wobei die Biegebewegung von der Rückholbewegung abweicht.
Um Querschnittsformen wie Trapezformen mit steileren Schenkeln bzw. Flanken und auch tiefere Trapeze und dergleichen zu erhalten, durchläuft die Biegeeinrichtung eine Biegebewegung bis in die Biegeposition hinein. Durch geeignete Wahl der Biegebewegung lassen sich Biegeradien der gebogenen Bleche einhalten, welche eine ungünstige Veränderung des Gefüges des Metalls im Biegebereich ausschließen.
Andererseits schlägt die Erfindung eine Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn mit einer Klemmeinrichtung und einer Biegeeinrichtung vor. Die Biegeeinrichtung umfasst dabei wenigstens einen Biegestempel. Dieser kann oberhalb der Materialbahn angeordnet sein und durch beispielsweise Herunterschwenken in die Biegeposition hinein die Materialbahn in eine gewünschte Form biegen. Dabei ist die Biegebewegung gleichbedeutend mit einem Arbeitshub des Biegestempels. Die Biegeposition beschreibt hierbei eine Umkehrposition, an der sich die Rückholbewegung anschließt. Die Rückholbewegung ist hierbei gleichbedeutend mit dem Rückhub des Biegestempels.
Hierbei kann die zu verformende Materialbahn beispielsweise durch mindestens ein Klemmbackenpaar in der Vorrichtung fixiert werden, so dass die Materialbahn bei dem entsprechenden Biegeprozess in einer definierten Position gehalten wird. Hierbei kann das Klemmbackenpaar derart angeordnet sein, dass sich wenigstens eine Klemmbacke oberhalb der Materialbahn sowie wenigstens eine zweite Klemmbacke unterhalb der Materialbahn befindet.
In einer ersten Ausführung kann die Materialbahn an der materialbahnzuführenden Seite durch ein zweites Klemmbackenpaar, welches auf ähnliche Weise angeordnet sein kann, wie das erste Klemmbackenpaar, ebenfalls fixiert werden. Hierbei kann das Klemmbackenpaar, welches an der materialbahnzuführenden Seite wirkt, relativ zu dem ersten Klemmbackenpaar verschoben werden, um so auf einfache Weise eine durch das Biegen bedingte Verkürzung auszugleichen. Beispielsweise kann so ein zwischen den Klemmbacken- Paaren angeordneter Biegestempel in einem Arbeitshub zwei Biegevorgänge durchführen.
In einer weiteren Ausführung ist ein erstes Klemmbackenpaar vorgesehen, welches die Materialbahn fixiert. Hierbei unterscheidet sich die Biegeeinrichtung dahingehend, dass nicht nur oberhalb der Materialbahn ein Biegestempel angeordnet ist, sondern dass auch ein zweiter Biegestempel unter der Materialbahn angeordnet ist. Bei dieser Vorrichtungsvariante verfährt zuerst der oberer Biegestempel in eine Biegeposition, so dass er die Materialbahn mit seinem Werkzeug gegen eine Schulter der Klemmeinrichtung bzw. eine weitere untere Klemmbacke fixiert. Sodann verfährt der unterer Biegestempel ebenfalls in eine Biegeposition, so dass das Werkzeug des unteren Biegestempels die Materialbahn gegen eine Schulter des oberen Biegestempels klemmt und der obere Biegestempel bei diesem zweiten Biegevorgang somit als Teil der Klemmeinrichtung genutzt wird. Bei dieser Variante kann auf ein zweites Klemmbackenpaar verzichtet werden, was sich vorteilhaft auf die Kosten zum Bau und Unterhalt der Vorrichtung auswirken kann.
Die erfindungsgemäße Abweichung zwischen Biegebewegung und Rückholbewegung bedingt, dass diese beiden Bewegungsabläufe geeignet und insbesondere unabhängig voneinander optimiert werden können.
Durch die Abweichung im Bahnverlauf des Biegestempels bei der Biegebewegung und der Rückholbewegung, kommt es nach dem Verformungs- bzw. Biegevorgang nicht mehr zu der gegenseitigen Behinderung der Biegewerkzeuge, wie es im beschriebenen Stand der Technik der Fall ist.
Im Gegensatz zu der Biegebewegung, welche eine beispielsweise nahezu kreisförmige Bahn durchläuft, durchläuft der Biegestempel bei der Rückholbewegung vorzugsweise einen linearen Bewegungsabschnitt senkrecht zur Materialbahn, was wesentlich raumsparender erfolgen kann.
Um eine bei minimalem baulichen Aufwand genügend große Kraft auf den Biegestempel der Biegeeinrichtung ausüben zu können, kann jeder
Biegestempel mit einem eigenen Antrieb versehen sein. Hierbei ist beispielsweise jeder Biegestempel gelenkig, vorzugsweise durch ein Doppelgelenk, mit derjenigen Klemmbacke verbunden, welche auf der selben Seite des Materialbandes liegt und mit dem Biegestempel korrespondiert.
Damit die Biegevorrichtung vielseitig eingesetzt werden kann, kann wenigstens ein Biegestempel auswechselbar ausgebildet sein, wobei der Biegestempel sowie auch die Klemmbacken mit klemm- bzw. biegespezifischen Werkzeugen versehen werden können. Diese Werkzeuge sind vorzugsweise ebenfalls auswechselbar, so dass die Biegevorrichtung auch hierdurch sinnvoll umgestaltet werden kann.
Gemäß einem weiteren vorzugsweisen Merkmal der Erfindung weisen die Klemmeinrichtung und die Biegeeinrichtung mindestens eine Biegekante auf, welche derart zueinander geführt sind, dass während eines Biegebewegungsabschnittes zumindest ein freier Materialabschnitt vorhanden ist.
Dadurch dass während des Biegebewegungsabschnittes zumindest ein freier Materialabschnitt vorhanden ist, ergibt sich vorteilhafterweise, dass die Biegestempel auf einer fast beliebigen Bahn geführt werden können. Da dadurch die Biegestempel einen wesentlich höheren Bewegungsfreiheitsgrad aufweisen, als in einer fest vorbestimmten Anordnung, können nahezu beliebige Formen hergestellt werden.
Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand der Beschreibung anliegender Zeichnungen dargestellt, in welcher beispielhaft eine Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn dargestellt ist.
Dabei zeigt,
Figur 1 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn mit in der Ausgangsposition befindlichen Klemm- und Biegeeinrichtung,
Figur 2 eine Ansicht der Vorrichtung aus Figur 1 , bei der sich die Klemmeinrichtung in einer Klemmposition befindet,
Figur 3 eine Ansicht, bei der der obere Biegestempel in die Biegeposition bewegt worden ist,
Figur 4 eine Ansicht, bei der auch der untere Biegestempel in die Biegeposition bewegt wurde,
Figur 5 eine Ansicht der Vorrichtung aus Figur 1 , bei der sowohl die Klemmbacken der Klemmeinrichtung als auch die Biegestempel der Biegeeinrichtung nach Beendigung eines Biegeprozesses vom trapezförmig gebogenen Abschnitt der Materialbahn zurückgezogen wurden, um den zuletzt verformten Abschnitt der Materialbahn für den nächsten Biegevorgang aus dem Bereich der Biegeeinrichtung in die in Figur 1 gezeigte Position verschieben zu können, Figur 6 eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung vor Beginn eines Biegeprozesses,
Figur 7 eine Ansicht der Vorrichtung aus Figur 6, bei der sich die Klemmbacken und der Biegestempel in einer Ausgangsposition für einen neuen Biegeprozess befinden,
Figur 8 eine Ansicht der Vorrichtung aus Figur 6, bei der sich sowohl die Klemmbacken der Klemmeinrichtung als auch der Biegestempel der Biegeeinrichtung in der Biegeposition befinden,
Figur 9 eine Ansicht der Vorrichtung aus Figur 6 nach Beendigung eines Biegeprozesses, woraus zu erkennen ist, wie die Biege- und Klemmeinrichtung in ihrer Ausgangsposition für einen nächsten Biegeprozess verfahren werden, und
Figur 10 eine Ansicht der Vorrichtung aus Figur 6, wobei die Kiemmund die Biegeeinrichtung sich in einer Position befinden, welche ein Nachschieben eines noch nicht verformten Materialbahnabschnittes ermöglicht.
Bei der in Figur 1 bis 5 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn 1 in Trapezform ist eine obere Klemmbacke 2 sowie eine untere Klemmbacke 3 vorgesehen, die jeweils an einen Schlitten 4 bzw. 5 auswechselbar angeordnet sind, um sie gegen Klemmbacken anderer Größe und/oder Form bei Bedarf auswechseln zu können. Die beiden Schlitten 4 und 5 sind senkrecht gegenüber der durchlaufenden Materialbahn 1 verstellbar, wie durch einen Doppelpfeil 6 bzw. 7 angedeutet ist.
Am oberen Schlitten 4 ist mittels eines Doppelgelenkes ein oberer Biegestempel 8 gelagert, der mittels eines vom oberen Schlitten 4 separaten Antriebes aus der Figur 1 in vollen Linien gezeigten Position in die in unterbrochenen Linien gezeigte Position verstellt werden kann. In vorliegendem Zusammenhang ist die untere Position als Biegeposition und die obere Position als Rückholposition zu bezeichnen. Der obere Biegestempel 8 ist ebenso wie der Schlitten 4, vorzugsweise senkrecht zur Durchlaufrichtung der Materialbahn 1 verstellbar, wie durch einen Doppelpfeil 9 angedeutet ist.
Bei der Ausfuhrungsform gemäß Figur 1 bis 5 ist das für den Biegevorgang vorgesehene untere Ende 10 des oberen Biegestempels 8 keilförmig ausgebildet, um die Materialbahn 1 in die in der Zeichnung dargestellten Trapezform biegen zu können. Dabei ist jeder Winkel bis zu 90° zwischen den Schenkeln 12 bzw. Flanken und den gerade verlaufenden Abschnitten 13 des Trapezes 1 1 wählbar, wobei lediglich die Form der verwendeten Biegestempel auf die gewünschte Querschnittsform des Trapezes bzw. des Trapezprofils abgestellt zu werden braucht. Oberhalb des für den Biegeprozess vorgesehenen unteren Endes 10 des oberen Biegestempels 8 ist seitlich an diesem ein blockförmiger Anschlag
14 angeordnet, welcher als Widerlager für einen unteren Biegestempel
15 dient, der im folgenden bezüglich Ausbildung und Funktion noch näher beschrieben wird.
An der dem Anschlag 14 gegenüberliegenden Seite ist der obere Biegestempel 8 mit zwei im Abstand übereinander angeordneten Lagerplatten 16 und 17 versehen, an welchen jeweils ein Hebel 18 bzw. 19 um einen Zapfen 20 bzw. 21 verschwenkbar und damit gelenkig an einem Ende gelagert ist. Der Hebel 18 bzw. 19 ist mit seinem jeweiligen anderen Ende um einen Zapfen 22 bzw. 23 ebenfalls gelenkig gelagert, der seinerseits an einer Lagerplatte 24 bzw. 25 des Schlittens 4 befestigt ist. Daher können der senkrecht zur Durchlaufebene der Materialbahn 1 verstellbare Schlitten 4 sowie der vorzugsweise senkrecht zur Durchlaufebene der Materialbahn 1 verstellbare obere Biegestempel 8 Relativbewegungen zueinander nach Art einer Pendel-Schwinge ausführen, wie sie aus den Figuren 1 bis 5 entnommen werden können. Innerhalb bestimmter Grenzen lassen sich sowohl der Schlitten 4 als auch der obere Biegestempel 8 unabhängig voneinander gegen die Materialbahn 1 anstellen und auch von dieser zurückziehen.
Der untere Biegestempel 15 ist in gleicher Weise wie der obere Biegestempel 8 gelagert, nämlich über parallel zueinander angeordnete Hebel 26 und 27, die zwischen am unteren Biegestempel 15 angeordneten Lagerplatten 28 und 29 und am unteren Schlitten angebrachten Lagerplatten 30 und 31 mittels Zapfen 32 und 34 bzw. 33 und 35 verschwenkbar gelagert sind.
Es versteht sich, dass die Hebel 18, 19, 26 und 27 nicht notwendigerweise gleichlang gewählt werden müssen. Vielmehr können je nach gewünschter Trapezform bzw. nach gewünschtem Bewegungsablauf diese Hebellängen variiert werden.
Das obere Ende 36 des unteren Biegestempels 15 ist in gleicher Weise wie das untere Ende 10 des oberen Biegestempels 8 keilstumpfförmig ausgebildet und wirkt in der Gegenposition mit dem gegenüberliegenden blockförmigen Anschlag 14 des oberen Biegestempels 8 nach Art einer Klemmverbindung zusammen. Dabei ist eine Bewegung der Biegestempel 8, 15 in Verformungsrichtung der Materialbahn 1 (in der Zeichnung von rechts nach links) entsprechend der Verkürzung der Länge der Materialbahn 1 aufgrund eines Biegeschrittes möglich.
Die untere Klemmbacke 3 weist einen hochstehenden rechteckigen Steg 37 auf, der als eigentlich Klemmbacke dient und eine Biegekante bildet. Die Breite dieses Steges 37 ist auf die Stirnflächen 38 bzw. 39 des oberen Biegestempels 8 bzw. des unteren Biegestempels 15 abgestellt, um ein gleichförmiges Trapez 11 biegen zu können.
Die untere Klemmbacke 3 ist mit einer Schulter 40 (siehe Fign. 2 bis 5) versehen, welche als Widerlager für das untere Ende 10 des oberen Biegestempels 8 dient, wie insbesondere aus den die einzelnen Verfahrensschritte demonstrierenden Figur 2 bis 5 ersichtlich ist.
Aus Figur 2 ist erkennbar, dass zu Beginn eines Biegeprozesses zunächst die untere Klemmbacke 3 und die obere Klemmbacke 2 zusammengefahren werden, wobei sich die obere Klemmbacke 2 auf die oberen gerade verlaufenden Abschnitte 13 des bereits geformten Trapezes und der Materialbahn 1 legt, während der rechteckige Steg 37 der unteren Klemmbacke 3 gegen die Unterseite der noch nicht verformten Materialbahn 1 gedrückt wird, um die noch nicht verformte Materialbahn 1 zwischen den beiden Klemmbacken 2 und 3 zu klemmen.
Aus Figur 3 ist erkennbar, dass der obere Biegestempel 8 in die Biegeposition nach unten verfahren wurde, wobei er die Materialbahn 1 in der Vorlaufebene nach unten gedrückt und dabei teilweise verformt hat. Die Materialbahn 1 liegt nunmehr am oberen Ende 36 des unteren Biegestempels 15 auf.
Daraufhin wird der untere Biegestempel 15 nach oben verfahren, bis sein oberes Ende 36 bis an den Anschlag 14 des oberen Biegestempels 8 herangefahren ist und die Materialbahn 1 zwischen dem unteren Biegestempel 15 und den Anschlag 14 eingeklemmt ist und sich wieder in seiner normalen Vorlaufebene befindet. Da der untere Biegestempel 15 beim Hochfahren gegen den Anschlag 14 die Materialbahn 1 aufgrund seiner bogenförmigen Bewegung mitnimmt, wird diese verformt, ohne dass eine wesentliche Relativbewegung zwischen der Materialbahn 1 und der Stirnfläche 39 des unteren Biegestempels 15 stattfindet.
Der bei diesen Arbeitsschritt gebogene Trapezprofilabschnitt hat nunmehr die gewünschte Form, so dass die Klemmbacken 2 und 3 sowie die Biegestempel 8 und 15 senkrecht zur Vorlaufebene der Materialbahn 1 zurückgefahren werden können, wie Figur 5 zeigt, damit die Materialbahn 1 für einen nächsten Biegevorgang vorgeschoben werden kann.
Während bei der Ausführungsform gemäß Figur 1 die Vorrichtung einen oberen und einen unteren Biegestempel 8 bzw. 15 sowie zwei
Klemmbacken 2 und 3 hat, wobei die Klemmbacken und auch die
Biegestempel vorzugsweise senkrecht zur Oberfläche der vorlaufenden und in Trapezform zu biegenden Materialbahn anstellbar sind, weist die in Figur 6 gezeigte und anhand der Figuren 7 bis 10 in ihrer Arbeitsweise erläuterte zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung einen oberen Biegestempel 41 sowie zwei Paare von Klemmbacken 42, 43 und 44, 45 auf. Die Klemmbacken 42 und 43 sind dabei jeweils als senkrecht verfahrbare Schlitten ausgebildet, welche mit einem
Antriebszylinder 46 bzw. 47 versehen sind, um eine unabhängige Verstellung der Klemmbacken senkrecht zur Oberfläche der Materialbahn
1 gemäß den Doppelpfeilen 48 und 49 zu ermöglichen. Die zweite obere Klemmbacke 44 ist bei dieser Ausführungsform in Vorlaufrichtung der Materialbahn 1 entsprechend einem Doppelpfeil 50 verschiebbar und somit nicht gegen die Materialbahn 1 anstellbar und auch nicht von ihr abstellbar an einem Schlitten 53 angeordnet. Die mit dieser zweiten Klemmbacke 44 zusammenwirkende Klemmbacke 45 ist hingegen senkrecht gegenüber der Materialbahn 1 an- und abstellbar, wie durch einen weiteren Doppelpfeil 51 angedeutet ist. Mit Hilfe eines Antriebszylinders 52 ist diese auf dem Schlitten 53 abgestützt, der mittels eines weiteren Antriebszylinders 54 in horizontaler Richtung verschiebbar ist, wie ein Doppelpfeil 55 andeutet.
Der obere Biegestempel 41 ist über ein in Verbindung mit Figur 1 beschriebenes Doppelgelenk 56, 57 nach Art einer Parallelschwinge mit der als Schlitten ausgebildeten Klemmbacke 42 derart gelenkig verbunden, dass Bewegungen des oberen Biegestempels entsprechend den eingezeichneten Doppelpfeilen 58 und 59 erreicht werden.
Der obere Biegestempel 41 ist seinerseits mit einem eigenen Antriebszylinder 60 verbunden.
Das Ganze ist in einem schematisch angedeuteten Maschinenrahmen 61 angeordnet.
Figur 7 zeigt, wie sich bei in der Klemmposition befindlichen Klemmbacken 42, 43 sowie 44, 45 die beiden letztgenannten Klemmbacken in Pfeilrichtung nach links bewegen, wenn der Biegestempel 41 gegen die Materialbahn 1 angestellt und dabei auf diese herabgedrückt wird, bis der Biegestempel in Verbindung mit den Klemmbacken ein in Figur 8 gezeigtes Trapez 11 in die Materialbahn 1 eingeformt hat.
Auch bei dieser Ausführungsform ist erkennbar, dass die Steilheit der Flanken 12 oder Schenkeln des Trapezes 11 von der jeweiligen Form des äußeren Endes 62 der Klemmbacke 43 abhängt.
Figur 9 zeigt, wie nach Beendigung eines Biegevorganges die Klemmbacken 42 und 43 vorzugsweise senkrecht von der verformten Materialbahn 1 zurückgefahren werden, ebenso wie der einzige Biegestempel 41. Die Klemmbacken 44 und 45 werden in deren Ausgangsposition zurückgefahren, wobei die zweite untere Klemmbacke 45 außerdem senkrecht von der Materialbahn 1 freigefahren wird.
Figur 10 zeigt wie die schrittweise in Trapezform gebogene Materialbahn 1 in die nächste Biegeausgangsphase gemäß einem Pfeil 63 vorgefahren wird.
Es versteht sich, dass bei der in Fign. 6 bis 10 dargestellten Ausführungsform beispielsweise der Antriebszylinder 60 auch schräg angestellt werden kann, so dass die von diesem Zylinder 60 aufgebrachte Kraft möglichst vollständig als Biegekraft umgesetzt wird. Ähnliches gilt für die Antriebe der Biegestempel 8, 15 des in Fign. 1 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispiels . Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Trapeze mit sehr steilen Schenkeln oder Flanken maschinell biegbar, ebenso Trapeze mit großer Tiefe. Deshalb ist es möglich, Trapezstege für Trapezprofile bzw. Trapezstegträger zu biegen, welche sowohl eine hohe Biegesteifigkeit des daraus hergestellten Trägerprofils als auch eine hohe Verwindungssteifigkeit aufweisen, weil sowohl die in Längsrichtung des Trägers verlaufenden Abschnitte 13 als auch die mehr oder weniger in Schenkel verlaufenden Flanken 12 für die nötige Verbindungssteifigkeit sorgen. Für gewisse Anwendungen wären Trapeze mit rechtwinklig zueinander verlaufenden Abschnitten 12 und 13 ideal.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch auch geeignet, Materialbahnen in andere Querschnittsformen zu biegen, beispielsweise in asymmetrische Trapeze sowie rechtwinklige, zick-zack-förmige, wellenförmige und auch mäanderförmige Querschnitte.
Da bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung das Biegewerkzeug bzw. die Biegewerkzeuge senkrecht zur zu verformenden Materialbahn verstellbar gelagert ist bzw. sind und bei Bewegen in eine endgültige Biegeposition gegebenenfalls auch bogenförmig verstellt werden können, lassen sich Querschnittsformen wie Trapezformen mit steileren Schenkeln bzw. Flanken und auch tiefere Trapeze oder dergleichen als mit der bekannten Biegevorrichtung maschinell und ohne Handarbeit formen. Nach dem Verformungs- bzw. Biegevorgang können die Biegewerkzeuge senkrecht von der verformten Materialbahn zurückgezogen werden, so dass sich die Biegewerkzeuge gegenseitig nicht behindern. Es lassen sich aber auch Biegeradien der gebogenen Bleche einhalten, welche eine günstige Veränderung des Gefüges des Materials im Bewegebereich ausschließen.
Gemäß einem weiteren vorzugsweisen Merkmal der Erfindung können die Werkzeuge der Vorrichtung, das heißt die Klemmbacken und die Biegestempel, auswechselbar vorgesehen sein, so dass sich die Vorrichtung bzw. Maschine mit Biege Werkzeugen unterschiedlicher Größe ausstatten lässt. Die Umrüstung auf unterschiedliche Werkzeuge ist wegen der senkrechten Verstellbarkeit problemlos möglich.
Dabei genügt es, wenn nur die unmittelbar mit der zu biegenden Materialbahn in Kontakt kommenden Teile der Klemmwerkzeuge und/oder der Biegewerkzeuge auswechselbar angeordnet sind.

Claims

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Biegen einer Materialbahn (1) mittels einer Klemmeinrichtung und einer Biegeeinrichtung, wobei die Klemmeinrichtung die Materialbahn (1) fixiert und wobei die Biegeeinrichtung eine Biegebewegung in eine Biegeposition und anschließend eine Rückholbewegung durchläuft, gekennzeichnet dadurch, dass die Biegebewegung von der Rückholbewegung abweicht.
2. Biegeverfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Rückholbewegung der Biegeeinrichtung einen linearen
Bewegungsabschnitt senkrecht zur Materialbahn (1) durchläuft.
3. Biegeverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass Teile der Klemmeinrichtung während eines Biegeprozesses relativ zueinander bewegt werden.
4. Biegeverfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Biegeeinrichtung mit und nach Erreichen der Biegeposition die Materialbahn (1) klemmt.
5. Vorrichtung zum Biegen einer Materialbahn (1) mit einer
Klemmeinrichtung und einer Biegeeinrichtung, welche miteinander korrespondieren, dadurch gekennzeichnet, dass die
Biegeeinrichtung wenigstens einen Biegestempel (8, 15; 41) umfasst, welcher in einem Arbeitshub und in einem Rückhub auf voneinander abweichenden Bahnen geführt wird.
6. Biegevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Klemmbacken-Paar (42,43) der Klemmeinrichtung zu wenigstens einem weiteren Klemmbacken-Paar (44,45) der
Klemmeinrichtung relativ bewegt ist.
7. Biegevorrichtung nach Anspruch 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung zwei Klemmbacken-Paare (42,43 ;44, 45) und die Biegeeinrichtung einen zwischen den Klemmbacken-Paaren (42, 43; 44, 45) wirksamen Biegestempel (41) aufweisen.
8. Biegevorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung zwei Klemmbacken (2,3) und die Biegeeinrichtung zwei Biegestempel (8, 15) aufweisen.
9. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Biegestempel (8, 15;41) der
Biegeeinrichtung mit einem eigenen Antrieb (60) versehen ist und jeder Biegestempel (8, 15;41) gelenkig mit der auf der gleichen Seite der Materialbahn (1) liegende Klemmbacke (2,3; 42) der Klemmeinrichtung verbunden ist.
10. Biegevorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Biegestempel (8, 15;41) der Biegeeinrichtung mittels eines Doppelgelenkes (18, 19; 56, 57) mit der entsprechenden Klemmbacke (2,3 ;42) der Klemmeinrichtung verbunden ist.
11. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Biegestempel (8,15;41) auswechselbar ist.
12. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmbacken (2,3 ;42) und/oder die Biegestempel (8,15;41) mit klemm- bzw. biegespezifischen Werkzeugen versehen sind, welche auswechselbar sind.
13. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmeinrichtung und die Biegeeinrichtung jeweils mindestens eine Biegekante aufweisen, welche derart zueinander geführt sind, dass während eines Biegebewegungsabschnittes zumindest ein freier Materialabschnitt vorhanden ist.
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