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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Freiformbiegen von Profilen,
mit einer das Profil erfassenden Vorschubeinheit, einer der Vorschubeinheit
in deren Vorschubrichtung nachgeordneten und das Profil form- und/oder
kraftschlüssig erfassenden Axialhülse und einer
der Axialhülse in Vorschubrichtung nachgeordneten Biegehülse,
welche eine an die Außenkontur des Profils angepasste Durchgangsöffnung
für das Profil aufweist, wobei die Biegehülse mittels
Stellantrieben in eine orthogonal zur Achse ihrer Durchgangsöffnung
liegenden Ebene linear verstellbar und um eine senkrecht zur Achse
der Durchgangsöffnung und zur Richtung der Linearverstellung liegende
Achse verschwenkbar ist, die Axialhülse mit einem Antrieb
ausgerüstet ist, mit dem ihr Abstand von der Biegehülse
einstellbar ist, und die Vorschubeinheit sowie die Axialhülse
von Drehantrieben gleichsinnig und simultan relativ zur Biegehülse
angetrieben sind.
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Die
Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren zum Freiformbiegen von
Profilen, insbesondere mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung, bei dem ein Profil mit einer Vorschubeinheit in Vorschubrichtung transportiert
wird, in einem ersten Bewegungsablauf durch horizontales Verfahren
einer Biegehülse und gleichzeitiges Verschwenken um ihre
vertikale Achse die Krümmung des Profils eingestellt wird,
in einem zweiten Bewegungsablauf durch Veränderung der relativen
Orientierung der Öffnung einer Axialhülse und
der Biegehülse die Torsion des Profils eingestellt wird
und in einem dritten Bewegungsablauf durch die simultane Rotation
der Vorschubeinheit, der Axialhülse und der Biegehülse
die Windung des Profils eingestellt wird.
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Schließlich
betrifft die Erfindung noch eine vorteilhafte Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Unter
Profilen im Sinne dieser Erfindung werden sowohl offene als auch
geschlossene Profile verstanden. Die axiale Erstreckung der Profile
ist größer als deren Breite.
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Bei
der Umformung eines Profils sind verschiedene Umformprozesse zu
unterscheiden. Unter der Krümmung eines Profils wird ein
Abwinkeln des Profils in einer Ebene, der sogenannten Krümmungsebene,
verstanden. Unter der Windung wird das Verschwenken dieser Krümmungsebene
verstanden, wodurch ein dreidimensionaler Verlauf der Profilachse
erreicht wird. Bei der Kombination von Krümmung und Windung
wird daher auch von einer 3D-Biegelinie bzw. einem Spline gesprochen.
Unter der Torsion bzw. Profiltorsion wird die Verdrehung des Profils
in sich verstanden, das heißt der Profilquerschnitt tordiert
entlang der Profilachse.
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Aus
dem Stand der Technik der
DE 10 2005 013 750 B3 ist eine Vorrichtung
zum Freiformbiegen von Rohren bekannt, bei der einer Vorschubeinheit
in deren Vorschubrichtung eine Axialhülse nachgeordnet
ist. Der Axialhülse ist in Vorschubrichtung eine Biegehülse
nachgeordnet. Die Vorschubeinheit und die Axialhülse weisen
jeweils einen in Vorschubrichtung weisenden Antrieb auf, wobei die
Axialhülse unabhängig von der Vorschubeinheit
verstellbar ist. Ferner weisen die Vorschubeinheit und die Axialhülse
Drehantriebe zur gleichsinnigen und simultanen Drehung des von ihnen
gehaltenen und geführten Profils auf. Die Biegehülse
ist nur in einer quer zur Achse des Profils und der Vorschubrichtung
verlaufenden Achse translatorisch mittels eines Antriebs verstellbar.
Darüber hinaus kann sie mittels eines Antriebes um eine
quer zur Achse des Profils und der Vorschubrichtung liegenden Achse
verschwenkt werden. Die Biegehülse ist außerdem
frei mitdrehend und der Führungshülse oder ihr
gegenüber gebremst gelagert. Mit einer solchen Vorrichtung
zum Freiformbiegen sind verschiedene Umformungen an Rohrprofilen
möglich.
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Zunächst
können separat voneinander eine Krümmung, eine
Windung bzw. eine Torsion des Profils erreicht werden. Weiterhin
sind auch verschiedene Kombinationen der einzelnen Umformungen möglich.
So kann mit dieser Vorrichtung bei Profilen mit kreisförmigem
Querschnitt eine Biegelinie mit variabler Krümmung und
variabler Windung entlang der Profilachse erreicht werden.
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Weiterhin
ist es bei einem Profil mit nicht kreisförmigem Querschnitt
möglich, gleichzeitig eine Torsion und eine Krümmung
in einer Ebene durchzuführen. Die konstante oder auch variable
Torsion des Profils wird durch das motorische Verdrehen der Führungshülse
gegenüber der Biegehülse um einen konstanten oder
auch variablen Winkel erreicht. Die Verdrehung um einen Winkel φ und
das Halten bei gleichzeitigem Profilvorschub ergibt beispielsweise eine
konstante Torsion des Profils. Die Größe des Winkels
ist abhängig vom Abstand zwischen Führungshülse
und Biegehülse, Form des Profilquerschnitts und eingesetztem
Werkstoff. Die Biegehülse ist gebremst in ihrer Rotation
um ihre Mittelachse fixiert. Bei gleichzeitiger horizontaler Auslenkung
der Biegehülse und gleichzeitiger Rotation um ihre vertikale
Achse ergibt sich ein in einer Ebene gekrümmtes und gleichzeitig
tordiertes Profil.
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Weiterhin
kann mit der genannten Vorrichtung bei einem Profil mit nicht kreisförmigem
Querschnitt eine Biegelinie mit variabler Krümmung und variabler
Windung entlang der Profilachse erreicht werden. Die Krümmung
des Profils erfolgt über horizontales Verfahren der Biegehülse
gegenüber der Führungshülse bei gleichzeitiger
Rotation der Biegehülse um ihre vertikale Achse. Für
die Windung der Biegelinie ist eine Drehung des Profils um seine Längsachse über
die Führungshülse und die Profilspanneinheit erforderlich,
während bei fortlaufendem Profilvorschub die Biegehülse
frei drehbar gelagert ist. Die Lage des Profilquerschnitts bezüglich
der Orientierung der Biegelinie ist entsprechend direkt abhängig
von der Windung der Biegelinie. Weiterhin weist das mit der Torsion
erzeugte Profil im Umformbereich Unregelmäßigkeiten
aufgrund von Materialausdünnungen in den stark verformten
Zonen auf.
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Die
aus der obengenannten Druckschrift bekannte Vorrichtung zum Freiformbiegen
von Profilen ist folglich in Bezug auf die möglichen Umformvarianten
beschränkt, da diese Vorrichtung bei hoher Beanspruchung
in den Umformzonen leicht zu einer Materialausdünnung am
Profil führt.
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Hiervon
ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die technischen Aufgabe
zu Grunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Freiformbiegen von
Profilen anzugeben, welche bzw. welches eine optimierte Materialverteilung über
den gebogenen Profilquerschnitt ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird gemäß einer ersten Lehre der Erfindung
bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch
gelöst, dass die Biegehülse mit mindestens zwei
Biegerollen versehen ist, wobei mindestens eine der Biegerollen
mittels Stellantrieben um ihre Achse drehbar ist. Es ist erkannt
worden, dass durch das Vorsehen von Biegerollen in der Biegehülse
mit Stellantrieben zur aktiven Drehung dieser Biegerollen Einfluss
auf die Materialverteilung in der Umformzone der Profile genommen
werden kann, um einer Materialausdünnung entgegen zu wirken.
Neben der obengenannten gezielten Materialsteuerung in der Umformung
des Profils ist mit der Vorrichtung weiterhin möglich,
die Vorschubeinheit zu entlasten, wodurch eine Knickneigung des
Profils im geraden, noch nicht gebogenen Bereich insbesondere zwischen
Vorschubeinheit und Axialhülse unterdrückt werden
kann. Ferner können dadurch zusätzliche Stützeinheiten,
wie beispielsweise Lünetten entfallen.
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Mit
den Stellantrieben können erfindungsgemäß die
Biegerollen um ihre rotatorische Achsen angetrieben oder gebremst
werden. Neben der Möglichkeit über die aktive
Drehung der Biegerollen kann auch die sich ergebende Krümmung
günstig ausgestaltet werden. Wenn die am Außenbogen
anliegende Biegerolle des Materials in Vorschubrichtung treibt und
die innen anliegende Biegerolle das Material gegenüber
der Vorschubrichtung abbremst, so ergeben sich größere
Krümmungen oder kleine Biegeradien gegenüber passiv
gelagerten, nicht angetriebenen Biegerollen.
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In
einer ersten bevorzugten Ausführungsform ist mindestens
eine der zwei Biegerollen in der Biegehülse radial zustellbar,
das heißt in Richtung bzw. entgegengesetzt der Längsachse
des zu biegenden Profils bewegbar. Diese Bewegungsfreiheit der Biegerollen
eignet sich insbesondere für den Be- und Entladezyklus
der Profile, da insbesondere durch das Auseinanderfahren der Biegerollen,
wobei bevorzugt alle Biegerollen radial zustellbar sind, die Bedienungsfreundlichkeit
und Handhabung der Vorrichtung erleichtert wird. Ferner ermöglicht
eine radiale Zustellbarkeit der Biegerollen einen Ausgleich von
Unregelmäßigkeiten im Querschnitt des zu biegenden
Profils.
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Gemäß einer
weiteren Ausgestaltung ist die Biegehülse mittels Stellantrieben
um die Achse ihrer Durchgangsöffnung drehbar. Neben den
obengenannten Umformschritten und den Kombinationen von Umformschritten
ist mit der Vorrichtung weiterhin möglich, Profile mit
Abschnitten konstanter oder variabler Krümmung entlang
der Profilachse, überlagerter konstanter oder variabler
Windung der Biegelinie und überlagerter konstanter oder
variabler Torsion des Profils herzustellen. Auf diese Weise kann
ein Einfluss auf die Orientierung des Profilquerschnitts entlang
der Biegelinie bei gleichzeitiger Windung der Biegelinie erreicht
werden.
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Gemäß einer
weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Axialhülse
entlang ihrer Achse geteilt. Dies ermöglicht zum einen
die Zugänglichkeit des Profils und erlaubt damit eine einfachere
Be- und Entladung des Profils.
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Die
Option, eine Vorschubeinrichtung mit einer verhältnismäßig
geringen Antriebsleistung und einem damit verbundenen kostengünstigen
Antriebsaggregat einzusetzen, wird dadurch ermöglicht,
dass zusätzliche mit Stellantrieben versehene Rollen, insbesondere
Rollenpaare vorgesehen sind. Diese können dann einen Teil
der Vorschubarbeit übernehmen. Bevorzugt werden die angetriebenen
Rollen- bzw. Rollenpaare in der Axialhülse integriert.
Diese Rollen bzw. Rollenpaare ermöglichen es, den verbleibenden geraden,
nicht formbaren Endabschnitt eines Profils im Vergleich zum Stand
der Technik auf ein Minimum zu reduzieren, wodurch die Ausschussmasse
gesenkt werden kann.
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Alternativ
zu den angetriebenen Rollen bzw. Rollenpaaren sind als weitere bevorzugte
Ausführungsform Rollen mit Treibriemen nach Art eines Förderbandes
vorgesehen. Diese können speziell bei zu formenden Vierkant-
bzw. Rechteckprofilen aufgrund der umschließenden Kraftbeaufschlagung
und gleichzeitiger Stützung Anwendung finden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Außenkontur
des Profils nicht kreisförmig. Für diese Arten
von Profilen ist die Vorrichtung insbesondere geeignet, da die Ausrichtung
der Außenkontur als Funktion von der Profilachse gewählt
werden kann. Es ist beispielsweise denkbar, dass ein an der Außenkontur
vorgesehener Flansch verbindungsgerecht ausgerichtet wird, ohne
dass bezüglich der Windung und Krümmung des Profils
Einschränkungen hinzunehmen sind.
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Eine
dynamische und flexible Verformung von Profilen wird dadurch weiter
verbessert, dass Steuerungsmittel vorgesehen sind, mit denen während
der Bewegung der Vorschubeinheit in Vorschubrichtung die Stellantriebe
zur Drehung der Biegerollen in der Biegehülse angesteuert
werden können. Durch diese Steuerungsmittel kann die Drehung der
Biegerollen in der Biegehülse schnell und flexibel gesteuert
werden.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die Steuerungsmittel
einen elektronischen Speicher mit Befehlen auf, deren Ausführung die
Steuerungsmittel veranlassen, die Stellantriebe zur Drehung der
Biegerollen in der Biegehülse während der Bewegung
der Vorschubeinheit in Vorschubrichtung anzusteuern. Auf diese Weise
ist eine Automatisierung des Umformprozesses möglich, so dass
auch im Wesentlichen beliebig komplexe Profilverläufe mit
gleichzeitiger Materialsteuerung in der Umformzone einfach durchführbar
sind. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn gleichzeitig
verschiedene Umformschritte, d. h. Krümmung, Windung und/oder
Torsion, durchgeführt werden sollen.
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Besonders
flexible Umformprozesse werden mit der Vorrichtung dadurch ermöglicht,
dass die Steuerungsmittel einen Speicher mit Befehlen aufweisen,
deren Ausführung die Steuerungsmittel veranlassen, ein
wie im Folgenden beschriebenes erfindungsgemäßes
Verfahren auszuführen.
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Die
technische Aufgabe wird in einer zweiten Lehre der Erfindung bei
einem gattungsgemäßen Verfahren dadurch gelöst,
dass die Biegehülse mit mindestens zwei Biegerollen versehen
ist, wobei mindestens eine der Biegerollen zur Einstellung des Materialflusses
des Profils aktiv um ihre Achse gedreht wird. Durch diese aktive
Drehung der Biegerollen in der Biegehülse kann bei den
verschiedenen Umformschritten insbesondere einer Materialausdünnung
in den stark verformten Zonen entgegen gewirkt werden, so dass eine
größere Flexibilität bei der Umformung
von Profilen erreicht wird.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens
wird die Biegehülse zur Einstellung der Torsion und/oder
der Windung des Profils aktiv um die Achse ihrer Durchgangsöffnung
gedreht. Durch die aktive Drehung der Biegehülse können
die verschiedenen Umformschritte, insbesondere die Windung und die
Torsion, unabhängiger voneinander durchgeführt
werden, so dass die Flexibilität bei der Umformung von
Profilen weiter erhöht wird.
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Die
uneingeschränkte Flexibilität bei der Torsion
des Profils in Bezug auf die Windung und die Krümmung des
Profils ist besonders dann vorteilhaft, wenn die Außenkontur
des Profils nicht kreisförmig ist.
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Höchst
flexible Umformergebnisse werden verfahrensgemäß in
einer bevorzugten Ausführungsform dadurch erzielt, dass
die Krümmung, die Torsion und die Windung des Profils zumindest
zeitweise gleichzeitig eingestellt werden. Insbesondere sind auf
diese Weise kontinuierliche Übergänge zwischen zwei
festgelegten Profilbereichen möglich.
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In
einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens
werden ein oder mehrere Bewegungsabläufe aus der Menge
des ersten, des zweiten und des dritten Bewegungsablaufs abhängig
von der Zeit und/oder vom Profilvorschub gleichzeitig und/oder nacheinander
durchgeführt. Das Verfahren erlaubt jegliche Kombination
von Torsion, Windung und Krümmung, so dass auf diese Weise
eine maximale Flexibilität bei der Umformung des Profils
erreicht wird und so bezüglich ihrer Krümmung,
Windung und Torsion beliebig geformte Profile hergestellt werden
können.
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In
einer dritten Lehre der Erfindung wird die technische Aufgabe dadurch
gelöst, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung
zur Herstellung von Profilen für die Herstellung von Teilen
von Kraftfahrzeugkarosserien, insbesondere für Dachrahmen,
H-Säulen oder Windschutzscheibenrahmen verwendet wird.
Bei der Konstruktion von Kraftfahrzeugkarosserien werden besonders
hohe Anforderungen an das Gewicht, die Stabilität und die
Herstellungskosten der einzelnen Komponenten gestellt. Weiterhin
sind für diesen Anwendungsbereich besonders komplizierte
Profilformen erforderlich. Durch die Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung zur Herstellung von derartigen Komponenten können
derart kompliziert geformte Profile in einem einzigen Verfahrensschritt
hergestellt werden. Somit entfällt die Erfordernis, verschiedene
Vorrichtungen zur Umformung einsetzen zu müssen bzw. einzelne
Komponenten miteinander fügen zu müssen. Auf diese
Weise können die Herstellungskosten gesenkt werden, und
die aus einem Profil hergestellten kompliziert geformten Komponenten
weisen eine höhere Stabilität aufgrund fehlender
Fügeverbindungen auf. Ferner kann die Ausschussrate gesenkt
werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden im Folgenden anhand verschiedener
Ausführungsbeispiele erläutert, wobei auf die
beigefügte Zeichnung Bezug genommen wird.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine Vorrichtung zum Freiformbiegen von
Profilen aus dem Stand der Technik,
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2 ein erstes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Freiformbiegen
von Profilen,
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3 ein
zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Freiformbiegen von Profilen,
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4 ein drittes bzw. viertes Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Freiformbiegen
von Profilen,
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5 ein
fünftes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Freiformbiegen von Profilen,
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6 ein
sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Freiformbiegen von Profilen und
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7 ein
siebtes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
zum Freiformbiegen von Profilen.
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In
den 1a und 1b ist
eine Vorrichtung 2 zum Freiformbiegen eines Profils 4 aus
dem Stand der Technik gezeigt. Die Vorrichtung 2 weist eine
Vorschubeinheit 6 in Form einer an sich bekannten Spannzange,
eine in Vorschubrichtung davor angeordnete Axialhülse 8 und
eine wiederum davor in Vorschubrichtung angeordnete Biegehülse 10 mit
einer Durchgangsöffnung 12 auf. Die Biegehülse
kann als Gleithülse ausgebildet sein. Sie kann aber auch eine
Rollenführung aufweisen. Beide Alternativen dienen dazu,
das Rohr 4 mit möglichst wenig Reibung durch die
Durchgangsöffnung 12 bewegen zu können.
Im Rohr 4 im Bereich der Axialhülse 8 und der
Biegehülse 10, wo die Biegung stattfindet, sitzt ein
flexibler Dorn 14, der am hinteren Ende des Rohres 4 über
eine Dornstange 16 gehalten ist. Die Dornstange 16 ist
an dem Antrieb 18 angeschlossen, so dass der Dorn 14 axial
einstellbar und steuerbar ist.
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Die
insbesondere als Rohrspannzange ausgebildete Vorschubeinheit 6 weist
einen Axialantrieb 20 auf, der in der Zeichnung schematisch
durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Außerdem weist
die Vorschubeinheit 6 einen Drehantrieb 22 auf,
der durch einen Doppelpfeil dargestellt ist.
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Der
Axialhülse 8 ist ebenfalls ein Drehantrieb 24 zugeordnet,
der durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Die Drehantriebe 22 und 24 drehen
gleichsinnig und simultan. Darüber hinaus ist der Axialhülse 8 ein
Axialantrieb 26 zugeordnet, der durch einen Doppelpfeil
dargestellt ist. Die Axialantriebe 20 und 26 arbeiten
unabhängig voneinander. Mit dem Axialantrieb 26 lässt
sich der Abstand von der längs axial fixierten Biegehülse 10 einstellen.
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Die
Biegehülse 10 weist einen translatorischen Antrieb 28 auf,
der durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Außerdem weist
die Biegehülse 10 einen Verschwenkantrieb 30 auf,
der durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Schließlich
weist die Biegehülse 10 eine Drehlagerung 32 auf,
die durch einen Doppelpfeil dargestellt ist. Die Drehlagerung 32 ist
derart ausgebildet, dass bei zu biegendem Profil 4 dieses die
Drehbewegung der Axialhülse 8 auf die Biegehülse 10 überträgt,
so dass sie freidrehend mitgenommen wird. Allerdings ist diese Drehlagerung 32 mit
einer Bremse ausgestattet, so dass sich auch eine Drehwinkelversetzung
zwischen beiden Teilen ergeben kann.
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Während
die in der Zeichnung dargestellten Raumachsen x, y, z für
die Axialhülse 8 fest liegen, sind die Raumachsen
u, v, w für die Biegehülse 10 im Raum
verlagerbar. Während die Biegehülse 10,
wie ausgeführt, in Achsrichtung, d. h. in Richtung der w-Achse
fest liegt, ist sie aber um diese w-Achse mitdrehend oder gebremst
bzw. antreibbar. In Richtung der u-Achse ist sie mittels des Antriebes 28 translatorisch
verstellbar und um die v-Achse mittels des Antriebs 30 drehbar.
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Bei
einer solchen Vorrichtung liegt die Biegeebene immer in der u-/v-Ebene.
Durch Verdrehen des Profils 4 mittels der Vorschubeinheit 6 und
der Axialhülse 8 lässt sich unter Beibehaltung
der Biegeebene u/v an eine erste Biegung eine zweite Biegung in
anderer Richtung anschließen. Der Biegeradius wird einerseits
durch den Abstand zwischen der Axialhülse 8 und
der Biegehülse 10 und andererseits durch die Einstellungen
an der Biegehülse 10, und zwar in Richtung der
u-Achse, und um die v-Achse bestimmt.
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Um
einem eventuellen Ausknicken des Profils 4 zwischen der
Vorschubeinheit 6 und der Axialhülse 8 aufgrund
der auf das Profil 4 einwirkenden Axialkräfte
der Vorschubeinheit 6 entgegenzuwirken, können
in diesem Bereich seitliche, in der Zeichnung nicht dargestellte
Stützmittel vorgesehen sein. Diese können beispielsweise
als ein Paket von Lünetten ausgebildet sein, die entsprechend
dem Vorschubweg der Vorschubeinheit 6 geöffnet
und aus dem Weg gefahren werden können.
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In 2 ist nun ein erstes Ausführungsbeispiel
der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen
Verfahrens zum Freiformbiegen von Profilen dargestellt, in der die
Biegehülse 36 mit einer erfindungsgemäßen
Rollenführung 38 ausgestattet ist. 2a zeigt
die Biegehülse 36 von vorn und 2b zeigt
die Biegehülse 36 in Aufsicht. Die Vorschubeinheit
und die Axialhülse entsprechen bei diesem Ausführungsbeispiel
der in 1a dargestellten Vorschubeinheit 6 bzw.
der Axialhülse 8 und sind in 2a bzw. 2b nicht
dargestellt.
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Die
Rollenführung 38 besteht aus vier Biegerollen 40,
die Teilbereiche der Umfangsflächen des zu formenden Profils 42 umschließen.
Alle vier Biegerollen 40 sind aktiv um ihre jeweilige Drehachse 44 drehbar
gelagert. Weiterhin sind Stellantriebe 46 zur Drehung der
Biegerollen 40 vorgesehen, welche in 2a durch
Pfeile dargestellt sind. Durch das Vorsehen von Stellantrieben 46 zur
aktiven Drehung der Biegerollen 40 kann Einfluss auf die
Materialverteilung in dem gebogenen Profilquerschnitt genommen werden.
So kann beispielsweise eine Biegung in Pfeilrichtung 48 derart über
die Biegerollen 40 gesteuert werden, dass die rechte dargestellte
Biegerolle 50 schneller als ihre gegenüberliegende
linke Biegerolle 52 angetrieben wird und dadurch gezielt einer
Materialausdünnung in der Umformzone entgegen gewirkt wird.
Ferner kann durch die aktive Drehung der Biegerollen 40 ein
engerer Biegeradius eingestellt werden.
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Weiterhin
sind die Biegerollen 40 radial zur Längsrichtung
des zu biegenden Profils 42 zustellbar. Dies ist in 2a durch
Pfeile 54 dargestellt. Neben der Vereinfachung des Be-
und Entladevorgangs der Vorrichtung können auf diese Weise
auch während des Biegens Unregelmäßigkeiten
im Querschnitt des Profils durch entsprechende aktive Ansteuerung
und Zustellung der Biegerollen 40 ausgeglichen werden.
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In
einem zweiten Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
ist in 3 eine teilbare Axialhülse 56 dargestellt,
deren Teile über ein Scharnier 58 miteinander
verbunden sind. Dadurch lassen sich die beiden Teile der Axialhülse 56 gegeneinander öffnen
und schließen. Diese Zweiteilung ermöglicht eine
einfachere Handhabung der Be- und Entladung eines Profils 42,
welches in 3 durch eine Linie angedeutet
ist.
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Gemäß einem
in 4a dargestellten dritten Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. eines
erfindungsgemäßen Verfahrens sind in einer Axialhülse 60 Rollen 62 mit
nicht dargestellten Stellantrieben integriert. Durch die aktive
Ansteuerung der Rollen 62 kann einerseits eine in 4a nicht
dargestellte Vorschubeinrichtung mit einer niedrigeren Antriebsleistung
gegenüber dem Stand der Technik vorgesehen werden. Andererseits kann
durch diese Anordnung ein erhöhter Verformungsgrad erreicht
und gleichzeitig die Ausschussrate verringert werden. So kann eine
in 4a nicht dargestellte Vorschubeinrichtung in Form
einer Spannzunge lediglich bis zu der gestrichelt dargestellten
Position 64 verfahren werden. Durch die dargestellte Anordnung
kann jedoch die Rolle 62 den Vorschub des zu biegenden
Profils 42 in Richtung der Biegehülse 66 übernehmen,
so dass eine weitere Biegestrecke um beispielsweise den Betrag Δ erreicht
werden kann.
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Alternativ
ist gemäß einem fünften, in 4b dargestellten
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw.. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
ein Rollensystem in Form von Förderbändern bzw.
Treibriemen 66 in einer Axialhülse 68 integriert.
Die Vorteile entsprechen denen des vierten Ausführungsbeispiels.
Bevorzugt werden diese Anordnungen bei Vierkant- bzw. Rechteckprofilen eingesetzt,
bei denen eine vollflächige Abstützung des zu
biegenden Profils möglich ist.
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Die
in 5 dargestellte Vorrichtung 80 eines fünften
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung bzw. eines erfindungsgemäßen Verfahrens
weist zusätzlich Stellantriebe 82 auf, mit denen
die Biegehülse 84 mit nicht dargestellten Biegerollen
um die Achse ihrer Durchgangsöffnung drehbar ist. Die Stellantriebe 82 sind
in 5 schematisch als Pfeil dargestellt. Durch das
Vorsehen dieser Stellantriebe 82 ist es möglich,
die Orientierung der Durchgangsöffnung 86 der
Biegehülse 84 unabhängig von der Axialhülse 8 und
der Vorschubeinheit 6 zu drehen. Auf diese Weise wird die
Flexibilität der Vorrichtung zum Freiformbiegen kompliziert
geformter Profile stark erhöht. Insbesondere kann die Torsion
des Profils unabhängig von der Windung und der Krümmung
des Profils eingestellt werden. Dies ist insbesondere bei Profilen
mit nicht kreisförmigem Querschnitt vorteilhaft.
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In 6 ist
ein sechstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung 90 bzw. eines erfindungsgemäßen
Verfahrens gezeigt, wobei die Vorschubeinheit 6, die Axialhülse 8 und
die Biegehülse 92 mit nicht dargestellten Biegerollen
einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt
aufweisen und somit an den Querschnitt des Profils 94 angepasst
sind. Das Profil 94 wird wie in 6 gezeigt
durch Verschwenken und Translation der Biegehülse 92 in
einer Ebene gekrümmt.
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7 zeigt
ein siebtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
bei dem die Stellantriebe 100 der Biegerollen 40 in
der Biegehülse 36 als auch der Biegehülse 36 selbst
mit Steuerungsmitteln 102 verbunden sind, mit denen die
Stellmittel 100 angesteuert werden können. Die
Steuerungsmittel 102 können optional einen elektronischen
Speicher 104 aufweisen, in dem Befehle gespeichert sind,
deren Ausführung die Steuerungsmittel 102 veranlassen, die
Stellantriebe 100 zur Drehung der Biegerollen 40 in
der Biegehülse 36 und/oder der Biegehülse 36 selbst
während der Bewegung der Vorschubeinheit 6 in
Vorschubrichtung anzusteuern. Optional können auch die
Stellantriebe 106 und 108 der Axialhülse 8 und
der Vorschubeinheit 6 mit den Steuerungsmitteln 102 verbunden
sein, so dass durch die Steuerungsmittel 102 gleichzeitig
sowohl die Vorschubeinheit 6 als auch die Axialhülse 8 und
die Biegerollen 40 in der Biegehülse 36 als
auch die Biegehülse 36 selbst gesteuert werden
können. Bei den Steuerungsmitteln 102 kann es
sich beispielsweise um einen Computer oder um eine Schaltlogik handeln.
Der elektronische Speicher 104 weist vorzugsweise Befehle
auf, deren Ausführung die Steuerungsmittel 102 veranlassen, ein
erfindungsgemäßes Verfahren durchzuführen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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B3 [0006]