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