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Dokumentenidentifikation DE19825641C1 24.02.2000
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils
Anmelder Schüssler-Technik Bernd Schüssler Maschinen und Elektronik, 75181 Pforzheim, DE
Erfinder Schüssler, Bernd, 75175 Pforzheim, DE
Vertreter Mayer, Frank und Reinhardt, 75173 Pforzheim
DE-Anmeldedatum 09.06.1998
DE-Aktenzeichen 19825641
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.02.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.02.2000
IPC-Hauptklasse B21F 1/00
IPC-Nebenklasse B21F 45/00   
Zusammenfassung Zum Biegen eines Biegeprofils, insbesondere von Draht, sind Meniskierrollen vorgesehen, die eine erste Biegung des Drahtes um eine Meniskierkante in einer ersten Biegeebene durchführen, und eine nachfolgende Biegerolle, mit deren Hilfe eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante in einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchführt.
Erfindungsgemäß ist zumindest die Biegekante in der Meniskierebene des Biegeprofils kontinuierlich so positionierbar, daß die Meniskierrichtung des bereits meniskierten Abschnitts des Biegeprofils mit der Biegekante einen vorgebbaren, konstanten oder über die Länge des Biegeprofils variablen Winkel bildet.
Durch die Koordination der beiden grundsätzlich in den zueinander orthogonalen Ebenen zueinander unabhängig ablaufenden Biegeformungen des Drahtes erhält man einen Steuerungsparameter, mit dem insbesondere der unerwünschte roll-out-Effekt, der durch Toleranzen des Drahtes hervorgerufen wird und die Präzision der Formgebung des Drahtes oder Drahtabschnittes nachteilig beeinflußt, in einem weitaus größeren Bereich beherrschbar wird.

Beschreibung[de]
Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 14.

Stand der Technik

Das Grundprinzip bekannter Verfahren besteht darin, einen Draht des vorgesehenen Profils über zueinander entsprechend ausgerichtete Walzen und Rollen zu führen und während des Vorschubs eine räumliche Biegung vorzunehmen, so daß nach Durchlauf der vorgegebenen Länge des Biegeprofils, also beispielsweise des Umfangs eines Brillenrandes möglichst exakt die vom Glashersteller oder sonstigen Kunden vorgegebene Form des Augenrandes erreicht wird. Dies bringt verschiedene technologische Probleme mit sich, die am Beispiel des Augenrandes einer Brille erläutert werden:

Der Querschnitt auch des präzisesten Drahtes ist über seine Länge Schwankungen unterworfen, mit der Folge, daß die mit einer bestimmten Kraft/bestimmten Drehmoment im Bereich der Biegewalzen durchgeführte, computerberechnete Abbiegung in entsprechendem Umfang schwankt, was sich auf die Gesamtgestalt des Brillenrandes unter Umständen gravierend auswirken kann, wenn eine besonders starke Toleranzschwankung des Drahtes auf einem Drahtbereich auftritt, dessen Abbiegung von besonderer Bedeutung für das Gesamtergebnis der Biegung ist; die Präzision der gesamten Biegeabläufe läßt sich am ehesten dadurch ablesen, wie Anfang und (abgeschnittenes) Ende des Drahtes nach der Biegung eines Augenrandes "zusammenpassen"; in der Regel ergeben sich hieraus Toleranzen im Bereich von einigen Millimetern in allen Raumrichtungen, was den Abschneidevorgang bzw. dessen genaue räumliche Positionierung sehr erschwert (was aber nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung sein soll).

Ein anderes Problem liegt in der Querschnittsverteilung des Materials des Drahtes; abhängig vom Material als solchem (z. B. Titan), dem gewählten Profil und dem Herstellungsverfahren des Drahtes sind über den Querschnitt Zonen verschiedener Materialdichte ausgebildet, die auch von Drahtcharge zu Drahtcharge schwanken können; diese Schwankungen in der Querschnittsverteilung des Materials mit den damit verbundenen Schwankungen der physikalischen Parameter wie Biegeverhalten, Torsionsverhalten führt ebenfalls dazu, daß die oben erwähnten Toleranzen bei der Biegung des Augenrandes auftreten bzw. noch verstärkt werden. Die unterschiedliche Querschnittsverteilung des Materials hat auch zur Folge, daß die Länge des Drahtabschnittes, die einen Augenrand bildet, schwankt, da bei der überwiegenden Biegung um 360° die inneren Bereiche des Drahtes zwangsläufig gestaucht, die äußeren Bereiche des Drahtes zwangsläufig gedehnt werden müssen, wodurch die Endlänge des Drahtabschnittes beeinflußt wird.

Einmal aufgrund solcher Toleranzen erfolgte Abweichungen von Biegungen von den "programmierten" Biegeverläufen sind nur bedingt zu "reparieren", da es sich abhängig vom Material bei den Biege-, Stauch- und Streckvorgängen um irreversible physikalische Vorgänge handelt (so daß man beispielsweise durch Zurückbiegen eines Drahtabschnittes nicht mehr den ursprünglichen Zustand des Drahtes in geradem Zustand erreicht, ganz davon abgesehen, daß angelieferte Drahtrollen, die zur Biegung zugeführt werden, ebenfalls bereits Stauchungen, Verbiegungen und Verdrehungen aufweisen).

Die Biegung des Drahtabschnittes zum Augenrand erzeugt eine dreidimensionale Struktur, d. h., die Unterkante des gebildeten Augenrandes kann man sich auf einer schwach gewölbten Kugeloberfläche liegend vorstellen; je mehr die Form des Augenrandes von der Kreisform abweicht, umso stärker werden Abweichungen des Augenrandes in der Z-Richtung (Richtung senkrecht zur Hauptebene des Augenrandes) sein (bei zurückgebogenem Augenrand ergibt sich hieraus eine Drahtform mit Höhen und Tälern, letztere sind dann bei den Umkehrpunkten in den Eckenbereichen des jeweiligen Augenrandes gebildet worden).

Diese spezielle dreidimensionale Verformung durch koordinierte, dreidimensionale Biegevorgänge führt zu einem weiteren unangenehmen Effekt:

Wünschenswert für den fertigen Augenrand ist es für den Brillenhersteller bzw. den Optiker, wenn die nach innen zeigenden Profilflächen des fertigen Augenrandes zueinander parallel stehen, damit das Brillenglas in das dort in der Regel vorgesehene Profil sicher eingesetzt und gehalten werden kann, ohne daß die Gefahr des Herausrutschens oder Herausfallens besteht. Genau diese Parallelität der einander zugewandten Innenprofilflächen des Augenrandes ist jedoch mit den vorbekannten Verfahren und Vorrichtungen nur im begrenzten Umfang möglich, d. h., nur in einem von den Eigenschaften des Drahtes vorgegebenen "Toleranzfenster", da insbesondere die Toleranzschwankungen des Drahtes bei den vorhandene n bekannten Verfahren zeitlich bzw. räumlich versetzt mit Korrekturen sich sehr stark auswirken und diesen unerwünschten "roll out"-Effekt hervorrufen.

Das "roll out-Problem" stellt nur einen, aber wesentlichen Problemkreis dar, der den Einsatzbereich bekannter Verfahren insbesondere auch bei der Anpassung an verschiedene Drahtquerschnitte und Drahtformen einschränkt und somit auch die Reproduzierbarkeit und somit die Ausschußhäufigkeit der in der Regel in Tausenden gefertigten Augenränder negativ beeinflußt.

Bei einer vorbekannten Maschine der Anmelderin mit der Bezeichnung "S 503" (Vollautomatische CNC-Augenrandbiege- und Meniskiermaschine S-503, Prospekt der Fa. Schüssler-Technik, Pforzheim, DE) wird von Meniskierrollen eine erste Biegung (Meniskierung) des Drahtes um eine Meniskierkante in einer ersten Biegeebene durchgeführt und eine zur Meniskierkante beabstandete, nachfolgende Biegerolle eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante in einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchgeführt. Beim Biegen wird der zeitlich vorher meniskierte Draht schräg über die Biegewelle gebogen, dabei wird der Draht verdrillt (tordiert), je nach Meniskierradius und Richtung. Eine Korrektur der Verdrillung ist dabei nur über die Meniskierebene begrenzt möglich.

Aus der DE 41 32 311 C1 ist eine Vorrichtung zum Formen von Draht bekannt, bei der zuerst der Draht mit der gesamten Drahtführung radienabhängig tordiert wird, bevor eine Meniskier- und Biegebewegung eingeleitet wird. Die zeitliche Abfolge dieser Arbeitsgänge bringt den Nachteil mit sich, daß keine Korrekturmöglichkeit zur Verfügung steht, um der eingeleiteten Verformung und Verspannung beim Tordieren und Meniskieren im letzten Arbeitsgang, dem Biegen, entgegen zu wirken.

Ein weiterer Nachteil dieser vorbekannten Vorrichtung und dem entsprechend dieser Vorrichtung durchgeführten Verfahren besteht darin, daß der vorher tordierte Draht beim Meniskieren (wölben) und Biegen (winden) nicht formschlüssig definiert in den Biegeachsen gebogen werden kann, dadurch werden weitere Verspannungen im Oberflächenbereich des Drahtes eingeleitet. Eine Abstützung innerhalb der Glasnut des Drahtes im Bereich der neutralen Faser ist demnach beim Biegen um die X-Achse nicht möglich, die Folge sind Verformungen im Glasnutbereich.

Gegenstand der Erfindung

Es soll eine Möglichkeit geschaffen werden, durch eine definierbare, zusätzliche Beeinflussung des Biegevorgangs den oben geschilderten Problemen entgegenzuwirken.

Es ist folglich die wesentliche Aufgabe der Erfindung, die bekannten Verfahren und Vorrichtungen so zu verbessern, daß der Einsatzbereich dieser Verfahren vergrößert wird und eine bessere Reproduzierbarkeit der Formgebung der erzeugten Artikel erreicht wird, beispielsweise durch eine zuverlässigere und präziserere Korrektur des roll-out- Effektes.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Die Erfindung hat erkannt, daß eine Positionierung der Biegekante in einer pendelnden oder schwingenden Weise in der Meniskierebene und damit die höhere Koordination dieser beiden grundsätzlich unabhängig voneinander ablaufenden Biegeformungen des Drahtes überraschenderweise die eingangs erwähnten Abläufe besser beherrschbar macht; dies mag hauptsächlich darin begründet sein, daß der Draht nach Durchführung der Meniskierung im wesentlichen senkrecht auf die Biegekante geführt wird, wo die Biegung in der Hauptebene des Augenrandes durchgeführt wird, so daß Stauchungen und Verdrehungen im Drahtgefüge im Biegebereich, die durch eine "schräge Abbiegung" bei bisherigen Lösungen hervorgerufen wurden, nunmehr zumindest weitgehend vermieden werden.

Mit der Positionierung der Biegekante durch Verschwenkung ihrer Längsachse aus deren üblicherweise senkrecht zur Längsachse des Drahtes in dessen Vorschubrichtung verlaufenden Position erhält man sozusagen einen weiteren Freiheitsgrad oder Steuerungsparameter, der beispielsweise gemessene Abweichungen der jeweiligen Biegung eines Drahtabschnittes durch eine berechenbare "Gegenbewegung" unmittelbar auf die unerwünschte Abweichung zumindest teilweise kompensieren kann.

Insbesondere hat sich herausgestellt, daß die unerwünschten roll- out-Effekte in einem weitaus größeren Bereich beherrschbar werden, so daß der Einsatz- und Verwendungsbereich der entsprechenden Maschine auch auf Drahtformen, Drahtmaterialien und Drahtquerschnitte ausgedehnt werden kann, bei denen mit konventionellen Verfahren und Maschinen roll-out-Effekte nicht mehr zuverlässig im Griff zu behalten waren, aber auch andere Effekte, die zu einer unzuverlässigen Formung des Augenrandes führten, verstärkt auftraten.

Hier ist es grundsätzlich möglich, lediglich die in der Regel als Biegewelle ausgebildete Biegekante zu positionieren, besonders vorteilhaft sind jedoch Konzeptionen, bei denen auch die Biegerolle und gegebenenfalls auch die Meniskierrollen unabhängig von der Positionierungsbewegung der Biegekante ihrerseits verschwenkbar und verschiebbar sind, so daß durch eine steuerungstechnische Koordination dieser Bewegungen die Biegungsvorgänge im gewünschten Sinn beeinflußt werden können.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen:

Diese und weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar.

Mehrere Ausführungsbeispiele werden nun anhand von Zeichnungen näher erläutert, es zeigen:

Fig. 1 Eine schematische Aufsicht auf ein erstes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante schwenkbar, Biegerolle und Meniskierrollen gemeinsam linearer Meniskierhub),

Fig. 2 eine erste Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Biegevorrichtung nach Fig. 1,

Fig. 3 eine schematische Aufsicht auf ein zweites Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle parallel zueinander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),

Fig. 4 eine schematische Aufsicht auf ein drittes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle, unabhängig voneinander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),

Fig. 5 eine schematische Aufsicht auf ein viertes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),

Fig. 6 eine schematische Aufsicht auf ein fünftes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle parallel zueinander schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub),

Fig. 7 eine schematische Aufsicht auf ein sechstes Ausführungsbeispiel einer Biegevorrichtung zur Durchführung des Verfahrens (Biegekante und Biegerolle schwenkbar, Meniskierrollen linearer Meniskierhub und Verschwenkung),

Fig. 8 eine perspektivische Darstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 7 und

Fig. 9 eine zweite Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit einer Biegevorrichtung gemäß Fig. 7 und 8.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Die Figuren zeigen insgesamt sechs Ausführungsbeispiele der Realisierung der erfindungsgemäßen Lehre, wie die Biegekante und die anderen Bauteile positioniert werden können.

In bekannter Weise wird der Biegevorrichtung ein Biegeprofil 100, beispielsweise ein Draht, zur Formung eines Augenrandes einer Brille, in einer Achse L in Vorschubrichtung zugeführt, wozu horizontal und vertikal arbeitende Transport- und Führungsrollen 11, 12 vorgesehen sind.

Zur Abbiegung des Biegeprofils 100 in einer ersten Ebene der Meniskierebene Ebene E10, die in den Fig. 1, 3-7 der Zeichenebene entspricht, dienen in ebenfalls bekannter Weise Meniskierrollen 25 und 26, die um einen Meniskierhub M in einer Ebene MR ausgelenkt werden, so daß das Biegeprofil 100 an eine der Meniskierrollen anliegt und von einer der Transportrollen 11, 12 als Gegenlager gehalten wird, so daß der Wert des Meniskierhubes M das Maß der Meniskierung definiert.

Eine der in Richtung des Vorschubs V vorderen Transportrollen 11, 12 bildet dabei eine Meniskierkante MK, die senkrecht zur Meniskierebene E10 (und damit der Zeichenebene) steht. Die Meniskierkante MK wird in den Ausführungsbeispielen durch die Mantelfläche derjenigen Transportrolle gebildet, die in Richtung der Meniskierung liegt, die also das Gegenlager zur jeweils aktiven der Meniskierrollen 25, 26 bildet. Bei den dargestellten Ausführungsbeispielen ist dies die in Vorschubrichtung V links liegende Meniskierrolle.

In ebenfalls noch konventioneller Weise nach dem Stand der Technik wird dann das Biegeprofil 100 über eine von der Mantelfläche einer Biegewelle 15 mit Drehachse BB gebildete Biegekante BK geführt und auf der Unterseite einer Biegerolle 16 entlanggeführt, so daß je nach vertikaler Position der Biegerolle 16 im bezug auf die Zeichenebene der Fig. 1, 3 bis 7 eine mehr oder weniger starke Abbiegung des Biegeprofils 100 in der senkrecht zur Zeichenebene stehenden zweiten Ebene E20 mit der Biegewelle 15 als Gegenlager erreicht wird. Die zweite Ebene E20 bildet einen Winkel von 90° zur Biegewellenachse BB, entsprechend der Biegekante. Die Vertikalpositionierung der Biegerolle 16 wird dabei von einer Biegerollenhalterung 70C bewirkt, die um einen Biegewinkel β (Fig. 8) schwenkbar ist, wobei die Schwenkachse AA der Biegerollenhalterung und die Längsachse BA der Biegerolle 16 parallel zueinander verlaufen. Die Meniskierbewegung in der Ebene E10 und die räumlich und (bezogen auf einen definierten Punkt des Biegeprofils 100) zeitlich nachgeschaltete Biegung in der Ebene 20 sind somit notwendigerweise versetzt.

Die Bewegung der Biegerolle 16 durch Verschwenkung um die Achse AA der Biegerollenhalterung 70C einerseits und der Meniskierhub M bestimmen somit in ihrer zeitlichen Abfolge und zeitlichen Zuordnung letztlich die dreidimensionale Form des Biegeprofils 100 nach diesem Bearbeitungsvorgang. Hierbei sind diese Bewegungen aufeinander abgestimmt und werden in der Regel rechnergesteuert durchgeführt, wobei soweit wie möglich auf die mechanischen Beschaffenheiten des Biegeprofils 100, dessen Material und somit dessen Biegeverhalten Rücksicht genommen wird, so daß jeder dreidimensionalen Form, die aus einem bestimmten Biegeprofil 100 hergestellt werden soll, spezifische Steuerparameter für die Verschwenkung der Biegerollenhalterung 70C und den Meniskierhub M zugeordnet werden.

Bei dem in den Fig. 1 und 3-7 dargestellten Ausführungsbeispielen ist die Biegewelle 15 in der Meniskierebene E10 um unterschiedliche Winkel α verschwenkbar dargestellt, wobei insbesondere die in Fig. 1 dargestellte Positionierung möglich ist, bei der der Winkel δ zwischen der Meniskierrichtung MR des bereits meniskierten Abschnitts des Drahtes 100 und der Längsachse BB der Biegewelle 15 90° beträgt, d. h., die Biegewelle 15 wird so positioniert, daß abhängig vom aktuellen Meniskierhub M der bereits meniskierte Abschnitt des Biegeprofils 100 "senkrecht" auf die Biegerolle geführt wird, die unterhalb der Meniskierrollen 25, 26 entsprechend um den Winkel α verschwenkbar gehalten ist.

Die Biegewelle 15 ist bei den in Fig. 1,3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispielen sowohl um eine Positionierungsachse PP um den Winkel α schwenkbar gehalten als auch linear verschiebbar. Die Biegewelle 15 ist dabei so unterhalb der Meniskierrollen 25, 26 gelagert, daß beim Verschwenkungswinkel α = 0 die Achse BB in der Ebene des Meniskierhubes M zu liegen kommt. Als zweckmäßige Linearverschiebung der Biegewelle 15 ist hierbei der Meniskierhub M der Meniskierrollen 25, 26 gewählt. Die Schwenkbewegung um den Winkel α ist dem Meniskierhub M überlagert, d. h., die in der senkrecht zur Zeichenebene stehenden Ebene MA des Meniskierhubes M verlaufende Positionierungsachse PP wird mit dem Meniskierhub verschoben, bleibt also relativ zu den Meniskierrollen 25, 26 stationär. Vorzugsweise ist ihre Position auf der Mitte der Verbindungsstrecke VV zwischen den Achsen der Meniskierrollen 25, 26 gewählt.

Der besondere Vorteil dieser Geometrie liegt darin, daß der Abstand BMK zwischen der Positionierungsachse PP und der Meniskierkante MK bei allen Schwenkwinkeln α konstant gehalten werden kann, was die Steuerung vereinfacht, da dann der Abstand zwischen dem im Bereich der Positionierungsachse PP liegenden "Biegepunkt" und der Meniskierkante MK ebenfalls bei allen Werten des Schwenkwinkels α der Biegewelle 15 nahezu konstant bleibt.

Die Verschwenkung der Biegewelle 15 kann dabei hinsichtlich ihres Ausmaßes grundsätzlich unabhängig von der Bewegung der Meniskierrollen 25, 26 erfolgen, um zumindest über Teilabschnitte der Biegung auch Werte des Winkels δ zwischen der Meniskierrichtung MR und der Biegewellenachse BB einstellen zu können, die von 90° abweichen, wie dies bei dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel der Fall ist (δ = 90° ±Δδ, mit Δδ = Korrekturwinkel). Dies kann zweckmäßig sein, um auf das Abbiegeverhalten des Biegeprofils 100 zusätzlichen Einfluß zu nehmen, d. h. beispielsweise, eine Korrekturmöglichkeit zu haben, um Abweichungen der dreidimensionalen Endform von einem Sollwert minimieren zu können.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel führt die Biegerolle 16 lediglich die oben beschriebene Verschwenkung um den Biegewinkel β um die Achse AA aus, die das Maß der Biegung in der Ebene E20 bestimmt, sowie die Verschiebung entsprechend dem Meniskierhub M.

Fig. 2 zeigt eine erste Vorrichtung zur Umsetzung des Verfahrens gemäß der Prinzipdarstellung der Fig. 1: als ortsfester Bezugspunkt dienen die Transportrollen 11, 12, von denen das Biegeprofil 100 in Vorschubrichtung V zugeführt wird. Auf einem Drehteller 40 sitzt ein erster Halteblock 41, dessen oberer Abschluß von einer Lagerplatte 42 gebildet wird. An einer der Kanten dieser Lagerplatte 42 ist die Biegewelle 15 so gehalten, daß ihre Achse BB durch die Drehachse D des Drehtellers 40 verläuft. Die Drehung des Drehtellers 40 erzeugt folglich die in den Figuren dargestellten Verschwenkungen der Biegekante um den Schwenkwinkel α.

Die Drehachse D des Drehtellers ist folglich identisch mit der in den anderen Figuren dargestellten Positionierungsachse PP.

Der Drehteller 40 seinerseits ist auf einem Schlitten 43 gelagert, dessen erster Abschnitt 43A parallel zur Meniskierebene E10 liegt, so daß die Verschwenkung des Drehtellers 40 der den Meniskierhub M erzeugenden Verschiebung des Schlittens 43 überlagert wird.

Auf den ersten Abschnitt 43A des Schlittens 43 ist außerhalb des Drehtellers 40 ein zweiter Halteblock 44 aufgesetzt, der zur Aufnahme einer Meniskierrollen- und Biegerollenhalterung 45 dient. Dadurch wird erreicht, daß auch der Biegerolle 16 der Meniskierhub M des Schlittens 43 überlagert wird, und die Biegerolle 16 die Biegung um den Biegewinkel β ausführen kann.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wird nicht nur die Biegewelle 15, sondern zusätzlich auch die Biegerolle 16 parallel zur Meniskierebene E10 verschwenkt, wobei die Achsen BB, BA der beiden Wellen 15 und 16 parallel gehalten werden, da die Verschwenkung der Biegewellen 15 und der Biegerolle 16 um einen gemeinsamen Schwenkwinkel α erfolgt. In diesem Fall bilden also beide Achsen BA, BB mit der zweiten Biegeebene E20 den Winkel δ > 90°. Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß das Biegeprofil 100 so auf die Oberfläche der Biegerolle 16 geführt wird, daß von dieser ein gewünschter Biegeeffekt oder Torsionseffekt ausgeübt wird, wie oben angedeutet wurde.

Das dritte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 entspricht von seiner grundsätzlichen Konzeption dem zweiten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, daß die Verschwenkung von Biegewelle 15 und Biegerolle 16 nach wie vor um die gemeinsame Positionierungsachse PP erfolgt, jedoch um unterschiedliche Schwenkwinkel α1 bzw. α2 und δ < 90° ist. Ersteres führt dazu, daß die entsprechenden Achsen BA, BB nicht mehr parallel zueinander verlaufen, sondern einen in der Regel veränderlichen spitzen Winkel γ = α2 - α1 miteinander einschließen.

Diese Ausgestaltung ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufgrund der Platzverhältnisse im Biegebereich bzw. Meniskierbereich einem zunehmenden Schwenkwinkel α1 der Biegewelle 15 von der Biegerolle 16 nicht mehr gefolgt werden kann, α2 also kleiner als α1 bleiben muß. Bei vorgegebenem maximalen Schwenkwinkel α2 der Biegerolle 16, wie in Fig. 3 und 4 dargestellt, ermöglicht diese Lösung einen weiteren Schwenkbereich der Biegewelle 15, was die Möglichkeiten der Einflußnahme auf die Biegung des Drahtes 100 vergrößert.

Die Integration des zweiten und dritten Ausführungsbeispiels in die in Fig. 2 gezeigte Vorrichtung erfordert lediglich, daß eine separate Biegerollenhalterung beispielsweise mittels eines Drehsegmentes in Achse D (Fig. 2) auf dem Schlitten 43 im ersten Abschnitt 43A gelagert und um den Winkel α2 verschwenkbar ist, die von einem zusätzlichen Antrieb unabhängig vom Meniskierhub M und der Drehung des Drehtellers um den Winkel α1 betätigt werden kann. Die Meniskierrollenhalterung 45 bleibt daher am Block 44 befestigt.

Das vierte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 5 entspricht der Erfindung im wesentlichen dem in Fig. 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel, mit dem Unterschied, daß die Biegerolle 16 hier insofern stationär gehalten ist, als sie lediglich die zur Biegung erforderliche Verschwenkung um den Biegewinkel β ausführt.

Das fünfte Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 entspricht im wesentlichen dem in Fig. 3 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel mit dem Unterschied, daß der Verschwenkung um den Biegewinkel β eine zusätzliche Verschwenkung der Biegerolle 16 um den Schwenkwinkel α in der Meniskierebene E10 überlagert wird.

Im sechsten Ausführungsbeispiel zur Umsetzung des erfindungsgemäßen Verfahrens schließlich, das in Fig. 7 und 8 dargestellt ist, sind auch die Meniskierrollen 25, 26 der Schwenkbewegung um den Winkel α angeschlossen, die um die Positionierungsachse PP erfolgt. Die Meniskierrollen 25, 26 führen also diese Schwenkbewegung um den Winkel α zusätzlich zum linearen Meniskierhub M durch.

Bei den Ausführungsbeispielen der Fig. 5, 6, 7 wird der Meniskierhub M nicht mit anderen Bauteilen überlagert, sondern ausschließlich von den Meniskierrollen 25, 26 durchgeführt. Daher bleibt hier die Positionierungsachse PP ortsfest.

Fig. 8 zeigt das Ausführungsbeispiel gemäß der Aufsicht der Fig. 7 nochmals in einer schematischen perspektivischen Darstellung, wobei das Biegeprofil 100 lediglich bis zu den vorderen Führungsrollen 11, 12 geführt ist, und dient nochmals zur grundsätzlichen Erläuterung und Veranschaulichung der Biegevorgänge und der zugeordneten Ebenen:

Die zweite Biegeebene E20 verläuft in der Achse des meniskierten, vorderen Abschnitts des Biegeprofils 100, der den Winkel δ mit den Achsen BA und BB bildet. In dieser Ebene E20 wird die Hauptbiegung durchgeführt, wenn die Endform des Biegeprofils den Augenrand einer Brille ergeben soll.

Senkrecht hierzu in der Zeichenebene liegt die Meniskierebene E10, in der der Meniskierhub M stattfindet, durch den bei der besagten Endform des Biegeprofils als Augenrand die zusätzliche Abbiegung erfolgt, die im wesentlichen an die Form der einzusetzenden Brillengläser angepaßt ist und deren Ausmaß entscheidend von der Form dieser Brillengläser abhängt.

In Fig. 9 ist eine zweite Vorrichtung im einzelnen dargestellt, die zur Realisierung des Verfahrens gemäß der Prinzipdarstellung der Fig. 7 und 8 vorgesehen sein kann, bei der zwar eine Verschwenkung stattfinden soll, der Meniskierhub M aber lediglich von den Meniskierrollen 25, 26 ausgeführt wird:

Zur Erzeugung der Verschwenkung um den Winkel α ist ein Positionierungsblock 50 vorgesehen, bei dem in einem stationären Lagerblock 51 eine bogenförmige Nut 51A als Aufnahme für einen Schlitten 52 vorgesehen ist, der aus einem bogenförmig in der Aufnahme 51A gehaltenen Einsatz 52A und einem daran befestigten Aufnahmeteil 52B besteht. Das Aufnahmeteil 52B ist somit um den gewünschten Winkel verschwenkbar und dient zur Aufnahme von Biegewelle 15, Biegerolle 16 und Meniskierrollen 25 und 26:

Zunächst ist am Aufnahmeteil 52B ein Meniskierblock 60 mit einem Halteblock 60A und einer Linearführung 60B vorgesehen, letztere dient hierbei zur Erzeugung des Meniskierhubes M.

Das Aufnahmeteil 52B trägt ebenfalls eine Halterung 70, die eine Meniskierrollenhalterung 70A, eine Biegewellenhalterung 70B und die oben schon erwähnte Biegerollenhalterung 70C umfaßt. Die Bauteile der Halterung 70 stellen somit die Verbindung sowohl der Biegewelle 15 als auch der Meniskierrollen 25, 26 mit dem Meniskierblock 60 her.

Die Zuordnung dieser Bauteile bewirkt also, daß sämtliche Funktionseinheiten (Biegerolle, Biegewelle und hier auch die Meniskierrollen) der Verschwenkung um den Winkel α folgen, so daß die Positionierung der Biegerolle 16 vom Verschwenkungswinkel α und vom Biegewinkel β bestimmt ist.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Biegen eines Biegeprofils (100), insbesondere von Draht, zu einer vorgegebenen, dreidimensionalen Form mit Hilfe von räumlich und funktionell einander zugeordneten Bauteilen zur Abbiegung des Drahtes wie z. B. Rollen (16, 25, 26) oder Wellen (15), wobei Meniskierrollen (25, 26) eine erste Biegung (Meniskierung) des Drahtes um eine Meniskierkante (MK) in einer ersten Biegeebene durchführen und eine zur Meniskierkante (MK) beabstandete, nachfolgende Biegerolle (16) eine zweite Biegung des Drahtes um eine Biegekante einer Biegewelle (15) in einer zur ersten Biegeebene orthogonalen, zweiten Ebene durchführt, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (BIC), die von der Mantelfläche der Biegewelle (15) gebildet wird in der Meniskierebene (E10) des Biegeprofils (100) beweglich ist und stufenlos verstellbar so positioniert wird, daß die Meniskierrichtung (MR) des bereits meniskierten Abschnitts des Biegeprofils (100) mit der Drehachse (BB) der Biegewelle (15) und somit der Biegekante (BK) der Biegewelle (15) einen vorgebbaren, konstanten oder über die Länge (L) des Biegeprofils (100) variablen Winkel (δ) bildet.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel (δ) zumindest über Teilabschnitte der Biegung in einem Bereich von 90° ± Δδ liegt, wobei der Korrekturwinkel (Δδ) eine Tordierung des Drahtes (100) beeinflußt.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (BK) linear verschiebbar ist.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (BK) durch eine Schwenkbewegung um einen ersten Schwenkwinkel (α, α1) um eine Positionierungsachse (PP) positioniert wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerolle (16) ebenfalls in der Meniskierebene (E10) oder einer dazu parallelen Ebene stufenlos positionierbar ist.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerolle (16) linear verschiebbar ist.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerolle (16) um einen zweiten Schwenkwinkel (α2) in der Meniskierebene (E10) um dieselbe Positionierungsachse (PP) drehbar positioniert wird.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Meniskierung des Drahtes in der Meniskierebene (E10) durch eine Verschiebung eines Paares von Meniskierrollen (25, 26) erfolgt, die den Draht zwischen sich einschließen, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschiebung linear als Meniskierhub (M) erfolgt.
  9. 9. Verfahren nach den Ansprüchen 3, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Linearverschiebung von Biegekante (BK) und Biegerolle (16) durch den Meniskierhub (M) der Meniskierrollen (25, 26) gebildet wird.
  10. 10. Verfahren nach Anspruch 4, 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschwenkungen um den Schwenkwinkel (α1, α2) dem Meniskierhub (M) überlagert werden, und daß die Biegekante (BK) relativ zu den Meniskierrollen (25, 26) so angeordnet wird, daß die Positionierungsachse (PP) beim Meniskierhub (M) auf der Mitte der Verbindungslinie (VV) der beiden Meniskierrollen (25, 26) verbleibt.
  11. 11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen (BB) der Biegekante (BK) parallel zur Achse (BA) der Biegerolle (16) gehalten wird (α1 = α2 = α).
  12. 12. Verfahren nach Patentanspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Meniskierhub (M) der Meniskierrollen (25, 26) eine Schwenkbewegung überlagert wird.
  13. 13. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Meniskierhub (M) parallel zur stationär gehaltenen Biegerolle (16) erfolgt.
  14. 14. Vorrichtung zum Biegen eines Biegeprofils (100), insbesondere zur Durchführung es Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegekante (BK), die Biegerolle (16) und die Meniskierrollen (25, 26) Bestandteil einer Baueinheit sind, die um eine gemeinsame Positionierungsachse (PP) innerhalb des Schwenkwinkels (α) schwenkbar gelagert ist, daß diese Baueinheit einen Schlitten (43) zur Erzeugung des Meniskierhubes (M) beinhaltet, auf dem die Biegekante (BK) und die Biegerolle (16) über Drehlager mit orthogonalen Drehachsen (D, S) gehalten sind, wobei die vertikale Drehachse (D) die Positionierungsachse (PP) und die horizontale Drehachse (S) die Schwenkachse (AA) der Biegerolle (16) bildet, und daß die Baueinheit einen Positionierungsblock (50) zur Bewegung innerhalb des Schwenkwinkels (α) beinhaltet, der aus einem Lagerblock (51) und einem darin bogenförmig geführten Schlitten (52A) mit einem Aufnahmeteil (52B) gebildet ist, an dem die Biegewelle (15), die Biegerolle (16) und die Meniskierrollen (25, 26) gehalten sind.
  15. 15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufnahmeteil (52B) ein Meniskierblock (60) mit einem Halteblock (60A) und einer Linearführung (60B) zur Erzeugung des Meniskierhubs (M) gehalten ist.
  16. 16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß am Aufnahmeteil (52B) eine Halterung (70) befestigt ist, die eine Meniskierrollenhalterung (70A), eine Biegewellenhalterung (70B) und eine Biegerollenhalterung (70C) umfaßt.
  17. 17. Vorrichtung nach Anspruch 15 und 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegerollenhalterung (70C) zur Erzeugung der Biegung in der zweiten Biegeebene (E20) um einen Biegewinkel (β) um eine erste Biegeachse (AA) verschwenkbar am Meniskierblock (60) gehalten ist, und die Biegerolle (16) um eine zweite Biegeachse (BA) drehbar an der Biegerollenhalterung (70C) gehalten ist, wobei diese beiden Achsen (AA, AB) parallel zueinander angeordnet sind.






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