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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Biegevorrichtung für einen
langgestreckten Werkstoff gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Eine
solche Biegevorrichtung, die in
DE 28 53 322 A offenbart ist, umfasst eine
Unterstützungsvorrichtung
zum Unterstützen
des langgestreckten Werkstoffes sowie eine Biegevorrichtung, die
den Werkstoff an einem Eingangspunkt abseits von der Unterstützungsvorrichtung
kneift. Die Biegevorrichtung wird angetrieben, um sich um einen
vorgegebenen Winkel zu drehen, um somit den Werkstoff zwischen der
Unterstützungsvorrichtung
und dem Eingangspunkt, an dem der gebogene Abschnitt des Werkstoffes
einen Außenumfang
einer Biegeform berührt,
zu biegen. Eine Zuführungsvorrichtung
bewegt den Werkstoff in Richtung zur Biegevorrichtung und legt eine
Position des Werkstoffes fest. Eine Bewegungsvorrichtung legt einen
Trennungsabstand zwischen der Unterstützungsvorrichtung der Biegevorrichtung
vor dem Biegen des Werkzeuges fest und erlaubt der Unterstützungsvorrichtung
und der Biegevorrichtung, sich während
des Biegens des Materials relativ zu bewegen.
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Als
eine Vorrichtung zum Biegen eines langen Werkstoffes, wie z. B.
eines Hohlstabes und eines massiven Rundstabes, gibt es eine CNC-Biegevorrichtung,
die ein Kaltbiegen ausführt.
Im Allgemeinen umfasst die CNC-Biegevorrichtung einen Wagen zum
Bewegen eines solchen Werkstoffes in Längsrichtung und zum Positionieren
desselben durch Greifen eines hinteren Endes desselben, eine Biegeform,
in der eine Nut mit einem etwas größeren Biegeradius als der Werkstoff
im Außenumfang
ausgebildet ist, und eine Klemme mit einer Nut ähnlich der Biegeform, die den
Werkstoff in Kooperation mit der Biegeform hält. In dieser CNC-Biegevorrichtung
wird durch Bewegen der Klemme längs
des Außenumfangs
der Biegeform der Werkstoff in die Nut gezogen und gebogen. Anschließend wird
der Wagen vorwärts
bewegt, wobei durch Drehen des Werkstoffes nach Bedarf die nächste Biegeoperation
ausgeführt wird.
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Da
bei den obenerwähnten
Biegevorrichtungen der Biegeradius des Werkstoffes durch den Biegeradius
der Biegeform bestimmt wird, sind die Arten der Biegeradien beschränkt. Da
ferner ein Kopfabschnitt bestehend aus der Biegeform, der Klammer und
dergleichen groß ist,
kann eine Bahn eines Biegewerkstoffes durch den Kopfabschnitt oder
eine andere angebrachte Ausrüstung
gestört
werden, wodurch möglicherweise
eine Biegeverarbeitungsform eingeschränkt wird.
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Da
die CNC-Biegevorrichtung die obenbeschriebene Einschränkung aufweist,
ist das Heißbiegen
unter Verwendung einer dedizierten Gesamtbiegeform für jedes
Produkt üblich
für z.
B. einen massiven Stabilisator. Die dedizierte Gesamtbiegeform ist jedoch
recht teuer und die Fertigungskosten sind relativ hoch, wenn eine
Biegeform auch für
ein Produkt mit einer kleinen Fertigungsmenge vorbereitet wird. Da
ferner Ersatzteile geliefert werden müssen, auch nachdem deren Fertigung
gestoppt worden ist, muss deren spezielle Biegeform für eine lange
Zeitspanne aufbewahrt werden, so dass eine große Menge an Raum erforderlich
ist. Im Fall der Herstellung eines Prototyps, der nicht mit der
CNC-Biegevorrichtung kalt verarbeitet werden kann, entspricht ein
erfahrener Arbeiter dieser Anforderung, indem er das Material teilweise
erwärmt
und manuell biegt. Es besteht daher das Problem, dass der von einem
Kunden benötigte
Termin nicht in zufriedenstellender Weise erfüllt werden kann.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE
ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Biegevorrichtung
für einen
langen Werkstoff zu schaffen, die zum Kaltbiegen eines Werkstoffes
mit einem beliebigen Krümmungsradius und
Biegewinkel ohne Verwendung irgendeiner speziellen Biegeform fähig ist.
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Um
die obige Aufgabe zu lösen,
schafft die vorliegende Erfindung eine Biegevorrichtung für einen
langen Werkstoff mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
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Im
Folgenden wird die Funktion der vorliegenden Erfindung mit Bezug
auf die 1 und 2 beschrieben.
Wenn die Biegevorrichtung 2 um einen Winkel ϕ an
einem Eingangspunkt B gedreht wird, wird ein gleichmäßiges Moment
auf den Werkstoff ausgeübt,
der von der Unterstützungsvorrichtung 1 zwischen
dem Eingangspunkt B und einem Unterstützungspunkt A unterstützt ist,
so dass der Werkstoff B um den Winkel ϕ mit einem vorgegebenen Krümmungsradius
gebogen wird. In diesem Fall kann der Krümmungsradius des Werkstoffes
W eingestellt werden durch Festlegen eines Trennungsabstands S zwischen
dem Eingangspunkt B und dem Unterstützungspunkt A in geeigneter
Weise. Das heißt,
gemäß der vorliegenden
Erfindung kann der Werkstoff W mit einem beliebigen Krümmungsradius
und Biegewinkel ohne Verwendung irgendeiner speziellen Biegeform gebogen
werden. Durch Drehen der Biegevorrichtung in einer Richtung entgegengesetzt
zu derjenigen, die in 1 gezeigt ist, kann der Werkstoff
ferner umgekehrt gebogen werden, so dass es möglich wird, eine Störung zwischen
dem Werkstoff W und der Biegevorrichtung oder einer anderen angebrachten
Ausrüstung
zu verhindern.
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Nachdem
der Biegevorgang an einer Position abgeschlossen ist, wird der Werkstoff
W in Richtung zur Biegevorrichtung mittels der Zuführungsvorrichtung
zugeführt
und das nächste
Biegen gestartet. Zu diesem Zeitpunkt bewegt die Bewegungsvorrichtung
die Unterstützungsvorrichtung 1 und/oder
die Biegevorrichtung 2, um somit einen Trennungsabstand
S einzustellen. 1 zeigt ein Beispiel, in welchem
die Unterstützungsvorrichtung
auf einem Vorrichtungshauptkörper
fixiert ist, während
die Bewegungsvorrichtung 3 die Biegevorrichtung bewegt.
In diesem Fall ist die Bewegungsvorrichtung 3 ein Hebel,
der in Lateralrichtung in 1 bezüglich der
Unterstützungsvorrichtung 1 beweglich
ist und um einen Endabschnitt gegenüberliegend der Biegevorrichtung 2 drehbar
ist.
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2 zeigt ein Beispiel, in welchem die Biegevorrichtung 2 auf
dem Vorrichtungshauptkörper
fixiert ist, während
die Bewegungsvorrichtung die Unterstützungsvorrichtung 1 bewegen
kann. Die Bewegungsvorrichtung 3 ist ein Hebel, der sich
der Biegevorrichtung 2 nähern oder von dieser entfernen
kann und um einen Endabschnitt gegenüberliegend der Biegevorrichtung 2 gedreht
wird. Wenn mit einer solchen Struktur die Biegevorrichtung 2 gedreht
wird, wird die Bewegungsvorrichtung 3 dem Biegen des Werkstoffes
W folgend bewegt.
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In 1 kann
die Bewegungsvorrichtung 3 mit einer Antriebsvorrichtung
versehen sein. Zum Beispiel kann durch Anordnen von Hydraulikzylindern
auf beiden Seiten der Bewegungsvorrichtung 3 und Koppeln
eines Kolbens des Hydraulikzylinders mit einem Außenumfang
der Biegevorrichtung 2 entsprechend einem geeigneten Verfahren
die Hubbewegung des Kolbens in eine Drehbewegung der Biegevorrichtung 2 umgesetzt
werden. Alternativ ist es zulässig,
die Bewegungsvorrichtung 3 mit einem Rotationsantriebsmechanismus
zu versehen, wie z. B. einem Hydraulikmotor, und ferner diesen Rotationsantriebsmechanismus
mit der Biegevorrichtung 2 zu versehen. In diesem Fall
wird jedoch die Reaktionskraft des auf die Biegevorrichtung 2 ausgeübten Moments
auf ein Drehzentrum P der Bewegungsvorrichtung 3 ausgeübt. Folglich
wird ein zusätzliches
Moment auf den Werkstoff W ausgeübt,
so dass der Biegeradius an entsprechenden Punkten des Werkstoffes
nicht gleichmäßig ist.
Dieses zusätzliche
Moment in 1 wird im Folgenden analysiert.
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Es
sei angenommen, dass eine Reaktionskraft, die auf das Drehzentrum
P der Bewegungsvorrichtung 3 in 3 ausgeübt wird,
gleich F ist, und ein mittels der Biegevorrichtung auf das Material
W ausgeübtes
Moment gleich MW ist. Dieses Moment MW ist ein Moment, das gleichermaßen auf
die entsprechenden Punkte des Werkstoffes wirkt. Bei Gleichgewicht
des Moments um den Punkt B, das auf die Bewegungsvorrichtung in 3 ausgeübt wird, ergibt
sich die folgende Formel. F·L1 = M (1)
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Bei
Gleichgewicht des Moments um den Punkt B, das auf den Werkstoff
wirkt, ergibt sich die folgende Formel. F·L2 + MW = M (2)
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Hierbei
gibt M in der Formel ein inhärentes Dämpfungsmoment
des Materials an und wird schematisch mit der folgenden Formel angegeben. M = d3·σ/6 (3)
- d:
- Materialdurchmesser
- σ:
- Beanspruchung bei
Nachgeben
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Gemäß der Formel
(2) wird das Moment F·L2 sowie das Moment MW von
der Biegevorrichtung auf den Werkstoff ausgeübt. Wenn die Länge L1 der Bewegungsvorrichtung lang festgelegt
ist, entsprechend der Formel (1), nimmt F umgekehrt proportional
ab. Somit nimmt der Ausdruck F·L2 in der Formel (2) ab. Durch Verlängern der
Strecke der Bewegungsvorrichtung in ausreichender Weise wird somit das
auf den Werkstoff ausgeübte
Moment im wesentlichen gleichmäßig gemacht,
wodurch der Biegeradius im wesentlichen gleichmäßig gemacht wird.
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Wenn
die Antriebsvorrichtung zum Drehen der Biegevorrichtung 2 dynamisch
von der Bewegungsvorrichtung 3 getrennt ist, ist in den
Formeln (1) und (2) F gleich 0 und MW gleich
M. Das heißt,
das Moment im gesamten Biegebereich S wird vorzugsweise gleichmäßig. In
dem in 1 gezeigten Beispiel ist es z. B. zulässig, die
Antriebsvorrichtung am Vorrichtungshauptkörper zu fixieren und die Antriebsvorrichtung
mit der Biegevorrichtung 2 mittels einer Vorrichtung eines
Gelenks, wie z. B. eines Universalgelenks, zu koppeln. Wenn im Gegensatz
hierzu das in 2 gezeigte Beispiel
dynamisch analysiert wird, kann das Moment im gesamten Biegebereich
S, obwohl es nicht vollständig
gleichmäßig sein
kann, in angemessener Weise gleichmäßig sein durch Einstellen der
Länge L1 der Bewegungsvorrichtung in ausreichender
Größe. Auch
in diesem Fall ist es daher wünschenswert,
die Länge
der Bewegungsvorrichtung in ausreichender Größe festzulegen.
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Vorzugsweise
weist die Unterstützungsvorrichtung
und/oder die Biegevorrichtung eine Greifvorrichtung zum lösbaren Greifen
des Werkstoffes mit seinen Innenumfangsflächen auf, die eine Konfiguration
aufweisen, die zu den Außenumfangsflächen des
Werkstoffes passt. Mit einem solchen Aufbau ist es möglich, das
Abflachen oder das Auftreten von Druckmarken zu verhindern, die
auftreten können, wenn
das Material gebogen wird. Ferner enthält die Zuführungsvorrichtung vorzugsweise
eine Drehvorrichtung zum Drehen des Werkstoffes um seine Achse in
Längsrichtung
und Einstellen einer Winkelposition. Durch Drehen des Werkstoffes
während
seiner Zuführung
kann ein dreidimensionales Produkt verarbeitet werden. Obwohl die
vorliegende Erfindung für eine
Kaltbiegeverarbeitung eines massiven Stabilisators geeignet ist,
ist indessen die vorliegende Erfindung nicht auf die Herstellung
eines solchen Produkts beschränkt.
Der Werkstoff für
die Verwendung ist ferner nicht auf einen Rundstab beschränkt, sondern
es kann ein Material mit einem beliebigen Querschnitt verwendet
werden, wie z. B. ein H-förmiger Kanal
und C-förmige
oder L-förmige
Kanäle.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Draufsicht zur Erläuterung
der Funktion der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt,
in dem der Werkstoff gebogen wird;
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2A ist
eine Draufsicht zur Erläuterung der
Funktion der vorliegenden Erfindung, die einen Zustand zeigt, in
dem der Werkstoff gebogen wird, während 2B eine
Draufsicht ist, die einen Zustand zeigt, in dem der Werkstoff ausgehend
von dem in (A) gezeigten Zustand gebogen worden ist;
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3 ist
eine Draufsicht, die eine Biegevorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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4 ist
eine Seitenansicht, die eine Biegevorrichtung der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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5 ist
eine Draufsicht, die die Biegevorrichtung der ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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6 ist
eine Draufsicht, die eine Biegevorrichtung einer zweiten Ausführungsform
zeigt; und
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7 ist
eine Seitenansicht, die eine Biegevorrichtung der zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1. Erste Ausführungsform
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A. Aufbau der ersten Ausführungsform
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Im
Folgenden werden die bevorzugten Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die 4 und 5 beschrieben.
Die Biegevorrichtung dieser Ausführungsform
umfasst einen Hebelpositionierungsmechanismus (Bewegungsvorrichtung) 20,
einen Werkstoffzuführungsmechanismus
(Zuführungsvorrichtung) 40 und
einen Biegekopfabschnitt (Biegevorrichtung) 60, wobei diese Komponenten
auf einem Rahmen 10 montiert sind. Der Aufbau dieser Komponenten
wird im Folgenden beschrieben. Das Bezugszeichen 21 in
der Figur bezeichnet eine Führungsschiene,
wobei ein Gleitrahmen 22 in Lateralrichtung in 4 gleitend
unterstützt
ist. Ein Motor 23 ist auf dem Rahmen 10 vorgesehen,
wobei seine Abtriebswelle 23a horizontal ausgerichtet ist.
Ein Endabschnitt einer Kugelgewindespindel 24 ist mit einer
Abtriebswelle 23a des Motors 23 gekoppelt, während der
andere Endabschnitt der Kugelgewindespindel 24 durch ein
am Rahmen 10 montiertes Lager 25 drehbar unterstützt ist.
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Das
Bezugszeichen 27 in der selben Figur bezeichnet einen beweglichen
Anschlag, der durch eine Führungsschiene 21 gleitend
unterstützt
ist. Eine Kugelgewindespindel (Innengewinde) ist im beweglichen
Anschlag 27 vorgesehen, so dass sie mit der Kugelgewindespindel 24 in
Eingriff ist. Wenn die Kugelgewindespindel 24 rotiert,
wird der bewegliche Anschlag 27 längs der Führungsschiene 21 linear
hin und her bewegt. Der bewegliche Anschlag 27 ist ein separates
Bauteil, das von der Klammer 26 abgenommen werden kann
und eine Funktion wie ein Anschlag zum Positionieren der Klammer 26 hat.
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Ein
Luftzylinder 28 ist auf dem Rahmen 10 montiert,
während
ein Endabschnitt seines Kolbens 28a gegen einen Gleitrahmen 22 gepresst
wird. Dieser Luftzylinder 28 drückt die Klammer 26 gegen
den beweglichen Anschlag 27, wenn der Motor 23 rotiert, um
den Gleitrahmen 22 zu bewegen. Das heißt, der Luftzylinder 28 hat
die Funktion der Stabilisierung des An schlags des Gleitrahmens 22,
um somit dessen Positionierungsgenauigkeit zu verbessern.
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Eine
Welle 29, deren Axiallinie vertikal ausgerichtet ist, ist
auf dem Gleitrahmen 22 drehbar unterstützt. Ein oberer Endabschnitt
der Welle 29 ragt aus dem Gleitrahmen 22 hervor,
wobei ein proximaler Endabschnitt des Hebels 30 an diesem
oberen Endabschnitt der Welle 29 befestigt ist. Indessen
bezeichnet das Bezugszeichen 31 in derselben Figur eine
Rippe, die den Hebel unterstützt,
so dass er nach oben gerichtet ist. Ein Endabschnitt des Hebels 30 reicht über den
Biegekopfabschnitt 60, während eine Klemmvorrichtung
(Unterstützungsvorrichtung) 32 an
einer oberen Oberfläche
derselben vorgesehen ist. Die Klemmvorrichtung 32 kann
geöffnet
oder geschlossen werden, wobei eine (nicht gezeigte) Nut mit einem
Krümmungsradius
etwas größer als
derjenige eines Rundstabes, der ein Werkstoff W ist, in einer Innenumfangsoberfläche der
Klemmvorrichtung 32 ausgebildet ist.
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Als
nächstes
wird der Werkstoffzuführungsmechanismus 40 beschrieben.
Eine Führungsschiene 41 ist
auf einer oberen Oberfläche
des Hebels 30 vorgesehen, während ein Wagen 42 gleitend
in einer Lateralrichtung bezüglich 4 mittels
der Führungsschiene
unterstützt
ist. Ein Motor (Rotationsvorrichtung) 43 ist auf dem Wagen 42 vorgesehen,
wobei der Motor 43 ein Spannfutter 45 dreht, das über eine
Untersetzungsvorrichtung 44 geöffnet/geschlossen werden kann.
Obwohl nicht gezeigt, ist der Hebel 30 oder Wagen 42 mit
einem Motor versehen, sowie ferner mit geeigneten Kraftübertragungsvorrichtung, wie
z. B. einem Kugelgewindespindel/Kugelumlaufmutter-Mechanismus, einer
Steuerkette und einem Steuerriemen. Durch einen solchen Mechanismus kann
der Wagen 42 auf der Führungsschiene 41 bewegt
werden. Das Bezugszeichen 42a in 5 bezeichnet
eine Abdeckung des Wagens 42, während 4 einen
Zustand zeigt, in dem die Abdeckung 42a abgenommen ist.
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Als
nächstes
wird der Biegekopfabschnitt 60 beschrieben. Ein Motor (Antriebsvorrichtung) 61 ist auf
dem Rahmen 10 montiert. Eine Abtriebswelle 61a des
Motors 61 ist mit einer Untersetzungsvorrichtung 62 gekoppelt.
Eine Abtriebswelle 62a der Untersetzungsvorrichtung 62 ragt
nach oben, wobei ihr oberer Endabschnitt in den Kopf 63 eingeführt ist.
Eine Biegespannvorrich tung 64 ist in vertikaler Richtung
gleitfähig
und drehbar an einem Endabschnitt des Kopfes 63 unterstützt. Ein
Zwischenabschnitt in Vertikalrichtung der Spannvorrichtung 64 ist
mit der Abtriebswelle 62a der Untersetzungsvorrichtung 62 über einen geeigneten Übertragungsmechanismus,
wie z. B. eine Steuerkette, verbunden. Ein unterer Endabschnitt,
der aus dem Kopf 63 der Biegespannvorrichtung 64 hervorsteht,
ist mit dessen oberen Endabschnitt verbunden, so dass er relativ
drehbar ist. Ein Einabschnitt eines Hebels 66, dessen Zentralabschnitt
drehbar durch eine Klammer 65 unterstützt ist, ist drehbar auf dem
unteren Endabschnitt der Biegespannvorrichtung 64 montiert.
Der andere Endabschnitt des Hebels 66 ist drehbar an einem
Kolben 67a eines Hydraulikzylinders 67 befestigt.
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Ein
Paar Biegeblöcke 68 ist
auf einer oberen Stirnfläche
der Biegespannvorrichtung 64 montiert. Die Biegeblöcke 68 sind
durch ein Intervall voneinander getrennt, das etwas größer ist
als der Durchmesser des Werkstoff W. Obwohl gemäß dieser Ausführungsform
die Biegeblöcke 68 fixiert
sind, sind diese vorzugsweise so ausgebildet, dass sie ähnlich der obenerwähnten Klemmvorrichtung 32 geöffnet/geschlossen
werden können.
In diesem Fall ist eine Nut mit einem etwas größeren Krümmungsradius als der Werkstoff
W in dessen Umfangsoberfläche
ausgebildet. Das Bezugszeichen 69 bezeichnet einen Ständer, der
den Kopf 63 am Rahmen 10 befestigt. Das Bezugszeichen 70 bezeichnet
eine Klammer, die den Hydraulikzylinder 67 am Ständer 69 befestigt.
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Als
nächstes
ist ein Paar hydraulischer oder pneumatischer Kolbenzylinder 71 über eine
Klammer 72 am hinteren Endabschnitt des Kopfes 63 montiert. Der
Kolbenzylinder 71 presst die Seitenflächen des Hebels 30 gleichermaßen mittels
seines Kolbens 71a, um somit den geneigten Hebel einzustellen, nachdem
das Material W in eine gerade Position gebogen worden ist.
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B. Operation der ersten
Ausführungsform
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Als
nächstes
wird die Operation der Biegevorrichtung mit dem obenbeschriebenen
Aufbau beschrieben.
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Ein
hinterer Endabschnitt des Werkstoffs W wird in das Spannfutter 45 des Werkstoffzuführungsmechanismus 40 eingesetzt,
wobei ein vorgegebener Schalter einer (nicht gezeigten) Steuertafel
eingeschaltet wird. Anschließend
greift das Spannfutter 45 den Werkstoff W, wobei sich der
Gleitrahmen 22 bewegt, so dass ein Intervall zwischen der
Klemmvorrichtung 32 und dem Biegeblock 68 gleich
einer Strecke wird, die auf eine erste Biegeverarbeitung eingestellt
ist. Da zu diesem Zeitpunkt das Ventil des Luftzylinders 28 geschlossen
ist, bewegt sich der Gleitrahmen 22 entgegen einer Zwangskraft
des Kolbens 28a. Folglich wird der Anschlag des Gleitrahmens 22 stabilisiert,
um somit die Positionierungsgenauigkeit zu verbessern. Ferner bewegt
sich der Wagen 42 so, dass er den Werkstoff W bis zur ersten Biegeposition
fördert.
Das Bewegungsmaß des
Wagens 42 wird korrigiert durch Addieren eines Bewegungsmaßes des
Gleitrahmens 22.
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Wenn
der Wagen 42 vorwärts
bewegt wird, wird der Werkstoff W in einen Spalt in der Klemmvorrichtung 32 und
einen Spalt im Biegeblock 68 eingeführt. Wenn der Werkstoff W lang
ist, kann dann, wenn der Werkstoff W in das Spannfutter 45 eingelegt
wird, der Werkstoff W die Klemmvorrichtung 32 oder den
Biegeblock 68 erreichen. Als nächstes wird die Klemmvorrichtung 32 geschlossen,
um den Werkstoff W zu greifen, woraufhin die Biegespannvorrichtung 64 um
einen als ersten Biegewinkel festgelegten Winkel gedreht wird. Folglich
wird ein im wesentlichen gleichmäßiges Moment
auf den Werkstoff W zwischen der Klemmvorrichtung 32 und
dem Biegeblock 68 ausgeübt,
so dass der entsprechende Abschnitt mit dem eingestellten Krümmungsradius gebogen
wird. Zu diesem Zeitpunkt ist das Ventil des Luftzylinders 28 geöffnet, um
somit den Gleitrahmen 22 gleitfähig zu lassen. Der Hebel 30 wird
um die Welle 29 einer Biegung des Werkstoffes W folgend gedreht
und bewegt sich gleichzeitig vorwärts.
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Als
nächstes
wird der Kolben 67a des Hydraulikzylinders 67 gestreckt,
so dass die Biegespannvorrichtung 64 absinkt, woraufhin
der Biegeblock 68 vom Werkstoff W freigegeben wird. Folglich ist
der Hebel 30 bezüglich
der Welle 29 drehbar gemacht. Anschließend werden die Kolbenzylinder 71 betätigt, so
dass die Kolben 71a gestreckt werden, um die Seitenflächen des
Hebels 30 gleichmäßig zu pressen.
Als Ergebnis wird der Hebel 30 in einem geraden Zustand
bezüglich
der Biegespannvorrichtung 64 positioniert. Als nächstes bewegt
sich der Gleitrahmen 22, so dass ein Intervall zwischen
der Klemmvorrichtung 32 und der Biegespannvorrichtung 68 gleich
dem für
einen zweiten Biegeprozess eingestellten Abstand wird. Um den Gleitrahmen 22 aus
seiner Ausgangsposition vorwärts
zu bewegen, wird der bewegliche Anschlag 27 vorwärts bewegt, wobei
zu diesem Zeitpunkt durch Drosseln des Ventils des Luftzylinders 28 die
Klammer 26 gegen den beweglichen Anschlag 27 gedrückt wird.
Um den Gleitrahmen 22 zurückzuziehen, wird der bewegliche Anschlag 27 zurückgezogen
und der Kolben 28a des Luftzylinders 28 gestreckt,
um somit die Klammer 26 zurückzudrücken. Als nächstes wird die Klemmvorrichtung 32 geöffnet und
der Wagen 42 vorwärts
in die zweite Biegeposition bewegt, um somit den Werkstoff W zuzuführen und
den Werkstoff W mit einem eingestellten Winkel zu drehen.
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Als
nächstes
wird die Klemmvorrichtung 32 geschlossen, um den Werkstoff
W zu greifen. Zu diesem Zeitpunkt wird die Biegespannvorrichtung 64 bereits
umgekehrt gedreht und in ihre ursprüngliche Winkelposition zurückgebracht.
Anschließend
wird die Biegespannvorrichtung 64 angehoben, so dass der
Biegeblock 68 den Werkstoff W kneift. Die Biegespannvorrichtung 64 wird
um einen Winkel gedreht, der als zweiter Biegewinkel festgelegt
ist. Nachdem der Werkstoff W mit einer festgelegten Häufigkeit
auf diese Weise gebogen worden ist, wird die Biegevorrichtung gestoppt.
Anschließend
werden das Spannfutter 45 und die Klemmvorrichtung 32 durch
Betätigen
eines vorgegebenen Schalters auf der Steuertafel geöffnet und
der gebogene Werkstoff W wird entnommen.
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Die
Biegevorrichtung mit dem obenbeschriebenen Aufbau ist fähig, den
Werkstoff W mit einem beliebigen Krümmungsradius und einem beliebigen Biegeradius
ohne Verwendung irgendeiner speziellen Biegeform zu biegen. Da der
Werkstoff W selbst dann gebogen werden kann, wenn die Biegespannvorrichtung 64 in
einer beliebigen Richtung gedreht wird, es ist möglich, eine Störung zwischen
dem Werkstoff W und der Biegevorrichtung oder einer anderen angebrachten
Ausrüstung
zu verhindern. Insbesondere in der obenbeschriebenen Ausführungsform
sind der Hebelpositionierungsmechanismus 20 und der Biegekopfabschnitt 60 getrennt
und eine Reaktionskraft auf das in der Welle 29 (im Drehpunkt des
Hebels 30) erzeugte Moment, wenn der Werkstoff W gebogen
wird, ist klein. Da ferner die Länge des
Hebels 30 ausreichend groß festgelegt ist, ist die in
der Welle 29 erzeugte Reaktionskraft sehr klein und eine
im Werkstoff W erzeugte Beanspruchung wird im wesentlichen gleichmäßig, wodurch
es möglich
wird, einen gleichmäßigen Krümmungsradius
zu erhalten. Da die Innenfläche
der Klemmvorrichtung 32 in einer Konfiguration ausgebildet
ist, die zum Außenumfang
des Werkstoffes W passt, ist es möglich, eine Abflachung und
eine Erzeugung einer Druckmarke, die auftreten können, wenn das Material W gebogen
wird, zu verhindern durch Formen der Innenfläche des Biegeblocks 68 in
einer solchen Konfiguration.
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2. Zweite
Ausführungsform
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Als
nächstes
wird die zweite Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die 6 und 7 beschrieben.
Das Bezugszeichen 80 in derselben Figur bezeichnet einen
Rahmen, wobei Führungsschienen 81 auf
einer oberen Fläche des
Rahmens 80 montiert sind. Ein Gleitrahmen (Bewegungsvorrichtung) 82 ist
durch die Führungsschienen 81 gleitend
unterstützt.
Obwohl nicht gezeigt, wird der Gleitrahmen 82 durch einen ähnlichen
Motor, eine Kugelgewindespindel und eine Kugelumlaufmutter wie in
der ersten Ausführungsform
bewegt, wobei ihm während
der Bewegung durch einen Luftzylinder ein Widerstand entgegengesetzt
wird. Ein hinterer Endabschnitt des Hebels 83 ist durch
den Gleitrahmen 82 drehbar unterstützt. Ein vorderer Endabschnitt
des Arms 83 ist am Rahmen 80 so befestigt, dass
ein Gattertyp-Rahmen 84 über einem Hebel 83 reitet.
Ein Unterstützungsblock
(Unterstützungsvorrichtung) 85 ist
an einer oberen Fläche
des Gattertyp-Rahmens 84 montiert.
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Eine
Biegespannvorrichtung 86 ist auf einer oberen Fläche des
vorderen Endabschnitts des Hebels 83 montiert, wobei ein
Biegeblock 87 auf einer oberen Fläche der Biegespannvorrichtung 86 vorgesehen
ist. Obwohl nicht gezeigt, ist die Biegespannvorrichtung 86 aufgrund
der gleichen Struktur wie in der ersten Ausführungsform vertikal gleitfähig. Ein Hydraulikzylinder
(Antriebsvorrichtung) 88 ist auf jeder der beiden Seitenflächen des
Hebels 83 montiert. Beide Endabschnitte einer Steuerkette 89 sind
mit den Kolben 88a des Hydraulikzylinders 88 gekoppelt. Die
Steuerkette 89 ist so gewickelt, dass sie ein (nicht gezeigtes)
Ritzel, das von einem Außenumfang
der Biegespannvorrichtung 86 hervorsteht, ergreift. Das Bezugszeichen 90 in derselben
Figur bezeichnet einen Werkstoffzuführungsmechanismus, der einen hinteren
Endabschnitt des Werkstoffes W greift, diesen in Axialrichtung zuführt und
diesen dreht.
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Als
nächstes
wird die Operation der Biegevorrichtung der zweiten Ausführungsform
beschrieben.
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Ein
hinterer Endabschnitt des Werkstoffes W wird vom Werkstoffzuführungsmechanismus 90 gegriffen,
wobei ein vorgegebener Schalter der (nicht gezeigten) Steuertafel
eingeschaltet wird. Folglich wird der Gleitrahmen 82 so
bewegt, dass ein Intervall zwischen dem Unterstützungsblock 85 und
dem Biegeblock 87 gleich einem Abstand wird, der für den ersten
Biegevorgang festgelegt ist. Gleichzeitig wird der Werkstoffzuführungsmechanismus 90 bis
zu einer ersten Biegeposition vorwärts bewegt.
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Wenn
der Werkstoffzuführungsmechanismus 90 vorwärts bewegt
wird, wird der Werkstoff W in einen Spalt im Unterstützungsblock 85 und
einen Spalt im Biegeblock 87 eingeführt. Als nächstes wird der Hydraulikzylinder 88 betätigt und
die Biegespannvorrichtung 86 um einen Winkel gedreht, der als
erster Biegewinkel festgelegt ist. Als Ergebnis wird ein Moment
auf den Werkstoff W in den Spalten des Blocks 85 und des
Biegeblocks 87 ausgeübt,
so dass der entsprechende Abschnitt gebogen wird. Gleichzeitig wird
der Hebel 83 gleitfähig
und drehbar belassen, so dass der Hebel 83 einer Biegung
des Werkstoffes W folgend bewegt wird.
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Als
nächstes
wird die Biegespannvorrichtung 86 abgesenkt, so dass der
Biegeblock 87 vom Werkstoff W freigegeben wird. In diesem
Zustand wird der Gleitrahmen 82 bewegt, wodurch das Intervall
zwischen dem Unterstützungsblock 85 und
dem Biegeblock 87 gleich der Strecke wird, die für den zweite Biegevorgang
festgelegt ist. Der Werkstoffzuführungsmechanismus 90 bewegt
den Werkstoff W bis zu einer zweiten Biegeposition vorwärts und
dreht den Werkstoff W um einen festgelegten Winkel. Als nächstes wird
die Biegespannvorrichtung 86 umgekehrt gedreht und in ihre
ursprüngliche
Winkelposition zurückgebracht
und angehoben, so dass der Biegeblock 87 den Werkstoff
W kneift. Die Biegespannvorrichtung 86 wird mittels der
Operation des Hydraulikzylinders 88 um einen Winkel gedreht,
der als zweiter Biegewinkel festgelegt ist. Eine festgelegte Anzahl
von Biegevorgängen
wird mit dem Werkstoff W ausgeführt,
woraufhin die Verarbeitung abgeschlossen ist.
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Mit
der Biegevorrichtung, die den obenbeschriebenen Aufbau aufweist,
können
im Wesentlichen die gleiche Funktion und die gleiche Wirkung wie
in der ersten Ausführungsform
erreicht werden. Da eine Winkelantriebsquelle der Biegespannvorrichtung 86 auf
dem Hebel 83 montiert ist, wird eine Reaktionskraft eines
Moments, das von der Biegespannvorrichtung 86 auf den Werkstoff
W ausgeübt
wird, auf die Welle 82 ausgeübt. Als Ergebnis wird ein zusätzliches
Moment auf den Werkstoff W ausgeübt,
so dass der Werkstoff W nicht vollständig mit einem gleichmäßigen Krümmungsradius
gebogen wird. Es ist daher empfehlenswert, so zu konstruieren, dass
eine Rotation des Motors 91 über eine Untersetzungsvorrichtung 92 oder
ein Universalgelenk 93 anstelle des hydraulischen Zylinders 88 auf
die Biegespannvorrichtung 86 übertragen wird, wie in 7 gezeigt
ist. Trotz der in 6 gezeigten Struktur können Änderungen
des Krümmungsradius
vernachlässigbar
gemacht werden, indem der Abstand zwischen der Welle 82 und
dem Unterstützungsblock 85 in
ausreichender Weise erhöht
wird.
-
3. Variationen
der Ausführungsformen
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Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die obenbeschriebenen Ausführungsformen
beschränkt, sondern
kann auf folgende verschiedene Arten innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche modifiziert
werden.
- (1) Durch Festlegen einer Bewegungsstrecke
des Gleitrahmens 82 ausreichend lang in der zweiten Ausführungsform
kann dieser gleichzeitig mit einer Funktion des Werkstoffzuführungsmechanismus 90 versehen
werden. Das heißt,
anstelle des Werkstoffzuführungsmechanismus 90 ist
ein Ständer
zum Unterstützen
des Werkstoffes angeordnet und der Unterstützungsblock 85 und
der Biegeblock 87 sind somit als Klemmvorrichtungen konstruiert,
die geöffnet/geschlossen
werden können.
Durch Bringen eines hinteren Endabschnitts des Werkstoffes in Kontakt
mit dem Anschlag des Ständers
wird der Werkstoff positioniert und der vordere Endabschnitt des
Werkstoffes wird durch den Biegeblock 87 gegriffen. Nachdem
der Werkstoff durch Vorwärts bewegen
des Gleitrahmens 82 auf die erste Biegeposition eingestellt
worden ist, wird anschließend
der Werkstoff mit dem Unterstützungsblock 85 geklemmt
und gleichzeitig der Biegeblock 87 geöffnet. Durch Zurückziehen des
Gleitrahmens 82 wird der Biegeblock 87 auf die
erste Biegeposition eingestellt und gedreht, um somit den Werkstoff
zu biegen. Ein solcher Aufbau kann auch auf die erste Ausführungsform angewendet
werden.
- (2) Die erste Ausführungsform
kann so konstruiert sein, dass die Biegespannvorrichtung 64 unter Verwendung
eines Hydraulikzylinders gedreht werden kann.