Verfahren und Vorrichtung zum Kaltumformen von Profilen aus Eisen- und Nichteisenmetallen durch räumliches Wickelrollbiegen

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Kaltumformen von Profilen aus Eisen- und Nichteisenmetallen, bei dem das ein Biegewerkzeug kontinuierlich durchlaufende Profil in allen drei Raumachsen (X, Y, Z) gebogen wird nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 und 4.

[0002] Räumliche Biegeverfahren sind bekannt. Beispielsweise ist mit der auf den gleichen Anmelder zurückgehenden DE-A1-36 18 701 bekannt, Profile aus Eisen- und Nichteisenmetallen durch ein räumliches Biegen praktisch jede gewünschte Formgebung zu verleihen. Bei dieser bekannten Vorrichtung wird jedoch das zu verformende Profil über ein Biegewerkzeug geführt, dort angepreßt und unter Formänderungsarbeit gebogen. Die Formänderungsarbeit findet also durch Abwälzung und durch Kraftübertragung am Biegewerkzeug statt.

[0003] Mit diesem bekannten Verfahren und der dazugehörenden Vorrichtung ist jedoch nicht ein hochpräzises Biegen von empfindlichen Profilen möglich.

[0004] Für die Verwendung in Fusionsreaktoren werden jedoch sogenannte Stellaratorspulen benötigt. Es handelt sich hierbei um räumlich gekrümmte, in sich geschlossene Spulenkörper, die mit hochempfindlichen, gegen Beschädigung zu schützende Spulenleiter zu bewickeln sind. Derartige Spulenleiter sind Hohlprofilstäbe, z. B. quadratischem oder rechteckigem Querschnitts. Sie tragen an der Außenseite eine gegen Beschädigung empfindliche Lackschicht und im Innenraum eine supraleitende Flüssigkeit, wobei während des Biegevorgangs weder eine Beschädigung der Außenhaut dieser empfindlichen Profile noch eine Veränderung im Querschnitt stattfinden darf.

[0005] Eine Vorrichtung, mit der ein Biegen ohne Beschädigung der Außenhaut erreicht werden kann, ist beispielsweise aus der US-A-4,624,121 bekannt. Diese Vorrichtung ermöglicht ein mehrdimensionales Biegen von Profilen mit horizontalen und vertikalen Biegemechanismen, sowie einen axialen Drehmechanismus. Dabei ist auf eine Grundplatte schwenkbar eine Bodenplatte derart angelenkt, daß diese um eine vertikale Achse verschwenkbar ist, an diese Bodenplatte ist im rechten Winkel und in Längsrichtung der Materiallängsachse eine vertikale Platte fest angebaut, an welche wiederum horizontale Biegeeinrichtungen angebracht sind, und durch welche das zu biegende Material durchgeführt wird und hinter welchen vertikale Biegeeinrichtungen angeordnet sind. Hierbei sind die vertikalen Biegeeinrichtungen gegenüber der Horizontalachse schwenkbar. Mit dieser herkömmlichen Biegevorrichtung ist es möglich, das zu biegende Profil räumlich zu biegen, jedoch eignet sich diese Vorrichtung besonders zum Biegen von Kurzteilen und weist daher keinerlei Wickelformen oder Aufnahmeeinheiten für gebogenes Material auf und eignet sich deshalb nicht zum Biegen von langen und geschlossenen Spulenkörpern.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein eingangs genanntes Verfahren und die dazugehörende Vorrichtung so weiterzubilden, daß die beschriebenen empfindlichen geschlossenen Profile, z. B. Spulkörper mit hoher Präzision ohne Beschädigung gebogen werden können.

[0007] Zur Lösung der Aufgabe sieht das Verfahren die Merkmale des Patentanspruchs 1 vor. Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe durch die technische Lehre des Patentanspruches 4 gelöst.

[0008] Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß das Biegewerkzeug als Biegekopf ausgebildet ist, und daß dem den Biegekopf verlassenden fertig gebogenen Profil eine Wickelform in geringem Abstand genau fluchtend unter der Biegelinie des Biegekopfes in allen drei Raumachsen (X,Y,Z) verstellbar und zusätzlich drehbar derart nachgeführt wird, daß das fertig gebogene Profil ohne weitere Formänderungsarbeit auf die Wickelform aufgenommen wird.

[0009] Wesentlich ist also, daß das zu biegende Profil (Spulenleiter) von einem frei im Raum arbeitenden Biegekopf gebogen wird, ohne daß ein Biegewerkzeug (Biegeschablone) verwendet wird, an welcher erst durch kraftschlüssiges Anlegen die zur Biegung notwendige Formänderungsarbeit geleistet wird.

[0010] Wesentliches Merkmal der Vorrichtung ist es, daß zunächst von einem in X-Richtung frei in den Raum weisenden Konsolarm ausgegangen wird, der im weiteren auch in Z-Richtung verschiebbar ist. Das zu verformende Profil wird in dieser bevorzugten Richtung, das heißt in X-Richtung in den Biegeraum eingeführt und am Biegekopf räumlich gebogen.

[0011] Um nun eine unzulässige Verbiegung dieses fertig gebogenen, empfindlichen Profils zu vermeiden ist vorgesehen, daß zur Lagensicherung des fertig gebogenen Profils eine Wickelform genau fluchtend unter der Biegelinie des Biegekopfes in geringem Abstand in allen drei Raumachsen verstellbar und zusätzlich drehbar nachgeführt wird.

[0012] Es handelt sich also um ein räumliches Wickelrollbiege-Verfahren (abgekürzt RWRB-Verfahren) mit dem bevorzugt ein Bewickeln in sich geschlossener Spulen möglich ist. Dieses Bewickeln erfolgt dadurch, daß die Wickelform drehbar angetrieben unterhalb des Biegekopfes angeordnet ist und das die Biegeform verlassende, räumlich gebogene Profil im Sinne einer Aufwickelvorrichtung aufnimmt.

[0013] Statt des drehenden Antriebes der Wickelform ist auch ein linearer Antrieb der Wickelform denkbar, d.h. das räumlich gekrümmte Profil verläßt dann in Richtung seiner Längsachse den Biegekopf und wird aus einem gleichfalls in Richtung der Längsachse bewegbaren Wickelform aufgenommen.

[0014] Die Wickelform ist hierbei (in beiden oben beschriebenen Ausführungsformen) direkt unterhalb und in geringem Abstand vom Auslaufende des Biegekopfes angeordnet, so daß eine weitere, nicht erwünschte Formänderungsarbeit beim Übergang vom Biegekopf auf die Wickelform vermieden wird.

[0015] Wird das Verfahren zur Bewicklung einer Stellaratorspule verwendet, ist das zu biegende Profil ein Spulenleiter und die Wickelform dient also lediglich der Aufnahme und Lagensicherung der fertig gebogenen Spulenleiter und in der Wickelform selbst wird keine Formänderungsarbeit mehr geleistet.

[0016] Zur Erzielung eines gedrängten, eng zusammenliegenden Wickelaufbaues ist es jedoch erforderlich, daß die fertig gebogenen Spulenleiter unter geringer Spannung in Längsrichtung dicht aneinander liegend auf der Wickelform gewickelt werden.

[0017] Hierzu ist nach dem Gegenstand des Anspruches 2 vorgesehen, daß in positiven Formungsbereichen der Stellaratorspule der Drehantrieb des Werkzeugtisches geringfügig schneller dreht als es der Abzugsgeschwindigkeit der Rollstation des Biegekopfes entspricht, so daß eine geringfügige Spannung in Längsrichtung auf das fertig gebogene Profil aufgebracht wird, die damit "relativ stramm", unter einer leichten Vorspannung Lage auf Lage, auf die Wickelform aufgewickelt werden. Die Vorspannung kann variabel von Null beginnend bis auf eine maximale Vorspannung über den Drehantrieb eingestellt werden.

[0018] Soweit jedoch die Stellaratorspule auch "negative Formungsbereiche" aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Differenzgeschwindigkeit und der sich damit ergebende Vorlauf zwischen dem Drehantrieb des Werkzeugtisches und der Abzugsgeschwindigkeit der Rollstationen des Biegekopfes zu Null gemacht wird und dadurch ein "strammes Aufwickeln" in diesen Bereichen entfällt. In diesen Bereichen wird vielmehr das fertig geformte Profil durch Schieber und andere Lagensicherungsmittel festgehalten, die erst dann entfernt werden, wenn dieser kritische negative Formungsbereich durch die darüberliegende Lage gesichert ist.

[0019] Die darüberliegende Lage wird dann wiederum durch die vorher beschriebenen Lagensicherungsmittel gehalten.

[0020] Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens verwendet also ein die Formänderungsarbeit ausführendes Biegewerkzeug, das als starr am freien Ende eines Konsolarmes angeordneter Biegekopf ausgebildet ist, und wobei in geringem Abstand zum Biegekopf eine Wickelform zur Aufnhame des fertig gebogenen Profils derart dreidimensional verstellbar und drehend antreibbar auf einem Werkzeugtisch angeordnet ist, daß das fertig gebogene Profil ohne weitere Formänderungsarbeit auf der Wickelform aufgenommen werden kann.

[0021] Eine Biegemaschine zur dreidimensionalen Nachführung der Wickelform weist im wesentlichen folgende Maschinenteile auf:

• ein Maschinenrahmen,
• ein darüberliegender Schlitten, der auf dem Maschinenrahmen in X-Richtung verfahrbar ist, wobei der Schlitten Träger des Y-Schienensystems ist,
• ein darüber sich befindender Portalschlitten, der in Y-Richtung verfahrbar ist,
• der Portalschlitten hat jeweils beidseitige Säulenrahmen, die schwere Lagerschilder tragen zur Aufnahme einer Schwinge, die Lagerschilder sind über seitliche Schlitten vertikal verfahrbar,
• die Schwinge nimmt ein kleineres Portal auf, welches seitlich über Schlitten vertikal verfahrbar ist,
• auf diesem Portal ruht ein Basisdrehtisch,
• der Basisdrehtisch hält über einem Kastenrahmen in einer zweiten Ebene einen Werkzeugtisch, auf welchem die Wickelform gelagert ist, über welche das Profil formgewickelt wird,
• der Biegekopf (mit räumlicher Biegefähigkeit) ist zusammen mit einem KOnsolarm verschiebbar angeordnet,
• die Biegestation ist über zehn Achsen gesteuert und kann jeden beliebigen Biegepunkt einer Wickelform anfahren.

[0022] Zum Einführen des vom Coil abzuwickelnden Spulenleiters gehört eine Profilrichtanlage, welche CNC-gesteuert ist. Sie besteht aus verschiedenen Rollensätzen in Tandemausführung, welche alle motorisch angetrieben sind und in X-, Y- und Z-Richtung sowie drehend so ausgerichtet sind, um ein sauberes Richten zu ermöglichen.
Diese Profilrichtanlage richtet das Leiterprofil des Hohlleiters, wenn es von einem Coil abgewickelt wird.

[0023] Die Coilstation, auf welcher der Hohlleiter abgewickelt ist, besteht aus einem Grund-Fundamentschienenrahmen in Y-Richtung zur Aufnahme eines Fahrchassis. Auf dem Fahrchassis ist der Lagerrahmen angeordnet zur Aufnahme des Coils. Der Lagerrahmen ist über zwei Schienentürme über in Z-Richtung verfahrbar, sowie in Y-Richtung. Damit kann das abzuwickelnde Profil immer exakt auf der gleichen Abrollposition gehalten werden zur Einführung in die Profilrichtanlage.

[0024] Die Coilstation hat also die Aufgabe stets dafür zu sorgen, daß das von diesem Coil abzuwickelnde Hohlprofil genau immer in der gleichen Lage in die RWR-Biegestation eingeführt wird. Die soll verhindern, daß unzulässige Biegungen und Verformungen auf den Hohlleiter bereits schon vor Einlaufen in die Biegemaschine erzeugt werden. Ferner ist diese relativ aufwendig gebaute Coilstation Voraussetzung dafür, daß die Leiter immer auf ein Zehntel Millimeter genau in die Biegestation eingeführt werden, nur dadurch kann die geforderte Genauigkeit beim Biegevorgang selbst erzeugt werden.

[0025] Teil der Gesamtanlage zum Biegen derartiger Hohlleiter ist noch eine Coil-Transportanlage, die aus einer Schienenanlage besteht, die von der RWR-Biegestation zur Coilstation führt. Nachdem das erste Coil abgewickelt wurde wird das Coilgestell aus dem Lager ausgeklinkt und auf der Schienenanlage nach hinten herausgefahren zum Abtransport. Das aufgewickelte zweite Coil, das bisher im Lagerraum der RWR-Biegestation untergebracht war, wird abgerollt über die Schienenanlage in die Coilstation eingefahren, eingeklinkt und auf die Position gebracht. Mit einem mobilen Richtgerät wird die nun frei abgerollte Profilstrecke fluchtend ausgerichtet, in den Biegekopf und in die Richtmaschine eingefädelt und für den zweiten Wickelvorgang mit umgekehrtem Drehsinn vorbereitet. der Technik neu sind.

[0026] Im folgenden wird die Erfindung anhand von lediglich einen Ausführungsweg darstellende Zeichnungen näher erläutert. Hierbei gehen aus den Zeichnungen und ihrer Beschreibung weitere erfindungswesentliche Merkmale und Vorteile der Erfindung hervor.

[0027] Es zeigen:

Figur 1:

die Stellaratorspule in Draufsicht, nämlich in Richtung des Pfeiles A in Figur 3;

Figur 2:

die gleiche Stellaratorspule in Ansicht des Pfeiles B in Figur 1

Figur 3:

die Seitenansicht der Stellaratorspule;

Figur 4:

einen Schnitt gemäß der Linie C/D in Figur 1 durch die Stellaratorspule;

Figur 5:

das Innenprofil der Stellaratorspule gemäß Figur 4, wobei schematisiert der Wicklungssinn und die Anordnung der einzelnen Wicklungen der Innenspule 2 sowie der Außenspule 6 angegeben ist;

Figur 6:

eine RWB-Biegemaschine nach der Erfindung in Seitenansicht;

Figur 7:

die Draufsicht auf Figur 6

Figur 8:

die Stirnansicht der Maschine.

[0028] Wichtig ist der Hinweis, daß zwar eine Wickelform verwendet wird, welche hinsichtlich der Flächen 7,8 die Formgebung einer Stellaratorspule 1 aufweist, wobei jedoch diese Wickelform 48 lediglich die Innenwand 7 sowie die Bodenwand 8 aufweist, so daß die zu biegenden Spulenleiter 2-6 in diese offene, nur durch die beiden Wände 7,8 begrenzte und definierte Wickelform 48 eingelegt werden.

[0029] Wichtig ist der Hinweis, daß diese Wickelform 48 nun nicht auf Zug beansprucht wird, d. h. die zu biegenden Spulenleiter 2,6 werden nicht unter Streckung und Biegung an den Wänden dieser Wickelform 48 abgewälzt oder entlanggeführt, sondern die Wickelform 48 dient nur als räumliches Auflager oder als Lagerbock für die räumlich zu biegenden Einzelspulen.

[0030] Das bedeutet, daß die Einzelspulen frei sphärisch im Raum gebogen werden, und zwar von einer Biegemaschine wie sie nachfolgend beschrieben wird und die so gebogenen Einzelspulen werden dann ohne Zug, Druck oder Streckbeanspruchung auf die Wickelform 48 aufgelegt oder eingelegt.

[0031] Die Wickelform 48 dient also nur dazu, daß die räumlich bereits fertig von der Biegemaschine gebogenen Spulen 2-6 nur aufgelegt werden und Stoß an Stoß aneinander gefügt werden, so daß nach Beendigung des Wickelvorganges das genaue Außenprofil einer Stellaratorspule 1 durch die aufeinander gewickelten Einzelspulen 2-6 erreicht wird.

[0032] Das Grundprinzip der vorliegenden Biegemaschine beruht darauf, daß zunächst die Wickelform auf einem in dreidimensionaler Ebene bewegbaren Basisdrehtisch aufliegt, der jede räumliche Bewegung im Raum ausführen kann, einschließlich einer Drehbewegung. Diese dreidimensionale Bewegung der Wickelform hat nach der vorliegenden Erfindung den Zweck, die Wickelform dem zu biegenden Hohlleiter bzw. Spule nachzuführen.

[0033] Das heißt also, der Biegekopf selbst ist stationär angeordnet und er steht frei im Raum und ist lediglich in X-Richtung verschiebbar.

[0034] Der Biegekopf steht damit immer exakt über der zu biegenden Linie, d.h. also die Wickelform, die ja gemäß der vorstehenden Beschreibung nur als Lagerbock dient, wird immer unter den Biegekopf räumlich so untergefahren, daß der Biegekopf genau in der Biegelinie liegt.

[0035] Der Biegekopf kann also lediglich in X-Richtung nach der Erfindung verschoben werden, nicht aber in Y-Richtung und auch nicht notwendigerweise in Z-Richtung, obwohl die Verschiebung in Z-Richtung aus anderen Gründen bevorzugt wird und später beschrieben wird. Die Verschiebung in X-Richtung soll nur in einer bevorzugten Ausführungsform angegeben werden, denn sie ist nicht lösungsnotwendig. Sie wird aber bevorzugt, weil es je nach der geforderten Biegekontur bevorzugt ist, mit dem Schlitten in X-Richtung nach vorne oder hinten zu verfahren, um eine noch genauere Nachführung an die Biegelinie zu erreichen.

[0036] Wichtig ist also, daß die Wickelform auf einem dreidimensional bewegbaren Tisch ruht, der auch drehbar ist und daß die Wickelform dadurch immer so räumlich unter dem Biegekopf eingestellt wird, daß genau immer die aktuell geforderte Biegelinie unter dem Biegekopf nachgeführt wird.

[0037] Der Biegekopf selbst ist starr und lediglich aus praktischen Gründen in X-Richtung und eventuell auch in Z-Richtung verfahrbar.

[0038] Die starre Anordnung des Biegekopfes hat den Sinn, daß ja die zu biegenden Spulen ohne Verbiegung oder sonstige Beschädigung immer genau fluchtend von einem Coil, und zwar genauer gesagt, von der Coil-Richtanlage abgezogen werden müssen. Die Coil-Richtanlage hält das Coil immer genau so (verschiebbar in Y- und Z-Richtung) daß das von dem Coil abzuwickelnde Spulenmaterial immer genau fluchtend, das heißt, immer in der gleichen Ebene kommend, in den Biegekopf eingeführt wird. Das heißt also, die Coil-Richtstation ist bewegbar und der Biegekopf selbst ist stationär.

[0039] Der Biegekopf besteht aus einer Reihe in Biegerichtung oder in Längsrichtung des Rohres angeordneten Rollen, wobei das Rohr vollumfänglich an seinem Profil von jeweils einer Rolle eingefaßt wird.

[0040] Das heißt also, an den Seitenflächen in horizontaler Richtung sind innen und außen des Rohres zwei Rollen angeordnet und das Rohr wird von oben und unten ebenfalls von jeweils einer Rolle umfaßt. Dadurch wird das Rohr an einer Stelle von jeweils vier Rollen umfaßt. Der Biegekopf besteht nun aus einer Reihe derartiger Vier-Rollenanordnungen, die in Längsrichtung des Rohres hintereinander liegend den Biegekopf bilden. Durch gegeneinander Verschieben der einzelnen Rollen in X- Y- oder Z-Richtung kann damit jedes beliebige sphärische Profil der Spule oder des Hohlleiters gebogen werden.

[0041] Besteht nun ein solcher Biegekopf aus beispielsweise vier hintereinander liegend angeordneten und im gegenseitigen Abstand voneinander angeordneten Vier-Rollensystemen dann wären z. B. die ersten drei Rollensysteme starr sowohl in X-Richtung als auch in Y- und Z-Richtung, während die letzte, in Längsrichtung des Rohres liegende Vier-Rollenanordnung in X-, Y- und Z-Richtung verschiebbar ist.
Zusätzlich kann diese Vier-Rollenanordnung bezüglich der anderen drei Vier-Rollenanordnungen verdreht werden, so daß damit eine Torsion der zu biegenden Spule erreicht wird.

[0042] Mit dem beschriebenen Biegekopf kann also eine freie, räumliche Biegung der Spule erreicht werden.

[0043] Zur Funktion der letzten Biegestation, die aus den beschriebenen vier Rollen besteht, die in X-, Y- und Z-Richtung verschiebbar sind, wird noch angefügt, daß einander gegenüberliegende Rollen z. B. in X- oder in Z-Richtung auf einem Radius verschiebbar sind, so daß immer diese Rollen formschlüssig an den einander gegenüberliegenden und zueinander parallelen Innen- und Außenseiten bzw. Ober- und Unterseite des zu biegenden Rohres anliegen.

[0044] Würden einander gegenüberliegende Rollen der Vier-Rollen-Anordnung nicht auf einem Kurvenradius verschiebbar sein, dann käme es zu Friktionen an der Spulenaußenseite und die Spule würde dadurch beschädigt werden.

[0045] Im folgenden wird nun die Maschine der vorliegenden Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben.

[0046] Die erfindungsgemäße Anlage gemäß den Figuren 6 - 8 besteht im wesentlichen aus vier Komponenten, wobei die sogenannte RWR-Biegemaschine 10 die wichtigste Komponente darstellt.

[0047] Der Biegemaschine 10 ist eine Profilrichtanlage 11 vorgeschaltet, der wiederum eine Vorrichtstation 12 und dieser wiederum eine Coil-Station 13 vorgeschaltet ist.

[0048] Die zu biegenden Spulenleiter 17 sitzen hierbei auf einem Coil 16, wobei das Coil 16 Teil der Coilstation 13 ist.

[0049] Wichtig ist, daß das Coil 16 in der eingezeichneten Pfeilrichtung 63 in Z-Richtung und ebenfalls in Y-Richtung verfahrbar ist, um dafür zu sorgen, daß das gerade aktuell abzuwickelnde Ende des Spulenleiters 17 genau fluchtend gegenüberliegend zu einer Rolle 18 liegt, die wiederum fluchtend der Rolle 19 der Vorrichtstation 12 gegenüberliegt.

[0050] Sinn dieser Maßnahme ist, dafür zu sorgen, daß die zu biegenden Spulenleiter 17 ohne Beschädigungen, Reibungen und Knickungen stets fluchtend in einer Linie 64 von dem Coil 16 abgezogen werden.

[0051] Die Vorrichtstation 12 führt ein grobes Vorrichten des zu biegenden Spulenleiters 17 aus.

[0052] Damit soll ein fluchtendes Einführen in die Profilrichteinlage 11 ermöglicht werden.

[0053] Die Profilrichteinlage 11 besteht aus mehreren paarweise angetriebenen Doppel-Rollen 20 die im Abstand hintereinander liegend angeordnet sind, wobei in der Zeichnung Fig. 2 noch dargestellt ist, daß auch in Y-Richtung weitere Doppel-Rollen 20 vorgesehen sind, so daß der zu biegende Spulenleiter formschlüssig von allen Seiten her von den Doppel-Rollen 20 umfaßt wird.

[0054] In der Profilrichtanlage 11 wird der zu biegende Spulenleiter 17 genau axial fluchtend ausgerichtet, so daß er in der fluchtenden Linie 64 in den Biegekopf 52 eingeführt werden kann. Weil der Spulenleiter 17 durch den Aufwickelvorgang auf das Coil 16 verformt wird sorgen die Vorrichtstation 12 und die Profilrichtanlage 11 für eine Rückverformung, so daß der zu biegende Spulenleiter 17 als unverformte Gerade in den Biegekopf 52 eingeführt wird.

[0055] Aufgabe dieser RWR-Biegemaschine ist, die auf einem Werkzeugtisch 47 angeordnete Wickelform 48 räumlich sphärisch so zu bewegen, daß der von dem Biegekopf 52 fertig dreidimensional gebogene Spulenleiter 17 ohne weitere Rückverformung oder Verbiegung auf die Wickelform 48 aufgelegt wird.

[0056] Die Wickelform 48 dient also lediglich zur Halterung und Lagensicherung der fertig von dem Biegekopf 52 gebogenen Spulenleitern 17, wobei durch besondere Maßnahmen (nämlich durch eine Differenz in der Drehbewegung, d. h. also ein Vorlauf der Drehbewegung für den Werkzeugtisch 47 bezüglich der Transportbewegung des Biegekopfes 52 eine relative Spannung zwischen dem vom Biegekopf 52 fertig gebogenen Spulenleiter 17 und der Wickelform 48 erreicht wird.

[0057] Diese Differenzbewegung (Vorlauf) wird bevorzugt im positiven Formungsbereich der Wickelform 48 angewandt, während in den negativen Formungsbereichen, wie sie mit den Bereichen 65 in Figur 1 und 2 dargestellt sind, dieser Vorlauf unterbrochen wird. In diesem Bereich 65 wird das noch unter Spannung stehende Spulenleiterprofil 17 über einen Schieber gesichert, dieser Schieber kann sowohl senkrecht zur Fläche 7 der Wickelform 48 als auch senkrecht zur Bodenfläche 8 der Wickelform eingefahren werden. Damit wird das Profil entspannt. Dann wird das Profil in die Wickelform ohne Vorspannung eingelegt, wiederum durch quer und senkrecht hierzu stehende zweite Schieber gesichert. Sobald man jetzt aus dem negativen Bereich 65 herausfährt, wird der Vorlauf wieder erzeugt und eine weitere Einlegung der dadurch vorgespannten und fertig gebogenen Spulenleiter erfolgt in die Wickelform, wobei die Schieber in diesem negativen Formungsbereich fest angelegt bleiben. Es wird also dafür gesorgt, daß der Spulenleiter auch in den negativen Formungsbereichen 65 der Wickelform 48 auf Maß gebogen bleibt und die Schieber werden dann von Lage zu Lage verstellt, so daß stets in den negativen Formungsbereichen die Schieber zur Sicherung der gebogenen Spulenleiter verwendet werden.

[0058] Im folgenden wird nun die genauere Funktion der Coil-Wechselanlage beschrieben.

[0059] Die Biegemaschine 10 weist eine bodenseitige Schienenanlage 14 auf, die zur Auswechslung der Coils 16,50 dient. Wie bereits schon in der Einleitung angeführt, sind zwei Coils vorhanden, nämlich ein Coil 16, welches Teil der Coil-Station 13 ist und ein weiteres Coil 50, welches die noch nicht verformten und noch nicht von diesem Coil abgezogenen Spulenleiter 17 enthält.

[0060] Die sphärische Wicklung der Spulenleiter 17 durch den Biegekopf 52 wird ausgehend von der Mitte des gesamten Spulenleiters 17 vorgenommen und von dort aus nach links oder rechts laufend begonnen.

[0061] Das heißt, die eine Hälfte des gesamten zu biegenden Spulenleiters 17 liegt auf dem einen Coil 16 vor, während die anderen, nicht der Verformung unterliegende, zweite Hälfte des Spulenleiters 17 auf dem Coil 50 vorliegt.

[0062] Damit man dann nach vollendetem Abziehen des Spulenleiters 17 von dem Coil 16 zu dem Coil 50 Zugriff hat ist eine Coil-Wechselstation vorgesehen.

[0063] Das Coil 50 ist hierbei auf einem Lagerbock 51 auf dem Basisdrehtisch 54 der Biegemaschine 10 fest gelagert und wird von nicht näher dargestellten Wellen stirnseitig gehalten.

[0064] Sobald das Coil 16 abgewickelt ist, wird das Coil 50 über einen nicht näher dargestellten Transportwagen auf die Schienenanlage 14 verfahren und in Pfeilrichtung 15 auf die Coil-Station 13 gebracht, wobei dann das Coil 50 auf der Coil-Station 13 eingespannt wird und der von dem Coil 50 abzuwickelnde Spulenleiter dann über die Vorrichtstation 12 und Profilrichtanlage 11 in die Biegemaschine 10 eingeführt wird.

[0065] Nachdem das Coil 50 mit seiner zweiten Spulenhälfte 49 mit der bereits fertig bewickelten Wickelform 48 verbunden ist, ist Voraussetzung, daß beim Wechsel des Coils 50 von seiner in Fig. 2 eingezeichneten Lage in die Lage der Coil-Station 13 die zweite Spulenhälfte 49 erst manuell gerichtet wird, damit eine fluchtende Einfädelung der zweiten Spulenhälfte in die Vorrichtstation erfolgen kann.

[0066] Das Vorrichten der zweiten Spulenhälfte 49 erfolgt hierbei über eine mobile Richteinlage, die aus Vereinfachungsgründen in den Zeichnungen nicht eingetragen ist.

[0067] Der Aufbau der Biegemaschine 10 ist nun folgendermaßen:
Auf dem Boden ruht ein Maschinenrahmen 22, der an seiner Oberseite in X-Richtung ausgerichtete Schienen 23 trägt, die einen gegenseitigen, voneinander parallelen Abstand aufweisen.

[0068] Die Schienen tragen einen Schlitten 24, der in X-Richtung verfahrbar ist. Das Verfahren dieses Schlittens 24 erfolgt hierbei über Spindeln 25, die in nicht näher dargestellte Spindelmuttern am Schlitten 24 eingreifen und drehend jeweils von einem Motor 26 angetrieben werden, wobei die Motoren 26 an dem Maschinenrahmen 22 angeordnet sind.

[0069] Auf diesem Schlitten 24 ist ein Portalschlitten 27 in Pfeilrichtung Y verfahrbar gelagert. Hierbei trägt der Portalschlitten 27 an seiner Unterseite wiederum Spindelmuttern, die jeweils von einer Spindel 29 durchgriffen sind und jede Spindel 29 durch jeweils einen Motor 28 angetrieben ist.

[0070] Damit wird der Portalschlitten 27 also in Y-Richtung gemäß Fig. 8 verfahren.

[0071] Etwa im oberen Drittel des Portalschlittens 27 ist ein Lagerschild 31 in Z-Richtung verfahrbar an den Seitenportalen des Portalschlittens 27 befestigt.

[0072] Nachdem der Schlitten 24, der Portalschlitten 27 und die sonstigen dazugehörenden Teile genau spiegelsymmetrisch ausgebildet sind wird im folgenden nur die eine Seite des Portalschlittens 27 näher beschrieben, nachdem die andere Seite genau identisch ausgebildet ist.

[0073] An der Seite des Portalschlittens 27 ist also das Lagerschild 31 in Pfeilrichtung Z verfahrbar gelagert, wobei hierzu ein Antriebsmotor 33 eine Spindel 32 drehend antreibt, welche die Spindelmuttern des Lagerschildes 31 durchgreift.

[0074] Jedes Lagerschild 31 trägt eine Welle 34, wobei die beiden einander gegenüberliegenden Wellen 34 fluchtend in einer Achse 66 liegen und - was wichtig für die Erfindung ist - die Achse 66 in Nullposition der Biegeeinrichtung genau mit dem zu biegenden Leiter 17 fluchtet.

[0075] Dies definiert eine neutrale Biegeposition. Ausgehend von dieser neutralen Biegeposition, welche durch die verschiebbare Achse 66 definiert wird, wird dann die auf dem Werkzeugtisch 47 angeordnete Wickelform 48 entsprechend verfahren, so daß sich eine geänderte Gegenüberlage bezüglich dem stets in der gleichen Lage verharrenden Biegekopf 52 ergibt.

[0076] An der Welle 34 ist drehbar um die Achse 66 eine Schwinge 35 gelagert, wobei die Schwinge 35 genauso wie der Portalschlitten 27 in der Seitenansicht der Fig. 8 ein etwa U-förmiges Profil aufweist, wobei die Seitenschenkel dieses U-förmigen Profils an der Unterseite mit einem Portal 36 verbunden sind, welches Portal in der Zeichenebene der Fig. 8 schwingend ist und über den Antrieb, bestehend aus dem Motor 37 und der Spindel 38, in Z-Richtung noch zusätzlich verfahrbar ist.

[0077] Damit können während des Wicklungsvorganges die einzelnen Wicklungslagen 4,5 der zu wickelnden Spule 2,6 genau nachgeführt werden.

[0078] Zusätzlich zu dieser Schwingungsbewegung werden die sphärischen Konturen der Wickelform, welche die Form der Stellaratorspule 1 gemäß den Figuren 1,2 und 3 hat, nachgeführt.

[0079] Auf dem schwingenden Portal 36 ist ein fester Unterbau 39, z.B. aus einer Platte gebildet, der an der Oberseite ein kranzförmiges Kugellager 40 trägt.

[0080] Auf dem Unterbau 39 ist eine Welle 41 drehbar gelagert, die von einem in Fig. 6 dargestellten Motor 42 drehend angetrieben ist. Die Welle 41 ist drehfest mit einem Basisdrehtisch 44 verbunden. Damit ist dieser Basisdrehtisch 44 in der eingezeichneten Pfeilrichtung 45 drehbar.

[0081] Statt des hier beschriebenen Drehantriebs für den Basisdrehtisch 44 ist selbstverständlich auch ein Antrieb über einen Zahnkranz mit einem darin kämmenden Ritzel, welches von einem Motor angetrieben ist, möglich.

[0082] Auf dem Basisdrehtisch 44 ist ein Kastenrahmen 46 fest befestigt, der an seiner Oberseite einen Werkzeugtisch 47 trägt.

[0083] Auf dem Werkzeugtisch 47 ist die Wickelform 48 angeordnet, die in Fig. 5 in Draufsicht und Fig. 6 in Seitenansicht dargestellt ist.

[0084] Es sei noch angefügt, daß der Schwenkantrieb für die Schwinge 35 durch einen Motor 43 gebildet wird. Aus Vereinfachungsgründen ist auf der einen Seite in Fig. 8 nur dieser Motor 43 dargestellt, während er auf der anderen Seite der Fig. 3 ebenfalls symmetrisch angeordnet sein müßte.

[0085] Wie in der Erläuterung zu Fig.1 und Fig. 2 gegeben, besteht die Wickelform 48 im wesentlichen aus der Innenfläche 7 und der Bodenfläche 8 der Stellaratorspule gemäß Fig. 1 und 2.
Im folgenden wird der Aufbau des Biegekopfes 52 beschrieben. Der Biegekopf 52 besteht aus einem kompletten Rollenbiegewerzeug, welches in der Lage ist, dreidimensionale räumliche Biegungen CNC-gesteuert vorzunehmen.
Er besteht im wesentlichen aus einem Maschinengehäuse 53 mit mehreren hintereinander liegend und im gleichmäßigen Abstand voneinander angeordneten Rollenstationen 54,55 mit den Rollen 56,57.
In einer bevorzugten Ausführungsform sind hierbei gemäß Fig. 7 drei starre Rollenstationen mit jeweils Rollen 55 hintereinander liegend angeordnet, welche alle drehend angetrieben sind und den Einlauf für den zu biegenden Spulenleiter 17 bilden.

[0086] Jede Rollenstation 54,55 besteht hierbei aus vier Rollen 56,57, wobei jeweils zwei Rollen paarweise einander gegenüberliegend angeordnet sind. Schematisiert ist eine derartige Ausführungsform in Fig. 8 dargestellt, wo nur als Beispiel eine Rollenstation dargestellt ist. Man sieht, daß die Rollen 56 paarweise einander gegenüberliegend zu senkrecht hierzu liegenden Rollen 57 angeordnet sind.

[0087] Die starren Rollenstationen 55 dienen zur fluchtenden Positionierung des Spulenleiters 17 und zu dessen Vortrieb der damit in Richtung seiner Längsachse in die bewegliche Rollenstation 54 eingeführt wird.

[0088] Die bewegliche Rollenstation 54 weist wiederum paarweise einander gegenüberliegende Rollen 56 und senkrecht hierzu stehende Rollen 57 auf, jedoch mit dem Unterschied, daß hierbei jede einzelne Rolle der Rollenpaare 56,57 verschiebbar und verstellbar angeordnet ist. Jede Rolle 56,57 des jeweiligen Rollenpaares ist hierbei auf einem Kreisbogen verschiebbar gelagert und in Richtung zu den Spulenleiter 17 zustellbar und entfernbar und zusätzlich noch in Richtung der Längsachse des Spulenleiters verschiebbar.

[0089] Das heißt also, die jeweiligen Doppel-Rollen 56,57 sind auf einer Kreisbahn in Z-Richtung, auf einer weiteren Kreisbahn in Y-Richtung und zusätzlich drehbar um die Längsachse des Spulenleiters herum in beiden Drehrichtungen verstellbar.

[0090] Damit ist es möglich, dem zu biegenden Spulenleiter ein beliebiges sphärisch gekrümmtes Profil im Raum zu geben, wobei eine zusätzliche Torsionsbiegung überlagert werden kann.

[0091] Das heißt, der erfindungsgemäße Biegekopf 52 biegt in der geforderten Formgebung den Spulenleiter 17 vollständig fertig vor. Er hat eine Formgebung wie es in den Fig. 6 bis 8 dargestellt ist. Nach dem Verlassen der beweglichen Rollstation 54 hat demgemäß der Spulenleiter 17 seine geforderte sphärische Formgebung und wird dann auf die in dreidimensionaler Richtung nachgeführte Wickelform 48 lediglich eingefädelt und eingelegt.

[0092] Die Nachführung der Wickelform 48 genau der entsprechenden vorher gegebenen Formgebung des Spulenleiters hat also den Sinn, daß ein formgenaues Einlegen des die Rollenstation 54 verlassenden Spulenleiters 17 auf die Wickelform 48 gewährleistet ist. Damit wird gesorgt, daß im synchronen Bewegungsablauf des Biegekopfes 52 Lage auf Lage paßgenau aufeinander gelegt werden.

[0093] Der Biegevorgang des Biegekopfes 52 und die synchrone Nachführung der Wickelform 48 ist entscheidend für die paßgenaue Anfertigung der Wickellagen 4,5 der Spulenleiter 17; d.h. durch das Auflegen auf die Wickelform 48 wird also selbst keine wesentliche Formänderungsarbeit mehr geleistet.

[0094] Im Sinne der vorher stehenden Beschreibung wird bei der positiven Formgebung außerhalb der Bereiche 65 der Stellaratorspule 1 der Drehantrieb für den Werkzeugtisch 47 mit einem Vorlauf betrieben, so daß die die letzte Rollenstation 54 verlassenden, fertig gebogenen Spulenleiter 17 unter einer leichten Vorspannung Lage auf Lage auf die Wickelform 48 aufgelegt werden. Die Vorspannung kann variabel von Null beginnend bis auf eine maximale Vorspannung durch Einstellung des Drehantriebes in Pfeilrichtung 45 eingestellt werden.

[0095] Wie vorher beschrieben, wird in den negativen Formungsbereichen (Bereiche 65 der Stellaratorspule gemäß Fig. 1,2) dieser Vorlauf (in Pfeilrichtung 45) entfernt und es werden stattdessen entsprechende Schieber zur Sicherung der Formgebung der Spulenleiter in diesen Bereichen 65 verwendet.

[0096] Es wird noch angefügt, daß der gesamte Biegekopf 52 an einem Konsolarm 59 fest gelagert ist, d.h. er ist stationär im Raum befestigt und der Konsolarm 59 ist an einem Schlitten 60 gelagert, der auf einem Turm 58 in den Pfeilrichtungen 62 in Z-Richtung verfahrbar ist.

[0097] Zusätzlich ist noch vorgesehen, daß der gesamte Konsolarm 59 in Pfeilrichtung 61 (X-Richtung) verschiebbar ist.

[0098] Diese beiden Verschiebungen in den Pfeilrichtungen 61,62 werden bevorzugt, weil bei komplizierten Wickelvorgängen zusätzliche überlagerte Bewegungsabläufe gebraucht werden, die damit durch eine zusätzliche Verschiebung des Biegekopfes 52 erreicht werden.

[0099] Statt der beschriebenen Hohlprofile ist damit auch ein Biegen von Hohlprofilen offener oder geschlossener Profilform möglich.

[0100] Wichtig bei dem vorliegenden Biegevorgang ist, daß die Biegung der Spulenleiter absolut schonend ist, sie tragen sogar eine Lackbeschichtung, die während des Biegevorganges nicht beschädigt werden darf und sie tragen eine supraleitende Füllung, die auch während des Biegevorganges nicht gequetscht oder in ihrem Querschnitt verändert werden darf. Die beschriebene Biegemaschine erfüllt alle diese Forderungen.

ZEICHNUNGS-LEGENDE

[0101] 

1

Stellaratorspule

2

Innenspule

3

Wicklungsaufbau

4

Wicklungslage

5

Wicklungslage

6

Außenspule

7

Innenwand

8

Bodenwand

9

Pfeilrichtung

10

RWR-Biegemaschine

11

Profilrichtanlage

12

Vorrichtstation

13

Coil-Station

14

Schienenanlage (nur für Coil)

15

Pfeilrichtung

16

Coil 1

17

Spulenleiter

18

Rolle

19

Rolle (Vorrichtstation 12)

20

Doppel-Rollen (Profilrichtanlage 11)

21

Pfeilrichtung

22

Maschinenrahmen

23

Schiene

24

Schlitten

25

Spindel

26

Motor

27

Portalschlitten

28

Motor

29

Spindel

30

Rollenführung (Portalschlitten 27)

31

Lagerschild

32

Spindel

33

Motor

34

Welle

35

Schwinge

36

Portalchassis

37

Motor

38

Spindel

39

Unterbau

40

Kugellager

41

Welle

42

Motor (für Tisch)

43

Motor (für Schwinge 35)

44

Basisdrehtisch

45

Pfeilrichtung

46

Kastenrahmen

47

Werkzeugtisch

48

Wickelform (Biegeschablone)

49

zweite Spulenhälfte (Spulenleiter 17)

50

Coil 2

51

Lagerbock

52

Biegekopf

53

Maschinengehäuse

54

Rollstation (beweglich)

55

Rollstation (staar)

56

Rollen

57

Rollen

58

Turm

59

Konsolarm

60

Schlitten

61

Pfeilrichtung (X-Richtung)

62

Pfeilrichtung

63

Pfeilrichtung

64

Linie

65

Bereich

66

Achse

67

Säulenrahmen (Portalsch.27)

Ansprüche

1. Verfahren zum Kaltumformen von Profilen aus Eisen- und Nichteisenmetallen, bei dem das ein Biegewerkzeug kontinuierlich durchlaufende Profil (17) in allen drei Raumachsen (X,Y,Z) gebogen wird, wobei diese Biegung von einer in allen drei Raumachsen (X,Y,Z) beweg- und drehbaren Rollenanordnung (54) am Auslaufende des Biegewerkzeuges während des Durchlaufens des Profils (17) frei im Raum ohne Biegeschablone durchgeführt wird,
dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewerkzeug (53,54,55) als Biegekopf (52) ausgebildet ist, und daß dem den Biegekopf (52) verlassenden fertig gebogenen Profil (17) eine Wickelform (48) in geringem Abstand genau fluchtend unter der Biegelinie des Biegekopfes (52) in allen drei Raumachsen (X,Y,Z) verstellbar und zusätzlich drehbar derart nachgeführt wird, daß das fertig gebogene Profil ohne weitere Formänderungsarbeit auf die Wickelform (48) aufgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, zum Bewickeln einer Stellaratorspule, wobei das zu biegende Profil ein Spulenleiter ist, und jede einzelne Spulenwindung positive und negative Verformungsbereiche aufweist,
dadurch gekennzeichnet, daß in Positiven Verformungsbereichen der Wickelform (48) durch einen Vorlauf der Drehbwegung der Wickelform (48) bezüglich der Transportbewegung der Rollenstation (54) des Biegekopfes (52) eine geringfügige Spannung in der Längsrichtung auf den fertig geformten Spulenleiter (17) aufgebracht wird, während in negativen Verformungsbereichen (65) der Wickelform (48) der Vorlauf Null ist, und der fertig geformte Spulenleiter (17) in diesen Bereichen mittels Lagesicherungsmitteln auf die Wickelform (48) gespannt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß das zu biegende Profil (17) von einem Coil (16) abgewickelt wird und mittels hintereinander geschalteter Vorrichtstation (12) und Profilrichtanlage (1) gerade gerichtet wird und als gerade gerichtetes Profil in den Biegekopf (52) einläuft.

4. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem das Profil (17) fördernden Biegewerkzeug mit mehreren hintereinander angeordneten und das Profil (17) einfassenden Rollenstationen (54,55), wobei die am Auslaufende des Biegewerkzeuges angeordnete Rollenstation (54) eine 4-Rollenanordnung aufweist und diese Rollenstation (54) gegenüber den anderen Rollenstationen (55) als ganzes um die X-Achse verdrehbar ist und wobei die einander gegenüberliegenden Rollen (56,57) dieser Rollenstation (55) zur räumlichen Biegung des Profils (17) paarweise um die Y-Achse bzw. die Z-Achse auf einem Kreisbogen verstellbar sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Biegewerkzeug als ein starr am freien Ende eines Konsolarmes (59) angeordneter Biegekopf (52) ausgebildet ist und daß in geringem Abstand zum Biegekopf (52) eine Wickelform (48) zur Aufnahme des fertig gebogenen Profils derart dreidimensional verstellbar und drehend antreibbar auf einem Werkzeugtisch (47) angeordnet ist, daß das fertig gebogene Profil ohne weitere Formänderungsarbeit auf die Wickelform (48) aufgenommen werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Konsolarm (59) in Z-Richtung verschiebbar an einem ortsfesten Turm (58) gelagert ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet, daß zur dreidimensionalen Nachführung der Wickelform (48) die Vorrichtung folgende Maschinenteile aufweist:

- einen Maschinenrahmen (22)

- einen darüberliegenden Schlitten (24), der auf dem Maschinenrahmen (22) in X-Richtung verfahrbar ist, wobei der Schlitten (24) Träger des Y-Schienensystems ist,

- einen darüber sich befindenden Portalschlitten (27), der verfahrbar ist (Rollenführung 30),

- der Portalschlitten (27) hat jeweils beidseitige Säulenrahmen (67), die schwere Lagerschilder (31) tragen zur Aufnahme einer Schwinge (35), die Lagerschilder (31) sind über seitliche Schlitten vertikal verfahrbar,

- die Schwinge nimmt ein kleineres Portal (36) auf, welches seitlich über den Schlitten vertikal verfahrbar ist,

- auf diesem Portal (36) ruht ein Basisdrehtisch (44),

- der Basisdrehtisch (44) hält über einem Kastenrahmen (46) in einer zweiten Ebene einen Werkzeugtisch (47), auf welchem die Wickelform (48) gelagert ist, über welche das Profil (17) formgewickelt wird,

- der Biegekopf (52) - mit räumlicher Biegefähigkeit - ist zusammen mit einem Konsolarm (59) verschiebbar angeordnet,

- die Biegestation ist über zehn Achsen gesteuert und kann jeden beliebigen Biegepunkt einer Wickelform (48) anfahren.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß eine Coil-Wechselanlage vorgesehen ist, mittels welcher ein Coil (16), auf dem eine Hälfte des gesamten zu biegenden Spulenleiters (17) vorliegt, nach vollendetem Abziehen des Spulenleiters vom Coil (16) gegen ein weiteres Coil (50), welches die zweite Hälfte des Spulenleiters (17) enthält, auswechselbar ist.

Claims

1. Method for cold forming profiles of ferrous and non-ferrous metals, in which the profile (17) which continuously passes through a bending tool is bent in all three spatial axes (X, Y, Z), the bending being carried without a bending die as the profile (17) passes through free space at the outlet end of the bending tool by a roller arrangement (54) which travels and rotates along all three spatial axes (X, Y, Z), characterised in that the bending tool (53, 54, 55) is designed as a bending head (52), and that the completed, bent profile (17) leaving the bending head (52) is tracked by a coil former (48) at a slight distance precisely aligned beneath the bending line of the bending head (52) for adjustment in all three spatial axes (X, Y, Z) and also for rotation in such a way that the completed, bent profile is received on the coil former (48) without any further shape-altering work.

2. Method according to claim 1, for winding a stellarator coil, in which the profile to be bent is a coil conductor, and each individual coil winding has positive and negative deformation areas, characterised in that in positive deformation areas of the coil former (48) through an advance in the rotational movement of the coil former (48) in relation to the conveying movement of the roller station (54) of the bending head (52) a slight tension in the longitudinal direction is applied to the completely formed coil conductor (17), whilst in negative deformation areas (65) of the coil former (48) the advance is nil, and in these areas the completely formed coil conductor (17) is tensioned on the coil former (48) by means of the layer securing means.

3. Method according to one of the claims 1 or 2, characterised in that the profile (17) to be bent is unwound from a coil (16) and aligned in a straight line by means of initial aligning station (12) and profile aligning station (1) arranged one behind the other and enters the bending head (52) as a profile aligned in a straight line.

4. Device for carrying out the method according to one of the claims 1 to 3, with a bending tool for conveying the profile (17) with a plurality of roller stations (54, 55) arranged one behind the other and including the profile (17), wherein the roller station (54) arranged at the outlet end of the bending tool has a 4-roller arrangement and this roller station (54) as a whole is rotatable about the X-axis opposite the other roller stations (55) and wherein for the spatial bending of the profile (17) the oppositely arranged rollers (56, 57) of this roller station (55) are adjustable in a circular arc about the Y axis or the Z axis, characterised in that the bending tool is designed as a bending head (52) rigidly arranged on the free end of a console arm (59) and that at a slight distance from the bending head (52) a coil former (48), for receiving the completed, bent profile, is arranged on a worktable (47) for three-dimensional adjustment and to be rotatably driven in such a way that the completed, bent profile can be received on the coil former (48) without any further shape altering work.

5. Device according to claim 4, characterised in that the console arm (59) is mounted on a fixed pillar (58) for displacement in the Z-direction.

6. Device according to one of the claims 4 and 5, characterised in that for the three-dimensional tracking of the coil former (48) the device has the following machine parts:

- a machine frame (22)

- a carriage (24), situated above the machine frame (22), which can travel in the X-direction, the carriage (24) being the support for the Y-rail system,

- a moveable portal carriage (27) situated above this, (roller guide 30),

- the portal carriage (27) in each case has column frames (67) on both sides, which carry heavy bearing plates (31) for receiving a rocker arm (35), the bearing plates (31) are vertically displaceable via lateral carriages,

- the rocker arm receives a smaller portal (36) which laterally can be vertically displaceable via the carriage,

- on this portal (36) rests a base rotating table (44),

- the base rotating table (44) through a box frame (46) supports in a second plane a worktable (47) on which is mounted the coil former (48) on which is formed the profile (17),

- the bending head (52) - with spatial bending ability - is arranged for displacement together with a console arm (59),

- the bending station is controlled through ten axes and can reach any desired bending point of a coil former (48).

7. Device according to one of the claims 4 to 6, characterised in that a coil changing mechanism is provided by means of which a coil (16), on which is provided half of the entire coil conductor (17) to be bent, can be exchanged, after the completed removal of the coil conductor from the coil (16), for a further coil (50), which contains the second half of the coil conductor (17).

Revendications

1. Procédé pour le profilage à froid de profilés en métaux ferreux et non ferreux, selon lequel le profilé (17) traversant en continu un outil de cintrage est cintré suivant les trois axes dans l'espace (X, Y, Z), étant précisé que ce cintrage est effectué librement dans l'espace, sans calibre de cintrage, par un dispositif de rouleaux (54) mobile et tournant suivant les trois axes (X, Y, Z), à l'extrémité de sortie de l'outil de cintrage, pendant le passage du profilé (17), caractérisé en ce que l'outil de cintrage (53, 54, 55) est conçu comme une tête de cintrage (52), et en ce qu'un gabarit d'enroulement (48), mobile suivant les trois axes (X, Y, Z) et également rotatif, suit le profilé (17) fini quittant la tête de cintrage (52), à une faible distance et dans l'alignement exact sous la ligne de cintrage de la tête de cintrage (52), de telle sorte que le profilé fini est reçu sur ledit gabarit d'enroulement (48) sans autre travail de déformation.

2. Procédé selon la revendication 1, pour garnir une bobine de stellarator, selon lequel le profilé à cintrer est un conducteur de bobine et chaque spire de bobine individuel comporte des zones de déformation positives et négatives, caractérisé en ce que, dans les zones de déformation positives du gabarit d'enroulement (48), une légère tension est appliquée dans le sens longitudinal au conducteur de bobine (17) fini, grâce à une avance du mouvement rotatif du gabarit d'enroulement (48) par rapport au sens de transport du poste de rouleaux (54) de la tête de cintrage (52), tandis que dans les zones de déformation négatives (65) du gabarit d'enroulement (48), l'avance est nulle, et le conducteur de bobine (17) fini est tendu sur le gabarit (48), dans ces zones, à l'aide de moyens d'assujettissement.

3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le profilé à cintrer (17) est déroulé d'une bobine (16) et aligné à l'aide d'un poste de préparation (12) et d'une installation d'alignement de profilé (1) montés successivement, et il entre dans la tête de cintrage (52) sous la forme d'un profilé aligné.

4. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une des revendications 1 à 3, comportant un outil de cintrage transportant le profilé (17) et formé de plusieurs postes de rouleaux (54, 55) qui sont disposés les uns derrière les' autres et qui entourent le profilé (17), étant précisé que le poste de rouleaux (54) disposé à l'extrémité de sortie de l'outil de cintrage comporte un dispositif à 4 rouleaux et que ce poste de rouleaux (54) est apte à pivoter dans son ensemble autour de l'axe X par rapport aux autres postes de rouleaux (55), et étant précisé que les rouleaux opposés (56, 57) de ce poste (55) sont aptes à être déplacés par paires sur un arc de cercle autour de l'axe Y ou Z en vue du cintrage tridimensionnel du profilé (17), caractérisé en ce que l'outil de cintrage est conçu comme une tête de cintrage (52) disposée de façon rigide à l'extrémité libre d'un bras de console (59), et en ce qu'il est prévu, sur une table d'outil (47), à une faible distance de la tête de cintrage (52), un gabarit d'enroulement (48) qui est destiné à recevoir le profilé fini et qui est apte à être entraîné pour se déplacer sur trois dimensions et pour tourner de telle sorte que le profilé fini peut être reçu sur ledit gabarit d'enroulement (48) sans autre travail de déformation.

5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bras de console (59) est monté sur une colonne stationnaire (58) pour pouvoir se déplacer dans le sens Z.

6. Dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que, pour le guidage tridimensionnel du gabarit d'enroulement (48), le dispositif comporte les éléments de machine suivants :

- un bâti de machine (22),

- un chariot (24) qui est placé au-dessus du bâti de machine (22) et qui est mobile sur celui-ci dans le sens X, le chariot (24) étant le support du système de rails Y,

- un chariot cavalier (27) qui est placé sur le précédent et qui est mobile (guidage à galets 30),

- le chariot cavalier (27) comporte, des deux côtés, des colonnes formant bâtis (67) qui portent des plaques d'appui lourdes (31) destinées à recevoir une coulisse (35), les plaques d'appui (31) sont mobiles verticalement grâce à des chariots latéraux,

- la coulisse reçoit un cavalier plus petit (36) qui est mobile verticalement, sur le côté, grâce au chariot,

- sur ce cavalier (36) est posée une table tournante de base (44),

- grâce à un bâti en forme de caisse (46), la table tournante de base (44) tient dans un second plan une table d'outil (47) sur laquelle est monté le gabarit d'enroulement (48) grâce auquel le profilé (17) est enroulé de façon profilée,

- la tête de cintrage (52) (qui est apte à réaliser un cintrage tridimensionnel) est disposée pour pouvoir être déplacée avec un bras de console (59),

- le poste de cintrage est commandé par l'intermédiaire de dix axes et peut approcher n'importe quel point de cintrage d'un gabarit d'enroulement (48).

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce qu'il est prévu une installation de changement de bobine à l'aide de laquelle une bobine (16) portant une moitié du conducteur de bobine total à cintrer (17) peut être échangée contre une autre bobine (50) contenant la seconde moitié du conducteur de bobine (17) une fois que le conducteur de bobine a été complètement déroulé de la bobine (16).

Zeichnung