[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen
mit mindestens einer lageveränderlichen, längsorientierten Ausformung aus einem Profilrohling.
[0002] Sowohl im Kraftfahrzeugbau als auch in anderen technischen Gebieten, beispielsweise
bei einer Stuhlführung eines Treppenlifts, werden Profile, insbesondere gebogene Hohlprofile
benötigt, welche eine lageveränderliche, insbesondere tordierte, längsorientierte
Ausformung aufweisen. Eine A-Säule, welche beispielsweise zusätzlich einen Dachrahmen
bildet, kann zur Bereitstellung der notwendigen Festigkeiten und/oder Dichtflächen
entsprechend lageveränderliche, insbesondere tordierte, längsorientierte Ausformungen
aufweisen. Das Gleiche gilt für Profile für Stuhlführungen von Treppenliften, welche
häufig in einzelne Segmente aufgeteilt vor Ort im Treppenhaus verbunden und über Halterungen
an der Wand oder der Treppenstufen fixiert werden. Spezifische Querschnittsformen
dieser Profile sollen gewährleisten, dass der geführte Stuhl und die durch ihn auf
das Hohlprofil eingeleitete Kräfte aufgenommen werden und der Stuhl dennoch räumlich
immer gleichbleibend ausgerichtet geführt wird. Hierzu sind die gebogenen Profile
mit einer Torsion zu beaufschlagen, so dass die für eine Führung benötigte Ausformung
des Hohlprofils immer die gleiche Ausrichtung beispielsweise zu einer vertikalen Wand
aufweist. Gebogene Hohlprofile werden daher üblicherweise einer entsprechenden Torsion
unterzogen, um die richtige Orientierung der Ausformung zu gewährleisten. Die längsorientierten
Ausformungen müssen also lageveränderlich, bzw. tordiert sein. Allerdings lassen sich
durch eine Torsion eines gebogenen Hohlprofils keine großen Torsionswerte in °/mm
oder Lageänderungen der Ausformungen erzielen, ohne dass eine zunehmende Verwölbung
der Querschnitte des Hohlprofils auftritt. Darüber hinaus ist das Einbringen einer
Torsion nur in einer relativ kurzen, freien Länge des Hohlprofils möglich, welche
sich zwischen zwei Einspannungen befinden muss. Dadurch wird das Einbringen einer
Torsion in ein relativ langes Hohlprofil besonders zeitaufwendig, da nur kleine Abschnitte
des Hohlprofils schrittweise tordiert werden können.
[0003] Aus dem europäischen Patent
EP 1 863 604 B1 ist einerseits eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Freiformbiegen von Längsprofilen,
insbesondere von Rohren bekannt, welche bei einfachem Aufbau auch kleine Biegeradien
im umzuformenden Hohlprofil ermöglicht. Darüber hinaus ist aus der deutschen Patentschrift
DE 38 07 002 C1 bekannt, lageveränderliche, insbesondere tordierte Ausformungen in ein gerades Rohr
unter Verwendung eines Ziehrings sowie eines Ziehkerns, welcher schräg tordierte Nuten
aufweist, bekannt.
[0004] DE 3807002 C1 offenbart ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1 bzw. 9.
[0005] Von dem bekannten Stand der Technik liegt daher der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen oder Hohlprofilen,
welche mindestens eine lageveränderliche, längsorientierte Ausformung aufweisen, bereitzustellen,
mit welchem bzw. mit welcher mit möglichst wenigen Arbeitsschritten und geringem apparativem
Aufwand ein entsprechend lageveränderliche Ausformungen aufweisendes Profil hergestellt
werden kann.
[0006] Gemäß der ersten Lehre der vorliegenden Erfindung werden mindestens eine lageveränderliche,
längsorientierte Ausformung aufweisende Profile oder Hohlprofile vereinfacht aus Profil-
oder Hohlprofilrohlingen mit einem Verfahren hergestellt durch
- Bereitstellen eines Formgebungswerkzeugs, welches am Eingang die Querschnittsform
eines Profil- oder Hohlprofilrohlings und am Ausgang eine geänderte Querschnittsform
mit mindestens einer Ausformung aufweist,
- Positionieren eines Profil- oder Hohlprofilrohlings am Eingang des Formgebungswerkzeugs,
- Durchführen einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Formgebungswerkzeug
und dem Profil- oder Hohlprofilrohling bei gleichzeitiger Durchführung einer relativen
Drehung zwischen dem Formgebungswerkzeug und dem Profil- oder Hohlprofilrohling um
eine Axialachse des Formgebungswerkzeugs unter Verwendung mindestens eines aktiven
Mittels zur Durchführung der Drehung des Formgebungswerkzeugs und/oder des Hohlprofilrohlings,
des Profils oder des Hohlprofils, um eine lageveränderliche Ausformung über das Formgebungswerkzeug
in den Profil- oder Hohlprofirohling einzubringen.
[0007] Durch die Verwendung eines Formgebungswerkzeugs, welches relativ zum Profil- oder
Hohlprofilrohlings gedreht wird, kann eine lageveränderliche Ausformung in ein Profil
oder Hohlprofil eingebracht werden, ohne dass das Profil- oder Hohlprofil tordiert
werden muss. Eine starke Lageänderung der Ausformung, beispielsweise eine starke Tordierung
der Ausformung des Profils- oder Hohlprofils ist damit nicht mehr abhängig von dem
Tordierungsvermögen des Profils bzw. Hohlprofils und kann in einem Arbeitsschritt
eingebracht werden. Insbesondere durch die aktive Drehung des Hohlprofils gegenüber
dem Formgebungswerkzeugs und umgekehrt, kann eine sehr große Variabilität in den lageveränderlichen
Ausformungen erreicht werden, die bisher nicht bekannt war. Beispielsweise könne Hohlprofile
erzeugt werden, deren Ausformungen zunächst in eine erste Drehrichtung tordieren und
im gleichen Hohlprofil wieder in die entgegen gesetzte Drehrichtung tordieren.
[0008] Das erfindungsgemäße Verfahren kann gemäß einer ersten Ausgestaltung dadurch verbessert
werden, dass das am Formgebungswerkzeug austretende, umgeformte Profil oder Hohlprofil
unter Verwendung einer nachgeordneten Biegeform mit optionalen Biegedorn gebogen wird,
so dass die mit einer lageveränderlichen Ausformung versehenen Profile oder Hohlprofile
in einem Arbeitsschritt gebogen werden können.
[0009] Gemäß einer nächsten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mindestens
eine lageveränderliche Ausformung aufweisenden Profile, insbesondere Hohlprofile vereinfacht
aus Profilrohlingen, insbesondere Hohlprofilrohlingen hergestellt durch
- Bereitstellen eines als Ringspaltwerkzeug ausgebildetes Formgebungswerkzeug mit einem
äußeren und einem inneren Gesenk, welche einen Ringspalt, einen Ringspalteingang und
einen Ringspaltausgang bilden, wobei am Ringspalteingang zumindest das äußere Gesenk
die Querschnittsform des Hohlprofilrohlings aufweist und der Ringspalt am Ringspaltausgang
eine geänderte Querschnittsform mit mindestens einer Ausformung vorgesehen ist, wobei
die Breite des Ringspaltes größer oder gleich der Wanddicke des Profil- oder Hohlprofilrohlings
ist,
- Positionieren eines Profil- oder Hohlprofilrohlings am Eingang des Ringspaltwerkzeugs
und
- Durchführen einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Ringspalt des Ringspaltwerkzeugs
und dem Profil- oder Hohlprofilrohling bei gleichzeitiger relativer Axialdrehung des
äußeren Gesenks des Ringspaltwerkzeugs gegenüber dem Profil- oder Hohlprofilrohling
unter Verwendung mindestens eines aktiven Mittels zur Durchführung der Axialdrehung
des äußeren Gesenks und/oder des Hohlprofilrohlings, des Profil- oder Hohlprofilrohlings,
um eine lageveränderliche Ausformung über das Ringspaltwerkzeug in den Profil- oder
Hohlprofilrohling einzubringen.
[0010] Optional kann das innere Gesenk des Formgebungswerkzeugs eine querschnittveränderliche
Form in der Gestalt aufweisen, dass am Ringspalteingang die innere Querschnittsform
des Hohlprofilrohlings bzw. des Profils vorgesehen ist und am Ringspaltausgang die
innere Form des Hohlprofils bzw. Profils mit lageveränderlicher Ausformung.
[0011] Gemäß dieser Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung wird für die Herstellung von
Profilen, insbesondere Hohlprofilen mit einer längsorientierten, lageveränderlichen
Ausformung eine Vorrichtung verwendet umfassend:
- ein Ringspaltwerkzeug mit einem inneren und einem äußeren Gesenk, welche einen Ringspalt,
einen Ringspalteingang und einen Ringspaltausgang bilden, wobei der Ringspalt am Ringspalteingang
die Querschnittsform des Profilrohlings, insbesondere Hohlprofilrohlings und am Ringspaltausgang
die Querschnittsform des Profils, insbesondere Hohlprofils mit mindestens einer längsorientierten
Ausformung aufweist,
- Mittel zur Durchführung einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Ringspalt
des Ringspaltwerkzeugs und dem Profilrohling, insbesondere Hohlprofilrohling, bevorzugt
eine Profilvorschubeinheit und umfassend
- Mittel zur Durchführung einer relativen Drehung des Ringspaltwerkzeugs gegenüber dem
Profil- oder Hohlprofilrohling um die Axialachse des Ringspaltwerkzeugs, des Profil-
oder des Hohlprofilrohlings.
[0012] Anstelle von Hohlprofilrohlingen können selbstverständlich auch Profilrohlinge von
offenen Profilen umgeformt werden.
[0013] Bevorzugt wird bei der relativen Axialdrehung des äußeren Gesenks des Ringspaltwerkzeugs
gegenüber dem Profil- oder Hohlprofilrohling das äußere Gesenk und/oder der vorzugsweise
Hohlprofilrohling unter Verwendung entsprechender Mittel selbst aktiv gedreht, d.h.
das äußere Gesenk wird über einen Antrieb und/oder der Profil- oder Hohlprofilrohling
beispielsweise unter Verwendung einer Profilvorschubeinheit aktiv gedreht. Hierdurch
entfällt einerseits die Notwendigkeit kompliziert herzustellender, tordierte Nute
aufweisender Ringspaltwerkzeuge aus dem Stand der Technik. Vorzugsweise muss die Drehbewegung
nicht durch den Vortrieb des Profils oder Hohlprofils bzw. durch den relativen Profilvorschub
bereitgestellt werden, so dass die Umformkräfte geringer sind.
[0014] Das soeben beschriebene Verfahren bzw. die Vorrichtung mit einem Formgebungswerkzeug
oder Ringspaltwerkzeug, welches bzw. welche gemäß der ersten Lehre der Erfindung für
die Herstellung von Profilen oder Hohlprofilen mit mindestens einer lageveränderlichen
Ausformung verwendet wird, kann zusätzlich alle im Weiteren genannten Merkmale des
Verfahrens bzw. der Vorrichtung zum Einbringen von lageveränderlichen, längsorientierten
Ausformungen in einen Profil- oder Hohlprofilrohling unter Verwendung eines entsprechenden
Formgebungswerkzeugs, welches gemeinsam mit einer Biegeform gemäß einem weiteren Aspekt
der vorliegenden Erfindung zur Herstellung gebogener Hohlprofile, welche mindestens
eine längsorientierte, lageveränderliche Ausformung aufweisen, genutzt wird, aufweisen
und zur Lösung dieser Lehre der vorliegenden Erfindung beitragen.
[0015] So kann die Vorrichtung zur Herstellung von vorzugsweise Hohlprofilen, welche mindestens
eine längsorientierte, lageveränderliche Ausformung aufweisen beispielsweise auf einer
Profilbiegemaschine angeordnet sein, da diese auf einfache Weise Mittel zur Durchführung
der Relativbewegung und der Relativdrehung bereitstellen kann. Insofern wird auf die
nachfolgende Beschreibung eines Verfahren und einer Vorrichtung zur Herstellung von
gebogenen Hohlprofilen mit mindestens einer lageveränderlichen, längsorientierten
Ausformung verwiesen.
[0016] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung können gebogene Hohlprofile,
welche eine längsorientierte, lageveränderliche Ausformung aufweisen durch ein Verfahren
vereinfacht hergestellt werden, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst:
- Bereitstellen eines Ringspaltwerkzeugs mit einem äußeren und einem inneren Gesenk,
welche einen Ringspalt, einen Ringspalteingang und einen Ringspaltausgang bilden,
wobei das äußere Gesenk am Ringspalteingang die Querschnittsform eines Hohlprofilrohlings
hat und am Ringspaltausgang eine geänderte Querschnittsform mit mindestens einer Ausformung
vorgesehen ist, wobei die Breite des Ringspaltes größer oder gleich der Wanddicke
des Hohlprofilrohlings ist,
- Bereitstellen einer Biegeform und optional eines Biegedorns, welche nachgeordnet zum
Ringspaltwerkzeug angeordnet sind und einen Ringspalt zum Biegen des im Ringspaltwerkzeug
umgeformten Hohlprofilrohlings bilden, wobei die Breite des Ringspaltes größer oder
gleich der Wanddicke des Hohlprofilrohlings ist,
- Positionieren des Hohlprofilrohlings am Ringspalteingang,
- Durchführen einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Ringspalt des Ringspaltwerkzeugs,
dem Ringspalt, welcher durch die Biegeform und optional den Biegedorn bereitgestellt
wird, und dem Hohlprofilrohling bei gleichzeitiger relativer Axialdrehung des äußeren
Gesenks des Ringspaltwerkzeugs gegenüber dem Hohlprofilrohling oder relativer Axialdrehung
des Hohlprofilrohlings gegenüber dem äußeren Gesenk des Ringspaltwerkzeugs unter Verwendung
mindestens eines aktiven Mittels zur Durchführung der Axialdrehung des äußeren Gesenks
und/oder des Hohlprofilrohlings,
- Biegen des am Ringspaltausgang austretenden, umgeformten Hohlprofils unter Verwendung
der Biegeform und optional des Biegedorns, welche durch eine relative Axialdrehung
während des Biegvorgangs der Position der mindestens einen Ausformung im umgeformten
Hohlprofilrohling folgt.
[0017] Das gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kombiniert
das Einbringen von lagerveränderlichen, längsorientierten Ausformungen in ein Hohlprofil
unter Verwendung eines Ringspaltwerkzeugs mit dem Biegen des umgeformten Hohlprofils
unter Verwendung einer Biegeform und optional eines Biegedorns, wobei vorzugsweise
durch die relative Drehung durch Verwendung mindestens eines aktiven Mittels zur Drehung
des äußeren Gesenks des Ringspaltwerkzeugs um die Axialachse des Hohlprofils die mindestens
eine lageveränderliche, längsorientierte Ausformung in das Hohlprofil eingebracht
wird, ohne dass das Hohlprofil selbst einer Torsion unterzogen wird. Die drehbar angeordnete
Biegeform gewährleistet, dass trotz der lageveränderlichen Ausformung des Hohlprofils
ein Biegen des Hohlprofils durch eine Relativbewegung in Axialrichtung, also eine
translatorische Relativbewegung, von Hohlprofil und Biegeform erreicht werden kann.
Aufgrund der sehr guten Umformeigenschaften bestehen die Hohlprofilrohlinge vorzugsweise
aus einem Stahl. Es können aber andere gut umformbare Metalle, beispielsweise Aluminium,
Aluminiumlegierungen, Kupfer, Kupferlegierungen etc. verwendet werden. Die Biegeform
kann frei drehend angeordnet sein oder alternativ drehbar um ihre Längsachse, beispielsweise
mittels eines Motors antreibbar sein. Dies kann sich vorteilhaft auf die Steuerungsmöglichkeit,
beispielsweise auf komplexe Biegegeometrien insbesondere auf dreidimensionale Biegegeometrien
auswirken bzw. deren Erzeugung unterstützen.
[0018] Insbesondere kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren in einem Arbeitsschritt ein
gebogenes Hohlprofil, welches längsorientierte und lageveränderliche Ausformungen
aufweist, hergestellt werden. Anstelle von Hohlprofilrohlingen können auch Profilrohlinge
von offenen Profilen verwendet werden. Bevorzugt werden Hohlprofilrohlinge vorzugsweise
als Rohre mit kreisförmigem Querschnitt verwendet. Allerdings ist auch die Verwendung
von Hohlprofilrohlingen mit anderen Querschnittsformen, beispielsweise elliptischer
und rechteckiger Querschnittsform denkbar. Für das Verfahren ist es unerheblich, ob
der Hohlprofilrohling im Vergleich zu einem in Axialrichtung feststehenden Ringspaltwerkzeug
und einer in gleicher Weise feststehenden Biegeform in axialer Richtung verschoben
und um seine Axialachse herum gedreht wird oder der Hohlprofilrohling fest steht und
das Ringspaltwerkzeug sowie die Biegeform relativ zum feststehenden Hohlprofilrohling
axial bewegt und/oder um die Axialrichtung des Hohlprofilrohlings gedreht wird.
[0019] Dadurch dass die Ringspaltbreite sowohl des Ringspaltwerkzeuges als auch des Ringspaltes,
welcher durch die Biegeform und den optionalen Biegedorn gebildet werden, größer oder
gleich der Wanddicke des umzuformenden Hohlprofilrohlings ist, wird gewährleistet,
dass die Reibungskräfte zur Einbringung der lageveränderlichen, längsorientierten
Ausformung und des Biegens des Hohlprofils nicht zu groß werden. Vorzugsweise ist
hier ein Spiel von einigen zehntel Millimetern vorgesehen.
[0020] Alternativ zum durchgehenden Spalt mit einigen zehntel Millimetern Spiel weist das
innere Gesenk des Formgebungswerkzeugs einen längskonstanten Querschnitt auf, welcher
der inneren Querschnittsform des Hohlprofils mit mindestens einer längsorientierten,
lageveränderlichen Ausformung entspricht. Hierdurch kann die Reibung im Formgebungswerkzeug
auf ein Minimum reduziert werden, ohne die Präzision in der Umformung des Hohlprofil-
oder Profilrohlings zu verlieren. Gleichzeitig können auch die Herstellungskosten
des inneren Gesenks reduziert werden.
[0021] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens beträgt während
des Einbringens der mindestens einen Ausformung in den Hohlprofilrohling die Änderung
des Umfangs des Hohlprofilrohlings maximal +/- 25%, vorzugsweise maximal +/- 15%.
Hierdurch wird erreicht, dass die erforderlichen Druckkräfte zum Durchdrücken des
Profils durch den Ringspalt keine unzulässig hohen Werte annehmen und keine Umformarbeit
in Blechebenenrichtung geleistet werden muss.
[0022] Darüber hinaus hat es sich gezeigt, dass eine vorteilhafte Ausführungsform dadurch
bereitgestellt werden kann, dass der Hohlprofilrohling in einem Einlaufbereich des
Ringspalteingangs und/oder in einem Auslaufbereich am Ringspaltausgang während der
Relativbewegung in seiner Form nicht geändert wird. Hierdurch wird eine weitere Stabilisierung
und gleichzeitige eine Kalibrierung des Einbringens der lageveränderlichen, längsorientierten
Ausformungen in den Hohlprofilrohling gewährleistet.
[0023] Wird gemäß einer nächsten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens die Relativbewegung
zwischen Hohlprofilrohling und Ringspaltwerkzeug und Biegeform durch Vorschieben des
Hohlprofilrohlings unter Verwendung einer Profilvorschubeinheit durchgeführt, kann
das Verfahren mit in Axialrichtung feststehendem Ringspaltwerkzeug und Biegeform bzw.
optional feststehenden Biegedorn durchgeführt werden. Hierdurch wird der apparative
Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens reduziert.
[0024] Vorzugsweise wird der Hohlprofilrohling während des Profilvorschubs, optional unter
Verwendung der Profilvorschubeinheit, gedreht, so dass sowohl das äußere Gesenk des
Ringspaltwerkzeugs als auch die Biegeform zusätzlich in Bezug auf eine axiale Drehung
feststehend ausgebildet werden können. Dies bedeutet eine zusätzlich Verringerung
des apparativen Aufwands für das erfindungsgemäße Verfahren. Alternativ werden der
Hohlprofilrohling während des Profilvorschubs, optional unter Verwendung einer Profilvorschubeinheit,
zum Manipulieren einer 3D-Biegegeometrie, und das Ringspaltwerkzeug zum Einbringen
der lageveränderlichen, längsorientierten Ausformungen gedreht. Dadurch kann vorzugsweise
durch Auslenkung der Biegeform gegenüber der Mittelachse des Hohlprofilrohlings in
Kombination mit einer drehbar gelagerten oder vorzugsweise aktiv angetriebenen Biegeform
eine Biegung initiiert werden.
[0025] Das Verfahren kann ferner dadurch weiter verbessert werden, dass das innere Gesenk
des Formgebungswerkzeugs während des Biegevorgangs in Richtung Ringspalteingang zurückgezogen
wird. Hierdurch kann die Biegung des umgeformten Hohlprofils durch Positionieren einer
Dornkugel eines Biegedorns unterhalb des Druckpunktes der Biegeform erleichtert werden.
[0026] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Hohlprofilrohling
unter Verwendung einer Führungshülse, die beispielsweise axial verstellbar ist, und
eines inneren Dörnschafts während der Relativbewegung von Hohlprofilrohling und Ringspaltwerkzeug
geführt, so dass eine weitere Erhöhung der Prozesssicherheit erreicht wird. In diesem
Fall kann das üblicherweise über eine Dornzugstange gehaltene innere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs
am Dornschaft der Führungshülse befestigt werden. Zur Vereinfachung des technischen
Aufbaus kann das äußere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs mit der Führungshülse verbunden
werden.
[0027] Bevorzugt weisen Ringspalteingang und Ringspaltausgang zudem Einlauf bzw. Auslauf
Rundungen auf, welche die Reibung bzw. auch das Einfädeln des Hohlprofilrohlings in
das Ringspaltwerkzeug vereinfachen. Darüber hinaus können die verwendeten Gesenke
bzw. die Biegeform oder auch nur die Wirkflächen der Gesenke bzw. der Biegeform und
optional des Biegedorns z.B. aus Hartmetall, gehärtetem Stahl, Metallkeramik oder
ähnliche Metalle hergestellt sein. Diese führen zu einem verringerten Verschleiß der
eingesetzten Gesenke und Biegeformen.
[0028] Vorzugsweise kann das Einbringen der lageveränderlichen, längsorientierten Ausformungen
in das Hohlprofil durch eine angetriebene Rotation des äußeren Gesenks des Ringspaltwerkzeugs
unter Verwendung einer Antriebseinheit durchgeführt werden. In diesem Fall ist das
innere Gesenk vorzugsweise an einer Dornzugstange frei drehbar gelagert, so dass dieses
der Drehung des äußeren Gesenks folgen kann. In diesem Fall kann auch die Biegeform
frei drehbar gelagert sein, um der Ausformung, welche durch das Ringspaltwerkzeug
in den Hohlprofilrohling eingebracht worden ist, zu folgen. Die Biegeform kann frei
drehend angeordnet sein oder alternativ drehbar um ihre Längsachse, beispielsweise
mittels eines Motors antreibbar sein. Dies kann sich vorteilhaft auf die Steuerungsmöglichkeit,
beispielsweise auf komplexe Biegegeometrien insbesondere auf dreidimensionale Biegegeometrien
auswirken bzw. deren Erzeugung unterstützen. Bei der Verwendung einer Profilvorschubeinheit
kann diese den umzuformenden Hohlprofilrohling über einen Kraftschluss und/oder einen
Formschluss halten, wobei vorzugsweise zur Entlastung die optional vorgesehene Führungshülse
sich mit dem äußeren Gesenk des Ringspaltwerkzeugs beispielsweise simultan und gleichzeitig
mitdreht und beispielsweise axial verstellbar ist. Um die Dimension des Ringspaltes
beizubehalten, ist es vorteilhaft, dass bei einer axialen Verstellung des äußeren
Gesenks auch das innere Gesenk über die Dornzugstange in gleichen Maßen verstellt
wird.
[0029] Zusätzlich können Lünetten der Profilvorschubeinheit nachgeordnet sein, um den Hohlprofilrohling,
insbesondere wenn dieser deutlich über die Führungshülse zu Beginn des Umformprozesses
hinausragt, zu stützen.
[0030] Um gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens eine besonders
große Flexibilität in Bezug auf den Krümmungsradius des gebogenen Hohlprofils zu erhalten,
ist es vorteilhaft, wenn die Biegeform während des Umformprozesses, also während der
Durchführung der translatorischen Relativbewegung zwischen Hohlprofilrohling und Ringspaltwerkzeug
bzw. Biegeform, die Biegeform und optional der Biegedorn in ihrem Winkel zur Axialachse
des Hohlprofilrohlings frei einstellbar sind. Der insbesondere bei kleinen Biegeachsen
üblicherweise mit gelenkig angeordneten Segmenten ausgestattete Biegedorn kann dem
eingestellten Winkel zur Axialachse des Hohlprofilrohlings ohne Weiteres folgen. Bei
größeren Biegeradien können auch einfache und konventionelle Biegedorne eingesetzt
werden.
[0031] Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist das erfindungsgemäße hergestellte Hohlprofil Teil einer Fahrzeugkarosserie, eine
A-Säule mit anschließendem Dachrahmen eines Kraftfahrzeugs oder ein Profil einer Treppenlift-Stuhlführung.
Entsprechende Hohlprofile, die für jegliche Anwendungszwecke einsetzbar sind, bei
denen lagerveränderliche, längsorientierte Ausformungen eine entscheidende Rolle spielen,
können auf einfache Weise mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden und
sind daher entsprechend kostengünstig herstellbar.
[0032] Gemäß der vorliegenden Erfindung wird für die vereinfachte Herstellung von Profilen,
insbesondere Hohlprofilen mit einer lageveränderlichen, längsorientierten Ausformung
eine Vorrichtung verwendet umfassend:
- ein Formgebungswerkzeug, welches am Eingang die Querschnittsform des Profil- oder
Hohlprofilrohlings und am Ausgang die Querschnittsform des Profils oder Hohlprofils
mit mindestens einer längsorientierten Ausformung aufweist,
- Mittel zur Durchführung einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Formgebungswerkzeug
und dem Profil- oder Hohlprofilrohling, bevorzugt eine Profilvorschubeinheit und umfassend
- Mittel zur Durchführung einer relativen Drehung um die Axialachse des Formgebungswerkzeugs
gegenüber dem Profil- oder Hohlprofilrohling oder um die Axialachse des Profilrohlings,
insbesondere Hohlprofilrohlings gegenüber dem Formgebungswerkzeugs, mit welchen der
Profil- oder Hohlprofilrohling und/oder das Formgebungswerkzeug relativ zueinander
aktiv drehbar sind.
[0033] Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann gemäß einer ersten Ausgestaltung dadurch verbessert
werden, dass am Ausgang des Formgebungswerkzeugs eine Biegeform mit einem optionalen
Biegedorn vorgesehen ist. Mit der erfindungsgemäß weiter ausgestalteten Vorrichtung
können dann auch gebogene Profile oder Hohlprofile mit einer längsorientierten, lageveränderlichen
Ausformung hergestellt werden.
[0034] Gemäß einer ersten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden mindestens
eine längsorientierte, lageveränderliche Ausformung aufweisenden Profile oder Hohlprofile
vereinfacht aus Profil- oder Hohlprofilrohlingen hergestellt durch
- ein Ringspaltwerkzeug mit einem inneren und einem äußeren Gesenk, welche einen Ringspalt,
einen Ringspalteingang und einen Ringspaltausgang bilden, wobei der Ringspalt am Ringspalteingang
die Querschnittsform des Hohlprofilrohlings und am Ringspaltausgang die Querschnittsform
des Hohlprofils mit mindestens einer lageveränderlichen, längsorientierten Ausformung
aufweist,
- eine Biegeform und optional einen Biegedorn, welche dem Ringspaltausgang des Ringspaltwerkzeugs
nachgeordnet sind, wobei die Biegeform und optional der Biegedorn einen Ringspalt
bilden und derart angeordnet sind, so dass eine Biegung des durch das Ringspaltwerkzeug
umgeformten Hohlprofilrohlings erfolgt,
- Mittel zur Durchführung einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Ringspalt
des Ringspaltwerkzeugs, dem Ringspalt, welcher durch die Biegeform und optional den
Biegedorn gebildet wird, und dem Hohlprofilrohling,
- Mittel zur aktiven Durchführung einer relativen Drehung um die Axialachse des Ringspaltwerkzeugs,
der Biegeform und optional des Biegedorns gegenüber dem Hohlprofilrohling bzw. die
Axialachse des Hohlprofilrohlings gegenüber dem Ringspaltwerkzeug und der Biegform
und optional den Biegedorn.
[0035] Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, in einem Arbeitsschritt in
ein Hohlprofil einerseits eine lageveränderliche, längsorientierte Ausformung einzuformen
und gleichzeitig das Hohlprofil zu biegen. Im Ergebnis können mit der erfindungsgemäßen
Vorrichtung Hohlprofile, beispielsweise wie sie für Kraftfahrzeuge im Bereich der
A-Säule vorgesehen sind oder auch zur Realisierung von Stuhlführungen eines Treppenlifts
verwendet werden, hergestellt werden. Wie bereits ausgeführt, können selbstverständlich
beispielsweise auch offene Profile oder teilweise geschlossene Profile mit einer längsorientierten
Ausformung unter Verwendung dieser Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
hergestellt werden.
[0036] Sind gemäß einer nächsten Ausgestaltung der Vorrichtung Mittel vorgesehen, welche
das innere Gesenk gegenüber dem äußeren Gesenk verschoben werden kann, besteht die
Möglichkeit, das innere Gesenk während des Umformens in Richtung Spalteingang axial
zu verschieben, um eine Dornkugel eines Biegedorns unterhalb des äußeren Druckpunktes
der Biegeform positionieren zu können. Es hat sich gezeigt, dass hierdurch eine verbesserte
Genauigkeit bei höherer Prozesssicherheit während der Umformung erzielt werden kann.
[0037] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Biegeform
derart angeordnet, dass der Winkel zwischen der Axialachse der Biegeform und der Axialachse
des Ringspaltwerkzeugs zur Veränderung des Krümmungsradius des Profils- oder Hohlprofils
vor und/oder während des Umformens variabel einstellbar ist. Hierdurch wird erreicht,
dass unterschiedliche Krümmungsradien im herzustellenden Profil- oder Hohlprofil realisiert
werden können.
[0038] Wie bereits zuvor ausgeführt, gewährleistet eine nächste Ausführungsform der erfindungsgemäßen
Vorrichtung einen besonders prozesssicheren und schonenden Umformprozess dadurch,
dass der Ringspalt des Ringspaltwerkzeugs derart geformt ist, dass während des Einbringens
der mindestens einen Ausformung in den Hohlprofilrohling der Umfang des Hohlprofilrohlings
um maximal +/- 25%, vorzugsweise um maximal +/- 15% sich ändert. Insbesondere können
hierdurch die für die Umformung notwendigen Kräfte minimiert werden.
[0039] Eine einfache Positionierung des inneren Gesenks des Ringspaltwerkzeugs wird dadurch
erreicht, dass eine Dornzugstange vorgesehen ist.
[0040] Zum einfachen Be- und Entladen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann es vorteilhaft
sein, dass das äußere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs geteilt ist und geöffnet werden
kann. Vorzugsweise weist in diesem Fall das innere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs äußere
Abmessung auf, welche kleiner oder gleich den Innenabmessungen des Hohlprofilrohlings
sind, auf. Damit kann das Be- und Entladen der Vorrichtung mit einem Hohlprofilrohling
von der Seite des Ringspaltausgangs erfolgen, wobei der Hohlprofilrohling bei geöffnetem
äußeren Gesenk einfach über das innere Gesenk in Richtung Ringspalteingang geschoben
wird, bis dieser vor dem Ringspalteingang positioniert ist.
[0041] Beispielsweise kann der innere Dornschaft einteilig mit dem inneren Gesenk des Ringspaltwerkzeugs
ausgebildet sein. Insbesondere zum leichteren Be- und Entladen können teilweise vorgeformte
Hohlprofilrohlinge verwendet werden.
[0042] Ist das äußere Gesenk ungeteilt ausgeführt, sind inneres und äußeres Gesenk, beispielsweise
unter Verwendung einer Dornzugstange, in axial Richtung derart zu trennen, dass der
Hohlprofilrohling über das innere Gesenk in die Ausgangsposition vor dem Ringspalteingang
positioniert werden kann, bevor das äußere Gesenk wieder über das innere Gesenk geschoben
wird, um das Ringspaltwerkzeug zu bilden.
[0043] Ferner kann ein an den Hohlprofilrohling angepasstes Druck-bzw. Ziehstück vorgesehen
sein, welches den Hohlprofilrohling an einem Ende stirnseitig erfasst und in der Lage
ist den Hohlprofilrohling durch das Ringspaltwerkzeug und gegebenenfalls auch durch
die Biegeform durchzudrücken oder aber auch durchzuziehen. Hierdurch wird erreicht,
dass der Hohlprofilrohling vollständig in die geänderte Querschnittform mit mindestens
einer lageveränderlichen, längsorientierten Ausformung gebracht wird.
[0044] Gemäß einer nächsten weitergebildeten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
ist eine Profilvorschubeinheit mit einem Profilvorschubwagen vorgesehen, so dass das
Ringspaltwerkzeug und/oder die Biegeform zumindest in axialer Richtung feststehend
ausgebildet werden können. Hierdurch wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung
vereinfacht. Allerdings kann die Biegeform zur Erleichterung des Biegevorganges zusätzlich
in axialer Richtung, vorzugsweise über einen Antrieb bewegbar, angeordnet sein.
[0045] Vorzugsweise sind das äußere als auch das innere Gesenk in Kombination mit dem Dornschaft
und der Führungshülse axial verstellbar. Um besonders enge Biegeradien zu erzeugen,
ist es vorteilhaft, beim Auslenken der Biegeform beispielsweise durch Querverstellung
und Rotation eine axiale Verstellung der oben genannten Komponente in Axialrichtung
durchzuführen.
[0046] Vorzugsweise kann die Profilschubeinheit auch mit Mitteln zur Drehung des Hohlprofilrohlings
ausgestattet sein, so dass die relative, axiale Drehung zwischen Hohlprofilrohling
und dem Ringspaltwerkzeug zur Einbringung der lageveränderlichen, längsorientierten
Ausformungen in den Hohlprofilrohling durch die Profilvorschubeinheit vollständig
oder teilweise bereitgestellt werden kann. Alternativ oder kumulativ dazu kann die
erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch vorteilhaft ausgestaltet werden, dass das äußere
Gesenk des Ringspaltwerkzeugs und/oder die Biegeform einen Antrieb zur axialen Drehung
aufweisen. Über eine angetriebene Drehung des äußeren Gesenks besteht die Möglichkeit,
über eine größere Hebelwirkung eine lageveränderliche, längsorientierte Ausformung
in den Hohlprofilrohling einzubringen. Das innere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs kann
in diesem Fall frei drehbar gelagert, der Drehung des äußeren Gesenks ohne großen
Aufwand folgen. Dies gilt auch für die Biegeform, welche im Falle eines motorischen
Antriebs zusätzlich eine definierte Auslenkung der Biegeform gegenüber den Ausformungen
des Hohlprofilrohlings in Bezug auf die Krümmungsrichtung der Biegelinie erzielen
kann, so dass ein Ausweichen des Hohlprofils aus der eingestellten Biegerichtung in
Folge einer "schiefen Biegung" kompensiert wird.
[0047] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind eine Führungshülse
und ein Dornschaft zur Führung des Hohlprofilrohlings vor dem Ringspaltwerkzeug angeordnet,
wobei optional das innere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs frei drehbar am Dornschaft
befestigt ist. Wie bereits zuvor ausgeführt, ermöglicht die Führungshülse und der
Dornschaft eine verbesserte Führung des Hohlprofilrohlings und insofern eine höhere
Prozesssicherheit während des Umformens. Anstelle der Dornzugstange kann das innere
Gesenk auf einfache Weise am Dornschaft befestigt werden. Um der Drehung des äußeren
Gesenks folgen zu können, ist das innere Gesenk vorzugsweise drehbar am inneren Dornschaft
befestigt. Bevorzugt ist auch, dass der Biegedorn am Ausgang des Ringspaltwerkzeugs
am inneren Gesenk drehbar befestigt ist, so dass dieser der Drehung der Ausformungen
des Hohlprofils im Falle eines drehbaren äußeren Gesenks folgen kann.
[0048] Zusätzlich oder alternativ können auch Lünetten eine Stützung des Hohlprofilrohlings
gewährleisten, welche vorzugsweise zwischen Profilvorschubeinheit und Ringspaltwerkzeug
angeordnet sind.
[0049] Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Wirkflächen
des äußeren und inneren Gesenks des Ringspaltwerkzeugs sowie optional die Wirkflächen
der Biegeform und/oder optional des Biegedorns aus z.B. gehärtetem Stahl, Hartmetall,
Metallkeramik oder ähnlichen Metallen sein, um den Umformprozess zu optimieren bzw.
den Verschleiß zu minimieren.
[0050] Schließlich kann die Vorrichtung dadurch weiter ausgestaltet werden, dass das Ringspaltwerkzeug,
die Biegeform mit optionalen Biegedorn, die Mittel zur Durchführung der Relativbewegung
zwischen Hohlprofilrohling und Ringspaltwerkzeug, die Mittel zur Drehung des äußeren
Gesenks des Ringspaltwerkzeugs und optional eine Profilvorschubeinheit sowie eine
Führungshülse auf einer Profilbiegemaschine angeordnet sind. Profilbiegemaschinen
weisen üblicherweise Aufnahmen für Profilvorschubeinheiten und Biegeformen auf. Insofern
können Profilbiegemaschinen mit wenig Aufwand zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und zur Bereitstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ausgestattet
werden.
[0051] In einem weiteren Ausführungsbeispiel wird das innere Gesenk zwischen Dornschaft
und Dornkugeln eines vorzugsweise verwendeten Gliederdorns gelenkig gelagert eingeführt.
Ein Antrieb stellt über die Dornstange, die mit dem Dornschaft des Gliederdorns verbunden
ist, die Axialposition des inneren Gesenks relativ zum äußeren Gesenk ein, damit der
Ringspalt erhalten bleibt. Bei dieser Konfiguration werden die Dornkugeln zwangsläufig
mit dem inneren Gesenk zusammen verstellt.
[0052] In einem weiteren Ausführungsbeispiel können inneres Gesenk und Dornkugel unabhängig
voneinander axial positioniert werden. Dies könnte beispielsweise über eine zweiteilige
Dornstange, nach dem Prinzip Rohr-in-Rohr oder aber auch durch einen Stellantrieb
im Dornschaft realisiert werden. Diese Konfiguration hat den Vorteil, dass sowohl
das innere Gesenk für den Ringspalt als auch die Dornkugeln für eine optionale Position
für die innere Stützung im Bereich der Biegeform unabhängig voneinander positioniert
werden können.
[0053] In einem weiteren Ausführungsbeispiel kann zur Vereinfachung der Vorrichtung der
Dornschaft und das innere Gesenk einteilig ausgeführt sein. Es ist dann von Vorteil,
dass diese Einheit frei drehbar gelagert ist, um der Rotation des äußeren Gesenks
zu folgen.
[0054] Im Weiteren soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit
der Zeichnung näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in
- Fig. 1
- eine schematische Draufsicht auf den Ringspaltausgang eines Ausführungsbeispiels eines
Ringspaltwerkzeugs,
- Fig. 2
- das Ringspaltwerkzeug aus Fig. 1 in einer perspektivischen Ansicht,
- Fig. 3
- in einer Schnittansicht ein Vergleich zwischen der Querschnittsform eines Hohlprofilrohlings
gemäß eines weiteren Ausführungsbeispiels und des umgeformten Hohlprofilrohlings mit
mindestens einer längsorientierten Ausformung,
- Fig. 4
- das Ausführungsbeispiel eines Ringspaltwerkzeugs aus Fig. 1 mit vorgelagerter Führungshülse
und Dornschaft gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel des Ringspaltwerkzeugs in
einer axialen, schematischen Schnittansicht,
- Fig. 5
- in einer perspektivischen, schematischen Ansicht das Ausführungsbeispiel aus Fig.
4 inklusive Biegeform und Biegedorn,
- Fig. 6
- eine schematische Draufsicht einer erfindungsgemäßen Profilbiegemaschine umfassend
ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung,
- Fig. 7a) bis d)
- in einer perspektivischen, schematischen Darstellung ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen
Verfahrens zu verschiedenen Zeitpunkten unter Verwendung der Vorrichtung aus Fig.
5,
- Fig. 8
- in einer perspektivischen, schematischen Darstellung ein hergestelltes, gebogenes
Hohlprofil mit tordierter Ausformung,
- Fig. 9
- in einer schematischen, perspektivischen Darstellung ein Stuhlführungsprofil eines
Treppenlifts in einem Treppenhaus,
- Fig. 10
- eine schematische Darstellung einer A-Säule eines Kraftfahrzeugs und
- Fig. 11
- eine perspektivische Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels eines Formgebungswerkzeugs.
[0055] Fig. 1 und Fig. 2 zeigen in jeweils unterschiedlichen Darstellungen ein Ausführungsbeispiel
eines Formgebungswerkzeugs in Form eines Ringspaltwerkzeugs 1, welches aus einem äußeren
Gesenk 2 und einem inneren Gesenk 3 besteht. Beide Gesenke 2, 3 bilden einen Ringspalt
4, welcher sich von dem Ringspalteingang 5 bis zum Ringspaltausgang 6 in seiner Querschnittsform
von der Querschnittsform des Hohlprofilrohlings, vorliegend einer kreisförmigen Querschnittsform,
auf die Querschnittsform des Hohlprofils mit längsorientierter Ausnehmung ändert.
In Fig. 1 ist deutlich die im Vergleich zur Ausgangsquerschnittsform geänderte Querschnittsform
des Ringspalts 4 zu erkennen. Die Breite des Ringspalts 4 ist größer oder gleich der
Wanddicke des umzuformenden Hohlprofilrohlings. Am Ringspalteingang 5 sowie am Ringspaltausgang
6 sind Ein- bzw. Auslaufbereiche vorgesehen, welche Einlauf- bzw. Auslaufrundungen
aufweisen. Dies erleichtert das Einfädeln des Hohlprofilrohlings beispielsweise in
den Ringspalteingang 5 sowie das Auslaufen des umgeformten Hohlprofilrohlings am Ringspaltausgang
6. Ein kurzer Bereich am Ringspalteingang 5 sowie am Ringspaltausgang 6 führt keine
Formänderung des Hohlprofilrohlings durch, so dass diese Bereiche stabilisierend für
den Umformprozess wirken. Das Ringspaltwerkzeug 1 kann daher sowohl gemäß dem ersten
Teilaspekt der vorliegenden Erfindung zur Herstellung von Hohlprofilen mit lageveränderlichen,
längsorientierten Ausformungen verwendet werden als auch zur Herstellung von gebogenen
Hohlprofilen mit lageveränderlichen, längsorientierten Ausformungen.
[0056] Im Vergleich zu dem bisher bekannten Stand der Technik, bei welchem über eine schraubenförmige
Nute aufweisendes inneres Gesenk eine lageveränderliche, insbesondere tordierte Ausformung
in ein Hohlprofil eingebracht wird, wie dies beispielsweise in der Patentschrift
DE 38 07 002 C1 offenbart ist, wird bei dem erfindungsgemäßen Einbringen einer lageveränderlichen,
insbesondere tordierten Ausformung lediglich das äußere Gesenk 2 relativ zum Hohlprofil
um seine Axialachse gedreht, so dass einerseits das innere Gesenk 3 der Drehung des
äußeren Gesenks folgt und der Hohlprofilrohling von der Ausgangsform, beispielsweise
hier kreisförmig, auf eine Endform mit lageveränderlichen, insbesondere längsorientierte
Ausformungen, wie hier zwei gegenüberliegende längsorientierte Einformungen gegenüber
der Kreisform, gebracht wird.
[0057] Im Unterschied zu dem bekannten Stand der Technik ist das dargestellte Ausführungsbeispiel
eines Ringspaltwerkzeugs deutlich einfacher aufgebaut und kann weichere Formübergänge
aufweisen, so dass eine Umformung eines Hohlprofilrohlings zu einem Hohlprofil mit
lageveränderlichen, längsorientierten Ausformungen auf einfache Weise und ohne große
Umformkräfte erfolgen kann. Insbesondere ist es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren
und der Vorrichtung möglich, die Steigung der längsorientierten, lageveränderlichen
Ausformung ("Windungen") über die zeitlich variierende Rotation des äußeren Gesenks
aktiv zu steuern.
[0058] Vorzugsweise ändert sich während der Umformung des Hohlprofilrohlings mit dem Ringspaltwerkzeug
1 der Umfang des Hohlprofilrohlings nicht. Hieraus ergibt sich, dass die Länge der
neutralen Faser, d.h. die Mittellinie der Blechdicke des Hohlprofilrohlings sich gar
nicht oder nur in engen Grenzen vorzugsweise +/- 25% oder besonders bevorzugt +/-
15% ändert. Die in Blechebene stattfindende Umformarbeit wird hierdurch minimiert,
so dass die Umformkräfte weiter reduziert werden können.
[0059] Fig. 3 zeigt in einer schematischen Schnittansicht die Ausgangsquerschnittsform 7
des Hohlprofilrohlings sowie die Querschnittsform 8 des Hohlprofilrohlings nach Verlassen
des Ringspaltwerkzeugs. Die Umfangslänge der beiden Querschnittsformen 7, 8 ist identisch,
so dass keine Arbeit in der Blechdickenebene durch das Ringspaltwerkzeug geleistet
werden muss.
[0060] Fig. 4. zeigt nun eine gegenüber der Fig. 1 und 2 weiterverbesserte Variante des
Ringspaltwerkzeugs 1 mit vorgelagerter Führungshülse 9 und innerem Dornschaft 10 in
einer axialen Schnittansicht. Deutlich zu erkennen sind am Ringspaltwerkzeug 1 am
Ringspalteingang 5 sowie am Ringspaltausgang 6 Ein- und Ausgangsbereiche 5a, 6a, welche
keine Formänderung im Hohlprofilrohling, welcher in Fig. 4 ebenfalls nicht dargestellt
ist, hervorrufen. Dadurch dass der Hohlprofilrohling, in Fig. 4 nicht dargestellt,
zwischen Dornschaft 10 und Führungshülse 9 geführt wird, kann der Umformprozess und
das Einbringen lageveränderlicher, längsorientierter Ausformungen in den Hohlprofilrohling
noch prozesssicherer gestaltet werden.
[0061] Die in Fig. 4 dargestellte Führungshülse 9 dreht sich dabei vorzugsweise mit, um
das Einbringen der lageveränderlichen, längsorientierten Ausformungen durch das Ringspaltwerkzeug
zusätzlich zu unterstützen. Entweder ist die Führungshülse 9 frei drehend gelagert
oder kann aktive mittels eines Antriebs gedreht werden oder aber wahlweise mittels
einer Bremseinrichtung fest oder kontrolliert drehend ausgeführt sein. Alternativ
kann die Führungshülse 9 auch nicht drehbar ausgebildet sein.
[0062] Um nun ein gebogenes Hohlprofil mit lageveränderlichen, längsorientierten Ausformungen
herzustellen, wird das in den Fig. 1 bis 4 dargestellte Ausführungsbeispiel eines
Ringspaltwerkzeugs mit Führungshülse 9 zusätzlich um eine Biegeform 11 samt Biegedorn
12 ergänzt. Wie zu erkennen ist, weist das in Fig. 5 dargestellte Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung gebogener Hohlprofile mit lageveränderlichen,
längsorientierten Ausformungen ein Ringspaltwerkzeug 1, welches ein äußeres Gesenk
2 und ein inneres Gesenk 3 umfasst, die einen Ringspalt 4 bilden, welcher in die Ausgangsquerschnittsform
eines Hohlprofilrohlings mindestens eine längsorientierte Ausformung, vorliegend zwei
gegenüberliegende, längsorientierte Ausformungen einbringt, auf. Die nachgeordnete
Biegeform 11 sowie der Biegedorn 12, welcher vorzugsweise aus gelenkartig verbundenen
Segmenten aufgebaut ist, bilden ebenfalls einen Ringspalt 13, welcher die Endform
des umgeformten Hohlprofilrohlings aufweist. Die Breite des Ringspaltes 13 ist ebenfalls
größer oder gleich der Wanddicke des Hohlprofilrohlings. Vorzugsweise kann die Biegeform
11 mit ihrer Axialachse einen Winkel zur Axialachse des Ringspaltwerkzeugs 1 bzw.
der Führungshülse 9 einnehmen. In diesem Fall wird das aus dem Ringspaltwerkzeug 1
austretende umgeformte Hohlprofil über die Biegeform gebogen. Die Biegeform 11 folgt
ebenso wie der Biegedorn 12 der eingebrachten, lageveränderlichen Ausformungen des
Hohlprofils. Denkbar ist auch die Biegeform aktiv anzutreiben. Wird der Winkel der
Axialachse der Biegeform 11 gegenüber der Axialachse des Ringspaltwerkzeugs 1 vergrößert,
wird die Krümmung des Hohlprofils erhöht und der Biegeradius des Hohlprofils verkleinert.
Insofern lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren beliebige Krümmungsradien
in Längsrichtung des herzustellenden Hohlprofils trotz der lageveränderlichen, längsorientierten
Ausformungen des Hohlprofils erzeugen.
[0063] Fig. 6 zeigt in einer schematischen Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem Ringspaltwerkzeug 1, einer Biegeform
11, einem Biegedorn 12 sowie Mitteln 14 zur Durchführung einer Relativbewegung in
Axialrichtung zwischen dem Ringspalt des Ringspaltwerkzeugs 1, dem Ringspalt 13, welcher
durch die Biegeform 11 und den Biegedorn 12 gebildet wird und dem Hohlprofilrohling
16. Die Mittel 15 zur Durchführung einer Relativbewegung in Axialrichtung des Hohlprofilrohlings
16 werden im dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Profilvorschubeinheit 15
bereitgestellt.
[0064] Wie der Pfeil andeutet, kann die Profilvorschubeinheit 15 eine translatorische Bewegung
durchführen, um den Hohlprofilrohling 16 möglichst kontinuierlich relativ zum und
durch das Ringspaltwerkzeug 1 zu bewegen bzw. zu führen. Darüber hinaus wird der umgeformte
Hohlprofilrohling 16 weiter in Richtung Biegeform 11 und den Biegedorn 12 verschoben
und mit eingebrachter, lageveränderlicher, längsorientierter Ausformung gebogen. Zusätzlich
dargestellt sind in Fig. 6 die Führungshülse 9 sowie der innere Dornschaft 10. Die
Biegeform 11 ist vorzugsweise so angeordnet, dass sie beliebige Winkel α gegenüber
der Axialachse des Ringspaltwerkzeugs 1 bzw. des Hohlprofilrohlings vor der Biegung
eingestellt werden kann.
[0065] Der Winkel α kann in beliebige Richtungen senkrecht zur Axialachse des Ringspaltwerkzeugs
eingestellt werden. Wie mit den Pfeilen am Ringspaltwerkzeug 1 sowie an der Biegeform
11 angedeutet, dreht sich die Biegeform 11 mit dem Ringspaltwerkzeug 1 synchron mit,
so dass die Biegeform 11 jeweils den in das Hohlprofil eingebrachte Ausformungen folgen
kann. In Fig. 6 ist der Biegedorn 12 segmentartig aufgebaut. Die einzelnen Segmente
sind vorzugsweise gelenkartig miteinander verbunden, so dass dieser die Biegewinkel,
welche die Biegeform 11 gegenüber der Axialachse des Ringspaltwerkzeugs einnimmt,
folgen kann. Zudem ist der Biegedorn 12 bevorzugt drehbar am inneren Werkzeug 3 des
Ringspaltwerkzeug 1 befestigt.
[0066] Die Mittel zur Durchführung einer relativen Drehung um die Axialachse des Ringspaltwerkzeugs,
der Biegeform gegenüber dem Hohlprofilrohling sind in Fig. 6 mit den Bezugszeichen
17 und 18 schematisch dargestellt. Sie können alternativ oder kumulativ zur Drehung
der Profilvorschubeinheit 15 eine relative Axialdrehung zwischen Ringspaltwerkzeug
1 und Biegeform 11 sowie dem Hohlprofilrohling 16 gewährleisten.
[0067] Zudem ist noch ein spezifisch ausgebildetes Druckteil 15a angedeutet, welches ermöglicht,
dass der Hohlprofilrohling 16 vollständig in seiner Querschnittsform umgeformt werden
kann.
[0068] Vorzugsweise ist die soeben beschriebene Vorrichtung auf einer Profilbiegemaschine
19 angeordnet, Fig. 6. Profilbiegemaschinen 19 weisen üblicherweise bereits Mittel
zur Einstellung eines Biegewinkels sowie zur Durchführung translatorischer Bewegungen,
beispielsweise eine Profilvorschubeinheit 15 auf. Profilbiegemaschinen 19 können daher
auf einfache Weise mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bestückt werden.
[0069] Zusätzlich zur Stützung der Führung des Hohlprofilrohlings 16 sind in Fig. 6 Lünetten
20 dargestellt, welche den Hohlprofilrohling 16 von außen stützen. Auch andere geeignete
Stützmittel können eingesetzt werden. Bewegt sich die Profilvorschubeinheit 15 in
Richtung Ringspaltwerkzeug 1, drückt diese den Hohlprofilrohling 16 durch den Ringspalt
des Ringspaltwerkzeuges 1 hindurch. Durch den Ringspalt 4 des Ringspaltwerkzeuges
1 wird der Hohlprofilrohling 16 umgeformt. Rotiert das äußere Gesenk des Ringspaltwerkzeugs
1 während die Profilvorschubeinheit 15 den Hohlprofilrohling 16 relativ zur Position
des Ringspaltwerkzeug 1 bewegt, so wird eine lageveränderliche, längsorientierte Ausformung
23 in den Hohlprofilrohling 16 eingebracht. Am Ringspaltausgang tritt das mindestens
eine Ausformung aufweise Hohlprofil 21 aus und läuft unmittelbar in die Biegeform
11, welche über die Mittel 17 ebenfalls der Rotation des Ringspaltwerkzeugs folgt.
Die Biegeform 11 biegt das eingehende Hohlprofil 21 entsprechend dem eingestellten
Biegewinkel α zu einem gebogenen Hohlprofil 22, welches lageveränderliche, insbesondere
längsorientierte Ausformungen 23 aufweist.
[0070] Die einzelnen Verfahrensschritte sind in Fig. 7 gemäß einem Ausführungsbeispiel dargestellt.
In den Fig. 7a) bis d) ist eine Führungshülse 9, das Ringspaltwerkzeug 1 sowie die
Biegeform 11 samt Biegedorn 12 perspektivisch dargestellt. Der von der linken Seite
in die Führungshülse eingebrachte Hohlprofilrohling 16 hat, wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel
dargestellt, einen kreisförmigen Ausgangsquerschnitt. In Fig. 7b) ist der Hohlprofilrohling
16 soweit durch die Führungshülse 9, das Ringspaltwerkzeug 1 und die Biegeform 11
verschoben, so dass dieser an der Biegeform 11 mit den eingebrachten Ausformungen
23 als umgeformtes Hohlprofil 22 austritt.
[0071] Wird die Biegeform 11 nun in ihrem Winkel α zur Axialachse des Hohlprofilrohlings
16 bzw. des Ringspaltwerkzeugs 1 verändert, so führt dies, wie in Fig. 7c) dargestellt
ist, zur Einbringung einer Krümmung in das Hohlprofil 22. Wird das Ringspaltwerkzeug
1 um seine axiale Achse gedreht, folgt die Biegeform 11 den eingebrachten Ausformungen,
so dass erneut ein geänderter Biegewinkel einstellbar ist. In Fig. 7d) ist der Umformvorgang
nahezu abgeschlossen, lediglich ein kleiner Restbereich des Hohlprofilrohlings muss
noch umgeformt werden. Dies geschieht üblicherweise dadurch, dass eine nicht dargestellte
Profilvorschubeinheit 15 ein Druckstück 15a umfasst, welches den Hohlprofilrohling
vollständig durch das Ringspaltwerkzeug drücken kann. Hierdurch wird erreicht, dass
das hergestellte Hohlprofil auf seiner gesamten Länge die über das Ringspaltwerkzeug
eingebrachten Ausformungen aufweist. Deutlich ist in Fig. 7d) zu erkennen, dass die
Ausformungen 23 über die Länge des hergestellten Hohlprofils 22 variierend verdreht
sind. Wie anhand der soeben beschriebenen Figuren erkennbar ist, ist die relative
Rotation des Ringspaltwerkzeugs ψ gegenüber dem Hohlprofilrohling als eine Funktion
des Profilvorschubs und damit von der Zeit zu definieren, um nahezu beliebige Lageveränderungen
der Ausformungen zu erzielen. Es gilt:
mit z(t): Profilvorschub in Axialrichtung.
[0072] Mit dieser Funktion kann die Relativdrehung des äußeren Gesenks gesteuert werden,
um den gewünschten Verlauf der Ausformungen im Hohlprofil zu erhalten.
[0073] Ein gebogenes Hohlprofil mit lageveränderlichen, längsorientierten Ausnehmungen 23
zeigt Fig. 8 in einer schematischen, perspektivischen Ansicht. Das in Fig. 8 dargestellte,
gebogene Hohlprofil mit längsorientierten Ausformungen 23 kann beispielsweise als
Profil zur Stuhlführung eines Treppenlifts 24, wie es beispielsweise in Fig. 9 dargestellt
ist, verwendet werden. Eine weitere Verwendung des Hohlprofils 22 zeigt Fig. 10 schematisch
in einer Seitenansicht einer Fahrzeugkarosserie. Die A-Säule 25, welche gleichzeitig
einen Teil des Dachrahmens bildet, weist üblicherweise ebenfalls lageveränderliche,
längsorientierte Ausformungen auf, um einerseits den Stabilitätsanforderungen einer
A-Säule sowie den Stabilitätsanforderungen des Dachrahmens gerecht zu werden. Die
Verwendung eines einzigen Hohlprofils 25 für eine A-Säule inklusive Dachrahmenteil
vereinfacht die Herstellung von Fahrzeugkarosserien.
[0074] Die Figur 11 zeigt schließlich ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Formgebungswerkzeugs
in einer perspektivischen Darstellung, welches aus einem äußeren Gesenk 2 und einem
inneren Gesenk 3 besteht, wobei das äußere Gesenk 2 am Ringspaltausgang 6 die äußere
Querschnittform des herzustellenden Hohlprofils inklusive der Ausformungen aufweist.
Am Ringspalteingang 5 dagegen hat das äußere Gesenk die Querschnittsform des Profil-
bzw. Hohlprofilrohlings, vorliegend einen kreisförmigen Querschnitt. Anders als in
den vorherigen Ausführungsbeispielen weist das innere Gesenk 3 einen längskonstanten
Querschnitt auf, welcher der inneren Querschnittsform des umgeformten Profils- bzw.
Hohlprofils entspricht. Am Ringspalteingang 5 wird bereichsweise ein großer Einlaufbereich
gebildet. Hierdurch kann bei weiterhin gegebener Umformeigenschaft des Formgebungswerkzeugs
die Reibung deutlich reduziert werden, so dass beispielsweise geringere Vorschubkräfte
für die Umformung benötigt werden. Im Ergebnis kann damit die Prozesssicherheit der
Umformung verbessert werden, da einer Faltenbildung des Profil- oder Hohlprofilrohlings
durch die verringerten Vorschubkräfte entgegengewirkt wird.
1. Verfahren zur Herstellung von Profilen (22) mit mindestens einer lageveränderlichen,
längsoriventierten Ausformung (23) aus einem Profilrohling (16) umfassend die folgenden
Verfahrensschritte:
- Bereitstellen eines Formgebungswerkzeugs (1,2,3), welches am Eingang die Querschnittsform
eines Profil- oder Hohlprofilrohlings (16) und am Ausgang eine geänderte Querschnittsform
mit mindestens einer Ausformung aufweist,
- Positionieren des Profil- oder Hohlprofilrohlings (16) am Eingang des Formgebungswerkzeugs,
dadurch gekennzeichnet, dass folgender Schritt durchgeführt wird:
- Durchführen einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Formgebungswerkzeug
(1,2,3) und dem Profil- oder Hohlprofilrohling (16) bei gleichzeitiger Durchführung
einer relativen Drehung zwischen dem Formgebungswerkzeug (1,2,3) und dem Profil- oder
Hohlprofilrohling (16) um eine Axialachse des Formgebungswerkzeugs (1,2,3), des Profils
oder Hohlprofils unter Verwendung mindestens eines aktiven Mittels zur Durchführung
der Drehung des Formgebungswerkzeugs (1,2,3) und/oder des Hohlprofilrohlings (16),
um eine lageveränderliche Ausformung über das Formgebungswerkzeug (1,2,3) in den Profil-
oder Hohlprofirohling (16) einzubringen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass das am Formgebungswerkzeug (1,2,3) austretende umgeformte Profil- oder Hohlprofil
unter Verwendung einer nachgeordneten Biegeform (11) mit einem optionalen Biegedorn
(12) gebogen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass folgende Verfahrensschritte umfasst sind:
- Bereitstellen eines als Ringspaltwerkzeug (1) ausgebildetes Formgebungswerkzeugs
mit einem äußeren und einem inneren Gesenk (2,3), welche einen Ringspalt (4), einen
Ringspalteingang (5) und einen Ringspaltausgang (6) bilden, wobei am Ringspalteingang
zumindest das äußere Gesenk (2) die Querschnittsform des Hohlprofilrohlings aufweist
und der Ringspalt (4) am Ringspaltausgang (6) die Querschnittsform des Hohlprofils
(22) mit mindestens einer längsorientierten, lageveränderlichen Ausformung (23) aufweist,
wobei die Breite des Ringspaltes (4) größer oder gleich der Wanddicke des Hohlprofilröhlings
(16) ist,
- Bereitstellen einer Biegeform (11) und optional eines Biegedorns (12), welche nachgeordnet
zum Ringspaltwerkzeug (1) angeordnet sind und einen Ringspalt (13) zum Biegen des
im Ringspaltwerkzeug (1) umgeformten Hohlprofilrohlings bilden, wobei die Breite des
Ringspaltes (13) größer oder gleich der Wanddicke des Hohlprofilrohlings (16) ist,
- Positionieren des Hohlprofilrohlings (16) am Ringspalteingang (5),
- Durchführen einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Ringspalt (4) des
Ringspaltwerkzeugs (1), dem Ringspalt (13), welcher durch die Biegeform (11) und optional
den Biegedorn (12) bereitgestellt wird, und dem Höhlprofilrohling (16) bei gleichzeitiger
relativer Axialdrehung des äußeren Gesenks (2) des Ringspaltwerkzeugs gegenüber dem
Hohlprofilrohling (16) unter Verwendung mindestens eines aktiven Mittels zur Durchführung
der Axialdrehung des äußeren Gesenks (2) und/oder des Hohlprofilrohlings (16),
- Biegen des am Ringspaltausgang (6) austretenden, umgeformten Hohlprofils (22) unter
Verwendung der Biegeform (11) und des optionalen Biegedorns (12), welche durch eine
relative Axialdrehung während des Biegevorgangs der Position der mindestens einen
Ausformung (23) im umgeformten Hohlprofilrohling (16) folgen.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass innere Gesenk (3) des Formgebungswerkzeugs einen längskonstanten Querschnitt aufweist,
welcher der inneren Querschnittsform des Hohlprofils mit mindestens einer längsorientierten,
lageveränderlichen Ausformung entspricht.
5. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der Höhlprofilrohling (16) in einem Einlaufbereich (5a) des Ringspalteingangs (5)
und/oder in einem Auslaufbereich (6a) am Ringspaltausgang (6) während der Relativbewegung
in seiner Form nicht geändert wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Relativbewegung zwischen Profil- oder Hohlprofilrohling (16) und dem Formgebungswerkzeug
(1) und der Biegeform (11) durch Vorschieben des Profil- oder Hohlprofilrohlings (16)
unter Verwendung einer Profilvorschubeinheit (15) durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass der Profil- oder Hohlprofilrohling (16) unter Verwendung einer Führungshülse (9)
und eines inneren Dornschafts (10) während der Relativbewegung von Profil oder Hohlprofilrohling
(16) und Formgebungswerkzeug (1) geführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass das hergestellte Profil oder Hohlprofil Teil einer Fahrzeugkarosserie, eine A-Säule
(25) mit anschließenden Dachrahmen eines Kraftfahrzeugs oder ein Profil oder Hohlprofil
einer Treppenlift-Stuhlführung (24) ist.
9. Vorrichtung zur Herstellung von Profilen oder Hohlprofilen (22) mit mindestens einer
lageveränderlichen, längsorientierten Ausformung aus einem Profil- oder Hohlprofilrohling
(16), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis
8 umfassend:
- ein Formgebungswerkzeug (1,2,3), welches am Eingang die Querschnittsform des Profil-
oder Hohlprofilrohlings (16) und am Ausgang die Querschnittsform des Profils oder
Hohlprofils mit mindestens einer längsorientierten Ausformung aufweist,
- Mittel zur Durchführung einer Relativbewegung in Axialrichtung zwischen dem Formgebungswerkzeug
(1,2,3) und dem Profil- oder Hohlprofilrohling (16), bevorzugt eine Profilvorschubeinheit
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung
- Mittel zur Durchführung einer relativen Drehung zwischen dem Formgebungswerkzeugs
(1,2,3) und dem Profil- oder Hohlprofilrohling (16) um eine Axialachse des Formgebungswerkzeugs
(1,2,3), des Profils oder Hohlprofils, mit welchen der Hohlprofilrohling (16) und/oder
das Formgebungswerkzeug (1,2,3) relativ zueinander aktiv drehbar sind umfasst.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass am Ausgang des Formgebungswerkzeugs eine Biegeform (11) mit einem optionalen Biegedorn
(12) vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung umfasst
- ein als Ringspaltwerkzeug (1) ausgebildetes Formgebungswerkzeug, mit einem inneren
und einem äußeren Gesenk (2,3), welche einen Ringspalt (4), einen Ringspalteingang
(5) und einen Ringspaltausgang (6) bilden, wobei am Ringspalteingang zumindest das
äußere Gesenk (2) die Querschnittsform des Hohlprofilrohlings aufweist und der Ringspalt
(4) am Ringspaltausgang (6) die Querschnittsform des Hohlprofils (22) mit mindestens
einer längsorientierten, lageveränderlichen Ausformung (23) aufweist, wobei die Breite
des Ringspaltes (4) größer oder gleich der Wanddicke des Hohlprofilrohlings (16) ist,
- eine Biegeform (11) und optional einen Biegedorn (12), welche dem Ringspaltausgang
(6) des Ringspaltwerkzeugs (1) nachgeordnet sind, wobei die Biegeform (11) und optional
der Biegedorn (12) einen Ringspalt (13) bilden und derart angeordnet sind, so dass
eine Biegung des durch das Ringspaltwerkzeug (1) umgeformten Hohlprofilrohlings (16)
erfolgt,
- Mittel (15) zur Durchführung einer Relativbewegung in Axialrichtung des Ringspaltwerkzeugs
(1) zwischen dem Ringspalt (4) des Ringspaltwerkzeugs (1), dem Ringspalt (13), welcher
durch die Biegeform (11) und optional den Biegedorn (12) gebildet wird, und dem Hohlprofilrohling
(16),
- Mittel (17,18) zur aktiven Durchführung einer relativen Drehung des Ringspaltwerkzeugs
(1) und der Biegeform (11) um die Axialachse gegenüber dem Hohlprofilrohling (16).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeform (11) derart angeordnet ist, dass der Winkel (α) zwischen der Axialachse
der Biegeform (11) und der Axialachse des Formgebungswerkzeugs (1) zur Veränderung
des Krümmungsradius des Profils oder Hohlprofils vor, nach und/oder während des Umformens
variabel einstellbar ist.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass das äußere Gesenk (2) des Ringspaltwerkzeugs (1) und/oder die Biegeform (11) einen
Antrieb zur axialen Drehung aufweisen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
dadurch gekennzeichnet, dass eine Führungshülse (9) und ein Dornschaft (10) zur Führung des Hohlprofilrohlings
(16) vor dem Formgebungswerkzeug (1,2,3) ungeordnet sind, wobei optional das innere
Gesenk (3) des Ringspaltwerkzeugs (1) frei drehbar am Dornschaft (10) befestigt ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
dadurch gekennzeichnet, dass das Formgebungswerkzeug (1,2,3), die Biegeform (11) mit optionalem Biegedorn (12),
die Mittel (15) zur Durchführung der Relativbewegung zwischen Profil- oder Hohlprofilrohling
(16) und Formgebungswerkzeug (1,2,3), die Mittel (18) zur Drehung des Formgebungswerkzeugs
und optional eine Profilvorschubeinheit (15) sowie eine Führungshülse (9) auf einer
Profilbiegemaschine (19) angeordnet sind.
1. Method for producing profiles (22) with at least one positionally variable, longitudinally
oriented moulding (23) made from a profile blank (16) comprising the following process
steps:
- provision of a forming tool (1, 2, 3) which exhibits the cross-sectional shape of
a profile or hollow-profile blank (16) at the inlet and an altered cross-sectional
shape with at least one moulding at the outlet,
- positioning of the profile or hollow-profile blank (16) at the inlet of the forming
tool,
characterized in that the following step is performed:
- performance of a relative movement in an axial direction between the forming tool
(1, 2, 3) and the profile or hollow-profile blank (16) with simultaneous performance
of a relative rotation between the forming tool (1, 2, 3) and the profile or hollow-profile
blank (16) about an axial axis of the forming tool (1, 2, 3), of the profile or the
hollow profile, using at least one active means for performing the rotation of the
forming tool (1, 2, 3) and/or of the hollow-profile blank (16), in order to introduce
a positionally variable moulding via the forming tool (1, 2, 3) into the profile or
hollow-profile blank (16).
2. Method according to claim 1,
characterized in that
the shaped profile or hollow profile emerging at the forming tool (1, 2, 3) is bent
using a downstream bending mould (11) with an optional mandrel (12).
3. Method according to claim 1 or 2,
characterized in that
the following process steps are involved:
- provision of a forming tool configured as an annular die (1) having an outer and
an inner die (2, 3) which form an annular gap (4), an annular gap inlet (5) and an
annular gap outlet (6), wherein at the annular gap inlet at least the outer die (2)
exhibits the cross-sectional shape of the hollow-profile blank and the annular gap
(4) at the annular gap outlet (6) exhibits the cross-sectional shape of the hollow-profile
(22) with at least one longitudinally oriented, positionally variable moulding (23),
wherein the width of the annular gap (4) is greater than or equal to the wall thickness
of the hollow-profile blank (16),
- provision of a bending mould (11) and, optionally, a mandrel (12) which are arranged
downstream of the annular die (1) and form an annular gap (13) for bending the hollow-profile
blank formed in the annular die (1), wherein the width of the annular gap (13) is
greater than or equal to the wall thickness of the hollow-profile blank (16),
- positioning of the hollow-profile blank (16) at the annular gap inlet (5),
- performance of a relative movement in an axial direction between the annular gap
(4) of the annular die (1), the annular gap (13) which is provided by the bending
mould (11) and, optionally, the mandrel (12) and the hollow-profile blank (16) with
simultaneous relative axial rotation of the outer die (2) of the annular die in respect
of the hollow-profile blank (16), using at least one active means for performing the
axial rotation of the outer die (2) and/or of the hollow-profile blank (16),
- bending of the formed hollow profile (22) emerging at the annular gap outlet (6)
using the bending mould (11) and the optional mandrel (12), which follow the position
of the at least one moulding (23) in the formed hollow-profile blank (16) through
a relative axial rotation during the bending process.
4. Method according to claim 3,
characterized in that
the inner die (3) of the forming tool has a longitudinally constant cross section
which corresponds to the inner cross-sectional shape of the hollow profile having
at least one longitudinally oriented, positionally variable moulding.
5. Method according to claim 3,
characterized in that
the hollow-profile blank (16) is not altered in a lead-in area (5a) of the annular
gap inlet (5) and/or in a lead-out area (6a) at the annular gap outlet (6) during
the relative movement in its form.
6. Method according to claim 1 to 5,
characterized in that
the relative movement between the profile or hollow-profile blank (16) and the forming
tool (1) and the bending mould (11) is carried out by pushing the profile or hollow-profile
blank (16) using a profile feed unit (15).
7. Method according to one of claims 1 to 6,
characterized in that
the profile or hollow-profile blank (16) is guided using a guide sleeve (9) and an
inner mandrel shank (10) during the relative movement of the profile or hollow-profile
blank (16) and forming tool (1).
8. Method according to one of claims 1 to 7,
characterized in that
the profile or hollow-profile produced is part of a vehicle body, an A-pillar (25)
with adjoining roof frame of a motor vehicle or a profile or hollow profile of a stair
lift chair guide (24).
9. Device for the production of profiles or hollow profiles (22) with at least one positionally
variable, longitudinally oriented moulding made from a profile or hollow-profile blank
(16), in particular for implementing a method according to one of claims 1 to 8, comprising:
- a forming tool (1, 2, 3) which exhibits the cross-sectional form of the profile
or hollow-profile blank (16) at the inlet and the cross-sectional form of the profile
or hollow-profile at the outlet with at least one longitudinally oriented moulding,
- means for carrying out a relative movement in the axial direction between the forming
tool (1, 2, 3) and the profile or hollow-profile blank (16), preferably a profile
feed unit,
characterized in that the device comprises
- means for performing a relative rotation between the forming tool (1, 2, 3) and
the profile or hollow-profile blank (16) about an axial axis of the forming tool (1,
2, 3), of the profile or hollow profile, with which the hollow-profile blank (16)
and/or the forming tool (1, 2, 3) are actively rotatable relative to one another.
10. Device according to claim 9,
characterized in that
a bending mould (11) is provided at the outlet of the forming tool with an optional
mandrel (12).
11. Device according to claim 9 or 10,
characterized in that
the device comprises
- a forming tool configured as an annular die (1) with an inner and an outer die (2,
3) which form an annular gap (4), an annular gap inlet (5) and an annular gap outlet
(6), wherein at the annular gap inlet at least the outer die (2) exhibits the cross-sectional
shape of the hollow-profile blank and the annular gap (4) at the annular gap outlet
(6) exhibits the cross-sectional shape of the hollow-profile (22) with at least one
longitudinally oriented, positionally variable moulding (23), wherein the width of
the annular gap (4) is greater than or equal to the wall thickness of the hollow-profile
blank (16),
- a bending mould (11) and, optionally, a mandrel (12) which are arranged downstream
of the annular gap outlet (6) of the annular die (1), wherein the bending form (11)
and, optionally, the mandrel (12) form an annular gap (13) and are arranged in such
a manner that a bending of the hollow-profile blank (16) formed by the annular die
(1) takes place,
- means (15) for performing a relative movement in an axial direction of the annular
die (1) between the annular gap (4) of the annular die (1), the annular gap (13) which
is formed by the bending mould (11) and, optionally, the mandrel (12) and the hollow-profile
blank (16),
- means (17, 18) for the active implementation of a relative rotation of the annular
die (1) and the bending mould (11) about the axial axis in respect of the hollow-profile
blank (16).
12. Device according to one of claims 10 or 11,
characterized in that
the bending mould (11) is arranged in such a manner that the angle (α) between the
axial axis of the bending mould (11) and the axial axis of the forming tool (1) is
variably adjustable before, after and/or during forming to change the radius of curvature
of the profile or hollow profile.
13. Device according to one of claims 9 to 12,
characterized in that
the outer die (2) of the annular die (1) and/or the bending mould (11) have a drive
for axial rotation.
14. Device according to one of claims 9 to 13,
characterized in that
a guide sleeve (9) and a mandrel shank (10) for guiding the hollow-profile blank (16)
are arranged before the forming tool (1, 2, 3), wherein the inner die (3) of the annular
die (1) is optionally secured in a freely rotatable manner to the mandrel shaft (10).
15. Device according to one of claims 9 to 14,
characterized in that
the forming tool (1, 2, 3), the bending mould (11) with optional mandrel (12), the
means (15) for performing the relative movement between the profile or hollow-profile
blank (16) and forming tool (1, 2, 3), the means (18) for rotating the forming tool
and, optionally, a profile feed unit (15) and also a guide sleeve (9) are arranged
on a profile bending machine (19).
1. Procédé de fabrication de profilés (22) avec au moins un façonnage (23) orienté longitudinalement,
à position variable à partir d'une ébauche de profilé (16) comprenant les étapes de
procédé suivantes :
- fourniture d'un outil de façonnage (1, 2, 3), qui présente à l'entrée la forme de
section transversale d'une ébauche de profilé ou d'une ébauche de profilé creux (16)
et à la sortie une forme de section transversale modifiée avec au moins un façonnage,
- positionnement de l'ébauche de profilé ou l'ébauche de profilé creux (16) à l'entrée
de l'outil de façonnage,
caractérisé en ce que l'étape suivante est effectuée:
- exécution d'un mouvement relatif dans la direction axiale entre l'outil de façonnage
(1, 2, 3) et l'ébauche de profilé ou de profilé creux (16) tout en effectuant simultanément
une rotation relative entre l'outil de façonnage (1, 2, 3) et l'ébauche de profilé
ou de profilé creux (16) autour d'un axe axial de l'outil de façonnage (1, 2, 3) du
profilé ou du profilé creux en utilisant au moins un moyen actif pour effectuer la
rotation de l'outil de façonnage (1, 2, 3) et/ou l'ébauche de profilé creux (16),
afin d'introduire un façonnage à position variable par l'intermédiaire de l'outil
de façonnage (1, 2, 3) dans l'ébauche de profilé ou de profilé creux (16).
2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que sur l'outil de façonnage (1, 2, 3) le profilé ou le profilé creux façonné sortant
est cintré en utilisant une matrice de cintrage (11) disposé en aval, optionnellement
avec un mandrin de cintrage (12).
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'il comprend les étapes de procédé suivantes :
- fourniture d'un outil de façonnage conçu comme un outil à passage annulaire (1)
comportant une matrice (2,3) extérieure et intérieure, qui forment un passage annulaire
(4), une entrée du passage annulaire (5) et une sortie du passage annulaire (6), dans
lequel à l'entrée du passage annulaire au moins la matrice extérieure (2) présente
la forme de section transversale de l'ébauche de profilé creux et le passage annulaire
(4) à la sortie du passage annulaire (6) présente la forme de section transversale
du profilé creux (22) avec au moins un façonnage (23) orienté longitudinalement, à
position variable, dans lequel la largeur du passage annulaire (4) est plus grande
ou égale à l'épaisseur de paroi de l'ébauche de profilé creux (16),
- fourniture d'une matrice de cintrage (11) et optionnellement d'un mandrin de cintrage
(12), qui sont disposés en aval de l'outil à passage annulaire (1) et forment un passage
annulaire (13) pour cintrer l'ébauche de profilé creux façonnée dans l'outil à passage
annulaire (1), dans lequel la largeur du passage annulaire (13) est plus grande ou
égale à l'épaisseur de paroi de l'ébauche de profilé creux (16),
- positionnement de l'ébauche de profilé creux (16) à l'entrée du passage annulaire
(5),
- exécution d'un mouvement relatif dans la direction axiale entre le passage annulaire
(4) de l'outil à passage annulaire (1), le passage annulaire (13), qui est fournie
par la matrice de cintrage (11) et optionnellement le mandrin de cintrage (12), et
l'ébauche de profilé creux (16) lors d'un mouvement de rotation relatif simultané
de la matrice extérieure (2) de l'outil à passage annulaire par rapport à l'ébauche
de profilé creux (16) en utilisant au moins un moyen actif pour exécuter la rotation
axiale de la matrice extérieure (2) et/ou l'ébauche de profilé creux (16),
- cintrage du profilé creux (22) façonné, sortant à la sortie du passage annulaire
(6) en utilisant la matrice de cintrage (11) et optionnellement le mandrin de cintrage
(12), qui suivent par un mouvement axial relatif pendant le processus de cintrage
la position d'au moins un façonnage (23) dans l'ébauche de profilé creux (16) façonnée.
4. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce que la matrice intérieure (3) de l'outil de façonnage présente une section transversale
à longueur constante, qui correspond à la forme de section transversale intérieure
du profilé creux avec au moins un façonnage orienté longitudinalement, à position
variable.
5. Procédé selon la revendication 3,
caractérisé en ce que l'ébauche de profilé creux (16) dans une zone d'entrée (5a) de l'entrée du passage
annulaire (5) et/ou dans une zone de sortie (6a) à la sortie du passage annulaire
(6) n'est pas modifiée dans sa forme pendant le mouvement relatif.
6. Procédé selon la revendication 1 à 5,
caractérisé en ce que le mouvement relatif entre l'ébauche de profilé creux (16) et l'outil de façonnage
(1) et la matrice de cintrage (11) est exécuté en avançant l'ébauche de profilé ou
de profilé creux (16) en utilisant une unité d'avance de profilé (15).
7. Procédé selon une des revendications 1 à 6,
caractérisé en ce que l'ébauche de profilé ou de profilé creux (16) est guidée en utilisant un manchon
de guidage (9) et une tige de mandrin intérieure (10) pendant le mouvement relatif
de l'ébauche de profilé ou de profilé creux (16) et l'outil de façonnage (1).
8. Procédé selon une des revendications 1 à 7,
caractérisé en ce que le profilé ou le profilé creux fabriqué est une partie d'une carrosserie de véhicule,
un pilier A (25) avec cadre de toit rattaché d'un véhicule automobile ou un profilé
ou profilé creux d'une glissière de chaise pour monte-escalier (24).
9. Dispositif de fabrication de profilés ou de profilés creux (22), comportant au moins
un façonnage orienté longitudinalement, à position variable à partir d'une ébauche
de profilé ou de profilé creux (16), en particulier pour mettre en oeuvre un procédé
selon une des revendications 1 à 8 comprenant:
- un outil de façonnage (1, 2, 3), qui présente à l'entrée la forme de section transversale
de l'ébauche de profilé ou de profilé creux (16) et à la sortie la forme de section
transversale du profilé ou profilé creux avec au moins un façonnage orienté longitudinalement
;
- un moyen d'exécution d'un mouvement relatif dans la direction axiale entre l'outil
de façonnage (1, 2, 3) et l'ébauche de profilé ou de profilé creux (16), de préférence
une unité d'avance de profilé, caractérisé en ce que le dispositif comprend
- un moyen d'exécution d'une rotation relative entre l'outil de façonnage (1, 2, 3)
et l'ébauche de profilé ou profilé creux (16) autour d'un axe axial de l'outil de
façonnage (1, 2, 3) du profilé ou du profilé creux, avec lequel l'ébauche de profilé
creux (16) et/ou l'outil de façonnage (1, 2, 3) sont rotatifs activement l'un par
rapport à l'autre.
10. Dispositif selon la revendication 9,
caractérisé en ce que à la sortie de l'outil de façonnage une matrice de cintrage (11) optionnellement
avec un mandrin de cintrage (12) est prévu.
11. Dispositif selon la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce que le dispositif comprend :
- un outil de façonnage réalisé comme un outil à passage annulaire (1), comportant
une matrice (2, 3) extérieure et intérieure, qui forment un passage annulaire (4),
une entrée du passage annulaire (5) et une sortie du passage annulaire (6), dans lequel
à l'entrée du passage annulaire au moins la matrice extérieure (2) présente la forme
de section transversale de l'ébauche de profilé creux et le passage annulaire (4)
à la sortie du passage annulaire (6) présente la forme de section transversale du
profilé creux (22) avec au moins un façonnage (23) orienté longitudinalement, à position
variable, dans lequel la largeur du passage annulaire (4) est plus grande ou égale
à l'épaisseur de paroi de l'ébauche de profilé creux (16),
- une matrice de cintrage (11) et optionnellement un mandrin de cintrage (12), qui
sont disposés en aval de la sortie du passage annulaire (6) de l'outil à passage annulaire
(1), dans lequel la matrice de cintrage (11) et optionnellement le mandrin de cintrage
(12) forment un passage annulaire (13) et sont disposés de telle sorte qu'un cintrage
de l'ébauche de profilé creux (16) façonnée par l'intermédiaire de l'outil à passage
annulaire (1) ait lieu,
- un moyen (15) d'exécution d'un mouvement relatif dans la direction axiale de l'outil
à passage annulaire (1) entre la filière (4) de l'outil à passage annulaire (1), le
passage annulaire (13), qui est formée par la matrice de cintrage (11) et optionnellement
le mandrin de cintrage (12), autour de l'ébauche de profilé creux (16),
- un moyen (17, 18) d'exécution active d'une rotation relative de l'outil à passage
annulaire (1) et du mandrin de cintrage (11) autour de l'axe axial par rapport à l'ébauche
de profilé creux (16).
12. Dispositif selon une des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que la matrice de cintrage (11) est disposée de telle sorte que l'angle (α) entre l'axe
axial de la matrice de cintrage (11) et l'axe axial de l'outil de façonnage (1) est
réglable variablement afin de modifier le rayon de courbure du profilé ou du profilé
creux avant, après et/ou pendant le façonnage.
13. Dispositif selon une des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que la matrice extérieure (2) de l'outil à passage annulaire (1) et/ou la matrice de
cintrage (11) présentent un entraînement à des fins de rotation axiale.
14. Dispositif selon une des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que un manchon de guidage (9) et une tige de mandrin (10) pour guider l'ébauche de profilé
creux (16) sont disposés avant l'outil de façonnage (1, 2, 3), dans lequel optionnellement
la matrice intérieure (3) de l'outil à passage annulaire (1) est fixée de manière
librement rotative sur la tige de mandrin (10).
15. Dispositif selon une des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que l'outil de façonnage (1, 2, 3), la matrice de cintrage (11) avec le mandrin de cintrage
optionnel (12), les moyens (15) d'exécution du mouvement relatif entre l'ébauche de
profilé et de profilé creux (16) et l'outil de façonnage (1, 2, 3), les moyens (18)
de rotation de l'outil de façonnage et optionnellement une unité d'avance de profilé
(15) ainsi que un manchon de guidage (9) sont disposés sur une machine de cintrage
de profilé (19).