DD297577A5 - Biegewerkzeug, insbesondere zur Herstellung U-profilförmiger Biegeteilemit exakten rechten Winkeln - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Werkzeug zum maschinellen Biegen von Stahlblechteilen od. dgl., und sie ist insbesondere vorteilhaft bei der Herstellung U-profilfoermiger Biegeteile mit exakten rechten Winkeln anwendbar. Erfindungsgemaesz ist der horizontal angeordnete Gesenkboden zwischen den beiden Biegebacken eines aus einem vertikal beweglichen Biegestempel und einem ortsfesten Biegegesenk mit zwei parallel zueinander angeordneten Biegebacken bestehenden Biegewerkzeuges, bevorzugt durch einen gleichmaeszigen Radius, derart konvex ausgebildet, dasz das Biegeteil stegseitig mit einer UEberbiegung im elastischen Bereich herstellbar ist. Dabei ist der Biegestempel an seiner Unterseite, vorzugsweise durch eine dachfoermige, laengsmittige Ausfraesung entsprechend konkav ausgebildet, und das ueber den Radius des Gesenkbodens gestreckte Masz der Gesenkbodenbreite entspricht der Breite des fertigen Biegeteils. Darueber hinaus ist zumindest eine der beiden Biegebacken zugleich vertikal und horizontal beweglich am Biegegesenk befestigt, um das Biegeteil aus dem Biegegesenk leicht entfernen zu koennen. Fig. 1{Biegewerkzeug; U-profilfoermige Biegeteile; Gesenkboden; Biegebacken; Biegestempel; Biegegesenk; Radius; UEberbiegung; Ausfraesung; Gesenkbodenbreite}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnungen

Anwendungsgebiet

Die Erfindung betrifft ein aus einem Biegestempel und einem Biegegesenk bestehendes Werkzeug zum maschinellen Biegen von Stahlblechteilen od. dgl., und sie ist insbesondere vorteilhaft bei der Herstellung U-profilförmiger Biegeteile mit exakten rech' m Winkeln anwendbar.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Dem Fachmann ist es allgemein bekannt, daß die Herstellung U-profilförmiger Biegeteile aus elastischen Werkstoffen, wie Stahl, Messing od. dgl., mit Biegewerkzeugen, deren Biegematrizen nach dem vorgeschriebenen Biegewinkel des fertigen Biegeteils ausgebildet sind, problematisch hinsichtlich der Einhaltung der vorgeschriebenen Biegewinkel am Biegeteil ist, da dessen Schenkel nach erfolgtem Biegevorgang infolge der Federwirkung des Werkstoffes um einen gewissen Betrag zurückfedern, so daß zumindest ein Nachbiegen erforderlich ist. Zur Beseitigung dieses Mangels wurden deshalb bereits eine Vielzahl von Biegewerkzeugen vorgeschlagen, welche zumeist nach dem Prinzip arbeiten, beim Biegevorgang die Schenkel des Biegeteils über den vorgeschriebenen Winkel einwärts zu biegen, so daß das Biegeteil nach dem elastischen Rückfedern der Schenkel das vorgeschriebene Winkelmaß aufweist. Ein derartiges Biegewerkzeug wird in der DE-AS 1652639 beschrieben. Mit diesem Biegewerkzeug wird das Biegeteil in zwei Stufen gebogen, wobei die Biegebacken an ihren Innenseiten unterhalb der Biegekanten jeweils eine quer zur Bewegungsrichtung des Biegestempels verlaufende Stufe aufweisen. Der Biegestempel ist trapezförmig ausgebildet, so daß sich die Flanken des Biegestempels dachförmig von der Basis des Stempels erheben. Beim Biegevorgang drücken die Stufen an den Biegebacken den zu biegenden Werkstoff gegen die Flanken des Biegestempels, so daß die Schenkel aufgrund der dachförmigen Ausbildung des Biegestempels im elastischen Bereich überbogen werden und nach dem Auffedern den vorgeschriebenen Biegewinkel aufweisen.

Dieses Biegewerkzeug hat jedoch den Nachteil, daß es bei größeren Stückzahlen herzustellender Biegteile aufgrund der großen Reibung der Werkstücke an den Stufen der Biegebacken einem relativ großen Verschleiß unterliegt, so daß die Stufen an den Biegebacken häufig erneuert oder die Biegebacken häufig ausgewechselt werden müssen. Darüber hinaustreten durch die hohe Reibung des Werkstückes zwischen dem Biegestempel und den Stufen an den Biegebacken verstärkt Quetschungen an der Werkstückoberfläche auf, die mit einer Querschnittsschwächung des Werkstückes und einer Gefügeveränderung des Werkstoffes einher geht und somit den Einsatzbereich des Werkstückes einschränkt.

Ein weiteres, nach dem gleichen Prinzip arbeitendes Biegewerkzeug wurde in der DE-OS 2003614 offenbart. Auch bei diesem Werkzeug Ist der Biegestempel trapezförmig ausgebildet, wobei jedoch in Bewegungsrichtung des Biegestempels unterhalb jeder Biegebacke eine Nische angeordnet ist, in der sich jeweils eine als elastisches Widerlager ausgebildete Gummiwalze befindet, welche beim Verformen des Biegeteiles in die Nische verdrängbar ist. Durch diese elastischen Widerlager wird das Biegeteil schonend und genau um die Form des Biegestempels gebogen, wobei die Schenkel des Biegeteils nach dem Biegen wiederum aus deren Überbiegung im elastischen Bereich auffedern.

Auch dieses Biegewerkzeug ist jedoch nicht geeignet für größere Stückzahlen herzustellender Biegeteile, da die verwendeten Gummiwalzen aufgrund ihrer begrenzten Lastspiele schnell ermüden und einem hohen Verschleiß durch die extreme Verformung beim Biegen unterliegen. Da die Gummiwalzen darüber hinaus nur eine begrenzte Federkraft besitzen, ist das beschriebene Biegewerkzeug auch nur zum Biegen sehr dünner Bleche geeignet.

Weiterhin Ist durch die DD-PS 2*0825 ein Biegewerkzeug bekannt, dessen Biegebacken zwei Zusatzbacken bezüglich der Richtung des Arbeitshubes des Biegestempels nachgeordnet sind. Diese Zusatzbacken stützen sich an in Arbeitshubrichtung des Biegestempels konvergierenden Keilflächen gleitfähig ab, wobei der Gegenhalter nach einem bestimmten Hubweg zur Wirkung kommende Mitnehmer für die Zusatzbacken aufweist. Durch die Mitnahme der Zusatzbacken legen sich diese aufgrund ihrer

Keilführung an die Außenseite der abgebogenen Schenkel an und drücken dieso gegeneinander, wobei das Maß dieses zusatzlichen Biegewinkels von der Eintauchtiefe des Biegestempels zwischen den Biegebacken abhängt. Somit ist es möglich, die in üblicher Weise zwischen den eigentlichen Biegebacken abgebogenen Schenkel des Werkstückes zusätzlich abzubiegen, um den Rückfederwinkel zu berücksichtigen, wobei sich der Überbiegungswinkel über die Hublänge des Biegestempels bestimmen läßt. Dadurch können mit dem beschriebenen Biegewerkzeug auch Werkstücke aus unterschiedlichsten Werkstoffen und/oder mit unterschiedlichster Dicke bearbeitet werden.

Der Nachteil dieses Biegewerkzeuges ist jedoch, daß es aufgrund seines räumlich kompakten und relativ komplizierten Aufbaus sehr kostenaufwendig in seiner Herstellung und Wartung ist. Dabei weist es zugleich eine erhöhte Störanfälligkeit auf, die zu häufigen Reparaturen führt und die Ökonomie des Biegewerkzeuges noch weiter verschlechtert.

Nach einem anderen Prinzip als die vorbeschriebenen Biegewerkzeuge werden die U-profilförmigen Biegeteile mit dem in der DD-PS 129 526 offenbarten Biegewerkzeug hergestellt. Bei diesem Biegewerkzeug weist der Biegestempel die Innenkontur des Biegeteils auf und der Matrizenboden des Biegegesenkes besitzt d rart stufenförmige Erhebungen, daß an den Biegekanten des Biegeteils rillenföimige Vertiefungen eingeprägt werden. Diese < ertiefungen bewirken ein Strecken des Werkstoffes des Biegeteiles, so daß der Auffederungseffekt des Biegeteiles nach Beendigung der Bearbeitung aufgehoben wird. Dieses Biegewerkzeug, welches beim Biegen durch gleichzeitiges Strecken und Stauchen ebenfalls nachteilige Gefügeveränderungen im Biegeteil erzeugt, ist jedoch nicht zum Biegen von Feinblechen, sondern ausschließlich zum Biegen von Biegeteilen mit größeren Werkstoffdicken geeignet, da die rillenförmigen Vertiefungen bei Feinblechen zu einer Verringerung der Festigkeit führen. Ebenso können sich die rillenförmigen Vertiefungen am Biegeteil in optischer Hinsicht als nachteilig erweisen, so daß derartige Biegewerkzeuge nur einen eingeschränkten Einsatzbereich besitzen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, U-profilförmige Biegeteile mit einem in seiner Herstellung und Wartung kostengünstigen, störunanfäiligen Biegewerkzeug herzustellen, mit welchem größere Stückzahlen herstellbar und nachteilige Gefügeveränderung im Biegeteil nach dem Biegen vermeidbar sind.

Π Erlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Biegewerkzeug, insbesondere zur Herstellung U-profilförmiger Biegeteile mit exakten rechten Winkeln, zu konzipieren, welches einen unkomplizierten Aufbau aufweist und mit welchem auf eine Überbiegung der Biegeteilschenkel oder auf rillenförmige Vertiefungen in diesen verzichtet sowie der Verschleiß der Biegebacken auf ein Minimum reduziert werden kann.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst, indem der horizontal angeordnete Gesenkboden zwischen den beiden Biegebacken eines aus einem vertikal beweglichen Biegestempel und einem ortsfesten Biegegesenk mit zwei parallel zueinander angeordneten Biegebacken bestehenden Biegewerkzeuges, bevorzugt durch einen gleichmäßigen Radius, derart konvex ausgebildet ist, daß das Biegeteil stegseitig mit einer Überbiegung im elastischen Bereich herstellbar ist. Dabei ist der Biegestempel an seiner Unterseite, vorzugsweise durch eine dachförmige, längsmittige Ausfräsung, entsprechend konkav ausgebildet und das über den Radius des Gesenkbodens gestreckte Maß der Gesenkbodenbreite entspricht der Breite des fertigen Biegeteiles. Die konvexe Ausbildung des Gesenkbodens durch einen gleichmäßigen Radius über die gesamte Gesenkbodenbreite hat sich deshalb als vorteilhaft erwiesen, da dieser Radius fertigungstechnisch relativ einfach herstellbar ist und darüber hinaus keinerlei Abdrücke und/oder Kanten auf der Biegeteiloberfläche entstehen.

Es ist jedoch auch möglich, den Gesenkboden mit einem längsmittigen Radius zu versehen, der sich nicht über die gesamte Gesenkbodenbreite erstreckt oder den Gesenkboden durch eine dachförmige Ausbildung konvex auszubilden. Ebenso hat sich die konkave Ausbildung des Biegestempels durch eine längsmittige dachförmige Ausfräsung aufgrund der einfachen Herstellbarkeit als vorteilhaft erwiesen, wobei es aber auch hier möglich ist, den Biegestempel durch einen Hohlschliff od. dgl. konkav auszubilden. Die somit mögliche Überbiegung des Steges des U-profilförmigen Biegeteiles bewirkt, daß die Auffederung der Schenkel des Biegeteiles nach Beendigung des Biegevorgangs durch die Rückfederung des Steges des Biegeteiles in die gewünschte gerade Stellung aufgehoben wird und das gesamte Biegeteil eine exakte Geometrie aufweist. Eine derartige exakte Geometrie der Biegeteile ist dabei auch erreichbar, wenn auf dem erfindungsgemäßen Biegewerkzeug Biegeteile aus unterschiedlichen Werkstoffen und/oder Blechdicken hergestellt werden sollen. Dazu ist lediglich der Radius des Gesenkbodens des Biegegesenkes kleiner auszubilden, als für die errechnete Überbiegung notwendig ist und die Überbiegung des Steges des Biegeteiles wird dann über die Hublänge des Biegestempels realisiert.

In erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist darüber hinaus zumindest eine der beiden Biegebacken des Biegewerkzeuges zugleich vertikal und horizontal beweglich am Biegegesenk befestigt, um das fertige Biegeteil aus dem Biegegesenk leicht entfernen zu können. Dies erfolgt beispielsweise mittels einer an der Rückseite der einen oder der anderen Biegebacke angearbeiteten schrägen Gleitfläche, welche mit einer von der Gesenkunterseite bis zur Gesenkoberseite sowie weg von der Gesenkmittelachse verlaufenden Keilfläche des Biegegesenk^ in Wirkverbindung steht. Diese Biegebacke ist dabei bevorzugt mit einer seitlichen Schraube am Biegegesenk befestigt, welche sich innerhalb eines Langloches im Biegegesenk mit der beweglichen Biegebacke mitbewegt. Zum Entfernen des fertigen Biegeteiles aus dem Biegegesenk ist es jedoch auch möglich, beide Biegebacken in der vorgenannten Art beweglich auszubilden oder im Gesenkboden einen allgemein bekannten Auswerfer mit Federkraft, Pneumatik od. dgl. anzuordnen.

Mit dem erfindungsgemäßen Biegewerkzeug ist es somit möglich, U-profilförmige Biegeteile mit exakten rechten Winkeln ohne Überbiegung der Biegeteilschenkel und ohne rillenförmige Vertiefungen herzustellen, wobei das Biegewerkzeug in seiner Herstellung und Wartung kostengünstig ist sowie durch seinen unkomplizierten Aufbau störunanfäliig und für größere Stückzahlen herzustellender Biegeteile geeignet ist.

Ausführungsbeisplel

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden. In den dazugehörigen Zeichnungen zeiger,

Fig. 1: die Vorderansicht des erfindungsgemäßen Biegewerkzeuges, Fig.2: das U-profilförmige Biegeteil.

In Fig. 1 ist deutlich zu sehen, daß der horizontal angeordnete Gesenkboden 2 zwischen den beiden Biegebacken 3; 4 des aus dem vertikal beweglichen Biegestempel 9 und dem ortsfesten Biegegesenk 1 bestehenden Biegewerkzeuges durch den Radius Rm konvex ausgebildet ist. Der ebenfalls in Fig. 1 ersichtliche Biegestempel 9 des Biegewerkzeuges ist dabei an seiner Unterseite 10 durch die dachförmige Ausfräsung 11 entsprechend konkav ausgebildet. Dadurch ist das in Fig. 2 abgebildete U-profilförmige Riegeteil 12 an seinem Steg 13 mit der strichpunktiert dargestellten Überbiegung im elastischen Bereich herstellbar, welche bewirkt, daß die Auffederung der Schenkel 14; 15 des Biegeteils 12 nach Beendigung des Biegevorgangs durch die Rückfederung des Steges 13 des Biegeteils 12 aufgehoben wird. Das in Fig. 1 eingezeichnete, über den Radius des Gesenkbodons R_M gestreckte Maß der Gesenkbodenbreite b₀ entspricht dabei der Breite des fertigen Biegeteiles b_B. Weiterhin ist aus Fig. 1 ersichtlich, daß die Biegebacke 4 des Biegegesenkes 1 zugleich vertikal und horizontal beweglich am Biegegesenk 1 befestigt ist, um ein erleichtertes Ent. lähmen des Biegeteiles aus dem Biegegesenk 1 zu ermöglichen. Dies erfolgt mittels der an der Rückseite der Biegebacke 4 angeat betteten schrägen Gleitfläche 5, welche mit der von der Gesenkunterseite bis zur Gesenkoberseite 7 verlaufenden Keilfläche 8 des Biegegesenkes 1 in Wirkverbindung steht, so daß die Biegebacke 4, welche mit einer nicht näher dargestellten, innerhalb eines Langloches beweglichen Schraube seitlich am Biegegesenk 1 befestigt ist, heim Aufwärtshub des Biegestempels 9 in die in Fig. 1 mit einer Strichpunktlinie gekennzeichnete Stellung beweglich ist.

Claims (2)

1. Biegewerkzeug, insbesondere zur Herstellung U-profilförmiger Biegeteile mit exakten rechten Winkeln, bestehend aus einem vertikal beweglichen Biegestempel, welcher zwischen zwei parallel zueinander angeordneten Biegebacken eines ortsfesten Beigegesenkes eintaucht, gekennzeichnet dadurch, daß der horizontal angeordnete Gesenkboden (2) zwischen den beiden Biegebacken (3; 4), bevorzugt durch einen gleichmäßigen Radius (Rm) derart konvox ausgebildet ist, daß das Biegeteil (2) stegseitig mit einer Überbiegung im elastischen Bereich herstellbar ist, wobei der Biegestempel (9) an seiner Unterseite (10), vorzugsweise durch eine dachförmige, längsmittige Ausfräsu.ng (11), entsprechend konkav ausgebildet und das über den Radius (Rm) des Gesenkbodens (2) gestreckte Maß der Gesenkbodenbreite (b_G) gleich der Breite (b_B) des fertigen Biegeteiles (12) ist.

2. Biegewerkzeug nach Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß zumindest eine der beiden Biegebacken (3 oder 4) zugleich vertikal und horizontal beweglich am Biegegesenk (1) befestigt ist, beispielsweise mittels einer an der Rückseite der Biegebacke (4) angearbeiteten schrägen Gleitfläche (5), welche mit einer von der Gesenkunterseite (6) zur Gesenkoberseite (7) sowie weg von der Gesenkmittelachse verlaufenden Keilfläche (8) des Biegegesenkes (1) in Wirkverbindung steht.