DE102004015073B3

DE102004015073B3 - Vorrichtung und Verfahren zum Biegen eines Werkstücks

Info

Publication number: DE102004015073B3
Application number: DE200410015073
Authority: DE
Inventors: Frank Reissenweber
Original assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Current assignee: Langenstein and Schemann GmbH
Priority date: 2004-03-25
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-10-06
Anticipated expiration: 2024-03-26

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen eines länglichen Werkstücks, insbesondere einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge, wobei das Werkstück (2) zwischen wenigstens einem Biegestock (6, 11) mit zumindest einer gekrümmten Biegefläche (10) mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens einem Biegeelement (7, 12) angeordnet wird, wobei in einem ersten Einstellvorgang eine erste Biegestockposition an dem Werkstück (2) und/oder eine erste Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) und/oder wenigstens eine erste Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) eingestellt werden bzw. wird und wobei in einem ersten Biegevorgang das wenigstens eine Biegeelement (7, 12), ausgehend von der ersten Biegeelementausgangsposition, das Werkstück (2) gegen die Biegefläche (10) des Biegestocks (6, 11) drückt, wobei das Werkstück (2) umgeformt und die wenigstens eine erste Biegekrümmung der Biegefläche (10) auf das Werkstück (2) übertragen wird. In wenigstens einem zweiten Einstellvorgang werden bzw. wird wenigstens eine zweite Biegestockposition an dem Werkstück (2) und/oder wenigstens eine zweite Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) und/oder wenigstens eine zweite Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) eingestellt, wobei die wenigstens eine zweite Biegestockposition an dem Werkstück (2) und/oder die wenigstens eine zweite Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) und/oder die wenigstens eine zweite Biegekrümmung des Biegestocks (6, ...

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Biegen eines Werkstücks, insbesondere einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge.

Solche Stabilisatoren werden beispielsweise an den Vorder- und Hinterachsen von Kraftfahrzeugen wie Automobilen, Lastkraftwagen, Zugmaschinen und dergleichen verwendet, wobei sie Roll- und Wankneigungen von Kraftfahrzeugen bei Kurvenfahrten verringern können. Die Stabilisatoren bestehen in der Regel aus mehrfach gebogenen stangenförmigen Werkstücken, wobei sie in einem Stück gefertigt oder aus mehreren Stabilisatorabschnitten zusammengesetzt sein können. Die Stabilisatoren können aus stangenförmigem, metallischem Vollmaterial oder Hohlmaterial bestehen. Unter dem Gesichtspunkt der Gewichtsreduzierung von Kraftfahrzeugen werden zunehmend Stabilisatoren mit kreisringförmigem Querschnitt, also aus Rohren gefertigte Stabilisatoren bzw. Rohrstabilisatoren verwendet.

Um den Einbau der Stabilisatoren zwischen den verschiedenen Teilen des Kraftfahrzeugs zu ermöglichen bei gleichzeitig hoher Lastwechselfestigkeit, ist der Stabilisator an vorgegebenen Stellen mit einen bestimmten Biegradius und Biegerichtung gebogen. Darüber hinaus kann der Stabilisator durch geeignete Verfahren weiter verstärkt bzw. versteift werden, beispielweise durch Härten oder Verstärken, insbesondere der gebogenen Bereiche, so dass eine hohe Lastwechselfestigkeit sichergestellt ist.

Eine Vorrichtung zum Biegen und Formen einer Stabilisatorstange, bei der die Stange gekrümmte und gestreckte Abschnitte aufweist und erwärmt wird ist beispielsweise in DE 37 42 869 A1 beschrieben. Die Vorrichtung umfasst einen Biegetisch, der das heiße rohrförmige Werkstück in dessen Mittelbereich aufnimmt, um das heiße Werkstück sicher zu halten, und einen Amboss, der am mittleren Abschnitt des Biegetisches vorgesehen ist und das heiße Werkstück sicher hält. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung mehrere Formzylinder, die räumlich an dem Biegetisch um die Ambossanordnung herum angeordnet sind, und von denen jeder ein kreisförmige Formrolle besitzt, die derart angeordnet ist, dass sie mit dem heißen, rohrförmigen Werkstück ansprechend auf ein Ausfahren oder Zurückziehen einer Zylinderanordnung in Eingriff kommt und es biegt. Das Biegen der Stabilisatorstange erfolgt in drei Schritten, wobei jeweils ein Paar der drei Formzylinderpaare das Werkstück symmetrisch entsprechend einer Krümmung des Ambosses oder kreisförmiger Formrollen biegt.

Mit der in DE 37 42 869 A1 beschriebenen Vorrichtung lassen sich Stabilisatorstangen nur in der vorgegeben Form herstellen. Die Vorrichtung ist nicht flexibel für verschiedene Formgestaltungen einsetzbar.

Mit dem in DE 36 19 782 A1 beschriebene Verfahren lässt sich ein gelochtes Vormaterials zu einer Bestandteil einer Klemmverbindung bildenden Uförmigen Oberlasche mit zu einem Laschensteg abgewinkeltem Laschenschenkeln und endseitig der Laschenschenkel nach außen gebogenen Laschenflanschen erzeugen. Dabei werden zunächst beide Laschenschenkel über ein an die Innenkontur der Oberlasche angepasstes Widerlager mittels zwangsgeführter abwälzender Umformer erzeugt und danach beide Laschenflansche über ein an die Konturen zwischen Laschenschenkel und Laschenflansch angepasstes Widerlager mittels weiterer zwangsgeführter abwälzender Umformer erzeugt. Auch mit diesem Verfahren lässt sich nur die vorgegebene Form herstellen.

DE 42 14 205 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Biegen von Profilleistenabschnitten mit einer von einem Grundgestell getragenen Maschinenplatte auf der in Abstand nebeneinander zwei relativ zueinander verfahrbare Tische gelagert sind, die jeweils eine Biegestation tragen, wobei jede Biegestation über ein Säulengestell mit einem Spannzylinder und einem Biegekern, einen Biegezylinder und einen Biegeschuh sowie über einen Drehantrieb verfügt. Auf der Maschinenplatte sind zwei weitere, jeweils eine Biegstation nebst Säulengestell mit Spannzylinder und Biegekern, Biegezylinder und Biegeschuh sowie Drehantrieb tragende Tische gelagert. Bezogen auf die Koordinaten x-y-z sind die beiden ersten Tische auf einer ersten x-Achse zueinander verfahrbar, die beiden weiteren Tische auf einer zweiten x-Achse, in einem Abstand parallel zur ersten x-Achse. Die beiden weiteren Tische sind zusätzlich auf einer y-Achse hin und her beweglich (quer zur x-Achse) und die Biegezylinder und Biegeschuhe auf den beiden weiteren Tischen sind auf einer z-Achse hin und her beweglich (in der Höhe veränderbar). Mit dieser Vorrichtung lassen sich die Profilleisten zu rechteckigen oder trapezförmigen geschlossenen Rahmen biegen, indem bei einem ersten Biegevorgang an den Biegestationen der ersten Tische jeweils eine Biegung angebracht wird und anschließend an den Biegestationen der weiteren Tische die bereits umgebogenen Enden der Profilleiste aufeinander zu gebogen werden. Mit dieser Vorrichtung lassen sich verschiedene Rechteck- und Trapezformen erzeugen. Darüber hinaus ist die Vorrichtung jedoch ebenfalls nicht flexibel für verschiedene Formgestaltungen einsetzbar.

Mit der in Druckschrift DE 100 50 919 A1 offenbarten Vorrichtungen lassen sich jeweils mit einer Biegevorrichtung, insbesondere Biegemittel, die eine Biegewalze und eine Einklemmspannvorrichtung umfassen, an einem stangenförmigen Werkstück nacheinander mehrere Biegungen erzeugen. Die Biegungen werden von einem Rohrende zum anderen hin durchgeführt. Die Vorrichtung nach DE 100 50 919 A1 ermöglicht zwar eine flexible Formgestaltung, eignet sich jedoch nur für Metallrohre mit geringem Durchmesser. Dasselbe gilt für eine in US 6,434,993 B1 beschriebene Vorrichtung, die einen Biegekopf zum Biegen eines länglichen Werkstücks, insbesondere Rohre, Profile oder Metalldrähte, umfasst.

Aus DE 691 00 290 T2 ist eine Rohrbiegevorrichtung mit zwei Biegeköpfen bekannt, die entlang eine ursprünglichen Richtung des zu biegenden Rohrs zueinander verschiebbar sind, und von denen jeder mit einem Biegewerkzeug ausgerüstet ist, das in einer Biegeebene arbeitet, deren Ausrichtung durch die Einwirkung von Steuermitteln modifizierbar ist, und unterschiedlich zu der Ausrichtung der Biegeebene sein kann in der der andere Biegekopf arbeitet. Das Biegewerkzeug in den Biegeköpfen wird durch eine Formrolle und eine Biegerolle gebildet, wobei letztere um die Formrolle herum geschwenkt werden kann. Die Rohrbiegevorrichtung ist insbesondere zum Biegen von Leitungen für Bremskreise in Automobilen konzipiert.

Mit der Rohrbiegvorrichtung nach DE 691 00 290 T2 lassen sich sehr flexibel, an mehreren Stellen und in mehrere Raumrichtungen Biegungen an den Rohren anbringen, die jedoch stets dieselben Biegeradien aufweisen. Zum Biegen stan genförmiger Werkstücke aus Voll- oder Hohlmaterial mit größerem Durchmesser oder aus relativ unflexiblen bzw. biegesteifen Materialien sind die beschriebenen Biegewerkzeuge zudem nur begrenzt einsetzbar. Solche Materialien bzw. Werkstücke sind in dieser Rohrbiegevorrichtung nicht zufriedenstellend verarbeitbar.

Es ist nun Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von Werkstücken bereitzustellen, die einen flexibleren Einsatz ermöglichen und die vorgenannten Nachteile beim Stand der Technik wenigstens teilweise überwinden oder zumindest vermindern.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und hinsichtlich des Vorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 14 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen ergeben sich aus den von Anspruch 1 bzw. Anspruch 14 jeweils abhängigen Ansprüchen.

Bei dem Verfahren gemäß Anspruch 1 zum Biegen eines Werkstücks, insbesondere einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge wird ein Werkstück zum Biegen zwischen wenigstens einem entlang einer Ausgangslängsachse verstellbaren Biegestock mit zumindest zwei gekrümmten Biegeflächen mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbaren Biegeelementen angeordnet oder wird ein Werkstück zum Biegen zwischen wenigstens zwei entlang einer Ausgangslängsachse verstellbaren Biegestöcken mit zumindest jeweils einer gekrümmten Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbaren Biegeelementen angeordnet und werden bzw. wird in einem ersten Einstellvorgang eine erste Biegestockposition an dem Werkstück und/oder eine erste Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück und/oder eine erste Biegefläche mit wenigstens einer ersten Biegekrümmung des Biegestocks eingestellt und drückt in einem ersten Biegevorgang das jeweilige Biegeelement ausgehend von der ersten Biegeelementausgangsposition das Werkstück gegen die jeweilige Biegefläche des Biegestocks, wobei das Werkstück umgeformt und die wenigstens eine erste Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche auf das Werkstück übertragen wird. In wenigstens einem zweiten Einstellvorgang werden oder wird wenigstens eine zweite Biegestockposition an dem Werkstück und/oder wenigstens eine zweite Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück und/oder wenigstens eine zweite Biegefläche mit wenigstens einer zweiten Biegekrümmung des Biegestocks eingestellt, wobei die wenigstens eine zweite Biegestockposition an dem Werkstück und/oder die wenigstens eine zweite Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück und/oder die wenigstens eine zweite Biegekrümmung des Biegestocks zu der jeweils ersten verschieden sind oder ist. Dann drückt in wenigstens einem zweiten Biegevorgang das jeweilige Biegeelement ausgehend von der wenigstens einen zweiten Biegeelementausgangsposition das Werkstück gegen die jeweilige Biegefläche des Biegestocks, wobei das Werkstück umgeformt und die wenigstens eine zweite Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche auf das Werkstück übertragen wird. Die Biegevorgänge werden zeitlich nacheinander von Werkstückenden des länglichen Werkstücks zu einer Werkstückmitte hin durchgeführt, wobei sich Abstände zwischen den wenigstens zwei Biegestöcken und/oder den wenigstens zwei Biegeelementen nach jedem Biegevorgang verringern.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich vorzugsweise längliche Werkstücke aus Metall, insbesondere Stahl, oder einem metallischen Material verarbeiten, die sowohl aus einem Vollmaterial als auch aus einem Hohlmaterial gefertigt sein können. Der Querschnitt des länglichen Werkstücks ist vorzugsweise kreisförmig oder kreisringförmig, mit dem Verfahren lassen sich aber auch Werkstücke mit ovalem, rechteckigen oder polygonen Voll- oder Hohlquerschnitt verarbeiten. Die Längsachse des unbearbeiteten länglichen Werkstücks, wie es zwischen Biegestock und Biegeelement angeordnet ist, wird im folgenden als Ausgangslängsachse bezeichnet.

Der Biegestock (oder: Biegeamboss) kann im Wesentlichen als ein Klotz aus einem starren bzw. steifen, vorzugsweise relativ schweren, Material mit wenigstens einer Biegefläche, die mit wenigstens einer Biegekrümmung gekrümmt ist, an seiner Außenfläche beschrieben werden. Der Begriff Biegekrümmung beschreibt hier und auch im Folgenden die mathematisch bestimmbare Krümmung, also den Kehrwert des Krümmungsradius, der Biegefläche. Analog zu der Biegekrümmung könnte auch der Krümmungsradius der Biegefläche bzw. Biegeradius zur Beschreibung der Form der Biegefläche herangezogen werden. Der Biegestock kann beispielsweise mit sich gegenüberliegenden abgeflachten Stirnflächen und einer die Stirnflächen verbindenden, geschlossenen Mantelflä che ausgebildet sein. Die Mantelfläche ist dann in wenigstens einem Bereich, der Biegefläche, mit einer vorgegebene Biegekrümmung gekrümmt. Rund um den Biegestock kann die Mantelfläche in mehreren Bereichen auch verschiedene Krümmungen aufweisen, die jeweils eine Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung bilden. Daneben kann die Mantelfläche einen ebenen bzw. abgeflachten Bereich aufweisen, an dem vor dem Biegevorgang das längliche Werkstück angelegt wird. An solch einen ebenen bzw. abgeflachten Bereich (oder: Auflagefläche) grenzt dann direkt eine Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung an. Der Biegestock kann aber auch an seiner gesamten Außenfläche entsprechende Biegeflächen mit Biegekrümmungen aufweisen und in der jeweils geeigneten Lage zu dem Werkstück angeordnet sein.

Das Biegeelement kann mit dem Biegestock eine gemeinsam verstellbare Einheit bilden, ist vorzugsweise jedoch unabhängig vom Biegestock in seiner Position längs zu der Ausgangslängsachse des länglichen Werkstücks und in seinem Abstand senkrecht zur Ausgangslängsachse des Werkstücks bzw. zum Biegestock sowie in seiner Position am Umfang das Werkstücks einstellbar.

Das Verfahren gemäß der Erfindung umfasst wenigstens zwei Einstellvorgänge und wenigstens zwei sich an die jeweiligen Einstellvorgänge anschließende Biegevorgänge. Darüber hinaus können weitere Einstellvorgänge mit nachfolgenden Biegevorgängen folgen. Zwischen zwei Biegevorgängen wird jeweils wenigstens eine veränderte Einstellung der Biegestockposition, der Biegeelementausgangsposition oder der Biegefläche bzw. Biegekrümmung vorgenommen, so dass sich die im zweiten Biegevorgang durchgeführte Biegung wenigstens in der Form oder in ihrer Position am Werkstück von der im ersten Biegevorgang erzeugten Biegung unterscheidet.

Die Vorrichtung gemäß Anspruch 14 zum Biegen eines Werkstücks, insbesondere einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder einem der fakultativ auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüche, umfasst wenigstens einen entlang einer Ausgangslängsachse verstellbaren Biegestock mit zumindest zwei gekrümmten Biegeflächen mit wenigstens einer Biegekrümmung oder wenigstens zwei, entlang der Ausgangslängsachse verstellbare Biegestöcke mit jeweils zumindest einer gekrümmten Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbare Biegeelemente zur Umformung des Werkstücks durch Andrücken des Werkstücks an die zumindest zwei Biegeflächen und Übertragung der jeweiligen Biegekrümmung auf das Werkstück, wobei wenigstens eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist zur Einstellung von wenigstens einer oder wenigstens zwei ersten Biegestockposition(en) an dem Werkstück und/oder zur Einstellung von wenigstens zwei ersten Biegeelementausgangspositionen an dem Werkstück und/oder zur Einstellung jeweils einer ersten Biegefläche mit wenigstens einer ersten Biegekrümmung des Biegestocks für einen ersten Biegevorgang und zur Einstellung von wenigstens einer zweiten oder wenigstens zwei zweiten Biegestockposition(en) an dem Werkstück und/oder zur Einstellung von wenigstens zwei zweiten Biegeelementausgangspositionen an dem Werkstück und/oder zur Einstellung jeweils wenigstens einer zweiten Biegefläche mit wenigstens einer zweiten Biegekrümmung des Biegestocks, wobei wenigstens eine der zweiten Einstellungen zu wenigstens einer der ersten Einstellungen verschieden ist, für wenigstens einen zweiten Biegevorgang und wobei die Biegestockpositionen und/oder die Biegeelementausgangspositionen zum Biegen des Werkstücks zeitlich nacheinander von Werkstückenden des stangenförmigen Werkstücks zu einer Werkstückmitte hin einstellbar sind, so dass sich der Abstand der Biegestockpositionen und/oder Biegeelementausgangspositionen zur Werkstückmitte mit zunehmender Zahl an Biegungen verringert.

Der bzw. die Biegevorgänge in der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden vorzugsweise automatisiert durchgeführt und von wenigstens einer Steuerungsoder Regelungeseinrichtung dezentral oder zentral gesteuert oder geregelt.

Ein der Erfindung zugrundeliegender Gedanke ist also durch die vielfältigen Einstellmöglichkeiten für den wenigstens einen Biegestock und das wenigstens eine Biegeelement in einer solchen Vorrichtung eine sichere Verarbeitung einer großer Bandbreite an Werkstücken, insbesondere Werkstücke mit großem Durchmesser oder aus relativ biegesteifen Materialen, wie sie beispielsweise zur Herstellung von Stabilisatoren verwendet werden zu ermöglichen. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens und der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine sehr hohe Flexibilität in der Formgestaltung in Umformprozess.

Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird als Biegeelement wenigstens eine auf dem Werkstück bewegliche Biegerolle oder ein weiterer Biegestock verwendet. Die Biegerolle ist vorzugsweise kreisringförmig bzw. zylindrisch ausgeführt. An der am Werkstück anliegenden Fläche kann eine Vertiefung vorgesehen sein, die das stangenförmige Werkstück wenigstens teilweise aufnehmen kann, so dass das Werkstück beim Biegevorgang von der Biegerolle gehalten und geführt wird. Die Vertiefung weist vorzugsweise eine zur Querschnittsform des Werkstücks korrespondierende Querschnittsform auf, beispielsweise eine halbkreisförmige oder polygone Form. Die Biegelemente können darüber hinaus in weiteren Ausführungsformen vorgesehen sein, beispielsweise als nicht drehbarer Biegezylinder, als stift-, block- oder halbschalenförmiges Biegeelement, das am Werkstück entlang fährt und dieses gegen den Biegestock drückt, ausgeführt sein. Wird ein weiterer Biegestock zum Umformen verwendet, kann das Biegestockpaar korrespondierende Biegeflächen aufweisen, zwischen die das Werkstück eingeklemmt und unter Druck umgeformt wird.

Besonders bevorzugt ist es, wenn bei dem Verfahren ein längliches und/oder stangenförmiges und/oder rohrförmiges Werkstück umgeformt wird.

Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Werkstück zeitlich vor dem Biegevorgang zur Halterung zumindest zwischen dem wenigstens einen Biegestock und dem wenigstens einen Biegeelement und/oder dem wenigstens einen Biegstock und wenigstens einer zusätzlichen Halteeinrichtung eingeklemmt. Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorzugsweise eine zusätzliche Halteeinrichtung zur Halterung des Werkstücks vorgesehen, die so ausgeführt ist, dass sie mit dem wenigstens einen Biegestock eine Klemmung für das stangenförmige Werkstück bildet und/oder in ihrer Position am s Werkstück veränderbar ist. Das bedeutet, die Halteeinrichtung kann in gleicher Weise wie der Biegestock längs der Ausgangslängsachse des insbesondere länglichen Werkstücks und um den Umfang des Werkstücks herum verstellt werden, so dass in jeder Position des Biegestocks eine Klemmung mit der Halteeinrichtung gebildet wird. Die wenigstens Halteeinrichtung kann beispielsweise als ein pneumatisch oder hydraulisch gegen das Werkstück pressbarer Amboss ausgeführt sein, der auf wenigstens einer Schiene verstellbar ist. Es können auch mehrere zusätzliche Halteeinrichtungen vorgesehen sein.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das Werkstück zwischen zwei Biegevorgängen wenigstens um die durch das Werkstück verlaufende Ausgangslängsachse gedreht. Das ermöglicht es Biegungen in mehreren Ebenen anzubringen bzw. auszurichten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst hierzu vorzugsweise wenigstens eine Werkstückrotationseinrichtung zur Rotation des Werkstücks wenigstens um die durch das Werkstück verlaufende Ausgangslängsachse und/oder zur zusätzlichen Halterung des Werkstücks.

Nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung wird die wenigstens eine Biegestockposition und/oder die wenigstens eine Biegeelementausgangsposition am Werkstück durch Verschieben des wenigstens einen Biegestocks und/oder des wenigstens einen Biegeelements längs der Ausgangslängsachse des Werkstücks und/oder durch Drehung des wenigstens einen Biegestocks und/oder des wenigstens einen Biegeelements um die Ausgangslängsachse des Werkstücks eingestellt.

Die Einstellvorrichtung der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst dabei in einer besonders vorteilhaften Ausführungsform zur Einstellung der wenigstens einen Biegestockposition und/oder der wenigstens einen Biegeelementausgangsposition entsprechend wenigstens eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des wenigstens einen Biegestocks und/oder des wenigstens einen Biegeelements und/oder der wenigstens einen Halteeinrichtung längs der Ausgangslängsachse des Werkstücks und/oder wenigstens eine Führungseinrichtung zum Drehen des wenigstens einen Biegestocks und/oder des wenigstens einen Biegeelements und/oder der wenigstens einen Halteeinrichtung um die Ausgangslängsachse des Werkstücks.

Die wenigstens eine Biegefläche bzw. Biegekrümmung kann nach einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung durch teilweise Rotation des wenigstens einen Biegestocks um eine Biegestockachse und/oder durch Auswechseln des wenigstens einen Biegestocks gegen wenigstens einen weiteren Biegestock mit veränderter Form der Biegekrümmung eingestellt werden. Die wenigstens eine Biegestockachse ist vorzugsweise senkrecht zu der Ausgangslängsachse des stangenförmigen Werkstücks ausgerichtet und verläuft durch den Biegestock. Teilweise Rotation bedeutet, dass der Biegestock beispielsweise eine viertel oder eine halbe Drehung oder eine Drehung um eine beliebige vorgegeben Gradzahl um sich selbst gedreht werden kann, um eine weitere zu der vorhergehenden verschiedene Biegefläche mit anderer Biegekrümmung am Werkstück zur Anlage zu bringen bzw. anzuordnen. Dem Werkstück kann dann in einem weiteren Biegevorgang, beispielsweise auch nach vorausgehender Drehung des Werkstücks, eine Biegung mit einer anderen Biegekrümmung als die vorhergehende zugefügt werden. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit zur Änderung der eine Biegefläche bzw. Biegekrümmung ist einfach den Biegestock durch einen anderen Biegestock mit veränderter Form bzw. Biegekrümmung der Biegefläche auszuwechseln.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Einstellvorrichtung zur Einstellung der Biegefläche bzw. Biegekrümmung hierzu vorzugsweise wenigstens eine Biegestockrotationseinrichtung zur Rotation des wenigstens einen Biegestocks um eine Biegestockachse umfassen. Die Biegestockrotationseinrichtung kann einen Antriebsmotor und eine Verbindungswelle zum Biegestock umfassen. Darüber hinaus kann zum Auswechseln des Biegestocks gegen einen Biegestock mit veränderter Biegekrümmung wenigstens eine Auswechseleinrichtung vorgesehen sein. Bei der Auswechseleinrichtung kann vorzugsweise wenigstens eine Aufhängung oder Ablage für wenigstens einen weiteren Biegestock vorgesehen sein, der mit Hilfe eines Hebel-, Seil- oder Stangenmechanismus, eines Greifarms, etc. gegen den aktuellen Biegestock ausgetauscht wird und mit Hilfe eines Verbindungsmittels mit einer Biegestockhalte- und/oder Führungseinheit lösbar verbunden wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung umfasst die Einstellvorrichtung zum Auswechseln des wenigstens einen Biegestocks bzw. zur Einstellung der Biegefläche bzw. Biegekrümmung des Biegestocks wenigstens eine Biegestockeinheit und wenigstens eine Verschiebeeinheit zum Verschieben der wenigstens einen Biegestockeinheit quer, insbesondere senkrecht, zur Ausgangslängsachse (oder: bei horizontaler Ausrichtung des Werkstücks auch zur Höhenverstellung der Biegestockeinheit). Die Biegestockeinheit umfasst dabei vorzugsweise wenigstens zwei Biegestöcke mit jeweils wenigstens einer Biegefläche mit jeweils unterschiedlicher Biegekrümmung, wobei die Biegestöcke in der Biegestockeinheit in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht, zur Ausganglängsachse aufeinanderfolgend angeordnet sind. Zwei oder mehr unterschiedliche Biegestöcke können beispielsweise durch eine gemeinsamen Halterung oder ein Verbindungselement zu der Biegestockeinheit zusammengefasst sein, wobei die Biegestöcke vorzugsweise nach der Größe bzw. dem Durchmesser, beispielsweise von klein nach groß, sortiert aufeinanderfolgend angeordnet sind. Die Biegeflächen weisen dann vorzugsweise in eine Richtung quer zur Verschiebungsrichtung der Biegestockeinheit und besitzen jeweils unterschiedliche Biegekrümmungen bzw. Biegeradien der jeweiligen Biegeflächen. Nach dem Verschieben der Biegstockeinheit senkrecht zur Ausgangslängsachse des Werkstücks kann dann die gewünschte Biegefläche an das Werkstück angelegt werden. Die Biegestöcke können direkt aneinander angrenzend angeordnet sein, wobei sich die jeweiligen Biegeflächen an den Außenflächen der Biegestöcke dann in Richtung senkrecht zur Ausgangslängsachse aneinander anschließen können, oder voneinander beabstandet sein.

Insbesondere vorteilhaft ist es weiterhin, wenn die wenigstens eine Biegerolle zum Biegen des Werkstücks und/oder zur Halterung des Werkstücks wenigstens in einer im wesentlichen senkrechten Richtung zu der Ausgangslängsachse auf das am wenigstens einen Biegestock anliegende Werkstück zu bewegt wird, bis dieses zwischen der wenigstens eine Biegerolle und dem wenigstens einen Biegestock eingeklemmt ist, und die wenigstens eine Biegerolle das Werkstück entlang der Biegekrümmung gegen die Biegfläche des Biegestocks drückt und dieses umformt, wobei die wenigstens eine Biegekrümmung der Biegefläche auf das Werkstück übertragen wird.

Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung kann hierzu vorteilhaft eine Biegeeinrichtung vorgesehen sein, die mit den Biegerollen zusammenwirkt zum Biegen des Werkstücks. Die Biegeeinrichtung kann vorzugsweise dazu ausgelegt sein, die wenigstens eine Biegerolle wenigstens in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Ausgangslängsachse des Werkstücks auf das am Biegestock anliegende Werkstück zu zu bewegen und nach Kontakt mit dem Werkstück die wenigstens eine Biegerolle unter Druck entlang der Biegekrümmung des Biegestocks zu bewegen. Die Biegeeinrichtung kann hierzu beispielsweise eine Halterung und eine Führung für die Biegerollen umfassen sowie wenigstens einen hydraulischen oder pneumatischen oder elektrischen Antrieb zum Bewegen der Biegerollen in Richtung längs und quer der Ausgangslängsachse und entlang der Biegekrümmung. Durch die Möglichkeit des Antriebs der Biegerollen längs und quer zur Ausgangsachse lässt sich zu einen vorzugsweise die Biegerollenausgangsposition einstellen und zum anderen die jeweilige Biegerolle in jedem beliebigen Winkel zur Ausgangslängsachse gegen das Werkstück bzw. den Biegestock drücken. Auf diese Weise können sowohl Biegungen um bis zu 90° als auch Hinterschneidungen, d.h. Biegungen um einen Winkel größer 90°, mit den Biegerollen am Werkstück erzeugt werden.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung wird das Werkstück in einer Kaltumformung oder in einer Warmumformung umgeformt, insbesondere bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 1250 °C. Bei der Kaltumformung wir das Werkstück vorzugsweise mit Raumtemperatur, in etwa 20 °C, oder leicht erhöhten Temperaturen umgeformt. Für die Warmumformung wird das Werkstück vor dem Biegen auf Temperaturen von mindestens 400 °C oder 500 °C erwärmt, insbesondere auf Temperaturen zwischen 900 °C und 1250 °C. Dadurch wird insbesondere bei starren bzw. festen oder biegesteifen Materialien der Biegevorgang erleichtert.

In einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Werkstück zum Biegen zwischen wenigstens einem entlang der Ausgangslängsachse verstellbaren Biegestock mit zumindest zwei gekrümmten Biegeflächen mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbaren Biegeelementen angeordnet und drückt zeitlich nach dem ersten und/oder wenigstens einen zweiten Einstellvorgang in dem ersten und/oder wenigstens einen zweiten Biegevorgang das jeweilige Bie geelement das Werkstück gegen die Biegfläche des wenigstens einen Biegestocks, wobei das Werkstück umgeformt und die wenigstens eine Biegekrümmung der Biegefläche auf das Werkstück übertragen wird.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens Verfahren wird das Werkstück zum Biegen zwischen wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbaren Biegestöcken mit zumindest jeweils einer gekrümmten Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbaren Biegeelementen angeordnet und drückt zeitlich nach dem ersten und/oder wenigstens einen zweiten Einstellvorgang in dem ersten und/oder wenigstens einen zweiten Biegevorgang das jeweilige Biegeelement das Werkstück gegen die jeweilige Biegfläche des jeweiligen Biegestocks, wobei das Werkstück umgeformt und die wenigstens eine Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche auf das Werkstück übertragen wird. Es werden also wenigstens zwei Biegestock/Biegeelementpaare in mehreren Positionen am Werkstück angeordnet und wenigstens zwei Biegevorgänge gleichzeitig oder zeitversetzt ausgeführt. Damit lassen sich in kürzerer Zeit mehrere Biegungen am Werkstück anbringen.

Insbesondere vorteilhaft ist es dann, wenn die Biegevorgänge zeitlich nacheinander von Werkstückenden des Werkstücks zu einer Werkstückmitte hin durchgeführt werden, wobei sich Abstände zwischen zwei Biegestöcken und/oder zwischen zwei Biegeelementen nach jedem Biegevorgang verringern, also beispielsweise die Biegestock/Biegeelementpaare aufeinander zu bewegen. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass sich Biegungen in beliebige Richtungen bzw. Ebenen nacheinander anbringen lassen, Biegestock und Biegeelement jedoch nur im Wesentlichen linear entlang der Ausgangslängsachse und gegebenenfalls um den Umfang des Werkstücks bewegt werden müssen. Die Enden des Werkstücks ragen in verschiedene Richtungen in den Raum hinein. Im günstigsten Fall kann das Werkstück mit Hilfe der Rotationseinrichtung vor jedem Biegevorgang in die gewünschte Position gedreht werden, so dass Biegestock und Biegeelement nur längs der Ausgangslängsachse des Werkstücks bewegt werden müssen. Um Biegungen nacheinander von der Werkstückmitte zu den Enden hin ausführen zu können, wären dagegen Biegestock und Biegeelement frei im Raum verstellbar auszuführen, was mit relativ hohen Kosten verbunden sein kann.

Von besonderem Vorteil kann es sein, wenn die auf jeder Seite von der Werkstückmitte des Werkstücks zeitlich nacheinander folgenden Biegevorgänge jeweils paarweise gleichzeitig durchgeführt werden. Das Bedeutet, die Biegeelemente die Biegevorgänge jeweils zeitgleich durchführen. Das kann zur Folge haben, dass auf jeder Seite von der Werkstückmitte die gleiche Anzahl an Biegungen durchgeführt wird. Es ist aber auch möglich dass eine gleiche oder unterschiedliche Anzahl an Biegevorgängen auf jeder Seite der Werkstückmitte von den Biegelementen zeitversetzt durchgeführt wird. Zwischen den einzelnen Biegevorgängen kann das Werkstück immer wieder gedreht werden.

Darüber hinaus kann es insbesondere vorteilhaft sein, wenn bei den Biegevorgängen Biegungen in zur Werkstückmitte symmetrischen Abständen angebracht werden und/oder das Werkstück zur Werkstückmitte oder zu einer durch die Werkstückmitte verlaufenden Symmetrieachse oder Symmetrieebene symmetrisch gebogen wird. Es ist aber auch möglich die Biegungen asymmetrisch zu der Werkstückmitte anzubringen.

Nach einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung hierzu wenigstens einen entlang der Ausgangslängsachse verstellbarer Biegestock mit zumindest zwei gekrümmten Biegeflächen mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei, entlang der Ausgangslängsachse verstellbare Biegeelementen, wobei wenigstens eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist zur Einstellung wenigstens einer Biegestockposition an dem stangenförmigen Werkstück und/oder zur Einstellung von wenigstens zwei Biegeelementausgangspositionen an dem stangenförmigen Werkstück und/oder zur Einstellung der wenigstens zwei Biegeflächen mit wenigstens zwei Biegekrümmungen des Biegestocks.

Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst die Vorrichtung hierzu wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbare Biegestöcke mit jeweils zumindest einer gekrümmten Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbare Biegeelemente, wobei wenigstens eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist zur Einstellung von wenigstens zwei Biegestockpositionen an dem stangenförmigen Werkstück und/oder zur Einstellung von wenigs tens zwei Biegeelementausgangspositionen an dem stangenförmigen Werkstück und/oder zur Einstellung der jeweiligen wenigstens einen Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung des Biegestocks.

Die Biegestockpositionen und/oder die Biegeelementausgangspositionen zum Biegen des Werkstücks sind vorzugsweise zeitlich nacheinander von Werkstückenden des stangenförmigen Werkstücks zu einer Werkstückmitte hin einstellbar, so dass sich der Abstand der Biegestockpositionen und/oder Biegeelementausgangspositionen zur Werkstückmitte mit zunehmender Zahl an Biegungen verringert.

Insbesondere vorteilhaft ist es zudem, wenn die Biegestockpositionen und/oder die Biegeelementausgangspositionen bei einem Biegevorgang jeweils einen gleichen oder eine unterschiedlichen Abstand zur Werkstückmitte aufweisen. Auch kann es sowohl vorteilhaft sein wenn die wenigstens zwei Biegekrümmungen bei einem Biegevorgang jeweils gleich sind als auch wenn die wenigstens zwei Biegekrümmungen bei einem Biegevorgang jeweils verschieden sind. Dadurch lässt sich eine hohe Flexibilität in der Formgebung des stangenförmigen Werkstücks erreichen.

In einer besonders zweckmäßigen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zusätzlich wenigstens ein Paar aus ineinandergreifenden Biegestöcken mit korrespondierenden Biegeflächen vorgesehen, zwischen denen das Werkstück in eine durch die Biegeflächen vorgegebene Form gebogen wird. Das ermöglicht beispielsweise vorteilhaft das zusätzliche Anbringen wenigstens einer Biegung in der Werkstückmitte oder von Biegungen mit sehr kurzen Biegeabständen, wo sich einzelne verstellbare Biegstöcke behindern und damit die Zahl der ausführbaren Biegeradien begrenzen können. Beliebige Biegungen können dann durch gegeneinanderpressen von zwei Biegestöcken mit jeweils korrespondierenden Biegekrümmungen bzw. Biegeflächen erzeugt werden. Diese Biegestöcke können beispielsweise mit Hilfe der Auswechseleinrichtung in die Vorrichtung eingesetzt werden.

Nach einem besonders bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung können die Biegestockposition und die Biegelementausgangsposition für die Biegevorgänge unabhängig voneinander eingestellt oder angetrieben werden. Vorzugs weise sind getrennte Einstellvorrichtungen zur Einstellung der Biegestockposition und der Biegeelementausgangsposition vorgesehen, so dass Biegestock und Biegeelement sowohl zeitlich als auch örtlich unabhängig voneinander eingestellt oder angetrieben werden können.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Biegen einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge aus einem länglichen Werkstück wird das Werkstück bevorzugt zwischen wenigstens zwei entlang einer Ausgangslängsachse des Werkstücks verstellbaren Biegestöcken mit zumindest einer gekrümmten Biegefläche mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse des Werkstücks verstellbaren Biegeelementen angeordnet und werden in wenigstens zwei aufeinanderfolgenden Biegevorgängen Biegungen an wenigstens zwei verschiedenen Stellen an dem Werkstück angebracht, drückt das jeweilige Biegeelement das Werkstück gegen die Biegefläche des jeweiligen Biegestocks, wobei das Werkstück und die wenigstens eine Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche auf das Werkstück übertragen wird, und werden die Biegevorgänge zeitlich nacheinander von Werkstückenden des Werkstücks zu einer Werkstückmitte hin durchgeführt, wobei sich die Biegestöcke und die Biegeelemente entlang der Ausgangslängsachse des Werkstücks jeweils aufeinander zu bewegen.

Ein Hauptvorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass sich mit einer relativ einfachen und damit kostengünstigen Anordnung bei der Herstellung einer Stabilisatorstange eine Vielzahl von Biegungen in verschiedenen Richtungen bzw. Ebenen anbringen lassen. Dadurch, dass die Biegungen nacheinander von den Werkstückenden zur Werkstückmitte hin angebracht werden, müssen Biegelemente und Biegestöcke lediglich entlang der Ausgangslängsachse des Werkstücks aufeinander zu bewegt werden. Die Enden des Werkstücks ragen in verschiedene Richtungen in den Raum hinein. Im günstigsten Fall müssen Biegelemente und Biegestöcke nur längs der Ausgangslängsachse bewegt werden. Als Ausgangslängsachse wird hier die Längsachse des noch unbearbeiteten länglichen Werkstücks bezeichnet.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen weiter erläutert.

Es zeigen jeweils in schematischer Darstellung:
1 bis 4 aufeinanderfolgende Biegevorgänge zum Biegen einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge in einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens bzw. der Vorrichtung gemäß der Erfindung,
5 bis 8 aufeinanderfolgende Biegevorgänge zum Biegen einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge in einer weiteren, abgewandelte Ausführungsform des Verfahrens bzw. der Vorrichtung nach 1.
9 eine Schnittansicht der Vorrichtung gemäß 1 bzw. 5
Einander entsprechende Teile und Größen sind in den 1 bis 9 mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die 1 bis 4 zeigen schematisch die Abfolge an Biegevorgängen bei einem Biegeprozess zur Herstellung einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge. Zunächst wird das stangenförmige Werkstück 2, in die Vorrichtung 1 eingeführt, wobei es in eine Werkstückrotationseinrichtung 3 eingespannt wird, die das Werkstück 2 sicher hält und bei Bedarf um einen vorgegebene bzw. vorgebbare Gradzahl drehen kann. Die Längsachse des noch unbearbeiteten stangenförmigen Werkstücks 2 ist als Ausgangslängsachse A bezeichnet (vgl. 1 bis 4). Als Werkstückrotationseinrichtungen 3 können beliebige bekannte Einspann/Rotationseinrichtungen zum Einsatz kommen. Vorzugsweise wird als Werkstückrotationseinrichtungen 3 ein Greifer verwendet, der an einer Seite das Werkstück 2 zwischen wenigstens zwei Greifarmen einspannt und an seiner anderen Seite über wenigstens eine Rolle in einer im Wesentlichen kreisförmigen oder teilkreisförmigen, insbesondere halbkreisförmigen, Führung geführt wird, wodurch das eingespannte Werkstück zwischen 0 und wenigstens 180° um die Ausgangslängsachse A gedreht werden kann.
Das Werkstück ist in diesem Fall eine Stabilisatorstange aus einem Vollmaterial mit als Ösen ausgebildeten Werkstückenden 4. Die Ösen dienen zum Einhängen bzw. Befestigen der zurechtgebogenen Stabilisatorstange in dem Kraftfahrzeug. Das Werkstück kann einen Durchmesser bis rund 70 mm und eine Länge bis rund 2,4 m aufweisen. An seiner Werkstückmitte 5 ist das Werkstück 2 in der Werkstückrotationseinrichtung 2 eingespannt.
Die Vorrichtung 1 umfasst weiterhin zwei Biegestöcke 6 und zwei Biegerollen 7 sowie zwei Halteeinrichtungen 8, die zusammen mit dem jeweiligen Biegestock 6 auf jeder Seite der Werkstückmitte 5 eine Klemmung für das Werkstück 2 erzeugen. Der jeweilige Biegestock 6 liegt dazu gegenüber der Halteeinrichtung 8 mit einer im Wesentlichen ebenen Anlagefläche 9 an dem Werkstück 2 an. Halteeinrichtung 8 und Biegstock 6 werden zur Erzeugung der Klemmung mit einer Kraft gegeneinander gepresst, die eine sichere Lagerung des Werkstücks gewährleistet, jedoch ohne diesem einen Schaden zuzufügen, insbesondere dieses zu deformieren.
An die ebene Anlagefläche 9 zur Anlage am Werkstück 2 schließt sich an einer Seite eine Biegefläche 10 mit einer vorgegebenen Biegekrümmung an. Die Biegekrümmung der Biegefläche 10 ist durch die Form bzw. die Krümmung dieses Bereichs der Außenfläche des Biegestocks 6 im Anschluss an die ebene Anlagefläche 9 definiert. Ein Biegestock 6 kann an seinem Umfang mehrere Biegekrümmungen an einer durchgehenden oder mehreren einzelnen Biegeflächen 10 aufweisen. Zwischen den Biegeflächen 10 können Anlageflächen 9 vorgesehen sein oder es kann die Biegefläche 10 selbst wenigstens teilweise als Anlagefläche 9 dienen. Die auf das Werkstück 2 übertragene Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche 10 wird zum einen durch die Form der Biegefläche 10 bzw. den ausgewählten Abschnitt oder Bereich der Biegefläche 10 den die Biegrolle 7 entlang fährt und zum anderen durch die Länge der Strecke die die Biegerolle 7 der Biegefläche 10 folgt und das Werkstück 2 an die Biegefläche 10 andrückt bestimmt. Verschiedene Biegekrümmungen an einem Biegestock 6 lassen sich beispielsweise durch entsprechendes Drehen des Biegestocks um eine Biegestockachse bis die gewünscht Biegekrümmung zugänglich ist und anschließendes Entlangfahren der Biegerollen auf das Werkstück übertragen (hier nicht dargestellt).
Bei den in 1 bis 4 dargestellten Schritten eines Biegeprozesses wird das stangenförmige Werkstück 2 in vier Biegevorgängen von den Werkstückenden 4 ausgehend und zur Werkstückmitte 5 fortschreitend verbogen, wobei jede der 1 bis 4 einen Biegevorgang schematisch darstellt. Vor dem jeweiligen Biegevorgang wird die Position der Biegestöcke 6 und der Biegerollen 7 durch Verschieben längs der Ausgangslängsachse A eingestellt. Die Halteeinrichtung 8 wird ebenfalls längs der Ausgangslängsachse verschoben, so dass sie gegenüber dem Biegestock 6 an dem Werkstück 2 angelegt werden kann. Die Biegekrümmung wird bei der in 1 bis 4 dargestellten Vorrichtung jeweils durch Auswechseln der Biegestöcke 6 eingestellt. Die Biegestöcke 6 und Halteeinrichtungen 8 werden anschließend an dem Werkstück 2 zur Anlage gebracht und klemmen dieses ein, so dass es beim Biegevorgang nicht verrutschen oder sich verdrehen kann. Beim letzten Biegevorgang (4) wird aus Platzmangel die Haltevorrichtung 8 weggelassen und das Werkstück 2 zwischen Biegestock 6 und Biegerolle 7 eingeklemmt.
Beim jeweiligen Biegvorgang werden dann die Biegerollen 7 im Wesentlichen senkrecht zu der Ausgangslängsachse A auf das Werkstück 2 zu bewegt (siehe Pfeile), bis sie ebenfalls an dem stangenförmigen Werkstück 2 zur Anlage kommen. Die Position der Biegerollen 7 am Werkstück 2 ist durch die Grenze zwischen Anlagefläche 9 und Biegefläche 10 definiert. Die Biegerollen treffen in etwa an der Stelle am Werkstück auf, die der Grenze zwischen Anlagefläche 9 und Biegefläche 10 am Werkstück 2 gegenüberliegt. Die Biegerollen 7 werden dann weiter gegen das Werkstück 2 gedrückt, so dass sie eine Biegekraft auf das Werkstück 2 übertragen und dieses der Biegekrümmung des Biegestocks 6 folgend biegen, wobei sie das Werkstück 2 gegen die Biegefläche 10 drücken. Die Krümmung des Werkstücks 2 ist durch die Form der Biegekrümmung des Biegestocks 6 und durch die Dauer bzw. Strecke, die die Biegerollen 7 das Werkstück 2 gegen den Biegstock 6 drücken, bevor sie wieder in ihre Ausgangsposition zurückfahren, bestimmt.
Die Biegerollen 7 können beispielsweise mit Hilfe von jeweils wenigstens zwei hydraulischen oder elektrischen Biegerollenantrieben 13 entlang der Ausgangslängsachse A und senkrecht zu der Ausgangslängsachse A bewegt werden (vgl. 9). Diese Biegerollenantriebe 13 ermöglichen sowohl die Einstellung der Biegrollenausgangsposition am stangenförmigen Werkstück 2 als auch das Anpressen des Werkstücks 2 and den Biegestock 6 in jedem Winkel zur Ausgangslängsachse A. Auf diese Weise können sowohl Biegungen um bis zu 90° (1, 3 und 4) als auch Hinterschneidungen (2), d.h. Biegungen um einen Winkel größer 90°, am Werkstück 2 erzeugt werden.
Die Biegestöcke 6 sind vorzugsweise zu einer Biegestockeinheit zusammengefasst (hier nicht dargestellt) und werden vorzugsweise durch Verschieben der Biegestockeinheit senkrecht zur Ausgangslängsachse A bzw. Höhenverstellung, mit Hilfe wenigstens einer Verschiebeeinheit 14, insbesondere ein hydraulischer oder pneumatischer Antrieb, jeweils an dem Werkstück 2 angeordnet, so dass die Biegerollen 7 die jeweilige Biegkrümmung des jeweiligen Biegestocks 6 auf das Werkstück 2 übertragen können.
In einem Biegevorgang weisen beide Biegestöcke 6 jeweils dieselbe Biegekrümmung auf und der Abstand der Biegestöcke 6 zur Werkstückmitte 5 ist jeweils gleich, so dass eine zur Werkstückmitte 5 symmetrisch gebogene Stabilisatorstange erzeugt wird. Zwischen den Biegevorgängen wird das stangenförmige Werkstück 2 jeweils gedreht, so dass Biegungen in verschiedene Raumrichtungen bzw. -ebenen entstehen.
5 bis 8 stellen schematisch Schritte eines weiteren, abgewandelten Biegeprozesses zur Herstellung eines Stabilisators in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung dar. Das stangenförmige Werkstück 2 wird in vier Biegevorgängen von den Werkstückenden 4 ausgehend und zur Werkstückmitte 5 fortschreitend verbogen, wobei jede der 5 bis 8 einen Biegevorgang zeigt.
Die Biegevorgänge in den 5, 6 und 7 erfolgen analog zu den in Zusammenhang mit 1 bis 4 beschriebenen Biegevorgängen. Bei einem Biegevorgang weisen die beiden Biegestöcke 6 jeweils dieselbe Biegekrümmung auf und der Abstand der Biegestöcke 6 zur Werkstückmitte 5 ist jeweils gleich, so dass eine zur Werkstückmitte 5 symmetrisch gebogene Stabilisatorstange erzeugt wird. Zwischen den Biegevorgängen wird das stangenförmige Werkstück 2 jeweils mit Hilfe der Werkstückrotationseinrichtung 3 gedreht, so dass Biegungen in verschiedene Raumrichtungen bzw. -ebenen entstehen.
Vor jedem Biegevorgang werden jeweils die Biegestöcke 6 ausgewechselt, um jeweils Biegungen mit unterschiedlicher Biegekrümmung zu erzeugen, und die Biegestöcke 6, die Biegerollen 7 und die Halteeinrichtungen 8 längs der Ausgangslängsachse in die gewünschte Position am Werkstück 2 verfahren.
Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel nach 1 bis 4 wird bei dem Ausführungsbeispiel nach 5 bis 8 in einem letzten Biegevorgang ( 8) mit Hilfe zweier ineinandergreifender Biegestöcke 11, 12 eine Biegung an der Werkstückmitte durchgeführt. Hierzu werden die Biegestöcke 6 aus dem vorhergehenden Biegevorgang (7) gegen einen Biegestock 11 mit einer Biegefläche 10 an seiner dem Werkstück 6 zugewandten Seite, die mehrere Biegekrümmungen aufweist, ersetzt. Die auf der dem Biegestock 11 gegenüberliegenden Seite am Werkstock befindlichen Biegerollen 7 werden durch einen weiteren Biegestock 12 mit zu dem anderen Biegestock 11 korrespondierender Biegefläche 10 ersetzt. Beide Biegestöcke 11, 12 werden gegeneinander gepresst, so dass das dazwischen befindliche stangenförmige Werkstück 2 entsprechend verformt wird bzw. die Biegekrümmungen der Biegeflächen 10 auf das Werkstück 2 übertragen werden. Auf diese Weise lassen sich beispielsweise auch in der Werkstückmitte Biegungen anbringen, was aus Platzgründen mit den einzelnen verstellbaren Biegstöcken 6 nicht möglich wäre.

1: Vorrichtung
2: stangenförmiges Werkstück
3: Werkstückrotationseinrichtung
4: Werkstückenden
5: Werkstückmitte
6: Biegestock
7: Biegerolle
8: Halteeinrichtung
9: Anlagefläche
10: Biegefläche
11, 12: Biegestock
13: Biegerollenantrieb
14: Verschiebeinheit

Claims

Verfahren zum Biegen eines Werkstücks, insbesondere einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge, a) bei dem ein Werkstück (2) zum Biegen zwischen wenigstens einem entlang einer Ausgangslängsachse (A) verstellbaren Biegestock (6, 11) mit zumindest zwei gekrümmten Biegeflächen (10) mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse (A) verstellbaren Biegeelementen (7, 12) angeordnet wird oder b) bei dem ein Werkstück (2) zum Biegen zwischen wenigstens zwei entlang einer Ausgangslängsachse (A) verstellbaren Biegestöcken (6, 11) mit zumindest jeweils einer gekrümmten Biegefläche (10) mit wenigstens einer Biegekrümmung und wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse (A) verstellbaren Biegeelementen (7, 12) angeordnet wird und c) bei dem in einem ersten Einstellvorgang eine erste Biegestockposition an dem Werkstück (2) und/oder eine erste Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) und/oder eine erste Biegefläche (10) mit wenigstens einer ersten Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) eingestellt werden oder wird und d) bei dem in einem ersten Biegevorgang das jeweilige Biegeelement (7, 12) ausgehend von der ersten Biegeelementausgangsposition das Werkstück (2) gegen die jeweilige Biegefläche (10) des Biegestocks (6, 11) drückt, wobei das Werkstück (2) umgeformt und die wenigstens eine erste Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche (10) auf das Werkstück (2) übertragen wird, e) bei dem in wenigstens einem zweiten Einstellvorgang wenigstens eine zweite Biegestockposition an dem Werkstück (2) und/oder wenigstens eine zweite Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) und/oder wenigstens eine zweite Biegefläche (10) mit wenigstens einer zweiten Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) eingestellt werden oder wird, f) wobei die wenigstens eine zweite Biegestockposition an dem Werkstück (2) und/oder die wenigstens eine zweite Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) und/oder die wenigstens eine zweite Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) zu der jeweils ersten verschieden sind oder ist, g) bei dem in wenigstens einem zweiten Biegevorgang das jeweilige Biegeelement (7, 12) ausgehend von der wenigstens einen zweiten Biegeelementausgangsposition das Werkstück (2) gegen die jeweilige Biegefläche (10) des Biegestocks (6, 11) drückt, wobei das Werkstück (2) umgeformt und die wenigstens eine zweite Biegekrümmung der jeweiligen Biegefläche (10) auf das Werkstück (2) übertragen wird und h) bei dem Biegevorgänge zeitlich nacheinander von Werkstückenden (4) des länglichen Werkstücks zu einer Werkstückmitte (5) hin durchgeführt werden, wobei sich Abstände zwischen den wenigstens zwei Biegestöcken (6, 11) und/oder den wenigstens zwei Biegeelementen (7, 12) nach jedem Biegevorgang verringern.
Verfahren nach Anspruch 1, bei dem als Biegeelement (7, 12) wenigstens eine Biegerolle (7) oder ein weiterer Biegestock (12) verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem ein längliches und/oder stangenförmiges und/oder rohrförmiges Werkstück (2) umgeformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück (2) zeitlich vor einem Biegevorgang zur Halterung zumindest zwischen dem wenigstens einen Biegestock (6, 11) und dem wenigstens einen Biegeelement (7, 12) und/oder dem wenigstens einen Biegstock (6, 11) und wenigstens einer zusätzlichen Halteeinrichtung (8) eingeklemmt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück (2) zwischen zwei Biegevorgängen wenigstens um eine durch das Werkstück (2) verlaufende Ausgangslängsachse (A) gedreht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Biegestockposition und/oder die wenigstens eine Biegerollenausgangsposition an dem Werkstück (2) durch Verschieben des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) und/oder des wenigstens einen Biegeelements (7, 12) längs der Ausgangslängsachse (A) des Werkstücks (2) und/oder durch Drehung des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) und/oder des wenigstens einen Biegeelements (7, 12) um die Ausgangslängsachse (A) des Werkstücks (2) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Biegefläche (10) oder Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) durch teilweise Rotation des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) um eine Biegestockachse eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Biegefläche (10) oder Biegekrümmung durch Auswechseln des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) gegen wenigstens einen weiteren Biegestock (6, 11) mit veränderter Biegekrümmung der wenigstens einen Biegefläche (10) eingestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die wenigstens eine Biegerolle (7) zum Biegen des Werkstücks (2) und/oder zur Halterung des Werkstücks (2) wenigstens in einer im wesentlichen senkrechten Richtung zu der Ausgangslängsachse (A) auf das am wenigstens einen Biegestock (6) anliegende Werkstück (2) zu bewegt wird, bis dieses zwischen der wenigstens eine Biegerolle (7) und dem wenigstens einen Biegestock (6) eingeklemmt ist, und anschließend die wenigstens eine Biegerolle (7) das Werkstück (2) entlang der Biegekrümmung gegen die Biegfläche (10) des Biegestocks (6, 11) drückt und dieses umformt, wobei die wenigstens eine Biegekrümmung der Biegefläche (10) auf das Werkstück (2) übertragen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Werkstück (2) in einer Kaltumformung oder in einer Warmumformung, insbesondere bei Temperaturen zwischen Raumtemperatur und 1250 °C, umgeformt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die auf jeder Seite von der Werkstückmitte (5) des Werkstücks (2) zeitlich nacheinander folgenden Biegevorgänge jeweils paarweise gleichzeitig durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in den Biegevorgängen Biegungen in zur Werkstückmitte (5) symmetrischen Abständen angebracht werden und/oder das stangenförmige Werkstück (2) zur Werkstückmitte (5) oder einer durch die Werkstückmitte (5) verlaufenden Symmetrieachse oder Symmetrieebene symmetrisch gebogen wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Biegestockposition und die Biegeelementausgangsposition an dem Werkstück (2) unabhängig voneinander eingestellt oder angetrieben werden.
Vorrichtung zum Biegen eines Werkstücks, insbesondere einer Stabilisatorstange für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend a) wenigstens einen entlang einer Ausgangslängsachse (A) verstellbaren Biegestock (6, 11) mit zumindest zwei gekrümmten Biegeflächen (10) mit wenigstens einer Biegekrümmung oder b) wenigstens zwei, entlang der Ausgangslängsachse (A) verstellbare Biegestöcke (6, 11) mit jeweils zumindest einer gekrümmten Biegefläche (10) mit wenigstens einer Biegekrümmung und c) wenigstens zwei entlang der Ausgangslängsachse verstellbare Biegeelemente (7, 12) zur Umformung des Werkstücks (2) durch Andrücken des Werkstücks (2) an die zumindest zwei Biegeflächen(10) und Übertragung der jeweiligen Biegekrümmung auf das Werkstück (2), d) wobei wenigstens eine Einstellvorrichtung vorgesehen ist zur Einstellung von wenigstens einer oder wenigstens zwei ersten Biegestockposition(en) an dem Werkstück (2) und/oder zur Einstellung von wenigstens zwei ersten Biegeelementausgangspositionen an dem Werkstück (2) und/oder zur Einstellung jeweils einer ersten Biegefläche (10) mit wenigstens einer ersten Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) für einen ersten Biegevorgang und zur Einstellung von wenigstens einer zweiten oder wenigstens zwei zweiten Biegestockposition(en) an dem Werkstück (2) und/oder zur Einstellung von wenigstens zwei zweiten Biegeelementausgangspositionen an dem Werkstück (2) und/oder zur Einstellung jeweils wenigstens einer zweiten Biegefläche (10) mit wenigstens einer zweiten Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11), wobei wenigstens eine der zweiten Einstellungen zu wenigstens einer der ersten Einstellungen verschieden ist, für wenigstens einen zweiten Biegevorgang und e) wobei die Biegestockpositionen und/oder die Biegeelementausgangspositionen zum Biegen des Werkstücks (2) zeitlich nacheinander von Werkstückenden (4) des stangenförmigen Werkstücks zu einer Werkstückmitte (5) hin einstellbar sind, so dass sich der Abstand der Biegestockpositionen und/oder Biegeelementausgangspositionen zur Werkstückmitte (5) mit zunehmender Zahl an Biegungen verringert.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei als Biegeelement (7, 12) wenigstens eine Biegerolle (7) oder ein weiterer Biegestock (12) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder Anspruch 15, wobei wenigstens eine Werkstückrotationseinrichtung (3) vorgesehen ist zur Rotation des Werkstücks (2) wenigstens um eine durch das Werkstück (2) verlaufende Ausgangslängsachse (A) und/oder zur Halterung des Werkstücks (2).
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, wobei wenigstens eine zusätzliche Halteeinrichtung (8) zur Halterung des Werkstücks (2) vorgesehen ist, die so ausgeführt ist, dass sie mit dem wenigstens einen Biegestock (6, 11) eine Klemmung für das Werkstück (2) bildet und/oder in ihrer Position am Werkstück (2) veränderbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, wobei die Einstellvorrichtung zur Einstellung der wenigstens einen Biegestockposition und/oder der wenigstens einen Biegeelementausgangsposition wenigstens eine Verschiebeeinrichtung zum Verschieben des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) und/oder des wenigstens einen Biegeelements (7, 12) und/oder der wenigstens einen Halteeinrichtung (8) längs der Ausgangslängsachse (A) des Werkstücks (2) und/oder wenigstens eine Führungseinrichtung zur Drehung des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) und/oder des wenigstens einen Biegeelements (7, 12) und/oder der wenigstens einen Halteeinrichtung (8) um die Ausgangslängsachse (A) des Werkstücks umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, wobei die Einstellvorrichtung zur Einstellung der Biegefläche (10) oder Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) wenigstens eine Biegestockrotationseinrichtung zur Rotation des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) um eine Biegestockachse umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, wobei die Einstellvorrichtung zur Einstellung der Biegefläche (10) oder Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) wenigstens eine Auswechseleinrichtung zum Auswechseln des wenigstens einen Biegestocks (6, 11) gegen einen Biegestock (6, 11) mit veränderter Biegekrümmung umfasst.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, wobei die Einstellvorrichtung zur Einstellung der Biegefläche (10) oder Biegekrümmung des Biegestocks (6, 11) wenigstens eine Biegestockeinheit und wenigstens eine Verschiebeeinheit (14) zum Verschieben der wenigstens einen Biegestockeinheit quer, insbesondere senkrecht, zur Ausgangslängsachse (A) umfasst, wobei die Biegestockeinheit wenigstens zwei Biegestöcke (6) mit jeweils wenigstens einer Biegefläche (10) mit jeweils unterschiedlicher Biegekrümmung umfasst und die Biegestöcke (6) in der Biegestockeinheit in einer Richtung quer, insbesondere senkrecht, zur Ausganglängsachse (A) aufeinander folgend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21, wobei wenigstens eine Biegeeinrichtung vorgesehen ist, die mit der wenigstens einen Biegerolle (7) zusammenwirkt zum Biegen des Werkstücks (2) und/oder wobei die Biegeeinrichtung dazu ausgelegt ist, die wenigstens eine Biegerolle (7) wenigstens in eine Richtung im Wesentlichen senkrecht zu der Ausgangslängsachse (A) des Werkstücks (2) auf das am Biegestock (6) anliegende stangenförmige Werkstück (2) zu zu bewegen und nach Kontakt mit dem Werkstück (2) die wenigstens eine Biegerolle (7) unter Druck der Biegekrümmung des Biegestocks (7) folgend zu bewegen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, wobei die Biegestockpositionen und/oder die Biegeelementausgangspositionen bei einem Biegevorgang jeweils einen gleichen oder eine unterschiedlichen Abstand zur Werkstückmitte (5) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die wenigstens zwei Biegekrümmungen bei einem Biegevorgang jeweils gleich sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, wobei die wenigstens zwei Biegekrümmungen bei einem Biegevorgang jeweils verschieden sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei wenigstens ein Paar aus ineinandergreifenden Biegestöcken (11, 12) mit korrespondierenden Biegeflächen (10) vorgesehen ist, zwischen denen das stangenförmige Werkstück (2) in eine durch die Biegeflächen vorgegebene Form gebogen wird.