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Die
Erfindung betrifft eine Anlage zum Biegen von Blechteilen nach dem
Oberbegriff des Patentanspruches 1
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Stand der Technik
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Allgemein
bekannt ist, Biegewerkzeuge in Pressen einzusetzen, bei denen die
Bewegung des Biegewerkzeuges durch den Hub des Pressenstößels erzeugt
wird. Beispielsweise wird dies in der
EP 1 961 502 A2 beschrieben.
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Nach
der
US 4,002,049 A ist
ein in einer Presse eingesetztes und mittels Pressenhub angetriebenes
Rotationsbiegewerkzeug bekannt, das einen zylinderförmigen,
drehbar gelagerten Rotationsbiegekopf aufweist, der mit einer V-förmigen Ausnehmung
versehen ist. Der Biegewinkel des zu biegenden Blechformteiles bestimmt
signifikant den Winkel zwischen den beiden Biegewangen (Schenkeln)
dieser V-förmigen
Ausnehmung an dem Rotationsbiegekopf. Vor Beginn des eigentlichen
Biegevorganges fahren die Kanten der beiden Schenkel auf das Blechformteil
auf. Beim Biegevorgang übernimmt
die Kante des einen Schenkels die Niederhaltefunktion für das Blechformteil,
während
die Kante des anderen Schenkels auf dem zu biegenden Teil vom Blechformteil
aufgesetzt ist und nachfolgend den eigentlichen Biegevorgang ausführt. Dazu
führt der
Rotationsbiegekopf neben der weiteren Abwärtsbewegung eine Drehbewegung
aus, wodurch das zu biegende Teil vom Blechformteil über den
Biegestempel gebogen wird. Während
des Biegevorganges verändern die
beiden Schenkel ihre Positionen derartig, dass erst zum Abschluss
des Biegevorganges die beiden Wangen der Schenkel flächig am
Blechteil anliegen.
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In
der
EP 0 555 752 A1 und
in der
DE 60 2004
009 864 T2 ist jeweils ein Rotationsbiegewerkzeug beschrieben,
welches im grundsätzlichen
Aufbau und in der Wirkungsweise analog der vorgenannten Lösung ausgebildet
ist. Allerdings liegt bei der
EP 0 555 752 A1 der Schnittpunkt der Schenkel
bzw. Wangen der V-förmigen
Ausnehmung außerhalb
des Mittelpunktes des zylindrischen Rotationsbiegekopfes, wodurch
größere Biegeradien
realisierbar sind.
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Auch
die Firmenschrift, Katalog 2006/08, „ROTARY-Bieger – Eine bessere
Biegetechnik!” der Danly
Deutschland GmbH beschreibt eine in Pressen einsetzbare Biegeeinrichtung
für Blechteile,
bei der die Biegewelle als so genannter Bieger die Bewegung der
Presse in eine genaue, rotierend formende Bewegung umwandelt. Die
Biegewelle besitzt auf der gesamten Länge eine V-förmige Aussparung.
Der Antrieb des Biegers und die Niederhaltefunktion erfolgt mittels
des Stößelhubes.
Die Wirkungsweise dieser Biegeeinrichtung erfolgt auch analog der
vorgenannten Lösungen.
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Alle
Lösungen
haben den Nachteil, dass jedes andere Blechteil oder jeder andere
Biegewinkel den Austausch des so genannten Biegers, der Biegewelle
(Rotationsbiegekopf), erfordert, um einen definierten Bogenradius
oder Biegewinkel zu erreichen.
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Somit
ist für
jeden unterschiedlichen Biegeradius und -winkel eine gesonderte
Biegewelle erforderlich, was zu sehr hohen Einsatzkosten führt. Da das
Rückfederverhalten
auch von der Materialzusammensetzung abhängig ist, kann bei Chargenwechsel
des eingesetzten Materials für
gleiche Blechformteile der vorgegebene Biegewinkel nur durch Einsatz
einer in den Maßen
geänderter
Biegewelle erreicht werden.
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Aufgabe und Vorteil der Erfindung
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit geringem Aufwand eine
Anlage zum Biegen von Blechteilen zu schaffen, mit der ohne Austausch
von Bauteilen der Biegeanlage jeder beliebige Winkel bis zu 90 Grad
genauestens gebogen werden kann.
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Erfindungsgemäß wird die
Aufgabe durch eine Anlage zum Biegen von Blechteilen mit den Merkmalen
des Anspruches 1 gelöst.
Weitere detaillierte Ausgestaltungen des Verfahrens sind in den Ansprüchen 2 bis
7 beschrieben.
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Da
die dem zu biegenden Teil des Blechteiles zugeordnete Biegewange
des Drehbiegers während
des gesamten Biegevorganges am zu biegenden Blechteil flächig anliegt,
sind genaue, dem Biegeradius entsprechende Biegungen möglich. Es kann
jede Winkelstellung bis 90° gebogen
werden, da der Drehbieger in jede gewünschte Winkelstellung bewegbar
ist.
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Die
Blechteile weisen nach dem Biegevorgang ohne weitere Bearbeitung
das Fertigmaß (Biegewinkel
und -radius) auf. Auch die Parallelität von Schenkel eines Blechteils,
wie z. B. bei Schaltklauen für
Getriebe, kann ohne weitere Bearbeitungsvorgänge mit der erfindungsgemäßen Biegeanlage
hergestellt werden. Wenn ein Biegeteil in hoher Stückzahl gefertigt
wird, ergeben sich Chargenwechsel bei dem zu biegenden Material,
wodurch ein unterschiedliches Rückfederverhalten
des gebogenen Teils auftreten kann. Durch die Einstellbarkeit jedes
beliebigen Biegewinkels bis 90° kann
bei erstmaliger Einrichtung der Biegeanlage für ein zu biegendes Blechteil
oder bei Chargenwechsel der erforderliche Biegewinkel unaufwändig eingestellt
werden. Gegebenenfalls sind dazu nur wenige Versuchsbiegungen erforderlich.
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Für Blechteile,
wie Schaltklauen, die in mehreren Biegevorgängen hergestellt werden müssen, können auch
mehrere Biegeanlagen hintereinander eingesetzt werden.
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Der
Antrieb der Biegeanlagen kann über
einen separaten Antrieb, vorzugsweise über eine Servoantrieb oder über eine
Servoachse erfolgen. Auch Hydraulikzylinder oder andere eine geradlinige
Antriebsbewegung erzeugende Antriebe sind einsetzbar. Die erfindungsgemäße Biegeanlage
kann auch in einer Presse eingesetzt werden, wobei der Antrieb über den
Stößelhub erfolgt.
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Die
Lagerung des Drehbiegers erfolgt in handelsüblichen Führungsbuchsen mit Festschmierstoff.
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Ausführungsbeispiele
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Die
Erfindung wird nachstehend an Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die
zugehörige Zeichnung
zeigt:
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1 Prinzipieller
Aufbau der Biegeanlage in Vorderansicht im Schnitt
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2 Prinzipieller
Aufbau der Biegeanlage in seitlicher Schnittdarstellung vor Beginn
des Biegevorganges
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3 Prinzipieller
Aufbau der Biegeanlage in seitlicher Schnittdarstellung während des
Biegevorganges
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4 Antriebsbereich
der Biegeanlage in Schnittdarstellung
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Auf
einer Basisplatte 7 der Biegeanlage ist ein feststehender
Biegestempel 1 angeordnet, welcher an der dem Drehbieger 4 zugeordneten
Biegekante 12 den blechteilabhängigen Biegeradius 8 aufweist. Über dem
Biegestempel 1 ist ein geführter und vertikal beweglicher
Niederhalter 2 angeordnet. Dieser Niederhalter 2 trägt einen
wechselbaren Niederhaltereinsatz 9, der so gestaltet ist,
dass er flächig
auf dem Biegestempel 1 zum Halten des Blechteiles 10 aufsetzt
und dadurch das nicht zu biegende Ende vom Blechteil 10 über die
gesamte Blechteilbreite außerhalb
des Biegeradius 8 klemmt. Der Antrieb des Niederhalters
für die
Niederhalterbewegung in Richtung von Pfeil 11 und die Haltekraftaufbringung
erfolgt durch einen oder mehrere nicht dargestellte pneumo-hydraulische Antriebe
bekannter Bauart.
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Anstelle
dieser pneumo-hydraulischen Antriebe kann der Niederhalter 2 auch
mittels Federkraft betätigt
werden.
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Im
Bereich über
dem zu biegenden Teil vom Blechteil 10 ist im Niederhalter 2 eine
Drehbiegerhalterung 3 integriert, wobei in der der Biegekante 12 mit Biegeradius 8 zugeordneten
Seite der Drehbieger 4 im Schwenkraum 5 drehbar
gelagert ist. Der Drehbieger 4 selbst ist im Querschnitt
als ein sektorähnlicher Walzenkörper ausgebildet.
Dieser im Querschnitt sektorähnliche
Walzenkörper
ist immer kleiner als ein „halber
Walzenkörper” (im Sinne
eines in Längsrichtung
geteilten geraden Kreis zylinders) und wird durch die Winkel zwischen
den Wangen 13 und 14 bestimmt. Die dem zu biegenden
Teil vom Blechteil 10 zugeordnete Wange 13 liegt
vollflächig
auf dem Blechteil 10 auf. Die Seitenlänge der Wange 13 im Querschnitt,
welche quasi einen Radius darstellt, ist länger als die Seitenlänge der
Wange 14 im Querschnitt. Dabei ist die Schnittkante der
beiden Wangen 13, 14 bzw. deren Schnittpunkt im
Querschnitt so gewählt,
dass dieser in Angriffsstellung über
den Mittelpunkt des Biegeradius 8 liegt, wie in 3 dargestellt.
Der Antrieb des Drehbiegers 4 steht, wie in 3 dargestellt,
mit einer Zahnstange-Ritzel-Kombination 15 in Wirkverbindung.
Das Zahnrad der Zahnstange-Ritzel-Kombination 15 ist dabei
direkt mit dem Drehbieger 4 verbunden. Der Antrieb der Zahnstange-Ritzel-Kombination 15 erfolgt
durch eine so genannte „Electric
Power Modul Achse”.
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Nach
dem Einlegen und Positionieren des Blechteiles 10 fährt der
Niederhaltereinsatz 9 durch pneumo-hydraulische Antriebe
auf das Blechteil 10 auf und spannt dieses in der gewünschten
Lage. Die pneumo-hydraulischen Antriebe bringen auch die erforderliche
Haltekraft auf das Blechteil 10 auf (in Richtung von Pfeil 11).
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Die
Wange 13 des Drehbiegers 4 liegt vollflächig auf
den zu biegenden Teil vom Blechteil 10 auf. Infolge der
jetzt eingeleiteten Drehbewegung des Drehbiegers 4 wird
das Biegeteil um den gewünschten
Biegewinkel gebogen. Dabei wird das Blechteil 10 immer
an den Biegeradius 8 der Biegekante 12 gedrückt, so
dass genau dieser Biegeradius 8 auf das Blechteil übertragen
wird.
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Die
Blechteile besitzen nach dem Biegevorgang ohne weitere Bearbeitung
den gewünschten Biegewinkel
und -radius. Falls eine größere Rückfederung
des gebogenen Teils als erwartet auftritt, kann durch einen erneuten
Biegevorgang mit verändertem
Biegewinkel der gewünschten
Biegewinkel und -radius am Blechteil erreicht werden.
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Bei
Chargenwechsel vom Blechteilmaterial kann so das unterschiedliche
Rückfederverhalten ausgeglichen
werden.
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Die
Biegeanlage kann für
Blechteile gleicher Blechdicke jede Winkelstellung bis 90° biegen ohne den
Drehbieger 4 zu wechseln.
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In
weiteren Ausführungsbeispielen
erfolgt der Antrieb der Zahnstange-Ritzel-Kombination 15 durch
- • einen
Linearantrieb, wie Hydraulikzylinder, Servoantrieb
- • den
Pressenhub, wenn die Biegeanlage in einer Presse eingesetzt wird.
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Das
Zahnrad der Zahnstange-Ritzel-Kombination 15 ist dabei
direkt mit dem Drehbieger 4 verbunden.
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Der
Antrieb für
den Drehbieger 4 kann auch durch einen oder zwei direkt
gekoppelte Drehantriebe erfolgen.
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Die
Wirkungsweise der Biegeanlage erfolgt bei diesen Ausführungen
analog der vorher beschriebenen Ausführungsform.
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Beim
Einsatz der Biegeanlage in einer Presse kann der Niederhalter auch
durch nicht gezeigte Pressenoberluftbolzen betätigt werden.
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- 1
- Biegestempel
- 2
- Niederhalter
- 3
- Drehbiegerhalterung
- 4
- Drehbieger
- 5
- Schwenkraum
- 6
- Antrieb
- 7
- Basisplatte
- 8
- Biegeradius
- 9
- Niederhaltereinsatz
- 10
- Blechteil
- 11
- Pfeil
- 12
- Biegekante
- 13
- Wange
- 14
- Wange
- 15
- Zahnstange-Ritzelkombination