DE102017002007B3

DE102017002007B3 - Schwenkbiegemaschine mit einer Oberwange und Verfahren für die Verstärkung der Oberwange an Schwenkbiegemaschinen

Info

Publication number: DE102017002007B3
Application number: DE102017002007.8A
Authority: DE
Inventors: Wolfram Hochstrate; Gustav-Adolf Hochstrate
Original assignee: HOCHSTRATE GUSTAV ADOLF
Current assignee: HOCHSTRATE, WOLFRAM, DE
Priority date: 2017-02-28
Filing date: 2017-02-28
Publication date: 2018-07-19
Anticipated expiration: 2037-03-01

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schwenkbiegemaschine mit einer Oberwange (1), in der ein Blechwerkstück (4) zwischen einer Oberwange (1) und einer Unterwange (2) geklemmt ist und eine verschwenkbare Biegewange (3) das Blechwerkstück (4) vorbiegt und anschließend die Oberwange (1) das vorgebogene Blechwerkstück (4) zumindest abschnittsweise pressenartig weiter biegt oder faltet. Hierbei sind zwischen Biegewange (3) und Oberwange (1) Stabilisierungseinrichtungen (5) an der Biegewange (3) und/oder an der Oberwange (1) derart angeordnet, die bei Verschwenkung (21) der Biegewange (3) derart zwischen Biegewange (3) und Oberwange (1) zu liegen kommen, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) die Oberwange (1) bei der Durchführung pressenartiger Biegeoperationen des vorgebogenen Blechwerkstücks (4) zumindest zeitweise zusätzlich abstützen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkbiegemaschine mit einer Oberwange gemäß Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Verfahren für die Verstärkung der Oberwange an Schwenkbiegemaschinen gemäß Oberbegriff des Anspruches 18.
Schwenkbiegemaschinen herkömmlicher Bauart werden vorzugsweise dazu eingesetzt, Blechtafeln oder andere ebene Blechbauteile in gebogene Konfigurationen zu verformen. Hierfür wird - vereinfacht gesagt - eine Blechtafel in einem Bereich zwischen der fest angeordneten Unterwange und der relativ zu der Unterwange verstellbaren Oberwange passend zu einer Biegelinie eingeklemmt. Der zwischen Unterwange und Oberwange hervorstehende Teil der Blechtafel wird dann mit einer relativ zu der Biegekante schwenkbaren Biegewange zumindest abschnittsweise entlang der Biegelinie umgebogen, wobei die Biegelinie gleichzeitig die Drehachse der Schwenkbewegung der Biegewange ist. Die Biegung erfolgt hydraulisch durch eine Art Hochschwenken der Biegewange in Richtung auf die Oberwange zu. Aufgrund der Querschnittsgeometrie der Oberwange lässt sich die Blechtafel dabei bis etwa 135° bezogen auf die ursprüngliche Blechebene um den Koordinatennullpunkt biegen, bis der gebogene Abschnitt der Blechtafel an der Oberwange anschlägt. Dadurch ergibt sich zwischen dem ungebogenen Abschnitt und dem gebogenen Abschnitt der Blechtafel ein spitzer Winkel von ca. 45°.
Für eine Reihe von Biegeaufgaben ist es wünschenswert, den gebogenen Abschnitt weiter als diese 135° bezogen auf die ursprüngliche Blechebene biegen zu können, etwa indem der gebogene Abschnitt parallel zu dem nicht gebogenen Abschnitt der Blechtafel oder sogar flächig auf dem nicht gebogenen Abschnitt der Blechtafel zu liegen kommt. Dies wird bisher so durchgeführt, dass die bisher ebene und nun zumindest abschnittsweise gebogene Blechtafel relativ zu Unterwange und Oberwange so verlagert wird, dass der hochgebogene Abschnitt komplett zwischen Oberwange und Unterwange zu liegen kommt. Wird nun die Oberwange relativ zu der Unterwange auf Druck gefahren, so wird der dazwischen angeordnete und schon vorgebogene Abschnitt der Blechtafel durch den Druck der Oberwange weiter verformt, so dass sich der ungebogene und der gebogene Abschnitt der Blechtafel einander annähern oder sogar aufeinander zu liegen kommen.
Problematisch an dieser Vorgehensweise des Nachbiegens des schon vorgebogenen Abschnitts der Blechtafel mittels der Oberwange der Schwenkbiegemaschine ist es, dass die Oberwange zur Erreichung möglichst großer Biegewinkel eine keilartige Querschnittsform aufweist, die zwar ausreichend stabil zum sicheren Klemmen der Blechtafel zwischen Oberwange und Unterwange ist, jedoch nicht stabil genug für Pressbewegungen wie bei herkömmlichen Pressen. Bei solchen herkömmlichen Pressen sind die Pressenbalken sehr massiv ausgeführt, so dass Reaktionskräfte aus der Umformung von Blechwerkstücken nicht zu unzulässigen Verformungen der Pressenbalken und damit zu maßlichen Beeinträchtigungen des herzustellenden Blechwerkstücks führen können. Bei herkömmlichen Schwenkbiegemaschinen hingegen wird bei einer wie vorstehend auszuführenden Verformung des Bleches die Oberwange mechanisch stark belastet und es kann zu Verformungen der Oberwange kommen, die eine massgenaue Herstellung eines umgebogenen Blechwerkstücks nicht mehr erlauben.
Aus der DE 10 2008 025 351 A1 ist eine Ausgestaltung einer Schwenkbiegemaschine bekannt, bei der entlang der Länge der Biegewange eine Anzahl separat ansteuerbarer Hydraulikzylinder angeordnet wird, die jeweils der Durchbiegung der Biegewange entgegen wirken sollen. Ein derartiges System ist aufwändig und daher teuer in der Umsetzung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, die Nutzung der Oberwange einer Schwenkbiegemaschine zur zumindest abschnittsweise pressenartigen Umformung von Blechwerkstücken zu verbessern, so dass keine oder eine geringere Verformung der Oberwange erfolgt.
Die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe ergibt sich hinsichtlich der Schwenkbiegemaschine aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und hinsichtlich des Verfahren für die Verstärkung der Oberwange aus den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 18 in Zusammenwirken mit den Merkmalen des zugehörigen Oberbegriffes. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die erfindungsgemäße Schwenkbiegemaschine geht aus von einer Schwenkbiegemaschine mit einer Oberwange, in denen ein Blechwerkstück zwischen einer Oberwange und einer Unterwange geklemmt ist und eine verschwenkbare Biegewange das Blechwerkstück vorbiegt und anschließend die Oberwange das vorgebogene Blechwerkstück zumindest abschnittsweise pressenartig weiter biegt oder faltet. Eine derartige gattungsgemäße Schwenkbiegemaschine wird dadurch in erfindungsgemäßer Weise weiter entwickelt, dass zwischen Biegewange und Oberwange Stabilisierungseinrichtungen an der Biegewange und/oder an der Oberwange derart angeordnet sind und bei Verschwenkung der Biegewange die Stabilisierungseinrichtungen derart zwischen Biegewange und Oberwange zu liegen kommen, dass die Stabilisierungseinrichtungen die Oberwange bei der Durchführung pressenartiger Biegeoperationen des vorgebogenen Blechwerkstücks zumindest zeitweise zusätzlich abstützen. Die Stabilisierungseinrichtungen stützen die Oberwange bei der Aufbringung der Presskräfte im Rahmen der weiteren Umformung des vorgebogenen Blechwerkstücks zusätzlich ab und ermöglichen somit zum einen eine maßgenaue Umformung des vorgebogenen Blechwerkstücks. Zum anderen muss aber die Oberwange der Schwenkbiegemaschine nicht konstruktiv zusätzlich verstärkt werden, etwa indem die Querschnitte vergrößert werden oder die Oberwange auf sonstige Weise verstärkt werden müsste. Statt dessen werden die Stabilität der Biegewange und auch die Antriebe der Biegewange dazu genutzt, die Oberwange zusätzlich bei der weiteren pressenartigen Umformung des vorgebogenen Blechwerkstücks abzustützen, indem die Biegewange über die Stabilisierungseinrichtungen an die Oberwange quasi angedockt wird. Auch können die Antriebe der Biegewange nicht nur stabilisieren, sondern auch gemeinsam mit der Druckkraft der Oberwange die weitere pressenartige Umformung des vorgebogenen Blechwerkstücks unterstützen, so dass sogar höhere Presskräfte als mit der Oberwange allein auf das vorgebogene Blechwerkstück ausgeübt werden können. Eine derartige Stabilisierung der Oberwange ist immer dann sinnvoll, wenn die Oberwange pressenartige Biegungen vorgebogener Blechwerkstücke ausführen muss, etwa beim Falten oder Umbördeln von Rändern von Blechwerkstücken oder allgemein Bearbeitungen, bei denen das vorgebogene Blechwerkstück abschnittsweise über die konstruktiv meist vorgegebene Abwinklung von typischerweise 135° hinaus gebogen werden muss. Das Blechwerkstück wird dabei konventionell vorgebogen und dann in eine Position zwischen Oberwange und Unterwange gebracht, in der der weiter zu biegende Bereich des Blechwerkstücks zwischen Oberwange und Unterwange gepresst und dabei weiter verformt werden kann. Hierbei kann dann die beschriebene Abstützung der Oberwange durch die zwischen Biegewange und Oberwange angeordneten Stabilisierungseinrichtungen erfolgen. Damit lässt sich das auf Schwenkbiegemaschinen sicher und maßgenau herstellbare Produktspektrum wesentlich erweitern. Zudem lassen sich an der Konstruktion derartiger Schwenkbiegemaschinen Materialersparnisse erreichen und durch Verwendung von Schwenkbiegemaschinen anstelle von z.B. herkömmlichen Pressen Energieeinsparungen aufgrund der vorteilhaften Kinematik der Schwenkbiegemaschinen und die dadurch geringeren Umformungskräfte realisieren.
In einer ersten konstruktiven Ausbildung, können die Stabilisierungseinrichtungen als an der Biegewange angeordnete, von der Biegewange abstehende, die Biegewange in Richtung auf die Oberwange überkragende Stabilisierungseinrichtungen ausgebildet sein, die bei Verschwenkung der Biegewange außenseitig an der Oberwange zu liegen kommen. In kinematischer Umkehr ist es aber auch denkbar, dass die Stabilisierungseinrichtungen als an der Oberwange angeordnete, von der Oberwange abstehende, die Oberwange in Richtung auf die Biegewange überkragende Stabilisierungseinrichtungen ausgebildet sind, die bei Verschwenkung der Biegewange an der Biegewange zu liegen kommen. Schließlich ist auch eine Kombination beider Möglichkeiten denkbar, nach der die Stabilisierungseinrichtungen als an der Oberwange und der Biegewange angeordnete, von der Oberwange und der Biegewange jeweils abstehende, die Oberwange in Richtung auf die Biegewange und die Biegewange in Richtung auf die Oberwange überkragende Stabilisierungseinrichtungen ausgebildet sind, die bei Verschwenkung der Biegewange an den jeweils zusammenwirkenden Stabilisierungseinrichtungen zu liegen kommen. Hierbei bilden die Stabilisierungseinrichtungen jeweils ein mechanisches Bindeglied zwischen der Oberwange und der Biegewange, wodurch die Biegewange mechanisch und mit ihren Antrieben stabilisierend auf die dabei Druckoperationen ausführende Oberwange wirken kann. Die Ausbildung der Stabilisierungseinrichtungen an der Oberwange, an der Seitenwange oder an beiden hängt dabei vom zur Verfügung stehenden Bauraum, der Notwendigkeit zu häufigen Umrüstungen der Stabilisierungseinrichtungen oder dgl. ab und ist für den Fachmann vielfältig ausgestaltbar.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist es denkbar, dass die Stabilisierungseinrichtungen in Richtung auf die Oberwange von der Biegewange abragen und die Oberwange übergreifen. Typischerweise werden die Stabilisierungseinrichtungen so an der Biegewange angeordnet sein, dass beim Verschwenken der Biegewange um die Biegeachse herum die Stabilisierungseinrichtungen sich der Oberwange annähern und diese schließlich berühren und abstützen. Hierzu kann es von Vorteil sein, wenn die Stabilisierungseinrichtungen zu der Ebene der Biegewange abgewinkelte Abschnitte aufweisen. Diese abgewinkelten Abschnitte erlauben eine entsprechend frühere Kontaktierung der Stabilisierungseinrichtungen mit der Oberwange als sich aus der Verschwenkstellung der Biegewange selbst ergibt. Typischerweise wird die Abwinklung der Stabilisierungseinrichtungen so gewählt werden, dass sich der Kontakt mit der Oberwange in einer Stellung der Oberwange ergibt, die nahe dem unteren Totpunkt der Bewegung der Oberwange knapp über der Unterwange entspricht. Diese Abwinklung kann aber abhängig von der jeweiligen Biegeaufgabe auch anders ausgebildet werden, etwa für Bearbeitungsaufgaben, bei denen der vorgebogene Bereich des Blechwerkstücks nicht flach gebogen werden soll. Auch ist denkbar, Stabilisierungseinrichtungen mit unterschiedlichen Abwinklungsgraden an der Oberwange anzuordnen.
Von besonderem Vorteil ist es, wenn die Stabilisierungseinrichtungen derart abgewinkelt zu der Biegewange ausgebildet sind, dass die Stabilisierungseinrichtungen dann an der Oberwange anliegen, wenn die Druckzylinder der Biegewange im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Biegewange ausgerichtet sind. Hierdurch ist eine kraftmäßig und kinematisch besonders vorteilhafte Lage der hydraulischen Druckzylinder der Biegewange gegeben, da diese in dieser Stellung die maximale Biegekraft zur Verfügung stellen und demgemäß auch die höchste Abstützungskraft von der Biegewange auf die Oberwange erzeugen können. Damit ist aber die Verformung der Oberwange beim beschriebenen pressenartigen Umformen des Blechwerkstücks besonders gering.
In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung können die Stabilisierungseinrichtungen punktuell an der Biegewange angeordnet sein und in Richtung auf die Oberwange von der Ebene der Biegewange abragen. Da die Oberwange ebenso wie die Biegewange an sich recht steif ausgebildet sein müssen, um die Kräfte beim herkömmlichen Biegen mit einer Schwenkbiegemaschine sicher aufnehmen zu können, reicht für die zusätzliche Abstützung und Kraftübertragung von der Biegewange auf die Oberwange eine punktuelle Anordnung von einigen Stabilisierungseinrichtungen entlang der Länge der Oberwange durchaus aus. Hierdurch wird die Beweglichkeit der Biegewange und die Zugänglichkeit des Arbeitsraums der Schwenkbiegemaschine positiv beeinflusst.
Es ist dabei denkbar, dass die Stabilisierungseinrichtungen hebelartig ausgebildet sind und etwa beabstandet zueinander an der Biegewange angeordnet sind. Die hebelartige Ausgestaltung erlaubt z.B. eine punktgenaue Übertragung der Kräfte und damit der Abstützung der Biegewange auf die Oberwange, etwa indem zwei jeweils endnah angeordnete hebelartige Stabilisierungseinrichtungen und eine mittig angeordnete hebelartige Stabilisierungseinrichtung die Oberwange wie beschrieben anstützen. Bei höheren Genauigkeitsanforderungen können natürlich auch mehr als drei hebelartige Stabilisierungseinrichtungen entlang der Länge der Oberwange vorgesehen werden.
Von Vorteil ist es hierbei, wenn die hebelartigen ausgebildeten und zueinander beabstandeten Stabilisierungseinrichtungen bei Betätigung der Biegewange in fensterartige Ausnehmungen der Oberwange eingreifen und die Oberwange in diesen fensterartigen Ausnehmungen abstützen. Derartige fensterartige Ausnehmungen bilden keine Schwächung und ermöglichen weiterhin einen hohen Biegewiderstand der Oberwange selbst. Auch können die Angriffsflächen für die Stabilisierungseinrichtungen kinematisch günstig so gelegt werden, dass die Kraftwirkung aus der Abstützung mit der Biegewange vollständig in die gleiche Richtung wie die Druckkraft der Oberwange verläuft.
Für den Kontakt zwischen den Stabilisierungseinrichtungen und der Oberwange ist es von Vorteil, wenn an den oberwangenseitigen Enden der Stabilisierungseinrichtungen rollenartig gelagerte Anlagestücke zur Anlage an der Oberwange angeordnet sind. Aufgrund der Relativbewegung zwischen Verschwenkung der Biegewange und Hubbewegung der Oberwange ergeben sich Relativgeschwindigkeiten zwischen der Oberwange und den Enden der Stabilisierungseinrichtungen, die durch derartige rollenartig gelagerte Anlagestücke abgefangen werden können.
In einer anderen Ausgestaltung ist es aber auch denkbar, dass die Stabilisierungseinrichtungen die Oberwange im Wesentlichen entlang ihrer ganzen Länge abstützen. So kann z.B. die Biegewange so ausgebildet sein, dass die die Oberwange überkragenden Stabilisierungseinrichtungen entlang der ganzen Länder der Biegewange verlaufen und damit auch entlang der ganzen Länge der Oberwange diese Oberwange abstützen. Hierdurch wird die Durchbiegung der Oberwange weiter verringert.
In einer ersten konstruktiven Ausgestaltung können die Stabilisierungseinrichtungen einstückig mit der Biegewange ausgebildet sein. Eine derartige einstückig gestaltete Biegewange könnte immer dann sinnvoll sein, wenn auf einer Schwenkbiegemaschine sehr häufig entsprechende Bearbeitungen ausgeführt werden müssen. Denkbar wäre es hierbei auch, die einstückig mit den Stabilisierungseinrichtungen ausgebildete Biegewange komplett austauschbar mit einer konventionellen Biegewange zu machen, um bei konventionellen Biegeoperationen nicht von den Stabilisierungseinrichtungen behindert zu werden.
In einer anderen konstruktiven Ausgestaltung können die Stabilisierungseinrichtungen fallweise an der Biegewange oder der Oberwange montierbar und von der Biegewange oder der Oberwange demontierbar sein. Diese lösbare Befestigung der Stabilisierungseinrichtungen an der Biegewange oder der Oberwange ermöglichen es, konventionell ausgebildete Schwenkbiegemaschinen mit den Stabilisierungseinrichtungen auch noch nachträglich zu betreiben oder schon von Anfang an mit den Stabilisierungseinrichtungen ausgerüstete Schwenkbiegemaschinen jeweils passend umzubauen und zu nutzen.
Weiterhin ist es auch denkbar, dass die Stabilisierungseinrichtungen an der Biegewange und/oder der Oberwange verschiebbar oder verschwenkbar zwischen einer zurückliegenden und einer vorspringend die Biegewange und/oder die Oberwange überkragenden Stellung verstellbar angeordnet sind. Hierdurch kann der Verbleib der Stabilisierungseinrichtungen an Oberwange und/oder Biegewange sicher gestellt werden, indem die Stabilisierungseinrichtungen nur bei Bedarf in die wirkende Lage zwischen Oberwange und Biegewange gebracht werden und ansonsten wenig bis gar nicht störend z.B. in entsprechenden Rücksprüngen oder Taschen an Oberwange und/oder Biegewange aufgenommen sind.
Weiterhin ist es denkbar, dass zwischen Oberwange und Unterwange und in Kontakt mit dem zu biegenden Blechwerkstück Formwerkzeuge angeordnet sind, mit denen der vorgebogene Abschnitt des Blechwerkstücks unter dem Druck der Oberwange in eine gewünschte Formgebung gepresst wird. So können z.B. komplexere Formen, wie z.B. rollenartige Biegungen oder gestufte Biegungen etwa an Rändern von gebogenen Blechwerkstücken, mit Schwenkbiegemaschinen allein nicht erzeugt werden. Wird jedoch zwischen Oberwange und Unterwange der Schwenkbiegemaschine ein entsprechendes formgebundenes Werkzeug eingebracht, so wird das Formenspektrum zumindest partiell auf Biegeumformungen erweitert, die sonst nur von Abkantpressen oder konventionellen Biegepressen erreicht werden kann.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Verstärkung der Oberwange an Schwenkbiegemaschinen, in denen ein Blechwerkstück zwischen Oberwange und Unterwange geklemmt ist und eine Biegewange das Blechwerkstück vorbiegt und anschließend die Oberwange das vorgebogene Blechwerkstück zumindest abschnittsweise pressenartig weiter biegt oder faltet. Hierbei wird in erfindungsgemäßer Weise die Oberwange durch zwischen der Biegewange und der Oberwange angeordnete Stabilisierungseinrichtungen so stabilisiert, dass bei Verschwenkung der Biegewange die Stabilisierungseinrichtungen außenseitig an der Oberwange zu liegen kommen und die Stabilisierungseinrichtungen die Oberwange bei der Durchführung pressenartiger Biegeoperationen des vorgebogenen Blechwerkstücks zumindest zeitweise zusätzlich abstützen. Die Vorteile und Eigenschaften des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich aus den Vorteilen und Eigenschaften der vorstehend beschriebenen Vorrichtung und sollen hier ebenfalls vollumfänglich für das Verfahren genannt werden.
Von Vorteil ist es insbesondere, wenn die Bewegung von Oberwange und Biegewange beim pressenartigen Umformen des zu vorgebogenen Blechwerkstücks synchronisiert ablaufen. Hierdurch kommt neben der rein mechanischen Verstärkung der Oberwange durch die Abstützung mit der Biegewange auch zum Tragen, dass die Kraftwirkung der Biegewange aufgrund der typischerweise als kräftig wirkende Hydraulikzylinder ausgelegten Antriebe der Biegewange eine Erhöhung der erreichbaren Druckkräfte der Oberwange erlauben, wenn die Antriebe von Oberwange und Biegewange beide synchronisiert auf die Oberwange wirken.
In einer denkbaren Gestaltung können die Stabilisierungseinrichtungen durch die Verstelleinrichtungen der Biegewange so bewegt werden, dass die Stabilisierungseinrichtungen bei der pressenartigen Umformung des Blechwerkstücks zumindest zeitweise an der Oberwange anliegen, etwa indem die Stabilisierungseinrichtungen zumindest zum Abschluss der pressenartigen Umformung des Blechwerkstücks an der Oberwange anliegen. Gerade zum Ende der Bewegung der Oberwange treten erfahrungsgemäß die höchsten Kräfte bei der Biegeumformung auf, etwa beim Umbördeln der Kante eines Blechwerkstücks. Wenn genau hierbei die Stabilisierungswirkung und die Kraftübertragung der Antriebe der Biegewange genutzt werden kann, lassen sich auch sonst nicht auf einer Schwenkbiegemaschine mögliche Biegeumformungen von Blechwerkstücken herstellen.
Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Schwenkbiegemaschine zeigt die Zeichnung.
Es zeigen:

1a, 1b - eine seitliche geschnittene Ansicht auf eine Schwenkbiegemaschine mit Oberwange, Unterwange, verschwenkbarer Biegewange und Stabilisierungseinrichtungen sowie dem Antrieb der Biegewange in einer Ausgangsstellung vor der Pressverformung des herkömmlich auf derselben Schwenkbiegemaschine vorgebogenen Randbereichs eines Blechwerkstücks sowie in einem vergrößerten Detail die Ausgangskonfiguration des vorgebogenen Randbereichs des Blechwerkstücks zwischen Oberwange und Unterwange,
2a, 2b - die Darstellung von Schwenkbiegemaschine und vergrößertes Detail des Randbereichs des Blechwerkstücks gemäß 1a und 1b in einem Stadium mit weiter verschwenkter Biegewange und preßverformtem Randbereich des Blechwerkstücks,
3 - die Darstellung von Schwenkbiegemaschine und vergrößertes Detail des Randbereichs des Blechwerkstücks gemäß 1a und 1b in einem Endstadium mit in die Pressstellung verschwenkter Biegewange in der Endstellung der Oberwange und preßverformtem Randbereich des Blechwerkstücks,
4 - eine Vorderansicht der Schwenkbiegemaschine gemäß 1a mit mehreren beabstandet an der Biegewange angeordneten Stabilisierungseinrichtungen,
5a - vergrößerte Darstellung des Bereichs zwischen den Klemmschienen an Oberwange und Unterwange gemäß 1b mit Formelementen an den Klemmschienen zur Ausbildung eines eingerollten Randbereichs des Blechwerkstücks vor Beginn der Ausbildung des eingerollten Randbereichs,
Figur 5b - Darstellung des Bereichs zwischen den Klemmschienen gemäß 5a im Zustand vollständiger Ausbildung des eingerollten Randbereichs,
6 - Beispiele für mit der erfindungsgemäßen Verstärkungseinrichtung herstellbaren Randbereichen des Blechwerkstücks.

In der 1a ist eine seitliche geschnittene Ansicht auf eine Schwenkbiegemaschine zu erkennen mit Oberwange 1, Unterwange 2, verschwenkbarer Biegewange 3 und Stabilisierungseinrichtungen 5 sowie dem Antrieb 8, 12 der Biegewange 3 in einer Ausgangsstellung vor der Pressverformung des herkömmlich auf der selben Schwenkbiegemaschine vorgebogenen Randbereichs 11 eines Blechwerkstücks 4 sowie in der 1b in einem vergrößerten Detail die Ausgangskonfiguration des vorgebogenen Randbereichs 11 des Blechwerkstücks 4 zwischen Oberwange 1 und Unterwange 2. Die Schwenkbiegemaschine ist hinsichtlich der Anordnung der feststehenden Unterwange 2 und der dazu in Verstellrichtungen 14 verstellbaren Oberwange 1 sowie der nicht näher erkennbar schwenkbar gelagerten Biegewange 3 und dem zur Verschwenkung der Biegewange 3 notwendigen Hydraulikantrieb aus in Drehgelenken 13 an einem Gestell 17 und der Biegewange 3 gelagertem Zylinder 8 und Kolben 12 konventionell aufgebaut und soll hier nur insoweit beschrieben werden, wie dies zum Verständnis der Erfindung notwendig ist. Oberwange 1 und Unterwange 2 klemmen mittels Klemmschienen 9, 10 ein zu Beginn blechtafelförmiges Blechwerkstück 4 so zwischen sich, dass hier ein Randbereich des Blechwerkstücks 4 aus dem Bereich zwischen den Klemmleisten 9, 10 seitlich hervorsteht. Dieser hervorstehende Randbereich des Blechwerkstücks 4 wird dann in an sich bekannter Weise durch ein Verschwenken der Biegewange 3 in Verschwenkrichtung 21 umgebogen. Aufgrund der keilförmigen Formgebung der Oberwange 1 kann eine solche Umbiegung üblicherweise nur um ca. 135° bezogen auf die Ausgangsebene des Blechwerkstücks 4 erfolgen, da dann der umgebogene Randbereich 11 des Blechwerkstücks 4 und die Biegewange 3 an der linken schrägen Fläche der Oberwange 1 zur Anlage kommt. Weiter umgebogene Formgebungen des umgebogenen Randbereichs 11 des Blechwerkstücks 4 lassen sich auf diese Weise nicht erzeugen.
Um trotzdem weiter umgebogene Formgebungen, z.B. des umgebogenen Randbereichs 11 des Blechwerkstücks 4, mit Hilfe einer Schwenkbiegemaschine zu erzeugen, wird das wie vorstehend beschrieben vorgebogene Blechwerkstück 4 nach dem Auffahren der Oberwange 1 neu zwischen Oberwange 1 und Unterwange 2 positioniert. Hierbei kommt der umgebogene Randbereich 11 des Blechwerkstücks 4 zwischen den Klemmleisten 9, 10 von Oberwange 1 und Unterwange 2 zu liegen, so dass ein erneutes Zufahren der Oberwange 1 in Verstellrichtung 14 auf die Unterwange 2 zu den umgebogenen Randbereich 11 des Blechwerkstücks 4 zwischen den Klemmleisten 9, 10 pressenartig unter Druck setzt und dadurch den vorgebogenen Endbereich 15 weiter zur Blechebene des unverformten Bereichs des Blechwerkstücks 4 hin nach unten drückt. Diese Vorgehensweise ist grundsätzlich bekannt.
Je nach Blechstärke und Material des Blechwerkstücks 4 können die bei dieser pressenartigen Verformung des vorgebogenen Endbereichs 15 des Blechwerkstücks 4 hohe Presskräfte erforderlich sein, die der Antrieb der Oberwange 1 allein nicht oder nicht zuverlässig zur Verfügung stellen kann. Zudem verformt sich die Oberwange 1 aufgrund der großen Reaktionskräfte bei der Umformung des vorgebogenen Endbereichs 15 des Blechwerkstücks 4 möglicherweise unzulässig viel, so dass die Maßhaltigkeit des fertig umgebogenen Randbereichs 11 des Blechwerkstücks 4 nicht ausreichend ist. Um diese Nachteile zu vermeiden, wird die Schwenkbiegemaschine, wie nachstehend beschrieben, mit Stabilisierungseinrichtungen 5 ausgerüstet.
Diese Stabilisierungseinrichtungen 5 sind in der dargestellten Variante insgesamt drei hebelartig ausgebildete und in einem Endbereich 22 verkröpfte Formteile, die hier mit einer Befestigung 7 an der Biegewange 3 abnehmbar angeordnet sind und in Richtung auf die Oberwange 1 oberseitig der Biegewange 3 hervorstehen. Die drei hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 sind dabei, wie in 4 besser zu erkennen, jeweils an den beiden Endbereichen der Biegewange 3 und mittig der Biegewange 3 angeordnet und verschwenken mit der Schwenkbewegung in Schwenkrichtung 21 der Biegewange 3 beim Ausfahren des Kolbens 12 aus dem Zylinder 8. Das Verschwenken der Biegewange 3 bewegt dabei das abgekröpfte Ende 22 der hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 in Richtung auf die Abschrägung der Oberwange 1 zu. In der Oberwange 1 sind passend zu den hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 und entsprechend entlang der Längserstreckung der Oberwange 1 angeordnet fensterartige Taschen 16 eingearbeitet, in die die hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 mit zunehmender Verschwenkung der Biegewange 3 mit ihrem abgekröpfte Ende 22 eingreifen, wie dies in der 2a dargestellt ist.
Fährt der Kolben 12 noch weiter gemäß 3a aus dem Zylinder 8 aus, so verschwenkt die Biegewange 3 so weit, dass die abgekröpften Enden 22 der hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 auf der Unterfläche der fensterartigen Taschen 16 aufsetzen und damit eine Kraftwirkung auf die Oberwange 1 ausüben, die etwa parallel zu der Kraftwirkung der Oberwange 1 beim Klemmen des Blechwerkstücks 4 verläuft. Zusätzlich stabilisieren die hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 die Oberwange 1 gegenüber den auftretenden Reaktionskräften aus der weiteren Umformung des vorgebogenen Endbereichs 15 des Blechwerkstücks 4 beim Pressen der Oberwange 1 in Richtung auf die Unterwange 2. Damit wird bei weiterer Betätigung des Schwenkantriebs 8, 12 der Biegewange 3 sowohl eine erhöhte Kraft von der Oberwange 1 auf den vorgebogenen Endbereichs 15 des Blechwerkstücks 4 ausgeübt als auch die unzulässige Verformung der Oberwange 1 aufgrund auftretender Reaktionskräfte verhindert. Somit wird es möglich auch Blechwerkstücke 4 größerer Blechdicke in der in den 1b, 2b und 3b dargestellten Weise umzubiegen und somit entsprechend dem jeweiligen Maß der Annäherung von Oberwange 1 und Unterwange 2 unterschiedlich stark umzubiegen oder sogar zu umzufalzen oder umzufalten.
Um die Kraftübertragung von den hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 auf die Oberwange 1 möglichst ohne Beeinträchtigungen der Oberwange 1 zu ermöglichen, werden an den abgekröpften Enden 22 der hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 rollengelagerte Pressstücke 6 angeordnet, die die Relativbewegungen zwischen den hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen 5 und den fensterartigen Taschen 16 wälzend ausgleichen können.
Weiterhin ist es denkbar, wie in den 5a und 5b dargestellt, die Klemmschienen 9, 10 mit Formelementen 18 derart auszustatten, dass die vorgebogenen Endbereiche 15 des Blechwerkstücks 4, wie abgebildet bei der pressenartigen Biegeumformung zwischen Oberwange 1 und Unterwange 2 etwa in eine Rollenform 20 umgeformt wird. Hierzu weisen die Klemmschienen 9, 10 entlang ihrer Längserstreckung rinnenartige, halbkreisförmige Vertiefungen 18 und seitliche Vorsprünge auf, die die gewünschte Formgebung des vorgebogenen Endbereichs 15 des Blechwerkstücks 4 erzeugen, wenn Oberwange 1 und Unterwange 2, wie beschrieben zusammen gepresst werden. Zur besseren Ausbildung der Rundung der Rolle 20 kann ein Rundstab 19 in den vorgebogenen Endbereich 15 des Blechwerkstücks 4 eingelegt werden, der nach der vollständigen Umformung gemäß 6 wieder entfernt werden kann.
In der 6 sind noch einmal typische Formgebungen von vorgebogenen und fertig gebogenen Endbereichen 15 des Blechwerkstücks 4 vergrößert dargestellt, die den Darstellungen der 1b, 2b und 5b entsprechen.
Bezugszeichenliste

1 -: Oberwange
2 -: Unterwange
3 -: Biegewange
4 -: Blechwerkstück
5 -: Stabilisierungseinrichtungen
6 -: Rollenlagerung
7 -: Befestigung
8 -: Zylinder
9 -: Klemmschiene Oberwange
10 -: Klemmschiene Unterwange
11 -: vorgebogener Abschnitt Blechwerkstück
12 -: Kolben
13 -: Drehlager
14 -: Pressrichtung Oberwange
15 -: vorgebogener Endbereich
16 -: Tasche
17 -: Gestell
18 -: Formelemente
19 -: Rundstab
20 -: Rollenform
21 -: Schwenkrichtung Biegewange
22 -: abgekröpftes Ende Stabilisierungseinrichtung

Claims

Schwenkbiegemaschine mit einer Oberwange (1), in der ein Blechwerkstück (4) zwischen einer Oberwange (1) und einer Unterwange (2) geklemmt ist und eine verschwenkbare Biegewange (3) das Blechwerkstück (4) vorbiegt und anschließend die Oberwange (1) das vorgebogene Blechwerkstück (4) zumindest abschnittsweise pressenartig weiter biegt oder faltet, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verstärkung der Oberwange (1) Stabilisierungseinrichtungen (5) derart an der Biegewange (3) und/oder an der Oberwange (1) angeordnet sind und bei Verschwenkung (21) der Biegewange (3) die Stabilisierungseinrichtungen (5) derart zwischen Biegewange (3) und Oberwange (1) zu liegen kommen, dass die Oberwange (1) bei der Durchführung pressenartiger Biegeoperationen des vorgebogenen Blechwerkstücks (4) zumindest zeitweise zusätzlich durch die Stabilisierungseinrichtungen (5) abgestützt ist.
Schwenkbiegemaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) als an der Biegewange (3) angeordnete, von der Biegewange (3) abstehende, die Biegewange (3) in Richtung auf die Oberwange (1) überkragende Stabilisierungseinrichtungen (5) ausgebildet sind, die bei Verschwenkung der Biegewange (3) außenseitig an der Oberwange (1) zu liegen kommen.
Schwenkbiegemaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) als an der Oberwange (1) angeordnete, von der Oberwange (1) abstehende, die Oberwange (1) in Richtung auf die Biegewange (3) überkragende Stabilisierungseinrichtungen (5) ausgebildet sind, die bei Verschwenkung der Biegewange (3) an der Biegewange (3) zu liegen kommen.
Schwenkbiegemaschine gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) als an der Oberwange (1) und der Biegewange (3) angeordnete, von der Oberwange (1) und der Biegewange (3) jeweils abstehende, die Oberwange (1) in Richtung auf die Biegewange (3) und die Biegewange (3) in Richtung auf die Oberwange (1) überkragende Stabilisierungseinrichtungen (5) ausgebildet sind, die bei Verschwenkung der Biegewange (3) an den jeweils zusammenwirkenden Stabilisierungseinrichtungen (5) zu liegen kommen.
Schwenkbiegemaschine gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) in Richtung auf die Oberwange (1) von der Biegewange (3) abragen und im verschwenkten Zustand der Biegewange (3) die Oberwange (1) übergreifen.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) zu der Ebene der Biegewange (3) abgewinkelte Abschnitte (22) aufweisen.
Schwenkbiegemaschine gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) derart abgewinkelt zu der Biegewange (3) ausgebildet sind, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) dann an der Oberwange (1) anliegen, wenn die Druckzylinder (8, 12) der Biegewange (3) im wesentlichen senkrecht zu der Ebene der Biegewange (3) ausgerichtet sind.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) punktuell an der Biegewange (3) angeordnet sind und in Richtung auf die Oberwange (1) von der Ebene der Biegewange (3) abragen.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) hebelartig ausgebildet sind.
Schwenkbiegemaschine gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die hebelartigen Stabilisierungseinrichtungen (5) beabstandet zueinander an der Biegewange (3) angeordnet sind
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der Ansprüche 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die hebelartigen ausgebildeten und zueinander beabstandeten Stabilisierungseinrichtungen (5) bei Betätigung der Biegewange (3) in fensterartige Ausnehmungen (16) der Oberwange (1) eingreifen und die Oberwange (1) in diesen fensterartigen Ausnehmungen (16) abstützen.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an den oberwangenseitigen Enden (22) der Stabilisierungseinrichtungen (5) rollenartig gelagerte Anlagestücke (6) zur Anlage an der Oberwange (1) angeordnet sind.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) die Oberwange (1) im Wesentlichen entlang ihrer ganzen Länge abstützen.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) einstückig mit der Biegewange (3) ausgebildet sind.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) fallweise an der Biegewange (3) oder der Oberwange (1) montierbar und von der Biegewange (3) oder der Oberwange (1) demontierbar sind.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) an der Biegewange (3) und/oder der Oberwange (1) verschiebbar oder verschwenkbar zwischen einer zurück liegenden und einer vorspringenden, die Biegewange (3) und/oder die Oberwange (1) überkragenden Stellung verstellbar angeordnet sind.
Schwenkbiegemaschine gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Oberwange (1) und Unterwange (2) und in Kontakt mit dem zu biegenden Blechwerkstück (4) Formwerkzeuge (18) angeordnet sind, mit denen der vorgebogene Abschnitt des Blechwerkstücks (15) unter dem Druck der Oberwange (1) in eine gewünschte Formgebung gepresst wird.
Verfahren für die Verstärkung der Oberwange (1) an Schwenkbiegemaschinen, in denen ein Blechwerkstück (4) zwischen Oberwange (1) und Unterwange (2) geklemmt ist und eine Biegewange (3) das Blechwerkstück (4) vorbiegt und anschließend die Oberwange (1) das vorgebogene Blechwerkstück (4) zumindest abschnittsweise pressenartig weiter biegt oder faltet, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberwange (1) durch zwischen der Biegewange (3) und der Oberwange (1) angeordnete Stabilisierungseinrichtungen (5) so stabilisiert wird, dass bei Verschwenkung der Biegewange (3) die Stabilisierungseinrichtungen (5) außenseitig an der Oberwange (1) zu liegen kommen und die Stabilisierungseinrichtungen (5) die Oberwange (1) bei der Durchführung pressenartiger Biegeoperationen des vorgebogenen Blechwerkstücks (4) zumindest zeitweise zusätzlich abstützen.
Verfahren gemäß Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung (14, 21) von Oberwange (1) und Biegewange (3) beim pressenartigen Umformen des vorgebogenen Blechwerkstücks (4) synchronisiert ablaufen.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) durch die Verstelleinrichtungen (8, 12) der Biegewange (3) so bewegt werden, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) bei der pressenartigen Umformung des Blechwerkstücks (4) zumindest zeitweise an der Oberwange (1) anliegen.
Verfahren gemäß Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) durch die Verstelleinrichtungen (8, 12) der Biegewange (3) so bewegt werden, dass die Stabilisierungseinrichtungen (5) zumindest zum Abschluss der pressenartigen Umformung des Blechwerkstücks (4) an der Oberwange (1) anliegen.