DE102018104776B4 - Vorrichtung zum Schwenkbiegen eines Bleches - Google Patents

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    • B21D5/04Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
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Abstract

Vorrichtung (100) zum Schwenkbiegen eines Blechs (200), aufweisend:eine Oberwange (110) mit einer Biegekante (112);eine Unterwange (120);einen ersten Antrieb (130) zum Verstellen der Oberwange (110) und der Unterwange (120) relativ zu einander zum Einspannen des zu biegenden Blechs (200) zwischen der Ober- und der Unterwange;eine Biegewange (140) mit einer Biegekante (142); undeinen zweiten Antrieb (150) zum Schwenken der Biegewange (140) gegen die Oberwange (110) um eine ortsfeste Drehachse (D), wobei die Biegewange (140) über ein Getriebe derart an dem zweiten Antrieb (150) angelenkt ist, dass die Biegekante (112) der Oberwange (110) und die Biegekante (142) der Biegewange (140) in einer Biegeendposition (B2) - beabstandet um die Dicke s des zu biegenden Blechs (200) - einander gegenüber stehen; dadurch gekennzeichnet,dass die Biegewange (140) eine - auch unter Belastung - zumindest abschnittsweise nicht-lineare Biegekante (142) mit einem tiefsten und einem vordersten Punkt über ihrer Länge aufweist;dass die Biegekante (112) der Oberwange (110) zumindest abschnittsweise komplementär zu der Biegekante (142) der Biegewange (140) ausgebildet ist; unddass die Drehachse (D) gegenüber einer parallelen Koordinatenursprungsachse in y-Richtung, wie folgt versetzt ist:xD=−A;zD=−A.mitxD: Versatz der Drehachse (D) gegenüber dem Koordinatenursprung in x-Richtung;zD: Versatz der Drehachse (D) gegenüber dem Koordinatenursprung in z-Richtung;A: senkrechter Abstand zwischen dem tiefsten und vordersten Punkt inder Biegekante.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Schwenkbiegen eines Bleches. Das Schwenkbiegen dient insbesondere zur Herstellung von Profilen als Vorprodukte zum Einsatz beispielsweise im Transport- und Verkehrswesen, im Maschinenbau und im Bauwesen sowie der produzierenden Industrie.
  • Bekannte Schwenkbiegevorrichtungen bestehen typischerweise aus einer Oberwange, einer Unterwange und einem ersten Antrieb zum Verstellen der Oberwange und der Unterwange relativ zueinander zum Einspannen des zu biegenden Bleches zwischen der Oberwange und der Unterwange. Darüber hinaus umfassen diese Vorrichtungen eine Biegewange, welche typischerweise mittels eines zweiten Antriebs um eine ortsfeste Drehachse gegen die Oberwange schwenkbar ist, so dass in einer Endposition die Stirnseiten bzw. Biegekanten von Oberwange und Biegewange - beabstandet um die Dicke des zu biegenden Blechs - einander gegenüberstehen.
  • Bei derartigen Schwenkbiegemaschinen ist es bekannt, eine Bombierung der Biegekante der Biegewange vorzusehen, um damit eine Durchbiegung zu kompensieren, die bei der Biegewange aufgrund ihrer Länge und aufgrund der beim Biegen des Bleches auftretenden Belastungen entstehen kann.
  • Das Ausmaß der Durchbiegung ist jedoch nicht für alle Anwendungsfälle gleich, sondern es hängt in der Praxis von einer Vielzahl von verschiedenen Faktoren ab, so z. B. der Dicke des zu biegenden Bleches und den bei einem Biegevorgang im Einzelnen erforderlichen Biegekräften. Dementsprechend ist zur Erzielung eines optimalen Biegeergebnisses auch eine jeweils unterschiedlich starke Kompensation der Durchbiegung erforderlich. Aus diesem Grund gibt es im Stand der Technik verschiedene Ansätze, die Bombierung der Biegekante der Biegewange und damit die Stärke der Kompensation der Durchbiegung variabel zu gestalten; siehe dazu z. B. die internationalen Patentanmeldungen WO 017/067850 A1 und WO 2004/033125 A1 oder die europäischen Patentanmeldungen EP 2 127 772 A2 und EP 0 934 131 B1 .
  • Wichtig ist, dass die in den genannten Schriften eingestellten Bombierungen der Biegekante, alle nur darauf abzielen, die besagte Durchbiegung der Biegewange grade zu kompensieren, so dass für den Umformvorgang eine im Wesentlichen grade Biegekante und somit ein über die gesamte Länge des Biegewerkzeugs präzises Umformergebnis gewährleistet wird; siehe EP 2 127 772 A2 ; eine Überkompensation ist jedenfalls nicht gewollt.
  • Weiterhin ist es im Stand der Technik aus dem Artikel „Dynamische Bombierung und automatische Radiusverstellung“, veröffentlicht in Baumetall, Ausgabe: Sonderheft 2012, www.baumetall.de/Archiv/Heftarchiv/article-370486-102926/dynamische-bombierung-und-automatische-radiusverstellung-.html bekannt, eine Bombierung der Oberwange bei einer Schwenkbiegevorrichtung vorzusehen, um Kantendruck-Effekte und Spannungsfreisetzungs-Effekte zu kompensieren und um auf diese Weise noch präzisere Umformergebnisse zu erzielen. Auch hier zielt die Kompensation auf eine letzten Endes gerade Biegekante der Oberwange. Dieselbe Druckschrift lehrt weiterhin, zusätzlich zu der Bombierung der Oberwange auch eine Verstellung der Oberwange in Abhängigkeit der jeweiligen Blechdicke vorzusehen, auch Radiusverstellung genannt, wobei sich aufgrund dieser Radiusverstellung die Biegeachse in Abhängigkeit der Materialdicke verschiebt.
  • Alle genannten und bekannten Bombierungen von Biegekanten, sei es der Biegewange oder der Oberwange, zielen - wie gesagt - lediglich auf die Kompensation von den beim Biegen auftretenden Fehlern ab. Ziel ist es immer, ein möglichst optimales Umformergebnis bei einer graden Biegekante zu erzielen.
  • Die Anwender von durch Schwenkbiegen hergestellten Profilbauteilen verlangen zunehmend häufiger nach Querschnittsanpassungen der Profilbauteile über ihre Längsachse, um geometrischen und funktionalen Anforderungen gerecht zu werden, beispielsweise Restriktionen des zur Verfügung stehenden Bauraums. Traditionell werden solche geforderten Querschnittsveränderungen insbesondere nach Fertigstellung von zunächst rein gradlinigen Profilen trennend, fügend oder umformend in diese eingebracht.
  • Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung zum Schwenkbiegen eines Bleches dahingehend weiterzubilden, dass vorbestimmte Querschnittsänderungen bereits während der Fertigung in das umzuformende Blech eingebracht werden können.
  • Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dieser ist dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewange eine - auch unter Belastung - zumindest abschnittsweise nicht lineare Biegekante mit einem tiefsten und einem vordersten Punkt über ihrer Länge aufweist, dass die Biegekante der Oberwange zumindest abschnittsweise komplementär zu der Biegekante der Biegewange ausgebildet ist und dass die Drehachse gegenüber einer parallelen Koordinatenursprungsachse in y-Richtung wie folgt versetzt ist:
    • xD = - A und zD = - A, wobei
    • xD den Versatz der Drehachse gegenüber dem Koordinatenursprung in X-Richtung,
    • zD den Versatz der Drehachse gegenüber dem Koordinatenursprung in z-Richtung und
    • A den senkrechten Abstand zwischen dem tiefsten und dem vordersten Punkt in der Biegekante bezeichnet.
  • In der Draufsicht entspricht der Verlauf der Biegekante - mathematisch gesprochen - einem beliebigen nicht-linearen, beispielsweise wellenförmigen, sprungförmigen und/oder sägezahnförmigen Funktionsverlauf über einer begrenzten Länge, nämlich über der Breite der Biegewange bzw. der Länge der Biegekante. Über dieser begrenzten Länge weist der Funktionsverlauf ein absolutes Minimum und ein absolutes Maximum auf. In der Terminologie der vorliegenden Beschreibung entspricht das absolute Minimum dem tiefsten bzw. hintersten Punkt der Biegekante und das absolute Maximum dem vordersten Punkt der Biegekante; oder umgekehrt, je nach Drehlage der Biegekante bei der Draufsicht.
  • In der vorliegenden Beschreibung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung so beschrieben, wie sie in den Figuren dargestellt ist. Bezogen auf die Figuren sind die Begriffe „oben“, „unten“, „Oberwange“ und „Unterwange“ selbst erklärend. So ist die Oberwange oberhalb der Unterwange angeordnet und die Biegewange wird von unten gegen die Oberwange geschwenkt. Selbstverständlich gelten die Ansprüche gleichermaßen für beliebige Anordnungen der gezeigten Vorrichtung im Raum.
  • Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung wird das Koordinationssystem zugrunde gelegt, wie es in den Figuren gezeigt ist, Demnach gilt:
    • - Die x-y-Ebene wird durch die ebene Oberseite der Unterwange gebildet;
    • - Die z-Richtung erstreckt sich senkrecht zu der Oberseite der Unterwange;
    • - Die Richtung der Drehachse D ist vorgegeben;
    • - Die y-z-Ebene wird aufgespannt durch die Drehachse D und den vordersten Punkt der Biegekante an der Oberwange;
    • - Die y-z-Ebene erstreckt sich senkrecht zu der Oberseite der Unterwange.
    • - Die y-Richtung verläuft parallel zur Drehachse D auf Höhe der Oberseite der Unterwange in der x-y-Ebene.
  • Die Begriffe „nicht-linear“, gekrümmt und „ungerade“ werden in der vorliegenden Beschreibung synonym verwendet.
  • Der Begriff „Getriebe“ im Sinne der vorliegenden Beschreibung meint jede beliebige mechanische Einrichtung, welche geeignet ist, die Biegewange an den zweiten Antrieb anzulenken. Insbesondere kann es sich bei dem Getriebe auch nur um einen einfachen Hebel handeln.
  • Die Drehachse ist insbesondere während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung, d. h. während eines Biegeprozesses ortsfest. Während eines Rüstvorganges vor und/oder nach einem Biegeprozess muss die Drehachse dagegen relativ zu den Werkzeugen bzw. Wangen einstellbar bzw. veränderbar sein. Beispielsweise wird ihre Position durch die Ausgestaltung der Werkzeugeinsätze, insbesondere der Ober-, Unter- und Biegeschienen relativ zur Blechebene gesetzt (-A/-A) .
  • Durch den erfindungsgemäßen Versatz der Drehachse wird erreicht, dass bei komplementären, aber nicht-linearen Biegekanten in der Oberwange und der Biegewange diese Kanten in einer Biegeendposition komplementär einander gegenüber stehen. Auf diese Weise können vorteilhafterweise bereits während des Fertigungsprozesses Biegekanten mit nahezu beliebigem nicht-linearem Verlauf in das umzuformende Blech eingearbeitet werden. Dies ermöglicht z. B. auch die Herstellung von Profilbauteilen mit beliebig veränderlichem Querschnitt bereits bei deren Fertigung.
  • Der senkrechte Abstand A zwischen dem tiefsten und dem vordersten Punkt in der Biegekante ist bei der beanspruchten Vorrichtung deutlich größer als die Höhe der Bombierungen im Stand der Technik. Er geht weit über das Maß hinaus, welches alleine zur Kompensation einer belastungsbedingten Durchbiegung der Biegewange erforderlich wäre. Im Anspruch 1 wird dies durch die Formulierung „auch unter Belastung“ berücksichtigt. So gilt für den senkrechten Abstand A beispielsweise: 0 mm < A < 1200 mm, vorzugsweise 0 mm < A < 900 mm oder weiter vorzugsweise 0 mm < A < 600 mm. Erst dadurch wird es möglich, auch eine nicht-lineare Biegekante während des Umformprozesses in das Blech einzubringen. Wie groß ein Abstand A ist wird erst deutlich, wenn er auf die Länge der Biegekante bezogen wird. Ein senkrechter Abstand A von 20 mm bezogen auf eine Biegekantenlänge von 300 mm entspricht einem Verhältnis von ungefähr 0,07. Die Erfindung betrifft insbesondere Vorrichtungen mit Verhältnissen > 0,06, vorzugsweise > 0,1.
  • Die Unterwange kann an ihrer der Biegewange zugewandten Stirnseite bzw. Biegekante grundsätzlich beliebig konturiert sein. Insbesondere kann sie auch eine grade bzw. ebene Stirnseite aufweisen, auch wenn die Stirnseiten bzw. Biegekanten von Oberwange und Biegewange nicht-linear konturiert sind. Ein verbessertes Biegeergebnis ergibt sich jedoch dann, wenn die Unterwange eine Biegekante aufweist, welche gleichartig konturiert ist wie die Biegekante der Oberwange. Weiter vorzugsweise sind die Oberwange und die Unterwange mit ihren Biegekanten bündig übereinander angeordnet sind.
  • Schließlich sind die nicht-linearen Biegekanten der Oberwange, der Unterwange und / oder der Biegewange vorzugsweise an dort lösbar befestigten Biegeschienen ausgebildet. Im Verschleißfall brauchen dann lediglich die Biegeschienen, nicht jedoch die gesamten Wangen mit ausgetauscht zu werden.
  • Der Beschreibung sind sieben Figuren beigefügt, wobei
    • 1 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung,
    • 2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Oberwange mit einer Biegekante gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
    • 3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Querschnittsdarstellung mit der Biegewange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Biegeausgangsposition B0;
    • 4 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Stirnseitenansicht;
    • 5 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Biegewange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer ersten Biegeposition B1;
    • 6 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit der Biegewange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer Biegeendposition B2;
    • 7 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel für den Versprung;
    • 8 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel für die Biegekante;
    • 9 die Vorrichtung nach 8 in einer Stirnseitenansicht;
    • 10 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Querschnittsdarstellung mit der Biegewange gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer Biegeausgangsposition B0;
    • 11 die Vorrichtung nach den 8 bis 10 in einer Draufsicht; und
    • 12 die Vorrichtung nach den 8 bis 11 mit der Biegewange 140 in der Biegeendposition B2 in perspektivischer Ansicht
    zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren und Ausführungsbeispielen sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zum Schwenkbiegen eines Bleches 200. Die Vorrichtung weist eine Oberwange 110 mit einer zumindest abschnittsweise nicht-linearen Biegekante 112 auf.
  • Diese Oberwange ist in 2 separat gezeigt. Zu erkennen ist ein in der Stirnseite bzw. der Biegekante 112 ausgebildeter Versprung mit der maximalen Höhe A über ihrer Länge. Die maximale Höhe A entspricht dem senkrechten Abstand zwischen dem tiefsten bzw. hintersten und dem vordersten Punkt der Biegekante 112. Die nicht-lineare Biegekante 112 der Oberwange kann zumindest in einem Längenabschnitt beispielsweise gekrümmt, wellenförmig, konkav oder konvex und / oder stufenförmig ausgebildet sein. Gleiches gilt für die nicht-lineare Biegekante 142 der Biegewange 140.
  • Wie 1 zu entnehmen ist, weist die Vorrichtung neben ihrer Oberwange 110 eine Unterwange 120 und einen ersten Antrieb 130 auf zum Verstellen der Oberwange 110 und der Unterwange 120 relativ zueinander zum Einspannen des zu biegenden Bleches 200 zwischen der Ober- und der Unterwange. Weiterhin weist die Vorrichtung 100 eine Biegewange 140 mit einer Biegekante 142 auf. Die Biegekante 142 der Biegewange 140 ist erfindungsgemäß zumindest abschnittsweise komplementär zu der Biegekante 112 der Oberwange 110 ausgebildet; d. h., sie ist ebenfalls zumindest abschnittsweise nicht-linear und mit mindestens einem Versprung der maximalen Höhe A über ihre Länge ausgebildet. 1 zeigt die Biegewange 140 in einer Schwenkposition B0, auch Biegeausgangsposition genannt.
  • Mit Hilfe eines zweiten Antriebs 150 kann die Biegewange 140 um eine ortsfeste Drehachse D gegen die Oberwange 110 geschwenkt werden.
  • Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 ist die Drehachse D, um welche die Biegewange 140 gegen die Oberwange 110 schwenkbar ist, gegenüber dem in den 1 bis 3 gezeigten Koordinatenursprung versetzt angeordnet. Konkret verläuft die Drehachse D zwar in Y-Richtung, d. h. in 3 senkrecht zur Zeichenebene, allerdings ist sie sowohl in x- wie auch z-Richtung jeweils um - A gegenüber dem Koordinatenursprung versetzt. Daraus resultieren die beanspruchten Koordinaten D (-A, -A) in der in 3 gezeigten z-/x-Ebene. Der Versatz xD der Drehachse gegenüber dem Koordinatenursprung beträgt in x-Richtung: -A. Gleichermaßen beträgt der Versatz zD der Drehachse D gegenüber dem Koordinatenursprung in z-Richtung: -A. A entspricht dem senkrechten Abstand zwischen dem tiefsten bzw. hintersten und dem vordersten Punkt der Biegekante 112. Bei dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel, bei welchem in der Biegekante 112 lediglich ein einziger Versprung ausgebildet ist, entspricht der Abstand A der maximale Höhe des Versprungs in der Biegekante 112 der Oberwange 110. In 2 ist weiterhin eine virtuelle Vorderkante 114 des Versprungs erkennbar. Sie meint eine virtuelle Achse, welche in der y-z-Ebene parallel zu der Drehachse D liegt und durch den vordersten Punkt des Versprungs an der Oberwange verläuft.
  • In 3 ist zu erkennen, dass die Unterseite der Biegewange 140 in ihrer Biegeausgangsposition in horizontaler bzw. x-Richtung bündig mit dem Koordinatenursprung gestellt ist; deshalb gilt für ihre Unterseite in der Ausgangsposition: x = 0. In vertikaler bzw. z-Richtung ist bei der Positionierung der Biegewange 140 in ihrer Ausgangstellung die maximale Höhe A des Versprunges in ihrer Biegekante sowie die Dicke s des umzuformenden Bleches zu berücksichtigen. In der in 3 gezeigten Biegeausgangsposition gilt deshalb für die Positionierung der Biegewange 140 in z-Richtung: zD = - A -s.
  • 4 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Frontansicht mit der Biegewange 140 in ihrer Biegeausgangsposition B0. Besonders gut ist hier der Versatz zD der Drehachse D gegenüber dem Koordinatenursprung in -z-Richtung zu erkennen. Darüber hinaus lässt eine Zusammenschau der 2 und 4 die komplementäre Ausbildung von Biegekante 112 der Oberwange 110 und Biegekante 142 der Biegewange 140 erkennen.
  • 5 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer ersten Biegeposition B1. In dieser Schwenkposition ist die Biegewange 140 beispielsweise um 30° gegenüber ihrer Ausgangsstellung B0 in Richtung auf die Oberwange 110 hin verschwenkt. Außerdem ist die Biegekante 122 der Unterwange 120 in einer bevorzugten Ausführungsform gezeigt. In dieser Ausführungsform ist sie gleichartig wie die Biegekante der Oberwange 110 ausgebildet. Das zu biegende Blech ist in 5 nicht gezeigt.
  • 6 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer dritten Schwenkposition B2, auch Biegeendposition genannt, in welcher die Biegewange 140 um 90° gegenüber ihrer Ausgangsstellung B0 gegen die Oberwange 110 geschwenkt ist. In dieser Stellung stehen sich die Biegekanten 142 und 112 beabstandet um die Dicke s des zu biegenden Bleches einander gegenüber. Das zu biegende Blech (in 6 nicht gezeigt) ist dann einerseits zwischen der Oberwange 110 und der Unterwange 120 und andererseits zwischen den Biegekanten 112 und 142 eingespannt. In das Blech wird eine nicht-lineare Biegekante entsprechend der Kontur der Biegekanten 112 und 142 eingeprägt.
  • 7 zeigt die Ausbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Einbringen von konkaven oder konvexen Biegekanten in das umzuformende Blech 200. Dementsprechend sind die Biegekanten an der Oberwange 110 oder der Unterwange 120 ebenfalls konkav bzw. konvex auszubilden. Diese konkave oder konvexe Ausgestaltung der Biegekanten stellt lediglich einen Unterfall der allgemein beanspruchten Ausgestaltung der Biegekanten als zumindest abschnittsweise nicht-linear mit einem Versprung der maximalen Höhe A dar. Sofern die konkaven bzw. konvexen Biegekanten beispielsweise Kreisbögen darstellen, entspricht der senkrechte Abstand A zwischen dem hintersten und dem vordersten Punkt der Biegekante im Sinne der Erfindung der Höhe des jeweiligen Kreissegmentes; siehe 7. Die beanspruchte versetzte Anordnung der Drehachse D gilt auch für diesen Sonderfall gleichermaßen. In 7 wird die Biegewange 140 ausgehend von ihrer Biegeausgangsposition B0 um 90° in ihre Biegeendposition (nicht gezeigt) geschwenkt, um die konkave bzw. konvexe Biegekante in das Blech einzubringen.
  • Die 8 bis 12 zeigen die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel für die Biegekanten 112 und 114 von Oberwange 110 und Biegewange 140. Konkret sind die Biegekanten hier wellenförmig ausgebildet.
  • 8 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht; 9 in einer Stirnseitenansicht und 10 in einer Querschnittsansicht.
  • Insbesondere in 10 ist gut zu erkennen, dass auch bei diesem dritten Ausführungsbeispiel - entsprechend dem allgemeinem Gedanken der Erfindung - die Drehachse um xD = -A und zD = -A gegenüber dem Koordinatenursprung zurückversetzt ist. Auch hier bezeichnet A den senkrechten Abstand zwischen dem tiefsten bzw. hintersten Punkt und dem vordersten Punkt im Verlauf der Biegekante; siehe 11. Die Drehachse verläuft auch hier erfindungsgemäß in einer Ebene, welche senkrecht auf der ebenen Oberseite der Unterwange 120 steht und durch den tiefsten bzw. hintersten Punkt im Verlauf der Biegekante geht. Die Richtung der Drehachse wird vom Anwender bzw. durch den Verlauf der Biegekante an der Oberwange 110 vorgegeben. Mathematisch gesprochen entspricht A dem senkrechten Abstand zwischen dem absoluten Maximum und dem absoluten Minimum im Verlauf der Biegekante über deren Breite bzw. Länge.
  • 12 zeigt die Vorrichtung nach den 8 bis 11 mit der Biegewange 140 in der Biegeendposition B2 in perspektivischer Ansicht
  • Schließlich kann die Vorrichtung 100 einen hinteren Anschlag (in den Figuren nicht gezeigt) für das umzuformende Blech 200 aufweisen, als Hilfseinrichtung, wenn das Blech 200 auf der Oberseite der Unterwange ausgerichtet wird.
  • Mit dem erfindungsgemäßen Schwenkbiegeverfahren lassen sich nicht-lineare Biegekanten in dem umzuformenden Blech und damit Querschnittsveränderungen in einem aus diesem Blech hergestellten Profilbauteil realisieren. Die dargestellten Varianten Versprung bzw. s-Schlag konkav oder konvex können zudem in grade Profilabschnitte übergehen, wodurch eine Anwendung des Schwenkbiegens auch auf Biegekanten mit sowohl linearen wie auch nicht-linearen Abschnitten möglich wird. In den Ansprüchen wird dies durch Formulierung „zumindest abschnittsweise nicht-linear“ berücksichtigt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können deshalb beispielsweise Verjüngungen oder Ausweitungen des geometrischen Längsverlaufes in dem umzuformenden Blech erzielt werden, um geometrischen und funktionalen Anforderungen zu genügen, wie sie beispielsweise durch komplexe bzw. beschränkte Bauräume oder durch eine Forderung nach variabler Steifigkeit über der Länge einer Biegekante, z. B. im Leichtbau, vorgegeben werden.
  • Die bisherigen fertigungstechnischen Möglichkeiten des linearen Schwenkbiegens werden durch die nicht-lineare Biegekante in hohem Maße erweitert. Die flexible Herstellung längsvariabler, profilierter Geometrien wird durch das Schwenkbiegen mit nicht-linearer Biegekante auch für Anwendungsbereiche mit einem breiten Stückzahl-Spektrum bei gleichzeitig hoher geometrischer Variabilität ermöglicht.
  • Vorzugsweise sind die Biegekanten 112, 122, 142 an Biegeschienen (in den Figuren nicht gezeigt) ausgebildet, welche an der Oberwange, der Unterwange und / oder an der Biegewange als Werkzeuge vorzugsweise lösbar befestigt sind. Diese Biegeschienen sind dann als Verschleißteile kostengünstig austauschbar, ohne dass bei einem Verschleiß der Biegekanten sofort die ganze Wange ausgetauscht werden müsste.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Vorrichtung
    110
    Oberwange
    112
    Biegekante der Oberwange
    114
    virtuelle Vorderkante des Versprungs
    120
    Unterwange
    122
    Biegekante der Unterwange
    130
    erster Antrieb
    140
    Biegewange
    142
    Biegekante der Biegewange
    150
    zweiter Antrieb
    200
    Blech
    A
    Höhe des Versprungs
    D
    Drehachse der Biegewange
    B0
    Biegeausgangsposition der Biegewange
    B1
    erste Biegeposition der Biegewange
    B2
    Biegeendposition der Biegewange

Claims (8)

  1. Vorrichtung (100) zum Schwenkbiegen eines Blechs (200), aufweisend: eine Oberwange (110) mit einer Biegekante (112); eine Unterwange (120); einen ersten Antrieb (130) zum Verstellen der Oberwange (110) und der Unterwange (120) relativ zu einander zum Einspannen des zu biegenden Blechs (200) zwischen der Ober- und der Unterwange; eine Biegewange (140) mit einer Biegekante (142); und einen zweiten Antrieb (150) zum Schwenken der Biegewange (140) gegen die Oberwange (110) um eine ortsfeste Drehachse (D), wobei die Biegewange (140) über ein Getriebe derart an dem zweiten Antrieb (150) angelenkt ist, dass die Biegekante (112) der Oberwange (110) und die Biegekante (142) der Biegewange (140) in einer Biegeendposition (B2) - beabstandet um die Dicke s des zu biegenden Blechs (200) - einander gegenüber stehen; dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewange (140) eine - auch unter Belastung - zumindest abschnittsweise nicht-lineare Biegekante (142) mit einem tiefsten und einem vordersten Punkt über ihrer Länge aufweist; dass die Biegekante (112) der Oberwange (110) zumindest abschnittsweise komplementär zu der Biegekante (142) der Biegewange (140) ausgebildet ist; und dass die Drehachse (D) gegenüber einer parallelen Koordinatenursprungsachse in y-Richtung, wie folgt versetzt ist: xD = A ;
    Figure DE102018104776B4_0003
    zD = A .
    Figure DE102018104776B4_0004
    mit xD: Versatz der Drehachse (D) gegenüber dem Koordinatenursprung in x-Richtung; zD: Versatz der Drehachse (D) gegenüber dem Koordinatenursprung in z-Richtung; A: senkrechter Abstand zwischen dem tiefsten und vordersten Punkt in der Biegekante.
  2. Vorrichtung (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zueinander komplementär ausgebildeten nicht-linearen Biegekanten (112, 142) der Oberwange (120) und der Biegewange (140) zumindest in einem Längenabschnitt gekrümmt, beispielsweise wellenförmig, konkav oder konvex, und/ oder stufenförmig abgesetzt ausgebildet sind.
  3. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterwange (120) eine Biegekante (122) aufweist, welche gleichartig konturiert ist, wie die Biegekante (112) der Oberwange (110).
  4. Vorrichtung (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekante (122) der Unterwange (120) gradlinig, vorzugsweise parallel zur Koordinatenursprungsachse in Y-Richtung ausgebildet ist.
  5. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für den senkrechten Abstand A zwischen dem tiefsten und dem vordersten Punkt der Biegekante (112) der Oberwange (110), der Unterwange (120) und/oder der Biegewange (140) gilt: 0mm <A <1200 mm, vorzugsweise 0 mm <A <900 mm oder weiter vorzugsweise 0 mm <A <600 mm.
  6. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch einen hinteren Anschlag zum Anschlagen des Blechs.
  7. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine an der Oberwange (110), der Unterwange (120) und/oder der Biegewange (140) vorzugsweise lösbar befestigte Biegeschiene, an welcher die zumindest abschnittsweise nicht-lineare Biegekante ausgebildet ist.
  8. Vorrichtung (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Biegekante ein einziger Versprung mit der maximalen Höhe A ausgebildet ist, wobei die maximale Höhe dem senkrechten Abstand zwischen dem tiefsten und dem vordersten Punkt des Versprungs entspricht.
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