DE102019123307A1

DE102019123307A1 - Die bending machine and method for forming a workpiece

Info

Publication number: DE102019123307A1
Application number: DE102019123307.0A
Authority: DE
Inventors: Bernd Engel; Peter Frohn-Sörensen; Michael Schiller
Original assignee: Universitaet Siegen
Current assignee: Universitaet Siegen
Priority date: 2019-08-30
Filing date: 2019-08-30
Publication date: 2021-03-04

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gesenkbiegeanlage 100 und ein Verfahren zum Umformen eines Werkstückes 200. Die Gesenkbiegeanlage 100 umfasst ein Biegegesenk 110 mit mindestens einer Biegefläche 114 und / oder einer Biegekante 112. Zusätzlich umfasst die Gesenkbiegeanlage 100 einen Stempel 120 mit mindestens einer Biegekante 122 und / oder einer Biegefläche 124 zum Umformen des zu biegenden Werkstückes 200 durch Eindrücken in das Biegegesenk 110. Um bei dem Biegen des Werkstückes auch gleichzeitig gewünschte Querschnittsanpassungen vornehmen zu können, sieht die vorliegende Erfindung vor, dass die Biegekante 112 und / oder die Biegefläche 124 des Biegegesenkes 110 und / oder des Stempels 120 zumindest abschnittsweise nicht-linear ausgebildet sind.The invention relates to a die bending system 100 and a method for reshaping a workpiece 200. The die bending system 100 comprises a bending die 110 with at least one bending surface 114 and / or one bending edge 112 a bending surface 124 for reshaping the workpiece 200 to be bent by pressing it into the bending die 110 and / or of the stamp 120 are at least partially non-linear.

Description

Die Erfindung betrifft eine Gesenkbiegeanlage und ein Verfahren zum Umformen eines Werkstücks, insbesondere eines Bleches.The invention relates to a die bending machine and a method for reshaping a workpiece, in particular a sheet metal.

Das Gesenkbiegen gehört nach DIN 8586 zum Biegeumformen, d. h. zum Umformen eines festen Körpers, wobei der plastische Zustand im Wesentlichen durch eine Biegebeanspruchung herbeigeführt wird. Die dabei wirkenden Spannungen nennen sich Biegespannungen.Die bending belongs after DIN 8586 for bending deformation, ie for deforming a solid body, the plastic state being brought about essentially by bending stress. The stresses that act are called bending stresses.

Das Gesenkbiegen dient insbesondere zur Herstellung von Profilen als Vor- oder Fertigprodukte, insbesondere near net shape Fertigprodukte, für den Einsatz beispielsweise im Transport- und Verkehrswesen, im Maschinenbau und dem Bauwesen sowie in der produzierenden Industrie.Die bending is used in particular for the production of profiles as preliminary or finished products, in particular near net shape finished products, for use, for example, in transport and traffic, in mechanical engineering and construction as well as in the manufacturing industry.

Gesenkbiegeanlagen sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt, so z. B. aus der europäischen Patentanmeldung EP 1 495 816 A1 . Die dort offenbarte Gesenkbiegeanlage umfasst ein Biegegesenk mit einer Biegekante und einer Biegefläche und einen Stempel zum Einfahren in das Biegegesenk, wobei der Stempel ebenfalls eine Biegekante und eine Biegefläche aufweist. Beim Einfahren des Stempels in die Öffnung des Biegegesenkes wird ein zu biegendes Werkstück umgeformt. Der Stempel und das Biegegesenk sind in der besagten europäischen Patentanmeldung segmentiert.Die bending machines are basically known in the prior art. B. from the European patent application EP 1 495 816 A1 . The die bending system disclosed there comprises a bending die with a bending edge and a bending surface and a punch for moving into the bending die, the punch likewise having a bending edge and a bending surface. When the punch moves into the opening of the bending die, a workpiece to be bent is deformed. The punch and the bending die are segmented in said European patent application.

Die Biegekanten des Stempels und des Biegegesenkes sind linear und komplementär zueinander ausgebildet.The bending edges of the punch and the bending die are linear and complementary to one another.

In der Praxis entsteht zunehmend häufiger eine Forderung nach Querschnittsanpassungen in dem zu biegenden Werkstück über eine Längsachse. Traditionell werden solche Querschnittsanpassungen mittels vor- oder nachgeschalteter Fertigungsverfahren trennend, fügend oder umformend in das Werkstück eingebracht, weil solche Querschnittsanpassungen bei den traditionellen Gesenkbiegeanlagen mit gerader Biegekante nicht realisiert werden können.In practice, there is an increasing demand for cross-section adjustments in the workpiece to be bent over a longitudinal axis. Traditionally, such cross-section adjustments are introduced into the workpiece by means of upstream or downstream manufacturing processes, separating, joining or reshaping, because such cross-section adjustments cannot be implemented in traditional die bending systems with straight bending edges.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Anlage und ein bekanntes Verfahren zum Gesenkbiegen eines Werkstückes dahingehend weiterzubilden, dass variable Querschnittsübergänge bzw. Querschnittsanpassungen bereits während des Umformens des Werkstückes beim Gesenkbiegen in das Werkstück mit eingebracht werden können.The invention is based on the object of developing a known system and a known method for die bending a workpiece in such a way that variable cross-sectional transitions or cross-sectional adjustments can already be introduced into the workpiece during the forming of the workpiece during die bending.

Diese Aufgabe wird durch die Gesenkbiegeanlage gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Diese Gesenkbiegeanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass die Biegekante und / oder die Biegefläche des Biegegesenkes und / oder des Stempels zumindest abschnittsweise nicht linear ausgebildet sind.This object is achieved by the die bending machine according to claim 1. This die bending system is characterized in that the bending edge and / or the bending surface of the bending die and / or the punch are not linear, at least in sections.

Die beanspruchten nicht-linearen Biegekanten bzw. Biegeflächen bieten den Vorteil, dass sie die Realisierung von Querschnittsanpassungen beispielsweise in Form von Verjüngungen oder Ausweitungen des geometrischen Längsverlaufs in dem durch die Umformung gebildeten Profil ermöglichen. Damit kann bereits während des Gesenkbiegens geometrischen und funktionalen Anforderungen an das umgeformte Werkstück genügt werden, wie sie beispielsweise bei komplexen oder beschränkten Bauräumen gegeben sein können. Auch Leichtbauanforderungen in Form von variabler Steifigkeit über der Länge der Biegekante in dem Werkstück kann entsprochen werden. Weil diese besagten Querschnittsanforderungen bereits während des erfindungsgemäßen Gesenkbiegens mit nicht-linearer Biegekante bzw. nicht-linearer Biegefläche realisiert werden können, sind traditionell notwendige vor- oder nachgeschaltete Fertigungsschritte zum Einbringen der Querschnittsanpassungen vorteilhafterweise entbehrlich. Damit geht eine erhebliche Kosteneinsparung einher.The claimed non-linear bending edges or bending surfaces offer the advantage that they enable the implementation of cross-sectional adjustments, for example in the form of tapering or widening of the geometric longitudinal course in the profile formed by the deformation. This means that geometrical and functional requirements for the formed workpiece can already be satisfied during die bending, as can be the case, for example, with complex or limited installation spaces. Lightweight construction requirements in the form of variable rigidity over the length of the bending edge in the workpiece can also be met. Because these said cross-sectional requirements can already be realized during die bending according to the invention with a non-linear bending edge or non-linear bending surface, traditionally necessary upstream or downstream manufacturing steps for introducing the cross-section adjustments are advantageously unnecessary. This is accompanied by considerable cost savings.

Die erfindungsgemäße Verfahrensvariante des Gesenkbiegens mit nicht-linearer Biegekante bewirkt neben den Biegespannungen, wie sie bei linearer Biegekante auftreten, je nach Konturierung der Biegekante bzw. der Biegeflächen zweifache Biegespannungen sowie Zug- und / oder Druckspannungen, wodurch die aufgezeigten Grenzen des traditionellen Gesenkbiegens maßgeblich erweitert werden, eben im Hinblick auf die Möglichkeit zur Vornahme von Querschnittsanpassungen bereits während des Gesenkbiegens.The inventive method variant of die bending with a non-linear bending edge causes, in addition to the bending stresses that occur with a linear bending edge, depending on the contouring of the bending edge or the bending surfaces, double bending stresses and tensile and / or compressive stresses, which significantly expands the limits of traditional die bending with regard to the possibility of making cross-section adjustments already during die bending.

Der Begriff „nicht-linear“ bedeutet eine zwei- oder dreidimensionale Formgebung. Grundsätzlich können sowohl die vordere als auch die hintere Seite (bezogen auf die x-Richtung) des Stempels und / oder Biegegesenks nicht-lineare Biegeflächen aufweisen. Die nicht-lineare Biegekante weist dementsprechend zwei- oder dreidimensionale Anteile auf.The term “non-linear” means a two- or three-dimensional shape. In principle, both the front and the rear side (in relation to the x-direction) of the punch and / or bending die can have non-linear bending surfaces. The non-linear bending edge accordingly has two- or three-dimensional components.

Die erfindungsgemäße Gesenkbiegeanlage kann einen Niederhalter aufweisen. Dieser dient zum einen zum Fixieren des Werkstückes während des Biegevorganges und zum anderen verhindert er, durch eine Steuerung bzw. Regelung des Werkstoffflusses, eine Faltenbildung bei dem umzuformenden Werkstück, was insbesondere bei dem beanspruchten Gesenkbiegen mit nicht-linearer Biegekante relevant ist.The die bending machine according to the invention can have a hold-down device. On the one hand, this serves to fix the workpiece during the bending process and, on the other hand, it prevents creases from forming in the workpiece to be formed by controlling or regulating the material flow, which is particularly relevant in the case of die bending with non-linear bending edges.

Weiterhin kann die erfindungsgemäße Gesenkbiegeanlage einen Gegenhalter aufweisen zum Führen des Werkstückes während seiner Umformung. Dabei übernimmt der Gegenhalter die Funktion des Biegegesenkes. Das Mitlaufen wird z. B. über (federnd) gelagerte und / oder aktiv ansteuerbare Segmente des Biegegesenkes oder des Stempels realisiert.Furthermore, the die bending system according to the invention can have a counter holder for guiding the workpiece during its Reshaping. The counter holder takes on the function of the bending die. The running is z. B. realized via (resilient) mounted and / or actively controllable segments of the bending die or the punch.

Die oben genannte Aufgabe wird weiterhin durch das Verfahren nach Anspruch 17 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Gesenkbiegeanlage genannten Vorteilen.The above-mentioned object is also achieved by the method according to claim 17. The advantages of this solution correspond to the advantages mentioned above with reference to the claimed die bending system.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Gesenkbiegeanlage und des beanspruchten Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Advantageous configurations of the die bending machine and the claimed method are the subject matter of the dependent claims.

Der Beschreibung sind zehn Figuren beigefügt, wobei

1 das Grundprinzip des Gesenkbiegens gemäß dem Stand der Technik;
2 den Aufbau der erfindungsgemäßen Gesenkbiegeanlage mit nicht-linearer Biegekante in einer ersten Seitenansicht;
3-8 die erfindungsgemäße Gesenkbiegeanlage in verschiedenen Ausführungsformen für ihre Biegekante und / oder ihre Biegefläche;
9 den Aufbau der erfindungsgemäßen Gesenkbiegeanlage in einer segmentierten Ausführung mit nicht-linearen Biegeflächen, nicht-linearer Biegekante des Stempels und zusätzlich geteiltem Biegegesenk; und
10 ein Ausführungsbeispiel der Segmente 110-i, 120-i nach 9 mit Freiheitsgraden,

veranschau licht.The description is accompanied by ten figures, where

1 the basic principle of die bending according to the state of the art;
2 the structure of the die bending machine according to the invention with a non-linear bending edge in a first side view;
3-8 the die bending machine according to the invention in various embodiments for its bending edge and / or its bending surface;
9 the structure of the die bending machine according to the invention in a segmented design with non-linear bending surfaces, non-linear bending edge of the punch and an additional split bending die; and
10 an embodiment of the segments 110-i , 120-i to 9 with degrees of freedom,

visualize light.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The invention is described in detail below with reference to the figures mentioned in the form of exemplary embodiments. In all figures, the same technical elements are denoted by the same reference symbols.

1 veranschaulicht das Grundprinzip einer jeden Gesenkbiegeanlage. Sie besteht aus einem Stempel 120, der vorzugsweise mit Hilfe eines Antriebs das umzuformende Werkstück 200, typischerweise ein Blech, in ein Biegegesenk 110 eindrückt. Auf diese Weise wird das Werkstück umgeformt. Bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel hat das Biegegesenk einen V-förmigen Querschnitt und der Stempel 120 hat eine keilförmige Spitze. Die in 1 gezeigte Endposition der Biegewerkzeuge, Stempel 120 und Biegegesenk 110, wird durch eine minimale Beabstandung der Biegekanten von Stempel und Biegegesenk um die Dicke s des zu biegenden Bleches definiert. 1 illustrates the basic principle of every press bending machine. It consists of a stamp 120 , which preferably with the help of a drive the workpiece to be formed 200 , typically a sheet metal, into a bending die 110 depresses. In this way the workpiece is reshaped. The in 1 The embodiment shown, the bending die has a V-shaped cross section and the punch 120 has a wedge-shaped tip. In the 1 Shown end position of the bending tools, punch 120 and bending die 110 , is achieved by a minimal distance between the bending edges of the punch and the bending die by the thickness s of the sheet to be bent is defined.

Im Unterschied zu diesem bekannten Gesenkbiegen gemäß 1 erfolgt die Umformung des Werkstückes 200 in der erfindungsgemäßen Gesenkbiegeanlage 100 durch nicht-linear ausgebildete Biegekanten 112 und / oder Biegeflächen 114 des Biegegesenkes 110 und / oder durch nicht-linear ausgebildete Biegekanten 122 und / oder Biegeflächen 124 des Stempels 120. Nicht-linear bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die Biegekanten und / oder Biegeflächen zwei- oder dreidimensional geformt ausgebildet sind, wie in den 2 bis 9 gezeigt.In contrast to this known die bending according to 1 the workpiece is reshaped 200 in the die bending machine according to the invention 100 due to non-linear bending edges 112 and / or bending surfaces 114 of the bending die 110 and / or by non-linearly designed bending edges 122 and / or bending surfaces 124 of the stamp 120 . In this context, non-linear means that the bending edges and / or bending surfaces are formed two- or three-dimensionally, as in FIG 2 to 9 shown.

Die Biegekanten und / oder Biegeflächen sind nach dem erfindungsgemäß ausgebildeten Biegegesenk und Stempel so geformt, dass sich bei vollständig auf den Biegewinkel zugefahrenen Biegewerkzeugen, d. h. im Biegeendzustand, mindestens die Biegeflächen und / oder die Biegekanten in einer auf die Dicke s des Werkstückes angenäherten parallelen Distanz befinden. Die Biegelinie der nicht-linearen Biegekante verläuft in dem Stempel 120 und / oder in dem Biegegesenk 110 zumindest abschnittsweise zwei- oder dreidimensional. Der Werkzeugaufbau und das Verfahrensprinzip des erfindungsgemäßen Gesenkbiegens mit nicht-linearer Biegekante wird in einer Vorder-Seiten-Ansicht in 2 dargestellt. Typischerweise wird ein Koordinatensystem definiert, dessen Koordinatenursprung in dem Biegegesenk 110 in horizontaler x-Richtung am hintersten Punkt des Verlaufes der nicht-linearen Biegekante 112 sowie in vertikaler, d. h. in z-Richtung am höchsten Punkt der nicht-linearen Biegekante 112 liegt. Die kinematische Verfahrweg des Stempels liegt vorzugsweise in vertikaler, d. h. in z-Richtung des Koordinatensystems. Das zu biegende Werkstück 200 wird so auf dem Biegegesenk 110 positioniert, dass durch das Biegen des Bleches 200 durch den Stempel 120 die gewünschte Blechschenkelhöhe eingeformt wird. Dazu wird der Stempel 120 auf dem zu biegenden Blech geeignet positioniert. Der Stempel 120 führt durch seine Verfahrbewegung entlang eines Verfahrweges die Biegung des Bleches 200 in das Biegegesenk 110 hinein durch. Die Endstellung des Stempels wird durch den parallelen Abstand der Biegekante 122 und / oder Biegefläche 124 des Stempels 120 und der Biegekante 112 und / oder der Biegefläche 114 des Biegegesenkes 110 entsprechend der Dicke s des Werkstückes definiert. Um eine fixierte Positionierung des Werkstücks 200 zu gewährleisten, ist der Einsatz eines oder mehrerer Niederhalter 140 empfehlenswert. Gleichzeitig kann durch den Einsatz von Niederhaltern 140 der Werkstofffluss gesteuert bzw. geregelt werden, um Faltenbildung in dem Werkstück 200 zu verringern bzw. sogar ganz zu verhindern. Dazu werden Niederhalter vorzugsweise mit einem eigenen Antrieb betrieben. Des Weiteren ist der senkrechte Abstand v zwischen dem höchsten Punkt hP und dem niedrigsten Punkt nP der Biegekante des Stempels in einem möglichen Ausführungsbeispiel dargestellt. Der Versatz beträgt beispielsweise 30 mm bei einer Profillänge von 300 mm. Der Versatz bezieht sich dabei, aufgrund der Anbindung linearer Anteile an die nicht-lineare Biegekante, auf einen nicht-linearen y-Profillängenabschnitt von 243,104 mm. Dies entspricht einem Verhältnis von > 0,12. Die Erfindung betrifft daher insbesondere Verhältnisse > 0,1. Die Erfindung betrifft grundsätzlich Verhältnisse dieser Größenordnung oder größer.The bending edges and / or bending surfaces are shaped according to the bending die and punch designed according to the invention in such a way that when the bending tools are fully approached to the bending angle, ie in the final bending state, at least the bending surfaces and / or the bending edges are at least one on the thickness s approximate parallel distance of the workpiece. The bending line of the non-linear bending edge runs in the punch 120 and / or in the bending die 110 at least in sections two- or three-dimensional. The tool structure and the method principle of die bending according to the invention with a non-linear bending edge is shown in a front-side view in 2 shown. Typically, a coordinate system is defined, the coordinate origin of which is in the bending die 110 in the horizontal x-direction at the rearmost point of the course of the non-linear bending edge 112 as well as in the vertical, ie in the z-direction at the highest point of the non-linear bending edge 112 lies. The kinematic travel of the stamp is preferably in the vertical, ie in the z-direction of the coordinate system. The workpiece to be bent 200 will be so on the bending die 110 positioned that by bending the sheet metal 200 through the stamp 120 the desired sheet metal leg height is formed. This is done using the stamp 120 suitably positioned on the sheet to be bent. The Stamp 120 guides the bending of the sheet metal through its traversing movement along a traverse path 200 into the bending die 110 into it through. The end position of the punch is determined by the parallel distance between the bending edge 122 and / or bending surface 124 of the stamp 120 and the bending edge 112 and / or the bending surface 114 of the bending die 110 according to the thickness s of the workpiece. A fixed positioning of the workpiece 200 the use of one or more hold-down devices must be ensured 140 recommendable. At the same time, by using hold-down devices 140 The material flow can be controlled or regulated to avoid wrinkling in the workpiece 200 to reduce or even to prevent completely. For this purpose, hold-down devices are preferably operated with their own drive. Furthermore is the vertical distance v between the highest point hP and the lowest point nP the bending edge of the punch in a possible Embodiment shown. The offset is, for example, 30 mm with a profile length of 300 mm. Due to the connection of linear components to the non-linear bending edge, the offset refers to a non-linear y-profile length section of 243.104 mm. This corresponds to a ratio of> 0.12. The invention therefore relates in particular to ratios> 0.1. The invention basically relates to ratios of this order of magnitude or greater.

An dem Biegegesenk 110, insbesondere an seinen äußeren Kanten, können ein oder mehrere Einläufe 130 angeordnet sein, vorzugsweise in Form von Kantenverrundungen ausgeführt, um den Werkstofffluss während der Umformung zu begünstigen.On the bending die 110 , especially on its outer edges, can have one or more enemas 130 be arranged, preferably in the form of rounded edges, in order to promote the flow of material during the deformation.

Die 3 bis 8 zeigen verschiedene Ausführungsbeispiele für die erfindungsgemäß nicht-linear ausgebildete Biegekante 112 und / oder Biegefläche 114 des Biegegesenkes 110 und / oder für die nicht-linear ausgebildete Biegekante 122 und / oder Biegefläche 124 des Stempels 120. Nicht-linear bedeutet, dass die Biegekanten zwei- oder dreidimensional verlaufend ausgebildet sind bzw. dass die Biegeflächen zwei- oder dreidimensional ausgeformt sind. Anschaulich gesprochen bedeutet nicht-linear, dass die Biegekanten und / oder die Biegeflächen zumindest abschnittsweise wellenförmig, konkav, konvex und / oder mit stetigen oder nicht stetigen Übergängen ausgebildet sind.The 3rd to 8th show various exemplary embodiments for the non-linearly designed bending edge according to the invention 112 and / or bending surface 114 of the bending die 110 and / or for the non-linearly designed bending edge 122 and / or bending surface 124 of the stamp 120 . Non-linear means that the bending edges are designed to run in two or three dimensions or that the bending surfaces are designed in two or three dimensions. In clear terms, non-linear means that the bending edges and / or the bending surfaces are at least partially configured to be wavy, concave, convex and / or with continuous or discontinuous transitions.

4 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Gesenkbiegeanlage mit nicht-linearer Biegekante in einer Seitenansicht. Die Biegekante ist hier über einen zentralen Abschnitt in ihrer gesamten Breite nicht-linear ausgebildet. An ihrem rechten und linken Rand läuft die zentrale nicht-linear ausgebildete Biegekante jedoch linear, d. h. geradlinig aus. Insofern dient der zentrale nicht-lineare Biegekantenabschnitt als Übergang zwischen zwei geraden Biegekantenabschnitten. Grundsätzlich kann, wie bereits oben erwähnt, die Biegekante beliebig konturiert ausgebildet sein, das bedeutet insbesondere auch, dass die Biegekante nicht stetig in vertikaler (z-) Richtung verlaufen muss. 4th shows a further example of a die bending machine with a non-linear bending edge in a side view. The bending edge is designed here in a non-linear manner over a central section over its entire width. At its right and left edge, however, the central, non-linearly designed bending edge runs out linearly, ie in a straight line. In this respect, the central non-linear bending edge section serves as a transition between two straight bending edge sections. In principle, as already mentioned above, the bending edge can be designed with any contour, which also means in particular that the bending edge does not have to run continuously in the vertical (z) direction.

Im Unterschied zu 4 zeigt 5 den Werkzeugaufbau einer erfindungsgemäßen Gesenkbiegeanlage 100 mit nicht-linearer Biegekante in einer Draufsicht. In der Draufsicht weist das Biegegesenk 110 die nicht-lineare Biegekante 112, und der Stempel 120 die nicht-lineare Biegekante 122 auf. Während des Gesenkbiegens wird die nicht-lineare Biegekante gleichermaßen in das umzuformende Werkstück 200 eingebracht.In contrast to 4th shows 5 the tool structure of a die bending machine according to the invention 100 with non-linear bending edge in a plan view. In the plan view, the bending die 110 the non-linear bending edge 112 , and the stamp 120 the non-linear bending edge 122 on. During die bending, the non-linear bending edge is equally in the workpiece to be formed 200 brought in.

In den 3 bis 8 sind die Biegekanten 122 und / oder die Biegefläche 124 des Stempels 120 zumindest abschnittsweise komplementär zu der nicht-linearen Biegekante 112 und / oder zu der unebenen Biegefläche 114 des Biegegesenks 110 ausgebildet. Die komplementäre Ausbildung ist vorteilhaft, jedoch keineswegs zwingend notwendig für die Realisierung des Gesenkbiegens mit nicht-linearer Biegekante.In the 3rd to 8th are the bending edges 122 and / or the bending surface 124 of the stamp 120 at least partially complementary to the non-linear bending edge 112 and / or to the uneven bending surface 114 of the bending die 110 educated. The complementary design is advantageous, but by no means absolutely necessary for the implementation of die bending with a non-linear bending edge.

6 zeigt die Ausbildung einer erfindungsgemäßen Gesenkbiegeanlage 100 und des entsprechenden Verfahrens zum Einbringen von konkaven oder konvexen Biegekanten in das umzuformende Werkstück. Dazu sind die Biegekanten 122, 112 und die Biegeflächen 114, 124 an dem Biegegesenk 110 und dem Stempel 120 entsprechend konkav bzw. konvex ausgebildet. 6th shows the design of a die bending machine according to the invention 100 and the corresponding method for introducing concave or convex bending edges into the workpiece to be formed. In addition are the bending edges 122 , 112 and the bending surfaces 114 , 124 on the bending die 110 and the stamp 120 accordingly concave or convex.

7 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei welchem die Biegekanten und Biegeflächen wellenförmig ausgebildet sind. 7th shows a further embodiment in which the bending edges and bending surfaces are designed to be wave-shaped.

Während bei den in den 3 bis 7 gezeigten Ausführungsbeispielen der Querschnitt des Biegegesenkes 110 V-förmig ausgebildet ist, zeigt 8 ein Beispiel für eine erfindungsgemäße Gesenkbiegeanlage 100, bei welchem der Querschnitt des Biegegesenkes 110 U-förmig ausgebildet ist. Der Stempel 120 ist dazu komplementär im Querschnitt rechteckförmig ausgebildet. Die Erfindung umfasst insofern sowohl Gesenkbiegeanlagen mit V-förmigem (bzw. mehrfach V-förmigem) wie auch U-förmigem (bzw. mehrfach U-förmigem) Querschnitt. Der U-förmige Querschnitt bietet den Vorteil, dass auch geschlossene oder teilgeschlossene Profilformen mit nicht-linearer Biegekante in das Werkstück eingebracht werden können.While in the 3rd to 7th Embodiments shown, the cross section of the bending die 110 is V-shaped, shows 8th an example of a die bending machine according to the invention 100 , in which the cross section of the bending die 110 Is U-shaped. The Stamp 120 is complementary in cross-section rectangular. In this respect, the invention includes both die bending systems with a V-shaped (or multiple V-shaped) and also a U-shaped (or multiple U-shaped) cross-section. The U-shaped cross section offers the advantage that closed or partially closed profile shapes with non-linear bending edges can also be introduced into the workpiece.

Der Stempel 120 und / oder das Biegegesenk 110 können über zumindest einem Abschnitt ihrer Länge in einzelne Segmente i unterteilt sein, wie in 9 dargestellt. Mit diesen Segmenten sind die Biegekanten des segmentierten Stempels 120-i und / oder des segmentierten Biegegesenkes 110-i variabel an jeweils im Einzelfall gewünschte Konturen anpassbar. So können die Segmente ihrerseits jeweils beliebig konturierte Biegekantenabschnitte repräsentieren. Beispielsweise können die Segmente eine gerade Biegekante mit definierter Segmentbreite oder kreisbogenförmige Biegekantenabschnitte darstellen. Die Spitzen bzw. die Biegeflächen der Segmente 110-i, 120-i können beispielsweise dreidimensional, d. h. sphärisch geformt ausgebildet sein. Gemäß dem Ausführungsbeispiel in 9 kann das Biegegesenk 110-i und / oder der Stempel 120-i bzw. können deren Segmente i in entlang seiner / ihrer Biegekante 112, 122 geteilt und / oder verstellbar ausgebildet sein. Weiter alternativ können die Biegekanten 112, 122 und / oder die Biegeflächen 114, 124 des Biegegesenks 110 und / oder des Stempels 120 und / oder von deren Segmenten 110-i, 120-i federnd gelagert sein.The Stamp 120 and / or the bending die 110 can be divided into individual segments i over at least a portion of their length, as in 9 shown. With these segments are the bending edges of the segmented punch 120-i and / or the segmented bending die 110-i variably adaptable to the contours required in each individual case. In this way, the segments can in turn represent any contoured bending edge sections. For example, the segments can represent a straight bending edge with a defined segment width or arcuate bending edge sections. The tips or the bending surfaces of the segments 110-i , 120-i can for example be designed three-dimensionally, ie spherically. According to the embodiment in 9 can the bending die 110-i and / or the stamp 120-i or their segments i in along his / her bending edge 112 , 122 be divided and / or adjustable. The bending edges can also be used as an alternative 112 , 122 and / or the bending surfaces 114 , 124 of the bending die 110 and / or the stamp 120 and / or their segments 110-i , 120-i be resilient.

10 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Segmente 110-i, 120-i, nach 9, wobei zumindest eines der Segmente 110-i, 120-i des Biegegesenkes 110 und / oder des Stempels 120 in beliebige Richtung im dreidimensionalen Raum, gemäß der Freiheitsgrade fi-x, fi-y und / oder fi-z, verschiebbar ausgebildet ist. Alternativ oder zusätzlich kann mindestens ein Segment drehbar und / oder neigbar, gemäß der Freiheitsgrade ri-x, ri-y und / oder ri-z, gelagert sein. Diese Verschiebung, Drehung und / oder Neigung ist vorzugweise variabel einstellbar, weiter vorzugsweise auch während des Umformvorganges. Weiterhin können die Segmente 110-i des Biegegesenks 110, so wie in 10 einseitig angedeutet, (federnd) gelagert ausgeführt sein, um eine mitlaufende Gegenhalterfunktion zu übernehmen, zum Führen des Werkstückes 200 während seiner Umformung. Dabei übernimmt der Gegenhalter die Funktion des Biegegesenkes 110 bzw. 110-i. Das Mitlaufen wird z. B. über (federnd) gelagerte und / oder aktiv ansteuerbare Segmente des Biegegesenkes oder des Stempels realisiert. 10 shows an embodiment of the segments 110-i , 120-i , to 9 , with at least one of the segments 110-i , 120-i of the bending die 110 and / or the stamp 120 in any direction in three-dimensional space, according to the degrees of freedom fix , fi-y and / or fi-z, is designed to be displaceable. Alternatively or additionally, at least one segment can be rotatable and / or inclined, according to the degrees of freedom ri-x , ri-y and / or ri-z, be stored. This displacement, rotation and / or inclination is preferably variably adjustable, more preferably also during the forming process. Furthermore, the segments 110 -i of the bending die 110 , as in 10 indicated on one side, be designed (resiliently) mounted in order to take over an accompanying counter-holder function for guiding the workpiece 200 during its transformation. The counter holder takes on the function of the bending die 110 or. 110-i . The running is z. B. realized via (resilient) mounted and / or actively controllable segments of the bending die or the punch.

An dem Biegesenk 110 und / oder an dem Stempel 120 oder an dem mindestens einen Segment kann eine lösbar befestigte Biegeschiene vorgesehen sein, an welcher die zumindest abschnittsweise nicht-lineare Biegekante ausgebildet ist. Das Vorsehen der Biegeschiene ermöglicht eine flexible Variation der Biegekanten im Hinblick auf einen jeweiligen Einzelfall. Außerdem kann sie im Verschleißfalle einfach ausgetauscht werden.On the bending die 110 and / or on the stamp 120 or on the at least one segment a releasably fastened bending rail can be provided, on which the at least partially non-linear bending edge is formed. The provision of the bending rail enables a flexible variation of the bending edges with regard to a respective individual case. In addition, it can easily be replaced in the event of wear.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

100100: GesenkbiegeanlageDie bending machine
110110: BiegegesenkBending die
110-i110-i: Segment des BiegegesenksSegment of the bending die
112112: Biegekante des BiegegesenksBending edge of the bending die
114114: Biegefläche des BiegegesenksBending surface of the bending die
120120: Stempelstamp
120-i120-i: Segment des StempelsSegment of the stamp
122122: Biegekante des StempelsBending edge of the stamp
124124: Biegefläche des StempelsBending surface of the punch
130130: Einlaufenema
140140: NiederhalterHold-down
200200: Werkstück workpiece
fi-xfix: Freiheitsgrad eines Segmentes i, translatorisch entlang der x-AchseDegree of freedom of a segment i, translationally along the x-axis
fi-yfi-y: Freiheitsgrad eines Segmentes i, translatorisch entlang der y-AchseDegree of freedom of a segment i, translationally along the y-axis
fi-zfi-z: Freiheitsgrad eines Segmentes i, translatorisch entlang der z-AchseDegree of freedom of a segment i, translationally along the z-axis
ii: Segmentsegment
vv: senkrechter Abstand zwischen hP und nPvertical distance between hP and nP
hPhP: höchster Punkt der nicht-linearen Biegekantehighest point of the non-linear bending edge
nPnP: höchster Punkt der nicht-linearen Biegekantehighest point of the non-linear bending edge
ri-xri-x: Freiheitsgrad eines Segmentes i, rotatorisch um die x-AchseDegree of freedom of a segment i, rotatory around the x-axis
ri-yri-y: Freiheitsgrad eines Segmentes i, rotatorisch um die y-AchseDegree of freedom of a segment i, rotatory around the y-axis
ri-zri-z: Freiheitsgrad eines Segmentes i, rotatorisch um die z-AchseDegree of freedom of a segment i, rotatory around the z-axis
ss: WerkstückdickeWorkpiece thickness

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited

EP 1495816 A1 [0004]

Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited

DIN 8586 [0002]

Claims

Die bending machine (100) for reshaping a workpiece (200), in particular a sheet metal, comprising: a bending die (110) with at least one bending surface (114) and / or one bending edge (112), and a punch (120) with at least one bending edge ( 122) and / or bending surface (124) for reshaping a workpiece (200) to be bent by pressing into the bending die (110), characterized in that the bending edge (112) and / or bending surface (114) of the bending die (110) at least in sections is non-linear; and / or that the bending edge (122) and / or bending surface (124) of the punch (120) is at least partially non-linear.

Die bending machine (100) according to Claim 1 , characterized in that the bending edge (112) of the bending die (110) and / or of the punch are designed to run in two or three dimensions at least in sections.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending surface (114) of the bending die (110) and / or of the punch (120) are at least partially two- or three-dimensional, in particular spherical.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending edges (112, 122) and / or the bending surfaces (114, 124) are wave-shaped, concave, convex and / or with continuous or discontinuous transitions.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that one or more inlets can be arranged on the bending die (110), in particular on its outer edges, preferably in the form of rounded edges.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized by a hold-down device (140) for fixing the workpiece (200) during the bending process.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending die (110) and / or the punch (120) is designed to be divided into individual segments over at least a portion of their length.

Die bending machine (100) according to Claim 7 , characterized in that at least one of the segments (110-i, 120-i) of the bending die (110) and / or of the punch (120) is displaceable, rotatable and / or parallel to a local direction of the bending edge (110, 120). or is inclined.

Die bending machine (100) according to Claim 8 , characterized in that the segment is variably adjustable with respect to its displacement, rotation and / or inclination, preferably also during the forming process.

Die bending machine (100) according to Claim 7 , 8th or 9 characterized in that the tips or the bending surfaces of the segments (110-i, 120-i) are formed, for example, spherically.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized by a bending rail detachably attached to the bending die (110) and / or the punch (120), on which the at least partially non-linear bending edge is formed.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the cross section of the bending die (110) and / or of the punch (120) is V-shaped (or multiple V-shaped) or U-shaped (or multiple U- shaped) are formed.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending edge (122) and / or bending surface (124) of the punch (120) at least partially complementary to the non-linear bending edge (112) and / or uneven bending surface (114 ) of the bending die (110) is formed.

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending die (110) and / or the punch (120) or its segments is divided and / or adjustable along its bending edge (112, 122).

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized in that the bending edge (112, 122) and / or the bending surface (114, 124) of the bending die (110) and / or of the punch (120) or of their segments (110 -i, 120-i) are resiliently mounted

Die bending machine (100) according to one of the preceding claims, characterized by a counter holder as part of the bending die (110) for guiding the workpiece (200) during the forming process relative to the punch (120) and moving along with its travel path.

Method for operating a die bending machine (100) according to one of the preceding claims, comprising the following steps: inserting the workpiece (200) to be bent into the opened die bending machine; Positioning the punch (120) over the bending die (110); and bending the workpiece (200) by moving the punch into the bending die.

Procedure according to Claim 17 , characterized in that the bending of the workpiece (200) involves cold and / or hot forming.

Procedure according to Claim 17 or 18th ; characterized in that the workpiece (200) is supported and guided by a counter holder during its deformation.

Method according to one of the Claims 17 to 19th ; characterized in that the material flow is controlled or regulated by means of a hold-down device.