DE10223637B4

DE10223637B4 - Biege-Werkzeug

Info

Publication number: DE10223637B4
Application number: DE2002123637
Authority: DE
Inventors: Stefan Kraft; Jörg Strömsdörfer
Original assignee: Pass Stanztechnik AG
Current assignee: Pass Stanztechnik AG
Priority date: 2002-05-28
Filing date: 2002-05-28
Publication date: 2007-11-08
Anticipated expiration: 2022-05-29
Also published as: DE10223637A1

Abstract

Biege-Werkzeug
– mit einem Ober-Werkzeug (1) und einem Unter-Werkzeug (2), die
– längs einer gemeinsamen Mittel-Ebene (3) relativ zueinander bewegbar sind,
– mit einem am Ober-Werkzeug (1) angebrachten Biegebacken (5), der
– schwenkbar am Ober-Werkzeug (1) gelagert ist,
– eine dem Unter-Werkzeug (2) zugewandte Druckfläche (12) und
– eine Überbiege-Gegenfläche (13) aufweist,
– mit einem im Unter-Werkzeug (2) verschiebbar gelagerten Abstreifer (20), der
– sich gegen mindestens eine Druckfeder (21) abstützt,
– eine der Druckfläche (12) zugewandte Auflagefläche (22) zur Aufnahme eines zu biegenden Bleches (16) und
– eine Öffnung (23) aufweist,
und
– mit einem Schwenk-Biegestempel (24), der
– eine Überbiege-Fläche (30) aufweist,
– innerhalb der Öffnung (23) angeordnet ist,
– mittels eines Schwenklagers (25) im Unter-Werkzeug (2) gelagert ist und
– von dem Abstreifer (20) bei dessen Bewegung in das Unter-Werkzeug...

Description

Die Erfindung betrifft ein Biege-Werkzeug, mittels dessen Bleche oder Blechtafeln abgekantet werden können, d. h. mittels dessen ein Randstreifen des Bleches bzw. der Blechtafel umgebogen wird.
Aus der DE 37 45 026 C2 ist eine Biegepresse mit einem in dieser angeordneten Rückanschlag und einer Rückanschlag-Positioniervorrichtung bekannt.
Die US 4 488 237 zeigt ein Presswerkzeug mit steuerbarer Pressbremse.
Die US 4 486 841 zeigt eine Biegepresse mit automatisch vorgebbarem Presshub.
Aus der DE 34 34 470 A1 ist eine weitere Biegepresse bekannt.
Die DE 101 11 134 C1 beschreibt ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Abkanten eines Blechs, bei dem eine Formbacke in einem Gehäuse verschwenkbar geführt ist.
Die DE 37 39 173 A1 beschreibt ebenfalls ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Biegen von Werkstücken. Mit dieser Vorrichtung ist ein Soll-Biegewinkel einstellbar, wobei auch eine Überbiegung stattfinden kann.
Aus der DE 197 46 219 A1 sind ein Verfahren und eine Biegemaschine zum Biegen von stangenförmigem Material bekannt.
Weitere Biege-Werkzeuge sind durch offenkundige Vorbenutzung bekannt.
Abkantungen um einen Winkel von 90° sind mit diesen Biege-Werkzeugen nicht möglich, wenn das Blech auf einem Maschinentisch aufliegt und die Maschine nur eine senkrechte Bewegung ausführen kann. Beim Zusammenfahren eines Ober-Werkzeugs und eines Unter-Werkzeugs wird das dazwischenliegende Blech um 90° abgekantet. Nach dem Auseinanderziehen von Ober-Werkzeug und Unter-Werkzeug federt der um 90° abgekantete Randstreifen um ein geringes Maß von in der Regel 1° bis 5° zurück. Es ist deshalb wünschenswert, eine Überbiegung des Bleches vornehmen zu können, damit nach dem Rückfedern eine Abkantung von 90° erhalten bleibt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Biege-Werkzeug zu schaffen, mittels dessen ein Überbiegen mit geringem konstruktiven Aufwand möglich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruches 1 gelöst. Der Kern der Erfindung besteht darin, dass an einem der beiden Werkzeuge ein Biegebacken und am Gegenwerkzeug ein Schwenk-Biegestempel vorhanden sind, die eine Überbiege-Gegenfläche bzw. eine Überbiege-Fläche aufweisen, die vor dem und am Beginn des Biegevorgangs parallel zur Bewegungsrichtung der Werkzeuge angeordnet sind und die während des Biegevorgangs in eine Überbiege-Position verschwenkt werden, in der sie um einen Überbiegewinkel gegenüber der erwähnten Bewegungsrichtung verschwenkt sind. Beim Biegebacken erfolgt diese Verschwenkung unmittelbar nach dem Aufsetzen des Biegebackens auf dem auf dem Unter-Werkzeug aufliegenden Blech. Beim Schwenk-Biegestempel erfolgt diese Verschwenkbewegung erst, nachdem das Blech um 90° abgekantet ist. Der Überbiege-Winkel kann im Bereich von 1° bis 5° liegen, er kann hiervon aber auch deutlich abweichen, und zwar kann er deutlich größer sein. Durch die Weglänge der Abwärts-Bewegung kann beeinflusst werden, wie weit das entsprechende Blech überbogen werden soll. Der Biegebacken im Oberteil muss nicht zwingend parallel zur Werkzeug-Symmetrieebene stehen, da der Biegebacken in seiner Ruhe-Stellung nur die Aufgabe hat, das abgekantete Blech freizugeben, sodass es nicht am Ober-Werkzeug haften bleibt.
Aus den Unteransprüchen ergeben sich vorteilhafte und zum Teil erfinderische Weiterbildungen der Erfindung.
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt:
1 ein Ober-Werkzeug und ein Unter-Werkzeug eines erfindungsgemäßen Biege-Werkzeugs in auseinandergefahrenem Zustand,
2 eine Draufsicht auf das Ober-Werkzeug gemäß dem Sichtpfeil II in 1,
3 eine Draufsicht auf das Unter-Werkzeug gemäß dem Sichtpfeil III in 1, wobei beim Unter-Werkzeug der Abstreifer nicht dargestellt ist,
4 das Biege-Werkzeug gemäß der Erfindung nach dem Herunterfahren des Ober-Werkzeugs auf das auf dem Unter-Werkzeug aufliegende Blech,
5 das Biege-Werkzeug in der Anfangsphase eine Biegevorgangs,
6 das Biege-Werkzeug nach dem Umbiegen eines Randstreifens des Blechs um 90°,
7 das Biege-Werkzeug nach dem Überbiegen des Randstreifens,
8 das Biege-Werkzeug nach dem Umbiegen des Randstreifens bei wieder teilweise zurückgefahrenem Ober-Werkzeug, und
9 das Biege-Werkzeug mit von dem gebogenen Blech abgehobenen Ober-Werkzeug.
Das in der Zeichnung dargestellte Biege-Werkzeug besteht in üblicher Weise aus einem Ober-Werkzeug 1 und einem Unter-Werkzeug 2. Beide Werkzeuge 1, 2 sind relativ zueinander längs einer gemeinsamen Mittel-Ebene 3 aufeinanderzu voneinander weg bewegbar. Das Ober-Werkzeug 1 weist einen Spann-Zapfen 4 auf, der zum Einspannen im Spannfutter eine Linearantriebs ausgebildet ist, mittels dessen die Zustell-Bewegung des Ober-Werkzeuges 1 zum Unter-Werkzeug 2 und die entsprechende Rückstellbewegung ausgeführt wird.
Das Ober-Werkzeug weist einen schwenkbaren Biegebacken 5, der mittels eines kreissegmentförmigen Zapfens 6 in einer entsprechenden Lagerbohrung 7 schwenkbar gelagert ist. Das Ober-Werkzeug 1 weist eine An schlagfläche 8 auf, an der der Biegebacken 5 zur Anlage kommt, wodurch seine ausgeschwenkte Stellung festgelegt wird. Der Biegebacken 5 wird weiterhin durch eine Sicherungsschraube 9 gegen Verschiebungen in seiner Längsrichtung gesichert. Auf der der Sicherungsschraube 9 gegenüberliegenden Seite des Zapfens 6 ist zwischen dem Grundkörper 10 des Ober-Werkzeugs 1 und dem Biegebacken 5 eine vorgespannte Schrauben-Rückstellfeder 11 angebracht, die den Biegebacken 5 in die erwähnte ausgeschwenkte Stellung gegen die Anschlagfläche 8 drückt.
Der Biegebacken 5 weist eine untere, dem Unter-Werkzeug 2 zugewandte Druckfläche 12 auf. Weiterhin weist er eine nach oben gerichtete Überbiege-Gegenfläche 13 auf, die mit der Druckfläche 12 einen Winkel a von 85° bis 89°, oder aber auch einen deutlich kleineren Winkel einschließt. Die Überbiege-Gegenfläche 13 des Biegebackens 5 setzt sich fluchtend im Grundkörper 10 des Ober-Werkzeugs 1 fort, wenn der Biegebacken 5 gegen die Kraft der Rückstellfeder weitestmöglich verschwenkt ist, wenn nämlich zwei einander zugeordnete Anlageflächen 14, 15 am Biegebacken 5 bzw. am Grundkörper 10 aneinander liegen. In dieser Stellung verläuft die Druckfläche 12 senkrecht oder angenähert senkrecht zur Mittel-Ebene 3. Wesentlich ist, dass die den eigentlichen Biegeradius bildende vorderste Druckkante 12a auf dem Blech 16 aufliegt. Die Druckfläche 12 kann von hier aus also leicht ansteigen. Wie aus 2 hervorgeht, ist der Biegebacken 5 leistenförmig ausgebildet. Er ist mindestens so lang, wie es die Länge eines zu biegenden Bleches 16 erfordert.
Das Unter-Werkzeug 2 weist einen schalenförmigen Grundkörper 17 auf, an dem ein Haltering 18 mittels Schrauben 19 befestigt ist. Der Haltering 18 übergreift einen Abstreifer 20, der sich wiederum mittels Druckfedern 21 gegenüber dem Grundkörper 17 abstützt. Diese Druckfedern 21 beste hen vorzugsweise aus hartelastischem Material, beispielsweise Polyurethan o. dgl. Sie sind so vorgespannt, dass sie den Abstreifer 20 von unten gegen den Haltering 18 drücken und ihn damit in seine nach oben gefahrene Abstreif- bzw. Ruhe-Lage drücken.
Der Abstreifer 20 weist auf seiner dem Ober-Werkzeug 1 zugewandten Oberseite eine Auflagefläche 22 für ein zu biegendes Blech 16 und eine Öffnung 23 zum Durchtritt eines mit dem Biegebacken 5 zusammenwirkenden Schwenk-Biegestempel 24 auf. Der ebenfalls leistenförmig ausgebildete Schwenk-Biegestempel 24 ist mit einem Schwenklager 25 versehen, das einen etwa halbzylindrischen Lagerzapfen 26 aufweist, der in einer entsprechenden halbzylindrischen Lagerschale 27 gelagert ist, die wiederum in der Oberseite eines Haltekörpers 28 ausgebildet ist. Dieser Haltekörper 28 ist im Grundkörper 17 des Unter-Werkzeugs 2 angeordnet und mittels einer Halteschraube 28a festgelegt. Der Schwenk-Biegestempel 24 und der Lagerzapfen 26 sind einstückig ausgebildet.
Der Schwenk-Biegestempel 24 weist eine obere Biegefläche 29 auf, die in der in 1 dargestellte Ruhe-Lage etwa mit der Auflagefläche 22 des Abstreifers 20 zusammenwirkt. Sie weist weiterhin eine in dieser Ruhe-Lage fluchtend in der Mittel-Ebene 3 liegende Überbiege-Fläche 30 auf, die in noch zu schildernder Weise mit der Überbiege-Gegenfläche 13 zusammenwirkt.
Der Lagerzapfen 26 weist auf der unterhalb der Auflagefläche 22 liegenden Seite eine Ausnehmung 31 auf, in die eine Anschlag-Leiste 32 eingreift, die mittels Schrauben 33 am Haltekörper 28 befestigt ist. Durch diese Anschlag-Leiste 32 wird eine Verschwenkung des Schwenkbiege-Stempels 24 in das Unter-Werkzeug 2 hinein unterbunden. In der vorstehend bereits angesprochenen Stellung des Schwenk-Biegestempels 24 mit zur Anlagefläche 22 parallelen und fluchtenden Biegefläche 29 und der vertikalen Überbiege-Fläche 30 liegt der Lagerzapfen 26 gegen die Anschlag-Leiste 32 an. Eine weitere Verschwenkung im Uhrzeigersinn ist ausgeschlossen. Da die Anschlag-Leiste 32 verhältnismäßig große nach oben gerichtete Kräfte aufnehmen muss, ist sie mit mehreren Schrauben 33 am Haltekörper 28 angeschraubt.
Auf der der Anschlag-Leiste 32 gegenüberliegenden Seite ist am Haltekörper 28 mittels einer Schraube 34 eine den Schwenk-Biegestempel 24 durchgreifende Druckplatte 35 angebracht, die den Lagerzapfen 26 in die Lagerschale 27 drückt. Zwischen dem Anschlag 35 und der zugewandten Oberseite des Lagerzapfens 26 ist eine Ausnehmung 36 vorgesehen, sodass der Lagerzapfen 26 mit dem Schwenk-Biegestempel 24 gegen den Uhrzeigersinn verschwenkt werden kann, bevor der Lagerzapfen 26 am Anschlag 35 anschlägt. Zwischen dem Anschlag 35 und dem Lagerzapfen 26 ist eine aus elastischem Material, beispielsweise Polyurethan, bestehende Rückstellfeder angeordnet, die den Lagerzapfen 26 mit dem Schwenk-Biegestempel 24 in unbelastetem Zustand in die in 1 dargestellte Ruhe-Lage zurückschwenkt.
Die Arbeitsweise wird anhand der 4 bis 9 erläutert.
Wie aus 4 ersichtlich ist, wird anfangs das Blech 16 auf die Auflagefläche 22 des Abstreifers 20 in ausgerichtetem Zustand aufgelegt und das Ober-Werkzeug 1 heruntergefahren, bis die Druckfläche 12 bzw. zuerst die Druckkante 12a des Biegebackens 5 auf dem Blech 16 zur Auflage kommt. Hierbei wird der Biegebacken 5 entgegen dem Uhrzeigersinn verschwenkt, bis die Anlageflächen 14, 15 gegeneinander liegen. In dieser Stellung neh men der Biegebacken 5 und die Auflagefläche 22 das Blech 16 zwischen sich auf. Die Überbiege-Gegenfläche 30 ist gegenüber der Mittel-Ebene 3 um einen Winkel b von 1° bis 5° oder mehr zum Biegebacken 5 hin geneigt (siehe 7).
Wenn gemäß 5 das Ober-Werkzeug 1 weiter nach unten gedrückt wird, ändert der Biegebacken 5 seine Lage relativ zum Grundkörper 10 des Ober-Werkzeugs nicht mehr. Vielmehr wird der Abstreifer 20 mit dem daraufliegenden Blech 16 gegen die Kraft der Druckfedern 21 nach unten in Richtung auf den Grundkörper 17 des Unter-Werkzeugs 2 verschoben. Der Schwenk-Biegestempel 24 ändert hierbei seine Lage relativ zum Grundkörper 17 und zum Haltekörper 28 nicht. Ein Randstreifen 16' des Blechs 16 wird – wie 5 zu entnehmen ist – um den abgerundeten Kantenbereich 38 zwischen der Druckfläche 12 und der Überbiege-Gegenfläche 13 des Biegebackens 5 gebogen, wobei der Randstreifen 16' wiederum gegen den ebenfalls abgerundeten Kantenbereich 39 zwischen der Biegefläche 29 und der Überbiege-Fläche 30 des Schwenk-Biegestempels 24 anliegt.
Wenn gemäß 6 das Ober-Werkzeug 1 weiter nach unten verfahren wird, wird der Randstreifen 16' des Blechs 16 bis in eine mit der Mittel-Ebene 3 fluchtende Lage umgebogen, wobei der Biegevorgang jetzt im wesentlichen von der Überbiege-Fläche 30 bewirkt wird, die ihre Lage noch nicht verändert hat. Bei einem weiteren Herunterfahren des Ober-Werkzeugs 1 kommt die Unterseite 40 des Abstreifers 20 zur Anlage auf der die Ausnehmung 31 umgebenden Oberseite 41 des Lagerzapfens 26 des Schwenk-Biegestempels 24. Diese Oberseite 41 befindet sich in der Ruhe-Lage oberhalb der Anschlag-Leiste 32.
Bei der angesprochenen weiteren Absenkung des Ober-Werkzeugs drückt die Unterseite 40 des Abstreifers 20 gegen die Oberseite 41 des Lagerzapfens 26 und schwenkt diesen zusammen mit dem Schwenk-Biegestempel 24 entgegen den Uhrzeigersinn, sodass die Überbiege-Fläche 30 in eine zur Überbiege-Gegenfläche 13 des Biegebackens 5 angenähert parallele Lage kommt, in der also – wie aus 7 ersichtlich ist – der Randstreifen 16' des Blechs 16 um einen Winkel 90° – b, also um einen Winkel von 1° bis 5° oder mehr überbogen wird. Die Größe des Winkels wird experimentell ermittelt.
Wenn nunmehr gemäß 8 die Bewegungsrichtung des Ober-Werkzeugs 1 umgedreht wird und dieses wieder vom Unter-Werkzeug 2 abgehoben wird, dann bleibt zunächst das Blech 16 zwischen dem Abstreifer 20 und dem Biegebacken 5 eingespannt. Der Biegebacken 5 bleibt in seiner verschwenkten Position, in der die Überbiege-Gegenfläche 13 gegenüber der Mittel-Ebene 3 geneigt ist. Die Druckfedern 21 halten den Abstreifer 20 am Biegebacken 5, da die besonders starken Druckfedern 21 zuerst den Abstreifer 20 nach oben schieben. Die Oberseite 41 des Lagerzapfens 26 kommt hierdurch zuerst von der Unterseite 40 des Abstreifers 20 frei. Der Lagerzapfen 26 wird durch die Rückstellfeder 37 im Uhrzeigersinn verschwenkt, sodass der Schwenk-Biegestempel 24 wieder in seine vertikale Ruhe-Lage kommt. Der abgekantete und überbogene Randstreifen 16' kann sich entspannen. Er kommt in seine exakt rechtwinklige Lage zur Hauptebene des Bleches 16. Beim weiteren Abheben des Ober-Werkzeugs 1 schwenkt der Biegebacken 5 unter der Kraft der Schrauben-Rückstellfeder 11 in seine verschwenkte Lage und kommt ebenfalls vom Randstreifen 16' frei. Wenn das Ober-Werkzeug 1 vollständig abgehoben ist, kann das Blech 16 herausgenommen werden und ein neuer Biegevorgang eingeleitet werden.

Claims

Biege-Werkzeug – mit einem Ober-Werkzeug (1) und einem Unter-Werkzeug (2), die – längs einer gemeinsamen Mittel-Ebene (3) relativ zueinander bewegbar sind, – mit einem am Ober-Werkzeug (1) angebrachten Biegebacken (5), der – schwenkbar am Ober-Werkzeug (1) gelagert ist, – eine dem Unter-Werkzeug (2) zugewandte Druckfläche (12) und – eine Überbiege-Gegenfläche (13) aufweist, – mit einem im Unter-Werkzeug (2) verschiebbar gelagerten Abstreifer (20), der – sich gegen mindestens eine Druckfeder (21) abstützt, – eine der Druckfläche (12) zugewandte Auflagefläche (22) zur Aufnahme eines zu biegenden Bleches (16) und – eine Öffnung (23) aufweist, und – mit einem Schwenk-Biegestempel (24), der – eine Überbiege-Fläche (30) aufweist, – innerhalb der Öffnung (23) angeordnet ist, – mittels eines Schwenklagers (25) im Unter-Werkzeug (2) gelagert ist und – von dem Abstreifer (20) bei dessen Bewegung in das Unter-Werkzeug (2) mit seiner Überbiege-Fläche (30) aus einer Ruhe-Lage des Biege-Stempels (24) zur Überbiege-Gegenfläche (13) hin schwenkbar ist.
Biege-Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegebacken (5) in einem Grundkörper (10) des Ober-Werkzeugs (1) mittels eines Zapfens (6) in einer Lagerbohrung (7) schwenkbar gelagert ist.
Biege-Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Biegebacken (5) und dem Grundkörper (10) mindestens eine Rückstellfeder (11) angeordnet ist.
Biege-Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenklager (25) einen den Schwenk-Biegestempel (24) tragenden teilzylindrischen Lagerzapfen (26) aufweist, der in einer angepassten teilzylindrischen Lagerschale (27) gelagert ist.
Biege-Werkzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (26) eine einer Unterseite (40) des Abstreifers (20) zugewandte Oberseite (41) aufweist, an der die Unterseite (40) des Abstreifers (20) bei dessen Bewegung in das Unter-Werkzeug (2) unter Verschwenkung des Schwenk-Biegestempels (24) zur Anlage kommt.
Biege-Werkzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass gegen den Lagerzapfen (26) eine Rückstellfeder (37) anliegt, die den Lagerzapfen (26) mit Schwenk-Biegestempel (24) bei Nichtanliegen des Abstreifers (20) in seine Ruhe-Lage schwenkt.
Biege-Werkzeug nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Ruhe-Lage der Lagerzapfen (26) gegen einen Anschlag (32) anliegt.
Biege-Werkzeug nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft der Druckfeder (21) wesentlich größer ist als die Rückstellkraft der auf den Schwenk-Biegestempel (24) wirkenden Rückstellfeder (37).
Biege-Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückstellkraft der Druckfeder (21) wesentlich größer ist als die Rückstellkraft der auf den Biegebacken (5) wirkenden Rückstellfeder (11).