DE19735793C2

DE19735793C2 - Schwenkbiegemaschine

Info

Publication number: DE19735793C2
Application number: DE1997135793
Authority: DE
Inventors: Gustav-Adolf Hochstrate; Wolfram Hochstrate
Original assignee: Individual
Current assignee: HOCHSTRATE, WOLFRAM, 58456 WITTEN, DE
Priority date: 1997-08-18
Filing date: 1997-08-18
Publication date: 2001-07-12
Anticipated expiration: 2017-08-19
Also published as: DE19735793A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Schwenkbiegemaschine gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei der Bearbeitung von Flachmaterial, insbesondere bei der blechbearbei tenden Industrie, werden beim Schwenkbiegen des Flachmaterials immer größere Genauigkeiten verlangt. Bislang ist es so, dass beim Schwenkbie gen des Flachmaterials der zu biegende Winkel (z. B. 90°) über die Gesamt länge der Biegung (z. B. 3000 mm) aufgrund der Rückfederungseigenschaf ten des Flachmaterials (Stahl, Aluminium, VA-Bleche oder Thermoplaste) in der Mitte einen anderen Wert (z. B. 85°) zeigt als der linke und rechte Endbe reich, die jeweils annähernd übereinstimmen (z. B. 90°), wenn das zu bie gende Flachmaterial in den Randzonen von gleicher Dicke und Festigkeit ist.

Da mithin bekannt ist, dass die beim Biegen auf Schwenkbiegemaschinen verwendeten Ober-, Unter- und Biegewangen bei Belastungen durchbiegen, weil regelmäßig eine große Streckenlast entsteht, haben die Hersteller von Schwenkbiegemaschinen den Biegeschienen der Biegewangen eine Krümmung, z. B. kreisförmig, elliptisch usw. gegeben, die in der Mitte ihre größte Erhebung hat, um dadurch den Mangel durch die Durchbiegung zu kompen sieren. Diese Krümmung der Schiene wird als Bombierung bezeichnet.

In dem Sonderdruck der Firma Wila B. V., PO. Box 60, NL-7240 AB Lochem in der Ausgabe 0993 wird unter der Überschrift "Wila Bombeering CVB/DZ" eine Methode beschrieben, wie die der Biegewange einer Schwenkbiege maschine lösbar zugeordnete Biegeschiene (Biegeleiste) über ihre Hoch kante im elastischen Bereich bombiert werden kann. Dazu werden Keile ge geneinander verschoben. Die Verstellung der Keile kann manuell oder moto risch durchgeführt werden.

Ferner ist es im Umfang der Fachzeitschrift "Blech, Rohre, Profile", 39. Jahrgang, Oktober 92, Nr. 10, Seiten 781-785 bekannt, eine Biegeschiene, bestehend aus einer Sockelschiene und der eigentlichen Arbeitsschiene, manuell durch eine Schraubspindel oder durch ein hydraulisches Spannelement ebenfalls über die Hochkante zu bombieren.

Beiden vorerwähnten, bekannten Maßnahmen zur Bombierung einer Biege schiene haftet die Eigenschaft an, dass die Bombierung von einer homoge nen Härte des zu biegenden Flachmaterials ausgeht. Randaufhärtungen, die mit mehr oder weniger Regelmäßigkeit bei den zu biegenden Flachmateria lien anzutreffen sind, werden bei dieser Bombierung nicht berücksichtigt. Ferner ist es erforderlich, die Bombierung exakt jeder Materialdicke und auch jedem zu biegenden Winkel anzupassen. Eine Nachjustierung während des Biegevorgangs ist nicht möglich. Schließlich besteht die Möglichkeit, dass beim Multibiegen, das heißt, beim Biegen von kleinen Gradzahlen in einer großen Abfolge, immer nur die Biegeschiene gegen das zu biegende Flach material drückt. Damit kann schon beim Einklemmen des Flachmaterials zwischen der Oberwange und der Unterwange eine nicht gewollte Verfor mung herbeigeführt werden.

Es hat sich also in der Vergangenheit gezeigt, dass die Ergebnisse der be kannten Bombierung (Überbiegung) insgesamt nicht als zufriedenstellend bewertet werden konnten. Die erzielte Bombierung stellt immer nur auf einen Kompromiss der jeweiligen Dicke des Flachmaterials und einer bestimmten Rückfederungskomponente ab. Wird z. B. ein dickeres Flachmaterial mit einer stärkeren Rückfederungscharakteristik gebogen, so zeigt sich eine Bauchbildung, während beim Biegen von dünnerem Flachmaterial eine Ein schnürung in der Mitte zu beobachten war.

Der Erfindung liegt - ausgehend vom Stand der Technik - die Aufgabe zugrunde, eine Schwenkbiegemaschine bereitzustellen, mit der es möglich ist, unterschiedliche Flachmaterialien mit ihren unterschiedlichen Rückfede rungskomponenten so auf den jeweils vorgegebenen Winkel zu biegen, dass nach Abschluss des Biegevorgangs die Biegequalität bei allen Flachmateria lien exakt gleich ist und wobei den jeweiligen Eigenheiten des zu biegenden Flachmaterials auch noch während des Biegevorgangs problemlos Rech nung getragen werden kann.

Die Lösung der Aufgabe besteht erfindungsgemäß in den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1.

Kernpunkt der Erfindung bildet der Sachverhalt, dass nunmehr die plattenar tig gestaltete Biegewange zusammen mit der ihr lösbar zugeordneten Schiene (Biegeschiene) in ihrer Längserstreckung über ihre flachen Kanten, das heißt über zur Mittelquerebene parallel verlaufende Achsen, im elastischen Bereich bombiert wird. Dazu werden mindestens drei hydraulisch beaufschlagbare Zylinder eingesetzt, welche an die der Schiene abgewandte untere Flachseite der Biegewange angelenkt sind. Ein Zylinder ist mittig der Biegewange und die beiden anderen Zylinder sind endseitig der Biegewange vorgesehen. Bei breiteren zu biegenden Materialien und dementsprechend auch längeren Biegewangen können bei Bedarf auch mehr als drei Zylinder vorgesehen werden.

Diese Zylinder, die also sowohl den Schwenkvorgang der Biegewange über den jeweiligen gewünschten Biegegrad als auch die angestrebte Bombie rung über ihre flache Kante bewirken, werden in der Regel so eingestellt, dass der Hub der endseitigen Zylinder im allgemeinen gleich ist, sofern das Flachmaterial in den äußeren Zonen die gleiche Materialdicke und den glei chen Härtegrad aufweist, während der Hub des mittleren Zylinders je nach dem Biegeerfordernis größer oder kleiner sein kann. Damit kann individuell auf die Charakteristik des zu biegenden Flachmaterials sowie des zu bie genden Winkels abgestellt und die erwünschte Durchbiegung (konkav oder konvex) der Biegewange und der Biegeschiene erreicht werden.

Gegenüber der Vorkrümmung nur der Biegeschiene hat die erfindungsge mäße Ausbildung den Vorteil, dass die Biegeschiene nach wie vor in ihrer gesamten Länge in ihrem Bett in der Biegewange aufliegt. Eine punktuelle Verformung wird ausgeschlossen.

Da die Zylinder sowohl den Schwenkvorgang als auch die Bombierung be wirken, brauchen im Rahmen der erfindungsgemäße Lösung keine zusätzli chen Verstellelemente in Form von Spindeln, Keilen oder doppelt wirkenden Zylindern eingebaut zu werden. Eine solche Totlast braucht bei der Erfin dung also nicht mehr mitgeführt zu werden.

Da bei der Erfindung über die sogenannte flache Kante bombiert wird, ent spricht dies auch der natürlichen Durchbiegecharakteristik des jeweils zu biegenden Flachmaterials.

Durch die Krümmung der Biegeschiene zusammen mit der Biegewange wird eine große Genauigkeit des Biegevorgangs gewährleistet. Durch die Mehr fachfunktion der Zylinder (Schwenken und Bombieren) wird die Wirtschaft lichkeit erhöht. Ferner kann in Abhängigkeit von dem jeweiligen Flachmate rial auch fertigungsbedingten Dickenabweichungen sowie Randaufhärtungen ohne weiteres durch den Hub der Zylinder Rechnung getragen werden. Da auch während des Bearbeitungsvorgangs noch Änderungen im Hub der Zylinder möglich sind, ist der Ausschuss an gebogenen Flachmaterialien sehr gering, da die Größe der Bombierung stets veränderbar ist (dynamisch- hydraulische Bombierung).

Aufgrund der Bombierung der Biegewange über ihre flache Kante und über ihre Längserstreckung wird jetzt die Biegewange - je nach Materialdicke - in einem ca. dreifachen Materialdickenabstand um den durch die obere Kante der Unterwangenschiene gebildeten Koordinatennullpunkt herumgeführt. Aufgrund dessen bewegt sich die gesamte Biegewange und damit auch die Biegeschiene in Relation zur Mittelquerebene in einem nach außen, d. h. zu den Enden hin stets größer werdenden Abstand um die Nullpunktkante der Unterwangenschiene. Das bedeutet, dass das zu biegende Flachmaterial in der Mitte mehr gebogen wird als an den beiden äußeren Kanten. Durch die ses Überbiegen in der Mitte wird eine gerade Biegekante über die gesamte Länge erreicht.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Grundgedankens besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 2. Danach wird die Bestim mung der Hubgröße der einzelnen Zylinder und damit des individuellen Bombierungsgrads durch eine empirisch gewonnene Datenbank vorgenom men, die aufgrund ständig korrespondierender Messungen, wie Druck-, Temperatur-, Durchflussmengen-, Hub- und Winkelmessung durch bei spielsweise Ultraschall oder Laserstrahl, in Form eines kybernetischen Systems entsprechende Parameter ermittelt und an eine Steuerung weiter leitet. Somit ist es nicht nur möglich, die Bauchbildung in der Mitte eines zu biegenden Flachmaterials zu vermeiden, sondern auch die Endseiten bzw. die linke und rechte Seite des Flachmaterials individuell in Abhängigkeit von gegebenenfalls unterschiedlichen Materialdicken oder unterschiedlichen Aufhärtungen zu bombieren. Dies nämlich deshalb, weil der Hub der Zylinder individuell steuerbar ist und sich hiermit auch der Abstand der Biegewange zur Biegekante partiell selbst während des Biegevorgangs noch anpassen lässt.

Des Weiteren erweist es sich als vorteilhaft, wenn nach den Merkmalen des Patentanspruchs 3 die Biegewange an ihren Stirnseiten mit sich quer zu ihrer Schwenkachse erstreckende Langlöcher aufweisenden Schwingen ver sehen ist, welche mit in den Langlöchern verstellbaren, in Lagerbuchsen der Ständer wenigstens mittelbar drehbaren Schwenkbolzen verbunden sind, von denen mindestens ein Schwenkbolzen über Exzenterhülsen in seiner Lagerbuchse aufgenommen ist.

Mit diesen Gestaltungen ist es möglich, die Biegewange und damit auch die Biegeschiene exakt den jeweiligen Materialdicken anpassen und über die Exzenterlagerung auch noch Winkelkorrekturen vornehmen zu können, so dass vor der Inbetriebnahme eine Feinjustierung möglich ist und nach der Inbetriebnahme Abnutzungserscheinungen Rechnung getragen werden kann.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Perspektive eine Schwenkbiegemaschine in der Vorderansicht in der Ausgangsstellung;

Fig. 2 die Schwenkbiegemaschine der Fig. 1 während eines Biegevorgangs;

Fig. 3 ebenfalls in der Perspektive einen Längenabschnitt der Schwenkbiegemaschine der Fig. 1 und 2 von der Rückseite her gesehen;

Fig. 4 in schematischer Explosionszeichnung die Lagerungen der Bie gewange;

Fig. 5 einen Schnitt durch die Darstellung der Fig. 4 entlang der Linie V-V in Richtung des Pfeils Va gesehen;

Fig. 6 in der Seitenansicht eine Schwinge für die Biegewange der Schwenkbiegemaschine mit einer einprojezierten Biegewange und Biegeschiene;

Fig. 7 in der Perspektive im Schema eine Biegewange mit Schwenk- und Verstellzylinder einschließlich Sensoren und

Fig. 8 in schematischer Darstellung die Unterwange der Schwenkbie gemaschine der Fig. 1 bis 3 zusammen mit der Biege wange in vier verschiedenen Arbeitsstellungen.

In den Fig. 1 bis 3 ist mit 1 eine Schwenkbiegemaschine zum Biegen von Flachmaterial aus Stahl, Aluminium, VA-Blechen, Thermoplasten und art verwandten Materialien bezeichnet. Die Schwenkbiegemaschine 1 umfasst zwei Ständer 2, zwischen denen sich eine mit den Ständern 2 fest verbun dene Unterwange 3 (Fig. 3), eine mittels Zylinder 4 vertikal relativ zur Un terwange 3 verlagerbare Oberwange 5 und eine an den Ständern 2 schwenkbar gelagerte plattenartige Biegewange 6 erstreckt. Oberwange 5, Unterwange 3 und Biegewange 6 sind mit das nicht näher veranschaulichte Flachmaterial erfassenden Schienen (Werkzeuge) versehen. Von diesen Schienen sind in der Fig. 1 die Schiene 7 der Oberwange 5 und die Biege schiene 8 der Biegewange 6, in der Fig. 3, die Biegeschiene 8 der Biege wange 6 und die Schiene 9 der Unterwange 3 und in der Fig. 8 die Schiene 9 der Unterwange 3 sowie die Biegeschiene 8 der Biegewange 6 erkennbar. Die Schienen 9, 7, 8 sind den Wangen 3, 5 und 6 lösbar und austauschbar zugeordnet.

Die Biegewange 6 steht unter dem Einfluss von drei hydraulisch beaufschlagbaren Zylindern 10, 11, 12 (Fig. 2, 3 und 7), die an die Un terseite 13 der Biegewange 6 mittig und endseitig schwenkbar angelenkt sind. Mit Hilfe dieser Zylinder 10-12 kann die Biegewange 6 zusammen mit der ihr zugeordneten Biegeschiene 8 (Fig. 7 und 8) über ihre flache Kante in ihrer Längserstreckung positiv oder negativ bombiert werden. In der Fig. 7 mit einer unterbrochenen Linienführung (positive Bombierung - pB) und mit einer strichpunktierten Linienführung (negative Bombierung - nB) angedeutet.

Die Bestimmung der Hubgröße der einzelnen Zylinder 10-12 und damit des individuellen Bombierungsgrads erfolgt durch eine empirisch gewonnene Datenbank, die aufgrund ständig korrespondierender Messungen wie Druck, Temperatur, Durchflussmenge, Hub und Winkel durch Ultraschall 14 (Fig. 7) in Form eines kybernetischen Systems entsprechende Parameter errech net und an eine nicht näher veranschaulichte Steuerung in einem der Stän der 2 weiterleitet. Somit ist es nicht nur gezielt möglich, die Zylinder 10-12 vorab eines Biegevorgangs entsprechend zu beaufschlagen mit dem Ergeb nis einer entsprechenden Bombierung der Biegewange 6 und der ihr zuge ordneten Biegeschiene 8 (Fig. 7 und 8), sondern auch noch während des Biegevorgangs in Abhängigkeit von den jeweiligen Eigenheiten des zu bie genden Flachmaterials Änderungen vornehmen zu können.

Wie die ohne Oberwange 5 in Fig. 8 schematisch dargestellte Schwenkbie gemaschine 1 erkennen lässt, bewegt sich bei dem Biegevorgang gemäß den Pfeilen PF die gesamte Biegewange 6 mit der Biegeschiene 8 in Rela tion zur Mittelquerebene MQE in einem nach außen hin größer werdenden Abstand um die Nullpunktkante 14 der Schiene 9 der Unterwangen 3. Das bedeutet, dass das zu biegende Flachmaterial in der Mitte mehr gebogen wird als an den beiden äußeren Kanten. Die besten Biegeergebnisse werden mit einer elliptischen Krümmung der Biegewange 6 und der Biegeschiene 8 erreicht.

Das Flachmaterial kann konkav oder konvex gebogen werden. Dieses Er gebnis erreicht man durch einen gezielten Vor- oder Nachlauf des mittigen Zylinders 11.

Die Biegewange 6 ist an ihren Stirnseiten 15, 16 mit Schwingen 17, 18 ver sehen (siehe Fig. 1, 4, 5 und 6). Diese Schwingen 17, 18 besitzen einen tellerartig vergrößerten Kopf 19 mit einem Langloch 20, das sich quer zur Schwenkachse 21 der Biegewange 6 erstreckt. In den Langlöchern 20 sind Schwenkbolzen 22 mittels Schraubbolzen 23 verlagerbar. Die Schraubbol zen 23 durchsetzen Querbohrungen 33 in den Schwenkbolzen 22. Ein Schwenkbolzen 22 ist an dem Stirnende 15 der Biegewange 6 gemäß Fig. 4 in einer Hülse 24 drehgelagert, die wiederum in eine Lagerbuchse 25 ein gesetzt ist, die in der Wandung 26 eines der Ständer 2 befestigt ist. Zur schematisch angedeuteten Biegewange 6 hin wird eine Abdeckscheibe 27 vorgesehen.

Auf der anderen Seite ist der dortige Schwenkbolzen 22 in eine mit einer exzentrischen Bohrung 28 versehenen Hülse 29 eingegliedert, die in eine weitere, mit einer exzentrischen Bohrung 30 versehene Hülse 31 eingesetzt ist. Diese Aggregation wird dann ebenfalls in eine Lagerbuchse 32 einge führt, die in der Wandung 33 des anderen Ständers 2 befestigt ist. Auch hier wird die Lagerung in der Schwinge 18 mit einer Abdeckscheibe 27 versehen.

Der Montagevorgang ist in der Fig. 4 mit den Pfeilen PF1 bezeichnet.

Es ist ferner aus den Fig. 4 bis 6 zu erkennen, dass mit den erläuterten Maßnahmen die Schwenkachse 21 der Biegewange 6 sowohl quer zur Kante 14 der Unterwange 3 verstellbar ist, als auch über die Exzentrizität der Hülsen 29 und 31 in einem bestimmten Winkel.

Bezugszeichenaufstellung

1

Schwenkbiegemaschine

2

Ständer v.

1

3

Unterwange

4

Zylinder f.

5

Oberwange

6

Biegewange

7

Schiene v.

5

8

Biegeschiene v.

6

9

Schiene v.

3

10

Zylinder f.

6

11

Zylinder f.

6

12

Zylinder f.

6

13

Unterseite v.

6

14

Nullpunktkante v.

9

15

Stirnseite v.

6

16

Stirnseite v.

6

17

Schwinge v.

6

18

Schwinge v.

6

19

Kopf v.

17

,

18

20

Langloch in

19

21

Schwenkachse v.

6

22

Schwenkbolzen

23

Schraubbolzen

24

Hülse f.

22

25

Lagerbuchse

26

Wandung v.

2

27

Abdeckscheiben

28

Bohrung in

29

Hülse f.

22

30

Bohrung in

31

Hülse

32

Lagerbuchse

33

Wandungen v.

2

34

Querbohrungen in

22

MQE Mittelquerebene v.

6

PF Pfeile
PF1 Pfeile
pB positive Bombierung
nB negative Bombierung

Claims

1. Schwenkbiegemaschine, welche zwischen zwei Ständern (2) eine Unter wange (3), eine vertikal verlagerbare Oberwange (5) und eine schwenk bare Biegewange (6) aufweist, welche an den zusammenwirkenden Längskanten mit austauschbaren Schienen (9, 7, 8) zum Erfassen von Flachmaterial versehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewange (6) plattenartig gestaltet, über ihre Stirnseiten (15, 16) an den Ständern (2) gelagert und zusammen mit der ihr zugeordneten Schiene (8) durch mindestens drei an der der Schiene (8) abgewandten unteren Flachseite (13) der Biegewange (6) über die Länge verteilt angreifende, hydraulisch beaufschlagbare Zylinder (10, 11, 12) sowohl verschwenkbar als auch in ihrer Längserstreckung im elastischen Bereich über ihre flachen Kanten, das heißt, über zur Mittelquerebene (MQE) parallel verlaufende Achsen bombierbar ist.

2. Schwenkbiegemaschine nach Patentanspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, dass die Zylinder (10-12) an eine in Form eines kybernetischen Systems programmierbare Steuerung angeschlossen sind.

3. Schwenkbiegemaschine nach Patentanspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegewange (6) an ihren Stirnseiten (15, 16) mit sich quer zu ihrer Schwenkachse (21) erstreckende Lang löcher (20) aufweisenden Schwingen (17, 18) versehen ist, welche mit in den Langlöchern (20) verstellbaren, in Lagerbuchsen (25, 32) der Stän der (2) wenigstens mittelbar drehbaren Schwenkbolzen (22) verbunden sind, von denen mindestens ein Schwenkbolzen (22) über Exzenterhül sen (29, 31) in seiner Lagerbuchse (32) aufgenommen ist.