DE202020002598U1

DE202020002598U1 - Biegemaschine zum Biegen eines Werkstücks aus Flachmaterial und Steuereinheit für eine solche Biegemaschine

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Publication number: DE202020002598U1
Application number: DE202020002598.4U
Authority: DE
Original assignee: Evobend GmbH
Current assignee: Evobend GmbH
Priority date: 2020-06-15
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2020-07-06
Anticipated expiration: 2030-06-16

Abstract

Biegemaschine (10) zum Biegen eines Werkstücks (12) aus Flachmaterial wie beispielsweise eines Blechs, insbesondere Blechbiegemaschine, umfassend:
eine erste Klemmwange (22);
eine relativ zu der ersten Klemmwange (22) bewegbar gelagerte zweite Klemmwange (24), wobei die erste Klemmwange (22) und die zweite Klemmwange (24) dazu eingerichtet sind, einen eingespannten Abschnitt (16) des Werkstücks (12) in einer Einspannebene (32) einzuspannen;
eine an der ersten Klemmwange (22) angeordnete Biegeeinheit (26) mit einem Biegewerkzeug (32), wobei die Biegeeinheit (26) dazu eingerichtet ist, einen umzubiegenden Abschnitt des Werkstücks (12) durch Verlagerung des Biegewerkzeugs (30) umzubiegen;
eine Steuereinheit (82), die dazu eingerichtet ist, die Biegeeinheit (26) und die Klemmwangen (22, 24) anzusteuern, um das Biegewerkzeug (30) und die Klemmwangen (22, 24) zu bewegen;
wobei die erste Klemmwange (22) und/oder die zweite Klemmwange (24) dazu eingerichtet sind, durch ein Gegenhalten zumindest eine erste Biegeachse (200) und zumindest eine zweite Biegeachse (202) zu definieren, um die ein Umbiegen des Werkstücks (12) mittels der Biegeeinheit (26) erfolgen kann, wobei die erste Biegeachse (200) und die zweite Biegeachse (202) in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene (32) voneinander beabstandet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Biegemaschine zum Biegen eines Werkstücks aus Flachmaterial, insbesondere eine Blechbiegemaschine, und eine Steuereinheit für eine solche Biegemaschine.
Zum Biegen von Blechen werden mitunter Schwenkbiegemaschinen eingesetzt, in welche Bleche eingespannt und mit geraden Biegestellen versehen werden können. Durch mehrmaliges Vorschieben und Umbiegen sind verschiedene Biegegeometrien herstellbar. Typischerweise wird ein umzuformendes Blech dabei von zwei gegenüberliegenden Klemmwangen eingespannt und mittels eines relativ zu den Klemmwangen schwenkbaren Biegewerkzeugs um eine Biegekante umgebogen. Nach einem Zurückschwenken des Biegewerkzeugs und einem vorübergehenden Öffnen der Klemmwangen kann das umzuformende Blech relativ zu den Klemmwangen verschoben werden, sodass nach erneutem Einspannen eine weitere Biegestelle durch ein Schwenken des Biegewerkzeugs erzeugt werden kann.
Aus dem Stand der Technik ist allgemein eine Schwenkbiegemaschine bekannt, die zwei an gegenüberliegenden Klemmwangen angeordnete Biegewerkzeuge aufweist, sodass ein Doppelbiegen ermöglicht ist; das zu biegende Blech kann also in unterschiedliche Richtungen gebogen werden, indem jeweils eines der Biegewerkzeuge geschwenkt wird.
Ferner zeigt EP 2 014 381 B1 eine Schwenkbiegemaschine mit zwei gegenüberliegend angeordneten Arbeitswerkzeugen, die jeweils einen Biegearm und einen Haltearm aufweisen. Biegearm und Haltearm sind über einen gelenkigen Bewegungsmechanismus mit mehreren Scherengelenken miteinander verbunden, sodass ein zu biegendes Blech von den Haltearmen einspannt werden kann, während die Biegearme relativ zu den Haltearmen geschwenkt werden können, um das Blech umzuformen.
Aus DE 199 01 797 A1 ist zudem eine Schwenkbiegemaschine bekannt, die Klemmwangen und an den Klemmwangen mittels Hebeln angelenkte Biegewerkzeuge umfasst, wobei die Biegewerkzeuge relativ zu den Klemmwangen von den Hebeln geführt bewegbar sind, wodurch ein eingespanntes Blech umgeformt werden kann.
Bei derartigen Schwenkbiegemaschinen aus dem Stand der Technik sind realisierbare Bewegungsbahnen von Biegewerkzeugen durch eine Geometrie der Schwenkmechanismen definiert. Zu einem Ändern der Bewegungsbahn sind daher Umbaumaßnahmen erforderlich.
Aus dem Stand der Technik sind ferner Biegemaschinen bekannt, bei denen eine Einspanneinheit einer Biegeeinheit gegenüberliegend angeordnet ist. Ein umzuformendes Blech wird dabei von der Einspanneinheit in einem von der Biegeeinheit definierten Biegebereich gehalten.
Eine solche Biegemaschine ist beispielsweise aus EP 1 410 855 B1 bekannt. Bei dieser bekannten Biegemaschine umgreift eine Biegeeinheit ein eingespanntes Blech von einer Seite, während eine Einspanneinheit das Blech von einer gegenüberliegenden Seite hält.
Eine ähnliche Anordnung offenbart EP 1 797 973 A1 bekannt.
Des Weiteren zeigt EP 1 967 300 A2 eine Anlage zum Biegen von Blechen mit einer Biegegruppe, die einen vergleichbaren Aufbau aufweist.
Ein weiteres Konzept sieht vor, Biegewerkzeuge an Klemmwangen zu befestigen, die in Vorschubebenen bewegbar sind. Hierbei können Keile verwendet werden, welche die Werkzeuge relativ zu einer Oberfläche der Klemmwangen anstellen, wobei die Keile wiederum verfahren werden können. Durch die Überlagerung dieser Bewegungen sind vielfältige Bahnkurven erzeugbar. Eine solche Biegemaschine ist beispielsweise aus DE 10 2018 000 344 B3 bekannt.
Ferner offenbart WO 2019/089054 A1 eine Biegemaschine mit ähnlichem Aufbau.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Biegemaschine bereitzustellen, die einen hohen Grad an Variabilität hinsichtlich durchführbarer Biegevorgänge bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Biegemaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Steuereinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 26.
Eine erfindungsgemäße Biegemaschine zum Biegen eines Werkstücks aus Flachmaterial wie beispielsweise eines Blechs umfasst eine erste Klemmwange; eine relativ zu der ersten Klemmwange bewegbar gelagerte zweite Klemmwange, wobei die erste Klemmwange und die zweite Klemmwange dazu eingerichtet sind, einen eingespannten Abschnitt des Werkstücks in einer Einspannebene einzuspannen; und eine an der ersten Klemmwange angeordnete Biegeeinheit mit einem Biegewerkzeug, wobei die Biegeeinheit dazu eingerichtet ist, einen umzubiegenden Abschnitt des Werkstücks durch Verlagerung des Biegewerkzeugs umzubiegen.
Optional umfasst die Biegemaschine ferner eine an der zweiten Klemmwange angeordnete weitere Biegeeinheit mit einem weiteren Biegewerkzeug, wobei die weitere Biegeeinheit dazu eingerichtet ist, einen umzubiegenden Abschnitt des Werkstücks durch Verlagerung des zweiten Biegewerkzeugs umzubiegen.
Ferner umfasst die Biegemaschine eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet ist, die Biegeeinheit und ggf. die weitere Biegeeinheit sowie die Klemmwangen anzusteuern, um das Biegewerkzeug bzw. die Biegewerkzeuge sowie die Klemmwangen zu bewegen.
Die erste Klemmwange und/oder die zweite Klemmwange sind dazu eingerichtet, durch ein Gegenhalten zumindest eine erste Biegeachse und eine zweite Biegeachse zu definieren, um die ein Umbiegen des Werkstücks mittels der Biegeeinheit und/oder mittels der weiteren Biegeeinheit erfolgen kann, wobei die erste Biegeachse und die zweite Biegeachse in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene voneinander beabstandet sind.
Die Erfindung betrifft zudem eine Steuereinheit, die dazu eingerichtet und programmiert ist, in der erfindungsgemäßen Biegemaschine als Steuereinheit verwendet zu werden.
Die erfindungsgemäße Biegemaschine weist eine einfache und zuverlässige Konstruktion auf und führt zu einem hohen Grad an Variabilität hinsichtlich durchführbarer Biegevorgänge. Dadurch, dass unterschiedliche Biegeachsen verwendet werden können, können zeitsparende Biegeprogramme verwendet werden, die insbesondere mehrere Biegeschritte hintereinander beinhalten können, zwischen denen kein Werkstückvorschub stattfindet. Somit können in effizienter Weise komplexe Strukturen gefertigt werden. Zudem können vielfältige Bewegungsbahnen in einfacher Weise realisiert werden. Insbesondere können Falze an Rändern von Werkstücken mit geringem Aufwand aber präzise gefertigt werden. Dabei können Biegewinkel von 180° ohne Verrutschen des Werkstücks und entsprechend genau verwirklicht werden. Außerdem können auch kleine Gegenkantungen, beispielsweise von weniger als 20 mm oder sogar von weniger als 15 mm hergestellt werden.
Die erste Klemmwange kann eine obere Klemmwange und die zweite Klemmwange eine untere Klemmwange sein. Alternativ kann die erste Klemmwange eine untere Klemmwange und die zweite Klemmwange eine obere Klemmwange sein. Selbiges gilt für die Biegeeinheiten.
Die zweite Biegeachse kann parallel zu der ersten Biegeachse orientiert sein. Gemäß einer Ausführungsform ist die zweite Biegeachse oberhalb der ersten Biegeachse angeordnet. In alternativen Ausführungsformen kann die zweite Biegeachse auch unterhalb der ersten Biegeachse angeordnet sein. Die erste Biegeachse liegt insbesondere in der Einspannebene. Ein Abstand zwischen der ersten Biegeachse und der zweiten Biegeachse beträgt insbesondere wenigstens 3 mm, bevorzugt wenigstens 5 mm und vorzugsweise wenigstens 10 mm.
Wenigstens eine der Klemmwangen kann beispielsweise als abgeschrägte Platte ausgebildet sein, wobei deren Abschrägung eine der Klemmflächen bildet. Eine Längsachse der Klemmwange verläuft vorzugsweise im Wesentlichen parallel zu der ersten Biegeachse. Die erste Biegeachse verläuft bevorzugt parallel zu dem Untergrund und/oder senkrecht zu der vertikalen Achse der Biegemaschine. Die erste Biegeachse ist vorzugsweise parallel zu einer Längsachse der Biegemaschine angeordnet. Zudem ist bevorzugt eine Querachse der Biegemaschine senkrecht zu der Längsachse und senkrecht zu der vertikalen Achse der Biegemaschine angeordnet. Bevorzugt sind wenigstens die Klemmflächen umfassende Abschnitte der Klemmwangen bezüglich der Einspannebene spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
Die Biegeeinheit und/oder die weitere Biegeeinheit kann eine Linearführung aufweisen, mit der das jeweilige Biegewerkzeug zur Verlagerung in einer Vorschubebene lineargeführt ist. Hierdurch kann eine präzise Bewegbarkeit in einfacher Weise definiert sein, die aufgrund der Konstruktion der Biegemaschine zugleich vielfältige Bewegungsbahnen gestattet. Die Linearführung der Biegeeinheit kann eine Führungsachse definieren, die parallel zu der Vorschubebene verläuft und insbesondere in der Vorschubebene liegt. Vorzugsweise weist die Biegeeinheit mehrere Linearführen auf, die an unterschiedlichen Positionen entlang der Längsachse, insbesondere in gleichmäßigen Abständen, angeordnet sind. Führungsachsen der Linearführungen sind bevorzugt parallel zueinander angeordnet.
Alternativ oder zusätzlich kann das Biegewerkzeug der Biegeeinheit relativ zur ersten Klemmwange schwenkbar sein, und/oder das weitere Biegewerkzeug der weiteren Biegeeinheit kann relativ zur zweiten Klemmwange schwenkbar sein. In diesem Fall kein ein Biegen durch ein Schwenken des entsprechenden Biegewerkzeugs erfolgen. Zudem kann vorgesehen sein, dass das entsprechende Biegewerkzeug linear bewegbar ist, beispielsweise parallel zu einer Oberseite einer entsprechenden Klemmwange, und zusätzlich relativ zu dieser schwenkbar. In diesem Fall kann das Biegewerkzeug linear in Position gefahren und dann von dort geschwenkt werden, um das Werkstück umzubiegen. Das entsprechende Biegewerkzeug kann dabei über eine Vorderkante der entsprechenden Klemmwange hinaus linear vorschiebbar sein.
Die Biegemaschine kann ein Maschinengestell umfassen, das zu einem Aufstellen auf einem Untergrund, beispielsweise einem Hallenboden, eingerichtet ist. In einem regulären Aufstellzustand der Biegemaschine ist das Maschinengestell auf einem ebenen Untergrund aufgestellt, dessen Oberflächennormale eine vertikale Achse der Biegemaschine definiert.
Das Werkstück kann beispielsweise ein Blech sein. Es kann sich aber auch um ein anderes Werkstück aus einem Flachmaterial handeln. Das Flachmaterial kann beispielsweise einen Verbundwerkstoff umfassen. Auch ein flaches Kunststoffwerkstück ist grundsätzlich denkbar. Vorzugsweise ist das Werkstück mittels Biegens umformbar. Das Werkstück kann aber grundsätzlich aus einem hierfür geeigneten beliebigen Material ausgebildet sein.
Vorzugsweise ist die Einspannebene senkrecht zu der vertikalen Achse der Biegemaschine angeordnet. Die Einspannebene verläuft beispielsweise durch einen Schwerpunkt des eingespannten Abschnitts und/oder parallel zu einer Haupterstreckungsebene desselben. Grundsätzlich ist jedoch auch eine Anordnung der Einspannebene parallel oder in einem beliebigen Winkel zu der vertikalen Achse denkbar. Die Biegemaschine kann einen Tisch umfassen, auf welchen das Werkstück ablegbar ist. In einem eingespannten Zustand des Werkstücks und/oder vor einem Einspannen des Werkstücks liegt der eingespannte Abschnitt bzw. ein einzuspannender Abschnitt des Werkstücks wenigstens teilweise auf dem Tisch auf. Der Tisch kann Teil einer Halteeinheit sein, die zudem ein Halteelement umfasst, mittels dessen das Werkstück unabhängig von den Klemmwangen gehalten werden kann. Die Steuereinheit kann dabei dazu eingerichtet sein, die Halteeinheit anzusteuern. Wahlweise ist der Tisch unbeweglich mit dem Maschinengestell verbunden oder relativ zu dem Maschinengestell verlagerbar. Die Biegemaschine kann hierbei einen Antrieb für den Tisch aufweisen, der beispielsweise ein Ausfahren des Tisches und/oder ein Anheben bzw. Absenken des Tisches ermöglicht. Es ist erfindungsgemäß denkbar, dass die erste Klemmwange und die zweite Klemmwange relativ zu dem Tisch bewegbar sind, insbesondere in positive bzw. negative vertikale Richtung parallel zu der vertikalen Achse der Biegemaschine.
Zudem kann die Biegemaschine eine Positionierungseinheit zum Verschieben des Werkstücks in der Einspannebene und/oder senkrecht zu dieser umfassen, etwa wenn das Werkstück auf dem Tisch abgelegt ist. Dabei kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Positioniereinheit anzusteuern, um einen Vorschub des Werkstücks relativ zu den Klemmwangen zu bewirken. Die Positionierungseinheit kann von der Halteeinheit gebildet sein. Die Positionierungseinheit kann einen geeigneten Antrieb und/oder geeignete Anschläge, Greifer, Schieber, Walzen oder dergleichen umfassen, um eine Positionierungskraft und/oder -bewegung auf das Werkstück auszuüben. Zudem ist es denkbar, dass wenigstens eine der Klemmwangen parallel oder in einem beliebigen Winkel zu der Einspannebene bewegbar ist, sodass beispielsweise durch koordinierte Bewegungen der Klemmwangen das Werkstück bewegbar ist.
Die erste und/oder die zweite Klemmwange weist eine Klemmfläche auf, die in dem eingespannten Zustand des Werkstücks mit diesem in Anlage gebracht ist. Die Klemmfläche kann parallel zu der Einspannebene angeordnet sein, zumindest in dem eingespannten Zustand des Werkstücks. Das Werkstück kann zuverlässig eingespannt werden, wenn die erste Klemmwange und die zweite Klemmwange jeweils eine Klemmfläche aufweisen, wobei die Klemmflächen der Klemmwangen einander gegenüberliegend angeordnet sind. Hierdurch kann das Werkstück von oben und unten von den Klemmwangen gehalten werden. Wie erwähnt kann jedoch das Werkstück in einigen Ausführungsformen auch unabhängig von den Klemmwangen mittels der Halteeinheit gehalten sein.
Eine der Einspannebene und/oder dem eingespannten Abschnitt des Werkstücks abgewandte Oberfläche wenigstens einer der Klemmwangen verläuft vorzugsweise schräg bezüglich der Einspannebene und schließt beispielsweise einen Winkel mit der Einspannebene ein, der weniger als 90°, vorzugsweise höchstens 45°, bevorzugt höchstens 30° und besonders bevorzugt höchstens 45° beträgt. Diese Oberfläche ist vorteilhaft eben. Die entsprechend andere Klemmwange kann zudem eine zu dieser Oberfläche bezüglich der Einspannebene spiegelsymmetrische Oberfläche aufweisen.
Die Klemmwangen sind in diesem Fall vorzugsweise in einer V-Anordnung angeordnet, wobei die Einspannebene eine Winkelhalbierende definieren kann. In dem eingespannten Zustand des Werkstücks ist der eingespannte Abschnitt innerhalb eines von den Klemmwangen definierten Einspannbereichs angeordnet, der beispielsweise auch den Tisch beinhalten kann. Das Werkstück kann zwischen den Klemmwangen, beispielsweise zwischen deren Klemmflächen, hindurch aus dem Einspannbereich herausragen, wobei ein herausragender Abschnitt des Werkstücks dann einen umzubiegenden Abschnitt bildet.
Das Biegewerkzeug kann eine Erstreckung entlang der Längsachse der Biegemaschine aufweisen, die im Wesentlichen einer Erstreckung der entsprechenden Klemmwange entlang der Längsachse entspricht. Ein gleichmäßiges Biegen kann beispielsweise erzielt werden, wenn das Biegewerkzeug dazu eingerichtet ist, das Werkstück über dessen gesamte Länge entlang der jeweiligen Biegeachse mit einer Biegekraft zu beaufschlagen. Hierdurch kann bei dem Biegen des Werkzeugs eine Biegestelle entlang der jeweiligen Biegeachse erzeugt werden.
Vorzugsweise sind die Biegeeinheiten im Wesentlichen baugleich. Es ist auch denkbar, dass Biegeeinheiten unterschiedlicher Bauart eingesetzt werden. Die an der ersten Klemmwange angeordnete Biegeeinheit kann zu einem Biegen eines umzubiegenden Abschnitts auf die zweite Klemmwange zu eingerichtet sein und/oder die an der zweiten Klemmwange angeordnete Biegeeinheit kann zu einem Biegen des umzubiegenden Abschnitts auf die erste Klemmwange zu eingerichtet sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Biegeeinheit wenigstens einen Antrieb für das Biegewerkzeug, der dazu eingerichtet ist, das Biegewerkzeug in einer Vorschubebene zu bewegen. Der Antrieb für das Biegewerkzeug ist bevorzugt ein Linearantrieb. Ebenso kann der Antrieb für das Biegewerkzeug ein Hebelantrieb sein. Es ist aber auch ein Hydraulikantrieb oder ein beliebiger anderer Antrieb denkbar. Der Antrieb für das Biegewerkzeug kann beispielsweise einen Linearantrieb mit einem Rollengewindetrieb, einen Linearantrieb mit einem Antriebszylinder, einen elektromagnetischen Linearmotor oder dergleichen umfassen und/oder als ein solcher ausgebildet sein. Zudem kann der Antrieb für das Biegewerkzeug mehrere seriell oder parallel angeordnete Linearantriebe umfassen. Alternativ kann der Antrieb für das Biegewerkzeug einen Rotationsantrieb wie beispielsweise einen Elektromotor sowie geeignete Elemente wie Hebel, Kurbelwellen oder dergleichen zur Umwandlung einer Rotationsbewegung in eine Linearbewegung umfassen. Vorzugsweise weist der Antrieb für das Biegewerkzeug wenigstens einen Kugelgewindetrieb auf. Besonders bevorzugt umfasst die Biegeeinheit mehrere Antriebe für das Biegeelement, die insbesondere in regelmäßigen Abständen in eine Richtung parallel zu der ersten Biegeachse angeordnet sein können. Eine Anzahl von Linearführungen für das Biegewerkzeug und eine Anzahl von Antrieben für das Biegewerkzeug können identisch sein oder voneinander abweichen.
Die Vorschubebene kann die Einspannebene schneiden oder parallel zu dieser verlaufen. Schneiden sich die Vorschubebene und die Einspannebene, verläuft deren Schnittgerade vorzugsweise parallel zu der ersten Biegeachse oder fällt mit dieser zusammen. Bei einem Biegen kann sich die Vorschubebene relativ zu der Einspannebene und/oder relativ zu der ersten Biegeachse translatorisch bewegen. Hierdurch kann eine Bewegungsbahn des Biegewerkzeugs präzise abgefahren werden.
Ein großer Gestaltungsspielraum hinsichtlich realisierbarer Bewegungsbahnen des Biegewerkzeugs kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Biegeeinheit und/oder die weitere Biegeeinheit ein an der ersten Klemmwange bzw. der zweiten Klemmwange bewegbar gelagertes Basiselement umfasst, an welchem das Biegewerkzeug linear bewegbar gelagert ist. Das Basiselement kann gegenüberliegende Seiten aufweisen, die einen Winkel von weniger als 90° aber von mehr als 0° einschließen. Eine von der entsprechenden Klemmwange abgewandte Oberseite des Basiselements kann bezüglich der Klemmwange angestellt sein. Beispielsweise ist das Basiselement im Querschnitt dreieckig und/oder dreiseitig. Insbesondere aufgrund seines dreieckigen Querschnitts kann das Basiselement das Biegewerkzeug und/oder die Vorschubebene des Biegewerkzeugs relativ zu der der Biegeeinheit zugeordneten Klemmwange anstellen. Beispielsweise in einem Bereich der ersten Biegeachse kann somit ein Vorschub des Biegewerkzeugs unter einem Winkel erfolgen, der wenigsten 45° und vorteilhaft wenigstens 60° beträgt, etwa wenn das Basiselement in einen vorderen Bereich, beispielsweise einen Bereich der Klemmfläche, der der Biegeeinheit zugeordneten Klemmwange gefahren ist und das Biegewerkzeug in seiner Vorschubebene verlagert wird. Bevorzugt ist eine Längsachse des Basiselements im Wesentlichen parallel zu der ersten Biegeachse angeordnet. Das Biegewerkzeug kann auf einer der entsprechenden Klemmwange abgewandten Seite des Basiselements linear geführt sein. Diese Seite des Basiselements ist vorzugsweise im Wesentlichen eben und/oder parallel zu der Vorschubebene des Biegewerkzeugs angeordnet. Ferner kann eine dieser Seite gegenüberliegende Seite des Basiselements auf der der Einspannebene und/oder dem eingespannten Abschnitt des Werkstücks abgewandten Oberfläche der entsprechenden Klemmwange bewegbar und/oder parallel zu dieser Oberfläche angeordnet sein.
Die Biegeeinheit und/oder die weitere Biegeeinheit kann wenigstens eine Linearführung umfassen, mit der das Basiselement zur Verlagerung in einer Vorschubebene lineargeführt ist. Hierdurch kann ein breites Spektrum möglicher Bewegungsbahnen realisiert werden, wobei eine Steifigkeit bewegter Komponenten weitestgehend unabhängig von der entsprechenden Bewegungsbahn ist, sodass aufwendige Korrekturen entfallen können. Zu einem Biegen ist das Biegewerkzeug in seiner Vorschubebene sowie zusätzlich in der Vorschubebene des Basiselements bewegbar. Eine Bewegung des Biegewerkzeugs kann eine Überlagerte Bewegung in der Vorschubebene des Biegewerkzeugs und in der Vorschubebene des Basiselements sein, wobei sich dabei bevorzugt das Basiselement relativ zu der entsprechenden Klemmwange und das Biegewerkzeug relativ zu dem Basiselement bewegt. Das Basiselement ist bevorzugt derart ausgebildet, dass die Linearführung des Biegewerkzeugs und die Linearführung des Basiselements einen Winkel einschließen, der zwischen 0° und 90° liegt, wobei dieser Winkel vorzugsweise dem Winkel zwischen den Vorschubebenen und/oder dem Winkel zwischen den gegenüberliegenden Oberflächen des Basiselements entspricht. Dieser Winkel kann beispielsweise wenigstens 10° und vorteilhaft wenigstens 20° und/oder höchstens 70° und vorteilhaft höchstens 50° betragen. Beispielsweise kommt ein Winkel von 25° oder von 30° infrage.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst das Biegewerkzeug einen hakenförmigen Biegeabschnitt. Hierdurch kann das Biegewerkzeug für verschiedene Biegemodi verwendet werden. Der Biegeabschnitt des Biegewerkzeugs kann in einer Betrachtung parallel zu der ersten Biegeachse hakenförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise weist der Biegeabschnitt des Biegewerkzeugs in eine Richtung parallel zu der ersten Biegeachse einen im Wesentlichen konstanten und bevorzugt hakenförmigen Querschnitt auf. Der Biegeabschnitt des Biegewerkzeugs kann dazu eingerichtet sein, bei dem Biegen des Werkstücks wahlweise mit einer Außenseite gegen den umzubiegenden Abschnitt gedrückt zu werden. Zusätzlich kann der Biegeabschnitt des Biegewerkzeugs dazu eingerichtet sein, bei dem Biegen wahlweise mit einer Innenseite, etwa mit einem Hakeninnenbereich des Biegeabschnitts des Biegewerkzeugs, gegen den umzubiegenden Abschnitt gedrückt zu werden. Der Hakeninnenbereich kann dabei eine bereits teilweise geformte Biegestelle umgreifen. Vorzugsweise ist die Innenseite des Biegeabschnitts des Biegewerkzeugs dem von den Klemmwangen definierten Einspannbereich zugewandt und/oder die Außenseite des Biegeabschnitts des Biegewerkzeugs dem von den Klemmwangen definierten Einspannbereich abgewandt.
Große Biegewinkel können in einfacher Weise erzeugt werden, wenn die Biegeeinheit dazu eingerichtet ist, das Biegewerkzeug in einem Druckbiegebetrieb in eine erste Richtung und in einem Zugbiegebetrieb in eine von der ersten Richtung verschiedene und vorzugsweise der ersten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzte zweite Richtung zu bewegen. In dem Druckbiegebetrieb kann ein positiver Vorschub in der Vorschubebene des Biegewerkzeugs und/oder in der Vorschubebene des Basiselements erfolgen. Ferner kann in dem Zugbiegebetrieb ein negativer Vorschub in der Vorschubebene des Biegewerkzeugs und/oder in der Vorschubebene des Basiselements erfolgen. Positiver Vorschub bezieht sich hierbei bevorzugt jeweils auf einen Vorschub in Richtung des Biegebereichs. In dem Druckbetrieb wird vorzugsweise die Außenseite des Biegeabschnitts des Biegewerkzeugs gegen den umzubiegenden Abschnitt gedrückt, wobei der umzubiegende Abschnitt um die erste Biegeachse und/oder die zweite Biegeachse von der Biegeeinheit weggedrückt werden kann. Insbesondere sind in dem Druckbiegebetrieb Biegewinkel von bis zu wenigstens 70°, bevorzugt von bis zu wenigstens 80° und besonders bevorzugt von bis zu wenigstens 90° erzeugbar. Hingegen wird in dem Zugbetrieb vorzugsweise die Innenseite und bevorzugt der Hakeninnenbereich des Biegeabschnitts des Biegewerkzeugs gegen den umzubiegenden Abschnitt gedrückt, wobei der umzubiegende Abschnitt um die erste Biegeachse und/oder die zweite Biegeachse zu der Biegeeinheit hingezogen werden kann. Insbesondere sind in dem Zugbiegebetrieb Biegewinkel von wenigstens 90°, vorzugsweise von wenigstens 120° und besonders bevorzugt von wenigstens 130°, idealerweise jedoch von 140° und mehr erzeugbar. Der Zugbiegebetrieb kann auf den Druckbiegebetrieb folgen. Beispielsweise kann der Druckbiegebetrieb zu einem Biegen bis zu einem Grenzwinkel, beispielsweise von 80° oder 90° anwendbar sein, wohingegen der Zugbiegebetrieb, etwa in dem Fall, dass ein kleiner Innenwinkel erzeugt werden soll, ab diesem Grenzwinkel anwendbar sein kann. Eine Biegestelle kann somit erzeugt werden, indem der umzubiegende Abschnitt zunächst teilweise in dem Druckbiegebetrieb umgeformt und anschließend in dem Zugbiegebetrieb weiter umgeformt wird.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, eine Bewegungsbahn für das erste Biegewerkzeug durch Überlagerung wenigstens zweier Linearbewegungen zu erzeugen. Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, eine Bewegungsbahn für das zweite Biegewerkzeug durch Überlagerung wenigstens zweier Linearbewegungen zu erzeugen. Bevorzugt ist die Bewegungsbahn eine Kurvenbahn, die eine nichtlineare Bewegung definiert. Die Bewegungsbahn verläuft besonders bevorzugt in einer Ebene senkrecht zu der ersten Biegeachse. Die Bewegungsbahn kann beispielsweise eine Bahn einer Bewegung eines bestimmten unveränderten aber bewegten Punkts des entsprechenden Biegewerkzeugs sein, etwa ein vorderster Punkt des Biegeabschnitts des entsprechenden Biegewerkzeugs. Vorzugsweise ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, den Antrieb des entsprechenden Biegewerkzeugs und/oder den Antrieb des entsprechenden Basiselements anzusteuern. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, Steuersignale zu erzeugen, die dazu vorgesehen sind, eine Bewegung des entsprechenden Biegewerkzeugs in seiner Vorschubebene und außerdem eine Bewegung des entsprechenden Basiselements in dessen Vorschubebene zu veranlassen. Die Steuereinheit kann dazu eingerichtet sein, die beiden Bewegungen in der Vorschubebene des entsprechenden Biegewerkzeugs und der Vorschubebene des entsprechenden Basiselements derart zu überlagern, dass unterschiedliche nichtlineare Bewegungsbahnen erzeugbar sind.
Die zweite Biegeachse kann dadurch definierbar sein, dass eine der Klemmwangen von der anderen Klemmwange und von der Einspannebene beabstandet ist und eine Gegenhaltelinie und/oder eine Gegenhaltefläche für das Werkstück definiert, die außerhalb der Einspannebene liegt und entlang derer bzw. innerhalb derer ein bereits umgebogener Abschnitt des Werkstücks für ein weiteres Umbiegen gegen die Klemmwange gedrückt werden kann, beispielsweise gegen einen vorderen Abschnitt der Klemmwange. Hierdurch kann ein Biegen an unterschiedlichen Stellen im Raum erfolgen, wodurch vielfältige Biegevorgänge verwirklicht werden können. Das Werkstück kann dabei durch das Halteelement der Halteeinheit gehalten sein. Insbesondere ist die gegenhaltende Klemmwange in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene von der anderen Klemmwange beabstandet, wobei das Werkstück von den beiden Klemmwangen freigegeben sein kann. Die zweite Biegeachse kann zusätzlich dadurch definiert sein, dass das Werkstück bereits vorgebogen ist und das Gegenhalten in einem Bereich eines vorgebogenen Abschnitts erfolgt, sodass dieser weiter gebogen wird. Dadurch, dass die Klemmwangen beim Biegen in einem voneinander beabstandeten Zustand eingesetzt werden, werden zusätzliche Biegemodi ermöglicht, bei denen um Biegeachsen gebogen werden kann, die außerhalb der Einspannebene liegen. Durch geeignete Wahl eines Abstands zwischen den Klemmwangen sind beliebige zweite Biegeachsen definierbar.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die erste Klemmwange und/oder die zweite Klemmwange in eine Richtung senkrecht zur Einspannebene bewegbar ist. Die entsprechende Klemmwange kann dabei linear bewegbar sein. Alternativ oder zusätzlich kann die erste Klemmwange relativ zu der zweiten Klemmwange entlang einer Schwenkbahn bewegbar sein, sodass eine Verlagerung auch senkrecht zur Einspannebene erfolgt. Die senkrechte Bewegbarkeit kann auch dadurch verwirklicht sein, dass die erste Klemmwange durch ein Schwenken von der zweiten Klemmwange abhebbar ist oder umgekehrt.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, in einem Vorbiegebetriebsmodus die Klemmwangen derart anzusteuern, dass diese die erste Biegeachse definieren, und die Biegeeinheit derart anzusteuern, dass das Werkstück um die erste Biegeachse umgebogen wird, wodurch eine Vorbiegestelle erzeugbar ist. Dabei kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, ein Biegen des Werkstücks an der Vorbiegestelle um einen Winkel von mehr als 90° zu bewirken. Die erste Biegeachse kann dadurch definiert sein, dass beide Klemmwangen das Werkstück einklemmen.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, in einem Anstellbetriebsmodus die Klemmwangen derart anzusteuern, dass diese die erste Biegeachse definieren, und die weitere Biegeeinheit derart anzusteuern, dass das Werkstück um die erste Biegeachse umgebogen wird, wodurch eine Anstellbiegestelle erzeugbar ist. Dabei kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, ein Biegen des Werkstücks an der Anstellbiegestelle um einen Winkel von im Wesentlichen 90° zu bewirken. Grundsätzlich sind erfindungsgemäß jedoch beliebige Winkel für eine Anstellbiegestelle denkbar. Diese können insbesondere in Abhängigkeit von einer gewünschten Zielgeometrie gewählt werden.
Die Steuereinheit kann des Weiteren dazu eingerichtet sein, nach Durchführung des Vorbiegebetriebsmodus und vor Durchführung des Anstellbetriebsmodus einen Vorschub des Werkstücks parallel zu der Einspannebene zu bewirken, sodass in dem Anstellbetriebsmodus ein Abschnitt des Werkstücks umbiegbar ist, der die Vorbiegestelle umfasst. Der Vorschub des Werkstücks kann dabei eine Länge eines Abschnitts des Werkstücks zwischen der Vorbiegestelle und der Anstellbiegestelle definieren.
Die erfindungsgemäße Bauweise der Biegemaschine kann insbesondere dann in vorteilhafter Weise zur Ausbildung von Biegestellen in einem bereits vorgeschobenen Abschnitt eines Werkstücks genutzt werden, wenn die Steuereinheit dazu eingerichtet ist, in einem Kneifbiegebetriebsmodus die Klemmwangen derart anzusteuern, dass diese die zweite Biegeachse definieren, und die Biegeeinheit derart anzusteuern, dass das Werkstück um die zweite Biegeachse umgebogen wird, wodurch eine Hauptbiegestelle erzeugbar ist. Der Kneifbiegebetriebsmodus könnte auch als Falzbiegebetriebsmodus oder als Stehfalzbiegemodus bezeichnet werden. Insbesondere wird in dem Kneifbiegebetriebsmodus ein Stehfalz geschlossen. In dem Kneifbiegebetriebsmodus kann das Werkstück zwischen dem Biegewerkzeug der ersten Biegeeinheit und der gegenhaltenden ersten Klemmwange zusammengedrückt werden, sodass beispielsweise eine Kneifbewegung erfolgt. Dabei kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, die Klemmwangen und die Biegeeinheit derart anzusteuern, dass in dem Kneifbiegebetriebsmodus die Hauptbiegestelle aus der Vorbiegestelle formbar ist. Ein Gegenhalten durch die erste Klemmwange kann dabei in der Nähe der Vorbiegestelle erfolgen, wodurch die zweite Biegeachse durch die Vorbiegestelle verläuft. Dabei kann in dem Kneifbiegebetriebsmodus die erste Klemmwange von der zweiten Klemmwange und von der Einspannebene beabstandet sein.
Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, ein Biegen des Werkstücks an der Hauptbiegestelle um einen Winkel von im Wesentlichen 180° zu bewirken. Kleinere Winkel für die Hauptbiegestelle sind jedoch erfindungsgemäß ebenso möglich, beispielsweise Winkel von mehr als 90°, Winkel von mehr als 120° oder Winkel von mehr als 150°.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Steuereinheit dazu eingerichtet, ein von einem Benutzer vorgegebenes Zielprofil für ein zu biegendes Werkstück zu erhalten und auf der Grundlage des Zielprofils eine vorgeschlagene Biegereihenfolge zu bestimmen. Ferner kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, eine Biegesimulation durchzuführen. Die Biegesimulation kann Eigenschaften des Werkstücks berücksichtigen, die beispielsweise einen Grad eines Überbiegens oder andere Biegeparameter definieren.
Ein hoher Grad an Bedienkomfort kann insbesondere dann erzielt werden, wenn die Biegemaschine ferner eine Benutzerschnittstelle umfasst, die dazu eingerichtet ist, eine Eingabe des Zielprofils zu gestatten und/oder ein Ergebnis der Biegesimulation anzuzeigen.
Grundsätzlich ist zu beachten, dass die Erzeugung einer Biegestelle, etwa zur Fertigung eines Stehfalzes, an einer beliebigen Stelle des Werkstücks bzw. an einem beliebigen Punkt im Biegeablauf stattfinden kann. Die erfindungsgemäße Steuereinheit ist somit dazu eingerichtet, einzelne oder sämtliche der beschriebenen Betriebsmodi an beliebigen Punkten in einem Biegeprogramm vorzusehen bzw. einzubinden. Zudem kann die Steuereinheit in Kombination mit der Benutzerschnittstelle dazu eingerichtet sein, es dem Benutzer zu gestatten, an beliebiger Stelle eines Biegeprogramms ein Biegen eines Stehfalzes oder dergleichen vorzusehen.
Wie oben erwähnt wurde, kann die erfindungsgemäße Biegemaschine grundsätzlich als Einzelbieger oder als Doppelbieger ausgebildet sein, d. h. sie kann eine Biegeeinheit oder zwei Biegeeinheiten umfassen bzw. lediglich Biegeeinheiten an einer der Klemmwangen oder Biegeeinheiten an beiden Klemmwangen. Im Fall eines Einzelbiegers kann die Steuereinheit dazu eingerichtet sein, sämtliche Betriebsmodi mittels der einzelnen Biegeeinheit durchzuführen.
Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der beigefügten Figuren beispielhaft erläutert. Es zeigen:

1 eine schematische perspektivische Darstellung einer Biegemaschine;
2 eine schematische perspektivische Darstellung eines Ausschnitts einer Rückseite der Biegemaschine;
3 eine schematische Seitenansicht eines Teils der Biegemaschine;
4 eine schematische Schnittdarstellung eines Teils der Biegemaschine, geschnitten in einer Schnittebene senkrecht zu einer Biegeachse der Biegemaschine;
5 eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Teils der Biegemaschine, geschnitten in einer weiteren Schnittebene senkrecht zu der Biegeachse der Biegemaschine;
6 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Teils der Biegemaschine;
7 eine schematische Seitenansicht eines weiteren Teils der Biegemaschine in einem Zustand unmittelbar vor einem Biegen;
8 eine schematische Seitenansicht des Teils der 7 in einem ersten Biegezustand;
9 eine schematische Seitenansicht des Teils der 7 in einem zweiten Biegezusta nd;
10 eine schematische Seitenansicht eines Teils der Biegemaschine in einem Vorbiegebetriebsmodus;
11 eine schematische Seitenansicht eines Teils der Biegemaschine während eines Anstellbetriebsmodus;
12 eine schematische Seitenansicht eines Teils der Biegemaschine zu Beginn eines Kneifbiegebetriebsmodus;
13 eine schematische Seitenansicht eines Teils der Biegemaschine während eines Kneifbiegebetriebsmodus;
14 eine schematische Seitenansicht eines Teils der Biegemaschine zu einem späteren Zeitpunkt des Kneifbiegebetriebsmodus;
15 eine schematische Seitenansicht eines Teils einer alternativen Biegemaschine zu Beginn eines Kneifbiegebetriebsmodus;
16 eine schematische Seitenansicht eines Teils der alternativen Biegemaschine zu einem späteren Zeitpunkt des Kneifbiegebetriebsmodus; und
17 eine schematische Seitenansicht eines Teil der alternativen Biegemaschine in einem alternativen Kneifbiegemodus.

1 zeigt eine erfindungsgemäße Biegemaschine 10 in einer perspektivischen Darstellung. In 2 ist ein Ausschnitt einer Rückseite der Biegemaschine 10 perspektivisch dargestellt. Zudem zeigt 3 eine Seitenansicht eines Ausschnitts der Biegemaschine 10. Im Folgenden wird teilweise auf mehrere dieser Figuren zugleich Bezug genommen. Die Biegemaschine 10 ist zum Biegen eines Werkstücks 12 aus Flachmaterial eingerichtet. Im gezeigten Fall ist das Werkstück 12 ein Blech.
Die Biegemaschine umfasst ein Maschinengestell 20. Die Biegemaschine 10 ist mit dem Maschinengestell 20 auf einem ebenen Untergrund aufgestellt. Eine Flächennormale des ebenen Untergrundes definiert eine vertikale Richtung 98, wobei eine nicht gezeigte vertikale Achse der Biegemaschine 10 parallel zu der vertikalen Richtung angeordnet ist. Die Biegemaschine 10 weist zudem eine nicht gezeigte Längsachse sowie eine nicht gezeigte Querachse auf, die parallel zu einer Längsrichtung 100 beziehungsweise einer Querrichtung 102 angeordnet sind. Die vertikale Richtung 98, die Längsrichtung 100 und die Querrichtung 102 sind im vorliegenden Fall paarweise senkrecht zueinander angeordnet.
Zudem umfasst die Biegemaschine 10 eine erste Klemmwange 22 und eine zweite Klemmwange 24. Die erste Klemmwange 22 ist im gezeigten Fall eine obere Klemmwange, während die zweite Klemmwange 24 eine untere Klemmwange ist.
Die erste Klemmwange 22 und die zweite Klemmwange 24 sind dazu eingerichtet, das Werkstück 12 in einer Einspannebene 32 einzuspannen. Die Einspannebene 32 ist parallel zu dem ebenen Untergrund bzw. parallel zu der horizontalen Richtung 102 und senkrecht zu der vertikalen Richtung 98 angeordnet. Das Werkstück 12 ist derart eingespannt, dass es einen eingespannten Abschnitt 16 sowie einen umzubiegenden Abschnitt 14 umfasst. Der umzubiegende Abschnitt 14 und der eingespannte Abschnitt 16 sind einteilig verbunden und einander unmittelbar benachbart.
Die Klemmwangen 22, 24 sind plattenförmig ausgebildet. Im gezeigten Fall sind die Klemmwangen 22, 24 Stahlplatten. Die Klemmwangen 22, 24 weisen jeweils eine Klemmfläche 84, 86 auf, die in dem eingespannten Zustand des Werkstücks 12 an dieses angelegt sind. Die Klemmflächen 84, 86 sind parallel zu der Einspannebene 32 angeordnet. In einem Bereich der Klemmflächen 84, 86 verjüngen sich die Klemmwangen 22, 24, wobei die Klemmflächen 84, 86 kleiner sind als ein Querschnitt der jeweiligen Klemmwange 22, 24 senkrecht zu der Biegeachse 18 in einem Bereich konstanter Stärke der jeweiligen Klemmwange 22, 24.
Die Klemmwangen 22, 24 definieren einen Einspannbereich 106 der Biegemaschine 10, innerhalb dessen der eingespannte Abschnitt 16 des Werkstücks 12 angeordnet ist. Die Klemmwangen 22, 24 sind unter einem Winkel von weniger als 90° zueinander angeordnet und definieren einen dreieckigen Querschnitt des Einspannbereichs 106. Im gezeigten Fall beträgt dieser Winkel zum Beispiel etwa 60°. Das Werkstück 12 tritt aus dem Einspannbereich 106 zwischen den Klemmwangen 22, 24 in einen Biegebereich der Biegemaschine 10, innerhalb dessen der umzubiegende Abschnitt 16 des Werkstücks 12 bei einem Biegen schwenkbar ist.
Die Biegemaschine 10 weist wenigstens einen Tisch 88 auf, auf welchem das Werkstück 12 abgelegt ist. Der Tisch 88 ist zum Beispiel bewegbar innerhalb des Einspannbereichs 106 angeordnet. Zudem ist der Tisch 88 wahlweise relativ zu dem Maschinengestell 20 bewegbar oder feststehend. Im gezeigten Fall ist der Tisch 88 parallel zu der Einspannebene 32 ausfahrbar. Des Weiteren kann der Tisch 88 parallel zu der vertikalen Richtung 98 verfahrbar sein, beispielsweise um wenigstens einige Zentimeter. In einem eingespannten Zustand ist das Werkstück 12 zwischen den Klemmwangen 22, 24 eingespannt und zusätzlich abschnittsweise auf dem Tisch 88 abgelegt. Die Biegemaschine 10 umfasst zudem eine Positionierungseinheit 206, die zu einem Verschieben des Werkstücks 12 parallel zu einer Oberfläche des Tisches 88 eingerichtet ist. Diese wird später im Zusammenhang mit der 10 erläutert. Ist das Werkstück 12 von den Klemmwangen 22, 24 freigegeben, kann dieses mittels der Positionierungseinheit zwischen den Klemmwangen 22, 24 hindurch vorgeschoben werden.
Die Biegemaschine 10 kann mehrere nebeneinander angeordnete Tische aufweisen, beispielsweise dann, wenn die Biegemaschine 10 aus mehreren Abschnitten zusammengesetzt ist.
Die erste Klemmwange 22 ist relativ zu dem Maschinengestell 20 in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene 32 bewegbar. Hierfür kann die Biegemaschine 10 geeignete Antriebe aufweisen. Die Klemmwangen 22, 24 können somit senkrecht zur Einspannebene 32 aufeinander zu und voneinander weg bewegt werden.
Im gezeigten Fall ist die erste Klemmwange 22 an mehreren Trägern 90 befestigt, von denen lediglich einer mit einem Bezugszeichen versehen ist. Die Träger 90 sind schwenkbar an dem Maschinengestell 20 gelagert. Die zweite Klemmwange 24 ist an dem Maschinengestell 20 befestigt. Mittels eines Schwenkens der Träger 90 ist entsprechend die erste Klemmwange 22 relativ zu der zweiten Klemmwange 24 schwenkbar, wodurch das Werkstück 12 einspannbar und lösbar ist. Ferner ist hierdurch die erste Klemmwange 22 relativ zu der ersten Klemmwange 23 in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene 32 bewegbar.
Es ist ebenso denkbar, dass beide Klemmwangen 22, 24 relativ zu dem Maschinengestell 20 bewegbar sind. Hierfür kann die Biegemaschine 10 geeignete Antriebe aufweisen. Die Klemmwangen 22, 24 können auf diese Weise beispielsweise senkrecht zu der Einspannebene 32 und/oder auch parallel zu dieser verfahrbar sein. Dabei kommt auch eine jeweils eine lineare Bewegbarkeit einer oder beider Klemmwangen 22, 24 in die entsprechende Richtung infrage. Grundsätzlich ist es auch möglich, dass ein Verschieben des Werkstücks 12 in der Einspannebene 32 mittels einmaligen oder mehrmaligen Verfahrens der Klemmwangen 22, 24 sowie mittels einmaligen oder mehrmaligen geeigneten Einspannens und Lösens des Werkstücks 12 parallel zu der Einspannebene 32 durchführbar ist.
Die Biegemaschine 10 umfasst ferner eine erste Biegeeinheit 26, die an der ersten Klemmwange 22 angeordnet ist. Außerdem umfasst die Biegemaschine 10 eine zweite Biegeeinheit 28, die an der zweiten Klemmwange 24 angeordnet ist. Die zweite Biegeeinheit 28 weist ein zweites Biegewerkzeug 31 auf. Die erste Biegeeinheit 26 und die zweite Biegeeinheit 28 sind im Wesentlichen baugleich und spiegelverkehrt angeordnet. Im Folgenden wird überwiegend lediglich auf die Ausgestaltung der ersten Biegeeinheit 26 eingegangen. Die Beschreibung der ersten Biegeeinheit 26 ist jedoch entsprechend auf die zweite Biegeeinheit 28 übertragbar. Grundsätzlich können aber Konstruktionsunterschiede zwischen den Biegeeinheiten 26, 28 vorhanden sein.
Die erste Biegeeinheit 26 ist dazu eingerichtet, den umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkstücks 12 relativ zu dem eingespannten Abschnitt 16 des Werkstücks 12 um eine Biegeachse 18 umzubiegen. Die Biegeachse 18 verläuft parallel zu der Längsrichtung 100. Die Biegeachse 18 definiert einen Verbindungsbereich des eingespannten Abschnitts 16 des Werkstücks 12 und des umzubiegenden Abschnitts 14 des Werkstücks 12.
Die erste Biegeeinheit 26 weist wenigstens eine Linearführung 34-44 auf, mit der das Biegewerkzeug 30 zur Verlagerung in einer Vorschubebene 48 lineargeführt ist (vgl. 3). Im gezeigten Fall weist die erste Biegeeinheit 26 sechs Linearführungen 34-44 auf. Die Linearführungen 34-44 sind bezüglich der Längsrichtung 100 in regelmäßigen Abständen angeordnet.
Die zweite Biegeeinheit 28 weist ebenfalls sechs Linearführungen 46 auf, von denen aus Gründen einer besseren Übersichtlichkeit lediglich eine mit einem Bezugszeichen versehen ist.
Die erste Biegeeinheit 26 umfasst einen Biegewerkzeugträger 80, an welchem das Biegewerkzeug 30 wechselbar befestigt ist (siehe auch 7). Das Biegewerkzeug 30 ist im gezeigten Fall formschlüssig an den Biegewerkzeugträger 80 angelegt und ferner an diesen angeschraubt. Der Biegewerkzeugträger 80 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet. Eine Haupterstreckungsebene des Biegewerkzeugträgers 80 erstreckt sich parallel zu der Vorschubebene 48. Die Linearführungen 34-44 sind zum Linearführen des Biegewerkzeugträgers 80 eingerichtet. Da das Biegewerkzeug 30 an dem Biegewerkzeugträger 80 befestigt ist, führen die Linearführungen 34-44 hierdurch das Biegewerkzeug 30.
Die erste Biegeeinheit 26 umfasst ein an der ersten Klemmwange 22 bewegbar gelagertes Basiselement 54, an welchem das Biegewerkzeug 30 linear bewegbar gelagert ist. Die Linearführungen 34-44 für das Biegewerkzeug 30 sind in das Basiselement 54 integriert.
Die erste Biegeeinheit 26 umfasst eine weitere Linearführung 56, mit der das Basiselement 54 zu Verlagerung in einer weiteren Vorschubebene 64 lineargeführt ist. Die weitere Linearführung 56 führt das Basiselement 54 parallel zu einer Oberfläche der ersten Klemmwange 22. Im gezeigten Fall umfasst die Biegeeinheit 26 vier weitere Linearführungen 56-62 für das Basiselement 54, die in regelmäßigen Abständen entlang der Längsrichtung 100 angeordnet sind. Die weiteren Linearführungen 56-62 für das Basiselement 90 sind entlang der Längsrichtung 100 relativ zu den Linearführungen 34-44 für das Biegewerkzeug 30 versetzt angeordnet.
Das Basiselement 54 weist senkrecht zu der Biegeachse 18 einen dreieckigen Querschnitt auf. Das Basiselement 54 ist als ein in Längsrichtung 100 ausgedehntes Element mit dreieckigem Querschnitt ausgebildet. Eine Oberseite des Basiselements 54 ist parallel zu der Vorschubebene 48 angeordnet. Zudem ist eine Unterseite des Basiselements 54 parallel zu der weiteren Vorschubebene 64 angeordnet. Die Oberseite und die Unterseite des Basiselements 54 schließen einen Winkel von weniger als 90° ein. Die weitere Vorschubebene 64 ist wiederum parallel zu einer Oberseite der ersten Klemmwange 22 angeordnet.
In 3 ist die Biegemaschine 10 in einem Zustand dargestellt, in welchem die erste Biegeeinheit 26 in einen Bereich der Biegeachse 18 vorgefahren ist. Des Weiteren ist in dem in 3 gezeigten Zustand die zweite Biegeeinheit 28 auf der zweiten Klemmwange 24 zurückgefahren, also von der Biegeachse 18 wegbewegt, sodass ein möglichst großer Biegebereich vor der zweiten Klemmwange 24 freigegeben ist, in welchen der umzubiegende Abschnitt 14 des Werkstücks 12 wahlweise hineingebogen werden kann.
Durch ein Verlagern des Basiselements 54 in der weiteren Vorschubebene 64 relativ zu der ersten Klemmwange 22 sowie durch ein Verlagern des Biegewerkzeugs 30 in der Vorschubebene 48 relativ zu dem Basiselement 54 kann das Biegewerkzeug 30 entlang einer Bewegungsbahn bewegt werden, um das Werkstück 12 zu biegen. Durch die Überlagerung der Bewegungen in der Vorschubebene 48 und in der weiteren Vorschubebene 64 kann eine Gesamtbewegung des Biegewerkzeugs 30 relativ zu der Einspannebene bzw. relativ zu dem Werkstück 12 erzeugt werden, wobei unterschiedlichste Bewegungsbahnen erzeugt werden können. Hierauf wird im Folgenden nochmals eingegangen werden.
Bei einem Bewegen des Basiselements 54 relativ zur ersten Klemmwange 22 wird die Vorschubebene 48 relativ zu der Biegeachse 18 entlang der weiteren Vorschubebene 64 mitbewegt. Die weitere Vorschubebene 64 ist hingegen relativ zu der Biegeachse 18 ortsfest.
Die Vorschubebene 48 schneidet die weitere Vorschubebene 64. Eine Schnittgerade der Vorschubebene 48 und der weiteren Vorschubebene 64 ist parallel zu der Biegeachse 18 angeordnet. Wird das Biegewerkzeug 30 und/oder das Basiselement 54 geeignet verfahren, kann die Schnittgerade mit der Biegeachse 18 zusammenfallen. Zudem schneiden sowohl die Vorschubebene 48 als auch die weitere Vorschubebene 64 die Einspannebene 32. Wird das Biegewerkzeug 30 und/oder das Basiselement 54 geeignet verfahren, können Schnittgeraden der Einspannebene 32 und der Vorschubebene 48 sowie der Einspannebene 32 und der weiteren Vorschubebene 64 zusammenfallen, beispielsweise auch mit der Biegeachse 18. Die Vorschubebene 48 ist relativ zu der weiteren Vorschubebene 64 um beispielsweise 25° angestellt. Dieser Winkel entspricht einem Winkel zwischen der Oberseite und der Unterseite des Basiselements 54. Zudem ist die weitere Vorschubebene 64 relativ zu der Einspannebene 32 um beispielsweise 30° angestellt. Dieser Winkel entspricht einem halben Winkel zwischen den Klemmwangen 22, 24.
4 zeigt eine schematische Schnittdarstellung eines Ausschnitts der Biegemaschine 10, geschnitten in einer Schnittebene senkrecht zu der Biegeachse 18. Die erste Biegeeinheit 26 weist einen Antrieb 50 für das Biegewerkzeug 30 auf, der dazu eingerichtet ist, das Biegewerkzeug 30 in der Vorschubebene 48 zu bewegen. Wie in 1 zu erkennen ist, umfasst die Biegemaschine 10 zwei Antriebe 50, 52 für das Biegewerkzeug 30. Die Antriebe 50, 52 für das Biegewerkzeug 30 sind im gezeigten Fall baugleich ausgeführt, weshalb lediglich der Antrieb 50 näher beschrieben wird.
Der Antrieb 50 ist in das Basiselement 54 integriert. Der Antrieb 50 ist mit dem Basiselement 54 mitbewegbar.
Der Antrieb 50 ist ein Linearantrieb. Der Antrieb 50 umfasst einen Kugelgewindetrieb 73, wobei eine Spindel des Kugelgewindetriebs 73 in das Basiselement 54 integriert ist. Eine auf der Spindel des Kugelgewindetriebs 73 laufende Mutter ist an dem Biegewerkzeugträger 80 befestigt. Hierdurch kann mittels des Antriebs 50 der Biegewerkzeugträger 80 und somit das Biegewerkzeug 30 relativ zu dem Basiselement 54 in der Vorschubebene 48 verfahren werden.
Die Antriebe 50, 52 für das Biegewerkzeug 30 sind im gezeigten Fall versetzt zu den Linearführungen 34-44 für das Biegewerkzeug 30 angeordnet. In einer alternativen Ausführungsform können jedoch auch Linearführungen für das Biegewerkzeug 30 in die Antriebe 50, 52 integriert sein.
5 zeigt eine schematische perspektivische Schnittdarstellung eines Ausschnitts der Biegemaschine 10, geschnitten in einer weiteren Schnittebene senkrecht zu der Biegeachse der Biegemaschine 10. Die erste Biegeeinheit 26 umfasst einen Antrieb 66 für das Basiselement 54, der dazu eingerichtet ist, das Basiselement 54 in der weiteren Vorschubebene 64 zu bewegen. Im gezeigten Fall umfasst die erste Biegeeinheit 26 zwei Antriebe 66, 68 für das Basiselement 54. Die Antriebe 66, 68 sind an der ersten Klemmwange 22 angeordnet. Die Antriebe 66, 68 für das Basiselement 54 sind im gezeigten Fall baugleich ausgeführt, weshalb lediglich der Antrieb 66 näher beschrieben wird.
Der Antrieb 66 ist ein Linearantrieb. Der Antrieb 66 umfasst einen Kugelgewindetrieb 72. Der Antrieb 66 für das Basiselement 54 ist teilweise in das Basiselement 54 und teilweise in die erste Klemmwange 22 integriert. Das Basiselement 54 bildet einen Aufnahmeraum für die Spindel des Kugelgewindetriebs 72 aus. Die Spindel des Kugelgewindetriebs 72 ist relativ zu der ersten Klemmwange 22 ortsfest. Eine auf der Spindel des Kugelgewindetriebs 72 laufende Mutter ist an dem Basiselement 54 befestigt. Hierdurch kann mittels des Antriebs 66 das Basiselement 54 relativ zu der ersten Klemmwange 22 in der weiteren Vorschubebene 64 verfahren werden. Das Basiselement 54 nimmt bei dieser Bewegung das Biegewerkzeug 30 bzw. die Vorschubebene 48 mit.
Im Folgenden soll auf einen Biegebetrieb der Biegemaschine 10 näher eingegangen werden. In 4 ist zu erkennen, dass die erste Klemmwange 22 eine erste Biegekante 74 aufweist. Zudem weist die zweite Klemmwange 24 eine zweite Biegekante 76 auf. Bei einem Biegen mit der ersten Biegeeinheit 26 wird um die zweite Biegekante 76 gebogen. Der umzubiegende Abschnitt 14 des Werkstücks 12 wird dabei um die zweite Klemmwange 24 umgebogen, indem mittels geeigneten Verfahrens des Biegewerkzeugs 30 dieses eine Biegekraft auf den umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkstücks 12 ausübt. In diesem Fall definiert die zweite Biegekante 76 die Biegeachse 18. In analoger Weise definiert bei einem Biegen mit der zweiten Biegeeinheit 28 die erste Biegekante 74 die Biegeachse 18. Im Folgenden wird lediglich ein Biegen um die zweite Biegekante 76, also ein Biegen mittels der ersten Biegeeinheit 26 näher beschrieben. Die Biegemaschine 10 ist jedoch, wie erwähnt, zu einem Doppelbiegen eingerichtet, sodass die Beschreibung analog für ein Biegen mit der zweiten Biegeeinheit 28 zu verstehen ist.
6 zeigt eine schematische Seitenansicht eines weiteren Ausschnitts der Biegemaschine 10. Das Biegewerkzeug 30 ist derart verfahrbar, dass das Werkstück 12 um die zweite Biegekante 76 um wenigstens 130° biegbar ist. Im gezeigten Fall ist das Werkstück 12 um einen maximalen Biegewinkel 108 von 140° um die zweite Biegekante 76 biegbar. Der maximale Biegewinkel 108 ist in 6 nicht maßstäblich dargestellt, sondern lediglich schematisch eingezeichnet. Der maximale Biegewinkel 108 kann erzielt werden, wenn die zweite Biegeeinheit 28 auf der zweiten Klemmwange 24 von der Biegeachse 18 maximal weit weg gefahren ist. Der umzubiegende Abschnitt 14 des Werkstücks 12 kann dann über einen Winkelbereich von beispielsweise 140° gebogen werden, wodurch kleine Innenwinkel geformt werden können. Wird für ein Biegen mit der zweiten Biegeeinheit 28 in analoger Weise die erste Biegeeinheit 26 zurückgefahren, kann sich der Biegebereich 106 über einen Winkelbereich von beispielsweise bis zu 280° erstrecken. Ist der umzubiegende Abschnitt 14 des Werkstücks 12 so kurz, dass dieser in einem umgebogenen Zustand nicht bis zu der zweiten Biegeeinheit 28 reicht, ist ein noch größerer Biegewinkel erzielbar, der dann durch die zweite Klemmwange 24 begrenzt ist. In diesem Fall kann beispielsweise um bis zu 150° gebogen werden. Diese Winkel können je nach Ausführung und/oder Anwendung auch größer sein als die genannten sein.
7-9 zeigen Seitenansichten eines weiteren Ausschnitts der Biegemaschine 10 in unterschiedlichen Zuständen. In 7 ist das Biegewerkzeug 30 bis an die Einspannebene 32 herangefahren. Das Biegewerkzeug 30 ist an den umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkzeugs 12 angelegt. In 7 ist somit ein Zustand unmittelbar vor einem Biegen dargestellt.
Das Biegewerkzeug 30 weist einen Biegeabschnitt 78 auf, der bei einem Umformen des Werkstücks 12 mit diesem in Kontakt gebracht wird. Der Biegeabschnitt 78 übt dabei ggf. eine Biegekraft auf das Werkstück 12 aus, wenn das Biegewerkzeug 30 relativ zu dem Werkstück 12 verfahren wird.
Der Biegeabschnitt 78 ist hakenförmig ausgebildet. Der Biegeabschnitt 78 weist senkrecht zu der Längsrichtung 100 einen hakenförmigen Querschnitt auf.
Der Biegeabschnitt 78 weist eine Innenfläche 92 und eine Außenfläche 94 auf. Die Innenfläche 92 ist eine Hakeninnenfläche. Die Innenfläche 92 ist beispielsweise aus mehreren im Wesentlichen ebenen Abschnitten zusammengesetzt, die abgerundet ineinander übergehen. Ebenso ist die Außenfläche 94 aus mehreren im Wesentlichen eben Abschnitten zusammengesetzt, wobei Übergänge als abgerundete Kanten ausgebildet sind.
Der Biegeabschnitt 78 umfasst zudem einen Endabschnitt 96, der einen vordersten Abschnitt des Biegewerkzeugs 30 ausbildet. In einem Bereich des Endabschnitts 96 geht die Innenfläche 92 in die Außenfläche 94 über. Der Endabschnitt 96 weist eine gekrümmte Oberfläche auf, die in einer Betrachtung parallel zu der Längsrichtung 100 kreisbogenförmig ausgebildet ist. Gemäß einer Biegevariante kann das Werkstück 12 mit dem Endabschnitt 96 derart gebogen werden, dass der Endabschnitt 96 stets entlang einer sich parallel zu der Biegeachse 18 erstreckenden Linie an dem Werkstück 12 anliegt. Die gekrümmte Oberfläche des Endabschnitts 96 rollt dabei über das Werkstück 12 ab, sodass es zwischen Werkstück 12 und Biegewerkzeug 30 vorzugsweise nicht zu einem Gleiten kommt, das unter Umständen ein Zerkratzen des Werkstücks 12 nach sich ziehen könnte. Dieses Abrollen wird erfindungsgemäß dadurch erzeugt, dass eine Bewegungsbahn des Biegewerkzeugs 30 und somit des Endabschnitts 96 entsprechend gewählt wird, sodass der Endabschnitt 96 nicht relativ zu dem umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkstücks 12 rutscht.
8 zeigt einen Zustand, in welchem der umzubiegende Abschnitt 14 des Werkstücks 12 um 90° umgebogen wurde. Dieses Umbiegen wurde mit dem Endabschnitt 96 des Biegeabschnitts 78 durchgeführt. Der Endabschnitt 96 liegt in dem in 8 gezeigten Zustand an dem umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkstücks 12 an.
Ein Biegen des umzubiegenden Abschnitts 14 des Werkstücks 12 aus der Einspannebene 32 heraus erfolgt ausgehend von dem in 7 gezeigten Zustand zunächst in einem Druckbiegebetrieb, in welchem das Biegewerkzeug 30 in eine erste Richtung bewegt wird. Diese erste Richtung ist dabei veränderlich. Eine entsprechende Bewegung des Biegewerkzeugs 30 entlang der ersten Richtung erfolgt relativ zu der ersten Klemmwange 22 in Richtung des Biegebereichs 106 und weg von dem Einspannbereich 104.
Soll das Werkstück 12 um einen größeren Winkel gebogen werden, beispielsweise um einen Winkel von 140°, erfolgt anschließend ein Biegen in einem Zugbiegebetrieb. In dem Zugbiegebetrieb wird das Biegewerkzeug 30 in eine von der ersten Richtung verschiedene zweite Richtung bewegt. Die zweite Richtung ist ebenfalls veränderlich. Die zweite Richtung ist der ersten Richtung im Wesentlichen entgegengesetzt. Eine entsprechende Bewegung des Biegewerkzeugs 30 entlang der zweiten Richtung erfolgt relativ zu der ersten Klemmwange 22 von dem Biegebereich 106 weg in Richtung auf den Einspannbereich 104 zu. In dem Zugbiegebetrieb wird der umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkstücks 12 mit der Innenfläche 92 des Biegeabschnitts 78 in Anlage gebracht. Der hakenförmige Biegeabschnitt 78 zieht dann in dem Zugbiegebetrieb den umzubiegenden Abschnitt 14 des Werkstücks 12 ausgehend von dem in 7 gezeigten Zustand weiter um die zweite Biegekante 76.
Durch sequentielles Ausführen des Druckbiegebetriebs und des Zugbiegebetriebs kann der umzubiegende Abschnitt 14 des Werkstücks 12 somit zunächst bis zu einem Grenzwinkel, im gezeigten Fall etwa 90°, umgebogen und ausgehend von diesem Grenzwinkel in dem Zugbiegebetrieb weiter umgebogen werden.
Zur Steuerung der Bewegung des Biegewerkzeugs 30 bzw. des Basiselements 54 in der Vorschubebene 48 bzw. in der weiteren Vorschubebene 64 weist die Biegemaschine 10 eine elektronische Steuereinheit 82 auf, die in 1 schematisch dargestellt ist. Die Steuereinheit 82 ist dazu eingerichtet, eine Bewegungsbahn für das Biegewerkzeug 30 durch Überlagerung wenigstens zweier Linearbewegungen zu erzeugen. Selbiges gilt für eine Bewegungsbahn für das Biegewerkzeug der zweiten Biegeeinheit. Diese Linearbewegungen sind im gezeigten Fall die Bewegung des Biegewerkzeugs 30 in der Vorschubebene 48 sowie die Bewegung des Basiselements 54 in der weiteren Vorschubebene 64.
Im Folgenden wird mit Bezug auf die 10 bis 14 eine Funktion der Biegemaschine 10 näher beschrieben, die damit im Zusammenhang steht, dass die erste Klemmwange 22 und die zweite Klemmwange 24 dazu eingerichtet sind, durch ein Gegenhalten zumindest eine erste Biegeachse 200 (siehe 10 und 11) und eine zweite Biegeachse 202 (siehe 13 und 14) zu definieren, um die ein Umbiegen des Werkstücks 12 mittels der ersten Biegeeinheit 26 und mittels der zweiten Biegeeinheit 28 erfolgen kann, wobei die erste Biegeachse 200 und die zweite Biegeachse 202 in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene 32 voneinander beabstandet sind.
Die Biegemaschine 10 umfasst eine Halteeinheit 204, die den Tisch 88 sowie ein bewegbares Halteelement 205 umfasst. Die Halteeinheit 204 ist dazu eingerichtet, das Werkstück 12 mittels des Halteelements 205 unabhängig von den Klemmwangen 22, 24 zu halten. Zudem umfasst die Biegemaschine 10 eine Positioniereinheit 206 zum Verschieben des Werkstücks 12 in der Einspannebene 32. Die Positioniereinheit 206 ist im dargestellten Fall von der Halteeinheit 204 gebildet. Das Halteelement 205 ist senkrecht zur Einspannebene 32 bewegbar, wodurch das Werkstück 12 gehalten und freigegeben werden kann. Ferner ist das Halteelement 205 parallel zur Einspannebene 32 verlagerbar. Hierdurch kann das Werkstück 12 gegriffen und in der Einspannebene 32 vorgeschoben werden. Die Steuereinheit 82 ist dazu eingerichtet, die Halteeinheit 204 und die Positioniereinheit 206 anzusteuern. Im dargestellten Fall umfasst die Halteeinheit 204 bzw. die Positioniereinheit 206 mehrere Halteelemente 205, die in Abständen nebeneinander angeordnet sind.
In anderen Ausführungsformen können die Positioniereinheit 206 und die Halteeinheit 204 getrennt voneinander ausgebildet sein. Beispielsweise können zusätzliche Elemente vorhanden sein, die in einem gelösten Zustand der Halteeinheit 204 für einen Vorschub des Werkstücks 12 sorgen.
Im Folgenden wird ein spezieller Biegebetrieb der Biegemaschine 10 beschrieben. Dabei erfolgt ein Biegen um unterschiedliche Biegeachsen. Die Steuereinheit 82 ist dazu eingerichtet, in einem Vorbiegebetriebsmodus die Klemmwangen 22, 24 derart anzusteuern, dass diese eine erste Biegeachse 200 definieren, und die erste Biegeeinheit 26 derart anzusteuern, dass das Werkstück 12 um die erste Biegeachse 200 umgebogen wird, wodurch eine Vorbiegestelle 208 erzeugbar ist. In 10 ist die Biegemaschine 10 in dem Vorbiegebetriebsmodus dargestellt. Die erste Biegeachse 200 entspricht dabei der Biegeachse 18, die weiter oben beschrieben wurde. Die Vorbiegestelle 208 ist dadurch erzeugbar, dass die Steuereinheit 82 die erste Biegeeinheit 26 derart ansteuert, dass diese durch ein Drücken gegen einen umzubiegenden Abschnitt des Werkstücks 12 nach unten und ein anschließendes Ziehen mit einer Innenseite des Biegewerkzeugs 30 um das vordere Ende der zweiten Klemmwange 24 umgebogen wird, wie dies im Zusammenhang mit den 8 und 9 beschrieben wurde. Im dargestellten Fall wird beispielsweise die Vorbiegestelle 208 mit einem Innenwinkel von weniger als 60° erzeugt, wobei je nach Anwendung unterschiedliche Winkel möglich sind.
Ferner ist die Steuereinheit 82 dazu eingerichtet, in einem Anstellbetriebsmodus die Klemmwangen 22, 24 derart anzusteuern, dass diese die erste Biegeachse 200 definieren, und die zweite Biegeeinheit 28 derart anzusteuern, dass das Werkstück 12 um die erste Biegeachse 200 umgebogen wird, wodurch eine Anstellbiegestelle 210 erzeugbar ist. Im dargestellten Fall weist diese einen Winkel von 90° auf. Der Anstellbetriebsmodus ist in der 11 veranschaulicht.
Wie sich aus einer Zusammenschau der 10 und 11 ergibt, ist die Steuereinheit 82 dazu eingerichtet, nach Durchführung des Vorbiegebetriebsmodus und vor Durchführung des Anstellbetriebsmodus einen Vorschub des Werkstücks 12 parallel zu der Einspannebene 32 zu bewirken, sodass in dem Anstellbetriebsmodus ein Abschnitt des Werkstücks 12 umbiegbar ist, der die Vorbiegestelle 208 umfasst. Hierfür steuert die Steuereinheit 82 die Positioniereinheit 206 geeignet an.
Es versteht sich, dass je nach Dicke und Material des verwendeten Werkstücks 12 sowie je nach Geometrie der Klemmwangen 22, 24 ein Biegen nach oben und nach unten dazu führt, dass minimal unterschiedliche tatsächliche Biegeachse verwirklicht sind. Die Bezugnahme auf die erste Biegeachse 200 ist daher insbesondere derart zu verstehen, dass in einem Zustand gebogen wird, in dem die Klemmwangen 22, 24 das Werkstück 12 halten, sodass diese um eine Vorderkante der jeweiligen Klemmwange 22, 24 umgebogen wird, unabhängig davon, ob ein Biegen nach oben oder nach unten erfolgt.
Die Steuereinheit 82 ist außerdem dazu eingerichtet, in einem Kneifbiegebetriebsmodus die Klemmwangen 22, 24 derart anzusteuern, dass diese eine zweite Biegeachse 202 definieren, und die erste Biegeeinheit 26 derart anzusteuern, dass das Werkstück 12 um die zweite Biegeachse 202 umgebogen wird, wodurch eine Hauptbiegestelle 212 erzeugbar ist. Dies wird im Folgenden mit Bezug auf die 12 bis 14 näher erläutert.
Nach dem Erzeugen der Anstellbiegestelle 210 steuert die Steuereinheit 82 zunächst die Biegeeinheit 28 dazu an, sich auf der zweiten Klemmwange 24 zurückzuziehen. Ferner steuert die Steuereinheit 82 die erste Klemmwange 22 an, um diese senkrecht zu der Einspannebene 32 anzuheben. Hierfür wird die erste Klemmwange 22 nach oben geschwenkt oder linear verfahren, je nach Ausgestaltung deren Antrieb und Aufhängung. Die erste Klemmwange 22 ist dann von der zweiten Klemmwange 24 und von der Einspannebene 32 beabstandet.
Ein vorderes Ende der ersten Klemmwange 22 liegt dabei an einem umgebogenen Abschnitt des Werkstücks 12 an, sodass die erste Klemmwange 22 eine Gegenhaltelinie und/oder eine Gegenhaltefläche für das Werkstück 12 definiert, die außerhalb der Einspannebene 32 liegt und entlang derer bzw. innerhalb derer der umgebogene Abschnitt des Werkstücks 12 für ein weiteres Umbiegen gegen die erste Klemmwange 22 gedrückt werden kann (vgl. 12). Hierbei definieren die Klemmwangen 22, 24 die zweite Biegeachse 202, die außerhalb der Einspannebene 32 liegt.
Die Steuereinheit 82 ist außerdem dazu eingerichtet, anschließend die erste Biegeeinheit 26 anzusteuern, um das Werkstück 12 um die zweite Biegeachse 202 umzubiegen, wobei die erste Klemmwange 22 gegenhält (vgl. 13 und 14). In dem Kneifbiegebetriebsmodus wird somit die Vorbiegestelle 208 durch eine Art Kneifbewegung zwischen dem Biegewerkzeug 30 der ersten Biegeeinheit 28 und der ersten Klemmwange 22 weiter zusammengedrückt. Hierdurch wird die Hauptbiegestelle 212 erzeugt. Im dargestellten Fall wird ein Falz erzeugt, indem die Hauptbiegestelle 212 mit einem Winkel von 180° ausgebildet wird.
Wie unter nochmaligem Verweis auf die 1 zu erkennen ist, umfasst die Biegemaschine 10 zudem eine Benutzerschnittstelle 216, die beispielsweise einen Bildschirm und geeignete Bedienelemente und/oder einen Touch-Bildschirm umfasst. Mittels der Benutzerschnittstelle 216 kann ein Benutzer ein zu biegendes Zielprofil eingeben. Die Steuereinheit 82 ist dazu eingerichtet, das Zielprofil zu erhalten und auszuwerten. Auf der Grundlage des Zielprofils berechnet die Steuereinheit 82 dann eine vorgeschlagene Biegereihenfolge. Zudem kann eine Simulation eines Biegevorgangs erstellt werden, die dem Benutzer wiederum über die Benutzerschnittstelle 216 angezeigt werden kann. Dabei kann vorgesehen sein, dass der Benutzer ausgehend von der Simulation die vorgeschlagene Biegereihenfolge bestätigen und/oder Änderungen daran vornehmen kann, die vor einer Durchführung eines Biegevorgangs von der Steuereinheit 82 berücksichtigt werden.
In den 15 bis 17 ist eine alternative Ausführungsform einer Biegemaschine 10' dargestellt. Ähnliche Komponenten sind mit denselben Bezugszeichen wie zuvor versehen, wobei die Bezugszeichen der alternativen Ausführungsform jedoch zur Kenntlichmachung ein Hochkomma tragen.
Die Biegemaschine 10' ist grundsätzlich analog zur Biegemaschine 10 des vorherigen Ausführungsbeispiels aufgebaut und umfasst eine erste Klemmwange 22' und eine zweite Klemmwange 24', an denen eine erste Biegeeinheit 26' bzw. eine zweite Biegeeinheit 28' angebracht sind. Im Gegensatz zum vorherigen Ausführungsbeispiel umfassen die Biegeeinheiten 26', 28' jedoch Biegewerkzeuge 30', 31', die entlang der jeweiligen Klemmwange 22', 24' linear verschiebbar und zusätzlich relativ zur jeweiligen Klemmwange 22', 24' schwenkbar sind.
Wie zuvor definieren die beiden Klemmwangen 22', 24' eine erste Biegeachse 200', um die in herkömmlicher Weise gebogen werden kann, wenn die Klemmwangen 22', 24' ein Werkstück 12' in einer Einspannebene 32' einspannen. Die erfolgt beispielsweise durch geeignetes lineares Vorschieben des entsprechenden Biegewerkzeugs 30', 31' sowie ein anschließendes Schwenken desselben.
Nachdem in bekannter Weise durch Biegen um die erste Biegeachse 200' eine Vorbiegestelle 208' gebogen wurde, kann auch mittels der alternativen Biegemaschine 10' ein Kneifbiegen um eine von der ersten Biegeachse 200' beabstandete zweite Biegeachse 208' erfolgen. Hierfür wird, wie dies in 15 dargestellt ist, die erste Klemmwange 22' angehoben, sodass ein Abstand zwischen den Klemmwangen 22', 24' vorhanden ist. Zudem wird das Biegewerkzeug 30' der ersten Biegeeinheit 26' weit über die erste Klemmwange 22' vorgeschoben, sodass die Vorbiegestelle 208' zwischen einem vorderen Ende der ersten Klemmwange 22' und einer Hinterseite des Biegewerkzeugs 30' in einem Spalt angeordnet ist, der zwischen dem Biegewerkzeug 30' und der ersten Klemmwange 22' gebildet ist.
Ein Kneifbiegebetriebsmodus kann in diesem Fall umfassen, dass ausgehend von dieser in der 15 dargestellten Position die erste Klemmwange 22' gemeinsam mit dem Biegewerkzeug 30' der ersten Biegeeinheit 26' auf die zweite Klemmwange 24' zu abgesenkt werden, wodurch die Vorbiegestelle 208' in besagten Spalt gedrückt und zu einer Hauptbiegestelle 212' umgeformt wird, wie dies in der 16 zu erkennen ist.
In einem alternativen Modus kann ein Biegen der Hauptbiegestelle 212' auch dadurch erfolgen, dass ausgehend von einer Position, wie sie in der 15 dargestellt ist, das Biegewerkzeug 30' relativ zu ersten Klemmwange 22' geschwenkt und Klemmwange 22' und Biegewerkzeug 30' erforderlichenfalls zugleich leicht abgesenkt werden. Hierbei wird beim Schwenken mit einer Rückseite des Biegewerkzeugs 30' umgebogen, wie dies in der 17 dargestellt ist.
Die vorstehenden Erläuterungen des Vorbiegebetriebsmodus, Anstellbetriebsmodus und Kneifbiegebetriebsmodus sind dabei rein exemplarisch zu verstehen. Gemäß machen Ausführungsformen kann zusätzlich oder alternativ die zweite Klemmwange 24 aus der Einspannebene 32 heraus bewegbar sein. Entsprechend kann die zweite Biegeachse unterhalb statt oberhalb der Einspannebene 32 gebildet werden. Zudem können andere Winkel beim Biegen verwirklicht werden, etwa andere Winkel einer Vorbiegestelle und/oder andere Winkel einer Anstellbiegestelle und/oder andere Winkel einer Hauptbiegestelle.
Wie weiter oben erwähnt wurde kann außerdem die Biegemaschine 10 als Einzelbieger ausgebildet sein und beispielsweise nur die erste Biegeeinheit 26, nicht aber die zweite Biegeeinheit 28, oder nur die zweite Biegeeinheit 28, nicht aber die erste Biegeeinheit 26 umfassen. In sämtlichen der beschriebenen Betriebsmodi wird dann lediglich mit der einzelnen Biegeeinheit gebogen, ggf. unter zusätzlicher geeigneter Bewegung der Klemmwangen 22, 24.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2014381 B1 [0004]
DE 19901797 A1 [0005]
EP 1410855 B1 [0008]
EP 1797973 A1 [0009]
EP 1967300 A2 [0010]
DE 102018000344 B3 [0011]
WO 2019/089054 A1 [0012]

Claims

Biegemaschine (10) zum Biegen eines Werkstücks (12) aus Flachmaterial wie beispielsweise eines Blechs, insbesondere Blechbiegemaschine, umfassend: eine erste Klemmwange (22); eine relativ zu der ersten Klemmwange (22) bewegbar gelagerte zweite Klemmwange (24), wobei die erste Klemmwange (22) und die zweite Klemmwange (24) dazu eingerichtet sind, einen eingespannten Abschnitt (16) des Werkstücks (12) in einer Einspannebene (32) einzuspannen; eine an der ersten Klemmwange (22) angeordnete Biegeeinheit (26) mit einem Biegewerkzeug (32), wobei die Biegeeinheit (26) dazu eingerichtet ist, einen umzubiegenden Abschnitt des Werkstücks (12) durch Verlagerung des Biegewerkzeugs (30) umzubiegen; eine Steuereinheit (82), die dazu eingerichtet ist, die Biegeeinheit (26) und die Klemmwangen (22, 24) anzusteuern, um das Biegewerkzeug (30) und die Klemmwangen (22, 24) zu bewegen; wobei die erste Klemmwange (22) und/oder die zweite Klemmwange (24) dazu eingerichtet sind, durch ein Gegenhalten zumindest eine erste Biegeachse (200) und zumindest eine zweite Biegeachse (202) zu definieren, um die ein Umbiegen des Werkstücks (12) mittels der Biegeeinheit (26) erfolgen kann, wobei die erste Biegeachse (200) und die zweite Biegeachse (202) in eine Richtung senkrecht zu der Einspannebene (32) voneinander beabstandet sind.
Biegemaschine nach Anspruch 1, ferner umfassend: eine an der zweiten Klemmwange (24) angeordnete weitere Biegeeinheit (28) mit einem weiteren Biegewerkzeug (31), wobei die weitere Biegeeinheit (28) dazu eingerichtet ist, einen umzubiegenden Abschnitt des Werkstücks (12) durch Verlagerung des zweiten Biegewerkzeugs (31) umzubiegen; wobei die Steuereinheit (82), dazu eingerichtet ist, die Biegeeinheiten (26, 28) und die Klemmwangen (22, 24) anzusteuern, um die Biegewerkzeuge (30, 31) und die Klemmwangen (22, 24) zu bewegen; wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, die Biegeeinheiten (26, 28) derart anzusteuern, dass ein Umbiegen des Werkstücks (12) um die zweite Biegeachse (202) mittels der Biegeeinheit (26) und/oder mittels der weiteren Biegeeinheit (28) erfolgen kann.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die zweite Biegeachse (202) dadurch definierbar ist, dass eine der Klemmwangen (22, 24) von der anderen Klemmwange (22, 24) und von der Einspannebene (32) beabstandet ist und eine Gegenhaltelinie und/oder eine Gegenhaltefläche für das Werkstück (12) definiert, die außerhalb der Einspannebene (32) liegt und entlang derer bzw. innerhalb derer ein bereits umgebogener Abschnitt des Werkstücks (12) für ein weiteres Umbiegen gegen die Klemmwange (22, 24) gedrückt werden kann.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, in einem Vorbiegebetriebsmodus die Klemmwangen (22, 24) derart anzusteuern, dass diese die erste Biegeachse (200) definieren, und die Biegeeinheit (26) derart anzusteuern, dass das Werkstück (12) um die erste Biegeachse (200) umgebogen wird, wodurch eine Vorbiegestelle (208) erzeugbar ist.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 4, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, ein Biegen des Werkstücks (12) an der Vorbiegestelle (208) um einen Winkel von mehr als 90° zu bewirken.
Biegemaschine (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, in einem Anstellbetriebsmodus die Klemmwangen (22, 24) derart anzusteuern, dass diese die erste Biegeachse (200) definieren, und die weitere Biegeeinheit (28) derart anzusteuern, dass das Werkstück (12) um die erste Biegeachse (200) umgebogen wird, wodurch eine Anstellbiegestelle (210) erzeugbar ist.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 6, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, ein Biegen des Werkstücks (12) an der Anstellbiegestelle (210) um einen Winkel von im Wesentlichen 90° zu bewirken.
Biegemaschine (10) zumindest nach den Ansprüchen 4 und 7, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, nach Durchführung des Vorbiegebetriebsmodus und vor Durchführung des Anstellbetriebsmodus einen Vorschub des Werkstücks (12) parallel zu der Einspannebene (32) zu bewirken, sodass in dem Anstellbetriebsmodus ein Abschnitt des Werkstücks (12) umbiegbar ist, der die Vorbiegestelle (208) umfasst.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, in einem Kneifbiegebetriebsmodus die Klemmwangen (22, 24) derart anzusteuern, dass diese die zweite Biegeachse (202) definieren, und die Biegeeinheit (26) derart anzusteuern, dass das Werkstück (12) um die zweite Biegeachse (202) umgebogen wird, wodurch eine Hauptbiegestelle (212) erzeugbar ist.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 9, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, ein Biegen des Werkstücks (12) an der Hauptbiegestelle (212) um einen Winkel von im Wesentlichen 180° zu bewirken.
Biegemaschine (10) zumindest nach den Ansprüchen 4 und 9, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, die Klemmwangen (22, 24) und die Biegeeinheit (26) derart anzusteuern, dass in dem Kneifbiegebetriebsmodus die Hauptbiegestelle (212) aus der Vorbiegestelle (208) formbar ist.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 11, wobei in dem Kneifbiegebetriebsmodus die erste Klemmwange (22) von der zweiten Klemmwange (24) und von der Einspannebene (32) beabstandet ist.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Klemmwange (22) und/oder die zweite Klemmwange (24) in eine Richtung senkrecht zur Einspannebene (32) bewegbar ist.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Halteeinheit (204) mit einem Tisch (88) und einem Halteelement (205), wobei das Werkstück (12) auf dem Tisch (88) ablegbar ist und mittels des Halteelements (205) unabhängig von den Klemmwangen (22, 24) gehalten werden kann, und wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, die Halteeinheit (204) anzusteuern.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner umfassend eine Positioniereinheit (206) zum Verschieben des Werkstücks (12) in der Einspannebene (32), wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, die Positioniereinheit (206) anzusteuern, um einen Vorschub des Werkstücks (12) relativ zu den Klemmwangen (22, 24) zu bewirken.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die erste Klemmwange (22) eine obere Klemmwange und die zweite Klemmwange (24) eine untere Klemmwange ist, oder wobei die erste Klemmwange (22) eine untere Klemmwange und die zweite Klemmwange (24) eine obere Klemmwange ist.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Biegeeinheit (26) und/oder die weitere Biegeeinheit (28) eine Linearführung (34-46) aufweist, mit der das jeweilige Biegewerkzeug (30, 31) zur Verlagerung in einer Vorschubebene (48) lineargeführt ist.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Biegewerkzeug (30) der Biegeeinheit (26) relativ zur ersten Klemmwange (22) schwenkbar ist und/oder wobei das weitere Biegewerkzeug (31) der weiteren Biegeeinheit (28) relativ zur zweiten Klemmwange (24) schwenkbar ist.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Biegeeinheit (26) und/oder die weitere Biegeeinheit (28) ein an der ersten Klemmwange (22) bzw. der zweiten Klemmwange (24) bewegbar gelagertes Basiselement (54) umfasst, an welchem das Biegewerkzeug (30, 31) linear bewegbar gelagert ist.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 19, wobei die Biegeeinheit (26) und/oder die weitere Biegeeinheit (28) wenigstens eine Linearführung (56-62) umfasst, mit der das Basiselement (54) zur Verlagerung in einer Vorschubebene (64) lineargeführt ist.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Biegewerkzeug (30) und/oder das weitere Biegewerkzeug (31) einen hakenförmigen Biegeabschnitt (78) umfasst.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, eine Bewegungsbahn für das Biegewerkzeug (30) und/oder für das weitere Biegewerkzeug (31) durch Überlagerung wenigstens zweier Linearbewegungen zu erzeugen.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei ein Abstand zwischen der ersten Biegeachse (200) und der zweiten Biegeachse (202) wenigstens 3 mm, bevorzugt wenigstens 5 mm und vorzugsweise wenigstens 10 mm beträgt.
Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Steuereinheit (82) dazu eingerichtet ist, ein von einem Benutzer vorgegebenes Zielprofil für ein zu biegendes Werkstück zu erhalten und auf der Grundlage des Zielprofils eine vorgeschlagene Biegereihenfolge zu bestimmen und/oder eine Biegesimulation durchzuführen.
Biegemaschine (10) nach Anspruch 24, ferner umfassend eine Benutzerschnittstelle (216), die dazu eingerichtet ist, eine Eingabe des Zielprofils zu gestatten und/oder ein Ergebnis der Biegesimulation anzuzeigen.
Steuereinheit, die dazu eingerichtet und programmiert ist, in einer Biegemaschine (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche als die Steuereinheit (82) verwendet zu werden.