DE3400524A1 - Vorrichtung zum abbiegen von blechraendern - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 15 302/4

Stuttgart EPT jw-gro

-H- 5. Jan. 1984

Vorrichtung zum Abbiegen von Blechrändern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abbiegen von Blechrändern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie sie beispielsweise aus der DE-PS 856 736 als bekannt hervorgeht.

In der DE-PS 749, 721 ist ein an einem Blechrand eines Werkstücks entlangführbares, also nicht stationär arbeitendes Handgerät dargestellt, das dazu dient, leichte Abbiegungen der Ränder von Blechen vorzunehmen. Die Führung des Geräts sowie das Abbiegen eines mehr oder minder schmalen Blechrandes geschieht durch Führungs- bzw. Biegerollen, die beidseitig auf dem Blech in der Nähe der Blechkante und auf der Blechkante selbst abrollen. Die Verformung des Randes wird vorgenommen durch kontinuierliches Entlangziehen des Geräts über den Blechrand hinweg, wobei die Rollen eine entsprechende Führung bewirken, bzw. eine entsprechende Verformungskraft ausüben. Von Hand ist das Hinwegziehen des Geräts entlang des Randes jedoch nur möglich, wenn die Kraft in Ziehrichtung mäßig groß bleibt, was eben nur bei leichten Abbiegungen an dünnen Blechen und bei reibungsarm gelagerten Biegerollen erreicht werden kann. Die konstruktive Ausführung des Geräts mit Füh-

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rungs- und Biegerollen erlaubt es im übrigen lediglich Blechränder mit relativ breiten ebenen Randzonen zu bearbeiten, und beispielsweise auch nicht hinterschnittene Ränder herzustellen.

Mit der DE-PS 837 686 wird ein weiteres Handgerät zum Abbiegen und Herstellen und zwar insbesondere auch hinterschnittener Ränder an Blechprofilen aufgezeigt, wie sie beispielsweise an Türen und Türöffnungen von Kraftfahrzeugen anzutreffen sind. Ein am Gerätehäuse schwenkbar gelagertes Hammerteil wird durch auf einarmaschinenkraftbetriebenen Welle angeordnete Nocken in hämmernde Schwingbewegungen versetzt. Ein im Querschnitt, zur Ausbildung beispielsweise hinterschnittener Ränder, hakenförmiges Amboßteil umfaßt den Blechrand von der anderen Seite her. Durch die hämmernde Bewegung in Umbiegerichtung wird der dazwischen liegende Blechrand entsprechend der Ausbildung der Formwerkzeuge - Hammer und Amboß - umgebogen. Das Gerät wird während der kurzen Zeitspanne, in denen sich der Hammerteil in vom Blech zurückgezogener Position befindet, beispielsweise von Hand rückweise am Blechrand entlanggeschoben.Als Führung dienen dem Gerät Anlageflächen am Blechprofil.

Ein nach dem vorstehend beschriebenen Funktionsprinzip arbeitendes Gerät ist auch in der eingangs erwähnten DE-PS 856 736 aufgezeigt. Jedoch dient als Gegenlager des Hammers eine entsprechend profilierte Rolle, die außerdem zur Führung des Geräts entlang des Blechrandes mit einer weiteren Rolle zusammenwirkt. Rollen als Gegenlager lassen sich jedoch nur für bestimmte Randformen verwenden. Für

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einen gleichmäßigen Vorschub besitzen die Rollen einen Kraftantrieb, der sie nach jedem Hammerschlag um einen gewissen Winkel weitertreibt, so daß sie sich ruckweise auf dem Blechrand abwälzen. Nachteilig ist hier, vrie auch bei dem vorausgehend beschriebenen Gerät die starke Lärmentwicklung durch hämmerndes Umformen. Ferner entstehen schartenförmige Eindrückungen des Blechrandes durch die einzelnen Hammerschläge, sogenannte Rattermarken. Mit wachsender Vorschubgeschwindigkeit, d.h. also mit entsprechend großen Vorschubbewegungen, werden diese Rattermarken umso deutlicher sichtbar. Sollen eindrückungsfreie Oberflächen erreicht werden, ist die Arbeitsgeschwindigkeit also entsprechend zu begrenzen. Bei der Lager und andere Maschinenteile hoch beanspruchenden Funktionsweise des Geräts ist ferner der Aufwand für Wartung und Reparatur hoch.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Vorrichtung zum Abbiegen von Blechrändern aufzuzeigen, die praktisch geräuschlos arbeitet und außerdem auch bei hoher Geschwindigkeit schartenfrei bearbeitete Blechränder erzielt.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Ein geräuscharmes und schartenfreies Umformen des Blechrandes wird erreicht, indem von der hämmernden, geräuschentwickelnden Bewegung der Formwerkzeuge abgegangen wird. Die Formwerkzeuge werden lediglich am Anfang und Ende eines Biegevorgangs durch Betätigen von entsprechend arbeitenden Zylinders an den Blechrand angedrückt bzw. von ihm zurückgezogen. Ansonsten verharren sie in geschlossener Stel-

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lung, während der Biegekopf parallel am Blechrand entlanggezogen oder -geschoben wird. Das Entlangziehen des Biegekopfes entlang des Randes erfordert hohe Kräfte, die an einem stabilen Führungsrahmen abgestützt werden müssen. Unter den hohen Kräften würden sich schwache BIeehe oder Blechprofile verformen bzw. ausbeulen. Zugleich entstehen zur Ziehrichtung orthogonale Umformkräfte, die das Bestreben haben, den Biegekopf vom Führungsrahmen wegzudrücken, weshalb entsprechende gegenwirkende Führungskräfte aufgebracht werden müssen, die ebenfalls am Füh- rungsrahmen abgestützt werden. Da ohne hämmernde Bewegung der Formwerkzeuge ausgekommen wird, können auch relativ große Arbeitsgeschwindigkeiten gefahren werden, ohne daß Rattermarken am bearbeiteten Rand entstehen.

Um konstruktive Einfachheit der Vorrichtung zu erreichen, d.h. beispielsweise ohne komplizierte Steuereinrichtung bei räumlich gekrümmten Blechrändern auszukommen, ist der Biegekopf schwenkbar und translatorisch verschiebbar gelagert. Durch die Dreh- und Verschiebemöglichkeiten des Biegekopfs folgt der Biegekopf selbsttätig dem Verlauf des Führungsrahmens und es kann mit einem einfachen linearen Vorschubantrieb ausgekommen werden.

Vorteilhaft ist, daß trotz Verzichts auf vielfältige Lärm-Schutzmaßnahmen geräuscharme, humane Arbeitsplätze geschaffen werden. Diese Arbeitsplätze müssen nicht in besonders lärmisolierten Zonen liegen, die womöglich produktionsfern eingerichtet werden müssen. Des weiteren sinkt gegenüber Ge-

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raten mit hämmernder Funktionsweise der Wartungsaufwand, da der durch die Stoßbewegungen entstehende Verschleiß entfällt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben; es zeigen:

Figur 1

Figur 2

eine perspektivische Darstellung einer Vorrichtung zum Abbiegen von Blechrändern,

einen Längsschnitt durch den Biegekopf und Gehäusekopf der Vorrichtung in einer Vertikalebene nach Figur 1,

Figur 3 der in Figur 2 strichpunktiert eingekreiste Bezirk in vergrößerter Darstellung, die die Position der Formwerkzeuge relativ zum Blechprofil zeigt, wobei sich der Gegenhalter in vertikal abgesenkter Stellung befindet,

Figur 4 der in Figur 3 dargestellte Bezirk des Längsschnitts nach Figur 2, mit horizontal in Arbeitsstellung verschobenem Kantschieber und abgebogenem Blechrand.

Figur 1 zeigt in einer perspektivischen Darstellung die wesentlichen Konstruktionsmerkmale der Vorrichtung. Die Figur 1 hat jedoch nur schematischen Charakter. Das Blech

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oder hier das Blechprofil 1 ist beispielsweise mittels Niederhaltern zumindest im zu bearbeitenden Randbereich auf einem mit dem Blechrand verlaufsgleichen, stabilen Führungsrahmen 2 festgeklemmt oder in sonst einer Art darauf befestigt. Am Führungsrahmen 2 können an vertikalen und horizontalen Führungsflächen Stützrollen 3 und 4 des Biegekopfes abrollen. Am Biegekopf 5 angeordnet sind die Formwerkzeuge - Gegenhalter 6 und Kantschieber 7 -, die in Arbeitsstellung den Blechrand des Blechprofils 1 umgreifen. Die Formwerkzeuge sind mittels Hydraulikzylinder 8, 9 und 10 vertikal und horizontal verschiebbar. Der Biegekopf 5, dessen Einzelteile in Figur 2 näher beschrieben sind, ist samt Hydraulikzylinder 8, 9 und 10 im Gehäusekopf 11 drehbeweglich gelagert. Die Drehmöglichkeit ist durch einen entsprechenden Pfeil angedeutet. Der Gehäusekopf 11 ist seinerseits an einem Stützkopf 12 gelagert. Gegenüber dem Stützkopf 12 ist der Gehäusekopf 11 drehbeweglich und auch vertikalbeweglich gelagert, wie durch die entsprechenden Pfeile angedeutet wird. Für das Aufbringen einer vertikalen Führungskraft, mit der die Stützrollen 3 des Biegekopfs 5 am Führungsrahmen 2 angepreßt werden, ist um eine Gelenkwelle zwischen dem Gehäusekopf 11 und Stützkopf 12 ein Kraftspeicher, beispielsweise eine Feder 13 angeordnet. Eine horizontale Führungskraft wird durch einen am Stützkopf 12 angreifenden Kraftspeicher beispielsweise eine· Feder 15 aufgebracht, die auf einer Konsole 14 gelagert ist. Die Wirkungsrichtung dieser Feder 15 ist angenähert orthogonal zur Vorschubrichtung des Biegekopfs 5. Durch die horizontale Führungskraft werden die Stützrollen 4 an der vertikalen Führungsfläche des Führungsrahmens 2 angedrückt.

Mit dem Stützkopf 12 verbunden sind Führungsstangen 16, die

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ebenfalls auf der Konsole 14 angeordnet sind. Statt Federn 15 und 13 zur Aufbringung der Führungskräfte könnten in vorteilhafter Weise auch Pneumatikzylinder eingesetzt werden. Der Vorteil ist darin begründet, daß mittels Pneumatikzylindern die aufzubringenden Kräfte immer konstant gehalten werden können, wahrend,insbesondere bei großen Hüben, aufgrund der linearen Fehlerkennlinien von Stahlfedern merkliche Kraftschwankungen auftreten können.

Die Konsole 14 ihrerseits ist an horizontalen Führungsstangen 17 gelagert. Sie erlauben Bewegungen der Konsole 14 und der daran befestigten Vorrichtungen nur in Richtung eines Hydraulikzylinders 18 für geradlinige Vorschubbewegungen. Die Wirkungsrichtung des Hydraulikzylinders 18 ist so eingestellt, daß sie während des Biegevorgangs andauernd annähernd parallel zur Ziehrichtung verläuft. Voraussetzung ist natürlich, daß der Blechrand nicht allzu starke Krümmungen aufweist.

Figur 2 ist eine vereinfachte Darstellung des längsgeschnittenen Biegekopfs 5 mit Gehäusekopf 11. Der Gehäusekopf 11 ist ein Gußstück mit rohrförmig ausgebildeten Teilbereichen, deren Mittelachsen die strichpunktiert eingezeichnete Hochachse 21 und Horizontalachse 20 sind. Die Öffnung des rohrförmigen Bereichs, der der Hochachse 21 zugeordnet ist, dient zur Aufnahme einer nicht dargestellten Verbindungswelle zwischen Gehäusekopf 11 und Stützkopf 12. An einer der Welle zugewandten Stirnseite befindet sich ein Kugellager 19, an dem die Welle drehbeweglich abgestützt wird. Der rohrförmige Teilbereich des Gehäusekopfs 11, dessen Mittelachse durch die Horizontalachse 20 gebildet ist,

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nimmt den Biegekopf 5 auf. Der Lagering 24, an dem alle Teile des Biegekopfs drehbeweglich gegenüber dem Gehäusekopf 11 abgestützt sind, ist durch Kugellager 22 am Gehäusekopf drehbar gelagert. Die Horizontalachse 20 und Hoch-achse 21 treffen sich im übrigen ungefähr im Biegefalz des zu bearbeitenden Blechrandes. Das Blechprofil 1 mit seinem Blechrand ist auf dem Führungsrahmen 2 befestigt. Eine mit dem Führungsrahmen 2 verbundene Anlageleiste 25 dient zur genauen Fixierung des hier bearbeiteten Blechprofils 1. Der Biegekopf 5 ist, wie schon erwähnt, durch Stützrollen und 4 an den Führungsflächen des Führungsrahmens 2 abgestützt. Die Stützrollen 3 und 4 sind an einem Brückenteil befestigt. Zum Abrollen an der horizontalen Führungsfläche des Führungsrahmens 2 sind zwei Stützrollen 3 vorgesehen. Drei Stützrollen 4 laufen entlang der horizontalen Führungsfläche. Zwei der drei Stützrollen 4, die beidseitig einer zentralen Stützrolle liegen und gegenüber der zentralen Stützrolle etwas höher angebracht sind, sind entgegen der Kraft einer Feder 29 in nachgiebigen Schiebern 28 angeordnet, die in Kulissen geführt sind. Diese horizontale Nachgiebigkeit der Stützrollen 4 wirkt sich vorteilhaft auf die Führung in gekrümmten Abschnitten des Führungsrahmens aus. Es ist auch gewährleistet, daß die drei Führungsrollen 4 immer jeweils dieselbe Stützkraft übertragen. Oberhalb des Brückenteils 27 sind Gegenhalter 6 und Kantschieber 7 angeordnet. Die Formwerkzeuge ragen durch vertikal übereinanderliegende rechteckige Durchgangsöffnungen des Vertikalschiebers 30 hindurch. Für Horizontalbewegungen des Kantschiebers 7 ist der Kantschieber über ein Zwischenstück 31 mit dem Hydraulikzylinder 9 gekoppelt. Der

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Kantschieber 7 ist in seinem rückwärtigen Bereich mit· dem Zwischenstück 31 durch senkrecht verlaufende, ineinandergreifende Nuten verbunden. Dadurch kann der Kantschieber 7 gegebenenfalls zusammen mit dem Vertikalschieber 30 in vertikaler Richtung verschoben werden. Zur Ausführung von Vertikalbewegungen des Gegenhalters 6 ist es bei dieser Konstruktion nämlich notwendig den Vertikalschieber 30 anzuheben. Dies geschieht durch eine Horizontalbewegung des Kolbens des oberen Hydraulikzylinders 8. Der Kolben ist mit einem Verbindungsstück 33 verbunden, der seitlich mit Hebeleisten 32 verschraubt ist. Die Hebeleisten 32 sind flache Platten, an deren Innenseite ein schräg von unten nach oben laufender vorspringender Absatz angebracht ist. Sie sind jeweils spiegelbildlich zueinander am Verbindungsstück 33 befestigt. Ihre schrägen vorsprünge laufen in an den Außenseiten des Vertikalschiebers 30 dafür vorgesehenen Nuten. Eine Horizontalbewegung der Hebeleisten durch den Hydraulikzylinder 8 wird auf diese Weise in eine Vertikalbewegung des Vertikalschiebers 30 umgesetzt. Damit die Vertikalbewegung des Vertikalschiebers 30 nicht behindert werden, ist der Kantschieber 6 wie schon erwähnt, durch vertikale Nuten vertikal nachgiebig gelagert, so daß er zwangsläufig ebenfalls mit angehoben werden kann. Für Horizontalbewegungen des Gegenhalters 6 ist der Gegenhalter 6 über einen als Hebel wirkenden Gelenkhebel 34 mit der horizontalbeweglichen Kolbenstange des Hydraulikzylinders 10 verbunden. Er greift in einem oberen Gelenkpunkt des Gelenkhebels 34 an. Ein mittlerer Gelenkpunkt des Gelenkhebels 34 ist am Vertikalschieber 30 befestigt, also der Hydraulikzylinder 10 zusammen mit ihm vertikal beweglich. Das untere, ballig aus-

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geformte Ende des Gelenkhebels 34 greift in eine Ausnehmung des Gegenhalters ein.

Die Figuren 3 und 4 zeigen die Formwerzeuge in verschieden Horizontal- und Vertikalstellungen.In Figur 3 ist der Gegenhalter 6 vertikal in das Blechprofil 1 abgetaucht und liegt am Blechrand an. Der Kantschieber 7 befindet sich in Ausgangsstellung. Durch den Niederhalter 26 ist das Blechprofil 1 am Führungsrahmen angedrückt. Figur 4 zeigt den selben Ausschnitt aus dem Längsschnitt nach Figur 2,wie auch Figur 3. Bei in Arbeitsstellung befindlichem Kantschieber ist der Blechrand umgebogen und die Formwerzeuge geschlossen.

Hohe Bearbeitungsgeräusche, wie sie beim hämmernden Bearbeiten von Blechen oder Blechprofilen entstehen, lassen sich durch ziehendes Bearbeiten praktisch völlig vermeiden. Zum ziehenden Bearbeiten befinden sich die Formwerkzeuge in andauernd am Blechrand angedrückter Stellung. Das Entlangziehen des Biegekopfes 5 entlang des Randes erfordert hohe Kräfte, die an einem stabilen Führungsrahmen 2 abgestützt werden müssen. Unter den hohen Kräften würden sich schwache Bleche oder Blechprofile verformen bzw. ausbeulen. Zugleich entstehen zur Ziehrichtung orthogonale Umformkräfte, die das Bestreben haben, den Biegekopf 5 vom Führungsrahmen 2 wegzudrücken, weshalb entsprechende gegenwirkende Führungskräfte aufgebracht werden müssen.

Zu Beginn eines Biegevorgangs verfährt die Vorrichtung in eine Ausgangsstellung, in der der Gegenhalter 6 von oben durch Betätigung des Hydraulikzylinders 8 abgesenkt wird. Dann wird in Richtung auf den nunmehr im rückwärtigen Be-

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reich des Blechrands anliegende Gegenhalter 5 der Kantschieber 7 vorgeschoben und dadurch der Blechrand in einem schmalen Bereich abgebogen. Sodann wird mittels des Hydraulikzylinders 18 der Biegekopf entlang des Blechrandes verschoben und dabei umgebogen, bis das Ende erreicht ist. Dort werden, je nach Freiraum, bei einem hinterschnittenen Rand die Formwerkzeuge einfach seitlich herausgefahren. Sollte dies nicht möglich sein, so wird mittels des Hydraulikzylinders 10 der hakenförmige Unterteil des Gegenhalters 6 horizontal aus dem Hinterschneidungsbereich herausgefahren. Dann kann der Gegenhalter mittels Hydraulikzylinder 8 vertikal nach oben verfahren werden, nachdem zuvor mittels Hydraulikzylinder 9 der Kantschieber zurückgezogen wurde. Aufgrund der gemeinsamen Führung im Vertikalschieber 30 können, wie schon erwähnt, beide Formwerkzeuge nur gleichzeitig angehoben werden. Im übrigen können Endschalter vorgesehen sein, durch die automatisch die entsprechenden Arbeitsgänge eingeleitet werden.

Bezüglich der Ausbildung der dem Blechrand zugewandten Vorderseite des Kantschiebers sei bemerkt, daß er zur Erleichterung des BiegevorgangSi'für allmähliches Abbiegen des Blechrandes mit einer gewölbten Anlauffläche versehen ist. Ferner sind die Formwerkzeuge ganz oder im Verschleißbereich aus hochfesten Materialien gebildet.
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Bei ständig in derselben Richtung wirkender Vorschubkraft, die durch den Hydraulikzylinder 18 aufgebracht wird, müssen die Formwerkzeuge immer parallel zum Blechrand verlaufen können. Aus diesem Grund sind die bereits erwähnten Dreh-35

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und Verschiebemöglichkeiten des Biegekopfs im Raum vorgesehen. Blechrandkrümmungen werden dadurch selbsttätig bei einer Vorschubkraft mit linearer Wirkungslinie ausgeglichen. Horizontalachse 20 und Hochachse 21 müssen sich deshalb möglichst genau im Biegefalz schneiden, weil nur für diesen Schnittpunkt mit Drehungen des Biegekopfs keine Starrkörperverschiebungen einhergehen.

Bei ziehend arbeitendem Gerät sind die möglichen Arbeitsgeschwindigkeiten größer als bei hämmernd arbeitender Vorrichtung. Sie ist bei stetig ziehender Bearbeitung im wesentlichen von den auftretenden Ziehkräften abhängig.

Claims (1)

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   Patentansprüche

   1. Vorrichtung zum Abbiegen von Blechrändern, wofür ein Etiegekopf mit seinen Formwerkzeugen maschinenkraftbetrieben parallel am Blechrand entlangführbar ist, und die den Blechrand umfassenden Formwerkzeuge mittels wenigstens eines Kraftantriebs am Blechrand andrückbar und zurückziebar sind,

   dadurch gekennzeichnet, daß der Kraftantrieb für die Betätigung der Formwerkzeuge derart ausgebildet ist, daß die Formwerkzeuge während des Biegevorgangs andauernd in angedrückter Stellung verharren, und daß das Blech oder Blechprofil (1) wenigstens im Randbereich auf einem mit dem zu bearbeitenden Blechrand verlauf sgieichen Führungsrahmen (2) befestigbar ist und daß der Biegekopf (5) am Führungsrahmen (2) abgestützt führbar ist.

   2. Vorrichtung nach Anspruch 1,

   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Kraftantrieb für die Formwerkzeugbetätigung hydraulische Arbeitszylinder (8, 9, 10) sind. 25

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   3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß am Biegekopf (5) mehrere unterschiedlichen Führungsflächen des Führungsrahmens (2) zugewandte Stützrollen (3, 4) angeordnet sind.

   4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

   daß der Biegekopf (5) in einem Gehäusekopf (11) drehbeweglich gelagert ist, und zwar um eine zur Haupterstreckungsebene des Führungsrahmens (2) wenigstens annähernd parallele Achse - Horizontalachse (20) - und daß der Gehäusekopf (11) samt Biegekopf (5) gegenüber einem Stützkopf (12) translatorisch verschiebbar und drehbar gelagert ist, und zwar in Richtung und um eine zur Horizontalachse (20) orthogonale Achse - Hochachse (21) - , und daß der Stützkopf (12) auch etwa in Richtung der Horizontalachse (20) translatorisch verschiebbar gelagert ist, und daß die Horizontal- (20) und die Hochachse (21) sich in der Nähe des Biegefalzes des Blechrands schneiden, und daß wenigstens mittelbar am Stützkopf (12) ein linearer Verschiebeantrieb für die Vorschubbewegung angreift.

   5. Vorrichtung nach Anspruch 4,
   dadurch gekennzeichnet,

   daß der Verschiebeantrieb für den Vorschub als hydraulischer oder pneumatischer Arbeitszylinder oder als elektromechanische Spindel ausgebildet ist.

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   6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Hochachse (21) zwischen Gehäusekopf (11) und Stützkopf (12) und in Richtung der Horizontalachse (20) am Stützkopf (12) Pneumatikzylinder oder sonstige lineare Kraftspeicher zum Aufbringen der Anpreßkräfte des Biegekopfs (5) an den Führungsrahmen (2) angeordnet sind.