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Verwahren und Vorrichtung zum Herstellen von viel-
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eckigen, insbesondere rechteclrigen Formteilen aus Blech Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von vieleckigen, insbesondere rechteckigen
Formteilen aus Blech mit um wenigstens eine Ecke umlaufenden, abgewinkelten Randstegen,
wobei ein Zuschnitt, der im Eckbereich der späteren Randstege von der um die Steghöhe
vergrößerten Umrißform des Formteiles abweicht, einem Ziehvorgang unterworfen wird,
sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
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Um Formteile mit abgewinkelten Randstegen herzustellen, wird üblicherweise
ein dem Netz des Formteiles entsprechender Zuschnitt hergestellt, bei dem die Randstege
aufgekantet und im Eckbereich nachträglich miteinander verschweißt werden. Dieses
nachträgliche Verschweißen der Ecken bedingt einen zusätzlichen Arbeitsaufwand,
der ein Nachbearbeiten der Ecken erforderlich macht, ohne die beispielsweise für
ein Emaillieren notwendigen Übergänge im Eckbereich zwischen den Randstegen sicherstellen
zu können.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist ein Herstellungsverfahren bekannt
geworden (DE-PS 3 136 753), bei dem ein im wesentlichen rechteckiger Zuschnitt tiefgezogen
wird, so daß die Randstege übergangslos um die Eckbereiche des Formteiles umlaufen.
Die aufgrund der Fließvorgänge beim Ziehen über die Steghöhe überstehenden Eckbereiche
der Formteile werden nach dem Ziehen beschnitten, um eine durchgehend gleiche Randsteghöhe
zu erreichen. Nachteilig bei diesem Ziehverfahren ist, daß die Randstege zwischen
den Eckbereichen zum Ausbeulen neigen und daß für unterschiedliche Werkstücke
jeweils
gesonderte Ziehwerkzeuge erforderlich sind.
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Um die Formteile nach dem Ziehvorgang nicht beschneiden zu müssen,
ist es schließlich bekanntgeworden (DE-OS 2 824 723), die Zuschnitte mit einer von
der Rechteckform abweichenden, im Eckbereich empirisch ermittelten Kontur zu beschneiden,
so daß durch den Ziehvorgang eine auch im Eckbereich einheitliche Randsteghöhe erhalten
wird.
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Diese besondere Zuschnittform kann jedoch die grundsätzlichen Nachteile
des Ziehverfahrens nicht ausschalten, weil die Zuschnittform keinen Einfluß auf
die Welligkeit der Randstege ausübt. Außerdem bleibt die Notwendigkeit bestehen,
für unterschiedliche Formteile jeweils gesonderte Ziehwerkzeuge einsetzen zu müssen.
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Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, diese Mängel zu vermeiden
und ein Verfahren der eingangs geschilderten Art so zu verbessern, daß einerseits
mit einfachen Mitteln ein gerader Verlauf der Randstege gewährleistet werden kann,
ohne die Ausbildung der Eckbereiche zu beeinträchtigen, und daß anderseits Formteile
unterschiedlicher Größe ohne aufwendigen Werkzeugwechsel hergestellt werden können.
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Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, daß der Zuschnitt
im Eckbereich der späteren Randstege mit einem die um die Steghöhe vergrößerte Umrißform
des Formteiles überragenden Ziehansatz hergestellt wird und daß die Randstege bis
zum Ziehansatz abgebogen werden, bevor lediglich der Eckbereich zwischen den bereits
abgebogenen Randstegen gezogen wird.
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Da zufolge dieser Maßnahmen zunächst die Randstege durch einen herkömmlichen
Biege- bzw. Abkantvorgang bis in den Eckbereich abgebogen werden, kann ein gerader
Verlauf dieser Randstege in einfacher Weise sichergestellt werden.
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Der anschließende Ziehvorgang im Eckbereich zwischen den bereits aufgebogenen
Randstegen ergibt eine einwandfreie Eckenausbildung, wenn dafür gesorgt wird, daß
die gezogene Ecke übergangslos an die aufgebogenen Randstege anschließt.
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Dies wird über die Ziehansätze in den Eckbereichen erreicht, mit deren
Hilfe auch im Übergangsbereich zwischen den bereits abgebogenen Randstegen und den
noch nicht gezogenen Eckbereichen entsprechende Ziehkräfte ausgeübt werden können.
In diesem Zusammenhang muß ja bedacht werden, daß beim Abbiegen der Randstege auch
die Eckbereiche einer Verformung unterworfen werden, die sich allerdings frei ausbilden
kann, so daß sich von den aufgebogenen Randstegen ein allmählicher Übergang in den
Eckbereich des Zuschnittes ergibt. Durch das anschließende Ziehen dieser Eckbereiche
wird somit ein Formteil erhalten, der die Vorteile von ausschließlich gebogenen
Werkstücken mit den Vorteilen ausschließlich gezogener Werkstücke verbindet, ohne
die mit diesen Herstellungsverfahren verbundenen Nachteile in Kauf zu nehmen.
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Da jeweils nur die Eckbereiche zwischen den bereits abgewinkelten
Randstegen gezogen werden, die Form der zu bildenen Ecken jedoch in vielen Fällen
gleichbleibt, können mit den gleichen Werkzeugen unterschiedliche Formteile hergestellt
werden. Es muß ja lediglich dafür gesorgt werden, daß die Randstege in einer entsprechenden
Länge aufgebogen werden, was sich verhältnismäßig einfach durchführen läßt.
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Um eine auch über den Eckbereich gleichbleibende Steghöhe der Formteile
sicherzustellen, ist der Rand im Bereich des Ziehansatzes des Zuschnittes in herkömmlicher
Weise zu beschneiden. Der durch den Ziehansatz bedingte Überstand in den Eckbereichen
läßt sich aber auch zur Bildung von Befestigungslaschen od. dgl. vorteilhaft ausnützen,
indem der nach dem Ziehen des Formteiles im Eckbereich über die Steghöhe überstehende
Ziehansatz gegen den Formteil hin abgekantet wird. Durch dieses Abkanten, das auch
in Form eines Ziehvorganges durchgeführt werden kann, wird ebenfalls eine einheitliche
Steghöhe erhalten. Die entstehenden Laschen können zur Befestigung des Formteiles
oder zur Befestigung von Formteileinsätzen verwendet werden.
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Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorteilhaft
von einer Vorrichtung mit einer Biegemaschine und einer Zuführeinrichtung ausgegangen
werden, die aus einem auf einem Gestell verfahrbaren, eine Spanne in richtung für
die Zuschnitte tragenden Schlitten und aus einem Drehantrieb für die Zuschnitte
mit einer zur Zuschnittebene senkrechten Drehachse besteht. Wird bei einer solchen
Vorrichtung auf der der Biegemaschine gegenüberliegenden Seite der Zuführeinrichtung
wenigstens eine quer zur Schlittenführung verstellbare Ziehvorrichtung für die Eckbereiche
zwischen den abgebogenen Randstegen des Zuschnittes vorgesehen, so kann die Zuführeinrichtung
auch zur Beschickung der Ziehvorrichtung benützt werden. Nach dem Abbiegen zweier
eine Raumecke des Formteiles bildenden Randstege in der Biegemaschine kann das Werkstück
mit Hilfe der Zuführeinrichtung der Ziehvorrichtung zugefördert werden, wobei jedoch
das Werkstück im allgemeinen über den Drehantrieb zu drehen sein wird, um es lagerichtig
der Ziehvorrichtung übergeben zu können.
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Da in den meisten Fällen im wesentlichen rechteckige Formteile hergestellt
werden, ergeben sich besonders günstige Verhältnisse, wenn auf der der Ziehvorrichtung
gegenüberliegenden Schlittenseite eine Nachbearbeitungsvortung für die gezogenen
Formteilecken vorgesehen ist und wenn die beiden Vorrichtungen gegengleich zum Schlitten
verstellbar sind. Nach dem Ziehen einer Raumecke kann somit die gezogene Ecke bereits
durch ein Beschneiden oder Abkanten fertiggestellt werden, während die nächste Raumecke
gezogen wird. Die gegengleiche Verstellung der beiden Vorrichtungen erlaubt dabei
eine einfache Anpassung an die Randsteglänge, ohne einen Kreuzschlitten benützen
zu müssen.
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Es genügt eine Zuführeinrichtung mit einem Längsschlitten und einem
Drehantrieb für die Werkstücke, um die Bearbeitung aller vorkommenden Werkstücke
sicherstellen zu können.
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Die zum Abbiegen der Randstege eingesetzte Biegemaschine ist in üblicher
Weise mit wenigstens einem Biegewerkzeug
und einem mit dem Biegewerkzeug
zusammenwirkenden Gegenwerkzeug versehen. Da beim Abbiegen der Randstege verhindert
werden muß, daß die Randstege bis in den Bereich der anschließenden Seitenkanten
des Zuschnittes, also über die gesamte Länge der jeweiligen Zuschnittseite abgebogen
werden, weist das Biegewerkzeug zur freien Verformung des Eckbereiches des Zuschnittes
im Bereich des Ziehansatzes eine Freistellung auf, so daß lediglich der Randstegbereich
zwischen den eckseitigen Ziehansätzen in die Endlage abgebogen wird, nicht aber
der Eckbereich. Durch das Ziehen dieses in den Randsteg stufenlos übergehenden Eckbereiches
wird dann das Raumeck des Formteiles übergangslos an den Randsteg angeformt.
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Um den unterschiedlichen Seiten längen der Formteile Rechnung zu
tragen, kann das Biegewerkzeug in einfacher Weise in seiner Länge verstellbar ausgebildet
sein, so daß das Biegewerkzeug an die jeweilige Abbiegelänge angepaßt werden kann.
Besonders günstige Konstruktionsverhältnisse ergeben sich dabei, wenn das Biegewerkzeug
der Länge nach aus mehreren Werkzeugteilen zusammengesetzt ist, von denen zumindest
die äußeren in Werkzeuglängsrichtung verstellbar gelagert sind. Durch ein Verstellen
der äußeren Werkzeugteile außerhalb des Zuschnittbereiches kann das Biegewerkzeug
um die Länge der verstellten Werkzeugteile verkürzt werden, um sowohl die längeren
als auch die kürzeren Seiten beispielsweise eines rechteckigen Formteiles abbiegen
zu können. Durch ein Austauschen dieser Werkzeugteile oder ein Einsetzen von Futterstücken
od. dgl. läßt sich die jeweils erforderliche Länge des Biegewerkzeuges in einfacher
Weise erreichen.
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An Hand der Zeichnung wird das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert.
Es zeigen Fig. 1 einen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Formteil
nach dem Abbiegen der Randstege eines Zuschnittes in rauruict, Fig. 2 diesen Formteil
in einer Seitenansicht,
Fig. 3 den Formteil nach dem Ziehen der
Eckbereiche in Draufsicht, Fig. 4 den Formteil nach Fig. 3 in einer Seitenansicht,
die Fig. 5 bis 8 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens
in verschiedenen Arbeitsstellungen in einer schematischen Draufsicht, Fig. 9 eine
vereinfachte Seitenansicht einer Biegemaschine zum Abbiegen der Randstege eines
Formteiles, Fig. 10 eine schematische Draufsicht auf das Biegewerkzeug, Fig. 11
eine der Fig. 10 entsprechende Darstellung eines Biegewerkzeuges mit verstellbaren
äußeren Werkzeugteilen, die Fig. 12 und 13 eine Ziehvorrichtung zum Ziehen der Eckbereiche
eines Formteiles in einer zum Teil geschnittenen Seitenansicht, Fig. 14 eine der
Fig. 9 entsprechende Darstellung der Biegemaschine zum Abkanten des überstehenden
Ziehansatzes der Formteilecken und Fig. 15 eine Vorrichtung zum Nachbearbeiten der
gezogenen Ecken in einer vereinfachten Seitenansicht.
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Um aus einem Zuschnitt 1, der gemäß Fig. 1 eine um die späteren Randflansche
2 und 3 vergrößerte Umrißform des Formteiles 4 mit in den Eckbereichen 5 diese Umrißform
überragenden Ziehansätzen 6 aufweist, einen Formteil mit um die Eckbereiche 5 umlaufenden
Randstegen 2 und 3 bilden zu können, ist gemäß den Fig. 5 bis 8 eine Vorrichtung
mit einer Zuführeinrichtung 7 vorgesehen, auf deren einer Seite eine Biegemaschine
8 und auf deren anderer Seite eine Ziehvorrichtung 9 und eine Nachbearbeitungsvorrichtung
10 für die gezogenen Ecken 5 angeordnet sind. Die Zuführeinrichtung 7 besteht dabei
aus einem Tisch 11, einem auf einem Gestell zwischen der Biegemaschine 8 und den
Vorrichtungen 9 und 10 für das Ziehen und Nachbearbeiten der Ecken 5 hin- und herverfahrbaren
Schlitten 12, der eine Spanneinrichtung für die Zuschnitte 1 trägt, und aus einem
Drehantrieb 13 für die Zuschnitte 1, die mit Hilfe des Drehantriebes 13 um eine
zur
Zuschnittebene senkrechte Achse um vorbestimmte Winkel, vorzugsweise
um 90 oder 180', gedreht werden können.
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Die Biegemaschine weist in üblicher Weise ein Biegewerkzeug 14 auf,
das mit einem Gegenwerkzeug 15 zusammenwirkt. Dieses Gegenwerkzeug 15 dient dabei
zugleich als Niederhalter für den Zuschnitt 1 beim Abbiegen der Randstege 2 bzw.
3, wie dies die Fig. 9 erkennen läßt. Da die Randstege 2 bzw. 3 jedoch nur zwischen
den Ziehansätzen 6 des Zuschnittes 1 und nicht über die volle Seitenlänge abgebogen
werden sollen, sind das Biegewerkzeug 14 und das Gegenwerkzeug bzw. der Niederhalter
15 in ihrer Länge auf die Abmessungen des Zuschnittes 1 abgestimmt. In Fig. 10 ist
gezeigt, daß der Randsteg 2 lediglich zwischen den Eckbereichen 5 abgebogen wird
und daß sich die Eckbereiche 5 frei verformen können, weil das Biegewerkzeug 14
in diesen Bereichen entsprechende Freistellungen 16 aufweist. Nach dem Aufbiegen
des einen oder beider Randstege 2 werden die Randstege 3 in gleicher Weise aufgebogen,
doch muß zu diesem Zweck das Biegewerkzeug 14 mit dem Gegenwerkzeug bzw. dem Niederhalter
15 in seiner Länge verstellt werden, damit die Randstege 3 nicht über die volle
Seitenlänge des Zuschnittes 1 abgebogen werden. Zu diesem Zweck ist das Biegewerkzeug
14 der Länge nach aus mehreren Werkzeugteilen 14a und 14b zusammengesetzt, wobei
die äußeren Werkzeugteile 14a über Zugstangen 17 verstellt werden können, so daß
lediglich der Werkzeugteil 14b sich im Bereich des Zuschnittes 1 befindet, wie dies
in Fig. 11 dargestellt ist. Da auch das Gegenwerkzeug 15 entsprechend in Werkzeugteile
15a und 15b unterteilt ist und der Länge nach verstellt werden kann, wird die Werkstückhandhabung
durch die bereits aufgebogenen Randstege 2 nicht behindert. Mit Hilfe der Biegemaschine
8 kann daher der Zuschnitt 1 an allen Umfangsseiten abgebogen werden, um ein Werkstück
entsprechend den Fig. 1 und 2 zu erhalten. Gemäß Fig. 5 wird zunächst der Zuschnitt
1 mit Hilfe des Schlittens 12 der Biegemaschine 8 zum Abkanten eines Längsrandsteges
2 zugeführt. Nach dem Abkanten dieses
Randsteges 2 wird der Zuschnitt
1 mit Hilfe des Schlittens 12 zum Drehantrieb 13 gefördert, wo der Zuschnitt 1 aus
der Querlage um 90 in eine Längslage gedreht wird, um danach abermals der Biegemaschine
zum Biegen der Breitseite des Zuschnittes zugeführt zu werden, wie dies in Fig.
5 durch die strichpunktiert angedeuteten Lagen des Zuschnittes gezeigt ist. Nach
einer Drehung mit Hilfe des Drehantriebes 13 um 180' kann das so vorbereitete Werkstück
über den Schlitten 12 in die Ziehvorrichtung 9 eingebracht werden, die zu diesem
Zweck quer zur Verfahrrichtung des Schlittens 12 auf die Breite des Werkstückes
verstellt wird. Nun kann der Eckbereich zwischen den beiden bereits abgebogenen
Randstegen 2 und 3 gezogen werden. Nach diesem Ziehvorgang wird das Werkstück durch
den Schlitten 12 wieder der Biegemaschine 8 zugeführt, um die zweite Breitseite
abzubiegen.
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Nach einem Drehen des Werkstückes um 90' kann dann die zwischen dem
neu aufgebogenen Randsteg 3 und dem bereits vorher aufgebogenen Längssteg 2 befindliche
Ecke 5 gezogen werden, während die bereits gezogene Ecke in der Nachbearbeitungsvorrichtung
10 fertiggestellt wird. Nunmehr kann die letzte Seite des Zuschnittes abgekantet
werden, um nach einer entsprechenden Drehung des Werkstückes einen neuen Eckbereich
5 zu ziehen und gleichzeitig die vorher gezogene Ecke fertigzustellen, wie dies
in Fig. 7 dargestellt ist.
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Zum Ziehen der verbleibenden Ecke ist das Werkstück nochmals um 90'
zu drehen, das nunmehr die Lage gemäß Fig. 8 einnimmt, wobei eine gegengleiche Verstellung
der Vorrichtungen 9 und 10 zum Ziehen und Nachbearbeiten der Eckbereiche 5 zur Anpassung
an die jeweilige Seitenlänge des Formteiles 4 notwendig ist. Die Fertigstellung
der letzten Ecke in der Nachbearbeitungsvorrichtung 10 bedingt eine letzte Werkstückdrehung
um 90' und eine neuerliche Seitenverstellung der Nachbearbeitungsvorrichtung 10,
bevor der fertige Formteil 4 aus der Vorrichtung entnommen werden kann.
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Die Ziehvorrichtung 9 kann in üblicher Weise aufgebaut
sein
und entsprechend den Fig. 12 und 13 aus einem Ständer 18 bestehen, der mit Hilfe
eines Spindeltriebes 19 von einem Stellmotor 20 her quer zur Verfahrrichtung des
Schlittens 12 verstellt werden kann. In dem Ständer 18 ist ein unterer und ein oberer
Werkzeugträger 21, 22 vertikal verschiebbar auf Säulen 23 geführt. Der untere Werkzeugträger
21, der von einem Arbeitszylinder 24 über einen Keiltrieb 25 beaufschlagt werden
kann, bildet ein hydraulisches Ziehkissen 26, an das der Zuschnitt 1 über den Ziehstempel
27 angedrückt wird, der fest mit dem oberen Werkzeugträger 22 verbunden ist. Der
obere Werkzeugträger 22 weist außerdem einen über einen Kolben 28 beaufschlagten
Niederhalter 29 auf, der mit einem Gegenhalter 30 im unteren Werkzeugträger 21 zusammenwirkt.
Dieser Gegenhalter 30 bildet eine Ziehkante für die zu ziehenden Eckbereiche 5 der
Zuschnitte.
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Nach dem Einführen des Werkstückes in die Ziehvorrichtung 9, was
bei abgesenktem, unterem Werkzeugträger 21 und angehobenem, oberem Werkzeugträger
22 erfolgen kann, wird der obere Werkzeugträger 22 über einen Arbeitszylinder 31
und ein Keilgetriebe 32 abgesenkt, bis der Ziehstempel 27 den Zuschnitt 1 gegen
das Ziehkissen 26 drückt und der zu ziehende Eckbereich zwischen dem Niederhalter
29 und dem Gegenhalter 30 zu liegen kommt, wie dies in Fig. 12 dargestellt ist.
Wird aus dieser Stellung der untere Werkzeugträger 21 in die Stellung nach Fig.
13 über den Keiltrieb 25 angehoben, so wird der eingespannte Eckbereich 5 des Zuschnittes
mit Hilfe des Ziehstempels 27 über die Ziehkante des Gegenhalters 30 gezogen und
eine Raumecke zwischen den Randstegen 2 und 3 gebildet. Da in dem zu ziehenden Eckbereich
ein Ziehansatz 6 vorhanden ist, der über die durch die Steghöhe vergrößerte Umrißform
des Formteiles vorragt, kann der Zuschnitt auch im Übergangsbereich zwischen dem
späteren Raumeck und den bereits abgebogenen Randstegen zwischen dem Niederhalter
29 und dem Gegenhalter 30 erfaßt werden, um ausreichende Ziehkräfte ausüben zu können,
die ein übergangsloses Anziehen der Eckbereiche an die Randstege 2 und 3
erlaubt.
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Der nach dem Ziehen der Eckbereiche überstehende Ziehansatz kann
in der Nachbearbeitungsvorrichtung 10 in herkömmlicher Weise beschnitten werden,
um einen über den Eckbereich durchgehenden Randsteg gleicher Höhe zu erhalten.
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Es ist aber auch möglich, diese über die Steghöhe überstehenden Ziehansätze
gegen den Formteil 1 hin umzubiegen, um in vorteilhafter Weise Befestigungslaschen
zu erhalten.
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Zu diesem Zweck kann die Biegemaschine 8 neben dem Biegewerkzeug 14
ein Kantwerkzeug 33 aufweisen, das einen schwenkbaren Nuteinsatz 34 trägt. Mit Hilfe
dieses Kantwerkzeuges 33 kann der überstehende Ziehansatz einwärts gebogen werden,
wie dies in Fig. 14 angedeutet ist. Sind das Biegewerkzeug 14 und das Kantwerkzeug
33 auf einer gemeinsamen Schwinge 35 angeordnet, so ergeben sich besonders einfache
Konstruktionsverhältnisse. Das Gegenwerkzeug 15 für das Biegewerkzeug 14 kann dabei
vorteilhaft eine Biegekante 36 für das Einbiegen des Uberstandes der Raumecken des
Formteiles 4 bilden.
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Eine andere Möglichkeit besteht gemäß Fig. 15 darin, als Nachbearbeitungsvorrichtung
10 ein Umkantwerkzeug einzusetzen, das aus einem mittels eines Spindeltriebes 37
und eines Motors 38 quer zur Schlittenbewegung verstellbaren Ständer 39 besteht
und einen Umkantsch.ieber 40 aufweist, der mittels eines Stellzylinders 41 betätigt
werden kann. Mit Hilfe dieses Umkantschiebers wird der Formteil 4 zwischen einem
Niederhalter 42, der über einen Zylinder 43 angestellt werden kann, und einem festen
Gegenhalter 44 eingespannt gehalten, wobei der Niederhalter 42 eine Biegekante 45
bildet, um die der überstehende Ziehansatz der Eckbereiche 5 des Formteils 4 mit
Hilfe des Umkantschiebers 40 gegen den Formteil 4 hin umgebogen wird. Zum Ausfädeln
des Formteiles nach dem Bearbeiten des Eckbereiches 5 muß der Formteil 4 relativ
gegenüber dem Niederhalter 42 zumindest um das Maß des Überstandes verschoben werden,
um den Niederhalter 42 frei anheben zu können. Diese Verschiebung kann über den
Spindeltrieb
37 vorgenommen werden, der den Ständer 39 entsprechend verstellt.
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