DE4435719C1 - Vorrichtung zum Abkanten von Blechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Abkanten von Blechen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist aus der DE 35 09 052 A1 be­ kannt. Dort ist in einer Schrägführung einer Führungsleiste ein Niederhalter und eine als Abkantstempel dienende Abkantleiste angeordnet, die mit ihren einander zugewandten parallelen Außen­ flächen aneinander anliegen. Die Außenfläche des Niederhalters bildet dabei eine Führungsfläche für die Abkantleiste. Zwischen einer Stirnfläche des Niederhalters und einer dieser zugewandten Anlagefläche einer Abkantmatrize ist ein ebenes Blech einge­ spannt, das über die Außenfläche der Abkantmatrize und des Nie­ derhalters mit einem abzukantenden Abschnitt hinausragt. Die Abkantmatrize weist eine Abkantschräge auf, die in Einspannlage des Bleches und vor dem Abkanten eine Verlängerung der Außenflä­ che des Niederhalters bildet. Der Niederhalter und die Abkant­ leiste sind an ihren blechabgewandten Stirnseiten über Strö­ mungskanäle miteinander fluidisch verbunden. Zum Abkanten wird die Abkantmatrize vertikal nach unten abgesenkt, wobei sie den Niederhalter gemäß seines Führungsverlaufes schräg nach unten drückt. Gleichzeitig wird die Abkantleiste aufgrund der fluidi­ schen Verbindung mit der Abkantmatrize entgegengesetzt nach oben gedrückt. Dadurch wird der abzukantende Blechabschnitt senkrecht zu seiner eingespannten Fläche aufgestellt und im folgenden von der Außenfläche der Abkantleiste an die Abkantschräge der Ab­ kantmatrize gepreßt, wobei währenddessen infolge der horizonta­ len Bewegungskomponente des Niederhalters die Schräge von der Außenfläche des Niederhalters um etwa Blechdicke zurückversetzt ist. Im Zusammenspiel von Niederhalter, Abkantmatrize und Ab­ kantleiste werden durch die Bildung eines von ihnen eingeschlossenen Raumes an der Blechkante Abkantradien erzielt, die diese optisch sanft erscheinen lassen.

Desweiteren ist aus der DE 38 26 310 A1 eine Abkantvorrichtung bzw. ein Abkantverfahren entnehmbar, bei dem ein Blech zwischen einem Niederhalter und einer Abkantmatrize mit einem über deren Rand hinaus ragenden abzukantenden Blechabschnitt eingespannt wird, wobei die Abschlußkante des Niederhalters von der Ab­ schlußkante der Abkantmatrize um etwa Blechstärke zurückversetzt ist. Der Abkantvorgang erfolgt durch den schwenkbaren Abkant­ backen einer Schwinge, der mit einem an seinem freien Ende ange­ ordneten Abkantstempel den abzukantenden Blechabschnitt senk­ recht und dabei parallel zum Niederhalter unter Erzeugung einer optisch sanften Blechkante auf stellt. Die - insgesamt zwei Abkantbacken aufweisende - Schwinge ist im wesentlichen horizon­ tal und vertikal verstellbar, so daß am Blech Abkantungen unter­ schiedlicher Breite vorgenommen und dadurch in aufeinanderfol­ genden Abkantprozessen komplizierte Randprofile gefertigt werden können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend weiterzubilden, daß bei der Abkantung optisch scharfe Kanten erzeugt werden.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merk­ male des Patentanspruches 1 gelöst.

Dank der Erfindung wird durch das Anpressen des Bleches an den Verdrängungswulst bzw. durch die durch diesen geschaffene Veren­ gung zwischen Abkantstempel und der mit dem Wulst ausgestalteten Abkantmatrize im Abkantbereich ein Staudruck für den bei der Blechumformung erzeugten Blechmaterialfluß aufgebaut, mit dem ein Fließen des Blechmaterials in den herkömmlicherweise zwi­ schen Abkantstempel, Niederhalter und der gekrümmten Blechkontur ge­ bildeten Raum hinein erzwungen wird, so daß die äußere Kontur des Bleches nicht - wie bisher entsprechend dem Biegeradius - gekrümmt ist, sondern in ihrem Verlauf im 90°-Winkel scharf ab­ knickt. Mit der besonders zweckmäßigen Ausgestaltung der Erfin­ dung nach Anspruch 2 ist die sich an die Randkante anschließende Flanke derart geneigt, daß sie über den wesentlichen Teil ihres Verlaufes dem Abkantbereich, d. h. der späteren scharfen Eckkon­ tur, zugewandt ist, wodurch eine gezielte Fließrichtung des Blechmaterials in den Kantenbereich bzw. in den normalerweise vom Abkantstempel, Niederhalter und der gekrümmten Kontur des gebogenen Bleches eingeschlossenen Raum hinein erreicht wird.

Für ein exakt rechtwinkliges Abknicken der späteren Kantenkontur damit für eine optimale Schärfe der Kante ist eine gänzliche Auffüllung dieses Raumes erforderlich, was durch die Volumen­ gleichheit des unterhalb des Flankenverlaufes vom Verdrängungs­ wulst verdrängten Volumens und des Volumens des auszufüllenden Raumes im Sinne des Patentanspruches 3 gesichert ist.

Mit dem Fließen des Blechmateriales in den Raum hinein wird gleichzeitig das Abkanten durch die auftretende Druckspannung und die Quer­ schnittsreduzierung erleichtert. Durch die unmittelbar hinter der erzeugten scharfen Kante reduzierte Blechstärke reduziert sich gleichwohl vorteilhaft die Biegespannung für einen späteren Formungsprozeß wie beispielsweise einen Falzvorgang und damit die für diesen aufzubringenden Kräfte. Gleichsam wird dabei auf­ grund der verminderten Bruchspannung eine erhöhte Prozeßsicher­ heit gewährleistet. Die Erfindung kann in vorteilhafter Weise sowohl bei ebenen Blechtafeln als auch bei Formteilen aus Blech Anwendung finden.

Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist aus dem Unteranspruch 4 zu entnehmen.

In der nachfolgenden Zeichnungsbe­ schreibung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert; es zeigt:

Fig. 1 ausschnittsweise in einem Längsschnitt die Vorrichtung in Einspannlage des Bleches vor dem Abkanten,

Fig. 2 die Vorrichtung aus Fig. 1 beim Abkanten des Bleches.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung 1 zum Abkanten von Blechen darge­ stellt, die einen Niederhalter 2, eine Abkantmatrize 3 und einen Abkantstempel 4 beinhaltet. Die einander zugekehrten Flächen 5, 6 der Abkantmatrize 3 und des Niederhalters 2 sind eben und paral­ lel gestaltet und bilden Anlageflächen für ein Blech 7, das zwi­ schen Matrize 3 und Niederhalter 2, die als Einspannwerkzeugtei­ le dienen, eingespannt ist. Der abzukantende Abschnitt 8 des Bleches 7 erstreckt sich über den Rand 9, 10 der Matrize 3 und des Niederhalters 2 hinaus.

Die Außenseite 11 der Matrize 3 ist dabei auf Seiten des abzu­ kantenden Abschnittes 8 im Randbereich 12 von der parallen Au­ ßenseite 13 des Niederhalters 2 um etwa Blechstärke bzw. -dicke zurückver­ setzt. An der Matrize 3 ist im Randbereich 12 ein senkrecht von der ebenen Außenseite 11 mit weniger als Blechstärke abstehender Verdrängungswulst 14 angeformt, dessen Querschnitt die Form ei­ nes gleichschenkligen Dreieckes aufweist. Die dem Niederhalter 2 zugewandte obere Flanke 15 des Wulstquerschnittes schließt sich unmittelbar an die an das Blech 7 angrenzende formgebende Rand­ kante 16 der Matrize 3 übergangslos an. Die Flanke 15 verläuft geradlinig und ist unter etwa 45 ± 15° zur Bewegungsrichtung des Abkantstempels 4 geneigt, wodurch sie über nahezu ihre gesamte Erstreckung dem Eckbereich 17 der späteren scharfen Kantenkontur des Bleches 7 zugewandt ist. Der Verdrängungswulst 14 kann al­ ternativ auch gewölbt ausgebildet sein.

Der Abkantstempel 4 ist mit einer Außenseite 18 eines Abkant­ backens 19 entlang der zu ihr parallelen Außenseite 13 des Nie­ derhalters 2 im Abkantbereich 20 mit geringem Spiel geführt, wo­ bei die Anlagefläche 6 des Niederhalters 2 für das Blech 7 bis unmittelbar an die Außenseite 18 des Abkantbackens 19 heran­ reicht.

Zum Abkanten wird der Abkantbacken 19 auf den Blechabschnitt 8 geführt, wobei der Backen 19 am Rand 21 abgerundet ist, so daß seine Stirnseite 22 zuerst ,vor seiner Außenseite 18 an einer von der Außenseite 13 des Niederhalters 2 entfernten Stelle der Oberfläche 26 des Blechabschnittes 8 zur Beaufschlagung kommt. Dadurch wird der Blechabschnitt 8 in der ersten Abkantphase in 90°-Richtung gebogen, bis in einer zweiten Abkantphase die Au­ ßenseite 18 des Backens 19 zur Kantenbildung auf den Abschnitt 8 trifft und an die Außenseite 11 der Abkantmatrize 3 preßt, wie in Fig. 2 zu sehen ist.

Durch die vorhergehende Biegung und den Versatz zwischen der Matrize 3 und dem Niederhalter 2 wird zum einen ein Abscheren des Blechabschnittes 8 verhindert und zum anderen der Blechfluß bei der Umformung schon vor der zweiten, die Kante 23 erzeugenden Abkantphase in Gang gebracht, so daß das Fließen des Blechmate­ rials leichter und damit gezielt steuerbar ist.

Über den Verdrängungswulst 14 bzw. über die durch seine Ausfor­ mung erreichte Verengung des Fließweges zwischen der Außenseite 18 des Abkantbackens 19 und der Außenseite 11 der Abkantmatrize 3 wird der Blechfluß aufgestaut. Aufgrund der Neigung der Flanke 15 des Wulstes 14 wird der Blechfluß entgegen der Bewegungsrich­ tung des Abkantbackens 19 in den Eckbereich 17 geleitet, wobei über den Wulst 14 eine linear und parallel zur Abkantlinie in unmittelbarer Nachbarschaft zur formgebenden Randkante 16 verlaufende Dünnstelle 27 in das Blech 7 eingeprägt wird. Um eine scharfe Kante 23 zu erzielen, muß das Volumen des von der Außenseite 18 des Backens 19, der beim herkömmlichen Verfahren gekrümmten Biegekante 25 und der Fläche 6 des Nieder­ halter 2 eingegrenzten, bei der vorliegenden Vorrichtung jedoch virtuellen Raumes 24 (strichliert dargestellt) dem Volu­ men entsprechen, das unterhalb der Flanke 15 des Wulstes 14 liegt, so daß der Raum 24 mit Blechmaterial ausgefüllt wird. Zur Erzeugung einer scharfen Kante, d. h. zur gezielten Leitung des Blechflusses in den Eckbereich 17 und möglichst gänzlichen Aus­ füllung des Raumes 24, sind somit das Verdrängungsvolumen und Flankenneigung geeignet aufeinander abzustimmen. Zur Abschätzung des Verdrängungsvolumens muß dabei der Anteil des Querschnittes des Verdrängungswulstes 14 etwa 21% des Quadrates der Blechdicke entsprechen.

Im übrigen ist es auch denkbar, den Verdrängungswulst 14 an dem Niederhalter 2 entsprechend der Anbringung an der Abkantmatrize 3 im oben beschriebenen Ausführungsbeispiel anzuordnen. Die Ab­ kantbewegung des Backens 19 erfolgt jedoch von Seiten der Ab­ kantmatrize 3 aus, deren Außenseite 11 nun völlig eben gestaltet ist und an der der Backen 19 geführt ist. Die Außenseite 13 des Niederhalters 2 ist hierbei im Abkantbereich 20 von der Außen­ seite 11 der Abkantmatrize 3 um etwa Blechstärke zurückversetzt.

Desweiteren ist auch denkbar, daß die Außenseiten 11, 13 der Ein­ spannwerkzeugteile 2, 3 in einer Ebene liegen, also nicht zuein­ ander versetzt sind. Dabei ist es erforderlich, daß zum Abkanten der Abkantstempel 4, um ein Abscheren des Blechabschnittes 8 zu vermeiden, in größerem Abstand zur Außenseite 13 des Niederhal­ ters 2 auf den Blechabschnitt 8 geführt wird. Die entstehende Kante 23 weist dann aufgrund des infolge der nun fehlenden Be­ grenzung frei verdrängten Blechmaterials bezüglich der Einspann­ ebene des Bleches 7 einen Überstand in Richtung des Niederhal­ ters 2 auf.

Zusammenfassend läßt sich die Arbeitsweise der Vorrichtung kurz wie folgt beschrei­ ben. Durch das Abkanten wird das Blech 7 zunächst von dem Ab­ kantstempel 4 mit einem Abkantradius um die Abkantmatrize 3 gebogen. Durch den im weiteren Verlauf zum Ein­ griff kommenden zackenförmigen Verdrängungswulst 14 der Abkant­ matrize 3 erfolgt durch die Passung des Abkantstempels 4 gegenüber der Ab­ kantmatrize 3 eine Materialverdrängung. Diese Materialverdrän­ gung durch den Verdrängungswulst 14 erfolgt in einem Material­ fluß in Abkantrichtung und - das ist der wesentliche Effekt des Wulstes - gleichzeitig auch entgegengesetzt zur Abkantrichtung. Durch den an den Abkantstempel 4 im Füh­ rungsspiel angepaßten Niederhalter 2 wird die rückläufige Mate­ rialverdrängung so geformt, daß hier nicht eine Aufwölbung, son­ dern ein scharfer Radius entsteht, welcher zu einer verbesserten optischen Erscheinung am Produkt beiträgt.

Claims (4)

1. Vorrichtung zum Abkanten von Blechen, mit einem Niederhalter sowie einer Abkantmatrize, zwischen deren einander zugewandten Flächen das Blech einspannbar ist, wobei dessen abzukantender Abschnitt sich über den Rand von Niederhalter und Matrize hinaus erstreckt, und mit einem Abkantstempel, der entlang der Außen­ seite des Niederhalters geführt ist, wobei die Außenseite der Matrize gegenüber der Außenseite des Niederhalters um etwa die Dicke des Bleches zurückversetzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrize (3) einen von ihrer Außenseite (11) - um weni­ ger, als der Dicke des Blechs (7) entspricht - abstehenden Ver­ drängungswulst (14) aufweist, der sich mit einer Flanke (15) seines Querschnittes unmittelbar an die Randkante (16) der Ma­ trize (3) anschließt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die sich an die Randkante (16) anschließende Flanke (15) des Querschnittes des Verdrängungswulstes (14) etwa geradlinig unter einem Winkel von etwa 30 bis 60° zur Bewegungsrichtung des Ab­ kantstempels (4) verläuft.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe des Querschnittes des Verdrängungswulstes (14) et­ wa 15 bis 30%, vorzugsweise 21% des Quadrates der Dicke des Bleches (7) beträgt.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der der Außenseite (13) des Niederhalters (2) zugewandte Rand (21) des Abkantstempels (4) abgerundet oder abgeschrägt ist.