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Die
Erfindung betrifft eine Biegemaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs
1.
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Nützlich eingesetzt
wird die Erfindung insbesondere, aber nicht ausschließlich, zur
Veränderung der
Längsachse
eines Werkstücks,
z. B. eines Stahlblechteils, durch plastische Verformung, mit einem vorgegebenen
Biegewinkel und einer resultierenden Biegekante, die einen vergleichsweise
kleinen Krümmungsradius
aufweist.
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Aus
dem Stand der Technik ist bereits eine Maschine dieser Art zur plastischen
Verformung von Stahlblech mit zweiflächigem Biegewinkel und relativ kleinem
Biegeradius im Verhältnis
zur Blechdicke bekannt. Die untere Matrize besteht normalerweise
aus einer V-förmigen Hohlform,
und das Blechteil wird auf die Kanten der Matrize aufgelegt. Anschließend wird der
Stempel bewegt und in die Mitte des Blechteils gedrückt, bis
Letzteres vollständig
an den Wänden der
unteren Matrize anliegt.
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Die
Patenschrift US-3209576, auf welcher der Oberbegriff des Anspruchs
1 beruht, offenbart eine Biegemaschine, die eine untere Matrize
mit mindestens einem zweiflächigen
Biegewinkel sowie einen Stempel umfasst, welcher dazu dient, ein
zu biegendes Werkstück
in die untere Matrize zu pressen, wobei die untere Matrize leerlaufende
Mittel umfasst, die dazu dienen, während eines Pressvorgangs des Stempels
im Kontakt mit dem Werkstück
zusammenzuwirken.
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Maschinen
dieser Art weisen jedoch einige Nachteile auf.
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Erstens
erfordern sie Kräfte
erheblicher Größe zum Biegen
des Stahls, mit einem entsprechend hohen Energieverbrauch.
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Zweitens
kommt es beim Biegevorgang zu einer starken Reibung zwischen Blech
und Matrizenkanten, was zu Beschädigungen
des Bleches führen
kann, da die Gefahr des Zerkratzens der Blechoberfläche und
der Riefenbildung auf dem in der Matrize liegenden Teil des Bleches
besteht.
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Die
Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Maschine
anzubieten, welche die oben beschriebenen Nachteile und Grenze überwindet.
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Ein
Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie einfach und kostengünstig konstruiert
ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass sie einen relativ
geringen Energieverbrauch aufweist. Ein zusätzlicher Vorteil liegt darin,
dass die während des
Biegevorgangs am Blech entstehende Reibung reduziert wird.
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Weitere
Vorteile sind folgende: Auch besonders empfindliche Gegenstände können ohne
Beschädigungsgefahr
gebogen werden; sowohl die während
des Biegevorgangs auftretende Reibung des Materials gegen die Matrize
als auch die Gefahr der Riefenbildung werden auf ein Minimum reduziert; die
Biegewinkelgenauigkeit wird erhöht;
während
der Abwärtsbewegung
des Stempels ist dessen senkrechte Stellung im Verhältnis zur
Matrize gewährleistet.
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Diese
Aufgaben und Vorteile sowie weitere Merkmale werden alle durch die
vorliegende Erfindung einer Biegemaschine nach dem Anspruch 1 erfüllt.
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Zusätzliche
Eigenschaften und Vorteile der Erfindung ergeben sich genauer aus
der nachfolgenden detallierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform,
die rein beispielhaft in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht
wird. Es zeigen:
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1 eine
schematische Vorderansicht eines Ausschnitts der Maschine,
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2 eine
Ansicht des in 1 gezeigten Ausschnitts in anderer
Betriebsstellung.
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In
den genannten Figuren stellt 1 den Stempel einer Biegemaschine
zur plastischen Verformung von Metallteilen, insbesondere Blech,
durch Eindrücken
in eine untere Matrize dar. Der Stempel 1 ist betriebsmäßig an eine
(nicht dargestellte) Presse bekannter Art angeschlossen, welche
eine Pressbewegung entlang einer senkrechten Achse x-x ausführt. Der
Stempel 1 weist ein unteres Ende 2 auf, das dafür vorgesehen
ist, mit dem zu biegenden Werkstück in
Kontakt zu kommen. Das untere Ende des Stempels besitzt eine abgerundete
Spitze, deren Krümmungsradius
annähernd
dem gewünschten
Krümmungsradius
des Werkstücks
nach dem Biegen entspricht.
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Die
Biegemaschine umfasst eine untere Matrize 3, die mindestens
einen zweiflächigen
Biegewinkel bildet und in welche der Stempel 1 ein Werkstück 4 presst.
Die untere Matrize 3 eignet sich für das Prägebiegen des Werkstücks 4 auf
dem Boden der Matrize 3, bei dem das Werkstück bis vollständig an
die Wand der Matrize 3 gepresst wird, so dass es deren
zweiflächigen
Winkel annimmmt.
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Die
Matrize 3 umfasst leerlaufende Mittel, die dazu vorgesehen
sind, während
des Pressvorgangs des Stempels 1 im Kontakt mit dem Werkstück 4 zusammenzuwirken.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
umfassen die leerlaufenden Mittel vier leerlaufende Rollen 5,
die drehbar an zwei einander entgegengesetzten Schwingelementen
montiert sind, welche um Zapfen 7 drehbar sind und parallel verlaufende
Schwingachsen aufweisen. Die Schwingelemente 6, die drehbar
mit einem festen Rahmen 8 verbunden sind, befinden sich
auf entgegengesetzten Seiten der Achse x-x des Stempels 1 und
sind symmetrisch zu einer senkrechten Ebene angeordnet, die durch
die Achse x-x und parallel zu den Schwingachsen der Schwingelemente 6 verläuft. Jedes
Schwingelement 6 weist auf entgegengesetzten Seiten bezüglich seiner
Schwingachse zwei leerlaufende Rollen 5 auf. Die Drehachse
jeder Rolle 5 verläuft
parallel zu den Schwingachsen der Schwingelemente 6. Die
Rollen 5 stehen hervor gegenüber den Schwingelementen 6,
in denen sie gelagert sind, so dass das Werkstück 4 beim Biegevorgang
auf diesen Rollen gleiten kann.
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Die
untere Matrize 3 weist eine bewegliche untere Wand mit
variabler und einstellbarer Geometrie auf. Die untere Wand wird
durch die leerlaufenden Rollen 5 der Schwingelemente 6 gebildet
und kann mindestens zwei Positionen einnehmen. Bei der ersten Position
(siehe 1) handelt es sich um die Anfangsposition, in
der die leerlaufenden Rollen 5 eine Auflagefläche bilden,
die bevorzugterweise horizontal und lotrecht zur Achse x-x verläuft, entlang
welcher sich der Stempel bewegt. Das Werkstück 4 wird auf der
Auflagefläche positioniert,
wenn sie sich in dieser Position befindet. In der zweiten Position
(siehe 2) bilden die leerlaufenden Rollen einen zweiflächigen Winkel,
in den das Werkstück 4 gepresst und
dementsprechend plastisch verformt wird. In der ersten Position
wirkt jedes Schwingelement 6 im Kontakt mit einem fest
mit dem Rahmen 8 verbundenen Anschlag 9 zusammen.
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In
der Betriebsphase wird der Stempel 1 durch die Steuerung
der Presse abwärts
bewegt in Richtung des Werkstücks 4,
das sich auf der untere Matrize 3 in der ersten horizontalen
Position befindet. Wenn der Stempel 1 auf die Oberseite
des Werkstücks 4 trifft,
beginnt der Biegevorgang, bei dem die Unterseite des Werkstücks 4 im
Kontakt mit den leerlaufenden Rollen 5 der Matrize 3 zusammenwirkt. Dank
der Gleitlagerung durch die Rollen 5 können die mit der Matrize 3 in
Kontakt stehenden Teile des Werkstücks 4 während des
Biegevorgangs ohne Festkörperreibung
und mit sehr geringem Widerstand auf der Matrize 3 entlang
gleiten. Bei der entstehenden Reibung handelt es sich beinahe aussschließlich um
Rollreibung, während
die Gleitreibung fast vollständig
aufgehoben wird.
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Aufgrund
des Rollgleitens ohne Festkörperreibung
wird die zum Biegen des Werkstücks 4 erforderliche
Kraft erheblich reduziert, ebenso wie die Gefahr, dass es beim Biegevorgang
zu Querschnittsveränderungen
oder Oberflächenbeschädigungen
(Kratzern, Riefen etc.) des Werkstücks kommt.
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Es
hat sich gezeigt, dass bei Benutzung der erfindungsgemäßen Biegemaschine
eine bemerkenswerte Winkelgenauigkeit erzielt werden kann.
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Die
Maschine dient vorzugsweise zum Biegen von Stahlblech, kann jedoch
auch zum Biegen anderer plastisch verformbarer Materialien mit unterschiedlichen
Formen nützlich
eingesetzt werden.