DE602004009864T2

DE602004009864T2 - Drehbares Biegewerkzeug und Verfahren zur Herstellung

Info

Publication number: DE602004009864T2
Application number: DE602004009864T
Authority: DE
Inventors: Victor Walton Hills Chun; Frank Madej
Original assignee: Danly IEM LLC
Current assignee: Anchor Lamina America Inc
Priority date: 2003-08-01
Filing date: 2004-07-07
Publication date: 2008-08-28
Anticipated expiration: 2024-07-08
Also published as: US6983634B2; EP1502671B1; CA2467303C; DE602004009864D1; CA2467303A1; EP1502671A1; US20050022574A1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein drehbares Biegewerkzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wie in der US-A-5 341 669 offenbart, sowie ein Verfahren zum Herstellen eines drehbaren Biegewerkzeugs.
Die vorliegende Erfindung betrifft drehbare Biegewerkzeuge der Art, die ein Schwingelement enthalten, das in einem teilweise zylindrischen Sitz in einem Sattel drehbar gelagert ist, also Werkzeuge, die dazu verwendet werden, Biegungen entlang einer Kante eines Blechwerkstücks auszubilden, indem es um eine Kante einer Ambossform gewickelt wird. Das Schwingelement hat eine in Längsrichtung verlaufende V-förmige Aussparung, welche die Kante des Blechrohlings um eine Kante einer Ambossform wickelt, wenn der Sattel in einer Presse nach unten getrieben wird, wobei die Drehung des Schwingelements während seines Absenkens das Blech um die untere Formkante wickelt.
Vorrichtungen dieser Art werden in der Großserienfertigung von geformten Stahltafeln eingesetzt und sind somit einem erheblichen Verschleiß ausgesetzt. Bisher sind Schwingelemente für lange, drehbare Biegewerkzeuge aus Legierungen mit sehr hoher Festigkeit hergestellt worden, die vor einer maschinellen Bearbeitung gehärtet werden und nach dem Härten eine kostspielige maschinelle Bearbeitung auf sehr enge Toleranzen erfordern, wie dies im US Patent Nr. 5,913,931 beschrieben ist.
Aufgrund der anspruchsvollen Natur dieses Prozesses sind ferner hochentwickelte Schmiersysteme entwickelt worden, um bei Anwendungen in der Großserienfertigung den Werkzeugverschleiß zu verringern.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist, ein einfacheres, drehbares Biegewerkzeug zu niedrigeren Kosten vorzusehen, das in großen Längen hergestellt und in Anwendungen in der Großserienfertigung eingesetzt werden kann. Dieses Ziel wird durch das Biegewerkzeug nach Anspruch 1 und das Verfahren nach Anspruch 4 erreicht. Die abhängigen Ansprüche definieren bevorzugte Ausführungsbeispiele des Werkzeugs.
Zusammenfassung der Erfindung
Die oben genannten oder weitere Ziele, die beim Lesen der folgenden Beschreibung und der Ansprüche verständlicher werden, werden durch ein drehbares Biegewerkzeug erreicht, das in der Sattelaussparung Graphitzapfen enthält, deren Konturen mit denen des Schwingelements übereinstimmen. Die Graphitzapfen halten ein Schmiermittel, das sie abgeben, um eine effektive und dennoch einfache Schmierung des Schwingelements vorzusehen, wenn es in der Sattelaussparung hin und her bewegt wird.
Bei der Herstellung dieser Komponenten wird das Schwingelement vor dem Härten maschinell bearbeitet und anschließend wärmebehandelt, wobei jeglicher Verzug durch Begradigen des Schwingelements in einer Presse durch Zurückbiegen desselben eliminiert wird.
Beschreibung der Zeichnungen
In den Figuren zeigen:
1 eine Perspektivansicht eines drehbaren Biegewerkzeugs gemäß der vorliegenden Erfindung,
2 eine umgedrehte perspektivische Explosionsansicht der Schwingelement- und Sattelkomponenten, die in dem in 1 gezeigten Werkzeug enthalten sind, und
3 einen Querschnitt durch das in 1 gezeigte Werkzeug.
Detaillierte Beschreibung
In der folgenden detaillierten Beschreibung wird eine bestimmte spezifische Terminologie der Klarheit wegen verwendet und ein besonderes Ausführungsbeispiel beschrieben, aber es versteht sich, dass dieses nicht einschränkend sein soll und auch nicht als solches ausgelegt werden soll, da die Erfindung viele Formen und Variationen innerhalb des Schutzumfangs der beigefügten Ansprüche annehmen kann.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ist ein drehbares Biegewerkzeug 10 gemäß der vorliegenden Erfindung in 1 gezeigt und umfasst ein Schwingelement 12 und einen Sattel 14. Das Schwingelement 12 besteht aus einem im Allgemeinen zylindrischen, länglichen Schaft mit einer darin ausgebildeten V-förmigen in Längsrichtung verlaufenden Aussparung 16. Eine geeignete hochfeste Stahllegierung wird zur Herstellung des Schwingelements 12 verwendet. Die verbleibenden zylindrischen Abschnitte des Schwingelements 12 sind in einer bogenförmigen Aussparung 18 eingebettet, die sich in Längsrichtung entlang des Sattels 14 erstreckt. Aufgrund der komplementären zylindrischen Form der zueinander passenden Abschnitte des Schwingelements 12 und der Sattelaussparung 18 wird das Schwingelement 12 zur Hin- und Herbewegung in der Sattelaussparung 18 gestützt.
Das drehbare Biegewerkzeug 10 wird mittels Kopfschrauben (nicht gezeigt) in eine Gesenkpresse eingebaut und passt mit einer unteren Form D mit länglicher Formgebungskontur C zusammen, um die ein Blechwerkstück gewickelt wird, wie dies in dem oben bezeichneten Patent beschrieben ist, wobei dieser Vorgang aus dem Stand der Technik allgemein bekannt ist und hier nicht weiter beschrieben wird.
Wie in 3 gezeigt, wird das Schwingelement 12 teilweise von der Sattelaussparung 18 umschlossen, in einem Ausmaß, das ausreicht, um das Schwingelement 12 zu fassen, und derart, dass es darin mit nach unten zeigender Aussparung 18 gedreht werden kann, wie es der Fall sein würde, wenn das drehbare Biegewerkzeug 10 an der oben befindlichen Pressplatte in einer Presse (nicht gezeigt) befestigt ist. Das Schwingelement 12 wird darin montiert, indem es vom Ende her in die Aussparung geschoben wird.
Das Schwingelement 12 wird von einer Reihe von Stiften 20 mit kegelförmigen Enden, die durch entsprechende Löcher 22 in einer Seite des Sattels 14 eingefügt und in entsprechenden Taschen 24 in dem Schwingelement 12 aufgenommen werden, in dieser Position gehalten.
Die Stifte 20 mit den kegelförmigen Enden werden von Druckfedern 26, die von in Gewindeabschnitte der Löcher 22 eingeschraubten Stellschrauben 28 komprimiert werden, in Richtung des Schwingelements 12 gedrückt.
Die Druckfedern 26 ermöglichen, dass die Stifte 20 zurückgedrückt werden, wenn das Schwingelement 12 durch den Kontakt einer Aussparungskante 32 mit dem Blechteil P entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird.
Um die Lagerfläche des Schwingelements 12 zu schmieren, werden zwei lineare Reihen von mit Schmiermittel imprägnierten Graphitzapfen 34 in Taschen in der Sattelaussparung 18 im Bereich über dem Schwingelement 12 eingefügt. Die Enden der Graphitzapfen 34 werden so bearbeitet, dass sie eine bogenförmige Form haben, die mit der Krümmung des Schwingelements 12 und der Sattelaussparung 18 zusammenpasst. Es hat sich herausgestellt, dass diese Anordnung das Schwingelement 12 selbst dann ausreichend schmiert, wenn die Formgebungsvorgänge über viele Zyklen hinweg fortgesetzt werden.
Das Schwingelement 12 wird im noch ungehärteten Zustand mit Hilfe herkömmlicher Bearbeitungsmethoden maschinell bearbeitet. Nach der maschinellen Bearbeitung wird das Schwingelement 12 überprüft und jeglicher Verzug wird durch Biegen des Schwingelements 12 in eine zum Verzug umgekehrte Richtung in einer Presse korrigiert, die in der Lage ist, eine ausreichende Kraft auszuüben, um ein solches Biegen auszuführen. Es hat sich herausgestellt, dass durch diese Technik eine Genauigkeit des fertigen Schwingelements 12 erreicht wird, die ausreicht, um es mit langen, drehbaren Biegewerkzeugen (0,6 m (24 Zoll)) zu verwenden, während die Herstellungskosten stark herabgesetzt werden.

Claims

Drehbares Biegewerkzeug (10), umfassend: einen Sattel (14), der aus einem länglichen Element besteht, das mit einer teilweise zylindrischen offenen Aussparung (18) ausgebildet ist, die sich in Längsrichtung entlang des Sattels (14) erstreckt, ein Schwingelement (12), das aus einem länglichen Element besteht, das eine teilweise zylindrische Außenfläche hat, die zu dem teilweise zylindrischen Abschnitt der Sattelaussparung (18) passt, um eine Relativbewegung in derselben zu ermöglichen, wobei der Sattel (14) das Schwingelement (12) teilweise umschließt, um dasselbe zu fassen, wobei das Schwingelement (12) eine V-förmige Aussparung (16) hat, die sich in Längsrichtung entlang des Schwingelements (12) erstreckt, wobei die V-förmige Aussparung (16) derart positioniert ist, dass sie von der Sattelaussparung (18) weg gerichtet ist, wenn die zylindrische Sattelaussparung (18) und die teilweise zylindrische Oberfläche des Schwingelements (12) ineinander gesteckt sind, eine Serie von Stiften (20), die jeweils in einem jeweiligen einer Serie von Löchern (22) in dem Sattel (14) aufgenommen sind und in eine jeweilige einer Serie von Vertiefungen (24) eintreten, die in der zylindrischen Oberfläche des Schwingelements (12) ausgebildet sind, eine jedem Stift (20) zugeordnete Feder (26), die den Stift (20) in der jeweiligen Vertiefung (24) des Schwingelements (12) hält, gekennzeichnet durch eine Serie von mit Öl imprägnierten Graphitzapfen (34), die in einer Oberfläche angebracht sind, die die Sattelaussparung (18) definiert, und die mit der zylindrischen Oberfläche des Schwingelements in Eingriff kommen, wobei die Serie über die Länge der Sattelaussparung (18) verteilt ist und die zylindrischen Oberflächen des Schwingelements schmiert.
Drehbares Biegewerkzeug (10) gemäß Anspruch 1, wobei die Serie von Graphitzapfen (34) in zwei nebeneinander liegenden Reihen angeordnet ist, die sich entlang der Sattelaussparung (18) erstrecken.
Drehbares Biegewerkzeug (10) nach Anspruch 1, wobei jeder der Graphitzapfen (34) ein bogenförmig konturiertes Ende hat, das mit der zylindrischen Oberfläche des Schwingelements in Eingriff steht und in seiner Form übereinstimmend mit diesem ausgebildet ist.
Verfahren zum Herstellen des drehbaren Biegewerkzeugs (10) nach Anspruch 1, umfassend die Schritte der Bearbeitung des Schwingelements (12), um die V-Aussparung (16) und die zylindrischen Oberflächen des Schwingelements auszubilden, der anschließenden Wärmebehandlung des Schwingelements (12), um das Schwingelement (12) zu härten, und daraufhin des Zurückbiegens des Schwingelements (12), um jeglichen durch die Wärmebehandlung verursachten Verzug desselben zu beseitigen.