DE68903273T2 - Biegevorrichtung. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum biegen eines Randflansches, der in einem Winkel von der Fläche eines Werkstückes absteht gegen diese Fläche, wobei die Vorrichtung ein Biegewerkzeug aufweist, das an einem Werkzeughalter befestigt ist, mit dessen Hilfe eine Anlenkvorrichtung mit einem Lagerbock verbunden ist, der das Werkstück trägt; ferner umfaßt die Vorrichtung eine Antriebsanordnung, die mit dem Werkzeughalter so verbunden ist, daß sie diesen Werkzeughalter relativ zum Lagerbock bewegen kann.
• Vorrichtungen dieser Art sind bekannt und werden beispielsweise zum Umbiegen eines Randflansches eines Metallblech-Werkstückes um den Rand eines weiteren Metallblechwerkstückes verwendet, um auf diese Weise eine zusammengepreßte und eingefaßte Verbindung herzustellen, die zwei Werkstücke miteinander verbindet. Arbeitsabläufe dieser Art sind bekannt, zum Beispiel in der Fahrzeugindustrie bei der Herstellung von verschiedenen Karosserieteilen.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung der oben genannten Art anzugeben. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Anlenkvorrichtung oder das Verbindungssystem, das den Werkzeughalter mit dem Lagerbock verbindet, zwei zueinander parallele Tragteilglieder umfaßt, von denen jedes mit seinem einen Ende schwenkbar an einem Lagerbolzen angelenkt ist, der sich am Werkzeughalter befindet, daß das andere Ende des ersten Tragteilgliedes schwenkbar an einem Lagerbolzen angelenkt ist, der fest am Lagerbock angeordnet ist und der darüber hinaus ein Ende eines Verbindungsgliedes schwenkbar auf nimmt, dessen anderes Ende mit Hilfe eines Lagerbolzens oder Stiftes schwenkbar mit dem anderen Ende des zweiten Tragteils verbunden ist und daß die Antriebsvorrichtung ein Antriebsglied umfaßt, das fest am Lagerbock angebracht ist und das mit dem zweiten Tragteil zu dessen Bewegung und damit zur Bewegung des Werkzeughalters verbunden ist und ferner eine Kurvenvorrichtung, die mit dem Antriebsglied zu einer Zusammenarbeit mit einem Kurven-Folgeglied angetrieben wird, das seinerseits am ersten Tragteil angebracht ist und vom anderen Ende dieses Tragteils aus in Richtung weg vom Werkzeughalter vorsteht.
• Die Erfindung wird nun im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
• Fig. 1 ist eine etwas schematische Seitenansicht einer Biegevorrichtung nach einem erläuternden Ausführungsbeispiel der Erfindung;
• Fig. 2 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und zeigt die Bauteile der Vorrichtung in ihren jeweiligen Startstellungen vor dem Beginn der Abfolge von Arbeitsschritten;
• Fig. 3 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und zeigt die Bauteile der Vorrichtung in ihren jeweiligen Stellungen bei Beginn des Biegevorganges, während die Folge der Arbeitsschritte bereits ausgeführt wird; und
• Fig. 4 ist eine schematische Seitenansicht der Vorrichtung nach Fig. 1 und zeigt die Bauteile der Vorrichtung in ihren jeweiligen Stellungen beim Beenden der Biegung.
• Die in den Zeichnungen dargestellte Biegevorrichtung umfaßt einen Lagerbock 1, der dazu bestimmt ist, mit Hilfe von Befestigungsschrauben 2, von denen in Fig. 1 nur eine dargestellt ist, auf einer nicht dargestellten Stützfläche befestigt zu werden. Der Lagerbock 1 trägt ein Halteteil 3, auf dem ein Werkstück 4 angeordnet ist. Bei der dargestellten Ausführungsform besteht das Werkzeug aus einer Metallblechschiene, die einen Randflansch 5 hat, der in der Anfangsstellung gemäß Fig. 2 vom größeren Teil des Werkstückes 4 aus nach oben absteht. Fig. 3 zeigt den Randflansch in einem vorgebogenen oder vorgeformten Zustand, wohingegen die Fig. 1 und 4 den Flansch nach einem vollständigen Biegevorgang zeigen, in dem er gegen die benachbarte Fläche des Werkstückes 4 anliegt. In einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene kann das Werkstück 4 eine beträchtliche Länge haben und es kann gerade oder in verschiedenen Richtungen gebogen sein, wobei das Halteteil 3 natürlich so geformt sein muß, daß es das Werkstück 4 über dessen gesamte Länge abstützen kann.
• Der Biegevorgang des Randflansches 5 von seiner in Fig. 2 dargestellten Anfangsstellung über eine in Fig. 3 dargestellte vorgebogene Stellung bis zu einer voll umgebogenen Stellung gemäß Fig. 4 wird mit Hilfe eines Biegewerkzeuges 6 durchgeführt. Bei Blickrichtung im rechten Winkel zur Zeichenebene hat das Biegewerkzeug 6 eine Form, die der Form des Werkstückes 4 und seines Randflansches 5 entspricht, so daß das Werkzeug 6 mit dem Randflansch während des Biegevorganges mit dem Randflansch 5 über dessen ganze Länge zusammenwirkt.
• Das Biegewerkzeug 6 wird an einem Werkzeughalter 7 gehalten, der seinerseits auf dem Lagerbock 1 gelagert ist. Zu diesem Zweck ist ein erstes Tragteil-Verbindungsglied 8 vorgesehen, dessen eines Ende schwenkbar an einem Lagerbolzen 9 am Werkzeughalter 7 angelenkt ist und dessen anderes Ende schwenkbar an einem Lagerbolzen 10 am Lagerbock 1 angelenkt ist. Die Vorrichtung besitzt auch ein zweites Tragteilglied 11, dessen eines Ende verschwenkbar an einem Lagerbolzen 12 am Werkzeughalter 7 angelenkt ist und dessen anderes Ende verschwenkbar an einem Lagerbolzen 13 angelenkt ist. Ferner ist ein Verbindungsglied 14 vorgesehen, dessen eines Ende am Lagerbolzen 10 angelenkt ist und dessen anderes Ende am Lagerbolzen 13 angelenkt ist.
• Der Lagerbolzen 13 ist so angeordnet, daß er in bezug auf den Lagerbock 1 eine gewisse Bewegung durchführen kann, um den Werkzeughalter 7 und das Biegewerkzeug 6 so zu bewegen, daß der Biegevorgang ausgeführt werden kann, wie er im folgenden im einzelnen beschrieben wird. Zu diesem Zweck ist eine Antriebsanordnung vorgesehen, die eine druckmittelbetätigte Kolben-Zylindervorrichtung 15 umfaßt, die mit Hilfe von Lagerbolzen 16 am Lagerbock 1 aufgehängt ist. Die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 15 umfaßt eine Kolbenstange 17, die an ihrem freien Ende, das in der Zeichnung nach oben gerichtet ist, ein Endstück 18 trägt.
• Das Endstück 18 ist mit Hilfe eines Lagerbolzens 19 an einem Arm 20 eines zweiarmigen Hebels angelenkt, der seinerseits mit Hilfe eines Lagerbolzens 21 am Lagerbock 1 angelenkt ist und dessen anderer Arm 22 mit Hilfe eines Lagerbolzens 23 an einem Ende eines Antriebsgliedes 24 angelenkt ist, wobei das andere Ende des Antriebsgliedes 24 gelenkig am Lagerbolzen 13 angelenkt ist. Der zweiarmige Hebel 20, 22 trägt auch eine im wesentlichen nach oben gerichtete Kurvenvorrichtung 25, die abnehmbar am Hebel 20, 22 befestigt ist. Die Kurvenvorrichtung 25 besitzt an einer Fläche, die vom Hebel 20, 22 abgewandt ist, eine Kurvenfläche, die einen teilkreisförmigen oder gebogenen Abschnitt 26a und einen Hubabschnitt 26b umfaßt. Der teilkreisförmige Abschnitt 26a ist so geformt, daß sein Krümmungsmittelpunkt mit der geometrischen Achse des Lagerbolzens 21 zusammenfällt, um den der Hebel 20, 22 verschwenkbar ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Hubabschnitt 26b im wesentlichen linear, obwohl klar ist, daß auch andere Ausbildungen dazu verwendet werden können, um den gewünschten Effekt zu erreichen, wie er weiter unten im einzelnen dargestellt und beschrieben ist.
• Zur Zusammenarbeit mit der Kurvenfläche 26a, 26b ist eine Kurven-Folgevorrichtung in Form einer Kurven-Folgerolle 27 vorgesehen. Die Kurven-Folgerolle 27 ist auf einem Lagerbolzen 28 gelagert, der an einem Arm 29 befestigt ist. Der Arm 29 ist mit dem esten Tragteilglied 8 verbunden und zwar auf derjenigen Seite dieses Tragteilgliedes, die aus der Blickrichtung des Werkzeughalters 7 auf der entgegengesetzten Seite des Lagerbolzens 10 liegt. Der Arm 29 ist ferner mit einer nach unten gerichteten Schulter 30 versehen, die dazu bestimmt ist, mit dem nach oben gerichteten Anschlag 31 des anderen Armes 22 des zweiarmigen Hebels zusammenzuwirken.
• Das andere Tragteilglied 11 ist mit einem Arm 32 versehen, der sich aus der Blickrichtung des Tragteilgliedes 11 her auf der gegenüberliegenden Seite des Lagerbolzens 12 erstreckt und er an seinem äußeren Ende mit einer Federvorrichtung 33 verbunden ist, die mit-ihrem anderen Ende mit dem Lagerbock 1 verbunden ist und die so aufgebaut ist, daß sie das Ende des genannten Armes 32 nach oben drückt. Das bedeutet, daß die Kraft, die von der Federvorrichtung 33 ausgeübt wird, auf die Kurven-Folgerolle 27 in einer Richtung auf die Kurvenfläche zu wirkt, die sich ihrerseits aus dem teilkreisförmigen Abschnitt 26a und dem Anhebeabschnitt 26b zusammensetzt.
• Anhand der Fig. 2 bis 4 wird nun eine Reihe von Arbeitsschritten beschrieben, bei denen der Randflansch 5 gegen das Werkstück 4 gebogen wird, wobei die Figuren die verschiedenen Stellungen der Vorrichtungsbauteile während der genannten Folge von Arbeitsschritten darstellen.
• Fig. 2 stellt die Anfangsstellung dar, in der das Biegewerkzeug 6 vom Randflansch 5 am Werkstück 4 entfernt ist und in welcher Stellung die Kolbenstange 17 am weitesten aus der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 15 ausgefahren ist und in der der zweiarmige Hebel 20, 22 um den Lagerbolzen 21 im Uhrzeigersinn (gemäß der Zeichnung) verschwenkt ist. Die Kurvenvorrichtung 25 ist zusammen mit dem zweiarmigen Hebel 20, 22 verschwenkt und die Kurven-Folgerolle 27 ist mitbewegt worden, und zwar längs des Hubabschnitts 26b, wodurch der Arm 29 und das erste Tragteilglied 8 dazu gebracht worden sind, sich in der Zeichnung im Uhrzeigersinn um den Lagerbolzen 10 zu verschwenken. Dabei hält die Federvorrichtung 33 die Kurven-Folgerolle 27 gegen den Hubabschnitt 26b der Kurvenvorrichtung angepreßt. Das Antriebsglied 24 hält den Lagerbolzen 13 in einer vorgegebenen Stellung.
• Beim nächsten Arbeitsschritt wird die Kolbenstange 17 in die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 15 eingezogen, und zwar zunächst in eine Vorbiegestellung, wie sie in Fig. 3 dargestellt ist. Dabei wird der zweiarmige Hebel 20, 22 im Gegenuhrzeigersinn um den Lagerbolzen 21 herum verschwenkt, wobei die Kurven-Folgerolle 27 sich längs des Hubabschnitts 26b bewegt, und zwar in Richtung des teilkreisförmigen Abschnittes 26a der Kurvenfläche der Kurvenvorrichtung 25. Dabei werden den Arm 29 und das erste Tragteilglied 8 im Gegenuhrzeigersinn um den Lagerbolzen 10 herum verschwenkt. Der Lagerbolzen 9 bewegt dabei den Werkzeughalter 7 und das Biegewerkzeug 6 nach oben, während das Antriebsglied 24 gleichzeitig den Lagerbolzen 13 in der Figur nach rechts bewegt, und zwar in eine Stellung, die in Fig. 3 dargestellt ist, wobei der Werkzeughalter 7 und das Biegewerkzeug 6 um den Lagerbolzen 9 herum verschwenkt werden, so daß das Werkzeug 6 in eine Vorbiegestellung nach links bewegt wird, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Das Werkzeug 6 liegt dann gegen den Randf lansch 5 an und biegt diesen Flansch um.
• Ein fortschreitendes Zurückziehen der Kolbenstange 17 in die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 15 hinein bewirkt im wesentlichen die oben beschriebenen Bewegungen. Das Biegewerkzeug 6 wird auf diese Weise durch den Werkzeughalter 7 weiter nach links bewegt, um auf diese Weise den Randflansch 5 in eine Anliegestellung zu biegen, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist. In diesem Fall bewegt sich die Kurven-Folgerolle 27 längs des teilkreisförmigen Abschnittes 26a, was bedeutet, daß der Arm 29 und das erste Tragteilglied 8 in ihren jeweiligen Stellungen verbleiben. Das Antriebsglied 24 bewegt andererseits den Lagerbolzen 13 nach rechts in eine Stellung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist und das Biegewerkzeug 6 und der Werkzeughalter 7 werden im Zusammenhang mit dieser Bewegung des Lagerbolzens 13 nach links bewegt. Am Ende der Einziehbewegung der Kolbenstange 17 in die Kolben-Zylinder-Vorrichtung 15 hinein ist die Schulter 30, die am Arm 29 angebracht ist, in Anlage mit dem Anschlag 31, der am anderen Arm 22 des Hebels angeordnet ist. Während des letzten Teiles der Bewegung der Kolbenstange 17 in den Zylinder hinein drückt der Anschlag 31 die Schulter 30 nach oben, so daß der Arm 29 und das erste Tragteilglied 8 leicht im Uhrzeigersinn um den Lagerbolzen 10 herum verschwenkt werden. Dies führt dazu, daß der Werkzeughalter 7 und das Biegewerkzeug 6 im wesentlichen nach unten bewegt werden, wobei der Randflansch 5 letztendlich in anliegende Berührung mit dem Werkstück 4 gebogen wird. Die Abfolge der Biegeschritte ist dann beendet und die einzelnen Teile der Vorrichtung können durch Ausfahren der Kolbenstange 17 aus der Kolben-Zylinder-Vorrichtung 15 in die jeweiligen Anfangsstellungen gemäß Fig. 2 zurückgebracht werden.
• Die Erfindung ist nicht auf die oben beschriebene, beispielhafte Ausführungsform beschränkt, da innerhalb des Schutzbereiches der folgenden Ansprüche Abweichungen daran vorgenommen werden können. Beispielsweise kann dem Hubabschnitt 26b der Kurvenvorrichtung 25 eine Form gegeben werden, die der gewünschten Bewegung des Werkzeughalters 7 und des Biegewerkzeuges 6 entspricht. Der Hubabschnitt 26b kann durch ein Hubabschnitt ersetzt werden, das sich vom teilkreisförmigen Abschnitt 26a schräg nach innen auf den Lagerbolzen zu erstreckt, so daß das Biegewerkzeug 6 und der Werkzeughalter 7 in ihren Anfangsstellungen auf einem höheren Niveau als das Werkstück 4 liegen. Dies kann aus verschiedenen Gründen wünschenswert sein, z.B. dann, wenn mehrere Biegevorrichtungen nebeneinander arbeiten oder in abwechselnder Folge, wobei es möglich gemacht wird, daß der Arbeitsvorgang ausgeführt wird, ohne daß eine Vorrichtung die andere behindert.

Claims (4)

1. Biegevorrichtung zum Umbiegen eines Randflansches 5, der in einem Winkel von der Oberfläche eines Werkstückes 4 absteht, gegen diese Oberfläche, wobei die Vorrichtung ein Biegewerkzeug 6 umfaßt, das auf einem Werkzeughalter 7 befestigt ist, der mit Hilfe eines Verbindungssystems 8 bis 13 mit einem Lagerbock 1 verbunden ist, der das Werkstück 4 trägt, und ferner eine Antriebsvorrichtung 15 bis 24, die zur Bewegung des Werkzeughalters 7 relativ zum Lagerbock 1 mit dem Werkzeughalter 7 in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet

- daß das Verbindungssystem, das den Werkzeughalter 7 mit dem Lagerbock 1 verbindet, zwei zueinander parallele Tragteile 8, 11 umfaßt, von denen jedes mit seinem einen Ende schwenkbar an einem Lagerbolzen 9, 12 angelenkt ist, der sich am Werkzeughalter 7 befindet;

- daß das andere Ende des ersten Tragteiles 8 schwenkbar an einem Lagerbolzen l10 angelenkt ist, der fest am Lagerbock 1 angeordnet ist und der darüber hinaus ein Ende eines Verbindungsgliedes 14 schwenkbar aufnimmt, dessen anderes Ende mit Hilfe eines Stiftes 13 schwenkbar mit dem anderen Ende des zweiten Tragteiles 11 verbunden ist; und

- daß die Antriebsvorrichtung ein Antriebsglied 15, 17 umfaßt, das fest am Lagerbock 1 angebracht ist und das mit dem zweiten Tragteil 11 zu dessen Bewegung und damit zur Bewegung des Werkzeughalters 7 verbunden ist und ferner eine Kurvenvorrichtung 25, die durch das Antriebsglied 15, 17 zu einer Zusammenarbeit mit einem Kurven-Folgeglied 27 angetrieben wird, das seinerseits am ersten Trageteil 8 angebracht ist und vom anderen Ende dieses Trageteils aus in Richtung weg vom Werkzeughalter vorsteht.

2. Biegevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsglied eine druckmittelbetätigte Kolben-Zylindervorrichtung 15 ist, die schwenkbar am Lagerbock 1 angebracht und mit dem zweiten Tragteil 11 mit Hilfe eines zweiarmigen Hebels 20, 22 verbunden ist, der um einen Lagerbolzen 21 am Lagerbock 1 schwenkbar angeordnet ist, wobei ein Arm 20 des zweiarmigen Hebels schwenkbar mit der Kolbenstange 17 der Kolben-Zylindervorrichtung 15 verbunden ist und der andere Arm 22 des zweiarmigen Hebels schwenkbar mit einem Ende eines Antriebsgliedes 24, dessen anderes Ende schwenkbar mit dem zweiten Tragteil 11 verbunden ist.

3. Biegevorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurvenvorrichtung 25 abnehmbar am zweiarmigen Hebel 20, 22 befestigt und mit einer Kurvenfläche 26a, 26b zur Zusammenarbeit mit dem Kurven-Folgeglied 27 versehen ist, wobei die Kurvenfläche einen kreisförmigen Teilabschnitt 26a umfaßt, dessen Krümmungs-Mittelpunkt mit dem Lagerbolzen 21 zusammenfällt, auf dem der zweiarmige Hebel 20, 22 gelagert ist, und daß die Kurvenfläche ferner einen Anhebeteil 26b zur Bewegung des Kurven-Folgegliedes 27 relativ zum Lagerbolzen 21 umfaßt, auf dem der zweiarmige Hebel 20, 22 gelagert ist.

4. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorspannung des Kurven-Folgegliedes 27 in eine Richtung weg von der Kurvenvorrichtung 25 eine Federvorrichtung 33 vorgesehen ist.