DE69402244T2

DE69402244T2 - Vorrichtung zum Biegen eines bandförmigen Werkstückes

Info

Publication number: DE69402244T2
Application number: DE69402244T
Authority: DE
Inventors: Toshio Yamada
Original assignee: Suntex Co Ltd
Current assignee: Suntex Co Ltd
Priority date: 1993-05-24
Filing date: 1994-05-20
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2014-05-21
Also published as: EP0626221A1; ATE150677T1; JPH0790276B2; US5495741A; EP0626221B1; DE69402244D1; JPH06328133A

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Biegen eines bandförmigen Werkstücks wie beispielsweise eine Klinge zum Stanzen dünner Lagen aus Papier, Stoff, Leder, Holz und Kunststoff in die gewünschte Form. In der vorliegenden Beschreibung wird das bandförmige Werkstück der Einfachheit halber als "Bandwerk" bezeichnet. Der hier verwendete Begriff "Werk" umfaßt deshalb ein streifenförmiges oder bandförmiges Werkzeug oder einen Gegenstand, wie er zum Beispiel zum Stanzen oder Perforieren eines Blechstückes verwendet wird.
Wenn man eine bandförmige Klinge zum Stanzen einer dünnen Platte in eine gewünschte Form verwendet, so wird die Klinge an einer Basis montiert und in einer Nut angeordnet, die in der gewünschten Form in der Basis ausgebildet ist. Damit die bandförmige Klinge in die Nut paßt, sollte die Klinge vorher in einem stumpfen, spitzen oder rechten Winkel gebogen werden, je nach Form der Nut und des Radius der Krümmungen, wie in Figur 8 gezeigt, in der die durchgezogene Linie die zu stanzende Kontur und die gestrichelte Linie Faltlinien darstellt.
Es gibt mindestens vier bekannte Verfahren zum Biegen von Bandwerk, nämlich ein erstes Verfahren von Hand mit einem Spezialwerkzeug, ein zweites mittels drei Walzen (Figur 9A), ein drittes mit einem Paar Formen, die jeweils den erforderlichen Krümmungsradius aufweisen, wobei das zwischen den Formen gehaltene Werkstück unter einem einzigen Schlag gestanzt wird (Figur 9B), und ein viertes, bei welchem das Bandwerk schrittweise gebogen wird, während es cm für cm durch ein Meißelpaar bewegt wird (Figur 9C). Siehe zum Beispiel das Dokument EP-A-0 317 637.
Bei dem zuletzt genannten Verfahren trifft man auf zwei Schwierigkeiten. Eine davon ist, daß es häufig vorkommt, wenn ein Bandwerk an einem Punkt in einem stumpfen Winkel gebogen wurde, daß das anschließende Biegen erschwert wird durch das Einbringen des bereits gebogenen Abschnitts des Bandwerks in die Vorrichtung, und die andere Schwierigkeit ist, daß durch sich anhäufende Maßfehler die beabsichtigte Genauigkeit möglicherweise nicht erreicht wird.
Erfindungsgemäß wird eine Vorrichtung zum Biegen eines Werkstücks wie beispielsweise eines Bandwerks bereitgestellt, die einen stationären Zylinder aufweist, der auf seinen einander diametral gegenüberliegenden Seiten zumindest ein Paar Schlitze hat, die einen Durchgang bereitstellen, in welchen das Werkstück durch die Schlitze eingesetzt wird, eine Drehhülse, in welcher der stationäre Zylinder mit einem dazwischen vorgesehenen Spalt aufgenommen wird, wobei die Drehhülse auf ihren einander diametral gegenüberliegenden Seiten eine erste Öffnung und eine zweite Öffnung aufweist, eine erste Antriebseinrichtung für den Vorschub des Werkstücks, das durch den Durchgang in dem stationären Zylinder und durch die erste Öffnung und die zweite Öffnung hindurchgeführt wird, und eine zweite Antriebseinrichtung zum Drehen der Drehhülse um einen vorgegebenen Betrag, während die Bewegung des Werkstücks gestoppt wird, um das Werkstück zwischen dem stationären Zylinder und der Drehhülse zu biegen.
Der Spalt zwischen dem stationären Zylinder und der Drehhülse schützt das Werkstück vor einer Kollision mit der Vorrichtung und minimiert einen Maßhaltigkeitsfehler, der möglicherweise an jedem Punkt entsteht, wodurch die Maßgenauigkeit erreicht wird.
Der Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert. Darin zeigt:
Figur 1 eine schematische Ansicht zur beispielhaften Darstellung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips, wobei insbesondere ein Hauptabschnitt der Vorrichtung gezeigt ist;
Figur 2 eine schematische Ansicht der Gesamtkonstruktion, durch welche die Erfindung verwirklicht ist;
Figur 3 einen schematischen Querschnitt durch einen stationären Zylinder und die Drehhülse von Figur 2;
Figur 4 eine perspektivische Darstellung des stationären Zylinders und Drehhülse bei Betrieb;
Fig. 5(A) bis (C) schematische Darstellungen des Zustands eines gebogenen Bandwerks in den Phasen (A), (B) und (C);
Figur 6 ein Flußdiagramm zur Darstellung der unter vorliegender Erfindung programmierten Sequenz;
Figur 7 eine schematische Darstellung einer Abwandlung der in Figur 1 gezeigten Ausführungsform;
Figur 8 eine Draufsicht auf die aus einer dünnen Platte zu stanzende Form;
Fig. 9(A) bis (C) schematische Darstellungen bekannter Verfahren zum Biegen eines Bandwerks.
Bezugnehmend auf Figur 2 umfaßt die als Beispiel gezeigte Vorrichtung ein Bett 10, eine obere Stütze 12, die durch nicht dargestellte Säulen lösbar an dem Bett 10 befestigt ist, und einen Rotor 14, der durch Lager 13 drehbar an dem Bett 10 getragen bzw. montiert ist. Der Rotor 14 wird über ein Reduktionsgetriebe 15 durch einen Motor 15 angetrieben. Ein unteres Spannfutter 17 hält eine Drehhülse 2, die an der Oberfläche des Rotors 14 befestigt ist, und ein oberes Spannfutter 19 wird durch die obere Stütze 12 gehalten. Das obere Spannfutter 19 hält einen stationären Zylinder 1, der in eine Drehhülse 2 eingesetzt ist. Das obere Spannfutter 19 und das untere Spannfutter 17 sind koaxial ausgerichtet, und der stationäre Zylinder 1 ist koaxial in der Drehhülse 2 aufgenommen. Die Drehhülse 2 dreht sich, wenn der Rotor 14 angetrieben wird. Die Spannfutter 17 und 19 sind so ausgelegt, daß eine Ersatzdrehhülse oder eine andere Drehhülse und desgleichen stationärer Zylinder verwendet werden können, abhängig von der Dicke des Werkstücks.
Bezugnehmend auf die Figuren 1 bis 4 ist der Schaft des stationären Zylinders 1 mit dicken Bereichen 1A und 1B und mit einem schlanken Bereich zwischen den dicken Bereichen 1A und 1B versehen. Der schlanke Bereich hat auf seinen einander diametral gegenüberliegenden Seiten ein Paar Schlitze 3, so daß ein Durchgang 3A bereitgestellt wird, derart, daß das Werkstück W gerade durchlaufen kann. Unterschiedliche stationäre Zylinder haben Schlitze mit unterschiedlicher Breite. Sie werden abhängig von der Dicke des Werkstücks W gewählt, das heißt man wählt einen Zylinder mit einem Schlitz geeigneter Dicke für eine bestimmte Dicke des Werkstücks W. Die dicken Bereiche 1A und 1B befinden sich in Gleitkontakt mit der Innenwand der Drehhülse 2. Die Drehhülse 2 ist auf ihren einander diametral gegenüberliegenden Seiten mit axialen, längs gerichteten Öffnungen 6 und 7 versehen. Die Öffnungen 6 und 7 und die Schlitze 3 können gemäß der Drehung der Drehhülse 2 aufeinander ausgerichtet sein. Die Öffnung 6 befindet sich an dem Eingang, durch welchen das Werkstück W in die Drehhülse 2 (und deshalb in die Schlitze 3) eingesetzt wird, und die Öffnung 7 befindet sich an dem Ausgang, durch welchen das Werkstück W die Drehhülse verläßt, wie das in Figur 1 dargestellt ist. Die Drehhülse 2 ist mit einer Hinterschneidung 51 in der Öffnung 7 versehen. Jeder Schlitz 3 hat Kanten 4 entlang der abschließenden Ecken der Seite, durch welche das Werkstück W austritt, und die Drehhülse 2 hat zu den Kanten 4 der Schlitze 3 passende Kanten 5. Die Kanten 5 sind gemäß der Bewegung der Drehhülse in den durch das Bezugszeichen K angegebenen Richtungen beweglich, während die Kanten 4 bewegungslos sind. Der Betrag der Drehung der Drehhülse 2 wird in Winkelgraden angegeben, und der Drehwinkel wird durch die Steuerung des Servomotors 15 genau eingestellt. Das Bezugszeichen "d" gibt ein Maß des Spalts zwischen dem stationären Zylinder 1 und der Drehhülse 2 und dessen Wirkung auf den Biegevorgang an.
Für den Antrieb eines durch die Schlitze 3 in den Durchgang 3A eingesetzten Werkstücks W ist eine Vorschubeinheit 8 vorgesehen, die eine Vorschubwelle 20 und eine zur Vorschubwelle 20 parallel gehaltene Verstellschraubenspindel 21 und einen an der Verstellschraubenspindel 21 getragenen Schlitten 22 hat. Der Schlitten 22 hat eine Klemme 22A zum Halten des Werkstücks W mit seiner Klinge nach oben gerichtet. Die Verstellschraubenspindel 21 wird durch einen zweiten Servomotor 23 angetrieben. Der erste und der zweite Servomotor 15 und 23 werden unter dem in Figur 6 gezeigten Programm durch einen Computer 24 gesteuert.
Das Werkstück wird durch die Vorschubeinheit 8 schrittweise zugeführt, zum Beispiel 1 mm um 1 mm. Während das Werkstück W ruht, wird die Drehhülse 2 gedreht, so daß das Werkstück W durch die und zwischen den Kanten 4 und 5 gebogen wird. Der Betrag der Drehung der Drehhülse 2 ist abhängig von dem gewünschten Biegewinkel. Die Drehhülse 2 wird zurückverfahren und wartet auf die nachfolgende Bewegung des Werkstücks W und nimmt dann ihre Drehung wieder auf. Dieser Vorgang wird unter Bezugnahme auf Figur 6 im Detail beschrieben.
Bezugnehmend auf die Figuren 5 und 6 wird das Programm des Computers 24 so vorbereitet, daß die folgenden Aspekte (A), (B) und (C) erfüllt werden:
Aspekt (A): Wenn das Werkstück W in einem Winkel von 90º mit einem kleinen Krümmungsradius gebogen wird;
Aspekt (B): Wenn das Werkstück W in einem spitzen Winkel A&sub1; mit einem Krümmungsradius R&sub1; gebogen wird; und
Aspekt (C): Wenn das Werkstück W in einem stumpfen Winkel A&sub2; mit einem Krümmungsradius R&sub2; gebogen wird.
Eine vorgegebenen Länge des Werkstücks W wird durch den zweiten Servomotor 23 zugeführt (Schritt 1). Die Drehhülse 2 wird mittels des ersten Servomotors 15 um einen vorgegebenen Betrag gedreht (Schritt 2). Der erste Servomotor 15 wird in der umgekehrten Richtung gedreht (Schritt 3). Die Sequenz wird ausgeführt durch Wiederholen dieser drei Schritte. Wenn der Schlitten 22 den vorderen Totpunkt seines Hubes erreicht, werden die Klemmen 22A gelöst, und der Schlitten 22 wird in einer geraden Linie in seine ursprüngliche Lage zurückbewegt. Der Vorschub des Werkstücks W wird wieder aufgenommen. Zum Biegen eines stumpfen oder eines spitzen Winkels kann eine Folge von intermittierenden Vorschubvorgängen stattfinden, wobei ein Biegevorgang zwischen jedem Vorschubschritt erfolgt.
Figur 7 zeigt eine modifizierte Version der Hinterschneidungen in der Drehhülse 2 und dem stationären Zylinder 1, in welchem eine weitere Hinterschneidung 41 auf jeder seiner Seiten vorgesehen ist, und die Hinterschneidungen 51 der Drehhülse 2 sind größer bemessen als die in Figur 1 gezeigten.

Claims

1. Vorrichtung zum Biegen eines bandförmigen Werkstücks (W), umfassend:

einen stationären Zylinder (1) mit zumindest einem Schlitzpaar (3) auf seinen einander diametral gegenüberliegenden Seiten, wobei diese Schlitze (3) einen Durchgang (3A) bereitstellen, in welchen das Werkstück (W) durch die Schlitze (3) eingesetzt wird;

eine Drehhülse (2), in welcher der stationäre Zylinder (1) mit einem dazwischen vorgesehenen Spalt aufgenommen wird, wobei die Drehhülse (2) auf ihren einander diametral gegenüberliegenden Seiten eine erste Öffnung (6) und eine zweite Öffnung (7) aufweist;

eine erste Antriebseinrichtung (8) für den Vorschub des Werkstücks (W), das durch den Durchgang (3A) in dem stationären Zylinder (1) und durch die erste Öffnung (6) und die zweite Öffnung (7) der Drehhülse (2) hindurchgeführt wird;

und eine zweite Antriebseinrichtung (14, 15, 16) zum Drehen der Drehhülse (2) um einen vorgegebenen Betrag, während die Bewegung des Werkstücks (W) gestoppt wird, um das Werkstück (W) zwischen dem stationären Zylinder (1) und der Drehhülse (2) zu biegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner umfassend ein unteres Spannfutter (17) zum Halten verschiedener Größen von Drehhülsen (2) und ein oberes Spannfutter (19) zum Halten verschiedener Größen von stationären Zylindern (1).