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Die Erfindung betrifft eine Biegeeinheit zum Einbiegen
eines vorstehenden Kantenflansches gegen eine Fläche eines
Werkstücks gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.
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Biegeeinheiten der oben angeführten Art sind in einer
Anzahl verschiedener Gestaltungen bekannt (vgl.
beispielsweise WO-A-9211956), und sie werden zum Einbiegen z. B.
eines Kantenflansches eines Blechstücks um die Kante eines
anderen Blechstücks zur Erstellung einer Art Faltnaht zum
Verbinden der beiden Stücke verwendet. Vorgänge dieser Art
sind z. B. in der Automobilindustrie bei zur Herstellung von
Türen, Motorhauben und ähnlichen Karrosserieteilen
geläufig. Eine gewöhnliche Art von Antriebsvorrichtung umfaßt
einen Hydraulikzylinder, der zwischen dem Rahmen und das
Verbindungssystem gekoppelt ist. Ausstrecken und
Zurückziehen der Kolbenstange des Hydraulikzylinders wirkt sich so
auf das Verbindungssystem aus, daß dem Werkzeug der
gewünschte Bewegungsweg gegeben und die erforderliche Kraft
erzielt wird, daß das Werkzeug imstande ist, den
gewünschten Biegevorgang auszuführen. Zusätzlich zu der
Antriebsvorrichtung selbst ist sowohl eine Hydraulikeinheit zur
Bereitstellung des erforderlichen hydraulischen Drucks, als
auch Ausrüstung für die Hydraulikleitungen und -steuerung
erforderlich.
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Die Erfindung zielt darauf ab, eine neue Art
Antriebsvorrichtung für eine Biegeeinheit der oben einleitend
beschriebenen Art zu erzielen, wobei die
Antriebsvorrichtung von einfacher Bauweise ist, einen zuverlässigen
Betrieb aufweist und sehr wenig Platz beansprucht. Dies wird
gemäß der Erfindung durch eine Biegeeinheit gemäß Anspruch
1 erzielt.
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Die Erfindung wird unten mit Bezug auf die beiliegenden
Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
zeigen, detaillierter beschrieben:
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Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht einer
Biegeeinheit mit einer Antriebsvorrichtung gemäß der
Erfindung;
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Fig. 2 ist eine schematische Ansicht der Vorrichtung
gemäß Fig. 1, in Richtung des Pfeils 2 in Fig. 1
gesehen, wobei nur ein kleiner Abschnitt der
Biegeeinheit gezeigt wird;
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Fig. 3 ist eine Vorderansicht, teilweise weggeschnitten,
die einen Abschnitt der Antriebsvorrichtung gemäß
Fig. 2 zeigt und
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Fig. 4 zeigt einen Schnitt entlang der Linie IV-IV in
Fig. 3.
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Fig. 1 zeigt eine Biegeeinheit, die ein Gestell 1 umfaßt,
auf welchem eine Haltefläche 2 für ein Werkstück 3 mit
einem Kantenflansch 4 angeordnet ist, der in Richtung des
Hauptabschnitts des Werkstücks 3 mit Hilfe eines Werkzeugs
5 eingebogen werden soll. Das Werkzeug 5 wird in einem
Werkzeughalter 6 gehalten, welcher wiederum durch ein
Verbindungssystem mit zwei Verbindungsgliedern 7 und 8
gehalten wird. Das Verbindungsglied 7 ist über zwei
Drehpunkte 9 bzw. 10 an das Gestell 1 bzw. den Werkzeughalter 6
angelenkt. Das Verbindungsglied 8 ist an den Drehpunkten 11
bzw. 12 an den Rahmen 1 bzw. den Werkzeughalter 6
angelenkt. Das Verbindungsglied 8 weist auch einen Drehpunkt 13
zum Verbinden mit einer Antriebseinheit, wie unten
eingehender beschrieben wird. Die Verbindungsglieder 7 und 8
bilden zusammen mit dem Rahmen 1 und dem Werkzeughalter 6
ein Verbindungssystem, das es ermöglicht, den
Werkzeughalter 6 im Verhältnis zu dem Rahmen 1 und der Haltefläche 2
so zu bewegen, daß das Werkzeug 5 auf das Werkstück 3 zu
und davon weg bewegt wird.
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Die Biegeeinheit, die oben beschrieben und in Fig. 1
schematisch gezeigt wird, ist von einer Art, die an sich
bekannt ist und nur zum Bereitstellen eines Beispiels einer
Art Biegeeinheit gedacht ist, bei welcher die
Antriebseinheit gemäß der Erfindung verwendet werden kann. Es ist eine
Anzahl anderer Biegeeinheiten bekannt, bei denen die
Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung verwendet werden
kann, diese werden hier jedoch nicht eingehender
beschrieben oder gezeigt.
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Die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung wird nur in
Fig. 1 schematisch gezeigt, es geht daraus jedoch
offensichtlich hervor, daß sie einen Elektromotor 14 umfaßt,
welcher über eine Transmission 15 in dem Gestell 1
angebracht ist.
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Fig. 2 kann entnommen werden, daß die Transmission 15 mit
Hilfe eines Flansches 16 an einer Lageraufhängung 17
befestigt ist, angebracht im Gestell 1. Ein Lager 18, das in
dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein Rollenlager ist, ist
in der Lageraufhängung 17 angebracht. In einem Abstand von
der Lageraufhängung 17 und koaxial dazu befindet sich eine
zweite Lageraufhängung 19, die gleichfalls im Gestell
angebracht ist und ein Lager 20 trägt, das in dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ein Rollenlager ist.
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Die Lager 18 und 20 sind koaxial zueinander und zu einem
Antriebswellenende 21 aus der Transmission 15 angeordnet.
Das Wellenende 21 erstreckt sich in eine Muffe 22 in einem
Ende einer Kurbelwelle 23 und ist mit der Kurbelwelle 23
mittels einer Feder 24 verbunden.
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Die Kurbelwelle 23 ist in den Lagern 18 und 20 angebracht
und mit Hilfe des Elektromotors 14, der Transmission 15,
dem Wellenende 21 und der Feder 24 rotierbar.
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Die Kurbelwelle 23 ist mit einem Kurbelzapfen 25
hergestellt, auf dem ein Verbindungsstab 26 an einem Ende
rotierbar angebracht ist. Das andere Ende des
Verbindungsstabs 26 ist mit dem Drehpunkt 13 des Verbindungsglieds 8
in dem Verbindungssystem verbunden. Der Drehpunkt 13 ist
also die Achse eines Drehzapfens 27, die sich zwischen zwei
parallelen Abschnitten des Verbindungsglieds 8 erstreckt.
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Wenn die Kurbelwelle 23 gedreht wird, schaukelt der
Verbindungsstab 26 das Verbindungsglied 8 um den Drehpunkt 11, so
daß der Werkzeughalter 6 und das Werkzeug 5, während einer
Rotation der Kurbelwelle 23, eine Bewegung aus einer
deaktivierten Position, in der das Werkzeug 5 in einem Abstand
zu dem Werkstück 3 liegt, in eine Endposition, in der das
Werkzeug 5 das Einbiegen des Kantenflansches 4 durchgeführt
hat, beendet, woraufhin es in die deaktivierte Position
zurückkehrt.
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Um das Überlasten verschiedener Teile der Vorrichtung
aufgrund verschiedener Dicken des Werkstücks 3 oder infolge
von Fremdkörpern zwischen dem Werkzeug 5 und der
Haltefläche 2 zu vermeiden, ist eine Kraftbegrenzungseinrichtung 28
im Kraftweg zwischen dem Lager der Kurbelwelle 23 im
Gestell 1 und dem Werkzeug 5 angeordnet. In dem
Ausführungsbeispiel, das in den Zeichnungen gezeigt wird, ist die
Kraftbegrenzungseinrichtung 28 in den Verbindungsstab 26
eingebaut und bildet einen Abschnitt davon. Es ist jedoch
auch möglich, eine entsprechende
Kraftbegrenzungseinrichtung an einem anderen Standort mit einer entsprechenden
Funktion anzubringen.
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Die Kraftbegrenzungseinrichtung 28 umfaßt in dem
Ausführungsbeispiel, das in den Zeichnungen gezeigt wird, eine
Gasfeder 29, d. h. eine Feder, bei der die Federkraft durch
ein Gas erzielt wird, das in einem Druckzylinder
eingeschlossen ist und auf den Kolben einwirkt. Die Gasfeder ist
zwischen zwei Platten 30 und 31 angeordnet, die miteinander
mittels Bolzen 32 verbunden sind und in einer
vorherbestimmten Entfernung voneinander gehalten werden. Die Platte
30 ist mit einer Durchgangsöffnung 33 versehen, durch die
sich ein Stab 34 erstreckt. Der Stab 34 ist an einem Ende,
welches der Gasfeder 29 zugekehrt ist, mit einem Flansch 35
mit einem Durchmesser versehen, der größer als der
Durchmesser der Öffnung 33 ist. Der Stab 34 kann daher nicht
durch die Platte 30 herausgezogen werden. An seinem freien
Ende außerhalb der Platte 30 ist der Stab 34 mit einem
Endstück 36 zum Befestigen an dem Drehzapfen 27 versehen.
Der Stab 34 ist auf diese Weise ein Abschnitt des
Verbindungsstabs 26 und wird gewöhnlich durch die Gasfeder 29
nach oben gedrückt, so daß der Flansch 35 an die Platte 30
anstößt. Der Stab 34 kann jedoch durch Überwinden der Kraft
der Gasfeder 29 in die entgegengesetzte Richtung gedrückt
werden und dadurch die Gesamtlänge des Verbindungsstabs 26
verringern.
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Wie aus Fig. 3 und 4 ersehen werden kann, hält die Platte
30 eine Vorrichtung zur Steuerung 37 der Gasfeder 29. Die
Steuervorrichtung 37 ist mit einer Anzeigevorrichtung in
Form eines Druckmessers 38 zur Anzeige des Drucks in der
Gasfeder 29 versehen. Der Druckmesser 38 ist mit der
Gasfeder 29 mittels einer Leitung 39 verbunden, die nur durch
eine gestrichelte Linie angezeigt ist. Außerdem weist die
Steuervorrichtung 37 eine Verbindung 40 auf, um zu
ermöglichen, daß der Druck in der Gasfeder 29 zur Steuerung der
Federkraft erhöht oder abgesenkt wird. Überdies ist in der
Steuervorrichtung 37 eine Sensoreinrichtung für den Druck
enthalten, wobei die Sensoreinrichtung über eine
elektrische Verbindung 41 mit einer Anzeigevorrichtung verbunden
ist, die das Abweichen des Drucks in der Gasfeder 29 von
dem eingestellten Wert anzeigt.
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Wenn die Biegeeinheit benutzt werden soll, wird das
Werkzeug 5 in eine deaktivierte Position bewegt, während die
Antriebsvorrichtung in eine Ruheposition verlagert wird,
die im wesentlichen der Position entspricht, die in Fig. 2
gezeigt wird. Danach wird ein Werkstück 3 auf die
Haltefläche 2 plaziert und der Motor 14 wird mittels der
Steuereinrichtung (nicht gezeigt) der Biegeeinheit eingeschaltet.
Der Motor dreht dadurch die Kurbelwelle 23, so daß der
Verbindungsstab 26 nach oben bewegt wird, wie in den
Zeichnungen gezeigt. Der Verbindungsstab 26 schaukelt so das
Verbindungsglied 8 um den Drehpunkt 11, der im Gestell 1
befestigt ist. Das Verbindungsglied 8 überträgt dadurch die
Bewegung an den Werkzeughalter 6 und das Werkzeug 5, so daß
das Werkzeug 5 zum Einbiegen des Kantenflansches 4 nach
unten bewegt wird. Wenn das Werkzeug 5 seine Endposition
erreicht hat, d. h., wenn der Kantenflansch 4 vollständig in
Richtung des größeren Abschnitts des Werkstücks 3
eingefaltet ist, hat der Verbindungsstab 26 seine finale
Endposition erreicht, so daß das Werkzeug 5 vom Werkstück 3
weg nach oben gehoben wird, wenn die Kurbelwelle 23 weiter
gedreht wird.
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Aufgrund der Größenunterschiede 3 zwischen verschiedenen
Werkstücken und um ein sicheres Einbiegen des
Kantenflansches 4 mit ausreichender Kraft zu erzielen, ist
die Geometrie der Antriebsvorrichtung solchermaßen, daß der
Verbindungsstab 26, wenn das Werkzeug 5 seine Endposition
erreicht und der Kantenflansch 4 vollständig eingebogen
ist, seine obere Endposition noch nicht erreicht hat. Auf
fortgesetztes Drehen der Kurbelwelle 23 über die obere
Endposition des Verbindungsstabs 26 hinaus hin wird daher
die Kraftbegrenzungseinrichtung eingesetzt. Wenn die
vorherbestimmte Last ausgeübt wird, wird die Gasfeder 28
durch den Stab 34 zusammengedrückt, der in die Öffnung 33
gleitet und die Gasfeder 29 zusammenpreßt. Dies verhindert
Überlastung und Beschädigung der Bestandteile der
Antriebsvorrichtung und der Biegeeinheit, während
gleichzeitig ein zufriedenstellendes Einbiegen des
Kantenflansches 4 gewährleistet wird.
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Durch Ändern des Drucks in der Gasfeder 29 ist es möglich,
die Größenordnung der Kraft zu regulieren, die das Werkzeug
5 auf den Kantenflansch 4 ausübt. Auf diese Weise ist es
möglich, die Biegekraft an derzeitige Verhältnisse
anzupassen.
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Wie aus Fig. 2 und 3 ersehen werden kann, weist die
Kurbelwelle 23 an ihrem Ende, das von dem Wellenende 21
entlegen ist, ein Wellenende 42 auf. Mit Hilfe dieses
Wellenendes 42 kann die Kurbelwelle 23 an eine entsprechende
Kurbelwelle in einer benachbarten Antriebseinheit gekuppelt
werden, so daß zwei oder möglicherweise mehr
Antriebseinheiten mit demselben Motor und Getriebe angetrieben werden
können. Dies kann ein Vorteil sein, wenn eine Anzahl von
Biegeeinheiten benachbart zueinander auf begrenztem Raum
angeordnet werden soll.
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Es sollte bemerkt werden, daß innerhalb des Bereichs der
Erfindung, die durch die angehängten Ansprüche definiert
wird, Änderungen vorgenommen werden können. Beispielsweise
kann der Elektromotor 14 durch jede andere Motorart
ausgetauscht werden. Es ist auch vorstellbar, daß der
Elektromotor oder jede andere Motorart direkt an die Kurbelwelle 23
ohne die Verwendung eines Getriebes gekuppelt werden kann.