EP0353680A2 - Vorrichtung zum Erzeugen von Blechabkantungen durch Biegen - Google Patents
Vorrichtung zum Erzeugen von Blechabkantungen durch Biegen Download PDFInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
- B21D5/04—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
- B21D5/045—With a wiping movement of the bending blade
Definitions
- the invention relates to a device for producing sheet metal bends by bending in which the workpiece can be clamped between two holding dies designed as counter-tools, in addition to an upper bending tool intended for downward bends, a lower bending tool intended for upward bends, one with a cross-section to the workpiece towards jaw-opening rocker carries one of the two bending tools on each of its two jaw edges and a drive device for essentially vertical tool movements is articulated on the rocker in addition to a drive device for essentially horizontal tool movements.
- edge profiles can be formed in sheets in a multi-step process, without having to turn the workpiece when changing the bending direction within the edge sequence.
- Manufacturing examples are refrigerator doors, luminaire housings, cladding elements for building walls and ceilings, control cabinet parts, steel furniture parts and shelf elements. Due to a programmed interaction of the drive device for essentially horizontal tool movements with the drive device for essentially vertical tool movements, the working surface of the bending tool used describes a path leading around the associated cold stamp, which protects the workpiece surface.
- pressing devices in which the sheet is pressed into a die by a punch and the protruding side parts of the workpiece flip up accidentally.
- a device of the type mentioned at the outset is already known from document EP 0 022 122 B1.
- the two drive devices of this known device for producing sheet metal bending by bending are designed as crank drives.
- a cylinder is inserted into the crank mechanism for essentially vertical tool movements, which cylinder is actuated to change the other bending tool when the bending direction is changed.
- Another cylinder is used to move a pivot point on a drive rocker for the joint drive of the two crank drives.
- the design of the drive devices and the programming of the path curve of the bending tool used are accordingly complicated. It also appears to be disadvantageous that the rocker arm, which opens in cross-section towards the workpiece, has no space in its mouth for bending overhanging edge strips of workpieces. On the other hand, a lot of working time is always lost when the bending direction is changed within an edge sequence and the other bending tool must be used for this purpose.
- the invention has for its object to provide a bending device of the type mentioned, which on the one hand allows a quick changeover to the other bending tool with little effort and on the other hand offers ample space for bending overhanging workpiece parts.
- rocker is hinge-like in two separately pivotable about the rocker axis and each carrying one of the two bending tools and one drive device is articulated on each jaw for substantially vertical tool movements.
- the jaw width of the swing arm can thus be adapted to the space required by the workpiece part protruding from the two holding dies when bending. With only small sheet metal bends, the jaw width of the rocker is reduced, so that starting the other bending tool for the purpose of changing the bending direction requires little time. However, if the sheet to be bent is far from the holding dies designed as counter tools and if it is possibly already formed into a bulky structure by at least one bend, the jaw width of the rocker can be increased accordingly.
- the two drive devices for essentially vertical tool movements only the one which is articulated to the jaws carrying the bending tool to be used is actuated in the working phase of the bending device.
- the drive device for the we Significant horizontal tool movements are common to the two jaws.
- the two drive devices can be designed for substantially vertical tool movements in widely differing maximum paths.
- Advantages achieved with the invention are, in particular, that wider sheet metal bends and ultimately more complicated edge profiles can be produced and that the bending device can be used more universally in an enlarged area of application.
- the drawing shows the bending device at the end of the bending process for a particularly wide bend 10 in a sheet metal 13 clamped between the fixed lower holding die 11 and the ventable upper holding die 12, after two substantially narrower bends 14 and 15 in the opposite bending direction on the same workpiece 13 have been manufactured.
- a total of three drive devices 19, 20 and 21 are provided for the swing arm 18 of the bending device which is hinge-divided in the upper jaws 16 and the lower jaws 17, of which the drive device 19 is connected to the swing arm axis 23 via a hinge block 22, the drive device 20 in one on the top of the upper jaw 16 near the top bend Tool 24 attached bearing block 25 is articulated and the drive device 21 is articulated in a bearing block 27 attached to the underside of the lower jaw 17 near the lower bending tool 26.
- the fact that the three drive devices 19, 20 and 21 consist of hydraulic cylinders pivotably mounted on the device frame 28 gives the bending device high performance, great flexibility in the control of the movement sequences and a simple structural design.
- rocker shaft 23 which can be carried by the drive device 19 for essentially horizontal tool movements, is mounted in pivotable support brackets 29.
- support lugs 29, which in turn are pivotably mounted with their lower ends on the device frame 28, the swing arm axis 23 is guided on a circular arc deviating from the horizontal.
- the two drive devices 20 and 21 are designed for essentially vertical tool movements on very different maximum paths. Since only the upper cold stamp 12 can be lifted from the two holding stamps 11 and 12, the larger maximum path is assigned to the upper bending tool 24.
- two coaxial hydraulic cylinders are provided as the drive device 20 articulated on the upper jaw 16, one of which hydraulic cylinder the working area of the upper bending tool 24 and the other hydraulic cylinder of the individual space dimensioning for the fold 10 generated by the lower bending tool 26 of the workpiece 13 is assigned.
- the space requirement of the edge profile consisting of the bevels 10, 14 and 15 is illustrated by the arcuate envelope 30.
- the ventilation height of the upper holding die 12 corresponds approximately to the maximum path of the upper bending tool 24.
- a hydraulic cylinder 31 is provided which is firmly supported on the device frame 28, the piston rod 32 of which at the lower end is provided by a coaxial countersunk screw 33 with the immersion space 34 for the hydraulic cylinder 31 and in turn the upper beam 35 carrying the holding stamp 12 is connected.
- the holding punch 12 is designed as an interchangeable counter-tool and is secured in the upper cheek 35 against falling out by a sliding block 36 extending in both longitudinal directions.
- the lower holding punch 11 which is also designed as an interchangeable counter-tool, is fixed on the lower cheek 37 which is firmly supported on the device frame 28.
- the two bending tools 24 and 26 are also interchangeable for changing the length and cross-sectional area. They are screwed to the free end of the two separately pivotable jaws 16 and 17 secured by a fit.
- the jaw depth of the rocker 18 corresponds approximately to the maximum travel of the upper bending tool 24. Since the mutually facing inner surfaces of the two jaws 16 and 17 in one of the mutual contact of the two bending tools 24 and 26 close position parallel to each other, the times before bending for turning on the bending tools 24 and 26 can be kept extremely short, as long as the step profile to be manufactured does not reach a greater height. On the other hand, the significance of the bending device described lies precisely in the free space for the production of particularly high edge profiles. However, this freedom is only provided when necessary. The two jaws 16 and 17 then form a considerable opening angle with their mutually facing inner surfaces, the influence of the drive device 20 exceeding the influence of the drive device 21.
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
Description
- Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Erzeugen von Blechabkantungen durch Biegen bei der das Werkstück zwischen zwei als Gegenwerkzeuge ausgebildeten Haltestempeln einspannbar ist, außer einem für Abkantungen nach unten bestimmten oberen Biegewerkzeug ein für Abkantungen nach oben bestimmtes unteres Biegewerkzeug vorgesehen ist, eine sich im Querschnitt zum Werkstück hin maulförmig öffnende Schwinge an ihren beiden Maulrändern je eines der beiden Biegewerkzeuge trägt und an der Schwinge außer einer Antriebseinrichtung für im wesentlichen horizontale Werkzeugbewegungen eine Antriebseinrichtung für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen angelenkt ist.
- Mit derartigen Vorrichtungen lassen sich im Mehrschrittverfahren kompliziertere Randprofile in Bleche einformen, ohne beim Wechseln der Biegerichtung innerhalb der Kantenfolge das Werkstück wenden zu müssen. Fertigungsbeispiele sind Kühlschranktüren, Leuchtengehäuse, Verkleidungselemente für Gebäudewände und Gebäudedecken, Schaltschrankteile, Stahlmöbelteile und Regalelemente. Durch ein programmiertes Zusammenspiel der Antriebseinrichtung für im wesentlichen horizontale Werkzeugbewegungen mit der Antriebseinrichtung für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen beschreibt die Arbeitsfläche des benutzten Biegewerkzeugs eine um den zugehörigen Kaltestempel herumführende Bahn, was die Werkstückoberfläche schont. Zu unterscheiden sind davon insbesondere Preßvorrichtungen, bei denen das Blech von einem Stempel in ein Gesenk gedrückt wird und die überstehenden Seitenteile des Werkstücks unfallträchtig hochschlagen.
- Durch das Dokument EP 0 022 122 B1 ist bereits eine Vorrichtung der eingangs angeführten Gattung bekannt. Die beiden Antriebseinrichtungen dieser bekannten Vorrichtung zum Erzeugen von Blechabkantungen durch Biegen sind als Kurbeltriebe ausgebildet. In den Kurbeltrieb für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen ist ein Zylinder eingefügt, der zum Anstellen des jeweils anderen Biegewerkzeugs beim wechseln der Biegerichtung betätigt wird. Ein anderer Zylinder dient dem Verlagern einer Anlenkstelle an einer Antriebsschwinge für den gemeinsamen Antrieb der beiden Kurbeltriebe. Der konstruktive Aufbau der Antriebseinrichtungen und das Programmieren der Bahnkurve des benutzten Biegewerkzeugs sind dementsprechend kompliziert. Als nachteilig erscheint es außerdem, daß die sich im Querschnitt zum Werkstück hin maulförmig öffnende Schwinge in ihrem Maul keinen Platz zum Umbiegen ausladenderer Randstreifen von Werkstücken bietet. Andererseits geht stets viel Arbeitszeit verloren, wenn innerhalb einer Kantenfolge die Biegerichtung gewechselt wird und dazu das jeweils andere Biegewerkzeug anzustellen ist.
- Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Biegevorrichtung der eingangs angeführten Gattung zu schaffen, die mit geringem Aufwand einerseits ein schnelles Umstellen auf das andere Biegewerkzeug ermöglicht und andererseits reichlich Platz zum Umbiegen weit ausladender Werkstückteile bietet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Schwinge in zwei um die Schwingenachse gesondert verschwenkbare und je eines der beiden Biegewerkzeuge tragende Backen scharnierartig geteilt ist und an beiden Backen je eine Antriebseinrichtung für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen angelenkt ist.
- Damit läßt sich die Maulweite der Schwinge dem Platz anpassen, den das von den beiden Haltestempeln abstehende Werkstückteil beim Umbiegen benötigt. Bei lediglich kleinen Blechabkantungen wird die Maulweite der Schwinge verringert, so daß das Anstellen des jeweils anderen Biegewerkzeugs zum Zwecke des Wechselns der Biegerichtung nur wenig Zeit erfordert. Steht das umzubiegende Blech jedoch weit von den als Gegenwerkzeuge ausgebildeten Haltestempeln ab und ist es womöglich bereits durch wenigstens eine Abkantung zu einem sperrigen Gebilde geformt, so kann die Maulweite der Schwinge entsprechend vergrößert werden. Von den beiden Antriebseinrichtungen für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen wird in der Arbeitsphase der Biegevorrichtung nur diejenige betätigt, die an dem das zu benutzende Biegewerkzeug tragenden Backen angelenkt ist. Die Antriebseinrichtung für im we sentlichen horizontale Werkzeugbewegungen ist dagegen den beiden Backen gemeinsam. Nachdem beim schrittweisen Einformen komplizierterer Randprofile zumeist eine Abkantung dominiert und in der Kantenfolge den Abschluß bildet, ist es besonders vorteilhaft, daß sich die beiden Antriebseinrichtungen für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen auf stark unterschiedliche Maximalwege auslegen lassen. Mit der Erfindung erzielte Vorteile bestehen aber insbesondere auch darin, daß breitere Blechabkantungen und letztlich kompliziertere Randprofile gefertigt werden können und sich die Biegevorrichtung in einem vergrößerten Einsatzbereich universeller verwenden läßt.
- Ein aufgrund der in den Unteransprüchen angegebenen Erfindungsausgestaltungen bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der teilweise schematischen Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.
- Die Zeichnung zeigt die Biegevorrichtung am Ende des Biegevorgangs für eine besonders breite Abkantung 10 in einem zwischen dem feststehenden unteren Haltestempel 11 und dem lüftbaren oberen Haltestempel 12 eingespannten Blech 13, nachdem zuvor an demselben Werkstück 13 in der entgegengesetzten Biegerichtung zwei wesentlich schmalere Abkantungen 14 und 15 gefertigt worden sind. Für die in den oberen Backen 16 und den unteren Backen 17 scharnierartig geteilte Schwinge 18 der Biegevorrichtung sind insgesamt drei Antriebseinrichtungen 19, 20 und 21 vorgesehen, von denen die Antriebseinrichtung 19 über einen Scharnierklotz 22 mit der Schwingenachse 23 verbunden ist, die Antriebseinrichtung 20 in einem auf der Oberseite des oberen Backens 16 nahe dem oberen Biege werkzeug 24 befestigten Lagerblock 25 angelenkt ist und die Antriebseinrichtung 21 in einem auf der Unterseite des unteren Backens 17 nahe dem unteren Biegewerkzeug 26 befestigten Lagerblock 27 angelenkt ist. Dadurch, daß die drei Antriebseinrichtungen 19, 20 und 21 aus am Vorrichtungsgestell 28 schwenkbar gelagerten Hydraulikzylindern bestehen, erhält die Biegevorrichtung eine hohe Leistungskraft, eine große Flexibilität in der Steuerung der Bewegungsabläufe und einen einfachen konstruktiven Aufbau. Einen weiteren Beitrag hierzu liefert der Umstand, daß die von der Antriebseinrichtung 19 für im wesentlichen horizontale Werkzeugbewegungen mitnehmbare Schwingenachse 23 in schwenkbaren Stützlaschen 29 gelagert ist. Infolge der mit ihren unteren Enden am Vorrichtungsgestell 28 ihrerseits schwenkbar gelagerten Stützlaschen 29 wird die Schwingenachse 23 auf einem von der Horizontalen abweichenden Kreisbogen geführt.
- Mit Rücksicht auf die Fertigung von besonders weit ausladenden Randprofilen, die eine dominierende Abkantung 10 aufweisen, sind die beiden Antriebseinrichtungen 20 und 21 für im wesentlichen vertikale Werkzeugbewegungen auf stark unterschiedliche Maximalwege ausgelegt. Da von den beiden Haltestempeln 11 und 12 nur der obere Kaltestempel 12 lüftbar ist, ist der größere Maximalweg dem oberen Biegewerkzeug 24 zugeordnet. Zur Vereinfachung des konstruktiven Aufbaus der Biegevorrichtung sind dazu als am oberen Backen 16 angelenkte Antriebseinrichtung 20 zwei koaxial aneinandergereihte Hydraulikzylinder vorgesehen, von denen der eine Hydraulikzylinder dem Arbeitsbereich des oberen Biegewerkzeugs 24 und der andere Hydraulikzylinder der individuellen Platzbemessung für die vom unteren Biegewerkzeug 26 erzeugte Abkantung 10 des Werkstücks 13 zugeordnet ist. In der Zeichnung ist der Platzbedarf des aus den Abkantungen 10, 14 und 15 bestehenden Randprofils durch die kreisbogenförmige Hüllkurve 30 veranschaulicht.
- Eine andere die Fertigung besonders weit ausladender Randprofile fördernde Ausgestaltung der Biegevorrichtung besteht darin, daß die Lüftungshöhe des oberen Haltestempels 12 etwa dem Maximalweg des oberen Biegewerkzeugs 24 entspricht. Um das zwischenzeitliche Anheben des oberen Haltestempels 12 zum Zwecke des Zeitgewinns auf die jeweilige Bedarfshöhe zu beschränken, ist ein am Vorrichtungsgestell 28 fest abgestützter Hydraulikzylinder 31 vorgesehen, dessen Kolbenstange 32 am unteren Ende durch eine koaxiale Senkschraube 33 mit der dem Kydraulikzylinder 31 einen Eintauchraum 34 bietenden und ihrerseits den Haltestempel 12 tragenden Oberwange 35 verbunden ist. Der Haltestempel 12 ist als auswechselbares Gegenwerkzeug ausgebildet und in der Oberwange 35 durch einen sich in beider Längsrichtung erstreckenden Gleitstein 36 gegen ein Herausfallen gesichert. Der ebenfalls als auswechselbares Gegenwerkzeug ausgebildete untere Haltestempel 11 ist auf der sich am Vorrichtungsgestell 28 fest abstützenden Unterwange 37 festgelegt. Auch die beiden Biegewerkzeuge 24 und 26 sind zur Änderung von Länge und Querschnittsfläche je für sich auswechselbar. Sie werden an das freie Stirnende der beiden gesondert verschwenkbaren Backen 16 und 17 durch eine Paßform gesichert angeschraubt.
- In Anpassung an den größeren Maximalweg des oberen Biegewerkzeugs 24 ist schließlich noch dafür gesorgt, daß die Maultiefe der Schwinge 18 etwa dem Maximalweg des oberen Biegewerkzeugs 24 entspricht. Da die einander zugekehrten Innenflächen der beiden Backen 16 und 17 in einer der gegenseitigen Berührung der beiden Biegewerkzeuge 24 und 26 nahen Stellung zueinander parallel verlaufen, können die vor dem Biegen zum Anstellen der Biegewerkzeuge 24 und 26 benötigten Zeiten äußerst klein gehalten werden, solange das schrittweise zu fertigende Randprofil keine größere Höhe erreicht. Andererseits liegt die Bedeutung der beschriebenen Biegevorrichtung aber gerade auch in dem Freiraum zur Fertigung besonders hoch aufragender Randprofile. Dieser Freiraum wird jedoch nur im Bedarfsfall geboten. Die beiden Backen 16 und 17 bilden dann mit ihren einander zugekehrten Innenflächen einen beträchtlichen Öffnungswinkel, wobei der Einfluß der Antriebseinrichtung 20 den Einfluß der Antriebseinrichtung 21 übertrifft.
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