EP1238723B1 - Vorrichtung zum Abkanten von Blechen - Google Patents

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EP1238723B1
EP1238723B1 EP20020002739 EP02002739A EP1238723B1 EP 1238723 B1 EP1238723 B1 EP 1238723B1 EP 20020002739 EP20020002739 EP 20020002739 EP 02002739 A EP02002739 A EP 02002739A EP 1238723 B1 EP1238723 B1 EP 1238723B1
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EP
European Patent Office
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carriage
tool
jaw
bending
rotary member
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EP20020002739
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EP1238723A2 (de
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Ernst Heinl
Manfred Schwinghammer
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Bayerische Motoren Werke AG
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Bayerische Motoren Werke AG
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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
    • B21D5/042—With a rotational movement of the bending blade
    • 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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device according to the preamble of the first claim (see, for example DE-C-940525 ).
  • a bending jaw (shaping jaw) arranged in the upper tool is used, which bends the sheet metal area to be bent near the bending line.
  • Object of the present invention is to remedy this situation and to propose a method and an apparatus for performing the method by which the aforementioned disadvantages are avoided.
  • the mold jaw is pivotally guided in a housing.
  • a fold can be made evenly at the bend line.
  • already hereby converted sheet metal areas can be folded, which would otherwise be deformed in a translational movement of the mold jaw. This makes it possible to produce sheets, e.g. in automobile body construction, reshape, in which previously occurred at the bending bumps or waves that could not be removed or only very labor intensive.
  • FIG. 1 the arrangement according to the invention is shown schematically in its initial position, i. before the beginning of the bending process with the tool still open.
  • 1 denotes a tool frame in a press, with 2 a movable press lower tool and with 3 an associated, also movable press upper tool.
  • a rotary body 4 in a housing 5 is visible in section.
  • the rotation body carries a mold jaw 4.1. This serves to accommodate the bent sheet metal area andgravkanten.
  • a lever 6 On the rotary body 4, a lever 6 is arranged, which cooperates with a carriage 7.
  • the carriage 7 is guided in slide guides 8 on the tool frame 1.
  • the carriage 7 is actuated by a slave cylinder piston arrangement 9, which is likewise fastened to the tool frame 1.
  • the two cylinder-piston units are connected via a hose connection 11.
  • a plunger 15 is provided on the press upper tool 3 in such a way that when the tool is closed, the plunger 15, the piston rod 10.1 of the donor cylinder piston unit 10 just touched, without them to move.
  • a Nachformstempel 12 which is also attached to the tool frame 1 and cooperates with the rotary body 4 when it has reached its end position ( Figure 2).
  • the sheet metal which is to be further shaped at the same time is also shown in FIG. 1 and denoted by 13, wherein the region (deep-drawn) which has already been folded in a previous operation is designated by the reference numeral 14.
  • the upper tool 3 moves downwards and that until the sheet 13 is clamped between the upper tool 3 and the lower tool 2. In this position, the plunger 15 contacts the piston rod 10.1 of the master cylinder piston unit 10th
  • the end position is reached when the lower tool 2 rests on the tool frame 1. In this position, the Nachformstempel 12 abuts against the rotary body 4 and locks it in the final position.
  • this is achieved by choosing a suitable transmission ratio between on the one hand between master and slave piston cylinder unit and on the other by the working paths of the carriage 7 and the press upper and lower tool (3 or 2).
  • FIG. 3 shows a perspective basic view of the rotary body 4 in its housing 5. Furthermore, it is visible here that the rotary body 4 is held in its initial position by two springs 16 which protrude laterally from the housing 5 and are fastened at a suitable location on the housing 5
  • the Nachformstempel 12 penetrates the housing 5 and cooperates in the end position with the stop surface 4.2 on the rotary body.
  • FIG. 4 differs from the illustration in FIG. 3 in that the left-hand half of the housing is broken away. Thus, one of the two lateral guide surfaces of the rotary body 4 is visible.
  • the rotary body 4 has in this example first lateral guide surfaces 17, which are formed like a circle segment. It is guided via two correspondingly configured counter guide surfaces 18 in the housing 5.
  • the design of the two guide surfaces depends on the bending angle and the pivoting range of the rotary body 4 in its housing 5.
  • the design of the lever 6 depends on the lifting height of the slave cylinder piston unit 9 and the bending angle.
  • the contour of the tread for the roller 21 on the lever 6 is further designed so that after completion of the bending process, the carriage 7 can move on without further movement of the rotating body 4. This comes in a further downward movement of the press lower tool 2 of the Nachformstkov 12 with the contact surface 4.2 of the rotating body in contact.
  • FIG. 7 shows a detail of the carriage 7 in the starting position. Here it is visible how the carriage 7 is guided in the slide guide 8 without play.
  • the carriage guide 8 guide surfaces 22 to 24.
  • Figure 8 shows the carriage in the final position, i. at maximum retracted piston rod of the slave cylinder piston unit 9th

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Press Drives And Press Lines (AREA)

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des ersten Anspruchs (siehe z.B. DE-C-940525 ).
  • Das Abkanten von Blechen ist allgemein bekannt und wird üblicherweise auf Pressen durchgeführt. Hierbei wird eine im Oberwerkzeug angeordnete Biegeschiene (Formbacke) verwendet, die nahe der Biegelinie den abzukantenden Blechbereich biegt.
  • Werden mit einer derartigen Vorrichtung Blechteile abgekantet, an denen die Formbacke nicht gleichmäßig an der Biegelinie angreifen kann, wird das abzukantende Blechteil nicht gleichmäßig verformt bzw. sogar deformiert. Es bilden sich dann Wellen oder Beulen, die nicht mehr vollständig beseitigt werden können. Die gleichen Nachteile treten dann auf, wenn wegen der vorhandenen Form des abzukantenden Blechteils bei translatorisch verfahrbaren Formbacken diese Biegekanten nicht weit genug überfahren können.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, hier Abhilfe zu schaffen und ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens vorzuschlagen, durch die die vorher genannten Nachteile vermieden werden.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des ersten Anspruchs gelöst.
  • Im Gegensatz zu den bisher vorhandenen Vorrichtungen wird nunmehr vorgeschlagen, dass die Formbacke verschwenkbar in einem Gehäuse geführt wird. Damit kann eine Abkantung gleichmäßig an der Biegelinie erfolgen. Auch können hiermit bereits umgeformte Blechbereiche abgekantet werden, die bei einer translatorischen Bewegung der Formbacke sonst deformiert würden. Damit ist es möglich, Bleche, z.B. im Automobilkarosseriebau, umzuformen, bei denen bisher beim Abkantvorgang Beulen oder Wellen eintraten, die nicht oder nur sehr arbeitsintensiv entfernt werden konnten.
  • Die Unteransprüche 2 bis 13 beschreiben vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung.
  • Im folgenden wird die Erfindung anhand eines ausgewählten Beispiels näher erläutert. Es stellen dar:
    • Figur 1
    einen schematisierten Querschnitt durch das erfindungsgemäße Abkantwerkzeug an einer Presse;
    Figur 2
    die Anordnung nach Figur 1 in der Endstellung;
    Figur 3
    eine perspektivische Prinzipdarstellung der Formbacke im Gehäuse mit Schlittenführung;
    Figur 4
    die Ansicht gemäß Figur 3 mit einseitig geöffnetem Gehäuse;
    Figur 5
    eine perspektivische Darstellung des Rotationskörpers mit Schlittenführung;
    Figur 6
    die Ansicht nach Figur 5 in der Endstellung;
    Figur 7
    die Ausgangsstellung der Schlittenführung mit Schlitten;
    Figur 8
    die Endstellung der Anordnung gemäß Figur 7.
  • In Figur 1 ist schematisiert die erfindungsgemäße Anordnung dargestellt und zwar in ihrer Ausgangsstellung, d.h. vor Beginn des Abkantvorganges bei noch geöffnetem Werkzeug. Hierbei ist mit 1 ein Werkzeuggestell in einer Presse bezeichnet, mit 2 ein verfahrbares Pressenunterwerkzeug und mit 3 ein zugehöriges, ebenfalls verfahrbares Pressenoberwerkzeug.
  • An dem Pressenunterwerkzeug ist ein Rotationskörper 4 in einem Gehäuse 5 im Schnitt sichtbar. Der Rotationskörper trägt eine Formbacke 4.1. Dieser dient dazu, den zu biegenden Blechbereich aufzunehmen und abzukanten.
  • An dem Rotationskörper 4 ist ein Hebel 6 angeordnet, der mit einem Schlitten 7 zusammenarbeitet. Der Schlitten 7 ist in Schlittenführungen 8 am Werkzeuggestell 1 geführt.
  • Betätigt wird der Schlitten 7 von einer Nehmer-Zylinderkolben-Anordnung 9, die ebenfalls am Werkzeuggestell 1 befestigt ist.
  • Die Betätigung der Nehmer-Zylinderkolben-Einheit 9 geschieht über eine Geber-Zylinderkolben-Einheit 10, die am Werkzeuggestell 1 befestigt ist. Verbunden sind die beiden Zylinderkolben-Einheiten über eine Schlauchverbindung 11.
  • Zum Betätigen der Geber-Zylinderkolben-Einheit 10 ist an dem Pressenoberwerkzeug 3 ein Stößel 15 vorgesehen und zwar derart, dass bei geschlossenem Werkzeug der Stößel 15 die Kolbenstange 10.1 der Geber-Zylinderkolben-Einheit 10 gerade berührt, ohne sie zu verfahren.
  • Weiterhin dargestellt ist in Figur 1 ein Nachformstempel 12, der ebenfalls am Werkzeuggestell 1 befestigt ist und mit dem Rotationskörper 4 zusammenwirkt, wenn es seine Endstellung erreicht hat (Figur 2).
  • Das gleichzeitig weiter umzuformende Blech ist in Figur 1 ebenfalls dargestellt und mit 13 bezeichnet, wobei der abzukantende bereits in einem vorhergehenden Arbeitsgang umformte (tiefgezogene) Bereich mit der Bezugsziffer 14 versehen ist.
  • In Figur 2 ist die Endstellung der Presse dargestellt. Hierbei wurde der abzukantende Blechbereich 14 durch Verschwenken des Rotationskörpers 4 mit der Formbacke 4.1 im Gehäuse 5 gebogen.
  • Gleichzeitig ist in Figur 2 sichtbar, dass der Nachformstempel 12 den Rotationskörper 4 in seiner Endstellung hält. So wird ein Nachfedern des Rotationskörpers 4 in seinem Gehäuse und somit des abgekanteten Blechbereiches 14 verhindert.
  • Um den Blechbereich 14 abzukanten, wird wie folgt vorgegangen.
  • Nachdem das Blech 13 in die geöffnete Presse eingelegt wurde, fährt das Oberwerkzeug 3 abwärts und zwar solange, bis das Blech 13 zwischen dem Oberwerkzeug 3 und dem Unterwerkzeug 2 eingespannt ist. In dieser Position berührt der Stößel 15 die Kolbenstange 10.1 der Geber-Zylinderkolben-Einheit 10.
  • Bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Oberwerkzeuges 3 wird zum einen das Unterwerkzeug 2 in Richtung auf das Werkzeuggestell 1 bewegt und zum anderen die Kolbenstange 10.1 der Geber-Zylinderkolben-Einheit 10 durch den Stößel 15 abwärts bewegt. Dadurch wird das im Zylinder befindliche Hydrauliköl über die Schlauchverbindung 11 in die Nehmer-Zylinderkolben-Einheit 9 verdrängt. Somit fährt deren Kolbenstange aus und verschiebt damit den Schlitten 7 in seiner Führung aufwärts. Da der Schlitten 7 mit dem Hebel 6 zusammenwirkt, verfährt er bei seiner Aufwärtsbewegung ebenfalls den Hebel 6 nach oben, wodurch der Rotationskörper 4 in der Führung ihres Gehäuses 5 verschwenkt wird.
  • Die Endstellung ist dann erreicht, wenn das Unterwerkzeug 2 auf dem Werkzeuggestell 1 aufliegt. In dieser Stellung stößt auch der Nachformstempel 12 gegen den Rotationskörper 4 und arretiert ihn so in der Endstellung.
  • Allgemein wird dies dadurch erreicht, dass ein geeignetes Übersetzungsverhältnis zwischen zum einen zwischen Geber- und Nehmer-Kolbenzylinder-Einheit und zum anderen durch die Arbeitswege des Schlittens 7 und des Pressenober- und -Unterwerkzeugs (3 bzw. 2) gewählt wurde.
  • Im folgenden werden die einzelnen erfindungsgemäßen Bauteile näher beschrieben.
  • In Figur 3 ist eine perspektivische Prinzipansicht des Rotationskörpers 4 in seinem Gehäuse 5 dargestellt. Weiterhin ist hier sichtbar, dass der Rotationskörper 4 in seiner Ausgangsstellung von zwei Federn 16 gehalten wird, die seitlich aus dem Gehäuse 5 herausragen und an geeigneter Stelle am Gehäuse 5 befestigt sind
  • Der Nachformstempel 12 durchdringt das Gehäuse 5 und wirkt in der Endstellung mit der Anschlagfläche 4.2 an dem Rotationskörper zusammen.
  • Figur 4 unterscheidet sich von der Darstellung in Figur 3 dadurch, dass die linke Gehäusehälfte weggebrochen ist. Damit ist eine der beiden seitlichen Führungsflächen des Rotationskörpers 4 sichtbar. Der Rotationskörper 4 weist in diesem Beispiel erste seitliche Führungsflächen 17 auf, die kreissegmentartig ausgebildet sind. Er wird über zwei entsprechend ausgestaltete Gegenführungsflächen 18 im Gehäuse 5 geführt.
  • Die Ausgestaltung der beiden Führungsflächen hängt selbstverständlich vom Abkantwinkel und dem Verschwenkbereich des Rotationskörpers 4 in seinem Gehäuse 5 ab.
  • Eine exakte Führung des Rotationskörpers 4 wird weiterhin dadurch erzielt, dass zwei weitere Führungsflächen 19 konzentrisch zu deren ersten Führungsflächen 17 vorhanden sind, die mit einer weiteren gehäusefesten Führungsfläche 20 zusammenwirken (Figur 4).
  • In Figur 5 ist das Gehäuse 5 fortgelassen, so dass der Rotationskörper 4 mit seinen auf beiden Seiten angeordneten Führungsflächen 17 und 19 sichtbar ist.
  • In Figur 5 ist der Rotationskörper in seiner Ausgangsstellung dargestellt, d.h., der Abkantvorganghat noch nicht begonnen.
  • In Figur 6 ist die Endstellung des Rotationskörpers ebenfalls ohne Gehäuse dargestellt. Hier ist auch sichtbar, wie der Hebel 6, der auf der Rückseite des Rotationskörpers 4 angeordnet ist, mit dem Schlitten 7 zusammenwirkt. Um die Reibung zu vermindern, besitzt der Schlitten 7 eine Rolle 21, die auf dem Umfang des Hebels 6 abrollt.
  • Die Gestaltung des Hebels 6 hängt von der Hubhöhe der Nehmer-Zylinderkolben-Einheit 9 und dem Abkantwinkel ab.
  • Damit der Nachformstempel 12 die Kontaktfläche 4.2 des Rotationskörpers 4 erreichen kann, ist die Kontur der Lauffläche für die Rolle 21 auf dem Hebel 6 weiterhin so ausgebildet, dass sich nach Beendigung des Abkantvorganges der Schlitten 7 weiterbewegen kann ohne weitere Bewegung des Rotationskörpers 4. Dadurch kommt bei einer weiteren Abwärtsbewegung des Pressenunterwerkzeuges 2 der Nachformstempel 12 mit der Kontaktfläche 4.2 des Rotationskörpers in Kontakt.
  • Figur 7 zeigt eine Einzelheit des Schlittens 7 in der Ausgangsstellung. Hier ist sichtbar, wie der Schlitten 7 in der Schlittenführung 8 spielfrei geführt ist. Hierzu weist die Schlittenführung 8 Führungsflächen 22 bis 24 auf.
  • Figur 8 zeigt den Schlitten in der Endstellung, d.h. bei maximal herausgefahrener Kolbenstange der Nehmer-Zylinderkolben-Einheit 9.

Claims (13)

  1. Vorrichtung zum Abkanten von Blechen, mit einer Einspanneinrichtung für das Blech und einer verschenkbar gelagerten Formbacke (4.1) zum Biegen des abzukantenden Blechbereichs (14), wobei die Formbacke (4.1) derart verschwenkbar in ihrem Gehäuse (5) gelagert ist, dass eine Abkantung um die Biegelinie erfolgt,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Presse ist, bei der das Blech zwischen einem am Werkzeuggestell (1) angeordneten Unterwerkzeug (2) und einem verfahrbaren Oberwerkzeug (3) eingespannt ist und dass die Formbacke (4.1) von einem hydraulisch über eine Nehmer-Zylinderkolben-Einheit (9) antreibbaren Schlitten (7) verschwenkbar ist, die mit einer am Werkzeuggestell (1) angeordneten Geber-Zylinderkolben-Einheit(10) in Wirkverbindung steht, die vom Pressenoberteil betätigbar ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Formbacke (4.1) den abzukantenden Blechbereich (14) vollständig aufnimmt.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Formbacke (4.1) an einem Rotationskörper (4) befestigt ist, der in dem Gehäuse (5) geführt ist und dass an dessen Rückseite ein Hebel (6) befestigt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) an dem Pressenunterwerkzeug (2) befestigt ist.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (5) seitliche Führungsflächen (18) aufweist, die mit Führungsflächen (18) an dem Rotationskörper (4) zusammenwirken.
  6. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rotationskörper (4) gegen die Kraft einer Feder (16) verschwenkbar ist.
  7. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 3 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (7) eine Rolle (21) trägt, die mit dem Hebel (6) zusammenwirkt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (7) in an dem Werkzeuggestell (1) befestigten Führungsflächen (22 - 24) verfahrbar ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitten (7) mit einer Kolbenstange der Nehmer-Zylinderkolben-Einheit (9) verbunden ist.
  10. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1-9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (10.1) der Geber-Zylinderkolben-Einheit von einem am Pressenoberwerkzeug (3) angeordneten Stößel betätigbar ist.
  11. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1-10,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Pressenunterwerkzeug (2) verfahrbar gelagert ist.
  12. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1-11,
    dadurch gekennzeichnet, dass am Werkzeuggestell (1) ein Nachformstempel (12) angeordnet ist, der mit einer Anschlagfläche (Kontaktfläche 4.2) am Rotationskörper (4) zusammenwirkt.
  13. Vorrichtung nach einem der vorangegangenen Ansprüche 3-12,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Hebel (6) derart ausgestaltet ist, dass am Bewegungsende des Pressenunterwerkzeuges (2) der Rotationskörper (4) nach dem Abkantvorgang weiter verschwenkt wird.
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EP1238723A3 EP1238723A3 (de) 2004-01-07
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