EP2329895B1 - Biegepresse und Biegewerkzeug mit Haltevorrichtung für ein Werkstück - Google Patents

Biegepresse und Biegewerkzeug mit Haltevorrichtung für ein Werkstück Download PDF

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EP2329895B1
EP2329895B1 EP10189485.5A EP10189485A EP2329895B1 EP 2329895 B1 EP2329895 B1 EP 2329895B1 EP 10189485 A EP10189485 A EP 10189485A EP 2329895 B1 EP2329895 B1 EP 2329895B1
Authority
EP
European Patent Office
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tool
workpiece
press brake
pressing
bending
Prior art date
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Active
Application number
EP10189485.5A
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English (en)
French (fr)
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EP2329895A3 (de
EP2329895A2 (de
Inventor
Johann Mayrhofer
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Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
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Publication date
Application filed by Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG filed Critical Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Publication of EP2329895A2 publication Critical patent/EP2329895A2/de
Publication of EP2329895A3 publication Critical patent/EP2329895A3/de
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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
    • B21D5/02—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on press brakes without making use of clamping means
    • B21D5/0209—Tools therefor
    • 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
    • B21D22/00—Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02—Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/06—Stamping using rigid devices or tools having relatively-movable die parts
    • 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
    • B21D37/00—Tools as parts of machines covered by this subclass
    • B21D37/08—Dies with different parts for several steps in a process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/02—Dies; Inserts therefor; Mounting thereof; Moulds
    • B30B15/026—Mounting of dies, platens or press rams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B30—PRESSES
    • B30B—PRESSES IN GENERAL
    • B30B15/00—Details of, or accessories for, presses; Auxiliary measures in connection with pressing
    • B30B15/06—Platens or press rams
    • B30B15/065—Press rams

Definitions

  • the invention relates to a bending press, comprising a first tool and a second tool, which are displaceable from one rest position into a pressing position against each other to apply in the pressing position a pressing force on a arranged between the first tool and the second tool workpiece, wherein at least the first tool at least a first part and a second part. Furthermore, the invention relates to a tool for a bending press comprising at least a first part and a second part (see eg EP-A-1 658 908 ).
  • Presses are common in modern manufacturing processes. For example, presses are used for joining (e.g., press-fitting bushings), severing (e.g., cutting sheet metal strips), master forming (e.g., pressing powders into bodies), and forming (e.g., bending or deep-drawing sheets). Even these few examples show how versatile presses are used in technology.
  • the object of the invention is therefore to provide an improved bending press, in particular one in which a workpiece is held securely in a tool even when the pressing operation is interrupted.
  • the object is achieved in a bending press according to the prior art in that the second part is movable relative to the first part in a bending press of the type mentioned above, that it remains in the pressing position, there to exert a reduced holding force against the pressing force on the workpiece, if the first part is a) in the rest position or b) in an intermediate position between rest position and pressing position.
  • the object of the invention is also achieved by a tool for a Biesepresse of the type mentioned, in which the second part is resiliently mounted in the first part and slidably provided in a direction of movement provided for a bending movement.
  • a workpiece still remains in its intended for a bending operation position when this is relieved.
  • the result of the bending operation can be easily controlled and optionally repeated if the result is unsatisfactory.
  • the invention is suitable for bending presses, in which a discharge of the workpiece leads to a spring back of the same.
  • the correct bending angle can be measured on the finished unloaded workpiece, on the other hand, the bending process can be repeated or continued quickly from the same position of the workpiece, if there is a deviation of the measured bending angle of a target value.
  • the second part is movable independently of the first part.
  • the bending process can be made very flexible.
  • the first parts can be reduced to an arbitrary height, in order to ensure the best possible access to the workpiece, for example, when the first parts have moved far back, or to enable a quick resumption of the bending process with only a slight retraction of the first parts.
  • the second part is mounted on the first part.
  • the second part is automatically moved with the first part, which is particularly advantageous if a driver for the second part is designed such that the first and the second part are automatically aligned during the bending process.
  • a stop for the second part can be provided which is adjusted so that the first and the second part are aligned during the bending operation.
  • the second part is resiliently mounted is particularly advantageous.
  • the second part is still pressed against the workpiece when the first part is moved back to an intermediate position.
  • the applied holding force decreases with increasing distance between the first and second part. The said distance is thus a measure of the applied holding force.
  • An operator of the press can thus "visually see” the holding force. With a little practice, a certain holding power can be set specifically, if this is not already taken over by a control of the press.
  • the holding force of the second part is controlled such that it decreases with increasing distance between the first part and the second part.
  • a "virtual suspension” can be realized with the aid of a controller.
  • the force is reduced to the second part with increasing distance between the first part and the workpiece, for example by corresponding lowering of the pressure in the relevant hydraulic cylinder, so that said distance is again an optical indicator of the holding force.
  • first part and the second part have the same profile. In this way, the risk can be reduced that form on the workpiece unsightly imprints or marks.
  • Conceivable is a cylindrical pin with a hemispherical tip.
  • the embodiments show possible embodiments of a bending press according to the invention and an inventive.
  • Fig. 1 shows a schematically illustrated bending press 1 'in an oblique view according to the prior art with a first, upper tool 2' and a second, lower tool 3 '.
  • the first tool 2 ' is attached to an upper pressing bar 4, the second tool 3' to a lower pressing bar 5.
  • Both the first tool 2 ', and the second tool 3' each consist of several parts which are inserted in the respective pressing bars 4 and 5.
  • the tools 2 'and 3' are executed divided according to the prior art, especially because individual parts are easier and thus cheaper to produce on the one hand, but also because the bending press 1 'can be optimally adjusted to a certain workpiece length. Also, the bending press 1 'equipped for various bending operations be when different tools 2 'and 3' are inserted into the press beams 4 and 5.
  • the upper press bar 4 by means of a drive, not shown (eg hydraulic cylinder, spindle drive, etc.) are moved vertically, in this way, the two tools 2 'and 3' from a rest position into a pressing position against each other.
  • a drive not shown (eg hydraulic cylinder, spindle drive, etc.) are moved vertically, in this way, the two tools 2 'and 3' from a rest position into a pressing position against each other.
  • a drive not shown (eg hydraulic cylinder, spindle drive, etc.) are moved vertically, in this way, the two tools 2 'and 3' from a rest position into a pressing position against each other.
  • a drive not shown (eg hydraulic cylinder, spindle drive, etc.) are moved vertically, in this way, the two tools 2 'and 3' from a rest position into a pressing position against each other.
  • FIGS. 2a to 2d now show a bending press 1 according to the invention with a first tool 2a, which consists of several parts 2a 1 , 2a 2 and 2a 3 , and with a one-piece second tool 3. In the second tool 3, a still unshaped workpiece 8 is inserted.
  • the press 1 in the FIGS. 2a to 2d shown greatly simplified. For example, there is no pressing beam, frame and drive.
  • Fig. 2a are all parts of the first tool 2a 1 ..2a 3 in the rest position.
  • Fig. 2b are all parts of the tool 2a 1 ..2a 3 in the pressing position. Good to see that the workpiece 8 has already been deformed here.
  • Fig. 2c are the first parts 2a 1 and 2a 3 in an intermediate position provided between pressing position and rest position. The second part 2a 2 is still in the pressing position, but presses with a relation to the pressing force reduced holding force on the workpiece 8. Alternatively, the first parts 2a 1 and 2a 3 can also be moved to its rest position. This condition is in Fig. 2d shown.
  • the workpiece 8 is thus held in the lower tool 3, so that it can be controlled. For example, it can be checked whether the required bending angle has been achieved. In spite of accurate measurement of the pressing pressure, it is not possible or only with difficulty possible to achieve a desired bending angle, because inhomogeneities in the workpiece, for example, caused by a Rolling, or thickness differences always lead to deviations. If the bending angle is not correct, the workpiece 8, which is still held in the die, can be bent. In the Fig. 2c illustrated variant offers the advantage that the bend can be repeated relatively quickly, since the two parts 2a 1 and 2a 3 are only slightly raised. In the Fig. 2d illustrated variant, however, offers the advantage of better accessibility to the workpiece. 8
  • Fig. 3 now shows a first variant of a first tool 2b, which in turn consists of three parts 2b 1 ..2b 3 .
  • the two first, outer parts 2b 1 and 2b 3 correspond essentially to the prior art, the middle, second part 2b 2 is particularly constructed.
  • the actual punch (below) by means of a compression spring 9 is resiliently mounted on a linearly driven bar (top).
  • the second part 2b 2 can thus be moved independently of the other parts 2b 1 and 2b 3 .
  • the spring can also be omitted and a desired pressing force on the pressure on the part 2b 2 are set.
  • the second part 2b 2 is shown in the pressing position. It is good to see that all three parts 2b 1 ..2b 3 are aligned here.
  • Fig. 4 shows a further variant in which a tool 2c consists of a first part 2c 1 , in which two second parts 2c 2 and 2c 3 are resiliently mounted by means of a compression spring 9.
  • a tool 2c consists of a first part 2c 1
  • two second parts 2c 2 and 2c 3 are resiliently mounted by means of a compression spring 9.
  • the pressing force in the press position is transmitted from the first part 2c 1 to the second parts 2c 2 and 2c 3 , for example via a stop for the parts 2c 2 and 2c 3 .
  • the parts 2c 1 ..2c 3 are aligned, so that an optimal bending result can be achieved.
  • unsightly marks or marks may be created in the workpiece.
  • the second parts 2c 2 and 2c 3 should also be secured against falling out, so that they can not be detached from the first part 2c 1 even in the rest position.
  • Fig. 5 shows a first specific embodiment of a suspension for a first tool 2d, in which a punch (below) by means of disc springs 10 resiliently on an abutment (top) is sprung.
  • a punch below
  • disc springs 10 resiliently on an abutment (top) is sprung.
  • FIGS. 6 to 9 that applies the abutment as in Fig. 3 can be driven, but also as in Fig. 4 can be formed by the first part of the first tool.
  • Fig. 6 shows a further variant of a suspension in which the punch is mounted with tension springs 11 on an abutment.
  • Fig. 7 shows a further variant of a suspension in which the stamp is supported by means of a leaf spring 12 on an abutment.
  • Fig. 8 shows a further variant of a suspension in which the stamp is pneumatically mounted on the abutment.
  • the stamp is pneumatically mounted on the abutment.
  • air in a cylinder 13 a which is compressed by a piston 13 b.
  • a desired spring characteristic can be easily adjusted.
  • Fig. 8 but can also be understood as a possible variant of a hydraulic drive. In any case, supply and discharge lines for the hydraulic oil are to be provided here, since they can not be compressed or only minimally compressed.
  • Fig. 9 shows a variant of a suspension in which the stamp is hydro-pneumatic mounted on the abutment.
  • the stamp is hydro-pneumatic mounted on the abutment.
  • hydraulic oil in a cylinder 13 a which is displaced by a piston 13 b in a surge tank 14. There it compresses an air cushion.
  • a desired spring characteristic can again be set.
  • This variant is particularly suitable when a pneumatic suspension is desired, the space in the first tool 2h but not allow the installation of a relatively bulky pneumatic cylinder.
  • FIGS. 10a (Side view) and 10b (front view) is now a concrete embodiment of the invention shown.
  • the Figures 10a and 10b show a first tool 2i, which in turn consists of a first part 2i 1 and a spring-mounted therein second part 2i 2 .
  • a compression spring 9 is arranged between the first part 2i 1 and second part 2i 2 .
  • the storage is accomplished by means of bolts 15, which are pushed through the first part 2i 1 and the second part 2i 2 .
  • the power transmission takes place during the bending process via the bolts 15.
  • the second part 2i 2 remains in the pressing position, while the first part 2i 1 is raised.
  • a decreasing holding force is exerted on the workpiece 8 until finally abut the bolt 15 at the upper end of the slots in the second part 2i 2 and take this upwards.
  • the distance of the first part 2i 1 to the workpiece 8 is also a measure of the holding force. An operator of the press can thus “visually see” the holding force. With a little practice, a certain holding power can be set specifically, if this is not already taken over by a control of the press.
  • FIGS. 11a (Front view) and 11b (side view) show now a final specific embodiment of the invention.
  • the second part 2j 2 of a first tool 2j is formed by a pin having a hemispherical tip and a thickening at the other end.
  • a compression spring 9 and then the second part 2j 2 is used in a hole 17 in the first part 2j 1 .
  • a nut 18 is used as a safeguard against falling out, which has at the lower end, for example, holes or a slot for tightening.
  • the second part 2j 2 is shown in the extended position.
  • Fig. 11b this is additionally shown in dashed lines in the retracted position.
  • the compression spring 9 was in Fig. 11b omitted for better representation sake.
  • the Figures 11a and 11b show that the second part 2j 2 does not necessarily have to have the same profile as the first part 2j 1 .
  • the second part 2j 2 is very easy to produce, but must be expected if necessary with impressions in the workpiece.
  • the relatively narrow tools 2i, 2j can each be arranged to the left and to the right of a longer bending tool according to the prior art, ie inserted into a guide in the upper pressing beam.
  • several such tools 2i and 2j can be provided, for example every 50 cm.
  • the above explanations for the upper tool also apply mutatis mutandis to the lower tool, i. the holding device can also be arranged below, although the better accessibility to the workpiece because of the arrangement shown should be given preference. It would also be possible to provide holding devices at the top and bottom, so that the workpiece would, as it were, "float" between the two tools.
  • the invention relates to a bending press, even if the term press is used in the text.
  • the pressing or testing process can take place both manually and automatically. For example, the bending angle of a workpiece with the help of a video camera and a corresponding image processing can be evaluated automatically.
  • the invention of course relates not only to presses with the illustrated C-shaped frame, but also to presses with, for example, O-shaped frame.
  • the invention is independent of the nature of the drive of the press and therefore relates equally to eccentric presses, toggle presses, crank presses, screw presses, hydraulic presses, etc.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Biegepresse, umfassend ein erstes Werkzeug und ein zweites Werkzeug, welche aus einer Ruhestellung in eine Pressstellung gegeneinander verschiebbar sind, um in der Pressstellung eine Presskraft auf ein zwischen erstem Werkzeug und zweitem Werkzeug angeordnetes Werkstück aufzubringen, wobei zumindest das erste Werkzeug aus zumindest einem ersten Teil und einem zweiten Teil besteht. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Werkzeug für eine Biegepresseumfassend, zumindest einen ersten Teil und einem zweiten Teil (siehe z.B. EP-A-1 658 908 ).
  • Pressen kommen in modernen Fertigungsprozessen häufig vor. Beispielsweise werden Pressen zum Fügen (z.B. Einpressen von Buchsen), Trennen (z.B. Schneiden von Blechbändern), Urformen (z.B. Pressen von Pulvern zu Körpern) und Umformen (z.B. Biegen oder Tiefziehen von Blechen) verwendet. Schon diese wenigen Beispiele zeigen wie vielfältig Pressen in der Technik angewandt werden.
  • Wegen hochautomatisierter Fertigungsprozesse und immer steigender Qualitätsansprüche werden hohe Ansprüche an eine Presse gestellt, insbesondere hinsichtlich der Reproduzierbarkeit der gefertigten Werkstücke. Leider führen Schwankungen im Rohmaterial dazu, dass diese Reproduzierbarkeit nicht immer garantiert werden kann, auch dann nicht, wenn die Parameter der Presse (z.B. der Pressdruck, oder der Verfahrensweg der Werkzeuge) hochgenau eingehalten werden. Beispielsweise hängen die Eigenschaften eines Stahlblechs nämlich maßgeblich vom Gefüge, der Walzrichtung und der Dicke des Blechs ab, welche leider von Blech zu Blech oder auch innerhalb des Blechs variieren können.
  • Systembedingt führt die bloße Steuerung der Pressparameter also nicht unbedingt zu einem befriedigenden Ergebnis, was insbesondere für Biegepressen gilt, bei denen variierende Eigenschaften des Blechs zu starken Streuungen des Biegewinkels führen können. Bei hohen Qualitätsanforderungen muss daher das Ergebnis, also das fertige Werkstück, kontrolliert und gegebenenfalls nachgearbeitet werden. Um das Messergebnis nicht zu verfälschen, muss das Werkstück dazu entlastet werden, welches dann um einen bestimmten Winkel zurückfedert.
  • Soll zum Beispiel ein rechter Winkel gebogen werden, dann muss das Werkstück wegen seiner Elastizität beim Biegevorgang etwas stärker gebogen werden.
    Stellt sich nun heraus, dass der Biegewinkel etwas zu flach ist, dann kann das Werkstück nachgebogen werden. Häufig verrutscht das Werkstück beim Entlasten aber im Werkzeug oder fällt sogar aus diesem heraus, sodass dieses erst wieder mühselig positioniert werden muss, bevor der Biegevorgang wiederholt werden kann. Dies ist einerseits sehr zeitaufwändig, aber auch fehleranfällig, da das Werkstück mit hoher Wahrscheinlichkeit nicht mehr in seine ursprüngliche Position gebracht werden kann, was das Risiko einer erneuten Fehl-Biegung deutlich erhöht.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine verbesserte Biegepresse anzugeben, insbesondere eine, bei der ein Werkstück auch dann sicher in einem Werkzeug gehalten wird, wenn der Pressvorgang unterbrochen wird.
  • Erfindungsgemäß wird die Aufgabe bei einer gattungsgemässen Biegepresse dadurch gelöst, dass der zweite Teil bei einer Biegepresse der eingangs genannten Art gegenüber dem ersten Teil derart bewegbar ist, dass dieser in der Pressstellung verbleibt, um dort eine gegenüber der Presskraft verringerte Haltekraft auf das Werkstück auszuüben, wenn sich der erste Teil a) in der Ruhestellung oder b) in einer zwischen Ruhestellung und Pressstellung vorgesehenen Zwischenstellung befindet.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird auch durch ein Werkzeug für eine Biesepresse der eingangs genannten Art gelöst, bei dem der zweite Teil im ersten Teil federnd und in einer für einen Biegevorgang vorgesehenen Bewegungsrichtung verschiebbar gelagert ist.
  • Erfindungsgemäß wird erreicht, dass ein Werkstück auch dann noch in seiner für einen Biegevorgang vorgesehenen Position verbleibt, wenn dieses entlastet wird. Somit kann das Ergebnis des Biegevorgangs leicht kontrolliert werden und dieser gegebenenfalls wiederholt werden, wenn das Ergebnis nicht zufriedenstellend ist. Die Erfindung eignet sich für Biegepressen, bei denen eine Entlastung des Werkstücks zu einem Zurückfedern desselben führt. Somit kann einerseits der korrekte Biegewinkel am fertigen unbelasteten Werkstück gemessen werden, andererseits kann der Biegevorgang schnell und auch von derselben Position des Werkstücks ausgehend wiederholt oder fortgesetzt werden, wenn eine Abweichung des gemessenen Biegewinkels von einem Sollwert vorliegt.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der Beschreibung in Zusammenschau mit den Figuren.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der zweite Teil unabhängig vom ersten Teil bewegbar ist. Auf diese Weise kann der Biegevorgang sehr flexibel gestaltet werden. Beispielsweise können die ersten Teile auf eine beliebige Höhe zurückgefahren werden, um beispielsweise bei weit zurückgefahrenen ersten Teilen bestmöglichen Zugang zum Werkstück zu gewährleisten oder um bei nur wenig zurückgefahrenem ersten Teilen eine schnelle Wiederaufnahme des Biegevorgangs zu ermöglichen.
  • Vorteilhaft ist es aber auch, wenn der zweite Teil auf dem ersten Teil gelagert ist. Auf diese Weise wird der zweite Teil automatisch mit dem ersten Teil mit bewegt, was insbesondere dann von Vorteil, wenn ein Mitnehmer für den zweiten Teil derart ausgestaltet ist, dass erste und der zweite Teil beim Biegevorgang automatisch ausgerichtet werden. Beispielsweise kann ein Anschlag für den zweiten Teil vorgesehen werden, der so eingestellt wird, dass der erste und der zweite Teil beim Biegevorgang fluchten.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn der zweite Teil federnd gelagert ist. Bei dieser Ausgestaltungsvariante wird der zweite Teil auch dann noch gegen das Werkstück gedrückt, wenn der erste Teil in eine Zwischenstellung zurückgefahren wird. Dabei nimmt die aufgebrachte Haltekraft mit zunehmendem Abstand zwischen erstem und zweitem Teil ab. Der besagte Abstand ist somit ein Maß für die aufgebrachte Haltekraft. Ein Operateur der Presse kann die Haltekraft somit "optisch sehen". Mit etwas Übung kann so eine gewisse Haltekraft gezielt eingestellt werden, wenn dies nicht ohnehin von einer Steuerung der Presse übernommen wird.
  • Dabei ist es von Vorteil, wenn für die Federung eine Schraubenfeder, eine Tellerfeder, eine Blattfeder, eine pneumatische Federung oder eine hydropneumatische Federung vorgesehen ist. Dies sind erprobte und zuverlässige Mittel für die Aufbringung einer Federkraft und eignen sich deshalb besonders für die raue Betriebsumgebung einer Presse.
  • In einer bevorzugten Ausführungsform den Biegepresse ist die Haltekraft des zweiten Teils derart gesteuert, dass diese mit zunehmender Distanz zwischen erstem Teil und zweiten Teil sinkt.
  • Auf diese Weise lässt sich - auch wenn der zweite Teil direkt, also ohne Zwischenschaltung einer Federung, angetrieben wird - mit Hilfe einer Steuerung eine "virtuelle Federung" realisieren. Dabei wird die Kraft auf den zweiten Teil mit zunehmendem Abstand zwischen erstem Teil und Werkstück reduziert, etwa durch entsprechendes Senken des Drucks im betreffenden Hydraulikzylinder, sodass der besagte Abstand wieder ein optischer Indikator für die Haltekraft ist.
  • Vorteilhaft ist es, wenn der erste Teil und der zweite Teil dasselbe Profil aufweisen. Auf diese Weise kann die Gefahr verringert werden, dass sich auf dem Werkstück unschöne Abdrücke oder Marken bilden.
  • Vorteilhaft ist es aber auch, wenn der erste Teil und der zweite Teil ein unterschiedliches Profil aufweisen. Auf diese Weise kann der zweite Teil besonders einfach hergestellt werden. Denkbar ist ein zylindrischer Stift mit einer halbkugelförmigen Spitze.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass sich die für die erfindungsgemäße Biegepresse erläuterten Varianten und die daraus resultierenden Vorteile sinngemäß auch auf das erfindungsgemäße Werkzeug beziehen.
  • Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
  • Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:
    • Fig. 1
    eine Biegepresse nach dem Stand der Technik in Schrägansicht;
    Fig. 2a
    eine erfindungsgemäße Biegepresse, bei der sich alle Teile eines ersten Werkzeugs in einer Ruhestellung befinden;
    Fig. 2b
    eine erfindungsgemäße Biegepresse, bei der sich alle Teile eines ersten Werkzeugs in einer Pressstellung befinden;
    Fig. 2c
    eine erfindungsgemäße Biegepresse, bei der sich Teile eines ersten Werkzeugs in einer Zwischenstellung, andere in einer Haltestellung befinden;
    Fig. 2d
    eine erfindungsgemäße Biegepresse, bei der sich Teile eines ersten Werkzeugs in einer Ruhestellung, andere in einer Haltestellung befinden;
    Fig. 3
    eine Variante eines ersten Werkzeugs. bei dem die Teile unabhängig voneinander bewegbar sind;
    Fig. 4
    eine Variante eines ersten Werkzeugs bei dem ein zweiter Teil des Werkzeugs auf einem ersten Teil des Werkzeugs gelagert ist;
    Fig. 5
    eine Federung für ein erstes Werkzeug mit Hilfe von Tellerfedern;
    Fig. 6
    eine Federung für ein erstes Werkzeug mit Hilfe von Zugfedern;
    Fig. 7
    eine Federung für ein erstes Werkzeug mit Hilfe einer Blattfeder;
    Fig. 8
    eine pneumatische Federung für ein erstes Werkzeug;
    Fig. 9
    eine hydro-pneumatische Federung für ein erstes Werkzeug;
    Fig. 10a
    eine Seitenansicht einer ersten konkreten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
    Fig. 10b
    eine Vorderansicht einer ersten konkreten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
    Fig. 11a
    eine Vorderansicht einer zweiten konkreten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs;
    Fig. 11b
    eine Seitenansicht einer zweiten konkreten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Werkzeugs.
  • Einführend wird festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen, gegebenenfalls mit unterschiedlichen Indizes, versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
  • Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten einer erfindungsgemäßen Biegepresse sowie eines erfindungsgemäßen.
  • Fig. 1 zeigt eine schematisch dargestellte Biegepresse 1' in Schrägansicht nach dem Stand der Technik mit einem ersten, oberen Werkzeug 2' und einem zweiten, unteren Werkzeug 3'. Das erste Werkzeug 2' ist an einem oberen Pressbalken 4, das zweite Werkzeug 3' an einem unteren Pressbalken 5 befestigt. Sowohl das erste Werkzeug 2', als auch das zweite Werkzeug 3' bestehen jeweils aus mehreren Teilen, die in den jeweiligen Pressbalken 4 und 5 eingeschoben werden. Die Werkzeuge 2' und 3' werden nach dem Stand der Technik vor allem deswegen geteilt ausgeführt, weil einzelne Teile einerseits leichter und damit billiger herstellbar sind, andererseits aber auch, weil die Biegepresse 1' so optimal auf eine bestimmte Werkstücklänge eingestellt werden kann. Auch kann die Biegepresse 1' für verschiedene Biegevorgänge ausgerüstet sein, wenn verschiedenartige Werkzeuge 2' und 3' in die Pressbalken 4 und 5 eingeschoben werden.
  • In diesem Beispiel kann der obere Pressbalken 4 mit Hilfe eines nicht dargestellten Antriebs (z.B. Hydraulikzylinder, Spindelantrieb, usw.) vertikal verschoben werden, Auf diese Weise sind die beiden Werkzeuge 2' und 3' aus einer Ruhestellung in eine Pressstellung gegeneinander verschiebbar. Diese Anordnung ist für die Erfindung aber nicht zwingend erforderlich, vielmehr ist auch vorstellbar, dass der untere Pressbalken 5 oder auch beide Pressbalken 4 und 5 verschiebbar sind. Die beiden Pressbalken 4 und 5 sind ihrerseits mit zwei C-förmigen Rahmenteilen 6 und 7 verbunden. In Fig. 1 ist weiterhin das erste Werkzeug 2' als Stempel, das zweite Werkzeug 3' als Matrize (Gesenk) ausgeführt. Selbstverständlich ist es auch vorstellbar, dass die Werkzeuge 2' und 3' umgekehrt montiert werden.
  • Die Figuren 2a bis 2d zeigen nun eine erfindungsgemäße Biegepresse 1 mit einem ersten Werkzeug 2a, das aus mehreren Teilen 2a1, 2a2 und 2a3 besteht, und mit einem einteiligen zweiten Werkzeug 3. In das zweite Werkzeug 3 ist ein noch ungeformtes Werkstück 8 eingelegt. Zum besseren Verständnis ist die Presse 1 in den Figuren 2a bis 2d stark vereinfacht dargestellt. So fehlen beispielsweise Pressbalken, Rahmen und Antrieb.
  • In Fig. 2a befinden sich alle Teile des ersten Werkzeugs 2a1..2a3 in der Ruhestellung. In Fig. 2b befinden sich alle Teile des Werkzeugs 2a1..2a3 in Pressstellung. Gut zu sehen ist, dass das Werkstück 8 hier bereits verformt wurde. In der Fig. 2c befinden sich die ersten Teile 2a1 und 2a3 in einer zwischen Pressstellung und Ruhestellung vorgesehenen Zwischenstellung. Der zweite Teil 2a2 befindet sich nach wie vor in der Pressstellung, drückt aber mit einer gegenüber der Presskraft reduzierten Haltekraft auf das Werkstück 8. Alternativ können die ersten Teile 2a1 und 2a3 auch in ihre Ruhestellung verfahren werden. Dieser Zustand ist in Fig. 2d dargestellt.
  • In den in den Figuren 2c und 2d dargestellten Zuständen wird das Werkstück 8 also im unteren Werkzeug 3 gehalten, sodass dieses kontrolliert werden kann. Beispielsweise kann geprüft werden, ob der geforderte Biegewinkel erreicht wurde. Trotz genauer Messung des Pressdrucks ist es nämlich nicht oder nur schwer möglich, einen gewünschten Biegewinkel zu erreichen, denn Inhomogenitäten im Werkstück, beispielsweise hervorgerufen durch einen Walzvorgang, beziehungsweise Dickenunterschiede führen immer wieder zu Abweichungen desselben. Stimmt der Biegewinkel nicht, so kann das noch immer im Gesenk gehaltene Werkstück 8 nachgebogen werden. Die in Fig. 2c dargestellte Variante bietet dabei den Vorteil, dass die Biegung vergleichsweise rasch wiederholt werden kann, da die beiden Teile 2a1 und 2a3 nur geringfügig angehoben werden. Die in Fig. 2d dargestellte Variante bietet dagegen den Vorteil der besseren Zugänglichkeit zum Werkstück 8.
  • Fig. 3 zeigt nun eine erste Variante eines ersten Werkzeugs 2b, das wiederum aus drei Teilen 2b1..2b3 besteht. Die beiden ersten, äußeren Teile 2b1 und 2b3 entsprechen im Wesentlichem dem Stand der Technik, der mittlere, zweite Teil 2b2 ist aber besonders aufgebaut. In diesem Beispiel ist der eigentliche Stempel (unten) mit Hilfe einer Druckfeder 9 federnd auf einem linear angetriebenen Balken (oben) gelagert. Der zweite Teil 2b2 kann somit unabhängig von den anderen Teilen 2b1 und 2b3 bewegt werden. Sobald der Stempel mit einem Werkstück in Berührung kommt, steigt die Presskraft mit dem Zustellweg an. Selbstverständlich kann die Feder auch weggelassen werden und eine gewünschte Presskraft über den Druck auf den Teil 2b2 eingestellt werden. In der Fig. 3 ist der zweite Teil 2b2 in der Pressstellung dargestellt. Gut zu sehen ist, das hier alle drei Teile 2b1..2b3 fluchten.
  • Fig. 4 zeigt eine weitere Variante, bei der ein Werkzeug 2c aus einem ersten Teil 2c1 besteht, in dem zwei zweite Teile 2c2 und 2c3 mit Hilfe einer Druckfeder 9 federnd gelagert sind. Bei dieser Variante wird bloß der erste Teil 2c1 angetrieben. Die zweiten Teile 2c2 und 2c3 sind wiederum in der Pressstellung dargestellt. Vorteilhaft wird konstruktiv vorgesehen, dass die Presskraft in der Pressstellung vom ersten Teil 2c1 auf die zweiten Teile 2c2 und 2c3 übertragen wird, beispielsweise über einen Anschlag für die Teile 2c2 und 2c3. Dabei sollte darauf geachtet werden, dass die Teile 2c1..2c3 fluchten, sodass ein optimales Biegeergebnis erreicht werden kann. Wenn die Teile 2c1..2c3 nicht fluchten, dann können unschöne Abdrücke oder Marken im Werkstück entstehen. Natürlich sollten die zweiten Teile 2c2 und 2c3 auch gegen Herausfallen gesichert sein, sodass sie sich auch in der Ruhestellung nicht vom ersten Teil 2c1 lösen können.
  • Fig. 5 zeigt eine erste konkrete Ausführungsform einer Federung für ein erstes Werkzeug 2d, bei dem ein Stempel (unten) mit Hilfe von Tellerfedern 10 federnd auf einem Widerlager (oben) gefedert ist. Für die Fig. 5 und die folgenden Figuren 6 bis 9 gilt, dass das Widerlager so wie in Fig. 3 angetrieben sein kann, aber auch so wie in Fig. 4 durch den ersten Teil des ersten Werkzeugs gebildet werden kann.
  • Fig. 6 zeigt eine weitere Variante einer Federung, bei der der Stempel mit Zugfedern 11 auf einem Widerlager gelagert ist.
  • Fig. 7 zeigt eine weitere Variante einer Federung, bei der der Stempel mit Hilfe einer Blattfeder 12 auf einem Widerlager gelagert ist.
  • Fig. 8 zeigt eine weitere Variante einer Federung, bei der der Stempel pneumatisch auf dem Widerlager gelagert ist. Hier befindet sich Luft in einem Zylinder 13a, welche von einem Kolben 13b komprimiert wird. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung kann eine gewünschte Federkennlinie leicht eingestellt werden. Fig. 8 kann aber auch als mögliche Ausführungsvariante eines hydraulischen Antriebs verstanden werden. Hier sind aber jedenfalls Zu- und Ableitungen für das Hydraulik-Öl vorzusehen, da sich dieses nicht, beziehungsweise nur minimal komprimieren lässt.
  • Fig. 9 zeigt noch eine Variante einer Federung, bei der der Stempel hydro-pneumatisch auf dem Widerlager gelagert ist. Hier befindet sich Hydraulik-Öl in einem Zylinder 13a, welches von einem Kolben 13b in einen Ausgleichsbehälter 14 verschoben wird. Dort komprimiert es einen Luftpolster. Durch entsprechende Druckbeaufschlagung kann wieder eine gewünschte Federkennlinie eingestellt werden. Diese Variante eignet sich besonders dann, wenn eine pneumatische Federung gewünscht wird, die Platzverhältnisse im ersten Werkzeug 2h den Einbau eines vergleichsweise voluminösen Pneumatikzylinders aber nicht erlauben.
  • In den Figuren 10a (Seitenansicht) und 10b (Vorderansicht) ist nun eine konkrete Ausführungsform der Erfindung dargestellt. Die Figuren 10a und 10b zeigen ein erstes Werkzeug 2i, das wiederum aus einem ersten Teil 2i1 und einem darin gefedert gelagerten zweiten Teil 2i2 besteht. Zu diesem Zweck ist zwischen erstem Teil 2i1 und zweitem Teil 2i2 eine Druckfeder 9 angeordnet. Die Lagerung wird mit Hilfe von Bolzen 15 bewerkstelligt, welche durch den ersten Teil 2i1 und den zweiten Teil 2i2 geschoben werden. In diesem Beispiel findet die Kraftübertragung beim Biegevorgang über die Bolzen 15 statt. Gleichermaßen ist aber vorstellbar, dass die obere Fläche des zweiten Teils 2i2 beim Biegevorgang auf die untere Fläche des ersten Teils 2i1 anschlägt und so die Presskraft übertragen wird. Die Bolzen 15 würden dann nur für die Führung des zweiten Teil 2i2, beziehungsweise die Sicherung gegen Herausfallen bilden. In den Figuren 10a und 10b ist das erste Werkzeug 2i in eine Führung im oberen Pressbalken 4 eingeschoben und wird dort mit Schrauben 16 gesichert. Weiterhin ist das zweite Werkzeug 3 in eine Führung im unteren Pressbalken 5 eingeschoben. Zwischen den Werkzeugen 2i und 3 befindet sich schließlich ein (bereits gebogenes) Werkstück 8. Die Teile 2i1 und 2i2 des Werkzeugs 2i befinden sich in der Darstellung in der Pressstellung. Wird der obere Pressbalken 4 nun angehoben, so bleibt der zweite Teil 2i2 weiterhin in Pressstellung, während der erste Teil 2i1 angehoben wird. Von der Druckfeder 9 wird aber eine immer geringer werdende Haltekraft auf das Werkstück 8 ausgeübt, bis schließlich die Bolzen 15 am oberen Ende der Langlöcher im zweiten Teil 2i2 anliegen und diesen nach oben hin mitnehmen. Vorteilhaft ist hier der Abstand des ersten Teils 2i1 zum Werkstück 8 auch ein Maß für die Haltekraft. Ein Operateur der Presse kann die Haltekraft somit "optisch sehen". Mit etwas Übung kann so eine gewisse Haltekraft gezielt eingestellt werden, wenn dies nicht ohnehin von einer Steuerung der Presse übernommen wird.
  • An dieser Stelle wird auch darauf hingewiesen, dass sich auch mit einem zweiten Teil, der direkt (also ohne Federung) angetrieben wird mit Hilfe einer Steuerung eine "virtuelle Federung" realisieren lässt. Dabei wird die Kraft auf den zweiten Teil mit zunehmendem Abstand zwischen erstem Teil und Werkstück reduziert, sodass der besagte Abstand wieder ein optischer Indikator für die Haltekraft ist.
  • Die Figuren 11a (Vorderansicht) und 11b (Seitenansicht) zeigen nun eine letzte konkrete Ausführungsform der Erfindung. Hier wird der zweite Teil 2j2 eines ersten Werkzeugs 2j durch einen Stift mit einer halbkugelförmigen Spitze und einer Verdickung am anderen Ende gebildet. In ein Loch 17 im ersten Teil 2j1 wird zuerst eine Druckfeder 9 und dann der zweite Teil 2j2 eingesetzt. Schließlich wird eine Mutter 18 als Sicherung gegen Herausfallen eingesetzt, die am unteren Ende beispielsweise Löcher oder einen Schlitz zum Anziehen aufweist. In den Figuren 11a und 11b ist der zweite Teil 2j2 in ausgefahrener Stellung gezeigt. In Fig. 11b ist dieser zusätzlich strichliert in eingefahrener Stellung dargestellt. Die Druckfeder 9 wurde in Fig. 11b der besseren Darstellbarkeit halber jedoch weggelassen.
  • Die Figuren 11a und 11b zeigen, dass der zweite Teil 2j2 nicht notwendigerweise dasselbe Profil aufweisen muss wie der erste Teil 2j1. Zwar ist der zweite Teil 2j2 sehr leicht herstellbar, doch muss gegebenenfalls mit Abdrücken im Werkstück gerechnet werden. Wir dagegen dasselbe Profil für den ersten und zweiten Teil verwendet (wie etwa in den Figuren 10a und 10b), dann besteht diese Gefahr weniger, jedoch ist die Herstellung der Teile unter Umständen aufwändiger.
  • An dieser Stelle wird darauf hingewiesen, dass beispielsweise die in den Figuren 10a und 10b beziehungsweise in den Figuren 11a und 11b dargestellten Werkzeuge beliebig mit Werkzeugen nach dem Stand der Technik kombiniert werden können. Beispielsweise können die relativ schmalen Werkzeug 2i, 2j jeweils links und rechts eines längeren Biegewerkzeugs nach dem Stand der Technik angeordnet, d.h. in eine Führung im oberen Pressbalken eingeschoben werden. Selbstverständlich können auch mehrere solche Werkzeuge 2i und 2j vorgesehen werden, beispielsweise alle 50 cm.
  • Der Ordnung halber sei weiterhin darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der erfindungsgemäßen Anordnung diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
  • Selbstverständlich gelten obige Ausführungen für das obere Werkzeug sinngemäß auch für das untere Werkzeug, d.h. die Haltevorrichtung kann auch unten angeordnet werden, wenngleich der besseren Zugänglichkeit zum Werkstück wegen, der dargestellten Anordnung der Vorzug gegeben werden sollte. Möglich wäre auch oben und unten Haltevorrichtungen vorzusehen, das Werkstück würde dann sozusagen zwischen den beiden Werkzeugen "schweben".
  • Abschließend wird angemerkt, dass sich die Erfindung auf eine Biegepresse bezieht, auch wenn im Text der Begriff Presse verwendet wird. Der Press- bzw. Prüfvorgang kann dabei sowohl manuell als auch automatisch ablaufen. Beispielsweise kann der Biegewinkel eines Werkstücks mit Hilfe einer Videokamera und einer entsprechenden Bildverarbeitung automatisch ausgewertet werden.
  • Weiterhin bezieht sich die Erfindung natürlich nicht nur auf Pressen mit dem dargestellten C-förmigen Rahmen, sondern auch auf Pressen mit zum Beispiel O-förmigen Rahmen. Schließlich ist die Erfindung unabhängig von der Art des Antriebs der Presse und bezieht sich daher gleichermaßen auf Exzenterpressen, Kniehebelpressen, Kurbelpressen, Spindelpressen, hydraulischen Pressen, usw.
  • Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
    • Bezugszeichenaufstellung
    • 1,1'
    Biegepresse
    2a..2j, 2`
    erstes Werkzeug
    2a1..2j1, 2a3, 2b3
    erster Teil des ersten Werkzeugs
    2a2..2j2, 2c3
    zweiter Teil des ersten Werkzeugs
    3, 3'
    zweites Werkzeug
    4
    oberer Pressbalken
    5
    unterer Pressbalken
    6
    erster Rahmenteil
    7
    zweiter Rahmenteil
    8
    Werkstück
    9
    Druckfeder
    10
    Tellerfeder
    11
    Zugfeder
    12
    Blattfeder
    13a
    Zylinder
    13b
    Kolben
    14
    Ausgleichsbehälter
    15
    Bolzen
    16
    Schraube
    17
    Sackloch
    18
    Mutter

Claims (9)

  1. Biegepresse (1), umfassend ein erstes Werkzeug (2a..2j) und ein zweites Werkzeug (3), welche aus einer Ruhestellung in eine Pressstellung gegeneinander verschiebbar sind, um in der Pressstellung eine Presskraft auf ein zwischen erstem Werkzeug (2a..2j) und zweitem Werkzeug (3) angeordnetes Werkstück (8) aufzubringen, wobei zumindest das erste Werkzeug (2a..2j) aus zumindest einem ersten Teil (2a1..2j1, 2a3, 2b3) und einem zweiten Teil (2a2..2j2, 2c3) besteht,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Teil (2a2..2j2, 2c3) gegenüber dem ersten Teil (2a1..2j1, 2a3, 2b3) derart bewegbar ist, dass der zweite Teil (2a2..2j2, 2c3) in der Pressstellung verbleibt, um dort eine gegenüber der Presskraft verringerte Haltekraft auf das Werkstück (8) auszuüben, wenn sich der erste Teil (2a1..2j1, 2a3, 2b3) a) in der Ruhestellung oder b) in einer zwischen Ruhestellung und Pressstellung vorgesehenen Zwischenstellung befindet.
  2. Biegepresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (2b2) unabhängig vom ersten Teil (2b1, 2b3) bewegbar ist.
  3. Biegepresse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (2c2, 2c3, 2i2, 2j2) auf dem ersten Teil (2c1, 2i1, 2j1) gelagert ist.
  4. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (2b2..2j2, 2c3) federnd gelagert ist.
  5. Biegepresse (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Federung eine Schraubenfeder (9, 11), eine Tellerfeder (10), eine Blattfeder (12), eine pneumatische Federung oder eine hydropneumatische Federung vorgesehen ist.
  6. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltekraft des zweiten Teils (2b2) derart gesteuert ist, dass diese mit zunehmender Distanz zwischen erstem Teil (2b1, 2b3) und zweiten Teil (2b2) sinkt.
  7. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (2a1..2j1, 2a3, 2b3) und der zweite Teil (2a2..2j2, 2c3) dasselbe Profil aufweisen.
  8. Biegepresse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Teil (2j1) und der zweite Teil (2j2) ein unterschiedliches Profil aufweisen.
  9. Werkzeug (2a..2j) für eine Biegepresse (1) umfassend, zumindest einen ersten Teil (2a1..2j1, 2a3, 2b3) und einem zweiten Teil (2a2..2j2, 2c3),
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der zweite Teil (2a2..2j2, 2c3) im ersten Teil (2a1..2j1, 2a3, 2b3) federnd und in einer für einen Biegevorgang vorgesehenen Bewegungsrichtung verschiebbar gelagert ist.
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