EP2569108A1 - Biegeverfahren und biegevorrichtung - Google Patents

Biegeverfahren und biegevorrichtung

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EP2569108A1
EP2569108A1 EP11718357A EP11718357A EP2569108A1 EP 2569108 A1 EP2569108 A1 EP 2569108A1 EP 11718357 A EP11718357 A EP 11718357A EP 11718357 A EP11718357 A EP 11718357A EP 2569108 A1 EP2569108 A1 EP 2569108A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
sheet
die
pivoting element
bent
Prior art date
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EP11718357A
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English (en)
French (fr)
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EP2569108B1 (de
Inventor
Michael Schott
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ThyssenKrupp Steel Europe AG filed Critical ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority to PL11718357T priority Critical patent/PL2569108T3/pl
Publication of EP2569108A1 publication Critical patent/EP2569108A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2569108B1 publication Critical patent/EP2569108B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • 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
    • B21D5/042—With a rotational movement of the bending blade

Definitions

  • the present invention relates to a bending method and a bending device with a bending punch and a die having a bending edge. Likewise, a use of the bending process is the subject of the invention.
  • Pre-roll 120 ° to 135 ° before the sheets can finally be connected by the actual folding to about 180 ° fixed to the structural element.
  • at least three steps are required for the production of a rabbet joint.
  • the sheets need not necessarily be connected to a structural element. Folding can also be used to produce less sharp edges
  • the object of the invention is to specify a bending method with which sheet metal elements with overhanging sections can be produced in a process-reliable manner with reduced plant and cost expenditure.
  • this object is procedurally achieved by a bending process in which by moving together a die having a bending edge and a pivot member having
  • Bending portion of the sheet is bent around the bending edge of the die.
  • the collapse may be due to movement of the punch relative to a stationary die or movement of the die relative to a fixed punch
  • a first embodiment provides that a contact portion of the pivoting element is brought into contact with the holding portion of the sheet and by the pivoting of the
  • Sheet is applied, which has an angle to the bending edge, lying in the plane of the holding portion component. In this way, the available power for the deformation of the sheet metal can be better utilized. It engages in a more favorable angle to the bending portion and thus allows an even softer forming of the bending section. In extreme cases, it is also conceivable to use the force in a
  • the contact section of the pivoting element is unrolled during bending on the holding section of the metal sheet.
  • Rolling motion can be the appearance of scratches or
  • the sheet is held by a hold-down on the die during bending.
  • a movement of the sheet during the forming process can be prevented, so that the dimensional accuracy of the bent sheet can be improved.
  • the method can be further developed by bending the bending section of the sheet by a bending angle of more than 90 °, more than 105 °, more than 120 °, up to 135 ° around the bending edge. At a bending angle of more than 90 °, even with a spring-back sheet material
  • Sheet metal parts are provided with a vertical fold.
  • a bending by a bending angle of more than 105 ° makes it possible in a particularly simple manner, in the formed acute angle of 75 °, a structural element
  • a composite sheet, a solid sheet or a lightweight sheet is bent.
  • Composite sheets are multilayer sheets in which at least two layers are made of different materials. Typically, for example, layers of
  • Composite sheets can result in weight savings compared to a solid sheet for the same thickness.
  • composite sheets are in particular such sheets in question, consisting of two outer cover plates, for example made of steel and a layer connecting them from a
  • the thickness of the cover sheets is for example 0.30 to 2.00 mm; the thickness of the layer of plastic, for example 0.05 to 1.5 mm.
  • steel sheets consist of a
  • the thicknesses of the steel sheets are 0.1 mm to 0.3 mm.
  • As a core layer can be
  • thermoplastic material for example.
  • the thermoplastic material is characterized not only by a good ümformhus, especially at higher
  • Lightweight sheet significantly simplify.
  • a lightweight sheet offers very good stiffness especially weight advantages.
  • a development provides that after bending the bending section of the sheet to a first bending angle of the bending portion of the sheet to a second angle
  • Delayed delamination becomes an unintentional Separating the inner cover plate and / or the outer
  • Cover sheet of the composite sheet of the inner cover plate and the outer cover plate connecting plastic layer understood, which does not have to be done directly when bending, but also can occur only after a certain time.
  • an embodiment of the bending process provides that the sheet is folded.
  • the folding allows on the one hand from the sheet metal components with rounded and thus less
  • Rivets, adhesives or solders are needed. The costs and the work involved in the production of sheet metal components can thus be further reduced.
  • Bending punch has a pivotally mounted pivoting member having a contact portion and a forming section, the pivoting element is pivotable by contact of the contact portion with a holding portion of a sheet to be bent and, by exercising by pivoting the ümformabten a force on the bending portion of the sheet to be bent, which a angled to the bending edge, lying in the plane of the holding portion component, the
  • Bending section of the sheet to be bent around the bending edge of the Matrix is bendable.
  • the device makes it possible to better utilize the available for the deformation of the sheet force. You can attack at a more favorable angle to the bending section to be bent, so that a softer forming can be guaranteed.
  • a first embodiment provides that the contact section and the forming section of the pivoting element are rigidly connected to each other.
  • the rigid connection allows a particularly simple construction of the device and thus a cost-effective device.
  • the rigid connection of the contact portion with the forming section the reliability of the device and thus the
  • the device can be further, by the pivoting element is mounted with a pivot axis in the bending punch.
  • the pivot axis stationary or movable relative to the bending punch.
  • a movably arranged pivot axis allows a simple construction of the die of the
  • Pivoting axis in the bending punch is movable in the radial direction and the pivoting element of a guide element, in particular on its outer contour, is feasible, the
  • This embodiment of the bending device allows a particularly gentle on the surface
  • the pivot axis is aligned parallel to the bending edge
  • the device can also be embodied by virtue of the fact that the bending device has a hold-down device. This allows to accurately fix the holding portion of a sheet to be bent and thus to achieve a particularly high dimensional accuracy with respect to the bent sheet metal.
  • the bending edge of the die may be provided with a recess extending along the bending edge.
  • a compressive load and on the outside of the sheet to a corresponding tensile load.
  • the recess material of the sheet can be added and thus the compressive and tensile loads are reduced. The danger of a
  • Plastic layer and / or between plastic layer and outer cover plate and plastic layer are effected. This may increase the risk of cracking the outside lying cover plate can be reduced when folding composite sheets.
  • the bending device can be characterized in that the bending edge of the die is interchangeable.
  • Bending device can thus be easily adapted to different bending radii and different bending angles. Also in this way both bending edges with a recess running along the bending edge and bending edges which have no such recess can be used in the same bending device.
  • the above-mentioned object has been achieved in that the bending method is used to produce a vehicle element, in particular an end wall element and / or hood element.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a first
  • Fig. 2 is a schematic representation of a second
  • Fig. 3 shows an embodiment of an inventive
  • FIG. 4 is a schematic representation for illustrating a further, optional step of the bending process.
  • Fig. 1 is an embodiment of a
  • the bending punch 4 has a pivoting element 3 with a contact section 8 and a forming section 9 rigidly connected to the contact section 8.
  • Fig. La the state of the bending device to
  • a plate 6 is held with its holding portion 5 by a hold-down 10 on the die 2 that it projects laterally with its bending portion 7 on the interchangeable bending edge 1 of the die 2 addition.
  • the sheet metal 6 shown is a solid sheet 6.
  • the contact portion 8 of the pivot member 3 is brought into contact with the holding portion 5 of the sheet 6 and the pivot member 3 is pivoted.
  • the bending section 7 of the sheet 6 is bent by a bending angle ⁇ of 130 ° about the bending edge 1 of the die 2.
  • the pivoting element 3 is mounted with a pivot axis 11 in the bending punch 4.
  • the pivot axis 11 is aligned parallel to the bending edge 1.
  • the pivot axis 11 can move in the bending punch 4 in the radial direction.
  • the pivoting element 3 is guided with a guide element 12, so that the contact portion 8 of the pivoting element 3 can roll on the holding portion 5 of the sheet 6.
  • the Surface of the holding portion 5 of the sheet 6 is thus protected during bending.
  • Embodiment is the guide member 12, with which the rotational movement of the pivot member 3 with the
  • Swivel element 3 cooperates.
  • other types of coupling for example via gears and racks are conceivable.
  • pivot axis 11 can also, as indicated by dashed lines in Fig. La, relative to the bending punch 4 are arranged stationary and thus a bending device with an increased rigidity are provided.
  • Fig. 2 shows the same bending device as Fig. 1, in which the die 2 ', however, a bending edge 1' with a along the bending edge 1 'extending recess 14'.
  • the technical effect of this recess 14 "during bending is explained with reference to a composite sheet 6 '.
  • the outer cover plates 16 ', 17' of the composite sheet 6 ' are made of a steel sheet having a thickness of 400 .mu.m and connected to each other via a middle, consisting of a viscoelastic plastic layer 18' of 25 microns.
  • Holding portion 5 'and bending portion 7' causes delamination.
  • the tensile load on the outer cover plate 17' is reduced, so that the risk of occurrence of cracks in the outer cover plate 17 'is reduced after bending. This is particularly important when the composite sheet 6 'is folded in the connection.
  • FIG. This shows a section of a vehicle element 15 '' in the form of a hood. This has a composite sheet 6 '' and a structural element 19 '' on.
  • Composite sheet 6 '' was first bent in accordance with the procedure shown in FIG. 2 by a bending angle of more than 90 ° and the inner cover sheet 16 '' by delamination in the transition region of holding section 5 '' and bending section 7 '' of the plastic layer 18 '' separated. In the formed acute angle of the composite sheet 6 '' was then a
  • Structural element 19 '' arranged and connected by folding the composite sheet 6 '' this fixed to the structural element 19 ''.
  • the outer cover plate 17 '' has no cracks even after the 180 ° fold.
  • Fig. 4 a device is shown, the
  • the device has for this purpose a frame 20 ''', with the angle ß''' is given to the bending portion 7 '''of the sheet 6 '''to be bent back.
  • the frame 20 ''' serves at the same time to hold the sheet 6''' on the machine table 21 '''.
  • each of these two functions it is also possible for each of these two functions to have their own
  • a punch 22 '' ' is provided, with which the force required for bending in the sheet 6' '' is initiated.
  • the punch 22 '' ' is driven either hydraulically or pneumatically.
  • an electric motor e.g. For example, a linear motor to provide for this purpose.

Landscapes

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

Abstract

Die Aufgabe, ein Biegeverfahren anzugeben, mit dem bei reduziertem Anlagen- und Kostenaufwand auf prozesssichere Weise Blechelemente mit überbogenen Abschnitten hergestellt werden können, wird durch ein Biegeverfahren gelöst, bei welchem durch Zusammenfahren einer eine Biegekante (1) aufweisenden Matrize (2) und eines ein Schwenkelement (3) aufweisenden Biegestempels (4) das Schwenkelement (3) mit einem Halteabschnitt (5) eines zwischen der Matrize (2) und dem Biegestempel (4) angeordneten Bleches (6) in Kontakt gebracht wird, das Schwenkelement (3) durch den Kontakt mit dem Halteabschnitt (5) des Bleches (6) verschwenkt wird und durch das Schwenken des Schwenkelementes (3) ein Biegeabschnitt (7) des Bleches (6) um die Biegekante (1) der Matrize (2) gebogen wird.

Description

Biegeverfahren und Biegevorrichtung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Biegeverfahren und eine Biegevorrichtung mit einem Biegestempel und einer eine Biegekante aufweisenden Matrize. Ebenso ist eine Verwendung des Biegeverfahrens Gegenstand der Erfindung.
Es ist bekannt, Bleche mit Strukturelementen durch Falzen zu verbinden. Dabei werden die Kanten der Bleche um
entsprechende Vorsprünge der Strukturelemente um ca. 180° umgebogen. Bei den üblichen Verfahren ist es notwendig, die Kanten der Bleche zunächst auf ca. 90° abzukanten und
anschließend auf z.B. 120° bis 135° vorzufalzen, bevor die Bleche schließlich durch das eigentliche Falzen auf ca. 180° fest mit dem Strukturelement verbunden werden können. Für die Herstellung einer Falzverbindung werden jedenfalls mindestens drei Arbeitsschritte benötigt. Zudem werden für den
Abkantschritt und den Vorfalzschritt zwei verschiedene
Werkzeuge benötigt. Beim Falzen müssen die Bleche nicht zwangsläufig mit einem Strukturelement verbunden werden. Das Falzen kann auch zur Herstellung weniger scharfkantiger
Bauteilkanten mit einem entsprechend verringerten
Verletzungsrisiko dienen.
In der DE 102 23 637 B4 ist ein Verfahren vorgeschlagen worden, mit dem Bleche überbogen, d.h. um einen Winkel von mehr als 90° abgekantet werden können. Damit soll in erster Linie einem Zurückfedern auf einen Winkel von weniger als 90° entgegengewirkt werden. Die dazu vorgeschlagene Vorrichtung zeichnet sich jedoch durch einen sehr komplexen Aufbau auf. Hiervon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die
Aufgabe zugrunde, ein Biegeverfahren anzugeben, mit dem bei reduziertem Anlagen- und Kostenaufwand auf prozesssichere Weise Blechelemente mit überbogenen Abschnitten hergestellt werden können. Ebenso soll eine Biegevorrichtung zur
Verfügung gestellt werden, mit der sich das Biegeverfahren durchführen lässt. Schließlich soll eine vorteilhafte
Verwendung des Biegeverfahrens angegeben werden.
Nach einer ersten Lehre der Erfindung wird diese Aufgabe verfahrensmäßig durch ein Biegeverfahren gelöst, bei welchem durch Zusammenfahren einer eine Biegekante aufweisenden Matrize und eines ein Schwenkelement aufweisenden
Biegestempels das Schwenkelement mit einem Halteabschnitt eines zwischen der Matrize und dem Biegestempel angeordneten Bleches in Kontakt gebracht wird, das Schwenkelement durch den Kontakt mit dem Halteabschnitt des Bleches verschwenkt wird und durch das Schwenken des Schwenkelementes ein
Biegeabschnitt des Bleches um die Biegekante der Matrize gebogen wird.
Das Zusammenfahren kann durch eine Bewegung des Biegestempels gegenüber einer feststehenden Matrize oder eine Bewegung der Matrize gegenüber einem feststehenden Biegestempel
gewährleistet werden. Es ist aber ebenfalls denkbar, sowohl Matrize als auch Biegestempel relativ zueinander zu bewegen.
Es hat sich gezeigt, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren trotz der linearen Relativbewegung von Matrize und
Biegestempel ein sehr weiches Umformen des Blechs ermöglicht wird. Das Risiko einer Rissbildung beim Biegen kann somit verringert werden. Vor allem werden mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch größere Biegewinkel in einem Arbeitsgang ermöglicht . Eine erste Ausgestaltung sieht vor, dass ein Kontaktabschnitt des Schwenkelementes mit dem Halteabschnitt des Bleches in Kontakt gebracht wird und durch das Schwenken des
Schwenkelements mit einem Umformabschnitt des
Schwenkelementes eine Kraft auf den Biegeabschnitt des
Bleches ausgeübt wird, welche eine winklig zur Biegekante, in der Ebene des Halteabschnittes liegende Komponente aufweist. Auf diese Weise kann die für die Umformung des Bleches zur Verfügung stehende Kraft besser genutzt werden. Sie greift in einem günstigeren Winkel an dem Biegeabschnitt an und lässt somit ein noch weicheres Umformen des Biegeabschnittes zu. Im Extremfall ist es auch denkbar, die Kraft in einer im
Wesentlichen ausschließlich in einer zur Biegekante
winkligen, in der Ebene des Halteabschnittes liegenden
Richtung auf den Biegeabschnitt des Bleches auszuüben.
In einer nächsten Weiterbildung des Biegeverfahrens wird der Kontaktabschnitt des Schwenkelementes während des Biegens auf dem Halteabschnitt des Bleches abgerollt. Durch die
Abrollbewegung kann das Auftreten von Kratzern oder
Druckstellen auf der Oberfläche des Halteabschnittes
vermieden werden. Daher ist es denkbar, auch Bleche mit einer sehr empfindlichen, beispielsweise einer lackierten,
verchromten und/oder hochglänzenden, Oberfläche mit
Biegeverfahren zu biegen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung wird das Blech während des Biegens von einem Niederhalter an der Matrize gehalten. Auf diese Weise lässt sich eine Bewegung des Bleches während des Umformvorgangs verhindern, so dass die Maßhaltigkeit des gebogenen Bleches verbessert werden kann. Weiterbilden lässt sich das Verfahren ferner dadurch, dass der Biegeabschnitt des Bleches um einen Biegewinkel von mehr als 90°, mehr als 105°, mehr als 120°, bis zu 135° um die Biegekante gebogen wird. Bei einem Biegewinkel von mehr als 90° können auch bei einem zurückfedernden Blechmaterial
Blechteile mit einer senkrechten Abkantung zur Verfügung gestellt werden. Ein Biegen um einen Biegewinkel von mehr als 105° ermöglicht es auf besonders einfache Weise, in dem gebildeten spitzen Winkel von 75° ein Strukturelement
anzuordnen und dieses durch Falzen mit dem Blech zu
verbinden. Mit einem Biegewinkel von mehr als 120° kann bei einem geringfügigen Einschränken des für das Anordnen eines Strukturelements benötigten Montageraums das nachfolgende Falzen deutlich vereinfacht werden. Indem der Biegewinkel auf weniger als 135° limitiert wird, lässt sich der für das Biegen benötigte Kraftaufwand auf ein praxisgerechtes Maß begrenzen.
In einer nächsten Weiterbildung des Verfahrens wird ein Verbundblech, ein Vollblech oder ein Leichtblech gebogen.
Verbundbleche sind mehrlagige Bleche, bei denen mindestens zwei Lagen aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sind. Typischerweise werden beispielsweise Lagen aus
Kunststoff mit Metalllagen kombiniert. Verbundbleche können bei gleicher Dicke zu Gewichtseinsparungen im Vergleich zu einem Vollblech führen. Als Verbundbleche kommen insbesondere solche Bleche in Frage, die aus zwei außen liegenden Deckblechen beispielsweise aus Stahl und einer diese verbindende Schicht aus einem
Kunststoff gefertigt sind. Die Dicke der Deckbleche beträgt beispielsweise 0,30 bis 2,00 mm; die Dicke der Schicht aus Kunststoff beispielsweise 0,05 bis 1,5 mm. Derartige
Verbundbleche zeichnen sich durch eine besonders hohe
Körperschalldämpfung aus. Als Leichtbleche werden
Verbundbleche bezeichnet, welche aus sehr dünnen,
beispielsweise Stahlblechen bestehen, die eine
Kunststoffschicht einschließen. Die Dicken der Stahlbleche betragen 0,1 mm bis 0,3 mm. Als Kernschicht kann
beispielsweise eine 0,05 mm bis 1,5 mm dicke Schicht aus beispielsweise thermoplastischem Kunststoff vorgesehen sein. Der thermoplastische Kunststoff zeichnet sich nicht nur durch eine gute ümformbarkeit, insbesondere bei höheren
Temperaturen aus, sondern kann die Herstellung des
Leichtblechs deutlich vereinfachen. Ein Leichtblech bietet bei sehr guter Steifigkeit vor allem Gewichtsvorteile.
Durch die Verwendung eines Vollbleches können bei gleicher Materialstärke sehr hohe Biegesteifigkeiten erzielt werden.
Ferner sieht eine Weiterbildung vor, dass nach dem Biegen des Biegeabschnittes des Bleches um einen ersten Biegewinkel der Biegeabschnitt des Bleches um einen zweiten Winkel
zurückgebogen wird. Dadurch lassen sich in dem Blech durch das Biegen erzeugte Spannungen zumindest teilweise abbauen. Insbesondere kann einer zeitverzögerten Delamination im
Übergangsbereich vom Halteabschnitt und Biegeabschnitt eines Verbundbleches entgegengewirkt werden. Unter einer
zeitverzögerten Delamination wird dabei ein ungewolltes Trennen des inneren Deckbleches und/oder des äußeren
Deckbleches des Verbundbleches von der das innere Deckblech und das äußere Deckblech verbindenden KunststoffSchicht verstanden, wobei dies nicht direkt beim Biegen erfolgen muss, sondern auch erst nach einer gewissen Zeit auftreten kann.
Weiter sieht eine Ausgestaltung des Biegeverfahrens vor, dass das Blech gefalzt wird. Das Falzen erlaubt es einerseits aus dem Blech Bauteile mit abgerundeten und somit weniger
verletzungsträchtigen Kanten herzustellen. Andererseits kann durch das Falzen das Blech mit weiteren Blechen und/oder Strukturelementen auf besonders einfache Weise verbunden werden, ohne dass dazu besondere Verbindungsmittel wie
Nieten, Klebstoffe oder Lote benötigt werden. Die Kosten und der Arbeitsaufwand bei der Herstellung von Blechbauteilen lassen sich somit weiter reduzieren.
Nach einer zweiten Lehre der Erfindung wird die oben genannte Aufgabe in Bezug auf die Vorrichtung durch eine
Biegevorrichtung zur Durchführung eines voranstehend
genannten Verfahrens mit einem Biegestempel und einer eine Biegekante aufweisenden Matrize gelöst, wobei der
Biegestempel ein schwenkbar gelagertes Schwenkelement mit einem Kontaktabschnitt und einem Umformabschnitt aufweist, das Schwenkelement durch Kontakt des Kontaktabschnittes mit einem Halteabschnitt eines zu biegenden Bleches verschwenkbar ist und, indem durch das Schwenken der ümformabschnitt eine Kraft auf den Biegeabschnitt des zu biegenden Bleches ausüben kann, welche eine winklig zur Biegekante, in der Ebene des Halteabschnittes liegende Komponente aufweist, der
Biegeabschnitt des zu biegenden Bleches um die Biegekante der Matrize biegbar ist. Die Vorrichtung erlaubt es, die für die Umformung des Bleches zur Verfügung stehende Kraft besser zu nutzen. Sie kann in einem günstigeren Winkel an dem zu biegenden Biegeabschnitt angreifen, so dass ein weicheres Umformen gewährleistet werden kann.
Eine erste Ausgestaltung sieht vor, dass der Kontaktabschnitt und der Umformabschnitt des Schwenkelements starr miteinander verbunden sind. Die starre Verbindung ermöglicht einen besonders einfachen Aufbau der Vorrichtung und somit eine kostengünstige Vorrichtung. Zudem lässt sich durch die starre Verbindung des Kontaktabschnittes mit dem Umformabschnitt die Zuverlässigkeit der Vorrichtung und somit die
Prozesssicherheit des Biegeverfahrens weiter erhöhen.
Weiterbilden lässt sich die Vorrichtung ferner, indem das Schwenkelement mit einer Schwenkachse in dem Biegestempel gelagert ist. Auf diese Weise wird ein besonders einfacher Aufbau der Biegevorrichtung ermöglicht. Es ist denkbar, die Schwenkachse bezogen auf dem Biegestempel ortsfest oder bewegbar anzuordnen. Eine bewegbar angeordnete Schwenkachse ermöglicht einen einfachen Aufbau des Gesenks des
Biegestempels, da dieser lediglich eine vertikale Bewegung durchführt. Die am Biegestempel ortsfest angeordnete
Schwenkachse vereinfacht dagegen den Aufbau des Biegestempels selbst.
Eine nächste Weiterbildung sieht vor, dass, indem die
Schwenkachse in dem Biegestempel in Radialrichtung beweglich ist und das Schwenkelement von einem Führungselement, insbesondere an seiner Außenkontur, führbar ist, der
Kontaktabschnitt des Schwenkelementes auf dem zu biegenden Blech abrollbar ist. Diese Ausgestaltung der Biegevorrichtung ermöglicht einen besonders oberflächenschonenden
Biegevorgang, so dass auch Bleche mit empfindlichen
Oberflächen gebogen werden können.
Sofern in einer weiteren Ausgestaltung die Schwenkachse parallel zur Biegekante ausgerichtet ist, kann der
Biegeabschnitt des Bleches zeitgleich über seine gesamte Breite gebogen werden.
Ausgestalten lässt sich die Vorrichtung auch dadurch, dass die Biegevorrichtung einen Niederhalter aufweist. Dieser erlaubt es, den Halteabschnitt eines zu biegenden Bleches genau zu fixieren und somit eine besonders hohe Maßhaltigkeit im Hinblick auf das gebogene Blech zu erreichen.
Weiter kann die Biegekante der Matrize mit einer entlang der Biegekante verlaufenden Ausnehmung versehen sein. Während des Biegens kommt es an der Innenseite des Bleches zwangsläufig zu einer Druckbelastung und an der Außenseite des Bleches zu einer korrespondierenden Zugbelastung. In der Ausnehmung kann Material des Bleches aufgenommen werden und somit die Druck- und Zugbelastungen verringert werden. Die Gefahr einer
Rissbildung an der Außenseite kann demzufolge weiter
reduziert werden. Beispielsweise kann Material des innen liegenden Deckbleches eines Verbundbleches im
Übergangsbereich von Halteabschnitt zu Biegeabschnitt von der Ausnehmung aufgenommen und eine Delamination in diesem
Bereich zwischen innen liegendem Deckblech und
Kunststoffschicht und/oder zwischen KunststoffSchicht und außen liegendem Deckblech und KunststoffSchicht bewirkt werden. Dadurch kann das Risiko einer Rissbildung im außen liegenden Deckblech beim Falzen von Verbundblechen verringert werden.
Weiter ausgestalten lässt sich die Biegevorrichtung dadurch, dass die Biegekante der Matrize auswechselbar ist. Die
Biegevorrichtung kann somit einfach an unterschiedliche Biegeradien und unterschiedliche Biegewinkel angepasst werden. Ebenfalls können auf diese Weise sowohl Biegekanten mit einer entlang der Biegekante verlaufenden Ausnehmung als auch Biegekanten die keine solche Ausnehmung aufweisen, in derselben Biegevorrichtung verwendet werden.
In Bezug auf die Verwendung wurde die oben genannte Aufgabe dadurch gelöst, dass das Biegeverfahren zur Herstellung eines Fahrzeugelements, insbesondere eines Stirnwandelementes und/oder Motorhaubenelementes verwendet wird.
Im Weiteren soll die Erfindung anhand einer Zeichnung in Verbindung mit Ausführungsbeispielen näher erläutert werden. Die Zeichnung zeigt in:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten
Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Positionen;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten
Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in verschiedenen Positionen;
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verwendung des Biegeverfahrens; Fig. 4 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung eines weiteren, optionalen Schrittes des Biegeverfahrens . In der Fig. 1 ist ein Ausführungsbeispiel einer
erfindungsgemäßen Biegevorrichtung mit einem Biegestempel 4 und einer Matrize 2 dargestellt. Der Biegestempel 4 weist ein Schwenkelement 3 mit einem Kontaktabschnitt 8 und einem starr mit dem Kontaktabschnitt 8 verbundenen Umformabschnitt 9 auf. In der Fig. la wird der Zustand der Biegevorrichtung zu
Beginn des Biegevorgangs gezeigt. Ein Blech 6 wird mit seinem Halteabschnitt 5 von einem Niederhalter 10 so an der Matrize 2 gehalten, dass es mit seinem Biegeabschnitt 7 seitlich über die auswechselbare Biegekante 1 der Matrize 2 hinaus ragt. Bei dem gezeigten Blech 6 handelt es sich um ein Vollblech 6.
Durch Zusammenfahren der Matrize 2 und des Biegestempels 4 wird der Kontaktabschnitt 8 des Schwenkelementes 3 mit dem Halteabschnitt 5 des Bleches 6 in Kontakt gebracht und das Schwenkelement 3 verschwenkt. In Folge des Schwenkens des Schwenkelements 3 wird der Biegeabschnitt 7 des Bleches 6 um einen Biegewinkel α von 130° um die Biegekante 1 der Matrize 2 gebogen. Das Schwenkelement 3 ist mit einer Schwenkachse 11 in dem Biegestempel 4 gelagert. Die Schwenkachse 11 ist dabei parallel zur Biegekante 1 ausgerichtet. Während des
Schwenkens des Schwenkelements 3 kann sich die Schwenkachse 11 in dem Biegestempel 4 in Radialrichtung bewegen. Dabei wird das Schwenkelement 3 mit einem Führungselement 12 geführt, so dass der Kontaktabschnitt 8 des Schwenkelements 3 auf dem Halteabschnitt 5 des Bleches 6 abrollen kann. Die Oberfläche des Halteabschnittes 5 des Bleches 6 wird somit während des Biegens geschont. In dem gezeigten
Ausführungsbeispiel ist das Führungselement 12, mit dem die Rotationsbewegung des Schwenkelementes 3 mit der
Translationsbewegung der Schwenkachse 11 gekoppelt wird, als Anschlag ausgebildet, der mit der Außenkontur 14 des
Schwenkelementes 3 zusammenwirkt. Grundsätzlich sind jedoch auch andere Arten der Kopplung beispielsweise über Zahnräder und Zahnstangen denkbar.
Die Schwenkachse 11 kann jedoch auch, wie gestrichelt in der Fig. la angedeutet, bezogen auf den Biegestempel 4 ortsfest angeordnet werden und somit eine Biegevorrichtung mit einer erhöhten Steifigkeit zur Verfügung gestellt werden.
Fig. 2 zeigt die gleiche Biegevorrichtung wie Fig. 1, bei der die Matrize 2' allerdings eine Biegekante 1' mit einer entlang der Biegekante 1' verlaufenden Ausnehmung 14' aufweist. Der technische Effekt dieser Ausnehmung 14" beim Biegen wird anhand eines Verbundbleches 6' erläutert.
Die äußeren Deckbleche 16', 17' des Verbundbleches 6' sind aus einem Stahlblech mit einer Dicke von 400 μm gefertigt und über eine mittlere, aus einem viskoelastischen Kunststoff bestehende Schicht 18' von 25 μm miteinander verbunden.
Beim Biegen des Verbundbleches 6' kann Material vom inneren Deckblech 16' des Verbundbleches 6' in die Ausnehmung 14' fließen. Dadurch wird in dem Übergangsbereich von
Halteabschnitt 5' und Biegeabschnitt 7' eine Delamination bewirkt. Mit anderen Worten wird das innere Deckblech 16' von der KunststoffSchicht 18 ' , über die es mit dem äußeren Deckblech 17' verbunden war, getrennt. Infolge der Materialverdrängung in die Ausnehmung 14' hinein, reduziert sich die Zugbelastung auf das äußere Deckblech 17 ' , so dass das Risiko des Auftretens von Rissen im äußeren Deckblech 17 ' nach dem Biegen reduziert ist. Dies ist insbesondere dann von Bedeutung, wenn das Verbundblech 6' im Anschluss gefalzt wird.
Eine erfindungsgemäße Verwendung des beanspruchten
Biegeverfahrens wird in der Fig. 3 veranschaulicht. Diese zeigt einen Ausschnitt eines Fahrzeugelements 15' ' in Form einer Motorhaube. Diese weist ein Verbundblech 6' ' und ein Strukturelement 19' ' auf. Der Biegeabschnitt 7'' des
Verbundbleches 6' ' wurde zunächst entsprechend der in Fig. 2 gezeigten Vorgehensweise um einen Biegewinkel von mehr als 90° gebogen und das innere Deckblech 16' ' durch Delamination im Übergangsbereich von Halteabschnitt 5 ' ' und Biegeabschnitt 7'' von der KunststoffSchicht 18 ' ' getrennt. Im gebildeten spitzen Winkel des Verbundbleches 6' ' wurde sodann ein
Strukturelement 19' ' angeordnet und im Anschluss durch Falzen des Verbundbleches 6'' dieses fest mit dem Strukturelement 19 ' ' verbunden. Das äußere Deckblech 17' ' weist auch nach der 180°-Falzung keine Risse auf. In der Fig. 4 wird eine Vorrichtung gezeigt, die das
Zurückbiegen eines mit beispielsweise der in der Fig. 1 gezeigten Biegevorrichtung um einen Biegewinkel α' ' '
gebogenen Biegeabschnitt 7' '' eines Bleches 6' '' um einen Biegewinkel ß''' ermöglicht. Dabei handelt es sich im
vorliegenden Fall um ein Verbundblech 6' ' ' . Die Vorrichtung weist dazu einen Rahmen 20' '' auf, mit dem der Winkel ß''' vorgegeben wird, um den der Biegeabschnitt 7''' des Bleches 6' ' ' zurückgebogen werden soll. Der Rahmen 20 ''' dient dabei gleichzeitig dazu das Blech 6' ' ' am Maschinentisch 21' '' zu halten. Grundsätzlich ist es allerdings auch möglich, für diese beiden Funktionen jeweils ein eigenes
Vorrichtungselement vorzusehen. Weiter ist ein Stempel 22''' vorgesehen, mit dem die für das Biegen benötigte Kraft in das Blech 6 ''' eingeleitet wird. Der Stempel 22 ' ' ' wird dabei entweder hydraulisch oder pneumatisch angetrieben. Ebenso ist es allerdings denkbar einen Elektromotor, z.B. beispielsweise einen Linearmotor, für diesen Zweck vorzusehen.
Durch das Zurückbiegen um den Biegewinkel ß''' werden die aus dem Biegen folgenden Spannungen zwischen dem innen liegenden Deckblech 16''' und dem außen liegenden Deckblech 17' '' kompensiert. Das so bearbeitete Blech 6' ' ' zeichnet sich somit durch eine deutlich geringere Neigung zur
zeitverzögerten Delamination im Biegebereich aus.

Claims

Patentansprüche
1. Biegeverfahren, bei welchem durch Zusammenfahren einer eine Biegekante (1,1') aufweisenden Matrize (2,2') und eines ein Schwenkelement (3,3') aufweisenden
Biegestempels (4,4') das Schwenkelement (3,3' ) mit einem Halteabschnitt ( 5 , 5 ' , 5 ' ' ) eines zwischen der Matrize (2,2' ) und dem Biegestempel (4,4') angeordneten Bleches (6, 6' , 6' ' , 6' ' ' ) in Kontakt gebracht wird, das
Schwenkelement (3,3' ) durch den Kontakt mit dem
Halteabschnitt (5,5' ,5' ' ) des Bleches ( 6, 6 ' , 6 ' ' , 6 ' ' ' ) verschwenkt wird und durch das Schwenken des
Schwenkelements (3,3') ein Biegeabschnitt (7, 7', 7'', 7''') des Bleches ( 6, 6 ' , 6 ' ' , 6 ' ' ' ) um die Biegekante (1,1') der Matrize (2,2' ) gebogen wird.
2. Biegeverfahren nach Anspruch 1 ,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Kontaktabschnitt (8) des Schwenkelementes (3,3') mit dem Halteabschnitt (5,5' ,5' ' ) des Bleches ( 6, 6 ' , 6 ' ' , 6 ' ' ' ) in Kontakt gebracht wird und durch das Schwenken des Schwenkelements (3,3') mit einem Umformabschnitt (9) des Schwenkelementes (3,3' ) eine Kraft auf den Biegeabschnitt (7, 7 ' , 7 ' ' , 7 ' ' ' ) des Bleches ( 6, 6 ' , 6 ' ' , 6 ' ' ' ) ausgeübt wird, welche eine winklig zur Biegekante (1,1'), in der Ebene des Halteabschnittes ( 5 , 5 ' , 5 ' ' ) liegende Komponente aufweist .
3. Biegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kontaktabschnitt (8) des Schwenkelementes (3,3') während des Biegens auf dem Halteabschnitt (5,5',5'') des Bleches (6, 6' , 6' ' , 6' '' ) abgerollt wird.
4. Biegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Blech (6,6',6'',6''') während des Biegens von einem Niederhalter (10) an der Matrize (2,2') gehalten wird.
5. Biegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Biegeabschnitt (7 ,7'· ,7' ' ,7 ''' ) des Bleches
(6, 6' , 6' ' , 6'' ' ) um einen Biegewinkel (α,α''') von mehr als 90°, mehr als 105°, mehr als 120°, bis zu 135° um die Biegekante (1,1') der Matrize (2,2') gebogen wird. 6. Biegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s ein Verbundblech, ein Vollblech (6,6',6, ι,6',') oder ein Leichtblech gebogen wird. 7. Biegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s nach dem Biegen des Biegeabschnittes (7,7',7'',7, ,') des Bleches (6, 6' , 6' ' ,
6' ' ' ) um einen ersten Biegewinkel (α,α'") der Biegeabschnitt (7,7,,7'',
7''') des Bleches (6, 6' , 6' ' , 6' ' ' ) um einen zweiten Biegewinkel (ß''') zurückgebogen wird.
8. Biegeverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Blech ( 6, 6 ' , 6 ' ' , 6 " ' ) gefalzt wird.
9. Biegevorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8, mit einem Biegestempel
(4,4') und einer eine Biegekante (1,1') aufweisenden Matrize (2,2'),
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Biegestempel (4,4') ein schwenkbar gelagertes
Schwenkelement (3,3') mit einem Kontaktabschnitt (8) und einem Umformabschnitt (9) aufweist, das Schwenkelement (3,3') durch Kontakt des Kontaktabschnittes (8) mit einem Halteabschnitt (5, 5' ,5'') eines zu biegenden Bleches (6, 6' , 6' ' , 6' ' ' ) verschwenkbar ist und, indem durch das Schwenken der Umformabschnitt (9) eine Kraft auf den Biegeabschnitt (7,7 ' ,7' ' ,7 ' ' ' ) des zu biegenden Bleches (6, 6' , 6' ', , 6' ' ' ) ausüben kann, welche eine winklig zur Biegekante (1,1'), in der Ebene des Halteabschnittes (5,5 ',5' ') liegende Komponente aufweist, der
Biegeabschnitt (7,7' ,7 ' ' ,7 ' ' ' ) des zu biegenden Bleches (6, 6' , 6' ' , 6' ' ) um die Biegekante (1,1') der Matrize
(2,2 ' ) biegbar ist.
10. Biegevorrichtung nach Anspruch 9,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s der Kontaktabschnitt (8) und der Umformabschnitt (9) des Schwenkelementes (3,3') starr miteinander verbunden sind.
11. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 oder 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s das Schwenkelement (3,3') mit einer Schwenkachse (11) in dem Biegestempel (4,4') gelagert ist.
12. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s, indem die Schwenkachse (11) in dem Biegestempel (4,4') in Radialrichtung beweglich ist und das Schwenkelement (3,3') von einem Führungselement (12), insbesondere an seiner Außenkontur (13) , führbar ist, der
Kontaktabschnitt (8) des Schwenkelements (3,3') auf dem zu biegenden Blech (6,6',6'',6''') abrollbar ist.
13. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Schwenkachse (11) parallel zur Biegekante (1,1') ausgerichtet ist.
14. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Biegevorrichtung einen Niederhalter (10) aufweist
15. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Matrize (2,2') eine Biegekante (1,1') mit einer entlang der Biegekante (1,1') verlaufenden Ausnehmung (14 ') aufweist.
16. Biegevorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Biegekante (1,1') der Matrize (2,2') auswechselbar ist .
17. Verwendung eines Biegeverfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 8 zur Herstellung eines Fahrzeugelementes (15''), insbesondere eines Stirnwandelementes und/oder
Motorhaubenelementes .
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