EP2978546A1 - Biegewerkzeuge zum vorbiegen und zudrücken - Google Patents

Biegewerkzeuge zum vorbiegen und zudrücken

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EP2978546A1
EP2978546A1 EP14723672.3A EP14723672A EP2978546A1 EP 2978546 A1 EP2978546 A1 EP 2978546A1 EP 14723672 A EP14723672 A EP 14723672A EP 2978546 A1 EP2978546 A1 EP 2978546A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
punch
die
section
zudrückfläche
Prior art date
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Granted
Application number
EP14723672.3A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP2978546B1 (de
Inventor
Reinhard Artmayr
Emmanuel SCHMEE
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Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
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Filing date
Publication date
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Publication of EP2978546A1 publication Critical patent/EP2978546A1/de
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Publication of EP2978546B1 publication Critical patent/EP2978546B1/de
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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
    • B21D5/02—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
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/16—Folding; Pleating

Definitions

  • the invention relates to a bending die and a bending punch for v-shaped prebending and subsequent pressing a flat workpiece section according to the dependent claims of claims 1 and 8.
  • Such reshaping is also referred to as folding or hemming and can also be made on a conventional press brake with suitable bending tools, also called folding tools or compression tools.
  • the workpiece is pre-bent with sharp edges at one edge and then the resulting bending leg is pressed and formed against the remaining workpiece between two pressing surfaces.
  • the bending tools used for this purpose have structural features which, in a first forming step, allow prebending of the workpiece, preferably by means of a free-bending operation, and in a second forming step, allow the pre-bent workpiece to be compressed. Since different effective surfaces are used on the bending tools, there are embodiments of Zudrücktechnikmaschinemaschineen in which the bending dies have relatively adjustable components or in which by changing the position of the bending die between the forming steps successively different active surfaces come into engagement.
  • An embodiment of folding tools which has fixed bending tools with no movable or adjustable components relative to the respective tool holders on the press brake, comprises a bending die having on its upper side a bearing surface for a workpiece and in the bearing surface a die section into which the workpiece piece is pressed by means of the tip of a punch and thereby the workpiece can be pre-bent acute angle.
  • the pre-bent workpiece is compressed between a punching surface formed on the punch and the bearing surface of the bending die.
  • the Zudschreib printing on the punch is relative to the top of the punch relatively far back and in order to approach the Zudschreib construction up to the support surface of the bending die, the bending die in the die section has a leading into the interior of the bending die slot in which the punch during Zudschreibvorgang can be added.
  • the punch is so far approximated to the bending die that between the Zudschreib vom a suitable for receiving the pre-bent workpiece slot remains and the workpiece is inserted into this so far until it abuts the punch.
  • a disadvantage of this embodiment is that at larger Gesenkweiten through this creates a gap between the support surface at the top of the bending die and the introduced punch into which the workpiece can dodge while pressing and thus the proposed forming process can be disturbed sensitive, since the Zud Wegvorgang is performed insufficiently.
  • bending dies with different die widths generally also require a separate stamping punch, each with a matching punch thickness, in order to avoid or minimize the above-mentioned intermediate space.
  • a bending tool set for folding of different sheet thicknesses therefore comprises not only a plurality of bending dies with different die widths, but also a plurality of punch dies with different punch thicknesses, which accordingly causes high initial costs for such a tool set, and a change between workpieces with different sheet thicknesses is also associated with a large set-up effort.
  • the object of the invention is to avoid the disadvantages of the known from the prior art bending tool combinations.
  • the object of the invention is achieved by a generic bending die with the characterizing features of claim 1 and a punch with the characterizing features of claim 8. Characterized in that at the bending die the Zudschreib construction over a support surface of the Gesenkabitess recessed and thus formed from the support surface to the Zudschreib Construction stop surface is formed, one of the execution of the die width and the thickness of the punch uninfluenced, optimal Zudschreib construction on the bending die, whereby a high quality rebate forming during Zupressruckvorgang is ensured. Furthermore, a plurality of such bending dies, which have different die widths, can be used with one and the same punch, without affecting the result of the pressing operation.
  • a possible embodiment of the bending die is that the slot for receiving the bending punch adjacent to the outer die portion has a support portion with a clear span corresponding to the thickness of the punch plus a slight clearance.
  • the relatively slender part of the punch is thereby mechanically supported during Zudrückvorgang and ensures the mutual alignment of the bending die and punch transverse to the direction.
  • the clear span in the support section is constant over a range, i. level support surfaces are provided in the support section.
  • a receiving contour adjoining the support section can widen in the direction of an inner end section of the slot, that is to say have an increased inside width relative to the support section, whereby wear of the bending punch in the region of the tip is reduced.
  • a receiving contour adjoining the support section is rounded in the inner end section of the slit with rounding radii or a radius of curvature of at least 2 mm. If the closing surface is carried out between 30% and 75% of the die width in relation to the contact surface, the size of the stop surface will be sufficient for the sharp-edged workpiece.
  • a load-appropriate, material and weight-saving embodiment of a bending die is achieved if, on the side opposite the pressing section, with respect to the working plane, it has a material cross-section tapering towards the die section.
  • the die section and the pressing surface are surface-hardened, in particular laser-hardened.
  • the Zud Wegabites is disposed completely between the working plane of the punch portion and an emanating from the top of the punch portion, inclined by an angle less than 20 ° to the working plane contour plane. Since the bending punch can also be used for free-bending transformations without subsequent pressing-in operation, in this Guiding form of Zud Wegabites no disturbing contour that limits the bending space.
  • the tip of the stamp section and the pressing surface are surface-hardened, in particular laser-hardened.
  • the invention further relates to a combination of a bending die according to the invention and a bending punch bending tool combination according to claim 12 for v-shaped pre-bending and subsequent pressing a flat workpiece section, whereby the above-described advantageous effects of a bending die and a bending punch according to the invention can be optimally utilized.
  • the invention also relates to a bending tool set according to claim 13, for v-shaped pre-bending and subsequent pressing of a flat workpiece section, comprising one or more punch with a constant punch thickness transversely to the working direction and at least two bending dies with leading into the interior of the bending dies slots for receiving the Bending punch during compression and Gesenkab- sections which have different Gesenkweiten in the region of their support surface for a flat workpiece section.
  • Fig. 1 is a known from the prior art, generic bending tool combination
  • Fig. 2 shows a bending tool combination according to the invention comprising bending die and
  • FIG. 3 shows a bending tool set according to the invention, comprising a bending punch and a plurality of bending dies with different die widths;
  • Fig. 4 shows a detail of a bending die according to the invention with several alternatively or additionally possible embodiments and
  • Fig. 5 shows a detail of a bending punch according to the invention with several alternative or additionally possible execution features.
  • Fig. 1 shows a known from the prior art bending tool combination for pre-bending and pressing a flat workpiece section.
  • the bending tool combination comprises a bending die having on its upper side a support surface for the workpiece and in the support surface a die portion into which the workpiece is pressed by means of the tip of a punch and thereby the workpiece can be pre-bent acute angle.
  • the pre-bent workpiece is compressed between a punching surface formed on the punch and the bearing surface of the bending die.
  • the phase of compression is shown.
  • the Zudschreib the bending punch is relative to the top of the punch relatively far back added connects directly at right angles to the stamp section.
  • the bending die in the die section has a slot leading into the interior of the bending die, in which the bending punch can be received during the pressing operation.
  • the punch is so far approximated to the bending die that the punch portion protrudes into the slot and thereby forms the shaft of the punch portion a stop surface for the pre-bent workpiece and thereby positioning the pre-bent workpiece between the printing surfaces.
  • a larger die width may be required to facilitate or even allow pre-bending.
  • undesirable deformations of the workpiece can occur, in particular the Zudrückvorgang can bring an inadequate result.
  • FIG. 2 shows a bending tool combination 1 comprising a bending die 2 according to the invention and a bending punch 3 according to the invention.
  • bending die 2 and punch 3 are mounted in a bending press, not shown, in particular a press brake and thereby arranged relative to each other in the direction of a working plane 4 adjustable.
  • the upper side of the bending die 2 forms a bearing surface 5 on which a flat, planar workpiece section 6 can be placed in order to pre-bend it in sharp-edged form by means of the bending punch 3.
  • the bending die 2 has, in the region of the bearing surface 5, a recessed die section 7, into which the workpiece section 6 can be pressed during the deformation by the bending punch 3.
  • the die section 7 is arranged centrically with respect to the working plane 4 and merges into a slot 8 in the interior of the bending die 2, in which the bending punch 3 is received when the pre-bent workpiece section 6 is pressed in.
  • a Zudschreibabites 9 is arranged with a transverse to the working plane 4 Zudschreib construction 10 on which a pre-bent workpiece for carrying out the Zudschreibvorgangs can be positioned.
  • the bending punch 3 cooperating with the bending die 2 has a punch portion 12, which extends from a punch base 11 and is centrally arranged with respect to the working plane 4, which in its end portion tapers in a wedge shape onto a punch tip 13.
  • a Zudschreibabêt 14 of the punch 13 is laterally arranged next to the punch portion 12 on the punch base 11, which has a transverse to the working plane 4 Zudschreib Chemistry 15.
  • the Zudschreib simulation 10 staggered back on the bending die 2 relative to the support surface 5 of the die portion 7, whereby an extending from the support surface 5 to Zudschreib Construction 10 stop surface is formed.
  • the stamping section 14 projects beyond the stamp base in the direction of the stamp tip 13 on the bending punch 3 according to the invention, whereby the stamping surface 15 is raised stepwise relative to the stamp base and a groove-like recess is formed between the stamp section 12 and the stamping surface 15.
  • the bending die 2 has in Gesenkabrough 7 a die width 16 which is adapted to the sheet thickness to be processed, with larger sheet thickness 16 are used with increasing sheet thickness.
  • the stamp portion 12 of the punch 3 has a punch thickness 17 and the slot 8 in the bending die 2 is designed so that the punch portion 12 can be received with a small clearance, for example, a few tenths of a millimeter during Zudrückvorgang.
  • FIG. 3 shows a bending tool set 18 comprising a bending punch 3 according to the invention and three different bending dies 2, 19, 20. Deviating from the illustrated embodiment, the bending tool set 18 may also comprise only two bending dies or else more than three bending dies.
  • the bending dies 2, 19 and 20 have different die widths 16, 21 and 22 and are therefore suitable for bending workpiece sections 6 with different sheet thicknesses.
  • the bending die 2 with the smallest die width 16 is used, while for larger sheet thicknesses the bending die 19 with the larger die width 21 or even the bending die 20 with the largest die width 22 is used.
  • all three bending dies 2, 19, 20 have slots 8 adjoining the die portion 7, which have a support portion 23 adjoining the die portion 7, which in all different bending dies 2, 19 and 20 has an identical clear span 24.
  • This clear span 24 corresponds to the punch thickness 17 plus a low working cycle. With a punch thickness of 6 mm, the clear span is for example 6.2 or 6.4 mm.
  • This support portion 23 in the slot 8 causes the punch portion 12 is supported transversely to the working plane 4 in a Zud Wegvorgang, in which very large forming forces may be required and thereby deformation or breakage of the stamp portion 12 is reduced or prevented.
  • a depth offset 26 of the Zudschreib simulation 10 relative to the support surface 5 is preferably between 30% and 75% of the Gesenkweite 16 and Fig. 4 shows an embodiment with a depth offset of about 50% of the Gesenkweite 16th
  • the stop surface 25 preferably runs parallel to the working plane 4 and, as indicated in Fig. 4, between the stop surface 25 and the Zudschreib construction 10 a groove 27 may be provided which can absorb slight contamination in Zudschreibabêt 9 and therefore striking a workpiece to be bent portion. 6 against the stop surface 25 or resting on the Zudschreib construction 10 is not hindered by contamination.
  • FIG. 4 further shows that the slot 8 leading from the die section 7 into the interior of the bending die 2, following the die section 7, has the support section 23, in which the support width 24 is at least approximately constant.
  • To the support portion 23 includes a receiving contour 28, which widens in the direction of the inner end portion 29 of the slot 8, whereby in the interior of the slot 8 is compared to the span 24 enlarged inner width 30 is given.
  • the inner contour 28 is rounded in the end section 29 of the slot 8 and, for example, has a radius of curvature of at least 2 mm. Thereby, a strength-reducing notch effect can be reduced by the slot 8.
  • FIG. 5 shows in a detail detail the stamping section 12 and the pressing section 14 of a bending punch 3 according to the invention, in which the pressing section 14 protrudes in the direction of the stamp tip 13 with respect to a stamp base surface 32.
  • a groove-like recess 33 is thereby formed between the stamp portion 12 and the Zudschreib Chemistry 15 and projects the Zudschreib Chemistry 15 stepwise relative to the stamp base surface 32.
  • the projection 34 of the Zudschreibabiteses 14 relative to the stamp base surface 32 is made larger than the depth offset 26 on the bending die 2, so that the Zudschreib vom 10 and 15 can be brought to the mutual concern.
  • Another condition for being able to bring the pressing surfaces 10 and 15 into contact is that a punch length 35 measured at the bending punch 3 from the pressing surface 15 to the punch tip 13 is made smaller than a slot depth measured at the bending die 2 from the pressing surface 10 Since the Umform torque required for a Zudgurvorgang can be very large, in particular greater than the Umform manager required for pre-bending, it is advantageous if the Zudschreib construction 15 measured at the punch 3 transversely to the working plane 4 has a larger dimension 37 as the punch thickness 17.
  • An advantageous embodiment of a bending punch 3 according to the invention can, as in
  • Fig. 5 also consist in that the Zudschreibabites 14 is disposed completely between the working plane 4 of the punch portion 12 and an outgoing from the punch tip 13 contour plane 38, wherein the contour plane to the working plane as small as possible angle 39, for example, less than 20 ° assumes, whereby the Zudschreibabites 14 also for sharp-edged Vorbiegungen a workpiece section 6 is no interference contour.
  • FIGS. 4 and 5 form the subject of independent solutions according to the invention.
  • the relevant objects and solutions according to the invention can be found in the detailed descriptions of these figures.
  • Stamp section 32 stamp base surface

Landscapes

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

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Biegematrize (2) und einen Biegestempel (3) zum Vorbiegen und Zudrücken eines Werkstückabschnittes (6), wobei die Biegematrize (2) einen Gesenkabschnitt (7) mit einem von einer Auflagefläche (5) in das Innere der Biegematrize (2) führenden Schlitz (8) zur teilweisen Aufnahme des Biegestempels (3) während des Zudrückens und einen bezogen seitlich dazu angeordneten Zudrückabschnitt (9) mit einer Zudrückfläche (10) umfasst und der Biegestempel einen von einer Stempelbasisfläche (32) ausgehenden Stempelabschnitt (12) und einen seitlich dazu angeordneten Zudrückabschnitt (14) mit einer Zudrückfläche (15) umfasst. Dabei springt an der Biegematrize (2) die Zudrückfläche (10) gegenüber einer Auflagefläche (5) des Gesenkabschnitts (7) stufenförmig zurück, wodurch eine sich von der Auflagefläche (5) zur Zudrückfläche (10) erstreckende Anschlagfläche (25) gebildet ist und ragt am Biegestempel (3) der Zudrückabschnitt (14) gegenüber der Stempelbasisfläche (32) in Richtung der Stempelspitze (13) vor, wodurch die Zudrückfläche (15) gegenüber der Stempelbasisfläche (32) stufenförmig vorragt.

Description

Biegewerkzeuge zum Vorbiegen und Zudrücken
Die Erfindung betrifft eine Biegematrize sowie einen Biegestempel zum v-förmigen Vorbie- gen und nachfolgenden Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes gemäß den Oberansprüchen der Ansprüche 1 und 8.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Biegewerkzeuge bekannt, um an einem Werkstück aus umformbarem Material einen Randabschnitt des Werkstücks durch eine Umfor- mung von etwa 180° an den Rest des Werkstücks anzulegen und dadurch den Rand des
Werkstücks zu verstärken oder abzurunden. Eine derartige Umformung wird auch als Falz oder Umschlag bezeichnet und kann mit geeigneten Biegewerkzeugen, die auch Falzwerkzeuge oder Zudrückwerkzeuge genannt werden, auch auf einer herkömmlichen Abkantpresse hergestellt werden.
Bei den gängigen Werkzeugvarianten wird dabei das Werkstück an einem Rand scharfkantig vorgebogen und anschließend der dabei entstandene Biegeschenkel zwischen zwei Zudrück- flächen gegen das restliche Werkstück gepresst und angeformt. Die dazu verwendeten Biegewerkzeuge besitzen also bauliche Merkmale, die in einem ersten Umformschritt ein Vorbie- gen des Werkstückes, vorzugsweise mittels eines Freibiegevorgangs, und in einem zweiten Umformschritt das Zudrücken des vorgebogenen Werkstücks ermöglichen. Da dabei unterschiedliche Wirkflächen an den Biegewerkzeugen zum Einsatz kommen, gibt es Ausführungsformen von Zudrückwerkzeugen, bei denen die Biegematrizen relativ zueinander verstellbare Bestandteile aufweisen oder bei denen durch Positionsveränderung der Biegematrize zwischen den Umformschritten nacheinander unterschiedliche Wirkflächen in Eingriff kommen. Derartige Ausführungsformen erfordern entweder komplizierte Biegematrizen oder aufwändige Verstellmechanismen an der Abkantpresse zur Positionsveränderung der Biegematrizen. Eine Ausführungsform von Falzwerkzeugen, die relativ zu den jeweiligen Werkzeugaufnahmen an der Abkantpresse feststehende Biegewerkzeuge ohne bewegliche oder verstellbare Bestandteile aufweist, umfasst eine Biegematrize, die an ihrer Oberseite eine Auflagefläche für ein Werkstück und in der Auflagefläche einen Gesenkabschnitt aufweist, in den das Werk- stück mittels der Spitze eines Biegestempels hineingedrückt wird und dadurch das Werkstück spitzwinkelig vorgebogen werden kann. In einem zweiten Arbeits schritt wird das vorgebogene Werkstück zwischen einer am Biegestempel ausgeführten Zudrückfläche und der Auflagefläche der Biegematrize zusammengedrückt. Die Zudrückfläche am Biegestempel ist gegen- über der Spitze des Biegestempels relativ weit zurück versetzt und um die Zudrückfläche bis an die Auflagefläche der Biegematrize annähern zu können, weist die Biegematrize im Gesenkabschnitt einen in das Innere der Biegematrize führenden Schlitz auf, in dem der Biegestempel beim Zudrückvorgang aufgenommen werden kann. Zur Durchführung des Zudrückvorgangs wird bei dieser Ausführungsform der Biegestempel soweit an die Biegematrize angenähert, dass zwischen den Zudrückflächen ein zur Aufnahme des vorgebogenen Werkstücks geeigneter Schlitz verbleibt und wird das Werkstück in diesen so weit eingeführt, bis es am Biegestempel anschlägt. Von Nachteil bei dieser Ausführungsform ist, dass bei größeren Gesenkweiten durch diese ein Zwischenraum zwischen der Auflagefläche an der Oberseite der Biegematrize und dem eingeführten Biegestempel entsteht, in den das Werkstück beim Zudrücken ausweichen kann und dadurch der vorgesehene Umformvorgang empfindlich gestört werden kann, da der Zudrückvorgang unzureichend ausgeführt wird. Um dies zu vermeiden ist für Biegematrizen mit un- terschiedlichen Gesenkweiten im Allgemeinen auch ein eigener Biegestempel mit jeweils passender Stempeldicke erforderlich, um den oben erwähnten Zwischenraum zu vermeiden bzw. möglichst klein zu halten. Ein Biegewerkzeugsatz zum Falzen von verschiedenen Bleckdicken umfasst daher neben mehreren Biegematrizen mit unterschiedlichen Gesenkweiten auch mehrere Biegestempel mit unterschiedlichen Stempeldicken, was dementsprechend hohe Anschaffungskosten für einen derartigen Werkzeugsatz bewirkt und ist ein Wechsel zwischen Werkstücken mit unterschiedlichen Blechdicken auch mit einem großen Rüstaufwand verbunden.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Nachteile der aus dem Stand der Technik be- kannten Biegewerkzeugkombinationen zu vermeiden. Die Aufgabe der Erfindung wird durch eine gattungsgemäße Biegematrize mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 bzw. einen Biegestempel mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 8 gelöst. Dadurch, dass an der Biegematrize die Zudrückfläche gegenüber einer Auflagefläche des Gesenkabschnitts stufenförmig zurückspringt und dadurch eine sich von der Auflagefläche zur Zudrückfläche erstreckende Anschlagfläche gebildet ist, ist eine von der Ausführung der Gesenkweite und der Dicke des Biegestempels unbeeinflusste, optimale Zudrückfläche an der Biegematrize vorhanden, wodurch eine qualitativ hochwertige Falzumformung beim Zu- drückvorgang sichergestellt ist. Weiters können mehrere derartige Biegematrizen, die unterschiedliche Gesenkweiten aufweisen, mit ein und demselben Biegestempel verwendet werden, ohne dass das Ergebnis des Zudrückvorgangs davon beeinflusst wird.
Eine mögliche Ausführungsform der Biegematrize besteht darin, dass der Schlitz zur Auf- nähme des Biegestempels im Anschluss an den außenliegenden Gesenkabschnitt einen Stützabschnitt mit einer lichten Stützweite aufweist, die der Dicke des Biegestempels zuzüglich eines geringfügigen Spiel entspricht. Der relativ schlanke Teil des Biegestempels wird dadurch beim Zudrückvorgang mechanisch gestützt und die gegenseitige Ausrichtung von Biegematrize und Biegestempel quer zur Arbeitsrichtung sichergestellt. Damit die seitliche Abstützung nicht punktuell erfolgt, ist es von Vorteil, wenn die lichte Stützweite im Stützabschnitt über einen Bereich konstant ist, d.h. im Stützabschnitt ebene Stützflächen vorgesehen sind.
Weiters kann eine sich an den Stützabschnitt anschließende Aufnahmekontur in Richtung eines inneren Endabschnitts des Schlitzes erweitern, also eine gegenüber dem Stützabschnitt vergrößerte lichte Weite aufweisen, wodurch eine Abnützung des Biegestempels im Bereich der Spitze verringert wird.
Um die durch den Schlitz verringerte Festigkeit einer derartigen Biegematrize nicht zusätzlich durch Kerbwirkung zu verringern, ist es von Vorteil, wenn eine sich an den Stützabschnitt anschließende Aufnahmekontur im inneren Endabschnitt des Schlitzes mit Rundungsradien oder einem Rundungsradius von zumindest 2 mm ausgerundet ist. Wenn die Zudrückfläche zwischen 30% und 75 % der Gesenkweite gegenüber der Auflage- fläche zurückversetzt ausgeführt wird, ergibt sich eine für das scharfkantig vorgebogene Werkstück gut passende Größe der Anschlagfläche. Eine belastungsgerechte, Material und Gewicht einsparende Ausführungsform einer Biegematrize wird erreicht, wenn diese auf der bezüglich der Arbeitsebene dem Zudrückabschnitt gegenüberliegenden Seite einen sich zum Gesenkabschnitt hin verjüngenden Materialquerschnitt aufweist. Um eine frühzeitige Abnutzung der beim Umformen aktiven Wirkflächen an der Biegematrize möglichst zu vermeiden, ist es von Vorteil, wenn der Gesenkabschnitt und die Zudrückflä- che oberflächengehärtet, insbesondere lasergehärtet sind.
Dadurch, dass bei einem erfindungsgemäßen Biegestempel der Zudrückabschnitt gegenüber der Stempelbasisfläche in Richtung der Biegestempelspitze vorragt, wodurch die Zudrückflä- che gegenüber der Stempelbasisfläche stufenförmig vorragt und zwischen Stempelabschnitt und Zudrückfläche ein Zwischenraum gebildet ist, kann ein derartiger Biegestempel mit einer erfindungsgemäßen Biegematrize verwendet werden, wodurch ebenfalls die damit verbundenen, zuvor beschriebenen Vorteile erzielt werden können. Insbesondere können mit einem derartigen Biegestempel Falzumformungen im Zusammenwirken mit verschiedenen Biegematrizen mit unterschiedlichen Gesenkweiten hergestellt werden.
Von Vorteil ist es dabei, wenn die Zudrückfläche bzw. der Zudrückabschnitt quer zur Arbeitsrichtung eine größere Abmessung besitzt als der Querschnitt des Stempelabschnitts, da die beim Zudrückvorgang erforderlichen Umformkräfte deutlich höher sein können, als die beim Vorbiegen erforderlichen Kräfte.
Um ein möglichst scharfkantiges Vorbiegen durchführen zu können, ist es vorteilhaft, wenn der Zudrückabschnitt vollständig zwischen der Arbeitsebene des Stempelabschnittes und einer von der Spitze des Stempelabschnittes ausgehenden, um einen Winkel kleiner als 20° zur Arbeitsebene geneigten Konturebene angeordnet ist. Da der Biegestempel auch für Freibiegeumformungen ohne nachfolgenden Zudrückvorgang eingesetzt werden kann, ist in dieser Aus- führungsform der Zudrückabschnitt keine störende Kontur, die den Biegefreiraum einschränkt.
Um eine frühzeitige Abnutzung der beim Umformen aktiven Wirkflächen am Biegestempel zu reduzieren, ist es von Vorteil, wenn die Spitze des Stempelabschnitts und die Zudrückflä- che oberflächengehärtet, insbesondere lasergehärtet sind.
Die Erfindung betrifft weiters eine aus einer erfindungsgemäßen Biegematrize und einem erfindungsgemäßen Biegestempel zusammengesetzte Biegewerkzeugkombination gemäß An- spruch 12 zum v-förmigen Vorbiegen und nachfolgenden Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes, wodurch die oben beschriebenen vorteilhaften Effekte einer erfindungsgemäßen Biegematrize und eines erfindungsgemäßen Biegestempels optimal ausgenutzt werden können. Schließlich betrifft die Erfindung auch einen Biegewerkzeugsatz gemäß Anspruch 13, zum v- förmigen Vorbiegen und nachfolgenden Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes, umfassend einen oder mehrere Biegestempel mit einer konstanten Stempeldicke quer zur Arbeitsrichtung und zumindest zwei Biegematrizen mit in das Innere der Biegematrizen führenden Schlitzen zur Aufnahme des Biegestempels während des Zudrückens und Gesenkab- schnitten, welche im Bereich ihrer Auflagefläche für einen flächigen Werkstückabschnitt unterschiedliche Gesenkweiten aufweisen.
Dadurch, dass die Biegematrizen im Inneren des Schlitzes eine identische, der Stempeldicke zuzüglich einem Arbeitsspiel entsprechende lichte Stützweite aufweisen und die Verwendung von erfindungsgemäßen Biegematrizen sowie eines erfindungsgemäßen Biegestempels, können mit einem derartigen Werkzeugsatz aufgrund der unterschiedlichen Gesenkweiten Werkstücke mit unterschiedlichen Blechdicken bearbeitet werden, wobei bei einem Wechsel zwischen Biegematrizen unterschiedlicher Gesenkweite ein Wechsel des Biegestempels nicht erforderlich ist.
Aufgrund der vom Gesenkabschnitt und damit der Gesenkweite unabhängigen Zudrückfläche besteht keine Gefahr, dass das vorgebogene Werkstück wie beim Stand der Technik bei Biegematrizen mit größerer Gesenkweite beim Zudrücken in das Gesenk hinein verformt wird und dadurch eine ungewünschte Verformung und ein ungenügendes Zudrücken auftreten kann.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark schematisch vereinfachter Darstellung:
Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte, gattungsgemäße Biegewerkzeugkombination;
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Biegewerkzeugkombination, umfassend Biegematrize und
Biegestempel;
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Biegewerkzeugsatz, umfassend einen Biegestempel und mehrere Biegematrizen mit unterschiedlichen Gesenkweiten;
Fig. 4 einen Detailausschnitt einer erfindungsgemäßen Biegematrize mit mehreren alternativ oder zusätzlich möglichen Ausführungsvarianten und
Fig. 5 einen Detailausschnitt eines erfindungsgemäßen Biegestempels mit mehreren alternativ oder zusätzlich möglichen Ausführungsmerkmalen.
Fig. 1 zeigt eine aus dem Stand der Technik bekannte Biegewerkzeugkombination zum Vorbiegen und Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes. Die Biegewerkzeugkombination umfasst eine Biegematrize, die an ihrer Oberseite eine Auflagefläche für das Werkstück und in der Auflagefläche einen Gesenkabschnitt aufweist, in den das Werkstück mittels der Spitze eines Biegestempels hineingedrückt wird und dadurch das Werkstück spitzwinkelig vorgebogen werden kann. In einem zweiten Arbeits schritt wird das vorgebogene Werkstück zwischen einer am Biegestempel ausgeführten Zudrückfläche und der Auflagefläche der Biegematrize zusammengedrückt. In Fig. 1 ist dabei die Phase des Zusammendrückens dargestellt. Die Zudrückfläche am Biegestempel ist gegenüber der Spitze des Biegestempels relativ weit zurück versetzt schließt unmittelbar rechtwinkelig an den Stempelabschnitt an. Um die Zu- drückfläche bis an die Auflagefläche der Biegematrize annähern zu können, weist die Biegematrize im Gesenkabschnitt einen in das Innere der Biegematrize führenden Schlitz auf, in dem der Biegestempel beim Zudrückvorgang aufgenommen werden kann. Um das vorgebogene Werkstück für den Zudrückvorgang leicht positionieren zu können, wird der Biegestempel so weit an die Biegematrize angenähert, dass der Stempelabschnitt in den Schlitz ragt und bildet dabei der Schaft des Stempelabschnitts eine Anschlagfläche für das vorgebogene Werkstück und ist dadurch das Positionieren des vorgebogenen Werkstücks zwischen den Zudrück- flächen erleichtert.
Zum Biegen von Werkstücken mit größerer Blechdicke kann eine größere Gesenkweite erforderlich sein, um das Vorbiegen zu erleichtern bzw. überhaupt zu ermöglichen. Jedoch kann bei einer größeren Gesenkweite der Fall eintreten, dass das Werkstück beim Zudrücken ge- ringfügig in den Gesenkabschnitt hineingezogen wird, also in den Übergangsbereich zwischen Auflagefläche und dem Schlitz der Biegematrize. Dadurch können unerwünschte Verformungen des Werkstücks auftreten, insbesondere kann der Zudrückvorgang ein unzureichendes Ergebnis bringen. Um ein derartiges Hineinziehen des Werkstückes beim Zudrückvorgang zu vermeiden, ist es erforderlich, dass bei Biegematrizen mit unterschiedlichen Gesenkweiten auch an die Gesenkweite angepasste Schlitzweiten vorgesehen sind und sind daher für unterschiedliche Biegematrizen auch jeweils dazu passende, unterschiedliche Biegestempel erforderlich, wodurch beim Verarbeiten von Werkstücken mit wechselnden Blechdicken häufig Biegewerkzeuge gewechselt werden müssen. Fig. 2 zeigt eine Biegewerkzeugkombination 1, die eine erfindungsgemäße Biegematrize 2 und einen erfindungsgemäßen Biegestempel 3 umfasst. Beim Gebrauch sind Biegematrize 2 und Biegestempel 3 in einer nicht dargestellten Biegepresse, insbesondere einer Abkantpresse montiert und dabei in Richtung einer Arbeitsebene 4 relativ zueinander verstellbar angeordnet. Die Oberseite der Biegematrize 2 bildet eine Auflagefläche 5, auf der ein flächiger, ebe- ner Werkstückabschnitt 6 aufgelegt werden kann, um diesen mittels des Biegestempels 3 scharfkantig vorzubiegen. Die Biegematrize 2 weist im Bereich der Auflagefläche 5 einen vertieften Gesenkabschnitt 7 auf, in den der Werkstückabschnitt 6 bei der Umformung durch den Biegestempel 3 hinein gedrückt werden kann. Der Gesenkabschnitt 7 ist bezogen auf die Arbeitsebene 4 zentrisch angeordnet und geht in einen Schlitz 8 im Inneren der Biegematrize 2 über, in dem beim Zu- drücken des vorgebogenen Werkstückabschnittes 6 der Biegestempel 3 aufgenommen wird.
Bezogen auf die Arbeitsebene 4 seitlich des Gesenkabschnitts 7 ist ein Zudrückabschnitt 9 mit einer quer zur Arbeitsebene 4 verlaufenden Zudrückfläche 10 angeordnet, auf der ein vorgebogenes Werkstück zur Durchführung des Zudrückvorgangs positioniert werden kann.
Der mit der Biegematrize 2 zusammenwirkende, erfindungsgemäße Biegestempel 3 weist einen von einer Stempelbasis 11 ausgehenden, bezogen auf die Arbeitsebene 4 zentrisch angeordneten, Stempelabschnitt 12 auf, der in seinem Endabschnitt keilförmig auf eine Stempelspitze 13 zuläuft. Bezogen auf die Arbeitsebene 4 ist seitlich neben dem Stempelabschnitt 12 an der Stempelbasis 11 ein Zudrückabschnitt 14 des Biegestempels 13 angeordnet, der eine quer zur Arbeitsebene 4 verlaufende Zudrückfläche 15 aufweist. Beim Zudrücken eines vorgebogenen Werkstückabschnittes 6 wirken die Zudrückflächen 10 der Biegematrize 2 und die Zudrückfläche 15 des Biegestempels 3 zusammen, wodurch am Werkstückabschnitt 6 der sogenannte Falz bzw. Umschlag gebildet wird.
Erfindungsgemäß ist, wie in weiteren Figuren dargestellt, die Zudrückfläche 10 an der Biegematrize 2 gegenüber der Auflagefläche 5 des Gesenkabschnitts 7 stufenförmig zurück versetzt, wodurch eine sich von der Auflagefläche 5 zur Zudrückfläche 10 erstreckende Anschlagfläche gebildet ist.
Weiters ragt am erfindungsgemäßen Biegestempel 3 der Zudrückabschnitt 14 gegenüber der Stempelbasis in Richtung der Stempelspitze 13 vor, wodurch die Zudrückfläche 15 gegenüber der Stempelbasis stufenförmig erhaben ist und zwischen Stempelabschnitt 12 und Zudrück- fläche 15 eine nutartige Ausnehmung gebildet ist.
Die Biegematrize 2 besitzt im Gesenkabschnitt 7 eine Gesenkweite 16, die an die zu bearbeitende Blechdicke angepasst ist, wobei mit zunehmender Blechdicke größere Gesenkweiten 16 verwendet werden. Der Stempelabschnitt 12 des Biegestempels 3 besitzt eine Stempeldicke 17 und ist der Schlitz 8 in der Biegematrize 2 so gestaltet, dass der Stempelabschnitt 12 mit einem geringen Spiel, beispielsweise wenige Zehntelmillimeter, beim Zudrückvorgang aufgenommen werden kann. Fig. 3 zeigt einen Biegewerkzeugsatz 18 der einen erfindungsgemäßen Biege Stempel 3 sowie drei verschiedene Biegematrizen 2, 19, 20 umfasst. Der Biegewerkzeugsatz 18 kann abweichend vom dargestellten Ausführungsbeispiel auch nur zwei Biegematrizen oder aber auch mehr als drei Biegematrizen umfassen. Die Biegematrizen 2, 19 und 20 weisen unterschiedliche Gesenkweiten 16, 21 und 22 auf und sind dadurch zum Biegen von Werkstückabschnitten 6 mit unterschiedlichen Blechdicken geeignet. So wird beispielsweise für Werkstückabschnitte 6 mit kleiner Blechdicke die Biegematrize 2 mit der kleinsten Gesenkweite 16 verwendet, während für größere Blechdicken die Biegematrize 19 mit der größeren Gesenkweite 21 oder sogar die Biegematrize 20 mit der größten Gesenkweite 22 verwendet wird.
Während die Biegematrizen 2, 19 und 20 unterschiedliche Gesenkweiten 16, 21 und 22 aufweisen, besitzen alle drei Biegematrizen 2, 19, 20 an den Gesenkabschnitt 7 anschließende Schlitze 8, die einen an den Gesenkabschnitt 7 anschließenden Stützabschnitt 23 aufweisen, der bei allen verschiedenen Biegematrizen 2, 19 und 20 eine identische lichte Stützweite 24 besitzt. Diese lichte Stützweite 24 entspricht der Stempeldicke 17 zuzüglich eines geringen Arbeitsspiels. Bei einer Stempeldicke von 6 mm beträgt die lichte Stützweite beispielsweise 6,2 oder 6,4 mm. Dieser Stützabschnitt 23 im Schlitz 8 bewirkt, dass der Stempelabschnitt 12 bei einem Zudrückvorgang, bei dem sehr große Umformkräfte erforderlich sein können, quer zur Arbeitsebene 4 gestützt ist und dadurch eine Verformung oder ein Bruch des Stempelabschnitts 12 reduziert bzw. verhindert wird.
Durch die konstante Stützweite 24 im Schlitz 8 können die verschiedenen Biegematrizen 2, 19, 20 trotz unterschiedlicher Gesenkweiten 16, 21 und 22 mit ein und demselben Biegestem- pel 3 kombiniert werden, wobei eine derartige Kombination auch bei einer Werkzeugkombination gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 1 möglich wäre. Um jedoch die eingangs beschriebenen Nachteile beim Zudrückvorgang bei Verwendung von Biegematrizen mit großer Gesenkweite zu vermeiden, besitzen die Biegematrizen 2, 19 und 20 vom Gesenkabschnitt 7 abgetrennte Zudrückabschnitte 9 mit stufig gegenüber der Auflagefläche 5 zurückversetzten Zudrückflächen 10, die jeweils mit der Zudrückfläche 15 des Biegestempels 3 zusammenwirken. Fig. 4 zeigt in einer Detailansicht noch einmal, wie erfindungsgemäß im Zudrückabschnitt 9 die Zudrückfläche 10 gegenüber der Auflagefläche 5 des Gesenkabschnittes 7 stufenförmig zurückspringt, wodurch eine sich von der Auflagefläche 5 zur Zudrückfläche 10 erstreckende Anschlagfläche 25 gebildet ist. Ein Tiefenversatz 26 der Zudrückfläche 10 gegenüber der Auflagefläche 5 beträgt vorzugsweise zwischen 30 % und 75 % der Gesenkweite 16 und zeigt Fig. 4 ein Ausführungsbeispiel mit einem Tiefenversatz von etwa 50 % der Gesenkweite 16.
Die Anschlagfläche 25 verläuft vorzugsweise parallel zur Arbeitsebene 4 und kann, wie in Fig. 4 angedeutet, zwischen der Anschlagfläche 25 und der Zudrückfläche 10 eine Rille 27 vorgesehen sein, die geringfügige Verschmutzungen im Zudrückabschnitt 9 aufnehmen kann und daher das Anschlagen eines zu biegenden Werkstückabschnittes 6 gegen die Anschlagfläche 25 oder das Aufliegen auf der Zudrückfläche 10 durch Verschmutzungen nicht behindert wird.
Fig. 4 zeigt weiters, dass der vom Gesenkabschnitt 7 ins Innere der Biegematrize 2 führende Schlitz 8 im Anschluss an den Gesenkabschnitt 7 den Stützabschnitt 23 aufweist, in welchem die Stützweite 24 zumindest annähernd konstant ist. An den Stützabschnitt 23 schließt eine Aufnahmekontur 28 an, die sich in Richtung des inneren Endabschnittes 29 des Schlitzes 8 erweitert, wodurch im Inneren des Schlitzes 8 eine gegenüber der Stützweite 24 vergrößerte Innenweite 30 gegeben ist. Fig. 4 zeigt weiters, dass die Innenkontur 28 im Endabschnitt 29 des Schlitzes 8 abgerundet ausgeführt ist und beispielsweise einen Rundungsradius von zumindest 2 mm besitzt. Dadurch kann eine die Festigkeit reduzierende Kerbwirkung durch den Schlitz 8 reduziert werden.
Die in Fig. 4 rechte Außenfläche weist eine Verjüngung 31 auf, durch die sich der Material- querschnitt der Biegematrize 2 in Richtung zur Auflagefläche 5 hin belastungsgerecht und gewichtsreduzierend verringert. Fig. 5 zeigt in einem Detailausschnitt den Stempelabschnitt 12 sowie den Zudrückabschnitt 14 eines erfindungsgemäßen Biegestempels 3, bei dem der Zudrückabschnitt 14 gegenüber einer Stempelbasisfläche 32, in Richtung der Stempelspitze 13 vorragt. Zwischen dem Stempelabschnitt 12 und der Zudrückfläche 15 ist dadurch eine nutartige Ausnehmung 33 gebildet und ragt die Zudrückfläche 15 stufenförmig gegenüber der Stempelbasisfläche 32 vor. Durch diese Ausformung des Zudrückabschnitts 14 kann die Zudrückfläche 15 des erfindungsgemäßen Biegestempels 3 mit der Zudrückfläche 10 einer erfindungsgemäßen Biegematrize 2 zusammenwirken und ein optimaler Zudrückvorgang gewährleistet werden, auch wenn Biegematrizen 2 mit größeren Gesenkweiten 16 eingesetzt werden.
Weiters ist der Überstand 34 des Zudrückabschnittes 14 gegenüber der Stempelbasisfläche 32 größer ausgeführt, als der Tiefenversatz 26 an der Biegematrize 2, damit die Zudrückflächen 10 und 15 zum gegenseitigen Anliegen gebracht werden können. Eine weitere Bedingung die Zudrückflächen 10 und 15 in Kontakt bringen zu können, besteht darin, dass eine am Biegestempel 3 von der Zudrückfläche 15 bis zur Stempelspitze 13 gemessene Stempellänge 35 kleiner ausgeführt ist, als eine an der Biegematrize 2 ausgeführte von der Zudrückfläche 10 ausgemessene Schlitztiefe 36 des Schlitzes 8. Da die für einen Zudrückvorgang erforderlichen Umformkräfte sehr groß, insbesondere auch größer als die für ein Vorbiegen erforderlichen Umformkräfte sein können, ist es von Vorteil, wenn die Zudrückfläche 15 am Biegestempel 3 quer zur Arbeitsebene 4 gemessen eine größere Abmessung 37 besitzt als die Stempeldicke 17. Ein vorteilhaftes Ausführungsmerk eines erfindungsgemäßen Biegestempels 3 kann, wie in
Fig. 5 dargestellt, auch darin bestehen, dass der Zudrückabschnitt 14 vollständig zwischen der Arbeitsebene 4 des Stempelabschnitts 12 und einer von der Stempelspitze 13 ausgehenden Konturebene 38 angeordnet ist, wobei die Konturebene zur Arbeitsebene einen möglichst kleinen Winkel 39, zum Beispiel kleiner als 20°, einnimmt, wodurch der Zudrückabschnitt 14 auch für scharfkantige Vorbiegungen eines Werkstückabschnitts 6 keine Störkontur darstellt.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten der erfindungsgemäßen Biegewerkzeuge, wobei an dieser Stelle bemerkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten derselben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausführungsvarianten untereinander möglich sind und diese Variationsmöglichkeit aufgrund der Lehre zum technischen Handeln durch gegenständliche Erfindung im Können des auf diesem technischen Gebiet tätigen Fachmannes liegt. Es sind also auch sämtliche denkbaren Ausführungsvarianten, die durch Kombinationen einzelner
Details der dargestellten und beschriebenen Ausführungsvariante möglich sind, vom Schutzumfang mit umfasst.
Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus der Biegewerkzeuge diese bzw. deren Bestandteile teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Vor allem können die einzelnen in den Fig. 2; 3; 4 und 5 gezeigten Ausführungen den Gegenstand von eigenständigen, erfindungsgemäßen Lösungen bilden. Die diesbezüglichen, erfindungsgemäßen Aufgaben und Lösungen sind den Detailbeschreibungen dieser Figuren zu entnehmen.
Abschließend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen werden, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer- den 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. Weiters können auch Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsge- mäße Lösungen darstellen.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mit umfassen, z.B. ist die Angabe 1 bis 10 so zu verstehen, dass sämtliche Teilbereiche, ausgehend von der unteren Grenze 1 und der oberen Grenze 10 mitumfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereich beginnen mit einer unteren Grenze von 1 oder größer und enden bei einer oberen Grenze von 10 oder weniger, z.B. 1 bis 1,7, oder 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10.
Bezugszeichenaufstellung
B iegewerkzeugkombination 21 Gesenkweite
Biegematrize 22 Gesenkweite
Biegestempel 23 Stützabschnitt
Arbeitsebene 24 Stützweite
Auflagefläche 25 Anschlagfläche
Werkstückabschnitt 26 Tiefenversatz
Gesenkabschnitt 27 Rille
Schlitz 28 Aufnahmekontur
Zudrückab schnitt 29 Endabschnitt
Zudrückfläche 30 Innenweite
Stempelbasis 31 Verjüngung
Stempelabschnitt 32 Stempelbasisfläche
Stempelspitze 33 Ausnehmung
Zudrückab schnitt 34 Überstand
Zudrückfläche 35 Stempellänge
Gesenkweite 36 Schlitztiefe
Stempeldicke 37 Abmessung
B iegewerkzeug s atz 38 Konturebene
Biegematrize 39 Winkel
Biegematrize

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Biegematrize (2) zum v-förmigen Vorbiegen und nachfolgenden Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes (6) im Zusammenwirken mit einem Biegestempel (3), umfas- send einen bezogen auf die Arbeitsebene (4) der Biegematrize (2) zentrisch angeordneten
Gesenkabschnitt (7) mit einem von einer Auflagefläche (5) in das Innere der Biegematrize (2) führenden Schlitz (8) zur teilweisen Aufnahme des Biegestempels (3) während des Zudrü- ckens und einen bezogen auf die Arbeitsebene (4) seitlich dazu angeordneten Zudrückabschnitt (9) mit einer Zudrückfläche (10), dadurch gekennzeichnet, dass die Zudrückfläche (10) gegenüber einer Auflagefläche (5) des Gesenkabschnitts (7) stufenförmig zurückspringt, wodurch eine sich von der Auflagefläche (5) zur Zudrückfläche (10) erstreckende Anschlagfläche (25) gebildet ist.
2. Biegematrize (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (8) in Anschluss an den Gesenkabschnitt (7) einen Stützabschnitt (23) mit konstanter lichter
Stützweite (24) aufweist.
3. Biegematrize (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine sich an den Stützabschnitt (23) anschließende Aufnahmekontur (28) in Richtung eines inneren Endab- Schnitts (29) des Schlitzes (8) erweitert.
4. Biegematrize (2) nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass eine sich an den Stützabschnitt (23) anschließende Aufnahmekontur (28) im inneren Endabschnitt (27) des Schlitzes (8) mit einem Rundungsradius von zumindest 2 mm ausgerundet ist.
5. Biegematrize (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Tiefenversatz (26) der Zudrückfläche (10) gegenüber der Auflagefläche (5) zwischen 30% und 75 % der Gesenkweite (16) beträgt.
6. Biegematrize (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass diese auf der bezüglich der Arbeitsebene (4) dem Zudrückabschnitt (9) gegenüberliegenden Außenseite eine Verjüngung (31) aufweist, durch die sich der Materialquerschnitt der Biegematrize (2) in Richtung zur Auflagefläche (5) keilartig verringert.
7. Biegematrize (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Gesenkabschnitt (7) und die Zudrückfläche (10) oberflächengehärtet, insbesondere lasergehärtet sind.
8. Biegestempel (3) zum v-förmigen Vorbiegen und nachfolgenden Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes (6) im Zusammenwirken mit einer Biegematrize (2), umfassend einen bezogen auf die Arbeitsebene (4) des Biegestempels (3) zentrisch angeordneten, von einer Stempelbasisfläche (32) ausgehenden Stempelabschnitt (12) und einen seitlich dazu angeordneten Zudrückabschnitt (14) mit einer Zudrückfläche (15), dadurch gekennzeichnet, dass der Zudrückabschnitt (14) gegenüber der Stempelbasisfläche (32) in Richtung der Stempelspitze (13) vorragt, wodurch die Zudrückfläche (15) gegenüber der Stempelbasisfläche (32) stufenförmig vorragt und zwischen Stempelabschnitt (12) und Zudrückfläche (15) eine nutartige Ausnehmung (33) gebildet ist.
9. Biegestempel (3) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zudrückflä- che (15) quer zur Arbeitsebene (4) gemessen eine größere Abmessung (37) besitzt als die Stempeldicke (17).
10. Biegestempel (3) nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Zudrückabschnitt (14) vollständig zwischen der Arbeitsebene (4) des Stempelabschnittes (12) und einer von der Stempelspitze (13) ausgehenden, um einen Winkel (39) kleiner als 20° zur Arbeitsebene (4) geneigten Konturebene (38) angeordnet ist.
11. Biegestempel (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempelspitze (13) und die Zudrückfläche (15) oberflächengehärtet, insbesondere lasergehärtet sind.
12. Biegewerkzeugkombination (1) zum v-förmigen Vorbiegen und nachfolgenden Zudrücken eines flächigen Werkstückabschnittes (6), umfassend eine Biegematrize (2) und einen Biegestempel (3), dadurch gekennzeichnet, dass die Biegematrize (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 und der Biegestempel (3) nach einem der Ansprüche 8 bis 11 gebildet ist und wobei, jeweils in Arbeitsrichtung gemessen, eine von der Zudrückfläche (10) der Biege- matrize (2) gemessene Schlitztiefe (36) größer ist, als eine von der Zudrückfläche (15) des Biegestempels (3) bis zur Stempelspitze (13) gemessene Stempellänge (35).
13. Biegewerkzeugsatz (16) zum v-förmigen Vorbiegen und nachfolgenden Zudrü- cken eines flächigen Werkstückabschnittes (6), umfassend einen oder mehrere Biegestempel (3) mit einer konstanten Stempeldicke (17) quer zur Arbeitsebene (4) und zumindest zwei Biegematrizen (2, 17, 18, ...) mit in das Innere der Biegematrizen (2, 17, 18, ...) führenden Schlitzen (8) zur Aufnahme des Biegestempels (3) während des Zudrückens und Gesenkabschnitten (7), welche im Bereich ihrer Auflagefläche (5) für einen flächigen Werkstückab- schnitt (6) unterschiedliche Gesenkweiten (16, 21, 22) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegematrizen (2, 19, 20, ...) im Inneren des Schlitzes (8) jeweils eine identische, der Stempeldicke (17) zuzüglich einem Arbeitsspiel entsprechende lichte Stützweite (24) aufweisen und die Biegematrizen (2, 19, 20, ...) nach einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet sind und der Biegestempel nach einem der Ansprüche 8 bis 11 ausgebildet ist.
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