EP3481565A1 - Streckbiegemaschine und verfahren zum verformen eines werkstückes - Google Patents

Streckbiegemaschine und verfahren zum verformen eines werkstückes

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Publication number
EP3481565A1
EP3481565A1 EP17757664.2A EP17757664A EP3481565A1 EP 3481565 A1 EP3481565 A1 EP 3481565A1 EP 17757664 A EP17757664 A EP 17757664A EP 3481565 A1 EP3481565 A1 EP 3481565A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
clamping
workpiece
bending machine
receptacle
stretch bending
Prior art date
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Granted
Application number
EP17757664.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3481565B1 (de
Inventor
Karl METZ
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Fill GmbH
Original Assignee
Fill GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Fill GmbH filed Critical Fill GmbH
Publication of EP3481565A1 publication Critical patent/EP3481565A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3481565B1 publication Critical patent/EP3481565B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • 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
    • B21D25/00—Working sheet metal of limited length by stretching, e.g. for straightening
    • B21D25/02—Working sheet metal of limited length by stretching, e.g. for straightening by pulling over a die
    • 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
    • B21D25/00—Working sheet metal of limited length by stretching, e.g. for straightening
    • B21D25/04—Clamping arrangements

Definitions

  • the invention relates to a stretch bending machine for deforming workpieces, and to a method for deforming the work piece using the stretch bending machine.
  • the object of the present invention was to overcome the disadvantages of the prior art and to provide a stretch-bending machine and a method for deforming workpieces, by means of which the workpiece can be deformed with high precision.
  • a stretch-bending machine is designed for deforming workpieces.
  • the stretch bender includes:
  • a second clamping receptacle with a second clamping head for clamping a second side of the workpiece wherein the second clamping receptacle is arranged at a distance from the first clamping receptacle on the machine frame and wherein the two clamping heads are designed for applying a tensile force in the pulling direction on the workpiece;
  • a printing device with a plunger for deforming the workpiece wherein the printing device between the first clamping receptacle and the second clamping receptacle is arranged on the machine frame, wherein the plunger is adapted for applying a compressive force in a direction transverse to the direction of compression direction.
  • the two clamping receptacles are flexible with respect to the application of the pulling direction.
  • An advantage of the design of the stretch bending machine according to the invention is that the tension receptacles can be flexibly adapted to the respective degree of deformation of the workpiece to be deformed.
  • the two clamping receptacles each comprise an electric motor, in particular a servomotor, for adjusting the clamping head and are thus designed to apply a tensile force to the workpiece.
  • the clamping heads Due to the electromotive drive of the clamping fixture, the clamping heads can be positioned with high accuracy.
  • a high tensile force can be applied to the workpiece by the electric motor drive by means of the clamping heads, which is easily adjustable and metered.
  • such a drive can be easily, inexpensively and compactly integrated into the stretch bending machine.
  • the electric motor of the clamping receptacle in particular with the interposition of a reduction gear, with a set screw, in particular a ball screw is coupled, wherein the electric motor is accommodated on a motor mount and the clamping head mounted by means of a linear guide relative to the motor mount adjustable at this is, wherein the ball screw for introducing a linear adjustment and an adjusting force is formed in the chuck.
  • a spindle drive in particular a ball screw for transmitting high forces is formed and thereby has the least possible clearance.
  • the clamping head can be mounted by means of the linear guide in the horizontal direction displaceable on the motor mount.
  • the plunger is arranged by means of an electric motor, in particular a servomotor, adjustable on the machine frame, wherein the electric motor is accommodated on a motor mount, which is coupled to the machine frame and the plunger adjustable by means of a linear guide relative to the motor mount on Machine frame is mounted, wherein an adjusting thread, in particular a ball screw, is designed for introducing a linear adjustment and an adjusting force in the plunger and is coupled to the electric motor of the printing device, in particular with the interposition of a reduction gear.
  • an electric motor in particular a servomotor
  • adjustable on the machine frame wherein the electric motor is accommodated on a motor mount, which is coupled to the machine frame and the plunger adjustable by means of a linear guide relative to the motor mount on Machine frame is mounted
  • an adjusting thread in particular a ball screw
  • the clamping receptacle has a base unit which is coupled to the machine frame and has a pivoting unit, which is mounted pivotably in the base unit with respect to a pivot axis, the electric motor together with the motor mount and also the clamping head in the pivoting unit are encompassed and are pivotable together relative to the basic unit of the clamping receptacle.
  • the pivoting unit of the clamping receptacle is coupled to an actuator, in particular a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder, by means of which the pivoting unit is actively rotatable relative to the basic unit.
  • an actuator in particular a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder
  • the pivoting unit can be actively rotated by this measure and thus can be returned to the end position or receiving position after the completion of the bending process.
  • the clamping head designed to receive workpieces which are designed as a hollow profile, wherein an inner clamping unit is formed, which serves for frictionally clamping an inner side of the workpieces and wherein an outer clamping unit is formed, which for non-positive clamping an outer side of the workpieces is used.
  • the advantage here is that through the inner
  • the inner clamping unit has a first clamping finger and a second clamping finger, which are provided with their outwardly directed abutment surface for abutment with an inner side of the workpiece and that a wedge element is arranged between the two clamping fingers, wherein axial displacement of the wedge element, by means of an adjusting means, the distance between the two contact surfaces of the clamping fingers is adjustable.
  • the outer clamping unit has a first Klemmfin- ger and a second clamping finger, which are provided with their inwardly directed contact surface for abutment on an outer side of the workpiece and that outside the two clamping fingers each have a wedge element is arranged by axial displacement of the wedge elements, by means of an adjusting means, the distance between the two contact surfaces of the clamping fingers is adjustable.
  • both the first clamping head and the second clamping head have a compression spring by means of which the workpiece can be arranged centrally between the two clamping heads before closing the clamping heads.
  • the workpiece for receiving not exactly must be placed centrally in the stretch bending machine, but that when moving the two clamping heads the workpiece on one of the two clamping heads can first come to rest and then by further feed movement of the two clamping heads the workpiece by equal pressure distribution in the compression springs of the two clamping heads is centered.
  • a first support support is formed, on which the undeformed workpiece can be placed, wherein the first support support is displaceable in the vertical direction and that the machine frame a second support support is formed, at which the deformed Workpiece can be placed, wherein the second support support is displaceable in the vertical direction.
  • the plunger has an upper plunger part and a lower plunger part, wherein the two plunger parts form a Einlegeut with a groove base and two mutually facing groove walls, which are each formed on a pressure stamp part, and wherein the workpiece in the Einlagenut receivable is and wherein the two pressure stamp parts are adjustable by means of an adjusting means in the distance relative to each other, so that the two groove walls are movable toward each other.
  • the advantage here is that by means of the two relatively movable plunger parts the deformed profile can be crushed after the completion of the forming process, so that any bulges can be pushed out of the profile.
  • the two clamping receivers have a coarse adjustment by means of which the distance between the clamping receivers is roughly adjustable to the length of the workpiece.
  • the advantage here is that the stretch bending machine can be used for different lengths of workpieces by this measure.
  • the clamping head of the clamping receptacle is adjustable between 50 mm and 1000 mm, in particular between 100 mm and 500 mm, preferably between 150 mm and 250 mm, relative to the motor mount.
  • the advantage here is that The clamping head can be adjusted in a sufficiently large area and can be built as small as possible.
  • the pressure stamp of the printing device is adjustable between 50 mm and 2,000 mm, in particular between 100 mm and 1,000 mm, preferably between 200 mm and 300 mm, relative to the motor mount.
  • the advantage here is that the plunger can be adjusted in a sufficiently large area and can be built as small as possible.
  • a method is provided for deforming a workpiece using a stretch-bending machine as described above. The method comprises the following method steps:
  • An advantage of the method according to the invention is that the workpiece can be produced with high accuracy and also the forming parameters can be accurately maintained during the deformation process of the workpiece.
  • the applied by the two clamping heads on the workpiece tensile force is chosen such that the workpiece between 5% and 100%, in particular between 20% and 95%, preferably between 70% and 80% of the yield strength of the workpiece is claimed.
  • the advantage here is that a tensile force in the specified range of the yield strength of the workpiece causes the workpiece can be easily deformed and after the deformation process, the internal stresses in the workpiece can be minimized.
  • the necessary tensile force is calculated by depositing the workpiece geometry and the strength properties of the workpiece.
  • the advantage here is that by this measure the necessary tensile force can be calculated and thus can have an exact value.
  • the actual tensile force applied to the workpiece is determined by measuring the motor current and thus determining the torque of the electric motors of the clamping receptacle.
  • the advantage here is that by this measure, the actually applied tensile force can be determined easily and sufficiently accurately.
  • external measuring sensors can be provided for determining the actual tensile force applied to the workpiece.
  • the process of the two clamping heads takes place synchronously during the deformation process, wherein the center of the workpiece is held in the center of the plunger by active distance control.
  • the advantage here is that during the deformation process, the center of the workpiece is held in the center of the plunger and thus a uniform deformation of the workpiece can be achieved.
  • the pivot unit of the clamping receptacle is freely pivotable relative to the base unit of the clamping receptacle and is pivoted from the workpiece.
  • the advantage here is that a pure tensile force is exerted on the workpiece by this measure, the clamping head and in this no bending moment is initiated.
  • the pivoting unit of the clamping receptacle is pivoted back into a receiving position by means of the actuator of the clamping receptacle.
  • the first support pad is moved in the vertical direction upwards and after clamping the workpiece in the clamping heads, the first support pad is moved down.
  • the advantage here is that the workpiece can be easily inserted into the stretch bending machine by this measure.
  • the second support support is displaced in the vertical direction upwards and serves to receive the workpiece. The advantage here is that when you open the clamping heads, the workpiece can be stored directly in the stretch bending machine.
  • the upper pressure stamp part and the lower pressure stamp part during the deformation process in a mutually moved to clamping position be held and distanced from each other after the completion of the deformation process to release the workpiece.
  • linear guides described in this document are formed in the illustrated embodiments in the form of recirculating ball bearings. However, it is also conceivable that the linear guides, for example in the form of positive sliding guides, such as dovetail guides are formed.
  • spindle drives described in this document are designed in the illustrated embodiments in the form of ball screws. However, it is also conceivable that the spindle drives are designed, for example, as normal adjusting threads, such as trapezoidal threads.
  • the electric motors described in this document are preferably designed in the form of servomotors. However, all other types of electric motors can be used which have a corresponding control.
  • the forces occurring in the individual adjusting units of the clamping receptacles and printing device or electric motors due to the deformation of the workpiece can be detected for example by monitoring the motor current and thus the motor torque of the individual electric motors.
  • force sensors or torque sensors detect the forces occurring directly.
  • the electric motors can have internal position sensors by means of which the angle of rotation of the electric motor can be recalculated to the position of the components to be driven.
  • the position of the components to be driven is detected directly by means of distance measuring sensors.
  • the electric motors are coupled to a transmission.
  • the clamping heads are formed rotatable with respect to a horizontal axis. This can be achieved that in the workpiece in addition to the bend by the plunger and a twist can be generated.
  • the clamping heads can be driven by means of a rotary drive and the rotation can be actively set.
  • the plunger has a variable width. This can be achieved, for example, by making the plunger split with respect to its width and by allowing the two side halves of the plunger to be displaced relative to one another. As a result, the bending position on the workpiece can be varied or different embodiments of the workpiece can thereby be produced.
  • the inner clamping unit is designed for sealing the hollow profile and that by means of the stretch bending machine, a medium can be introduced into the hollow profile, for example, to be able to apply overpressure in the hollow profile.
  • the medium may be, for example, a gas or a liquid, such as hydraulic oil. By this measure, it can be achieved that during the deformation process any dent resulting in the workpiece can be avoided.
  • the medium may be preheated or cooled in order to apply a certain temperature in the workpiece can.
  • local heat or cold can be applied to the workpiece by means of a heating or cooling device arranged on the stretch bending machine.
  • a heating or cooling device arranged on the stretch bending machine.
  • This can be realized, for example, by a gas burner which is directed onto the workpiece in the region of the bending point of the workpiece.
  • a heating or cooling device is formed in the plunger.
  • the heating or cooling device may for example also be designed in the form of a coil for induction heating.
  • the heating or cooling device can locally influence the microstructure in the workpiece. This may be necessary in particular in the area of the deformation point.
  • a detection means in particular an optical detection means, such as a camera or a laser for position and position detection of the Workpiece is provided.
  • This position detection enables the workpiece to be received in the correct position in the clamping heads of the stretch bending machine.
  • a core is inserted into the cavity of a workpiece designed in particular as a hollow profile.
  • the advantage here is that the workpiece is supported from the inside when using the core, which is inserted into the cavity. Thus, deformations of the wall thickness of the workpiece are obstructed.
  • Fig. 1 is a perspective view of a first embodiment of a stretch bending machine
  • Fig. 2 is another perspective view of the first embodiment of a
  • Fig. 3 is a perspective view of an embodiment of a plunger of
  • FIG. 4 shows a perspective view of an exemplary embodiment of a clamping receptacle of the stretch-bending machine
  • FIG. 5 shows a further perspective view of the embodiment of the clamping receptacle of the stretch bending machine
  • FIG. 6 shows a perspective view of an exemplary embodiment of a pivoting unit of the clamping receptacle of the stretch bending machine
  • 7 is a sectional view of the clamping head according to the section line VII-VII in Fig. 6 .;
  • Fig. 8 is a schematic representation of a first embodiment of a core for
  • Fig. 9 is a schematic representation of a second embodiment of a core for supporting the workpiece.
  • Figures 1 and 2 each show a perspective view from different angles of an embodiment of a stretch bending machine 1 for deforming workpieces 2, wherein the same reference numerals or component names are used for the same parts. The following description is made based on a synopsis of FIGS. 1 and 2.
  • the stretch-bending machine 1 comprises a machine frame 3 on which a first clamping receptacle 4 with a first clamping head 5 and a second clamping receptacle 6 with a second clamping head 7 are arranged.
  • the first clamping head 5 serves to receive and tension a first side 8 of the workpiece 2
  • the second clamping head 7 serves to receive and tension a second side 9 of the workpiece 2.
  • the clamping receivers 4, 6 are arranged at a distance 10 to each other, wherein the distance 10 corresponds approximately to a length of the workpiece 2.
  • workpieces 2 are deformed on the stretch bending machine 1 according to the invention, which have an elongated extension and are designed, for example, in the form of bars, flat iron, tubes, hollow profiles and the like.
  • the workpiece 2 is designed in the form of a hollow profile, which therefore has a Inner side 11 and an outer side 12 which define a wall thickness of the hollow profile.
  • the first chuck 5 and the second chuck 7 not only serve to clamp and hold the workpiece 2, but are also displaceable in a pulling direction 13, whereby a tensile stress on the workpiece 2 can be applied.
  • the pulling direction 13 is parallel to the longitudinal direction of the workpiece. 2
  • the first clamping head 5 and the second clamping head 7 can be coupled in the clamping receptacles 4, 6, so that for differently shaped workpieces 2 differently shaped clamping heads 5, 7 in the clamping receptacles 4, 6 can be added.
  • a printing device 14 is provided with a plunger 15, which is also arranged on the machine frame 3.
  • first tension receptacle 4, the second tension receptacle 6 and the pressure device 14 are mounted directly on an indoor floor and thus the machine frame 3 can be omitted and replaced by the hall floor or other recording.
  • the pulling direction 13 is parallel to the longitudinal direction of the workpiece. 2
  • the plunger 15 is displaceable in a direction transverse to the pulling direction 13 printing direction 16.
  • the individual components in particular the first clamping receptacle, the second clamping receptacle 6 and the printing device 14 are arranged on the stretch bending machine 1, that both the pulling direction 13 and the printing direction 16 lie in a horizontal plane and at right angles are arranged on top of each other.
  • By adjusting the plunger 15 in the printing direction 16 and press on the workpiece 2 this can be deformed in the stretch-bending machine 1 under simultaneous tensile load.
  • the workpiece 2 is shown both in the undeformed starting position, in which it is aligned straight, as well as in its curved shape after the completion of the bending process.
  • a coarse adjustment 17 is formed between the clamping receptacles 4, 6 and the machine frame 3.
  • the coarse adjustment 17 can be designed in the form of a row of holes which is arranged in the machine frame 3 and corresponds with corresponding counter-holes in the clamping receiver 4, 6.
  • Tension holder 4, 6 and machine frame 3 are selected, the distance 10 between the clamping receivers 4, 6 can be varied. It is preferably provided that the tension receptacles 4, 6 are arranged at an equal distance from the center 18 of the plunger 15. It can thereby be achieved that the center 19 of the workpiece 2, respectively, the longitudinal center of the workpiece 2, can be brought into coincidence with the center 18 of the plunger 15.
  • the pressure stamp 15 of the printing device 14 is preferably coupled to a linear guide 20, by means of which it is arranged so as to be displaceable in the printing direction 16 on the machine frame 3.
  • the linear guide 20 is formed in the form of a recirculating ball guide, wherein a guide rail 21 may be provided, which is fixed to the machine frame 3 and which cooperates with a guide carriage 22.
  • a guide rail 21 may be provided, which is fixed to the machine frame 3 and which cooperates with a guide carriage 22.
  • two of the guide rails 21 are formed, which are arranged at a distance from each other on the machine frame 3 and that a pressure stamp receptacle 23 is formed on which per guide rail 21, two guide carriages 22 are attached. Overall, therefore, four guide slide 22 may be attached to the plunger seat 23.
  • the pressure stamp 15 may be arranged to be coupled to the pressure stamp receptacle 23 so that different pressure stamps 15 can be used for workpieces of various shapes. Furthermore, it can be provided that the pressure stamp receptacle 23 is coupled to an adjusting means 24, whereby the plunger 15 is displaceable between a retracted rest position and an advanced forming position. If the pressure piston 15 is in the retracted rest position, a straight and undeformed workpiece 2 can be inserted between the first tension receptacle 4 and the second tension receptacle 6.
  • the adjusting means 24 of the printing device 14 is realized in the form of a ball screw drive 30.
  • a recirculating ball nut 31 is connected to the plunger seat 23 and that a ball screw 32 is mounted in a motor mount 33 of the printing device 14.
  • the motor mount 33 of the printing device 14 is fixedly coupled to the machine frame 3.
  • an electric motor 34 is provided for driving the ball screw 32, which may be selectively coupled to a reduction gear 35.
  • the electric motor 34 is preferably also fastened or arranged on the motor mount 33.
  • a first support pad 25 is formed, in which the workpiece to be machined 2 can be inserted and held.
  • the first support pad 25 by means of an adjusting means 26 in the vertical direction 27 is displaceable.
  • a second support pad 28 may be provided which serves to receive the workpiece 2 in the deformed state.
  • the second support support 28 can also be adjusted by means of an adjusting means 29 in the vertical direction 27 between a retracted position and a raised support position.
  • Both the first support pad 25 and the second support pad 28 may have a plurality of individual support elements, which are arranged at a distance from each other.
  • Fig. 3 shows a perspective view of the plunger 15 with the plunger seat 23, wherein in turn the same reference numerals or component names are used as in the previous figures 1 and 2 for the same parts. In order to avoid unnecessary repetition, reference is made to the detailed description in the preceding Figures 1 and 2 or reference.
  • the guide carriages 22, which are arranged on the plunger seat 23, are clearly visible.
  • the pressure ram 15 can comprise an upper pressure ram portion 36 and a lower pressure ram portion 37.
  • the plunger parts 36, 37 can form a deposit groove 38 in which the workpiece 2 can be received.
  • Such a Einlagenut 38 may be formed, for example, in a one-piece plunger 15.
  • the insert groove 38 has a groove bottom 39, which is bounded by a groove wall 40 of the upper plunger 36 and by a groove wall 41 of the lower plunger 37.
  • the upper pressure piston 36 and the lower pressure piston 37 are displaceable relative to one another, so that a distance 42 of the two pressure-piston parts 36, 37 relative to one another in a predefined adjustment range is adjustable.
  • the distance 42 is preferably indicated as a normal distance between the groove wall 40 of the upper plunger 36 and groove wall 41 of the lower plunger 37. In other words, by adjusting the two pressure stamp parts 36, 37, the distance between the two is expressed
  • an adjusting means 43 is formed, which serves for adjusting the two pressure-stamping parts 36, 37 to each other.
  • the adjusting means 43 may be formed for example in the form of a hydraulic cylinder of a pneumatic cylinder or other unit, such as electric motor with spindle drive or electric motor with eccentric shaft.
  • two adjusting means 43 are provided, which are arranged at a distance from each other and serve to adjust the pressure stamp parts 36, 37.
  • the execution of two adjusting means 43 has the advantage that, on the one hand, the possible application pressure force can be increased and, on the other hand, the pressure force can be symmetrically introduced into the groove walls 40, 41.
  • the two pressure stamp parts 36, 37 For adjusting the two pressure stamp parts 36, 37 to one another, it can be provided that either the upper pressure stamp part 36 or the lower pressure stamp part 37 are coupled in a fixed position to the pressure stamp receptacle 23 and the other pressure stamp part 36, 37 is movable relative to the rigidly coupled pressure stamp part.
  • the pressure-stamp parts 36, 37 are coupled to one another via a mechanism, wherein both pressure-stamp parts are moved toward and away from one another synchronously. It can thereby be achieved that the two groove walls 40, 41 are equally delivered to the workpiece 2.
  • the groove walls 40, 41 may serve during the deformation process to avoid buckling in the workpiece or may be provided that any bulges resulting in the workpiece are expressed by moving the groove walls 40, 41 together.
  • the plunger 36 may be divided into left and right plunger portions so that a width 86 of the plunger 36 is variably adjustable.
  • a detection means 87 for detecting the workpiece is formed before and / or during and / or after the forming process.
  • first tension receptacle 4 The individual components of the first tension receptacle 4 will be described with reference to a combination of Figures 1, 2, 4 and 5.
  • first tension receptacle 4 and the second tension receptacle 6 are of the same design, with the second tension receptacle 6 being only a mirrored embodiment of the first tension receptacle 4.
  • FIGS. 4 and 5 Only the first tension receptacle 4 will be described in FIGS. 4 and 5. It is clear to the person skilled in the art how the individual components of the first tension receptacle 4 are to be transferred to the second tension receptacle 6 in mirrored form. As can be seen from FIGS.
  • the tension receptacle 4, 6 has a base unit 44, which is preferably rigidly coupled to the machine frame 3 via fastening means.
  • the base unit 44 may be made in one piece, for example in the form of a welded component with a plurality of components welded together.
  • the individual components of the basic unit 44 can also be connected to one another by means of fastening means.
  • the base unit 44 is formed in one piece in the form of a casting.
  • a pivot unit 45 can be accommodated, which can be pivotable relative to the base unit 44 with respect to a pivot axis 46.
  • the pivot axis 46 is preferably aligned vertically.
  • the pivoting unit 45 of the clamping receptacle 4, 6 is received or mounted on an upper side 47 of the basic unit 44 and on an underside 48 of the basic unit 44.
  • a pivot bearing 49 is formed on the upper side 47 or on the lower side 48 of the basic unit 44.
  • bolts are arranged both on the upper side 47 and on the underside 48 of the base unit 44 and the pivot bearing 49 is formed on the pivoting unit 45.
  • the pivot bearing 49 for pivotally receiving the pivot unit 45 relative to
  • Basic unit 44 can be realized by means of ball bearings or about by means of plain bearings.
  • the pivoting unit 45 is coupled to an actuator 50, by means of which the pivoting unit 45 is actively pivotable relative to the base unit 44.
  • the Akturator 50 may be formed for example in the form of a hydraulic or pneumatic cylinder, which is coupled by means of a lever 51 with the pivot unit 45 and thus can serve to initiate a rotational movement in the pivot unit 45.
  • the actuator 50 is formed, for example, by an electric motor, which serves directly or indirectly to initiate the rotational movement into the pivoting unit 45.
  • the base of the pivoting unit 45 is formed by a motor mount 52. All components installed on the swivel unit 45 can be attached to the motor mount 52.
  • the motor mount 52 is pivotally mounted on the base unit 44 of the clamping receptacle 4, 6.
  • the motor mount 52 may also be formed in one piece or in one piece in various embodiments.
  • a linear guide 53 may be formed by means of which the clamping head 5, 7 is received linearly displaceable in the motor mount 52.
  • two guide rails 54 can be arranged on the motor mount 52, with which two guide slides 55 interact, which are arranged on the clamping head 5, 7.
  • an adjusting means 56 is provided by means of which the clamping head 5, 7 is active relative to the motor mount 52 linearly displaceable.
  • the adjusting means 56 may for example a Include spindle drive.
  • a ball screw 57 is formed, which serves for adjusting the clamping head 5, 7.
  • the ball screw 57 may include a ball nut 58 which is rigidly connected to the chuck 5, 7.
  • a ball screw 59 can be provided, which cooperates with the ball nut 58.
  • the ball screw 59 may be mounted in a spindle bearing 60 which is rigidly coupled to the motor bracket 52. Furthermore, it can be provided that an electric motor 61, 62 serves to drive the ball screw 59. The electric motor 61, 62 may be coupled to the ball screw 59 via a reduction gear 63.
  • FIG. 6 shows a perspective view of a variant embodiment of the pivoting unit 45 without depiction of the basic unit 44.
  • the adjusting means 56 in particular the electric motor 61, 62 and the ball screw drive 57 for adjusting the clamping head 5, 7, are also shown in FIG not shown.
  • an upper axle journal 64 and a lower axle journal 65 to be accommodated on the motor mount 52, which interact with the pivot bearing 49 arranged in the basic unit 44.
  • the upper journal 64 may preferably be configured to accommodate the lever 51 with which the actuator 50 is coupled.
  • the two stub axles 64, 65 can preferably be coupled to the engine mount 52 by means of fastening means.
  • FIG. 6 also shows that the clamping head 5, 7 can have an inner clamping unit 66, which serves for clamping the inner side 11 of the workpiece 2. Furthermore, the clamping head 5, 7 may have an outer clamping unit 67, which serves for clamping the outer side 12 of the workpiece 2.
  • a compression spring 68 can be provided, which is shown symbolically in FIG. 6 and is arranged in the clamping head 5, 7, wherein the compression spring 68 acts in the pulling direction 13 and serves to center the workpiece 2.
  • 7 shows a sectional view of the clamping head 5, 7 according to the section line VII-VII in FIG. 6.
  • the inner clamping unit 66 has a first clamping finger 69 and a second clamping finger 70.
  • the first clamping finger 69 has an abutment surface 71, which is directed outwards.
  • the second clamping finger 70 has an abutment surface 72, which is also directed outwards.
  • Clamping fingers 69, 70 are used for frictional connection or for frictional recording with the inside 11 of the workpiece 2. Between the two clamping fingers 69, 70, a wedge element 73 is arranged, which in the adjustment direction 74 with respect to the clamping fingers 69, 70 is adjustable.
  • a distance 75 of the contact surfaces 71, 72 of the two clamping fingers 69, 70 of the inner clamping unit 66 by means of an adjusting means 76 is adjustable.
  • the adjusting means 76 may be formed for example in the form of a hydraulic cylinder or a pneumatic cylinder.
  • An enlargement of the distance 75 can be achieved in that the wedge element 73 is pulled in a direction away from the workpiece 2 direction. A reduction of the distance 75 can be achieved by the wedge member 73 is pushed out.
  • the spring stiffness of the clamping fingers 69, 70 is used here in order to move the clamping fingers 69, 70 toward one another when the wedge element 73 is pushed out.
  • the outer clamping unit 67 may also include a first clamping finger 77 and a second clamping finger 78.
  • the two clamping fingers 77, 78 have contact surfaces 79, 78, which are trimmed to each other and serve to clamp the outer side 12 of the workpiece 2.
  • a distance of the two contact surfaces 79, 80 may be adjustable by means of an adjusting means 82.
  • Analogous to the inner clamping unit 66 can be provided that outside of the two clamping fingers 77, 78 of the outer clamping unit 67, a wedge element 83 or in this case two wedge elements 83 are arranged, which can adjust the distance 81 of the contact surfaces 79, 80 of the outer clamping unit 67 by displacement in the adjustment direction 77 via corresponding wedge surfaces.
  • the wedge elements 83 of the outer clamping unit 67 are coupled to the adjusting means 82 of the outer clamping unit 67.
  • a spring element 84 can be provided, which presses apart the two clamping fingers 77, 78 of the outer clamping unit 67 and thus holds in its open position or serves to return the two clamping fingers 77, 78 during opening.
  • the wedge surfaces between the wedge elements 83 and the clamping fingers 77, 78 may be formed such that in a slide before the wedge elements 83 in the direction of workpiece 2, the clamping fingers 77, 78 of the outer clamping unit 67 are moved towards each other and thus the workpiece 2 can be clamped , Upon retraction of the wedge elements 83, the clamping fingers 77, 78 can move apart again due to the force exerted by the spring element 84.
  • a stop 85 which serves as a depth stop for the workpiece 2, can be formed on the inner clamping unit 66 or on the outer clamping unit 67.
  • Both the contact surfaces 71, 72 of the inner clamping unit 66 and the contact surfaces 79, 80 of the outer clamping unit 67 may have a micro-toothing or otherwise to increase the friction and thus to increase the clamping force. Furthermore, it can be provided that at the individual sliding surfaces of the wedge elements 73, 83rd
  • Lubricating grooves are formed, which serve to supply the sliding surfaces with lubricant to minimize wear. Accordingly, a plurality of grease nipples may be provided in the inner clamping unit 66 and in the outer clamping unit 67. Based on a synopsis of FIGS. 1 to 7, the sequence for forming the workpiece 2 by means of the stretch-bending machine 1 will be explained in the following description part.
  • the workpiece 2 which is straight and undeformed, is inserted into the stretch bending machine 1. It can be provided that the first support pad 25 is displaced upwards and thus serves to receive the workpiece 2.
  • the clamping heads 5, 7 in the pulling direction 13 can be symmetrically moved toward each other in order to introduce the workpiece 2 in the chuck 5, 7 can.
  • compression spring 68 can be achieved that a not 100% centrally placed workpiece 2 is centered when moving the clamping heads 5, 7 and thus the center 19 of the workpiece 2 is aligned with the center 18 of the plunger 15 ,
  • the first support pad 25 are moved downwards and thus be brought out of engagement to allow free deformation of the workpiece 2 by the plunger 15. Subsequently or parallel to the previous step, the two clamping heads 5, 7 in the pulling direction 13 can be moved symmetrically away from each other and thereby a tensile force is applied to the workpiece 2.
  • the plunger 15 can be moved in the printing direction 16 on the workpiece 2 and deform it. During this deformation process shortens due to the deformation of the workpiece 2 whose overall length. Therefore, it is necessary that the clamping heads 5, 7 yield in the direction of the center 18 of the plunger 15 in order to maintain a certain tensile force can. In particular, it can be provided that the clamping heads 5, 7 are moved such that the center 19 of the workpiece 2 during the bending operation in the center 18 of the
  • the workpiece 2 can be received in the insert groove 38 of the plunger 15. It can be provided that the groove walls 40 and 41 serve to stabilize the workpiece 2 or prevent buckling on the workpiece 2. As already described, it is possible that the groove walls 40, 41 are held at a predetermined distance 42 to each other during the entire forming process or that only after the completion of the forming process, the distance 42 of the two groove walls 40, 41 is reduced to each other and thereby the workpiece 2 is pressed into shape. Subsequently, the two groove walls 40, 41 are removed from each other, and thus the distance 42 is increased, whereby the workpiece 2 is released.
  • the second support support 28, which serves to receive the finished formed workpiece can be moved upwards.
  • clamping heads 5, 7 can be moved away from the workpiece 2, so that they come out of engagement of the workpiece 2.
  • the workpiece 2 thus rests on the second support support 28 and can be removed from the stretch-bending machine 1.
  • the second support support 28 can subsequently be moved downwards and the first support support 25 can be moved upwards to receive the new workpiece 2.
  • the plunger 15 are moved to its original position.
  • the clamping heads 5, 7 can be moved back by means of the actuator 50 in its initial position.
  • FIG. 8 shows a schematic representation of a first exemplary embodiment of a core 89.
  • the core 89 has a plurality of core segments 90, which are coupled to one another by means of a connection 91. Due to the segmentation of the core 89, it is flexible in its longitudinal extent and can adapt to the bending of the workpiece 2.
  • the connection 91 of the individual core segments 90 can be realized for example by means of a leaf spring. Alternatively, it can also be provided that the individual core segments 90 are coupled together by ropes.
  • the core 89 is inserted before the bending process in the formed as a hollow profile workpiece 2. During the bending process, the core 89 then serves to ensure that the cross-section of the workpiece 2 is somewhat preserved and does not dent or buckle. After completion of the bending process, the core 89 can be pulled out of the workpiece 2 again.
  • FIG. 9 shows another embodiment of a core 89.
  • the core 89 is used, for example, for bending open profiles, such as a C-profile.
  • the core 89 has corresponding recesses into which the leg or legs of the workpiece 2 are introduced. During the bending process, the legs of the workpiece 2 are guided and can therefore be protected against buckling.
  • the embodiments show possible embodiments, it being noted at this point that the invention is not limited to the specifically illustrated embodiments thereof, but also various combinations of the individual embodiments are mutually possible and this variation possibility due to the teaching of technical action by representational invention in Can the expert working in this technical field. The scope of protection is determined by the claims. However, the description and drawings are to be considered to interpret the claims. Individual features or combinations of features from the illustrated and described different embodiments may represent for themselves inventive solutions. The task underlying the independent inventive solutions can be taken from the description.
  • Machine frame 31 Recirculating ball nut Pressure preload clamping fixture
  • first clamping head 32 ball screw Druckvorrichzweite Spannfact tung

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Streckbiegemaschine (1) zum Verformen von Werkstücken (2), die Streckbiegemaschine (1) umfassend: einen Maschinenrahmen (3); eine erste Spannaufnahme (4) mit einem ersten Spannkopf (5) zum Spannen einer ersten Seite (8) des Werkstücks (2); eine zweite Spannaufnahme (6) mit einem zweiten Spannkopf (7) zum Spannen einer zweiten Seite (9) des Werkstücks (2); eine Druckvorrichtung (14) mit einem Druckstempel (15) zum Verformen des Werkstückes (2), wobei der Druckstempel (15) zum Aufbringen einer Druckkraft in einer quer zur Zugrichtung (13) liegenden Druckrichtung (16) ausgebildet ist. Ein Verfahren zum Verformen eines Werkstückes unter Verwendung dieser Streckbiegemaschine wird ebenfalls offenbart.

Description

Streckbiegemaschine und Verfahren zum Verformen eines Werkstückes
Die Erfindung betrifft eine Streckbiegemaschine zum Verformen von Werkstücken, sowie ein Verfahren zum Verformen des Werkstückes unter Verwendung der Streckbiegemaschine.
Aus dem Stand der Technik sind verschiedenartig aufgebaute Streckbiegemaschinen bekannt, bei welchen das zu bearbeitende Werkstück zwischen zwei hydraulisch angetriebenen Spannaufnahmen gespannt wird und mittels einem Hydraulikzylinder eine Zugkraft in Zugrichtung auf das Werkstück ausgeübt wird. Mittels einem Druckstempel einer Druckvorrichtung wird eine Druckkraft quer zur Zugrichtung auf das Werkstück ausgeübt, wobei auch der Druckstempel mittels einem Hydraulikzylinder angetrieben wird.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Streckbiegemaschinen weisen den Nachteil auf, dass die Kraftaufbringung der Zugkraft auf das Werkstück und auch die Verformung des
Werkstückes durch diese bekannten Streckbiegemaschinen nur eine unzureichende Genauigkeit aufweisen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über- winden und eine Streckbiegemaschine und ein Verfahren zum Verformen von Werkstücken zur Verfügung zu stellen, mittels welcher das Werkstück hochgenau verformt werden kann.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst. Erfindungsgemäß ist eine Streckbiegemaschine zum Verformen von Werkstücken ausgebildet. Die Streckbiegemaschine umfasst:
einen Maschinenrahmen;
eine erste Spannaufnahme mit einem ersten Spannkopf zum Spannen einer ersten Seite des Werkstücks, wobei die erste Spannaufnahme am Maschinenrahmen angeordnet ist;
eine zweite Spannaufnahme mit einem zweiten Spannkopf zum Spannen einer zweiten Seite des Werkstücks, wobei die zweite Spannaufnahme distanziert zur ersten Spannaufnahme am Maschinenrahmen angeordnet ist und wobei die beiden Spannköpfe zum Aufbringen einer Zugkraft in Zugrichtung auf das Werkstück ausgebildet sind; eine Druckvorrichtung mit einem Druckstempel zum Verformen des Werkstückes, wobei die Druckvorrichtung zwischen erster Spannaufnahme und zweiter Spannaufnahme am Maschinenrahmen angeordnet ist, wobei der Druckstempel zum Aufbringen einer Druckkraft in einer quer zur Zugrichtung liegenden Druckrichtung ausgebildet ist.
Die beiden Spannaufnahmen sind bezüglich dem Aufbringen der Zugrichtung flexibel ausgebildet.
Von Vorteil an der erfindungsgemäßen Ausbildung der Streckbiegemaschine ist, dass die Spannaufnahmen flexibel an den jeweiligen Verformungsgrad des zu verformenden Werkstü- ckes angepasst werden könnnen.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die beiden Spannaufnahmen jeweils einen Elektromotor, insbesondere einen Servomotor, zum Verstellen des Spannkopfes umfassen und somit zum Aufbringen einer Zugkraft auf das Werkstück ausgebildet sind. Durch den elektromotorischen Antrieb der Spannaufnahme können die Spannköpfe mit einer hohen Genauigkeit positioniert werden. Darüber hinaus kann durch den elektromotorischen Antrieb mittels der Spannköpfe eine hohe Zugkraft auf das Werkstück aufgebracht werden, wobei diese gut einstellbar und dosierbar ist. Außerdem kann ein derartiger Antrieb einfach, kostengünstig und platzsparend in die Streckbiegemaschine integriert werden. Weiters ist es nicht notwendig, dass für den elektromotorischen Antrieb ein Hydraulikaggregat vorgesehen ist, wodurch der Betrieb der Streckbiegemaschine vereinfacht werden kann und auch umweltschonend erfolgen kann.
Weiters kann es zweckmäßig sein, wenn der Elektromotor der Spannaufnahme, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes, mit einem Stellgewinde, insbesondere einem Kugelgewindetrieb, gekoppelt ist, wobei der Elektromotor an einer Motorhalterung aufgenommen ist und der Spannkopf mittels einer Linearführung relativ zur Motorhalterung verstellbar an dieser gelagert ist, wobei der Kugelgewindetrieb zum Einleiten einer Linearverstellung und einer Verstellkraft in den Spannkopf ausgebildet ist. Von Vorteil ist hierbei, dass ein Spindeltrieb, insbesondere ein Kugelgewindetrieb zur Übertragung von hohen Kräften ausgebildet ist und dabei ein möglichst geringes Spiel aufweist. Der Spannkopf kann mittels der Linearführung in horizontaler Richtung verschiebbar an der Motorhalterung gelagert sein. Ferner kann vorgesehen sein, dass der Druckstempel mittels einem Elektromotor, insbesondere einem Servomotor, verstellbar am Maschinenrahmen angeordnet ist, wobei der Elektromotor an einer Motorhalterung aufgenommen ist, welche mit dem Maschinenrahmen gekoppelt ist und der Druckstempel mittels einer Linearführung relativ zur Motorhalterung verstell- bar am Maschinenrahmen gelagert ist, wobei ein Stellgewinde, insbesondere ein Kugelgewindetrieb, zum Einleiten einer Linearverstellung und einer Verstellkraft in den Druckstempel ausgebildet ist und mit dem Elektromotor der Druckvorrichtung, insbesondere unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes gekoppelt ist. Von Vorteil ist hierbei, dass ein Spindeltrieb, insbesondere ein Kugelgewindetrieb zur Übertragung von hohen Kräften ausge- bildet ist und dabei ein möglichst geringes Spiel aufweist.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Spannaufnahme eine Grundeinheit aufweist, welche mit dem Maschinenrahmen gekoppelt ist und eine Schwenkeinheit aufweist, welche bezüglich einer Schwenkachse schwenkbar in der Grundeinheit gelagert ist, wobei der Elekt- romotor mitsamt der Motorhalterung und auch der Spannkopf in der Schwenkeinheit umfasst sind und gemeinsam relativ zur Grundeinheit der Spannaufnahme verschwenkbar sind. Von Vorteil ist hierbei, dass durch eine derartige Ausführung der Spannaufnahme erreicht werden kann, dass der Spannkopf während der Verformung des Werkstückes frei mit dem Werkstück mitschwenkbar ist und somit die Zugkraft auf das Werkstück entsprechend dem aktuellen Umformwinkel flexibel anpassbar ist und an den Werkstückeinspannungen ständig entlang einer neutralen Faser des Werkstückes erfolgt.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass die Schwenkeinheit der Spannaufnahme mit einem Aktuator, insbesondere einem Hydraulikzylinder oder einem Pneumatikzylinder, gekoppelt ist mittels welchem die Schwenkeinheit aktiv zur Grundeinheit verdrehbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme die Schwenkeinheit aktiv verdreht werden kann und somit nach dem Beenden des Biegevorganges wieder in ihre Ausgangsstellung bzw. Aufnahmestellung rückgeführt werden kann. Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass der Spannkopf zur Aufnahme von Werkstücken ausgebildet welche als Hohlprofil ausgeführt sind, wobei eine innere Klemmeinheit ausgebildet ist, welche zum kraftschlüssigen Klemmen einer Innenseite der Werkstücke dient und wobei eine äußere Klemmeinheit ausgebildet ist, welche zum kraftschlüssigen Klemmen einer Außenseite der Werkstücke dient. Von Vorteil ist hierbei, dass durch die innere
Klemmeinheit und durch die äußere Klemmeinheit ein Hohlprofil so geklemmt werden kann, dass es nicht in unerwünschter Weise verformt bzw. zusammengedrückt wird. Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die innere Klemmeinheit einen ersten Klemmfinger und einen zweiten Klemmfinger aufweist, welche mit deren nach außen gerichteter Anlageflä- che zur Anlage an einer Innenseite des Werkstückes vorgesehen sind und dass zwischen den beiden Klemmfingern ein Keilelement angeordnet ist, wobei durch axiale Verschiebung des Keilelementes, mittels einem Verstellmittel, der Abstand zwischen den beiden Anlageflächen der Klemmfinger einstellbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass eine derartig ausgebildete innere Klemmeinheit einen einfachen Aufbau aufweist und unter Ausnutzung der beschränkten Platzverhältnisse eine möglichst hohe Klemmkraft auf das Werkstück aufbringen kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die äußere Klemmeinheit einen ersten Klemmfin- ger und einen zweiten Klemmfinger aufweist, welche mit deren nach innen gerichteter Anlagefläche zur Anlage an einer Außenseite des Werkstückes vorgesehen sind und dass außerhalb der beiden Klemmfinger jeweils ein Keilelement angeordnet ist, wobei durch axiale Verschiebung der Keilelemente, mittels einem Verstellmittel, der Abstand zwischen den beiden Anlageflächen der Klemmfinger einstellbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass eine derartig aus- gebildete äußere Klemmeinheit einen einfachen Aufbau aufweist und unter Ausnutzung der beschränkten Platzverhältnisse eine möglichst hohe Klemmkraft auf das Werkstück aufbringen kann.
Weiters kann vorgesehen sein, dass zwischen den beiden Klemmfingern der äußeren
Klemmeinheit ein Federelement angeordnet ist, mittels welchem auf beide Klemmfinger eine Rückstellkraft ausgeübt ist. Von Vorteil ist hierbei, dass durch das Federelement die beiden Klemmfinger der äußeren Klemmeinheit auseinander gedrückt werden und somit einfach in deren Ausgangsstellung zurückgeführt werden können. Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass sowohl der erste Spannkopf als auch der zweite Spannkopf eine Druckfeder aufweisen, mittels welcher das Werkstück vor dem Schließen der Spannköpfe zentral zwischen den beiden Spannköpfen anordenbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme das Werkstück zur Aufnahme nicht exakt zentral in die Streckbiegemaschine eingelegt werden muss, sondern dass beim Aufeinanderzu- bewegen der beiden Spannköpfe das Werkstück an einem der beiden Spannköpfe zuerst zum Anliegen kommen kann und anschließend durch weitere Zustellbewegung der beiden Spannköpfe das Werkstück durch gleiche Druckverteilung in den Druckfedern der beiden Spann- köpfe zentriert wird.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass am Maschinengestell eine erste Stützauflage ausgebildet ist, an welcher das unverformte Werkstück auflegbar ist, wobei die erste Stützauflage in vertikaler Richtung verschiebbar ist und dass am Maschi- nengestell eine zweite Stützauflage ausgebildet ist, an welcher das verformte Werkstück auflegbar ist, wobei die zweite Stützauflage in vertikaler Richtung verschiebbar ist. Dadurch kann erreicht werden, dass das zu bearbeitende Werkstück in die Stützauflage eingelegt werden kann und für den Klemmvorgang nicht vom Maschinenbediener gehalten werden muss. Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn der Druckstempel einen oberen Druckstempelteil und einen unteren Druckstempelteil aufweist, wobei die beiden Druckstempelteile eine Einlagenut mit einem Nutgrund und zwei einander zugerichteten Nutwänden, welche jeweils an einem Druckstempelteil ausgebildet sind, ausformen und wobei das Werkstück in der Einlagenut aufnehmbar ist und wobei die beiden Druckstempelteile mittels einem Stellmittel in deren Abstand relativ zueinander verstellbar sind, sodass die beiden Nutwände aufeinander zubewegbar sind. Von Vorteil ist hierbei, dass mittels der beiden relativ zueinander bewegbaren Druckstempelteile das umgeformte Profil nach dem Beenden des Umformvorganges gequetscht werden kann, sodass etwaige Ausbeulungen aus dem Profil herausgedrückt werden können.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die beiden Spannaufnahmen eine Grobverstellung aufweisen mittels welcher der Abstand der Spannaufnahmen zueinander grob auf die Werkstücklänge einstellbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme die Streckbiegemaschine für verschieden lange Werkstücke verwendet werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass der Spannkopf der Spannaufnahme zwischen 50mm und 1.000mm, insbesondere zwischen 100mm und 500mm, bevorzugt zwischen 150mm und 250mm relativ zur Motorhalterung verstellbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass der Spannkopf in einem ausreichend großen Bereich verstellt werden kann und dabei möglichst klein gebaut werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der Druck- Stempel der Druckvorrichtung zwischen 50mm und 2.000mm, insbesondere zwischen 100mm und 1.000mm, bevorzugt zwischen 200mm und 300mm relativ zur Motorhalterung verstellbar ist. Von Vorteil ist hierbei, dass der Druckstempel in einem ausreichend großen Bereich verstellt werden kann und dabei möglichst klein gebaut werden kann. Erfindungsgemäß ist ein Verfahren zum Verformen eines Werkstückes unter Verwendung einer obig beschriebenen Streckbiegemaschine vorgesehen. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte:
- Einlegen eines Werkstückes in die Streckbiegemaschine;
- Aufeinanderzubewegen der beiden Spannköpfe, bis das Werkstück an der ersten Seite im ersten Spannkopf und an der zweiten Seite im zweiten Spannkopf gespannt werden kann;
- Spannen des Werkstückes in den beiden Spannköpfen;
- Aufbringen einer Zugkraft in Zugrichtung auf das Werkstück mittels den beiden Spannköpfen;
- Verfahren des Druckstempels der Druckvorrichtung quer zur Zugrichtung und dadurch Ver- formen des Werkstückes;
- Während dem Verfahren des Druckstempels gleichzeitiges Verfahren der beiden Spannköpfe, sodass die Verformung des Werkstückes ausgeglichen wird;
- Öffnen der Spannköpfe nach dem Beenden des Verformvorganges;
- Voneinanderwegbewegen der beiden Spannköpfe und dadurch freigeben des Werkstückes; - Herausnehmen des Werkstückes aus der Streckbiegemaschine.
Von Vorteil am erfindungsgemäßen Verfahren ist, dass das Werkstück mit einer hohen Genauigkeit hergestellt werden kann und auch die Umformparameter während dem Verformvorganges des Werkstückes genau eingehalten werden können.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die mittels den beiden Spannköpfen auf das Werkstück aufgebrachte Zugkraft derart gewählt wird, dass das Werkstück zwischen 5% und 100%, insbesondere zwischen 20% und 95%, bevorzugt zwischen 70% und 80% der Streckgrenze des Werkstückes beansprucht wird. Von Vorteil ist hierbei, dass eine Zugkraft im angegebenen Bereich der Streckgrenze des Werkstückes dazu führt, dass das Werkstück einfach verformt werden kann und nach dem Verformvorgang die inneren Spannungen im Werkstück möglichst gering gehalten werden können.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die notwendige Zugkraft durch Hinterlegung der Werkstückgeometrie und der Festigkeitseigenschaften des Werkstückes berechnet wird. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme die notwendige Zugkraft rechnerisch ermittelt werden kann und somit einen exakten Wert aufweisen kann.
Alternativ dazu ist es denkbar, dass ein Zug auf das Werkstück aufgebracht wird und nicht die Höhe der Zugkraft als Parameter vorgegeben ist, sondern dass das Werkstück auf einen gewissen %-Wert seiner Ausgangslänge gestreckt wird. Dadurch kann die Streckgrenze des Werkstückes unabhängig von der Querschnittsfläche des Werkstückes eingestellt werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die tatsächlich am Werkstück anliegende Zugkraft durch Messen des Motorstromes und somit Bestimmung des Drehmomentes der Elektromotoren der Spannaufnahme ermittelt wird. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme die tat- sächlich anliegende Zugkraft einfach und ausreichend exakt bestimmt werden kann.
Alternativ dazu können externe Messsensoren zur Bestimmung der tatsächlich am Werkstück anliegenden Zugkraft vorgesehen sein. Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass das Verfahren der beiden Spannköpfe während des Verformvorganges synchron erfolgt, wobei durch aktive Streckenregelung das Zentrum des Werkstückes im Zentrum des Druckstempels gehalten wird. Von Vorteil ist hierbei, dass während des Verformvorganges das Zentrum des Werkstückes im Zentrum des Druckstempels gehalten wird und somit eine gleichmäßige Verformung des Werkstückes er- rei cht werden kann . Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass während des Verformvorganges die Schwenkeinheit der Spannaufnahme relativ zur Grundeinheit der Spannaufnahme frei verschwenkbar ist und vom Werkstück verschwenkt wird. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme der Spannkopf eine reine Zugkraft auf das Werkstück ausgeübt wird und in dieses kein Biegemoment eingeleitet wird.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn nach dem Beenden des Verformvorganges und dem Voneinanderwegbewegen der beiden Spannköpfe, die Schwenkeinheit der Spannaufnahme mittels dem Aktuator der Spannaufnahme in eine Aufnahmestellung zurückge- schwenkt wird. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme die Streckbiegemaschine wieder in ihre Ausgangsstellung befördert wird und somit zur Aufnahme eines neuen Werkstückes bereitsteht.
Ferner kann vorgesehen sein, dass zum Einlegen des Werkstückes in die Streckbiegemaschine die erste Stützauflage in vertikaler Richtung nach oben gefahren wird und nach dem Klemmen des Werkstückes in den Spannköpfen die erste Stützauflage nach unten gefahren wird. Von Vorteil ist hierbei, dass durch diese Maßnahme das Werkstück einfach in die Streckbiegemaschine eingelegt werden kann. Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass nach dem Beenden des Verformvorganges und vor dem Öffnen der Spannköpfe die zweite Stützauflage in vertikaler Richtung nach oben verschoben wird und zur Aufnahme des Werkstückes dient. Von Vorteil ist hierbei, dass beim Öffnen der Spannköpfe das Werkstück direkt in der Streckbiegemaschine abgelegt werden kann.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung, gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass der obere Druckstempelteil und der untere Druckstempelteil nach dem Beenden des Verformvorganges aufeinander zubewegt werden, um etwaige Ausbeulungen im Werkstück eindrücken zu können. Dadurch können etwaige durch den Verformvorgang entstehende Ausbeulungen im Werkstück gegl ättet werden .
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der obere Druckstempelteil und der untere Druckstempelteil während dem Verformvorgang in einer aufeinander zubewegten Klemmstellung gehalten werden und nach dem Beenden des Verformvorganges voneinander distanziert werden, um das Werkstück freizugeben. Von Vorteil bei dieser Ausführungsvariante ist, dass das Werkstück schon mehreren dem Verformvorgang in Form bzw. Position gehalten wird und dass nach dem Durchführen des Verformvorganges das Werkstück einfach und mit wenig Kraftaufwand aus dem Druckstempel herausgenommen werden kann.
Sämtliche in diesem Dokument beschriebene Linearführungen sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen in Form von Kugelumlaufführungen ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Linearführungen, beispielsweise in Form von formschlüssigen Gleitführungen, etwa Schwalbenschwanzführungen, ausgebildet sind.
Sämtliche in diesem Dokument beschriebene Spindeltriebe sind in den dargestellten Ausführungsbeispielen in Form von Kugelgewindetrieben ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, dass die Spindeltriebe beispielsweise als normale Stellgewinde, wie etwa Trapezgewinde aus- geführt sind.
Die in diesem Dokument beschriebenen Elektromotoren sind vorzugsweise in Form von Servomotoren ausgebildet. Es können jedoch auch alle anderen Arten von Elektromotoren verwendet werden, welche eine entsprechende Steuerung aufweisen.
Die in den einzelnen Verstelleinheiten der Spannaufnahmen und Druckvorrichtung bzw. Elektromotoren auftretenden Kräfte aufgrund der Verformung des Werkstückes können beispielsweise durch Überwachung des Motorstroms und somit des Motormoments der einzelnen Elektromotoren erfasst werden. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass beispielsweise Kraftsensoren oder Drehmomentsensoren die auftretenden Kräfte direkt erfassen.
Die Elektromotoren können über interne Positionssensoren verfügen mittels welchen Über den Drehwinkel des Elektromotors auf die Position der anzutreibenden Bauteile rückgerechnet werden kann. Alternativ dazu ist es auch möglich, dass die Position der anzutreibenden Bauteile mittels Wegmesssensoren direkt erfasst wird.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Elektromotoren mit einem Getriebe gekoppelt sind. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Spannköpfe bezüglich einer horizontal liegenden Achse verdrehbar ausgebildet sind. Dadurch kann erreicht werden, dass im Werkstück neben der Biegung durch den Druckstempel auch eine Torsion erzeugt werden kann. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass die Spannköpfe mittels einem Drehantrieb, angetrieben wer- den können und die Verdrehung aktiv eingestellt werden kann.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn der Druckstempel eine variable Breite aufweist. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der Druckstempel bezüglich dessen Breite geteilt ausgeführt ist und dass die beiden Seitenhälften des Druckstempels relativ zueinander verschiebbar sind. Dadurch kann die Biegeposition am Werkstück variiert werden bzw. können dadurch verschiedene Ausführungsvarianten des Werkstückes hergestellt werden.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die innere Klemmeinheit zum Abdichten des Hohlprofiles ausgebildet ist und dass mittels der Streckbiegemaschine ein Medium in das Hohlprofil eingebracht werden kann, um beispielsweise Überdruck im Hohlprofil aufbringen zu können. Das Medium kann beispielsweise ein Gas oder eine Flüssigkeit, wie etwa Hydrau- liköl sein. Durch diese Maßnahme kann erreicht werden, dass während dem Verformvorgang etwaige im Werkstück entstehende Einbeulungen vermieden werden können. Darüber hinaus kann das Medium vorgeheizt oder gekühlt sein, um im Werkstück eine gewisse Temperatur aufbringen zu können.
Weiters kann vorgesehen sein, dass mittels einer an der Streckbiegemaschine angeordneten Heiz- oder Kühlvorrichtung lokal Hitze oder Kälte auf das Werkstück aufgebracht werden kann. Dies kann beispielsweise durch einen Gasbrenner Realisiert werden, welcher im Be- reich der Biegestelle des Werkstücks auf das Werkstück gerichtet ist. Weiters ist es auch denkbar, dass im Druckstempel eine derartige Heiz- oder Kühlvorrichtung ausgebildet ist. Die Heiz- oder Kühlvorrichtung kann beispielsweise auch in Form einer Spule zum Induktionserwärmen ausgebildet sein. Durch die Heiz- oder Kühlvorrichtung kann lokal das Gefüge im Werkstück beeinflusst werden. Dies kann insbesondere im Bereich der Umformstelle notwen- dig sein.
Ferner kann vorgesehen sein, dass ein Erfassungsmittel, insbesondere ein optisches Erfassungsmittel, wie etwa eine Kamera oder ein Laser zur Lage- und Positionserkennung des Werkstücks vorgesehen ist. Durch diese Lageerkennung kann das Werkstück in der richtigen Position in den Spannköpfen der Streckbiegemaschine aufgenommen werden. Darüber hinaus kann durch das Erfassungsmittel während des Verformvorganges die aktuelle Verformung des Werkstückes kontrolliert werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass vor Start des Verformvorganges ein Kern in den Hohlraum eines insbesondere als Hohlprofil ausgebildeten Werkstückes eingelegt wird. Von Vorteil ist hierbei, dass das Werkstück bei Verwendung des Kernes, welcher in den Hohlraum eingelegt wird, von innen gestützt wird. Somit werden Verformungen der Wandstärke des Werkstückes hintangehalten.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer Streckbiegemaschine;
Fig. 2 eine weitere perspektivische Ansicht des ersten Ausführungsbeispiels einer
Streckbiegemaschine;
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels eines Druckstempels der
Streckbiegemaschine;
Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Spannaufnahme der Streckbiegemaschine;
Fig. 5 eine weitere perspektivische Ansicht des Ausführungsbeispiels der Spannaufnahme der Streckbiegemaschine;
Fig. 6 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer Schwenkeinheit der Spannaufnahme der Streckbiegemaschine; Fig. 7 eine Schnittdarstellung des Spannkopfes gemäß der Schnittlinie VII- VII in Fig. 6;
Fig. 8 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kerns zum
Stützen des Werkstückes;
Fig. 9 eine schematische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Kerns zum Stützen des Werkstückes.
Einführend 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 werden können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, unten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
Die Figuren 1 und 2 zeigen je eine perspektivische Ansicht aus verschiedenen Blickwinkeln eines Ausführungsbeispiels einer Streckbiegemaschine 1 zum Verformen von Werkstücken 2, wobei für gleich Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen verwendet werden. Die Folgende Beschreibung ist auf Basis einer Zusammenschau der Figuren 1 und 2 erstellt.
Die Streckbiegemaschine 1 umfasst einen Maschinenrahmen 3 an welchem eine erste Spannaufnahme 4 mit einem ersten Spannkopf 5 und eine zweite Spannaufnahme 6 mit einem zweiten Spannkopf 7 angeordnet sind. Der erste Spannkopf 5 dient zum Aufnehmen und Spannen einer ersten Seite 8 des Werkstückes 2 und der zweite Spannkopf 7 dient zum Aufnehmen und Spannen einer zweiten Seite 9 des Werkstückes 2. Die Spannaufnahmen 4, 6 sind in einem Abstand 10 zueinander angeordnet, wobei der Abstand 10 in etwa einer Länge des Werkstückes 2 entspricht.
Vorzugsweise werden auf der erfindungsgemäßen Streckbiegemaschine 1 Werkstücke 2 verformt, welche eine längliche Erstreckung aufweisen und beispielsweise in Form von Stäben, Flacheisen, Rohren, Hohlprofilen und dergleichen ausgeführt sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist das Werkstück 2 in Form eines Hohlprofiles ausgeführt, welches daher eine Innenseite 11 und eine Außenseite 12 aufweist, welche eine Wandstärke des Hohlprofiles definieren.
Der erste Spannkopf 5 und der zweite Spannkopf 7 dienen nicht nur zum Klemmen und Fest- halten des Werkstückes 2, sondern sind auch in einer Zugrichtung 13 verschiebbar, wodurch eine Zugspannung auf das Werkstück 2 aufgebracht werden kann. Die Zugrichtung 13 liegt parallel zur Längsrichtung des Werkstückes 2.
Der erste Spannkopf 5 und der zweite Spannkopf 7 können koppelbar in den Spannaufnahmen 4, 6 aufgenommen sein, sodass für verschieden ausgebildete Werkstücke 2 verschieden ausgebildete Spannköpfe 5, 7 in den Spannaufnahmen 4, 6 aufgenommen werden können.
Weiters ist eine Druckvorrichtung 14 mit einem Druckstempel 15 vorgesehen, welche ebenfalls am Maschinenrahmen 3 angeordnet ist.
In einer alternativen Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die erste Spannaufnahme 4, die zweite Spannaufnahme 6 und die Druckvorrichtung 14 direkt an einem Hallenboden montiert sind und somit der Maschinenrahmen 3 entfallen kann und durch den Hallenboden oder eine sonstige Aufnahme ersetzt wird.
Die Zugrichtung 13 liegt parallel zur Längsrichtung des Werkstückes 2.
Der Druckstempel 15 ist in einer quer zur Zugrichtung 13 liegenden Druckrichtung 16 verschiebbar. Vorzugsweise kann vorgesehen sein, dass die einzelnen Bauteile, insbesondere die erste Spannaufnahme, die zweite Spannaufnahme 6 und die Druckvorrichtung 14 derart an der Streckbiegemaschine 1 angeordnet sind, dass sowohl die Zugrichtung 13 als auch die Druckrichtung 16 in einer horizontalen Ebene liegen und im rechten Winkel aufeinander angeordnet sind. Durch Verstellung des Druckstempels 15 in Druckrichtung 16 und andrücken auf das Werkstück 2 kann dieses in der Streckbiegemaschine 1 unter gleichzeitiger Zugbelastung verformt werden. Der Übersichtlichkeit halber ist in den Figuren 1 und 2 das Werkstück 2 sowohl in der unver- formten Ausgangslage dargestellt, in welcher es gerade ausgerichtet ist, als auch in seiner gebogenen Form nach dem Beenden des Biegevorganges. Zum Anpassen der ersten Spannaufnahme 4 bzw. der zweiten Spannaufnahme 6 an verschieden lange Werkstücke 2 kann vorgesehen sein, dass zwischen den Spannaufnahmen 4, 6 und dem Maschinenrahmen 3 eine Grobverstellung 17 ausgebildet ist. Die Grobverstellung 17 kann im einfachsten Fall in Form einer Lochreihe ausgeführt sein, welche im Maschinenrahmen 3 angeordnet ist und mit entsprechenden Gegenlöchern in der Spannaufnahme 4, 6 kor- respondiert. Je nachdem welche Löcher zum Einsetzen der Befestigungsmittel zwischen
Spannaufnahme 4, 6 und Maschinenrahmen 3 gewählt werden, kann der Abstand 10 zwischen den Spannaufnahmen 4, 6 variiert werden. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Spannaufnahmen 4, 6 in einem gleichen Abstand zum Zentrum 18 des Druckstempels 15 angeordnet sind. Dadurch kann erreicht werden, dass auch das Zentrum 19 des Werkstückes 2, respektive die Längsmitte des Werkstückes 2, mit dem Zentrum 18 des Druckstempels 15 in Deckung gebracht werden kann.
Der Druckstempel 15 der Druckvorrichtung 14 ist vorzugsweise mit einer Linearführung 20 gekoppelt, durch welche er in Druckrichtung 16 veschiebbar am Maschinenrahmen 3 ange- ordnet ist. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Linearführung 20 in Form einer Kugelumlaufführung ausgebildet ist, wobei eine Führungsschiene 21 vorgesehen sein kann, welche am Maschinenrahmen 3 befestigt ist und welche mit einem Führungsschlitten 22 zusammenwirkt. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass zwei der Führungsschienen 21 ausgebildet sind, welche in einem Abstand zueinander am Maschinenrahmen 3 angeordnet sind und dass eine Druckstempelaufnahme 23 ausgebildet ist, an welcher pro Führungsschiene 21 zwei Führungsschlitten 22 befestigt sind. Insgesamt können daher vier Führungsschlitten 22 an der Druckstempelaufnahme 23 befestigt sein.
Der Druckstempel 15 kann koppelbar an der Druckstempelaufnahme 23 angeordnet sein, so- dass für verschiedenartig ausgebildete Werkstücke 2 verschiedene Druckstempel 15 verwendet werden können. Weiters kann vorgesehen sein, dass die Druckstempelaufnahme 23 mit einem Verstellmittel 24 gekoppelt ist, wodurch der Druckstempel 15 zwischen einer rückgezogenen Ruhestellung und einer vorgeschobenen Umformstellung verschiebbar ist. Befindet sich der Druckstempel 15 in der rückgezogenen Ruhestellung, so kann ein gerades und unverformtes Werkstück 2 zwischen die erste Spannaufnahme 4 und die zweite Spannaufnahme 6 eingelegt werden.
Wie besonders gut in Fig. 1 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass das Verstellmittel 24 der Druckvorrichtung 14 in Form eines Kugelgewindetriebes 30 realisiert ist. Insbesondere kann dabei vorgesehen sein, dass eine Kugelumlaufmutter 31 mit der Druckstempelaufnahme 23 verbunden ist und dass eine Kugelumlaufspindel 32 in einer Motorhalterung 33 der Druckvorrichtung 14 gelagert ist. Die Motorhalterung 33 der Druckvorrichtung 14 ist ortsfest mit dem Maschinenrahmen 3 gekoppelt. Weiters ist zum Antrieb der Kugelumlaufspindel 32 ein Elektromotor 34 vorgesehen, welcher wahlweise mit einem Untersetzungsgetriebe 35 gekoppelt sein kann. Der Elektromotor 34 ist vorzugsweise ebenfalls an der Motorhalterung 33 befestigt bzw. angeordnet. Somit kann durch Ansteuerung bzw. einer Drehbewegung des Elektromotors 34 der Druckstempel 15 horizontal in Druckrichtung 16 verschoben werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass am Maschinenrahmen 3 eine erste Stützauflage 25 ausgebildet ist, in welcher das zu bearbeitende Werkstück 2 eingelegt und gehalten werden kann. Vorzugsweise ist dabei vorgesehen, dass die erste Stützauflage 25 mittels einem Verstellmittel 26 in vertikaler Richtung 27 verschiebbar ist. Dadurch kann nach erfolgter Aufnahme des Werkstückes 2 in den Spannaufnahmen 4, 6 die erste Stützauflage 25 nach unten bewegt und somit außer Eingriff gebracht werden, um eine freie Verformung des Werkstückes zu ermöglichen. Dadurch wird das Werkstück 2 für den Umformvorgang freigegeben.
Analog dazu kann eine zweite Stützauflage 28 vorgesehen sein, welche zur Aufnahme des Werkstückes 2 im Verformten Zustand dient. Die zweite Stützauflage 28 kann ebenfalls mittels einem Verstellmittel 29 in vertikaler Richtung 27 zwischen einer rückgezogenen Stellung und einer hochgefahrenen Stützstellung verstellt werden.
Sowohl die erste Stützauflage 25 als auch die zweite Stützauflage 28 können mehrere einzelne Stützelemente aufweisen, welche in einem Abstand zueinander angeordnet sind. Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Druckstempels 15 mit der Druckstempelaufnahme 23, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschreibung in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
In der Fig. 3 sind die Führungsschlitten 22, welche an der Druckstempelaufnahme 23 angeordnet sind, gut sichtbar. Wie aus Fig. 3 ebenfalls ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass der Druckstempel 15 einen oberen Druckstempelteil 36 und einen unteren Druckstempelteil 37 umfasst. Die Druckstempelteile 36, 37 können eine Einlagenut 38 ausformen, in welcher das Werkstück 2 aufgenommen werden kann. Eine derartige Einlagenut 38 kann beispielsweise auch bei einem einteiligen Druckstempel 15 ausgebildet sein.
Die Einlagenut 38 weist einen Nutgrund 39 auf, welcher von einer Nutwand 40 des oberen Druckstempels 36 und von einer Nutwand 41 des unteren Druckstempels 37 begrenzt wird. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der obere Druckstempel 36 und der untere Druckstempel 37 relativ zueinander verschiebbar sind, sodass ein Abstand 42 der beiden Druckstempelteile 36, 37 zueinander in einem vordefinierten Verstellbereich verstellbar ist. Der Abstand 42 wird vorzugsweise als Normalabstand zwischen Nutwand 40 des oberen Druckstempels 36 und Nutwand 41 des unteren Druckstempels 37 angegeben. Mit anderen Worten aus- gedrückt ist durch Verstellung der beiden Druckstempelteile 36, 37 der Abstand der beiden
Nutwände 40, 41 und somit die Nutbreite variierbar. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Stellmittel 43 ausgebildet ist, welches zum Verstellen der beiden Druckstempelteile 36, 37 zueinander dient. Das Stellmittel 43 kann beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders eines Pneumatikzylinders oder einer sonstigen Einheit, wie etwa Elektromotor mit Spindeltrieb bzw. Elektromotor mit Exzenterwelle ausgebildet sein. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, dass zwei Stellmittel 43 vorgesehen sind, welche voneinander distanziert angeordnet sind und zum Verstellen der Druckstempelteile 36, 37 dienen. Die Ausführung von zwei Stellmitteln 43 bringt den Vorteil mit sich, dass einerseits die mögliche aufbringbare Druckkraft erhöht werden kann und andererseits die Druckkraft symmetrisch in die Nutwände 40, 41 eingeleitet werden kann.
Zum Verstellen der beiden Druckstempelteile 36, 37 zueinander kann vorgesehen sein, dass entweder der obere Druckstempelteil 36 oder der untere Druckstempelteil 37 positionsstarr mit der Druckstempelaufnahme 23 gekoppelt sind und der jeweils andere Druckstempelteil 36, 37 relativ zum starr gekoppelten Druckstempelteil bewegbar ist.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Druckstempelteile 36, 37 über einen Mechanismus miteinander gekoppelt sind, wobei beide Druckstempelteile synchron aufeinander zubewegt bzw. voneinander wegbewegt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die beiden Nutwände 40, 41 gleichermaßen auf das Werkstück 2 zugestellt werden.
Die Nutwände 40, 41 können während des Verformvorganges dazu dienen, Ausbeulungen im Werkstück zu vermeiden bzw. kann vorgesehen sein, dass etwaige im Werkstück entstandene Ausbeulungen durch Aufeinanderzubewegen der Nutwände 40, 41 ausgedrückt werden.
Wie aus Fig. 3 weiters ersichtlich kann der Druckstempel 36 in einen linken und einen rechten Druckstempelteil geteilt sein, sodass eine Breite 86 des Druckstempels 36 variabel einstellbar ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass ein Erfassungsmittel 87 zum Erfassen des Werkstückes vor und/oder während und/oder nach dem Umformvorgang ausgebildet ist.
Weiters kann vorgesehen sein, dass mittels einer an der Streckbiegemaschine 1 angeordneten Heiz- oder Kühlvorrichtung 88 lokal Hitze oder Kälte auf das Werkstück 2 aufgebracht werden kann. In den Figuren 4 und 5 ist die erste Spannaufnahme 4 in zwei perspektivischen Ansichten von zwei verschiedenen Richtungen dargestellt, wobei wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen bzw. Bauteilbezeichnungen wie in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 verwendet werden. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Be- Schreibung in den vorangegangenen Figuren 1 und 2 hingewiesen bzw. Bezug genommen.
Die einzelnen Bauteile der ersten Spannaufnahme 4 werden anhand einer Zusammenschau der Figuren 1, 2, 4 und 5 beschrieben. Wie besonders gut in Fig. 1 ersichtlich, sind die erste Spannaufnahme 4 und die zweite Spannaufnahme 6 vom Wirkprinzip her gleich aufgebaut, wobei die zweite Spannaufnahme 6 nur eine gespiegelte Ausführung der ersten Spannaufnahme 4 ist. Der Kürze halber wird somit in den Fig. 4 und 5 nur die erste Spannaufnahme 4 beschrieben. Dem Fachmann ist klar, wie die einzelnen Bauteile der ersten Spannaufnahme 4 auf die zweite Spannaufnahme 6 in gespiegelter Form umzulegen sind. Wie aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Spannaufnahme 4, 6 eine Grundeinheit 44 aufweist, welche vorzugsweise über Befestigungsmittel starr mit dem Maschinenrahmen 3 gekoppelt ist. Die Grundeinheit 44 kann einstückig, beispielsweise in Form eines Schweißbauteiles mit mehreren miteinander verschweißten Bauteilen ausgeführt sein. Die einzelnen Bauteile der Grundeinheit 44 können natürlich auch mittels Befestigungsmittel miteinander verbunden sein.
In einer weiteren Ausführungsvariante kann auch vorgesehen sein, dass die Grundeinheit 44 einteilig in Form eines Gussteiles ausgebildet ist. In der Grundeinheit 44 kann eine Schwenkeinheit 45 aufgenommen sein, welche bezüglich einer Schwenkachse 46 relativ zur Grundeinheit 44 verschwenkbar sein kann. Die Schwenkachse 46 ist vorzugsweise vertikal ausgerichtet. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Schwenkeinheit 45 der Spannaufnahme 4, 6 an einer Oberseite 47 der Grundeinheit 44 und an einer Unterseite 48 der Grundeinheit 44 aufgenommen bzw. gelagert ist.
In einem ersten Ausführungsbeispiel kann hierbei vorgesehen sein, dass eine Schwenklagerung 49 an der Oberseite 47 bzw. an der Unterseite 48 der Grundeinheit 44 ausgebildet ist. In einer alternativen Ausführungsvariante kann vorgesehen sein, dass sowohl an der Oberseite 47 als auch an der Unterseite 48 der Grundeinheit 44 Bolzen angeordnet sind und die Schwenklagerung 49 an der Schwenkeinheit 45 ausgebildet ist. Die Schwenklagerung 49 zur schwenkbaren Aufnahme der Schwenkeinheit 45 relativ zur
Grundeinheit 44 kann mittels Kugellager oder auch etwa mittels Gleitlager realisiert werden.
Weiters kann vorgesehen sein, dass die Schwenkeinheit 45 mit einem Aktuator 50 gekoppelt ist, mittels welchem die Schwenkeinheit 45 aktiv relativ zur Grundeinheit 44 verschwenkbar ist. Der Akturator 50 kann beispielsweise in Form eines Hydraulik- oder Pneumatikzylinders ausgebildet sein, welcher mittels einem Hebel 51 mit der Schwenkeinheit 45 gekoppelt ist und somit zum Einleiten einer Drehbewegung in die Schwenkeinheit 45 dienen kann.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass der Aktuator 50 beispielsweise durch einen Elekt- romotor gebildet ist, welcher direkt oder indirekt zum Einleiten der Drehbewegung in die Schwenkeinheit 45 dient.
Wie aus den Figuren 4 und 5 gut ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass die Basis der Schwenkeinheit 45 durch eine Motorhalterung 52 gebildet ist. Sämtliche an der Schwenkein- heit 45 verbauten Bauteile können an der Motorhalterung 52 angebracht sein. Die Motorhalterung 52 ist schwenkbar an der Grundeinheit 44 der Spannaufnahme 4, 6 angeordnet.
Die Motorhalterung 52 kann wie die Grundeinheit 44 ebenfalls einstückig oder einteilig in verschiedenen Ausführungsformen ausgebildet sein.
Wie besonders gut in Fig. 5 ersichtlich, kann eine Linearführung 53 ausgebildet sein, mittels welcher der Spannkopf 5, 7 linear verschiebbar in der Motorhalterung 52 aufgenommen ist. Analog zur Linearführung 20 der Druckvorrichtung 14 können an der Motorhalterung 52 zwei Führungsschienen 54 angeordnet sein, mit welchen jeweils zwei Führungsschlitten 55 zusam- menwirken, welche am Spannkopf 5, 7 angeordnet sind.
Weiters ist ein Verstellmittel 56 vorgesehen, mittels welchem der Spannkopf 5, 7 aktiv relativ zur Motorhalterung 52 linearverschiebbar ist. Das Verstellmittel 56 kann beispielsweise einen Spindeltrieb umfassen. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass ein Kugelgewindetrieb 57 ausgebildet ist, welcher zum Verstellen des Spannkopfes 5, 7 dient. Der Kugelgewindetrieb 57 kann eine Kugelumlaufmutter 58 umfassen, welche mit dem Spannkopf 5, 7 starr verbunden ist. Weiters kann eine Kugelumlaufspindel 59 vorgesehen sein, welche mit der Kugelum- laufmuter 58 zusammenwirkt.
Die Kugelumlaufspindel 59 kann in einer Spindellagerung 60 gelagert sein, welche starr mit der Motorhalterung 52 gekoppelt ist. Weiters kann vorgesehen sein, dass ein Elektromotor 61, 62 zum Antrieb der Kugelumlaufspindel 59 dient. Der Elektromotor 61, 62 kann über ein Un- tersetzungsgetriebe 63 mit der Kugelumlaufspindel 59 gekoppelt sein.
Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsvariante der Schwenkeinheit 45 ohne Darstellung der Grundeinheit 44. Der Übersichtlichkeit halber ist in Fig. 6 auch das Verstellmittel 56, insbesondere der Elektromotor 61, 62 und der Kugelgewindetrieb 57 zum Ver- stellen des Spannkopfes 5, 7 nicht dargestellt.
Wie aus Fig. 6 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass an der Motorhalterung 52 ein oberer Achszapfen 64 und ein unterer Achszapfen 65 aufgenommen sind, welche mit der in der Grundeinheit 44 angeordneten Schwenklagerung 49 zusammenwirken. Der obere Achszapfen 64 kann vorzugsweise so ausgebildet sein, dass er zur Aufnahme des Hebels 51 dient, mit welchem der Aktuator 50 gekoppelt ist. Die beiden Achszapfen 64, 65 können vorzugsweise mittels Befestigungsmittel mit der Motorhalterung 52 gekoppelt sein.
In Fig. 6 ist ebenfalls ersichtlich, dass der Spannkopf 5, 7 eine innere Klemmeinheit 66 auf- weisen kann, welche zum Klemmen der Innenseite 11 des Werkstückes 2 dient. Weiters kann der Spannkopf 5, 7 eine äußere Klemmeinheit 67 aufweisen, welche zum Klemmen der Außenseite 12 des Werkstückes 2 dient.
Weiters kann eine Druckfeder 68 vorgesehen sein, welche in Fig. 6 symbolisch dargestellt ist und im Spannkopf 5, 7 angeordnet ist, wobei die Druckfeder 68 in Zugrichtung 13 wirkt und zum Zentrieren des Werkstückes 2 dient. Fig. 7 zeigt eine Schnittdarstellung des Spannkopfes 5, 7 gemäß der Schnittlinie VII - VII in Fig. 6. Wie aus Fig. 7 ersichtlich, weist die innere Klemmeinheit 66 einen ersten Klemmfinger 69 und einen zweiten Klemmfinger 70 auf. Der erste Klemmfinger 69 weist eine Anlage- fläche 71 auf, welche nach außen gerichtet ist. Der zweite Klemmfinger 70 weist eine Anlage- fläche 72 auf, welche ebenfalls nach außen gerichtet ist. Die Anlageflächen 71, 72 der
Klemmfinger 69, 70 dienen zur kraftschlüssigen Verbindung bzw. zur kraftschlüssigen Aufnahme mit der Innenseite 11 des Werkstückes 2. Zwischen den beiden Klemmfingern 69, 70 ist ein Keilelement 73 angeordnet, welches in Verstellrichtung 74 bezüglich der Klemmfinger 69, 70 verstellbar ist.
Insbesondere ist ein Abstand 75 der Anlageflächen 71, 72 der beiden Klemmfinger 69, 70 der inneren Klemmeinheit 66 mittels einem Verstellmittel 76 verstellbar. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel kann vorgesehen sein, dass das Verstellmittel 76 zum Verschieben des Keilelementes 73 in Verstellrichtung 74 ausgebildet ist. Das Verstellmittel 76 kann beispielsweise in Form eines Hydraulikzylinders oder eines Pneumatikzylinders ausgebildet sein. Durch Verschiebung des Keilelementes 73 bzw. durch die zwischen Keilelement 73 und den Klemmfingern 69, 70 ausgebildeten Keilflächen können die beiden Klemmfinger 69, 70 auseinander gedrückt werden und dadurch der Abstand 75 zwischen den Anlageflächen 71, 72 der Klemmfinger 69, 70 eingestellt werden. Eine Vergrößerung des Abstandes 75 kann dadurch erreicht werden, dass das Keilelement 73 in eine vom Werkstück 2 abgewandte Richtung eingezogen wird. Eine Verkleinerung des Abstandes 75 kann dadurch erreicht werden, dass das Keilelement 73 ausgeschoben wird. Die Federsteifigkeit der Klemmfinger 69, 70 wird hierbei genutzt, um beim Ausschieben des Keilelementes 73 die Klemmfinger 69, 70 aufeinander zuzubewegen.
Die äußere Klemmeinheit 67 kann ebenfalls einen ersten Klemmfinger 77 und einen zweiten Klemmfinger 78 aufweisen. Die beiden Klemmfinger 77, 78 weisen Anlageflächen 79, 78 auf, welche einander zugerichtet sind und zum Klemmen der Außenseite 12 des Werkstückes 2 dienen.
Auch bei der äußeren Klemmeinheit 67 kann ein Abstand der beiden Anlageflächen 79, 80 mittels einem Verstellmittel 82 einstellbar sein. Analog zur inneren Klemmeinheit 66 kann vorgesehen sein, dass außerhalb der beiden Klemmfinger 77, 78 der äußeren Klemmeinheit 67 ein Keilelement 83 bzw. in diesem Fall zwei Keilelemente 83 angeordnet sind, welche durch Verschiebung in Verstellrichtung 77 über entsprechende Keilflächen den Abstand 81 der Anlageflächen 79, 80 der äußeren Klemmeinheit 67 verstellen können. Hierzu sind die Keilelemente 83 der äußeren Klemmeinheit 67 mit dem Verstellmittel 82 des äußeren Klemmeinheit 67 gekoppelt.
Weiters kann ein Federelement 84 vorgesehen sein, welches die beiden Klemmfinger 77, 78 der äußeren Klemmeinheit 67 auseinander drückt und somit in deren Offenstellung hält bzw. zur Rückstellung der beiden Klemmfinger 77, 78 beim Öffnen dient.
Die Keilflächen zwischen den Keilelementen 83 und den Klemmfingern 77, 78 können derart ausgebildet sein, dass bei einem nach vor schieben der Keilelemente 83 in Richtung Werkstück 2 die Klemmfinger 77, 78 der äußeren Klemmeinheit 67 aufeinander zubewegt werden und somit das Werkstück 2 geklemmt werden kann. Bei einem Zurückziehen der Keilele- mente 83 können sich die Klemmfinger 77, 78 aufgrund der durch das Federelement 84 ausgeübten Kraft wieder auseinander bewegen.
Weiters kann an der inneren Klemmeinheit 66 oder an der äußeren Klemmeinheit 67 ein Anschlag 85 ausgebildet sein, welcher als Tiefenanschlag für das Werkstück 2 dient.
Sowohl die Anlageflächen 71, 72 der inneren Klemmeinheit 66 als auch die Anlageflächen 79, 80 der äußeren Klemmeinheit 67 können eine Mikroverzahnung oder sonstiges zur Erhöhung der Reibung und somit zu einer Erhöhung der Klemmkraft aufweisen. Weiters kann vorgesehen sein, dass an den einzelnen Gleitflächen der Keilelemente 73, 83
Schmiernuten ausgebildet sind, welche zum Versorgen der Gleitflächen mit Schmierstoff dienen, um den Verschleiß zu minimieren. Entsprechend können in der inneren Klemmeinheit 66 und in der äußeren Klemmeinheit 67 mehrere Schmiernippel vorgesehen sein. Anhand einer Zusammenschau der Fig. 1 bis 7 wird im folgenden Beschreibungsteil der Ablauf zum Umformen des Werkstückes 2 mittels der Streckbiegemaschine 1 erläutert. In einerm ersten Verfahrensschritt wird das Werkstück 2, welches gerade und unverformt ist, in die Streckbiegemaschine 1 eingelegt. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die erste Stützauflage 25 nach oben verschoben ist und somit zur Aufnahme des Werkstückes 2 dient. Anschließend können die Spannköpfe 5, 7 in Zugrichtung 13 symmetrisch aufeinander zubewegt werden, um das Werkstück 2 in den Spannkopf 5, 7 einführen zu können. Durch die in den Spannköpfen 5, 7 angeordnete Druckfeder 68 kann erreicht werden, dass ein nicht 100 % zentral eingelegtes Werkstück 2 beim Aufeinanderzubewegen der Spannköpfe 5, 7 zentriert wird und somit das Zentrum 19 des Werkstückes 2 auf das Zentrum 18 des Druckstempels 15 ausgerichtet wird.
Anschließend können die innere Klemmeinheit 66 und die äußere Klemmeinheit 67 der beiden Spannköpfe 5, 7 geschlossen werden, um das Werkstück 2 in den Spannköfpen 5, 7 zu klemmen.
Nach dem Klemmen des Werkstückes 2 in den beiden Spannköfpen 5, 7 kann die erste Stützauflage 25 nach unten verschoben werden und somit außer eingriff gebracht werden, um ein freies Verformen des Werkstückes 2 durch den Druckstempel 15 zu ermöglichen. Anschließend oder parallel zum vorherigen Schritt können die beiden Spannköpfe 5, 7 in Zugrichtung 13 symmetrisch voneinander wegbewegt werden und dadurch eine Zugkraft auf das Werkstück 2 aufgebracht werden.
Anschließend kann der Druckstempel 15 in Druckrichtung 16 auf das Werkstück 2 zubewegt werden und dieses verformen. Während dieses Verformvorganges verkürzt sich aufgrund der Umformung des Werkstückes 2 dessen Gesamtlänge. Daher ist es notwendig, dass die Spannköpfe 5, 7 in Richtung Zentrum 18 des Druckstempels 15 nachgeben, um eine bestimmte Zugkraft aufrecht erhalten zu können. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Spannköpfe 5, 7 derart verschoben werden, dass das Zentrum 19 des Werkstücks 2 während dem Biegevorgang im Zentrum 18 des
Druckstempels 15 bleibt. Darüber hinaus sind während diesem Vorgang die Spannköpfe 5, 7 frei in der jeweiligen Spannaufnahme 4, 6 schwenkbar, um kein Biegemoment auf das Werkstück 2 aufzubringen, sondern um das Werkstück 2 an dessen ersten Seite 8 bzw. an dessen zweiter Seite 9 mit einer reinen Zugkraft zu beanspruchen.
Während dem Umformvorgang kann das Werkstück 2 in der Einlagenut 38 des Druckstempels 15 aufgenommen werden. Hierbei kann vorgesehen sein, dass die Nutwände 40 bzw. 41 zur Stabilisierung des Werkstückes 2 dienen bzw. am Werkstück 2 Ausbeulungen verhindern. Wie bereits beschrieben, ist es möglich, dass die Nutwände 40, 41 während des gesamten Umformvorganges in einem vorbestimmten Abstand 42 zueinander gehalten werden oder dass erst nach dem Beenden des Umformvorganges der Abstand 42 der beiden Nutwände 40, 41 zueinander verringert wird und dadurch das Werkstück 2 in Form gepresst wird. Anschließend werden die beiden Nutwände 40, 41 voneinander entfernt, und somit der Abstand 42 vergrößert, wodurch das Werkstück 2 freigegeben wird.
Parallel dazu oder anschließend können die Klemmeinheiten 66, 67 der Spannköpfe 5, 7 geöffnet werden und dadurch das Werkstück 2 freigegeben werden.
Anschließend kann die zweite Stützauflage 28, welche zur Aufnahme des fertig umgeformten Werkstückes dient nach oben gefahren werden.
Anschließend können die Spannköpfe 5, 7 vom Werkstück 2 wegverschoben werden, sodass sie außer Eingriff des Werkstückes 2 kommen.
Das Werkstück 2 liegt somit an der zweiten Stützauflage 28 auf und kann aus der Streckbiegemaschine 1 entnommen werden. Zur Vorbereitung der Aufnahme eines neuen Werkstückes 2 kann anschließend die zweite Stützauflage 28 nach unten verschoben werden und die erste Stützauflage 25 zur Aufnahme des neuen Werkstückes 2 nach oben verschoben werden. Gleichzeitig kann der Druckstempel 15 in seine Ausgangslage bewegt werden. Gleichzeitig können die Spannköpfe 5, 7 mittels dem Aktuator 50 in deren Ausgangslage zurückbewegt werden.
Fig. 8 zeigt eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels eines Kerns 89. Der Kern 89 weist mehrere Kernsegmente 90 auf, die mittels einer Verbindung 91 miteinander gekoppelt sind. Durch die Segmentierung des Kerns 89 ist dieser in dessen Längserstreckung flexibel und kann sich an die Biegung des Werkstückes 2 anpassen. Die Verbindung 91 der einzelnen Kernsegmente 90 kann beispielsweise mittels einer Blattfeder realisiert werden. Alternativ dazu kann auch vorgesehen sein, dass die einzelnen Kernsegmente 90 durch Seile miteinander gekoppelt sind.
Insbesondere ist vorgesehen, dass der Kern 89 vor dem Biegevorgang in das als Hohlprofil ausgebildete Werkstück 2 eingeführt wird. Während dem Biegevorgang dient dann der Kern 89 dazu, dass der Querschnitt des Werkstückes 2 einigermaßen erhalten bleibt und dieses nicht einbeult bzw. einknickt. Nach Beendigung des Biegevorganges kann der Kern 89 wieder aus dem Werkstück 2 herausgezogen werden.
Fig. 9 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Kerns 89. Wie aus Fig. 9 ersichtlich, kann vorgesehen sein, dass der Kern 89 beispielsweise zum Biegen von offenen Profilen, wie etwa einem C-Profil verwendet wird. Hierbei kann vorgesehen sein, dass der Kern 89 entsprechende Ausnehmungen aufweist, in welche der oder die Schenkel des Werkstückes 2 eingeführt werden. Während dem Biegevorgang werden die Schenkel des Werkstückes 2 geführt und können daher gegen Ausknicken geschützt werden. Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, 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. Der Schutzbereich ist durch die Ansprüche bestimmt. Die Beschreibung und die Zeichnungen sind jedoch zur Auslegung der Ansprüche heranzuziehen. Einzelmerkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispielen können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen werden.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verstehen, dass diese beliebige und alle Teilbereiche daraus mitumfassen, 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 mit umfasst sind, d.h. sämtliche Teilbereiche 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. Der Ordnung halber sei abschließend darauf hingewiesen, dass zum besseren Verständnis des Aufbaus Elemente teilweise unmaßstäblich und/oder vergrößert und/oder verkleinert dargestellt wurden.
B e z u g s z e i c h e a u f s t e l l u n g Streckbiegemaschine 30 Kugelgewindetrieb DruckvorrichWerkstück tung
Maschinenrahmen 31 Kugelumlaufmutter Druckvorricherste Spannaufnahme tung
erster Spannkopf 32 Kugelumlaufspindel Druckvorrichzweite Spannaufnahme tung
zweiter Spannkopf 33 Motorhalterung Druckvorrichtung erste Seite Werkstück 34 Elektromotor Druckvorrichtung zweite Seite Werkstück 35 Untersetzungsgetriebe DruckvorAbstand zwischen Spannaufnahrichtung
men 36 oberer Druckstempelteil
Innenseite Werkstück 37 unterer Druckstempelteil
Außenseite Werkstück 38 Einlagenut
Zugrichtung 39 Nutgrund
Druckvorrichtung 40 Nutwand oberer Druckstempelteil Druckstempel 41 Nutwand unterer Druckstempelteil Druckri chtung 42 Abstand Druckstempelteile Grobverstellung 43 Stellmittel Druckstempelteile Zentrum Druckstempel 44 Grundeinheit Spannaufnahme Zentrum Werkstück 45 Schwenkeinheit Spannaufnahme Linearführung Druckvorrichtung 46 Schwenkachse Spannaufnahme Führungsschiene 47 Oberseite Grundeinheit
Führungsschlitten 48 Unterseite Grundeinheit
Druckstempelaufnahme 49 Schwenklagerung Spannaufnahme Verstellmittel Druckvorrichtung 50 Aktuator Spannaufnahme erste Stützauflage 51 Hebel
Verstellmittel erste Stützauflage 52 Motorhalterung Spannaufnahme vertikale Richtung 53 Linearführung Spannaufnahme zweite Stützauflage 54 Führungsschiene
Verstellmittel zweite Stützauflage 55 Führungsschlitten Verstell mittel 78 zweiter Klemmfinger äußere Kugelgewindetrieb SpannaufKlemmeinheit
nahme 79 Anlagefläche erster Klemmfinger Kugelumlaufmutter Spannauf80 Anlagefläche zweiter Klemmfinger nahme 81 Ab stand Anl agefl ächen äußere Kugelumlaufspindel SpannaufKlemmfinger
nahme 82 Verstellmittel äußere KlemmeinSpindellagerung heit
Elektromotor erste Spannaufnahme 83 Keilelement äußere Klemmeinheit Elektromotor zweite Spannauf84 Federelement
nahme 85 Anschlag
Untersetzungsgetriebe Spannauf86 Breite Druckstempel
nahme 87 Erfassungsmittel
Oberer Achszapfen 88 Heiz- oder Kühlvorrichtung Unterer Achszapfen 89 Kern
innere Klemmeinheit 90 Kernsegment
äußere Klemmeinheit 91 Verbindung
Druckfeder Spannkopf
erster Klemmfinger innere
Klemmeinheit
zweiter Klemmfinger innere
Klemmeinheit
Anlagefläche erster Klemmfinger
Anlagefläche zweiter Klemmfinger
Keilelement innere Klemmeinheit
Verstell richtung
Abstand Anlageflächen innere
Klemmfinger
Verstell mittel innere Klemmeinheit
erster Klemmfinger äußere
Klemmeinheit

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Streckbiegemaschine (1) zum Verformen von Werkstücken (2), die Streckbiegemaschine (1) umfassend:
einen Maschinenrahmen (3);
eine erste Spannaufnahme (4) mit einem ersten Spannkopf (5) zum Spannen einer ersten Seite (8) des Werkstücks (2), wobei die erste Spannaufnahme (4) am Maschinenrahmen (3) angeordnet ist;
eine zweite Spannaufnahme (6) mit einem zweiten Spannkopf (7) zum Spannen einer zweiten Seite (9) des Werkstücks (2), wobei die zweite Spannaufnahme (6) in einem Abstand (10) zur ersten Spannaufnahme (4) am Maschinenrahmen (3) angeordnet ist und wobei die beiden Spannköpfe (5, 7) zum Aufbringen einer Zugkraft in Zugrichtung (13) auf das Werkstück (2) ausgebildet sind;
eine Druckvorrichtung (14) mit einem Druckstempel (15) zum Verformen des Werkstückes (2), wobei die Druckvorrichtung (14) zwischen erster Spannaufnahme (4) und zweiter Spannaufnahme (6) am Maschinenrahmen (3) angeordnet ist, wobei der Druckstempel (15) zum Aufbringen einer Druckkraft in einer quer zur Zugrichtung (13) liegenden Druckrichtung (16) ausgebildet ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannaufnahmen (4, 6) bezüglich dem Aufbringen der Zugrichtung (13) flexibel ausgebildet sind.
2. Streckbiegemaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannaufnahmen (4, 6) jeweils einen Elektromotor (61, 62), insbesondere einen Servomotor, zum Verstellen des Spannkopfes (5, 7) und somit zum Aufbringen einer Zugkraft auf das Werkstück (2) umfassen.
3. Streckbiegemaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Elektromotor (61, 62) der Spannaufnahme (4, 6), insbesondere unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes (63), mit einem Stellgewinde, insbesondere einem Kugelgewindetrieb (57), gekoppelt ist, wobei der Elektromotor (61, 62) an einer Motorhalterung (52) aufgenommen ist und der Spannkopf (5, 7) mittels einer Linearführung (53) relativ zur Motorhalterung (52) verstellbar an dieser gelagert ist, wobei der Kugelgewindetrieb (57) zum Einleiten einer Linearverstellung und einer Verstellkraft in den Spannkopf (5, 7) ausgebildet ist.
4. Streckbiegemaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstempel (15) mittels einem Elektromotor (34), insbesondere einem Servomotor, verstellbar am Maschinenrahmen (3) angeordnet ist, wobei der Elektromotor (34) an einer Motorhalterung (33) aufgenommen ist, welche mit dem Maschinenrahmen (3) gekoppelt ist und der Druckstempel (15) mittels einer Linearführung (20) relativ zur Motorhalterung (52) verstellbar am Maschinenrahmen (3) gelagert ist, wobei ein Stellgewinde, insbesondere ein Kugelgewindetrieb (30), zum Einleiten einer Linearverstellung und einer Verstellkraft in den Druckstempel (15) ausgebildet ist und mit dem Elektromotor (34) der Druckvorrichtung (14), insbesondere unter Zwischenschaltung eines Untersetzungsgetriebes (35) gekoppelt ist.
5. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannaufnahme (4, 6) eine Grundeinheit (44) aufweist, welche mit dem Maschinenrahmen (3) gekoppelt ist und eine Schwenkeinheit (45) aufweist, welche be- züglich einer Schwenkachse (46) schwenkbar in der Grundeinheit (44) gelagert ist, wobei der Elektromotor (61, 62) mitsamt der Motorhalterung (52) und auch der Spannkopf (5, 7) in der Schwenkeinheit (45) umfasst sind und gemeinsam relativ zur Grundeinheit (44) der Spannaufnahme (4, 6) verschwenkbar sind. 6. Streckbiegemaschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die
Schwenkeinheit (45) der Spannaufnahme (4,
6) mit einem Aktuator (50), insbesondere einem Hydraulikzylinder oder einem Pneumatikzylinder, gekoppelt ist mittels welchem die Schwenkeinheit (45) aktiv zur Grundeinheit (44) verdrehbar ist. 7. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkopf (5,
7) zur Aufnahme von Werkstücken (2) ausgebildet welche als Hohlprofil ausgeführt sind, wobei eine innere Klemmeinheit (66) ausgebildet ist, welche zum kraftschlüssigen Klemmen einer Innenseite (11) der Werkstücke (2) dient und wobei eine äußere Klemmeinheit (67) ausgebildet ist, welche zum kraftschlüssigen Klemmen einer Außenseite ( 12) der Werkstücke (2) dient.
8. Streckbiegemaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Klemmeinheit (66) einen ersten Klemmfinger (69) und einen zweiten Klemmfinger (70) aufweist, welche mit deren nach außen gerichteter Anlagefläche (71, 72) zur Anlage an einer Innenseite (11) des Werkstückes (2) vorgesehen sind und dass zwischen den beiden Klemmfin- gern (69, 70) ein Keilelement (73) angeordnet ist, wobei durch Verschiebung des Keilelementes (73), mittels einem Verstellmittel (76), der Abstand (75) zwischen den beiden Anlageflächen (71, 72) der Klemmfinger (69, 70) einstellbar ist.
9. Streckbiegemaschine nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Klemmeinheit (67) einen ersten Klemmfinger (77) und einen zweiten Klemmfinger
(78) aufweist, welche mit deren nach innen gerichteter Anlagefläche (79, 80) zur Anlage an einer Außenseite (12) des Werkstückes (2) vorgesehen sind und dass außerhalb der beiden Klemmfinger (77, 78) jeweils ein Keilelement (83) angeordnet ist, wobei durch axiale Verschiebung der Keilelemente (83), mittels einem Verstellmittel (82), der Abstand (81) zwi- sehen den beiden Anlageflächen (79, 80) der Klemmfinger (77) einstellbar ist.
10. Streckbiegemaschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden Klemmfingern (77, 78) ein Federelement (84) angeordnet ist, mittels welchem auf beide Klemmfinger (77, 78) eine Rückstellkraft ausgeübt ist.
11. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der erste Spannkopf (5) als auch der zweite Spannkopf (7) eine Druckfeder (68) aufweisen, mittels welcher das Werkstück (2) vor dem Schließen der Spannköpfe (5, 7) zentral zwischen den beiden Spannköpfen (5, 7) anordenbar ist.
12. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Maschinenrahmen (3) eine erste Stützauflage (25) ausgebildet ist, an welcher das unverformte Werkstück (2) auflegbar ist, wobei die erste Stützauflage (25) in vertikaler Richtung (27) verschiebbar ist und dass am Maschinenrahmen (3) eine zweite
Stützauflage (28) ausgebildet ist, an welcher das verformte Werkstück (2) auflegbar ist, wobei die zweite Stützauflage (28) in vertikaler Richtung (27) verschiebbar ist.
13. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstempel (15) einen oberen Druckstempelteil (36) und einen unteren Druckstempelteil (37) aufweist, wobei die beiden Druckstempelteile (36, 37) eine Einlagenut (38) mit einem Nutgrund (39) und zwei einander zugerichteten Nutwänden (40, 41), welche jeweils an einem Druckstempelteil (36, 37) ausgebildet sind, ausformen und wobei das Werkstück (2) in der Einlagenut (38) aufnehmbar ist und wobei die beiden Druckstempelteile (36, 37) mittels einem Stellmittel (43) in deren Abstand (42) relativ zueinander verstellbar sind, sodass die beiden Nutwände (40, 41) aufeinander zubewegbar sind.
14. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Spannaufnahmen (4, 6) eine Grobverstellung (17) aufweisen mittels welcher der Abstand (10) der Spannaufnahmen (4, 6) zueinander grob auf die Werkstücklänge (2) einstellbar ist.
15. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Spannkopf (5, 7) der Spannaufnahme (4, 6) zwischen 50mm und 1.000mm, insbesondere zwischen 100mm und 500mm, bevorzugt zwischen 150mm und 250mm relativ zur Motorhalterung (52) verstellbar ist.
16. Streckbiegemaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckstempel (15) der Druckvorrichtung (14) zwischen 50mm und 2.000mm, insbesondere zwischen 100mm und 1.000mm, bevorzugt zwischen 200mm und 300mm relativ zur Motorhalterung (52) verstellbar ist.
17. Verfahren zum Verformen eines Werkstückes (2) unter Verwendung einer Streckbiegemaschine (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Verfahrensschritte umfasst:
- Einlegen eines Werkstückes (2) in die Streckbiegemaschine (1);
- Aufeinanderzubewegen der beiden Spannköpfe (5, 7), bis das Werkstück (2) an der ersten Seite (8) im ersten Spannkopf (5) und an der zweiten Seite (9) im zweiten Spannkopf (7) gespannt werden kann;
- Spannen des Werkstückes (2) in den beiden Spannköpfen (5, 7);
- Aufbringen einer Zugkraft in Zugrichtung (13) auf das Werkstück (2) mittels den beiden Spannköpfen (5, 7);
- Verfahren des Druckstempels (15) der Druckvorrichtung (14) quer zur Zugrichtung (13) und dadurch Verformen des Werkstückes (2);
- Während dem Verfahren des Druckstempels (15) gleichzeitiges Verfahren der beiden Spannköpfe (5, 7), sodass die Verformung des Werkstückes (2) ausgeglichen wird;
- Öffnen der Spannköpfe (5, 7) nach dem Beenden des Verformvorganges;
- Voneinanderwegbewegen der beiden Spannköpfe (5, 7) und dadurch freigeben des Werkstückes (2);
- Herausnehmen des Werkstückes (2) aus der Streckbiegemaschine (1).
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die mittels den beiden Spannköpfen (5, 7) auf das Werkstück (2) aufgebrachte Zugkraft derart gewählt wird, dass das Werkstück (2) zwischen 5% und 100%, insbesondere zwischen 20% und 95%, bevorzugt zwischen 70% und 80% der Streckgrenze des Werkstückes (2) beansprucht wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet, dass die notwendige Zugkraft durch Hinterlegung der Werkstückgeometrie (2) und der Festigkeitseigenschaften des Werkstückes (2) berechnet wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die tatsächlich am Werkstück (2) anliegende Zugkraft durch Messen des Motorstromes und somit Bestimmung des Drehmomentes der Elektromotoren (61, 62) der Spannaufnahme (4, 6) ermittelt wird.
21. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass das
Verfahren der beiden Spannköpfe (5, 7) während des Verformvorganges synchron erfolgt, wobei durch aktive Streckenregelung das Zentrum (19) des Werkstückes (2) im Zentrum (18) des Druckstempels (15) gehalten wird.
22. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass während des Verformvorganges die Schwenkeinheit (45) der Spannaufnahme (4, 6) relativ zur Grundeinheit (44) der Spannaufnahme (4, 6) frei verschwenkbar ist und vom Werkstück (2) verschwenkt wird.
23. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beenden des Verformvorganges und dem Voneinanderwegbewegen der beiden Spannköpfe (5, 7), die Schwenkeinheit (45) der Spannaufnahme (4, 6) mittels dem Aktuator (50) der Spannaufnahme (4, 6) in eine Aufnahmestellung zurückgeschwenkt wird.
24. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass zum Einlegen des Werkstückes (2) in die Streckbiegemaschine (1) die erste Stützauflage (25) in vertikaler Richtung (27) nach oben gefahren wird und nach dem Klemmen des Werkstü- ckes (2) in den Spannköpfen (5, 7) die erste Stützauflage (25) nach unten gefahren wird.
25. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Beenden des Verformvorganges und vor dem Öffnen der Spannköpfe (5, 7) die zweite Stützauflage (28) in vertikaler Richtung (27) nach oben gefahren wird und zur Auf- nähme des Werkstückes (2) dient.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Druckstempelteil (36) und der untere Druckstempelteil (37) nach dem Beenden des Verformvorganges aufeinander zubewegt werden, um etwaige Ausbeulungen im Werkstück (2) eindrücken zu können.
27. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Druckstempelteil (36) und der untere Druckstempelteil (37) während dem Verformvor- gang in einer aufeinander zubewegten Klemmstellung gehalten werden und nach dem Been- den des Verformvorganges voneinander distanziert werden, um das Werkstück (2) freizugeben.
28. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass vor Start des Verformvorganges ein Kern (89) in den Hohlraum eines insbesondere als Hohlprofil ausgebildeten Werkstückes (2) eingelegt wird.
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