EP3790680A1 - Unterwerkzeug mit reibreduktionsvorrichtung - Google Patents

Unterwerkzeug mit reibreduktionsvorrichtung

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EP3790680A1
EP3790680A1 EP19730250.8A EP19730250A EP3790680A1 EP 3790680 A1 EP3790680 A1 EP 3790680A1 EP 19730250 A EP19730250 A EP 19730250A EP 3790680 A1 EP3790680 A1 EP 3790680A1
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EP
European Patent Office
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tool
lower tool
friction
tool holder
reibreduktionsvorrichtung
Prior art date
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EP19730250.8A
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EP3790680B1 (de
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Karl BADEGRUBER
Alfred HASELBÖCK
Heinz Leumüller
Kabir SECIBOVIC
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Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
Original Assignee
Trumpf Maschinen Austria GmbH and Co KG
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Publication date
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Publication of EP3790680B1 publication Critical patent/EP3790680B1/de
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    • B21D5/04—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work

Definitions

  • the invention relates to a lower tool for a bending machine, in particular Gesenkbie- machine, comprising at least one Reibredu Vietnamese silicates to reduce the friction between the bottom of the lower tool and a tool holder.
  • the forming or bending tools are optimally aligned to tool holders of the bending machine for the respective forming operation and can optionally be clamped or clamped against unintentional displacement during the bending process.
  • wel che allow a smooth exchange especially in sub-tools.
  • Under tools generally have an elongated body, which has on its upper side designed for the respective forming operation Gesenkform.
  • a derar term lower tool has on its underside usually on a tool shank, wel holes used for receiving in a guide groove of a tool holder.
  • Object of the present invention was to overcomes the disadvantages of the prior art and len a lower tool with a Reibredu Vietnamese silicate available to set, by means of which a user is able to make a tool change relatively simple, inexpensive, safe and fast.
  • the device according to the invention relates to a lower tool for a bending machine, in particular special die bending machine, which comprises a longitudinally extended base body and at least one therein received or formed Reibredu Vietnamesesvorraum.
  • the main body has on its underside a tool shank and can in the transverse direction distrschultem, which are arranged set back relative to the tool shank have.
  • the at least one Reibredu Vietnamese dissemiconductor is on the underside of the Grundkör pers to reduce frictional force between the underside and the tool holder during a displacement of the sub-train in the longitudinal direction designed such that a Ge gravity of the lower tool on the tool holder under application of a pre-tension in the direction of gravity a relative the weight force resulting lower resulting normal force of the lower tool on the tool holder causes.
  • the present invention is based on the finding that a reduction of the wear of the lower tool and / or the tool holder does not necessarily have to take place in complete detachment of the lower tool or the tool holder from the tool holder.
  • a Ver push force is referred to as the force which is required for displacement of the lower tool on or within the tool holder in the longitudinal direction.
  • the amount of frictional force normally acts in the opposite direction of the direction of displacement. For a displacement of the tool, the displacement force must be greater than the frictional force.
  • the at least one Reibredu Vietnamese dissemiconductors device is arranged in a, preferably in each case provided for receiving space of the lower tool of the art, that the Reibredu Vietnamese dissemiconductors device relative to the adjacent or surrounding bottom at least in one direction, preferably in the direction of Weight force, is designed to be movable. It is possible for each Reibredu Vietnamese dissemiconductor provide a separate receiving space in the lower tool or to arrange several Reibredu Vietnamese dissvorraumen in a common receiving space.
  • the receiving space can be designed, for example, as a milling pocket within the lower tool in such a way that a complete reception of the Reibredu Vietnamese Vietnamese diss, in particular a sliding element, sliding wedge or a Rohe, is possible.
  • the extension of the receiving space in the longitudinal direction of the substation can be selected in such a way that an at least partial displacement or movement of the Reibredu Vietnamese direction within the receiving space is possible depending on the execution of the Reibredu Vietnamese.
  • the positioning of the receiving space in the tool shank of the lower tool and / or in the tool shank of the Un terwerkmaschines a formation of the Reibredu Vietnamese device can be avoided as a disturbing contour in the case of tool clamping. Thus, a good application of force tool clamping can be guaranteed on the lower tool.
  • the use of an automated change system for example by means of a robot, is facilitated.
  • the Reibredu Vietnamese distals device comprises an adjustable Federele element for adjusting the height of the biasing force.
  • the adjustable spring element can be formed, for example, as a leaf spring, plate spring, screw benfeder or as a resilient plastic body or the like. It has proved to be advantageous that one side of the spring element is supported on the lower tool and clamps a sliding element, a sliding wedge and / or a tube in the direction of the weighting force of the lower tool or in the direction of loading with a predefinable spring force. It may be advantageous in certain threads, if the maximum spring force of the spring element is greater than the weight of the lower tool. In this case, he has to measure the expert in accordance with the present geometric conditions to achieve an opti male interpretation of the adjustability of the spring element.
  • the spring force can be determined very easily via an externally adjustable Auflagerein.
  • the adjustability of, for example, a coil spring can be changed by a rotary device for adjusting the spring force.
  • the ability to adjust the amount of biasing force allows the skilled person to realize faster set-up speeds, as well as to significantly reduce damage to the lower tool or the tool holder.
  • Another advantage is that several Reibredutations devices can have different biasing forces, which can be specifically taken into account the geometric conditions of the lower tool and the distribution of the weight.
  • the biasing force is at least 20% of the weight of the lower tool.
  • the wear sensor can be designed as an optical and / or mechanical sensor and should have the most direct visual or contact connection to the sliding element, the sliding wedge, the roller, and / or their optional covering.
  • the wear sensor allows detection of the remaining available covering and / or the strength, which are made detectable for example by suitable markings for the sensor. It can be avoided in this way any damage to the lower tool and / or the tool holder by timely replacement of the sliding element, wedge, the roller and / or the covering become. This increases safety and allows defined working or maintenance intervals.
  • connected to the wear sensor wireless transmission device for transmitting the wear data to the Anlagensteu tion is formed in the lower tool and / or the tool holder.
  • a fixing agent here e.g. relatively simple running screws for fixing the sliding element or a sliding wedge in the Reibredu Vietnamesesvorraum be used.
  • clamping or locking elements such as an openable flap with a passage for example, a roller or a sliding wedge on the bottom are conceivable.
  • the fi xierstoff can be designed to permit at least partial movement of the Gleitele element, wedge or role in the loading and / or catching direction.
  • the at least one Reibredu Vietnamese distalgestingsvorraum is aligned in the loading direction aligned and / or in the transverse direction on both sides of the lower tool is.
  • the service life of the Reibredudictions device can be extended and prevent excessive wear of a sliding element.
  • the Reibredu Vietnamese, Vietnamese, растение has a, preferably elastic, coating in at least loading direction for contacting the Malawibergernah meober Design.
  • the use of such a coating allows a specific coordination of required strength and / or frictional properties, such as a defined coefficient of friction m.
  • the appropriate choice of the pad and its pad thickness can serve to optimize the elastic properties with respect to the effect of the biasing force.
  • the coating may e.g. be designed as a resilient material, such as rubber, and possibly at the same time develop an effect as previously mentioned spring element. This can bring particular advantages when the sliding element of the Reibredu Vietnamese Device is designed as a role.
  • such a coating when needed or reaching a minimum strength can be relatively easily replaced, which in turn brings significant cost and time advantages.
  • plastics such as PTFE, PEEK and the like.
  • the Reibredu Vietnamese spatula is designed as a sliding element, wherein the coefficient of friction of the sliding element relative to the Tool holder has a lower coefficient of friction m2 than the coefficient of friction of the lower tool relative to the tool holder m ⁇ .
  • Such a sliding member and the application of the biasing force he allows a transfer of a large part of the weight of the lower tool over, for example, a low-friction surface of the sliding member.
  • the frictional force in a displacement in the longitudinal direction can be significantly reduced.
  • damage to the lower tool and / or the tool holder can be effectively avoided, since the wear in the friction is at least partially, preferably completely, carried by the sliding member.
  • the condition mi> m 2 has proven to be particularly advantageous.
  • Such Gleitele elements may have a flat, but also curved, bearing surface in the direction horrauf acquisition.
  • the sliding element may have a covering on the underside in the direction of the work tool receiving, or else be formed in one piece.
  • the sliding element is made of a metal be and is provided on the sliding surface with a coating which for the desired frictional properties, in particular the coefficient of friction m 2 , provides.
  • a sliding element can be designed to be movable in part within the receiving space, partially along the longitudinal direction, and in a particular embodiment also as a sliding wedge.
  • the sliding element and / or the lining of the sliding element has bevelled and / or rounded edges.
  • This measure can significantly reduce the risk of jamming during displacement of the lower tool and contributes to a protection of the lower tool and the tool holder.
  • the coefficient of friction of the sliding wedge relative to the wedging planes should have a clotting Geren friction coefficient than the coefficient of friction of the sliding wedge against the mea- tion m 2 .
  • the operation of such a sliding wedge substantially corresponds to the previously described sliding element.
  • the biasing force can be applied analogously to the sliding element on the sliding wedge, whereby a significant proportion of the weight can be transmitted from the at least one sliding wedge on the tool holder.
  • the condition mi> m 2 > p 3 has proven to be particularly advantageous since, in the limiting case, the lower tool is guided flat upwards along the wedge during displacement in the longitudinal direction and may even lose contact with the tool holder. In this way, a direct contact of the lower tool to the tool holder can be passed. The damage to the lower tool and / or the tool holder is thereby avoided that a relatively cheap and easily replaceable sliding wedge or lining of the sliding wedge carries the wear.
  • a roller axis ent long the wedging planes is designed to be movable and limited the receiving space in the longitudinal direction by a stop and the coefficient of friction of the roller axis with respect to the wedging planes has a lower coefficient of friction m 4 than the coefficient of friction of the roller relative to the tool holder m 2 and the coefficient of friction of the roller opposite the tool acceptance is m 2 higher than the coefficient of friction of the lower tool relative to the Malawiauf exception mi.
  • the locally higher surface pressure of the roller relative to the lower tool due to the smaller ren support cross-section allows a consistently good contact of the Reibredu Vietnamesesvorrich- device for tool holder. It is analogous to the above-described idea of the sliding wedge and / or the sliding element that the biasing force of the friction reduction device results in that the weight of the lower tool is at least partially transmitted from the roller to the tool holder. It has surprisingly been found that a spring-elastic coating of the role, which can make up a proportion of about 10 to about 80% of the radius of the roll, can exert an effect as a spring element. The spring-elastic guided roller can thus apply the required biasing force and remains static, ie stationary state by the weight in the middle of the receiving space. An unintentional displacement of the lower tool is therefore excluded.
  • the receiving space is in the loading direction of the tool holder pioneering in the longitudinal direction designed such that a rest position of the roller or roller axis is seen easily.
  • the receiving space is dimensioned sufficiently large di that a deflection of the roller along the longitudinal direction can take place.
  • the choice of friction conditions with a ratio of m 2 >mi> m 4 can cause the roller to always return to the rest position in the static case.
  • suitable choice of material and / or friction coefficients and / or elastic properties of the roll or the loading lags can be achieved that in a displacement of the lower die in the longitudinal direction, a slipping of the lower die on the roll.
  • the weight of the lower tool is thus transmitted via the roller axes at least partially on the role.
  • the rollers can contribute to facilitated displacement in the longitudinal direction by the comparatively low rolling resistance.
  • in the longitudinal direction of the stop of the receiving space is also formed as a role to prevent jamming of the roller or roller axis. Due to the oblique or oblique position of the wedging planes in the longitudinal direction relative to the bottom or the tool receiving surface, it may even come to a complete relief of Kon contact areas of the lower tool, whereby the reduction of the resulting Nor malkraft of the lower tool on the tool train recording is done, so to speak complete.
  • the water case may occur when the lower tool is supported along the inclined wedging planes when displaced in the longitudinal direction on the roller axes and thereby a lifting of the lower tool is achieved in the limiting case.
  • Upon reaching the desired position in the longitudinal direction by means of the tool holder can by the very low friction forces and the low coefficient of friction m 4 of the roller axis against the wedging planes a kind of self-centering the Reibredu Vietnamesesvorraum done. This also contributes to the elastic trained the role or the lining, which cause corresponding restoring forces.
  • the roller axle can be secured against falling out from below by means of a fixing means, which can be eg a flap or a rail. In the manner described can be used ver very advantageous and easy a movable in the loading and / or longitudinal direction roller to adjust the biasing force and to avoid damage to the lower tool and / or the tool holder.
  • the skilled person is responsible for selecting the angle of the wedging planes.
  • the wedging planes can be executed as straight, continuously rising surfaces, also as a kind of circular segment, in order to simplify the self-centering of the sliding wedge or the roller.
  • FIG. 1 example of a bending machine
  • Fig. 2 Schematic exploded view of a lower tool with Reibredulements devices and tool holder;
  • FIG. 3 Schematic representation of the general balance of forces in frictional contact of two bodies
  • FIG. 4 Schematic representation of an embodiment of a Reibredu Vietnamese silicate
  • FIG. 5 Schematic representation of an embodiment of a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spallammonium, Fig. 5 Schematic representation of an embodiment of a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula, a Reibredu Vietnamese spatula,
  • FIG. 6 Schematic representation of an embodiment of a Reibredu Vietnamese spatula, a nursing woman.
  • Fig. 1 is a schematic representation of a bending machine 1 with a system controller 22 an upper tool 2 and a lower tool 3 is shown, which is arranged on a factory tool holder 10.
  • the schematic also shows the wesentli chen vertical load direction 14 and the longitudinal direction 12 along which the lower tool 3 in a guide groove 9 of the tool holder 10 should be displaced.
  • the transverse direction 13 is orthogonal to the longitudinal direction 12 and loading direction 14.
  • Fig. 2 is a schematic exploded view of a lower tool 3 with a base body 5 and in the transverse direction 13 laterally formed tool shoulders 7 ersicht Lich.
  • the main body 5 has a tool shaft 8 for receiving in the corresponding guide groove 9 of the tool holder 10.
  • Fig. 3 is a schematic representation of the occurring force relationships of a lower tool 3, which is in contact with a tool holder 10 shown.
  • the estimate of a frictional force 15 from the product of the weight 17 with egg nem friction coefficient mi 30 between the lower tool 3 and tool holder 10 Runaway leads.
  • the displacement force 19 in the longitudinal direction 12 must be greater than the friction force 15.
  • Fig. 3 normally loads the entire weight of the substation 3 ze as weight 17 on a portion of the tool holder 10th
  • the lower tool 3 according to the invention will be explained with reference to some schematic representations of FIGS. 4 to 6 in conjunction with FIGS. 2 and 3.
  • a biasing force 16 in Rich tion of the weight 17 is applied by the Reibredu Vietnamese silicates 11 according to the invention.
  • a Reibredu Vietnamese silicates 11 is arranged in a receiving space 20 of the lower tool 3 according to the invention.
  • the weight of 17 Unterwerk zeugs 3, which acts on the tool holder 10 is by the application of a biasing force 16 by means of a respective Reibredu Vietnamesesvortechnisch 11 to a resulting Nor malkraft 18 apparently reduced, the force introduction of the weight 17 is at least partially via the Reibredu Vietnamesesvortechnisch 11 ,
  • the dashed arrow of the weight 17 by the biasing force 16, wel che on the slider, a sliding wedge or a roller acts on the resulting normal force 18 can be reduced.
  • the arrow lengths can be understood as a graphical illustration of the height of the individual forces.
  • sliding element 26 is designed to be displaceable in the direction of the force or load direction 14.
  • the application of the biasing force 16 to the sliding member 26 he follows by a spring element 21, which is exemplified as a spiral spring.
  • A, shown by way of example as a screw, fixing means 25 allows a play of the sliding member 26 in the loading direction 14 and / or longitudinal direction 12, but prevents falling out of the Reibredu Vietnamesesvortechnisch 11 when removing the lower tool.
  • the sliding member 26 forms out with a covering 27.
  • beveled edges of the pad 27 and the sliding member 26 erse hen.
  • a wear sensor 23 is arranged within the lower tool 3 such that at least one side of the sliding element 26 and / or an optional covering 27 can be detected.
  • a signal preferably by means of a wireless transmission device 24, can be sent to a system controller 22.
  • FIG. 5 shows another embodiment of a lower tool, possibly independent of itself, with a friction reduction device in the form of a slide wedge 29.
  • the slide wedge 29 is in the rest position and the lower tool 3 rests on the tool holder 10.
  • a biasing force 16 is applied via the slide wedge 29 to the tool holder 10 by the spring element 21. This results in the reduction of the resulting normal force 18 relative to the weight 17 of the lower die 3.
  • the sliding wedge 29 is formed within half of the receiving space 20 in the longitudinal direction 12 and load direction 14 movable from.
  • the slide wedge has opposite the lower tool at the wedging planes 28 a Friction coefficients m 3 32 on.
  • the coefficient of friction between the lining 27 of the sliding wedge 29 for the tool holder 10 is shown as m 2 31.
  • the friction coefficient between the lower tool 3 and the tool holder 10 is shown as mi 30.
  • a wear sensor 23 and a wireless transmission s Vorrich device 24 are shown schematically and are not discussed in detail here with reference to the aforementioned Dis discussion.
  • a displacement of the lower tool in the longitudinal direction 12 is indicated.
  • the force application of the weight 17 takes place on the wedging plane 28 on one side of the sliding wedge 29 and on the spring element 21 in the direction tool holder 10.
  • the resulting normal force 18 can make up a comparatively small proportion of the weight 17.
  • it is possible that the entire weight is transferred 17 force on the Reibredu Vietnamesesvortechnisch 11 on the tool holder 10. Such a case may occur when the friction coefficient m 3 32 is significantly smaller than the friction coefficient m 2 31 and mi 30.
  • the slide wedge 29 has a beveled tops, which correspond with the wedging planes 28 in the illustrated form korres. In this way, damage to the lower tool 3 and / or the tool holder 10 is avoided.
  • FIG. 6 shows a further embodiment of a lower tool 3, which may be independent of itself, having a friction reduction device 11 in the form of a roller 35.
  • a friction reduction device 11 in the form of a roller 35.
  • the roller 35 shown has a coating 27 in the radial direction.
  • the roller 35 is stored within the receiving space 20 in the longitudinal direction 12 and loading direction 14 be movable.
  • the receiving space 20 is extended upward, counter to the loading direction 14, such that the roller 35 is free to move about the roller axis 34.
  • the roller axle 34 is in transverse direction 13 in each case in contact with the wedging plane 28.
  • the covering 27 of the rollers 35 is designed resiliently. However, it is also conceivable Federelas form the roller body table, whereby a coating 27 would be avoidable. In the case of a shown roller 35 with coating 27, this and / or the roller body can act as a spring element 21. In this way, a biasing force 16 is applied analogously to the previously discussed embodiments, whereby the weight force 17 of the lower tool 3 is reduced to the resulting normal force 18. Between the roller axis 34 and the lower tool 3, the friction force 15 is determined locally by the coefficient of friction m 4 33 and the proportion of the applied weight of force 17 of the lower tool 3. As can be seen in Fig.
  • the roller 35 in the static case, is arranged by a self-centering effect at a vertex of the receiving space 20 between the wedging planes 28.
  • the receiving space 20 is limited in the catching direction 12 by a stop.
  • the stop can, as shown in Fig. 6a and b, are formed by at least one additional stop roller, whereby a jamming of the roller 35 can be avoided for larger Fssensverschiebache.
  • a wear sensor 23 and a transmission device 24 are schematically indicated in FIG. On a repetition of the operation is at this point with reference to the discussion of Figs. 4 and 5 verwie sen.
  • Fig. 6b the situation of the Reibredu Vietnamesesvortechnisch 11 is shown during a Fssensverschiebung schematically.
  • the roller axis 34 is displaced along the wedging plane 28, as a result of which the proportion of the prestressing force 16 relative to the resulting normal force 18 increases.
  • a lifting of the lower tool 3 in the contact area to the tool holder 10 takes place.
  • the lower tool 3 is fully supported in this case on the roller shaft 34 and the roller 35 on the tool holder 10.
  • the low rolling resistance in the Fssens displacement results in a reduction of the displacement force 19 and an effective Reduk tion of the weight 17 of the lower tool 3 which acts on the tool holder 10.
  • a desired position in the catching direction 12 on the tool holder 10 can take the rest position between the wedging planes 28 by the very low friction coefficient m 4 33 relative to the friction coefficient 1 30 and / o of m2 3 l.
  • a fixing means 25 which, for example, by a flap for fixing the roller shaft 34 can be fastened from the bottom 6 on the lower tool 3 be.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Unterwerkzeug (3) für eine Biegemaschine (1), insbesondere Gesenkbiegemaschine, umfassend, einen längserstreckten Grundkörper (5), welcher an seiner Unterseite (6) einen Werkzeugschaft (8) zur Aufnahme in einer Führungsnut (9) einer Werkzeugaufnahme (10) und optional in Querrichtung (13) Werkzeugschultern (7) aufweisen und zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung (11) an der Unterseite (6) des Grundkörpers (5) zur Verringerung einer Reibkraft (15) zwischen der Unterseite (6) und der Werkzeugaufnahme (10) bei einer Verschiebung des Unterwerkzeugs (3) in Längsrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung (11) derart ausgebildet ist, dass eine Gewichtskraft (17) des Unterwerkzeugs (3) auf die Werkzeugaufnahme (10) unter Aufbringung einer Vorspannkraft (16) in Richtung der Gewichtskraft (17) eine relativ zur Gewichtskraft (17) geringere resultierende Normalkraft (18) des Unterwerkzeugs (3) auf die Werkzeugaufnahme (10) bewirkt.

Description

UNTERWERKZEUG MIT REIBREDUKTIONS VORRICHTUNG
Die Erfindung betrifft ein Unterwerkzeug für eine Biegemaschine, insbesondere Gesenkbie- gemaschine, umfassend zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung zur Reduktion der Reib kraft zwischen der Unterseite des Unterwerkzeugs und einer Werkzeugaufnahme.
In modernen Umformmaschinen, insbesondere Biegemaschinen, ist es häufig erforderlich, ei nen Werkzeugwechsel eines Oberwerkzeugs und/oder Unterwerkzeugs durchzuführen. Die Umform- bzw. Biegewerkzeuge werden dabei an Werkzeugaufnahmen der Biegemaschine für die jeweilige Umformoperation optimal zueinander ausgerichtet und können optional gegen eine unbeabsichtigte Verschiebung während des Biegeprozesses verspannt bzw. geklemmt werden. Zunehmende Bedeutung bekommen hierbei einfache Werkzeugwechselsysteme, wel che insbesondere bei Unterwerkzeugen einen leichtgängigen Austausch ermöglichen. Unter werkzeuge weisen in der Regel einen längserstreckten Grundkörper auf, welcher an seiner Oberseite ein für die jeweilige Umformoperation ausgelegte Gesenkform aufweist. Ein derar tiges Unterwerkzeug weist an seiner Unterseite in der Regel einen Werkzeugschaft auf, wel cher zur Aufnahme in einer Führungsnut einer Werkzeugaufnahme dient. Häufig sind seitlich in Querrichtung, welche normal zur Längsrichtung des Grundkörpers liegt, Werkzeug schul tern ausgebildet. Bei einem Werkzeugwechsel kann es durch das Eigengewicht des Unter werkzeugs und die auf die Werkzeugaufnahme wirkende Gewichtskraft bei der Verschiebung des Unterwerkzeugs entlang der Werkzeugaufnahme zu einer Beschädigung der Unterwerk zeugoberfläche und/oder der Werkzeugaufnahmeoberfläche kommen.
Um eine Beschädigung der Unterwerkzeugoberfläche und/oder der Oberfläche der Werkzeug aufnahme zu vermeiden, sind dem Stand der Technik bislang einige technische Lösungen be kannt. Beispielhaft sei an dieser Stelle die WO 2014/007640 genannt. Hierin wird die Ausbil dung eines separaten auf starren Rollen geführten Gleitschlittens als Werkzeugschaft an der Unterseite des Unterwerkzeugs beschrieben. Ferner ist dabei die Ausbildung der Werkzeug aufnahme mittels eines in der Belastungsrichtung höhenverstellbaren Führungskanals der Werkzeugaufnahme erforderlich. Auf diese Weise ist es möglich, das Unterwerkzeug durch Aktivierung eines pneumatischen Systems anzuheben, wodurch die Werkzeugschultem von der Werkzeugaufnahme abheben und das Unterwerkzeug auf den starren Rollen der Werk zeugaufnahme entlang der Führungsnut verschiebbar wird. Die Umsetzung dieses Konzepts erfordert einen relativ hohen technischen Aufwand, welcher erhöhte Kosten in der Herstel lung bedingt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, die Nachteile des Standes der Technik zu über winden und ein Unterwerkzeug mit einer Reibreduktionsvorrichtung zur Verfügung zu stel len, mittels derer ein Benutzer in der Lage ist, relativ einfach, kostengünstig, sicher und schnell einen Werkzeugwechsel vorzunehmen.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung und ein Verfahren gemäß den Ansprüchen gelöst.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung betrifft ein Unterwerkzeug für eine Biegemaschine, insbe sondere Gesenkbiegemaschine, welche einen längserstreckten Grundkörper und zumindest eine darin aufgenommen oder daran ausgebildete Reibreduktionsvorrichtung umfasst. Der Grundkörper weist an seiner Unterseite einen Werkzeug schaft auf und kann in Querrichtung Werkzeugschultem, welche gegenüber dem Werkzeugschaft zurückversetzt angeordnet sind, aufweisen. Die zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung ist an der Unterseite des Grundkör pers zur Verringerung einer Reibkraft zwischen Unterseite und der Werkzeugaufnahme bei einer Verschiebung des Unterwerkezugs in Längsrichtung derart ausgebildet, dass eine Ge wichtskraft des Unterwerkzeugs auf die Werkzeugaufnahme unter Aufbringung einer Vor spannkraft in Richtung der Gewichtskraft eine relativ zur Gewichtskraft geringere resultie rende Normalkraft des Unterwerkzeugs auf die Werkzeugaufnahme bewirkt.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zu einer Reduktion des Ver schleißes des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme nicht zwingend eine vollstän dige Abhebung des Unterwerkzeugs bzw. der Werkzeugschultem von der Werkzeugauf nahme stattfinden muss. Allgemein wird im Kontext der vorliegenden Erfindung eine Ver schiebekraft als jene Kraft bezeichnet, welche zur Verschiebung des Unterwerkzeugs an oder innerhalb der Werkzeugaufnahme in Längsrichtung erforderlich ist. Die Höhe der Reibkraft wirkt normalerweise in entgegengesetzte Richtung der Verschieberichtung. Für eine Ver schiebung des Werkzeugs muss die Verschiebekraft größer als die Reibkraft sein. Die Reib kraft FR kann in allgemein bekannter Weise durch die vertikal gerichtete Gewichtskraft FG des Unterwerkzeugs in Belastungsrichtung und einem Faktor, dem Reibkoeffizienten m zwischen einer ersten und zweiten Oberfläche, als FR= m :;:FG angenähert werden. Für etwaige Abwei chungen von dieser Verallgemeinerung können die jeweils in verschiedene Richtungen wir kenden Teilkräfte, in dem Fachmann bekannter Weise, vektoriell zusammengesetzt werden.
Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass es möglich ist, die Reibkraft zwischen der Un terseite des Unterwerkzeugs und der Werkzeugaufnahme zu reduzieren, in dem eine schein bare Reduktion der Gewichtskraft des Unterwerkzeugs auf die Werkzeugaufnahme durch die erfindungsgemäße Reibreduktionsvorrichtung vorgenommen wird. Hierzu wird eine Vor spannkraft von der Reibreduktionsvorrichtung auf die Werkzeugaufnahme aufgebracht. Die Abstützung der Reibreduktionsvorrichtung innerhalb des Unterwerkzeugs bewirkt eine scheinbare Reduktion der Gewichtskraft des Unterwerkzeugs auf die Werkzeugaufnahme. Die somit resultierende Normalkraft des Unterwerkzeugs auf die Werkzeugaufnahme ist geringer als die eigentliche Gewichtskraft des Unterwerkzeugs, da eine Abstützung in Höhe der aufge brachten Vorspannkraft über die Reibreduktionsvorrichtung auf die Werkzeugaufnahme er folgt. Auf diese Weise wird es möglich, relativ einfach eine Beschädigung der Werkzeugauf nahme und/oder des Unterwerkzeugs und/oder einer Unterwerkzeugklemmung zu vermeiden. Dies erlaubt längere Einsatzintervalle des Unterwerkzeugs bzw. häufigere Werkzeugwechsel ohne Beschädigung der Werkzeugaufnahme oder des Unterwerkzeugs. Dadurch können auch Wartungsintervalle der Biegemaschine verlängert werden. Hinzu kommt, dass die Reibkraft bei der Verschiebung in Längsrichtung beim Werkzeugwechsel reduzierbar wird, wodurch schnellere Rüstgeschwindigkeiten möglich sind. Überdies kann ein Verklemmen des Unter werkzeugs in der Werkzeugaufnahme vermieden werden, was zu einer Erhöhung der Sicher heit beitragen kann.
Des Weiteren kann es zweckmäßig sein, wenn die zumindest eine Reibreduktions Vorrichtung in einem, vorzugsweise jeweils, dafür vorgesehenen Aufnahmeraum des Unterwerkzeugs der art angeordnet ist, dass die Reibreduktions Vorrichtung gegenüber der benachbarten bzw. um liegenden Unterseite zumindest in einer Richtung, vorzugsweise in Richtung der Gewichts kraft, bewegbar ausgebildet ist. Hierbei ist es möglich für jede Reibreduktionsvorrichtung einen separaten Aufnahmeraum im Unterwerkzeug vorzusehen oder mehrere Reibreduktionsvorrichtungen in einem gemeinsa men Aufnahmeraum anzuordnen. Der Aufnahmeraum kann dabei zum Beispiel als Frästasche innerhalb des Unterwerkzeugs derart ausgebildet sein, dass eine vollständige Aufnahme der Reibreduktionsvorrichtung, insbesondere eines Gleitelements, Gleitkeils oder auch einer Rohe, möglich ist. Die Erstreckung des Aufnahmeraums in Längsrichtung des Unterwerk zeugs kann in Abhängigkeit der Ausführung der Reibreduktionsvorrichtung derart gewählt werden, dass eine zumindest teilweise Verschiebung oder Bewegung der Reibreduktions Vor richtung innerhalb des Aufnahmeraums möglich ist. Durch die Positionierung des Aufnahme raums im Werkzeugschaft des Unterwerkzeugs und/oder in den Werkzeugschultem des Un terwerkzeugs kann eine Ausbildung der Reibreduktions Vorrichtung als Störkontur im Falle einer Werkzeugklemmung vermieden werden. Somit kann eine gute Krafteinleitung einer Werkzeugklemmung auf das Unterwerkzeug gewährleistet werden. Ferner wird die Verwen dung eines automatisierten Wechselsystems, beispielsweise mittels eines Roboters, erleichtert.
Ferner kann vorgesehen sein, dass die Reibreduktions Vorrichtung ein einstellbares Federele ment zur Einstellung der Höhe der Vorspannkraft umfasst.
Das einstellbare Federelement kann dabei zum Beispiel als Blattfeder, Tellerfeder, Schrau benfeder oder auch als federelastischer Kunststoffkörper oder dergleichen ausgebildet sein. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, dass eine Seite des Federelements sich am Unterwerkzeug ab stützt und ein Gleitelement, einen Gleitkeil und/oder eine Rohe in Richtung der Gewichts - kraft des Unterwerkzeugs bzw. in Belastungsrichtung mit einer vorgebbaren Federkraft vor spannt. Es kann in gewissen Fähen vorteilhaft sein, wenn die mögliche maximale Federkraft des Federelements größer ist als die Gewichtskraft des Unterwerkzeugs. Es hegt dabei im Er messen des Fachmanns entsprechend den vorliegenden geometrischen Bedingungen eine opti male Auslegung der Einstellbarkeit des Federelements zu erreichen. Beispielsweise kann bei einem Federelement, welches als Blattfeder ausgeführt ist, die Federkraft sehr einfach über eine von außen verstellbare Auflagerlänge bestimmt werden. In ähnlicher Weise lässt sich die Einstellbarkeit einer z.B. einer Schraubenfeder durch eine Drehvorrichtung zur Einstellung der Federkraft verändern. Die Möglichkeit die Höhe der Vorspannkraft einzustellen, erlaubt dem Fachmann schnellere Rüstgeschwindigkeiten zu realisieren, sowie die Beschädigung des Unterwerkzeugs bzw. der Werkzeugaufnahme deutlich zu reduzieren. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass mehrere Reibreduktions Vorrichtungen unterschiedliche Vorspannkräfte auf weisen können, wodurch gezielt auf die geometrischen Bedingungen des Unterwerkzeugs und die Verteilung der Gewichtskraft Rücksicht genommen werden kann.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Vorspannkraft zumindest 20 % der Gewichts kraft des Unterwerkzeugs beträgt.
Überraschenderweise hat sich bei Unterwerkzeugen gezeigt, dass bereits eine Reduktion der Gewichtskraft des Unterwerkzeugs auf die Werkzeugaufnahme von in Summe zumindest 20 % eine signifikante Reduktion der Oberflächenbeschädigung bewirken kann. In Abhängigkeit von Werkzeuggewicht und/oder Längenausdehnung und/oder Schwerpunktlage kann eine Va riation der Gewichtskraft auf die jeweilige Reibreduktionsvorrichtung erfolgen. Es kann dabei von Vorteil sein, die Reibreduktionsvorrichtungen mit unterschiedlichen Vorspannkräften vorzuspannen, um einen beispielsweise exzentrischen Schwerpunkt in Quer- und/oder Längs richtung des Unterwerkzeugs dahingehend zu kompensieren, dass es eine Verklemmung des Unterwerkzeugs in der Werkzeugaufnahme vermieden wird. Eine Verteilung der Gewichts kraft des Unterwerkzeugs von 20 bis 50 % als Vorspannkraft auf die Reibreduktionsvorrich tung hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen. Auch höhere Vorspannkräfte bis hin zu einer Vorspannkraft, welche größer ist als die Gewichtskraft des Werkzeugs, sind denkbar und kön nen in gewissen Anwendungen vorteilhaft sein.
Vorteilhaft ist auch eine Ausprägung gemäß welcher vorgesehen sein kann, dass ein, bevor zugt mit einer Anlagensteuerung verbundener, Verschleißsensor zur Überwachung einer Min deststärke eines Gleitelements und/oder eines Gleitkeils und/oder eines Belags der Reibreduk tionsvorrichtung innerhalb des Unterwerkzeugs angeordnet ist.
Der Verschleißsensor kann dabei als optischer und/oder mechanischer Sensor ausgebildet sein und sollte eine möglichst direkte Sicht- bzw. Kontaktverbindung zum Gleitelement, dem Gleitkeil, der Rolle, und/oder deren optionalem Belag haben. Der Verschleißsensor erlaubt eine Erfassung des noch zur Verfügung stehenden Belags und/oder der Stärke, welche z.B. durch geeignete Markierungen für den Sensor erfassbar gemacht werden. Es können auf diese Weise etwaige Beschädigungen des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme durch rechtzeitiges Auswechseln des Gleitelements, -keils, der Rolle und/oder des Belags vermieden werden. Dies erhöht die Sicherheit und erlaubt definierte Arbeits- bzw. Wartungsintervalle.
Es kann dabei vorteilhaft sein, die Stromversorgung des Verschleißsensors beispielsweise über eine Unterwerkzeugklemmung auszuführen. Hierbei ist auch denkbar, dass über eine derartige Kontaktierung ein Datentransfer zur Anlagensteuerung vorgenommen wird.
Gemäß einer Weiterbildung ist es möglich, dass eine mit dem Verschleißsensor verbundene kabellose Übertragungsvorrichtung zur Übertragung der Verschleißdaten an die Anlagensteu erung im Unterwerkzeug und/oder der Werkzeugaufnahme ausgebildet ist.
Hierdurch kann ein sehr effektiver Schutz des Verschleißsensors innerhalb des Unterwerk zeugs gewährleistet werden und etwaige Kontaktstellen werden gegen mögliche Verschmut zung und/oder Beschädigung geschützt.
Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn ein, bevorzugt werkzeuglos betätigbar ausgebildetes, Fixiermittel zur Sicherung der Reibreduktionsvorrichtung gegen Herausfallen mit dem Unter werkzeug koppelbar ausgebildet ist.
Als Fixiermittel können hier z.B. relativ einfach ausgeführte Schrauben zur Fixierung des Gleitelements oder eines Gleitkeils in der Reibreduktionsvorrichtung zum Einsatz kommen. Ebenso sind Klemm- oder Rastelemente, wie zum Beispiel eine öffenbare Klappe mit einem Durchlass für zum Beispiel eine Rolle oder einen Gleitkeil an der Unterseite denkbar. Das Fi xiermittel kann derart ausgebildet sein, eine zumindest teilweise Bewegung des Gleitele ments, -keils oder der Rolle in Belastungs- und/oder Fängsrichtung zuzulassen. Somit wird die Funktion der Reibreduktionsvorrichtung nicht behindert, jedoch bei einem Werkzeug wechsel die Reibreduktionsvorrichtung effizient im Unterwerkzeug gegen Herausfallen gesi chert.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung in Belastungsrichtung fluchtend und/oder in Querrichtung beidseitig am Unterwerkzeug ange ordnet ist. Die Ausbildung mehrerer Reibreduktionsvorrichtungen entlang der Unterseite in Längsrich tung am Werkzeugschaft kann zu einer optimalen Lastverteilung bzw. Reduktion der Ge wichtskraft des Unterwerkzeugs genutzt werden. Durch die Verteilung der Gewichtskraft bzw. der Vorspannkraft auf mehrere Auflagepunkte kann die lokale Flächenpressung an der jeweiligen Reibreduktionsvorrichtung verhindert werden. Hierdurch kann die Einsatzdauer der Reibreduktions Vorrichtung verlängert werden und einem übermäßigen Verschleiß eines Gleitelements vorgebeugt werden. Analog dazu kann in Abhängigkeit der Schwerpunktlage des Unterwerkzeugs in Längs- und im besonderem in Querrichtung ein Vorteil darin liegen, zumindest eine Reibreduktionsrichtung, beispielsweise in den Werkzeugschultem, vorzuse hen.
Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass die Reibreduktionsvorrichtung einen, bevorzugt elastischen, Belag in zumindest Belastungsrichtung zur Kontaktierung der Werkzeugaufnah meoberfläche aufweist.
Die Verwendung eines derartigen Belags erlaubt eine gezielte Abstimmung von erforderlicher Festigkeit und/oder Reibeigenschaften, wie etwa einem definierten Reibkoeffizienten m. Ebenso kann die geeignete Wahl des Belags und seiner Belagstärke dazu dienen, die elasti schen Eigenschaften im Hinblick auf die Auswirkung der Vorspannkraft zu optimieren. Der Belag kann z.B. als federelastisches Material, wie zum Beispiel Gummi, ausgeführt sein und unter Umständen gleichzeitig eine Wirkung als zuvor genanntes Federelement entfalten. Dies kann besondere Vorteile bringen, wenn das Gleitelement der Reibreduktions Vorrichtung als Rolle ausgebildet ist. Überdies kann ein derartiger Belag bei Bedarf bzw. Erreichen einer Mindeststärke relativ einfach ausgetauscht werden, was wiederum deutliche Kosten- und Zeit vorteile mit sich bringt. Im Besonderen, sind für einen Belag auch synthetische, bevorzugt öl- und/oder lösungsmittelbeständige, Kunststoffe, wie etwa PTFE, PEEK und dergleichen, ange dacht. Hierdurch kann eine Beschädigung des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugauf nahme reduziert werden und trotzdem eine hohe Beständigkeit des Gleitelements, oder -keils oder des Belags erreicht werden.
Gemäß einer besonderen Ausprägung ist es möglich, dass die Reibreduktions Vorrichtung als Gleitelement ausgebildet ist, wobei der Reibkoeffizient des Gleitelements gegenüber der Werkzeugaufnahme einen geringeren Reibkoeffizienten m2 aufweist, als der Reibkoeffizient des Unterwerkzeugs gegenüber der Werkzeugaufnahme m ΐ.
Die Verwendung eines derartigen Gleitelements und die Aufbringung der Vorspannkraft er laubt eine Übertragung eines Großteils der Gewichtskraft des Unterwerkzeugs über z.B. eine Niedrigreiboberfläche des Gleitelements. Hierdurch kann die Reibungskraft bei einer Ver schiebung in Längsrichtung deutlich reduziert werden. Außerdem wird eine Beschädigung des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme effizient vermeidbar, da der Verschleiß bei der Reibung zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, vom Gleitelement getragen wird. Die Bedingung mi > m2 hat sich hierbei als besonders vorteilhaft erwiesen. Derartige Gleitele mente können eine ebene, aber auch gewölbte, Auflagefläche in Richtung Werkzeugauf nahme aufweisen. Das Gleitelement kann einen Belag an der Unterseite in Richtung Werk zeugaufnahme aufweisen, oder aber auch einteilig ausgebildet sein. Analog zu den oben ge nannten Beispielen des Belags können für das Gleitelement ebenfalls geeignete Kunststoffe eingesetzt werden. Es ist jedoch auch denkbar, dass das Gleitelement aus einem Metall be steht und an der Gleitfläche mit einer Beschichtung versehen ist, welche für die gewünschten Reibeigenschaften, insbesondere dem Reibkoeffizienten m2, sorgt. Ein Gleitelement kann in nerhalb des Aufnahmeraums teilweise entlang der Längsrichtung beweglich ausgebildet, und in einer besonderen Ausführung auch als Gleitkeil ausgebildet sein.
Entsprechend einer vorteilhaften Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass das Gleitelement und/oder der Belag des Gleitelements abgeschrägte und/oder abgerundete Kanten aufweist.
Diese Maßnahme kann die Verklemmungsgefahr bei Verschiebung des Unterwerkzeugs deut lich reduzieren und trägt zu einem Schutz des Unterwerkzeugs sowie der Werkzeugaufnahme bei.
Insbesondere kann es vorteilhaft sein, wenn innerhalb des Aufnahmeraums zwei in Längsrich tung relativ zu einer Ebene der Werkzeugaufnahme schiefe Keilebenen ausgebildet sind und die Reibreduktionsvorrichtung als ein entlang dieser Keilebenen beweglicher Gleitkeil ausge bildet ist. Dabei soll der Reibkoeffizient des Gleitkeils gegenüber den Keilebenen einen gerin geren Reibkoeffizienten aufweisen als der Reibkoeffizient des Gleitkeils gegenüber der Werk zeugaufnahme m2. Die Funktionsweise eines derartigen Gleitkeils entspricht im Wesentlichen dem zuvor be schriebenen Gleitelement. Die Vorspannkraft kann analog zum Gleitelement auf den Gleitkeil aufgebracht werden, wodurch ein erheblicher Anteil der Gewichtskraft vom zumindest einen Gleitkeil auf die Werkzeugaufnahme übertragen werden kann. Durch die beschriebene Wahl der Reibbedingungen bzw. Reibkoeffizienten kann bei der Verschiebung des Unterwerkzeugs ausgenutzt werden, dass sich das Unterwerkzeug zusätzlich zum Federelement auf den Keil ebenen an der Reibreduktionsvorrichtung abstützt. Durch den geringeren Reibkoeffizienten m3 zwischen Keilebene des Unterwerkzeugs und dem Gleitkeil kann diese Abstützung, bei geeig neter Wahl der Reibkoeffizienten zwischen Gleitkeil und der Werkzeugaufnahme m2, in Ab stimmung mit dem Reibkoeffizienten zwischen Unterwerkzeug und der Werkzeugaufnahme mi zu einer deutlichen„Entlastung“ der Kontaktbereiche des Unterwerkzeugs an der Werk zeugaufnahme kommen. Die Bedingung mi > m2 > p3 hat sich als besonders vorteilhaft erwie sen, da im Grenzfall das Unterwerkzeug bei Verschiebung in Längsrichtung entlang der Keil ebenen nach oben geführt wird und sogar den Kontakt zur Werkzeugaufnahme verlieren kann. Auf diese Weise kann ein direkter Kontakt des Unterwerkzeugs zum Werkzeugaufnahme um gangen werden. Die Beschädigung des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme wird dadurch vermeidbar, dass ein relativ günstiges und einfach ersetzbarer Gleitkeil bzw. Belag des Gleitkeils den Verschleiß trägt.
Alternativ dazu kann vorgesehen sein, dass innerhalb des Aufnahmeraums zwei in Längsrich tung relativ zur Oberfläche der Werkzeugaufnahme schiefe Keilebenen ausgebildet sind und die Reibreduktionsvorrichtung als eine Rolle ausgebildet ist. Dabei ist eine Rollenachse ent lang der Keilebenen beweglich ausgebildet und der Aufnahmeraum in Längsrichtung durch einen Anschlag begrenzt und der Reibkoeffizient der Rollenachse gegenüber den Keilebenen weist einen geringeren Reibkoeffizienten m4 auf als der Reibkoeffizient der Rolle gegenüber der Werkzeugaufnahme m2 und der Reibkoeffizient der Rolle gegenüber der Werkzeugauf nahme ist m2 höher als der Reibkoeffizient des Unterwerkzeugs gegenüber der Werkzeugauf nahme mi.
Die lokal höhere Flächenpressung der Rolle relativ zum Unterwerkzeug aufgrund des kleine ren Auflagequerschnitts erlaubt einen durchwegs guten Kontakt der Reibreduktionsvorrich- tung zur Werkzeugaufnahme. Es ist analog zur zuvor beschriebenen Idee des Gleitkeils und/o der des Gleitelements angedacht, dass die Vorspannkraft der Reibreduktionsvorrichtung dazu führt, dass die Gewichtskraft des Unterwerkzeug zumindest teilweise von der Rolle auf die Werkzeugaufnahme übertragen wird. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, dass ein feder elastischer Belag der Rolle, welcher einen Anteil von etwa 10 bis etwa 80 % des Radius der Rolle ausmachen kann, eine Wirkung als Federelement entfalten kann. Die federelastisch aus geführte Rolle kann somit die erforderliche Vorspannkraft aufbringen und verbleibt im stati schen, also unbewegten Zustand durch die Gewichtskraft in der Mitte des Aufnahmeraums. Eine unbeabsichtigte Verschiebung des Unterwerkzeugs wird daher ausgeschlossen.
Der Aufnahmeraum ist in Belastungsrichtung von der Werkzeugaufnahme wegweisend in Längsrichtung derart ausgebildet, dass eine Ruheposition der Rolle bzw. Rollenachse vorge sehen ist. In Längsrichtung ist es vorteilhaft, wenn der Aufnahmeraum ausreichend groß di mensioniert ist, dass eine Auslenkung der Rolle entlang der Längsrichtung erfolgen kann. Die Wahl der Reibbedingungen mit einem Verhältnis von m2 > mi > m4 kann dazu führen, dass die Rolle im statischen Fall immer in die Ruheposition zurückkehrt. Durch geeignete Material auswahl und/oder Reibkoeffizienten und/oder elastische Eigenschaften der Rolle bzw. des Be lags kann erreicht werden, dass bei einer Verschiebung des Unterwerkzeugs in Längsrichtung ein Entlangleiten des Unterwerkzeugs auf der Rolle erfolgt. Die Gewichtskraft des Unter werkzeugs wird somit über die Rollenachsen zumindest teilweise auf die Rolle übertragen.
Die Rollen können durch den vergleichsweise geringen Rollwiderstand zu einer erleichterten Verschiebung in Längsrichtung beitragen. Für besonders lange Verschiebewege kann es vor teilhaft sein, dass in Längsrichtung der Anschlag des Aufnahmeraums ebenfalls als Rolle aus gebildet ist, um eine Verklemmung der Rolle bzw. Rollenachse zu verhindern. Durch die schräge bzw. schiefe Anstellung der Keilebenen in Längsrichtung relativ zur Unterseite bzw. der Werkzeugaufnahmeoberfläche kann es u.U. sogar zu einer völligen Entlastung der Kon taktbereiche des Unterwerkzeugs kommen, wodurch die Reduktion der resultierenden Nor malkraft des Unterwerkzeugs auf die Werkezugaufnahme sozusagen vollständig erfolgt. Die ser Fall kann eintreten, wenn sich das Unterwerkzeug entlang der schrägen Keilebenen bei Verschiebung in Längsrichtung auf den Rollenachsen abstützt und dadurch eine Abhebung des Unterwerkzeugs im Grenzfall erreicht wird. Bei Erreichen der Sollposition in Längsrich tung auf der Werkzeugaufnahme kann durch die sehr geringen Reibkräfte bzw. den niedrigen Reibkoeffizienten m4 der Rollenachse gegenüber den Keilebenen eine Art Selbstzentrierung der Reibreduktionsvorrichtung erfolgen. Dazu trägt auch die federelastisch ausgebildete die Rolle bzw. der Belag bei, welche entsprechende Rückstellkräfte bewirken. Die Rollenachse kann mittels einem Fixiermittel, welche z.B. eine Klappe oder eine Schiene sein kann, von der Unterseite her gegen Herausfallen gesichert sein. Auf die beschriebene Weise kann sehr vor teilhaft und einfach eine in Belastungs- und/oder Längsrichtung bewegliche Rolle dazu ver wendet werden, die Vorspannkraft einzustellen und eine Beschädigung des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme zu vermeiden.
Bei der Ausbildung des Gleitelements der Reibreduktionsvorrichtung als Gleitkeil bzw. Rolle obliegt dem Fachmann die Auswahl des Winkels der Keilebenen. Die Keilebenen können ne ben geraden, stetig ansteigenden Flächen, auch als eine Art Kreissegment ausgeführt werden, um die Selbstzentrierung des Gleitkeils bzw. der Rolle zu vereinfachen.
Darüber hinaus kann vorgesehen sein, dass die Gewichtskraft des Unterwerkzeugs vollständig von der Reibreduktionsvorrichtung auf die Werkzeugaufnahme übertragen wird.
Dies kann durch eine Vorspannkraft, welcher größer als die Gewichtskraft des Unterwerk zeugs ist oder auch durch die beschriebene Wahl der Reibkoeffizienten, Keilwinkel, etc. vor genommen werden. Durch diese Maßnahme kann eine vollständige Reduktion der Reibung des Unterwerkzeugs an der Werkzeugaufnahme erreicht werden. Die in den jeweiligen Fällen geringere Gleitreibung des Gleitelements und/oder Gleitkeils, bzw. die geringe Rollreibung der Reibreduktionsvorrichtung kann die Lebensdauer des Unterwerkzeugs und/oder der Werkzeugaufnahme entschieden erhöhen. Ferner können die Gleitelemente, Gleitkeile, Rollen und/oder deren Beläge relativ einfach und kostengünstig ersetzt werden. In Summe können sich daraus bedeutende Kostenvorteile ergeben und die Sicherheit in der Anwendung für den Bediener erhöht werden.
Zum besseren Verständnis der Erfindung wird diese anhand der nachfolgenden Figuren näher erläutert.
Es zeigen jeweils in stark vereinfachter, schematischer Darstellung:
Fig. 1 Beispiel einer Biegemaschine; Fig. 2 Schematische Explosionsdarstellung eines Unterwerkzeugs mit Reibreduktions vorrichtungen und Werkzeugaufnahme;
Fig. 3 Schematische Darstellung des allgemeinen Kräfteverhältnis bei Reibkontakt zweier Körper;
Fig. 4 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Reibreduktionsvor richtung zur Aufbringung einer Vorspannung mit Gleitelement;
Fig. 5 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Reibreduktionsvor richtung zur Aufbringung einer Vorspannung mit Gleitkeil;
Fig. 6 Schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer Reibreduktionsvor richtung zur Aufbringung einer Vorspannung mit Rolle.
Einführend sei festgehalten, dass in den unterschiedlich beschriebenen Ausführungsformen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen versehen wer den, wobei die in der gesamten Beschreibung enthaltenen Offenbarungen sinngemäß auf glei che Teile mit gleichen Bezugszeichen bzw. gleichen Bauteilbezeichnungen übertragen wer den können. Auch sind die in der Beschreibung gewählten Lageangaben, wie z.B. oben, un ten, seitlich usw. auf die unmittelbar beschriebene sowie dargestellte Figur bezogen und sind diese Lageangaben bei einer Lageänderung sinngemäß auf die neue Lage zu übertragen.
In Fig. 1 ist eine schematische Darstellung einer Biegemaschine 1 mit einer Anlagensteuerung 22 einem Oberwerkzeug 2 sowie einem Unterwerkzeug 3 gezeigt, welches an einer Werk zeugaufnahme 10 angeordnet ist. Die schematische Darstellung zeigt weiters die im Wesentli chen vertikale Belastungsrichtung 14 sowie die Längsrichtung 12 entlang welcher das Unter werkzeug 3 in einer Führungsnut 9 der Werkzeugaufnahme 10 verschiebbar sein soll. Weiters ist ersichtlich, dass die Querrichtung 13 orthogonal zur Längsrichtung 12 bzw. Belastungs richtung 14 steht. In Fig. 2 ist eine schematische Explosionsdarstellung eines Unterwerkzeugs 3 mit einem Grundkörper 5 sowie in Querrichtung 13 seitlich ausgebildeten Werkzeugschultern 7 ersicht lich. Der Grundkörper 5 weist einen Werkzeugschaft 8 zur Aufnahme in der korrespondieren den Führungsnut 9 der Werkzeugaufnahme 10 auf. In Fig. 2 sind mögliche Positionen für die Anordnung der zumindest einen Reibreduktionsvorrichtung 11 ersichtlich. Wie schematisch dargestellt, können mehrere Reibreduktionsvorrichtungen 11 in Längsrichtung 12 in jeweils dafür vorgesehenen Aufnahmeräumen 20 an der Unterseite 6 des Unterwerkzeugs 3 ausgebil det sein. Überdies ist es möglich, eine Reibreduktionsvorrichtung 11 an der Unterseite 6 des Unterwerkzeugs 3 in den Werkzeugschultem 7 vorzusehen. Derartig angeordnete Reibreduk tionsvorrichtungen 11 können zur Abstützung bzw. einer Momentenkompensation dazu ver wendet werden, eine ungewünschte Werkzeug verklemmung bei exzentrischem, also von einer Vertikalachse der Werkzeugaufnahme abweichend angeordneten, Schwerpunkt des Unter werkzeugs 3 zu vermeiden.
In Fig. 3 ist eine schematische Darstellung der auftretenden Kräfteverhältnisse eines Unter werkzeugs 3, welche mit einer Werkzeugaufnahme 10 in Kontakt steht, gezeigt. Normaler weise kann die Abschätzung einer Reibkraft 15 aus dem Produkt der Gewichtskraft 17 mit ei nem Reibkoeffizienten mi 30 zwischen Unterwerkzeug 3 und Werkzeugaufnahme 10 durchge führt werden. Die Verschiebekraft 19 in Längsrichtung 12 muss größer als die Reibkraft 15 sein. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, lastet im Normalfall das gesamte Gewicht des Unterwerk zeugs 3 als Gewichtskraft 17 auf einem Bereich der Werkzeugaufnahme 10.
Das erfindungsgemäße Unterwerkzeug 3 wird anhand einiger schematischer Darstellungen der Fig. 4 bis 6 in Zusammenschau mit Fig. 2 und 3 erläutert. Um die Reibkraft 15 zwischen der Unterseite 6 und der Werkzeugaufnahme 10 bei einer Verschiebung des Unterwerkzeugs 3 in Längsrichtung 12 zu ermöglichen, wird erfindungsgemäß eine Vorspannkraft 16 in Rich tung der Gewichtskraft 17 durch die Reibreduktionsvorrichtung 11 aufgebracht. Wie schema tisch in Fig. 4 ersichtlich, ist erfindungsgemäß eine Reibreduktionsvorrichtung 11 in einem Aufnahmeraum 20 des Unterwerkzeugs 3 angeordnet. Die Gewichtskraft 17 des Unterwerk zeugs 3, welche auf die Werkzeugaufnahme 10 wirkt, wird durch die Aufbringung einer Vor spannkraft 16 mittels jeweils einer Reibreduktionsvorrichtung 11 auf eine resultierende Nor malkraft 18 scheinbar reduziert, wobei die Krafteinleitung der Gewichtskraft 17 zumindest teilweise über die Reibreduktionsvorrichtung 11 erfolgt. Wie schematisch in Fig. 4, 5 und 6 dargestellt, kann der strichlierte Pfeil der Gewichtskraft 17 durch die Vorspannkraft 16, wel che auf das Gleitelement, ein Gleitkeil oder eine Rolle wirkt, auf die resultierende Normal kraft 18 reduziert werden. Die Pfeillängen können als graphische Illustration der Höhe der einzelnen Kräfte verstanden werden. Somit kann ein Großteil der Gewichtskraft 17 über die Reibreduktionsvorrichtung 11 auf die Werkzeugaufnahme 10 übertragen werden. Das in Fig.
4 dargestellte Gleitelement 26 ist in Richtung der Krafteinleitung bzw. Belastungsrichtung 14 verschiebbar ausgebildet. Die Aufbringung der Vorspannkraft 16 auf das Gleitelement 26 er folgt durch ein Federelement 21, welches beispielhaft als Spiralfeder dargestellt ist. Ein, bei spielhaft als Schraube dargestelltes, Fixiermittel 25 erlaubt ein Spiel des Gleitelements 26 in Belastungsrichtung 14 und/oder Längsrichtung 12, verhindert jedoch ein Herausfallen der Reibreduktionsvorrichtung 11 beim Herausnehmen des Unterwerkzeugs 3.
Als optionale Möglichkeit ist in Fig. 4 ferner das Gleitelement 26 mit einem Belag 27 ausge bildet. Überdies können abgeschrägte Kanten des Belags 27 sowie des Gleitelements 26 erse hen werden. Ferner ist aus Fig. 4 zu ersehen, dass ein Verschleißsensor 23 innerhalb des Un terwerkzeugs 3 derart angeordnet ist, dass zumindest eine Seite des Gleitelements 26 und/oder eines optionalen Belags 27 erfasst werden kann. Beim Erreichen einer Mindeststärke des Gleitelements 26 und/oder des Belags 27 kann ein Signal, bevorzugt mittels einer drahtlosen Übertragungsvorrichtung 24, an eine Anlagensteuerung 22 gesendet werden.
Zum besseren Verständnis wird das erfindungsgemäße Prinzip anhand des folgenden Berech nungsbeispiels der Reibkraft 15, FR, anhand exemplarischer Werte kurz erläutert und sollte sinngemäß für alle Ausführungsbeispiele in Zusammenschau mit Fig. 1 bis Fig. 6 verstanden werden:
Gewichtskraft 17 des Unterwerkzeugs 3 = FG = 200 N;
Vorspannkraft 16 von zwei Reibreduktionsvorrichtungen 11 = Fv: 50N + 50 N = 100 N; resultierende Normalkraft 18 = FN = FG-FV = 100 N;
Reibkoeffizient mi 30 zw. Unterwerkzeug und Werkzeugaufnahme 30 = 0.5; Reibkoeffizient m231 zw. Reibreduktionsvorrichtung und Werkzeugaufnahme = 0.2.
Normalerweise entspricht die Reibkraft 15 FR = P I*FG = 0.5*200 N = 100 N, wodurch zur Verschiebung des Unterwerkzeugs 3 eine Verschiebekraft 19 von mehr als 100 N erforderlich ist. Unter der vereinfachten Annahme, dass die Verringerung der Gewichtskraft 17
FG = 200 N durch die erfindungsgemäße Reibreduktions Vorrichtung 11 um die Vorspannkraft 16 Fv = 100 N auf eine resultierende Normalkraft 18, durch FN = FG-FV =
200 N - 100 N = 100 N erfolgt, kann die auftretende Reibkraft 15 des Gesamtsystems, und somit die erforderliche Verschiebekraft 19, reduziert werden. Es lässt sich die Gesamtreib kraft FR-sum durch Zusammensetzung der Teilreibkräfte des Unterwerkzeugs FRI und des Glei telements FR2 abschätzen. Daher gilt:
FR-Sum = FRI + Fr2 = pi*FN + p2*Fv = 0.5* 100 N + 0.2* 100 N = 70 N.
Dies bedeutet im konkreten Beispiel, dass die Verwendung zweier Reibreduktionsvorrichtun gen 11, welche jeweils eine Vorspannkraft 16 von 50 N aufbringen, was 25% der Gewichts kraft 17 des Unterwerkzeugs 3 entspricht, dass eine Reduktion der erforderlichen Reibkraft 15 von 30 % auftritt. Das Beispiel soll lediglich die Herangehensweise und den Vorteil des erfin dungsgemäßen Unterwerkzeugs 3, insbesondere der erfindungsgemäß ausgebildeten und an geordneten Reibreduktionsvorrichtung 11, aufzeigen. Dem Fachmann ist es anhand dieses einfachen Beispiels des Gleitelements 26 möglich die erforderlichen Rückschlüsse für die Be rechnung und Auslegung analog auf einen Gleitkeil 29 bzw. eine Rolle 35 zu übertragen, wes halb hier auf eine eingehende Diskussion verzichtet wird.
In Fig. 5 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform eines Unterwerkzeugs mit einer Reibreduktionsvorrichtung in Form eines Gleitkeils 29 dargestellt. In Fig. 5a befindet sich der Gleitkeil 29 in Ruheposition und das Unterwerkzeug 3 liegt auf der Werkzeugaufnahme 10 auf. Analog zur Beschreibung des zuvor erläuterten Funktions prinzips wird durch das Federelement 21 eine Vorspannkraft 16 über den Gleitkeil 29 auf die Werkzeugaufnahme 10 aufgebracht. Hierdurch kommt es zur Verringerung der resultierenden Normalkraft 18 relativ zur Gewichtskraft 17 des Unterwerkzeugs 3. Der Gleitkeil 29 ist inner halb des Aufnahmeraums 20 in Längsrichtung 12 und Belastungsrichtung 14 beweglich aus gebildet. Der Gleitkeil weist gegenüber dem Unterwerkzeug an den Keilebenen 28 einen Reibkoeffizienten m3 32 auf. Der Reibkoeffizient zwischen dem Belag 27 des Gleitkeil 29 zur Werkzeugaufnahme 10 ist als m2 31 dargestellt. Der Reibkoeffizient zwischen Unterwerkzeug 3 und der Werkzeugaufnahme 10 ist als mi 30dargestellt. Analog zur Beschreibung und Funk tionsweise von Fig. 4 sind ein Verschleißsensor 23 sowie eine kabellose Übertragung s Vorrich tung 24 schematisch abgebildet und werden hier unter Verweis auf die zuvor genannte Dis kussion nicht näher erläutert.
In Fig. 5b ist eine Verschiebung des Unterwerkzeugs in Längsrichtung 12 angedeutet. Die Krafteinleitung der Gewichtskraft 17 erfolgt an der Keilebene 28 an einer Seite des Gleitkeils 29 sowie über das Federelement 21 in Richtung Werkzeugaufnahme 10. Wie aus Fig. 5b er sichtlich, kann die resultierende Normalkraft 18 einen vergleichsweise geringen Anteil der Gewichtskraft 17 ausmachen. In einem Sonderfall ist es möglich, dass die gesamte Gewichts kraft 17 über die Reibreduktionsvorrichtung 11 auf die Werkzeugaufnahme 10 übertragen wird. Ein derartiger Fall kann eintreten, wenn der Reibkoeffizient m3 32 deutlich kleiner als der Reibkoeffizient m2 31 und mi 30 ist. Hierdurch kann es bei einer Verschiebung in Längs richtung 12 zu einem Anheben des Unterwerkzeugs 3 durch Entlanggleiten des Unterwerk zeugs 3 auf den Keilebenen 28 am Gleitkeil 29 kommen. Der Gleitkeil 29 weist dabei eine an geschrägte Oberseiten auf, welche mit den Keilebenen 28 in der dargestellten Form korres pondieren. Auf diese Weise wird eine Beschädigung des Unterwerkzeugs 3 und/oder der Werkzeugaufnahme 10 vermieden.
In Fig. 6 ist eine weitere und gegebenenfalls für sich eigenständige Ausführungsform eines Unterwerkzeugs 3 mit einer Reibreduktionsvorrichtung 11 in Form einer Rolle 35 dargestellt. Es gelten wiederum für gleiche Teile gleiche Bezugszeichen wie in den vorangegangen Figu ren 1 bis 5. Um unnötige Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die detaillierte Beschrei bung der vorangegangen Fig. 1 bis Fig. 5 hingewiesen bzw. Bezug genommen. In Fig. 6a ist schematisch die Ruheposition der Reibreduktionsvorrichtung 11 bzw. des Unterwerkzeugs 3 dargestellt. Die gezeigte Rolle 35 weist in Radialrichtung einen Belag 27 auf. Die Rolle 35 ist dabei innerhalb des Aufnahmeraums 20 in Längsrichtung 12 sowie Belastungsrichtung 14 be weglich gelagert. Der Aufnahmeraum 20 ist nach oben, entgegen der Belastungsrichtung 14, derart erweitert, dass die Rolle 35 frei um die Rollenachse 34 beweglich ist. Die Rollenachse 34 ist in Querrichtung 13 jeweils in Kontakt mit der Keilebene 28. Der Belag 27 der Rollen 35 ist dabei federelastisch ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar den Rollenkörper federelas tisch auszubilden, wodurch ein Belag 27 vermeidbar wäre. Im Falle einer gezeigten Rolle 35 mit Belag 27 kann dieser und/oder der Rollenkörper als Federelement 21 wirken. Auf diese Weise wird analog zu den zuvor diskutierten Ausführungsbeispielen eine Vorspannkraft 16 aufgebracht, wodurch die Gewichtskraft 17 des Unterwerkzeugs 3 zur resultierenden Normal kraft 18 reduziert wird. Zwischen der Rollenachse 34 und dem Unterwerkzeug 3 wird die Reibkraft 15 lokal durch den Reibkoeffizient m4 33 und den Anteil der anliegenden Gewichts kraft 17 des Unterwerkzeugs 3 bestimmt. Wie in Fig. 6a ersichtlich, ist im statischen Fall die Rolle 35 durch einen Selbstzentriereffekt an einem Scheitelpunkt des Aufnahmeraums 20 zwischen den Keilebenen 28 angeordnet. Der Aufnahmeraum 20 ist in Fängsrichtung 12 durch einen Anschlag begrenzt. Der Anschlag kann, wie aus Fig. 6a und b ersichtlich, durch zumindest eine zusätzliche Anschlagrolle gebildet werden, wodurch eine Verklemmung der Rolle 35 bei größeren Fängsverschiebungen vermieden werden kann.
Analog zu den zuvor diskutierten Ausführungsbeispielen ist in Fig. 6 ein Verschleißsensor 23 sowie eine Übertragungs Vorrichtung 24 schematisch angedeutet. Auf eine Wiederholung der Funktionsweise wird an dieser Stelle mit Verweis auf die Diskussion der Fig. 4 und 5 verwie sen.
In Fig. 6b ist schematisch die Situation der Reibreduktionsvorrichtung 11 während einer Fängsverschiebung dargestellt. Bei der Fängsverschiebung des Unterwerkzeugs 3 kommt es zu einem Verschieben der Rollenachse 34 entlang der Keilebene 28 wodurch der Anteil der Vorspannkraft 16 relativ zu resultierenden Normalkraft 18 zunimmt. Im Grenzfall ist es mög lich, dass ein Abheben des Unterwerkzeugs 3 im Kontaktbereich zur Werkzeugaufnahme 10 erfolgt. Das Unterwerkzeug 3 ist in diesem Fall vollständig über die Rollenachse 34 und die Rolle 35 an der Werkzeugaufnahme 10 abgestützt. Der geringe Rollwiderstand bei der Fängs verschiebung resultiert in einer Reduktion der Verschiebekraft 19 und einer effektiven Reduk tion der Gewichtskraft 17 des Unterwerkzeugs 3 welche auf die Werkzeugaufnahme 10 wirkt. Bei Erreichen einer Soll-Position in Fängsrichtung 12 auf der Werkzeugaufnahme 10 kann durch die sehr geringen Reibkoeffizienten m4 33 relativ zu den Reibkoeffizienten 1 30 und/o der m2 3 ldie Rolle selbsttätig die Ruheposition zwischen den Keilebenen 28 einnehmen. Dies wird durch die federelastisch ausgebildete Rolle 35 bzw. dem federelastischen Belag 27 mög lich. Nicht dargestellt ist die Anbringung eines Fixiermittels 25, welches beispielsweise durch eine Klappe zur Fixierung der Rollenachse 34 von der Unterseite 6 am Unterwerkzeug 3 be festigt sein kann.
Allen Ausführungsbeispielen der Fig. 4 bis 6 liegt die erfinderische Idee zugrunde, die Ge wichtskraft 17 des Unterwerkzeugs 3 auf die Werkzeugaufnahme 10 durch Aufbringung einer Vorspannkraft 16 in Richtung der Gewichtskraft 17 durch die zumindest eine Reibreduktions vorrichtung 11 zu einer resultierenden Normalkraft 18 zu reduzieren. In gewissen Fällen kann es jedoch vorteilhaft sein, dass die Höhe der Vorspannkraft 16 höher als die Gewichtskraft 17 des Unterwerkzeugs 3 gewählt wird. Auf diese Weise kann eine vollständige Übertragung der Gewichtskraft 17 über die Reibreduktionsvorrichtung 11 auf die Werkzeugaufnahme 10 erfol gen. Dies ist einerseits über die Einstellung der Vorspannkraft 16 mittels Federelement 21 möglich (siehe insbesondere Fig. 4) oder kann alternativ durch Abstützung des Unterwerk zeugs 3 auf den Keilebenen 28 während der Längsverschiebung des Unterwerkzeugs 3 vorge nommen werden, wie dies in Fig. 5 und 6 angedeutet wird.
Die Ausführungsbeispiele zeigen mögliche Ausführungsvarianten, wobei an dieser Stelle be merkt sei, dass die Erfindung nicht auf die speziell dargestellten Ausführungsvarianten dersel ben eingeschränkt ist, sondern vielmehr auch diverse Kombinationen der einzelnen Ausfüh rungsvarianten 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. Finzelmerkmale oder Merkmals kombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsbeispie len können für sich eigenständige erfinderische Lösungen darstellen. Die den eigenständigen erfinderischen Lösungen zugrundeliegende Aufgabe kann der Beschreibung entnommen wer den.
Sämtliche Angaben zu Wertebereichen in gegenständlicher Beschreibung sind so zu verste hen, 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 darge stellt wurden.
Bezugszeichenaufst e 11 u n g Biegemaschine 31 Reibkoeffizient m-2 Oberwerkzeug 32 Reibkoeffizient m-3 Unterwerkzeug 33 Reibkoeffizient m-4 Werkzeugaufnahmeoberfläche 34 Rollenachse Grundkörper 35 Rolle
Unterseite
Werkzeugschulter
Werkzeugschaft
Führungsnut
Werkzeugaufnahme
Reibreduktionsvorrichtung
Längsrichtung
Querrichtung
Belastungsrichtung
Reibkraft
Vorspannkraft
Gewichtskraft
resultierende Normalkraft
Verschiebekraft
Aufnahmeraum
Federelement
Anlagensteuerung
Verschleißsensor
Übertragungsvorrichtung
Fixiermittel
Gleitelement
Belag
Keilebene
Gleitkeil
Reibkoeffizient m - 1

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Unterwerkzeug (3) für eine Biegemaschine (1), insbesondere Gesenkbiegema- schine, umfassend,
- einen längserstreckten Grundkörper (5), welcher an seiner Unterseite (6) einen Werkzeug schaft (8) zur Aufnahme in einer Führungsnut (9) einer Werkzeugaufnahme (10) und optional in Querrichtung (13) Werkzeugschultern (7) aufweisen und
- zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung (11) an der Unterseite (6) des Grundkörpers (5) zur Verringerung einer Reibkraft (15) zwischen der Unterseite (6) und der Werkzeugauf nahme (10) bei einer Verschiebung des Unterwerkzeugs (3) in Längsrichtung (12), dadurch gekennzeichnet, dass
die zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung (11) derart ausgebildet ist, dass eine Gewichts kraft (17) des Unterwerkzeugs (3) auf die Werkzeugaufnahme (10) unter Aufbringung einer Vorspannkraft (16) in Richtung der Gewichtskraft (17) eine relativ zur Gewichtskraft (17) ge ringere resultierende Normalkraft (18) des Unterwerkzeugs (3) auf die Werkzeugaufnahme (10) bewirkt.
2. Unterwerkzeug (3) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung (11) in einem dafür vorgesehenen Aufnahmeraum (20) des Unterwerkzeugs (3) derart angeordnet ist, dass die Reibreduktionsvorrichtung (11) gegenüber der benachbarten Unterseite (6) zumindest in einer Richtung, vorzugsweise in Richtung der Gewichtskraft (17), beweglich ausgebildet ist.
3. Unterwerkzeug (3) nach einem Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Reibreduktionsvorrichtung (11) ein einstellbares Federelement (21) zur Einstellung der Höhe der Vorspannkraft (16) umfasst.
4. Unterwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn zeichnet, dass die Vorspannkraft (16) zumindest 20 % der Gewichtskraft (17) des Unterwerk zeugs (3) beträgt.
5. Unterwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn zeichnet, dass ein, bevorzugt mit einer Anlagensteuerung (22) verbundener, Verschleißsensor (23) zur Überwachung einer Mindeststärke (27) eines Belag (27) der Reibreduktionsvorrich tung (11) innerhalb des Unterwerkzeugs (3) angeordnet ist.
6. Unterwerkzeug (3) nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass eine mit dem Verschleißsensor (23) verbundene kabellose Übertragung s Vorrichtung (24), zur Übertragung der Verschleißdaten an die Anlagensteuerung (22), im Unterwerkzeug (3) und/oder der Werk zeugaufnahme (10) ausgebildet ist.
7. UW nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass ein, bevorzugt werkzeuglos betätigbar ausgebildetes, Fixiermittel (25) zur Sicherung der Reibreduktionsvorrichtung (11) gegen Herausfallen mit dem Unterwerkzeug (3) koppelbar ausgebildet ist.
8. Unterwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn zeichnet, dass die zumindest eine Reibreduktionsvorrichtung (11) in einer Belastungsrichtung (14) fluchtend und/oder in Querrichtung (13) beidseitig am Unterwerkzeug (3) angeordnet ist.
9. Unterwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn zeichnet, dass die Reibreduktionsvorrichtung (11) einen, bevorzugt elastischen, Belag (27) in zumindest Belastungsrichtung (14) zur Kontaktierung der Werkzeugaufnahmeoberfläche (4) aufweist.
10. Unterwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn zeichnet, dass die Reibreduktionsvorrichtung (11) als Gleitelement (26) ausgebildet ist, wobei der Reibkoeffizient (30) des Gleitelements (26) gegenüber der Werkzeugaufnahme (10) einen geringeren Reibkoeffizienten (30) m2 aufweist als der Reibkoeffizient des Unterwerkzeugs (3) gegenüber der Werkzeugaufnahme (10) mi.
11. Unterwerkzeug nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass das Gleitelement (26) und/oder der Belag (27) des Gleitelements (26) abgeschrägte und/oder abgerundete Kan ten aufweist.
12. Unterwerkzeug (3) nach Anspruch 10 oder 11 dadurch gekennzeichnet, dass in nerhalb des Aufnahmeraums (20) zwei in Längsrichtung (12) relativ zu einer Ebene der Werkzeugaufnahme (10) schiefe Keilebenen (28) ausgebildet sind und die Reibreduktionsvor richtung (11) als ein, entlang dieser Keilebenen (28) beweglicher Gleitkeil (29) ausgebildet ist und
wobei der Reibkoeffizient des Gleitkeils (29) gegenüber den Keilebenen (28) einen geringe ren Reibkoeffizienten m3 aufweist als der Reibkoeffizient des Gleitkeils (29) gegenüber der Werkzeugaufnahme (10) m2·
13. Unterwerkzeug (3) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Aufnahmeraums (20) zwei in Längsrichtung (12) relativ zur Oberfläche der Werkzeugaufnahme (10) schiefe Keilebenen (28) ausgebildet sind und die Reibredukti onsvorrichtung (11) als eine Rolle (35) derart ausgebildet ist,
dass eine Rollenachse (34) entlang der Keilebenen (28) beweglich ausgebildet ist und der Aufnahmeraum (20) in Längsrichtung (12) durch einen Anschlag begrenzt ist und
wobei der Reibkoeffizient der Rollenachse (34) gegenüber den Keilebenen (28) einen gerin geren Reibkoeffizienten m4 aufweist als der Reibkoeffizient der Rolle (35) gegenüber der Werkzeugaufnahme (10) m2 und
der Reibkoeffizient der Rolle (35) gegenüber der Werkzeugaufnahme (10) m2 höher ist als der Reibkoeffizient des Unterwerkzeugs (3) gegenüber der Werkzeugaufnahme (10) mi.
14. Unterwerkzeug (3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekenn zeichnet, dass die Gewichtskraft (17) des Unterwerkzeugs (3) vollständig von der Reibreduk tionsvorrichtung (11) auf die Werkzeugaufnahme (10) übertragen wird.
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