DE102019123308A1 - Device and method for swivel bending a workpiece - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung 100 und ein Verfahren zum Schwenkbiegen eines Werkstückes 200, insbesondere eines Bleches. Sie umfasst eine Oberwange110 , eine Unterwange 120 und einen ersten Antrieb 130 zum Verstellen der Oberwange 110 und der Unterwange 120 relativ zueinander zum Einspannen des zu biegenden Werkstückes 200. Darüber hinaus umfasst sie eine Biegewange 140, welche mit Hilfe eines zweiten Antriebs 150 um eine Drehachse D gegen die Oberwange 110 schwenkbar ist. Um auch nicht-lineare Biegekanten in dem umzuformenden Werkstück 200 ausbilden zu können, weist die Oberwange 110 eine - auch unter Belastung - zumindest abschnittsweise nicht-lineare Biegekante 112 auf; d.h. die Biegekante ist 2- oder 3- dimensional geformt. Der Schnittpunkt der Drehachse D mit der z-x-Ebene ist dazu in der z-x-Ebene gegenüber dem Koordinatenursprung BP bzw. BP' versetzt und liegt innerhalb eines erfindungsgemäß definierten Arbeitsbereiches 104 bzw. 104'.The invention relates to a device 100 and a method for pivoting a workpiece 200, in particular a sheet metal. It comprises an upper beam 110, a lower beam 120 and a first drive 130 for adjusting the upper beam 110 and the lower beam 120 relative to one another in order to clamp the workpiece 200 to be bent D can be pivoted against the upper beam 110. In order to also be able to form non-linear bending edges in the workpiece 200 to be formed, the upper beam 110 has a bending edge 112 which is non-linear at least in sections, even under load; i.e. the bending edge is shaped in two or three dimensions. For this purpose, the point of intersection of the axis of rotation D with the z-x plane is offset in the z-x plane with respect to the coordinate origin BP or BP 'and lies within a work area 104 or 104' defined according to the invention.
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Schwenkbiegen eines Werkstückes, insbesondere eines Bleches. Das Schwenkbiegen dient insbesondere zur Herstellung von Profilen als Vor- oder Fertigprodukte, insbesondere near net shape Fertigprodukte, zum Einsatz beispielsweise im Transport- und Verkehrswesen, im Maschinenbau und im Bauwesen sowie der produzierenden Industrie.The invention relates to a device and a method for pivoting a workpiece, in particular a sheet metal. Swivel bending is used in particular for the production of profiles as preliminary or finished products, in particular near net shape finished products, for use, for example, in transportation, mechanical engineering and construction as well as the manufacturing industry.
Das Schwenkbiegen gehört nach
Bekannte Schwenkbiegevorrichtungen bestehen typischerweise aus einer Oberwange, einer Unterwange und einer Spanneinrichtung, vorzugsweise mit einem ersten Antrieb zum Verstellen der Oberwange und der Unterwange relativ zueinander zum Einspannen des zu biegenden Bleches zwischen der Oberwange und der Unterwange. Darüber hinaus umfassen diese Vorrichtungen eine Biegewange, welche typischerweise mittels eines zweiten Antriebs um eine Drehachse gegen die Oberwange schwenkbar ist, so dass in einer Biegeendposition die Stirnseiten bzw. Biegekanten von Oberwange und Biegewange - beabstandet um die Dicke s des zu biegenden Blechs - einander gegenüberstehen. Alternativ zu einer Biegung „von unten“ gegen die Oberwange ist es auch bekannt, das eingespannte Werkstück mit Hilfe der Biegewange „von oben“ gegen die Unterwange zu biegen.Known swivel bending devices typically consist of an upper cheek, a lower cheek and a clamping device, preferably with a first drive for adjusting the upper cheek and the lower cheek relative to one another for clamping the sheet to be bent between the upper cheek and the lower cheek. In addition, these devices include a bending beam, which can typically be pivoted about an axis of rotation against the upper beam by means of a second drive, so that in a bending end position the end faces or bending edges of the upper beam and bending beam - spaced by the thickness s of the sheet to be bent - face each other . As an alternative to bending "from below" against the upper beam, it is also known to bend the clamped workpiece "from above" against the lower beam with the aid of the bending beam.
Bei derartigen Schwenkbiegemaschinen ist es bekannt, eine Bombierung der Biegekante der Biegewange vorzusehen, um damit eine Durchbiegung zu kompensieren, die bei der Biegewange aufgrund ihrer Länge und aufgrund der beim Biegen des Bleches auftretenden Belastungen entstehen kann.In such folding machines it is known to provide a camber of the bending edge of the bending beam in order to compensate for a deflection that can occur in the bending beam due to its length and due to the loads occurring when bending the sheet metal.
Das Ausmaß der Durchbiegung ist jedoch nicht für alle Anwendungsfälle gleich, sondern hängt in der Praxis von einer Vielzahl von verschiedenen Faktoren ab, so z. B. der Dicke und der Länge des zu biegenden Bleches und den bei einem Biegevorgang im Einzelnen erforderlichen Biegekräften. Dementsprechend ist zur Erzielung eines optimalen Biegeergebnisses auch eine jeweils unterschiedlich starke Kompensation der Durchbiegung erforderlich. Aus diesem Grund gibt es im Stand der Technik verschiedene Ansätze, die Bombierung der Biegekante der Biegewange und damit die Stärke der Kompensation der Durchbiegung variabel zu gestalten; siehe dazu z. B. die internationalen Patentanmeldungen
Wichtig ist, dass die in den genannten Schriften eingestellten Bombierungen der Biegekante, alle nur darauf abzielen, die besagte Durchbiegung der Biegewange unter Last grade zu kompensieren, so dass für den Umformvorgang eine im Wesentlichen grade Biegekante und somit ein über die gesamte Länge des Biegewerkzeugs präzises Umformergebnis gewährleistet wird; siehe
Weiterhin ist es im Stand der Technik aus dem Artikel „Dynamische Bombierung und automatische Radiusverstellung“, veröffentlicht in Baumetall, Ausgabe: Sonderheft 2012, www.baumetall.de/Archiv/Heftarchiv/article-370486-102926 /dynamische-bombierung-und-automatische-radiusverstellung-.html bekannt, eine Bombierung der Oberwange bei einer Schwenkbiegevorrichtung vorzusehen, um Kantendruck-Effekte und Spannungsfreisetzungs-Effekte zu kompensieren und um auf diese Weise noch präzisere Umformergebnisse zu erzielen. Auch hier zielt die Kompensation auf eine letzten Endes gerade Biegekante der Oberwange. Dieselbe Druckschrift lehrt weiterhin, zusätzlich zu der Bombierung der Oberwange auch eine Verstellung der Oberwange in Abhängigkeit der jeweiligen Blechdicke vorzusehen, auch Radiusverstellung genannt.Furthermore, it is in the state of the art from the article "Dynamic camber and automatic radius adjustment", published in Baumetall, edition: Special issue 2012, www.baumetall.de/Archiv/Heftarchiv/article-370486-102926 / dynamic-camber-and-automatic -radiusverstellung-.html known to provide a crowning of the upper beam in a swivel bending device in order to compensate for edge pressure effects and stress release effects and in this way to achieve even more precise forming results. Here, too, the compensation aims at an ultimately straight bending edge of the upper beam. The same document also teaches, in addition to the crowning of the upper beam, also to provide an adjustment of the upper beam as a function of the respective sheet metal thickness, also called radius adjustment.
Alle genannten und bekannten Bombierungen von Biegekanten, sei es der Biegewange oder der Oberwange, zielen - wie gesagt - lediglich auf die Kompensation von den beim Biegen auftretenden Fehlern ab. Ziel ist es immer, ein möglichst optimales Umformergebnis bei einer geraden Biegekante zu erzielen.All mentioned and known crowning of bending edges, be it the bending beam or the upper beam, aim - as mentioned - only to compensate for the errors that occur during bending. The aim is always to achieve the best possible forming result with a straight bending edge.
Die Anwender von durch Schwenkbiegen hergestellten Profilbauteilen verlangen zunehmend häufiger nach Querschnittsanpassungen der Profilbauteile über ihre Längsachse, um geometrischen und funktionalen Anforderungen gerecht zu werden, beispielsweise Restriktionen des zur Verfügung stehenden Bauraums. Traditionell werden solche geforderten Querschnittsveränderungen insbesondere nach Fertigstellung von zunächst rein geradlinigen Profilen trennend, fügend oder umformend in diese eingebracht.The users of profile components manufactured by means of swivel bending are increasingly demanding cross-sectional adjustments of the profile components along their longitudinal axis in order to meet geometric and functional requirements, for example restrictions on the available installation space. Traditionally, such required cross-sectional changes are introduced into these in a separating, joining or reshaping manner, especially after the completion of initially purely straight-line profiles.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Vorrichtung und ein bekanntes Verfahren zum Schwenkbiegen eines Bleches dahingehend weiterzubilden, dass vorbestimmte Querschnittsänderungen bereits während der Fertigung in das umzuformende Werkstück eingebracht werden können.Starting from this prior art, the invention is based on the object of developing a known device and a known method for pivoting a sheet metal in such a way that predetermined changes in cross-section can be introduced into the workpiece to be formed during manufacture.
Diese Aufgabe wird vorrichtungstechnisch durch die Gegenstände der Ansprüche 1, 6 und 17 gelöst. Anspruch 1 betrifft eine Vorrichtung zum Biegen der Biegewange von unten gegen die Oberwange, während Anspruch 6 eine Vorrichtung zum Biegen der Biegewange von oben gegen die Unterwange betrifft. Die abhängigen Ansprüche 11 bis 16 betreffen beide Vorrichtungen. Anspruch 17 betrifft eine der erfindungsgemäßen Vorrichtungen mit dem eingespannten Werkstück.In terms of device technology, this object is achieved by the subjects of
Verfahrenstechnisch wird die Aufgabe durch die Verfahren gemäß Anspruch 18 und 20 gelöst. Anspruch 18 betrifft das Biegen von unten und Anspruch 20 das Biegen von oben.In terms of process technology, the object is achieved by the methods according to claims 18 and 20. Claim 18 relates to bending from below and claim 20 relates to bending from above.
Gemeinsames erfindungsgemäßes Kennzeichen aller Lösungen ist eine Biegekante in der Ober- oder Unterwange, welche - auch unter Belastung - zumindest abschnittsweise nicht-linear und - bezogen auf ein vorgegebenes rechtshändiges Koordinatensystem x, y, z - in x-Richtung mit einem hintersten Punkt und einem vordersten Punkt und/oder in z-Richtung mit einem niedrigsten Punkt und einem höchsten Punkt ausgebildet ist. Die Koordinaten
Bei dem erfindungsgemäßen Schwenkbiegen mit nicht-linearer Biegekante wirken zusätzlich zu den bekannten Biegespannungen bei gerader Biegekante, je nach Konturierung zweifach Biegespannungen sowie Zug- und / oder Druckspannungen, wodurch die Grenzen des Verfahrens vorteilhafterweise maßgeblich erweitert werden.In the case of the pivot bending according to the invention with a non-linear bending edge, in addition to the known bending stresses with a straight bending edge, depending on the contouring, double bending stresses and tensile and / or compressive stresses act, whereby the limits of the method are advantageously significantly expanded.
DefinitionenDefinitions
Der Verlauf der Biegekante entspricht - mathematisch gesprochen - einem beliebigen nicht-linearen, beispielsweise wellenförmigen, sprungförmigen und/oder sägezahnförmigen Funktionsverlauf über einer begrenzten Länge. Über dieser begrenzten Länge weist der Funktionsverlauf in x-Richtung und/oder in z-Richtung beispielsweise jeweils ein absolutes Minimum und ein absolutes Maximum auf. In der Terminologie der vorliegenden Beschreibung entspricht das absolute Minimum in x-Richtung dem hintersten Punkt der Biegekante und das absolute Maximum in x-Richtung dem vordersten Punkt der Biegekante. In z-Richtung wird das absolute Minimum als niedrigster Punkt und das absolute Maximum als höchster Punkt bezeichnet. Die Ausbildung der Minima und Maxima in beiden Richtungen ist jedoch nicht zwingend, insbesondere nicht in z-Richtung. Beim Biegen der Biegewange von unten gegen die Oberwange wird der senkrechte Abstand zwischen dem hintersten Punkt und dem vordersten Punkt der Biegekante als
In der vorliegenden Beschreibung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung so beschrieben, wie sie in den Figuren dargestellt ist. Bezogen auf die Figuren sind die Begriffe „oben“, „unten“, „Oberwange“ und „Unterwange“ selbst erklärend. So ist die Oberwange oberhalb der Unterwange angeordnet und die Biegewange wird von unten gegen die Oberwange oder von oben gegen die Unterwange geschwenkt. Selbstverständlich gelten die Ansprüche gleichermaßen für beliebige Anordnungen der gezeigten Vorrichtung im Raum.In the present description, the device according to the invention is described as it is shown in the figures. In relation to the figures, the terms "top", "bottom", "upper cheek" and "lower cheek" are self-explanatory. The upper beam is arranged above the lower beam and the bending beam is pivoted from below against the upper beam or from above against the lower beam. Of course, the claims apply equally to any arrangement of the device shown in space.
Für das „Biegen von unten“ und für das „Biegen von oben“ werden unterschiedliche Koordinatensysteme definiert.Different coordinate systems are defined for "bending from below" and "bending from above".
Bei der vorliegenden Beschreibung der Erfindung betreffend das „Biegen von unten“ wird das Koordinationssystem zugrunde gelegt, wie es in den
Bei einem Schwenken der Biegewange von oben gegen die Unterwange wird der Koordinatenursprung zugrunde gelegt, wie es in den
Es werden jeweils rechtshändige Koordinatensysteme nach „Drei-Finger-Regel“-zugrunde gelegt:
- - Die x-Richtung ergibt sich entsprechend aus der „Drei-Finger-Regel“ für ein rechtshändiges Koordinatensystem, horizontal von der Schwenkbiegemaschine/Vorrichtung weg zeigend (im Regelfall in die Richtung zeigend in der das Werkstück auf seiner zu biegenden Seite zwischen Ober- und Unterwange heraussteht bzw. horizontal in lineare Vorschubrichtung zeigend).
- - Die z-Richtung erstreckt sich vom Koordinatenursprung ausgehend vertikal nach oben, d. h. i.d.R. entgegengesetzt zur Lotrichtung.
- - Die y-Richtung verläuft vom Koordinatenursprung ausgehend parallel zur Drehachse
D , vor der Schwenkbiegemaschine /Vorrichtung stehend (auf der Seite, auf der der zu biegende Teil des Werkstücks zwischen Ober- und Unterwange heraussteht) von links nach rechts.
- - The x-direction results from the "three-finger rule" for a right-handed coordinate system, pointing horizontally away from the folding machine / device (usually pointing in the direction in which the workpiece on its side to be bent between the upper and The lower beam protrudes or points horizontally in the linear feed direction).
- - The z-direction extends vertically upwards from the origin of the coordinates, ie in the opposite direction to the perpendicular.
- - Starting from the coordinate origin, the y-direction runs parallel to the axis of rotation
D. , standing in front of the folding machine / device (on the side on which the part of the workpiece to be bent protrudes between the upper and lower beam) from left to right.
Die Begriffe „nicht-linear“, gekrümmt und „ungerade“ für eine Biegekante bzw. „uneben“ für eine Biegefläche werden in der vorliegenden Beschreibung synonym verwendet.The terms “non-linear”, curved and “odd” for a bending edge and “uneven” for a bending surface are used synonymously in the present description.
Der Begriff „Getriebe“ im Sinne der vorliegenden Beschreibung meint jede beliebige mechanische Einrichtung, welche geeignet ist, die Biegewange an den zweiten Antrieb bzw. die Drehachse anzulenken. Insbesondere kann es sich bei dem Getriebe auch nur um einen einfachen Hebel handeln.The term “gear” in the context of the present description means any mechanical device which is suitable for articulating the bending beam to the second drive or the axis of rotation. In particular, the transmission can also be just a simple lever.
Die Begriffe „Trajektorie“, Bahnkurve oder Verfahrweg zum Beschreiben der Verlagerung der Drehachse werden gleichbedeutend verwendet.The terms “trajectory”, trajectory or travel path to describe the displacement of the axis of rotation are used synonymously.
Ende der DefinitionenEnd of definitions
Die Drehachse der Biegewange ist in der Regel, allerdings nicht zwangsweise, während des Betriebs der erfindungsgemäßen Vorrichtung, d. h. während eines Biegevorganges, ortsfest angeordnet ist. Die Koordinaten
Alternativ zu einer ortsfesten Anordnung der Drehachse kann jedoch eine Steuereinrichtung vorgesehen sein zum Verlagern Drehachse während eines Biegevorganges entlang einer vorgegebenen Trajektorie. Dazu ist die Trajektorie in der Steuereinrichtung hinterlegt oder einprogrammiert. Konkret ist die Steuereinrichtung dann ausgebildet zum Verlagern der Drehachse der Biegewange während eines Biegevorganges so, dass die Koordinaten
Die Trajektorie kann auch auf eine Länge von Null verkürzt sein. Das Verlagern der Drehachse reduziert sich dann auf ein Halten der Drehachse der Biegewange an einem festen Ort. Die Steuereinrichtung zum Verlagern der Drehachse ist deshalb auch ausgebildet, die Drehachse während eines gesamten Biegevorganges an einem solchen Ort festzuhalten, bei dem die Koordinaten
Während eines Rüstvorganges vor und/oder nach einem Biegeprozess muss die Drehachse dagegen relativ zu den Werkzeugen bzw. Wangen einstellbar bzw. veränderbar sein. Beispielsweise wird ihre Position durch die Ausgestaltung der Werkzeugeinsätze, insbesondere der Ober-, Unter- und Biegeschienen relativ zur Blechebene gesetzt.During a set-up process before and / or after a bending process, however, the axis of rotation must be adjustable or changeable relative to the tools or cheeks. For example, their position is set relative to the plane of the sheet by the design of the tool inserts, in particular the upper, lower and bending rails.
Durch den erfindungsgemäßen Versatz der Drehachse in der z-x-Ebene gegenüber dem Koordinatenursprung wird erreicht, dass auch bei nicht-linearen Biegekanten in der Ober- oder Unterwange, die Biegewange in einer Biegeendposition jeweils in eine Gegenüberstellung zu der Ober- oder Unterwange geschwenkt werden kann. Auf diese Weise können vorteilhafterweise bereits während des Fertigungsprozesses Biegekanten mit nahezu beliebigem nicht-linearem Verlauf in das umzuformende Blech eingearbeitet werden. Dies ermöglicht z. B. auch die Herstellung von Profilbauteilen mit beliebig veränderlichem Querschnitt bereits bei deren Fertigung.The offset according to the invention of the axis of rotation in the z-x plane with respect to the coordinate origin ensures that, even with non-linear bending edges in the upper or lower beam, the bending beam can be pivoted in a bending end position into a position opposite the upper or lower beam. In this way, bending edges with almost any non-linear course can advantageously already be worked into the sheet metal to be formed during the production process. This enables z. B. also the production of profile components with any variable cross-section during their production.
Vorzugsweise weist die Oberwange und/oder die Unterwange, wenn der zu biegende Schenkel des Werkstücks gegen diese Wange gebogen wird, eine Biegefläche auf, welche zumindest abschnittsweise uneben ausgebildet ist. Weiter vorzugsweise weist die Biegewange eine Biegekante und/oder Biegefläche auf, welche zumindest abschnittsweise komplementär zu der nicht-linearen Biegekante und/oder der unebenen Biegefläche der Oberwange oder Unterwange ausgebildet ist.Preferably, the upper cheek and / or the lower cheek has, when the leg to be bent of the workpiece is bent against this cheek, a bending surface which is at least partially uneven. The bending cheek also preferably has a bending edge and / or bending surface which is at least partially designed to be complementary to the non-linear bending edge and / or the uneven bending surface of the upper cheek or lower cheek.
Die senkrechten Abstände
0 mm < A bzw. A' < 900 mm oder weiter vorzugsweise 0 mm < A bzw. A' < 600 mm. Erst dadurch wird es möglich, auch eine nicht-lineare Biegekante während des Umformprozesses in das Blech einzubringen. Wie groß ein Abstand
0 mm <A or A '<900 mm or more preferably 0 mm <A or A'<600 mm. Only then is it possible to introduce a non-linear bending edge into the sheet metal during the forming process. How big a distance
Die senkrechten Abstände
Diejenige Wange, welche nur zum Einspannen des Werkstücks dient und gegen welche der zu biegende Schenkel des Werkstücks aber nicht gebogen wird, kann an ihrer der Biegewange zugewandten Vorderseite grundsätzlich beliebig konturiert sein. Insbesondere kann sie eine gerade bzw. ebene Vorderseite aufweisen, auch wenn die Biegekante oder die Biegeflächen an den anderen Wangen nicht-linear konturiert sind. Ein verbessertes Biegeergebnis ergibt sich jedoch dann, wenn die an der Formgebung bzw. Biegung nicht beteiligte Unter- oder Oberwange eine Vorderkante aufweist, welche gleichartig konturiert ist, wie die Biegekante. Weiter vorzugsweise sind die Oberwange und die Unterwange mit ihren Vorder- bzw. Biegekanten bündig übereinander angeordnet.That cheek which is only used to clamp the workpiece and against which the leg to be bent of the workpiece is not bent can in principle be contoured as desired on its front side facing the bending cheek. In particular, it can have a straight or flat front side, even if the bending edge or the bending surfaces on the other cheeks are contoured non-linearly. However, an improved bending result is obtained when the lower or upper beam, which is not involved in the shaping or bending, has a front edge which is contoured in the same way as the bending edge. Furthermore, the upper beam and the lower beam are preferably arranged with their front or bending edges flush one above the other.
Schließlich sind die nicht-linearen Biegekanten der Oberwange, der Unterwange und / oder der Biegewange vorzugsweise an dort lösbar befestigten Biegeschienen ausgebildet. Im Verschleißfall brauchen dann lediglich die Biegeschienen, nicht jedoch die gesamten Wangen mit ausgetauscht zu werden.Finally, the non-linear bending edges of the upper cheek, the lower cheek and / or the bending cheek are preferably formed on bending rails that are releasably fastened there. In the event of wear, only the bending rails need to be replaced, but not the entire cheeks.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.Further advantageous refinements of the invention are the subject of the dependent claims.
Der Beschreibung sind 21 Figuren beigefügt, wobei
-
1 eine perspektivische Ansicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung, -
2 eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Oberwange mit einer Biegekante gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel; -
3 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Querschnittsdarstellung mit der Biegewange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer BiegeausgangspositionB0 ; -
4 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Stirnseitenansicht; -
5 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit der Biegewange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer ersten BiegepositionB1 ; -
6 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer perspektivischen Ansicht mit der Biegewange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel in einer BiegeendpositionB2 ; -
7 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem zweiten Ausführungsbeispiel für den Versprung; -
8 eine perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem dritten Ausführungsbeispiel für die Biegekante; -
9 die Vorrichtung nach8 in einer Stirnseitenansicht; -
10 die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Querschnittsdarstellung mit der Biegewange gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel in einer BiegeausgangspositionB0 ; -
11 die Vorrichtung nach den8 bis10 in einer Draufsicht; -
12 die Vorrichtung nach den8 bis11 mit der Biegewange 140 in der BiegeendpositionB2 in perspektivischer Ansicht; -
13 die Oberwange mit 3-dimensional geformter Biegekante und Biegefläche in perspektivischer Ansicht; -
14 die Oberwange nach13 in einer Seitenansicht; -
15 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit 3-dimensional geformten Biegekanten und Biegeflächen in einer BiegeendpositionB2 mit von unten biegender Biegewange in einer Seitenansicht; -
16 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit 3-dimensional geformten Biegekanten und Biegeflächen in einer BiegeendpositionB2 in einer perspektivischen Ansicht; -
17 Ober-, Unter- und Biegewange jeweils ausgebildet in Form einer Vielzahl von Segmenten in perspektivischer Ansicht; -
18 die erfindungsgemäße Vorrichtung nach16 in einer Seitenansicht mit zusätzlichen (federnd) gelagerten Werkzeugeinsätzen; -
19 die Unterwange mit dreidimensional geformter Biegekante und Biegefläche in perspektivischer Ansicht für ein Biegen von oben; -
20 die Unterwange nach19 in einer Seitenansicht; und -
21 die erfindungsgemäße Vorrichtung mit dreidimensional geformten Biegekanten und Biegeflächen in einer BiegeendpositionB2 in einer Seitenansicht bei einem Biegen von oben
-
1 a perspective view of the device according to the invention, -
2 a plan view of an upper beam according to the invention with a bending edge according to a first embodiment; -
3rd the device according to the invention in a cross-sectional view with the bending beam according to the first embodiment in a bending starting positionB0 ; -
4th the device according to the invention in an end view; -
5 the inventive device with the bending beam according to the first embodiment in a first bending positionB1 ; -
6th the device according to the invention in a perspective view with the bending beam according to the first embodiment in a bending end positionB2 ; -
7th the device according to the invention with a second embodiment for the jump; -
8th a perspective view of the device according to the invention with a third embodiment for the bending edge; -
9 the device after8th in an end view; -
10 the device according to the invention in a cross-sectional view with the bending beam according to the third embodiment in a bending starting positionB0 ; -
11 the device according to the8th to10 in a plan view; -
12th the device according to the8th to11 with thefolding beam 140 in the bending end positionB2 in perspective view; -
13th the upper beam with 3-dimensionally shaped bending edge and bending surface in a perspective view; -
14th the upper cheek13th in a side view; -
15th the device according to the invention with 3-dimensionally shaped bending edges and bending surfaces in a bending end positionB2 with bending beam bending from below in a side view; -
16 the device according to the invention with 3-dimensionally shaped bending edges and bending surfaces in a bending end positionB2 in a perspective view; -
17th Upper, lower and bending beam each designed in the form of a plurality of segments in a perspective view; -
18th the device according to the invention16 in a side view with additional (spring-loaded) tool inserts; -
19th the lower beam with three-dimensionally shaped bending edge and bending surface in a perspective view for bending from above; -
20th the lower cheek19th in a side view; and -
21 the device according to the invention with three-dimensionally shaped bending edges and bending surfaces in a bending end positionB2 in a side view when bending from above
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren und Ausführungsbeispielen sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.The invention is described in detail below with reference to the figures mentioned in the form of exemplary embodiments. In all figures and exemplary embodiments, the same technical elements are denoted by the same reference symbols.
Die
Alle
Diese Oberwange ist in
Wie
Mit Hilfe eines zweiten Antriebs
Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung
s bezeichnet die Dicke des zu biegenden Werkstücks.
s denotes the thickness of the workpiece to be bent.
In
Bei dem in
Die
Schließlich kann die Vorrichtung
Mit dem erfindungsgemäßen Schwenkbiegeverfahren lassen sich 2- oder 3-dimensional geformte nicht-lineare Biegekanten in dem umzuformenden Blech und damit sphärische Querschnittsveränderungen in einem aus diesem Blech hergestellten Profilbauteil realisieren. Die dargestellten Varianten Versprung bzw. s-Schlag, konkav oder konvex können zudem in grade Profilabschnitte übergehen, wodurch eine Anwendung des Schwenkbiegens auch auf Biegekanten mit sowohl linearen wie auch nicht-linearen Abschnitten möglich wird. In den Ansprüchen wird dies durch Formulierung „zumindest abschnittsweise nicht-linear“ berücksichtigt. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können deshalb beispielsweise Verjüngungen oder Ausweitungen des geometrischen Längsverlaufes in dem umzuformenden Blech erzielt werden, um geometrischen und funktionalen Anforderungen zu genügen, wie sie beispielsweise durch komplexe bzw. beschränkte Bauräume oder durch eine Forderung nach variabler Steifigkeit über der Länge einer Biegekante, z. B. im Leichtbau, vorgegeben werden.With the swivel bending method according to the invention, 2- or 3-dimensionally shaped non-linear bending edges can be implemented in the sheet metal to be formed and thus spherical cross-sectional changes in a profile component made from this sheet metal. The illustrated variants offset or s-run, concave or convex can also merge into straight profile sections, which makes it possible to use swivel bending on bending edges with both linear and non-linear sections. In the claims, this is taken into account by the wording “at least in sections non-linear”. By means of the device according to the invention, for example, tapering or widening of the geometric longitudinal profile can be achieved in the sheet metal to be formed in order to meet geometric and functional requirements, such as those caused by complex or limited installation spaces or by a requirement for variable rigidity over the length of a bending edge, z. B. in lightweight construction.
Die bisherigen fertigungstechnischen Möglichkeiten des linearen Schwenkbiegens werden durch die nicht-lineare Biegekante in hohem Maße erweitert. Die flexible Herstellung längsvariabler, profilierter Geometrien wird durch das Schwenkbiegen mit nicht-linearer Biegekante auch für Anwendungsbereiche mit einem breiten Stückzahl-Spektrum bei gleichzeitig hoher geometrischer Variabilität ermöglicht.The previous manufacturing possibilities of linear swivel bending are expanded to a great extent by the non-linear bending edge. The flexible production of longitudinally variable, profiled geometries is made possible by swivel bending with a non-linear bending edge, even for areas of application with a wide range of items with high geometric variability at the same time.
Vorzugsweise sind die Biegekanten
Die
Gemäß
Bei dem in
Gemäß
Die nachfolgenden
Gemäß
Bei dem in
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 100100
- Vorrichtungcontraption
- 104104
- Arbeitsbereich der Drehachse „Biegen von unten“Working area of the axis of rotation "Bending from below"
- 104'104 '
- Arbeitsbereich der Drehachse „Biegen von oben“Working area of the axis of rotation "Bending from above"
- 110110
- OberwangeUpper cheek
- 112112
- Biegekante / Vorderkante der OberwangeBending edge / front edge of the upper beam
- 114114
- Biegefläche der OberwangeBending surface of the upper beam
- 120120
- UnterwangeLower cheek
- 122122
- Biegekante / Vorderkanter UnterwangeBending edge / front edge lower beam
- 124124
- Biegefläche der UnterwangeBending surface of the lower beam
- 130130
- erster Antriebfirst drive
- 140140
- BiegewangeBending beam
- 142142
- Biegekante der BiegewangeBending edge of the bending beam
- 144144
- Biegefläche der BiegewangeBending surface of the bending beam
- 150150
- zweiter Antriebsecond drive
- 200200
- Werkstück workpiece
- AA.
- Horizontaler Versprung der Biegekante der OberwangeHorizontal offset of the bending edge of the upper beam
- A'A '
- Horizontaler Versprung der Biegekante der UnterwangeHorizontal offset of the bending edge of the lower beam
- BB.
- Vertikaler Versprung der Biegekante der OberwangeVertical offset of the bending edge of the upper beam
- B'B '
- Vertikaler Versprung der Biegekante der UnterwangeVertical offset of the bending edge of the lower beam
- B0B0
- Biegeausgangsposition der BiegewangeBending starting position of the bending beam
- B1B1
- erste Biegeposition der Biegewangefirst bending position of the bending beam
- B2B2
- Biegeendposition der BiegewangeBending end position of the bending beam
- BPBP
- Koordinatenursprung beim „Biegen von unten“Origin of coordinates when "bending from below"
- BP'BP '
- Koordinatenursprung beim „Biegen von oben“Origin of coordinates when "bending from above"
- DD.
- Drehachse der BiegewangeRotation axis of the bending beam
- FF.
- FederkraftSpring force
- hPhP
- höchster Punkt der Biegekante der Oberwangehighest point of the bending edge of the upper beam
- nP'nP '
- niedrigster Punkt der Biegekante der Unterwangelowest point of the bending edge of the lower beam
- ii
- Segmentsegment
- ss
- WerkstückdickeWorkpiece thickness
- vPvP
- vorderster Punkt der Biegekante der Oberwangeforemost point of the bending edge of the upper beam
- vP'vP '
- vorderster Punkt der Biegekante der Unterwangeforemost point of the bending edge of the lower beam
- xDxD
- x-Koordinate der Drehachse der Biegewangex-coordinate of the axis of rotation of the bending beam
- xS, ixS, i
- x-Koordinate der Zustellung des i-ten Segmentsx-coordinate of the infeed of the i-th segment
- zDzD
- z-Koordinate der Drehachse der Biegewangez-coordinate of the axis of rotation of the bending beam
- αα
- BiegewinkelBending angle
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
- WO 017/067850 A1 [0005]WO 017/067850 A1 [0005]
- WO 2004/033125 A1 [0005]WO 2004/033125 A1 [0005]
- EP 2127772 A2 [0005, 0006]EP 2127772 A2 [0005, 0006]
- EP 0934131 B1 [0005]EP 0934131 B1 [0005]
Zitierte Nicht-PatentliteraturNon-patent literature cited
- DIN 8586 [0002]DIN 8586 [0002]
Claims (25)
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Norm DIN 8586 2003-09-00. Fertigungsverfahren Biegeumformen - Einordnung, Unterteilung, Begriffe. S. 1-11 * |
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