DE69309389T2

DE69309389T2 - Vorrichtung zum Messen des Biegewinkels eines Bleches

Info

Publication number: DE69309389T2
Application number: DE69309389T
Authority: DE
Inventors: Gerrit Gerritsen
Original assignee: Beyeler Machines SA
Current assignee: Bystronic Laser Ag Nieder?nz Ch
Priority date: 1992-10-20
Filing date: 1993-06-08
Publication date: 1997-11-13
Anticipated expiration: 2013-06-09
Also published as: EP0594532A1; EP0594532B1; CH689613A5; ATE150989T1; US5375340A; DE69309389D1; JPH06238343A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Messen des Biegewinkeis eines Bleches für eine Presse, die einen Stempel mit einer Biegekante und eine Matrize mit zwei Biegekanten zu beiden Seiten einer Nut aufweist, wobei diese Messvorrichtung ein drehbares Messelement enthält, dessen Querschnitt ein kreisförmiges Umfangsstück aufweist, dessen Zentrum auf der Drehachse des Messelements liegt, und ein geradliniges Umfangsstück, das kürzer ist als der Durchmesser des genannten kreisförmigen Umfangsstücks (siehe zum Beispiel EP-A-0 155228).
Die Messung des Biegewinkels eines Bleches auf einer Biegepresse ist von großer Wichtigkeit, da dieser Winkel von einer bestimmten Anzahl von schwer kontrollierbaren immanenten Faktoren der Pressoperation beeinflußt wird. Vor allem handelt es sich um Unterschiede im effektiven Verlauf der Biegekante des Stempels bezüglich der Matrize, um Deformationen und Verschleiß dieser Geräte, um Variationen der Dicken des Blechs und um Unterschiede bezüglich der Eigenschaften des Blechs, wie dessen Widerstand beim Pressen und dessen Elastizitätsmodul.
Die Erfindung hat zum Ziel eine Vorrichtung zu schaffen, welche eine sehr präzise Messung des Biegewinkels und insbesondere eine augenblicklich während der Pressoperation erfolgte Messung ermöglicht, die zudem robust hinsichtlich ihres Aufbaus, zuverlässig hinsichtlich ihres Betriebs, bequem adaptierbar auf unterschiedliche Geräte und relativ wirtschaftlich sowohl hinsichtlich ihres Anschaffungspreises als auch hinsichtlich ihrer Wartung ist.
Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement die Form einer ebenen Scheibe besitzt, deren Dicke im Vergleich zu ihren Abmessungen in ihrer Ebene klein ist, wobei diese Scheibe in einem Träger so montiert ist, dass sie über einen begrenzten Winkel drehbar ist, wobei der Träger der Scheibe Mittel aufweist, um die Winkelstellung der Scheibe zu erfassen und um ein elektrisches, optisches oder pneumatisches Meßsignal zu liefern, wobei die Vorrichtung ferner ein Matrizenteil aufweist, das zwei Biegekanten zu beiden Seiten einer Nut besitzt, wobei die Nut und eine der Biegekanten einen quer verlaufenden Einschnitt für den Durchgang der Meßscheibe besitzen und der genannte Träger der Scheibe in einem Matrizenteil derart angeordnet ist, dass er eine translatorische Bewegung zwischen einer Stellung, in der ein zentraler Teil des geradlinigen Umfangsstücks der Scheibe sich im Inneren des genannten Einschnitts in der Umgebung der Biegekante befindet, und einer Stellung, in der dieser zentrale Teil sich ausserhalb des Einschnitts befindet, ausführen kann, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass das geradlinige Umfangsstück der Meßscheibe dazu gebracht wird, sich an einen Teil des Bleches, das auf die Kanten der Nut des Matrizenteils gelegt ist, anzulegen, so dass die Winkelstellung der Scheibe den augenblicklichen Biegewinkel des Bleches darstellt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform dieser Vorrichtung sind der Träger der Meßscheibe und der Matrizenteil so ausgebildet, dass sie eine geradlinige Bewegung des Trägers in einer Richtung erlauben, die zu einer Ebene geneigt ist, die Abschnitten der beiden Biegekanten gemeinsam ist.
Vorzugsweise steht der Träger der Meßscheibe unter der Wirkung von Rückstellmitteln, die darauf hinwirken, ihn in eine Ruhestellung zurückzubringen, in der der genannte zentrale Teil des geradlinigen Umfangsstücks der Scheibe sich im Inneren des Einschnitts befindet und Betätigungsmittel sind so ausgebildet, dass sie darauf hinwirken, den genannten zentralen Teil während der Messung aus dem Einschnitt heraus zu bewegen.
Ein Teil des kreisförmigen Umfangsstücks der Messcheibe kann eine Zahnung aufweisen, die mit einem Ritzel in Eingriff steht, welches im Träger der Scheibe angeordnet ist und mit einem Sensor seiner Winkelstellung gekoppelt ist, wobei das genannte Ritzel der Wirkung einer Rückstellfeder unterworfen ist, die darauf hinwirkt, die Meßscheibe in eine Stellung zu drehen, in der das geradlinige Stück ihres Umfangs aus dem Einschnitt der Nut der Matrizenteils herausragt.
Der Matrizenteil ist vorzugsweise mit Mitteln versehen, um Luft entlang der Kanten des Einschnitts, durch den die Meßscheibe hindurchgeht, zu beiden Seiten derselben zu blasen.
Eine Blechbiegepresse, welche die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet, kann mindestens zwei dieser Messvorrichtungen aufweisen, die in Abständen entlang der Matrize der Presse so angeordnet sind, dass die Nut der Matrizenteile der Messvorrichtungen in der Verlängerung der Nut der Matrize der Presse liegt.
Weitere Merkmale, Ziele und Vorteile der Erfindung werden in der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform einer Messvorrichtung verdeutlicht und anhand der beigefügten Zeichnungen illustriert in denen:
Figur 1 eine Seitenansicht einer Messvorrichtung gemäß der Erfindung ist; und
Figur 2 eine vergrösserte teilweise Schnittansicht der Meßscheibe und ihres Trägers ist, die Bestandteile der Vorrichtung gemäß Figur 1 sind.
Die in der Figur 1 dargestellte Messvorrichtung weist eine Meßscheibe 1 auf, die um eine Achse 3 in einem Träger 5 rotierbar montiert ist, der durch punktierte Linien dargestellt ist, wobei dieser Träger selbst in einem Teil der Matrize 10 angeordnet ist. Die Meßscheibe weist ein kreisförmiges Umfangsstück 2 auf, dessen Zentrum auf der Drehachse 3 liegt, und ein geradliniges Umfangsstück 4 das kürzer ist als der Durchmesser des kreisförmigen Umfangsstücks.
Der Matrizenteil 10 weist eine Nut 13 auf, zum Beispiel V- förmig, deren Profil demjenigen der Matrize einer Blechbiegepresse entspricht. Der Matrizenteil 10 weist an beiden Seiten der Nut 13 ebene Auflageflächen auf, die in einer gemeinsamen Ebene 17, 17' liegen.
In einer Blechbiegepresse ist die Messvorrichtung in der Matrize der Presse, z.B. mittels drei entlang der Länge der Matrize verteilten Stellen, wie die Enden und das Zentrum, derart eingebaut, dass die Ebene 17, 17' und die Nut 13 in einer Verlängerung der entsprechenden Abschnitte der Teile der Matrize der Presse liegen, zwischen denen der Teil 10 der Messvorrichtung angeordnet ist.
Bei einer Pressoperation wird das zu biegende Blech auf die Matrize gelegt, d.h. auf die Ebene 17, 17' und anschliessend wird ein Stempel in Richtung der Nut 13 hinabgelassen um das Blech V-förmig zu biegen, wie es als Beispiel in Figur 1 gezeigt ist, wobei der Teil des Blechs 16 mit gestrichelt- gepunkteten Linien dargestellt ist. Das Biegen erfolgt nach der gewöhnlichen Art und Weise zwischen der nicht dargestellten Biegekante des Stempels und den Kanten der Matrize, die an den Kanten 11 und 12 der Nut 13 ausgerichtet sind.
Der Träger der Meßscheibe ist in einer bezüglich der Ebene 17, 17' geneigten Richtung in einem Sitz im Matrizenteil 10 verstellbar angeordnet. In der Ruhestellung ist der Träger 5 mittels der Rückstellmittel 18 in eine durch einen Anschlag 26 definierte Stellung gebracht. Vor der Messung des Biegewinkels wird der Träger 5 mittels eines Betätigungsmittels 24, das zum Beispiel aus einem pneumatischen Zylinder besteht, in Richtung der Nut 13 versetzt. Die äußerste Stellung in diese Richtung wird durch einen Anschlag 27 definiert, der das Ende des Sitzes 25 bildet.
Wie aus Figur 2 ersichtlich, die im wesentlichen den Träger 5 der Meßscheibe 1 darstellt, ist diese Scheibe auf einer Achse 28 angeordnet, die bei 29 im Träger 5 angeordnet ist. Das kreisförmige Umfangsstück der Scheibe weist auf einer geeigneten Länge eine Zahnung 6 auf, die mit einem Ritzel 7 in Eingriff steht, das im Träger 5 mittels Lager 30, 31 rotierbar montiert ist, die gemäß dieser Ausführungsform an zwei Abschnitten 32, 33 des Trägers 5 befestigt sind. Eine zylindrische Schraubenfeder 23 ist in einer Einsenkung des Ritzels 7 angeordnet, wobei die Enden 34 und 35 dieser Feder jeweils am Ritzel 7 und an einem Abschnitt 36 des Trägers 5, der mit dem Abschnitt 32 einstückig ist, befestigt sind.
Ein elektrisches Potentiometer 9 mit einem rotierenden Schleifkontakt wird von einer mit dem Ritzel 7 einstückigen Achse 8 angetrieben. Somit wird die Winkelstellung der Scheibe 1 bezüglich des Trägers 5 durch die Winkelstellung des rotierenden Schleifkontaktes des Potentiometers 9 dargestellt und kann in der Form eines elektrischen Signals in einer gewöhnlichen Messvorrichtung erfasst werden, die durch nicht dargestellte Leiter mit dem Potentiometer 9 verbunden ist. Es sei angemerkt, dass im dargestellten Beispiel der Rotationswinkel des rotierenden Schleifkontaktes des Potantiometers 9 bezüglich des Rotationswinkels der Scheibe 1 gemäß dem Verhältnis der Durchmesser der ineinandergreifenden Abschnitte der Scheibe 1 und des Ritzels 7 übersetzt wird.
In Figur 2 kann man schematisch eine Einrichtung zur Einschränkung des Rotationswinkels der Scheibe 1 in beiden Richtungen bezüglich des Trägers 5 sehen, wobei diese Einrichtung aus einer Schraube 37 besteht, die ein bogenförmiges in der Scheibe 1 angeordnetes Loch 38 durchsetzt.
Wenn ein zu biegendes Blech auf die Auflagefläche der Matrize der Presse gelegt wird, wobei die obere Fläche des Blechs folglich der Ebene 17, 17' entspricht, wird die pneumatische Betätigungsvorrichtung 24 verrastet, um den Träger 5 von seiner Ruhestellung in eine Stellung zu versetzen, in der der zentrale Teil 15 des geradlinigen Umfangsstücks der Scheibe 1 aus dem Einschnitt 14 des Matrizenteils 10 herausragt. Die in Figur 1 dargestellte Stellung ist die äußerste Stellung, die die Scheibe bei Nichtvorhandensein eines Blechs auf der Auflagefläche der Matrize annehmen würde. Bei Vorhandensein eines ebenen Blechs wird sich der Abschnitt 4 an die innere Oberfläche dieses Blechs anlegen und befindet sich somit in der Ebene 17, 17'. Wenn der Stempel der Presse das Blech deformiert, indem er es zum Eindringen in die Nut 13 des Matrizenteils 10 bringt, wird die Scheibe 1 dazu gebracht, sich um ihre Achse 3 zu drehen, wobei der Abschnitt 4 in Kontakt mit der äußeren Oberfläche des Blechs steht. Es sei darauf hingewiesen, dass die Rückstellfeder 23 ein eventuelles Spiel zwischen den Zahnungen der Scheibe 1 und des Ritzels 7 vermeidet. Am Ende des Biegvorgangs wird die Betätigungseinrichtung 24 abgeschaltet und die Rückstellfeder 18 bringt den Träger 5 gemeinsam mit der Scheibe 1 in seine Ruhestellung. Die Rückstellfeder 23 bringt ebenfalls die Scheibe 1 in ihre Winkelruhestellung, die der in Figur 1 mit durchgezogenen Linien dargestellten Winkelstellung entspricht.
In Figur 1 sind mit punktierten Linien Nuten 20, 21 und 22 gezeigt, die in der Nähe der Kanten des Matrizenteils 10 ausgebildet sind, die den Einschnitt 24 an beiden Seiten der Scheibe 1 bilden. Diese Nuten werden mittels einer Zuleitung 19 mit Druckluft versorgt und bewirken einerseits eine Reinigung des Einschnitts 14 und andererseits eine Zentrierung der Scheibe 1 in diesem Einschnitt.
Aus dem vorhergehenden folgt, dass die vorliegende Messvorrichtung relativ einfach realisierbar ist und den Erhalt eines hohen Grades an Zuverlässigkeit und Präzision erlaubt. Durch eine Anpassung der Form der Nut 13 des Matrizenteils kann sie bequem auf unterschiedliche Matrizen von Biegepressen angewandt werden. Der Fachmann wird leicht einsehen, dass die hohe Präzision der Messung dieser Vorrichtung durch die an einer Biegepresse herrschenden Arbeitsbedingungen nicht beeinflusst wird und dass diese Vorrichtung lediglich ein Minimum an Aufsicht und Wartung benötigt.

Claims

1. Vorrichtung zum Messen des Biegewinkeis eines Bleches fur eine Presse, die einen Stempel mit einer Biegekante und eine Matrize mit zwei Biegekanten zu beiden Seiten einer Nut aufweist, wobei diese Messvorrichtung ein drehbares Messelement (1) enthält, dessen Querschnitt ein kreisförmiges Umfangsstück (2) aufweist, dessen Zentrum auf der Drehachse (3) des Messelements liegt, und ein geradliniges Umfangsstück (4), das kürzer ist als der Durchmesser des genannten kreisförmigen Umfangsstücks, dadurch gekennzeichnet, dass das Messelement (1) die Form einer ebenen Scheibe besitzt, deren Dicke klein ist im Vergleich zu ihren Abmessungen in ihrer Ebene, wobei diese Scheibe in einem Träger (5) so montiert ist, dass sie äber einen begrenzten Winkel drehbar ist, wobei der Träger (5) der Scheibe Mittel (6 - 9) aufweist, um die Winkelstellung der Scheibe zu erfassen und um ein elektrisches, optisches oder pneumatisches Meßsignal zu liefern, wobei die Vorrichtung ferner ein Matrizenteil (10) aufweist, das zwei Biegekanten (11, 12) zu beiden Seiten einer Nut (13) besitzt, wobei die Nut (13) und eine der Biegekanten (12) einen quer verlaufenden Einschnitt (14) für den Durchgang der Meßschejbe besitzen und der genannte Träger (5) der Scheibe in einem Matrizenteil (10) angeordnet ist, derart, dass er eine translatorische Bewegung zwischen einer Stellung, in der ein zentraler Teil (15) des geradlinigen Umfangsstücks der Scheibe sich im Innern des genannten Einschnitts (14) in der Umgebung der Biegekante befindet, und einer Stellung, in der dieser zentrale Teil (15) sich ausserhalb des Einschnitts (14) befindet, ausführen kann, wobei die Anordnung derart getroffen ist, dass das geradlinige Umfangsstück der Meßscheibe dazu gebracht wird, sich an einen Teil des Bleches (16), das auf die Kanten der Nut (13) des Matrizenteils (10) gelegt ist, anzulegen, so dass die Winkelstellung der Scheibe den augenblicklichen Biegewinkel des Bleches (16) darstellt.

2. Messvorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) der Meßscheibe und der Matrizenteil (10) so ausgebildet sind, dass sie eine geradlinige Bewegung des Trägers in einer Richtung erlauben, die zu einer Ebene (17, 17'), die Stücken der beiden Biegekanten gemeinsam ist, geneigt ist.

3. Messvorrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Träger (5) der Meßscheibe unter der Wirkung von Rückstell mitteln (18) steht, die darauf hinwirken, ihn in eine Stellung zurückzubringen, in der der genannte zentrale Teil des geradlinigen Umfangsstücks der Scheibe sich im Inneren des Einschnitts (14) befindet, und dass Betätigungsmittel (24) so ausgebildet sind. dass sie darauf hinwirken, den genannten zentralen Teil während der Messung aus dem Einschnitt heraus zu bewegen.

4. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil des kreisförmigen Umfangsstücks (2) der Meßscheibe eine Zahnung (6) aufweist, die mit einem Ritzel (7) in Eingriff steht, welches im Träger der Scheibe angeordnet ist und mit einem Sensor (9) seiner Winkelstellung gekoppelt ist, wobei das genannte Ritzel der Wirkung einer Rückstellfeder (23) unterworfen ist, die darauf hinwirkt, die Meßscheibe (1) in eine Stellung zu drehen, in der das geradlinige Stück ihres Umfangs aus dem Einschnitt der Nut (13) des Matrizenteils herausragt.

5. Messvorrichtung nach einem der vorhergehenden Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Matrizenteil (10) mit Mitteln (19 - 22) versehen ist, um Luft entlang der Kanten des Einschnitts, durch den die Meßscheibe (1) hindurchgeht, zu beiden Seiten derselben zu blasen.

6. Blechbiegepresse, die die Meßvorrichtung gemäss Patentanspruch 1 verwendet, dadurch gekennzeichnet, dass sie mindestens zwei dieser Messvorrichtungen aufweist, die in Abständen entlang der Matrize der Presse so angeordnet sind, dass die Nut der Matrizenteile der Messvorrichtungen in der Verlängerung der Nut der Matrize der Presse liegt.