ITPN930005A1

ITPN930005A1 - PROCESS AND MACHINE PERFECTED BY PRESS-BENDING

Info

Publication number: ITPN930005A1
Application number: IT000005A
Authority: IT
Inventors: Nardi Ireneo De
Original assignee: Sipa Spa
Priority date: 1993-02-08
Filing date: 1993-02-08
Publication date: 1994-08-08
Also published as: ES2095687T3; EP0610706A1; IT1265553B1; ITPN930005A0; DE69400647T2; DE69400647D1; ATE143839T1; EP0610706B1

Abstract

Process for bending a plate (1) of press-formable material, comprising the use of a blank-holder means (4) to firmly hold the plate on its horizontal plane between said blank-holder means and an appropriate anvil (2), and the subsequent actuation of a knife-shaped tool (11) to perform the bending operation, in which said actuation of said knife-shaped tool (11) consists of a first purely translational movement and a second purely rotational movement, wherein said first purely translational movement brings about a first bending by a 90 DEG -angle of the edge portion of the plate to be bent, and said second purely rotational movement is effective in increasing the bending angle to any greater angle than 90 DEG . <IMAGE>

Description

Descrizione del brevetto per Invenzione Industriale dal titolo "PROCEDIMENTO E MACCHINA PERFEZIONATI DI PRESSO-PIEGATURA" Description of the patent for Industrial Invention entitled "PROCESS AND PERFECTED PRESS-BENDING MACHINE"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Il presente brevetto riguarda un nuovo procedimento di presso-piegatura di lastre di lamiera, in particolare per produrre piegature con angolo maggiore di 90? nelle zone di testa di lastre di lamiera d? torma allungata eseguite da presse preferibilmente a controllo numerico (c. n.), e le macchine atte ad eseguire tale procedimento.-La tecnologia di presso-piegatura e' universalmente nota e viene usata in modo pressoch?' identico dai diversi produttori, a parte alcune differenze dovute per lo piu? ad alcune fasi di automazione dei processi produttivi. The present patent relates to a new method of press-bending of sheet metal, in particular to produce bends with an angle greater than 90? in the head areas of sheet metal plates d? elongated mold performed by preferably numerically controlled presses (c. n.), and the machines suitable for carrying out this procedure. identical from the different manufacturers, apart from some differences due mostly? to some stages of automation of production processes.

Detta tecnologia e' sostanzialmente basata sul seguente ciclo di fabbricazione, che si ricorda brevemente allo scopo di facilitare il confronto con il ciclo del presente brevetto che verr?? descritto piu? avanti: Said technology is substantially based on the following manufacturing cycle, which is briefly recalled in order to facilitate the comparison with the cycle of the present patent which will come about. described more? come on:

Sostanzialmente l'operazione di presso-piegatura si risolve in due distinte fasi che consistono nel posizionamento della lastra da piegare in una apposita incudine nota con il termine di diedro e dotata di una concavita' angolata nella discesa di un pistone al cui estremo e' disposto opportuno utensile sagomato, noto con il nome di coltello. Normalmente la concavit?? angolata del diedro ed il coltello sono realizzate con forme tali da accoppiarsi perfettamente. La progressiva pressione del coltello contro la lastra, con il diedro come elemento di contrasto e di formatura, provoca la voluta piegatura e deformazione permanente della lamiera bloccata da tali elementi, come l'esperto del settore ben sa Tuttavia l?impiego di tale tecnica e' limitato alla piegatura di lamiere di dimensioni ridotte, e tanto piu? l'angolo di piegatura e' elevato tanto piu? le dimensioni della lamiera devono essere contenute. Basically the press-bending operation is resolved in two distinct phases which consist in positioning the sheet to be bent in a special anvil known as dihedral and equipped with an angled concavity in the descent of a piston at the end of which it is disposed suitable shaped tool, known by the name of knife. Normally the concavity? angle of the dihedral and the knife are made with shapes such as to couple perfectly. The progressive pressure of the knife against the slab, with the dihedral as a contrasting and forming element, causes the desired bending and permanent deformation of the sheet blocked by these elements, as the expert in the sector knows however the use of this technique and limited to the bending of small sheets, and much more? the bending angle is high the more? the dimensions of the sheet must be contained.

I problemi sorgono quindi con l?aumentare delle dimensioni delle lamiere, ed in particolare quando e? necessario piegare oltre 90?, creando cio? dei "sottosquadra" , dei lembi di testa di una lastra allungata, preferibilmente con una unica operazione di presso-piegatura. The problems therefore arise with the increase in the size of the sheets, and in particular when and? necessary to bend over 90 ?, creating what? of the "undercuts", of the head edges of an elongated sheet, preferably with a single pressing-bending operation.

E? teoricamente possibile piegare di un angolo elevato un lembo di testa di una lamiera con una unica operazione, ma ci? richiederebbe che la lastra non venga bloccata bens?? resti libera, e ci? porta ad indesiderate conseguenze: infatti in tal caso la penetrazione del coltello nel diedro e la conseguente deformazione della lamiera interposta implica che la porzione "lunga" di questa, non interessata dalla piegatura, venga ruotata dell'angolo corrispondente all'inclinazione voluta della piegatura. AND? theoretically it is possible to bend a head edge of a sheet metal at a high angle with a single operation, but what about us? would require that the plate is not blocked but ?? remain free, and there? leads to undesirable consequences: in fact in this case the penetration of the knife into the dihedral and the consequent deformation of the interposed sheet implies that the "long" portion of this, not affected by the bending, is rotated by the angle corresponding to the desired inclination of the bending.

Ci? porta a inevitabili inconvenienti: da un lato un elevato sollevamento per rotazione della lastra di lamiera per effetto della presso-piegatura e? in genere inaccettabile a causa degli elevati ingombri richiesti anche alle aree di sicurezza predisposte; inoltre se la lastra di lamiera e? piuttosto lunga, il suo sollevamento pu?? provocare il cedimento vicino alla linea di piegatura a causa del carico a flessione imposto dal peso della porzione di lastra sollevata In pratica non e? possibile ottenere con un'unica operazione di presso-piegatura la formazione di una piega di testa di una lastra di lamiera con elevati angoli di piegatura, in particolare superiori a 90* o con sotto-squadri, mantenendo orizzontale la lastra. There? leads to unavoidable drawbacks: on the one hand a high lifting by rotation of the sheet metal due to the bending effect and? generally unacceptable due to the large dimensions required even for the safety areas set up; furthermore if the sheet metal and? rather long, its lifting can? cause failure near the bending line due to the bending load imposed by the weight of the raised portion of the sheet. It is possible to obtain, with a single press-bending operation, the formation of a head bend of a sheet of metal with high bending angles, in particular greater than 90 ° or with undercuts, keeping the sheet horizontal.

Infine, per ogni geometria di piegatura di testa e' necessario disporre di utensili diversi, cio?? di un apposito coltello e corrispondente diedro; questo implica naturalmente un onere elevato sia per la serie di utensili necessari sia per la loro sostituzione ad ogni cambio produttivo. Sarebbe pertanto desiderabile, ed e? scopo della presente invenzione, di realizzare un procedimento di pressopiegatura che consenta di eliminare gli inconvenienti citati ed in particolare di mantenere costantemente sul piano orizzontale la porzione lunga della lastra e che sia affidabile, economico, di facile realizzabilit? con le tecniche attualmente disponibili, ed altres? di realizzare una macchina in grado di eseguire detto procedimento. Finally, for each head bending geometry it is necessary to have different tools. a special knife and corresponding dihedral; this naturally implies a high cost both for the series of tools needed and for their replacement at each production change. It would therefore be desirable, and and? purpose of the present invention, to provide a press-bending process which allows to eliminate the aforementioned drawbacks and in particular to keep the long portion of the sheet constantly on the horizontal plane and which is reliable, economical, easy to manufacture. with the techniques currently available, and also? to realize a machine capable of carrying out said process.

L?invenzione verr? meglio compresa dalla seguente descrizione, a solo scopo d'esempio non limitativo e con riferimento agli allegati disegni in cui: The invention will come better understood from the following description, for non-limiting example purposes only and with reference to the attached drawings in which:

- la fig. 1 mostra schematicamente la posizione di partenza di una macchina secondo la presente invenzione, - fig. 1 schematically shows the starting position of a machine according to the present invention,

le figg. 2, 3, 4 e 5 mostrano quattro posizioni operative successive della macchina secondo la presente invenzione. Il procedimento di cui alla presente invenzione si basa sostanzialmente sul fatto che l?operazione di piegatura viene eseguita in tre fasi distinte, in cui nella prima fase viene calato, tramite un opportuno pistone motorizzato, un premi-lastra sulla lastra da piegare in modo da bloccarla tra questa ed una opportuna incudine, in cui nella seconda fase la continuazione del movimento di abbassamento del pistone che ha calato il premi-lastra spinge verso il basso un coltello la cui estremit?? inferiore va in battuta con la lastra di lamiera da piegare ruotandola attorno ad un opportuno bordo di detta incudine in modo che la lastra subisca una prima piegatura d? 90?, ed in cui nella terza fase il proseguimento dell?abbassamento di detto pistone forza la rotazione di detto coltello cosi? che un suo estremo preme sul lato piegato della lastra costringendolo a ulteriormente piegarsi attorno al corrispondente bordo, inclinato e rientrante, dell'incudine, come sara? chiaro dalle figure e dalla seguente descrizione della macchina. Con riferimento alle figure, viene mostrata una macchina comprendente i seguenti elementi: figs. 2, 3, 4 and 5 show four successive operating positions of the machine according to the present invention. The process of the present invention is substantially based on the fact that the bending operation is performed in three distinct phases, in which in the first phase a blank-holder is lowered, by means of a suitable motorized piston, on the plate to be bent so as to block it between this and a suitable anvil, in which in the second phase the continuation of the lowering movement of the piston that has lowered the press-plate pushes down a knife whose extremity? bottom abutment with the sheet metal to be bent by rotating it around a suitable edge of said anvil so that the sheet undergoes a first bending d? 90 ?, and in which in the third phase the continuation of the lowering of said piston forces the rotation of said knife thus? that one of its ends presses on the folded side of the slab forcing it to bend further around the corresponding inclined and recessed edge of the anvil, what will it be like? clear from the figures and the following description of the machine. With reference to the figures, a machine is shown comprising the following elements:

1- Lastra di lamiera da lavorare, 1- Sheet of metal sheet to work,

la- Lembo di lamiera piegato a 90?, flap of sheet metal bent at 90 ?,

lb - Lembo di lamiera piegato ad oltre 90?, lb - Sheet metal flap bent over 90 ?,

2- Incudine, 2- Anvil,

3- Pistone di azionamento e di trasmissione della spinta, 4- Premi-lastra, 3- Drive and thrust transmission piston, 4- Plate presser,

5- Molla di trasmissione della pressione dal pistone 3 al premi-lastra 4, 5- Pressure transmission spring from piston 3 to plate holder 4,

6- Piolo di spinta sul coltello 11, 6- Push pin on the knife 11,

7- Testa di detto piolo 6, 7- Head of said peg 6,

8- Battuta della testa 7 del piolo 6 contro la leva Ila, 9- Corsa del piolo 6, 8- Stop of the head 7 of the pin 6 against the lever 11a, 9- Stroke of the pin 6,

10 - Perno di rotazione del coltello 11, 10 - Knife rotation pin 11,

11- Coltello di piegatura del lembo la, lb della lastra 1, Ila - Leva di azionamento di detto coltello 11, 11- Knife for folding the flap la, lb of the plate 1, 11a - Lever for operating said knife 11,

12- Estremit? inferiore di lavoro di detto coltello 11, 13- Punta terminale di piegatura di detto coltello 11, 12- Extremity lower working point of said knife 11, 13- Terminal bending tip of said knife 11,

14 - Molla di contrasto alla rotazione del coltello 11, 15 - Bordo inferiore rientrante dell'incudine 2. 14 - Spring to contrast the rotation of the knife 11, 15 - Lower edge of the anvil 2.

Detti elementi sono interconnessi ed operano come All'inizio (Fig. 1) la lastra di lamiera 1 viene appoggiata sull'incudine 2. Il premi-lastra 4 ed il pistone 3 sono separati da uno spazio libero di reciproco scorrimento, e sono collegati da una molla 5 e da un piolo 6 le cui caratteristiche e funzioni verranno spiegate piu? avanti. Il corpo del pistone 3 e? sollevato e pertanto la molla 5 del premi-lastra 4 disposta tra detto premi-lastra e il pistone 3 e la molla 14 di contrasto del coltello 11, disposta tra la leva Ila del coltello ed il pistone 3, sono distese, dato che esse lavorano a compressione. Il coltello 11 e la sua leva di azionamento Ila sono collegati al pistone 3 tramite il perno 10 fisso su detto pistone, detto perno essendo elemento di trasmissione dello sforzo e di rotazione di detto coltello e di detta leva rispetto al pistone 3. Said elements are interconnected and operate as at the beginning (Fig. 1) the sheet metal 1 is placed on the anvil 2. The sheet press 4 and the piston 3 are separated by a free space of reciprocal sliding, and are connected by a spring 5 and a peg 6 whose characteristics and functions will be explained more? come on. The piston body 3 and? raised and therefore the spring 5 of the plate holder 4 arranged between said plate holder and the piston 3 and the contrast spring 14 of the blade 11, arranged between the lever 11a of the blade and the piston 3, are extended, since they work compression. The knife 11 and its operating lever 11a are connected to the piston 3 by means of the pin 10 fixed on said piston, said pin being an element for transmitting the effort and rotation of said knife and of said lever with respect to the piston 3.

Il piolo di spinta 6 vincolato superiormente al premi-lastra si trova all'estremo inferiore della sua corsa rispetto al pistone 3, il premi-lastra 4 si trova sollevato dalla lastra di lamiera 1 ed il coltello 11, in posizione di riposo, si trova in posizione sostanzialmente verticale e ruotato alla sua estrema posizione oraria per effetto della molla 14 che spinge la leva di azionamento Ila contro un opportuno fermo, non mostrato, posto sul pistone 3. L?estremit? inferiore 12 di detto coltello 11 si trova ad una distanza dalla lastra di lamiera maggiore della distanza da questa della superficie inferiore del premi-lastra 4. The thrust pin 6 constrained above the plate holder is at the lower end of its stroke with respect to the piston 3, the plate holder 4 is raised from the sheet metal plate 1 and the knife 11, in the rest position, is in a substantially vertical position and rotated to its extreme clockwise position by effect of the spring 14 which pushes the actuation lever 11a against a suitable stop, not shown, placed on the piston 3. The end? bottom 12 of said knife 11 is located at a distance from the sheet metal greater than the distance from this of the lower surface of the blank holder 4.

Nella fase successiva (Fig. 2), il pistone di azionamento 3 viene abbassato fino a che il premi-lastra 4 entra in contatto con la lastra di lamiera 1. Tutti gli altri elementi fino a questo momento rimangono reciprocamente invariati. Proseguendo nella sua discesa (Fig. 3) il pistone 3 cala di una ulteriore corsa uguale alla differenza di livello "L" tra la superficie inferiore del premi-lastra 4 e la estremit?? inferiore 12 del coltello 11, comprimendo la molla 5. In questa fase l?estremit?? inferiore 12 del coltello 11, azionato dal perno 10, si appoggia al lembo sporgente della lastra 1 senza pero? ancora premerla ed inoltre la molla 14 tra la leva Ila ed il pistone 3 non viene compressa non essendo ancora sollecitata dato che la testa 7 del piolo 6 non ha ancora raggiunto la battuta 8 posta su un lato inferiore disposto sulla leva Ila. In the next step (Fig. 2), the actuation piston 3 is lowered until the plate holder 4 comes into contact with the plate 1. All the other elements up to this moment remain mutually unchanged. Continuing its descent (Fig. 3), the piston 3 drops by a further stroke equal to the difference in level "L" between the lower surface of the plate holder 4 and the extremity. 12 of the knife 11, compressing the spring 5. In this phase, the extremity? bottom 12 of the knife 11, activated by the pin 10, rests on the protruding edge of the plate 1 without however? press it again and furthermore the spring 14 between the lever 11a and the piston 3 is not compressed since it is not yet stressed since the head 7 of the pin 6 has not yet reached the stop 8 located on a lower side disposed on the lever 11a.

Nella seguente fase (Fig. 4), il pistone di azionamento 3 proseguendo nella sua corsa di discesa spinge con il perno 10 il coltello 11 ancor di piu? in basso, cosi? che l?estremit?? inferiore 12 preme fino a piegare di 90? in senso antiorario il lembo la della lamiera sporgente dall?incudine 2. In the following phase (Fig. 4), the actuation piston 3, continuing in its descent stroke, pushes the knife 11 even more with the pin 10? at the bottom, like this? that the end? bottom 12 presses up to fold 90? counterclockwise the edge la of the sheet protruding from the anvil 2.

11 proseguimento della corsa verso il basso del pistone 3, anche dopo che il premi-lastra si e? appoggiato sulla lastra e dopo che l?estremit?? inferiore 12 si e? appoggiata al lembo sporgente della lastra 1, e? consentito dal fatto che vi e? uno spazio di corsa libero tra detto pistone e detta premi-lastra, detto spazio essendo parzialmente usato dalla molla 5 di trasmissione della pressione, detta molla essendo guidata dal perno coassiale 5a, e dal piolo 6. La corsa discendente del pistone di azionamento 3 prosegue (Fig. 5) fino al punto in cui il piolo 6, rigidamente vincolato al premi-lastra 4, urta con la sua testa 7 contro la battuta 8; da questo punto in poi l'ulteriore discesa del pistone 3 provoca la conseguente spinta della testa 7 del piolo 6 contro detta battuta 8, con l'effetto di spingere in alto la leva Ila, che, essendo imperniata sul perno 10 vincolato al pistone 3, a sua volta fa ruotare in senso antiorario il coltello 11 ed in particolare la sua punta terminale 13. 11 continuation of the downward stroke of the piston 3, even after the plate press has? resting on the slab and after that the end? lower 12 yes and? resting on the protruding edge of the plate 1, and? allowed by the fact that there is? a free stroke space between said piston and said plate holder, said space being partially used by the pressure transmission spring 5, said spring being guided by the coaxial pin 5a, and by the pin 6. The downward stroke of the actuating piston 3 continues (Fig. 5) up to the point where the pin 6, rigidly bound to the plate holder 4, hits its head 7 against the stop 8; from this point onwards, the further descent of the piston 3 causes the consequent thrust of the head 7 of the pin 6 against said stop 8, with the effect of pushing the lever 11a upwards, which, being pivoted on the pin 10 attached to the piston 3 , in turn causes the knife 11 and in particular its terminal tip 13 to rotate counterclockwise.

Questa, essendo gi?? a contatto con il lembo la appena piegato in verticale, gli imprime una spinta rotatoria antioraria in modo che detto lembo (lb) viene ulteriormente piegato attorno al bordo dell?incudine verso il bordo inclinato rientrante 15, senza pero' toccarlo, ed assume quindi l?inclinazione voluta, che dipender? , oltre che dal dimensionamento dei vari componenti descritti, anche dalla programmazione degli azionamenti della macchina, resa possibile dalla tecnica del controllo numerico. This, being already ?? in contact with the flap la just bent vertically, it gives it a counter-clockwise rotary thrust so that said flap (lb) is further bent around the edge of the anvil towards the inclined re-entrant edge 15, without however touching it, and therefore assumes the ? intentional inclination, which will depend? , as well as by the sizing of the various components described, also by the programming of the machine drives, made possible by the numerical control technique.

Terminata questa ultima fase, la macchina viene ripristinata alla sua condizione iniziale mostrata in fig- 1 semplicemente sollevando il pistone 3 che si trasciner? gli elementi operativi ora descritti effettuando automaticamente a ritroso 1 movimenti illustrati fino al ricupero delle posizioni iniziali per effetto delle molle 5 e 14. At the end of this last phase, the machine is restored to its initial condition shown in fig-1 simply by lifting the piston 3 which will drag itself. the operating elements just described by automatically carrying out the illustrated movements backwards until the initial positions are recovered by effect of the springs 5 and 14.

Questo procedimento e la macchina descritta permettono di conseguire i seguenti altri vantaggi: semplificazione ed accoro lamento dei tempi di piegatura, utilizzazione di una sola incudine per piu? inclinazioni, facile programmabilit? di tutta la macchina utilizzando le possibilit?' offerte dal controllo numerico, facilita? e semplicit?? di realizzazione sicurezza di esecuzione ed elevata affidabilita?. This process and the machine described allow to achieve the following other advantages: simplification and acceleration of the bending times, use of a single anvil for more? inclinations, easy programmability? of the whole machine using the possibilities? offered by numerical control, facilitates? and simplicity implementation safety of execution and high reliability ?.

Sara? ora evidente all'esperto del settore che questa modalit? di funzionamento pu? facilmente coesistere con le modalit? precedentemente descritte, bastando unicamente programmare in modo opportuno e alla portata del tecnico del settore il sistema di comando e controllo della macchina. E? inoltre ovvio che il procedimento e la macchina possono accogliere numerose varianti realizzative e funzionali, come ad es. una geometria costruttiva reciproca a quella mostrata, oppure l?impiego di molle che lavorano a trazione invece che a compressione ed opportunamente ri-posizionate , oppure ancora con il piolo 6 fissato alla leva Ila ed agente sul premi-lastra 4, invece che l'inverso, come sopra descritto ed illustrato, restando nell?ambito di protezione dell?invenzione. Will be? now it is clear to the expert in the sector that this modality? of operation can? easily coexist with the modes? described above, it is sufficient only to program the command and control system of the machine in an appropriate manner and within the reach of the technician in the sector. AND? moreover, it is obvious that the process and the machine can accommodate numerous constructive and functional variants, such as e.g. a constructive geometry reciprocal to that shown, or the use of springs which work by traction instead of compression and suitably re-positioned, or again with the pin 6 fixed to the lever 11a and acting on the plate-holder 4, instead of the inverse, as described and illustrated above, remaining within the protection scope of the invention.

Claims

CLAIMS 1) Bending process of a sheet of deformable material, comprising the use of a sheet pressing element for the horizontal clamping of the sheet between it and a suitable anvil and the subsequent actuation of a knife tool for the bending operation, characterized in that said actuation of said knife tool consists of a first movement of translation only and a second movement of rotation only.

2) Bending process as per claim 1, characterized in that said first translation movement produces a first 90 ° bending. of the edge to be bent of said plate and that said second rotation movement increases the bending angle to over 90? 3) Machine for bending a sheet of metal, comprising an actuation piston (3), a knife (11), an anvil (2), a plate press (4) arranged on one side of the piston on the same side of the anvil , characterized by the fact that: said knife (11) and? equipped with a lever (11a) pivoted on a pin (10) to said piston (3) and arranged substantially transversal to its movement, and connected to said piston by means of a spring (14), said knife is equipped with an extension substantially parallel to the movement of the piston, - said plate press (4) and? mobile with respect to the piston and? connected to this by means of a second spring (5), - said plate-presser is equipped with a pin (6) protruding towards said piston and equipped with a head (7) which can? assume the position of maximum distance from an opposing stop (8) positioned on an edge of said lever (11a) in correspondence with the position of maximum distance of the blank holder from the piston. 4) Bending machine according to claim 3, characterized by the fact that the extension of said knife (11) is equipped with one end? (12) substantially flat ending with a tip (13) oriented orthogonal to the plane of the anvil. 5) Machine according to claim 4, characterized by the fact that the maximum stroke (9) of the pin (6) before acting on the lever (11a) corresponds to the sum of the distance between the level of said end? (12) of said knife and the working surface of said press-plate (L), and of the distance (D) that said end must travel. (12) from the resting position to the plate (1) to the position in which the plate is bent 90 °. 6) Machine according to claim 5, characterized in that it operates according to any one of claims 1 to 3.