DE102005042362B4

DE102005042362B4 - Falzvorrichtung für einen Rollfalzkopf einer Rollfalzvorrichtung

Info

Publication number: DE102005042362B4
Application number: DE200510042362
Authority: DE
Inventors: Holger Göller
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2005-09-07
Filing date: 2005-09-07
Publication date: 2007-06-06
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: DE102005042362A1

Abstract

Falzvorrichtung für einen Rollfalzkopf (2) einer Rollfalzvorrichtung mit wenigstens einer Falzrolle, die eine Falzfläche aufweist, die bei einem Falzvorgang in eine Wirk- und Falzverbindung mit einem Bauteil-Falzbereich (16) eines zu falzenden Bauteils bringbar ist, wobei die Falzrolle weiter einen integral und einstückig mit der Falzrolle ausgebildeten Stützrollenbereich mit einer Stützfläche aufweist, wobei der Stützrollenbereich zur Ausbildung einer Falz- und Niederhalterrolle (5) durch einen eine Niederhalterfläche (8) aufweisenden Niederhalterrollenbereich (9) gebildet ist, der bei einem Falzvorgang beabstandet vom Bauteil-Falzbereich (16) an der Bauteilanordnung (14, 15) angreift und diese mittels einer vorgegebenen Niederhalterkraft gegen ein dem Niederhalterrollenbereich (9) auf der gegenüberliegenden Seite der Bauteilanordnung (14, 15) anordenbares Widerlager (13) presst,
dadurch gekennzeichnet,
dass sich eine weitere, zweite Falzfläche (10) zum freien Rollenende hin an die Niederhalterfläche (8) anschließt, und
dass sich die zweite Falzfläche (10) zum Rollenende hin so verjüngt, dass der zwischen der Rollenachse (11) und der zweiten...

Description

Die Erfindung betrifft eine Falzvorrichtung für einen Rollfalzkopf einer Rollfalzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Rollfalzköpfe sind allgemein bekannt und werden als robotergeführte Rollfalzköpfe beim Rollfalzen eingesetzt, das insbesondere in der Fahrzeugindustrie als Fügeverfahren bei der Fertigung von Anbauteilen, wie z. B. Fahrzeugtüren, Heckklappen, Motorhauben, Radhäusern, Verwendung findet. Dabei umfährt der robotergeführte Rollfalzkopf die miteinander zu verbindenden Bleche an ihrer Umrisskante und erstellt die gewünschten Falzformen. Generell wird hierbei der Rand eines äußeren Bleches um ein Innenblech gefalzt bzw. gebördelt.

Beispielsweise ist aus der DE 202 80 246 U1 ein Rollfalzkopf zum Falzen eines Flansches bekannt, der an einem Roboterarm befestigt ist und zwei Paar Falzrollen aufweist, wobei jedes Falzrollenpaar aus einer Andrück- und einer Gegenrolle besteht, die im Falzbereich der beiden Bauteile zusammenwirken, um einen Flansch entlang einer Falzlinie um einen bestimmten Winkel zu biegen. Dieser Rollfalzkopf weist einen Grundkörper mit einem daran verfahrbaren Schlitten auf, an dem die Andrückrollen der Falzrollenpaare drehbar gelagert sind.

Ein vom Grundprinzip her ähnlicher Aufbau ist auch aus der DE 101 42 686 A1 bekannt, bei der eine einer Falzrolle zugeordnete Stützrolle am Außenumfang eine umlaufende Stützrollenkante aufweist, die entlang einer Abkantlinie der Bördelkante zu deren lagegenauer Ausbildung abstützend abgerollt werden kann.

Aus der EP 0 525 759 A1 ist eine Rollfalzvorrichtung mit einer Falzrolle bekannt, die sich benachbart zum Falzbereich der miteinander zu verbindenden Bauteile auf einem Falzbett abrollend abstützen kann.

Weiter ist aus der EP 0 802 001 A1 eine Falzschließmaschine zur Herstellung sogenannter Pittsburgh-Falze bekannt, die mehrere Formrollenpaare aufweist, die in Vorschubrichtung gesehen an einander gegenüberliegenden Seiten des zu biegenden Blechrandes abrollen, wobei der Rollenspalt eines einem ersten Formrollenpaar nacheilenden zweiten Formrollenpaares in Biegerichtung gesehen stärker zu einem der beiden Blechteile hin geneigt ist als der Rollenspalt des ersten Formrollenpaares. Um beim Umbiegen des Blechrandes auftretende Rückstellkräfte zu beherrschen, die den Blechrand wieder in seine Ausgangsstellung zurückfedern lassen, sind an den in Falzrichtung des Blechrandes gesehen äußeren Formrollen einstückig und integral damit verbundene zylindrische Stützansätze angeordnet, über die eine Auswärts-Schwenkbewegung des Blechrandes während eines Falzvorgangs abgestützt werden soll.

Aus der gattungsbildenden DE 1 452 750 B1 ist zudem eine Falzrolle mit einer Falzfläche bekannt, die als Falz- und Niederhalterrolle zudem eine Niederhalterfläche aufweist. Konkret handelt es sich hierbei um eine stationäre Falzmaschine, die eine Vielzahl von einzelnen durch mehrere Druck- bzw. Falzrollen gebildete Falzstationen aufweist, so dass diese Falzmaschine sehr bauteilintensiv und damit in der Herstellung teuer ist.

Schließlich ist aus der EP 0 394 531 A1 ein Verfahren zur Erzeugung einer Falzverbindung der Teilungsfuge zwischen zwei mit Falzflanschen versehenen, ein Werkstück bildenden Teilschalen aus Blech bekannt, bei dem wenigstens ein Falzwerkzeug und das Werkstück mit aufeinandergepressten Falzflanschen relativ zueinander bewegt werden. Konkret wird hierzu das Werkstück um eine senkrecht zur Teilungsfugenebene verlaufende Rotationsachse gedreht, wobei die Falzverbindung durch ein- oder mehrfaches Überrollen der Falzflansche mit einer Falzrolle erzeugt wird.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Falzvorrichtung, insbesondere für einen Rollfalzkopf einer Rollfalzvorrichtung, zur Verfügung zu stellen, mit der ein Falzvorgang, insbesondere ein Rollfalzvorgang, auf einfache Weise ohne großen Bauteilaufwand durchgeführt werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Gemäß Patentanspruch 1 schließt sich eine weitere, zweite Falzfläche zum freien Rollenende hin vorzugsweise unmittelbar an die Niederhalterfläche an. Die zweite Falzfläche verjüngt sich zum Rollenende hin so, dass der zwischen der Rollenachse und der zweiten Falzfläche eingeschlossene Winkel kleiner ist als der zwischen der Rollenachse und der ersten Falzfläche eingeschlossene Winkel, so dass mittels der ersten Falzfläche bei gleichzeitiger Niederhalterfunktion der Niederhalterfläche ein erstes Vorfalzen durchgeführt werden kann, an das sich zeitlich gesehen nach diesem ersten Vorfalzvorgang ein zweiter Vorfalzvorgang mittels der am Niederhalterrollenbereich ausgebildeten zweiten Falzfläche ohne die Niederhalterfunktion der Niederhalterfläche anschließen kann.

Mit einem derartigen Aufbau einer Falz- und Niederhalterrolle, die neben der Niederhalterfläche auch mehrere Falzflächen aufweist, kann die Funktionalität der Falzvorrichtung wesentlich erhöht werden, da ein und dieselbe Rolle dann jeweils unterschiedliche Falz- und Niederhalterfunktionen übernimmt, ohne dass hierfür mehrere separate Rollen vorgesehen werden müssen. Des weiteren kann mit der erfindungsgemäßen Anordnung der Falzflächen und Niederhalterflächen auf trickreiche Weise sichergestellt werden, dass im ersten, bezüglich der Bauteilpositionierung kritischen Vorfalzschritt durch die Niederhalterfunktion der Niederhalterfläche eine funktionssichere Vorfalzung erfolgt, an den sich dann zeitlich gesehen der zweite Vorfalzvorgang ohne Niederhalterfunktion der Niederhalterfläche anschließen kann, was bezüglich der Bauteilpositionierung dann auch wesentlich unkritischer ist.

Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der sich der Niederhalterrollenbereich zum freien Rollenende hin an den Falzrollenbereich anschließt, wobei zwischen Falz- und Niederhalterrollenbereich eine ringförmig umlaufende Einschnürung vorgesehen ist, die durch eine sich zur Niederhalterfläche hin verjüngende Falzfläche ausgebildet ist. Mit einer derartigen Falzflächengeometrie wird erreicht, dass der Bauteil-Falzbereich während eines Falzvorgangs in Richtung zur Niederhalterfläche hin gefalzt wird.

Grundsätzlich kann mit der erfindungsgemäßen Falzvorrichtung auch lediglich ein einziges Bauteil, z. B. ein Blechbauteil, gefalzt werden. Besonders bevorzugt ist jedoch die Verwendung der erfindungsgemäßen Falzvorrichtung in Verbindung mit einem Niederhalterrollenbereich, der auf einem ersten Bauteil abrollt, um dessen Randbereich der Bauteil-Falzbereich eines zweiten Bauteils gefalzt wird, so dass das erste und zweite Bauteil während des Falzvorgangs zwischen dem Niederhalterrollenbereich und dem Widerlager in einer flächigen Anlageverbindung gehalten sind. Als Bauteile kommen hier insbesondere Blechbauteile in Frage, wie z. B. Fahrzeugtüren, Heckklappen, Motorhauben, Radhäusern etc. in der Kraftfahrzeugtechnik.

Die Niederhalterfläche selbst ist bevorzugt durch eine zylindrische Rollfläche gebildet, die in ihrer Niederhalterposition flächig auf der Bauteilanordnung ab rollt. Insbesondere in Verbindung mit einer derartigen zylindrischen Rollfläche lässt sich die Niederhalterfläche in einer weiteren vorteilhaften Doppelfunktion gleichzeitig auch zum Weiter- bzw. Fertigfalzen verwenden, indem diese zeitlich gesehen nach dem zweiten Vorfalzvorgang in eine Wirk- und Falzverbindung mit dem vorgefalzten Bauteil-Falzbereich gebracht wird. Mit ein und derelben Rolle lassen sich somit auf einfache Weise sämtliche erforderlichen Falzvorgänge durchführen, wobei durch die gleichzeitig vorhandene Niederhalterfunktion insbesondere zu Beginn des Falzens eine sichere Bauteilpositionierung und -halterung erzielt werden kann.

Das Widerlager selbst kann entweder durch ein Falzbett einer Falzvorrichtung gebildet sein, auf dem die Bauteilanordnung in an sich bekannter Weise aufliegt. Alternativ dazu kann das Widerlager aber auch durch eine an der Falzvorrichtung gelagerte und mit dieser verfahrbare Stützrollenanordnung gebildet sein, die nicht dem Falzrollenbereich, sondern nur dem Niederhalterrollenbereich zugeordnet ist.

Die Rolle selbst ist bevorzugt drehbar an einem robotergeführten Rollfalzkopf einer Rollfalzvorrichtung gelagert, z. B. über mehrere Kugellager, für eine besonders funktionssichere und qualitativ hochwertige Lagerung der Rollenanordnung. Insbesondere ist eine hülsenartige Ausbildung der Rolle bevorzugt, die einen Aufnahmeraum für Lager, insbesondere für Kugellager mitsamt diesen zugeordneter Welle aufweist und ausbildet.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:
1 schematisch eine erfindungsgemäße Falzvorrichtung während eines ersten Vorfalzvorgangs mit aktiver Niederhalterfunktion,
2 schematisch einen Querschnitt durch den Aufbau gemäß 1,
3 die erfindungsgemäße Falzvorrichtung nach Anspruch 1 während eines zweiten Vorfalzschrittes, und
4 die erfindungsgemäße Falzvorrichtung während eines Fertigfalzvorgangs.
In der 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Falzvorrichtung 1 für einen hier lediglich abschnittsweise dargestellten, robotergesteuerten Rollfalzkopf 2 einer Rollfalzvorrichtung gezeigt. Diese Falzvorrichtung 1 weist eine am Rollfalzkopf 2 mittels hier beispielsweise zwei Kugellagern 3, 4 am Rollfalzkopf 2 gelagerte, hülsenartige Falz- und Niederhalterrolle 5 auf.
Diese einstückig ausgebildete Falz- und Niederhalterrolle 5 weist einen Falzrollenbereich 6 mit einer ersten Falzfläche 7 auf, die sich zur Ausbildung einer ringförmig umlaufenden Einschnürung zu einer im wesentlichen zylindrisch ausgebildeten Niederhalterfläche 8 eines Niederhalterrollenbereiches 9 des Falz- und Niederhalterfingers 5 hin verjüngt. Unmittelbar an die Niederhalterfläche 8 schließt sich eine weitere, zweite Falzfläche 10 an. Wie dies in der 1 weiter dargestellt ist, ist der zwischen der zweiten Falzfläche 10 und der Rollenachse 11 eingeschlossene Falzwinkel β kleiner als der zwischen der ersten Falzfläche 7 und der Rollenachse 11 eingeschlossene Falzwinkel α.
Grundsätzlich kann auch der mit dem Bezugszeichen 12 bezeichnete Bereich des Falz- und Niederhalterfingers 5 eine Falzfläche ausbilden, worauf nachfolgend aber nicht näher eingegangen wird.
Die Falzvorrichtung 1 umfasst ferner ein hier als Falzbett 13 ausgebildetes und lediglich äußerst schematisch dargestelltes Widerlager, auf dem eine zu falzende Bauteilanordnung aus einem ein erstes Bauteil bildenden Außenblech 14 und einem ein zweites Bauteil bildenden Innenblech 15 flächig aufliegt. Das Außenblech 14 steht hier mit einem einen Falzbereich ausbildenden Falzüberstand 16 über das Innenblech 15 hervor.
Beim in den 1 und 2 gezeigten ersten Vorfalzschritt wird der Falzüberstand 16 des Außenblechs 14 mittels der ersten Falzfläche 7 in die in den 1 und 2 gezeigte Position gebogen. Während dieses in den 1 und 2 gezeigten ersten Vorfalzschrittes wird der Niederhalterrollenbereich 9 mit seiner zylindrischen Niederhalterfläche 8 in eine Niederhalterposition gebracht, in der der Niederhalterrollenbereich 9 mittels einer vorgegebenen Niederhalterkraft F auf das Innenblech 15 gepresst wird, wodurch die Bauteilanordnung aus Außenblech 14 und Innenblech 15 mit einer vorgegebenen Anpresskraft auf das Falzbett 13 gepresst und lagegenau gehalten wird für ein funktionssicheres Durchführen des ersten Vorfalzschrittes.
Nach diesem ersten Vorfalzschritt wird, wie dies in der 3 dargestellt ist, die zweite Falzfläche 10 robotergesteuert in ihre Wirk- und Falzverbindung mit dem vorgefalzten Falzüberstand 16 gebracht und dieser in seine durch die zweite Falzfläche 10 vorgegebene Falzposition gefalzt. Wie dies der 3 entnommen werden kann, befindet sich hier die Niederhalterfläche 8 bzw. der Niederhalterrollenbereich 9 außerhalb des Falzbereichs in der nicht aktiven Stellung, so dass die Falz- und Niederhalterrolle 5 während dieses zweiten Vorfalzschrittes lediglich die Funktion einer Falzrolle aufweist.
In einem abschließenden Falzschritt kann dann, wie dies in der 4 dargestellt ist, der Falzüberstand 16 fertiggefalzt werden, indem der Niederhalterrollenbereich 9 mit seiner hier zylindrischen Niederhalterfläche 8 nunmehr als weitere Falzfläche fungiert und den Falzüberstand 16 des Außenbleches 14 auf das Innenblech 15 umfalzt.

Claims

Falzvorrichtung für einen Rollfalzkopf (2) einer Rollfalzvorrichtung mit wenigstens einer Falzrolle, die eine Falzfläche aufweist, die bei einem Falzvorgang in eine Wirk- und Falzverbindung mit einem Bauteil-Falzbereich (16) eines zu falzenden Bauteils bringbar ist, wobei die Falzrolle weiter einen integral und einstückig mit der Falzrolle ausgebildeten Stützrollenbereich mit einer Stützfläche aufweist, wobei der Stützrollenbereich zur Ausbildung einer Falz- und Niederhalterrolle (5) durch einen eine Niederhalterfläche (8) aufweisenden Niederhalterrollenbereich (9) gebildet ist, der bei einem Falzvorgang beabstandet vom Bauteil-Falzbereich (16) an der Bauteilanordnung (14, 15) angreift und diese mittels einer vorgegebenen Niederhalterkraft gegen ein dem Niederhalterrollenbereich (9) auf der gegenüberliegenden Seite der Bauteilanordnung (14, 15) anordenbares Widerlager (13) presst, dadurch gekennzeichnet, dass sich eine weitere, zweite Falzfläche (10) zum freien Rollenende hin an die Niederhalterfläche (8) anschließt, und dass sich die zweite Falzfläche (10) zum Rollenende hin so verjüngt, dass der zwischen der Rollenachse (11) und der zweiten Falzfläche (10) eingeschlossene Winkel (β) kleiner ist als der zwischen der Rollenachse (11) und der ersten Falzfläche (7) eingeschlossene Winkel (α) dergestalt, dass mittels der ersten Falzfläche (7) bei gleichzeitiger Niederhalterfunktion der Niederhalterfläche (8) ein erstes Vorfalzen durchführbar ist, an das sich zeitlich gesehen nach diesem ersten Vorfalzvorgang ein zweiter Vorfalzvorgang mittels der am Niederhalterrollenbereich (9) ausgebildeten zweiten Falzfläche (10) ohne Niederhalterfunktion der Niederhalterfläche (8) anschließt.
Falzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Niederhalterrollenbereich (9) zum freien Rollende hin an den die erste Falzfläche (7) ausbildenden Falzrollenbereich (6) anschließt, und dass zwischen Falzrollenbereich (6) und Niederhalterrollenbereich (9) eine ringförmig umlaufende Einschnürung vorgesehen ist, die eine sich zum Niederhalterrollenbereich (9) hin verjüngende erste Falzfläche (7) ausbildet dergestalt, dass der Bauteil-Falzbereich (16) während eines Falzvorgangs in Richtung zum Niederhalterrollenbereich (9) hin gefalzt wird.
Falzvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Niederhalterrollenbereich (9) auf einem ersten Bauteil (15) abrollt, um dessen Randbereich der einen Falzüberstand ausbildende Bauteil-Falzbereich (16) eines zweiten Bauteils (14) falzbar ist dergestalt, dass das erste und zweite Bauteil (14, 15) während des Falzvorgangs zwischen dem Niederhalterrollenbereich (9) und dem Widerlager (13) lagerichtig mit vorgegebener Halte- und Anpresskraft in einer flächigen Anlageverbindung gehalten sind.
Falzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhalterfläche (8) durch eine im Wesentlichen zylindrische Rollfläche gebildet ist, die in ihrer Niederhalterposition flächig auf der Bauteilanordnung (14, 15) abrollt.
Falzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Niederhalterfläche (8) zeitlich gesehen nach dem zweiten Vorfalzvorgang als dritte Falzfläche, insbesondere für ein Fertigfalzen in eine Wirk- und Falzverbindung mit dem vorgefalzten Bauteil-Falzbereich (16) bringbar ist.
Falzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (13) durch ein Falzbett einer Falzvorrichtung (1) gebildet ist, auf dem die Bauteilanordnung (14, 15) aufliegt.
Falzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager (13) durch eine an der Falzvorrichtung (1) gelagerte und mit dieser verfahrbare Stützrollenanordnung gebildet ist.
Falzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die hülsenartig mit einer Lageraufnahme ausgebildete Falz- und Niederhalterrolle (5) drehbar an einem robotergeführten Rollfalzkopf (2) einer Rollfalzvorrichtung gelagert ist.