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Die
Erfindung betrifft eine Falzvorrichtung zum Falzen von auf einem
Falzbett liegenden Metallblechen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Bei
Falzvorrichtungen kann bekanntermaßen eine Falzeinheit mit ihren
Falzbacken von einer Ruhestellung in eine Arbeitsstellung gekippt
werden. In der Arbeitsstellung kann die Falzeinheit mit ihren Falzbacken
durch eine lineare Hubbewegung die sich überlappenden Flansche von Blechpressteilen falzen,
etwa inneren und äußeren Blechpressteilen einer
Fahrzeugtür.
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Aus
der
DE 200 04 498
U1 ist eine Falzvorrichtung bekannt, bei der auf einem
Falzbett liegende Metallbleche gefalzt werden. Die Falzvorrichtung weist
eine Falzeinheit mit Falzbacken zum Vorfalzen und/oder Fertigfalzen
der Metallbleche auf. Diese Falzeinheit ist zweiteilig aus einem
Kippteil und einem Schiebeteil ausgebildet. Mittels des Kippteils
ist die Falzeinheit um eine Kippachse zwischen einer Ruhelage und
einer Arbeitslage kippbar. Dagegen ist die Falzeinheit mittels ihres
Schiebeteils über
einen linearen Falzhub zu den Metallblechen bewegbar.
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Konkret
ist das Kippteil mit entsprechenden Falzbacken ausgebildet und schwenkbar
am Schiebeteil gelagert. Zur Erzeugung eines linearen Falzhubs kann
das Schiebeteil mitsamt dem in Arbeitsstellung befindlichen Kippteil
mittels eines ersten Antriebselements relativ zum ortsfesten Falzbett
verschoben werden. Dem Kippteil ist als zweites Antriebselement
ein zusätzlicher
Kippantrieb zugeordnet, der sich an einem Schlitten des Schiebeteils
abstützt.
Die Bereitstellung eines Kippantriebes sowie eines zusätzlichen
Linearantriebes vergrößert das Bauvolumen
der Falzvorrichtung entsprechend und erhöht den Wartungsaufwand. Weiterhin
gestaltet sich die jeweils separate Ansteuerung des Kippantriebs
und des Linearantriebs aufwendig.
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Aus
der
US 5 005 398 ist
eine gattungsgemäße Falzvorrichtung
bekannt. Diese weist ein Kippteil auf, das um eine Kippachse schwenkbar
angelenkt ist. Das Kippteil ist über
Hebel nach Art eines Parallelogramms mit einem Schiebeteil verbunden. Außerdem ist
das Schiebeteil mit einem Dreieckslenker mit einem Antriebselement
gelenkig verbunden. Das Schiebeteil weist einen Zapfen auf, der
entlang einer ortsfesten Kulisse verschiebbar ist und so bei einer
Stellbewegung des Antriebselements eine Schwenkbewegung des Kipp-
und Schiebeteils steuert.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine kompakt gestaltete Falzvorrichtung
bereitzustellen, bei der der Falzvorgang vereinfacht ist.
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Die
Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Erfindungsgemäß sind das
Schiebeteil und das Kippteil der Falzeinheit der Falzvorrichtung
mittels eines Übertragungsgestänges mit
einem gemeinsamen Antriebselement, vorzugsweise einem Linearantrieb,
etwa eine hydraulische Zylinder-Kolben-Anordnung, verbunden. Erfindungsgemäß wird daher
ein Antriebselement eingespart, wodurch das Bauvolumen der Falzvorrichtung
sowie der Wartungsaufwand reduziert ist. Da außerdem nur ein gemeinsames
Antriebselement zu betätigen
ist, kann die Ansteuerung der Falzvorrichtung vereinfacht werden.
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Zur
Erhöhung
der Funktionssicherheit ist es vorteilhaft, wenn die lineare Hubbewegung,
d. h. ein linearer Falzhub, unabhängig von einer Kippbewegung
des Kippteils der Falzeinheit erfolgt. Um dies zu gewährleisten,
kann das Übertragungsgestänge zwischen
einer ersten und einer zweiten Betriebsposition verstellbar sein.
In der ersten Betriebsposition des Übertragungsgestänges verstellt
das gemeinsame Antriebselement die Falzeinheit über einen linearen Hubweg,
während
die Kippbewegung der Falzeinheit blockiert ist. Umgekehrt kann in
der zweiten Betriebsposition die Antriebseinheit die Falzeinheit
zwischen der Ruhelage und der Arbeitslage schwenken, während der
Linearhub der Falzeinheit blockiert ist.
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Gemäß dem kennzeichnenden
Teil des Patentanspruches 1 ist dem Übertragungsgestänge ein Riegel
zugeordnet, der in einer ersten Betriebsposition das Schiebeteil
mit dem Kippteil verriegelt. Auf diese Weise ist das Schiebeteil
starr mit dem Kippteil verbunden, so dass der lineare Falzhub des
Schiebeteils gegenüber
dem Kippteil verhindert ist. Somit kann das Antriebselement die
Falzeinheit über
das Übertragungsgestänge zusammen
mit ihrem Kippteil um die Kippachse schwenken. In umgekehrter Weise kann
eine Kippbewegung des Kippteils der Falzeinheit blockiert werden,
wenn der Riegel in seiner zweiten Betriebsposition das Kippteil
drehfest hält
und das Schiebeteil gegenüber
dem Kippteil entriegelt. Damit ist das Schiebeteil über den
linearen Falzhub verstellbar.
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Bevorzugt
ist es, wenn das Übertragungsgestänge zumindest
einen, an dem Antriebselement gelenkten Schwenkhebel aufweist, der über eine
erste Gelenkachse mit dem Kippteil und über eine zweite Gelenkachse
mit dem Schiebeteil verbunden ist. Dadurch kann bei einem drehfest
verriegelten Kippteil der Hebel um seine erste Gelenkachse gekippt werden.
Diese Kippbewegung des Schwenkhebels kann dazu genutzt werden, um über dessen
zweite Gelenkachse eine Hubbewegung auf das Schiebeteil zu übertragen.
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Für den Fall,
dass das Kippteil mit dem Schiebeteil verriegelt und gleichzeitig
das Kippteil freigegeben ist, kann das gemeinsame Antriebselement
den starren Verband, bestehend aus dem Kippteil, dem Schiebeteil
sowie dem Hebel, kippen.
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Bevorzugt
ist es, wenn das Kippteil als ein bodenseitiges Unterteil ausgebildet
ist und beispielsweise auf einer Bodenplatte der Falzvorrichtung
um eine Kippachse kippbar angelenkt ist. Für den Fall, dass das Kippteil
mit zusätzlichen Linearführungen ausgebildet
ist, kann das Schiebeteil linear verschiebbar am Kippteil geführt sein.
Somit kann bei drehfest gehaltenem Kippteil das Antriebselement den
Hebel um die erste Gelenkachse schwenken, wodurch das mit dem Hebel
gekoppelte Schiebeteil über
einen linearen Hubweg bewegt wird. Alternativ kann für den Fall,
dass das Kippteil mit dem Schiebeteil verriegelt ist, das Antriebselement
zusammen mit den starr verbundenen Schiebeteil und Kippteil um die
Kippachse schwenken.
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Für den Fall,
dass das Kippteil bodenseitig auf einer Basisplatte kippbar gelagert
ist, ist es von Vorteil, wenn das Vorfalzen bzw. Fertigfalzen mittels des
Schiebeteils der Falzeinheit erfolgt, das an dem Kippteil verschiebbar
gelagert ist. Die Falzbacken können
daher entsprechend am Schiebeteil, und nicht am Kippteil, ausgebildet
sein.
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Nachfolgend
ist ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung anhand der Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
einer perspektivischen Ansicht eine Falzvorrichtung mit einem ortsfesten
Falzbett sowie einer Falzeinheit;
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2 und 3 jeweils
in schematischer Seitenschnittdarstellung ein Verfahren zum randseitigen
Falzen von Metallblechen;
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4 in
einer schematischen Teilseitenansicht die Falzeinheit mit dem Übertragungsgestänge in seiner
ersten Betriebsposition;
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5 in
einer Ansicht von vorne die Falzeinheit;
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6 entsprechend
der 4 die Falzeinheit mit dem Übertragungsgestänge in seiner
zweiten Betriebsposition;
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7 eine
der 5 entsprechende Ansicht; und
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8 die
Falzeinheit in perspektivischer Ansicht.
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In
der 1 ist eine Falzvorrichtung mit einem ortsfesten
Falzbett 1 und einer Falzeinheit 3 gezeigt. Die
Falzeinheit 3 ist in ihrer gekippten Ruhelage I gezeigt,
um eine lagerichtige Positionierung des zu falzenden Werkstückes 5 auf
dem Falzbett 1 zu ermöglichen.
Gemäß der 1 ist
das Werkstück 5 eine
Fahrzeugtür,
die aus einem inneren Blechpressteil 7 und einem äußeren Blechpressteil 9 besteht, die
jeweils in den 2 und 3 gezeigt
sind.
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Die
Falzeinheit 3 gemäß der 1 weist
ein oberes Schiebeteil 11 und ein bodenseitiges Kippteil 13 auf.
Das obere Schiebeteil 11 ist ein nach unten offener Trägerrahmen,
der mit einem oberen Querträger 15 sowie
mit Seitenträgern 17 ausgebildet
ist. Der obere Querträger 15 des
Schiebeteils 11 weist an seiner dem Falzbett 1 zugewandten
Seite Werkzeughalter 19 auf, an denen Vorfalzbacken 21 und
Fertigfalzbacken 23 mit jeweils zugeordneten Niederhaltern 25 und 27 montiert
sind. Der nach unten offene Trägerrahmen 11 ist
mit seinen Seitenträgern 17 an dem
Kippteil 13 linear verschiebbar gelagert. Hierzu weist
gemäß der 4 das
Kippteil 13 Führungsschienen 29 auf,
entlang denen der Trägerrahmen 11 mit
seinen Seitenträgern 17 linear
verschiebbar geführt
ist. Das Kippteil 13 ist gemäß der 4 plattenförmig ausgebildet
und zwischen den beiden Seitenträgern 17 des
Trägerrahmens 11 als
ein schwenkbarer Doppelträger
angeordnet, wie aus der 5 hervorgeht. Weiterhin ist
das Kippteil 13 mit einem ersten Hebelarm 31 schwenkbar
um eine Kippachse 30 an einem Lagerblock 32 einer
Grundplatte der Falzeinheit 3 gelagert.
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Wie
etwa aus der 4 hervorgeht, ist das plattenförmige Kippteil 13 und
der Trägerrahmen 11 über ein Übertragungsgestänge 33 mit
einem gemeinsamen Linearantrieb 35 verbunden. Der Linearantrieb 35 weist
einen Hydraulikzylinder auf, dessen Kolbenstange 37 endseitig
mit einem Schenkel des als Winkelhebel ausgebildeten Gestänges 33 schwenkbar
verbunden ist. Der Winkelhebel 33 ist mit seinem anderen
Schenkel über
einen Anlenkpunkt 38 mit einem zweiten Hebelarm 39 des
plattenförmigen
Kippteils 13 gekoppelt und über einen weiteren mittig ausgebildeten
Anlenkpunkt 40 mittels einer Lasche 41 am Trägerrahmen 11 angelenkt.
Wie aus der 4 weiter hervorgeht, ist an
einem dritten Hebelarm 43 des Kippteils 13 ein
querstellbarer Riegel 45 gelagert. Der Riegel 45 ist
gemäß der 5 nach
Art einer Zahnstange mit einem angedeuteten Zahnrad 47 in
Zahneingriff. Bei einem Schwenkantrieb des Zahnrads 47 mittels
einer zugeordneten hydraulischen Zylinder-Kolbenanordnung 49 kann
der Riegel 45 gemäß den 5 und 7 wahlweise
in Eingriff mit einer Haltelasche 51 des Trägerrahmens 11 (5)
oder in Eingriff mit einer grundplattenseitigen Haltelasche 53 (7),
kommen.
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Der
Falzvorgang zum Falzen des Innenteils 7 und des Außenteils 9 der
Fahrzeugtür
erfolgt in den folgenden Arbeitsschritten: Zunächst wird die Falzeinheit 3 um
circa 20° in
die Ruhelage I gemäß der 1 mittels
der hydraulischen Zylinder-Kolben-Anordnung 35 gekippt.
Dadurch ist das Falzbett 1 freigelegt, um die zu falzende
Fahrzeugtür
lagerichtig zu positionieren. Darauf folgend wird die Falzeinheit 3 von
der Ruhelage 1 gemäß der 1 in
ihre vertikale Arbeitslage II gemäß der 4 in der
angedeuteten Pfeilrichtung gekippt. Bei der Durchführung dieser Kippbewegung
befindet sich der Winkelhebel 33 in seiner ersten Betriebsposition
gemäß der 4.
Darin ist der Winkelhebel 33 starr mit dem Trägerrahmen 11 und
mit dem Kippteil 13 verbunden. In dieser ersten Betriebsposition
ist der Querriegel 45 gemäß der 5 in Eingriff
mit der trägerrahmenseitigen Haltelasche 51.
Das Kippteil 13 und der Trägerrahmen 11 sind
daher miteinander verriegelt, und zwar gemäß der 4 in einer
oberen Hubposition des Trägerrahmens 11.
Zugleich ist der Querriegel 45 gemäß der 5 außer Eingriff
mit der grundplattenseitigen Haltelasche 53. Bei einer
Linearbewegung der antriebsseitigen Kolbenstange 37 kann
der Winkelhebel 33 zusammen mit dem Trägerrahmen 11 und dem
Kippteil 13 daher als eine starre Baueinheit um die Kippachse 30 schwenken.
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In
dem in der 4 angedeuteten Zustand befinden
sich die Vorfalzbacken 21 und die Fertigfalzbacken 23 beabstandet
oberhalb der Blechteile 7 und 9. In einem ersten
Bearbeitungsschritt werden gemäß der 2 die
den Vorfalzbacken 21 zugeordneten Niederhalter 25 mittels
in der 1 gezeigten Pneumatikzylinder 55 zur
Fixierung der Metallbleche 7, 9 gegen diese gedrückt. Im
Anschluss daran wird für
einen ersten Falzhub A gemäß der 2 der
Antriebskolben 37 des Linearantriebs 35 eingefahren, so
dass sich der Trägerrahmen 11 nach
unten bewegt. Dabei wird ein nach oben abstehender und vor dem Beginn
des Falzvorgangs um 90° gegenüber dem
Innenteil 7 gebogener Steg 57 durch den Vorfalzbacken 21 um
ca. 45° gebogen.
Darauf folgend werden in einem weiteren Bearbeitungsschritt die Vorfalzbacken 21 mittels
der Pneumatikzylinder 59 gemäß der 1 zurückgezogen.
In einem nächsten Verfahrensschritt
gemäß der 3 werden
dann die den Fertigfalzbacken 23 zugeordneten Niederhalter 27 mit
Hilfe der Pneumatikzylinder 55 gegen die vorgefalzten Metallbleche
gedrückt.
Anschließend
wird der Trägerrahmen 11 mitsamt
seinen Fertigfalzbacken 23 in einem zweiten Falzhub B gegen
den vorgefalzten Steg 57 des Außenteils 9 gedrückt, wodurch
der Randbereich des Innenteils 7 vollständig vom Falz des Außenteils 9 umfasst
ist.
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Zur
Ausführung
der ersten Hubbewegung A sowie der zweiten Hubbewegung B gemäß den 2 und 3 wird
in der Arbeitslage II der Falzeinheit 3 gemäß den 4 und 5 der
Querriegel 45 in Eingriff mit der grundplattenseitigen
Haltelasche 53 verschoben, wie es in der 7 gezeigt
ist. In diesem Fall ist das Kippteil 13 drehfest über die
Haltelasche 43 mit der Grundplatte verriegelt. Eine Kippbewegung
der Falzeinheit 3 um die Kippachse 30 ist daher
blockiert. Gleichzeitig ist die Verriegelung zwischen dem Trägerrahmen 11 und
dem Kippteil 13 gelöst,
so dass eine Linearverschiebung des Trägerrahmens 11 entlang
der Führungsschienen 29 des
Kippteils 13 zur Ausführung
der Hubbewegung erfolgen kann.
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Wird
daher gemäß der 6 die
Antriebskolbenstange 37 in den Hydraulikzylinder in der
Pfeilrichtung eingefahren, so schwenkt sich der Winkelhebel 33 um
den zweiten Hebelarm 39 des Kippteils im Uhrzeigersinn.
Dabei zieht die am Winkelhebel 33 angelenkte Lasche 41 den
Trägerrahmen 11 über den
jeweiligen Hubweg A und B gemäß der 2 und 3 entlang
der kippteilseitigen Führungsschienen 29 nach
unten, wodurch die Metallbleche 7, 9 vor- und
fertiggefalzt werden.
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Zur
Herausnahme der fertig gefalzten Fahrzeugtür 5 wird der Winkelhebel 33 mittels
der Antriebskolbenstange 37 gemäß der 6 im Gegenuhrzeigersinn
geschwenkt, wodurch sich der Trägerrahmen 11 in
seine obere Hubposition linear verstellt. In dieser oberen Hubposition
kann der Querriegel 45 mittels seines Kolbenantriebs 49 abermals
in die trägerrahmenseitige
Haltelasche 51 greifen, wie es aus der 4 hervorgeht.
Eine lineare Hubbewegung des Trägerrahmens 11 gegenüber dem
Kippteil 13 ist daher blockiert. Eine Kippbewegung des
Kippteils 13 mitsamt des Trägerrahmens 11 in die
Ruhelage I gemäß der 1 erfolgen.
Da jedoch das Kippteil 13 von der grundplattenseitigen
Haltelasche 53 entriegelt ist, kann.