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Die
Erfindung betriff eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Bearbeiten
eines Profilteils der in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw.
8 angegebenen Art.
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Derartige,
insbesondere als Strangpressprofile ausgebildete Profilteile finden
beispielsweise im Karosseriebau von Personenkraftwagen vielfach
Anwendung. Ein Beispiel für
ein derartiges Anwendungsgebiet sind seitliche Dachrahmen, welche
als Ausgangsmaterial ein gerades Strangpress-Hohlprofil mit wenigstens
einem entlang von dessen Erstreckungsrichtung verlaufenden Flansch
aufweisen. Das Profilteil wird dann im Anschluss an das Strangpressen
gebogen und bei Bedarf noch kalibriert. Bei diesen Prozessschritten
sind der eine oder die mehreren Flansche noch notwendig, um bei
den beschriebenen Prozessen keine Unstetigkeit zu erzeugen.
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Im
eingebauten Zustand ist es bei diesem, mit wenigstens einem Flansch
versehenen Profilteilen jedoch häufig üblich, dass
die Flansche zumindest teilweise beschnitten werden. Dies kann beispielsweise
an den Enden des Profilteils erforderlich sein, damit das Fertigbauteil
in die umgebende Fahrzeugstruktur eingebunden werden kann. Die dabei störenden Flansche
werden üblicherweise
in einer CNC-Bearbeitung zumindest teilweise vom Profilkörper entfernt.
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Als
problematisch ist hierbei der Umstand anzusehen, dass durch die üblichen
Fertigungstoleranzen der Beschnitt der Flansche durch eine CNC-Fräsbearbeitung
nur ungenügend
durchgeführt werden
kann. Um beispielsweise zu vermeiden, dass mit dem Fräser beim
Beschnitt des Profilteils der Profilkörper verletzt wird, ist ein
so genannter Flanschrest entlang des Fußbereichs des Flansches einzuplanen,
der sich in seiner Länge
bzw. Höhe
nach der erreichbaren Formlinientoleranz des Biegeteils richtet.
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Allerdings
ist dieser Flanschrest für
die Einbindung in die Karosseriestruktur oftmals äußerst hinderlich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung sowie
ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welchen der
Flansch auf verbesserte Weise zumindest teilweise vom übrigen Profilteil
zu entfernen ist.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine
Vorrichtung sowie ein Verfahren mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw.
8 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen
der Erfindung sind in den jeweils abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Damit
der Flansch auf verbesserte Weise zumindest teilweise vom zugehörigen Profilteil
entfernt werden kann, ist bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung eine Schneideinrichtung
mit wenigstens einer Schneide vorgesehen, welche zum Abtrennen des Flansches
entlang des Fußbereichs
des Flansches zu bewegen ist. Mit anderen Worten ist es erfindungsgemäß vorgesehen,
den Flansch in einem Trennverfahren durch entsprechendes Schneiden bzw.
Spalten mittels der Schneide in einem Teil vom korrespondierenden
Profilkörper
des Profilteils abzutrennen bzw. zu entfernen.
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Der
Vorteil einer derartigen Schneide ist es, dass diese insbesondere
bei gekrümmten
Profilteilen äußerst genau
entlang des Fußbereichs
des Flansches bzw. entlang der Oberfläche des Profilteils geführt werden
kann, so dass eine äußerst saubere bzw.
plane Abtrennung des Flansches erfolgen kann. Mit anderen Worten
verbleibt somit im Unterschied zum Stand der Technik im Wesentlichen
kein Flanschrest am Profilkörper
zurück.
Dabei ist es ein weiterer Vorteil der Schneide, dass beim Abtrennen
der Profilkörper
im Bereich von dessen an den Fußbereich
angrenzenden Oberfläche
nicht beeinträchtig bzw.
verletzt wird. Vielmehr kann die Schneide auf äußerst einfache Weise unmittelbar
entlang der Oberfläche
des gegebenenfalls gekrümmten
Profils, insbesondere des Strangpressprofils, geführt werden.
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Darüber hinaus
ist ersichtlich, dass durch eine derartige Schneideinrichtung eine
hohe Schnitt- bzw. Vorschubgeschwindigkeit erreicht werden kann, so
dass ein äußerst wirtschaftliches
Verfahren zum Beschneiden des Flansches des Profilkörpers realisiert
werden kann.
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Die
Bewegung der Schneide ist dabei bevorzugterweise an die Erstreckungsrichtung
des Fußbereichs
des Flansches angepasst, so dass sich eine im Wesentlichen – also gegebenenfalls
an die Krümmung
des Profilteils angepasste – Bewegung
der Schneide ergibt. Hierdurch ist auf wirkungsvolle Weise sichergestellt,
dass die an den Fußbereich
des Flansches angrenzende Oberfläche
des Profilkörpers
nicht durch die Schneide mitverletzt wird.
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Um
eine besonders sichere und zuverlässige Führung der Schneide entlang
der an den Fußbereich
angrenzenden Oberfläche
des Profilkörpers
zu erreichen, hat es sich in weiterer Ausgestaltung der Erfindung
als vorteilhaft gezeigt, wenn eine Führungseinrichtung mit wenigstens
einem Führungselement,
insbesondere einer Führungsrolle,
vorgesehen ist, mittels welcher die Schneide entlang des Fußbereichs
des Flansches zu bewegen ist. Durch die Führungselemente, insbesondere
die Führungsrollen, kann
somit auf einfache Weise eine gleichmäßige Positionierung der Schneide
gegenüber
der korrespondierenden Oberfläche
des Profilkörpers
erreicht werden.
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Als
weiter vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Schneideinrichtung
und/oder die Führungseinrichtung
mittels einer Kardanlagerung an der Vorrichtung gehalten ist. Durch
eine derartige Kardanlagerung ist eine optimale Anpassung der Schneideinrichtung
und/oder der Führungseinrichtung
an den gekrümmten
Verlauf des Profilteils möglich.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
umfasst in weiterer Ausgestaltung eine Halteeinrichtung, mittels
welcher das Profilteil relativ zu der Schneideinrichtung und/oder
der Führungseinrichtung
zu positionieren ist. Somit ist insgesamt eine Vorrichtung zu schaffen,
bei welcher das Profilteil auf einfache und äußerst genaue Weise insbesondere
relativ zu der Schneideinrichtung zu positionieren ist.
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Die
Halteeinrichtung umfasst dabei besonders vorteilhaft einen an das
Profilteil angepassten Steckdorn, welcher in ein korrespondierendes
Ende einsteckbar ist. Auf diese Art und Weise ist nicht nur eine äußerst zuverlässige Halterung
des Profilteils möglich,
sondern darüber
hinaus ist das Profilteil auch an seinem entsprechenden Ende außenumfänglich – also auch
im Bereich seines wenigstens einen Flansches – leicht zu bearbeiten, ohne
dass die Halteeinrichtung diese Bearbeitung stören könnte.
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Auf
der dem Steckdorn abgewandten Seite des Strangpressprofils ist in
weiterer Ausgestaltung der Erfindung bevorzugterweise ein Fixierungs-
bzw. Spannelement der Halteeinrichtung vorgesehen, mittels welcher
das Profilteil – in
Kooperation mit dem Steckdorn – in
seiner Lage zu sichern ist. Aus der Kombination von Steckdorn und
Spannelement lässt sich
somit die erwünschte
Fixierung des Profilteils im Raum erreichen, so dass die Schneideinrichtung
entlang des Fußbereichs
des Flansches bewegt werden kann.
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Die
vorstehend in Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung beschriebenen
Vorteile gelten in ebensolcher Weise für das erfindungsgemäße Verfahren.
Zum Ermöglichen
einer einfachen Abtrennung des Flansches ist es hierbei erfindungsgemäß vorgesehen,
dass die wenigstens eine Schneide der Schneideinrichtung entlang
des Fußbereichs
bzw. vorzugsweise unmittelbar entlang der korrespondierenden Oberfläche des
Profilteils bzw. Profilkörpers
bewegt wird.
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Weitere
Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
sowie anhand der Zeichnungen; diese zeigen in:
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1 eine
schematische und leicht perspektivische Seitenansicht auf die Vorrichtung
zum Bearbeiten des Profilteils mit einer Halteeinrichtung, welche
neben einem am einen Ende vorgesehenen Steckdorn auf der gegenüberliegenden
Seite ein Spann- bzw. Fixierungselement umfasst, mittels welchem
das Profilteil im Raum bzw. gegenüber einer Schneideinrichtung
zu fixieren ist, welche vorliegend zwei Schneiden umfasst, mittels
welchen ein jeweils korrespondierender Flansch abtrennbar ist, wobei die
Schneideinrichtung über
eine Kardanlagerung an einem schematisch angedeuteten Roboterarm
gehalten ist;
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2 eine
schematische und ausschnittsweise Perspektivansicht auf die mittels
einer Führungseinrichtung
entlang des Profilteils bewegte Schneideinrichtung mit den beiden
Schneiden, mittels welchen die beiden korrespondierenden Flansche
entlang ihres jeweiligen Fußbereichs
vom Profilkörper
abzutrennen sind; und in
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3 eine
gegenüber 2 ausschnittsweise
vergrößert dargestellte
Perspektivansicht auf die Schneideinrichtung und die Führungseinrichtung
gemäß den 1 und 2.
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In 1 ist
in einer schematischen und leicht perspektivischen Seitenansicht
eine Vorrichtung zum Bearbeiten eines vorliegend zwei Flansche 10, 12 umfassenden
Profilteils 14 dargestellt. Das Profilteil 14 ist
vorliegend als Strangpressprofil beispielsweise aus einer Aluminiumlegierung
hergestellt und im Anschluss an das Strangpressen gebogen worden,
so dass dieses beispielsweise als Dachrahmen für eine Karosserie eines Personenkraftwagens
eingesetzt werden kann. Bei dem vorliegenden Profilteil 14 ist
es beispielsweise zur Einbindung in die Karosseriestruktur erforderlich,
das eine oder beide Flansche 10, 12 zumindest über eine
Teillänge
vom Profilkörper
des Profilteils 14 entfernt werden. Hierzu dient die vorliegende
Vorrichtung bzw. das nachfolgend erläuterte Verfahren zum Abtrennen
der Flansche 10, 12.
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In 1 ist
dabei zunächst
eine Halteeinrichtung 16 erkennbar, welche am oberen Ende
eines Sockelteils 18 einen Steckdorn 20 umfasst,
mittels welchem ein korrespondierendes Ende 22 des Profilteils 14 zu
fixieren ist. Der Steckdorn 20 ist dabei beispielsweise
in das Ende des als Hohlprofil ausgebildeten Profilteils 14 einsteckbar.
Insbesondere ist aus 1 erkennbar, dass der Steckdorn 20 im Querschnitt
kleiner oder gleich dem Querschnitt des Profilkörpers des Profilteils 14 ausgebildet
ist.
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An
der dem Steckdorn 20 abgewandten Seite 24 ist
das Profilteil 14 mittels einer Bauteilfixierung in Form
eines Spann- bzw. Fixierungselements 26 fest eingespannt.
Somit ist das Profilteil 14 durch das Spann- bzw. Fixierungselement 26 sicher
gegenüber dem
Steckdorn 20 im Raum gehalten.
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Darüber hinaus
umfasst die Vorrichtung ein vorliegend in seiner Grundkontur etwa
quadratförmiges
Ringteil 28, welches – das
Profilteil 14 außenumfangsseitig
umschließend – angeordnet
ist. Dieses Ringteil 28 ist beispielsweise um eine Achse
A schwenkbar an einem Jochteil 30 gelagert. Das Jochteil 30 selbst
ist an einem Zwischenarm 32 gehalten, in dessen Erstreckungsrichtung
eine Achse B verläuft,
um welche das Jochteil 30 schwenkbar ist. Die beiden Achsen
A, B verlaufen dabei vorliegend im Wesentlichen senkrecht zueinander,
so dass das Ringteil 28 insgesamt nach Art einer Kardanlage rung am
Zwischenarm 32 gehalten ist. Der Zwischenarm 32 ist
seinerseits beispielsweise mit einem Roboterarm 34 verbunden.
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Anhand
der 2 und 3 ist in einer schematischen
Perspektivansicht sowie einer ausschnittsweise vergrößerten Perspektivansicht
erkennbar, dass durch das Ringteil 28 eine Schneideinrichtung 36 und
eine Führungseinrichtung 38 gehalten
sind.
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Die
Schneideinrichtung 36 umfasst dabei vorliegend zwei Schneiden 40, 42 mittels
welchen der jeweils korrespondierende Flansch 10, 12 auf
im Weiteren noch näher
beschriebene Weise vom Profilkörper
des Profilteils 14 abgetrennt werden kann.
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Die
Fügungseinrichtung 38 umfasst
vorliegend eine Mehrzahl von Führungselementen
in Form von Führungsrollen 44, 46,
welche entlang der korrespondierenden Oberfläche des Profilteils 14 abwälzen.
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Die
Führungsrollen 44, 46 sind
vorliegend an einem Innenring 48 drehgelagert, welcher
seinerseits innerhalb des Ringteils 28 aufgenommen ist.
Die Schneiden 40, 42 sind ebenfalls an dem Innenring 48 – gegebenenfalls
wechselbar – festgelegt.
Insgesamt stellt der Innenring 48 somit einen Schneidkopf
dar, welcher – gegebenenfalls
gemeinsam – mit
den Führungsrollen 44, 46,
von dem Ringteil 48 zu lösen ist.
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Das
Abtrennen der beiden Flansche 10, 12 über zumindest
eine Teillänge
des Profilteils 14 erfolgt nun folgendermaßen:
Zunächst wird
der Schneidkopf bzw. das Ringteil 28 mit dem Innenring 48 in
den Bereich des Steckdorns 20 gebracht, von wo aus das
Abtrennen gestartet wird. Aus diesem Grund ist nun erkennbar, weshalb der
Steckdorn 20 bevorzugterweise im Querschnitt kleiner oder
gleich dem Querschnitt des Profilkörpers des Profilteils 14 ausgebildet
ist. Mittels des Roboterarms 24 bzw. einer durch einen
Roboter aufgebrachten Schneid- bzw. Vorschubkraft wird nun das Ringteil 28 mit
dem Halsschneidkopf ausgebildeten Innenring 48 entlang
der Erstreckungsrichtung des Profilteils 14 bewegt, welches
seinerseits mittels der Halteeinrichtung 16 im Raum fixiert
ist.
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Die
beiden Schneiden 40, 42 trennen dabei mit einer
jeweiligen Schneidkante 50 den korrespondierenden Flansch 10, 12 nach
Art eines Messerschnei dens oder Spaltens ab. Die Schneidkante 50 der
jeweiligen Schneide 40, 42 wird dabei entlang
eines korrespondierenden Fußbereichs 52 des
jeweiligen Flansches 10, 12 linear bewegt. Mit
anderen Worten ist die Bewegung der jeweiligen Schneidkante 50 der
Schneiden 40, 42 an die Erstreckungsrichtung des
korrespondierenden Fußbereichs 52 des
jeweiligen Flansches 10, 12 angepasst.
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Durch
die Führungseinrichtung 38 mit
den Führungsrollen 44, 46 ist
dabei gewährleistet,
dass die jeweilige Schneidkante 50 der beiden Schneiden 40, 42 unmittelbar
entlang der korrespondierenden, an den Fußbereich 52 des jeweiligen
Flansches 10, 12 angrenzenden Oberfläche geführt wird.
Mit anderen Worten soll mittels der Führungsrollen 44, 46 erreicht
werden, dass die jeweilige Schneidkante 50 der beiden Schneiden 40, 42 unmittelbar
an der Oberfläche
des Profilkörpers
des Profilteils 14 geführt
wird, ohne dass einerseits ein Flanschrest am Profilkörper verbleibt
und andererseits eine Verletzung der korrespondierenden Oberfläche des
Profilkörpers
nahe des Fußbereichs 52 des
jeweiligen Flansches 10, 12 erfolgt. Die genaue
Abstandshalterung bzw. Führung
der jeweiligen Schneidkante 50 der beiden Schneiden 40, 42 wird
somit durch die Führungsrollen 44, 46 übernommen.
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Durch
die Kardanlagerung des Ringteils 28 bzw. des Innenrings 48 gegenüber dem
Roboterarm 34 wird darüber
hinaus sichergestellt, dass über
den Roboter keine Kräfte
zu den Schneidkanten 50 der beiden Schneiden 40, 42 gelangen,
welche zu einer Verletzung der korrespondierenden Oberflächen des Profilteils 14 führen könnten. Vielmehr
ist durch die Kardanlagerung die Schneideinrichtung 36 und
die Führungseinrichtung 38 derart
vom Roboterarm 34 entkoppelt, dass sich mittels der Führungsrollen 44, 46 die
gewünschte
genaue Führung
der jeweiligen Schneidkanten 50 der Schneiden 40, 42 realisieren lässt.
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Ausgehend
von der in 1 dargestellten Startposition
im Bereich des Steckdorns 20 können somit die Schneidkanten 50 der
beiden Schneiden 40, 42 über eine beliebige Länge entlang
der korrespondierenden Fußbereiche 52 der
beiden Flansche 10, 12 geführt werden, um diese entsprechend
abzutrennen. Demzufolge ist aus den Figuren erkennbar, dass jeweils
rechts des Ringteils 28 die beiden Flansche 10, 12 noch
am Strangpressprofil bzw. Profilteil 14 angeordnet sind,
während
links des Ringteils 28 bereits die entgültige Form bzw. der Profilkörper des Profilteils 14 erreicht
ist. Aus den 1 und 2 ist dabei
der Abtransport des bereits teilweise abgetrennten unteren Flansches 12 mittels
des Ringteils 28 erkennbar.
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Insgesamt
wird aus den vorliegenden Figuren somit deutlich, dass mittels der
Schneideinrichtung 36 auf einfache Weise die beiden Flansche 10, 12 vom
korrespondierenden Profilteil 14 abzuheben sind, und zwar
so, dass einerseits kein Flanschrest am Profilkörper verbleibt und andererseits
keine Verletzung der korrespondierenden Oberflächen durch die Schneiden 40, 42 erfolgt.
Dies wird insbesondere durch die Führungseinrichtung 38 gewährleistet, durch
welche eine mittels der Kardanlagerung von dem Roboterarm 34 entkoppelte
Führung
der Schneiden 40, 42 möglich ist.