DE102010004800A1

DE102010004800A1 - Schneidvorrichtung

Info

Publication number: DE102010004800A1
Application number: DE102010004800A
Authority: DE
Inventors: Michael 99869 Reissig; Frank-Andreas 82131 Bauer; Peter 99817 Broll
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2010-01-16
Filing date: 2010-01-16
Publication date: 2011-07-21

Abstract

Bei einer Vorrichtung zum randseitigen Beschnitt von räumlich verformten Bauteilen, insbesondere von fest miteinander verbundenen Karosserie-Blechteilen, mit einem niederhalterfreien Schneidkopf (1), bestehend aus einer das Bauteil entlang der Beschnittlinie (L) abstützenden Schneidplatte (2) und einem gegenüber dieser in Schnittrichtung zwangsgeführten und beim Schnittvorgang unter Zwischenlage des Beschnitts verstellbaren Gegenmesser (4) werden die Bauteile beim randseitigen Beschnitt erfindungsgemäß auf baulich einfache Weise dadurch querkraftentlastet, dass zwischen Schneidkopf (1) und Bauteil zumindest eine um eine in Richtung der Schnittlinie (L) verlaufende Achse (Z) ungesteuert bewegliche, mittenlagenstabilisierte Kipplagerung (12, ) beim Randbeschnitt bezüglich des Bauteils selbsttätig um die Kippachse (Z) ausrichtbar ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum randseitigen Beschnitt von räumlich verformten Bauteilen, insbesondere von fest miteinander verbundenen Karosserie-Blechteilen, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine Schneidvorrichtung dieser Art mit einem niederhalterfreien Schneidkopf, welcher mehrachsig translatorisch und rotatorisch programmgesteuert verstellbar ist, um so an randseitig unterschiedlich gestalteten Blechteilen individuell vorgegebene Schnittkantenkonturen zu erzeugen, ist aus der DE 10 2006 015 165 B4 bekannt. Bei derartigen Schneidvorrichtungen werden die Bleche beim Schneidvorgang jedoch quer zur Schnittebene unter Zug- und Druckspannungen gesetzt, und dieser Effekt zeigt sich besonders ausgeprägt an Doppelblechen, die nahe der Beschnittlinie miteinander punktverschweißt sind und unter Schnittwirkung so stark in Richtung ihrer Flächenerstreckung scherkraftbelastet werden, dass es sogar zu einem Aufreißen der Punktschweißnähte kommen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Schneidvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass die Bauteile beim randseitigen Beschnitt auf baulich einfache Weise querkraftentlastet werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 gekennzeichnete Schneidvorrichtung gelöst.
Erfindungsgemäß wird aufgrund der Zwangsentkoppelung von Schneidkopf und Bauteil um eine in Richtung der Schnittlinie verlaufende Achse sichergestellt, dass der Schneidkopf den beim Schneidvorgang senkrecht zur Schnittebene entstehenden Kraftvektoren elastisch ausweicht und das Bauteil frei von störenden Querkraftwirkungen durchtrennt. Auf diese Weise werden schnittbedingt qualitätsmindernde Verformungen des Bauteils und vor allem auch ein Aufplatzen von schnittliniennahen Punktschweißnähten an Doppelblechen wirksam verhindert.
Zweckmäßigerweise ist der Schneidkopf nach Anspruch 2 relativ zum Bauteil um zwei weitere, mittenlagenstabilisierte, quer zur Richtung der Schnittlinie verlaufende Kippachsen ungesteuert beweglich gelagert, so dass er sich auch in den beiden restlichen rotatorischen Freiheitsgraden bezüglich des Bauteils selbsttätig kraftentlastet ausrichtet.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung erfolgt die Mittenlagenstabilisierung des Schneidkopfes nach Anspruch 3 durch Federelemente, welche, wie nach Anspruch 4 bevorzugt, eine einstellbare Federvorspannung aufweisen, um so die in Richtung der Mittenlage wirksamen Rückstellkräfte des Schneidkopfes je nach Anwendungsfall unterschiedlich abstimmen zu können. Ferner ist die Mittenlage des Schneidkopfes nach Anspruch 5 vorzugsweise veränderlich einstellbar und zur Feineinstellung der Schnittposition können nach Anspruch 6 der Schneidkopf unter Zwischenschaltung der Kipplagerung und/oder das Bauteil höhenlagenverstellbar angeordnet sein.
Eine baulich besonders bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht nach Anspruch 7 darin, dass die Kipplagerungen für sämtliche rotatorische Freiheitsgrade an einer gemeinsamen Schneidkopfplatte vorgesehen und, wie nach Anspruch 8 bevorzugt, zwischen dieser und dem Schneidkopf Justierelemente zur Einstellung sowohl der Höhenlage als auch der unverkippten Mittenlage des Schneidkopfes angeordnet sind.
Nach Anspruch 9 schließlich ist die Schneidkopfplatte mit dem auf dieser montierten Schneidkopf zum Anfahren der Schneidvorrichtung an das Bauteil vorzugsweise zweidimensional translatorisch in einer zur Schnittrichtung senkrechten Ebene verschieblich gelagert.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in den Figuren stark schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine Schneidvorrichtung nach der Erfindung in teilweise geschnittener Seitenansicht und
2 einen Teilschnitt längs der Linie II-II der 1.
Die in 1 dargestellte Schneidvorrichtung enthält einen Schneidkopf 1 mit einer an diesem fest montierten Schneidplatte 2 und einem durch einen z. B. hydraulischen Aktuator 3 um einen Drehpunkt D schwenkbar angetriebenen Gegenmesser 4 zum randseitigen Beschnitt von Bau- und insbesondere Blechteilen, etwa den in 2 bei 21 punktverschweißten Doppelblechen 22, längs einer in der Höhenachse Z verlaufenden Schnittlinie L. Insoweit ist die Schneidvorrichtung von üblicher Bauart.
Der Schneidkopf 1 ist auf einer mehrteiligen Schneidkopfplatte 5 befestigt, die aus drei aufeinander liegenden, über Schwalbenschwanzverbindungen 6, 7 miteinander verkoppelten Einzelplatten 8, 9 und 10 besteht, derart, dass die obere Einzelplatte 8 auf der unteren in einer zur Schnittlinie L senkrecht verlaufenden X-Y-Ebene zweidimensional verschieblich gelagert ist.
Die Schneidkopfplatte 5 ist auf einer Grundplatte 11 um die X-, Y- und Z Achse entgegen einer die Schneidkopfplatte 5 mit dem darauf befestigten Schneidkopf 1 in der Mittenlage stabilisierenden Federkraft begrenzt kippbeweglich angeordnet. Zu diesem Zweck sind an der Grundplatte 11 mindestens drei in Umfangsrichtung gleichförmig verteilte Federstützen 12 angebracht, die mit ihren oberen, konvex kugelkalottenförmigen Enden an korrespondierenden, aber mit einem größeren Krümmungsradius konkav kugelkalottenförmigen Gegenflächen 13 an Druckstücken 14 auf der Unterseite der Platte 10 anliegen. Durch einen federbelasteten, zentralen Zuganker 15, der über ein Kugelausgleichselement 16 an der Platte 10 befestigt ist, werden die Druckstücke 14 an die Federstützen 12 angedrückt. Die Zugkraft des Zugankers 15 und damit die Federvorspannung der Federstützen 12 lässt sich durch eine als Federteller für die Zugankerfeder 17 wirkende Justiermutter 18 veränderlich einstellen. Da der Schneidkopf 1 auf diese Weise gegenüber der Grundplatte 11 und einem beim Schnittvorgang fest fixierten Blechteil 22 in allen drei rotatorischen Freiheitsgraden zwangsentkoppelt und durch eine einstellbare Rückstellkraft mittenlagenstabilisiert ist, werden die beim Schnittvorgang zwischen Schneidwerkzeug 2, 4 und Blechteil 22 entstehenden Kippmomente wirksam abgebaut, mit der Folge, dass sich mit der so ausgebildeten Schneidvorrichtung ein qualitativ hochwertiger Randbeschnitt ohne unzulässige Überspannungen im Blechteil 22 erreichen lässt.
Zur Mittenlagen- und Höhenjustierung des Schneidkopfes 1 ist dieser auf der Schneidkopfplatte 5 über wiederum mindestens drei, jeweils längenverstellbare und über Kugelausgleichsscheiben 19 an der Schneidkopfplatte 5 angebrachte Stützelemente 20 befestigt. Durch gleich große Längenverstellungen der Stützelemente 20 lässt sich die Höhenlage des Schneidkopfes 1 einstellen, während sich durch unterschiedliche Längeneinstellungen der Stützelemente 20 die Neigung des Schneidkopfes 1 gegenüber der Schneidkopfplatte 5 verändern und somit die Mittenlage, die das Schneidwerkzeug 2, 4 im unverkippten Zustand der Schneidkopfplatte 5 bezüglich der Kippachsen X und Y einnimmt, einjustieren lässt.
Bei der praktischen Erprobung der Schneidvorrichtung hat sich gezeigt, dass bereits geringe Kippbewegungen des Schneidkopfes 1 im mm-Bereich ausreichen, um Überspannungen im Bauteil 22 wirksam abzubauen.
Im Rahmen der Erfindung sind zahlreiche Abwandlungen möglich. So kann die Schnitllinie L des Schneidwerkzeugs 2, 4 auf eine beliebige Kippachse des X-, Y-, Z-Systems ausgerichtet sein, und ferner ist es vorstellbar, das Schneidwerkzeug 2, 4 stationär zu montieren und stattdessen das Bauteil 22 in den beschriebenen Freiheitsgraden kippbewegllich und justierbar anzuordnen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006015165 B4 [0002]

Claims

Vorrichtung zum Beschnitt von räumlich verformten Bauteilen, insbesondere von randseitig fest miteinander verbundenen Karosserie-Blechteilen (22), mit einem niederhalterfreien Schneidkopf (1), bestehend aus einer das Bauteil entlang der Beschnittlinie (1) abstützenden Schneidplatte (2) und einem gegenüber dieser in Schnittrichtung zwangsgeführten und beim Schnittvorgang unter Zwischenlage des Beschnitts verstellbaren Gegenmesser (4), dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Schneidkopf (1) und Bauteil zumindest eine um eine in Richtung der Schnittlinie (L) verlaufende Achse (Z) ungesteuert bewegliche, mittenlagenstabilisierte Kipplagerung (12, 14) derart angeordnet ist, dass der Schneidkopf (1) beim Randbeschnitt bezüglich des Bauteils (22) selbsttätig um die Kippachse (Z) ausrichtbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (1) relativ zum Bauteil (22) um zwei weitere mittenlagenstabilisierte, quer zur Richtung der Schnittlinie (L) verlaufende Kippachsen (X, Y) ungesteuert beweglich gelagert ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kipplagerung (12, 14) federelastisch in die Mittenlage vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Mittenlagenstabilisierung Federelemente (17) mit einer einstellbaren Federvorspannung vorgesehen sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipplagerung (12, 14) Justierelemente (20) zur Feineinstellung der unverkippten Schneidkopf- und/oder Bauteillage zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipplagerung (12, 14) Justierelemente (20) zur Feineinstellung der Höhenlage des Schneidkopfes (1) und/oder Bauteils (22) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schneidkopf (1) auf einer dreiachsig kippbeweglich gelagerten und mittenlagenstabilisierten Schneidkopfplatte (5) befestigt ist.
Vorrichtung nach nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkopfplatte (5) mit Kipp- und Höhenlagenjustierelementen (20) zur Einstellung der Mittenlage des Schneidkopfes (1) versehen ist.
Vorrichtung nach nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schneidkopfplatte (5) in einer zur Schnittrichtung senkrechten Ebene zweidimensional translatorisch verschieblich gelagert ist.