-
Die
vorlegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abkanten von Blechbauteilen,
insbesondere eine Außenhaut eines Straßenfahrzeugs,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner betrifft
die vorliegende Erfindung ein Werkzeug zum Abkanten von Blechbauteilen,
insbesondere eine Außenhaut eines Straßenfahrzeugs,
mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.
-
Aus
der
DE 44 45 579 C1 sind
ein Verfahren sowie ein Werkzeug zum Abkanten von Blechbauteilen
bekannt. Das bekannte Werkzeug umfasst einen Abkantbacken zum Anlegen
des abzukantenden Blechbauteils, der eine Abkantkontur aufweist, über die
das Blechbauteil beim Abkanten umgebogen bzw. abgestellt wird. Die
Abkantkontur des bekannten Werkzeugs weist dabei ein kreisbogenförmiges Profil
auf, das sich über mehr als 90° erstreckt. Zum Abkanten
des Blechbauteils wird dieses zunächst am Abkantbacken
fixiert, derart, dass ein abzukantender Endabschnitt des Blechbauteils über
die Abkantkontur des Abkantbackens vorsteht. Anschließend
wird besagter Endabschnitt mit Hilfe eines Abstellbackens des Abkantwerkzeugs über
die kreisbogenförmige Abkantkontur umgebogen, also abgestellt.
-
Beim
bekannten Verfahren wird anschließend noch ein Falzvorgang
in zwei aufeinander folgenden Schritten durchgeführt, bei
dem ein Falzwerkzeug den abgestellten Endabschnitt soweit frei umbiegt,
bis er sich im Wesentlichen parallel zu dem daran angrenzenden Abschnitt
des Blechbauteils erstreckt.
-
Es
hat sich gezeigt, dass das freie Umbiegen zum Herstellen des Falzes
ein erhöhtes Risiko eines unkontrollierbaren Einknickens
mit sich bringt, je enger das Falzen um die Abkantung erfolgt. Damit
verbunden steigt das Risiko eines Werkstoffversagens beim Falzen
aufgrund der dadurch erhöhten Werkstoffbeanspruchung. Ferner
hängt die Qualität des freien Falzvorgangs vom
Werkstoff und insbesondere von der Blechdicke des Blechbauteils
ab. Beispielsweise besitzen Leichtmetallbleche, insbesondere Aluminiumbleche,
beim Falzen eine stärkere Neigung zu unkontrollierten Knickvorgängen
bei gleichzeitiger verminderter Umformbarkeit.
-
Die
Realisierung scharfkantiger Falzvorgänge an der Abkantung
ist gerade im Fahrzeugbau erwünscht, da hierdurch insgesamt
am fertigen Fahrzeug kleinere Fugen erzielt werden können.
Kleine Fugen verbessern die optische Anmutung des Fahrzeugs und
lassen auf eine höhere Fertigungsqualität und
Produktqualität schließen.
-
Die
vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem,
für ein Abkantverfahren bzw. für ein Abkantwerkzeug
und insbesondere für ein Falzverfahren eine verbesserte
Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch
eine erhöhte Prozesssicherheit bei einem gegebenenfalls
durchzuführenden Falzvorgang auszeichnet, wobei dies insbesondere
dann erreicht werden soll, wenn das abzukantende bzw. zu falzende
Blechbauteil aus einem Leichtmetallwerkstoff hergestellt ist.
-
Dieses
Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände
der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte
Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen
Ansprüche.
-
Die
Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, beim Abkanten eine
Abkantkontur zu verwenden, die zwar ein rundes, jedoch kein ausschließlich
durch eine Kreisbogenform gebildetes Profil besitzt. Es hat sich
gezeigt, dass durch die Verwendung eines derartigen Profils für
die Abkantkontur beim anschließenden Falzen, das mit einer
freien Umformung arbeitet, die Tendenz zum Abknicken im Falz erheblich
reduziert ist. In der Folge lassen sich enge bzw. kleine Falzradien
realisieren. Ebenso lassen sich Leichtmetallwerkstoffe, insbesondere
Aluminiumlegierungen einfach abkanten bzw. falzen. Die daraus hervorgehenden
Ergebnisse zeichnen sich durch qualitativ hochwertige Falze mit
kleinen Falzradien aus, die z. B. im Bereich einer Außenhaut
eines Fahrzeugs kleine Fugen ermöglichen, was die optische
Qualität des Fahrzeugs verbessert.
-
Die
von einem reinen Kreisbogenprofil abweichende Formgebung der Abkantkontur
kann beispielsweise mit Hilfe von zwei verschiedenen Biegeradien
innerhalb des Profils der Abkantkontur realisiert werden, wobei
die verschiedenen Biegeradien ineinander übergehen.
-
Entsprechend
einer vorteilhaften Ausführungsform kann das Profil der
Abkantkontur beispielsweise distal zum abzukantenden Endabschnitt bzw.
flanschartigen Biegeabschnitt des Blechbauteils einen ersten Konturabschnitt
mit einem ersten Biegeradius und proximal zum Endabschnitt einen
zweiten Konturabschnitt mit einem zweiten Biegeradius aufweisen,
wobei der zweite Biegeradius kleiner ist als der erste Biegeradius.
Sofern nur zwei verschiedene Biegeradien verwendet werden, kann
das Profil der Abkantkontur auch elliptisch ausgestaltet sein bzw. ein
Ellipsensegment aufweisen, beispielsweise indem die Konturabschnitte
nur punktuell bzw. linienförmig gestaltet sind und die
Biegeradien durch einen großen Übergangsbereich
ineinander übergehen.
-
Weitere
wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen
Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
-
Es
versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend
noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils
angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder
in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden
Erfindung zu verlassen.
-
Bevorzugte
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen
dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher
erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche
oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
-
Es
zeigen, jeweils schematisch
-
1 einen
Querschnitt einer Abkantvorrichtung vor dem Abkanten,
-
2 einen
Querschnitt der Abkantvorrichtung nach dem Abkanten,
-
3 einen
Querschnitt einer Falzvorrichtung vor dem Falzen,
-
4 einen
Querschnitt der Falzvorrichtung nach dem Falzen.
-
Entsprechend
den 1 und 2 besitzt ein Abkantwerkzeug 1 einen
passiven Abkantbacken 2, der eine Abkantkontur 3 besitzt.
Ferner ist ein aktiver Niederhalter 4 vorgesehen, mit dessen
Hilfe ein abzukantendes Blechbauteil 5 am Abkantbacken 2 fixierbar
ist. Die Fixierung des Blechbauteils 5 erfolgt dabei derart,
dass ein abzukantender Biegeabschnitt 6 des Blechbauteils 2 über
die Abkantkontur 3 vorsteht. Ferner umfasst das Abkantwerkzeug 1 einen aktiven
Abkantbacken 7, der entsprechend einem Pfeil 8 zum
Abkanten des Biegeabschnitts 6 relativ zum Abkantbacken 2 verstellbar
ist. Der Niederhalter 4 drückt das Blechbauteil 5 entsprechend
einem Pfeil 9 gegen den Abkantbacken 2, um dadurch
die gewünschte Fixierung des Blechbauteils 5 am
Abkantbacken 2 zu realisieren. Das Abkanten bzw. Abstellen
des Biegeabschnitts 6 erfolgt hier um etwa 90°. Es
sind unter Berücksichtigung der Abkantrichtung gegenüber
der Bauteillage bzw. dem Einsatz eventueller Schieber auch andere
Abstellwinkel größer oder kleiner als 90° realisierbar.
-
Die
Abkantkontur 3 des hier vorgestellten Abkantwerkzeugs 1 zeichnet
sich dadurch aus, dass sie ein rundes Profil besitzt, das nicht
durch eine einzige Kreisbogenform gebildet ist. Das Profil der Abkantkontur 3 ist
dabei durch den Querschnitt definiert, der sich quer zur Längsrichtung
der Abkantung bzw. quer zur Längserstreckung des abgekanteten
Biegeabschnitts 6 erstreckt.
-
Vorzugsweise
besitzt besagtes Profil der Abkantkontur 3 zumindest zwei
verschiedene Biegeradien. Im Beispiel der 1 sind genau
zwei verschiedene Biegeradien 10 und 11 durch
Pfeile angedeutet, nämlich ein erster Biegeradius 10 und
ein zweiter Biegeradius 11. Der erste Biegeradius 10 definiert dabei
im Profil der Abkantkontur 3 einen ersten Konturabschnitt 12,
der in 3 durch eine geschweifte Klammer gekennzeichnet
ist. Im Unterschied dazu definiert der zweite Biegeradius 11 einen
zweiten Konturabschnitt 13, der ebenfalls in 2 durch
eine geschweifte Klammer gekennzeichnet ist. Der erste Konturabschnitt 12 ist
zum abzukantenden Biegeabschnitt 6 distal angeordnet, während
der zweite Konturabschnitt 13 zum abzukantenden Biegeabschnitt 6 proximal
angeordnet ist. Der erste Biegeradius 10 ist größer
als der zweite Biegeradius 11, wodurch insgesamt ein von
der Kreisbogenform abweichendes Profil an der Abkantkontur 3 realisiert
werden kann. Die Konturabschnitte 12, 13 gehen
stufenlos ineinander über, sie besitzen insbesondere tangentiale Übergänge
ineinander sowie in die benachbarten ebenen Abschnitte des Abkantbackens 2,
die hier einen Winkel von 90° zueinander aufweisen, jedoch
auch andere Winkel aufweisen können. Sofern wie hier genau
zwei verschiedene Biegeradien 10, 11 innerhalb der
Abkantkontur 3 vorgesehen sind, kann die Abkantkontur 3 vorzugsweise
auch mit einem elliptischen Profil versehen sein. Insbesondere kann
hier ein Umfangssegment einer Ellipse die Abkantkontur 3 definieren.
Die beiden Biegeradien 10, 11 herrschen dann nur
am Einlass (distal zum Biegeabschnitt 6) bzw. nur am Auslass
(proximal zum Biegeabschnitt 6) der elliptischen Abkantkontur 3,
wobei die Biegeradien 10, 11 entsprechend der
Ellipsenform kontinuierlich ineinander übergehen.
-
Der
erste Biegeradius 10 kann gemäß einer vorteilhaften
Ausführungsform zumindest fünfmal größer
sein als der zweite Biegeradius 10. Insbesondere kann der
erste Biegeradius 10 achtmal größer sein
als der zweite Biegeradius 11.
-
Entsprechend
den 3 und 4 umfasst ein Falzwerkzeug 14 ein
Falzbett 15, an dem das Blechbauteil 5 zumindest
in einem Bereich 16 zur Anlage kommt, der an den abgekanteten
bzw. abgestellten flanschartigen Biegeabschnitt 6 des Blechbauteils 5 angrenzt.
An der vom Falzbett 15 abgewandten Seite kann auf den besagten
Bereich 16 des Blechbauteils 5 optional ein weiteres
Blechbauteil 17 aufgelegt werden. Mit Hilfe des Falzwerkzeugs 14 wird
im Beispiel der 3 und 4 in den Schritten Vor-
und Fertigfalzen eine Falzverbindung hergestellt, die das Blechbauteil 5 mit
dem Blechbauteil 17 über einen in 4 erkennbaren
Falz 18 verbindet. Das Falzwerkzeug 14 weist einen
Falzbacken 19 auf, der entsprechend einem Pfeil 20 relativ
zum fixierten Blechbauteil 5 verfährt. Entsprechend
den 3 und 4 erfolgt das Falzen durch ein
freies Umbiegen des abgestellten Biegeabschnitts 6 soweit,
bis er sich im Wesentlichen parallel zu dem daran angrenzenden Abschnitt
oder Bereich 16 erstreckt und insbesondere am anderen Blechbauteil 17 flächig
zur Anlage kommt. Hierbei wird der Falz 18 gebildet, der sich
durch einen kleinen Falzradius 21 auszeichnet.
-
Alternativ
zu den in 3 und 4 geschilderten
Backenfalzvorgängen kann sich dem Abkanten gemäß 1 und 2 ebenso
ein Rollfalzvorgang in den Schritten Vor- und Fertigfalzen anschließen.
-
Sofern
nur der Falz 18, also keine Falzverbindung, realisiert
werden soll, entfällt das weitere Blechbauteil 17 und
der Biegeabschnitt 6 kommt im dazu benachbarten Abschnitt 16 flächig
zur Anlage.
-
Damit
ein derart kleiner Falzradius 21 beim Falzvorgang entsprechend
den 3 und 4 realisierbar ist, war das Abstellen
des Biegeabschnitts 6 mit Hilfe des Abkantwerkzeugs 1 erforderlich,
das sich durch das spezielle Profil der Abkantkontur 3 charakterisiert,
die – wie erwähnt – zwar rund ist, jedoch
nicht durch eine (exakte) Kreisbogenform gebildet ist.
-
Die
spezielle Formgebung für die Abkantkontur 3 ermöglicht
ein ausknickfreies Falzen des abgekanteten Biegeabschnitts 6 auch
bei kleinen Falzradien 21 und/oder bei der Verwendung von
Blechbauteilen 5 aus Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-