DE102010011248A1

DE102010011248A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteilverbundes

Info

Publication number: DE102010011248A1
Application number: DE102010011248A
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Ing. Woiczik Martin; Guenther Wolf; Stefan Cramer; Gökhan Cetinkaya
Original assignee: Dte Werkzeugtechnik & Co KG GmbH; Daimler AG
Current assignee: Dte Werkzeugtechnik & Co KG GmbH; Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Vefahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes (2), mit einem Folgeverbundwerkzeug (1), das mehrere aufeinander folgende Einzelwerkzeugen (3, 5, 8, 11–16, 18) zur Bearbeitung einer Blechplatine oder eines Coilabschnittes beinhaltet, und mit einer Zuführeinrichtung, mittels derer ein weiteres Bauteil (7) in eines der Einzelwerkzeuge (8) transferierbar ist, wobei dieses derart ausgebildet ist, dass das Bauteil (7) an ein sich aus dem Coilabschnitt oder der Blechplatine durch die Bearbeitung in den Einzelwerkzeugen (3, 5, 8, 11–16, 18) ausbildendes Blechbauteil (4) provisorisch fügbar ist, und wobei ein sich anschließendes Einzelwerkzeug (3) geeignet ist um das sich ausbildende Blechbauteil (4) mit dem weiteren Bauteil (7) fertig zu fügen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vorrichtung zum Herstellen eines derartigen Bauteilverbundes.
Aus der DE 10 2005 024 220 A1 sind ein Verfahren zum Herstellen von Hohlkörperelementen sowie ein zugehöriges Folgeverbundwerkzeug bekannt. Das Verfahren zum Herstellen von Hohlkörperelementen, wie bspw. Muttern zur Anbringung an üblicherweise aus Blech bestehenden Bauteilen weist zumindest folgende Verfahrensschritte auf, die in jeweils einer Arbeitsstation bzw. einem Werkzeug, die nacheinander in der Herstellungsprozesskette angeordnet sind, ausgeführt werden: Ausprägung eines Überstandes mit einer Dünnstelle aus einem Coilstreifen, Herausstanzen eines Lochbutzens an der Dünnstelle, Stauchung des Überstandes unter Bildung eines Hinterschnittes und ggf. Herstellung eines Innengewindes, und schließlich Ablängung des Streifens unter Bildung einzelner Muttern mit Mehrkant.
Beim Herstellen eines Bauteilverbundes werden üblicherweise zunächst die einzelnen, später miteinander zu verbindenden Bauteile, separat hergestellt und anschließend separat einer Fügestation zugeführt. Dies unterbricht die Fertigungskette und erfordert darüber hinaus Zwischenlager, in welchen die einzelnen separat gefertigten Bauteile bis zum Fügen mit den anderen Bauteilen zwischengelagert werden. Hierbei ist insbesondere auch der Prozess des Ein- und wieder Auslagerns aufwändig und dadurch teuer.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes anzugeben, welches sich insbesondere durch eine nicht unterbrochene Fertigungskette auszeichnet.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand des abhängigen Anspruchs.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, einen Bauteilverbund in einem Folgeverbundwerkzeug herzustellen, wobei eine Blechplatine oder ein Coilabschnitt mittels mehrerer sich aneinander anschließender Einzelwerkzeuge des Folgeverbundwerkzeugs bearbeitet wird, wodurch sich ein Blechbauteil ausbildet. Dem sich ausbildenden Blechbauteil wird ein weiteres Bauteil zugeführt und mit diesem provisorisch gefügt wird. Die provisorische Fügeverbindung erfolgt durch einen der Bearbeitungsvorgänge des sich ausbildenden Blechbauteils. Anschließend wird der provisorisch fixierte Bauteilverbund in einem Einzelwerkzeug, das sich an das Einzelwerkzeug, in dem die provisorische Fügeverbindung zu Stande kommt, nachfolgend anschließt, fertig gefügt.
Das erfindungsgemäße Verfahren und die entsprechende Vorrichtung dazu zeichnet sich somit durch eine für eine automatisierte Herstellung des Bauteilverbunds ununterbrochene Fertigungskette aus, da die Fügeverbindung der beiden Bauteile in einem der Einzelwerkzeuge des Folgeverbundwerkzeugs erfolgt. Verfahrenstechnisch besonders vorteilhaft und von erheblich verringertem apparativem Aufwand ist es, die provisorische Fügeverbindung durch einen Bearbeitungsschritt des Blechbauteils auszuführen. Eine bisher erforderliche Zwischenlagerung des Blechbauteils kann dadurch entfallen, wodurch die damit verbundenen Lager- und Logistikkosten ebenfalls eingespart werden können. Insbesondere kann dadurch auch ein Arbeitsgang, bei dem bspw. das Blechbauteil in ein Zwischenlager gelegt, anschließend aus diesem entnommen und einem Fügewerkzeug zum Fügen mit dem weiteren Bauteil zugeführt wird, entfallen. Vorrichtung und Verfahren finden insbesondere in der Kraftfahrzeugproduktion Eingang, bei welchem vorteilhaft eine Verstärkung eines Türscharniers mit einer Gewindeplatte für das Türscharnier verbunden werden soll. Das Blechbauteil kann dabei als Verstärkung des Türscharniers und das weitere Bauteil als Gewindeplatte ausgebildet sein.
Vorteilhaft wird die Blechplatine oder der Coilabschnitt in Schneide-, Stanz- und Formwerkzeugen, die die Einzelwerkzeuge des Folgeverbundwerkzeugs bilden, beschnitten, gestanzt und umgeformt, wodurch das Blechbauteil sich sukzessiv ausbildet und eine komplexe Form annimmt. Hierbei können durch Bestückung der Prozesslinie mit zwei Teilwerkzeugen pro Einzelwerkzeug, die jeweils zu einander bezüglich der Transferrichtung des Blechbauteils spiegelverkehrt ausgebildet sind, zwei entsprechend spiegelverkehrte Blechbauteile aus einer Blechplatine bzw. einem Coilabschnitt erzeugt werden. Dadurch können bezüglich der Verwendung des Blechbauteils in einem Kraftfahrzeug die gleichen Bauteile für die linke und die rechte Seite des Fahrzeugs in jeweils einem Arbeitsschritt pro Einzelwerkzeug ausgebildet werden. Dies verringert die Logistik, den apparativen Bedarf und dadurch die Kosten der Herstellung ganz erheblich.
Das provisorische Fügen erfolgt durch in einfacher Weise durch Umformen, insbesondere Anprägen zweier Laschen mit einem eines der Einzelwerkzeuge bildenden Prägewerkzeug. Die Laschen wurden in einem vorangegangenen Arbeitsschritt eingeschert und stehen nun am sich ausbildenden Blechbauteil vertikal ab. Das zu fügende weitere Bauteil ist dabei derart am sich ausbildenden Blechbauteil positioniert, dass die Laschen jeweils eine Durchgangsöffnung des weiteren Bauteils durchragen. Durch das Anprägen werden die beiden Bauteile miteinander verklemmt. Zur Herstellung von den vorgenannten Doppelteilen ist es günstig, die weiteren Bauteile von beiden Seiten der Produktionslinie in das Einzelwerkzeug zu transferieren. Hierdurch werden die Führung und der Antrieb der Zuführvorrichtung für die weiteren Bauteile vereinfacht.
Zur vollständigen Befestigung der beiden Bauteile aneinander werden in einem einfachen Nachfolgeschritt in einem weiteren Werkzeug, das sowohl Präge- als auch Biegefunktionen besitzt, die Laschen verprägt und umgestellt, so dass der jeweilige Öffnungsrand der Durchgangsöffnungen des weiteren Bauteils von den Laschen fest umgriffen wird.
Vorteilhaft kann die Zuführeinrichtung mit einem Magazin verbunden sein, aus dem das weitere Bauteil jeweils entnommen wird. Aufgrund dessen, dass die weiteren Bauteile bereits eine Qualitätskontrolle durchlaufen haben, ist gewährleistet, dass bei der Herstellung des Bauteilverbundes die Ausschussquoten gering sind. Alternativ kann das weitere Bauteil ebenfalls in einer Prozesskette entstehen, die in einem von der Herstellung des Blechbauteils verschiedenen Folgeverbundwerkzeug abläuft. Die Zuführeinrichtung ist dabei in dieses separate Folgeverbundwerkzeug integriert ist. Das spart Lagerraum und Prozesszeit zur Herstellung des gesamten Bauteilverbundes. Dieser entsteht dabei im Kreuzungspunkt der beiden Prozessketten bzw. der beiden Folgeverbundwerkzeuge.
In dem Folgeverbundwerkzeug wird ein weiteres Bauteil automatisch zugeführt und mit Durchgangsöffnungen zu den Laschen des Blechbauteils derart ausgerichtet, dass bei einem Anhebevorgang im Folgeverbundwerkzeug die Laschen so verformt werden, dass das Blechbauteil und das weitere Bauteil zumindest aneinander vorfixiert werden können. In einem sich anschließenden Fertigungsschritt werden dann die Laschen im Folgeverbundwerkzeug selbst oder in einer weiteren Station verprägt bzw. umgestellt und umgreifen dadurch einen jeweils zugehörigen Öffnungsrand des Blechbauteils fest. 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 wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
Dabei zeigen, jeweils schematisch:
1 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteilverbundes,
2 eine mögliche Ausführungsform eines aus einem Türscharnier und einer Gewindeplatte gebildeten Bauteilverbundes.
In 1 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Folgeverbundwerkzeug 1 zum Herstellen eines Bauteilverbundes 2 (vgl. 2) dargestellt, welches mehrere hintereinander angeordnete eine Produktionsprozesslinie bildende Einzelwerkzeuge 3, 5, 8, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 18 auf, in welchem ein auszubildendes Blechbauteil 4 zunächst zumindest jeweils einmal beschnitten, gestanzt und umgeformt wird. Des Weiteren werden in das Blechbauteil 4 zusätzlich Laschen 6 eingeschert, über welche anschließend die Befestigung eines weiteren Bauteils 7 erfolgt. Durch eine Zuführeinrichtung wird das weitere Bauteil 7 automatisch dem Einzelwerkzeug 8 zugeleitet und dort unterhalb des auszubildenden Blechbauteils 4 positioniert, sodass sich im Einzelwerkzeug 8 die beiden Zuleitungslinien des Blechbauteils 4 und des weiteren Bauteils 7 kreuzen. Im Einzelwerkzeug 8 wird das weitere Bauteil 7 mit entsprechenden Durchgangsöffnungen 9 relativ zu den am Blechbauteil 4 eingescherten Laschen 6 ausgerichtet und die Laschen 6 gleichzeitig derart verformt, dass das Blechbauteil 4 und das weitere Bauteil 7 aneinander klemmend vorfixiert werden können. Anschließend werden die Laschen 6 im unmittelbar nachfolgenden Einzelwerkzeug 3 verprägt bzw. umgestellt, wodurch eine feste Fixierung des Blechbauteils 4 am weiteren Bauteil 7 erfolgt. Nachfolgend wird der nun so gefertigte Bauteilverbund 2 von einem Schnittskelett 10 getrennt und einer weiteren Verarbeitung bzw. einem Einbau in ein Kraftfahrzeug, zugeführt. Das Schnittskelett 10 wird vorzugsweise einem Recyclingprozess zugeführt.
In 2 ist ein in der erfindungsgemäßen Vorrichtung von 1 gefertigter Bauteilverbund 2 gezeigt, der ein als Verstärkung eines Türscharniers ausgebildetes Blechbauteil 4 und ein als Gewindeplatte ausgebildetes, weiteres Bauteil 7 umfasst.
Betrachtet man den Fertigungsprozess gemäß der 1 näher, so erfolgt in einem ersten Einzelwerkzeug 11 ein erstes Beschneiden eines Coilabschnitts, in einem folgenden zweiten Einzelwerkzeug 12 ein zweites Beschneiden und in einem dritten Einzelwerkzeug 13 ein drittes Beschneiden. Hierdurch wird das Schnittskelett 10 und das hier noch unbearbeitete Doppelteil für zwei Blechbauteile 4 geschaffen, das an dem Schnittskelett 10 anhängt. Im Einzelwerkzeug 14 wird der beschnittene Coilabschnitt formgestanzt und in dem sich daran anschließenden Einzelwerkzeug 15 kalibriert, d. h. die beiden noch nicht fertig ausgebildeten Blechbauteile 4 werden ausgerichtet und auf Maß gebracht. Anschließend werden im Einzelwerkzeug 16 die Blechbauteile zur Vereinfachung der Bearbeitung um ca. 30° geschwenkt und dann mittels Stanzstempel 17 gelocht und die Laschen 6 in die Blechbauteile 4 eingeschert. Denkbar ist, gleichzeitig oder nachfolgend schon hier die Laschen 6 durchzustellen. Im Einzelwerkzeug 5 erfolgt mittels Schieber eine weitere Lochung der Blechbauteile 4 und das erwähnte Durchstellen der Laschen 6.
Im sich anschließenden Einzelwerkzeug 8 wird nun die Gewindeplatte, d. h. das weitere Bauteil 7, zugeführt und mit seinen Durchgangsöffnungen 9 bzgl. der Laschen 6 am Blechbauteil 4 ausgerichtet. In diesem Arbeitsschritt erfolgt ein Anprägen der Laschen 6, wodurch eine Vorfixierung der beiden Bauteile 4 und 7 erreicht werden kann. Im weiteren Einzelwerkzeug 3 erfolgt ein Umstellen und Verprägen der Laschen 6, wodurch diese den Öffnungsrand der entsprechend zugeordneten Durchgangsöffnungen 9 umgreifen. Im Einzelwerkzeug 18 erfolgt schlussendlich ein Trennen des gefertigten Bauteilverbundes 2 vom Schnittskelett 10, bspw. mittels entsprechender Schneidwerkzeuge 19.
Von besonderem Vorteil hierbei ist, dass das Blechbauteil 4 in der erfindungsgemäßen Vorrichtung durchgehend verarbeitet wird, sodass ein Entnehmen des Blechbauteils 4 sowie ein Zwischenlagern desselben und ein anschließender Transport des Blechbauteils 4 sowie des weiteren Bauteils 7 zu einem separaten Folgewerkzeug vermieden werden können. Hierdurch lassen sich insbesondere Lager- und Logistikkosten einsparen sowie der Fertigungsprozess insgesamt straffen. Dabei erfolgt ein kontinuierliches Zuführen der weiteren Bauteile 7 zu den Blechbauteilen 4, wodurch ein kontinuierlicher, d. h. insbesondere ohne Unterbrechungen auskommender Fertigungsprozess realisiert werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005024220 A1 [0002]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbundes (2), bei dem – in einem Folgeverbundwerkzeug (1) eine Blechplatine oder ein Coilabschnitt mittels mehrerer sich aneinander anschließender Einzelwerkzeuge (3, 5, 8, 11–16, 18) unter Ausbildung eines Blechbauteils (4) bearbeitet wird, – dem sich ausbildenden Blechbauteil (4) ein weiteres Bauteil (7) zugeführt und mit diesem provisorisch gefügt wird, wobei die Fügeverbindung durch einen Bearbeitungsvorgang des sich ausbildenden Blechbauteils (4) mittels eines Einzelwerkzeugs (8) erfolgt, – in einem Einzelwerkzeug (3), das sich an das Einzelwerkzeug (8) nachfolgend anschließt, fertig gefügt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitung des sich ausbildenden Blechbauteils (4) durch Beschneide- und Umformschritte erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus der Blechplatine oder dem Coilabschnitt zwei zueinander spiegelverkehrte Blechbauteile (4) gebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die provisorische Fügeverbindung durch Umformen, insbesondere Anprägen zweier Laschen (6) hergestellt wird, die am sich ausbildenden Blechbauteil (4) abstehen und jeweils eine Durchgangsöffnung (9) des weiteren Bauteils (7) in der Fügestellung durchragen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Fertigfügen des provisorisch gefügten Bauteilverbund (2) derart erfolgt, dass die Laschen (6) verprägt und umgestellt werden, so dass der jeweilige Öffnungsrand der Durchgangsöffnungen (9) fest umgriffen wird.
Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteilverbundes (2), mit einem Folgeverbundwerkzeug (1), das mehrere aufeinander folgende Einzelwerkzeugen (3, 5, 8, 11–16, 18) zur Bearbeitung einer Blechplatine oder eines Coilabschnittes beinhaltet, und mit einer Zufuhreinrichtung, mittels derer ein weiteres Bauteil (7) in eines der Einzelwerkzeuge (8) transferierbar ist, wobei dieses derart ausgebildet ist, dass das Bauteil (7) an ein sich aus dem Coilabschnitt oder der Blechplatine durch die Bearbeitung in den Einzelwerkzeugen (3, 5, 8, 11–16, 18) ausbildendes Blechbauteil (4) provisorisch fügbar ist, und wobei ein sich anschließendes Einzelwerkzeug (3) geeignet ist um das sich ausbildende Blechbauteil (4) mit dem weiteren Bauteil (7) fertig zu fügen.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzelwerkzeuge (3, 5, 8, 11–16, 18) Schneide-, Stanz-, und Formwerkzeuge sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Einzelwerkzeug (8), mittels dessen die provisorische Fügeoperation erfolgt, ein Prägewerkzeug ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung mit einem Magazin verbunden ist, aus dem das weitere Bauteil (7) jeweils entnommen wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zufuhreinrichtung in ein separates Folgeverbundwerkzeug integriert ist, mittels welchem das weitere Bauteil (7) hergestellt wird.