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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Falzes am Rand eines Blechbauteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Falzvorrichtung zum Herstellen eines Falzes am Rand eines Blechbauteils mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 3.
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Falze kommen insbesondere in der Automobiltechnik zur Anwendung, um Blechbauteile an ihrem Rand zu verstärken. Ferner kann mit einem Falz der Randbereich eines Blechbauteils mit einer qualitativ hochwertigen Optik versehen werden, Des Weiteren ist es möglich, mit Hilfe eines Falzes zwei Blechbauteile miteinander randseitig zu verbinden. Hierzu wird am randäußeren Blechbauteil ein Falz ausgebildet derart, dass er an der Innenseite des äußeren Blechbauteils eine Tasche ausbildet, in welche ein Randbereich des inneren Blechbauteils eingesetzt ist. Eine derartige Falzverbindung kann optional zusätzlich mit einer Klebverbindung kombiniert sein. Falze mit besonders hoher optischer Qualität zeichnen sich durch einen kleinen Falzradius sowie durch ein möglichst konstantes Packmaß entlang des Falzes aus. Das Packmaß entspricht dabei der von außen gemessenen Dicke der realisierten Falztasche.
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Aus der
DE 10 2009 024 344 A1 ist eine Falzvorrichtung zum Herstellen eines Falzes am Rand eines Blechbauteils bekannt, die ein Falzbett, eine Falzrolle und eine Stützrolle aufweisen kann. Bei der bekannten Falzvorrichtung wird an einer Blechanordnung, bei welcher ein Innenblech zumindest im Randbereich flächig an einem Außenblech anliegt, ein Falz hergestellt. Hierzu wird zunächst im Randbereich ein Falzbereich abgewinkelt, an dem anschließend am Außenblech der Falzflansch um den abgewinkelten Flanschbereich des Innenblechs umgefalzt wird. Hierzu liegt die Blechanordnung in ihrem Randbereich mit einem nicht abgewinkelten Abschnitt auf dem Falzbett auf. Der Flanschbereich ist dabei um mindestens 60° abgewinkelt. Die Falzrolle stützt sich mit einer scheibenförmigen axialen Stirnfläche außen am Falzflansch axial ab. Die Stützrolle stützt sich mit einer zylindrischen radialen Umfangsfläche am nicht umgefalzten Falzbereich radial ab. Die radiale Abstützung der Umfangsfläche der Stützrolle liegt dabei der axialen Abstützung der Stirnfläche der Falzrolle gegenüber. Somit kann sich die Falzrolle mit ihrer Stirnfläche über den Falzflansch, das Innenblech und den nicht umgefalzten Falzbereich des Außenblechs an der Umfangsfläche der Stützrolle abstützen. Ein Falzbogen, der den umgefalzten Falzflansch mit dem nicht umgefalzten Falzbereich verbindet, ist dabei an einem zyliridrischen Fortsatz der Falzrolle radial abgestützt.
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Beim bekannten Falzverfahren wird somit ein Randbereich des Blechbauteils, nämlich der Falzflansch des Außenblechs gegenüber einem daran angrenzenden Anschlussbereich, nämlich dem nicht umgefalzten Falzbereich über 180° umgebogen. Dabei stützt sich die Falzrolle an diesem Randbereich ab, während das Blechbauteil im Übrigen am Falzbett und an der Stützrolle abgestützt ist. Beim bekannten Verfahren lässt sich ein konstantes Packmaß dadurch realisieren, dass das Innenblech randseitig im Falzbereich angeordnet ist, so dass sich der umgefalzte Randbereich des Außenblechs über den Randbereich des Innenblechs am Anschlussbereich des Außenblechs abstützen kann. Die Integration bzw. die Positionierung des Innenblechs im Außenblech während des Falzvorgangs ist jedoch vergleichsweise aufwändig. Außerdem ist ein derartiges Innenblech in Abhängigkeit vom jeweiligen Karosserieteilkonzept nicht immer erforderlich bzw. nicht immer erwünscht.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, für ein Falzverfahren bzw. für eine Falzvorrichtung eine verbesserte Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine verbesserte Oberflächenqualität im Flanschbereich und/oder durch einen reduzierten Verschleiß der Falzrolle und/oder durch eine vereinfachte bzw. kostengünstige Realisierbarkeit auszeichnet.
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Erfindungsgemäß wird dieses Problem insbesondere durch die Gegenstände der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, das Blechbauteil in seinem Anschlussbereich, der an den umzufalzenden Randbereich anschließt, am Falzbett abzustützen und die Falzrolle sowie die Stützrolle so zu positionieren, dass sich die Falzrolle radial außen am Randbereich abstützt und daran abrollt, während sich die Stützrolle radial außen an einem den Randbereich mit dem Anschlussbereich verbindenden Falzbogen abstützt und daran abrollt. Durch diese Vorgehensweise kommt es zu keinen Scherbewegungen zwischen dem Blechbauteil und der Falzrolle einerseits sowie zwischen dem Blechbauteil und der Stützrolle andererseits. Die Gefahr einer Beschädigung der Oberfläche des Blechbauteils im Flanschbereich ist dadurch reduziert. Gleichzeitig reduziert sich dadurch der Verschleiß der Flanschrolle sowie der Stützrolle. Durch die gewählte Positionierung der Falzrolle verpresst diese den umgefalzten Randbereich mit dem Falzbett, das heißt, die Falzrolle drückt mit ihrer Umfangsfläche den umgefalzten Randbereich in Richtung Falzbett. Die umfangsmäßige Abstützung des Falzbogens an der Stützrolle ermöglicht dabei die Einstellung eines qualitativ hochwertigere Falzbogens mit vergleichsweise kleinem Bogenradius. Durch die seitliche Abstützung des Falzbogens an der Stützrolle wird erreicht, dass das Falzmaterial beim Umfalzen nicht undefiniert nach außen wegfließt, so dass stattdessen ein definierter Radiuseinsatzbereich und damit eine optisch scharfe Falzkante geschaffen werden bei definiertem Bauteilumriß. Der Radiuseinsatzbereich ist dabei der Abstand zwischen dem Punkt des umzufalzenden Blechs, an dem sich das Blech gerade von seiner ebenen Ausbildung abhebt, und dem Scheitelpunkt des Falzbogens. Außerdem kann dadurch das jeweilige gewünschte Packmaß vergleichsweise genau eingehalten werden.
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Da sowohl die Falzrolle als auch die Stützrolle an der Oberfläche des Blechbauteils abrollen, wirkt im Wesentlichen nur Rollreibung, was für die Oberflächenqualität und den Verschleiß vorteilhaft ist.
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Besonders zweckmäßig kann auch hier das Umbiegen so erfolgen, dass im Falz zwischen dem Randbereich und dem Anschlussbereich eine Aufnahmetasche mit einem durch den Abstand zwischen Randbereich und Anschlussbereich definierten Packmaß entsteht. Die Einhaltung des Packmaßes wird zum einen dadurch erreicht, dass die Falzrolle entlang des Falzbetts abrollt, und andererseits dadurch erreicht, dass die Stützrolle den Falzbogen senkrecht zur Umfangsfläche der Falzrolle und senkrecht zum Falzbett abstützt.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Weiterbildung kann der Falz mit der zuvor genannten Aufnahmetasche ohne in die Aufnahmetasche eingesetztes Innenblech hergestellt werden. Dies vereinfacht die Herstellung des Falzes, da der Aufwand zur Positionierung des Innenblechs während des Falzvorgangs entfällt. Insbesondere lässt sich ein Einsteckteil, z. B. ein Dichtelement, wie z. B. ein Elastomerkorper, nach der Herstellung des Falzes in die Aufnahmetasche des Außenblechs einstecken. Ebenso kann ein Klebstoff oder dergleichen in die Aufnahmetasche eingebracht werden.
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Da für die Herstellung des Falzes nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren bzw. mit dem erfindungsgemäßen Falzwerkzeug kein Innenblech erforderlich ist, lassen sich auch besonders enge bzw. kleine Packmaße sowie besonders kleine Bogenradien einstellen, die zu einer vergleichsweise scharfen Falzkante führen. Dies kann für die Erzielung einer besonders hohen Qualitätsanmutung von Vorteil sein.
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Entsprechend einer anderen vorteilhaften Ausführungsform kann das Falzbett bzw. ein Falzbettträger an einer von der Falzrolle abgewandten Seite eine Laufbahn aufweisen, wobei außerdem eine Gegenlaufrolle vorgesehen ist, die der Falzrolle gegenüberliegend angeordnet ist und die radial außen an der Laufbahn abrollt. Durch diese Maßnahme können die Kräfte, die von der Falzrolle über das Blechbauteil auf das Falzbett übertragen werden, über Gegenkräfte kompensiert werden, die über die Gegenlaufrolle auf die Laufbahn des Falzbetts bzw. des Falzbettträgers übertragen werden.
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Besonders vorteilhaft ist dabei eine Weiterbildung, bei welcher die Falzrolle und die Gegenlaufrolle an einem gemeinsamen Werkzeugträger angeordnet sind, der relativ zum Falzbett verstellbar ist. Somit können die Kräfte der Falzrolle und die Gegenkräfte der Gegenlaufrolle innerhalb des Werkzeugträgers abgetragen werden. Zweckmäßig ist am Werkzeugträger außerdem die Stützrolle angeordnet.
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Durch die Verwendung der Gegenlaufrolle, insbesondere in Verbindung mit dem gemeinsamen Werkzeugträger, kann erreicht werden, dass auf eine Justierung des Falzwerkzeugs verzichtet werden kann, da sich das gewünschte Packmaß sowie der gewünschte Bogenradius bei gleicher Blechstärke zwangsläufig und automatisch selbsttätig einstellt.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.
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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.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
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Die einzige 1 zeigt eine Falzvorrichtung beim Erzeugen eines Falzes am Rand eines Blechbauteils.
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Entsprechend 1 umfasst eine Falzvorrichtung 1, mit deren Hilfe an einem Rand 2 eines Blechbauteils 3 ein Falz 4 hergestellt werden kann, ein Falzbett 5, eine Falzrolle 6 und eine Stützrolle 7 sowie eine Gegenlaufrolle 8. Außerdem umfasst die Falzvorrichtung 1 einen Werkzeugträger 9, an dem im Beispiel alle drei Rollen 6, 7, 8 angeordnet bzw. gelagert sind. Bei einer anderen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass entweder nur die Falzrolle 6 und die Stützrolle 7 oder nur die Falzrolle 6 und die Gegenlaufrolle 8 am gemeinsamen Walzenträger 9 angeordnet bzw. gelagert sind.
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Das Falzbett 5 ist an einem Falzbettträger 10 ausgebildet und dient zur Auflage zumindest des Rands 2 des Blechbauteils 3. Im Beispiel besitzt der Falzbettträger 10 an einer vom eigentlichen Falzbett 5 abgewandten Seite eine Laufbahn 11.
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Die Anordnung der einzelnen Komponenten erfolgt derart, dass die Falzrolle 6 beim Falzen um eine Falzrollendrehachse 12 dreht und dabei mit ihrem Außenumfang 13 radial außen an einem Randbereich 14 des Blechbauteils 3 abgestützt ist und daran abrollt. Das Falzbett 5 stützt sich beim Falzen gegenüber dem Außenumfang 13 der Falzrolle 6 an einem Anschlussbereich 15 des Blechbauteils 3 ab, der an den Randbereich 14 über einen Falzbogen 16 angrenzt. Die Stützrolle 7 dreht beim Falzen um eine Stützrollendrehachse 17 und stützt sich radial außen mit ihrem Außenumfang 18 am Falzbogen 16 ab, der den Randbereich 14 mit dem Anschlussbereich 15 verbindet. Auch die Stützrolle 7 rollt mit ihrem Außenumfang 18 am Falzbogen 16 ab. Die Stützrolle 7 ist dabei vorzugsweise ohne Kontakt zur Falzrolle 6.
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Die Gegenlaufrolle 8 rotiert beim Falzen um eine Gegenlaufrollendrehachse 19 und stützt sich radial außen mit ihrem Außenumfang 20 an der Laufbahn 11 ab und rollt an der Laufbahn 11 ab.
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Die Positionierung und Anordnung der einzelnen Rollen 6, 7, 8 erfolgt dabei derart, dass sich die Falzrollendrehachse 12 und die Gegenlaufrollendrehachse 19 parallel zueinander und senkrecht zu einer Bewegungsrichtung des Werkzeugträgers 9 erstrecken. Die Bewegungsrichtung des Werkzeugträgers 9 erstreckt sich entlang, also in Längsrichtung des Falzes 4 und steht in der Darstellung der 1 senkrecht auf der Zeichnungsebene. Die Stützrollendrehachse 17 steht ebenfalls senkrecht auf der Bewegungsrichtung des Werkzeugträgers 9 und erstreckt sich außerdem senkrecht zu den Drehachsen 12, 19 der Falzrolle 6 und der Gegenlaufrolle 8. Relativ zum Falzbett 5 bzw. relativ zum Falzbettträger 10 sind die Rollen 6, 7, 8 so positioniert, dass sich die Gegenlaufrolle 8 unmittelbar an der Laufbahn 11 abstützt und dadurch die Relativlage der beiden anderen Rollen 6, 7 bezüglich des Falzbetts 5 definiert. Die Falzrolle 6 ist mit einem nicht näher bezeichneten Abstand gegenüber dem Falzbett 5 positioniert, wodurch eine Lücke für die Anordnung des Blechbauteils 3 bzw. des Rands 2 des Blechbauteils 3 zwischen dem Außenumfang 13 der Falzrolle 6 und dem Falzbett 5 entsteht. Diese Lücke ist durch die Stützrolle 7 bzw. durch den Außenumfang 18 seitlich begrenzt.
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Das Herstellen des Falzes 4 am Rand 2 des Blechbauteils 3 erfolgt dadurch, dass zunächst der Randbereich 14 des Blechbauteils 3 gegenüber dem daran angrenzenden Anschlussbereich 15 um 180° umgebogen wird. 1 zeigt den Zustand, nachdem der Randbereich 14 gegenüber dem Anschlussbereich 15 unter Ausbildung des Falzbogens 16 um besagte 180° umgebogen worden ist. Am Randbereich 14 stützt sich nun die Falzrolle 6 ab und das Blechbauteil 3 ist des Weiteren am Falzbett 5 und an der Stützrolle 7 abgestützt. Im Einzelnen stützt sich das Blechbauteil 3 im Anschlussbereich 15 am Falzbett 5 ab, während sich die Falzrolle 6 radial außen am Randbereich 14 abstützt und daran abrollt. Die Stützrolle 7 stützt sich radial außen am Falzbogen 16 ab und rollt daran ab. Das Umbiegen des Randbereichs 14 erfolgt dabei so, dass im Falz 4 zwischen dem Randbereich 14 und dem Anschlussbereich 15 eine Aufnahmetasche 21 entsteht, die ein nicht näher bezeichnetes Packmaß besitzt. Dieses Packmaß ist dabei durch den Abstand zwischen dem Randbereich 14 und dem Anschlussbereich 15 in dieser Aufnahmetasche 21 definiert. Bemerkenswert ist, dass zum Herstellen des Falzes 4 kein Innenblech in die Aufnahmetasche 21 eingesetzt werden muss. In der Folge können besonders enge Packmaße mit hoher Verlaufsgüte hergestellt werden. Dementsprechend kann der Falz 4 mit der hier vorgestellten Falzvorrichtung 1 ohne in die Aufnahmetasche 21 eingesetztes Innenblech hergestellt werden. Durch die gewählte Positionierung und Anordnung der Falzrolle 6 und der Stützrolle 7 kann das gewünschte Packmaß sowie ein qualitativ hochwertiger Falzbogen 16, vorzugsweise mit kleinem Bogenradius hergestellt werden, ohne dass es hierzu erforderlich ist, das Innenblech randseitig in die Aufnahmetasche 21 einzusetzen. Durch die Verwendung der Gegenlaufrolle 8 können die Stützkräfte der Falzrolle 6 innerhalb des Werkzeugträgers 9 abgetragen werden. Gleichzeitig ist durch die Positionierung von Falzrolle 6 und Gegenlaufrolle 8 das erzielbare Packmaß definiert, so dass keine Justierung erforderlich ist.
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In die Aufnahmetasche 21 kann als Option nach dem Falzen ein Einsteckteil 22 eingesetzt werden, das in 1 nur mit unterbrochener Linie angedeutet ist. Das Einsteckteil 22 kann zum Beispiel eine Elastomerdichtung sein. Alternativ kann auch Klebstoff in die Aufnahmetasche 21 eingebracht werden, um den Falz zu stabilisieren und/oder zu versiegeln.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102009024344 A1 [0003]
