DE102013019598B4

DE102013019598B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Aussparungen in Haltestangen

Info

Publication number: DE102013019598B4
Application number: DE102013019598.5A
Authority: DE
Inventors: Markus Schlaffer; Markus Fasoldt
Original assignee: Grammer AG
Current assignee: Grammer AG
Priority date: 2013-11-25
Filing date: 2013-11-25
Publication date: 2016-07-21
Anticipated expiration: 2033-11-26
Also published as: DE102013019598A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung von Aussparungen (20) in Haltestangen (16), insbesondere in Kopfstützen-Haltestangen, wobei die Haltestange (16) mittels einer Haltevorrichtung positioniert wird und wobei ein Werkzeug (11) tangential zu der Haltestange (16) bewegt wird, um die Aussparung (20) in der Haltestange (16) auszubilden, wobei das Werkzeug (11) ein Räumwerkzeug mit mehreren Zähnen (12, 24) ist und dass die Aussparung (20) durch Räumverfahren hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ersten Struktur von Zähnen (12) des Werkzeugs (11) eine Aussparung (20) in die Haltestange (16) gedrückt wird und dass mit einer zweiten Struktur von Zähnen (24) des Werkzeugs (11) das Material der Haltestange (16) abgetragen wird.

Description

Die Erfindung betrifft zunächst ein Verfahren zur Herstellung von Aussparungen in Haltestangen, insbesondere in Kopfstützen-Tragstangen.
Ein solches Verfahren ist in der DE 10 2008 047 531 B3 beschrieben. Hier werden die Aussparungen mittels eines Stempels eines Umformwerkzeugs in die Tragstange gepresst.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches eine kostengünstige Herstellung ermöglicht. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, bei welchem Risse in der Tragstange vermieden werden. Außerdem ist es Aufgabe der Erfindung ein Verfahren zu schaffen, bei welchem lediglich wenige Arbeitsschritte notwendig sind.
Die Aufgabe wurde gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Bei dem Verfahren wird z. B. die Haltestange in eine erste Fertigungsposition gebracht. Ein Räumwerkzeug mit mehreren Zähnen wird tangential zu der Haltestange bewegt, um eine erste Aussparung in der Tragstange auszubilden. Der Vorgang wird entsprechend der Anzahl der in der Haltestange auszubildenden Aussparungen wiederholt.
Um ggf. eine zweite Aussparung in der Haltestange auszubilden wird z. B. die Haltestange in eine zweite Fertigungsposition gebracht. Wieder wird das Räumwerkzeug tangential zu der Haltestange bewegt usw.
Gemäß einer alternativen Ausführung umfasst eine Führung mehrere Räumwerkzeuge. In diesem Fall muss die Haltestange nicht in unterschiedliche Fertigungspositionen bewegt werden. Zum Ausbilden der ersten Aussparung wird das erste Räumwerkzeug tangential zu der Haltestange bewegt und zum Ausbilden einer zweiten Aussparung wird ein zweites Räumwerkzeug tangential zu der Haltestange bewegt usw. Die Räumwerkzeuge können synchron oder zeitversetzt, z. B. nacheinander, bewegt werden.
Die Erfindung betrifft gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung eine Vorrichtung zur Herstellung von Aussparungen in Haltestangen. Eine solche Vorrichtung ist z. B. aus der DE 10 2008 047 531 B3 bekannt.
Die Vorrichtung umfasst eine Positionierung, mittels welcher ein Bereich einer Haltestange oder eines Haltestangenbügels in eine bestimmte Position gebracht und/oder in einer bestimmten Position gehalten werden kann, um eine Aussparung in der Haltestange auszubilden. Z. B. kann die Haltestange mittels der Positionierung in einer bestimmten Position befestigt werden. Gemäß einer Alternative bildet die Positionierung z. B. ein Widerlager für die Haltestange, damit sich die Haltestange bei einer Bewegung des Räumwerkzeugs nicht mitbewegt, wenn das Räumwerkzeug mit der Haltestange in Kontakt ist.
Die Vorrichtung umfasst wenigstens ein Räumwerkzeug, welches mittels eines Antriebs relativ zu der Haltestange tangential zu der Haltestange bewegbar ist und in seine Ausgangsposition zurückbewegbar ist. Das Räumwerkzeug umfasst wenigstens zwei Zähne.
Mittels des Räumwerkzeugs ist es möglich Aussparungen mit einer beliebigen Form zu erzeugen. Die Umformung der Haltestange erfolgt stufenweise. Auf diese Weise werden unerwünschte Risse vermieden, die im Stand der Technik beim Umformen mittels eines Stempels auftraten, wenn hohe Umformgrade vorlagen.
Eine Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Zähne eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Die Höhe eines Räumzahns der bei einer Bewegung des Räumwerkzeugs in Bearbeitungsrichtung mit der Haltestange in Kontakt gerät nimmt z. B. bezüglich eines vorher mit der Haltestange in Kontakt bewegten Räumzahns zu. Weist ein Räumwerkzeug z. B. vier Zähne A, B, C, D auf, haben die Zähne A und B z. B. dieselbe Höhe, während der Zahn C höher ist als der Zahn B und der Zahn D höher ist als der Zahn C. Gemäß einer Alternative können z. B. auch alle vier Zähne eine unterschiedliche Höhe aufweisen.
Das Räumwerkzeug umfasst z. B. wenigstens zwei Bereiche, wobei einem ersten Bereich Zähne einer ersten Struktur und einem zweiten Bereich Zähne einer zweiten Struktur zugeordnet sind. Struktur bedeutet z. B. im Sinne der Erfindung, dass die Zähne eine bestimmte Form oder bestimmte Eigenschaften, wie Material, Bearbeitung etc., aufweisen.
Das Räumwerkzeug umfasst Zähne mit einer ersten Struktur, wobei mittels der ersten Struktur das Material der Tragstange eindrückbar ist. Das kann z. B. dadurch begründet sein, dass die Zähne so geformt sind, dass beim Vorbeibewegen des Räumwerkzeugs an der Haltestange eine Kraft von dem Zahn auf die die Haltestange, insbesondere auf die Wand der Haltestange, ausgeübt wird, wobei die Aussparung geformt wird. Die Zähne der ersten Struktur weisen z. B. eine konvexe Andruckfläche auf.
Das Räumwerkzeug umfasst Zähne mit einer zweiten Struktur, wobei mittels der zweiten Struktur das Material der Tragstange abtragbar ist. Die Zähne der zweiten Struktur sind z. B. mit Schneiden versehen, die einen spanenden Abtrag des Haltestangenmaterials ermöglichen.
Das Räumwerkzeug kann z. B. sowohl Zähne mit der ersten Struktur als auch Zähne mit der zweiten Struktur oder auch Zähne mit dritten, vierten und weiteren Strukturen aufweisen.
Z. B. kann die Form der Zähne des Räumwerkzeugs an die Aussparung angepasst sein. Haltestangen weisen z. B. in einigen Fällen Aussparungen auf, bei denen eine Bewegung in beide Richtungen verhindert werden soll, wenn sich ein Riegelelement in der Aussparung befindet. Die Aussparung ist dann mit gegenüberliegenden Riegelflächen versehen. Haltestangen können z. B. Aussparungen mit einer Riegelfläche und einer Rampenfläche aufweisen, damit, wenn sich ein Riegelelement in der Aussparung befindet, die Bewegung lediglich in eine Richtung arretiert ist. Durch die Form der Zähne des Räumwerkzeugs können diese Aussparungen realisiert werden.
Die Tiefe der Aussparung hängt von der Überschneidung der Bearbeitungsfläche des Zahns und der Haltestange ab. Anders ausgedrückt hängt die Tiefe der Aussparung davon ab, mit welchem radialen Maß sich die Haltestange in der Bewegungsbahn des Zahns befindet, wenn das Räumwerkzeug an der Haltestangen tangential vorbei bewegt wird.
Die oben erwähnte Haltestange kann eine Kopfstützentragstange sein, mittels welcher ein Kopfanlageteil an einem Fahrzeugsitz gelagert ist.
Weitere Vorteile ergeben sich anhand eines in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispiels. Es zeigen:
1 eine schematische Schnittdarstellung einer Haltestange sowie eines Räumwerkzeugs einer Räumvorrichtung, wobei andere Teile der Räumvorrichtung nicht dargestellt sind,
2 in Anlehnung an 1 die Räumvorrichtung, wobei Zähne der Räumnadel mit einer ersten Struktur mit der Haltestange in Kontakt sind,
3 in Anlehnung an 1 die Räumvorrichtung, wobei Zähne der ersten Struktur und Zähne der zweiten Struktur an der Haltestange vorbeibewegt worden sind.
4 eine Draufsicht auf die Räumvorrichtung 10 gemäß Ansichtspfeil IV in 1,
5 in Anlehnung an 4 eine Draufsicht auf eine Räumvorrichtung 10 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel, welches sich lediglich dadurch von dem ersten Ausführungsbeispiel unterscheidet, dass drei Räumwerkzeuge vorgesehen sind,
6 betreffend das zweite Ausführungsbeispiel, eine Räumnadel und eine Führung für die Räumnadel in Explosionsdarstellung,
7 eine perspektivische Darstellung der Räumnadeln gemäß 5, sowie der Führung im montierten Zustand.
Eine Räumvorrichtung insgesamt wird in den Fig. mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Gleiche Bezugszeichen in den Fig. bezeichnen entsprechende Teile.
Ein erstes Ausführungsbeispiel ist in den 1 bis 4 dargestellt. Von der Räumvorrichtung 10 ist in den Fig. lediglich das Räumwerkzeug 11 dargestellt. Das Räumwerkzeug 11 umfasst Zähne 12, wobei die Zähne 12 eines ersten Bereichs 13 des Räumwerkzeugs 11 mit einer ersten Struktur versehen sind und Zähne 12 eines zweiten Bereichs 14 des Räumwerkzeugs 11 mit einer zweiten Struktur versehen sind.
Die Zähne 12 des ersten Bereichs 13 sind mit Druckflächen 17 versehen. Die Zähne 12 sind derart geformt, dass sie auf eine zu bearbeitende Haltestange 16 eine Druckkraft in Richtung z ausüben können. Die Zähne 12 des zweiten Bereichs 14 sind mit Schneiden 18 versehen und derart ausgebildet, dass sie bei dem Kontakt mit einem Gegenstand Material abtragen können.
Das Räumwerkzeug 11 kann in Richtung x1 und x2 bewegt werden. Es ist in einer in einer nicht dargestellten Führung geführt. Die Bewegung des Räumwerkzeugs 11 erfolgt mittels eines nicht dargestellten Antriebs der Räumvorrichtung 10. In einer nicht dargestellten Haltevorrichtung der Räumvorrichtung 10 ist die Haltestange 16, die z. B. ein Kopfstützentragstange oder ein freies Ende eines Haltestangenbügels sein kann, lösbar positionierbar. Wenn die Haltestange 16 in der Haltevorrichtung angeordnet ist, verläuft eine Mittelachse m der Haltestange 16 rechtwinklig oder spitzwinklig zu den Bewegungsrichtungen x1 und x2. Gemäß 1 ist das Räumwerkzeug außerdem derart in Bezug auf die Haltestange 16 positioniert, dass zwischen der Druckfläche 17 eines ersten Zahns 12a und dem Niveau 22 einer Außenfläche 26 der Haltestange 16 eine geringe Überschneidung h1 vorliegt.
Zur Herstellung einer Aussparung wird das Räumwerkzeug 11 aus der Position gemäß 1 in Richtung x1 bewegt, wobei es sich auf dem Niveau 23 befindet. Sobald der erste Zahn 12a mit der Haltestange 16 in Kontakt gerät, wird von dem ersten Zahn 12a eine Druckkraft in Richtung z auf eine Wand 15 der Haltestange 16 ausgeübt. In die Haltestange 16 wird dabei entsprechend der Kontur des Zahns 12 eine Aussparung 20 eingedrückt, welche die Tiefe h1 aufweist. Wenn der zweite Zahn 12b mit der Haltestange 16 in Kontakt gerät, drückt dieser die Haltestange 16 entsprechend seiner Höhe h2 ein. Die Haltestange 16 wird danach durch die Zähne 12c, 12d, 12e und 12f eingedrückt. Die Aussparung 20 wird so stufenweise verformt. Nach der Bearbeitung durch den ersten Bereich des Räumwerkzeugs 11 weist die Aussparung eine Tiefe h6 auf, was der Überschneidung zwischen der Auflagefläche 22 und der Druckfläche 17 des sechsten Zahns 12f entspricht.
Der zweite Bereich 14 ist dafür vorgesehen, die Feinbearbeitung der durch den ersten Bereich 13 hergestellten Aussparung 20 durchzuführen. Auch Zähne 24a bis 24f des zweiten Bereichs 14 weisen ausgehend von dem ersten Zahn 24a des zweiten Bereichs 14 eine zunehmende Höhe auf. D. h., dass bei dem Kontakt eines Zahns 24 des zweiten Bereichs 14 mittels der Schneide 18 ein Materialabtrag entsprechend der Überschneidung 1 zwischen dem Niveau 22 der Außenfläche 26 und der Schneide 18 stattfindet. Aufgrund der zunehmenden Höhe der Zähne 24a, 24b, 24c, 24d, 24e und 24f findet also ein stufenweise zunehmender Materialabtrag statt.
Z. B. ist die Höhe der Zähne 24a, 24b, 24c des Bereichs 14 derart bemessen, dass ein über die vorgesehene Endkontur der Aussparung 20 überstehender Grat 19 abgetrennt wird. Die Zähne 24d, 24e und 24f des Bereichs 14 können derart bemessen sein, dass die Innenwände der Aussparung 20 spanend bearbeitet werden. D. h., dass z. B. eine Riegelfläche 21 sowie eine Bodenfläche 25 und eine nicht dargestellte zweite Riegelfläche oder eine Rampenfläche der Aussparung 20 derart von den Zähnen 12 des zweiten Bereichs 14 bearbeitet werden, dass eine Nachbearbeitung nicht mehr notwendig ist.
In 3 ist erkennbar, dass die Aussparung 20 nach der Bearbeitung eine Tiefe 1 zwischen einer Außenfläche 26 der Haltestange 16 und der Bodenfläche 25 aufweist.
Gemäß einer zweiten Ausführungsform kann die Räumvorrichtung 10, wie in 5 dargestellt und in 6 gezeigt, zusätzlich zu dem Räumwerkzeug 11 ein zweites Räumwerkzeug 27 und ein drittes Räumwerkzeug 28 aufweisen. Die Räumwerkzeuge 27 und 28 sind mit Zähnen 12 versehen und können in die Bewegungsrichtungen x1 und x2 bewegt werden. Die Räumnadeln 11, 27 und 28 sind in einer Führung 29 geführt. Die Führung 29 ist in den 5 und 6 dargestellt.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Aussparungen (20) in Haltestangen (16), insbesondere in Kopfstützen-Haltestangen, wobei die Haltestange (16) mittels einer Haltevorrichtung positioniert wird und wobei ein Werkzeug (11) tangential zu der Haltestange (16) bewegt wird, um die Aussparung (20) in der Haltestange (16) auszubilden, wobei das Werkzeug (11) ein Räumwerkzeug mit mehreren Zähnen (12, 24) ist und dass die Aussparung (20) durch Räumverfahren hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mittels einer ersten Struktur von Zähnen (12) des Werkzeugs (11) eine Aussparung (20) in die Haltestange (16) gedrückt wird und dass mit einer zweiten Struktur von Zähnen (24) des Werkzeugs (11) das Material der Haltestange (16) abgetragen wird.
Vorrichtung zur Herstellung von Aussparungen (20) in Haltestangen (16), mit einer Haltevorrichtung in welcher ein Bereich einer Haltestange (16) oder eines Haltestangenbügels positioniert werden kann, mit einem Werkzeug (11), welches tangential zu der Haltestange (16) bewegbar ist, um das Material der Haltestange (16) einzudrücken und abzutragen, wobei das Werkzeug (11) ein Räumwerkzeug (11) mit wenigstens zwei Zähnen (12, 24) ist, dadurch gekennzeichnet, dass dem Räumwerkzeug (11) Zähne (12) einer ersten Struktur und Zähne (24) einer zweiten Struktur zugeordnet sind, dass die Zähne (12) mit der ersten Struktur derart ausgebildet sind, dass das Material der Haltestange (16) eindrückbar ist, dass die Zähne (24) mit der zweiten Struktur derart ausgebildet sind, dass das Material der Haltestange (16) abtragbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Zähne (12, 24) eine unterschiedliche Höhe aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Räumwerkzeug (11) wenigstens zwei Bereiche (13, 14) umfasst, wobei einem ersten Bereich (13) Zähne (12) einer ersten Struktur und einem zweiten Bereich (14) Zähne (24) einer zweiten Struktur zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (12) mit der ersten Struktur derart ausgebildet sind, dass das Material der Haltestange (16) eindrückbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (12) der ersten Struktur eine konvexe Druckfläche (17) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (24) mit der zweiten Struktur derart ausgebildet sind, dass mittels der zweiten Struktur das Material der Haltestange (16) abtragbar ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (24) der zweiten Struktur eine Schneide (18) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Räumwerkzeug (11) sowohl Zähne (12) mit der ersten Struktur als auch Zähne (24) mit der zweiten Struktur aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Haltestange (16) eine Kopfstützen-Haltestange ist, mittels welcher ein Kopfanlageteil an einem Fahrzeugsitz gelagert werden kann oder mittels welcher ein Kopfanlageteil an einem Basisteil geführt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung wenigstens zwei Räumwerkzeuge umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ausbilden einer ersten Aussparung ein erstes Räumwerkzeug und zum Ausbilden wenigstens einer zweiten Aussparung mindestens ein zweites Räumwerkzeug verwendet wird.