DE102013208718A1 - Rollenfalzen - Google Patents

Rollenfalzen Download PDF

Info

Publication number
DE102013208718A1
DE102013208718A1 DE201310208718 DE102013208718A DE102013208718A1 DE 102013208718 A1 DE102013208718 A1 DE 102013208718A1 DE 201310208718 DE201310208718 DE 201310208718 DE 102013208718 A DE102013208718 A DE 102013208718A DE 102013208718 A1 DE102013208718 A1 DE 102013208718A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
workpiece
roller assembly
electrode
sheet metal
roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE201310208718
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013208718B4 (de
Inventor
Jeff Wang
Xianghuai Dong
Yao Shen
Jun Chen
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Jiaotong University
GM Global Technology Operations LLC
Original Assignee
Shanghai Jiaotong University
GM Global Technology Operations LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from CN201210501564.4A external-priority patent/CN103846329B/zh
Application filed by Shanghai Jiaotong University, GM Global Technology Operations LLC filed Critical Shanghai Jiaotong University
Publication of DE102013208718A1 publication Critical patent/DE102013208718A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013208718B4 publication Critical patent/DE102013208718B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/008Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves combined with heating or cooling of the bends
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D19/00Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/02Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge
    • B21D19/04Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers
    • B21D19/043Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by continuously-acting tools moving along the edge shaped as rollers for flanging edges of plates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B21D39/023Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors using rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/04Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
    • B21D5/042With a rotational movement of the bending blade

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Hierin sind Verfahren und Apparaturen zum Rollenfalzen offenbart. Ein Beispiel einer Blechrollenfalzapparatur umfasst eine erste Elektrode, um eine elektrische Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung und einem Blechwerkstück herzustellen. Die Apparatur umfasst ferner eine zweite Elektrode, um eine elektrische Verbindung mit der elektrischen Leistungsversorgung und dem Blechwerkstück herzustellen, um zu bewirken, dass ein gepulster elektrischer Strom durch einen Abschnitt des Werkstückes fließt, um die Formbarkeit in dem Abschnitt des Werkstückes lokal zu erhöhen. Die Apparatur umfasst überdies noch eine Rollenanordnung, um mit dem Werkstück in Kontakt zu treten, um zu bewirken, dass sich das Werkstück in dem Abschnitt des Werkstückes biegt, wenn der gepulste elektrische Strom durch den Abschnitt des Werkstückes fließt, und um einen Falz zu bilden.

Description

  • QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
  • Diese Anmeldung basiert auf und beansprucht den Nutzen der Priorität der chinesischen Patentanmeldung Nr. 2012 105 015 64.4 , eingereicht am 30. November 2012, deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Offenlegung betrifft allgemein das Rollenfalzen.
  • HINTERGRUND
  • Rollenfalzen ist ein Formverfahren, welches das Verformen eines Blechs zu einer gefalzten Konfiguration umfasst. Es können z. B. Kraftfahrzeugkomponenten einschließlich Türen, Hauben und Heckklappen gefalzt werden. Ein Beispiel eines Rollenfalzprozesses kann einen Bördelschritt und einen Falzschritt umfassen. Der Bördelschritt erzeugt eine vorläufige gebogene Kontur in dem Blech und der Falzschritt schließt den Falz, sodass die Kante mit sich selbst bündig gerollt wird.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Es sind hierin Verfahren und Apparaturen zum Rollenfalzen offenbart. Ein Beispiel einer Blechrollenfalzapparatur umfasst eine erste Elektrode, um eine elektrische Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung und einem Blechwerkstück herzustellen. Die Apparatur umfasst ferner eine zweite Elektrode, um eine elektrische Verbindung mit der elektrischen Leistungsversorgung und dem Blechwerkstück herzustellen, um zu bewirken, dass ein gepulster elektrischer Strom durch einen Abschnitt des Werkstückes fließt, um die Formbarkeit in dem Abschnitt des Werkstückes lokal zu erhöhen. Die Apparatur umfasst überdies noch eine Rollenanordnung, um mit dem Werkstück in Kontakt zu treten, um zu bewirken, dass sich das Werkstück in dem Abschnitt des Werkstückes biegt, wenn der gepulste elektrische Strom durch den Abschnitt des Werkstückes fließt, und um einen Falz zu bilden.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Merkmale und Vorteile von Beispielen der vorliegenden Offenlegung werden durch Bezugnahme auf die nachfolgende detaillierte Beschreibung und die Zeichnungen offensichtlich, in denen gleiche Bezugsziffern ähnliche, wenngleich vielleicht nicht identische Komponenten entsprechen. Der Kürze wegen können Bezugsziffern oder Merkmale mit einer zuvor beschriebenen Funktion in Verbindung mit anderen Zeichnungen, in denen sie aufscheinen, beschrieben sein oder nicht.
  • 1 ist eine schematische perspektivische Darstellung eines Beispiels einer Blechrollenfalzapparatur gemäß der vorliegenden Offenlegung;
  • 2 ist eine schematische graphische Darstellung, welche Komponenten eines Beispiels einer Blechrollenfalzapparatur gemäß der vorliegenden Offenlegung zeigt;
  • 3A3D sind schematische graphische Darstellungen, welche ein Verfahren zum Verwenden der Apparaturen von 1 und 2 gemäß der vorliegenden Offenlegung zeigen;
  • 4 ist eine halbschematische perspektivische Darstellung eines anderen Beispiels einer Blechrollenfalzapparatur gemäß der vorliegenden Offenlegung;
  • 5A5B sind halbschematische perspektivische Darstellungen eines Beispiels einer Sammelschiene gemäß der vorliegenden Offenlegung;
  • 6A ist eine halbschematische perspektivische Darstellung eines Beispiels eines elektrischen Isoliermechanismus einer Rollenanordnung gemäß der vorliegenden Offenlegung;
  • 6B ist eine halbschematische Querschnittsansicht des elektrischen Isoliermechanismus entlang der Linie 6B-6B von 6A;
  • 7A und 7B sind halbschematische perspektivische Darstellungen des anderen Beispiels der Blechrollenfalzapparatur gemäß der vorliegenden Offenlegung während eines Bördelschrittes bzw. eines Falzschrittes;
  • 8A ist eine halbschematische perspektivische Darstellung eines noch anderen Beispiels einer Blechrollenfalzapparatur gemäß der vorliegenden Offenlegung;
  • 8B ist eine halbschematische, vergrößerte perspektivische Darstellung eines Abschnittes des Beispiels der Blechrollenfalzapparatur von 8A;
  • 8C ist eine halbschematische, vergrößerte perspektivische Darstellung eines anderen Abschnittes des Beispiels der Blechrollenfalzapparatur von 8A;
  • 8D und 8E sind halbschematische perspektivische Darstellungen des Beispiels der Blechrollenfalzapparatur von 8A während eines Bördelschrittes bzw. eines Falzschrittes;
  • 8F ist eine halbschematische, vergrößerte, aufgeschnittene, perspektivische Darstellung einer bogenförmigen Teleskopverbindung des Beispiels der Blechrollenfalzapparatur von 8A;
  • 9A ist eine halbschematische perspektivische Darstellung eines noch anderen Beispiels einer Blechrollenfalzapparatur;
  • 9B und 9C sind halbschematische perspektivische Darstellungen der beispielhaften Blechrollenfalzapparatur von 9A während eines Bördelschrittes bzw. eines Falzschrittes;
  • 10A ist eine Schwarz-Weiß-Abbildung einer ursprünglich farbigen Lichtmikroskopieaufnahme, welche eine perspektivische Draufsicht eines Abschnittes einer Vergleichstestbiegung zeigt, die mithilfe eines traditionellen Biegeverfahrens hergestellt wurde;
  • 10B ist eine Schwarz-Weiß-Abbildung einer ursprünglich farbigen Lichtmikroskopieaufnahme, welche eine untere Fläche der in 10A gezeigten Vergleichstestbiegung zeigt;
  • 11A ist eine Schwarz-Weiß-Abbildung einer ursprünglich farbigen Lichtmikroskopieaufnahme, welche eine Vorderansicht einer gekrümmten, gefalzten Fläche eines beispielhaften testweise gefalzten Werkstückes zeigt, das mithilfe eines Verfahrens gemäß der vorliegenden Offenlegung hergestellt wurde; und
  • 11B ist eine Schwarz-Weiß-Abbildung einer ursprünglich farbigen Lichtmikroskopieaufnahme, welche eine perspektivische Seitenansicht des in 11A gezeigten beispielhaften testweise gefalzten Werkstückes zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
  • Das Rollenfalzen eines Blechs ist ein Verfahren, das z. B. in der Kraftfahrzeugindustrie verwendet wird, um Karosseriebleche und andere Komponenten zu bilden. Das Falzen gewisser Materialien bei Raumtemperatur kann auf Grund der schlechten Formbarkeit dieser Materialien schwierig ein. Zum Beispiel kann das Falzen von Magnesium und anderen ähnlichen Materialen bei Raumtemperatur zumindest teilweise deshalb schwierig sein, weil sich diese Materialien nicht ohne weiteres verformen. Einige Verfahren zum Rollenfalzen umfassten eine Wärmeunterstützung durch Laser oder Induktionsspulen. Andere Verfahren zum Rollenfalzen umfassten eine elektromagnetische Kraft, welche eine erhöhte Duktilität auf Grund einer Hochgeschwindigkeitsverformung bereitstellen kann. Des Weiteren kann ein Aussehen mit einem Edelsteineffekt entlang der Falzlinie schwierig zu erreichen sein, z. B. wenn spezielle Materialien wie etwa Aluminium- und Magnesiumbleche rollengefalzt werden. Es sei angemerkt, dass sich ein Edelsteineffekt allgemein auf ein qualitativ hochwertiges Aussehen bezieht. Mit Bezugnahme auf eine Falzlinie umfasst der Edelsteineffekt die wahrgenommene Schärfe einer Falzkante und auch den wahrgenommenen Zwischenraum zwischen einer Blechtafelfalzkante eines und einer anderen Blechtafel.
  • Beispiele der vorliegenden Offenlegung umfassen eine elektrische Impulsgebung beim Rollenfalzen von Blech, d. h. eines Werkstückes. Beispiele der vorliegenden Offenlegung können die Formbarkeit und Falzbarkeit des Werkstückes erhöhen, um dadurch den Verformungswiderstand des Blechwerkstückes zu reduzieren (d. h. lokal die Fließgrenze zu reduzieren und die Duktilität des Werkstückes zu erhöhen). Beispiele der vorliegenden Offenlegung können auch die Prozesszykluszeit reduzieren und die Oberflächenqualität des fertigen Teils aus gefalzten Blechen, einschließlich Aluminium- und Magnesiumblechen verbessern. Es sei angemerkt, dass. die hierin offenbarte elektrische Impulsgebung die Formbarkeit in dem Werkstück sowohl wegen der Ohm’schen Erwärmung als auch eines elektroplastischen Effekts erhöhen kann. Dies ist anders als bei laserunterstützten Falzprozessen, welche nur Wärme in das Werkstück einbringen. Im Gegensatz dazu kann der elektroplastische Effekt, der aus der elektrischen Impulsgebung resultiert, die Formbarkeit des Werkstückes durch Depinning von Dislokationen von Hindernissen mittels Elektronenwindunterstützung und/oder Magnetfeldunterstützung erhöhen. Die elektrische Impulsgebung gemäß den Beispielen der vorliegenden Offenlegung kann das Werkstück tempern und ermöglichen, dass eine reduzierte Kraft verwendet wird, um eine Bördelung und einen Falz auf dem Werkstück zu bilden.
  • Nunmehr Bezug nehmend auf 1 ist ein Beispiel einer Blechrollenfalzapparatur allgemein bei 10 gezeigt. Die Falzapparatur 10 umfasst eine erste Elektrode 12, eine zweite Elektrode 14 und eine Rollenanordnung 16. Die erste Elektrode 12 kann mit einer elektrischen Leistungsversorgung 18 elektrisch verbunden sein und kann in eine elektrische Verbindung mit dem Blechwerkstück 20 angeordnet sein. Die zweite Elektrode 14 kann ebenfalls mit der elektrischen Leistungsversorgung 18 elektrisch verbunden sein und kann zu einer elektrischen Verbindung mit dem Blechwerkstück 20 angeordnet sein. Ein elektrischer Stromkreis, allgemein bei 22 bezeichnet, kann die erste Elektrode 12, die zweite Elektrode 14, das Blechwerkstück 22 und die elektrische Leistungsversorgung 18 umfassen. Der elektrische Stromkreis 22 kann bewirken, dass gepulster elektrischer Strom durch einen Abschnitt des Werkstückes 20 fließt, um die Formbarkeit des Abschnittes des Werkstückes 20 lokal zu erhöhen. Wie nachstehend in Bezug zumindest auf 4 erläutert wird, ist es auch möglich, die Rollenanordnung 16 als die erste Elektrode 12 oder die zweite Elektrode 14 zu verwenden. Überdies kann in jedem der hierin offenbarten Beispiele ein anderes (zweites) Paar von Elektroden (nicht gezeigt) ausgestaltet sein, um der Rollenanordnung 16 entlang des Werkstückes 20 zu folgen, um den verformten Bereich des Werkstückes 20 zu tempern.
  • Kurz Bezug nehmend auf 2 sind einige Komponenten des Beispiels der Falzapparatur 10 von 1 gezeigt. Die Falzapparatur 10 kann eine angelenkte Schwenkverbindung aufweisen, um einen Kontakt der Elektroden 12, 14 mit dem Werkstück 20 (in 2 nicht gezeigt) unterzubringen. 2 zeigt ein erstes angelenktes Element 26 und eine zweites angelenktes Element 28, die durch ein Gelenk 30 verschwenkbar verbunden sind.
  • In einem Beispiel können das erste angelenkte Element 26 und das zweite angelenkte Element 28 als die erste Elektrode 12 bzw. zweite Elektrode 14 fungieren. In diesem Beispiel kann jedes von dem ersten angelenkten Element 26 und dem zweiten angelenkten Element 28 elektrisch leitfähig sein. Das erste und das zweite angelenkte Element 26, 28 können durch einen Isolator 31, der z. B. aus einem Phenolkunststoff oder einem anderen geeigneten isolierenden Material hergestellt ist, voneinander getrennt sein. Wenn das erste und das zweite angelenkte Element 26, 28 als die Elektroden 12, 14 fungieren, isoliert der Isolator 31 die zwei Elemente 216, 28 elektrisch.
  • In einem anderen Beispiel können das erste angelenkte Element 26 und das zweite angelenkte Element 28 aus elektrisch isolierenden Materialien (z. B. einem Phenolkunststoff) gebildet sein, und diese Elemente 26, 28 können elektrisch leitfähige Komponenten enthalten, die als erste Elektrode 12 bzw. zweite Elektrode 14 fungieren. Dieses Beispiel ist in 2 gezeigt. Die Elektroden 12, 14 können an das erste und das zweite angelenkte Element 26, 28 gebunden sein.
  • In jedem der hierin offenbarten Beispiele kann die Größe der Elektroden 12, 14 in dem Bereich von etwa 5 mm bis etwa 50 mm im Durchmesser liegen. Beispielhafte Elektrodenmaterialien umfassen Aluminium, Aluminiumlegierungen, Kupfer, Messing oder andere leitfähige oder halbleitende Materialien.
  • Die Winkelposition der Schwenkverbindung kann durch einen Aktuator 32 gesteuert sein. Der Aktuator 32 kann servohydraulisch, pneumatisch, von einem Elektromotor angetrieben, piezoelektrisch etc. sein und kann Schrauben, Hebel und/oder Zahnräder umfassen. Die Kombinationen aus den Formen von angelenkten Elementen 26 und 28 mit verschiedenen Positionen des Aktuators 32 lassen zu, dass ein elektrischer Kontakt durch die Falzapparatur 10 aufrechterhalten wird. Ein Beispiel ist in den 3A3D gezeigt und unter Bezugnahme auf diese in größerem Detail erläutert.
  • Erneut Bezug nehmend auf 1 kann die Rollenanordnung 16 mit dem Werkstück 20 in Kontakt treten, um zu bewirken, dass sich der Abschnitt des Werkstückes 20 biegt, wenn der gepulste elektrische Strom durch den Abschnitt des Werkstückes 20 fließt. Als solches können gleichzeitig ein Druck von der Rollenanordnung 16 und ein gepulster elektrischer Strom auf/an das Werkstück 20 angewendet/angelegt werden. Das Biegen wird durch die Rollenanordnung 16 bewirkt, welche mit dem Werkstück 20 unter Anwendung einer hinreichenden Kraft in Kontakt tritt, um das Werkstück 20 plastisch zu verformen. Ein erster Abschnitt des Falzprozesses kann einen Bördelrand auf dem Werkstück 20 bilden. Der Bördelrand kann durch Biegen des Abschnittes des Werkstückes 20 um eine Werkzeugform (wie z. B. in den 3A und 3B durch die Bezugsziffer 34 bezeichnet gezeigt) herum gebildet werden. Ein zweiter Abschnitt des Falzprozesses kann einen fertigen Falz auf dem Werkstück 20 bilden. Der fertige Falz kann durch weiteres Biegen des gebördelten Randes gebildet werden. Die Falzapparatur 10 (und 10', 10'' und 10''', wie nachfolgend weiter erläutert) als solche kann einen Falz auf dem Werkstück 20 bilden.
  • Ein Beispiel eines fertigen Falzes kann ein Blech umfassen, das als ein im Wesentliches flaches Stück (z. B. wie in 3A gezeigt) begann, welches gebogen, z. B. auf sich selbst zurückgefaltet, wurde wie in 3D gezeigt. Es kann z. B. ein einziges Blech aus Metall verwendet werden, um einen Falz an einer Kantenfläche davon zu bilden, in dem gegenüberliegende Seitenflächen der fertigen Falzausgestaltung ohne ein eingreifendes Element dazwischen benachbart zueinander sind. Es sollte jedoch einzusehen sein, dass gegenüberliegende Seitenflächen der fertigen Falzausgestaltung ein dazwischen eingequetschtes eingreifendes Element aufweisen können oder einen dazwischen eingeschlossenen eingreifenden Leerraum umfassen können. Eine Blechtafelanordnung kann z. B. ein Blech aus Metall umfassen, das mit einem anderen Blech aus Metall zwischen den gegenüberliegenden Seitenflächen des gefalzten Blechs gefalzt ist. Des Weiteren können Beispiele eines fertigen Falzes einen Zwischenraum zwischen gegenüberliegenden Seitenflächen des Werkstückes 20 umfassen.
  • Es sei angemerkt, dass die Elektroden 12, 14 bezüglich einer Falzrichtung 24 vor oder hinter der Rollenanordnung 16 positioniert sein können. Anders ausgedrückt können die Elektroden 12, 14 bezüglich der Falzrichtung 24 in einer vorlaufenden oder in einer nachlaufenden Position angeordnet sein. Ferner können Beispiele gemäß der vorliegenden Offenlegung eine andere (zweite) Rollenanordnung (nicht gezeigt) umfassen, welche verwendet wird, um das Verformen des Werkstückes 20 fortzusetzen, nachdem die (erste) Rollenanordnung 16 das Werkstück 20 entlang gelaufen ist. Beispielsweise kann die Rollenanordnung 16 mit dem Werkstück 20 in Kontakt treten, die Elektroden 12, 14 können hinter der Rollenanordnung 16 folgen, und die zweite Rollenanordnung kann hinter den Elektroden 12, 14 folgen. Überdies können noch andere Beispiele ein zweites Paar von Elektroden (nicht gezeigt) umfassen, das in Verbindung mit der zweiten Rollenanordnung verwendet werden soll. Es kann z. B. ein erstes Paar von Elektroden 12, 14 als Teil einer einzelnen Bearbeitungsstufe z. B. das Werkstückes 20 entlang laufen, gefolgt von der Rollenanordnung 16, um das Werkstück 20 in einen teilweise bearbeiteten Zustand zu verformen, und das zweite Paar von Elektroden kann das Werkstück 20 entlang laufen, gefolgt von einer zweiten Rollenanordnung, um das Werkstück 20 in einen weiter bearbeiteten Zustand zu verformen. Wie oben erwähnt, kann der zweite Satz von Elektroden auch verwendet werden, um die verformten Bereiche des Werkstückes zu tempern.
  • In den hierin offenbarten Beispielen ist es wünschenswert, die Temperatur in der Verformungszone des Werkstückes 20 (d. h. dem Bereich des Werkstückes 20, der verformt wird) zu steuern, wenn der elektrische Impuls angelegt wird. Die Temperatur in der Verformungszone kann durch Verstellen eines Abstandes zwischen der Rollenanordnung 16 und der/den Elektrode/n 12, 14 und/oder durch Verändern der Wellenform des elektrischen Impulses gesteuert werden. Die erwünschte Temperatur in der Verformungszone ist von dem/den verwendeten Material/en abhängig. Für Magnesium liegt die erwünschte Temperatur in der Verformungszone in dem Bereich von etwa 200°C bis etwa 300°C. Wenn die Verformungszonentemperatur für ein gegebenes Material (welche in einigen Fällen unter der Schmelztemperatur des Materials liegt) allgemein zu hoch ist, kann der Prozess eine grobkörnige Mikrostruktur zur Folge haben, was dazu führt, dass das Material eine schlechte Formbarkeit aufweist. In ähnlicher Weise wird das Material auch eine begrenzte Formbarkeit aufweisen, wenn die Verformungszonentemperatur zu niedrig ist.
  • In einem Beispiel kann die Rollenanordnung 16 innerhalb eines elektrisch wirksamen Bereiches von der ersten und der zweiten Elektrode 12, 14 angeordnet sein. Der elektrisch wirksame Bereich kann zwischen etwa 2 mm und etwa 30 mm liegen. In einem Beispiel liegt der elektrisch wirksame Bereich zwischen etwa 5 mm und etwa 30 mm. Die jeweiligen Abstände der Rollenanordnung 16 zu der ersten Elektrode 12 und der zweiten Elektrode 14 können abhängig von dem Material des Werkstückes 20 und, wie oben erwähnt, dem Temperaturanstieg in der Verformungszone des Werkstückes 20 infolge der elektrischen Impulsgebung variieren. In einem Beispiel kann eine wünschenswerte Verformungszonentemperatur (unter Verwendung der in 4 gezeigten Vorrichtung) erreicht werden, wenn der Abstand zwischen der Rolle 17 und der Elektrode 12 während des/r Bördelschritte/s (d. h. des Beschaffens einer 90°-Biegung) etwa 2 mm und während des/der Falzschritte/s (d. h. des Beschaffens einer 180° Biegung) etwa 5 mm bis etwa 20 mm beträgt. In einigen Fällen liegen diese Abstände während der jeweiligen Schritte nahe an den Dicken des Werkstückes 20.
  • Es sei angemerkt, dass der gepulste elektrische Strom in den hierin offenbarten Beispielen eine Dreieckwellenform mit einem sehr schnell ansteigenden Abschnitt aufweisen kann. Die Wellenform kann in der Art eines Sägezahnes mit einer negativen Rampe, d. h. mit einem beinahe vertikalen Anstieg und einem langsamen Abfall, sein. Der Abfall kann innerhalb von Mikrosekunden exponentiell erfolgen. Es sei angemerkt, dass die Wellenform eine Periode aufweisen kann, die in dem Bereich von etwa 2 Mikrosekunden bis etwa 10 Mikrosekunden liegt. Die Frequenz kann in dem Bereich von etwa 100 Hz bis etwa 1000 Hz liegen. Die angewendete Stromdichte kann etwa 100 A/mm2 bis etwa 1000 A/mm2 betragen. Die Stromdichte wird unter der Annahme eines einheitlichen Stromflusses über den gesamten Kontaktquerschnitt berechnet. Es sei angemerkt, dass ein starker, gleichbleibender elektrischer Kontakt einen gleichmäßigen Durchgang des Stroms in das sich verformende Metall des Werkstückes 20 sicherstellen kann und jegliche Funkenbildung vermeiden kann, was daher einen Schaden an dem Aussehen der fertigen Oberfläche vermeiden kann.
  • Es sollte ferner einzusehen sein, dass von der elektrischen Leistungsversorgung 18 Leistung an den elektrischen Stromkreis 22 geliefert wird, nachdem die Elektroden 12, 14 mit dem Werkstück 20 in Kontakt stehen. In einem Beispiel kann ein Sensor verwendet werden, um zu bestimmen, ob ein elektrischer Kontakt zwischen den Elektroden 12, 14 und dem Werkstück 20 hergestellt ist. In einem anderen Beispiel können zu Beginn elektrische Impulse mit niedriger Spannung angewendet werden, um einen sanften elektrischen Kontakt der Elektroden 12, 14 mit dem Werkstück 20 zu detektieren und sicherzustellen, bevor elektrische Impulse mit höherer Spannung zum Falzen angewendet werden. Der elektrische Kontakt der Elektroden 12, 14 mit dem Werkstück 20 kann auch mit einer Kontaktpaste oder einem leitfähigen Schmiermittel erreicht werden. Allerdings kann die Verwendung solcher Pasten oder Schmiermittel wegen des Waschens oder Schleifens, welches nach dem Prozess erforderlich sein kann, um solche Materialien zu entfernen, unerwünscht sein.
  • Während der Leistungszufuhr ist es wünschenswert, eine elektrische Funkenbildung zu vermeiden. Es sei angemerkt, dass eine geeignete Federkraft zwischen der Elektrode 12, 14 und dem Werkstück 20 helfen kann, eine Funkenbildung zu vermeiden. Es kann auch ein Reinigen der Oberfläche und/oder ein Bürsten des Werkstückes 20 vor dem Falzen ausgeführt werden, um Oberflächenunebenheiten von dem Werkstück 20 zu entfernen. Dies kann auch helfen, eine Funkenbildung zu vermeiden.
  • In dem in 1 gezeigten Beispiel wird der gepulste elektrische Strom innerhalb des elektrisch wirksamen Bereiches von der Rollenanordnung 16 an das Werkstück 20 angelegt. Der Strom wird die Formbarkeit des Abschnittes des Werkstückes 20 erhöhen, welcher den gepulsten elektrischen Strom empfängt. Die Rollenanordnung 16 wird verwendet, um den Falz entlang des Abschnittes zu bilden.
  • Die 3A3D zeigen schematisch Beispiele des ersten angelenkten Elements 26 (und der entsprechenden Elektrode 12) und des zweiten angelenkten Elements 28 (und der entsprechenden Elektrode 14), welche einen Kontakt mit dem Werkstück 20 während der Schritte des Falzprozesses aufrechterhalten. Der Kontakt ist während der Bördelschritte, wie in den 3A und 3B abgebildet, und während der Falzschritte gezeigt, wie in den 3C und 3D abgebildet. Der gepulste elektrische Strom wird zumindest in dem Bördelschritt von 3B und den Falzschritten von 3C und 3D angelegt.
  • 3A veranschaulicht ein Beispiel der Elektroden 12, 14, welche mit dem Werkstück 20 in Kontakt treten, wenn das Werkstück 20 im Wesentlichen flach ist. Es sei angemerkt, dass das Werkstück 20 in einer Position fixiert sein kann, um sich um die Werkzeugform 34 herum zu biegen, und z. B. während des Bördelns mit einem Niederhalter (z. B. wie durch den in 4 gezeigten Niederhalter 21) fixiert sein kann. 3B veranschaulicht ein Beispiel der Elektroden 12, 14, die mit dem Werkstück 20 in Kontakt treten, wenn das Werkstück 20 teilweise um die Werkzeugform 34 herum gebogen ist. Es sei angemerkt, dass das Werkstück 20 derart gebogen wird, dass es bei der in 3B gezeigten Bördelstufe einen Winkel von ungefähr 90 Grad bildet. Verglichen mit 3A zeigt 3B die Elektroden 12, 14 in Verbindung mit dem Werkstück 20 als gelenkig, um den Kontakt während des Falzens aufrechtzuerhalten.
  • 3C veranschaulicht einen Abschnitt eines Falzschrittes mit einer relativen Gelenkigkeit des Aktuators 32. Die relative Gelenkigkeit lässt zu, dass sich das erste angelenkte Element 26 von dem zweiten angelenkten Element 28 an dem Isolator 31 trennt, um dadurch zuzulassen, dass die Elektroden 12, 14 jeweils in Kontakt bleiben, wenn das Werkstück 20 in dem Falzprozess weiter gebogen wird. 3D veranschaulicht einen anderen Falzschritt, in dem die erste Elektrode 12 des ersten angelenkten Elements 26 und die zweite Elektrode 14 des zweiten angelenkten Elements 28 den Kontakt mit dem Werkstück 20 aufrechterhalten. Es sei angemerkt, dass die Form des ersten angelenkten Elements 26 und des zweiten angelenkten Elements 28 variieren kann, um verschiedene Formen und Fixierungsausgestaltungen des Werkstückes 20 unterzubringen. Das angelenkte Element 28 kann z. B. einen Zwischenraum aufweisen oder kann sich verformen, um das Werkstück 20 unterzubringen, wie in den 3C und 3D gezeigt.
  • Es sei angemerkt, dass mit den Beispielen des Rollenfalzens, wie hierin offenbart, das Werkstück 20 mit oder innerhalb einer Spannvorrichtung (nicht gezeigt) zwischen den und/oder während der Stufen des Rollenfalzprozesses gehandhabt (z. B. neu positioniert) werden kann oder nicht. In einem Beispiel kann das Werkstück 20 zu Beginn mit der Spannvorrichtung in einer bestimmten Position gehalten werden, während ein Flansch auf dem Werkstück 20 gebildet wird. Die bestimmte Position kann mit der Wirkung eines Niederhalters 21 (wie z. B. in 4 gezeigt) beibehalten werden, der das Werkstück 20 zwischen gegenüberliegenden Spannflächen des Niederhalters 21 oder zwischen einer Spannfläche des Niederhalters 21 und einer anderen Fläche (z. B. einer Fläche einer Sammelschienen-Werkzeugform 42) einspannt. Das Werkstück 20 kann danach bezüglich des Niederhalters 21 neu positioniert werden, z. B. indem das Werkstück 20 innerhalb des Niederhalters 21 oder unter dem Niederhalter 21 umgedreht wird. In einem Beispiel kann, wenn eine obere Spannfläche des Niederhalters zum Einspannen zu Beginn mit einer oberen Fläche des Werkstückes 20 in Kontakt gestanden ist, bei der Neupositionierung des Werkstückes 20 die obere Spannfläche danach zum Einspannen mit einer unteren Fläche des Werkstückes 20 in Kontakt treten. Es sollte ferner einzusehen sein, dass verschiedene Spannmechanismen und/oder Werkzeugformen verwendet werden können, um das Werkstück 20 zu beherrschen. Komplexe Oberflächenkonturen und Kantenformen des Werkstückes 20 können z. B. eine maßgeschneiderte Werkzeugbestückung erfordern, die in Übereinstimmung mit der vorliegenden Offenlegung verwendet werden kann.
  • In einem anderen Beispiel kann eine Spannvorrichtung (nicht gezeigt) das Werkstück 20 während der verschiedenen Stufen des Falzprozesses mit einer fixierten Verbindung halten. In solch einem Beispiel kann sich die Spannvorrichtung relativ zu der Rollenanordnung 16 gelenkig bewegen, um die Bördel- und Falzarbeitsschritte auszuführen. Die Rollenanordnung 16 kann z. B. feststehend bleiben, während sich Spannvorrichtung gelenkig darum herum bewegt. Alternativ kann die Spannvorrichtung feststehend bleiben, während sich die Rollenanordnung 16 gelenkig darum herum bewegt. Des Weiteren kann sich jede von der Spannvorrichtung und der Rollenanordnung 16 gelenkig bewegen, wobei sie sich in einer koordinierten Weise bewegen, um das Werkstück 20 in dem Bördel- und/oder Falzarbeitsschritt zu bearbeiten. Es kann z. B. die Spannvorrichtung in Bewegung sein, während auch das Werkstück 20 in Bewegung ist.
  • 4 zeigt ein anderes Beispiel einer Rollenfalzapparatur 10'. Dieses Beispiel umfasst die Rollenanordnung 16, welche als ein Endeffektor funktionell auf einem Roboterarm 19 angeordnet ist. Dieses Beispiel umfasst auch eine Sammelschiene 36, die als die erste Elektrode 12 dient. Es sei angemerkt, dass die Sammelschiene 36 einen elektrischen Leiter 38 umfasst, welcher positioniert ist, um mit dem Werkstück 20 in elektrischen Kontakt zu treten. Die Sammelschiene 36 als solche kann über den elektrischen Leiter 38 für einen elektrischen Kontakt mit dem Werkstück 20 sorgen, wenn sich die Rollenanordnung 16 entlang des Werkstückes 20 fortbewegt. Die Sammelschiene 36 kann auch an das Werkstück 20 gespannt sein.
  • 4 zeigt die Rollenanordnung 16 auch mit der elektrisch damit verbundenen zweiten Elektrode 14. 4 zeigt ferner einen beispielhaften elektrischen Strompfad, wie durch die Strichlinie 40 angezeigt. Der elektrische Strompfad 40 kann allgemein einem Weg von der zweiten Elektrode 14 durch einen Abschnitt der Rollenanordnung 16 und durch eine Rolle 17 hinaus folgen, um mit dem Werkstück 20 und schließlich der ersten Elektrode 12 in Kontakt zu treten. Es sei angemerkt, dass der elektrische Strompfad 40 approximativ ist und abhängig von der Ausgestaltung des Werkstückes 20 (einschließlich der Form und des Materials) und der Positionierung der Rollenanordnung 16 bezüglich der Elektrode 12, 14 etc. variieren kann.
  • In diesem Beispiel ist die Rolle 17 der Abschnitt der Rollenanordnung 16, welcher mit dem Werkstück 20 zum Falzen in Kontakt treten soll. Die Rolle 17 kann aus einem Material gebildet sein, das relativ weich ist und dennoch eine hinreichende Steifigkeit und Festigkeit bei Temperaturen bis zu mindestens 400°C aufweist. Das Rollenmaterial kann eine geeignete Oberflächenhärte und -steifigkeit aufweisen, um nach der Verformung (eine) vorbestimmte maßliche Anforderungen und Oberflächenqualität des Werkstückes 20 zu erreichen. Des Weiteren kann die Rolle 17 leitfähig sein, da sie (wie oben erwähnt) Teil des elektrischen Stromkreises 22 (und des elektrischen Strompfades 40) sein kann. Als ein Beispiel kann Werkzeugstahl eine geeignete Option für die Rolle 17 sein, wenn Aluminium- und/oder Magnesiumbleche rollengefalzt werden. Eine beispielhafte Werkzeugstahlrolle kann eine Oberflächenhärte in dem Bereich von etwa 50 HRC bis etwa 55 HRC aufweisen. Es sei angemerkt, dass „HRC” Rockwell C-Skala-Härtemessgrößeneinheiten bedeuten.
  • Die 5A und 5B zeigen ein Beispiel der Sammelschiene 36 mit elektrischen Isolierkomponenten in einer angehobenen Stufe bzw. einer niedergedrückten Stufe. Die Sammelschiene 36 ist mit Gummi-Isolierkomponenten (z. B. die Bezugsziffern 44, 46, 47) gezeigt, die zwischen der Sammelschiene 36 und einer Sammelschienen-Werkzeugform 42 angeordnet sind. Es sei angemerkt, dass die Gummi-Isolierkomponenten eine elektrische Isolierung der elektrischen Komponenten der Sammelschiene 36 von der Sammelschienen-Werkzeugform 42 bereitstellen. Es sind z. B. ein Gummizylinder 44 und Gummi-Sammelschienenseitenwände 46 und 47 gezeigt, die innerhalb der Sammelschienen-Werkzeugform 42 angeordnet sind, um den elektrischen Leiter 38 der Sammelschiene 36 von der Sammelschienen-Werkzeugform 42 elektrisch zu isolieren. In der angehobenen Stufe können die Isolierkomponenten 44, 46, 47 den elektrischen Leiter 38 drücken, sodass er sich über die Oberfläche der Sammelschienen-Werkzeugform 42 hinaus erstreckt.
  • 5B zeigt die Sammelschiene 36 (und den elektrischen Leiter 38) in einem niedergedrückten Zustand, d. h., wenn der elektrische Leiter 38 durch das Werkstück 20 (welches der Klarheit wegen entfernt wurde) niedergedrückt wurde. In diesem Zustand wird, zumindest zum Teil auf Grund einer Rückfederungskraft der zusammengedrückten Gummikomponente 44, ein besserer elektrischer Kontakt zwischen dem Werkstück 20 und dem elektrischen Leiter 38 erreicht. Dieser niedergedrückte Zustand (in dem von der Sammelschiene 36 eine Kraft auf das Werkstück 20 angewendet wird) kann helfen, eine Funkenbildung zu vermeiden.
  • Es sollte ferner einzusehen sein, dass andere Isoliermaterialien (z. B. Polymere, isolierende Verbundstoffmaterialien oder andere Isoliermaterialien) anstelle der Gummi-Isolierkomponenten als die elektrischen Isolierkomponenten verwendet werden können.
  • In den beiden 5A und 5B ist die Sammelschiene 36 in elektrischer Verbindung mit ein Klemmfahne 48 gezeigt, welche einen Draht 50 mit der Sammelschiene 36 verbindet. Die Befestigung des Drahtes 50 an der Klemmfahne 48 ist mithilfe von Verbindungselementen mit einem Bolzen 52 und einer Mutter 53 gezeigt. Es sei angemerkt, dass auch andere Befestigungsmittel, z. B. Schweißen, Federklammern etc. verwendet werden können.
  • Die 6A und 6B zeigen ein Beispiel eines Abschnittes der Rollenanordnung 16, wie in 4 gezeigt. Diese Fig. veranschaulichen eine elektrische Isolierung bestimmter Komponenten der Rollenanordnung 16, sodass ein Strompfad innerhalb der Rollenanordnung 16 in einer erwünschten Weise isoliert werden kann. Innerhalb der Rollenanordnung 16 sind Isolierkomponenten zur elektrischen Isolierung des Strompfades (nicht gezeigt) umfasst. In diesem Beispiel folgt der Strompfad allgemein einem Weg von einer Rollenanordnungs-Klemmfahne 56 zu der Rolle 17 (in den 6A und 6B nicht gezeigt) für einen Kontakt mit dem Werkstück 20. Die elektrische Isolierung der Fahne 56 und der Rolle 17 von dem Rest der Rollenanordnung 16 kann durch eine Isolierschicht 54, Isolierscheiben 58 und Isolierzylinder 60, welche an der Rollenanordnung 16 durch Inbusschrauben 62 mit Beilagscheiben 64 befestigt sind, vorgesehen sein. Es sei angemerkt, dass die Isolierschicht 54, die Isolierscheiben 58 und die Isolierzylinder aus verschiedenen Isoliermaterialien hergestellt sein können, wie oben mit Bezugnahme auf die Isolierkomponenten der Sammelschiene 36 erläutert. Es sollte ferner einzusehen sein, dass, während in den 6A und 6B Hutschrauben 62 und Beilagscheiben 64 gezeigt sind, andere Befestigungsmittel, z. B. Schweißen, Federklammern etc. verwendet werden können.
  • Die 7A und 7B zeigen ein Beispiel der Falzapparatur 10' im Betrieb, wobei ein Bördelschritt bzw. ein Falzschritt ausgeführt werden. 7A ist 4 im Wesentlichen ähnlich. Bei diesem Schritt wird der gepulste elektrische Strom an das Werkstück 20 angelegt, wenn die Rolle 17 das Werkstück 20 entlang gleitet, um einen Flansch zu bilden. Der gepulste elektrische Strom erhöht/verbessert die Formbarkeit des verformten Abschnittes des Werkstückes 20, sodass weniger Kraft (z. B. verglichen mit der Kraft, die beim traditionellen Falzen angewendet wird) durch die Rolle 17 auf das Werkstück angewendet werden kann, um den Flansch zu bilden. Zwischen den in den 7A und 7B gezeigten Schritten wird das Werkstück 20 in Bezug auf den Niederhalter 21 neu positioniert, sodass der Flansch weiter gefaltet werden kann. In 7B wird der gepulste elektrische Strom kontinuierlich angelegt, wenn die Rollenanordnung 16 fortfährt, das Werkstück 20 von dem geflanschten Zustand in einen gefalzten Zustand zu verarbeiten.
  • Die 8A8F zeigen ein noch anderes Beispiel einer Rollenfalzapparatur 10''. In diesem Beispiel ist die erste Elektrode 12 Teil der Rollenanordnung 16 und die zweite Elektrode 14 ist auf einem Kontaktfinger 66 angeordnet. Die erste Elektrode 12 ist in diesem Beispiel durch die Rollenanordnungs-Klemmfahne 56 elektrisch mit der Rolle 17 verbunden, wie zuvor in Bezug auf die 6A und 6B beschrieben. Der Kontaktfinger 66 soll für einen elektrischen Gleitkontakt auf dem Werkstück 20 sorgen. Der Kontaktfinger 66 kann betreibbar sein, um sich mit der Rollenanordnung 16 translatorisch relativ zu dem Werkstück 20 zu verschieben.
  • Hauptsächlich Bezug nehmend auf 8B kann der Kontaktfinger 66 innerhalb einer Bügelanordnung 74 festgehalten werden und kann für eine axiale translatorische Verschiebung entlang einer Kontaktfinger-Hauptachse 67 relativ zu der Bügelanordnung 74 betreibbar sein. Der Kontaktfinger 66 kann mit einer Feder 76 und einem isolierenden Kranz 78 zwischen der Bügelanordnung 74 und einer Kontaktfingerklemmfahne 80 wirksam sein. Die Feder 76 dient dazu, den Kontaktfinger 66 in einen Kontakt mit dem Werkstück 20 zu drängen, indem sie eine Kraft gegen die Bügelanordnung 74 auf den Kontaktfinger 66 anwendet. Die Kontaktfingerklemmfahne 80 nimmt mithilfe eines Bolzens 66 und einer Mutter 79, welche die Kontaktfingerklemmfahne 80 und einen Draht 81 (d. h., die Elektrode 14) zusammenklammern, eine elektrische Verbindung für den Kontaktfinger 66 auf. Die Kontaktfingerklemmfahne 80 kann mithilfe von Befestigungsmitteln ähnlich den für die elektrische Verbindung der Sammelschiene 36 der 5A und 5B beschriebenen eine elektrische Verbindung mit dem Kontaktfinger 66 aufrechterhalten. Der Kontaktfinger 66 weist eine hinreichende elektrische Leitfähigkeit auf und kann aus Kupfer, Grafit etc. hergestellt sein. An einem Ende des Kontaktfingers 66 kann eine elektrische Bürste eingebaut sein, um z. B. während der relativen Bewegung zwischen dem Kontaktfinger 66 und dem Werkstück 20 einen hinreichenden elektrischen Kontakt sicherzustellen. In einem Beispiel kann die Oberflächenkontaktfläche des Kontaktfingers 66 5 mm × 5 mm (25 mm2) betragen.
  • Die 8A, 8B, 8C und 8F zeigen Details des Einspannens für den Kontaktfinger 66, einschließlich der Positionierung des Kontaktfingers 66 relativ zu der Rollenanordnung 16. In einem Beispiel sind der Kontaktfinger 66 und die Rollenanordnung 16 für eine entsprechende Bewegung dazwischen auf einer gemeinsamen Rahmenhalterung 68 befestigt. Die gemeinsame Rahmenhalterung 68 kann verschiedene Stützstrukturen umfassen, um den Kontaktfinger 66 und die Rollenanordnung 16 in Position zu halten, um mit dem Werkstück 20 in Kontakt zu treten. In einem Beispiel kann die gemeinsame Rahmenhalterung 68 eine bogenförmige Teleskopverbindung 70 umfassen, um eine jeweilige Position des Kontaktfingers 66 und der Rollenanordnung 16 zu steuern.
  • Hauptsächlich Bezug nehmend auf die 8A und 8C kann die bogenförmige Teleskopverbindung 70 in einem Beispiel ein inneres Rohrteilstück 71 und ein äußeres Rohrteilstück 73 umfassen, welche sich in Bezug zueinander translatorisch verschieben. Das innere Rohrteilstück 71 kann betreibbar sein, um sich innerhalb des äußeren Rohrteilstückes 73 fortzubewegen, d. h., das innere Rohrteilstück 71 kann sich von innerhalb des äußeren Rohteilstücks 73 teleskopartig verschieben. Das Ausfahren des inneren Rohrteilstückes 71 von innerhalb des äußeren Rohrteilstückes 73 heraus, d. h., es wird mehr von dem inneren Rohrteilstück 71 freigelegt, schafft einen größeren Winkel zwischen der Kontaktfingerhauptachse 67 (in 8B gezeigt) und einer Rollenanordnungsachse 23 (in 8A gezeigt). Die Rollenanordnungsachse 23 ist als eine Linie definiert, welche ungefähr durch den Kontaktpunkt der Rolle 17 (mit dem Werkstück 20) hindurch verläuft und sich im Wesentlichen rechtwinklig zu der Falzrichtung 24 und im Wesentlichen rechtwinklig zu einer Rollenhauptachse 25 (in 8 gezeigt) erstreckt. Eine Stellschraube 72 kann dazu dienen, die Winkelposition des Kontaktfingers 66 relativ zu der Rollenanordnung 16 zu fixieren. Die Stellschraube 72 kann auch als ein Anschlag verwendet werden, um zu verhindern, dass das innere Rohrteilstück 71 über das äußere Rohrteilstück 73 hinaus vorsteht. Auf diese Weise bleibt das innere Rohrteilstück 71 im Inneren des äußeren Rohrteilstückes 73. Es sei angemerkt, dass verschiedene Befestigungsmittel, z. B. Federklammern, Splinte etc. verwendet werden können, um die Winkelposition des Kontaktfingers 66 relativ zu der Rollenanordnung 16 zu fixieren.
  • Die 8D und 8E zeigen zwei Stufen eines exemplarischen Rollenfalzprozesses und zwei Ausgestaltungen eines Kontaktfinger-Kontakts und von elektrischen Pfaden. In einem Beispiel kann der Kontaktfinger 66 mit dem Werkstück 20 in Kontakt treten, wie in einem Bördelschritt gezeigt, der in 8D abgebildet ist. In einem anderen Beispiel kann der Kontaktfinger 66 mit der Werkzeugform 34 in Kontakt treten, wie in einem Falzschritt gezeigt, der in 8E abgebildet ist. Es sei angemerkt, dass verschiedene Ausgestaltungen eines Kontaktfinger-Kontakts für Bördel- und Falzschritte mit verschiedenen Werkstückformen und Ausgestaltungen des Einspannens des Werkstückes 20 für die Bearbeitung erforderlich sein können. Der Kontaktfinger 66 kann z. B. in einem Schritt mit einer oberen Fläche eines Werkstückes 20 in Kontakt treten, und der Kontaktfinger 66 kann in einem anderen Schritt mit der Werkzeugform 34 in Kontakt treten. Es sollte es einzusehen sein, dass, wenn der Kontaktfinger 66 mit der Werkzeugform 34 in Kontakt tritt, die Werkzeugform leitfähig ist, um den gepulsten elektrischen Strom an das Werkstück 20 anzulegen, das auf der Werkzeugform 34 sitzt.
  • Wie in der aufgeschnittenen Ansicht von 8F gezeigt, kann im Inneren der bogenförmigen Teleskopverbindung 70 eine Schraubenfeder 75 innerhalb des inneren Rohrteilstückes 71 und des äußeren Rohrteilstückes 73 positioniert sein. Die Schraubenfeder 75 kann dazu dienen, die Beeinflussung der Winkelposition des Kontaktfingers 66 relativ zu der Rollenanordnung 16 zu unterstützen. Zum Beispiel kann die Schraubenfeder 75 einen Widerstand zwischen dem inneren und dem äußeren Rohrteilstück 71, 73 bereitstellen.
  • Die 9A9C zeigen ein noch anderes Beispiel der Rollenfalzapparatur 10''', wobei die Rollenanordnung 16 und der Kontaktfinger 66 eine Getriebeverbindung 82, 84 aufweisen, um eine jeweilige Position des Kontaktfingers 66 und der Rollenanordnung 16 zu steuern. Eine Winkelposition des Kontaktfingers 66 relativ zu der Rolle 17 kann durch ein Antriebsrad 82 gesteuert werden, das Zähne aufweist, welche mit angetriebenen Verzahnungen, wie z. B. auf einem gezahnten, bogenförmigen Teilstück 84 in den 9A9C gezeigt, kämmend in Eingriff stehen. Das gezahnte, bogenförmige Teilstück 84 kann mit dem Kontaktfinger 66 über eine Bügelanordnung 86 funktionell verbunden sein. Einzelheiten des Betriebs des Kontaktfingers 66 einschließlich der Feder 76, der elektrischen Verbindung der Elektrode 14 und des Kontakts mit dem Werkstück 20 sind den oben mit Bezugnahme auf die 8A8F erläuterten ähnlich. Es sei angemerkt, dass verschiedene andere Mechanismen verwendet werden können, um bei der Positionierung des gezahnten, bogenförmigen Teilstückes 84 zu unterstützen, z. B. Aktuatoren, welche servohydraulisch, pneumatisch, von einem Elektromotor angetrieben, piezoelektrisch etc. sind und Schrauben, Hebel und/oder Zahnräder etc. umfassen können.
  • Um die vorliegende Offenlegung weiter zu illustrieren, sind hierin Beispiele angegeben. Es sei angemerkt, dass diese Beispiele für illustrative Zwecke vorgesehen sind und nicht als den Schutzumfang der vorliegenden Offenlegung einschränkend zu betrachten sind.
  • BEISPIELE
  • Vergleichsbeispiel 1
  • Die 10A und 10B zeigen eine perspektivische Draufsicht eine Ansicht der unteren Fläche eines Magnesiumblechs, welches einem Falzprozess ohne den gepulsten elektrischen Strom der vorliegenden Offenlegung ausgesetzt war. In diesem Vergleichsbeispiel wurde das Magnesiumblech als das Werkstück verwendet und das Falzen wurde unter Verwendung eines traditionellen Prozesses versucht. Das Magnesiumblech wurde dem Bördelschritt unterzogen, aber das Blech riss ein, nachdem ein leichtes Biegen ausgeführt wurde. 10A veranschaulicht die Oberseite und eine Seite des Werkstückes. Wie auf dem unteren Abschnitt der Seite gezeigt, bildete sich in dem Werkstück infolge des Falzprozesses eine Risslinie 88. 10B ist eine Ansicht der unteren Fläche des Werkstückes, welche die Risslinie 88 zeigt, die sich entlang der unteren Fläche des Werkstückes erstreckt.
  • Beispiel 2
  • Die 11A und 11B zeigen verschiedene Ansichten eines anderen Magnesiumblechs, welches mithilfe des elektroimpulsunterstützten Rollenfalzprozesses gemäß der vorliegenden Offenlegung gebogen wurde. In diesem Beispiel wurde das Magnesiumblech als das Werkstück verwendet und wurde mit einem zweiten Magnesiumblech (wie in 11B gezeigt) gefalzt. Unter Verwendung einer Vorrichtung ähnlich der in 4 gezeigten wurde das Magnesiumblech sechs verschiedenen Läufen der Rolle 17 ausgesetzt, welche als eine der Elektroden fungierte. Die andere Elektrode war eine Sammelschiene (ähnlich der Sammelschiene 36). Während der Bördelstufe wurden drei Rollenläufe ausgeführt, um das Magnesiumblech kontinuierlich zu biegen, um eine Biegung von 90° zu erreichen. Dann wurde das Werkstück um 180° gedreht und das zweite Magnesiumblech wurde auf dem Werkstück derart angeordnet, dass eine Kante des zweiten Magnesiumblechs an der 90°-Biegung angrenzte. Während der Falzstufe wurden drei Rollenläufe ausgeführt, um die Falzkante 90 kontinuierlich zu bilden, welche in 11B gezeigt ist. Der elektrische Impuls wurde sowohl während der Bördelstufe als auch der Falzstufe auf das Magnesiumblech angewendet. Bei jedem Lauf betrug die Vorschubgeschwindigkeit der Rolle 20 mm pro Minute. 11A zeigt eine Ansicht, welche zu der gekrümmten Fläche der gefalzten Kante 90 weist. 11B zeigt eine perspektivische Seitenansicht, welche die gefalzte Kante 90 umfasst. Im Gegensatz zu dem Vergleichsbeispiel 1 bildeten sich in dem Magnesiumwerkstück keine Risse, nachdem das elektroimpulsunterstützte Biegen ausgeführt wurde.
  • Es sei angemerkt, dass die Verwendung das Wort und andere Singularbezugnahmen sowohl in der Patentbeschreibung als auch den Ansprüchen auch den Plural umfassen können, es sei denn, der Kontext bringt deutlich das Gegenteil zum Ausdruck.
  • Es sei angemerkt, dass die Ausdrücke „verbinden/verbunden/Verbindung” und/oder dergleichen hierin weitläufig definiert sind, um eine Vielfalt von abweichenden verbundenen Anordnungen und Montagetechniken zu umfassen. Diese Anordnungen und Techniken umfassen, sind jedoch nicht beschränkt auf (1) die direkte Verbindung zwischen einer Komponente und einer anderen Komponente ohne eingreifende Komponenten dazwischen; und (2) die Verbindung einer Komponente und einer anderen Komponente mit einer oder mehreren Komponenten dazwischen, vorausgesetzt, dass die eine Komponente, die mit der anderen Komponente „verbunden” ist, in irgendeiner Weise mit der anderen Komponente in funktioneller Verbindung steht (ungeachtet des Vorhandenseins einer oder mehrerer zusätzlicher Komponenten dazwischen).
  • Es sei angemerkt, dass die hierin vorgesehenen Bereiche den angegebenen Bereich und jeden Wert oder Unterbereich innerhalb des angegebenen Bereiches umfassen. Zum Beispiel ist ein Bereich von etwa 100 Hz bis etwa 1000 Hz so zu verstehen, dass er nicht nur die explizit angeführten Grenzen von etwa 100 Hz bis etwa 1000 Hz umfasst, sondern auch einzelne Werte wie z. B. 120 Hz, 500 Hz, 800 Hz etc. und Unterbereiche wie z. B. von etwa 100 Hz bis etwa 210 Hz, von etwa 800 Hz bis etwa 950 Hz. etc. umfasst. Wenn ferner „etwa” verwendet wird, um einen Wert zu beschreiben, so bedeutet dies, dass geringfügige Abweichungen (bis zu +/–10%) von dem angegebenen Wert eingeschlossen sind.
  • Während verschiedene Ausführungsformen im Detail beschrieben wurden, wird für Fachleute offensichtlich sein, dass die offenbarten Ausführungsformen modifiziert werden können. Die obige Beschreibung ist daher nicht als einschränkend zu betrachten.
  • 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
    • CN 201210501564 [0001]

Claims (12)

  1. Blechrollenfalzapparatur, umfassend: eine erste Elektrode, um eine elektrische Verbindung mit einer elektrischen Leistungsversorgung und einem Blechwerkstück herzustellen; eine zweite Elektrode, um eine elektrische Verbindung mit der elektrischen Leistungsversorgung und dem Blechwerkstück herzustellen, um zu bewirken, dass ein gepulster elektrischer Strom durch einen Abschnitt des Werkstückes fließt, um die Formbarkeit in dem Abschnitt des Werkstückes lokal zu erhöhen; und eine Rollenanordnung, um mit dem Werkstück in Kontakt zu treten, um zu bewirken, dass sich das Werkstück in dem Abschnitt des Werkstückes biegt, wenn der gepulste elektrische Strom durch den Abschnitt des Werkstückes fließt, und um einen Falz zu bilden.
  2. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 1, wobei: die erste Elektrode ein erstes angelenktes Element ist; die zweite Elektrode ein zweites angelenktes Element ist, das mit dem ersten angelenkten Element über ein elektrisch isoliertes Gelenk verschwenkbar verbunden ist; wobei das erste angelenkte Element in Bezug auf das zweite angelenkte Element durch einen Aktuator rotatorisch positioniert wird; und die Rollenanordnung innerhalb eines elektrisch wirksamen Bereiches von etwa 2 mm bis etwa 30 mm von der ersten und der zweiten Elektrode angeordnet ist.
  3. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode eine Sammelschiene ist, welche an das Werkstück geklemmt ist, und die zweite Elektrode die Rollenanordnung ist.
  4. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 1, wobei die erste Elektrode die Rollenanordnung ist und die zweite Elektrode auf einem Kontaktfinger angeordnet ist, wobei der Kontaktfinger betreibbar ist, um sich relativ zu dem Werkstück mit der Rollenanordnung translatorisch zu verschieben.
  5. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 4, wobei der Kontaktfinger und die Rollenanordnung für eine entsprechende Bewegung dazwischen auf einer gemeinsamen Rahmenhalterung befestigt sind.
  6. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 5, wobei die gemeinsame Rahmenhalterung eine bogenförmige Teleskopverbindung umfasst, um eine jeweilige Position des Kontaktfingers und der Rollenanordnung zu steuern.
  7. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 5, wobei die gemeinsame Rahmenhalterung eine Getriebeverbindung umfasst, um eine entsprechende Position des Kontaktfingers und der Rollenanordnung zu steuern.
  8. Blechrollenfalzapparatur nach Anspruch 4, wobei die Rollenanordnung funktionell auf einem Roboterarm angeordnet ist.
  9. Verfahren zum Rollenfalzen, wobei das Verfahren umfasst, dass: eine Rolle auf ein Werkstück aufgebracht wird; ein gepulster elektrischer Strom innerhalb eines elektrisch wirksamen Bereiches von der Rolle über zwei Elektroden, die elektrisch mit dem Werkstück verbunden sind, an das Werkstück angelegt wird, wobei der elektrisch wirksame Bereich zwischen etwa 2 mm und etwa 30 mm liegt; und mit der Rolle ein Falz auf dem Werkstück gebildet wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Anlegen des gepulsten elektrischen Stroms gleichzeitig mit dem Bilden des Falzes auf dem Werkstück stattfindet.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Rolle funktionell auf einem Roboterarm angeordnet ist.
  12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Anlegen des gepulsten elektrischen Stroms an das Werkstück durch die Rolle hindurch erfolgt.
DE102013208718.7A 2012-11-30 2013-05-13 Rollenfalzen Active DE102013208718B4 (de)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201210501564.4A CN103846329B (zh) 2012-11-30 2012-11-30 滚子卷边
CN201210501564.4 2012-11-30
US13/797,762 US9440278B2 (en) 2012-11-30 2013-03-12 Roller hemming
US13/797,762 2013-03-12

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013208718A1 true DE102013208718A1 (de) 2014-06-05
DE102013208718B4 DE102013208718B4 (de) 2023-09-14

Family

ID=50726191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013208718.7A Active DE102013208718B4 (de) 2012-11-30 2013-05-13 Rollenfalzen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013208718B4 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017214876A1 (de) * 2017-08-25 2019-02-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils durch Umformen eines Metallblechs
CN117840279A (zh) * 2024-03-05 2024-04-09 山东霖臻睿空调设备有限公司 一种空调风机盘管组件自动成型设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7290423B2 (en) 2004-06-28 2007-11-06 Gm Global Technology Operations, Inc. Roller hemming apparatus and method
US7302821B1 (en) 2004-12-27 2007-12-04 Emc Corporation Techniques for manufacturing a product using electric current during plastic deformation of material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017214876A1 (de) * 2017-08-25 2019-02-28 Volkswagen Aktiengesellschaft Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Bauteils durch Umformen eines Metallblechs
CN117840279A (zh) * 2024-03-05 2024-04-09 山东霖臻睿空调设备有限公司 一种空调风机盘管组件自动成型设备
CN117840279B (zh) * 2024-03-05 2024-04-30 山东霖臻睿空调设备有限公司 一种空调风机盘管组件自动成型设备

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013208718B4 (de) 2023-09-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102005017105B4 (de) Elektromagnetische Abkant- und Falzvorrichtung und Verfahren
DE102013114285B4 (de) Punktschweißvorrichtung
US9440278B2 (en) Roller hemming
DE102012002991B4 (de) Gebördelte Metallflächenelemente, Bördelvorrichtungen und Bördelverfahren
WO1996022855A1 (de) Laserunterstütztes plattieren von band
DE102015105865A1 (de) Verfahren zum Bilden einer Fahrzeugkarosseriestruktur aus einer vorgeschweißten Rohlingsanordnung
DE102011002620A1 (de) Schweißverfahren
DE102013208718B4 (de) Rollenfalzen
DE102012023089B4 (de) Kaltumformverfahren und Umformvorrichtung zum Kaltumformen
DE102008047869A1 (de) System und Verfahren zum Nahtschweißen mithilfe von Buckeln
DE102008029993A1 (de) Vorrichtung zur Anbringung einer Masseleitung
WO2010057751A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum punktschweissen von zwei flächigen bauteilen
DE10011382B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Biegen eines mit einem Flansch versehenen Elements aus Metall
DE60127710T2 (de) Punktschweissanlage
DE102005056808A1 (de) Widerstandsschweißverfahren
DE102013108702B4 (de) Verfahren zum Verbinden eines Sandwichbleches mit einem metallischen Bauteil und Karosserieteil mit einem Sandwichblech als Außenblech und einem metallischen Bauteil
DE102020116556A1 (de) Verfahren und Anordnung zum Erzeugen einer Buckelschweißverbindung
DE102014109176B4 (de) Elektrische erdungsvorrichtung für ungleichartige metalle und verfahren zum herstellen einer elektrischen erdungsvorrichtung für ungleichartige metalle
DE102016200357B4 (de) Verfahren zum Fügen von mindestens zwei Bauteilen mittels eines gehärteten Fügeelements
DE102014109523A1 (de) Verfahren zur Verbindung von zwei Bauteilen
EP3253508B1 (de) Verfahren zum herstellen eines bauteils aus einem sandwichmaterial und bauteil aus einem sandwichmaterial
DE10331205A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zum Rollfalzen
DE102014012643A1 (de) Verfahren und Werkzeug zum Bearbeiten von Werkstücken
DE102009058883A1 (de) Verfahren zum Verbinden von Zellableitern und System
DE102018104701A1 (de) Verfahren zur mechanischen Verbindung und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division