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Die Erfindung betrifft eine Falzvorrichtung zum Falzen eines Blechbauteils, insbesondere eine Außenbeplankungsteils, eines Kraftwagens gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Falzen eines solchen Blechbauteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 4.
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Aus dem Serienfahrzeugbau sind unterschiedliche Vorrichtungen und Verfahren zum Falzen von Blechbauteilen mit verhältnismäßig scharfkantigen Falzradien mittels des Rollfalzens bekannt. Im Rahmen dieses Rollfalzens wird das zu falzende Blechbauteil, beispielsweise das Außenbeplankungsteil einer Seitentür, in einem Falzbereich entsprechend zu einem Keilfalz umgeformt, so dass ein weiteres Bauteil, beispielsweise ein Türträgerteil der Seitentür, unter Ausbildung einer Falzverbindung entsprechend form- und kraftschlüssig mit dem Außenbeplankungsteil verbunden wird. Da zur Herstellung der jeweiligen Falzverbindung üblicher Weise das Außenbeplankungsteil umgeformt wird, ist eine entsprechend hohe Maßhaltigkeit des Blechbauteils von erheblicher Wichtigkeit. Zudem grenzen derartige Außenbeplankungsteile üblicher Weise unter Ausbildung eines Spaltes an angrenzende Außenverkleidungsteile an, so dass auch aus diesem Grund relativ scharfkantige und exakte Falzverbindungen wünschenswert sind, um eine qualitativ hochwertige Anmutung zu ermöglichen.
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Aus der
DE 10 2012 002 840 A1 ist sowohl eine Vorrichtung als auch ein Verfahren zum Falzen eines Blechbauteils bekannt. Die Falzvorrichtung umfasst dabei eine Falzrolle und eine Stützrolle, mittels welchen ein Falzbereich des Blechbauteils unter Ausbildung eines Keilfalzes umformbar ist. Nachteilig ist dabei, dass es zu sichtbaren Eindrückungen am Falzflansch im Bereich des Übergangs von der Stützrolle, auch Rollierstützrolle genannt, und der Falzrolle, auch Fertigfalzrolle genannt, kommen kann. Außerdem kann es zu Abschabungen am Falzflansch kommen. Sowohl diese Eindrückungen als auch Abschabungen senken die Qualitätsanmutung des Keilfalzes.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Falzvorrichtung sowie ein Verfahren zum Falzen eines Blechbauteils zu schaffen, mittels welchen ein besonders hochwertiger Keilfalz herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Falzvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Des Weiteren wird diese Aufgabe durch ein Verfahren zum Falzen eines Blechbauteils mit den Merkmalen des Patentanspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Patentansprüchen angegeben.
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Um eine Falzvorrichtung zum Falzen eines Blechbauteils der eingangs genannten Art zu schaffen, mittels welcher ein besonders hochwertiger Keilfalz herstellbar ist, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Falzrolle eine Keilgeometrie aufweist, mittels welcher ein Keilbereich des Keilfalzes erzeugbar ist. Im Unterschied zur bekannten Falzvorrichtungen gemäß der der
DE 10 2012 002 840 A1 , bei welcher der Keilbereich des Keilfalzes durch die Stützrolle erzeugt wird, ist es demzufolge vorliegend erfindungsgemäß vorgesehen, diesen Keilbereich durch die entsprechende Keilgeometrie der Falzrolle zu erzeugen. Hierdurch wird erreicht, dass es zu keinen sichtbaren Eindrückungen im Übergang zwischen der Falzrolle und der Stützrolle kommt. Mit anderen Worten weist der Keilfalz keine Störkontur mehr auf, die beispielsweise bei einer genauen Betrachtung des Spaltes zwischen dem Außenbeplankungsteil einer Seitentür und dem angrenzenden Außenverkleidungsteil des Kraftwagens gesehen werden könnte. Solche Störkonturen mindern die Qualitätsanmutung scharfer Linien in einem Spaltbereich. Im Umkehrschluss ist demzufolge mittels der Stützrolle nicht mehr der Keilbereich des Keilfalzes zu erzeugen, sondern in erster Linie ein Wandern des Materials des Blechbauteils während eines Fertigfalzens nach außen zu verhindern. Somit kann in gewünschter Weise ein Blechbauteil mit exakten, relativ scharfkantigen Bauteilumrissen geschaffen werden, welches überdies eine exakte Maßhaltigkeit gewährleistet und sich demzufolge insbesondere bei Blechbauteilen eignet, die als Außenbeplankungsteile zum Einsatz kommen.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft gezeigt, dass die Falzrolle einen Zylinderbereich und einen Kegelstumpfbereich umfasst, mittels welchen der korrespondierende Keilbereich und ein sich daran außenseitig anschließender Endbereich des Keilfalzes erzeugbar sind. Entsprechend sind der gesamte Keilbereich und der gesamte Endbereich des Keilfalzes durch den Kegelstumpfbereich der Falzrolle umformbar, so dass es zu keinerlei Eindrückungen am Übergang zwischen der Falzrolle und der Stützrolle kommen kann. Entsprechend ist mit dieser Ausführungsform ein besonders hochwertiger Keilfalz herstellbar.
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Dabei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Zylinderbereich der Falzrolle wenigstens bis zum Ende des Endbereichs des Keilfalzes während des Falzvorgangs zum Anliegen kommt. Damit ist der gesamte Keilfalz bis zu seinem Ende abgestützt, so dass es zu keinerlei Eindrückungen im Keilfalz kommen kann.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Stützrolle einen Zylinderbereich aufweist, mittels welchem ein Falzbogen des Keilfalzes erzeugbar ist. Damit ist es insbesondere möglich, eine einfache Zylinderrolle zu verwenden, die ein preisgünstig und schnell zu beschaffendes Standardteil ist. Weiterhin kann dadurch in besonders einfacher Weise ein sogenanntes Wandern des Materials des Blechbauteils am Falzbogen verhindert werden und ein definierter Radius und Bauteilumriss prozesssicher hergestellt werden, so dass insgesamt ein besonders hochwertiger Keilfalz entsteht.
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Die vorstehend im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Falzvorrichtung genannten Vorteile ergeben sich in ebensolcher Weise für das Verfahren gemäß Patentanspruch 4. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, dass durch die Keilgeometrie der Keilfalz in einem einzigen Arbeitsschritt umgeformt werden kann. Infolge der Keilgeometrie kann die Falzrolle demzufolge als Fertigfalzrolle eingesetzt werden, mittels welcher der horizontale Endabschnitt und das Einklemmen des weiteren Blechbauteils in einem einzigen Arbeitsschritt erfolgen können, was den Verfahrensablauf deutlich verkürzt und verbessert und damit die Herstellungszeit reduziert.
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Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:
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1 eine schematische Seitenansicht auf eine Falzvorrichtung zum Falzen eines Blechbauteils in Form eines Außenbeplankungsteils einer Seitentür eines Kraftwagens, mit einer Falzrolle und mit einer Stützrolle, mittels welchen ein Falzbereich des Blechbauteils unter Ausbildung eines Keilfalzes umformbar ist, wobei die Falzrolle eine Keilgeometrie aufweist, mittels welcher ein Keilbereich des Keilfalzes erzeugbar ist;
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2 eine schematische Schnittansicht durch den Keilfalz;
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3 eine schematische Schnittansicht der Falzvorrichtung gemäß 1;
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4 eine schematische Schnittansicht durch einen nicht zur Erfindung gehörenden Rechteckfalz; und in
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5 eine schematische Schnittdarstellung durch ein Blechbauteil in Form eines Außenbeplankungsteils einer Seitentür eines Kraftwagens mit einer Keilfalzverbindung, welche an ein benachbartes Karosseriebauteil angrenzt.
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In 1 ist in einer schematischen Schnittansicht eine Falzvorrichtung 10 zum Falzen eines Blechbauteils 12 dargestellt. Bei dem Blechbauteil 12 handelt es sich vorliegend um ein Außenbeplankungsteil einer Seitentür eines Kraftwagens. Gleichwohl eignet sich die vorliegende Falzvorrichtung auch zum Bearbeiten anderer Blechbauteile, insbesondere Außenbeplankungsteile wie Kotflügel von Kraftwagen.
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Die Falzvorrichtung 10 umfasst dabei eine Falzrolle 14 und eine Stützrolle 16, welche an einem Falzrollenträger 20 drehbar gelagert sind. Während des Falzvorgangs liegt das Blechbauteil 12 auf einem Falzbett 22 auf. Ein Falzbereich 60 des Blechbauteils 12, der sogenannte Falzflansch, wird dabei mittels der Falzrolle 14 zu dem Keilfalz 56 umgeformt. In Zusammenschau mit einer schematischen Schnittansicht des so erzeugten Keilfalzes 56 von 2 ist zu erkennen, wie dafür eine Falztasche 52 gebildet wird, in welcher ein weiteres Blechbauteil 26 zur Herstellung einer Keilfalzverbindung eingeklemmt wird. Zusätzlich wird das weitere Blechbauteil 26 durch ein in die Falztasche 52 eingebrachtes Füllmittel 54, beispielsweise ein Kleb- und/oder Dichtmaterial, fixiert.
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Wie aus 1 erkennbar ist, weist die Falzrolle 14 eine Keilgeometrie 58 auf, mittels welcher ein Keilbereich 24 des Keilfalzes 56 erzeugt wird. Der Keilbereich 24 ist ein in Bezug auf das Falzbett 22 schräger Bereich des Keilfalzes 56, welcher durch einen korrespondierenden Kegelstumpfbereich 30 der Falzrolle 14 erzeugt wird. Da im Keilbereich 24 des Keilfalzes 56 kein Übergang der Falzrolle 14 auf die Stützrolle 16 vorgesehen ist, kann es auch zu keiner senkenden Eindrückung bzw. Umformung im Material des Blechbauteils 12 kommen.
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Außenseitig schließt sich an den Keilbereich 24 ein Endbereich 32 des Keilbereichs 24 des Keilfalzes 56 an. Dieser Endbereich 32 wird durch einen korrespondierenden Zylinderbereich 34 der Keilgeometrie der Falzrolle 14 erzeugt. Weiterhin gibt es auch beim Übergang vom Keilbereich 24 zum Endbereich 32 keinen Übergang der Falzrolle 14 auf die Stützrolle 16, so dass auch hier keine Eindrückungen entstehen können. Der Keilbereich 24 und der Endbereich 32 der Keilfalz 56 werden somit ausschließlich durch die Falzrolle 14 erzeugt, so dass diese eine hohe Qualitätsanmutung aufweisen. Aus 1 ist zudem erkennbar, dass der Zylinderbereich 34 der Falzrolle 14 sich in länglicher, axialer Richtung über den Endbereich 34 der Keilfalz 56 hinaus erstreckt. Während des Falzvorgangs ist also über die gesamte Länge des Endbereichs 32 die Falzrolle 14 in Kontakt mit dem Blechbauteil 12. Entsprechend können keine Abschabungen oder Eindrückungen im Endbereich 32 an dem Keilfalz 56 und damit dem Blechbauteil 12 entstehen.
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In 2 ist zu sehen, dass ein sich an den Keilbereich 24 anschließender Falzbogen 36 einen exakt gekrümmten Radius 62 ohne Eindrückungen oder sonstige Unregelmäßigkeiten aufweist. Dies ist insbesondere der Tatsache geschuldet, dass die Stützrolle 16 den Falzbogen 36 abstützt und somit verhindert, dass Material des Blechbauteils 12 während des Falzens nach außen wandern kann. Zu diesem Zweck ist die Stützrolle 16 senkrecht zu der Falzrolle 14 angeordnet und als Zylinderrolle ausgebildet, wobei sich der Falzbogen 36 an einem Zylinderbereich 64 der Stützrolle 16 abstützt. Ein Stirnbereich 66 der Stützrolle 16 verläuft dabei parallel zu einem weiteren Zylinderbereich 68 der Falzrolle 14. Hierbei ist es möglich, dass sich die Stützrolle 16 und die Falzrolle 14 zwischen dem Zylinderbereich 68 und dem Stirnbereich 66 berühren und aneinander abrollen. Dann gibt es zwischen der Stützrolle 16 und der Falzrolle 14 keinen Spalt mehr, an dem Material des Blechbauteils 12 wandern kann oder an dem Eindrückungen oder Abschabungen entstehen können. Entsprechend ist mittels der so ausgeführten Falzvorrichtung 10 ein besonders hochwertiger Keilfalz 56 erzeugbar.
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3 zeigt in einer schematischen Schnittansicht die Falzvorrichtung 10 gemäß 1, so dass insbesondere erkennbar wird, dass die Falzrolle 14 mittels zweier Wälzlagerungen 18, 70 an dem Falzrollenträger 20 drehbar gelagert ist. Die Wälzlagerungen 18, 70 sind dabei als Kugellager ausgebildet, die eine Achse 46 der Falzrolle 14 halten und radiale und axiale Kräfte aufnehmen können. Die dem Falzbett 22 nähere Wälzlagerung 18 ist dabei mit einer doppelten Kugellagerreihe ausgebildet und kann axiale und radiale Kräfte an den Falzrollenträger 20 übertragen. Die von dem Falzbett 22 weiter entfernte Wälzlagerung 70 umfasst nur eine Kugellagerreihe und kann lediglich radiale Kräfte übertragen. Die Falzrolle 14 ist mittels jeweiliger Befestigungselemente 48, hier als Schrauben ausgebildet, mit seiner Achse 46 verbunden.
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Die Stützrolle 16 ist ebenfalls mittels einer Wälzlagerung 72 an dem Falzrollenträger 20 drehbar gelagert. Bei diesem Wälzlager 72 handelt es sich um ein Nadellager, welches nur geringe axiale Kräfte aufnehmen kann. Dafür benötigt es nur einen geringen Bauraum. Die Stützrolle 16 ist dabei über seine Wälzlagerung 72 an seiner Achse 50 drehbar befestigt. Die Achse 50 ist mittels weiterer Befestigungselemente 48 mit dem Falzrollenträger 20 verbunden. Alle Wälzalgerungen 18, 70, 72 können als besonders preisgünstige Standardbauteile ausgeführt werden.
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In Zusammenschau von 2 mit 4, welche analog zu 2 einen nicht zur Erfindung gehörenden Rechteckfalz 40 zeigt, erkennbar ist, weist der erfindungsgemäße Keilfalz 56 eine um den in 2 schraffiert dargestellten Bereich 38 dünnere Stirnseite auf, welche im Wesentlichen durch den Falzbogen 36 gebildet ist. Der dünne Keilfalz 56 mit seinen engen Radien 62 führt demzufolge zu einem Blechbauteil 12 mit scharfen Umrissen, so dass sich beispielsweise exakte Bauteilkonturen und Spaltmaße zu angrenzenden Karosseriebauteilen realisieren lassen.
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5 zeigt schließlich in einer schematischen Schnittansicht die besonderen Vorteile des Keilfalzes 56 gegenüber dem Rechteckfalz 40 bei der Verwendung im Fahrzeugbau. Gezeigt ist dabei eine Seitentür 42 sowie ein daneben angeordnetes Karosserieteil 44. Dabei ist zum einen ein Keilfalz 56 dargestellt und zum anderen ein Rechteckfalz 40. Der Keilfalz 56 ist durch durchgezogene Linien veranschaulicht, der Rechteckfalz 40 durch eine gestrichelte Kontur. Dabei ist zu erkennen, wie der Keilfalz 56 weniger Platz benötigt als der Rechteckfalz 40. Dies entspricht dem schraffierten Bereich 38 von 3.
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Weiterhin ist ein Überschwingen der Seitentür 42 bei deren Schließen dargestellt. Im gezeigten Beispiel schwingt die Seitentür 42 hierbei um etwa 4 mm in Richtung des daneben angeordneten Karosserieteils 44. Dabei ist zu sehen, wie sich durch den dargestellten Keilfalz 56 mehr Freiraum gegenüber dem Karosserieteil 44 ergibt als bei dem Rechteckfalz 40. Im gezeigten Beispiel hat die überschwingende Seitentür 42' noch einen Abstand von etwa 0,2 mm zu dem daneben angeordnetem Karosserieteil 44. Damit können Lack schädigende Kollisionen zwischen der Seitentür 42 und dem Karosserieteil 44 bei einem Überschwingen der Seitentür 42 vermieden werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012002840 A1 [0003, 0006]
