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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Falzverbindung der in den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche angegebenen Art.
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Vorrichtungen zum Herstellen einer Falzverbindung sind allgemein bekannt. Falzen ist eine Umformoperation, bei der die Ränder eines Bleches umgeklappt oder über ein anderes Bauteil geklappt werden, so dass ein Formschluss entsteht. Üblicherweise werden Falzoperationen benutzt, um Bauteile miteinander zu verbinden oder auch das Aussehen eines Bauteils zu verbessern sowie Bauteilränder zu versteifen. Derartige, bereits bekannte Vorrichtungen zum Herstellen einer Falzverbindung umfassen üblicherweise eine Falzeinheit, mittels welcher ein Randbereich eines äußeren Blechs um ein Innenblech unter Ausbildung der Falzverbindung biegbar ist.
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Im Karoseriebau nutzt man das Falzen im Zusammenbau als Folgeoperation, beispielsweise nach Tiefzieh-, Beschnitt- und Flanschoperationen, um Außenhautteile mit Innenteilen zur Versteifung zu verbinden. Typische Bauteile für diese Art des Zusammenbaus sind beispielsweise Motorhauben, Türen, Heckdeckel und Kotflügel.
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Insbesondere im Karosseriebau ist es dabei üblicherweise erforderlich, dass derartige Falzverbindungen nachträglich noch derart fixiert werden, dass ein Verschieben eines Innen- und Außenteils, insbesondere bei Anbauteilen, verhindert wird. Eine Fixierung einer Falzverbindung kann beispielsweise mittels Laserschweißen, Laserlöten, ein- bzw. zweiseitigem Punktschweißen, mechanischem Fügen und dergleichen hergestellt werden. Damit geht eine relativ schlechte Wirtschaftlichkeit einher, da zusätzliche Anlagen neben den Falzvorrichtungen benötigt werden. Neben den zusätzlichen Kosten für derartige Anlagen muss auch zusätzliche Fläche für derartige Anlagen bereitgestellt werden.
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Die
DE 100 48 233 A1 zeigt ein Verfahren zum Verbinden von Blechen, insbesondere Karosserieblechen in Automobilen. Dabei werden jeweilige Einzelbleche mit ungekürzten Flanschen zunächst in Zusammenbaulage fixiert und mittels Punktschweißen miteinander verbunden. Zusätzlich wird möglichst nah an den entsprechenden Flanschansätzen eine Laserschweißnaht gesetzt.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Herstellung und Fixierung einer Falzverbindung zu ermöglichen.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung sowie durch ein Verfahren zum Herstellen einer Falzverbindung mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Um eine verbesserte Herstellung und Fixierung einer Falzverbindung zu ermöglichen, ist es bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen, dass die Falzeinheit ein Trägerelement umfasst, mittels welchem eine mechanische Prägung in die Falzverbindung einbringbar ist.
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Ein Verschieben der miteinander durch das Falzen verbundenen Bleche kann also durch das Prägeelement auf zuverlässige Weise verhindert werden. Eine Falzflanschfixierung kann somit innerhalb der gleichen Station durchgeführt werden, in welcher die Vorrichtung zum Herstellen der eigentlichen Falzverbindung verwendet wird, da dies mit ein und derselben Vorrichtung erfolgen kann.
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Dadurch können komplette Stationen, insbesondere in der Serienfertigung, entfallen. Infolgedessen wird eine besonders kostengünstige und somit wirtschaftliche Herstellung und Fixierung einer Falzverbindung ermöglicht. Darüber hinaus kann die Taktzeit bei der Herstellung derartiger Falzverbindungen mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung erheblich verkürzt werden. Ferner kann die insgesamt benötigte Anlagenfläche zum Herstellen derartiger Falzverbindungen reduziert werden. Des Weiteren geht eine Erhöhung der Prozesssicherheit und Robustheit des Herstellverfahrens einher. Schließlich erfolgt auch kein Wärmeverzug an den zu fügenden Bauteilen, da eine rein mechanische Fügetechnik eingesetzt wird.
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In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Falzeinheit als Rollfalzkopf ausgebildet ist, wobei das Prägeelement außenumfangsseitig an einer Druckrolle des Rollfalzkopfs angeordnet ist. Dadurch kann während eines Rollfalzvorgangs auf besonders einfache Weise während de Falzvorgangs auch die besagte mechanische Prägung in die Falzverbindung eingebracht werden.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften alternativen Ausführungsform der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Falzeinheit als Backenfalzeinheit ausgebildet ist, wobei das Prägeelement an einer Backe der Backenfalzeinheit angeordnet ist. Dadurch ist es ebenfalls möglich, direkt während des Falzvorgangs mittels des Prägeelements eine mechanische Prägung in die Falzverbindung einzubringen, so dass eine Fixierung der miteinander gefalzten Bleche auf sichere Art und Weise ermöglicht werden kann.
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Vorzugsweise ist das Prägeelement in Form eines Prägebuckels ausgebildet. Dadurch kann die mechanische Prägung auf einfache Weise in die Falzverbindung eingebracht werden. Je nach Geometrie der miteinander zu verbindenden Bleche und an diese gestellten mechanischen Anforderungen kann dabei die Geometrie des Prägebuckels angepasst sein.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen einer Falzverbindung wird mittels einer Falzeinheit ein Randbereich eines äußeren Bleches um ein Innenblech unter Ausbildung der Falzverbindung gebogen, wobei sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch auszeichnet, dass mittels eines Prägeelements der Falzeinheit eine mechanische Prägung in die Falzverbindung eingebracht wird. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens anzusehen.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Seitenansicht einer Falzverbindung, bei welcher ein Randbereich eines äußeren Blechs um ein Innenblech gebogen ist; und in
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2 eine Perspektivansicht auf eine Vorrichtung zum Herstellen einer derartigen Falzverbindung, wobei diese eine als Rollfalzkopf ausgebildete Falzeinheit umfasst.
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Eine Falzverbindung 10, bei welcher ein Randbereich 12 eines äußeren Blechs um ein Innenblech 14 gebogen ist, ist in einer Seitenansicht in 1 gezeigt. Eine derartige Falzverbindung 10 kann beispielsweise dazu dienen, ein Innenteil und ein Außenteil miteinander zu fixieren, welche gemeinsam ein Anbauteil für eine Fahrzeugkarosserie ausbilden. Zum Beispiel können derartige Falzverbindungen bei Motorhauben, Heckdeckeln, Kotflügeln oder dergleichen Anwendung finden. Insbesondere im Karosseriebau in der Fahrzeugindustrie ist es wichtig, dass die Falzverbindung 10 derart ausgebildet wird, dass sich der Randbereich 12 des äußeren Blechs und das Innenblech 14 nicht zueinander verschieben.
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In 2 ist eine Vorrichtung 16 zum Herstellen der Falzverbindung 10 in einer Perspektivansicht teilweise dargestellt. Die Vorrichtung 16 umfasst eine als Rollfalzkopf ausgebildete Falzeinheit 18, mittels welcher der Randbereich 12 des äußeren Bleches um das Innenblech 14 unter Ausbildung der Falzverbindung 10 biegbar ist. Die Falzeinheit 18 umfasst zudem eine Druckrolle 20, mittels welcher die Falzverbindung 10 hergestellt werden kann. Beim Rollfalzen mittels der hier gezeigten Vorrichtung 16 kann die Falzeinheit 18 beispielsweise mittels eines hier nicht gezeigten Industrieroboters entsprechend geführt werden, um die Falzverbindung 10 herzustellen.
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Um das eingangs beschriebene Problem zu lösen, nämlich ein Verschieben des Randbereichs 12 des äußeren Blechs gegenüber dem Innenblech 14 zu vermeiden, ist ein Prägeelement 22 außenumfangseitig an der Druckrolle 20 der als Rollfalzkopf ausgebildeten Falzeinheit 18 vorgesehen.
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Beim Herstellen der Falzverbindung 10 wird also mittels der als Rollfalzkopf ausgebildeten Falzeinheit 18 der Randbereich 12 des äußeren Bleches um das Innenblech 14 unter Ausbildung der Falzverbindung gebogen, wobei mittels des Prägeelements 22 eine mechanische Prägung 24 – wie in 1 gezeigt – eingebracht. Das Prägeelement 22 ist beispielsweise in Form eines Prägebuckels ausgebildet. Das Herstellen und gleichzeitige Fixieren der Falzverbindung 10 kann also mittels der hier gezeigten Vorrichtung 16 in einem einzigen Arbeitsgang durchgeführt werden. Eine separate Anlage zur Falzflanschfixierung, beispielsweise mittels thermischer Fügetechnick, ist beim Einsatz der hier gezeigten Vorrichtung 16 nicht notwendig.
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Im Gegensatz zu der in 2 dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung 16 zum Herstellen der Falzverbindung 10 kann eine derartige Vorrichtung 16 auch in Form einer Backenfalzeinheit ausgebildet sein, wobei das Prägeelement 22 dann an einer entsprechenden Backe der Backenfalzeinheit angeordnet ist.
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Konventionelles Backenfalzen wird üblicherweise in der Großserienproduktion eingesetzt. Während der Backenfalzoperation falzt man einen entsprechenden Flansch mittels der Falzbacke über seine gesamte Länge. Normalerweise erfolgt das eigentliche Falzen dabei in einer Umformoperation, in der der Flansch mit einer Abkantbacke nach den Zieh- und Beschnittoperationen ausgeformt wird. Dadurch, dass bei einer derartigen Ausführungsform das Prägeelement 22 an einer Backe der Backenfalzeinheit angeordnet ist, kann auch beim konventionellen Backenfalzen eine integrierte Herstellung und Fixierung der Falzverbindung 10 ermöglicht werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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