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Die Erfindung betrifft einen Eckenschieber zum Falzen und/oder Bördeln einer Kante oder einer Ecke, der an eine Bördelvorrichtung für einen mehrachsigen Manipulator oder einen Standfuß montierbar ist, aufweisend eine Nut mit einem Nutgrund und der zwei von dem Nutgrund abragende Bördelflanken aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Bördelvorrichtung mit einem solchen Eckenschieber und ein Fahrzeugteil hergestellt mit einem solchen Eckenschieber oder einer solchen Bördelvorrichtung.
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Im Fahrzeugbau werden Kanten von Werkstücken wie beispielsweise Blechteilen umgebogen, um die Kanten zu versteifen oder eine Verbindung mit einem weiteren Blechteil zu schaffen. Der Falz- und/oder Bördelprozess kann automatisiert oder manuell erfolgen. Beim automatisierten Falzen und/oder Bördeln wird eine robotergeführte Bördelvorrichtung mit wenigstens einer angetriebenen Bördelrolle eingesetzt. Mittels der angetriebenen Bördelrolle wird die Kante umgebogen. Stark gekrümmte Kanten, wie beispielsweise Ecken oder Eckbereiche, können mit einer Bördelrolle nur eingeschränkt umgebogen werden.
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Aus
DE 299 14 967 U1 geht ein Bördelwerkzeug für einen Industrieroboter hervor, das eine Bördelrolle und einen vom Industrieroboter betätigbaren Eckenschieber aufweist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Eckenschieber und eine Bördelvorrichtung zu schaffen, der universell einsetzbar ist und dadurch geringe Werkzeugkosten verursacht.
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Zur Lösung der Aufgabe wird ein Eckenschieber mit den Merkmalen des Anspruchs 1, eine Bördelvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und ein Fahrzeugteil mit den Merkmalen des Anspruchs 11 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte Ausgestaltungen des Eckenschiebers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Ein Eckenschieber zum Falzen und/oder Bördeln einer Kante oder einer Ecke, der an eine Bördelvorrichtung eines mehrachsigen Manipulators oder an einen Standfuß montierbar ist, weist eine Nut mit einem Nutgrund und zwei von dem Nutgrund abragende Bördelflanken auf, wobei jede der Bördeflanken mit einer den Nutgrund senkrecht schneidenden und in Längsrichtung der Nut verlaufenden Ebene einen Öffnungswinkel einschließt, wobei die Öffnungswinkel in Längsrichtung der Nut variieren.
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Der Eckenschieber zeichnet sich durch die in Längsrichtung variierenden Öffnungswinkel aus. Dadurch lassen sich mit dem Eckenschieber eine Vielzahl an unterschiedlich stark gekrümmten Kanten oder Ecken an Werkstücken erzeugen. Infolgedessen ist der Eckenschieber universell einsetzbar. Folglich wird zum Falzen und/oder Bördeln von Kanten oder Ecken an Werkstücken nur ein einziges Werkzeug benötigt, so dass sich daraus geringe Werkzeugkosten ergeben. Darüber hinaus ist ein schnelles Anschieben einer Kante oder Ecke an einem Werkstück möglich, da der Eckenschieber an einer Bördelvorrichtung für einen Manipulator montiert werden kann. Zudem kann der Eckenschieber an einem stationären Standfuß montiert werden, wobei das Bauteil oder das Werkstück mit der/dem zu falzenden und/oder bördelnden Kante oder Eck mittels eines Manipulators auf den Eckenschieber geschoben wird.
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Der Manipulator kann einen Fuß und beispielsweise mehrere Glieder aufweisen, die über mindestens ein drehbares Gelenk miteinander verbunden sind. Ein derartiger Manipulator kann beispielsweise sechs Achsen aufweisen. Der mehrachsige Manipulator kann ein Roboter, wie beispielsweise ein Industrieroboter sein.
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Der Standfuß weist einen Fuß auf, an dessen freien Ende eine Befestigungsvorrichtung zur Montage des Eckenschiebers angeordnet sein kann. Bei der Montage des Eckenschiebers an einem Standfuß ist dieser fest montiert, das heißt der Eckenscheiber bewegt sich beim Falzen und/oder Bördeln einer Kante oder Ecke nicht, sondern das Werkstück mit der/dem zu falzenden und/oder bördelnden Kante oder Eck wird auf den Eckenschieber geschoben.
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Vorteilhaft weisen diejenigen auf den Bördelflanken liegenden Punkte, welche auf einer sich von dem Nutgrund wegerstreckenden Gerade liegen, den gleichen Öffnungswinkel auf, und diejenigen auf den Bördelflanken liegenden Punkte, welche in Längsrichtung auf einer parallel zu dem Nutgrund verlaufenen Gerade liegen, weisen unterschiedliche Öffnungswinkel auf. Die den Nutgrund senkrecht schneidende Ebene kann auch als Symmetrieebene bezeichnet werden. Die auf den Bördelflanken liegenden Punkte können vorliegend auch als Auflagepunkte oder Anlagepunkte bezeichnet werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung nehmen die Öffnungswinkel von einer dem Manipulator oder dem Standfuß abgewandten Stirnseite zu einer dem Manipulator oder Standfuß zugewandten Stirnseite ab. Folglich verringert sich der Öffnungswinkel in Richtung des Manipulators oder Standfußes.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Eckenschieber aus Metall. Weiterhin vorteilhaft ist der Eckenschieber gehärtet. Dadurch ist der Eckenschieber härter als das zu bördelnde Material.
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Mittels der Eckenschieber können Kanten oder Ecken an einem Werkstück auf unterschiedliche Weise angefahren werden. So kann der Eckenschieber frontal an der Stelle des richtigen Öffnungswinkels der Kante oder der Ecke angefahren beziehungsweise angelegt und in einer drehenden Aufwärtsbewegung die Kante oder die Ecke nach innen ankippen. Das Material der Kante oder der Ecke wird nach innen gestaucht, da das Material durch den richtigen beziehungsweise passenden Öffnungswinkel fixiert ist und durch den Druck kombiniert mit dem Material des Eckenschiebers, das härter ist als das zu stauchende Material, nach innen rutscht. Des Weiteren kann die Kante oder die Ecke mit einer Schubbewegung frontal zum Eckenschieber angeschoben werden, so dass das Materialder zu bördelnden Kante oder Eckedurch den Öffnungswinkel des Eckenschiebers fixiert ist und durch die Härte des Materials des Eckenschiebers nachrutscht und somit gestaucht wird.
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Vorteilhaft ist der Eckenschieber derart an einer Bördelvorrichtung anordenbar, dass die Bördelrolle nicht behindert wird. So kann der Eckenschieber auf einer einer Bördelrolle abgewandten Seite eines Grundkörpers der Bördelvorrichtung angeordnet sein.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung verläuft durch jeden auf den Bördelflanken liegenden Punkt eine Gerade, die die Ebene im Nutgrund schneidet, wobei die Gerade und die Ebene einen Öffnungswinkel einschließen, und wobei die Öffnungswinkel aller auf den Bördelflanken liegenden Punkte voneinander variieren. Da jeder Punkt, der auf den Bördelflanken liegt, einen anderen Öffnungswinkel aufweist, können eine Vielzahl an unterschiedlich stark gekrümmten Ecken oder Eckbereichen an Werkstücken erzeugt werden. Dadurch ist der Eckenschieber universell für mehrere Öffnungswinkel einsetzbar. Somit kann eine zusätzliche Vorrichtung zum Anschieben von Kanten oder Ecken entfallen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung variieren die Öffnungswinkel stufenlos. Dadurch kann der Eckenschieber zur Erzeugung einer Vielzahl an unterschiedlich stark gekrümmten Kanten oder Ecken eingesetzt werden. Vorteilhaft variieren die Öffnungswinkel in Längsrichtung der Bördelvorrichtung stufenlos.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die auf einer Gerade, welche die Symmetrieebene senkrecht schneidet, einander gegenüberliegenden Punkte den gleichen Öffnungswinkel auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Bördelflanken eine in sich gewundene Kontur auf. Dadurch weisen alle auf den Bördelflanken liegenden Punkte einen anderen Öffnungswinkel auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weisen die Bördelflanken eine turbinenschaufelförmige Kontur auf. Dadurch weisen alle auf den Bördelflanken liegenden Punkte einen unterschiedlichen Öffnungswinkel auf.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Eckenschieber form- und/oder kraftschlüssig mit einem Grundkörper der Bördelvorrichtung verbunden. So kann der Eckenschieber auf den Grundkörper aufgesteckt und mittels wenigstens eines Passstiftes und wenigstens eines Befestigungselementes an dem Grundkörper montiert werden. Vorteilhaft wird der Eckenschieber mittels zweier Passstifte und wenigstens eines Befestigungselementes an dem Grundkörper montiert. Hierzu kann der Eckenschieber drei Bohrungen aufweisen, welche im aufgeschobenen Zustand mit Bohrungen, Sacklochbohrungen und/oder Gewindebohrungen des Grundkörpers fluchten. Das Befestigungselement kann eine Schraube sein, die in eine korrespondierende Gewindebohrung des Grundkörpers eingeschraubt wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Eckenschieber einen Basisabschnitt zum Befestigen des Eckenschiebers an der Bördelvorrichtung, einen Kopfabschnitt, der die Nut aufweist, und einen den Basisabschnitt und den Kopfabschnitt verbindenden Verbindungsabschnitt auf. Vorteilhaft ist der Basisabschnitt als ein Plattenelement ausgebildet, das an einem Grundkörper der Bördelvorrichtung anlegbar ist. Weiterhin vorteilhaft weist der Basisabschnitt, insbesondere die Platte, die Bohrungen zur Befestigung des Eckenschiebers an einer Bördelvorrichtung auf. Der Verbindungabschnitt kann zur Gewichtreduktion wenigstens eine Erkerbung aufweisen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Eckenschieber zwei Wangen auf, die ausgebildet sind, die Bördelvorrichtung zu umfassen. Über die Wangen wird der Eckenschieber auf den Grundkörper aufgeschoben. Vorteilhaft liegen die Wangen an Längsseiten eines Grundkörpers der Bördelvorrichtung an. Weiterhin vorteilhaft weist der Basisabschnitt die Wangen auf. So können die Wangen von dem als Plattenelement ausgebildeten Basisabschnitt abragen.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist der Eckenschieber eine Lasche auf, die an einem vorspringenden Absatz der Bördelvorrichtung anlegbar ist. Die Lasche dient als Anschlag beim Aufschieben des Eckenschiebers auf einen Grundkörper der Bördelvorrichtung. Vorteilhaft ragt die Lasche von einem Ende, insbesondere von einer Stirnseite des Basisabschnitts ab.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Bördelvorrichtung für einen mehrachsigen Manipulator vorgeschlagen, die wenigstens eine Bördelrolle und wenigstens einen erfindungsgemäßen Eckenschieber aufweist.
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Die Kombination aus Eckenschieber und Bördelvorrichtung, die an einem Manipulator montierbar ist, ermöglicht ein schnelles Anschieben von Kanten oder Ecken.
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Die Bördelvorrichtung kann auch als Bördelkopf bezeichnet werden. Die Bördelvorrichtung kann einen Grundkörper aufweisen, der an einem Manipulator montierbar ist, wobei die Bördelrolle und/oder der Eckenschieber an dem Grundkörper befestigt sind. Die Bördelrolle und/oder der Eckenschieber kann form- kraft und/oder stoffschlüssig an dem Grundkörper befestigt sein.
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Vorteilhaft ist der Eckenschieber derart an einer Bördelvorrichtung anordenbar, dass die Bördelrolle nicht behindert wird. So kann der Eckenschieber auf einer einer Bördelrolle abgewandten Seite eines Grundkörpers der Bördelvorrichtung angeordnet sein.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeugteil vorgeschlagen, das mit einem erfindungsgemäßen Eckenschieber oder einer erfindungsgemäßen Bördelvorrichtung hergestellt ist.
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Nachfolgend werden einen Eckenschieber, eine Bördelvorrichtung sowie weitere Merkmale und Vorteile anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert, das in den Figuren schematisch dargestellt ist. Hierbei zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung einer Bördelvorrichtung mit einem Eckenschieber;
- 2 eine perspektivische Vorderansicht des Eckenschiebers;
- 3 eine perspektivische Draufsicht auf den auf der Bördelvorrichtung montierten Eckenschieber; und
- 4 eine perspektivische Darstellung eines Manipulators mit der Bördelvorrichtung und eines zu falzenden und/oder zu bördelnden Werkstückes.
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1 zeigt eine Bördelvorrichtung 10 zum Falzen und/oder Bördeln von Fahrzeugteilen aus Blech, wie beispielswiese eine Fahrzeugtür, eine Front- oder Heckklappe oder ein Radhaus.
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Die Bördelvorrichtung 10 ist an einem Manipulator 12 befestigt, der als Roboterarm eines Industrieroboters ausgebildet ist. Der Manipulator 12 bewegt die Bördelvorrichtung 10 gegenüber einem ortsfest angeordneten Werkstück 14, das vorliegend als ebenes Blechteil ausgebildet ist, wie in 4 ersichtlich ist.
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Die Bördelvorrichtung 10 weist einen mit dem Manipulator 12 verbundenen Grundkörper 16 auf, an dem eine erste Bördelrolle 18, eine zweite Bördelrolle 20 und ein Eckenschieber 22 befestigt sind. Die Bördelrollen 18, 20 sind drehbar angetrieben.
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Der Eckenschieber 22 dient zum Falzen und/oder Bördeln einer Kante oder einer Ecke 23 an dem Werkstück 14. Der Eckenschieber 22 ist einstückig ausgebildet und ist aus Metall, insbesondere einem gehärteten Metall. Dadurch ist der Eckenschieber 22 härter als das zu bördelnde Material. Der Eckenschieber 22 weist einen Basisabschnitt 24, einen Verbindungsabschnitt 26 und einen Kopfabschnitt 28 auf.
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Über den Basisabschnitt 24 wird der Eckenschieber 22 form- und/oder kraftschlüssig an dem Grundkörper 16 befestigt. Der Basisabschnitt 24 ist als Plattenelement 25 ausgebildet, in das drei Bohrungen 30 eingebracht sind, die mit nicht dargestellten Gewindebohrungen oder Sacklochbohrungen des Grundkörpers 16 fluchten. Des Weiteren weist der Basisabschnitt 24 zwei seitlich abragende Wangen 32 sowie eine Lasche 34 auf.
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Zur Befestigung des Eckenschiebers 22 an dem Grundkörper 16 wird der Basisabschnitt 24 beziehungsweise das Plattenelement 25 derart auf den Grundkörper 16 aufgesteckt, dass die Wangen 32 den Grundkörper 16 seitlich umgreifen sowie die Lasche 34 an einen vorspringenden Absatz 35 des Grundkörpers 16 anliegt und die Bohrungen 30 mit den Gewindebohrungen oder Sacklochbohrungen des Grundkörpers 16 fluchten. Anschließend werden zwei nicht dargestellte Passstifte in die Bohrungen 30 eingesetzt sowie eine nicht dargestellte Schraube über die Bohrung 30 in eine Gewindebohrung des Grundkörpers 16 eingeschraubt.
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Der Verbindungabschnitt 26 verbindet die Grundplatte 24 mit dem Kopfabschnitt 28. Zur Gewichtsreduzierung sind in den Verbindungsabschnitt 26 seitlich zwei Einkerbungen 36 eingebracht.
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Der Kopfabschnitt 28 weist eine Nut 37 mit einem Nutgrund 38 und zwei von dem Nutgrund 38 abragende Bördelflanken 40 auf. Wie durch eine Zusammenschau der 1 und 2 ersichtlich ist, schließt jede der Bördeflanken 40 mit einer den Nutgrund 38 senkrecht schneidenden und in Längsrichtung L der Nut 37 verlaufenden Ebene E einen Öffnungswinkel α ein. Wie insbesondere in 1 ersichtlich ist, variieren die Öffnungswinkel α in Längsrichtung L der Nut 37, insbesondere nehmen die Öffnungswinkel α von dem Manipulator 12 zu einem freien Ende des Eckenschiebers 22 zu.
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Wie in 3 ersichtlich ist, weisen die Nutflanken 40 eine in sich gewundene Kontur, insbesondere eine turbinenschaufelförmige Kontur auf. Infolgedessen verläuft durch jeden auf den Bördelflanken 40 liegenden Punkt P eine Gerade G, die die Ebene E im Nutgrund 38 schneidet, wobei die Gerade G und die Ebene E einen Öffnungswinkel α einschließen, und wobei die Öffnungswinkel α1, α2, α3 usw. aller auf den Bördelflanken 40 liegenden Punkte P voneinander variieren, insbesondere stufenlos voneinander variieren.
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Durch die Variation der Öffnungswinkel α lassen sich eine Vielzahl an unterschiedlich stark gekrümmten Kanten oder Ecken an Werkstücken erzeugen. Dadurch ist der Eckenschieber universell einsetzbar, so dass zum Falzen und/oder Bördeln von Kanten oder Ecken nur ein einziges Werkzeug benötigt wird.
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In 4 ist eine Anfahrtsmöglichkeit zum Falzen und/oder Bördeln einer Ecke 23 an dem Werkstück 14 gezeigt. Der Eckenschieber 22 fährt frontal an der Stelle des richtigen Öffnungswinkels α der Ecke 23 des Werkstücks 14 an und kippt in einer drehenden Aufwärtsbewegung die Ecke 23 nach innen an. Das Material der Ecke 23 wird nach innen gestaucht, da das Material durch den richtigen beziehungsweise passenden Öffnungswinkel α fixiert ist und durch den Druck kombiniert mit dem Material des Eckenschiebers 22, das härter istals das zu stauchende Material, nach innen rutscht.
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In einer alternativen, nicht dargestellten Anfahrtsmöglichkeit wird die Ecke 23 mit einer Schubbewegung frontal zum Eckenschieber 22 angeschoben, so dass das Materialder zu bördelnden Ecke 23 durch den Öffnungswinkel α des Eckenschiebers 22 fixiert ist und durch die Härte des Materials des Eckenschiebers 22 nach rutscht und somit gestaucht wird.
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Der Eckenschieber 22 zeichnet sich durch seine stufenlose Variation des Öffnungswinkels α aus. Dadurch ist der Eckenschieber 22 universell für eine Vielzahl an unterschiedlich stark gekrümmten Ecken einsetzbar. Darüber hinaus ermöglicht die Montage der Bördelvorrichtung 10 an dem Manipulator 12 ein schnelles Anschieben der Ecke 23.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Bördelvorrichtung
- 12
- Manipulator
- 14
- Werkstück
- 16
- Grundkörper
- 18
- erste Bördelrolle
- 20
- zweite Bördelrolle
- 22
- Eckenschieber
- 23
- Ecke
- 24
- Basisabschnitt
- 25
- Plattenelement
- 26
- Verbindungsabschnitt
- 28
- Kopfabschnitt
- 30
- Bohrung
- 32
- Wange
- 34
- Lasche
- 35
- vorspringender Absatz
- 36
- Einkerbung
- 37
- Nut
- 38
- Nutgrund
- 40
- Bördelflanke
- L
- Längsrichtung
- E
- Ebene
- α
- Öffnungswinkel
- P
- Punkt
- G
- Gerade
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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