DE10212788C1

DE10212788C1 - Verfahren zum Falzen zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Falzkontur und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE10212788C1
Application number: DE2002112788
Authority: DE
Inventors: Kurt Lagler
Original assignee: ThyssenKrupp Automotive AG
Current assignee: ThyssenKrupp Technologies AG
Priority date: 2002-03-22
Filing date: 2002-03-22
Publication date: 2003-01-30
Anticipated expiration: 2022-03-23

Abstract

Um ein Verfahren zum Falzen zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Falzkontur mittels eines bahngesteuerten Werkzeuges, ausgehend von einem ersten Blechteil (1), dessen Falzrand (2) weniger als 90 DEG aufgerichtet ist, und einem auf diesem Blechteil (1) aufliegenden zweiten Blechteil (4), dessen Kontur der Kontur des ersten Blechteiles (1) entspricht und einen Abstand (5) zur Innenkontur des aufgerichteten Falzrandes (2) aufweist, der wenigstens der Blechdicke des ersten Blechteiles (1) entspricht, zu finden, das es erlaubt, auch bei spröden Werkstoffen, zumindest beim ersten Falzarbeitsschritt, einen großen Umformgrad zu erzielen und weiterhin eine gute Formreproduzierbarkeit der Falznahtaußenkontur zu erreichen, wird wenigstens beim ersten Falzarbeitsgang der Falzrand (2) des Blechteiles (1) von innen im Bereich des Abstandes (5) zwischen Falzrand (2) des Blechteiles (1) und der Kontur des innenliegenden Blechteiles (4) abgestützt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Falzen zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Falzkontur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nacht dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.

Geschichtet aufgebaute Blechformteile, wie beispielsweise Fahrzeugtüren, Heckklap pen usw., werden häufig durch Falzen miteinander verbunden (DE 100 11 854 A1, EP 0 577 876 B1, EP 0 802 001 B1). Besonders wenn die miteinander verbundenen Bauteile aus unterschiedlichem Material bestehen, wenn beispielsweise ein Alumi niumdeckblech mit einer Stahlträgerstruktur verbunden werden soll, eignet sich das Verfahren des Falzens. Zum Halten und Führen der Falzwerkzeuge werden seit länge rem bahngesteuerte Maschinen, vorzugsweise Roboter, eingesetzt. Dadurch reduzie ren sich die Werkzeugkosten besonders dann, wenn kleinere Serien verarbeitet wer den sollen. Als Falzwerkzeuge werden zum Einsatz bei bahngesteuerten Fertigungs systemen häufig Falzrollen eingesetzt. Diese Falzrollen nutzen den Vorteil der Bahn steuerung besonders gut, da sie über die Bahnsteuerung nicht nur in der Außenform exakt gesteuert werden können, sondern auch hinsichtlich des Kippwinkels.

Nachteilig hat sich ergeben, dass beim Einsatz von bahngesteuerten Falzrollen nur geringe Falzwinkel erreichbar sind. Darüber hinaus nachteilig ergibt sich eine schlechte Konturgenauigkeit, wenn das im Vorwerkzeug mit einem Falzrand verse hene Blech aus einem spröden Werkstoff, beispielsweise aus Aluminium, hergestellt werden muss. Bei einem derartigen Werkstoff ist es erforderlich, dass der Knickradius zum Falzrand eine gewisse Mindestgröße aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu finden, das es erlaubt, auch bei spröden Werkstoffen, zumindest beim ersten Falzarbeitsschritt, einen großen Umformgrad zu erzielen und weiterhin eine gute Formreproduzierbarkeit der Falznaht außenkontur zu erreichen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Eine Weiterbildung des Verfahrens ist in Patentanspruch 2 beschrieben. Patentanspruch 3 beschreibt eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2. In den Patentansprüchen 4 bis 6 werden vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen dieser Vorrichtung beschrieben.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass durch den besseren Umformgrad zumindest des ersten Falzarbeitsganges eine Reduzierung der weiteren Falzarbeitsgänge erreicht wird. Dadurch wird eine wirtschaftlichere Fertigung erreicht. Weiterhin vorteilhaft reduziert sich beim Umformen von harten Werkstoffen, wie beispielsweise Aluminium-Legierungen, die Gefahr der Entstehung von Falzanris sen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 ein Falzwerkzeug mit einer Rolle als Gegenhalter und

Fig. 2 ein Falzwerkzeug mit einem Gleitfinger als Gegenhalter.

Zum Verbinden von Blechteilen, im Folgenden kurz als Bleche bezeichnet, mit unre gelmäßiger Außenkontur wird häufig das Verfahren des Falzens eingesetzt. Dieses Verfahren wird beispielsweise beim Herstellen von Fahrzeugtüren, Heckklappen oder Motorhauben von Kraftfahrzeugen verwendet. Die Gestalt der beiden miteinander zu verbindenden Blechteile wird vor dem Verbindungsarbeitsgang durch Pressen, Stan zen und Beschneiden hergestellt. Dabei wird eines der beiden Blechteile bereits mit einem hochstehenden Falzrand ausgebildet. Dieser Falzrand muss jedoch im Nor malfall mit einem Winkel von weniger als 90° umgeformt sein. Das ist erforderlich, damit das mit dem ersten Blech zu verbindende zweite Blech überhaupt noch einge legt werden kann.

In den Fig. 1 und 2 wird der erste Falzumformschritt schematisch dargestellt. Eines der Bleche 1 wird bei der vorhergehenden Bearbeitung des Stanzens, Formens und Richtens an seiner unregelmäßig ausgebildeten Falzkontur mit einem Falzrand 2 aus gebildet, der in der Regel weniger als 90° gegenüber der Auflagefläche des Bleches 1 hochgebogen ist.

Zum Falzen wird das erste Blech, das beispielsweise das Außenblech einer Tür, einer Heckklappe oder einer Motorhaube ist, auf eine Arbeitsunterlage 3 aufgelegt. Das weitere Blech 4, das beispielsweise das Strukturblech einer entsprechenden Tür, Heckklappe oder Motorhaube ist, weist eine Kontur auf, die der Kontur des Falzrandes des ersten Bleches 1 entspricht. Die Kontur des zweiten Bleches 4 ist jedoch wenigs tens um die Dicke des Bleches 1 kleiner als die Innenseite des Falzrandes 2 des Bleches 1. Nach dem Auflegen des Bleches 4 auf das Blech 1 ergibt sich somit ein Abstand 5 zwischen der Außenkontur des Bleches 4 und der Innenkontur des Falz randes 2 des Bleches 1. Es sollte angestrebt werden, dass dieser Abstand 5 um die Kontur des Bleches 4 etwa einen gleich bleibenden Abstand 5 zum Falzrand 2 des Bleches 1 aufweist.

Für den ersten Falzarbeitsgang wird ein Werkzeughalter 6 an einem bahngesteuerten Falzwerkzeug (Umformvorrichtung), beispielsweise an einen Roboterarm, angebracht. Dieser Werkzeughalter 6 trägt eine Falzrolle 7, die dazu dient, den Falzrand 2 weiter nach innen umzulegen. In den Figuren ist die Ausgangslage des Falzrandes 2 gestri chelt dargestellt und die Lage des Falzrandes 2 nach dem ersten Falzarbeitsgang ist voll ausgezeichnet.

Auf der werkstückseitigen Seite des Falzrandes 2 ist am Werkzeughalter 6 eine Rolle 8 als Gegenhalter angebracht. Diese Rolle 8 ist als Kegelrolle ausgebildet und gegenüber den aufeinander liegenden Blechen 1, 4 schräg angestellt, sodass sie mit ihrem kegelfußseitigen Außenumfang 9 in den Abstand 5 zwischen den Blechen 1 und 4 eintaucht. Das bahngesteuerte Falzwerkzeug, also vorzugsweise der Roboter, wird so gesteuert, dass der Außenumfang 9 der Rolle 8 nicht nur eine Gegenkraft zur Falzrolle 7 aufweist, sondern vorzugsweise auch eine in der Zeichnung nach unten gerichtete Kraft, um das Blech 1 auf die Arbeitsunterlage 3 zu drücken. Dadurch wird gewähr leistet, dass die Außenkontur des fertigen Falzes sehr genau erreicht wird. Weiterhin wird vorteilhaft erreicht, dass bei harten und spröden Werkstoffen die Gefahr der Ent stehung von Rissen reduziert wird.

Nach dem ersten vorbeschriebenen Falzarbeitsgang kann der Falz in üblicher Weise weitergeformt werden. Dabei kann beispielsweise der Werkzeughalter 6 so aufgestellt werden, dass die Rolle 8 nach oben steht und die Falzrolle 7 mit der anderen Seite den Falzrand 2 über das Blech 4 zudrückt. Weitere Arbeitsgänge, wie das Einbringen von Dichtmaterial, erfolgen in der üblichen Art und Weise. Das Zudrücken des Falz randes 2 kann auch in völlig anderer Weise, also ohne Verwendung eines bahnge steuerten Falzwerkzeuges, erfolgen.

Bei der Ausbildung nach Fig. 2 wird anstatt der Rolle 8 ein Gleitfinger 10 verwendet, der wie die Rolle 8 am Werkzeughalter 6 befestigt ist. Auch der Gleitfinger 10 fasst mit einer Spitze 11 in den Abstand 5 zwischen den Blechen 1 und 4. Die übrige Arbeits weise entspricht der Arbeitsweise, wie sie zu Fig. 1 beschrieben ist, nur dass sich der Gleitfinger 10 im Gegensatz zur Rolle 8 nicht dreht, sondern fest auf dem Werkzeug halter 6 sitzt.

Bezugszeichenliste

1

Erstes Blech

2

Falzrand

3

Arbeitsunterlage

4

Zweites Blech

5

Abstand

6

Werkzeughalter

7

Falzrolle

8

Rolle

9

Außenumfang

10

Gleitfinger

11

Spitze

Claims

1. Verfahren zum Falzen zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Falzkontur, mittels eines bahngesteuerten Falzwerkzeuges, ausgehend von einem ersten Blechteil (1), dessen Falzrand (2) weniger als 90° aufgerichtet ist, und einem auf diesem Blechteil (1) aufliegenden zweiten Blechteil (4), dessen Kontur der Kontur des ersten Blechteiles (1) entspricht und einen Abstand (5) zur Innenkontur des aufgerichteten Falzrandes (2) aufweist, der wenigstens der Blechdicke des ersten Blechteiles (1) entspricht, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens beim ersten Falzarbeitsgang der Falzrand (2) des Blechteiles (1) von innen im Bereich des Abstandes (5) zwischen Falzrand (2) des Blech teiles (1) und der Kontur des innen liegenden Blechteiles (4) abgestützt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass über die Abstüt zung eine Kraft in Richtung auf die Außenfläche des mit dem Falzrand (2) verse henen Blechteiles (1) ausgeübt wird.

3. Vorrichtung zum Falzen zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Falzkontur, mittels eines bahngesteuerten Falzwerkzeuges, ausgehend von einem ersten Blechteil (1), dessen Falzrand (2) weniger als 90° aufgerichtet ist, und einem auf diesem Blechteil (1) aufliegenden zweiten Blechteil (4), dessen Kontur der Kontur des ersten Blechteiles (1) entspricht und einen Abstand (5) zur Innenkontur des aufgerichteten Falzrandes (2) aufweist, der wenigstens der Blechdicke des ersten Blechteiles (1) entspricht, zur Durchführung des Verfah rens nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das bahngesteuerte Falzwerkzeug eine Falzrolle (7) und einen Gegenhalter (8; 10) aufweist und der Falzrand (2) des Blechteiles (1) von innen im Bereich des Abstandes (5) zwischen Falzrand (2) des Blechteiles (1) und der Kontur des innen liegenden Blechteiles (4) abgestützt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter als Rolle (8) ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Gegenhalter als Gleitfinger (10) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzrolle (7) und der Gegenhalter (8; 10) von einem Werkzeughalter (6) getragen werden.