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Die
Erfindung geht aus von einer Vorrichtung zum Vor- und Fertigfalzen
von Blechen, insbesondere Kraftfahrzeug-Karosserieteilen, nach der Gattung des
Hauptanspruchs.
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Derartige
Vorrichtungen zum Vor- und Fertigfalzen sind in vielfältigerweise
bekannt. Bei einer bekannten Vorrichtung der gattungsgemäßen Art
DE 19747292 , bei der ein
Innenblech zumindest im Randbereich auf einem Außenblech liegt und das Außenblech
am Rand einen aufstehenden Flansch aufweist, sind die Werkzeuge
zum Vor- und Fertigfalzen an einer gemeinsamen Schwenkvorrichtung
angeordnet, mit einer Schwinge, an deren Ende, das Vorfalzwerkzeug
und das Fertigfalzwerkzeug angeordnet sind und an deren anderen
Ende eine Betätigungseinrichtung
angelenkt ist, wobei in der Falzposition die Bleche gegen die feststehenden
Werkzeuge gepresst werden. Bei dieser Vorrichtung ist eine Schwinge über einen
vorderen Hebel und einen hinteren Hebel, deren Hebellagerabstände unterschiedlich
sind, nach Art eines Viergelenks, auf einem Lagerbock gelenkig befestigt,
so dass die Werkzeuge durch eine kombinierte Schwenk- und Versatzbewegung
nacheinander in dieselbe Arbeitsposition zum Vor- bzw. Fertigfalzen gebracht werden.
Der Nachteil dieser Vorrichtung besteht vor allem darin, dass die Schwinge
für den
Falzarbeitsvorgang eine Bewegung vollzieht, die das Werkzeug gegenüber dem Werkstück eine
Kurvenbahn vollziehen lässt,
welche ein kontrolliertes Falzen schwierig macht. Der für das Vor-
bzw. Fertigfalzen erforderliche Hub, insbesondere in vertikaler
Richtung, wird hier durch eine Schwenkbewegung bewirkt, die einen
Mindestraum für
deren Ablauf voraussetzt. Abgesehen davon ist der Aufwand für eine derartige
Schwinge außerordentlich
groß,
wobei sich die Hebelkräfte
bekanntlich je nach Schwenklage wesentlich ändern. Das System ist somit
teuer, umständlich
und unpräzise
sowie relativ schlecht ansteuerbar.
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Es
sind auch andere Falzvorrichtungen bekannt, bei denen beispielsweise
in Art einer Falzzange (DE US 10016391) die Falzvorgänge durchgeführt werden,
die zwar im wesentlichen kinematisch entkoppelt sind, da die Falzzange
um eine zur Schließebene
derselben senkrechte Drehachse schwenkbar ist, die jedoch Teil eines
Mehrachsindustrieroboters ist, mit den dabei gegebenen außerordentlich
hohen Kosten.
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Die Erfindung
und ihre Vorteile
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Die
Erfindung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat
demgegenüber den
Vorteil eines sehr einfachen äußerst präzisen Anfahrens
des Werkzeugs an das Werkstück, wobei das
Aufteilen der erforderlichen Hübe über einen
Horizontalschlitten und einen Vertikalschlitten zu einer äußerst einfachen
Bewegungskopplung führt
ohne aufwendige und komplizierte Steuermittel.
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Nach
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Hubvorrichtung
für das
vertikale Verfahren des Werkzeugs zwei Hubvorgänge auf, nämlich einen Anfahrhub und einen
relativ zu diesem verlaufenden Arbeitshub. Durch diese Aufteilung
der Hübe
kann das Anfahren nämlich
einerseits zum Vorfalzen und andererseits zum Fertigfalzen durch
den Anfahrhub erfolgen, dies jeweils in Verbindung mit dem Horizontalverfahren
mit Hilfe des Horizontalschlittens während der eigentliche Arbeitsvorgang, also
das eigentliche Falzen, durch den Arbeitshub bewirkt wird. Dieser
Arbeitshub kann in unterschiedlichster Weise angetrieben sein, beispielsweise
elektrisch aber auch pneumatisch oder hydraulisch bzw. mechanisch.
Maßgebend
ist, dass er unabhängig vom
Anfahrhub erfolgt.
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Nach
einer diesbezüglichen
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist der Anfahrhub über den
Vertikalschlitten ausführbar
an dem eine Arbeitsvorrichtung für
den Arbeitshub angeordnet ist. Die Arbeitsvorrichtung wird somit
mit dem Vertikalschlitten verfahren.
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Nach
einer diesbezüglichen
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Arbeitsvorrichtung
einen über
einen Exzenter angetriebenen Schlitten für die Relativverstellung des
Werkzeugs zum Vertikalschlitten auf. Ein solcher Exzenter kann beispielsweise
durch einen Elektromotor aber auch durch sonstige Mittel angetrieben
werden und hat vor allem den Vorteil einer günstigen Kraftübertragung.
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Nach
einer zusätzlichen
Ausgestaltung der Erfindung ist der Vertikalschlitten über eine
Spindel antreibbar, welche in eine kraftschlüssig mit dem Vertikalschlitten
verbundene Gewindeeinheit greift. Da die eigentliche Belastung bei
der Falzarbeit auf den Horizontalschlitten erfolgt und die Verstellung
von der Spindel nicht auf bzw. deren Gewinde kann diese je nach
Steigung problemlos Ruhekräfte übernehmen. Da
diese in Achsrichtung angreifen, erfolgt hierdurch eine äußerst günstige Kraftverteilung
der gesamten Vorrichtung. Der Antrieb der Spindel kann wiederum in
unterschiedlichster Weise beispielsweise über einen Elektromotor erfolgen.
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Nach
einer zusätzlichen
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt der horizontale
Antrieb des Horizontalschlittens über eine in ihrem Verlauf von
der Vertikalen abweichenden Führungsnut
und einem darin geführten
Zapfen, wobei eines davon mit dem Horizontalschlitten und das andere
mit dem Vertikalschlitten kraftschlüssig bzw. formschlüssig verbunden
ist. Auch hierdurch wird äußerst kraft-
und verstellökonomisch
bei der Vertikalverstellung eine Horizontalverstellung erzielt,
so dass nach beendetem Vorfalzen das Werkzeug aus seiner Arbeitsposition
herausgefahren und das Fertigfalzwerkzeug nach entsprechender horizontaler
und vertikaler Verschiebung in seine neue Arbeitsposition für das Fertigfalzen
gebracht wird, so dass beispielsweise über den Exzenter der Fertigfalzvorgang
stattfinden kann.
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Nach
einer zusätzlichen
vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung dient für das Vorfalzen
bzw. für das
Fertigfalzen je ein synchron zueinander verfahrbares Werkzeug. Vorteilhafterweise
wird hierbei dieses Werkzeug vertikal bzw. horizontal verfahren,
anstatt wie bei oben genannter bekannter Vorrichtung über eine
Kurvenbahn.
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Weitere
Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der
nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
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Zeichnung
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Ein
Ausführungsbeispiel
des Gegenstandes der Erfindung ist stark vereinfacht in der Zeichnung dargestellt
und wird im folgenden näher
erläutert.
Es zeigen:
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1 die erfindungsgemäße Vorrichtung
in der Seitenansicht und zum Teil im Schnitt;
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2 einen Ausschnitt aus 1 in vergrößertem Maßstab und
mit eingelegtem Werkstück;
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3 eine Darstellung entsprechend 1 aber in Vorfalzstellung
und
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4 eine Darstellung entsprechend 1 aber in Fertigfalzstellung.
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Beschreibung
des Ausführungsbeispiels
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
wie sie beispielhaft in 1 dargestellt
ist, dient zum Vor- und Fertigfalzen von Blechteilen 1 und 2,
wie sie typischerweise im Kraftfahrzeugkarosseriebau durch ein derartiges
Falzen miteinander verbunden werden. Hierbei wird ein entsprechender
Blechabschnitt 3 über
das Ende eines anderen Bleches gefalzt. Die einander zugeordneten
Bleche 1 und 2 (siehe 2) sind durch eine nicht dargestellte
Einspanneinrichtung auf einem Widerlager 4 festgespannt,
wobei während
des Falzvorganges das Widerlager 4 in seiner Position verbleibt
wogegen zwei Falzwerkzeuge, nämlich
ein Vorfalzwerkzeug 5 und ein Fertigfalzwerkzeug 6 durch
die erfindungsgemäße Vorrichtung zur
Durchführung
des Falzvorganges betätigt
werden.
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Für den Falzvorgang
werden die Falzwerkzeuge 5 und 6 in die jeweilige
Arbeitsstellung für
das Vorfalzen und Fertigfalzen entsprechend der Pfeile I und II
verfahren, um danach für
den Arbeitsgang, also den eigentlichen Falzvorgang, entsprechend
der Pfeile III und IV aus 3 und 4 betätigt zu werden, wie weiter
unten beschrieben.
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Mit
dem Widerlager 4 ist ortsfest ein Maschinenbett 7 verbunden,
in der eine Spindel 8 gelagert ist, welche durch einen
Motor 9 antreibbar ist und auf welchem ein horizontal verschiebbarer
Horizontalschlitten 10 gelagert ist, der den übrigen Antrieb
sowie die Falzwerkzeuge 5 und 6 trägt. Über diesen
Horizontalschlitten 10 werden die Falzwerkzeuge 5 und 6 horizontal
in Richtung Werkstück 1, 2, 3 entsprechend
dem Pfeil I verschoben.
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Die
vertikale Verstellung der Falzwerkzeuge 5 und 6 erfolgt über einen
Vertikalschlitten 11, der auf eine vertikal verlaufenden
Tragfläche 12 des
Horizontalschlittens 10 gelagert ist und an dem entsprechend
höhenverstellbar
die Falzwerkzeuge 5 und 6 angeordnet sind. Am
Vertikalschlitten 11 ist eine Gewindeeinheit 13 verbunden,
so dass bei Antrieb der Spindel 8 durch den Motor 9 je
nach Drehrichtung der Vertikalschlitten 11 nach oben oder
nach unten einschließlich
der Falzwerkzeuge 5 und 6 verschoben wird.
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Über die
Schlitten 10 und 11 werden somit die Falzwerkzeuge 5 und 6 an
die Bleche 1, 2, 3 für den Vor- und Fertigfalzvorgang
herangefahren. Der eigentliche Arbeitsschritt wird aber durch eine
Arbeitsvorrichtung 14 erzielt, die eine im Vertikalschlitten 11 gelagerte
Welle 15, einen Antriebsmotor 16 dieser Welle 15 und
ein Exzentergetriebe 17 aufweist, bei dem über einen
Exzenter eine Arbeitsplatte 18, auf der die Falzwerkzeuge 5 und 6 angeordnet sind,
vertikal angetrieben wird. Beim eigentlichen Arbeitsgang, nämlich dem
Falzen selbst, stehen somit die Schlitten 10 und 11 in
einer entsprechenden Arbeitsstellung, während die eigentliche Falzarbeit durch
das Exzentergetriebe 17 vollzogen wird. Hierbei kann ein
Exzenter so angeordnet sein, dass eine höchste Verstellkraft der gewünschten
Arbeitsposition entspricht. Zudem wird die höchst erforderliche Arbeitskraft
beim Falzen auf ein separates Antriebsgerät, nämlich die Arbeitsvorrichtung 14 übertragen mit
separatem Antriebsmotor. Die dann lediglich statisch belasteten
Schlitten 10 und 11 befinden sich hierbei in Ruhestellung.
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Für das horizontale
Heranfahren der Falzwerkzeuge 5 und 6 mittels
des Horizontalschlittens 10 dient ein Zapfen 19,
der mit der Gewindeeinheit 13 bewegungsschlüssig verbunden
ist und der in eine Führungsnut 20 der
Tragfläche 12 greift,
so dass eine Vertikalverstellung der Gewindeeinheit 13 und
damit des Zapfens 19 eine Horizontalverstellung des Horizontalschlittens 10 bewirkt.
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In 2 ist ein Ausschnitt der
erfindungsgemäßen Vorrichtung
in vergrößertem Maßstab dargestellt
zur Verdeutlichung des Arbeitsablaufs beim Blechfalzen durch darstellen
der Bleche. Mit den durchgezogenen Linien sind die zwei Bleche 1 und 2 und
der gekröpfte
Abschnitt 3 vor der Bearbeitung gezeigt. Für den Falzvorgang
wird der Vertikalschlitten 11 nach oben geschoben und die
Tragfläche 12 nach
links, so dass die Arbeitsfläche 21 am
Vorfalzwerkzeug 5 oberhalb des Abschnittes 3 zum
Liegen kommt. Danach wird durch das Exzentergetriebe 17, also über den
Antriebsmotor 16 und die Welle 15, das Vorfalzwerkzeug 5 nach
unten verschoben und verformt den Abschnitt 3 in die Stellung 3', also eine schräge Stellung
dessen Neigung der Neigung der Arbeitsfläche 21 am Vorfalzwerkzeug
entspricht, wie in 3 beschrieben.
Danach wird die Arbeitsplatte 18 über das Exzentergetriebe 17 wieder
zurückgefahren
und die Falzwerkzeuge über
die gezeigte neutrale Lage in die zweite Arbeitsstellung für das Fertigfalzen
verfahren, wie sie in 4 dargestellt
ist. In dieser Arbeitsstellung wird wiederum über das Exzentergetriebe 17 die
Arbeitsplatte 18 nach unten verschoben, so dass die Arbeitsfläche 22 des
Fertigfalzwerkzeuges 6 zur Auflage auf den vorgefalzten Abschnitt 3' gelangt und
diesen als 3'' in die gezeigte Endlage
des Fertigfalzens presst.
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In 3 nimmt die erfinderische
Vorrichtung eine Arbeitsstellung fürs Vorfalzen ein. Der Horizontalschlitten 10 ist
aufgrund der Führungsnut 20 und dem
oben in der Nut angeordneten Zapfen 19 weitgehend nach
links verschoben, nachdem und zum Teil gleichzeitig über die
Spindel 8 und die Gewindeeinheit 13 der Vertikalschlitten 11 mit
der Arbeitsplatte 18 nach oben verschoben worden ist. Nach
Einnehmen dieser für
das Vorfalzen maßgebenden
Arbeitsstellung wird über
den Antriebsmotor 16 und das Exzentergetriebe 17 die
Arbeitsplatte 18 mit dem auf ihn angeordneten Vorfalzwerkzeug 5 für den Vorfalzvorgang
nach unten verschoben. Danach wird entsprechend dem Pfeil III die
Arbeitsplatte 18 über
das Exzentergetriebe 17 wieder zurückgefahren, wonach der Schlitten 10 und
danach der Schlitten 11 ebenfalls in umgekehrter Wirkrichtung
zurückgefahren werden.
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In 4 ist die umgekehrte Extremstellung dargestellt,
bei der über
die Spindel 8 die Gewindeeinheit 13 und dem Zapfen 19 mit
Führungsnut 20 der
Vertikalschlitten 11 nun seine unterste Stellung einnimmt,
hingegen der Horizontalschlitten 10 eine Stellung wie in 3 einnimmt. In dieser Stellung
ist das Fertigfalzwerkzeug 6 unmittelbar über dem
bereits vorgefalzten Werkstück
angeordnet und wird nun über
das Exzentergetriebe 17 und die Arbeitsplatte 18 über den
Antriebsmotor 16 angetrieben nach unten verschoben, wodurch
der Fertigfalzvorgang vollzogen wird. In den 3 und 4 ist
wie in 1 das aus den
Blechen 1 und 2 bestehende Werkstück nicht
dargestellt, da sonst die Gesamtdarstellung an Deutlichkeit verlieren
würde.
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Nach
dem Fertigfalzvorgang wird die Arbeitsvorrichtung 14 wieder
in die in 1 dargestellte neutrale
Lage verschoben, in der das gefalzte Werkstück durch ein neues Werkstück ersetzt
wird.
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Alle
in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten
Merkmale können
sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich
sein.
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- 1
+ 2
- Bleche
- 3
- Blechabschnitt
- 4
- Widerlager
- 5
- Vorfalzwerkzeug
- 6
- Fertigfalzwerkzeug
- 7
- Maschinenbett
- 8
- Spindel
- 9
- Motor
- 10
- Horizontalschlitten
- 11
- Vertikalschlitten
- 12
- Tragfläche
- 13
- Gewindeeinheit
- 14
- Arbeitsvorrichtung
- 15
- Welle
- 16
- Antriebsmotor
- 17
- Exzentergetriebe
- 18
- Arbeitsplatte
- 19
- Zapfen
- 20
- Führungsnut
- 21
- Arbeitsfläche
- 22
- Arbeitsfläche