DE10341182A1 - Verfahren zum Bördeln zweier zu verbindender Blechteile und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bördelvorrichtung zum Bördeln zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Bördelkontur, mit einem Außenblech (1), dessen Bördelrand (2a) überwiegend senkrecht aufgerichtet ist, und einem auf dem Außenblech (1) aufliegenden Innenblech (4), dessen Kontur der Kontur des Außenblechs (1) zumindest im Bereich des Bördelrandes (2) teilweise entspricht. Sie ist dadurch gekennzeichnet, daß in einem ersten Bearbeitungsschritt der Bördelrand (2a) mittels einer Bördelrolle (6) vorgebördelt wird; und in einem zweiten Bearbeitungsschritt der Bördelrand (2b) mittels eines Bördelstempels (8) in einer Bördelpresse fertiggebördelt wird. Beim Vorbördeln braucht die Bördelrolle (6) nur einmal die Bördelkontur des Außenbleches (1) abzufahren. Der anschließende Schritt des Fertigbördelns erfolgt in sehr kurzer Zeit, so daß gegenüber dem Rollbördeln als einziges Bördelverfahren neben der höheren Konturgenauigkeit ein wesentlicher Zeitvorteil resultiert.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bördelen zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Bördelkontur nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3.
  • Geschichtet aufgebaute Blechformteile, wie beispielsweise Fahrzeugtüren, Heckklappen usw., werden häufig durch Bördeln miteinander verbunden ( DE 100 11 854 A1 , DE 102 12 788 , EP 0 577 876 B1 , EP 0 802 001 B1 ). Besonders wenn die miteinander verbundenen Bauteile aus unterschiedlichem Material bestehen, wenn beispielsweise ein Aluminiumdeckblech mit einer Stahlträgerstruktur verbunden werden soll, eignet sich das Verfahren des Bördelns. Zum Halten und Führen der Bördelwerkzeuge werden seit längerem bahngesteuerte Maschinen, vorzugsweise Roboter, eingesetzt. Dadurch reduzieren sich die Werkzeugkosten besonders dann, wenn kleinere Serien verarbeitet werden sollen. Als Bördelwerkzeuge werden zum Einsatz bei bahngesteuerten Fertigungssystemen häufig Bördelrollen eingesetzt. Diese Bördelrollen nutzen den Vorteil der Bahnsteuerung 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 Bördelrollen nur geringe Bördelwinkel in einem Durchgang erreichbar sind, wenn die Konturgenauigkeit des Bördels hoch sein soll, d. h wenn die sichtbare Oberfläche des Außenblechs möglichst verzugsfrei sein soll.
  • Mehrstufige Bördelvorrichtungen, bei denen die Blechteile mittels eines Bördelstempels in einem Bördelbett gebördelt werden, wie z. B. aus der EP 1103320 bekannt, vermeiden die Nachteile der Vorrichtungen mit Bördelrollen, sind jedoch selbst relativ aufwendig und damit teuer.
  • Aufgabe der Erfindungs ist es deshalb, die genannten Vorteile der Bördelrollen zu nutzen, ohne jedoch die Nachteile der geringen Verarbeitungsgeschwindigkeit und der geringen Konturhaltigkeit zu erhalten.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
  • Indem in einem ersten Bearbeitungsschritt der Bördelrand mittels einer Bördelrolle vorgebördelt wird; und in einem zweiten Bearbeitungsschritt der Bördelrand mittels eines Bördelstempels in einer Bördelpresse fertiggebördelt wird, werden die Vorteile von beiden Bördelverfahren verbunden. Die Vorbördelung kann dann mit relativ großem Bördelwinkel erfolgen, wobei die Konturgenauigkeit des Bördelrandes keine Rolle spielt, und dann im zweiten Bearbeitungsschritt wird der Bördelrand exakt mit dem Bördelstempel niedergedrückt, woraus eine hohe Konturgenauigkeit resultiert.
  • Da der Bördelwinkel beim Vorbördeln beliebig einstellbar ist, kann die Bördelrolle bevorzugt nur einmal die Bördelkontur des Außenbleches abfahren. Der anschließende Schritt des Fertigbördelns erfolgt in sehr kurzer Zeit, so daß durch das erfinderische, zweistufige Bördelverfahren insgesamt gegenüber dem Rollbördeln als einziges Bördelverfahren neben der höheren Konturgenauigkeit ein wesentlicher Zeitvorteil resultiert.
  • Gegenüber dem Pressbördeln hat das erfinderische, zweistufige Bördelverfahren den Vorteil, daß die Bördelwerkzeuge wesentlich einfacher ausgeführt sind, da nur ein einziger Bördelhub zu Fertigstellung des Bördels notwendig ist. Damit werden keine verschieb- oder beweglichen Bördelbacken benötigt, vielmehr reicht ein einfacher Bördelstempel und ein Bördelbett, welches die Blechteile aufnimmt, aus. Damit entfallen auch aufwendig Wartungsarbeiten der Bördelwerkzeuge.
  • Bevorzugt ist die Bördelrolle Teil eines Roboters. Die Bördelrolle selbst ist dann bahngeführt und braucht für die Anpassung an die Blechteile nur entsprechend programmiert werden, wobei evt. eine Anpassung des Bördelbettes an die Blechteile notwendig ist.
  • Vorteilhaft erfolgen beide Bearbeitungsschritte in einer gemeinsamen Vorrichtung. Dann wird in der ersten Bearbeitungsstufe die Vorbördelung mittels der Bördelrolle und in der zweiten Bearbeitungsstufe die Fertigbördelung mittels des Bördelstempels durchgeführt. Dadurch kann das gesamte Bördelwerkzeug recht platzsparend aufgebaut sein, und es entfällt der Transport der Blechteile zwischen den beiden Bearbeitungsstufen.
  • Besonders vorteilhaft sind die beiden Blechteile in einem Bördelbett aufgenommen, wo sowohl die Vorbördelung mit der Bördelrolle als auch die Fertigbördelung mit dem Bördelstempel erfolgt. Das Bördelbett dient als Führung für die Bördelrolle beim Vorbördeln und dann als Gegenstück zum Bördelstempel beim Fertigbördeln. Dies redzuziert den Aufwand an benötigten Werkzeugen auf ein Minimum, da für das Fertigbördeln ohnehin ein Bördelbett benötigt wird, so daß die Bördelrolle frei programmiert werden kann und für das Vorbördeln so keine speziellen Bördelwerkzeuge notwendig sind.
  • In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens erfolgen die beiden Bearbeitungsschritte in getrennten Vorrichtungen. In einer oder mehreren Vorbördelstationen werden mittels der Bördelrolle die Blechteile vorgebördelt, um dann in der zweiten Station in der Bördelpresse fertiggebördelt zu werden. Dabei können die Vorbördelstationen auch räumlich getrennt sein von der Fertigbördelstation. Weiterhin erlaubt die Trennung, z.B. Dicht- und/oder Klebestoffe nach der Vorbördelung in den Bördelfalz an der oder den Vorbördelstationen, einer separaten Station oder in der Fertigbördelstation einzubringen.
  • Weiterhin kann das Verfahren verwendet werden, um in einem ersten Bearbeitungsschritt den Bördelrand nur abschnittsweise mit der Bördelrolle vorzubördeln, z. B. an den Ecken der Blechteile. Dann können die zu verbindenden Bleche gegeneinander fixiert werden und werden in den folgenden Fertigungsprozessen nicht gegeneinander verrutschen. Dabei können die so gebördelten Abschnitte lediglich vorgebördelt sein, sie können aber auch, vor allem an Ecken und Ausschnitten, in diesen Bereichen mittels der Bördelrolle fertiggebördelt werden.
  • Zu gegebener Zeit bzw. an geeigneter Stelle im Produktionsablauf erfolgt dann die Fertigbördelung des restlichen Bördelrandes mittels des Bördelstempels, wobei diese in einem oder mehreren Bearbeitungsschritten erfolgen kann. Dies erlaubt sowohl eine zeitliche Flexibilität, wenn z.B. in der gleichen Anlage vor und fertiggebördelt wird, als auch eine räumliche Flexibiliät bezüglich der Aufstellung der Bördelvorrichtungen, wenn Vorbördelung und Fertigbördelung räumlich getrennt sind.
  • Das erfinderische Verfahren kann überall eingesetzt werden, wo Blechteile mittels Bördelrolle bzw. Bördelstempel gebördelt werden können, d. h., nicht nur für die bereits erwähnten Anbauteile an Kraftfahrzeugen wie Türen und Motorhauben, sondern z.B. auch bei Ausschnitten an Kraftfahrzeugkarosserien selbst wie Sonnendächer und Radhäuser.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
  • 1 das Vorbördeln mit der Bördelrolle in einer erfinderischen Vorrichtung; und
  • 2 das Fertigbördeln mit Bördelstempel.
  • Zum Verbinden von Blechteilen, im Folgenden kurz als Bleche bezeichnet, mit unregelmäßiger Außenkontur wird häufig das Verfahren des Bördelns 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, Stanzen und Beschneiden hergestellt. Dabei wird eines der beiden Blechteile bereits mit einem hochstehenden Bördelrand ausgebildet. Dieser Bördelrand muss jedoch im Normalfall mit einem Winkel von weniger als 90° umgeformt sein. Das ist erforderlich, damit das mit dem Außenblech zu verbindende Innenblech überhaupt noch eingelegt werden kann.
  • In den 1 ist der erste Bearbeitungsschritt, das Vorbördeln, und in 2 der zweite Bearbeitungsschritt, das Fertigbördeln auf einer erfinderischen Bördelvorrichtung 12 schematisch dargestellt. Das Außenblech 1 wird bei der vorhergehenden Bearbeitung des Stanzens, Formens und Richtens an seiner unregelmäßig ausgebildeten Bördelkontur mit einem Bördelrand 2a ausgebildet, der in der Regel weniger als 90° gegenüber der Auflagefläche des Außenbleches 1 hochgebogen ist. Zum Bördeln wird das Außenblech 1, das beispielsweise das Außenblech einer Tür, einer Heckklappe oder einer Motorhaube ist, auf einen Bördelbett 3 aufgelegt. Das Innenblech 4, das beispielsweise das Strukturblech einer entsprechenden Tür, Heckklappe oder Motorhaube ist, weist eine Kontur auf, die der Kontur des Bördelrandes 2a des Außenbleches 1 entspricht.
  • Für den ersten Bearbeitungsschritt ist ein Werkzeughalter 5 an einem bahngesteuerten Bördelwerkzeug (Umformvorrichtung), hier einen Roboterarm 6, angebracht. Dieser Werkzeughalter 5 trägt eine Bördelrolle 7, die dazu dient, den Bördelrand 2 weiter nach innen umzulegen. In 1 ist die Ausgangslage des Bördelrandes 2 im Bördelrand 2a und die Lage des Bördelrandes 2 nach dem ersten Bördelarbeitsgang im Bördelrand 2b dargestellt.
  • Sobald das Vorbödeln abschlossen ist, fährt der Roboterarm 6 mit der Bördelrolle 7 aus dem Bereich des Bördelbettes 3 und die Bleche 1 und 4 werden, wie in 2 dargestellt, im zweiten Bearbeitungsschritt fertiggebördelt. Dazu wird der Bördelstempel 8 über das Bördelbett 3 geschwenkt und dann nach unten gegen das Bördelbett 3 gefahren, wodurch der Bördelrand 2 ganz umgeschlagen wird. Dies ergibt den fertiggebördelten Bördelrand 2c. Der Bördelstempel 8 selbst ist im Gestell 9 der Bördelvorrichtung 10 schwenkbar gelagert und wird über eine Betätigungseinheit 11 für den vertikalen Bördelhub abgesenkt bzw. gehoben.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Bördeln zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Bördelkontur, mit einem Außenblech (1 ), dessen Bördelrand (2a) überwiegend senkrecht aufgerichtet ist, und einem auf dem Außenblech (1) aufliegenden Innenblech (4), dessen Kontur der Kontur des Außenblechs (1) zumindest im Bereich des Bördelrandes (2) teilweise entspricht dadurch gekennzeichnet, daß – in einem ersten Bearbeitungsschritt der Bördelrand (2a) mittels einer Bördelrolle (6) vorgebördelt wird; und – in einem zweiten Bearbeitungsschritt der Bördelrand (2b) mittels eines Bördelstempels (8) fertiggebördelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß beide Bearbeitungsschritte in einer gemeinsamen Vorrichtung (12) erfolgen.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß daß die beiden Blechteile (1, 4) in einem Bördelbett (3) aufgenommen sind, wo sowohl die Vorbördelung mit der Bördelrolle (6) als auch die Fertigbördelung mit dem Bördelstempel (8) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß daß in einem ersten Bördeldie beiden Bearbeitungsschritte in getrennten Vorrichtungen erfolgen.
  5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß die Bördelrolle (6) Teil eines Roboters (7) ist.
  6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß in einem ersten Bearbeitungsschritt der Bördelrand nur abschnittsweise mit der Bördelrolle vorgebördelt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß daß in einem weiteren Bearbeitungsschritt der Bördelrand abschnittsweise mit der Bördelrolle fertiggebördelt wird.
  8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß daß in einem oder mehreren Bearbeitungsschritten der noch nicht gebördelte Bördelrand mittels des Bördelstempels fertiggebördelt wird.
  9. Bördelvorrichtung (10) zum Bördeln zweier zu verbindender Blechteile mit unregelmäßiger Bördelkontur, mit einem Außenblech (1), dessen Bördelrand (2) überwiegend senkrecht aufgerichtet ist, und einem auf dem Außenblech (1) aufliegenden Innenblech (4), dessen Kontur der Kontur des Außenblechs (1) zumindest im Bereich des Bördelrandes (2) teilweise entspricht, wobei die Bördelvorrichtung (10) ein Bördelbett (3) und einen Bördelstempel (8) aufweist, und die beiden Blechteile im Bördelbett (3) aufgenommen sind, dadurch gekennzeichnet, daß für eine Vorbördelung der Blechteile (1 und 4) die Bördelvorrichtung (10) zusätzliche bahngesteuerte Bördelrollen (6) aufweist.
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