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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Verbinden von Blechschalen zu einem Gehäuse eines Werkstücks mittels Falzen an Rändern der Blechschalen.
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Auf verschiedenen Gebieten der Technik werden Werkstücke eingesetzt, bei denen ein innerer Körper, wie beispielsweise ein Rohr einer Fluidleitung von einem aus Blechschalen gebildeten Gehäuse umgeben ist. Der zwischen dem Gehäuse und dem inneren Körper gebildete Hohlraum ist meistens mit einem Dämm- oder Isoliermaterial gefüllt. Zur Verbindung der Blechschalen sind an diesen Ränder ausgebildet, die durch eine Vielzahl von Schweißpunkten entlang der Ränder oder formschlüssige Verbindungsmittel miteinander befestigt sind. Diese Verbindungstechniken erfordern je nach Art teuere Fertigungseinrichtungen oder aufwändige manuelle Tätigkeiten mit mehreren mittels verschiedener Werkzeuge durchzuführenden Arbeitsschritten, die zeitintensiv und ebenfalls mit hohen Kosten behaftet sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Verbinden von Blechschalen zu einem Gehäuse eines Werkstücks mittels Falzen an Rändern der Blechschalen zu schaffen, mittels der in einem gemeinsamen Werkzeug die Arbeitsschritte für eine Falzverbindung automatisch durchführbar sind.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Verbinden von Blechschalen zu einem Gehäuse eines Werkstücks mittels Falzen an Rändern der Blechschalen mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
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Ein Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass das Werkstück lediglich einmal aufgenommen und in das Werkzeug eingelegt werden muss und dann die vollständige Falzverbindung mit allen dafür erforderlichen Schritten in diesem Werkzeug hergestellt wird. Dadurch wird eine präzise Fertigung mit gleichbleibender Fertigungsqualität erreicht.
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In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Einrichtung zum Abkanten mindestens eine Abkantbacke umfasst. Diese Abkantbacke ist vorgesehen, um den ersten Verformungsschritt einer Falzverbindung, nämlich das Umbiegen des überstehenden Randabschnitts um ca. 90°, auszuführen. Außerdem ist in der Vorrichtung mindestens eine Führungsbacke vorgesehen, die der Abkantbacke gegenüberliegt. Eine Abkantbacke und eine Führungsbacke reichen aus, wenn die Blechschalen auf einer Seite über Blechstege verbunden sind und zusammenklappbar sind, so dass nur auf der anderen Seite eine Falzverbindung herzustellen ist. Bei zwei separaten Blechschalen, die zusammengefügt werden, sind zwei oder mehr Abkantbacken und die entsprechende Anzahl Führungsbacken vorgesehen. Für den zweiten Verformungsschritt zur Herstellung einer Falzverbindung, nämlich das sogenannte Zurichten, ist vorgesehen, dass die Schrägflächen an seitlich zuführbaren Schiebern angeordnet sind. Diese Schrägflächen weisen vorzugsweise einen Winkel von ca. 45° zur Längsachse der Werkstückaufnahme auf, wobei der Arbeitsschritt des Zurichtens sowohl durch eine Bewegung zum Werkstückhalter hin als auch parallel zu dessen Längsachse möglich ist.
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In weiterer Ausgestaltung der Vorrichtung ist vorgesehen, dass der Werkstückhalter und die Werkzeugaufnahme mittels Stellmitteln relativ zum Werkzeugoberteil bzw. Werkzeugunterteil verstellbar sind. Solche Stellmittel können beispielsweise mechanische Elemente, wie Stangen und Federn oder pneumatische Stellelemente oder Schrittmotoren sein. Außerdem ist es zweckmäßig, dass Sperrelemente zum Eingriff zwischen dem Werkzeugoberteil und dem Werkzeughalter vorgesehen sind. Ebenso können Sperrelemente zwischen der Werkstückaufnahme und dem Werkzeugunterteil vorgesehen werden. Solche Sperrelemente sind vorzugsweise quer zur Längsachse des Werkstückhalters bzw. der Werkstückaufnahme bewegliche Schieber.
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Als Einrichtung zum Stützen der Ränder können Stützelemente vorgesehen sein, die begrenzt verschiebbar zwischen den Führungsbacken und dem Werkzeughalter angeordnet sind. Alternativ hierzu können Stützstempel mit an deren Stirnseiten ausgebildeten Stützflächen vorgesehen sein, die auf den Führungsbacken angeordnet sind. Sofern die neben der Vertiefung in der Werkstückaufnahme verlaufenden Randflächen breit genug sind, können diese auch als Einrichtung zum Stützen der Ränder der Blechschalen dienen.
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Außerdem ist es vorteilhaft, dass zwischen den Abkantbacken und dem Werkstückhalter Niederhalter angeordnet sind, die relativ zum Werkstückhalter und zur Abkantbacke verschiebbar sind. Mittels dieser Niederhalter kann als letzter Arbeitsschritt ein Umlegen des Bords der Falzverbindung um etwa 90° erfolgen.
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Außerdem ist es zweckmäßig, dass die mindestens zwei Führungsbacken auf dem Werkzeugunterteil angeordnet sind und zwischen diesen die Werkstückaufnahme vorgesehen ist. Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, dass der Werkstückhalter und die Werkstückaufnahme jeweils zwischen einer Abkantbacke und einer Führungsbacke angeordnet sind, wobei dann bezogen auf eine Verbindungsebene die jeweiligen Anordnungen spiegelbildlich sind. Bei der Fertigung solcher Gehäuse aus Blechschalen an einem Werkstück kann es in manchen Fällen vorteilhaft sein, dass auf einer Seite der Werkstückaufnahme eine Führungsbacke am Werkzeugunterteil und die Abkantbacke am Werkzeugoberteil angeordnet sind und auf der anderen Seite der Werkstückaufnahme die Führungsbacke am Werkzeugoberteil und die Abkantbacke am Werkzeugunterteil angeordnet sind.
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Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
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1 ein Werkzeug zum Verbinden von Blechschalen zu einem Gehäuse eines Werkstücks mit einem Werkstückhalter und einer Werkstückaufnahme in geöffnetem Zustand,
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2 das Werkzeug in einer Stellung mit einem vollständig abgesenkten Werkzeugoberteil und erster Umformung der Blechschalenränder,
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3 das Werkzeug in einer Position mit zur Werkstückaufnahme bewegten Schiebern und zweiter Umformung der Blechschalenränder mittels der Schieber,
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4 das vollständige Schließen des Falzes mittels Pressung der Blechschalenränder zwischen Niederhaltern und Stützelementen,
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5 das Umlegen des Bords am Falz,
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6 eine Ausführungsvariante des Werkzeugs zum Verbinden von Blechschalen zu einem Gehäuse eines Werkstücks in der Position gemäß 1,
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7 das Werkzeug gemäß 6 in einer Stellung mit einem vollständig abgesenkten Werkzeugoberteil und erster Umformung der Blechschalenränder,
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8 das Werkzeug in einer Position mit zur Werkstückaufnahme bewegten Schiebern und zweiter Umformung der Blechschalenränder mittels der Schieber,
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9 das vollständige Schließen des Falzes mittels Pressung der Blechschalenränder zwischen Werkstückhalter und Stützstempel,
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10 das Werkzeug in der geöffneten Position nach dem Herstellen der Falzverbindung,
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11 eine Ausführungsvariante des Werkzeugs gemäß 7,
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12 einen Schnitt durch ein Werkzeug zum Falzen von Blechrandabschnitten auf einer Seite nach oben und auf der anderen Seite nach unten.
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Die 1 zeigt ein Werkzeug 1, das im Wesentlichen aus einem Werkzeugoberteil 2 mit daran befestigten Abkantbacken 3, 3* und einem zwischen diesen verschiebbar gehaltenen Werkstückhalter 4 sowie einem ortsfesten Werkzeugunterteil 5 mit darauf befestigten Führungsbacken 6, 6* und in einer zwischen diesen verschiebbar gehaltenen Werkstückaufnahme 7 besteht. Das Werkzeugoberteil 2 mit dem jeweils von diesen getragenen Bauteilen ist senkrecht zu einer Ebene E bewegbar, d. h. in Richtung auf das Werkzeugunterteil 5 absenkbar. In das geöffnete Werkzeug wird gemäß 1 ein zu fertigendes Werkstück 10 eingelegt. Dieses Werkstück 10 umfasst ein inneres Rohr 8 und ein Gehäuse 9, wobei zwischen dem Rohr 8 und dem Gehäuse 9 ein Hohlraum 11 gebildet ist, der beispielsweise mit einem Isolations- bzw. Dämmmaterial gefüllt sein kann. Das Gehäuse 9 besteht aus zwei Blechschalen 12 und 13, die nach außen gebördelte Ränder aufweisen, an denen die Blechschalen 12, 13 aneinanderliegen. Das Werkstück 10 liegt in einer an der oberen Stirnseite der Werkstückaufnahme 7 ausgebildeten Vertiefung 14. Über dem Werkstück 10 befinden sich in einem ausreichenden Abstand zwei Niederhalter 15, 15*, die zwischen den Abkantbacken 3, 3* und dem Werkstückhalter 4 geführt sind. Der Abstand 16 ist die Distanz der Abkantbacken 3, 3* zueinander. Der Werkstückhalter 4 und die Werkstückaufnahme 7 haben eine gemeinsame Längsachse L.
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In der in 1 gezeigten relativen Lage des Werkzeugoberteils 2 zu der Werkstückaufnahme 7 ermöglicht der gegebene Abstand das Einlegen des Werkstücks 10 in die Vertiefung 14 der Werkstückaufnahme 7 zum Zwecke des Verbindens der beiden Blechschalen 12, 13 mittels Falzen, um auf diese Weise ein mechanisch stabiles Gehäuse zu bilden. Seitlich neben der Werkstückaufnahme 7 sind Stützelemente 17, 17* vorgesehen, die in einem Abstand 18 zwischen den Führungsbacken 6, 6* verschiebbar gehalten sind. Die Werkstückaufnahme 7 weist zu beiden Seiten Stufen 19 auf, so dass ein Abschnitt 20 mit geringerer Dicke gebildet ist, der zwischen entsprechenden Abschnitten 21 der Stützelemente 17, 17* gleitverschieblich geführt ist. Die Werkstückaufnahme 7 steht mit ihrem unteren Ende 7' in Wechselwirkung mit einer durch das Werkzeugunterteil 5 geführten Stange 22, die mit ihrem anderen Ende auf einer Druckfeder 23 abgestützt ist. Das untere Ende der Stützelemente 17, 17* steht in Wechselwirkung mit durch das Werkzeugunterteil 5 geführten Bolzen 24, die jeweils von Druckfedern 25 kraftbeaufschlagt sind.
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Die zwischen Werkstückhalter 4 und Abkantbacken 3, 3* geführten Niederhalter 15, 15* sind mit einem nach innen gerichteten Vorsprung 26, 26* versehen, der jeweils in eine Nut 27, 27* an der Oberfläche des Werkstückhalters 4 ragt. Die Länge der Nut 27, 27* in vertikaler Richtung ist wesentlich größer, als die Dicke des Vorsprungs 26, 26*, so dass eine begrenzte Verschiebbarkeit des Werkstückhalters 4 zu den Niederhaltern 15, 15* gegeben ist. Die dem Werkzeugoberteil 2 zugewandte Seite des Werkstückhalters 4 steht mit einer durch das Werkzeugoberteil 2 ragenden Stange 32 in Wechselwirkung, wobei das andere Ende der Stange 32 von einer Druckfeder 33 beaufschlagt ist. An dem Ende des Werkstückhalters 4, das dem Werkstück 10 zugewandt ist, weist der Werkstückhalter 4 eine Vertiefung 28 auf, deren Kontur der Blechschale 12 entspricht. In den Abkantbacken 3, 3* sind an dem Ende, das an dem Werkzeugoberteil 2 liegt, Schieber 29, 29* angeordnet, die sich in der in 1 gezeigten äußeren Lage vollständig außerhalb des Abstandes 16 befinden. Am innen liegenden Ende weisen die Schieber 29, 29* einen durch eine Schulter 30, 30* gebildeten Vorsprung 31, 31* auf.
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Nachdem das Werkstück 10 in das Werkzeug 1 eingelegt ist, wie sich dies aus 1 ergibt, werden die notwendigen Arbeitsschritte zum Verbinden der Blechschalen 12, 13 anhand der 2 bis 5 näher beschrieben. Dabei erfolgt zunächst ein Absenken des Werkzeugoberteils 2 mit den von diesen getragenen Bauteilen in Richtung auf das Werkzeugunterteil 5, so dass die Stirnseite der Niederhalter 15, 15* auf den Rändern der Blechschale 12 zur Anlage kommt, und dann der Werkstückhalter 4 die Blechschale umschließt und sich ebenfalls auf den Blechschalenrändern abstützt. Es ergibt sich dabei eine relative Verschiebung der Niederhalter 15, 15* zum Werkstückhalter 4, so dass die Vorsprünge 26, 26* am oberen Ende der Nuten 27, 27* anliegen.
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Das Werkzeugoberteil wird nach unten bewegt, wodurch eine Verschiebung des Werkstückhalters 4 und der Niederhalter 15, 15* erfolgt, bis diese an dem Werkzeugoberteil 2 zur Anlage kommen. Durch weiteres Absenken des Werkzeugoberteils 2 wird der Werkstückhalter 4 gegen die Blechschale 12 bewegt, so dass diese in der Vertiefung 28 aufgenommen wird. Dabei stehen sich der Werkstückhalter 4 und die Werkstückaufnahme 7 an der Verbindungsebene E gegenüber. Da die Kraft der Feder 33 stärker ist, als die der Federn 23, 25 wird bei weiterem Absenken des Werkzeugoberteils 2 die Werkstückaufnahme 7 in Richtung auf das Werkzeugunterteil 5 bewegt, so dass die Ränder der Blechschale 13 an den Stirnflächen der Stützelemente 17, 17* zur Anlage kommen. Durch weiteren Abwärtshub stützen sich die Stufen 19 der Werkstückaufnahme 7 an den Abschnitten 21, 21* der Stützelemente 17, 17* ab, und sowohl die Stützelemente 17, 17* als auch die Werkstückaufnahme 7 schlagen an dem Werkzeugunterteil 5 an. Letzteres hat zur Folge, dass die Stange 22 und die Bolzen 24 im Werkzeugunterteil 5 verschoben sind, so dass sie auf der Unterseite um ein entsprechendes Maß hervorstehen. Mit weiterer Bewegung des Werkzeugoberteils 2 nach unten werden auch die Abkantbacken 3, 3* so weit nach unten gefahren, dass sie die äußeren Abschnitte der Blechschalenränder der Blechschale 12 am Außenrand der Stützelemente 17, 17* mindestens annährend rechtwinklig nach unten abkanten. Diese Verschiebung bedingt auch eine Verschiebung der Stange 32 im Werkzeugoberteil 2, so dass die Stange 32 an dessen Oberseite hervorsteht, wie dies in 2 gezeigt ist.
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Dann wird das Werkzeug nach einem Zwischenhub in die in 3 gezeigte Position gefahren, wobei durch die Druckfedern 23, 25 die Stange 22 und die Bolzen 24 wieder relativ zu den Führungsbacken 6, 6* verschoben sind. Das Werkzeugoberteil 2 ist nun in einer Stellung, in der das obere Ende der Stange 32 wieder bündig mit der Oberkante des Werkzeugoberteils 2 ist. In dieser Stellung des Werkzeugoberteils 2 sind die Abkantbacken 3, 3* über die Ebene der Blechschalenränder angehoben, aber der Werkstückhalter 4 und der Niederhalter 15, 15* liegen noch an der Blechschale bzw. deren Rändern. Weiter sind in 3 die radialen Schieber 29, 29* zur Stange 32 hin verschoben, so dass deren jeweiliger Vorsprung 31, 31* sich in geringem Abstand zur Stange 32 befindet. Damit ragen die Schieber 29, 29* so weit in den Abstand 16 hinein, dass sie in Anlage mit den oberen Stirnflächen von Werkstückhalter 4 und Niederhalter 15, 15* gebracht sind und somit eine Längsverschiebung in den Abkantbacken 3, 3* blockieren. Außerdem sind zwei linear von der Seite zur Werkstückaufnahme 7 bewegte Schieber 34, 34* in Stellung gebracht, die in Distanzstücken 37, 37* angeordnet sind. Diese Distanzstücke 37, 37* sind in den Abstand zwischen Abkantbacken 3, 3* und Führungsbacken 6, 6* in Richtung auf die Werkstückaufnahme bewegbar. Hierfür ist es erforderlich, dass die Abkantbacken 3, 3* einen Abstand zu den Distanzstücken 37, 37* aufweisen, der ausreicht, um eine Abwärtsbewegung des Werkzeugoberteils 2 zu ermöglichen. Diese Schieber 34, 34* weisen jeweils eine Schrägfläche 35, 35* mit einem Winkel von ca. 45° zur Längsachse der Schieber 34, 34* auf. Da im ersten Verformungsschritt gemäß 2 die Ränder der Blechschale 12 nach unten abgewinkelt wurden, verlaufen die Schrägflächen 35, 35* von der Werkstückaufnahme 7 weg nach oben.
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Die 3 zeigt das so genannte Zurichten, wobei das Werkzeugoberteil 2 abgesenkt wird und somit die Schrägflächen 35, 35* eine Kraft auf die abgewinkelten Abschnitte der Ränder ausüben und diese in Richtung auf die Werkstückaufnahme 7 um die Ränder der Blechschale 13 biegen, bis sie einen Winkel von ca. 45° zur Längsachse der Werkzeugaufnahme 7 einnehmen. Während des Umbiegens mittels der Schieber 34, 34* sind die Ränder der Blechschale 12 auf ihrer Oberseite mittels der Niederhalter 15, 15* abgestützt. Alternativ wäre es auch möglich, die in den Distanzstücken 37, 37* gehaltenen Schieber 34, 34* statt mit einer Schrägfläche mit einem Radius zu versehen und einen solchen Schieber zur Werkstückaufnahme zu bewegen und auf diese Weise das Biegen der Ränder um einen Winkel von 45° oder größer zu erreichen.
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Nachdem die Schieber 34, 34* mit den Distanzstücken 37, 37* wieder seitlich nach außen bewegt worden sind und auch die radialen Schieber 29, 29* wieder außerhalb des Abstands 16 liegen, wird das Werkzeugoberteil 2 nach unten bewegt, so dass die Abkantbacken 3, 3* wieder die Ränder der Blechschalen umgeben, wie dies aus 4 ersichtlich ist. Das Werkzeugoberteil 2 wird so weit nach unten bewegt, dass die Stirnflächen der Stützelemente 17, 17* auf den nach innen gebogenen Abschnitt der Ränder der Blechschale 12 treffen und durch eine restliche Bewegung in dieser Richtung den Falz schließen.
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Sofern gewünscht, kann das Werkzeug 1 geöffnet werden, wobei das Werkstück 10 auf der Werkstückaufnahme 7 liegt und die durch das Falzen der Blechschalen gebildeten Borde seitlich überstehen. In dieser Position können die Borde der Falzverbindungen mit Schweißpunkten versehen werden, die beispielsweise mit einer Schweißzange erzeugt werden.
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Ausgehend von der Stellung gemäß 4 kann – sofern die Borde breit genug sind – nun noch ein Umlegen der Borde der Falzverbindungen erfolgen, falls das Abstehen der Borde im Wesentlichen senkrecht zur Gehäusewand nicht gewünscht wird oder beim späteren Einsatz des Werkstücks 10 störend ist. Das Umlegen der Borde führt zu einem besseren Halt der Falzverbindung. Hierzu ist es erforderlich, dass die Stützelemente 17, 17* in Bezug auf die Werkstückaufnahme 7 in einer etwas abgesenkten Position bleiben, wie dies in 5 gezeigt ist. Dabei weisen die Stufen 19, 19* der Werkstückaufnahme 7 einen Abstand zum Abschnitt 21 der Stützelemente 17, 17* auf. Um diesen Abstand aufrechtzuerhalten, sind zwischen das untere Ende der Werkstückaufnahme 7 und das Werkzeugunterteil 5 Distanzstücke 36 geschoben, wodurch die Werkstückaufnahme 7 abgestützt ist. Es werden dann die Schieber 29, 29* etwas in den Abstand 16 hineingeschoben, und zwar so weit, dass die Schultern 30, 30* hinter die Niederhalter 15, 15* greifen und die Vorsprünge 31, 31* an der Außenfläche des Werkstückhalters 4 anliegen, wie dies aus 5 ersichtlich ist. Dann wird das Werkzeugoberteil 2 nach unten bewegt und mit diesem auch die Abkantbacken 3, 3* und die Niederhalter 15, 15*, die dann den Bord des Falzes umlegen, im vorliegenden Beispiel um 90° nach unten gerichtet.
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In 6 ist ein Werkzeug 1 dargestellt, das im Wesentlichen aus einem Werkzeugoberteil 2 und daran aufgenommenen Abkantbacken 43, 43* und einem zwischen diesen verschiebbar gehaltenen Werkstückhalter 44 sowie einem ortsfesten Werkzeugunterteil 5 mit daran befestigten Führungsbacken 46, 46* und einer zwischen diesen verschiebbar gehaltenen Werkstückaufnahme 47 besteht. In den Abkantbacken 43, 43* sind benachbart zum Werkzeugoberteil 2 Schieber 39, 39* angeordnet, die sich in der in 6 gezeigten äußeren Position außerhalb eines Abstandes 48 befinden, der zwischen den Abkantbacken 43, 43* gebildet ist. Der Werkstückhalter 44 weist an seinem zur Werkstückaufnahme 47 gerichteten Ende eine Vertiefung 40 auf, neben der seitliche Niederhalteflächen 41 ausgebildet sind. Das dem Werkzeugoberteil 2 zugewandte Ende des Werkstückhalters 44 steht mit der Stange 32 in Wechselwirkung, wobei das andere Ende der Stange 32 von der Druckfeder 33 beaufschlagt ist.
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In der in 6 gezeigten relativen Lage des Werkzeugoberteils 2 zum Werkzeugunterteil 5 ermöglicht der gegebene Abstand zwischen dem Werkstückhalter 44 und der Werkstückaufnahme 47 das Einlegen des Werkstücks 10 in eine Vertiefung 42 an der Oberseite der Werkstückaufnahme 47. An der Oberseite der Führungsbacken 46, 46* sind seitlich neben der Werkstückaufnahme 47 sich erstreckende Stützstempel 49, 49* angeformt, an deren oberen Enden Stützflächen 50, 50* ausgebildet sind. Das untere Ende der Werkstückaufnahme 47 steht mit der Stange 22 in Wechselwirkung, deren anderes Ende von der Druckfeder 23 beaufschlagt ist. Wie aus 6 ersichtlich ist, sind die seitlichen Ränder neben der Vertiefung 42 sehr schmal, so dass eine exakte Positionierung der Blechschalen 12, 13, die das Gehäuse bilden, kaum möglich ist. Um das Positionieren zu erleichtern, kann zu diesem Zweck die Werkstückaufnahme 47 abgesenkt werden, so dass sich die Stützflächen 50, 50* auf derselben Höhe befinden, wie die Ränder der Vertiefung 42, so dass Auflageflächen für die Ränder der Blechschale 13 vorhanden sind.
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Nachdem das Werkstück 10 in die Vertiefung 42 der Werkstückaufnahme 47 eingelegt ist, kann der erste Verformungsschritt der Blechschalenränder ausgeführt werden, was anhand der 7 erläutert wird. Hierzu erfolgt ein Absenken des Werkzeugoberteils 2 mit den von diesem getragenen Bauteilen in Richtung auf das Werkzeugunterteil 5, so dass in der Vertiefung 40 des Werkstückhalters 44 die Blechschale 12 aufgenommen wird und die Niederhalteflächen 41 zur Anlage an den Blechschalenrändern gelangen. Bei weiterer Bewegung des Werkzeugoberteils 2 nach unten wird die Werkstückaufnahme 47 von dem Werkstückhalter 44 zum Werkstückunterteil 5 bewegt, bis es an diesem anliegt. Dann sind die Ränder der Blechschalen 12, 13 gegeneinander gepresst, und die Abkantbacken 43, 43* werden so weit nach unten geschoben, dass die überstehenden Abschnitte der Ränder der Blechschale 12 mittels der Abkantbacken 43, 43* am Außenrand der Stützstempel 49, 49* mindestens annährend rechtwinklig nach unten abgekantet werden. In dieser Position, in der die Werkstückaufnahme 47 gegen das Werkzeugunterteil 5 und der Werkstückhalter 44 gegen das Werkzeugoberteil 2 gepresst sind stehen die Stangen 22, 32 jeweils auf der Außenseite von Werkzeugunterteil und Werkzeugoberteil heraus.
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Dann wird das Werkzeug 1 in die in 8 gezeigte Position gefahren, wobei zunächst das Werkzeugoberteil 2 so weit angehoben wird, dass die Abkantbacken 43, 43* sich oberhalb der Blechschalenränder befinden. Aufgrund der Kraft der Druckfeder 33 hält die Stange 32 den Werkstückhalter 44 in Anlage am Werkstück 10. Die Schieber 39, 39* sind in Richtung auf die Stange 32 verschoben und blockieren so eine Relativbewegung des Werkstückhalters. Die Werkstückaufnahme 47 folgt dieser Aufwärtsbewegung aufgrund der Kraft der Druckfeder 23. Da sich das Werkstück 10 in einer höheren Position befindet, als die Stützflächen 50, 50* wird ein Abstand gebildet, in den die von Distanzstücken 37, 37* gehaltenen Schieber 34, 34* von der Seite her eingerückt werden. Die Distanzstücke 37, 37* sind auf den Führungsbacken 46, 46* verschiebbar geführt und passen in den Abstand zwischen Abkantbacken 43, 43* und Führungsbacken 46, 46*. Da die Schieber 34 mit in einem Winkel von ca. 45° zur Längsachse des Schiebers 34 geneigten Schrägflächen 35, 35* versehen sind, wie dies auch in 3 der Fall ist, erfolgt der als Zurichten bezeichnete zweite Verformungsschritt der Blechschalenränder, nämlich das Biegen der um 90° nach unten abgekanteten Abschnitte um ca. 45° zu der Werkstückaufnahme 47 hin. Die Verformung erfolgt durch das seitliche Fahren der der Distanzstücke mit den Schiebern 34, 34* in Richtung auf die Werkstückaufnahme 47.
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Nachdem die Distanzstücke 37, 37* mit den Schiebern 34, 34* wieder seitlich nach außen bewegt worden sind und auch die Schieber 39, 39* wieder außerhalb des Abstandes 48 liegen, wird das Werkzeugoberteil 2 nach unten bewegt, so dass der Werkstückhalter 44 das Werkstück 10 und die Werkstückaufnahme 47 nach unten drückt, bis die Werkstückaufnahme am Werkzeugunterteil 5 anliegt. Durch weiteres Absenken des Werkzeugoberteils 2 gelangen die Stützflächen 50, 50* der Stützstempel 49, 49* auf den nach innen umgebogenen Abschnitt der Ränder der Blechschale 12 und durch eine restliche Bewegung des Werkzeugoberteil 2 nach unten wird der Falz vollständig geschlossen. Dabei umgeben die Abkantbacken 43, 43* wieder die Ränder der Blechschalen, wie dies aus 9 ersichtlich ist.
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Da nun der Falz erzeugt ist, wird das Werkzeug geöffnet, wie dies in 10 dargestellt ist, wobei sich das Werkzeugoberteil 2 in der höchsten Position befindet. Da die Borde der Falzverbindungen seitlich über die Breite der Werkstückaufnahme 47 überstehen, können in dieser Position weitere Arbeitsgänge zur Sicherung der Falzverbindungen durchgeführt werden, beispielsweise das Anbringen von Schweißpunkten oder das Abwinkeln oder Umlegen des Bords an der Falzverbindung mittels eines Biegewerkzeugs. Die Zugänglichkeit des an den Blechrändern gebildeten Bords ist durchaus gegeben.
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Die 11 zeigt eine Ausführungsvariante des Werkzeugs 1, das dafür vorgesehen ist, auf den unterschiedlichen Seiten des Gehäuses 9 des Werkstücks 10 an den Rändern der Blechschalen 12, 13 auf der einen Seite eine nach oben geformte Falzverbindung und auf der anderen Seite eine nach unten geformte Falzverbindung zu erzeugen. Zu diesem Zweck ist am Werkzeugoberteil 2 auf der rechten Seite des Werkstückhalters 54 eine Abkantbacke 53* mit einem Schieber 51 angeordnet, wohingegen auf der linken Seite des Werkstückhalters 54 eine Führungsbacke 56 mit einem Stützstempel 58 vorgesehen ist. Der Werkstückhalter 54 ist bezogen auf die Mittellängsachse M unsymmetrisch, wobei auf der rechten Seite neben einer Vertiefung 52 eine Niederhaltefläche 59 vorgesehen und auf der linken Seite ein spitzer Rand geformt sind. Auf der Seite mit dem spitzen Rand des Werkstückhalters 54 befindet sich der Stützstempel 58. Am Werkzeugunterteil 5 ist eine Werkstückaufnahme 57 angeordnet, die spiegelbildlich zum Werkstückhalter 54 ausgebildet, bezüglich der Länge jedoch kürzer ist. Die Werkstückaufnahme 57 ist mit einer Vertiefung 55 versehen, in der das Werkstück 10 aufgenommen ist. Ebenso sind die am Werkzeugunterteil 5 befestigten Führungsbacke 56* und Abkantbacke 53 von gleicher Kontur, aber spiegelbildlich zu den am Werkzeugoberteil befestigten Bauelementen. Bei dem in 11 gezeigten Arbeitsgang wird der Blechrand auf der linken Seite nach oben und der Blechrand auf der rechten Seite nach unten mittels der Abkantbacken 53, 53* umgeformt. Die Werkstückhalter 54 und Werkstückaufnahme 57 sind jeweils durch federbelastete Stangen 60 abgestützt.
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Die 12 zeigt eine Ausführung des Werkzeugs 1, bei dem an dem Werkzeugoberteil 2 auf der linken Seite eine Abkantbacke 43 und auf der rechten Seite eine Führungsbacke 46* angeordnet sind. Entsprechend liegen diesen eine am Werkzeugunterteil 5 befestigte Abkantbacke 43* und Führungsbacke 46 gegenüber. Zwischen Abkantbacke 43 und Führungsbacke 46* ist ein Werkstückhalter 64 verschiebbar angeordnet, der bezogen auf die Längsachse L unsymmetrisch ausgebildet ist. In Ausnehmungen 61, 62 der Abkantbacke 43 und Führungsbacke 46* sind Schieber 63 angeordnet, deren Funktion derjenigen der Schieber 39, 39* in 8 entspricht. Zwischen Abkantbacke 43* und Führungsbacke 46 ist eine Werkstückaufnahme 67 verschiebbar angeordnet, die ebenfalls bezogen auf die Längsachse L unsymmetrisch ist. Im Abstand zwischen Abkantbacke und Führungsbacke ist auf jeder Seite ein Distanzstück 37, 37* mit einem darin fest aufgenommenen Schieber 34, 34* dargestellt, wobei diese zum Zwecke des Umbiegens des Blechabschnitts um 45° zum Werkstück 10 hin bewegt werden. Da durch die Abkantbacke 43 der Blechrand um 90° nach unten verformt worden ist, besitzt der Schieber 34 eine nach oben verlaufende Schrägfläche 35, während der Schieber 34* eine nach unten verlaufende Schrägfläche 35* besitzt, da die Abkantbacke 43* den Blechrand um 90° nach oben verformt hat. Auch die Abkantbacke 43* und Führungsbacke 46 weisen Ausnehmungen 61, 62 mit darin angeordneten Schiebern 63 auf. Die Arbeitsweise dieses Werkzeugs 1 entspricht derjenigen, wie sie zu den 6 bis 10 beschrieben ist, mit dem einzigen Unterschied, dass beim Werkzeug gemäß 12 an den auf beiden Seiten befindlichen Rändern jeweils spiegelbildliche Arbeitsschritte ausgeführt werden, d. h. auf der linken Seite wird ein Falz nach unten und auf der rechten Seite ein Falz nach oben erzeugt.
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In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind als Stellmittel für die Stangen und Bolzen Druckfedern dargestellt. Selbstverständlich können auch andere Stellmittel vorgesehen werden, insbesondere Pneumatikzylinder, Stellmotoren oder dergleichen. Das Werkzeug kann beispielsweise in eine Presse eingebaut werden, die als Antrieb des Werkzeugs für die Hubbewegung dient. Es ist jedoch auch möglich, das Werkzeug in einer Vorrichtung mit einem Antriebsaggregat, beispielsweise einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder einzusetzen. Weiterhin ist es möglich, das Werkzeug mit einem eigens dafür geschaffenen Rahmen und einem Antrieb zu versehen, so dass diese Kombination eine stets fertig einsetzbare Einheit bildet und das Werkzeug nicht erst in einer Presse oder Arbeitsvorrichtung installiert werden muss.
