DE202015102477U1 - Falzwerkzeug - Google Patents

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Abstract

Falzwerkzeug zur Bildung von gebogenen Falzen (4) an einem Werkstück (3), wobei das Falzwerkzeug (2) einen um eine Revolverachse (17) drehbaren Revolver (15) mit mehreren daran angeordneten Falzmitteln (10, 11, 12) und ein Gegenfalzmittel (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) eine Stelleinrichtung (26, 27) aufweist, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) relativ zum Gegenfalzmittel (13) zu verstellen.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Falzwerkzeug mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
  • Ein solches Falzwerkzeug ist aus der EP 1 420 908 B1 bekannt. Es weist einen drehbaren Revolver mit mehreren Falzrollen und zwei gestellfeste Gegenrollen auf. Durch Revolverdrehung kann die jeweils benötigte Falzrolle in die Arbeitsposition gegenüber der jeweiligen Gegenrolle oder Stützrolle gebracht werden. Der Revolver kann sich um seine Revolverachse drehen und ist ansonsten stationär an einem Werkzeuggestell angeordnet.
  • Die DE 11 2005 003 561 B4 zeigt ein anderes Falzwerkzeug ohne Revolver, bei dem eine einzelne abgestufte Falzrolle mittels einer Schwenkmechanik an einem Tragbügel verstellbar angeordnet ist und in mehrere Schwenklagen relativ zum Werkstückflansch und zu einer bügelfesten Gegenrolle verstellt werden kann.
  • Die EP 2 283 945 B1 betrifft ein Falzwerkzeug mit Falzrollen, bei dem Gegenrollen an einem Revolver angeordnet sein können.
  • Bei dem revolverlosen Falzwerkzeug der WO 03/018227 A1 sind eine Falzrolle und eine Gegenrolle angeordnet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Falztechnik aufzuzeigen.
  • Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch. Die beanspruchte Falztechnik, d.h. das Falzwerkzeug nebst Falzeinrichtung und das zugehörige Verfahren, haben verschiedene Vorteile.
  • Der Falzprozess wird vornehmlich in einer längs des Falzrands gerichteten Relativbewegung, insbesondere Umlaufbewegung, zwischen Falzwerkzeug und Werkstück durchgeführt. Dabei wird ein abstehender Werkstückflansch stufenweise und in mehreren Umläufen um das gewünschte Winkelmaß umgebogen. Dies erfolgt mit unterschiedlich ausgebildeten Falzmitteln am Revolver, wobei der benachbarte Werkstückrand auf einem Gegenfalzmittel abgestützt wird. Bevorzugt wird ein Rollfalzprozess ausgeführt.
  • Einerseits kann der Revolver wie beim Stand der Technik um seine Revolverachse drehen und dadurch das jeweils benötigte Falzmittel in die Arbeitsposition gegenüber dem Gegenfalzmittel bringen. Die beanspruchte Falztechnik geht darüber hinaus und kann zusätzlich mit einer Stelleinrichtung die Lage des Revolvers und seiner Revolverachse relativ zu einem Gegenfalzmittel verändern. Dies bewirkt auch ein Anstellen oder Zustellen des Falzmittels zum Gegenfalzmittel.
  • Durch die Stelleinrichtung kann das betreffende Falzmittel in die exakte und prozessgerechte Stellung gegenüber dem Gegenfalzmittel gebracht werden. Dies betrifft insbesondere eine Schwenklage. Diese Stellung kann auch verändert und an variierende Falzerfordernisse angepasst werden. Hierdurch kann bei einer stufenweisen Falzverformung in mehreren Werkzeugumläufen den verschiedenen erforderlichen Falz- oder Flanschwinkeln durch Schwenkverstellung des Falzmittels Rechnung getragen werden. Günstigerweise kann dabei das Gegenfalzmittel seine Position behalten. Für besondere Fälle kann es ebenfalls verrändert und angepasst werden.
  • Durch die Schwenk- oder Neigungsverstellung der am Revolver befindlichen Falzmittel kann das jeweilige Falzmittel universeller und in prozesstechnischer Hinsicht optimaler eingesetzt werden. Es bedarf nicht mehr einer Vielzahl unterschiedlich konturierter Falzmittel für die Stufenfalzung. Die bisher erforderliche Konturenvielfalt kann durch die Schwenk- oder Neigungsverstellung ersetzt werden. Mit der beanspruchten Falztechnik genügen ein oder wenige Falzmittel für eine Vielzahl unterschiedlicher Falzerfordernisse.
  • Das Falzwerkzeug erhält einen größeren Arbeits- und Einsatzbereich. Dadurch können eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstücke mit einer geringeren Zahl von Falzwerkzeugen als bisher gefalzt werden. Insbesondere kann ein einziges Falzwerkzeug genügen, um mehrstufige Falzprozesse mit zwei, drei, vier oder mehr Falzstufen an einem Werkstück durchzuführen.
  • Mit der Stelleinrichtung kann alternativ oder zusätzlich eine translatorische Verstellung der Lage des Revolvers und seiner Revolverachse sowie des in Arbeitsposition befindlichen Falzmittels relativ zum Gegenfalzmittel bewirkt werden. Diese Zustellbewegung ermöglicht einerseits eine Revolverdrehung und einen kollisionsfreien Wechsel des Falzmittels, wobei das Werkstück und sein zu falzender Werkstückbereich am Falzwerkzeug verbleiben können. Andererseits kann zu Beginn des Falzprozesses das Werkstück einfacher und leichter mit dem Falzwerkzeug in einen prozessgerechten Eingriff gebracht werden.
  • Außerdem ist es möglich, mit der Zustellbewegung auch eine Falzbewegung auszuführen, insbesondere an problematischen Werkstückbereichen. Dies betrifft z.B. Eckbereiche oder stark gekrümmte Falzbereiche, in denen ein Rollfalzen mit durchlaufender Relativbewegung zwischen Werkstück und Falzwerkzeug nicht möglich ist. Die beanspruchte Falztechnik erlaubt es, ein oder mehrere Falzmittel als Formstücke oder Falzbacken auszubilden und mit diesen eine Falzung durch Zustellung quer zur Falzbahn durchzuführen. Zum gleichen Zweck kann auch die rotatorische Verstellung des Falzmittels eingesetzt werden. An den problematischen Werkstückbereichen können somit ebenfalls ein- oder mehrstufige Falzungen vorgenommen werden.
  • Die beanspruchte Stelleinrichtung bewirkt eine rotatorische und/oder translatorische Verstellung der Lage des Revolvers und seiner Revolverachse relativ zum Gegenfalzmittel. Hierbei wird auch das in Arbeitsposition befindliche Falzmittel relativ zum Gegenfalzmittel verstellt. Die verschiedenen Verstellmöglichkeiten können von einer einzelnen Stelleinrichtung oder von getrennten Stelleinrichtungen durchgeführt werden.
  • Die beanspruchte Falztechnik bietet die Möglichkeit einer gesteigerten Flexiblität einer Falzeinrichtung oder auch einer Anlage. Der bisher erforderliche Einsatz von individuellen und bauteilspezifischen Falzbetten und die dabei entstandenen Nachteile einer Gewichts- und Baugrößenzunahme können vermieden werden. Der Bau-, Steuer- und Anlagenaufwand lässt sich wesentlich reduzieren. Ferner können mit einem Falzwerkzeug dank der vielseitigen Verstellbarkeit eine Vielzahl unterschiedlicher Werkstücke gefalzt werden. Bisher waren hierfür eine Vielzahl verschiedener Falzmittel, insbesondere Falzrollen, und deren Aufteilung auf mehrere Falzwerkzeuge und Falzstationen erforderlich.
  • Durch die mit der beanspruchten Falztechnik sich ergebenden Freiheitsgrade kann für unterschiedliche Werkstücke mit unterschiedlichen Falz- oder Flanschöffnungswinkeln immer ein Falzmittel, insbesondere eine Falzrolle, in optimaler Geometrie und in optimaler Arbeitsposition zur Gegenrolle oder Stützrolle positioniert werden und den entsprechenden Falzschritt ausführen. Der Kraftverlauf erfolgt innerhalb des geschlossenen Systems aus Falzmittel und Gegenfalzmittel und kann im Falzwerkzeug abgestützt werden. Eine schwimmende Lagerung vermeidet bei Auftreten von Toleranzen nachteilige Krafteinwirkungen auf den Falz bzw. den umgebogenen Flansch.
  • Ferner ergeben sich programmiertechnische Vorteile, insbesondere bei Einsatz einer programmierbaren Handhabungseinrichtung, bevorzugt eines Industrieroboters, zur Ausführung einer für den Falzprozess, insbesondere Rollfalzprozess, erforderlichen Relativbewegung zwischen Werkstück und Falzwerkzeug. Es gibt nur noch eine Programmierposition. Diese befindet sich am Gegenfalz- oder Stützmittel. Die Handhabungseinrichtung braucht nur noch auf diese Position programmiert zu werden. Das Falzwerkzeug und das jeweils benötigte Falzmittel kann damit auch dank der Verstellmöglichkeit automatisch in die richtige Position gebracht werden. Zudem gibt es nur noch einen Falzpfad. Der steuer- und programmtechnische Aufwand wird verringert.
  • Die erforderlichen unterschiedlichen Falzschritte können durch die auf dem Revolver angeordneten Falzmittel, insbesondere Falzrollen, allesamt realisiert werden. Ferner kann der Platzbedarf innerhalb einer Falzanlage deutlich reduziert werden. Die Falzeinrichtung selbst baut sehr klein. Die bisher erforderlichen stationären Falzbetten können entfallen oder deutlich im Platzbedarf geschrumpft werden. Es muss auch keine Platzvorhaltung für individuelle Falzbetten mehr vorgesehen werden.
  • In den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
  • Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:
  • 1 und 2: Eine perspektivische Ansicht und eine Draufsicht auf eine Falzeinrichtung mit einem Industrieroboter und einem stationären Falzwerkzeug,
  • 3 und 4: Detailansichten zu den Details III und IV von 1 und 2,
  • 5 und 6: verschiedene perspektivische Ansichten des Falzwerkzeugs von 1 bis 4,
  • 7: eine Frontansicht des Falzwerkzeugs,
  • 8: einen Schnitt durch das Falzwerkzeug gemäß Schnittlinie VIII-VIII von 7,
  • 9: eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts IX von 8,
  • 10: eine Variante des Falzwerkzeugs mit motorischer Verstellung in Draufsicht,
  • 11: eine Seitenansicht des Falzwerkzeugs von 10,
  • 12: einen Schnitt durch das Falzwerkzeug gemäß Schnittlinie XII-XII von 11,
  • 13 und 14: aufgebrochene Draufsichten auf das Falzwerkzeug in verschiedenen Schwenkstellungen des Revolvers und einer Falzrolle und
  • 15 bis 18: einen Ablauf eines Falzprozesses in vier Schritten mit Detaildarstellung des Falzes des Revolvers und der zusammenwirkenden Falz- und Gegenrollen.
  • Die Erfindung betrifft ein Falzwerkzeug (2) und ein Falzverfahren. Die Erfindung betrifft ferner eine Falzeinrichtung (1), die mit einem solchen Falzwerkzeug (2) ausgerüstete ist sowie ein zugehöriges Verfahren.
  • 1 und 2 zeigen in einer perspektivischen Seitenansicht und in einer Draufsicht eine Falzeinrichtung (1) zum Falzen eines Werkstücks (3). In einer Falzanlage oder Falzstation können mehrere dieser Falzeinrichtungen (1) angeordnet sein, um z.B. verschiedene Falzprozesse an unterschiedlichen Werkstückbereichen auszuführen.
  • Das Werkstück (3) kann von beliebiger Art sein. Vorzugsweise handelt es sich um Blechbauteile. Dies können insbesondere Karosseriebauteile sein, z.B. Wände von Türen oder Klappen. Der oder die Falzbereiche können sich am Außenrand des Werkstücks (3) oder auch am Rand von innenseitigen Werkstücköffnungen befinden.
  • Der Falzprozess wird als Bahnfalzen mittels einer in 1 mit Pfeil markierten Relativbewegung von Werkstück (3) und Falzwerkzeug durchgeführt. Beim Falzprozess wird ein Falz (4) gebildet. Hierfür wird ein vom jeweiligen Werkstückrand abstehender Flansch (38) in ein oder mehreren Stufen umgebogen. Dies erfolgt an einer entlang der Falzbahn bzw. am Werkstückrand fortlaufenden Prozess- oder Falzstelle (36). Dabei kann ggf. ein Zwischen- oder Innenblech einklemmt werden (nicht dargestellt).
  • 15 bis 18 verdeutlichen einen Falzprozess in vier Falzstufen, bei denen der Flansch (38) in vier Falzschritten nach und nach aus seiner Ausgangslage mit dem vorgegebenen Falz- oder Flanschöffnungswinkel auf den angrenzenden Werkstückrand umgebogen und der Falz (4) gebildet wird. Hierbei entsteht am Werkstückrand eine Falzbiegung (37). Die Biegung erfolgt um eine innen liegende Falzbiegeachse (39), die längs der Falzbahn bzw. des Randverlaufs am Werkstück ausgerichtet ist.
  • Die Stufenzahl und die verschiedenen Öffnungs- und Biegewinkel können variieren. In 15 bis 18 wird zunächst ein Flansch (38) mit einem Öffnungswinkel von ca. 140° um 35° in einem ersten Schritt umgebogen. Der dabei auf 105° reduzierte Öffnungswinkel wird im zweiten Schritt gemäß 16 um weitere 35° auf einen verbleibenden Öffnungswinkel von 70° verringert. Im dritten Falzschritt gemäß 17 erfolgt ein weiteres Umbiegen um 35° auf einen Restwinkel von 35°, der dann im letzten Falzschritt und im sogenannten Fertigfalzschritt von 18 auf 0° und Flanschanlage auf dem angrenzenden Werkstückbereich (3) reduziert wird.
  • Die Falzeinrichtung (1) beinhaltet ein nachfolgend näher erläutertes Falzwerkzeug (2) und eine mehrachsige, programmierbare Handhabungseinrichtung (5) zur Erzeugung der Relativbewegung zwischen dem Falzwerkzeug (2) und dem Werkstück (3) beim Falzprozess. In der gezeigten Ausführungsform wird das Werkstück (3) relativ zu einem stationär angeordneten Falzwerkzeug (2) bewegt, das an einem stationären Werkzeugträger (6), z.B. einem säulenartigen Ständer, angeordnet ist. In einer anderen Variante kann das Falzwerkzeug (2) relativ zu einem ruhenden Werkstück (3) von der Handhabungseinrichtung (5) bewegt werden. Ferner ist es möglich, beim Falzprozess beide Prozesspartner, Falzwerkzeug (2) und Werkstück (3) zu bewegen, z.B. mit kooperierenden Handhabungseinrichtungen (5), insbesondere kooperierenden Industrierobotern.
  • Die Handhabungseinrichtung (5) ist vorzugsweise als mehrachsiger, programmierbarer Industrieroboter mit einer Robotersteuerung (nicht dargestellt) ausgebildet. Dieser weist eine beliebige Zahl und Anordnung von rotatorischen und/oder translatorischen Roboterachsen auf und besitzt mehrere Roboterglieder (41). Das Endglied hat ein Abtriebselement (42) mit einem Greifer (43) zum Halten des Werkstücks (3) oder des Falzwerkzeuges (2). In der gezeigten und bevorzugten Ausführungsform ist der Industrieroboter (5) als Knickarm- oder Gelenkarmroboter ausgebildet und hat fünf, sechs oder mehr rotatorische Achsen sowie ggf. eine Zusatzachse, insbesondere Fahrachse, zur Vergrößerung des Arbeitsbereichs. Außerdem kann die Handhabungseinrichtung (5) mehrere Industrieroboter umfassen, die gemeinsam ein Werkstück (5) halten und führen.
  • Wie die vergrößerten Detaildarstellungen von 3 und 4 verdeutlichen, hat das Falzwerkzeug (2) mehrere Falzmittel (10, 11, 12), die mit einem Gegenfalzmittel (13) oder Stützmittel zusammenwirken. Das Werkstück (3) wird mit dem zu falzenden Randbereich in den Spalt zwischen Falzmittel (10, 11, 12) und Gegenfalzmittel (13) gebracht, wobei dann die besagte Relativbewegung ausgeführt wird. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist dies eine Vertikalbewegung, die in 1 durch einen Pfeil verdeutlicht wird.
  • Die Falzmittel (10, 11, 12) sind im gezeigten Ausführungsbeispiel als frei drehbare oder drehend angetriebene Falzrollen ausgebildet. Das Gegenfalzmittel (13) ist als Gegenrolle ausgebildet. Alternativ können die Falzmittel (10, 11, 12) und/oder das Gegenfalzmittel (13) als Formstücke oder Form- bzw. Falzbacken ausgebildet sein. In einer anderen Variante ist eine Ausbildung als Falzfinger oder dergleichen möglich. Zudem sind gemischte Anordnungen von Rollen und Formstücken möglich.
  • In der gezeigten Ausführungsform sind drei Falzmittel (10, 11, 12) vorhanden, die an einem nachfolgend erläuterten Revolver (15) angeordnet sind und deren Mäntel, insbesondere Rollenmäntel (14) sich in der Geometrie unterscheiden. Das Falzmittel (10) weist einen im Querschnitt konischen Mantel (14) auf und ist z.B. als Vorfalzrolle gestaltet. Das Falzmittel (11) besitzt einen zylindrischen Mantel (14) und bildet z.B. eine Fertigfalzrolle. Das Falzmittel (12) hat ebenfalls einen zylindrischen Mantel, der im Durchmesser kleiner als bei der Fertigfalzrolle (11) ist und eine Fingerfalzrolle bildet. Die Zahl der Falzmittel, insbesondere Falzrollen (10, 11, 12) und deren Anordnung am Revolver (15) kann anders als im Ausführungsbeispiel sein. Die Gegenrolle (13) weist ebenfalls einen zylindrischen Mantel, insbesondere Rollenmantel auf.
  • Die Falzmittel (10, 11, 12) und das Gegen- oder Stützmittel (13) bilden zusammen einen Falzkopf (9). Dieser weist ein Kopfgestell (20) auf und ist damit in einem Grundgestell oder Grundrahmen (7) des Falzwerkzeuges (2) angeordnet und vorzugsweise beweglich gelagert. Insbesondere kann hierfür eine Schwimmlagerung (24) vorhanden sein, die eine begrenzte Beweglichkeit quer zur vorgenannten Bewegungsrichtung ermöglicht. Die Lagerung (24), insbesondere Schwimmlagerung, kann mit einer Fixierung (25), z.B. einer mechanischen Absteckung, bei Bedarf fixiert werden. Sie wird z.B. erst beim Fertigfalzen freigegeben und bleibt beim Vorfalzen fixiert.
  • Das Grundgestell oder der Grundrahmen (7) des Falzwerkzeuges (2) kann z.B. gemäß 4 bis 6 im wesentlichen U-förmig ausgebildet und versteift sein. Das Grundgestell (7) kann eine Montageanschluss (8) zur Befestigung an einem starren oder beweglichen bzw. stationären oder instationären Werkzeugträger (6) aufweisen. Der Werkzeugträger (6) kann alternativ z.B. als mehrachsiger programmierbarer Industrieroboter ausgebildet sein.
  • Das Falzwerkzeug (2) weist einen um eine bevorzugt zentrale Revolverachse (17) drehbaren Revolver (15) auf, an dem zwei oder mehr Falzmittel (10, 11, 12) in ringartiger Verteilung angeordnet sind. Der Revolver (15) weist einen drehbaren Revolverkopf (16) auf, der an seiner Oberseite die Falzmittel (10, 11, 12) trägt. Der Revolverkopf (16) ist um die Revolverachse (17) drehbar an einer Dreheinrichtung (18) angeordnet. Die Dreheinrichtung (18) kann in der einfachen Ausführungsform als Revolversockel mit einem Drehlager ausgebildet sein und wird manuell verstellt. Zur Sicherung der gewünschten Drehlage kann eine in den Zeichnungen angedeutete mechanische Fixierung, z.B. eine Absteckung, vorhanden sein. In einer anderen Ausführungsform kann die Dreheinrichtung (18) einen steuerbaren Drehantrieb für den Revolverkopf (16) aufweisen.
  • Das Falzwerkzeug (2) weist eine Stelleinrichtung (26, 27) auf, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) relativ zum Gegenfalzmittel (13) zu verstellen. Mit dieser Verstellung wird auch das durch eine entsprechende Revolverdrehung in der Arbeitsposition (40) befindliche jeweilige Falzmittel (10, 11, 12) verstellt. Eine Stelleinrichtung (26, 27) kann einzeln oder mehrfach vorhanden sein.
  • Die Stelleinrichtung (26, 27) bewirkt eine rotatorische und/oder translatorische Verstellung der Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) sowie des jeweiligen Falzmittels (10, 11, 12) relativ zum Gegenfalzmittel (13). In der gezeigten Ausführungsform sind zwei getrennte Stelleinrichtungen (26, 27) vorhanden, wobei die Stelleinrichtung (26) die rotatorische Verstellung und die Stelleinrichtung (27) die translatorische Verstellung bewirkt. In einer anderen Ausführungsform kann eine einzelne und kombinative Stelleinrichtung vorhanden sein, die mehrere oder alle Verstellmöglichkeiten realisiert. Im Weiteren kann nur eine rotatorische oder nur eine translatorische Verstellung und dementsprechend nur eine Stelleinrichtung (26, 27) vorhanden sein.
  • Wie 9 und 13 bis 18 mit der Darstellung der verschiedenen rotatorischen Verstellung verdeutlichen, ist die Rotationsachse (39) für eine besagte rotatorische Verstellung der Revolver- und Achsenlage in der Falzbiegung (37) und auf oder nahe an der Falzbiegeachse angeordnet. Bei der rotatorischen Verstellung schwenkt auch das in der Arbeitsposition (40) befindliche Falzmittel (10, 11, 12) entsprechend um diese Rotationsachse (39). 15 bis 18 verdeutlichen vier Schwenkstellungen bei einem vierstufigen Falzprozess mit verschiedenen Falzmitteln (10, 11).
  • Die Rotationsachse (39) bildet vorzugsweise auch den virtuellen Tool-Center-Point (TCP) des Industrieroboters (5) bzw. seines Greifwerkzeugs (43) zur Durchführung der Relativbewegung. Die Rotationsachse (39) fällt mit dem TCP zusammen. Alternativ kann der TCP an anderer Stelle auf dem Mantel des Gegenfalzmittels (13) gelegt werden.
  • Die besagte translatorische Verstellung der Revolverlage ist bevorzugt quer zur Revolverachse (17) ausgerichtet. Die translatorische Verstellung wird vorzugsweise nach einer zuvor erfolgten rotatorischen Verstellung durchgeführt. Die für die translatorische Verstellung vorgesehene Stelleinrichtung (27) ist der für die rotatorische Verstellung vorgesehene Stelleinrichtung (26) nachgeordnet.
  • Die Stelleinrichtung (26) ist als Schwenkeinrichtung ausgebildet und verstellt die Winkellage bzw. Neigung des Revolvers (15) und des in Arbeitsposition befindlichen Falzmittels (10, 11, 12) relativ zum Gegenfalzmittel (13) und die dortige Mantel- und Auflagestelle für das Werkstück.
  • Die Stelleinrichtung (26) weist hierfür eine Führung (28) und zumindest ein Stellmittel (31, 32) auf. Die Führung (28) ist als Schwenkführung ausgebildet und kann in unterschiedlicher Weise konstruktiv ausgeführt sein. Sie weist ein oder mehrere Führungsmittel (29, 30) auf. In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist die Schwenkführung (28) als gebogene Kulissenführung für den Revolver (15) gestaltet. Die Kulissenführung ist konzentrisch um die vorgenannte Rotationsachse (39) gebogen. Die Führungsmittel (29, 30) sind z.B. als schlitzartiger Führungsbogen (29) und als dort formschlüssig eingreifender Führungsstift (30) ausgebildet. Der Führungsbogen (29) ist in der erwähnten Weise konzentrisch zur Rotationsachse (39) gebogen. In einer anderen und nicht dargestellten Ausführungsform kann die Führung (28) auf andere Weise, z.B. von einem Lenkergetriebe, gebildet werden.
  • Die Stelleinrichtung (27) ist als Zustelleinrichtung ausgebildet und verstellt den Abstand des Revolvers (15) und des in Arbeitsposition befindlichen Falzmittels (10, 11, 12) relativ zum Gegenfalzmittel (13). Die Stelleinrichtung (27) weist eine Führung (33) und mindestens ein Stellmittel (34, 35). Die Führung (33) ist z.B. als Linearführung für den Revolver (15) ausgebildet. Der Revolver (15) kann dadurch relativ zu einem Revolverträger (19) linear verstellt werden, welcher über die Schwenkführung (28) mit dem Kopfgestell (20) verbunden ist.
  • Die besagten rotatorischen und translatorischen Verstellung können manuell von einem Werker ausgeführt werden. Das oder die erwähnten Stellmittel (31, 34) können hierfür als mechanische Arretierung, z.B. als gefederte Absteckung, ausgebildet sein. 1 bis 9 zeigen eine solche Werkzeugausführung.
  • In den Ausführungsformen von 10 bis 14 ist eine automatische oder fernsteuerbare rotatorische und/oder translatorische Verstellung vorgesehen. Hierfür ist das jeweilige Stellmittel (32, 35) als arretierbarer Stellantrieb ausgebildet. Der Stellantrieb kann z.B. selbsthemmend sein, eine steuerbare Bremse aufweisen oder in anderer Weise arretiert werden.
  • Der Stellantrieb (32, 35) ist vorzugsweise steuerbar. Er kann auf zwei oder mehr verschiedene Stellpositionen gesteuert bewegt werden. Der jeweilige Stellantrieb (32, 35) weist hierfür ein geeignetes fluidisches, elektromotorisches oder sonstiges Antriebsmittel und ein hiervon beaufschlagtes Stell- oder Abtriebsmittel auf. Ein Stellantrieb (32, 35) kann z.B. als steuerbarer Zylinder oder als elektromotorischer Spindel- oder Zahnstangentrieb oder auch als Riementrieb ausgebildet sein. In den gezeigten Ausführungsbeispielen werden Zylinder eingesetzt.
  • Das Falzwerkzeug (2) weist den besagten Falzkopf (9) mit dem Revolver (15), den dortigen Falzmitteln (10, 11, 12) und dem Gegenfalzmittel (13) sowie dem Kopfgestell (20) auf. Die Schwenkführung (28) ist zwischen dem Kopfgestell (20) und dem Revolverträger (19) angeordnet. 8 verdeutlicht diese Anordnung und die Kinematik der rotatorischen und translatorischen Verstellungen durch Pfeile.
  • Das Kopfgestell (20) ist z.B. im Wesentlichen U-förmig gestaltet und umgreift beidseits den Revolverträger (19) und den Revolver (15). Das Kopfgestell (20) weist z.B. zwei parallele Gestellwände (22) oder Flansche auf, die durch einen Träger (23) quer verbunden sind. Die Gestellwände (22) sind über die beidseitigen Schwenkführungen (28) mit der jeweils zugewandten Seite des Revolverträgers (19) verbunden. Am Träger (23) ist das Gegenfalzmittel (13) angeordnet.
  • In 10 bis 12 ist die angetriebene Werkzeugvariante näher dargestellt. Der Stellantrieb (32) der Schwenkeinrichtung (26) ist hierbei zwischen dem Kopfgestell (20) und dem Revolverträger (19) angeordnet bzw. abgestützt. Er ist am einen Ende mit einem zusätzlichen Kopfrahmen (21) des Kopfgestells (20) gelenkig verbunden und ist am anderen Ende, vorzugsweise am Kolbenstangenende, an den Revolverträger (19) gelenkig angebunden.
  • Das Kopfgestell (20) ist in den verschiedenen Ausführungsformen jeweils über die Schwimmlagerung (24) an dem umgebenden Grundgestell (7) in einer mehreren Richtungen beweglich gelagert. Die Schwimmlagerung (24) weist z.B. mehrere frei drehbar gelagerte Rollen zur Abstützung und Führung des Kopfgestells (20) nach unten und evtl. nach oben sowie gegebenenfalls auch nach einer Seite hin auf. Die Schwimmlagerung (24) stützt dadurch den Falzkopf (9) und seine Teile beim Falzprozess gegen die in 1 gezeigte relative Bewegungsrichtung ab und ermöglicht zugleich dessen Ausweichen für den Fall, dass toleranzbedingt Abweichungen der Ist-Falzbahn von der programmierten Soll-Falzbahn auftreten.
  • Wie 11 und 12 verdeutlichen, ist die Linearführung (33) zwischen dem Revolverträger (19) und der Dreheinrichtung (18) des Revolvers (15) angeordnet. Der am Revolverträger (19) abgestützte Stellantrieb (35) greift über einen Ausleger am Revolver (15) an und bewegt diesen längs der Linearführung (33) unter Veränderung des besagten Rollenabstands.
  • Die Eingangs erwähnten 15 bis 18 zeigen die verschiedenen Schwenklagen bzw. Neigungen der Falzmittel (10, 11) gegenüber dem Gegenfalzmittel (13) für einen hier vierstufigen Falzprozess. In Abwandlung hiervon kann der Falzprozess weniger Stufen haben, z.B. zwei oder drei. Er kann auch mehr Stufen, z.B. fünf, umfassen. Das Falzwerkzeug (2) kann bedarfsweise auch für einfache Falzprozesse mit nur einem Falzschritt eingesetzt werden. In der gezeigten Ausführungsform kann das Vorfalzen und Fertigfalzen in einem Falzwerkzeug (2) mit mehreren nacheinander erfolgenden Werkstückumläufen durchgeführt werden. Der Revolver (15) und das dabei jeweils in Arbeitsposition (40) befindliche Falzmittel (10, 11) werden durch die Stelleinrichtung (26) in der Neigung um die Rotationsachse (39) verstellt und dabei an den jeweils mit dem Falzschritt zu erzielenden Biegewinkel bzw. restlichen Falzöffnungswinkel angepasst. Durch eine Revolverdrehung um die Drehachse (17) kann das jeweils benötigte Falzmittel (10, 11, 12) in die Arbeitsposition (40) gebracht werden. Hierfür kann mittels der Stelleinrichtung (27) eine translatorische Rückzugsbewegung für die Revolverdrehung und anschließende Zustellbewegung an die Prozessstelle (36) erfolgen.
  • Für die beiden ersten Falzschritte zur Reduzierung des Falzöffnungswinkels von 140° auf 70° kann das Vorfalzmittel (10) bzw. die Vorfalzrolle mit der konischen Mantelkontur eingesetzt werden. Für die beiden Folgeschritte wird das Fertigfalzmittel bzw. die Fertigfalzrolle (11) eingesetzt.
  • Bei etwaigen Eckbereichen oder anderen stark gekrümmten Randbereichen des Werkstücks (3) kann das Fingerfalzmittel (12) mit seinem hierfür günstigen verkleinerten Manteldurchmesser eingesetzt werden. Hierzu wird der Bahnfalzprozess zu Beginn des kritischen Werkstückbereichs angehalten und in der erwähnten Weise ein Falzmittelwechsel durchgeführt, wonach der Bahnfalzprozess im kritischen Werkstückbereich fortgesetzt wird. Am Ende dieses Werkstückbereichs kann erneut ein Falzmittelwechsel stattfinden und der ursprüngliche Bahnfalzprozess fortgesetzt werden. Bei dieser Variante erfolgt ein Falzen der kritischen Werkstückbereiche im gleichen Werkstückumlauf.
  • In einer anderen Variante können die kritischen Werkstückbereiche beim Bahnfalzen zunächst ausgespart werden, indem das Falzwerkzeug (2) durch rotatorische und/oder translatorische Verstellung des Revolvers (15) zeitweise geöffnet und im anschließenden unkritischen Werkstückbereich wieder geschlossen wird.
  • Ferner ist es möglich, an dem besagten kritischen Werkstückbereich den Bahnfalzprozess zu unterbrechen und stattdessen einen anderen Falzprozess einzusetzen, der ebenfalls mit dem gezeigten Falzwerkezug (2) ausgeführt werden kann. Hierfür wird z.B. ein als Formstück ausgebildetes Falzmittel am Revolver (15) angeordnet und in Arbeitsposition gebracht. Das Gegenfalzmittel (13) kann bedarfsweise ebenfalls ausgetauscht und gegen ein Formstück gewechselt werden. Die Falzbewegung zum Umbiegen des Flansches (38) erfolgt dann quer zur Falzbahn bzw. zum Flanschverlauf. Diese Falzbewegung kann durch eine rotatorische und/oder translatorische Verstellung des Revolvers (15) mit dem in Arbeitsposition (40) befindlichen Falzmittel erfolgen. Über den Verlauf des kritischen Werkstückbereich können mehrere solcher Falzschritte nacheinander durchgeführt werden. Solche alternativen Falzschritte können einstufig oder mehrstufig sein. Beispielsweise können die ersten Vorfalzschritte mit einem Bahnfalzprozess durchgeführt und erst das ein- oder mehrstufige Fertigfalzen mit der quergerichteten Zustellung von Formstücken ausgeführt werden.
  • In den gezeigten Ausführungsbeispielen ist ein einzelnes Gegenfalzmittel (13) vorhanden, welches stationär am Falzkopf (9), insbesondere am Kopfgestell (20), angeordnet ist. In Abwandlung hierzu ist es möglich, mehrere unterschiedliche Gegenfalzmittel (13) vorzusehen und an einem revolverartig rotierenden oder translatorisch verschiebbaren Träger anzuordnen und bedarfsweise bei geöffnetem Falzwerkzeug (2) in die Arbeitsposition zu bringen.
  • Abwandlungen der vorbeschriebenen Ausführungsbeispiele sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale der verschiedenen Beispiele und der erwähnten Varianten beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.
  • Die Falzeinrichtung (1) kann mehrere Falzwerkzeuge (2) beinhalten. Ferner sind Mehrfachanordnungen auch bei anderen Komponenten der Falzeinrichtung (1) und/oder des Falzwerkzeugs (2) möglich, z.B. beim Falzkopf (9).
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Falzeinrichtung
    2
    Falzwerkzeug
    3
    Werkstück, Blechbauteil
    4
    Falz
    5
    Handhabungseinrichtung, Industrieroboter
    6
    Werkzeugträger, Ständer
    7
    Grundgestell, Grundrahmen
    8
    Montageanschluss
    9
    Falzkopf
    10
    Falzmittel, Falzrolle, Vorfalzrolle
    11
    Falzmittel, Falzrolle, Fertigfalzrolle
    12
    Falzmittel, Falzrolle, Fingerfalzrolle
    13
    Gegenfalzmittel, Gegenrolle
    14
    Rollenmantel
    15
    Revolver
    16
    Revolverkopf drehbar
    17
    Revolverachse
    18
    Dreheinrichtung
    19
    Revolverträger
    20
    Kopfgestell
    21
    Kopfrahmen
    22
    Gestellwand, Flansch
    23
    Träger für Gegenfalzmittel
    24
    Lagerung, Schwimmlagerung
    25
    Fixierung, Absteckung
    26
    Stelleinrichtung, Schwenkeinrichtung
    27
    Stelleinrichtung, Zustelleinrichtung
    28
    Führung, Schwenkführung
    29
    Führungsmittel, Führungsbogen
    30
    Führungsmittel, Führungsstift
    31
    Stellmittel, Arretierung, Absteckung
    32
    Stellmittel, Stellantrieb, Zylinder
    33
    Führung, Linearführung
    34
    Stellmittel, Arretierung, Absteckung
    35
    Stellmittel, Stellantrieb, Zylinder
    36
    Prozessstelle, Falzstelle
    37
    Falzbiegung
    38
    Flansch
    39
    Rotionsachse, Biegeachse, TCP
    40
    Arbeitsposition
    41
    Roboterglied
    42
    Abtriebselement
    43
    Greifer
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1420908 B1 [0002]
    • DE 112005003561 B4 [0003]
    • EP 2283945 B1 [0004]
    • WO 03/018227 A1 [0005]

Claims (35)

  1. Falzwerkzeug zur Bildung von gebogenen Falzen (4) an einem Werkstück (3), wobei das Falzwerkzeug (2) einen um eine Revolverachse (17) drehbaren Revolver (15) mit mehreren daran angeordneten Falzmitteln (10, 11, 12) und ein Gegenfalzmittel (13) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) eine Stelleinrichtung (26, 27) aufweist, die dazu vorgesehen und ausgebildet ist, die Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) relativ zum Gegenfalzmittel (13) zu verstellen.
  2. Falzwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) einen um eine bevorzugt zentrale Revolverachse (17) drehbaren Revolver (15) aufweist, an dem zwei oder mehr Falzmittel (10, 11, 12) in ringartiger Verteilung um die Revolverachse (17) angeordnet sind.
  3. Falzwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Revolver (15) weist einen um die Revolverachse (17) drehbaren Revolverkopf (16) aufweist, der an seiner Oberseite die Falzmittel (10, 11, 12) trägt.
  4. Falzwerkzeug nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Revolverkopf (16) um die Revolverachse (17) drehbar an einer Dreheinrichtung (18) angeordnet ist.
  5. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreheinrichtung (18) manuell betätigbar ist oder einen steuerbaren Drehantrieb aufweist.
  6. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Revolver (15) zwei, drei oder mehr Falzmittel (10, 11, 12) angeordnet sind.
  7. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzmittel (10, 11, 12) als frei drehbare oder drehend angetriebene Falzrollen ausgebildet sind.
  8. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenfalzmittel (13) als Gegenrolle ausgebildet ist.
  9. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachsen der Falzrollen (10, 11, 12) am Revolver (15) längs der Revolverachse (17) ausgerichtet sind.
  10. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung (26, 27) eine rotatorische und/oder translatorische Verstellung der Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) relativ zum Gegenfalzmittel (13) bewirkt.
  11. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotionsachse (39) für eine rotatorische Verstellung der Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) relativ zum Gegenfalzmittel (13) in der Falzbiegung (37) und auf oder nahe an der Falzbiegeachse liegt.
  12. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine translatorische Verstellung der Lage des Revolvers (15) und seiner Revolverachse (17) quer zur Revolverachse (17) gerichtet ist.
  13. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung (26) als Schwenkeinrichtung zum Verstellen der Winkellage des Revolvers (15) und des in Arbeitsposition befindlichen Falzmittels (10, 11, 12) relativ zum Gegenfalzmittel (13) ausgebildet ist.
  14. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung (27) als Zustelleinrichtung zum Verstellen des Abstands des Revolvers (15) und des in Arbeitsposition befindlichen Falzmittels (10, 11, 12) relativ zum Gegenfalzmittel (13) ausgebildet ist.
  15. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zustelleinrichtung (27) der Schwenkeinrichtung (26) nachgeordnet ist.
  16. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stelleinrichtung (26, 27) eine Führung (28, 33) und ein Stellmittel (31, 32, 34, 35) aufweist.
  17. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führung (28) als Schwenkführung für den Revolver (15) ausgebildet ist.
  18. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkführung (28) als konzentrisch um die Rotationsachse (39) gebogene Kulissenführung ausgebildet ist.
  19. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Führung (33) als Linearführung für den Revolver (15) ausgebildet ist.
  20. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmittel (31, 34) als mechanische Arretierung für eine manuelle Betätigung ausgebildet ist.
  21. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stellmittel (32, 35) als arretierbarer Stellantrieb ausgebildet ist.
  22. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) einen Falzkopf (9) mit dem Revolver (15) und dem Gegenfalzmittel (13) sowie einem Kopfgestell (20) aufweist.
  23. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Falzkopf (9) mit dem Kopfgestell (20) in einem Grundgestell oder Grundrahmen (7) des Falzwerkzeuges (2) angeordnet und vorzugsweise beweglich gelagert ist.
  24. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkführung (28) zwischen dem Kopfgestell (20) und einem Revolverträger (19) angeordnet ist.
  25. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (32) der Schwenkeinrichtung (26) zwischen dem Kopfgestell (20) und dem Revolverträger (19) angeordnet ist.
  26. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearführung (33) zwischen dem Revolverträger (19) und dem Revolver (15), insbesondere seiner Dreheinrichtung (18), angeordnet ist.
  27. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfgestell (20) an einem Grundgestell (7) des Falzwerkzeugs (2) mit einer fixierbaren Schwimmlagerung (24) ausweichfähig gelagert ist.
  28. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Grundgestell (7) einen Montageanschluss (8) zur Verbindung mit einem stationären oder instationären Werkzeugträger (6) aufweist.
  29. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) mehrere Gegen-Falzmittel (13) an einer Wechseleinrichtung, insbesondere einem Revolver, aufweist.
  30. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Falzmittel (10, 11, 12) als Falzrollen und ein oder mehrere Gegen-Falzmittel (13) als Gegenrolle ausgebildet sind.
  31. Falzwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Falzmittel (10, 11, 12) als Formstücke und ein oder mehrere Gegen-Falzmittel (13) als Gegen-Formstücke ausgebildet sind.
  32. Falzeinrichtung mit einem Falzwerkzeug (2) zur Bildung von gebogenen Falzen (4) an einem Werkstück (3) und einer Handhabungseinrichtung (5) zur Erzeugung einer Relativbewegungung zwischen dem Falzwerkzeug (2) und dem Werkstück (3) beim Falzprozess, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 31 ausgebildet ist.
  33. Falzeinrichtung nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Handhabungseinrichtung (5) das Werkstück (3) führt und als mehrachsiger, programmierbarer Industrieroboter ausgebildet ist.
  34. Falzeinrichtung nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugträger (6) als stationärer Ständer ausgebildet ist.
  35. Falzeinrichtung nach Anspruch 32, 33 oder 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse (39) mit dem Tool-Center-Point des Industrieroboters (5) zusammenfällt.
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