DE202017107642U1

DE202017107642U1 - Falzeinrichtung

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Publication number: DE202017107642U1
Application number: DE202017107642.3U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Systems GmbH
Current assignee: KUKA Systems GmbH
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-03-18
Anticipated expiration: 2027-12-16

Abstract

Falzeinrichtung zur Bildung von Falzen (7), insbesondere taschenförmigen Keilfalzen oder Tropfenfalzen, an einem mehrlagigen Werkstück (4), wobei die Falzeinrichtung (1) ein Falzwerkzeug (2) mit mehreren Falzmitteln (15, 16, 17, 18) aufweist, von denen ein Falzmittel (18) als Stützmittel, insbesondere drehbare Stützrolle, für die außenseitige Abstützung eines gerundeten Falzabschnitts (11), insbesondere Falzbogens, des Falzes (7) vorgesehen und ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzmittel (18) eine konkave und zumindest dem gerundeten Falzabschnitt (11) nachgebildete Stützkontur (19) mit einem runden Konturabschnitt (20) aufweist, welcher den gerundeten Falzabschnitt (11) aufnimmt und ihn unterhalb seines Rundungsscheitels (14) untergreift.

Description

Die Erfindung betrifft eine Falzeinrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruchs.
Eine solche Falzeinrichtung ist aus der DE 10 2014 006 089 A1 bekannt. Sie dient zur Bildung von taschenförmigen Keilfalzen und weist ein Falzwerkzeug mit mehreren Falzrollen auf, von denen eine als drehbare Stützrolle für die außenseitige Abstützung eines gerundeten Falzbogens vorgesehen und ausgebildet ist. Diese Stützrolle hat einen im Wesentlichen zylindrischen oder leicht konischen Mantel mit einer in Achsrichtung geraden Mantelfläche und einer entsprechenden Stützkontur. Eine andere Falzrolle drückt von oben auf den an den Falzbogen anschließenden Keilbereich und Endbereich des Keilfalzes und hat eine entsprechende abgestufte Form. Die Stützrolle liegt mit ihrem Mantel tangential am Falzbogen an. Die beiden Falzrollen können einander kontaktieren oder zumindest eng benachbart sein, wobei die Stoßstelle über dem Rundungsscheitel des Falzbogens liegt. Die Falzeinrichtung ist zur Bildung von dem besagten taschenförmigen Keilfalzen an einem mehrlagigen Werkstück bzw. Blechbauteil ausgebildet.
Die DE 10 2009 024 344 B4 zeigt eine ähnliche Falzeinrichtung mit einer abgestuften Falzrolle und einer zylindrischen Stützrolle. Sie befasst sich außerdem mit der Bildung anderer und einfacher Falze an einlagigen Blechbauteilen.
Die DE 10 2012 002 840 A1 zeigt eine andere Falzeinrichtung für Keilfalze mit einer am Mantel profilierten Stützrolle, die am Falzbogen am Rundungsscheitel tangential anliegt und am Keilabschnitt plan bis zu einer endseitigen Fase anliegt. Die Stützrolle weist hierfür zwei ineinander übergehende konische Mantelabschnitt auf. Die Stützrolle wirkt mit einer Fertigfalzrolle für den Endbereich des Keilfalzes zusammen, wobei die Stoßstelle beider Rollen am Ende des Keilabschnitts liegt.
Die DE 35 35 298 A1 offenbart eine Vorrichtung zum Besäumen und Spiralfalzen von Fässern mit eingesetzten Deckeln und Böden, wobei mehrere Falzrollen nacheinander aktiv und ohne Mitwirken einer Stützrolle einen Spiralfalz formen.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Falzeinrichtung aufzuzeigen.
Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.
Das als Stützmittel ausgebildete Falzmittel weist eine konkave und dem Falz zumindest bereichsweise nachgebildete Stützkontur auf.
in einem ersten Erfindungsaspekt ist die Stützkontur zumindest dem gerundeten Falzabschnitt bzw. Falzbogen nachgebildet. Der runde Konturabschnitt nimmt den gerundeten Falzabschnitt auf und untergreift ihn formstützend unterhalb seines Rundungsscheitels. Der runde Konturabschnitt kann den unterhalb des Rundungsscheitels befindlichen ereich des gerundeten Falzabschnitts teilweise oder vollständig untergreifen.
Der Rundungsscheitel ist derjenige Punkt am gebogenen Falzabschnitt, insbesondere Falzbogen, der am Falz am weitesten außen liegt. Am Rundungsscheitel wechselt die zunächst nach außen gerichtete Erstreckung des besagten Falzabschnitts die Richtung und kehrt in Gegenrichtung zurück. Die Außenseite ist auf die Auflagefläche des Werkstücks an einem Falzbett und die parallel zu dieser Auflagefläche verlaufende Querrichtung bezogen.
In einem eigenständigen weiteren Erfindungsgedanken ist vorgesehen, dass das gerundete Falzmittel eine konkave und zumindest dem gerundeten Falzabschnitt nachgebildete Stützkontur mit einem runden Konturabschnitt aufweist, welcher den gerundeten Falzabschnitt aufnimmt. Der runde Konturabschnitt hat dabei einen Rundungsbereich. Der Rundungsbereich besitzt einen Bogenwinkel α von günstigersweise 100° oder mehr, vorzugsweise 110° oder mehr. Insbesondere kann der Bogenwinkel α ca. 120° betragen. Der Bogenwinkel α kann alternativ kleiner als 110° sein.
Die konkave Stützkontur kann auch weitere Bereiche des Falzes aufnehmen. Der Falz ist vorzugsweise als Keilfalz oder Tropfenfalz ausgebildet. Bei dem Falz wird ein überstehender Rand oder Flansch am Werkstück ausgehend von der Basiserstreckung des Werkstücks um insgesamt 180° umgebogen. Der umgebogene Flansch bzw. der gebildete Falz kann mit seinem Endbereich im Wesentlichen parallel zum Basisbereich ausgerichtet sein.
Bei einem solchen Falz kann eine Falztasche gebildet werden. Derartige Falze sind vor allem für mehrlagige Werkstücke, z.B. Blechbauteile, von Vorteil. In die Falztasche kann eine Werkstücklage, insbesondere ein flaches Blech, eingreifen oder eingeschoben werden. Mit dem Keilfalz oder Tropfenfalz kann eine optisch ansprechende Falzerscheinung gebildet werden. Dies ist insbesondere an Blechbauteilen im Karosseriebereich, z.B. bei Karosseriewänden, Türen, Klappen oder dgl. von Vorteil. In die Falztasche kann auch ein Dichtmittel und/oder Klebemittel eingebracht sein.
Die beanspruchte Ausbildung der Falzeinrichtung hat besondere Vorteile für die Stabilität und die optische Erscheinungsform des fertigen Falzes. Die konkave bzw. eingebauchte Stützkontur kontaktiert und stützt formerhaltend den eingetauchten Flansch und den gebogenen Falzabschnitt beim Falzprozess. Sie kann auch eine Falz- und Biegefunktion haben. Der gerundete Konturabschnitt kann eine geeignete Form und Krümmung, z.B. eine Kreisbogenform, haben.
Die konkave Stützkontur mit dem gerundeten Konturabschnitt sorgt für eine optisch ansprechende und gleichmäßige gerundete Außenform des gerundeten Falzabschnitts, insbesondere Falzbogens. Eindrückungen oder Abflachungen können mit Sicherheit vermieden werden. Derartige Abflachungen können bei vorbekannten Stützrollen mit einer konischen oder zylindrischen Stützkontur und tangentialer Anlage am Falzbogen auftreten.
Die Stützkontur kann weitere Falzabschnitt des umgebogenen Falzes außenseitig abdecken bzw. kontaktieren. Die Stützkontur kann bei einem Keilfalz auch einem anschließenden schrägen und im Wesentlichen geraden Falzabschnitt, insbesondere Keilabschnitt, des Falzes nachgebildet sein und einen entsprechend geformten schrägen Konturabschnitt, insbesondere eine Keilschräge, aufweisen. Der gerundete und der schräge Konturenabschnitt der Stützkontur gehen ineinander über und sorgen für einen exakten gleichmäßigen Übergang an der Falzaußenseite.Die konkave Stützkontur ist an der Mantelaußenseite des Falzmittels angeordnet.
Ferner kann die konkave Stützkontur auch an einen dritten und an den schrägen Falzabschnitt anschließenden sowie erneut abgebogenen Falzabschnitt, insbesondere Endabschnitt, des Falzes zumindest bereichsweise angepasst und nachgebildet sein. Hierfür kann die konkave Stützkontur einen abgebogenen Konturabschnitt, insbesondere Rundungsübergang, aufweisen, welcher an den schrägen Konturabschnitt, insbesondere die Keilschräge, anschließt.
In einem zusätzlichen eigenständigen Erfindungsgedanken ist vorgesehen, dass die konkave Stützkontur die mehreren, insbesondere drei, aneinander anschließenden Falzabschnitte eines Keilfalzes zumindest bereichsweise aufnimmt. Die Stützkontur kann den Keilfalz in seinem mittleren Falzabschnitt vollständig und an ein oder beiden endseitigen Falzabschnitten nur bereichsweise aufnehmen. Die Stützkontur kann den vollständig oder bereichsweise aufgenommenen Falzabschnitten nachgebildet sein.
Die Stützkontur kann in einer vorteilhaften Ausführung den gesamten schrägen Falzabschnitt aufnehmen und den gerundeten Falzabschnitt vollständig oder bereichsweise aufnehmen. Sie kann den bevorzugt rund gebogenen Übergang vom schrägen Falzabschnitt zum anschließenden abgebogenen Falzabschnitt aufnehmen und den folgenden geraden Teil dieses abgebogenen Falzabschnitt bereichsweise aufnehmen.
Der restliche, bevorzugt gerade, Bereich des abgebogenen Falzabschnitts wird dabei von dem stützenden Falzmittel bzw. seiner Stützkontur nicht beaufschlagt. Hier kann ein weiteres Falzmittel, insbesondere ein Niederhalter oder eine Falzrolle einwirken.
Die Stützkontur kann eine geeignete Formgebung für die Aufnahme der mehreren, insbesondere drei, aneinander anschließenden Falzabschnitte aufweisen. Sie kann einen runden Konturabschnitt, einen anschließenden schrägen, bevorzugt im Wesentlichen geraden, Konturabschnitt sowie einen anschließenden abgebogenen Konturabschnitt aufweisen. Der gerade Konturabschnitt kann eine Keilschräge sein. Der abgebogenen Konturabschnitt kann ein Rundungsübergang sein. Der Rundungsübergang kann einen Rundungsbereich und einen anschließenden kurzen geraden Bereich aufweisen. Der kurze gerade Bereich kann auf einen kleinen geraden Bereich des abgebogenen Falzabschnitts nach dessen Biegestelle einwirken. Der runde Konturabschnitt kann in der vorgenannten Weise gemäß der ersten beiden Erfindungsaspekte ausgebildet sein. Er kann alternativ einen verkleinerten Biegewinkel α unter 100° aufweisen. Dieser kann sich z.B. vom Rundungsscheitel bis zum anschließenden geraden Konturabschnitt erstrecken.
Das besagte Falzmittel mit der konkaven Stützkontur hat zumindest eine Stützfunktion und kann ggf. auch den Falz bzw. den Flansch der einen Werkstücklage umformen und biegen. Das Falzmittel bzw. Stützmittel ist bevorzugt als frei drehbare oder ggf. auch drehend angetriebene Stützrolle ausgebildet. Alternativ sind andere Ausbildungen, z.B. auch als zustellbarer Falzstahl, möglich.
Die konkave oder eingebauchte Stützkontur kann eine ringförmige endlose Erstreckung haben und sich umfangseitig am Mantel einer Stützrolle befinden. Sie kann alternativ eine endliche und z.B. gerade Erstreckung haben und sich am Rand einer Falzbacke bzw. eines Falzstahls befinden.
Zur Falzbildung findet eine Relativbewegung zwischen dem Werkstück, insbesondere dem zu falzenden überstehenden Flansch, und dem Falzmittel bzw. Stützmittel statt. Für die Kinematik dieser Relativbewegung gibt es verschiedene Möglichkeiten. Das Falzmittel kann relativ zum ruhenden Werkstück bewegt werden. Alternativ kann das Werkstück relativ zum ruhenden bzw. stationären Falzmittel bewegt werden. In einer weiteren Abwandlung können beide bewegt werden. Die Falzeinrichtung kann hierfür eine geeignete einachsige oder mehrachsige Handhabungseinrichtung aufweisen. Diese kann z.B. als mehrachsiger Industrieroboter, insbesondere als Gelenkarmroboter mit vier, fünf, sechs oder mehr Achsen ausgebildet sein. Für Table-Top-Falzeinrichtungen kann die Handhabungseinrichtung eine Zustelleinrichtung für ein als Falzstahl ausgebildetes Falzmittel aufweisen.
Das Falzwerkzeug kann außer dem besagten stützenden Falzmittel weitere Falzmittel aufweisen. Diese können zum einstufigen oder mehrstufigen Falzen eingesetzt werden. Diese Falzmittel können ebenfalls in der vorerwähnten Weise als drehbare Falzrollen mit einem gerundeten Mantel oder als Falzstähle mit einer ggf. länglichen und nicht oder wenig gekrümmten Erstreckung der Falzkontur ausgestattet sein.
Das Falzmittel mit der konkaven Stützkontur kann z.B. als Endfalzmittel eingesetzt werden. Es kann dabei mit einem oder mehreren weiteren Falzmittel(n), z.B. einem Niederhalter oder einer Falzrolle, zusammenwirken. Das oder die weiteren Falzmittel können ebenfalls Endfalzmittel sein. Das Falzmittel mit der konkaven und die gewünschte Falzform erhaltenden Stützkontur hat den weiteren Vorteil, dass auch beim Zusammenwirken mit einem weiteren Falzmittel Störeffekte vermieden oder zumindest signifikant minimiert werden können. Optisch störende Falzverformungen, insbesondere Einprägungen oder dgl., können vermieden werden.
Die kontaktierende oder kontaktfreie Stoßstelle zwischen dem Falzmittel mit der konkaven Stützkontur und einem benachbarten weiteren Falzmittel kann an eine unkritische Stelle des Falzes, insbesondere Keilfalzes oder Tropfenfalzes, verlegt werden. Dies kann insbesondere eine bei Einsatz des Werkstücks optisch nicht sichtbare Stelle sein. Bei solchen Falzen an Karosseriebauteilen, insbesondere Türen oder Klappen, ist dies von besonderem Vorteil.
Das Falzwerkzeug kann als Kombiwerkzeug oder als Satzwerkzeug ausgebildet sein, wobei letzteres aus mehreren Einzelwerkzeugen besteht. Das Falzwerkzeug kann entsprechend der jeweiligen Ausbildung ein oder mehrere Träger aufweisen, an denen jeweils ein oder mehrere Falzmittel der genannten Art angeordnet sind.
Die Falzeinrichtung kann unterschiedlich eingesetzt werden, z.B. zum Rollfalzen oder zum Table-Top-Falzen.
In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielhaft und schematisch dargestellt. Im Einzelnen zeigen:

1: ein zu falzendes mehrlagiges Werkstück mit einem Falzbett in einer Ausgangsstellung,
2 und 3: das Werkstück von 1 in zwei verschiedenen Vorfalzstellungen mit unterschiedlichen Flansch- bzw. Falzbiegungen,
4: das Werkstück von 1 bis 3 in der Endstellung mit einem um 180° umgebogenen Keilfalz und mit zwei Falzmitteln,
5: die Anordnung von 4 in einer Explosionsdarstellung und
6: eine Variante der Anordnung von 4 mit anderen Falzmitteln.

Die Erfindung betrifft eine Falzeinrichtung (1) und ein Falzverfahren. Die Erfindung betrifft außerdem ein Falzwerkzeug (2) mit mehreren Falzmitteln (15, 16, 17, 18).
Die Falzeinrichtung (1) weist zumindest das vorgenannte Falzwerkzeug (2) auf. Sie kann ferner ein Falzbett (3) zur Stützung und Auflage eines Werkstücks (4) und im Weiteren auch eine Handhabungseinrichtung für das Falzwerkzeug (2) aufweisen. Die Handhabungseinrichtung kann einachsig oder mehrachsig beweglich und bedarfsweise angetrieben und gesteuert sein.
Eine solche Handhabungseinrichtung kann z.B. als mehrachsiger Industrieroboter, insbesondere Gelenkarmroboter, mit vier oder mehr Achsen ausgebildet sein. Diese Handhabungseinrichtung kann das Falzwerkzeug (2) und/oder ein mobiles Falzbett (3) und/oder das Werkstück (4) handhaben und bewegen. Hierbei kann die vorbeschriebene Kinematik bei den Relativbewegungen zwischen Werkstück (4) und Falzwerkzeug (2) bewirkt werden.
In einer anderen Variante kann die Handhabungseinrichtung eine einachsige oder mehrachsige Zustelleinrichtung für das Falzwerkzeug (2) sein. Diese kann z.B. stationär angeordnet und am Falzbett (3) angebaut sein. Hierdurch kann z.B. eine Table-Top-Falzeinrichtung realisiert werden. Die Handhabungseinrichtung ist in den Zeichnungen der Übersicht halber nicht dargestellt.
Das Werkstück (4) ist vorzugsweise als mehrlagiges Werkstück, z.B. als mehrlagiges Blechbauteil, ausgebildet. Es kann sich z.B. um ein Karosseriebauteil aus Metallblech für eine Fahrzeugkarosserie handeln. Das Werkstück (4) weist eine äußere Lage (5) und eine innere Lage (6) auf, die miteinander über den beim Prozess gebildeten Falz (7) klemmend und ggf. unter Einbringung eines Klebstoffs haftend verbunden werden. Die äußere Lage (5) liegt auf dem Falzbett (3) auf, wobei die innere Lage (6) vor dem Falzen auf der Außenlage (5) aufgelegt oder nachträglich während des Falzprozesses eingebracht werden kann. Das Werkstück (4) kann auch mehr als zwei Lagen aufweisen.
Das Falzwerkzeug (2) weist mehrere Falzmittel (15, 16, 17, 18) auf. Der Falzprozess kann mit diesen Falzmitteln (15, 16, 17, 18) in einer oder mehreren Stufen durchgeführt werden. Die Zahl und Anordnung der Falzmittel kann variieren.
Die Falzmittel (15, 16, 17, 18) können miteinander an einem gemeinsamen Träger oder einzeln oder gruppenweise an jeweils einem eigenen Träger angeordnet sein. Der oder die Träger sind der Übersicht halber nicht dargestellt. Mittels der Träger kann eine Verbindung mit einer Handhabungseinrichtung der vorgenannten Art stattfinden.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Falzmittel (15, 16) Vorfalzmittel, die in geeigneter Weise ausgebildet sein können, z.B. als frei drehbare oder drehend angetriebene Falzrollen. Alternativ ist eine andere Gestaltung in Form von Falzbacken oder Falzstählen oder dgl. möglich.
Die anderen Falzmittel (17, 18) können Endfalzmittel bilden. Das Falzmittel (18) ist z.B. als Stützmittel ausgebildet und hat zumindest eine Stützfunktion für den beim Falzprozess in der nachfolgend beschriebenen Weise gebildeten Falz (7). Das Falzmittel (18) kann auch eine Falzfunktion haben. Das andere Falzmittel (17) kann eine falzbildende und insbesondere biegende Funktion haben. Es kann z.B. als Niederhalter oder als frei drehbare oder drehend angetriebene Falzrolle ausgestaltet sein. Die Falzmittel (17, 18) können gemeinsam an einem Träger angeordnet sein und können auch zusammenwirken.
4 und 6 zeigen zwei Varianten der anderen Falzmittel (17,18). Nachfolgend wird die erste Variante gemäß 4 und 5 beschrieben. Die beiden Varianten stimmen weitgehend überein. Die Unterschiede der zweiten Variante werden am Ende erläutert.
Bei einer entlang des Falzverlaufes bzw. der gefalzten Werkstückkante gerichteten Relativbewegung zwischen dem Falzwerkzeug (2) und dem Werkstück (4) können die beiden Falzmittel (17, 18) eine unterschiedliche gegenseitige Lage aufweisen. In Richtung dieser Relativbewegung kann das stützende Falzmittel (18) vorlaufend oder auf gleicher Höhe mit dem Falzmittel (17) angeordnet sein. Alternativ ist auch eine nachlaufende Anordnung möglich.
Der Einsatz des Falzwerkzeugs (2) und der damit ausgeführte Falzprozess werden nachfolgend in einem Ausführungsbeispiel anhand der Figuren beschrieben.
In 1 ist die Ausgangsstellung gezeigt, in der die Werkstücklagen (5,6) aufeinander liegen und auf dem Falzbett (3) angeordnet sind. Die äußere Lage (5) ragt über die innere Lage (6) hinaus und weist einen überstehenden Rand oder Flansch (8) auf. Dieser kann z.B. schon senkrecht zur Hauptebene der Außenlage (5) abgewinkelt sein. 1 zeigt diese Anordnung.
Der beispielhaft dargestellte Falzprozess ist mehrstufig. Mit einem ersten Falzmittel (15) der vorgenannten Art wird der hochstehende Flansch (8) in einem ersten Schritt zunächst umgebogen, z.B. mit einer schräg angestellten Falzrolle und einem Biegewinkel von ca. 30°. 2 zeigt diesen Falzschritt.
Bei einem mehrstufigen Vorfalzen kann z.B. gemäß 3 der vorgebogene Flansch (8) anschließend noch weiter umgebogen werden, z.B. um weitere 30°. Der in zwei Stufen hergestellte Biegewinkel beträgt z.B. 60°. Der Winkel zwischen dem vorgebogenen Flansch (8) und der Hauptebene der Außenlage (5) beträgt z.B. 120°. Bei den vorbeschriebenen Vorfalzvorgängen wird am Fußbereich des Flansches (8) eine runde Biegung ausgebildet.
4 zeigt den dritten Falzschritt, der z.B. als Endfalzschritt ausgebildet sein kann. Hierdurch wird der zweistufig vorgebogene Flansch (8) in die Endstellung gebogen und auf die Innenlage (6) angelegt und angedrückt. Der in den drei Falzstufen gebildete Falz (7) beschreibt dadurch insgesamt eine Biegung um 180°. Der Falz (7) wird verpresst und klemmt die Innenlage (6) ein.
In der gezeigten Anordnung ist der Falz (7) als Keilfalz ausgebildet. Dieser bildet eine Falztasche (9). In der Öffnung der Falztasche (9) ist die Innenlage (6) aufgenommen. Außerdem kann am überstehenden Endbereich ein hohler Innenraum vorhanden sein, in den bedarfsweise ein weiteres Mittel, z.B. ein Klebstoff, ein Dichtmittel oder dgl., zu gegebener Zeit, z.B. während des Falzprozesses, eingebracht werden kann.
5 zeigt die Anordnung von 4 mit freigestelltem Falz (7) und Falzmittel (18).
Der Falz (7) weist mehrere Falzabschnitte (10, 11, 12, 13) auf. Der erste Falzabschnitt (10) ist als Basisabschnitt ausgebildet und stellt eine Verlängerung der Außenlage (5) dar. Er liegt vorzugsweise in der Ebene der Außenlage (5). An den Basisabschnitt (10) schließt sich ein gebogener Falzabschnitt (11) an, der als sog. Falzbogen ausgebildet ist. Der Falzbogen (11) weist zumindest an der Außenseite eine Rundung auf, die am fertigen Werkstück (4) von außen sichtbar sein kann. Diese Rundung kann im Querschnitt des Falzes (7) gesehen eine Kreisbogenform haben. Alternativ ist eine andere Rundung oder Krümmungsform möglich.
An den gebogenen Falzabschnitt (11) schließt sich ein schräger Falzabschnitt (12) an, der im Querschnitt eine im wesentlichen gerade Erstreckung haben kann. Dieser Falzabschnitt kann als schräger Keilabschnitt (12) ausgebildet sein.
An den schrägen Falzabschnitt (12) kann sich ein weiterer und z.B. letzter Falzabschnitt (13) anschließen. Er kann gegenüber dem schrägen Falzabschnitt (12) zur Vollendung der 180°-Biegung des Falzes (7) abgebogen sein. Zwischen dem schrägen Falzabschnitt (12) und dem weiteren Falzabschnitt (13) befindet sich eine bevorzugt gerundete Biegestelle (24). Dieser Falzabschnitt (13) kann ein im hinteren Bereich im Wesentlichen gerader oder ebener Endabschnitt sein.
Die restliche Biegung des gemäß 3 vorgebogenen Flansches (8) kann durch das in 4 dargestellte Falzmittel (17) ausgeführt werden, welches in der vorgenannten Art ausgebildet sein kann. In 4 ist eine abgestufte Falzrolle (17) mit einem zylindrischen Mantel dargestellt, wobei die Rollenachse parallel zur Außenlage (5) bzw. zur Oberseite des Falzbetts (3) ausgerichtet ist. Die Falzrolle (17) drückt von oben auf das äußere Ende (13) des Flansches (8) und bildet den letzten Falzabschnitt (13) bzw. Endabschnitt und drückt diesen gegen die Innenlage (6).
Das vorgenannte stützende Falzmittel (18) ist in beiden Varianten z.B. als Falzrolle ausgebildet, die eine aufrechte Drehachse aufweist. Diese kann quer, insbesondere senkrecht, zur Außenlage (5) und zur Oberseite des Falzbetts (3) ausgerichtet sein. Sie ist dann auch quer, insbesondere senkrecht zur Drehachse der Falzrolle (17) ausgerichtet.
Das Falzmittel (18) hat eine stützende Funktion für den umgebogenen Flansch (8) und den hierdurch gebildeten Falz (7). Das Falzmittel (18) weist hierfür eine konkave Stützkontur (19) auf. Diese kann eine eingebauchte und nutenartige Form haben. Sie kann an der Mantelaußenseite des stützenden Falzmittels (18) angeordnet sein.
Bei einer rollenartigen Ausbildung des Falzmittels (18) befindet sich die konkave Stützkontur (19) am Umfang des Mantels und hat eine endlose sowie ringförmige Erstreckung. Bei einer anderen Ausführungsform des Falzmittels (18), z.B. als Falzbacke oder Falzstahl, kann die konkave Stützkontur (19) eine endliche und schwach oder nicht gekrümmte Erstreckung, insbesondere eine gerade Erstreckung, haben. Die genannte konkave Form der Stützkontur (19) bezieht sich auf einen Schnitt durch den Mantel des Falzmittels (18) entsprechend einem Querschnitt durch den Falz (7).
Die konkave Stützkontur (19) ist dem Falz (7), insbesondere Keilfalz, zumindest bereichsweise nachgebildet. 1 bis 4 und 5 zeigen hierfür verschiedene Ausführungsformen.
In der ersten Variante von 1 bis 4 ist die konkave Stützkontur (19) zumindest dem gerundeten Falzabschnitt (11) des Falzes (7) nachgebildet. Sie weist hierfür einen runden Konturabschnitt (20) auf. Dieser kann die gleiche Rundungsform wie der gerundete Falzabschnitt (11) aufweisen. Dies kann z.B. eine kreisbogenförmige Rundung sein. Der konkave runde Konturabschnitt (20) nimmt den gerundeten Falzabschnitt (11) auf und kontaktiert ihn an der Außenseite.
Wie 4 verdeutlicht, untergreift der runde Konturabschnitt (20) den gerundeten Falzabschnitt (11) unterhalb von dessen Rundungsscheitel (14). Der runde Konturabschnitt (20) und das Falzmittel (18) unterstützen damit den Falz (7) an dessen Unterseite und an dem über das Falzbett (3) hinausragenden Bereich. Insbesondere kann der Übergangsbereich zwischen dem geraden Basisabschnitt und dem Falzbogen (11) an der Unterseite umfasst und abgestützt werden.
In der gezeigten Ausführung wird der Falzbogen (11) an der gesamten Unterseite unterhalb des Rundungsscheitel (14) umfasst und abgestützt. Bei einer nicht dargestellten Abwandlung kann der Falzbogen (11) an einem kleineren Bereich der besagten Unterseite umfasst und abgestützt werden.
Beim Biegen des Flansches (9) kann eine nach außen gerichtete Kraft auftreten, welche die bereits gebogenen Falzabschnitte nach außen drängt und möglicherweise in unerwünschter Weise verformen könnte. Die konkave Stützkontur (19), insbesondere der runde und gebogene Konturabschnitt (20), verhindern eine unerwünschte Flansch- oder Falzverformung und halten durch ihre Formanpassung den Flansch (9) oder Falz (7) in der gewünschten Form.
Der besagte runde Konturabschnitt (20) weist einen in der auseinandergezogenen Darstellung von 5 ersichtlichen Rundbereich mit einem Bogenwinkel α auf. Dieser Rundbereich hat vorzugsweise eine Kreisbogenform. Der Bogenwinkel α beträgt z.B. zumindest 100° oder mehr. Vorzugsweise beträgt der Bogenwinkel α 110° oder mehr. In der gezeigten Ausführungsform hat der Bogenwinke α eine Größe von ca. 120°.
Die konkave Stützkontur (19) hat einen schrägen und bevorzugt im Wesentlichen geraden Konturabschnitt (21), der an den gerundeten Konturabschnitt (20) anschließt. Der schräge Konturabschnitt (21) kann eine Keilschräge sein. Die gerade Formgebung bezieht sich auf den gezeigten Querschnitt. Dieser schräge Konturabschnitt (21) ist dem vorgenannten geraden und ebenfalls schrägen Falzabschnitt (12), insbesondere sog. Keilabschnitt, nachgebildet.
Die konkave Stützkontur (19) kann im Weiteren auch einem abgebogenen Falzabschnitt (13) zumindest bereichsweise nachgebildet sein, welcher an den schrägen Falzabschnitt (12) anschließt. Dieser Falzabschnitt (13) kann der vorerwähnte Endabschnitt sein.
Die konkave Stützkontur (19) weist hierfür im Anschluss an den schrägen Konturabschnitt (21) einen abgebogenen Konturabschnitt (22) auf. Dies kann insbesondere ein Rundungsübergang sein. Der abgebogene Konturabschnitt (22) weist eine Rundung auf. Er kann ggf. auch einen an die Rundung anschließenden kurzen geraden Anschlussbereich (23) aufweisen. Der abgebogene Konturabschnitt (22) kann endseitig im einen Fall nur bis zur Biegestelle (24) reichen, insbesondere zu deren Ende und zum Übergang in den geraden Teil des Endabschnitts (13). In anderen Fall reicht der abgebogene Konturabschnitt (22) mit dem geraden Anschlussbereich (23) endseitig nur ein kleines Stück weit über die Biegestelle (24) und den Anfang des geraden Teils des Endabschnitts (13) hinaus.
Die konkave Stützkontur (19) umgreift und führt den umgebogenen Falz (7) an den relevanten Biegestellen. Das andere Falzmittel (17), insbesondere die Falzrolle, schließt kontaktfrei mit einem geringen horizontalen Abstand oder mit Berührungskontakt an das stützende Falzmittel (18), insbesondere die Stützrolle, an. Die kontaktierende oder kontaktfreie Stoßstelle der Falzmittel (17, 18) kann sich hinter der Biegestelle (24) am geraden Bereich des abgebogenen Falzabschnitts (13) befinden. Durch die Führung und Abstützung des Falzes (7) an der konkaven Stützkontur (19) können unerwünschte Einprägungen an diesem Abstand oder Stoßbereich und an der Außenseite des Flansches (8) bzw. Falzes (7) vermieden werden.
Die in 6 dargestellte zweite Variante des Falzmittels (18) mit der Stützkontur (12) unterscheidet sich von der ersten Variante in der Ausbildung des gerundeten Konturabschnitts (20) und des abgebogenen Konturabschnitts (22).
Der gerundete Konturabschnitt (20) hat eine gegenüber der ersten Variante verkürzte Bogenlänge bzw. einen kleineren Biegewinkel α. Der gerundete Konturabschnitt (20) untergreift den gebogenen Falzabschnitt (11) an der unterhalb des Rundungsscheitels (14) gelegenen Unterseite nur in einem kleineren Bereich. Der gerundete Konturabschnitt (20) reicht z.B. nicht bis zur Übergangsstelle des gerundeten Falzabschnitts bzw. Falzbogens (11) in die Außenlage (5). Der gerundete Konturabschnitt (20) kann unterhalb des Rundungsscheitels (14) in eine gerade Kontur oder eine andere Konturform übergehen. Gemäß der gestrichelten Darstellung von 6 kann dieser gerade Teil des gerundeten Konturabschnitts (20) auch in Höhe des Rundungsscheitels (14) ausgehen. Er kann in beiden Fällen tangential an den runden Teil des gerundeten Falzabschnitt (11) anschließen. In beiden Fällen kann der untere Teil des gerundeten Konturabschnitts (20) vom gebogenen Falzabschnitt (11) abgelöst und distanziert sein.
Die zweite Variante von 6 zeigt einen weiteren Unterschied, der zusätzlich oder alternativ vorhanden sein kann. Der abgebogene Konturabschnitt (22) hat einen geraden Anschlussbereich (23) nach der Rundung, der länger als in der ersten Variante ist. Die Stoßstelle zwischen den Falzmitteln (17, 18) ist entsprechend weiter zum freien Ende des abgebogenen Falzabschnitts (13) verlagert.
Bei der zweiten Variante ist die konkave Stützkontur (12) ebenfalls dem Falz (7), insbesondere Keilfalz, bereichsweise nachgebildet. Die Stützkontur (19) nimmt dabei auch in der zweiten Variante die mehreren, insbesondere drei, aneinander anschließenden Falzabschnitte (11, 12, 13) zumindest bereichsweise auf. Sie nimmt den schrägen Falzabschnitt (12) vollständig und den gerundeten Falzabschnitt (11) sowie den abgebogenen Falzabschnitt (13) jeweils bereichsweise auf. Der schräge Konturabschnitt (21) ist der gleiche wie in der ersten Variante, wobei der gerundete Konturabschnitt (20) und/oder der abgebogene Konturabschnitt (22) gegenüber der ersten Variante geändert sind.
Abwandlungen der gezeigten und beschriebenen Ausführungsform sind in verschiedener Weise möglich. Insbesondere können die Merkmale des vorbeschriebenen Ausführungsbeispiels und der vorstehend und nachstehend genannten Abwandlungen beliebig miteinander kombiniert, insbesondere auch vertauscht werden.
Die konkave Stützkontur (19) des stützenden Falzmittels (18) kann nur den runden Konturabschnitt (20) aufweisen und den gebogenen Falz (7) in einem kleineren Bereich umgreifen, kontaktieren und führen. Das benachbarte biegende Falzmittel (17) kann außer auf den Endabschnitt (13) auch auf den schrägen Keilabschnitt (12) einwirken und eine entsprechend andere Falzkontur am Mantel aufweisen.
Der Falzprozess kann einstufig sein, wobei nur ein einzelnes und entsprechend geformtes Falzmittel (17) zusammen mit dem stützenden Falzmittel (18) und dessen konkaver Stützkontur (19) eingesetzt wird. In Abwandlung der gezeigten Ausführungsform kann ein mehrstufiger Falzprozess zweistufig sein oder mehr als drei Falzstufen beinhalten. Insbesondere kann das in 2 und 3 dargestellte Vorfalzen gemeinsam in einem Schritt mit entsprechend geeigneter Ausbildung eines Falzmittels durchgeführt werden.
Der Falz (7) kann eine abweichende Formgebung, insbesondere Querschnittsform, aufweisen. Der Keilfalz hat die besagte Keilform und entsprechend kleine Biegeradien. Statt des gezeigten Keilfalzes kann z.B. ein Tropfenfalz gebildet werden. Bei diesem ist der gerundete Falzabschnitt (11) über einen deutlich größeren Bogenwinkel mit einem größeren Biegeradius ausgebildet, wobei auch die konkave Stützkontur (19), insbesondere der runde Konturenabschnitt (20), eine entsprechend geänderte Formgebung hat. Der innere Rundungsdurchmesser kann größer als die Dicke der Innenlage (6) sein. Der Endabschnitt (13) wird dann wieder vom Rundungsende nach unten abgedrückt und gegen die Innenlage (6) gepresst. Ein Keilfalz hat in der Regel allerdings eine bessere Press- und Klemmwirkung.
Bezugszeichenliste

1: Falzeinrichtung
2: Falzwerkzeug
3: Falzbett
4: Werkstück
5: Lage, Außenlage
6: Lage, Innenlage
7: Falz, Keilfalz
8: Flansch
9: Falztasche
10: Falzabschnitt, Basisabschnitt
11: Falzabschnitt, Falzbogen
12: Falzabschnitt, schräger Keilabschnitt
13: Falzabschnitt, Endabschnitt
14: Rundungsscheitel
15: Falzmittel, Vorfalzmittel, Falzrolle
16: Falzmittel, Vorfalzmittel, Falzrolle
17: Falzmittel, Endfalzmittel, Niederhalter
18: Falzmittel, Endfalzmittel, Stützfalzrolle
19: Stützkontur, Stützfläche
20: Konturabschnitt, Rundung
21: Konturabschnitt, Keilschräge
22: Konturabschnitt, Rundungsübergang
23: gerader Abschnittsbereich
24: Biegestelle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102014006089 A1 [0002]
DE 102009024344 B4 [0003]
DE 102012002840 A1 [0004]
DE 3535298 A1 [0005]

Claims

Falzeinrichtung zur Bildung von Falzen (7), insbesondere taschenförmigen Keilfalzen oder Tropfenfalzen, an einem mehrlagigen Werkstück (4), wobei die Falzeinrichtung (1) ein Falzwerkzeug (2) mit mehreren Falzmitteln (15, 16, 17, 18) aufweist, von denen ein Falzmittel (18) als Stützmittel, insbesondere drehbare Stützrolle, für die außenseitige Abstützung eines gerundeten Falzabschnitts (11), insbesondere Falzbogens, des Falzes (7) vorgesehen und ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzmittel (18) eine konkave und zumindest dem gerundeten Falzabschnitt (11) nachgebildete Stützkontur (19) mit einem runden Konturabschnitt (20) aufweist, welcher den gerundeten Falzabschnitt (11) aufnimmt und ihn unterhalb seines Rundungsscheitels (14) untergreift.
Falzeinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzmittel (18) eine konkave und zumindest dem gerundeten Falzabschnitt (11) nachgebildete Stützkontur (19) mit einem runden Konturabschnitt (20) aufweist, welcher den gerundeten Falzabschnitt (11) aufnimmt und einen Rundbereich aufweist.
Falzeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rundbereich einen Bogenwinkel α von 100° oder mehr, vorzugsweise 110° oder mehr, aufweist.
Falzeinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Stützkontur (19) auch einem an den gerundeten Falzabschnitt (11) anschließenden, schrägen und bevorzugt im Wesentlichen geraden Falzabschnitt (12), insbesondere Keilabschnitt, des Falzes (7) nachgebildet ist.
Falzeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Stützkontur (19) im Anschluss an den runden Konturabschnitt (20) einen schrägen und bevorzugt im Wesentlichen geraden Konturabschnitt (21), insbesondere eine Keilschräge, aufweist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Stützkontur (19) auch einem an den schrägen Falzabschnitt (12) anschließenden, abgebogenen Falzabschnitt (13), insbesondere Endabschnitt, des Falzes (7) zumindest bereichsweise nachgebildet ist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Stützkontur (19) im Anschluss an den schrägen Konturabschnitt (21) einen abgebogenen Konturabschnitt (22), insbesondere Rundungsübergang, aufweist.
Falzeinrichtung zur Bildung von einem taschenförmigen Keilfalz (7) an einem mehrlagigen Werkstück (4), wobei der Keilfalz (7) einen gerundeten Falzabschnitt (11), einen anschließenden, schrägen Falzabschnitt (12) sowie einen anschließenden abgebogenen Falzabschnitt (13) aufweist, wobei die Falzeinrichtung (1) ein Falzwerkzeug (2) mit mehreren Falzmitteln (15, 16, 17, 18) aufweist, von denen ein Falzmittel (18) als Stützmittel, insbesondere als drehbare Stützrolle, für die außenseitige Abstützung des Keilfalzes (7) vorgesehen und ausgebildet ist und eine konkave, dem Keilfalz (7) bereichsweise nachgebildete Stützkontur (19) aufweist, wobei die Stützkontur (19) die mehreren, insbesondere drei, aneinander anschließenden Falzabschnitte (11, 12, 13) zumindest bereichsweise aufnimmt.
Falzeinrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkontur (19) den Übergang vom schrägen Falzabschnitt (12) zum anschließenden abgebogenen Falzabschnitt (13) aufnimmt und den folgenden geraden Teil des abgebogenen Falzabschnitt (13) bereichsweise aufnimmt.
Falzeinrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkontur (19) den gerundeten Falzabschnitt (11) zumindest bereichsweise aufnimmt.
Falzeinrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkontur (19) den gesamten schrägen Falzabschnitt (12) aufnimmt.
Falzeinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützkontur (19) einen runden Konturabschnitt (20), einen anschließenden schrägen, bevorzugt im Wesentlichen geraden Konturabschnitt (21), insbesondere eine Keilschräge, sowie einen anschließenden abgebogenen Konturabschnitt (22), insbesondere Rundungsübergang, aufweist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die konkave Stützkontur (19) an der Mantelaußenseite des Falzmittels (18) angeordnet ist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) ein dem Falzmittel (18) zugeordnetes weiteres Falzmittel (17), insbesondere einen Niederhalter oder eine Falzrolle, aufweist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzmittel (17, 18) als Endfalzmittel für einen bevorzugt mehrstufigen Falzprozess ausgebildet sind.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) ein oder mehrere zusätzliche Falzmittel (15, 16), insbesondere Falzrolle(n), aufweist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das oder die zusätzliche(n) Falzmittel (15, 16) als Vorfalzmittel ausgebildet ist oder sind.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) einen bevorzugt gemeinsamen Träger für die Falzmittel (15, 16, 17, 18) aufweist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzwerkzeug (2) als stationär angeordnetes Werkzeug oder als robotergeführtes Werkzeug ausgebildet ist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzeinrichtung (1) ein stationäres oder instationäres, insbesondere fliegendes, Falzbett (3) zur Aufnahme des Werkstücks (4) aufweist.
Falzeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Falzeinrichtung (1) eine einachsig oder mehrachsig bewegliche Handhabungseinrichtung, insbesondere einen mehrachsigen Industrieroboter, für das Falzwerkzeug (2) aufweist.