DE29604001U1 - Vorrichtung zum Befestigen eines Rahmens durch Umbiegen von Laschen - Google Patents

Description

Vorrichtung zum Befestigen eines Rahmens durch Umbiegen von Laschen

Beschreibung:

Die Erfindung bezieht sich a.uf eine Vorrichtung zum Befestigen eines Rahmens an einem Rand eines zumindest im Bereich des Randes flachen Gegenstandes - etwa am Rand einer Öffnung in dem Gegenstand - durch Umbiegen und Andrücken zumindest einer Lasche des Rahmens auf den Gegenstand.

Ein beispielhafter Anwendungsfall, der zur Illustration der Erfindung dienen soE, ist die Befestigung eines Blechmontagerahmens zur späteren Montage beispielsweise einer Innenleuchte am Rand einer für den Rahmen vorgesehenen Öffnung in einem Verkleidungsteil einer Kabine, etwa in einem Dachhimmel eines Pkw-Innenraums.

Solche geschlossenen Montagerahmen weisen entlang dem gesamten Umlauf des Rahmens eine zahnartLge Reihe sich aus der Ebene des Rahmens in eine Richtung (im folgenden "oben" genannt) erstreckende Blechlaschen auf. Sie setzen am Innenrand des Rahmens an und werden zur Befestigung in die Rahmenebene umgebogen, um danach jeweils ein Stück des Randes des Gegenstandes festzuhalten,. Dies kann am besten durch Einklemmen des Randstückes zwischen der umgebogenen Lasche und einem anderen Teil des Rahmens geschehen.

Im Prinzip reicht zur Befestigung eine einzige Lasche aus, etwa wenn der Rahmen an einem entgegengesetzten Ende in eine Tasche in dem Rand eingesteckt wird und die Laschenbefestigung den Rahmen in der Tasche hält und gleichzeitig das ihr zugewandte Ende des Rahmens an dem Rand befestigt.

Im allgemeinen weisen diese Rahmen einen L-förmigen Querschnitt auf, wobei ein erster Schenkel des L in der Rahmenebene liegt und das Gegenlager beim oben beschriebenen Einklemmen bildet und der zweite Schenkel sich aus der Ebene im wesentlichen senkrecht erstreckt und die zahnarti-

ge Reihe der Laschen aufweist. Ein unterer Teil der Länge des zweiten Schenkeis kann dabei als durchgehender Ansatz ausgebildet sein, der nicht am Umbiegen teilnehmen soll, d.h. nicht verformt werden soll. Er kann in etwa der Dicke des Randes des Gegenstandes entsprechen, so daß die umgebogene Lasche in etwa flach auf der Oberseite des Randes zu liegen kommt.

Das Umbiegen ist bislang dadurch ausgieführt worden, daß ein Werkzeug seitlich, d.h. im wesentlichen quer zur Höhenrichtung der Lasche herangeführt wurde, mit der Lasche in Kontakt kam und diese in Richtung auf den ersten Schenkel umbog. Dabei war das Werkzeug nur eindimensional beweglich, d.h. es konnte nur quer zur Lasche hin- und herbewegt werden.

Mit dieser Anordnung ergeben sich viele praktische Schwierigkeiten. Insbesondere kommt es zu unkontrollierten Verbiegungen des Rahmens, d.h. es verbiegen sich nicht nur dLe (erwünschten Teile der) Lasche, sondern auch der oben beschriebene durchgehende Ansatz sowie der erste Schenkel des Rahmenquerschnitts, über den ganzen Rahmen betrachtet äußert sich dies in einer Verdrehung aus der Rahmenebene heraus. Dadurch wird ein passender Sitz des Rahmens an dem Rand bzw. in der öffnung des Gegenstandes, etwa des Pkw-Dachhimmels, unmöglich oder zumindest wesentlich erschwert. Die daraus resultierende Maßungenauigkeit führt zu Schwierigkeiten bei der Montage der Einsätze, z.B. einer Pkw-Innenraumleuchte.

Ferner ist häufig der feste Sitz des Rahmens an oder in dem Gegenstand mangelhaft. Dies kann in Zusammenhang mit der oben beschriebenen Verdrehung des Rahmens an der nicht mehr vollständigen Anlage des ersten Schenkels an dem Rand liegen. Es wird aber auch beobachtet, daß die Umbiegung der Lasche nicht vollständig ist, daß die umgebogene Lasche also nicht vollständig auf dem Rand des Gegenstandes anliegt.

Man kann versuchen, die KontroUierbarkeit des Umbiegevorganges und des Arbeitsergebnisses durch Ankerben der Lasche in ihrem unteren Bereich zu verbessern. Der angekerbte Bereich ist dann hinsichtlich des plastischen Widerstandes gegen das Umbiegen viel weicher als der Rest

des Rahmens. Der wesentliche Teil der Verbiegung wird dann im Bereich der Kerbe aufgenommen. Nachteilig ist jedoch die u.U. unerwünschte Weichheit des die Befestigung sichernden Kerbenbereichs, also der nicht ausreichend feste Sitz des befestigten Rahmens. Vor allem aber kommt es auch zu Brüchen der Lasche im Kerbenbereich.

Die Erfindung stellt sich das technische Problem, die aufgezeigten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden, insbesondere eine Vorrichtung anzugeben, die zu einer kontrollierten Verformung der Laschen und zuverlässigem Sitz des befestigten Rahmens führt, ohne daß es zu Schäden am Rahmen kommt.

Dieses Problem wird gelöst durch eine Vorrichtung zum Befestigen eines Rahmens an einem Rand eines zumindest im Bereich des Randes flachen Gegenstandes durch Umbiegen und Andrücken zumindest einer Lasche des Rahmens auf den Gegenstand, gekennzeichnet durch

ein Vorbiegewerkzeug zum Vorbiegen der Lasche und

ein Andrückwerkzeug zum Weiterbiegen und Andrücken der Lasche auf den Rand des Gegenstandes.

Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 10.

Erfindungsgemäß wird das Umbiegen in zumindest zwei Teilschritte aufgeteilt, die getrennt mit verschiedenen Werkzeugen ausgeführt werden. In einem ersten Vorbiegeschritt wird die Lasche bewußt nicht bis auf den Rand des Gegenstandes herabgedrückt, sondern nur soweit, daß sie von einem speziellen Andrückwerkizeug weiteargebogen und auf den Rand angedrückt werden kann.

Es hat sich nämlich herausgestellt, daß bei der Vorgehensweise nach dem Stand der Technik der Einsatz eines einzigen seitlich eindimensional bewegbaren Werkzeugs unzureichend ist. Liegt der anfängliche Kontaktpunkt dieses Werkzeugs an der Lasche relativ tief etwa auf der Höhe der Oberkante des Randes des Gegenstandes, auf die die Lasche schließlich

herabgebogen werden soll, so wird nur ein sehr kleiner Teil der Höhenerstreckung der Lasche für die Verformung genutzt. Dadurch entsteht die Gefahr von übermäßigen mechanischen Beanspruchungen des Materials der Lasche in diesem Bereich mit daraus resultierenden Brüchen.

Wird andererseits die Höhe des genannten Kontaktpunktes höher gewählt, so ist das Werkzeug nach dem Stand der Technik nicht in der Lage, die Lasche bis auf die Oberseite des Randes des Gegenstandes, also tiefer als bis zur Höhe dieses Kontaktpunktes, herabzudrücken.

Anstatt nun naheliegend an ein zweidimensional bewegbares Werkzeug zu denken, hat es sich als viel einfacher und effektiver erwiesen, mit einem Vorbiegewerkzeug die Lasche um einen gewissen Winkel umzubiegen, wobei keine Notwendigkeit besteht, dieses Vorbiegewerkzeug besonders tief an der Lasche angreifen zu lassen. Vielmehr kann die Lasche auch am oberen Bereich angreifend vorgebogen werden, so daß die plastische Verformung von einem relativ großen Teil der Länge der Lasche aufgenommen werden kann.

Daraufhin ist bereits ein wesentlicher Teil der Umbiegung erfolgt, und das Andrückwerkzeug kann die Lasche vollständig auf den Gegenstand biegen und andrücken. Insbesondere kann sich das Andrückwerkzeug dazu auch aus einer anderen Richtung als seitlich von der Lasche auf diese zubewegen. Durch die bereits erfolgte Vorbiegung ist die Lasche dabei für das Andrückwerkzeug auch einfacher greifbar.

Ein weiterer Vorteil der Trennung der Biegeschritte und Werkzeuge ist, daß das mit der Lasche in Kontakt kommende Profil beider Werkzeuge jeweils unabhängig vom anderen gewählt werden kann. Beispielsweise kann das Andrückwerkzeug ein spitzes Profil zum lokalen Andrücken der Lasche im Bereich eines Punktes oder einer Linie oder ein breites flaches Profil zum flächigen Andrücken der Lasche aufweisen.

Als ganz erhebliche weitere Verbesserung kann eine Niederhaltevorrichtung vorgesehen werden, die den Rahmen auf einer Auflage hält, um durch eine besonders gute Fixierung der Möglichkeit einer Verbiegung des Rahmens weiter zu begegnen. Dies ist je nach Umfang des Vorbiegens

während des Vorbiegens oder während des Andrückens sinnvoE, kann aber auch während beider Arbeitsschritte erfolgen.

Besonders vorteilhaft ist eine erfindungsgemäße Niederhaltevorrichtung dann, wenn ein Rahmen bereits vor dem Einsetzen in die Befestigungsvorrichtung aus anderen Gründen verzogen ist. Dann stellt die Niederhaltevorrichtung dennoch ein einwandfreies Funktionieren der erfindungsgemäßen Vorrichtung sicher.

Eine praktische Ausführung dieser Nied.erhaltevorrichtung besteht in auf den Rahmen von oben aufsetzbaren Niederhaltestempeln, wobei die Niederhaltekraft von einer elastischen Aufhängung der Niederhaltestempel aufgebracht wird. Beispielsweise können die Niederhaltestempel dabei zwischen den Laschen auf den Rahmen aufgesetzt werden, um das Vorbiege- und das Andrückwerkzeug möglichst wenig zu stören.

Vorteilhafterweise werden auch das Vorbiegewerkzeug oder das Andrückwerkzeug oder beide von oben auf die Lasche abgesenkt, um diese umzubiegen und anzudrücken. Diese Geometrie macht den Aufbau der Vorrichtung, das Rahmeneinsetzen und -entnehmen und auch die durch die beiden Werkzeuge auszuführenden Arbeitsschritte besonders einfach. Sie kommt ferner einer weitgehenden Integration der Niederhaltevorrichtung mit dem Vorbiegewerkzeug und/oder dem Andrückwerkzeug hinsichtlich der konkreten technischen Realisierung entgegen, wie im Ausführungsbeispiel veranschaulicht.

Dabei kann das Vorbiegewerkzeug mit einer Schrägfläche ausgeführt sein, die beim Absenken mit der Lasche in Anlage kommt, über die die Lasche abgleitet und die somit die Ansenkbewegung des Vorbiegewerkzeugs in eine Vorbiegebewegung der Lasche überführt.

Es kann darüberhinaus eine Vorrichtung verwendet werden, die die genannte Absenkbewegung stoppt, kurz bevor die Lasche vollständig in Anlage mit der Schrägfläche kommt. Dadurch verbleibt zwischen der Orientierung der vorgebogenen Lasche und der Schrägfläche ein kleiner Restwinkel und es wird vermieden, daß bei vollständiger Anlage der Lasche an die Schrägfläche große nach unten wirkende Kräfte auf den unte-

ren Bereich der Lasche ausgeübt werden.

Dies kann vor allem dann wichtig sein, wenn sich die Lasche beim Vorbiegen vor allem in dem Bereich verformt, der unterhalb des - wie oben beschrieben - fast in Anlage mit der Schrägfläche kommenden Bereichs liegt.

Vorteilhafterweise kann der sich verformende Bereich bestimmt werden und damit auch das Umbiegen erleichtert werden, indem statt einer wie oben erwähnt nachteilhaften Kerbe lediglich zumindest ein sich quer zur Höhenrichtung der Lasche erstreckendes Langloch im unteren Bereich der Lasche angebracht wird.

Die präzise Positionierung des Rahmens vor und während des Vorbiegens bzw. auch des Andrückens kann neben der erwähnten Niederhaltevorrichtung auch durch eine Zentrierung mit einer Zentriervorrichtung unterstützt werden. Diese zentriert den mit nach oben weisender Lasche auf einer Auflage liegenden Rahmen, indem sie mit dem Rahmen definiert in Anlage kommt.

Vorteilhafterweise erstreckt sich der Anlagebereich zwischen dem Rahmen und der Zentriervorrichtung über einen wesentlichen Teil der Länge der Lasche- Dabei kann die Zentriervorrichtung elastisch aufgehängt sein, um von dem Vorbiege- und/oder dem Andrückwerkzeug bei deren Arbeitsschritten zurückgeschoben werden zu können.

Sie kann daneben oder darüberhinaus auch aus dem Bereich des Rahmens und des Gegenstandes zur Erleichterung oder Ermöglichung des Einsetzens und der Entnahme wegbewegbar sein,. Sinnvollerweise können beide Funktionen beispielsweise mit einer einzigen pneumatischen Aufhängung realisiert sein, die einerseits elastisch gegen die von dem Vorbiege- oder Andrückwerkzeug ausgeübte Kraft zurückweicht, andererseits beim Einsetzen oder der Entnahme aus sich heraus zurückgefahren werden kann.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

Im folgenden wird ein in den Zeichnungen in einem Ausschnittsbereich gezeigtes konkretes Ausfühxungsbeispiel der Erfindung beschrieben. Dabei wird schematisch der Aufbau und die Funktion einer erfindungsgemäßen Vorrichtung veranschaulicht- Im einzelnen zeigt

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Befestigtingsvorrichtung nach dem Einsetzen eines Rahmens und eines Gegenstandes, hier eines Pkw-Dachhimmels;

Fig. 2 die Befestigungsvorrichtung mit auf den Rahmen abgesenkten Niederhaltestempeln ;

Fig. 3 die Befestigungsvorrichtung mit abgesenktem Vor biegewerkzeug;
Fig. 4 die Befestigungsvorrichtung mit abgesenktem Andrückwerkzeug.

In Fig. 1 ist mit 1 ein Rahmen bezeichnet, der links im L-förmigen Querschnitt mit waagerechtem ersten Schenke], und vertikal hochstehendem zweiten Schenkel zu sehen isst. Der Rahmen 1 ist rechts an den Querschnitt anschließend in einem Teil seiner Breitenerstreckung gezeigt. Es ist zu erkennen, daß der zweite Schenkel des Querschnitts zu einem kleineren Teil aus einem unteren Ansatz und zum größeren Teil aus einer Reihe aus im wesentlichen rechteckförmigen Laschen 3 besteht.

Auf dem ersten Schenkel aufliegend und sich vom Rahmen 1 weg erstrekkend ist ein Rand 2 einer Öffnung in dem Dachhimmel angedeutet, der die gleiche Dicke wie die Höhe des beschriebenen Ansatzes aufweist.

Der Rahmen 1 ist auf eine Auflage 7 aufgelegt, die aus der Oberseite eines Unterteils der Befestigungsvorrichtung besteht. In einer Ausnehmung dieses Unterteils ist eine Zentriervorrichtung 9 angebracht, die aus einer vertikal verschiebbaren und in der oberen Stellung an die Innenseite des Rahmens 1 entlang dem größten Teil der Höhenerstreckung der Laschen 3 anliegenden Platte besteht.

Ein Oberteil der Befestigungsvorrichtung beinhaltet eine an der unteren

äußeren Kante mit einer 45°-Schrägfläche 8 versehene Platte als Vor biegewerkzeug 4, ein Andrückwerkzeug 5 mit einer Schrägfläche, die in der in Fig. 1 gezeigten Stellung etwas hinter die gedachte Fortsetzung der Schrägfläche 8 des Vorbiegewerkzeugs 4 parallel versetzt ist, und Niederhaltestempel 6, die in der Projektion von Lücken zwischen Laschen 3 des Rahmens 1 angeordnet sind. Um die Niederhaltestempel 6 herum weist das Vorbiegewerkzeug 4 Ausnehmungen auf..

Im wesentlichen in der Projektion der Niederhaltestempel 6, aber in der Horizontalen innerhalb der genannten Ausnehmung in dem Unterteil der Befestigungsvorrichtung, sind ferner Anschläge 10 für die Niederhaltestempel 6 vorgesehen. Sie verhindern, daß die Niederhaltestempel, die im gezeigten Ausführungsbeispiel an dem Andrückwerkzeug 5 elastisch befestigt sind, bei einer Absenkung des Andrückwerkzeugs 5 mit zu großer Federkraft zu weit nach unten geführt werden können.

Vielmehr setzen die Niederhaltestempel 5, wie in Fig. 2 zu sehen, auf der Oberseite des unteren Ansatzes des Rahmens 1 und zumindest im wesentlichen auf gleicher Höhe auf den Anschlägen 10 auf. Dann werden sie, wie in den Fig. 3 und 4 zu sehen, bei weiterer Absenkung des Andrückwerkzeugs 5 in der elastischen Aufhängung relativ zu dem Andrückwerkzeug nach oben verschoben. Es ist also keine gesonderte Betätigungseinrichtung für die Niederhaltestempel 6 erforderlich.

In Fig. 3 ist die Situation gezeigt, in der das Vorbiegewerkzeug 4 mit seiner Schrägfläche 8 die Lasche soweit umgebogen hat, daß dazwischen ein - in der Figur nicht erkennbarer - Restwinkel verbleibt. Man erkennt, daß der Rahmen 1 bei weiterer Absenkung des Vorbiegewerkzeugs 4 vertikal belastet würde und, da er wegen der Zentriervorrichtung nicht nach innen ausweichen könnte, nach außen verbogen und dabei u.U. den ersten Schenkel des Rahmens 1 und den Rand 2 des Dachhimmels beschädigen würde.

Die Zentriervorrichtung 9 ist in der Situation in Fig. 3 im Vergleich zu der Situation in Fig. 2 von dem Vorbiegewerkzeug 4 nach unten weggeschoben worden. Sie ist, wie weiter oben, bereits erwähnt wurde, zum Einsetzen und Entnehmen des Rahmens 1 und des Dachhimmels zurück-

fahrbar. Dies ist in den Figuren zwar nicht gezeigt, entspricht aber einer Bewegung, die gegenüber der aus dem Vergleich der Fig. 2 und 3 zu entnehmenden lediglich weiter nach unten fortgesetzt wird. Wichtig wird dieses Merkmal besonders dann, wenn das Einsetzen und die Entnahme durch eine konstruktionsbedingt angewinkelte Lage der durch den Rand 2 und den Rahmen 1 definierten Ebene in dem Dachhimmel erschwert werden.

In Fig. 3 ist ferner zu erkennen, daß die parallel zurückversetzte Schrägfläche des Andrückwerkzeugs 5 verhindert, daß sich das äußerste Ende der Laschen 3 am Andrückwerkzeug verfängt. Bei weiterem Absenken des Andrückwerkzeugs 5 greift dieses die Laschen 3 und drückt sie sicher und vollständig auf die Oberseite des Randes 2 des Dachhimmels. Dazu kann die Schrägfläche dieses Werkzeugs 5 auch etwas horizontaler als die Schrägfläche 8 des Werkzeugs 4 verlaufen.

Im Vergleich der Fig. 3 und 4 wird deutlich, daß das Vor biegewerkzeug 4 während dieses Arbeitsschrittes nicht mehr abgesenkt wird, sondern in der beschriebenen Position mit kleinem Restwinkel verbleibt. Dies kann im Prinzip erreicht werden mit einer elastischen Aufhängung mit nicht zu großer Federkraft, so daß der Rahmen 1 nicht beschädigt wird. Vorteilhafterweise wird dann wie bei den Niederhaltestempeln 6 ein Anschlag zur Hubbegrenzung eingesetzt (der auch außerhalb des gezeigten Bereichs der Befestigungsvorrichtung liegen kann).

Es kann aber auch eine separate Betätigungsvorrichtung unabhängig von der des Andrückwerkzeugs 5 verwendet werden, die hub- oder druckbegrenzt arbeitet. Aus den erwähnten Gründen ist auch hier eine Hubbegrenzung vorzuziehen. Die zuvor angesprochene elastische Aufhängung am Andrückwerkzeug 5 führt jedoch zu einer einfacheren und kostengünstigeren Konstruktion.

Als Betätigungsvorrichtungen kommen* vor allem Pneumatik- oder Hydraulikzylinderaufbauten in Frage, die beispielsweise an einem geeigneten Stahlskelettaufbau montiert sein können.

Insbesondere die beschriebenen Werkzeuge und auch die anderen Bauteile

sind ohne weiteres aus üblichen gehärteten Stählen herstellbar, die dem Fachmann für den einzelnen Anwendungsfall bekannt sind.

10

Claims (10)

Schutzansprüche:

1. Vorrichtung zum Befestigen eines RaJamens (1) an einem Rand (2) eines zumindest im Bereich des Randes flachen Gegenstandes durch Umbiegen und Andrücken zumindest einer Lasche (3) des Rahmens auf den Gegenstand, gekennzeichnet durch

ein Vor biegewerkzeug (4) zum Vorbiegen der Lasche (3) und

ein Andrückwerkzeug (5) zum Weiterbiegen und Andrücken der Lasche auf den Rand (2) des Gegenstandes.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1 mit einer Niederhaltevorrichtung (6) und einer Auflage (7) zum Niederhalten des Rahmens (1) während des Andrückens der Lasche (3) auf den Gegenstand gegen die die Position des Rahmens in Andruckrichtung beim Andrücken festlegende Auflage.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Niederhaltevorrichtung elastisch aufgehängte Niederhaltestempel (6) aufweist, die von - in Richtung der Erstreckung der Lasche (3) von dem Rahmen (1) weg - oben auf den Rahmen (1) absenkbar und aufsetzbar sand.

4. Vorrichtung nach einem dar vorhergehenden Ansprüche, bei der das Vor biegewerkzeug (4) und/odier das Andrückwerkzeug (5) von - in Richtung der Erstreckung der Lasche (3) von dem Rahmen (1) weg - oben auf die Lasche absenkbar sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der das Vorbiegewerkzeug (4) eine im wesentlichen der Orientierung der Lasche (3) nach dem Vorbiegen entsprechend ausgerichtete Schrägfläche (8) zur Anlage und zum Gleiten der Lasche gegen die Schrägfläche aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5 mit einer Vorrichtung zum Stoppen des Absenkens des Vorbiegewerkzeugs (4) in einer Position, in der zwischen der Orientierung der vorgebogenen Lasche (3) und der Schrägfläche (8) ein kleiner Restwinkel verbleibt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, 5 oder 6 mit einer Auflage (7) zum Auflegen des Rahmens (1) vor dem Vor biegen, wobei sich die Lasche (3) von der Auflage im wesentlichen nach oben erstreckt, und mit einer Zentriervorrichtung (9) zum Anliegen an den Rahmen und dadurch Zentrieren des Rahmens auf der Auflage.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Zentriervorrichtung (9) so angeordnet ist, daß sie mit dem Rahmen (1) entlang eines wesentlichen Teils der Länge der Lasche (3) in Anlage kommt, und mit einer elastischen Aufhängung versehen ist, um beim Vorbiegen und/oder beim Andrücken der Lasche durch das Vorbiege- und/oder .Andrückwerkzeug (4, 5) zurückgeschoben zu werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der die Zentriervorrichtung (9) aus dem Bereich des Gegenstandes und des Rahmens (1) wegbewegbar angebracht ist, um das Einsetzen und Entnehmen des Gegenstandes mit dem Rahmen zu ermöglichen oder zu erleichtern.

10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die ausgelegt ist zur Befestigung des Rahmens (I)- etwa als Montagerahmen - in einer durch den Rand (2) begrenzten Öffnung in einem Innen verkleidungsteil einer Kabine.