DE29612192U1

DE29612192U1 - Bördelvorrichtung

Info

Publication number: DE29612192U1
Application number: DE29612192U
Authority: DE
Original assignee: KUKA Schweissanlagen GmbH
Current assignee: DV Automation Ltd
Priority date: 1996-07-16
Filing date: 1996-07-16
Publication date: 1997-10-09
Anticipated expiration: 2006-07-17
Also published as: DE59701600D1; US6223581B1; JP2000514359A; WO1998002260A1; ES2145620T3; EP0918582B1; EP0918582A1

Description

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DE-GM Anmeldung 296 12 192.4 Anmelder: KUKA Schweißanlagen GmbH Akte: 772-829 er/ze

Datum: 27.08.1997 5

GEÄNDERTE BESCHREIBUNG Bördelvorrichtung

Die Erfindung betrifft eine Bördelvorrichtung mit den Merkmalen im Oberbegriff des Hauptanspruches.

Derartige Bördelvorrichtungen sind aus der Praxis in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Sie besitzen einen Bördelkopf, der ein oder mehrere in Segmente unterteilte und mit einer in Betriebstellung umlaufenden Bördelkante versehene Bördelstähle aufweist. Die Bördelvorrichtung besitzt ferner einen Hubantrieb zur Erzeugung des Bördelhubs und eine Stellvorrichtung zum ein- und ausfahren der Segmente. Derartige Bördelvorrichtungen sind vor allem für Werkstücke mit einer innenliegenden Öffnung, z.B. Fahrzeugtüren mit einem Fensterausschnitt, gedacht. In zurückgezogener Ruhestellung der Segmente kann der Bördelkopf in der Werkstücköffnung auf- und niedergehen. In ausgefahrener Betriebsstellung bördeln die Segmente die Blechkanten um. Die vorbekannten Bördelvorrichtungen haben eine zwei- oder mehrstufig arbeitende Stellvorrichtung, die die Segmente in zwei oder mehr Gruppen nacheinander bewegt. Dies erfordert mehrere Antriebe und bedeutet einen erhöhten Steuer- und Bauaufwand. Außerdem kostet diese Technik Taktzeit.

Aus der US-A-I,722,556 ist eine Preßvorrichtung bekannt, bei der die Ränder einer Blechdose über radial zugestellte Preßbacken gegenüber einer innenliegenden Matrize

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stufenweise verformt werden. Zur Betätigung ist ein umfangseitiger Ringantrieb vorgesehen, der die Preßköpfe gleichzeitig radial zur Dose hin zustellt. Bei dieser Preßvorrichtung sind weder ein Bördelkopf, noch eine Hubvorrichtung für den Bördelhub vorhanden.

Die DE-C-43 30 683 zeigt eine Falzvorrichtung mit einem heb- und senkbaren innenliegenden Falzbett. Das Werkstück wird außenseitig von Falzbacken mit Schwenkantrieben für die seitliche Zustellung gegenüber dem Falzbett und dem Werkstück umgeben. Dabei sind mehrere Schwenkantriebe mit separaten Zylindern vorgesehen. Über die Zustellungsreihenfolge ist in der Schrift nichts ausgesagt.

Es ist außerdem Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine bessere Bördelvorrichtung aufzuzeigen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit den Merkmalen im Hauptanspruch.

(weiter mit Seite 2 der ursprünglich eingereichten Anmeldefassung)

Bei der erfindungsgemäßen Bördelvorrichtung können alle

Segmente gleichzeitig bewegt werden und brauchen nur noch

einen Antrieb. Die erfindungsgemäße Bördelvorrichtung ist dadurch kostengünstiger, wirtschaftlicher und schneller. 5

Die Kontaktflächen der Segmente sind an die Kinematik angepaßt. Zur Vermeidung von Störfällen empfehlen sich Keilwinkel zwischen 20° bis 50°, vorzugsweise 35° bis 40°.

Die bevorzugte Ausgestaltung des Stellantriebs als , Kurbeltrieb bietet eine stabile und hochpräzise Konstruktion. In Betriebsstellung nehmen die Kurbeln eine Strecklage ein und stützen die Segmente gegen die Bördelkräfte sicher ab. Durch die Anordnung der Kurbeln in unterschiedlichen Höhen an der Kurbelwelle können sich die Kurbeln unabhängig voneinander und ohne gegenseitige Störung drehen, wobei sie unterschiedliche lange Zustellhübe ausführen können. Mit dieser Kurbelkinematik können die Segmente unterschiedlich schnell bewegt werden ,und gehen sich gegenseitig aus dem Weg. Dies ist vor allem dann von Vorteil, wenn die Bördelkante um die Ecke geht und die Zustellachsen der Segmente winkelig zueinander ausgerichtet sind.

in den Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung angegeben.

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Die Erfindung ist in den Zeichnungen beispielsweise und schematisch dargestellt. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 und 2 die Bördelvorrichtung in einer

Seitenansicht und in einem Längsschnitt,

Fig. 3 und 4 einen Bördelkopf mit fünf Segmenten in

Draufsicht und in ausgefahrener Betriebsstellung sowie eingefahrener

Ruhestellung,

Fig. 5 eine vergrößerte Detailansicht von

einzelnen Segmenten und 15

Fig. 6 und 7 Varianten des Bördelkopfs mit

verschiedenen Segmentausbildungen.

Fig. 1 und 2 zeigen die Bördelvorrichtung (1) in einer ungeschnittenen Seitenansicht und in einem Längsschnitt aus gleicher Richtung. Die Bördelvorrichtung (1) dient zur Bearbeitung eines Werkstücks (2), bei dem es sich beispielsweise um eine Fahrzeugtüre mit einem Fensterausschnitt (3) handelt. Die Bördelvorrichtung (1) befindet sich in der Werkstücköffnung (3) bzw. im Fensterausschnitt und dient zum Bördeln der über Eck umlaufenden Blechinnenkanten (34).

Das Werkstück (2) ruht auf einer geeigneten Werkstückaufnahme (4) und ist darauf fixiert. Die Werkstückaufnahme (4) umgibt die Bördelvorrichtung (1).

Die Bördelvorrichtung (1) weist eine Hubantriebs- und Führungseinheit (7) mit einem damit beweglichen Bördelkopf (6) und einem Gestell (5) auf. Der Bördelkopf (6) führt mittels des Hubantriebs (7) im gezeigten

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Ausführungsbeispiel vertikale Hub- oder Bördelbewegungen

aus. In Variation kann bei entsprechender Geräteausbildung der Bördelhub auch horizontal oder schräg verlaufen.

Der Bördelkopf (6) weist einen oder mehrere Bördelstähle (8,9) auf, die in Betriebsstellung (vgl. Fig. 3) eine über Eck umlaufende Bördelkante (11) bilden. Im gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Bördelstähle (8,9) übereinander angeordnet, wobei der obere Bördelstahl (8) dem Vorbördeln und der untere Bördelstahl (9) dem Fertigbördeln dient.

Die Bördelstähle (8,9) bestehen jeweils aus mehreren Segmenten (12,13,14,15,16), die quer zur Hubrichtung beweglich angeordnet sind und mit einer Stellvorrichtung (22) aus- und eingefahren werden können. In der ausgefahrenen Betriebsstellung gemäß Fig. 3 stoßen die Segmente (12,13,14,15,16) bündig aneinander und bilden mit ihren Außenflächen die umlaufende, ununterbrochene Bördelkante (11). In der eingefahrenen Ruhestellung gemäß Fig. 4 sind die Segmente (12,13,14,15,16) unterschiedlich weit zurückgezogen und haben einen verringerten Außenumfang. In dieser Stellung kann der Bördelkopf (6) durch die Werkstücköffnung (3) auf- und niederfahren und erlaubt auch einen Werkstückwechsel. Fig. 1 verdeutlicht die Rückzugsstellung und Fig. 2 die Betriebsstellung in Seitenansicht.

Wie aus Fig. 3 bis 6 hervorgeht, ist die umlaufende Bördelkante (11) entsprechend der Fensterform abgewinkelt oder abgebogen. Hierbei ergeben sich mindestens eine, vorzugsweise mehrere Ecken oder Biegungen. Dementsprechend sind die Segmente (12,13,14,15,16) rundum verteilt und in entsprechender Zahl vorhanden. In Fig. 3 und 4 sind es fünf Segmente (12,13,14,15,16). In Fig. 6 und 7 sind jeweils drei Segmente (12,13,14) vorhanden. Die Segmente können ihrerseits zumindest teilweise gewinkelt sein und

mit ihren Bördelkantenabschnitten über Eck gehen.

Die Bördelkanten (11) bestehen im wesentlichen aus einer vertikalen oder schrägen Angleitfläche zum Anwinkeln der hochstehenden Blechränder bzw. Blechinnenkanten (34). Die Angleitflächen laufen bei beiden Bördelstählen (8,9) in eine vorspringende Bördelnase (10) aus. Die Neigung der Flächen und die Abrundung des Übergangs in die Bördelnase (10) sind unterschiedlich groß, um die Blechränder zunächst bei Vorbördeln schrägzustellen und dann beim Fertigbördeln umzuklappen.

Die Segmente (12,13,14,15,16) werden von der Stellvorrichtung (22) gemeinsam angetrieben und gleichzeitig bewegt. Sie führen dabei unterschiedlich lange Zustellhübe mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten aus. Wie aus Fig. 3 bis 7 ersichtlich, haben die Segmente (12,13,14,15,16) auch unterschiedlich breite Köpfe. Die Segmente mit den breiteren Köpfen befinden sich vorzugsweise in den Eckbereichen und diejenigen mit den schmäleren Köpfen dazwischen. Die Segmente mit den schmäleren Köpfen bewegen sich vorzugsweise schneller und mit längeren Hüben als die Segmente mit den breiteren Köpfen.

Die Segmente (12,13,14,15,16) haben an den Köpfen schräge Kontaktflächen (17), mit denen sie in ausgefahrener Betriebsstellung einander berühren. In eingefahrener Ruhestellung besteht ein Abstand zwischen den Kontaktflächen (17) .

Die Kontaktflächen (17) sind an die durch die gleichzeitige Segmentbewegung erforderliche Kinematik angepaßt und erlauben ein kollisionsfreies Lösen der Segmente (12,13,14,15,16) voneinander und deren störungsfreie Rückzugs- und Vorschubbewegung. Die Kontaktflächen (17) haben dabei jeweils einen spitzen

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Keilwinkel &agr; zur benachbarten Bördelkante (11), der —zwischen 20° und 50°, vorzugsweise 30° und 45°, liegt.

Wie Fig. 3 und 5 verdeutlichen, sind die Kontaktflächen (17) abwechselnd nach rechts und links geneigt. Die Segmente (12,14,16) mit den schmäleren Köpfen haben vorzugsweise eine oder zwei schräg nach außen gestellte Kontaktflächen (17). Hierdurch ergibt sich ein Komplementärwinkel &bgr; von 180°-a. Die Segmente (13,15) mit den breiten Köpfen haben hingegen zwei rückspringende Kontaktflächen (17), die an der Spitze unmittelbar den Keilwinkel &agr; bilden.

Die Stellvorrichtung (22) kann unterschiedlich ausgebildet sein. Im bevorzugten Ausführungsbeispiel ist sie als Kurbeltrieb (23) ausgestaltet. Im Ausführungsbeispiel von Fig. 3 bis 6 besitzt der Kurbeltrieb (23) jeweils eine Kurbelwelle (24). Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 ist eine zweite parallele Kurbelwelle (25) als Hilfswelle vorhanden, die mit der Hauptwelle (24) direkt über eine Koppelstange (35) oder mittelbar über den Antrieb verbunden ist und sich mit dieser dreht. Die Kurbelwellen (24,25) erstrecken sich längs der Hubrichtung des Bördelkopfes (6). Die Kurbelwelle (24) hat einen Drehantrieb (26), der z.B. als Hydraulikantrieb ausgebildet sein kann. In einer abgewandelten Ausführungsform können bei der doppelten Kurbelwellenanordnung zwei gekoppelte Antriebe vorhanden

sein.
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Die Kurbelanordnungen werden von Auslegern (32) an den Kurbelwellen (24,25) und von Kurbelstangen (27,28,29,30,31) gebildet, die an den Segmenten (12,13,14,15,16) angelenkt sind. Fig. 4 zeigt die Kurbelanordnung schematisch. In Fig. 5 ist eine einzelne Kurbel für das Segment (14) dargestellt. Die anderen sind der Übersichtlichkeit wegen weggelassen. Wie in Fig. 4

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verdeutlicht, sind die Kurbeln unterschiedlich lang. Die ,..Gelenkpunkte an den Auslegern (32) haben unterschiedliche Abstände zur Kurbelwelle (24,25) und auch die Kurbelstangen (27,28,29,30,31) haben unterschiedliche Längen. Diese Kurbelgeometrie dient der Erzeugung unterschiedlich langer und schneller Zustellhübe der Segmente (12,13,14,15,16).

Wie Fig. 2 im Längsschnitt verdeutlicht, sind die Kurbeln mit ihren Auslegern (32) in unterschiedlichen Höhen an o«3r Kurbelwelle (24,25) angeordnet. Sie bewegen sich dadurch in unterschiedlichen Lagen übereinander, ohne sich gegenseitig zu stören. Die Kurbelstangen (27,28,29,30,31) und Ausleger (32) sind entsprechend flach.

Die Segmente (12,13,14,15,16) besitzen Träger (18,20), mit denen sie exakt geführt sind. Die Träger (18) sind als Schieber ausgebildet, die entlang einer Geradführung (19) bewegt werden. Die Träger (20) in Fig. 6 und 7 sind als Schwenkplatten ausgebildet, die sich um ein längs der Kurbelwelle (24,25) ausgerichtetes Schwenklager (21) drehen. In Fig. 6 und 7 sind die Betriebsstellungen der Segmente (12,13,14) mit ausgezogenen Linien und die Rückzugsstellungen mit gestrichelten Linien dargestellt.

Die Träger (18,20) sind so ausgeformt, daß sie in Rückzugsstellung ziemlich genau ineinander eingepaßt sind und andererseits mit Hindernissen im Inneren des Bördelkopfes (6) z.B. durchgehenden Zugankern oder dergleichen, nicht kollidieren.

Der Kurbeltrieb (23) ist in den verschiedenen Ausführungsbeispielen so ausgestaltet, daß die Kurbeln, d.h. die Kurbelstangen (27,28,29,30,31) und Ausleger (32) in der ausgefahrenen Betriebsstellung eine Strecklage einnehmen. In dieser Stellung stützen sie die längs der Zustellachsen (33) einwirkenden Bördelkräfte optimal ab. Die quer- oder schräggerichteten Kräfte werden über die

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Führungen (19) bzw. Schwenklager (21) abgestützt.

Für die Konstruktion des Bördelkopfes (6) und seiner Segmente (12,13,14,15,16) ist es vorteilhaft, zunächst einmal ein Segment nach Richtung und Größe des Zustellhubs festzulegen. Vorzugsweise ist dies das sperrigste Segment und ein Eckteil. Es empfiehlt sich, diesem einen kurzen Hub zu geben und damit die Störkante für den kollisionsfreien Durchtritt in der Werkstücköffnung (3) festzulegen. Dann werden die anderen Segmente (12,13,14,15,16) untereinander aufgeteilt, wobei ihre ■ Zustellachsen (33) vorzugsweise im wesentlichen gleiche Winkel untereinander haben. Zugleich werden auch die Schnittstellen, d.h. die Lage der Kontaktflächen (17), festgelegt. Wie die Draufsichten verdeutlichen, wechseln dabei einander Segmente mit schmalen und Segmente mit breiten Köpfen ab. Dementsprechend sind die Hübe abwechselnd lang und kurz. Bei dem anfangs festgelegten ersten Segment werden der Zustellhub und die Zustellrichtung längs der Zustellachse (33) an der Schnittstelle, d.h. am Schnittpunkt von Bördelkante (11) und Kontaktfläche (17) angetragen. Dann wird für das Nachbarsegment dessen Hub und Richtung ebenfalls an dieser Schnittstelle angetragen. Die beiden Endpunkte dieser · Strecken werden miteinander verbunden. Diese Verbindungslinie wird dann ca. 2° bis 15° zurückgedreht, um das in Rückzugsstellung erforderliche Spiel zu gewährleisten. In ihrer Endstellung bildet diese Verbindungslinie dann die Kontaktfläche (17). Mit dieser Methode ergeben sich die Keilwinkel &agr; von selbst. Diese Konstruktion wird bei den anderen Segmenten nacheinander angewandt. Anschließend kann die Konstruktion noch optimiert werden.

Abwandlungen der beschriebenen Ausführungsbeispiele sind in verschiedener Weise möglich. Zum einen kann die Bördelkante (11) nicht nur in einem ein- oder mehrfach

abgewinkelten offenen Bogen, sondern auch in einem —geschlossenen Bogen rundumgeführt werden.

Beim bevorzugten Einsatzzweck der Türbördelungen genügt jedoch eine Bördelung an den drei obenliegenden Ausschnxttssexten. In den gezeigten Ausführungsbeispielen sind die Segmentköpfe bzw. die Bördelkante (11) konvex gebogen. Sie können alternativ auch zumindest stellenweise konkav gebogen oder gerade sein. Mit einer abgewandelten Konstruktion eines Bördelkopfes (6) können auch die Außenseiten eines Werkstücks (3) bearbeitet werden. Die Bördelvorrichtung (1) muß sich nicht durch eine Werkstücköffnung (3) erstrecken, sondern kann auch am Außenrand eines Werkstücks (3) stehen.

In weiterer Abwandlung kann die Stellvorrichtung (22) anders ausgebildet sein. Anstelle eines Kurbeltriebs (23) kann z.B. auch ein Antrieb mit mehreren gleichzeitig betätigten Stellzylindern oder dergleichen anderen geeigneten Antriebselementen vorhanden sein. Die Führung der Segmente kann ebenfalls anders gestaltet sein.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Bördelvorrichtung

2 Werkstück, Türe

3 Öffnung, Fensterausschnitt

4 Werkstückaufnahme

5 Gestell

6 Bördelkopf

7 Hubantrieb

8 Bördelstahl, Vorbördeln

9 Bördelstahl, Fertigbördeln

10 Bördelnase

11 Bördelkante

12 Segment 13 Segment

14 Segment

15 Segment

16 Segment

17 Kontaktfläche

18 Träger, Schieber

19 Führung

20 Träger, Schwenkplatte

21 Schwenklager

22 Stellvorrichtung

23 Stellantrieb, Kurbeltrieb

24 Kurbelwelle

25 Kurbelwelle, Hilfswelle

26 Drehantrieb

27 Kurbelstange 28 Kurbelstange

29 Kurbelstange

30 Kurbelstange

31 Kurbelstange

32 Ausleger

33 Zustellachsen

34 Blechrand, Blechinnenkante

35 Koppelstange

Claims

SCHUTZANSPRÜCHE

1.) Bördelvorrichtung mit einem Bördelkopf, der ein oder mehrere in Segmente unterteilte und mit einer in Betriebsstellung umlaufenden Bördelkante versehene Bördelstähle aufweist, mit einem Hubantrieb zur Erzeugung des Bördelhubs und mit einer Stellvorrichtung zum Ein- und Ausfahren der Segmente, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellvorrichtung (22) einen Stellantrieb (23) aufweist, der alle Segmente (12,13,14,15,16) gleichzeitig bewegt, wobei die Segmente (12,13,14,15,16) angepaßte Kontaktflächen (17) aufweisen.

2.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kontaktflächen (17) einen Keilwinkel &agr; von 20°-50°, vorzugsweise 30°-45°, zur Bördelkante (11) aufweisen.

3.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Stellantrieb (23) als Kurbeltrieb ausgebildet ist.

4.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kurbeltrieb (23) ein oder mehrere gemeinsam angetriebene Kurbelwellen (24,25) aufweist, mit denen die Segmente (12,13,14,15,16) über Kurbelstangen (27,28,29,30,31) und Ausleger (32) verbunden sind.

5.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Kurbelstangen (27,28,29,30,31) in unterschiedlichen Höhen angeordnet sind.

6.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch ... _ gekennzeichnet, daß die Segmente. .

(12,13,14,15,16) unterschiedlich lange Zustellwege besitzen.
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7.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelstange^ (27,28,29,30,31) und Ausleger (32) unterschiedliche Längen aufweisen.

8.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kurbelstangen (27,28,29,30,31) und Ausleger (32) in Betriebsstellung eine Strecklage einnehmen.

9.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der

folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Segmente (12,13,14,15,16) gerade geführt oder schwenkbar gelagert sind.
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10.) Bördelvorrichtung nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, da?· die Zustellachsen (33) der Segmente (12,13,14,15,16) im wesentlichen gleiche Winkel untereinander aufweisen.