DE4035806A1 - Verfahren und einrichtung zum beseitigen von sich nach lage, form und groesse annaehernd reproduzierenden, eingefallenen ziehfehlstellen an blechziehteilen fuer aussenteile von fahrzeugkarosserien - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von sich nach Lage, Form und Größe annähernd reproduzierenden, einge­ fallenen Ziehfehlstellen an Blechziehteilen für die Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 bzw. eine entsprechende Einrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 2.

Beim Ziehen von Außenhautteilen für Fahrzeugkarosserien treten trotz aller Bemühungen um eine Optimierung der Ziehwerkzeuge immer wieder Ziehfehlstellen auf, die sich nach Lage, Form und Größe annähernd reproduzieren; diese Ziehfehlstellen treten meist in der Nähe des Randes und im Bereich eines abrupten Über­ ganges von einer sehr starken zu einer sehr schwachen Blechver­ formung auf. Durch das "Ausstrahlen" von gewissen örtlich lo­ kalisierten hohen Eigenspannungen in einen Nachbarbereich mit geringen Eigenspannungen können beispielsweise derartige Zieh­ fehlstellen verursacht werden. Wenn das ungeübte Auge diese Ziehfehlstellen am unlackierten Blechziehteil im Normalfall überhaupt nicht wahrnimmt, so treten diese Ziehfehlstellen spätestens beim Einbau in eine Karosserie, die hochglänzend lackiert ist, auch dem Laien unschön in Erscheinung. Aus diesem Grunde müssen derartige Ziehfehlstellen bereits rechtzeitig beseitigt werden.

Bisher wurden diese Ziehfehlstellen in mühseliger Handarbeit durch Hämmern und Treiben oder Aufzinnen sowie anschließendes Glätten durch Feilen und Schleifen beseitigt. Abgesehen von dem hohen Zeit- und Kostenaufwand dafür stellt das Hämmern an groß­ flächigen Blechteilen eine sehr starke Geräuschbelästigung und das Arbeiten mit Zinn eine Gesundheitsbeeinträchtigung dar.

Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte Verfahren bzw. die entsprechende Einrichtung dahingehend aus­ zugestalten, daß Ziehfehlstellen rasch, geräuschlos und ohne gesundheitliche Beeinträchtigung beseitigt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale von Anspruch 1 (Verfahren) bzw. durch die kennzeich­ nenden Merkmale von Anspruch 2 (Einrichtung) gelöst. Danach werden die eingefallenen Stellen an den Ziehfehlstellen gezielt herausgedrückt, wozu ein an die Form der Ziehfehlstelle ange­ paßter Stempel verwendet wird. Dank der rationelleren Arbeits­ weise können die Ziehfehlstellen selbst bei manuellem Arbeiten mit wesentlich weniger Personal und dementsprechend mit wesent­ lich weniger Kosten durchgeführt werden. Außerdem ist es an den Nacharbeitsplätzen, in denen diese Ziehfehlstellen beseitigt werden, leise, wo ehedem ein erheblicher Lärm aufgrund eines ständigen dröhnenden Hämmerns an den Blechteilen vorherrschte. Gesundheitsgefährdendes Zinn oder Lot kann ebenfalls völlig aus dem Arbeitsprozeß ausgeschaltet werden. Bei Verwendung von ver­ zinkten Blechen bleibt trotz einer Nacharbeit die Verzinkung unverletzt. Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteransprüchen entnommen werden. Im übrigen ist die Er­ findung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausfüh­ rungsbeispieles nachfolgend noch erläutert.

Dabei zeigen:

Fig. 1 ein Blechziehteil, nähmlich einen Kotflügel, in Seitenansicht und Andeutung der Lage einer Zieh­ fehlstelle,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung des Blechzieh­ teiles nach Fig. 1 während des Beseitigens der Ziehfehlstelle,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die Anordnung nach Fig. 2 entlang der Schnittlinie III-III und

Fig. 4 eine Einzeldarstellung der Betätigungsvorrichtung für den Stempel zum Beseitigen der Ziehfehlstel­ le, wie er in der Einrichtung nach Fig. 2 vor­ gesehen ist.

In Fig. 1 ist als ein Beispiel für ein Blechziehteil 1 ein rechter vorderer Kotflügel eines Personenkraftwagens in Sei­ tenansicht dargestellt. Im Bereich der oberen Ecke des Aus­ schnittes für die Blinkleuchte bildet sich häufig eine Zieh­ fehlstelle 2 aus; es sei an dieser Stelle nur beiläufig er­ wähnt, daß dies nicht die einzige kritische Stelle zur Aus­ bildung von Ziehfehlstellen ist. Bei sehr ähnlich gestalteten Kotflügeln anderer Fahrzeugtypen der Anmelderin kann es durch­ aus sein, daß Ziehfehlstellen sich in anderer Form und/oder an anderer Stelle des Kotflügels ausbilden. Auch die Häufigkeit des Auftretens von Ziehfehlstellen kann von Bauteil zu Bauteil unterschiedlich sein. Während bei einem ersten Bauteil sich in einer bestimmten Stelle Fehlstellen bei beispielsweise 50% der Werkstücke einstellen, kann es ohne weiteres sein, daß bei ei­ nem anderen Bauteil lediglich bei 10% der Werkstücke einge­ fallene Stellen an bestimmten Bereichen auftreten. Es sind also Lage und Form sowie statistische Häufigkeit der Ziehfehlstellen jeweils bauteilindividuell zu untersuchen.

Die Fig. 2 zeigt das Blechziehteil nach Fig. 1 ausschnitts­ weise, wie es mit der Außenseite nach unten weisend, in eine Einrichtung zum Beseitigen der in Fig. 1 markierten Ziehfehl­ stelle 2 eingelegt ist. Diese Einrichtung enthält als einen wesentlichen Bestandteil eine Auflegevorrichtung 7 zum lagede­ finierten und reproduzierbaren Auflegen des Blechziehteiles 1. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel stellt die Auflegevor­ richtung 7 einen vollflächigen Negativabguß der in der Karos­ serie außenliegenden Oberfläche 10 des Blechziehteiles 1 dar; dieser Negativabguß stellt die Auflegefläche 14 der Auflege­ vorrichtung 7 dar. Dieser Negativabguß kann beispielsweise aus Gips, Kunststoff oder aus Hartschaum auf einfache Weise unter Verwendung eines einwandfreien Blechziehteiles gleicher Art hergestellt werden, der dann auf eine ebene Unterlage nach Art einer Tischplatte befestigt wird. Auf eine solche Auflegevor­ richtung ist das Blechziehteil rasch und sicher sowie durch­ hangfrei ablegbar und kann ebenso rasch auch wieder entnommen werden. Hierbei kann es sich wahlweise um eine manuelle oder auch um eine automatisierte Arbeitsweise unter Verwendung von Industrierobotern handeln.

Im Bereich der Fehlstelle ist in die Auflegefläche 14 der Auf­ legevorrichtung 7 eine Aussparung 6 eingearbeitet, die nach Größe und Form der Ziehfehlstelle 2 entspricht. An sich ist es denkbar, daß die Aussparung 6 in Form einer Abstufung und scharf gegenüber der sonstigen Oberfläche 14 abgesetzt in die Auflegefläche eingearbeitet ist. In der Herstellung einfacher ist jedoch eine solche Aussparung, die allmählich und fließend in die normale Auflegefläche 14 der Auflegevorrichtung 7 über­ geht. Die Auflegefläche 14 braucht das Blechziehteil 1 nicht vollflächig und in einer geschlossenen Fläche abzustützen; es genügt auch eine Abstützung auf einem Punktraster oder auch auf einem Raster schmaler Linien. Es muß jedoch im Bereich der Fehl­ stelle sichergestellt sein, daß das Blechziehteil auflageseitig in einem geschlossenen, die gesamte Fehlstelle umgebenden Strei­ fen 3 abgestützt ist, wobei sich diese Abstützung spaltfrei an das aufgelegte Blechziehteil anlegt. Dieser abstützende Strei­ fen 3 sollte wenigstens etwa 1 cm breit sein. Beim dargestell­ ten Ausführungsbeispiel, bei dem die Auflagefläche 14 das Blech­ ziehteil 1 vollflächig und unterbrechungsfrei unterstützt, ist der erwähnte abstützende Streifen 3 gegenüber seiner äußeren Umgebung nicht besonders abgegrenzt; er geht allmählich in die übrige Auflagefläche 14 über. Allerdings ist bei dem weiter unten beschriebenen Herausdrücken der Ziehfehlstelle der ab­ stützende Streifen 3 höher belastet als die sonstige Auflage­ fläche 14, so daß der abstützende Streifen 3 vor allen Dingen durch die Flächenpressung während des Herausdrückens der Zieh­ fehlstelle erkennbar ist.

Ein weiterer wesentlicher Bestandteil der Einrichtung zum Be­ seitigen der Ziehfehlstelle 2 besteht in dem Stempel 4 und dem Betätigungsmechanismus 8 für ihn. Und zwar soll der beweglich gehalterte Stempel 4 mit seiner Flachseite 5 auf die der ein­ gefallenen Seite 10 des Blechziehteiles 1 gegenüberliegenden, in Fig. 2 oberen Seite 11 der Ziehfehlstelle 2 zubewegbar sein und an diese Stelle richtungsdefiniert mit der Aufsetzrichtung 12 anlegbar sein. Die Flachseite 5 des Stempels 4 entspricht der Form und der Größe der Fehlstelle 2 und ist anlageseitig geringfügig stärker als die Sollform des Blechziehteiles 1 an der Ziehfehlstelle bombiert. Die Flachseite 5 des Stempels überdeckt nicht nur die Aussparung 6 in der Auflegevorrichtung 7, sondern auch den oben erwähnten abstützenden Streifen 3. Zum Beseitigen der Ziehfehlstelle wird der Stempel 4 mit der Flach­ seite 5 innenseitig auf die Fehlstelle 2 gedrückt und dabei in einem einzigen Hub ein vorgebbarer, experimentell ermittelter Weg zurückgelegt und/oder eine ebenfalls vorgebbare und expe­ rimentell ermittelte Kraft dabei ausgeübt. Dadurch wird die Ziehfehlstelle in einem Zug herausgedrückt. Dank dieser erfindungsgemäßen Vorgehensweise wird die Ziehfehlstelle sehr rasch, wirkungsvoll und materialschonend beseitigt. Außerdem entstehen bei dieser rationellen Arbeitsweise keine lästigen Geräuschemissionen und keine Gesundheitsbeeinträchtigungen auf­ grund von etwaigen Schwermetalldämpfen.

Nachdem der Stempel 4 richtungsdefiniert mit einer mechanisch vorgegebenen Aufsetzrichtung 12 und auch in definierter Umfangs­ lage innenseitig auf die Fehlstelle 2 aufgesetzt und mit defi­ nierter Kraft an das Blechziehteil 1 angedrückt werden muß, scheidet praktisch eine manuelle Führung des Stempels 4 und/oder eine Betätigung durch manuellen Hammerschlag aus. Es wäre allenfalls denkbar, eine großflächig sich innenseitig (11) am Blechziehteil 1 abstützende Führungsvorrichtung für den Stempel 4 vorzusehen, die manuell auf das Werkstück aufgesetzt und ausgerichtet wird. Bei einem stempelintegrierten Schlaggewicht mit voreinstellbarer Schlagkraft könnte mit einer solchen Vorrichtung auch eine definierte Kraftwirkung ausgeübt werden. Eine andere denkbare Ausführungsform zur richtungsdefinierten Führung des Stempels 4 und zur hub- und/oder kraftdefinierten Betätigung des Stempels wäre auch durch eine geradlinige mechanische Führung des Stempels in einer maschinellen Führungseinrichtung und durch eine pneumatische oder hydraulische Betätigung des Stempels gegeben.

In Fig. 2 ist ein bei der Anmelderin praktisch bewährtes an­ deres Ausführungsbeispiel als Betätigungsmechanismus 8 für den Stempel 4 gezeigt. Und zwar handelt es sich bei diesem Betäti­ gungsmechanismus im wesentlichen um einen sog. Haltespanner, wie er zum Spannen von Blechteilen an sich bekannt ist. Derar­ tige Haltespanner können manuell oder auch durch ein fluidisch, meist pneumatisch beaufschlagbares Stellorgan betätigt werden; die Fig. 2 und 4 zeigen einen mittels Handhebel 9 betätig­ baren Haltespanner. Der eigentliche Spannhebel 15 ist über eine Lasche 13 an den Handhebel 9 angekoppelt, wobei der Handhebel 9 und der Spannhebel 15 jeweils über unterschiedlich gelagerte Schwenkachsen an einem ortsfesten Basisglied gelagert sind. Sobald der Spannhebel 15 in die Nähe der in Fig. 4 in vollen Linien dargestellten Arbeitslage kommt, geht die Lasche 13 in eine mit dem Handhebel 9 parallel liegende Strecklage, und so­ mit in eine Totlage über, in der nach Art eines Kniehebelge­ lenkes zum einen sehr hohe Betätigungskräfte und zum anderen eine selbsttätige mechanische Sicherung der Arbeitslage ge­ währleistet werden kann. Außerhalb der Arbeitslage, die in Fig. 4 strichpunktiert dargestellt ist, kann mit dem Handhebel 9 über die Lasche 13 eine sehr rasche Rückzugsbewegung auf den Spannhebel 15 ausgeübt werden, so daß dieser rasch und weit­ räumig zurückgeschwenkt werden kann. In dem Spannhebel 15 ist ein Langloch 16 eingearbeitet, in welchem der Stempel 4 mit einer Justierschraube nach Höhenlage und Umfangslage justiert werden kann. Bei richtiger Justierung des Stempels 4 und seiner Flachseite 5 in Relation zum eingelegten Blechziehteil 1 kann durch bloßes manuelles Schließen des als Haltespanner ausge­ bildeten Betätigungsmechanismus 8 der Stempel 4 richtungsde­ finiert aufgesetzt und mit definierter Kraft und definiertem Hub in die Fehlstelle eingedrückt werden. Aufgrund einer ge­ ringfügigen Überbombierung der Flachseite 5 wird die Ziehfehl­ stelle 2 zügig in der beschriebenen Weise herausgedrückt und bleibend beseitigt. Der Betätigungsmechanismus 8 kann an­ schließend sofort wieder geöffnet und das behandelte Blech­ ziehteil 1 entnommen und gegen ein neues, zu behandelndes Blech­ ziehteil ausgetauscht werden. Unter der Voraussetzung, daß die Auflegevorrichtung 7 und/oder das zu behandelnde Blechziehteil 1 mit ausreichender Genauigkeit selbstzentrierend sind, ist auch ohne weiteres ein automatisches Handling der Blechzieh­ teile beim Beseitigen der Ziehfehlstellen denkbar, wozu ein­ fache Industrieroboter mit Sauggreifern vorstellbar sind. Der als Haltespanner ausgebildete Betätigungsmechanismus 8 kann anstelle eines Handhebels 9 mit einem Pneumatikzylinder zum Verschwenken dieses Hebels versehen sein. Die Einrichtung zur Beseitigung der Ziehfehlstelle wäre auf diese Weise automati­ sierbar.

Der Vollständigkeit halber seien noch einige denkbare alterna­ tive Ausgestaltungsmöglichkeiten erwähnt. Und zwar kann die Abstützung im Bereich des schmalen, die Fehlstelle umgebenden Streifens 3 und/oder die Flachseite 5 des Stempels 4 aus einem unter der Wirkung der Drückkraft unnachgiebigen Werkstoff be­ stehen, was bei der vorausgegangenen Beschreibung als die nächstliegende Möglichkeit unterstellt wurde. Stattdessen ist es aber auch denkbar, daß auflageseitig zumindest der die Fehl­ stelle 2 umgebende abstützende Streifen 3 und/oder die Flach­ seite 5 des Stempels 4 mit einer elastischen Auflage versehen sind. Diese Auflagen sollten jedoch nicht zu weich sein, so daß gewährleistet ist, daß die Auflage unter der Wirkung der Drück­ kraft sich allenfalls um einen kleinen Bruchteil der Blechdicke zusammendrücken oder eindrücken läßt. Durch die Elastizität einer etwaigen Gummiauflage dürfen sich keine unkontrollierten Verformungen in das Werkstück hineindrücken lassen. Eine Gum­ miauflage wäre insbesondere auf Seiten der Auflegefläche 14 sinnvoll, weil dadurch die Auflagestöße und dementsprechend eine Geräuschemission beim raschen Auflegen des Blechziehteiles auf die Auflegevorrichtung 7 gemildert werden; außerdem wird die Gefahr von Handlingsbeschädigungen gemildert. Im übrigen wird durch eine Gummiauflage und der damit verbundenen, relativ hohen Haftreibung eine sichere Halterung des Blechziehteiles gewährleistet, so daß ein schwerkraftbedingtes oder drückkraft­ bedingtes Wegrutschen des Blechziehteiles dadurch in einem un­ günstig gelagerten Fall verhindert werden kann.

Claims (8)

1. Verfahren zum Beseitigen von sich nach Lage, Form und Größe annähernd reproduzierenden, eingefallenen Ziehfehlstellen an Blechziehteilen für die Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie vor deren Zusammenbau zu einer Rohbaukarosserie, dadurch gekennzeichnet, daß das Blechziehteil (1) auf der relativ zur Sollform einge­ fallenen Seite (10) - meist außenseitig - in einem die Fehl­ stelle (2) nach Lage, Form und Größe aussparenden Bereich (Aus­ sparung 6) auf einem wenigstens etwa 1 cm breiten, die Ziehfehl­ stelle (2) umgebenden Streifen (3) abgestützt wird und daß die Ziehfehlstelle (2) mit der Flachseite (5) eines beweglich ge­ führten Stempels (4) in die Aussparung (6) hinein um einen vor­ gebbaren Weg und/oder mit einer vorgebbaren Kraft in einem Zug herausgedrückt wird, wobei die Flachseite (5) des Stempels (4)

• - mit ihrer Umfangskontur der Lage, Form und Größe der Zieh­ fehlstelle (2) annähernd entspricht,
• - an ihrer zur Anlage gelangenden Flachseite (5) etwas stär­ ker als die Sollform des Blechziehteiles (1) an der Zieh­ fehlstelle (2) bombiert ist und
• - an die der eingefallenen Seite (10) gegenüberliegenden, meist innenliegenden Seite (11) der Ziehfehlstelle (2) des Blechteiles (1) richtungsdefiniert (Aufsetzrichtung 12) anlegbar ist.

2. Einrichtung zum Beseitigen von sich nach Lage, Form und Größe annähernd reproduzierenden, eingefallenen Ziehfehlstellen an Blechziehteilen für die Außenhaut einer Fahrzeugkarosserie vor deren Zusammenbau zu einer Rohbaukarosserie, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

• a) eine Auflegevorrichtung (7) zum lagedefinierten, reprodu­ zierbaren Auflegen der Blechziehteile (1), in welcher Lage die Blechziehteile (1) mit der an die Ziehfehlstelle (2) relativ zur Sollform eingefallenen Seite (10) nach unten weisend durchhangfrei auflegbar sind;
• b) im Bereich der Ziehfehlstelle (2) ist eine zumindest strei­ fenartig die Ziehfehlstelle (2) umgebende, der Oberflächen­ form des Blechziehteiles (1) entsprechende Abstützung (ab­ stützender Streifen 3) vorgesehen, die sich spaltfrei an das aufgelegte Blechziehteil (1) anlegt;
• c) oberhalb der Abstützung (abstützender Streifen 3) ist ein beweglich gelagerter Stempel (4) gehaltert, der mit seiner Flachseite (5) auf die der eingefallenen Seite (10) gegen­ überliegenden Seite (11) der Ziehfehlstelle (2) zu bewegbar und an diese richtungsdefiniert (Aufsetzrichtung 12) anleg­ bar ist, wobei die Flachseite (5) des Stempels (4) der Form und der Größe der Ziehfehlstelle (2) entspricht und anlage­ seitig geringfügig stärker als die Sollform des Blechzieh­ teiles (1) an der Ziehfehlstelle (2) bombiert ist;
• d) der Stempel ist mit einem Betätigungsmechanismus (8) ge­ koppelt, der ein wegdefiniertes oder kraftdefiniertes An­ drücken der Flachseite (5) des Stempels (4) an die der Ein­ fallung gegenüberliegenden Seite (11) der Ziehfehlstelle (2) erlaubt.

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (abstützender Streifen 3) allmählich in die Aussparung (6) übergeht.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Flachseite (5) des Stempels (4) die Aussparung (6) über­ deckt.

5. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (abstützender Streifen 3) und/oder der Stem­ pel (4) aus einem unter der Wirkung der Drückkraft unnachgie­ bigem Werkstoff bestehen.

6. Einrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützung (abstützender Streifen 3) und/oder der Stem­ pel (4) an seiner Flachseite (5) mit einer elastischen Auflage versehen sind, die jedoch unter der Wirkung der Drückkraft um allenfalls einen kleinen Bruchteil der Blechdicke zusammen- oder eindrückbar ist.

7. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Auflegevorrichtung (7) einen vollflächigen Negativabguß der in der Karosserie außenliegenden Oberfläche (10) des Blech­ ziehteiles (1) als Auflegefläche (14) enthält, in die im Be­ reich der Ziehfehlstelle (2) die Aussparung (6) eingearbeitet ist.

8. Einrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Betätigungsmechanismus (8) im wesentlichen aus einem sogenannten Haltespanner, wie er zum Spannen von Blechteilen an sich bekannt ist, besteht, bei dem an dem schwenkbaren und in Arbeitsstellung durch eine überdrückbare Totlage sicherbaren Spannhebel (15) der Stempel (4) in justierbarer Weise befestigt ist.