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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für einen
Clinch-Stempel, insbesondere zum Clinchen des Außenrandes eines Fahrzeugfensters
gemäß dem Oberbegriff
von Anspruch 1, auf die sich die vorliegende Beschreibung rein exemplarisch
bezieht.
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Zum
Clinchen der den Außenrand
eines Fensters definierenden gestanzten Platte, welches Fenster
in einer Blechplatte oder einem Metall-Paneel wie z.B. in einer
Fahrzeugtür
gebildet ist, sind Clinch-Stempel bekannt, die durch das Fenster
eingesetzt werden, und die zwei Klingen aufweisen, die an zwei verschiedenen
Niveaus angeordnet sind und dazu gebracht werden, jeweils einen
so genannten Vor-Clinch-Arbeitsgang auszuführen, der von einem eigentlichen
Clinchvorgang gefolgt wird, die jeweils durch eine ca. 45°-Biegung
der Stanzplatten definiert sind.
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Die
Klingen werden dazu veranlasst, horizontal zwischen einer Rückzugsposition
in Richtung zum Zentrum des Fensters, und einer ausgefahrenen Stellung
bewegt zu werden, bei der die Klingen den zu clinchenden Stanzplatten
gegenüberstehen,
wobei sie von einem Auflagetisch getragen sind, der seinerseits
synchron von zwei Motoren betrieben wird. Einer der Motoren verfährt den
Clinch-Stempel vertikal zwischen zwei Bezugspositionen, um die zwei Klingensätze wahlweise
an dem Außenrand
des Fensters zu positionieren, wobei der andere Motor die Klingen
in der ausgefahrenen Position vertikal mittels eines Arbeitsganges
um jede Referenzposition verfährt,
um so die Stanzplatten zu biegen.
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Bei
bekannten Lösungen
sind die den Auflagetisch betätigenden
Motoren in feststehenden Positionen an der Seite des Clinch-Stempels
angeordnet, wobei sie den Auflagetisch mittels jeweiliger Übersetzungsmittel
bewegen, die äußerst komplex
und schwerfällig
sind.
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Über diese
Komplexität
hinaus tendieren die den Auflagetisch betätigenden Übersetzungsmittel dazu, Fehler
bei der Positionierung des Auflagetisches einzuführen und damit auch beim Vorclinch-Arbeitsgang
und dem Clinchen selbst.
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Es
ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung
für einen
Clinch-Stempel vorzusehen,
insbesondere zum Clinchen des Außenrandes eines Fahrzeugfensters,
wobei diese eine direkte und geringe Kosten verursachende Lösung zu den
zuvor erwähnten
Problemen umsetzen soll.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Antriebsvorrichtung für einen Clinch-Stempel vorgesehen,
insbesondere zum Clinchen des Außenrandes eines Fahrzeugfensters;
wobei die Vorrichtung umfasst:
- – einen
Auflagentisch zum Unterstützen
des Clinch-Stempels und bewegbar entlang einer Längsachse; und
- – zwei
Stellglieder, eines für
die wahlweise längsseitige
Translation des Auflagetisches zwischen zwei Referenzpositionen,
und das andere für
eine längsseitige
Translation des Auflagetisches durch einen Arbeitsgang um jeden
dieser Referenzpositionen;
dadurch gekennzeichnet, dass
eines der Stellglieder fixiert ist, während das andere der Stellglieder
längsseits
während
zumindest einem Teil der translatorischen Bewegungen des Auflagetisches
bewegbar ist.
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Eine
Ausführungsform
der Erfindung wird nun mittels Beispiel mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen
beschrieben, in denen:
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1 einen
schematischen Querschnitt einer erfindungsgemäßen vorteilhaften Ausführungsform
der Antriebsvorrichtung für
einen Clinch-Stempel zeigt, insbesondere zum Clinchen des Außenrandes
eines Fahrzeugfensters;
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2 und 3 schematische
Querschnitte des Clinch-Stempels nach der Vorrichtung von 1 zeigen,
sowie eine Abfolge von Schritten beim Clinchen des Außenrandes
eines Fahrzeugfensters.
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Bezugsziffer 1 kennzeichnet
in den beigefügten
Zeichnungen eine Antriebsvorrichtung für einen Clinch-Stempel 2,
insbesondere zum Clinchen des Außenrandes eines Fensters 4,
das in dem Körper-Paneel 5 eines
Fahrzeugs gebildet ist.
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Im
Beispiel der 2 ist ein Paneel 5 durch eine
Tür definiert
und es umfasst ein flächiges
Metall-Außenpaneel 6,
das innenseitig mit einer Anzahl von Stanzflächen 7 abschließt, die den
Außenrand des
Fensters 4 definieren und einen Winkel von ca. 90° mit dem
Rest des Außenpaneels 6 aufgrund
eines vorausgehenden Press-Arbeitsgangs bilden, bevor sie verclincht
werden.
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Zum
Ausführen
des Clinchvorgangs wird die Tür 5 in
eine feststehende Position an einer Station 9 gebracht,
in der eine Tragstruktur 10 zum Unterstützen des Außenpaneels 6 aufgenommen
ist, ferner eine Klammervorrichtung 11 zum Klammern der
Tür 5 und
ein Stempel 2. Der Stempel 2 hat eine Vertikalachse 13,
die sich axial durch die Struktur 10 erstreckt, vom Oberteil
der Struktur 10 abragt, um am Fenster 4 anzugreifen,
und eine Anzahl von Klingen 14, um einen Vor-Clinch-Arbeitsgang
auszuführen, sowie
eine Anzahl von Klingen 15 zum Ausführen des eigentlichen Clinchvorgangs,
und er ist auf einem tieferen Niveau als die Klingen 14 angeordnet.
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Mit
Bezug auf die 2 und 3 sind die Klingen 14, 15 in
nicht gezeigter bekannter Weise in Betrieb, um kreuzweise zur Achse 13 zwischen
einer zurückgezogenen
Position in Richtung zum Zentrum des Stempels 2 und Fensters 4,
und einer ausgefahrenen Position, in der sie vertikal den Pressplatten 7 gegenüberliegen.
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Der
Stempel 2 ist entlang der Achse 13 axial durch
die Vorrichtung 1 bewegbar, die unterhalb des Stempels 2 an
der Station 9 angeordnet ist.
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Mit
Bezug auf 1 weist die Vorrichtung 1 einen
Rahmen 19 auf, der seinerseits eine Basisplatte 20 umfasst,
die an der Station 9 fixiert ist, und eine Struktur 21,
die von der Platte 20 nach oben abragt. Die Struktur 21 umfasst
eine vertikale Wand 22 mit einem U-förmigen oberen Sitz 23;
zwei transversale vertikale Flügel 25 (nur
einer gezeigt) auf gegenüberliegenden
Seiten der Wand 22; und eine Platte 26, die an
einem Ende der Flügel 25 und
parallel zur Wand 22 eingepasst ist.
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Die
Vorrichtung 1 umfasst ferner einen im Wesentlichen pilzförmigen Tragwagen 27,
der seinerseits einen rohrförmigen
Bodenabschnitt 28 hat, der sich entlang der Achse 13 erstreckt,
sowie einen oberen Tisch 29, der integral mit dem Abschnitt 28 senkrecht
zur Achse 13 vorliegt und eine Auflagefläche definiert,
an der der Stempel 2 fixiert ist. Eine Wand der Wände des
Abschnitts 28, gekennzeichnet mit 31, ist parallel
und gegenübergestellt
der Wand 22 und hat einen Bodensitz 32, und ist
an der Wand 22 durch eine vorzugsweise rezir kulierende
kugeltypische Führung
und Gleitvorrichtung 33 (schematisch gezeigt) eingepasst.
Die Vorrichtung 33 umfasst zwei vertikale Führungen 34 (nur
eine gezeigt), die transversal beabstandet und integral an der Wand 22 angeschlossen
sind; sowie zwei Paare von Schlitten 35 (nur einer gezeigt),
die an die Wand 31 angeschlossen sind und entlang von Führungen 34 laufen.
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Der
Wagen 27 wird axial mittels einer Antriebsvorrichtung 36 bewegt,
die eine feststehende Motor-Reduktion 37 und eine bewegbare
Motor-Reduktion 38 aufweist (beide teilweise und schematisch gezeigt),
die vorzugsweise elektromechanisch und diametral einander gegenüberliegend
bezüglich
der Achse 13 angeordnet sind.
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Genauer
gesagt, die Motor-Reduktion 37 ist insbesondere integral
an dem Rahmen 19 angeschlossen, an der gegenüberliegenden
Seite der Wand 22 zur Platte 26, wohingegen die
Motor-Reduktion 38 integral an dem Abschnitt 28 auf
der gegenüberliegenden
Seite des Abschnitts 28 zur Wand 22 angeschlossen
ist.
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Die
Motor-Reduktionen 37, 38 drehen entsprechende
Abtriebswellen 39, 40, die jeweils an der Struktur 21 und
dem Abschnitt 28 eingepasst sind, um um jeweilige parallele
Horizontalachsen 41, 42 zu drehen. Die Welle 40 umfasst
einen Zwischenabschnitt 43, der in dem Abschnitt 28 aufgenommen
ist, und ein Ende 44, dass in den Sitz 23 vorragt;
und die Welle 39 umfasst einen Endabschnitt 45,
der sich axial zwischen der Wand 22 und der Platte 26 erstreckt zum
Sitz 32, und unterhalb des Abschnitts 28.
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Die
Welle 39 treibt eine erste Verbindungsstange und eine Kurbelübertragung 47 zur
translatorischen Bewegung des Wagens 27 an, und damit auch
des Stempels 2, entlang der Achse 13 und durch
einen Gang von circa 60 mm zwischen einer abgesenkten Bezugsposition
und einer angehobenen Bezugsposition, in denen die Klingen 14 und 15 – wenn ausgefahren – einander
gegenüberliegend und über die
Stanzplatten 7 jeweils positioniert werden.
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Die Übertragung 47 umfasst
eine Kurbelscheibe 48, die integral mit dem Abschnitt 45 vorliegt und
eine Achse 49 parallel zu und exzentrisch mit Bezug zur
Achse 41 hat; und eine Verbindungsstange 50 aufweisend
einen Bodenabschnitt 51, der an der Scheibe 48 um
die Achse 49 angelenkt ist. Die Scheibe 48 weist
einen mit Bezug auf die Welle 39 abragenden Abschnitt 52 auf
und unterstützt
einen Vorstand 53, der in Richtung zur Platte 26 abragt,
und sobald die Welle 39 rotiert, wahlweise tangential ein oberes
Anschlagelement 54 oder ein unteres Anschlagelement 55 kontaktiert,
die durch die Platte 26 getragen sind, um den Wagen 27 in
den Referenzpositionen zu arretieren.
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Mit
Bezug auf 1 umfasst die Verbindungsstange 50 einen
oberen Endabschnitt 56, aufgenommen in dem Abschnitt 28,
und sie bildet einen Teil einer zweiten Verbindungsstange und Kurbelübertragung 57,
die durch die Welle 40 zum Bewegen des Wagens 27 angetriebenen
ist, und damit des Stempels 2, zurück und vor entlang der Achse 13 mittels
eines Arbeitsganges von circa 8 mm um jede Referenzposition, so
dass die Klingen 14 und 15 die Stanzplatten 7 biegen,
um so einen Vor-Clinch und jeweiligen Clincharbeitsgang ausführen.
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Die
Kurbelübertragung 57 umfasst
eine Kurbelscheibe 58 integral mit dem Abschnitt 43,
die eine Achse 59 parallel zu und exzentrisch mit Bezug
zur Achse 42 hat und die an dem Abschnitt 56 um
die Achse 59 angelenkt ist.
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Mit
Bezug auf die beigefügten
Zeichnungen sind beim Start des Clinchzyklus die Klingen 14 und 15 zurückgezogen;
der Vorstand 53 der Übertragung 47 ruht
am Element 55, um die Achse 49 in einer unteren
Totpunktposition unterhalb der Achse 41 zu halten, um den
Stempel 2 in der abgesenkten Bezugsposition zu halten,
und so die Klingen 14 bei den Stanzplatten 7 (2);
und die Achse 42 der Übertragung 57 ist
stationär
in einer oberen Totpunktposition über der Achse 59.
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Die
Klingen 14 werden ausgefahren (wie durch die gestrichelte
Linie auf der linken Seite der Achse 13 in 2 gezeigt)
werden dann auf die Stanzplatten 7 abgesenkt, um den Vorclinch-Arbeitsgang
durch Betätigen
der Motor-Reduktion 38 den Tisch 29 und Stempel 2 axial
durch den Arbeitsgang absenkend (wie gezeigt durch die durchgehende
Linie auf der rechten Seite der Achse 13 in 2)
auszuführen,
während
die Welle 39 stationär
verbleibt.
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Genauer
gesagt, wenn die Welle 40 rotiert, produziert die Scheibe 58 aufgrund
ihrer Exzentrizität eine
relative Rotation zwischen den Achsen 42 und 59,
schwingt die Verbindungsstange 50 um die Achse 49,
und verschiebt die Achse 42 in eine untere Totpunktsposition
unterhalb der Achse 59. Wenn die Welle 40 weiter
rotiert, um die Achse 42 in die obere Totpunktposition über die
Achse 59 zu bewegen, wird der Stempel 2 zurückgefahren,
um die Klingen 14 von den Stanzplatten 7 abzulösen.
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Die
Klingen 14 werden dann zurückgezogen (wie das durch die
gestrichelte Linie auf der rechten Seite der Achse 13 in 2 gezeigt
ist), und die Motor-Reduktion 37 wird betätigt, um
die Welle 39 zu rotieren und damit die Welle 40,
den Wagen 27 und den Stempel 2 entlang der Achse 13 in
die angehobene Bezugsposition anzuheben, um die Arbeitsklingen (3)
zu wechseln. Genauer gesagt, wenn die Welle 39 rotiert,
dreht die Scheibe 48 aufgrund ihrer Exzentrizität die Achse 49 um
die Achse 41, so dass die Verbindungsstange 50 um
die Achse 59 schwingt, um den Vorstand 53 mit
dem Element 54 in der oberen Totpunktposition der Achse 49 in
Kontakt zu bringen.
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Wie
die Klingen 14 werden die Klingen 15 ausgefahren
(wie durch die gestrichelte Linie auf der linken Seite der Achse 13 in 3 gezeigt)
und dann abgesenkt, um den Clinchvorgang auszuführen und den Biegevorgang der
Stanzplatten 7 zu vervollständigen, dies mittels Betätigen der
Motor-Reduktion 38 zum Absenken des Stempels 2 axial
durch den Arbeitsgang (gezeigt durch die durchgehende Linie auf der
rechten Seite der Achse 13 in 3), während die
Welle 39 stationär
verbleibt.
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Wenn
der Stempel 2 einmal durch die Motorreduktion 38 zum
Ablösen
der Klingen 15 von den Stanzplatten 7 angehoben
worden ist, werden die Klingen 15 zurückgezogen (wie durch die gestrichelte
Linie auf der rechten Seite der Achse 13 in 3 gezeigt),
und der Stempel 2 wird in der unteren Bezugsposition gelagert,
d.h. in der anfänglichen
Startkonstellation, in der die Motor-Reduktion 37 in der entgegengesetzten
Richtung bezüglich
zum Anheben des Stempels 2 betätigt wird.
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Die
Vorrichtung 1 ist dadurch extrem kompakt, indem die Motor-Reduktion 38 vertikal
bewegbar ist, um den Wagen 27 zu begleiten, womit nur eine
extrem geradeaus führende Übertragung 57 erforderlich
ist, die auch durch die Motor-Reduktion 37 und die Übertragung 47 bewegbar
ist.
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Die
Vorrichtung 1 ist auch aufgrund der relativen Anordnung
der Wellen 39, 40 und der Motor-Reduktionen 37, 38 und
aufgrund des besonderen Typs der Übertragungen 47, 57 so
kompakt, die extrem geradlinig sind, dass sie eine kleine Anzahl von
Bestandteilen umfassen, während
gleichzeitig eine sehr beträchtliche
Leistung übertragen
wird, um die Drehbewegung der Wellen 39, 40 in
eine lineare Bewegung des Wagens 27 zu konvertieren.
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Die
geringe Anzahl von Bestandteilen und Verbindungen reduziert einen
Ausfall und Verschleiß, womit
demzufolge die Positionierpräzision
des Wagens 27 und der Klingen 14, 15 enorm
verbessert ist.
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Ganz
klar können
Veränderungen
an der Vorrichtung 1 vorgenommen werden, wie sie mit Bezug
auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben wurde, ohne sich jedoch Umfang der vorliegenden Erfindung
gemäß Definition
durch die beigefügten Ansprüchen zu
entfernen.
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Insbesondere
kann das Biegen der Stanzplatten 7 anstelle der bewegbaren
Motor-Reduktion durch eine feststehende ausgeführt werden, wobei eine Bewegung
zwischen den Referenzpositionen anstelle der feststehenden Motor-Reduktion
durch die bewegbare aktiviert werden kann.
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Die
Motor-Reduktionen können
sich von den gezeigten unterscheiden, indem sie beispielsweise gegenüber den
rotierenden translatorische Abtriebswellen aufweisen. Die bewegbare
Motor-Reduktion kann zumindest teilweise an der Anschlussstange 50 oder
an anderen beliebigen zwischenliegenden Übertragungselementen angeschlossen
sein, die zwischen dem Wagen 27 und der feststehenden Motor-Reduktion
zwischengeschaltet sind, so dass sie nur während der Translation bewegt
wird, die durch die feststehende Motor-Reduktion hervorgerufen wird,
und nicht während
der Translation durch diese selbst.
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Die
Verbindungsstange und die Kurbelübertragungen
können
auch durch andere Typen ersetzt werden, wie beispielsweise Nocken,
Hebel, oder Gewinde und Mutter-Gewinde-Übertragungen.
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Abschließend kann
die Antriebsvorrichtung 1 für einen Stempel verwendet werden,
der sich von dem Gezeigten unterscheidet und der zum Clinchen des
Randes eines Teils verwendet wird, das sich von dem obigen Beispiel
unterscheidet.