DE69915947T2

DE69915947T2 - Mehrachsige Rollenfalzvorrichtung

Info

Publication number: DE69915947T2
Application number: DE69915947T
Authority: DE
Inventors: John B. Madison Heights Shook; Philip V. LaSalle Wiens
Original assignee: Unova IP Corp; Unova Industrial Automation Systems Inc
Current assignee: Unova IP Corp; Unova Industrial Automation Systems Inc
Priority date: 1998-08-11
Filing date: 1999-07-23
Publication date: 2005-02-03
Anticipated expiration: 2019-07-24
Also published as: CA2279718A1; EP0979692A3; DE69915947D1; US6161410A; EP0979692B1; EP0979692A2

Description

Gebiet der Erfindung
Diese Erfindung betrifft allgemein das Falzen von Blechplatten und besonders eine verbesserte Rollenfalzvorrichtung zum Formen von wenigstens einem Vorfalz an einem Rand einer Blechplatte.
Hintergrund der Erfindung
Es ist bekannt, Türen, Motorhauben, Stoßstangen, Heckklappen und Kofferraumdeckel von Fahrzeugkarosserien herzustellen, indem eine äußere Blechplatte gestanzt wird und getrennt davon eine innere Blech-Verstärkungsplatte gestanzt wird, deren Außenumfang insgesamt dem der äußeren Platte entspricht, und die beiden Platten anschließend verbunden werden, indem ein Flansch des Umfangs der äußeren Platte über einen angrenzenden Rand der inneren Platte gefalzt wird, um die Platten miteinander zu befestigen. Wünschenswerterweise ist die äußere Platte etwas größer als die innere Platte, um einen Umrandungsflanschabschnitt entlang dem Umfang der äußeren Platte zu bilden, der bevorzugt einen nach oben stehenden Übersteh-Rand aufweist, der über den Umfangsrand der inneren Platte gefaltet werden kann, um den Falzflansch zu bilden, der die beiden Platten verbindet.
Allgemein ist zur Bildung des Falzflansches eine Kraft von ungefähr 1.000 Pfund pro laufendem Inch erforderlich. Daher ist zum Formen eines Falzflansches um einen langgestreckten Abschnitt einer Platte eine sehr große Kraft erforderlich. Um diesen großen Falzkräften zu widerstehen und sie genau aufzubringen, sind Falzmaschinen nach dem Stand der Technik groß in ihren Abmessungen. So genannte Rollenfalzmaschinen nutzen eine relative Bewegung zwischen einer Rolle und der zu falzenden Blechplatte zum Formen des Falzes. Die Rolle formt in jedem Moment einen Falz um nur einen kleinen Abschnitt der Blechplatte, und daher wird die Kraft, die die Rolle auf die Platte aufbringen muss, um den Falz zu formen, stark reduziert. Die reduzierte Kraft ermöglicht es, den Falz durch kompaktere, anpassungsfähigere und preiswertere Falzmaschinen zu formen. Herkömmliche Rollenfalzmaschinen weisen allgemein eine oder mehrere Rollen auf, die bezüglich des Teils, an dem der Falz gebildet werden soll, auf einem Rahmen befestigt oder federvorgespannt sind. So ermöglichen die Rollenfalzeinrichtungen eine Bewegung zwischen der Rolle und dem zu formenden Teil in einer ersten Richtung, die insgesamt mit dem Rand des zu formenden Teils übereinstimmt, und eventuell in einer zweiten Richtung, die insgesamt die Richtung der Feder ist, die die Rolle vorspannt. Während sie für insgesamt gerade, lineare Ränder eines Teils zufrieden stellend sind, können diese herkömmlichen Rollenfalzmaschinen keinen Falz um kompliziertere Teile bilden, die multiple Biegungen aufweisen, wie Blechplatten, die die Türen, die Motorhaube und den Kofferraumdeckel usw. moderner Fahrzeuge bilden.
Eine Falzvorrichtung nach dem Stand der Technik, wie sie in dem US-Patent 5,507,165 offenbart ist, sieht eine sich verjüngende Rolle zum Vorfalzen des Flanschbereichs einer Platte vor, die von einem Arm getragen wird, der schwenkbar mit einem Schlitten verbunden ist und eine Kurven-Abtastrolle aufweist, die an einer Kurvenoberfläche angreift, um den Arm so zu schwenken, dass sich die Rolle entlang einem Weg bewegt, der im Wesentlichen parallel zu dem Flansch ist. Diese Falzvorrichtung ermöglicht dadurch eine zusammengesetzte Bewegung der Rolle in der Gesamtbewegungsrichtung des Schlittens sowie in einer Richtung, die von dem Profil der Kurvenoberfläche diktiert wird, um einen Vorfalz entlang dem gewünschten Abschnitt der Platte zu bilden. Obgleich sie nützlich für das Vorfalzen des Flansches vieler Teile ist, ermöglicht diese Falzvorrichtung nur eine begrenzte zusammengesetzte Bewegung in einer einzigen Ebene, die nicht ausreicht, um einen Vorfalz eines Flansches um komplexere Autokarosserieplatten zu formen, die Umfangs-Randabschnitte mit zusammengesetzter Biegung aufweisen.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Erfindung ist durch eine Vorrichtung gemäß Patentanspruch 1 definiert.
Es wird eine Vielachsen-Rollenfalzvorrichtung zum Formen wenigstens eines Vorfalzes eines Flanschbereiches mit zusammengesetzter Biegung einer Blechplatte zur Verfügung gestellt, wobei die Vorrichtung eine Rolle aufweist, die an dem Flansch angreifen kann und um wenigstens 3 Achsen bewegbar ist, damit die Rolle entlang einem wesentlichen Abschnitt der Platte in Kontakt mit dem Flanschbereich mit der zusammengesetzten Biegung bleiben kann. Vorzugsweise kann die Vorrichtung die Position der Rolle entlang der orthogonalen X-Y-Z-Achsen variieren, so dass die Vorrichtung wenigstens einen Vorfalz komplexerer, gebogener Platten formen kann. Wünschenswerterweise kann die Rolle auch schwenkbar verschoben werden, um den relativen Winkel zwischen der Rolle und der Platte zu variieren, um die Rolle entlang von Abschnitten, die insgesamt bezüglich der Vorrichtung nach innen oder nach außen gebogen sind, insgesamt senkrecht zu dem Flansch der Platte zu halten. Vorzugsweise wird wenigstens ein Paar Rollen von der Vorrichtung getragen, wobei eine oder mehrere Rollen einen Vorfalz des Flansches formen und eine Abschlussrolle so konstruiert ist, dass sie den Abschlussfalz des Flanschbereichs vollendet.
Vorzugsweise bewegt sich die gesamte Vorrichtung parallel zu einer Ebene, die die X-Achse enthält, um die Position der Rolle bezüglich der Platte entlang der X-Achse zu variieren. Eine erste Abtastrolle, die in einer ersten Kurvenschiene aufgenommen ist, verschiebt einen Abschnitt der Vorrichtung parallel zu einer Ebene, die die Y-Achse enthält, um die Position der Rolle bezüglich der Platte entlang der Y-Achse zu variieren, während die gesamte Vorrichtung auch insgesamt parallel zu der X-Achse bewegt wird. Eine zweite Abtastrolle, die in einer zweiten Kurvenschiene aufgenommen ist, verschiebt einen Abschnitt der Vorrichtung in einer Ebene, die insgesamt parallel zu einer Ebene ist, die die Z-Achse enthält, um die Position der Rolle insgesamt entlang der Z-Achse zu variieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die Rolle von einem Arm getragen, der für eine Schwenkbewegung der Rolle als Reaktion auf eine Bewegung einer dritten Abtastrolle bezüglich einer dritten Kurve schwenkbar mit der Vorrichtung verbunden ist. So ist die Rolle, die den Falz um die Platte formt, wenigstens in der X-, Y- und Z-Achse bewegbar und vorzugsweise auch um eine Schwenkachse bewegbar, um es der Rolle zu ermöglichen, einen Falz sogar um einen komplexen, zusammengesetzten gebogenen Abschnitt der Platte zu formen.
Wünschenswerterweise wird die gesamte Vorrichtung durch ein Stellglied entlang einem oder mehrerer Wege bewegt, die sich parallel zu der X-Achse erstrecken. Das Stellglied kann im Wesentlichen eine beliebige Form aufweisen, darunter die eines Elektromotors, eines hydraulischen Zylinders, eines pneumatischen Zylinders, einer manuellen Kurbel, eines manuellen Hebels oder eines anderen energie- oder handbetriebenen Mittels, das geeignet ist, die gesamte Vorrichtung entlang der Wege vor und zurück zu bewegen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Der Elektromotor oder manuelle Stellgliedoptionen können wünschenswert sein, wenn eine Falzvorrichtung zu niedrigen Kosten gewünscht ist, und sind möglich aufgrund des relativ kleinen Bereichs der Platte, die in jedem einzelnen Moment von der Rolle gefalzt wird, so dass eine relativ kleine Kraft, die auf eine Rolle aufgebracht wird, die Platte ausreichend falzt. Die kleinere Falzkraft erleichtert die Bewegung der Rolle entlang der X-, Y- und Z-Achse sowie entlang der Schwenkachse. Weiterhin macht die geringe Falzkraft eine kleine, kompakte und anpassungsfähige Falzvorrichtung möglich.
Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung umfassen: Vorsehen einer Falzvorrichtung zum Formen wenigstens eines Anfangsfalzes eines Flanschbereichs einer Platte, die äußerst anpassungsfähig ist, eine relativ geringe Kraft zum Formen des Falzes benötigt, einen Vorfalz und einen Abschlussfalz durch eine einzige Vorrichtung ermöglichen kann, einen Falz einer relativ komplexen Platte mit zusammengesetzter Biegung formen kann, von einem einzigen Stellglied gesteuert wird, manuell, elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch angetrieben sein kann, einfach einstellbar ist, eine Vielzahl von austauschbaren Kurvenschienen oder Kurven aufweist, um das Formen eines Falzes an unterschiedlichen Platten zu erleichtern, relativ einfach konstruiert, wirtschaftlich herzustellen und zu montieren ist und eine lange Nutzungsdauer hat.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Diese und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und des besten Modus, den angehängten Patentansprüchen sowie den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Falzvorrichtung ist, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 eine Draufsicht auf die Falzvorrichtung von 1 ist;
3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 von 2 ist; und
4 eine Querschnittsansicht entlang der Linie 4-4 von 2 ist.
Ausführliche Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Unter genauerer Bezugnahme auf die Zeichnungen stellen 1–4 eine Falzvorrichtung 10 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Erfindung dar, die eine Vorfalzrolle 12, um einen Flansch 13 einer äußeren Blechplatte 14 „vorzufalzen" oder vorzubiegen, und eine Abschlussrolle 16 aufweist, die dafür konstruiert ist, den Flansch 13' der äußeren Platte 14 auf eine innere Platte 18 „fertigzufalzen" oder dessen Falz zu vollenden, um die Platten aneinander zu befestigen. Typische Blechplatten 14, 18 werden für Karosserietüren, Motorhauben, und Koffenaumdeckel von Fahrzeugen verwendet. Die innere Platte 18 ist in der äußeren Platte 14 aufgenommen, und sie sind auf einer Montagevorrichtung aufgenommen, wobei der zu falzende Abschnitt der Platten an einem Ambosswerkzeug 20 aufgenommen ist, das wiederum auf einem Bett 22 der Vorrichtung 10 aufgenommen ist. Wünschenswerterweise ist das Profil der Fläche 24 des Ambosses 20 angrenzend an die Blechplatten 14, 18 insgesamt komplementär zu den Blechplatten, um eine geeignete Halterung der Platten im Wesentlichen entlang dem gesamten zu falzenden Abschnitt zu ermöglichen.
Allgemein weist die Falzvorrichtung einen Wagen 34 auf, der durch ein Stellglied 32 hin- und herbewegt wird und an dem mehrere Querschlittenanordnungen 42, 44, 70, 92 aufgenommen sind. Die Bewegung der Querschlittenanordnungen 42, 44, 70, 92 wird durch verschiedene Abtastrollen 54, 62, 82, 98 in Reaktion auf die Profile verschiedener Kurvenschienen 56, 88 gesteuert, um die lineare Bewegung des Wagens 34 in eine zusammengesetzte, nicht lineare Bewegung der Rollen 12 und 16 zu übersetzen, um einen Flansch um einen gewünschten Abschnitt sogar gebogener Blechplatten 14, 18 zu formen.
Die Vorfalzrolle 12 ist stromaufwärts oder vor der Abschlussrolle 16 angeordnet, um den Flansch vorzubiegen oder vorzufalzen. Wie gezeigt ist die Vorfalzrolle 12 kegelstumpfförmig und ist mit einer geneigten Umfangs-Formfläche 26 versehen, die geeignet ist, den Flansch von einem anfänglichen eingeschlossenen Winkel von etwa 90° bis 100° zu einem spitzen eingeschlossenen Winkel von etwa 60° bis 30° bezüglich der Blechplatten zu biegen. Wenn der anfängliche Winkel des Flansches größer als ca. 100° ist, kann wünschenswerterweise eine zweite Vorfalzrolle 28 (in 2 durch gestrichelte Linie dargestellt) stromaufwärts oder vor der Vorfalzrolle 12 vorgesehen sein, um den Flansch auf einen geeigneten Winkel vorzubiegen, um ihn nachfolgend durch die Vorfalzrolle 12 zu biegen.
Die Abschlussrolle 16 hat vorzugsweise eine insgesamt zylindrische Form und weist eine insgesamt flache Umfangs-Formfläche 30 auf, die geeignet ist, die Biegung des Flansches abzuflachen oder zu vollenden. Wünschenswerterweise ist die Abschlussrolle 16 relativ klein und greift in jedem Moment nur an einem begrenzten Abschnitt des Flansches an, so dass die Fertigformung des Flansches unter Aufbringung relativ geringer Kraft auf die Abschlussrolle 16 vollzogen werden kann.
Wie in 1 und 2 gezeigt, weist die Falzvorrichtung 10 ein Stellglied 32 auf, das einen Wagen 34 über eine Betätigungsstange 35 entlang einem Paar langgestreckter, voneinander beabstandeter, paralleler Wege 36, die auf dem Bett 22 getragen werden, antreibt. Das Stellglied kann im Wesentlichen jede beliebige Form haben, darunter die eines Elektromotors, eines hydraulischen Zylinders, eines pneumatischen Zylinders, eines Kugelumlaufspindelpindelantriebs, einer Kurbel, eines Hebels oder eines anderen energie- oder handebtriebenen Mittels, das geeignet ist, die gesamte Vorrichtung entlang der Wege vor und zurück zu bewegen, ohne auf diese beschränkt zu sein. Eine Trägerplatte 38, die an dem Wagen 34 befestigt ist, weist eine erste Querschlittenanordnung 42, die mit der Vorfalzrolle 12 wirkverbunden ist, und eine zweite Querschlittenanordnung 44 auf, die mit der Abschlussrolle 16 wirkverbunden ist, wobei jede verschiebbar an einem getrennten Weg oder Schlüssel 40 aufgenommen ist. Die Wege oder Schlüssel 40 sind vorzugsweise voneinander beabstandet, im Wesentlichen parallel und erstrecken sich quer zu den Wegen 36, auf denen sich der Wagen 34 bewegt. Vorzugsweise kann die Position der Trägerplatte 38 bezüglich des Wagens 34 leicht eingestellt werden, etwa durch einen oder mehrere Abstandhalter oder Ausgleichscheiben 46, die zwischen ihnen aufgenommen sind. Die erste und die zweite Querschlittenanordnung 42, 44 sind unabhängig voneinander bezüglich der Trägerplatte 38 bewegbar, wobei jede eine getrennte Basisplatte 48 aufweist und mit einem Ständer 50, der eine oder mehrere insgesamt dreieckige Verstärkungsplatten oder Einsatzstücke 52 aufweist, die zwischen der Basis 48 und dem Ständer 50 befestigt sind, verbunden ist.
Die Bewegung der ersten Querschlittenanordnung 42 wird durch eine erste Abtastrolle 54 gesteuert, die in einer Profil-Kurvenschiene 56 einer ersten Kurvenplatte 58 aufgenommen ist. Die erste Kurvenplatte 58 und ihre Schiene 56 sind langgestreckt und erstrecken sich vorzugsweise insgesamt parallel zu den Wegen 36 und im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Abschnitts der zu falzenden Platten 14, 18. Die Kurvenschiene 56 hat ein vordefiniertes Profil oder eine vordefinierte Kontur, die für einen bestimmten Satz Blechplatten 14, 18 vorgesehen ist. Wie gezeigt ist die erste Abtastrolle 54 mit einem Ende einer Welle 60, die an ihrem anderen Ende mit der Basisplatte 48 der ersten Querschlittenanordnung 42 befestigt ist, drehbar durch Zapfen verbunden. Ähnlich wird die Bewegung der zweiten Querschlittenanordnung 44 durch eine zweite Abtastrolle 62 gesteuert, die ebenfalls in der Kurvenschiene 56 der ersten Kurvenplatte 58 aufgenommen ist. Die zweite Abtastrolle 62 ist mit einem Ende einer Welle 64, deren anderes Ende an der Basisplatte 48 der zweiten Querschlittenanordnung 44 befestigt ist, drehbar durch Zapfen verbunden.
Wie in 2 und 3 gezeigt, ist ein dritter Querschlitten 70 vorzugsweise an einem oder mehreren Wegen oder Schlüsseln 72 aufgenommen, die an einer Montageplatte 74 befestigt sind, die an dem Ständer 50 der ersten Querschlittenanordung 42 verschraubt oder auf andere Art befestigt ist. Vorzugsweise haben die Schlüssel 72 einen insgesamt schwalbenschwanzförmigen Querschnitt und sind in komplementären Schlitzen 76 in dem dritten Querschlitten 70 aufgenommen. Die Vorfalzrolle 12 ist drehbar durch Zapfen mit einem Ende einer Welle 78 verbunden, deren anderes Ende in einer Bohrung 80 des dritten Querschlittens 70 aufgenommen ist. Eine dritte Abtastrolle 82 ist drehbar durch Zapfen mit einem Ende einer weiteren Welle 84 verbunden, deren anderes Ende in einer getrennten Bohrung 86 in dem dritten Querschlitten 70 aufgenommen ist. Die dritte Abtastrolle 82 ist in einer Kurvenschiene 88 einer zweiten Kurvenplatte 90 aufgenommen, die vorzugsweise lösbar an dem Ambosswerkzeug 20 befestigt ist. Alternativ kann die Kurvenschiene 88 direkt in dem Ambosswerkzeug 20 ausgebildet sein, obwohl eine entfernbare Kurvenplatte den Austausch einer abgenutzten Kurve und das Auswechseln von Kurvenplatten mit Kurvenschienen, die für die Bildung unterschiedlicher Teile konstruiert sind, erleichtert. Die zweite Kurvenplatte 90 und ihre Schiene 88 erstrecken sich im Wesentlichen parallel zu den Wegen 36 und im Wesentlichen entlang der gesamten Länge des Abschnitts der zu falzenden Platten 14, 18. Die Kurvenschiene 88 weist ein vorher bestimmtes Profil oder eine vorher bestimmte Kontur auf, die für eine Verwendung mit einem bestimmten Satz Blechplatten 14, 18 vorgesehen ist.
Wie in 2 und 4 gezeigt, wird ein vierter Querschlitten 92 verschiebbar an einem weiteren Paar Schwalbenschwanz-Wegen oder -Schlüsseln 94 einer Befestigungsplatte 96 getragen, die insgesamt parallel zu den Schlüsseln 72 angeordnet sind, die zu dem dritten Querschlitten 70 gehören. Eine Bewegung des vierten Querschlittens 92 wird durch eine vierte Abtastrolle 98 gesteuert, die auch in der Kurvenschiene 88 der zweiten Kurvenplatte 90 aufgenommen ist. Die vierte Abtastrolle 98 ist drehbar durch Zapfen mit einem Ende einer Welle 100 verbunden, deren anderes Ende in einer Bohrung 102 einer Verlängerung 104 des vierten Querschlittens 92 aufgenommen ist. Die Abschluss-Falzrolle 16 ist durch Zapfen mit einem Ende einer Welle 106 verbunden, deren anderes Ende an einem Trägerkörper 108 befestigt ist, der schwenkbar mit einem Schlitten 110 verbunden ist, der wiederum auf einem Schwalbenschwanz-Weg oder -Schlüssel 112 des vierten Querschlittens 92 getragen wird. Vorzugsweise ist der Trägerkörper 108 durch einen Stift 114, der sich durch den Trägerkörper 108 erstreckt und in Buchsen 116, die durch den Schlitten 110 in Öffnungen 118 aufgenommen sind, durch Zapfen gelagert ist, schwenkbar an dem Schlitten 110 montiert. Der Schlitten 110 und damit die Abschlussrolle 16 ist durch Federn 124, die über Wellen 122 zwischen dem Schlitten 110 und einer Mutter 126 an einem Ende jeder Welle 122 aufgenommen sind, nachgebend nach unten zu den Blechplatten 14, 18 vorgespannt, um den Falz zu formen. Jede Welle 122 ist verschiebbar durch den Schlitten 110 aufgenommen und an der Verlängerung 104 des vierten Querschlittens 92 befestigt. Eine relative Bewegung zwischen dem Schlitten 110 und dem vierten Querschlitten 92 ist durch einen Anschlag 120 begrenzt, der an der Welle 122 befestigt ist. Der Schlitten 110 ist bezüglich des vierten Querschlittens 92 bewegbar und ermöglicht es der Abschluss-Falzwalze 16, auf geringe Abweichungen innerhalb einer Platte oder zwischen verschiedenen Platten zu reagieren. Eine Bewegung des Schlittens 110 wird durch den Anschlag 120 in einer Richtung begrenzt und wird in der anderen Richtung durch die Kraft der Federn 124 eingeschränkt.
Eine fünfte Abtastrolle 130 ist durch Zapfen mit einem Ende einer Welle 132 verbunden, die an ihrem anderen Ende an dem Trägerkörper 108 befestigt ist und reagiert auf Änderungen des vordefinierten Profils oder der vordefinierten Kontur einer dritten Kurvenoberfläche 134 einer Kurvenplatte 135, um die Schwenkbewegung der Abschlussfalzrolle 16 zu steuern. Vorzugsweise spannt eine Feder 136, die zwischen dem Trägerkörper 108 und einer Platte 138 an dem Schlitten 110 aufgenommen ist, die fünfte Abtastrolle 130 nachgebend vor, so dass sie an der dritten Kurvenoberfläche 134 angreift und diese im Wesentlichen in dauerhaftem Kontakt bleiben. Wenn gewünscht, kann die Vorfalzrolle 12 auch schwenkbar von einer anderen Schlittenanordnung (nicht gezeigt) getragen werden, die auf das Profil der dritten Kurve wie oben für die Abschlussrolle 16 beschrieben reagiert. Es wird jedoch gegenwärtig angenommen, dass dies nicht nötig ist, weil die Vorfalzrolle 12 nur eine Anfangsbiegung des Flansches bewirkt und eine geneigte Formfläche 26 aufweist, die den Flansch ähnlich entlang ihrer gesamten Fläche 26 formt, unabhängig davon, wo der Flansch mit der Fläche 26 in Kontakt steht.
Betrieb
Um einen Vorfalz und einen Abschlussfalz entlang einem im Wesentlichen durchgehenden, langgestreckten Abschnitt eines Paars Blechplatten 14, 18 zu formen, wird der Wagen 34 von dem Stellglied 32 so angetrieben, dass er sich linear entlang der Wege 36, die insgesamt parallel zu einer X-Achse sind, von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt. Nachdem der Abschlussfalz entlang dem gewünschten Abschnitt der Platten 14, 18 geformt wurde, lässt das Stellglied 32 den Wagen 34 in die erste Position zurückkehren. Während der Wagen 34 entlang der Wege 36 in einer festgelegten Richtung insgesamt parallel zu der X-Achse angetrieben wird, werden die erste Abtastrolle 54 und die zweite Abtastrolle 62 innerhalb der Kurvenschiene 56 der ersten Kurve 58 insgesamt in der Richtung der X-Achse verschoben und werden auch durch das wechselnde Profil der Kurvenschiene 56 verschoben, so dass sie die erste und die zweite Querschlittenanordnung 42 bzw. 44 in einer Ebene bewegen, die die Y-Achse enthält. Mit anderen Worten, die Bewegung der ersten und der zweiten Querschlittenanordnung 42, 44 hat zwei Komponenten. Die erste Komponente umfasst eine Bewegung insgesamt parallel zu der X-Achse, die der Bewegung des Wagens 34 entspricht. Die zweite Komponente umfasst eine Bewegung entlang der Y-Achse, die insgesamt quer zur X-Achse verläuft, entlang der Schlüssel 40, die sich von der Plattform 38 erstrecken und durch die Bewegung der ersten und der zweiten Abtastrolle 54, 52 innerhalb der Kurvenschiene 56 gesteuert werden. Diese zusammengesetzte Bewegung ermöglicht eine zusammengesetzte Bewegung der Vorfalzrolle 12 und der Abschlussfalzrolle 16, um einen im Wesentlichen durchgehenden Abschnitt des Flansches der äußeren Blechplatte 14 zu falzen, der sich insgesamt parallel zu der X-Achse erstreckt und der gebogene Abschnitte aufweisen kann, die zu dem Wagen 34 hin und von diesem weg insgesamt entlang der Y-Achse abweichen.
Der dritte und der vierte Querschlitten 70, 92 bewegen sich sowohl in der Richtung der X-Achse, von dem Wagen 34 angetrieben, als auch der Y-Achse, von der ersten und der zweiten Querschlittenanordung 42 bzw. 44 angetrieben. Zusätzlich werden sowohl die dritte Abtastrolle 82 und die vierte Abtastrolle 98 durch das wechselnde Profil der Schiene 88 der zweiten Kurve 90 insgesamt entlang der Z-Achse verschoben, so dass sie ebenso den dritten und den vierten Querschlitten 70 bzw. 92 bezüglich der Z-Achse verschieben. So haben sowohl die Vorfalzrolle 12 und die Abschlussfalzrolle 16, die von dem dritten und dem vierten Querschlitten 70 bzw. 92 getragen werden, Komponenten einer Bewegung in der orthogonalen X-, Y- und Z-Achse. Diese zusammengesetzte Bewegung wird durch eine lineare Bewegung des Wagens 34 und den Profilkurvenschienen 56, 88 erreicht, die jeweils für das Falzen eines bestimmten Teils vorgesehen sind. Idealerweise können die Kurvenplatten 58 und 90 ausgetauscht werden, um unterschiedliche Kurvenschienenprofile zu ermöglichen, die geeignet sind, um einen Falz eines anders geformten Blechs zu formen. Diese zusammengesetzte Drei-Achsen-Bewegung sowohl der Vorfalzrolle 12 als auch der Abschlussfalzrolle 16 erleichtert das Formen eines im Wesentlichen vollständigen Falzes um einen im Wesentlichen durchgehenden Abschnitt von zusammengesetzten gebogenen oder Profil-Blechplatten.
Zusätzlich wird die Abschlussfalzrolle 16 um eine Achse senkrecht zu ihrer Drehachse verschwenkt, um die Winkelausrichtung der Abschlussrolle 16 zu ändern, um die Formfläche 30 der Abschlussrolle 16 im Wesentlichen parallel zu dem darunter liegenden Abschnitt der Blechplatten 14, 18 zu halten. Diese Schwenkbewegung wird durch die fünfte Abtastrolle 130 bewirkt, die auf das Profil der dritten Kurve 134 reagiert und das Formen des Flansches um -einen Abschnitt der Blechplatten 14, 18 erleichtert, der bezüglich der Vorrichtung 10 leicht nach innen oder außen gekrümmt oder kantig ist.
So ermöglicht die Falzvorrichtung 10 sowohl einen Vorfalz als auch einen Abschlussfalz eines Flansches einer Blechplatte, der sich insgesamt entlang der X-Achse erstreckt und gebogen ist oder ein auf andere Art signifikantes Profil hat. Die Vorrichtung 10 ermöglicht eine Bewegung der Vorfalzrolle 12 und der Abschlussfalzrolle 16 jeweils bezüglich der orthogonalen X-, Y- und Z-Achse und ermöglicht vorteilhafterweise auch eine Schwenkbewegung wenigstens der Abschlussrolle 16, um die gewünschte Ausrichtung dieser Rolle 16 bezüglich der Blechplatten 14, 18 aufrechtzuerhalten. Da die Abschlussrolle 16 zu jedem Zeitpunkt an einem sehr begrenzten Abschnitt des Flansches angreift, kann eine relativ geringe Kraft verwendet werden, um den Falz zu formen, und die gesamte Vorrichtung 10 kann äußerst kompakt sein, während sie trotzdem die strukturelle Vollständigkeit und Starrheit hat, um den Flansch zu formen. Die relativ kleine erforderliche Falzkraft kann durch eine oder mehrere Federn 124 aufgebracht werden, was eine nachgebende Vorspannung der Abschlussfalzrollen ermöglicht, um leichten Abweichungen zwischen Blechplatten Rechnung zu tragen. Die relativ geringe Falzkraft und die kompakte Art der Vorrichtung 10 gemäß dieser Erfindung ermöglichen die Verwendung einer großen Zahl verschiedener Stellglieder 32, z. B. hydraulischer, elektrischer, pneumatischer und sogar manuell betriebener Stellglieder, wenn eine Falzvorrichtung 10 zu äußerst niedrigen Kosten gewünscht ist. In jedem Fall formt die Falzvorrichtung 10 bei einem einzigen Durchgang der Rollen 12, 16 bezüglich der Platten 14, 18 sowohl einen Vorfalz und einen vollständigen Abschlussfalz mit einer glatten und sauberen Falzlinie entlang einem langgestreckten und durchgehenden Abschnitt eines Paars Blechplatten 14, 18.

Claims

Vorrichtung zum Falzen eines Flansches einer Platte, die Folgendes umfasst: einen Wagen (34); ein Stellglied (32), das den Wagen zwischen einer ersten und einer zweiten Position antreibt; einen von dem Wagen getragenen ersten Schlitten (42), der bezüglich des Wagens verschiebbar ist; eine erste Kurve (56) mit einem vordefinierten Profil; eine von dem ersten Schlitten getragene erste Abtastrolle (54) in Eingriff mit der ersten Kurve zur Verschiebung des ersten Schlittens bezüglich des Wagens als Reaktion auf das Profil der ersten Kurve; eine Rolle (12) mit einer Drehachse, wobei die Rollendrehachse von dem ersten Schlitten zur Winkelbewegung der Rollendrehachse bezüglich des ersten Schlittens schwenkbar getragen wird, um Konturänderungen der Platte Rechnung zu tragen, wobei durch eine Bewegung des Wagens (34) durch das Stellglied (32) sowohl die Rolle bezüglich der Platte als auch die erste Abtastrolle bezüglich der ersten Kurve bewegt werden, wodurch die Verschiebung des ersten Schlittens bezüglich des Wagens gesteuert und eine entsprechende Verschiebung der Rolle zur Bildung mindestens eines Vorfalzes eines im Wesentlichen durchgehenden Teils der Platten verursacht wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der sich der Wagen entlang einer ersten Achse allgemein parallel zum Flansch der Platte bewegt und sich der erste Schlitten entlang einer zur ersten Achse geneigten zweiten Achse bezüglich des Wagens bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die zweite Achse allgemein quer zur ersten Achse verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der die erste Achse parallel zur X-Achse und die zweite Achse parallel zur Y-Achse verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Rolle um eine allgemein senkrecht zu ihrer Drehachse verlaufende Achse schwenkt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren eine zweite Kurve mit einem vordefinierten Profil und eine zweite Abtastrolle aufweist, die mit der Rolle wirkverbunden ist, um die Schwenkbewegung der Rolle als Reaktion auf das Profil der zweiten Kurve zu steuern.
Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der das Stellglied eine manuell angetriebene mechanische Vorrichtung ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren einen von dem ersten Schlitten getragenen zweiten Schlitten umfasst, welcher bezüglich des ersten Schlittens verschiebbar ist, so ausgeführt ist, dass er die Rolle schwenkbar tragen kann und durch eine Feder nachgiebig vorbelastet ist, um die Rolle in Eingriff mit dem Flansch zu drücken.
Vorrichtung nach Anspruch 1, die des Weiteren Folgendes umfasst: einen von dem ersten Schlitten getragenen zweiten Schlitten, der bezüglich des ersten Schlittens verschiebbar ist; eine zweite Kurve mit einem vordefinierten Profil; eine von dem zweiten Schlitten getragene zweite Abtastrolle in Eingriff mit der zweiten Kurve zur Verschiebung des zweiten Schlittens bezüglich des ersten Schlittens als Reaktion auf das Profil der zweiten Kurve; und wobei die Rolle von dem zweiten Schlitten zur gleichzeitigen Bewegung damit getragen wird, wobei die Bewegung des Wagens durch das Stellglied die erste Abtastrolle bezüglich der ersten Kurve zwecks Steuerung der Bewegung des ersten Schlittens bezüglich des Wagens und die zweite Abtastrolle bezüglich der zweiten Kurve zwecks Steuerung der Bewegung des zweiten Schlittens bewegt, und die jeweilige Bewegung des Wagens, des ersten Schlittens und des zweiten Schlittens eine zugehörige Bewegung der Rolle bewirken, so dass die Rolle mindestens einen Vorfalz eines im Wesentlichen durchgehenden Teils des Flansches der Platte bilden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der sich der zweite Schlitten entlang einer sowohl zur ersten Achse als auch zur zweiten Achse geneigten dritten Achse bewegt.
Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der die dritte Achse im Wesentlichen quer zur ersten Achse und zur zweiten Achse verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Rolle eine kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, um den Flansch zur Bildung eines Vorfalzes des Flansches am Anfang und zum Teil zu biegen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, die des Weiteren Folgendes umfasst: einen von dem Wagen getragenen dritten Schlitten, der bezüglich des Wagens allgemein parallel zum ersten Schlitten verschiebbar ist, einen von dem dritten Schlitten zur Bewegung bezüglich des dritten Schlittens getragenen vierten Schlitten, eine von dem dritten Schlitten getragene dritte Abtastrolle in Eingriff mit der ersten Kurve zur Verschiebung des dritten Schlittens bezüglich des Wagens als Reaktion auf das Profil der ersten Kurve, eine von dem vierten Schlitten getragene vierte Abtastrolle in Eingriff mit der zweiten Kurve zur Verschiebung des vierten Schlittens bezüglich des dritten Schlittens als Reaktion auf das Profil der zweiten Kurve und eine von dem vierten Schlitten getragene zweite Rolle, die zur Bildung eines im Wesentlichen vollständigen oder endgültigen Falzes des Flansches der Platte ausgeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, bei der die zweite Rolle eine allgemein zylindrische Form aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der die Rolle den Flansch zu einem eingeschlossenen spitzen Winkel von 60° bis 30° bezüglich der Platte biegt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der des Weiteren die Rolle eine Drehachse aufweist und von dem zweiten Schlitten zur Winkelbewegung der Rollendrehachse bezüglich des zweiten Schlittens schwenkbar getragen wird, um Konturänderungen der Platte Rechnung zu tragen, wobei durch die Bewegung des Wagens durch das Stellglied die erste Abtastrolle bezüglich der ersten Kurve zwecks Steuerung der Bewegung des ersten Schlittens bezüglich des Wagens und die zweite Abtastrolle bezüglich der zweiten Kurve zwecks Steuerung der Bewegung des zweiten Schlittens bewegt werden und die jeweilige Bewegung des Wagens, des ersten und des zweiten Schlittens eine zugehörige Bewegung der Rolle bewirken, die des Weiteren bezüglich des zweiten Schlittens schwenken kann, so dass die Rolle mindestens einen Vorfalz eines im Wesentlichen durchgehenden Teils des Flansches der Platte bilden kann.
Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der die Rolle um eine allgemein senkrecht zu ihrer Drehachse verlaufende Achse schwenkt.
Vorrichtung nach Anspruch 16, die des Weiteren eine dritte Kurve mit einem vorbestimmten Profil und eine dritte Abtastrolle umfasst, die mit der Rolle wirkverbunden ist und auf das Profil der dritten Kurve zur Steuerung der Schwenkbewegung der Rolle reagiert.