WO2003018227A1 - Bördelvorrichtung zum umlegen einer bördelkante eines werkstücks durch rollfalzen mit wenigstens zwei falzschritten - Google Patents

Bördelvorrichtung zum umlegen einer bördelkante eines werkstücks durch rollfalzen mit wenigstens zwei falzschritten Download PDF

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WO2003018227A1
WO2003018227A1 PCT/EP2002/008036 EP0208036W WO03018227A1 WO 2003018227 A1 WO2003018227 A1 WO 2003018227A1 EP 0208036 W EP0208036 W EP 0208036W WO 03018227 A1 WO03018227 A1 WO 03018227A1
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folding
roller
edge
flanged edge
support
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Bernhard Arbesmeier
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Audi Ag
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D39/00—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders
    • B21D39/02—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder
    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors
    • B21D39/023—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors using rollers
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    • B21D39/021—Application of procedures in order to connect objects or parts, e.g. coating with sheet metal otherwise than by plating; Tube expanders of sheet metal by folding, e.g. connecting edges of a sheet to form a cylinder for panels, e.g. vehicle doors

Definitions

  • Flanging device for folding a flanged edge of a workpiece by means of roller folds with at least two folding steps
  • the invention relates to a flanging device for folding a flanged edge of a workpiece by means of roller folds with at least two folding steps according to the preamble of claim 1.
  • a known, generic flanging device for folding a flanged edge by roller folds (EP 0 525 759 B1) comprises a tool unit which can be moved in a controlled manner by means of an articulated arm robot.
  • a folding roller is rotatably mounted on the tool unit, which can be rolled along under pressure and with a certain angular position and in contact with the flanged edge for its folding.
  • the workpiece with the flanged edge already bent by about 90 ° before the folding process is placed in a folded bed for holding the workpiece and for supporting the entire length of the flanged edge.
  • the production of a joint connection between two sheet metal components is shown here, with the folding process flanging the edge of an outer sheet metal component around an edge of a second sheet metal component.
  • the folding process takes place here in two stages, in that the cylindrical folding roller is guided along the flanged edge under pressure with an angle of attack such as this is that this is folded in a first folding step as a pre-folding starting from the flanged edge that has already been bent by 90 ° by a further 45 °.
  • the cylindrical folding roller is then pivoted with its roller axis for a second folding stage, in such a way that the flanged edge is completely folded over by 180 ° for an end folding.
  • This folding process is therefore based on a workpiece in which the flanged edge is already folded in 90 ° in advance and is independent of the roll folding process.
  • the folding line and the bending edge of the flanged edge are already formed before the roll folding process and their position is determined.
  • the flanged edge is further bent over the already specified folding line.
  • a device for producing a joint connection is known (EP 0 904 167 B1), to which a flanged edge is folded through processing by 180 °, a reinforcing part being connected in the region of a sunroof cutout when a vehicle roof is joined.
  • the bending of the sheet metal flange or the flanged edge must be carried out on a precisely defined folding line.
  • the joint connection is carried out here by folding processes using expensive filling slides and folding jaws.
  • a flanging device for folding a flanged edge by roll folding in which a series of folding rolls with different angular positions are arranged one behind the other on a tool unit.
  • This Flanging device serves to fold a flanged edge of a sheet metal part around a stable edge flange of a workpiece by 180 °.
  • the edge of the stable edge flange serves as a support for the formation of a correspondingly defined folding line.
  • This device is not suitable for joining sheet metal parts with approximately the same sheet thickness and roughly the same bending behavior, since both the flanged edge of one sheet metal part and the edge flange of the other sheet metal part would bend indefinitely during roll folding.
  • the object of the invention is to develop a generic flanging device in such a way that in a multi-stage folding process, starting from a flat edge region of a workpiece, in a first folding step a dimensionally predetermined, precise folding line is formed with a corresponding dimensionally predetermined position of the flange edge.
  • the support element is a support roller which is rotatably mounted on the tool unit in the region of the folding roller and which has a circumferential supporting roller edge on the circumference, which can be rolled off, at least in the first folding step, along the folding line of the flanged edge in order to provide it with an accurate position.
  • the fold roller axis of rotation and the support roller axis of rotation should lie in a transverse plane to the flange edge, so that the contact points of the fold roller and the support roller on the flange edge are directly opposite.
  • the folding roller is rotatably mounted on a folding roller carrier part, the folding roller carrier part being able to be displaced in a controlled manner by means of an actuator from a basic position with a mutual distance between the folding roller and the supporting roller into a functional position in which the folding roller and the supporting roller edge rest against the flanged edge.
  • the folding roller is expediently brought up to the support roller in a linear sliding movement, with a guide slide arrangement according to claim 4, which is adjustable by an electric and / or hydraulic and / or pneumatic drive.
  • the support roller can be disk-shaped, preferably flat, double-conical, the peripheral edge then directly forming the support roller edge.
  • the folding roller is preferably cylindrical in the area of its rolling surface, with a rolling surface width corresponding to the flanged edge width, as a result of which a good folding result is achieved.
  • a conical surface opposite the rolling surface of the folding roller can also be used as a contact surface for the flanged edge during the folding process.
  • a flat contact with the support roller in addition to the support roller edge is not necessary for every application.
  • the folding process is carried out in a proven sequence according to claim 6 in such a way that in a first folding step the contacting rolling surface of the folding roll is guided along the flanging edge together with the support roll at an angular position of approximately 30 ° for a corresponding flanged edge bending by 30 °.
  • the articulated arm robot can be used to adjust the tool unit so that the contact surface of the folding roller with an angular position of approximately 60 ° is guided along the flanging edge together with the support roller for further bending of the flanging edge to 60 °.
  • the folding line and the bending edge are designed in a stable manner in the specified manner, so that support for the folding edge by a running support roller edge is usually no longer required for further folding steps.
  • a further folding of the flanged edge for example to a total of 180 °, can then be carried out according to claim 7 by a further robot-guided tool unit with a cylinder folding roller known per se.
  • a combination of a cylindrical folding roller and a conical folding roller that widens outwards is useful, which are used one after the other in a further four folding steps: In a third and fourth folding step, the cylindrical folding roller is used to fold the flanged edge up to 90 ° or
  • the conical folding roller with a preferred conical angle of 45 ° is then used in a fifth and sixth folding step for a total folding of 150 ° or for the final folding by 180 °.
  • the cylindrical folding roller and the conical folding roller are expediently mounted opposite one another on the tool unit and, as required, are brought into their functional position by the articulated arm robot on the flanged edge.
  • the flanging device according to the invention is particularly suitable for producing a joint between two sheet metal parts, the flanged edge of a first sheet metal component being able to be folded through 180 ° around an edge of a second sheet metal component.
  • a task arises according to claim 9, for example when joining a vehicle roof with a reinforcing part to a sunroof frame in the region of a sunroof cutout.
  • a groove connects to the joint here so that the space required for the folding and support rollers used in conjunction with suitable angular positions is also important. This small space requirement is given in particular in the combination of the folding roller with a flat support roller for the first two folding steps, as well as with the cylindrical folding roller for the third and fourth folding step and the conical folding roller for the fifth and sixth folding step.
  • the workpiece at least in the region of the flanged edge, should be held in a folding bed in the usual way.
  • FIG. 1 shows a schematic illustration of a first method step for folding over a flanged edge of a workpiece by roller folds with a flanging device according to the invention
  • FIG. 2 shows a schematic illustration of a second method step in which the flanged edge is turned over by a further 30 °
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a third method step, in which the flanged edge is folded over by approximately 90 ° with respect to the starting position
  • 4 shows a schematic illustration of a fourth method step, in which the flanged edge is folded over by approximately 120 ° with respect to the starting position
  • 5 shows a schematic representation of a fifth method step, in which the flanged edge is folded over by approximately 150 ° with respect to the starting position
  • Fig. 6 is a schematic representation of a sixth and final process step in which the flanged edge is turned through a full 180 °
  • Fig. 7 is a schematic diagram of a robot of the flanging device according to the invention.
  • FIG. 1 schematically shows a flanging device 1 for folding a flanged edge 2 of a first sheet metal component 3 around an edge 5 of a second sheet metal component 4 by means of roller folds.
  • the first sheet metal component 3 and the second sheet metal component 4 form here, for example, a frame of a sliding roof cutout, in which the edge 5 of the second sheet metal component 4 forms a wall 6 of a channel 7 when the flanged edge 2 of the first sheet metal component 3 is folded over, as is shown in particular in FIG 6 can be seen, in which the flanged edge 2 is completely flanged around the edge 5 of the second sheet metal component 4.
  • the first sheet metal component 3 and the second sheet metal component 4 together form a workpiece and are held in a folding bed 8 of the flanging device 1.
  • FIGS. 1 to 6 The individual folding steps for producing the flanged workpiece shown in FIG. 6 are shown in FIGS. 1 to 6 and are discussed in more detail below:
  • FIG. 1 shows a tool unit 9 which can be moved in a controlled manner and which is part of a robot arm 25 of an articulated arm robot which is shown schematically in FIG. 7.
  • a rotatably mounted folding roller 10 is arranged as a pressure roller. application and with a certain angular position along and in contact with the flanged edge 2 to roll it is rollable.
  • a rotatably mounted support roller 11 is also arranged as a support element, which is arranged in the region of the folding roller 10 and opposite the folding roller 10 with respect to the flanged edge 2.
  • the support roller 11 is disc-shaped and flat, double-conical, while the folding roller 10 is cylindrical in the region of its rolling surface 12 with a rolling surface width corresponding to the flanged edge width.
  • a fold roller axis of rotation 13 and a support roller axis of rotation 14 lie in a transverse plane to the direction of extent of the flanged edge 2.
  • the support roller 11 is rotatably mounted on the tool unit 9 via a support arm 26, while the folding roller 10 is rotatably mounted on a folding roller carrier part 15.
  • the support arm 26 and the folding roller support part 15 form an approximately U-shaped structure.
  • the folding roller support part 15 is movably mounted on the tool unit 9 and can be displaced in a controlled manner from a basic position into a functional position shown in FIG. 1 by means of an actuator (not shown here), in which the folding roller 10 with its cylindrical rolling surface 12 and the support roller 11 with a support roller edge 16 rest on the flanged edge.
  • the flanged edge 2 is clamped above the fold line 22 between a conical surface 23 of the support roller 11 and the rolling surface 12 of the folding roller 10.
  • the folding roller support part 15 is preferably mounted on the guide unit arrangement 24 for a linear displacement on the tool unit 9 and is adjustable by an electric and / or hydraulic and / or pneumatic drive.
  • the support roller edge 16 is unrolled in the first folding step along the folding line of the flanged edge 2 to support its precise position.
  • the rolling surface 12 of the folding roller 10 is guided along the flanging edge 2 together with the support roller 11 at an angular position of approximately 30 ° for a corresponding flanged edge bending by 30 °.
  • the tool unit 9 is adjusted in a controlled manner so that in a second folding step the contacting rolling surface 12 of the folding roller 10 with an angular position of approximately 60 ° for a further flanged edge bending to 60 ° together with the support roller 1 1 is guided along the flanged edge 2.
  • a further, second, robot-guided tool unit 17 is now provided for a further bend edge bending to a total of 180 ° instead of the tool unit 9, which has a cylinder folding roller 18 and an outwardly widening conical folding roller 19 ,
  • an abutting rolling surface 20 of the cylinder folding roller 18 is in an angular position given in relation to the original starting position of the flanged edge 2 at a third folding step (FIG. 3) of 90 ° and in a fourth folding step (FIG . 4) out of 120 °.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Bördelvorrichtung (1) zum Umlegen einer Bördelkante (2) eines Werkstücks (3, 4) durch Rollfalzen mit wenigstens zwei Falzschritten. Ein Gelenkarmroboter weist einen Roboterarm auf, mit dem eine Werkzeugeinheit (9) verbunden ist. An der gesteuert bewegbaren Werkzeugeinheit (9) ist eine Falzrolle (10) als Druckrolle drehbar gelagert, die unter Druckaufbringung und mit bestimmter Winkelstellung entlang und in Anlage an der Bördelkante (2) zu deren Umlegung rollbar ist. Ferner ist ein der Falzrolle (10) zugeordnetes und bezüglich der Bördelkante (2) gegenüberliegend angeordnetes Stützelement (11) vorgesehen. Erfindungsgemäss ist das Stützelement (11) eine an der Werkzeugeinheit (9) im Bereich der Falzrolle (10) drehbar gelagerte Stützrolle, die am Umfang eine umlaufende Stützrollenkante (16) aufweist, welche zumindest im ersten Falzschritt entlang der Abkantlinie (22) der Bördelkante (2) zu deren lagegenauer Ausbildung abstützend abrollbar ist.

Description

Bördelvorrichtunq zum Umlegen einer Bördelkante eines Werkstücks durch Rollfalzen mit wenigstens zwei Falzschritten
Die Erfindung betrifft eine Bördelvorrichtung zum Umlegen einer Bördelkante eines Werkstücks durch Rollfalzen mit wenigstens zwei Falzschritten nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Eine bekannte, gattungsgemäße Bördelvorrichtung zum Umlegen einer Bördelkante durch Rollfalzen (EP 0 525 759 B1 ) umfasst eine Werkzeugeinheit, die mittels eines Gelenkarmroboters gesteuert bewegbar ist. An der Werkzeugeinheit ist drehbar eine Falzrolle gelagert, die unter Druckaufbringung und mit be- stimmter Winkelstellung entlang und in Anlage an der Bördelkante zu deren Umlegung rollbar ist.
Das Werkstück mit der vor dem Falzvorgang bereits um etwa 90° abgekanteten Bördelkante wird in ein Falzbett zur Halterung des Werkstücks und zur Un- terstützung der gesamten Länge der Bördelkante eingelegt. Zudem ist hier die Herstellung einer Fügeverbindung zwischen zwei Blechbauteilen gezeigt, wobei mit dem Falzvorgang die Bördelkante eines äußeren Blechbauteils um einen Rand eines zweiten Blechbauteils gebördelt wird.
Der Falzvorgang erfolgt hier zweistufig, indem die zylindrische Falzrolle unter Druck mit einem Anstellwinkel dergestalt an der Bördelkante entlang geführt wird, dass diese in einer ersten Falzstufe als Vorfalzung ausgehend von der bereits um 90° abgekanteten Bördelkante um weitere 45° umgelegt wird. Anschließend wird für eine zweite Falzstufe die zylindrische Falzrolle mit ihrer Rollenachse geschwenkt, dergestalt, dass für eine Endfalzung die Bördelkante vollständig um 180° umgelegt wird.
Bei diesem Falzvorgang wird somit von einem Werkstück ausgegangen, bei dem die Bördelkante vorab und unabhängig vom Rollfalzvorgang bereits um 90° abgekantet zur Verfügung steht. Durch diese vorhergehende Abkantung ist die Abkantlinie und Biegekante der Bördelkante bereits vor dem Rollfalzvorgang ausgebildet und in ihrer Lage bestimmt. Bei dem nachfolgenden, zweistufigen Rollfalzvorgang wird somit die Bördelkante um die bereits vorgegebene Abkantlinie weiter umgebogen.
Mit dieser Vorrichtung ist es jedoch nicht möglich, ausgehend von einem noch nicht vorher abgekanteten Werkstückrand in einem ersten Falzschritt eine vorbestimmte, lagegenaue, saubere Abkantlinie auszubilden, da sich eine hier gegen den Druck der Falzrolle nicht abgestützte Abkantlinie zu Beginn des Falzvorgangs unregelmäßig ausbilden würde.
Weiter ist eine Vorrichtung zur Herstellung einer Fügeverbindung bekannt (EP 0 904 167 B1 ), zu der eine Bördelkante durch Bearbeitung um 180° umgelegt wird, wobei ein Verstärkungsteil beim Fügen eines Fahrzeugdachs im Bereich eines Schiebedachausschnitts verbunden wird. Die Abkantung des Blechflansches bzw. der Bördelkante muss hierbei an einer maßlich genau vorgegebenen Abkantlinie erfolgen. Die Fügeverbindung wird hier durch Abkantvorgänge mittels teuerer Füllschieber und Abkantbacken durchgeführt.
Weiter ist eine Bördelvorrichtung zum Umlegen einer Bördelkante durch Roll- falzen bekannt, bei der eine Reihe von Falzrollen mit unterschiedlichen Winkelstellungen hintereinander an einer Werkzeugeinheit angeordnet sind. Diese Bördelvorrichtung dient zum Umlegen einer Bördelkante eines Blechteils um einen stabilen Randflansch eines Werkstücks um 180°. Die Randkante des stabilen Randflansches dient hier als Abstützung zur Ausbildung einer entsprechend bestimmten Abkantlinie. Für Fügeverbindungen von Blechteilen mit et- wa gleichen Blechstärken und etwa gleichem Biegeverhalten ist diese Vorrichtung nicht geeignet, da sich beim Rollfalzen sowohl die Bördelkante des einen Blechteils als auch der Randflansch des anderen Blechteils Undefiniert verbiegen würden.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine gattungsgemäße Bördelvorrichtung so weiterzubilden, dass bei einem mehrstufigen Falzvorgang ausgehend von einem ebenen Randbereich eines Werkstücks in einem ersten Falzschritt eine maßlich vorgegebene, genaue Abkantlinie mit einer entsprechend maßlich vorgegebenen Position der Bördelkante ausgebildet wird.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Gemäß Anspruch 1 ist das Stützelement eine an der Werkzeugeinheit im Bereich der Falzrolle drehbar gelagerte Stützrolle, die am Umfang eine umlaufen- de Stützrollenkante aufweist, welche zumindest im ersten Falzschritt entlang der Abkantlinie der Bördelkante zu deren lagegenauer Ausbildung abstützend abrollbar ist.
Mit einer solchen Stützrolle mit einer umlaufenden Stützrollenkante wird somit erreicht, dass die Abkantlinie bei ihrer Ausbildung lagegenau gegenüberliegend zur Falzrolle durch die mitbewegte Stützrollenkante abgestützt wird, wodurch eine entsprechend genaue und saubere Biegekante erhalten wird. Insbesondere kann damit eine linear gerade Abkantlinie genau ausgebildet werden. Vorteilhaft sind jedoch auch gebogene Abkantlinien nach vorgegebenen Kurven möglich. Die Anordnung ist zudem einfach aufgebaut und der Abkant- Vorgang ist mittels eines Gelenkarmroboters schnell, einfach und kostengünstig durchführbar.
Gemäß Anspruch 2 sollen die Falzrollendrehachse und die Stützrollendrehach- se in einer Querebene zur Bördelkante liegen, so dass die Anlagestellen der Falzrolle und der Stützrolle an der Bördelkante unmittelbar gegenüber liegen.
Um ein Einfädeln der Bördelkante zwischen der Falzrolle und der Stützrolle zu ermöglichen, wird nach Anspruch 3 vorgeschlagen, die Stützrolle ortsfest dreh- bar und die Falzrolle gesteuert beweglich an der Werkzeugeinheit zu lagern. Dazu ist die Falzrolle auf einem Falzrollenträgerteil drehbar gelagert, wobei das Falzrollenträgerteil mittels eines Stellantriebs aus einer Grundstellung mit einem gegenseitigen Abstand zwischen Falzrolle und Stützrolle in eine Funktionsstellung, in der die Falzrolle und die Stützrollenkante an der Bördelkante anliegen, gesteuert verlagerbar ist.
Zweckmäßig wird die Falzrolle in einer linearen Schiebebewegung an die Stützrolle herangeführt, mit einer Führungsschlittenanordnung gemäß Anspruch 4, die durch einen Elektro- und/oder Hydraulik- und/oder Pneumatikan- trieb verstellbar ist. Die Stützrolle kann nach Anspruch 5 scheibenförmig, bevorzugt flach doppelkegelförmig ausgebildet sein, wobei die umlaufende Kante dann unmittelbar die Stützrollenkante bildet. Die Falzrolle wird im Bereich ihrer Abrollfläche vorzugsweise zylindrisch ausgeführt, mit einer Abrollflächenbreite entsprechend der Bördelkantenbreite, wodurch ein gutes Falzergebnis erreicht wird. Insbesondere bei einer doppelkegelförmigen Ausbildung der Stützrolle kann eine Kegelfläche gegenüberliegend zur Abrollfläche der Falzrolle ebenfalls als Anlagefläche für die Bördelkante während des Falzvorgangs verwendet werden. Eine flächige Anlage an der Stützrolle zusätzlich zur Anlage an der Stützrollenkante ist aber nicht bei jedem Einsatz erforderlich. Der Falzvorgang wird in einer bewährten Abfolge nach Anspruch 6 dergestalt ausgeführt, dass in einem ersten Falzschritt die anliegende Abrollfläche der Falzrolle mit einer Winkelstellung von etwa 30° für eine entsprechende Bördel- kantenumbiegung um 30° zusammen mit der Stützrolle an der Bördelkante entlang geführt ist. Mittels des Gelenkarmroboters ist für einen zweiten Falzschritt die Werkzeugeinheit gesteuert so verstellbar, dass die anliegende Abrollfläche der Falzrolle mit einer Winkelstellung von etwa 60° für eine weitere Bördelkantenumbiegung auf 60° zusammen mit der Stützrolle an der Bördel- kannte entlang geführt ist. Nach diesen beiden Falzschritten ist die Abkantlinie und Biegekante stabil in der vorgegebenen Art ausgebildet, so dass für weitere Falzschritte üblicherweise keine Unterstützung an der Biegekante durch eine mitlaufende Stützrollenkante mehr erforderlich ist. Eine weitere Umlegung der Bördelkante, beispielsweise auf insgesamt 180°, kann dann gemäß Anspruch 7 durch eine weitere robotergeführte Werkzeugeinheit mit einer an sich be- kannten Zylinderfalzrolle durchgeführt werden.
Zweckmäßig ist eine Kombination aus einer Zylinderfalzrolle und einer sich nach außen erweiternden Kegelfalzrolle, die in weiteren vier Falzschritten nacheinander eingesetzt werden: Die Zylinderfalzrolle wird dazu in einem drit- ten und vierten Falzschritt für eine Umlegung der Bördelkante bis 90° bzw.
120° verwendet. Die Kegelfalzrolle mit einem bevorzugten Kegelwinkel von 45° wird dann in einem fünften und sechsten Falzschritt für eine Umlegung von insgesamt 150° bzw. für die Endfalzung um 180° verwendet. Die Zylinderfalzrolle und die Kegelfalzrolle werden zweckmäßig gegenüberliegend an der Werk- zeugeinheit gelagert und je nach Bedarf durch den Gelenkarmroboter in ihre Funktionsstellung an die Bördelkante herangeführt.
Besonders geeignet ist die erfindungsgemäße Bördelvorrichtung nach Anspruch 8 zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen zwei Blechteilen, wo- bei die Bördelkante eines ersten Blechbauteils um einen Rand eines zweiten Blechbauteils, um 180° umlegbar ist. Eine solche Aufgabenstellung ergibt sich nach Anspruch 9 beispielsweise beim Fügen eines Fahrzeugdachs mit einem Verstärkungsteil zu einem Schiebedachrahmen im Bereich eines Schiebedachausschnitts. An die Fügeverbindung schließt sich hier eine Rinne an, so dass es hier auch auf einen geringen Platzbedarf der verwendeten Falz- und Stützrollen in Verbindung mit geeigneten Winkelstellungen ankommt. Dieser geringe Platzbedarf ist insbesondere bei der angegebenen Kombination der Falzrolle mit einer flachen Stützrolle für die beiden ersten Falzschritte, sowie mit der Zylinderfalzrolle für den dritten und vierten Falzschritt und der Kegelfalzrolle für den fünften und sechsten Falzschritt gegeben.
Gemäß Anspruch 10 soll das Werkstück, zumindest im Bereich der Bördelkante, in üblicher Weise in einem Falzbett gehalten sein.
Anhand einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Verfahrensschrittes zum Umlegen einer Bördelkante eines Werkstücks durch Rollfalzen mit ei- ner erfindungsgemäßen Bördelvorrichtung,
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines zweiten Verfahrensschrittes, bei dem die Bördelkante um weitere 30° umgelegt wird,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines dritten Verfahrensschrittes, bei dem die Bördelkante um etwa 90° bezogen auf die Ausgangsstellung umgelegt ist,
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines vierten Verfahrensschrittes, bei dem die Bördelkante um etwa 120° bezogen auf die Ausgangsstellung umgelegt ist, Fig. 5 eine schematische Darstellung eines fünften Verfahrensschrittes, bei dem die Bördelkante um etwa 150° bezogen auf die Ausgangsstellung umgelegt ist,
Fig. 6 eine schematische Darstellung eines sechsten und letzten Verfahrensschrittes, bei dem die Bördelkante um volle 180° umgelegt ist, und
Fig. 7 eine schematische Prinzipdarstellung eines Roboters der erfindungsgemäßen Bördelvorrichtung.
In der Fig. 1 ist schematisch eine Bördelvorrichtung 1 zum Umlegen einer Bördelkante 2 eines ersten Blechbauteils 3 um einen Rand 5 eines zweiten Blechbauteils 4 durch Rollfalzen gezeigt. Das erste Blechbauteil 3 und das zweite Blechbauteil 4 bilden hier beispielhaft einen Rahmen eines Schiebedachaus- Schnitts, bei dem der Rand 5 des zweiten Blechbauteils 4 bei umgelegter Bördelkante 2 des ersten Blechbauteils 3 eine Wand 6 einer Rinne 7 bilden, wie dies insbesondere aus der Fig. 6 ersichtlich ist, bei der die Bördelkante 2 vollständig um den Rand 5 des zweiten Blechbauteils 4 gebördelt ist.
Das erste Blechbauteil 3 und das zweite Blechbauteil 4 bilden zusammen ein Werkstück und sind in einem Falzbett 8 der Bördelvorrichtung 1 gehalten.
Die einzelnen Falzschritte zur Herstellung des in der Fig. 6 gezeigten, umgebördelten Werkstücks sind in den Fig. 1 bis 6 dargestellt und werden nachfol- gend näher erörtert:
In der Fig. 1 ist eine gesteuert bewegbare Werkzeugeinheit 9 gezeigt, die Bestandteil eines in der Fig. 7 schematisch dargestellten Roboterarms 25 eines Gelenkarmroboters ist. An der gesteuert bewegbaren Werkzeugeinheit 9 ist eine drehbar gelagerte Falzrolle 10 als Druckrolle angeordnet, die unter Druck- aufbringung und mit bestimmter Winkelstellung entlang und in Anlage an der Bördelkante 2 zu deren Umlegung rollbar ist.
An der Werkzeugeinheit 9 ist, wie dies insbesondere auch aus Fig. 7 ersicht- lieh ist, ferner eine drehbar gelagerte Stützrolle 11 als Stützelement angeordnet, die im Bereich der Falzrolle 10 und bezüglich der Bördelkante 2 gegenüberliegend zu der Falzrolle 10 angeordnet ist.
Die Stützrolle 11 ist scheibenförmig sowie flach doppelkegelförmig ausgebildet, während die Falzrolle 10 im Bereich ihrer Abrollfläche 12 zylindrisch mit einer Abrollflächenbreite entsprechend der Bördelkantenbreite ausgebildet ist. Eine Falzrollendrehachse 13 und eine Stützrollendrehachse 14 liegen in einer Querebene zur Erstreckungsrichtung der Bördelkante 2.
Die Stützrolle 11 ist über einen Tragarm 26 ortsfest drehbar an der Werkzeugeinheit 9 gelagert, während die Falzrolle 10 auf einem Falzrollenträgerteil 15 drehbar gelagert ist. Der Tragarm 26 und das Falzrollenträgerteil 15 bilden einen in etwa U-förmigen Aufbau. Das Falzrollenträgerteil 15 ist an der Werkzeugeinheit 9 beweglich gelagert und mittels eines hier nicht dargestellten Stellantriebs aus einer Grundstellung in eine in der Fig. 1 dargestellte Funktionsstellung gesteuert verlagerbar ist, in der die Falzrolle 10 mit ihrer zylindrischen Abrollfläche 12 und die Stützrolle 11 mit einer Stützrollenkante 16 an der Bördelkante anliegen. Wie dies aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich ist, ist die Bördelkante 2 oberhalb der Abkantlinie 22 zwischen einer Kegelfläche 23 der Stützrolle 11 und der Abrollfläche 12 der Falzrolle 10 verklemmt.
Das Falzrollenträgerteil 15 ist vorzugsweise über eine Führungsschlittenanordnung 24 für eine lineare Verschiebung an der Werkzeugeinheit 9 gelagert und durch einen Elektro- und/oder Hydraulik- und/oder Pneumatikantrieb verstell- bar. Wie dies aus der Fig. 1 weiter entnehmbar ist, wird die Stützrollenkante 16 im ersten Falzschritt entlang der Abkantlinie der Bördelkante 2 zu deren lagegenauer Ausbildung abstützend abgerollt. In diesem ersten Falzschritt wird die Abrollfläche 12 der Falzrolle 10 mit einer Winkelstellung von etwa 30° für eine entsprechende Bördelkantenumbiegung um 30° zusammen mit der Stützrolle 11 an der Bördelkante 2 entlang geführt.
Anschließend wird die Werkzeugeinheit 9, wie dies aus der Fig. 2 ersichtlich ist, gesteuert so verstellt, dass in einem zweiten Falzschritt die anliegende Ab- rollfläche 12 der Falzrolle 10 mit einer Winkelstellung von etwa 60° für eine weitere Bördelkantenumbiegung auf 60° zusammen mit der Stützrolle 1 1 an der Bördelkante 2 entlang geführt wird.
Wie dies weiter aus den Fig. 3 bis 6 ersichtlich ist, wird für eine weitere Bordelkantenumbiegung auf insgesamt 180° anstelle der Werkzeugeinheit 9 nunmehr eine weitere, zweite, robotergeführte Werkzeugeinheit 17 vorgesehen, die eine Zylinderfalzrolle 18 und eine sich nach außen erweiternde Kegelfalzrolle 19 aufweist.
Wie dies aus den Fig. 3 und 4 ersichtlich ist, ist eine anliegende Abrollfläche 20 der Zylinderfalzrolle 18 in einer bezüglich der ursprünglichen Ausgangsstellung der Bördelkante 2 gegebenen Winkelstellung bei einem dritten Falzschritt (Fig. 3) von 90° und in einem vierten Falzschritt (Fig. 4) von 120° geführt.
Anschließend wird dann, wie dies den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, eine anliegende Abrollfläche 21 der Kegelfalzrolle 19 in einer Winkelstellung bei einem fünften Falzschritt (Fig. 5) von 150° und in einem sechsten Falzschritt (Fig. 6) von 180° geführt. Dadurch ist die Umbördelung hergestellt und eine Fügeverbindung zwischen dem ersten Blechbauteil 3 und dem zweiten Blechbauteil 4 kann hergestellt werden.

Claims

Ansprüche
1. Bördelvorrichtung zum Umlegen einer Bördelkante eines Werkstücks durch Rollfalzen mit wenigstens zwei Falzschritten,
mit einem Gelenkarmroboter,
mit einer mit dem Roboterarm des Gelenkarmroboters verbundenen Werkzeugeinheit,
mit einer an der gesteuert bewegbaren Werkzeugeinheit drehbar gelagerten Falzrolle als Druckrolle, die unter Druckaufbringung und mit bestimmter Winkelstellung entlang und in Anlage an der Bördelkante zu deren Umlegung rollbar ist, und
mit einem der Falzrolle zugeordneten und bezüglich der Bördelkante gegenüberliegend angeordneten Stützelement,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Stützelement eine an der Werkzeugeinheit (9) im Bereich der
Falzrolle (10) drehbar gelagerte Stützrolle (11) ist, die am Umfang eine umlaufende Stützrollenkante (16) aufweist, welche zumindest im ersten Falzschritt entlang der Abkantlinie (22) der Bördelkante (2) zu deren lagegenauer Ausbildung abstützend abrollbar ist.
2. Bördelvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Falzrollen-Drehachse (13) und die Stützrollen-Drehachse (14) in einer Querebene zur Bördelkante (2) liegen.
3. Bördelvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
dass die Stützrolle (11 ) an der Werkzeugeinheit (9) ortsfest drehbar gelagert ist,
dass die Falzrolle (10) auf einem Falzrollenträgerteil (15) drehbar gelagert ist, und
dass das Falzrollenträgerteil (15) an der Werkzeugeinheit (9) beweglich gelagert und mittels eines Stellantriebs aus einer Grundstellung in eine Funktionsstellung, in der die Falzrolle (10) und die Stützrollenkante (16) an der Bördelkante (2) anliegen, gesteuert verlagerbar ist.
4. Bördelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Falzrollenträgerteil (15) über eine Führungsschlitten- anordnung (24) für eine lineare Verschiebung an der Werkzeugeinheit (9) gelagert und durch einen Elektro- und/oder Hydraulik- und/oder Pneumatikantrieb verstellbar ist.
5. Bördelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn- zeichnet,
dass die Stützrolle (11 ) scheibenförmig, insbesondere flach doppelkegelförmig, ausgebildet ist, und dass die Falzrolle (10) im Bereich ihrer Abrollfläche (12) zylindrisch mit einer Abrollflächenbreite entsprechend der Bördelkantenbreite ausgebildet ist.
Bördelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
dass in einem ersten Falzschritt die anliegende Abrollfläche (12) der Falzrolle (10) mit einer Winkelstellung von etwa 30° für eine entsprechende Bördelkantenumbiegung um 30° zusammen mit der Stützrolle (11 ) an der
Bördelkante (2) entlang geführt ist, und
dass die Werkzeugeinheit (9) gesteuert verstellbar ist, so dass in einem zweiten Falzschritt die anliegende Abrollfläche (12) der Falzrolle (10) mit einer Winkelstellung von etwa 60° für eine weitere Bördelkantenumbiegung auf 60° zusammen mit der Stützrolle (11) an der Bördelkante (2) entlang geführt ist.
Bördelvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
dass für eine weitere Bördelkantenumbiegung auf insgesamt 180° eine weitere robotergeführte Werkzeugeinheit (17) vorgesehen ist, mit einer Zylinderfalzrolle (18) und einer sich nach außen erweiternden Kegelfalzrolle (19), die in weiteren vier Falzschritten dergestalt einsetzbar sind,
dass die anliegende Abrollfläche (20) der Zylinderfalzrolle (18) in einer bezüglich der ursprünglichen Ausgangsstellung der Bördelkante (2) gegebenen Winkelstellung bei einem dritten Falzschritt von 90° und in einem vierten Falzschritt von 120° geführt ist, und dass die anliegende Abrollfläche (21 ) der Kegelfalzrolle (19) in einer Winkelstellung bei einem fünften Falzschritt von 150° und in einem sechsten Falzschritt von 180° geführt ist.
8. Bördelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
dass zur Herstellung einer Fügeverbindung zwischen zwei Blechteilen (3, 4) mit der Bördelvorrichtung (1 ) durch den mehrstufigen Falzvorgang die Bördelkante (2) eines ersten Blechbauteils (3) um einen Rand (5) eines zweiten Blechbauteils (4) bördelbar ist.
9. Bördelvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste und zweite Blechbauteil (3, 4) einen Rahmen eines Schiebedach- ausschnitts bilden, bei dem der Rand (5) des zweiten Blechbauteils (4) und der Rand des ersten Blechbauteils (3) mit umgelegter Bördelkante (2) eine Wand (6) einer Rinne (7) bilden.
10. Bördelvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn- zeichnet, dass das Werkstück (3, 4) zumindest im Bereich der Bördel- kannte (2) in einem Falzbett (8) gehalten ist.
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