WO2003024641A1 - Rollfalzkopf und verfahren zum falzen eines flansches - Google Patents

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Manfred Hohmann
Marc Burzlaff
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Definitions

  • the invention relates on the one hand to a roller fold head.
  • roller fold heads which are coupled to and guided by a robot arm, are e.g. used in the automotive industry to join sheets together by folding operations.
  • One area of application is e.g. the connection of the frame of a sunroof with the edge of an opening in the roof of a vehicle.
  • a suitable roll folding head must be adapted to the available space and must not introduce any forces into the vehicle body when folding. In addition, as few change operations as possible should occur.
  • the invention provides a roller fold head for attachment to a robot arm with two pairs of rollers, each roller pair consisting of a pressure roller and a counter roller, which work together to bend a flange along a fold line by a certain angle and with a base body and a carriage movable thereon, the pressure rollers being rotatably mounted on the carriage.
  • the two flanges which are to be connected to each other by the folding process, are initially parallel to one another, with one projecting above the other.
  • the protruding section of one flange is gradually flanged by 180 ° around the other flange in several steps.
  • the pressure roller of the first pair of rollers has a conically widening fold section which is pressed against the protruding section and bends it about 45 °. So that the counter roller of this pair of rollers can be guided behind the bent section, it is rotatably mounted on a further carriage that can be moved relative to the base body.
  • the counter roller of the second pair of rollers takes over the flanging by a further 45 ° and therefore does not have to be held on the base body in such a way that it cannot be moved. Rather, it is mounted immovably on the base body.
  • the two slides are preferably arranged on the base body such that they can be moved vertically relative to one another. This results in a compact construction of the roller fold head.
  • Each pair of rollers can be formed by a pressure roller and a counter roller, which are only assigned to this pair. With 4 pairs of rollers, this results in 8 individual rollers.
  • a pressure roller can be assigned to different counter rollers to form a pair of rollers. So the system from pairs of roles z. B. consist of two pressure rollers and four counter rollers, wherein one of the pressure rollers interacts with three of the counter rollers. These counter rollers are preferably coupled to a turret head (24) connected to the base body (2).
  • the invention relates to a method for folding a flange in four steps, at least three different pairs of rollers being used and a bend of 180 ° being achieved.
  • the first pair of rollers can be used for both the first and the final fourth folding step.
  • two approaches are possible.
  • two roller fold heads with different pairs of rollers can be used.
  • a single roller fold head can be used, in which the counter roller of a pair of rollers can be exchanged by means of a changing device, so that a total of four different roller pairs can be represented.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a roller fold head 1.
  • This consists of a U-shaped base body 2.
  • a flange plate 3 is arranged on one leg of the base body 2 for attachment to a robot arm.
  • a carrier 4 is arranged on a first pneumatically movable carriage 5.
  • the T-shaped support 4 has two arms 6, 7, with a first pressure roller 8 on one arm 6 and a second pressure roller 9 on the other arm 7. With the two pressure rollers 8, 9 one counter roller 10, 11 each act together.
  • the first counter-roller 10, which interacts with the first pressure roller 8, is mounted on a further slide 12 which is movably held on the base body 2, the two slides 5, 12 enclosing a right angle.
  • the second counter roller 11 is rotatably mounted directly at the end of one leg of the base body 2.
  • a force absorption roller 13 is also provided on the base body 2.
  • a second roller fold head is used, which corresponds to the roller fold head shown in FIG.
  • the second roller fold head carries a third and a fourth pressure roller 20, 21 as well as a third and fourth counter roller 22, 23, although the fourth counter roller 23 is held immovably on the base body 2.
  • the further carriage 12 is replaced by a wedge-shaped holder.
  • a roll fold head can also be used.
  • the second, third and fourth counter-rollers (11, 22, 23) are arranged on a turret head 24, which forms a changing device, on the base body 2, the second pressure roller 9 depending on the position of the turret head 24 with one of the three Counter rollers (11, 22, 23) cooperate so that a second, third or fourth pair of rollers is formed.
  • FIGS. 3a to 3d show the connection of a roof 30 to the frame 31 of a sliding roof. An opening is made in the roof 30, the opening edge becoming one Flange 32 is set up, which extends approximately perpendicular to the surface of the roof 30.
  • the frame 31 ends in a web 33 which runs parallel to the flange 32.
  • the flange 32 is higher than the web 33, as a result of which a connection can be made between the roof 30 and the frame 31 by bending the projecting part of the flange 32 around the web 33 by 180 °. This takes place in four folding operations, which are shown gradually in FIGS. 3a to 3d. In each step, the protruding part of the flange 32 is bent by approximately 45 °. A pair of rollers is provided for each step.
  • the first pressure roller 8 interacts with the first counter roller 10.
  • the first pressure roller 8 has a conically expanding fold section 34, the taper of which corresponds to the intended bending of the flange 32.
  • a cylindrical section of the first pressure roller 8 abuts the flange 32.
  • the first counter roller 10 runs along the inside of the web 33. No forces are thus introduced into the frame 31 or into the roof 30.
  • the second pressure roller 9 works together with a second counter roller 11.
  • the second pressure roller 9 is a cylinder without a conical section.
  • a fourth pressure roller 21 or a fourth counter roller 23 is used; the fourth pair of rollers is either formed on a second roller fold head according to FIG. 1 or is produced by rotating the turret head 24 according to FIG. 2, the fourth pressure roller 21 again being represented by the second pressure roller 9.
  • the individual positions are achieved by always rotating the entire roller folding head 1 and guiding the carrier 4 into the respective folding position by means of the slide 5.
  • the method is thus also characterized in that the flanging takes place in four steps, at least in the first step the two flanges being pressed against one another by a pressure roller and a counter roller and a conical section of the pressure roller providing partial flanging, and in the following steps the further partial flanges are generated by the correspondingly aligned counter-rollers.
  • the pressure roller essentially has the task of guiding the roller fold head on the flange, it can be a single cylindrical body which rests against the portion of the flange that is not to be flanged and rolls on it.
  • the counter-rollers, each with a conical section are aligned according to the desired progress in flanging to the flange. LIST OF REFERENCE NUMBERS

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Roof Covering Using Slabs Or Stiff Sheets (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Manipulator (AREA)
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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen Rollfalzkopf und Verfahren zum Falzen eines Flansches. Rollfalzköpfe werden zum Beispiel benötigt, um den Rahmen eines Schiebedaches in der Dachöffnung eines Kraftfahrzeugs befestigen zu können. Um dies schnell und automatisch durchführen zu können, besitzt der Rollfalzkopf wenigstens zwei Paar Rollen (8, 10; 9, 11 oder 20, 22; 21, 23), wobei jedes Rollenpaar (8, 10; 9, 11 oder 20, 22; 21, 23) aus einer Andrück- und einer Gegenrolle besteht, die zusammenwirken, um einen Flansch (32) entlang einer Falzlinie um einen bestimmten Winkel zu biegen. Dabei erfolgt der Falzvorgang in mehreren Stufen, wobei ein Flansch in mehreren Teilschritten um 180° um einen anderen Flansch umgebördelt wird, wobei für jeden Schritt ein Rollenpaar vorgesehen ist, von denen zumindest zwei an einem Rollfalzkopf angeordnet sind.

Description

Beschreibung
Rollfalzkopf und Verfahren zum Falzen eines Flansches
Die Erfindung bezieht sich zum einen auf einen Rollfalzkopf.
Derartige Rollfalzköpfe, die mit einem Roboterarm gekoppelt sind und von diesem geführt werden, werden z.B. in der Automobilindustrie eingesetzt, um Bleche durch Falzoperationen miteinander zu verbinden. Ein Einsatzgebiet ist z.B. die Verbindung des Rahmens eines Schiebedaches mit dem Rand einer Öffnung im Dach eines Fahrzeuges.
Ein hierfür geeigneter Rollfalzkopf muss an die jeweils vorliegenden Platzverhältnissen angepasst sein und darf beim Falzen keine Kräfte in die Fahrzeugkarosserie einleiten. Außerdem sollen möglichst wenig Wechseloperationen auftreten.
Die Erfindung sieht zur Lösung des Problems einen Rollfalzkopf zum Befestigen an einem Roboterarm mit zwei Paar Rollen, wobei jedes Rollenpaar, aus einer Andrück- und einer Gegenrolle besteht, die zusammenwirken, um einen Flansch entlang einer Falzlinie um einen bestimmten Winkel zu biegen, und mit einem Grundkörper und einem daran verfahrbaren Schlitten, wobei die Andrückrollen drehbar am Schlitten gelagert sind.
Da demnach an dem Rollfalzkopf zwei Paar Rollen angeordnet sind, lassen sich zumindest zwei aufeinander folgende Falzoperationen durchführen. Mittels des Schlittens, an dem die Andrückrollen befestigt sind, werden diese in die jeweilige Arbeitsposition verfahren.
Die beiden Flansche, die durch den Falzvorgang miteinander verbunden werden sollen, stehen zunächst parallel zueinander, wobei der eine den anderen überragt. Der überstehende Abschnitt des einen Flansches wird in mehreren Schritten nach und nach um 180° um den anderen Flansch umgebördelt. Zum Durchführen des ersten Schrittes weist die Andrückrolle des ersten Rollenpaares einen sich konisch aufweitenden Falzabschnitt auf, der gegen den überstehenden Abschnitt gedrückt wird und diesen um etwa 45° umbiegt. Damit die Gegenrolle dieses Rollenpaares hinter den umgebogenen Abschnitt geführt werden kann, ist sie an einem weiteren, gegenüber dem Grundkörper verfahrbaren Schlitten drehbar gelagert. Die Gegenrolle des zweiten Rollenpaares übernimmt die Umbördelung um weitere 45° und braucht daher nicht verfahrbar am Grundkörper gehalten zu werden. Vielmehr ist sie) unverschiebbar am Grundkörper gelagert.
Vorzugsweise sind die beiden Schlitten senkrecht gegeneinander verfahrbar am Grundkörper angeordnet. Dadurch ergibt sich ein kompakter Aufbau des Rollfalzkopfes.
Zwar kann jedes Rollenpaar von jeweils einer Andrückrolle und einer Gegenrolle gebildet sein, die nur diesem Paar zugeordnet sind.. Bei 4 Rollenpaaren ergeben sich dadurch 8 Einzelrollen. Um den Aufwand an Rollen zu verringern, ist vorgesehen , dass eine Andrückrolle unterschiedlichen Gegenrollen zur Bildung jeweils eines Rollenpaares zuordenbar ist. So kann das System aus Rollenpaaren z. B. aus zwei Andrückrollen und vier Gegenrollen bestehen, wobei eine der Andrückrollen nacheinander mit drei der Gegenrollen zusammenwirkt. Vorzugsweise sind diese Gegenrollen mit einem mit dem Grundkörper (2) verbundenen Revolverkopf (24) gekoppelt.
Zum anderen bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zum Falzen eines Flansches in vier Schritten, wobei mindestens drei unterschiedliche Rollenpaare zum Einsatz kommen und eine Umbiegung von 180° erzielt wird.
Wie im Ausführungsbeispiel näher erläutert werden soll, lässt sich nämlich das erste Rollenpaar durchaus sowohl für den ersten als auch für den abschließenden vierten Falzschritt nutzen. Prinzipiell sind zwei Vorgehensweisen möglich. Zum einen können zwei Rollfalzköpfe mit unterschiedlichen Rollenpaaren zum Einsatz kommen. Zum anderen kann ein einziger Rollfalzkopf zum Einsatz kommen, bei dem die Gegenrolle eines Rollenpaares mittels einer Wechselvorrichtung austauschbar ist, so dass insgesamt vier unterschiedliche Rollenpaarungen darstellbar sind.
Die Erfindung wird anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Figur 1 zeigt eine erste Ausführung eines Rollfalzkopfes 1. Dieser besteht aus einem U-förmigen Grundkörper 2. An einem Schenkel des Grundkörpers 2 ist eine Flanschplatte 3 zum Befestigen an einem Roboterarm angeordnet. An der der Flanschplatte 3 gegenüberliegenden Seite des Grundkörpers 2 ist ein Träger 4 an einem ersten pneumatisch verfahrbaren Schlitten 5 angeordnet.
Der T-förmige Träger 4 hat zwei Arme 6, 7, wobei sich auf einem Arm 6 eine erste Andrückrolle 8 und auf dem anderen Arm 7 eine zweite Andrückrolle 9 befindet. Mit den beiden Andrückrollen 8, 9 wirken je eine Gegenrolle 10, 11 zu- sammen. Die erste Gegenrolle 10, die mit der ersten Andrückrolle 8 zusammenwirkt, ist an einem weiteren Schlitten 12 gelagert, der verfahrbar am Grundkörper 2 gehalten ist, wobei die beiden Schlitten 5, 12 einen rechten Winkel einschließen. Die zweite Gegenrolle 11 ist unmittelbar am Ende eines Schenkels des Grundkörpers 2 drehbar gelagert. Am Grundkörper 2 ist desweiteren eine Kraftaufnahmerolle 13 vorgesehen.
Für das weiter unten beschriebene Verfahren zum Falzen eines Flansches wird noch ein zweiter Rollfalzkopf eingesetzt, der dem in der Figur 1 dargestellten Rollfalzkopf entspricht. Der zweite Rollfalzkopf trägt eine dritte und eine vierte Andrückrolle 20, 21 sowie eine dritte und vierte Gegenrolle 22, 23, wobei allerdings die vierte Gegenrolle 23 unverschiebbar am Grundkörper 2 gehalten wird. Der weitere Schlitten 12 ist dazu durch einen keilförmigen Halter ersetzt.
Anstelle von zwei Rollfalzköpfen kann auch ein Rollfalzkopf gemäß Figur 2 eingesetzt werden. Bei dieser Ausführung sind die zweite, die dritte und die vierte Gegenrolle (11, 22, 23) an einem Revolverköpf 24, der eine Wechseleinrichtung bildet, am Grundkörper 2 angeordnet, wobei die zweite Andrückrolle 9 je nach Stellung des Revolverkopfes 24 mit einem der drei Gegenrollen (11, 22, 23) zusammenarbeitet, so dass ein zweites, drittes bzw. viertes Rollenpaar gebildet wird.
Zur Verdeutlichung der Arbeitsweise der beiden Rollfalzköpfe gemäß Fig. 1 bzw. des Rollfalzkopfes mit dem Revolverkopf 24 gemäß Fig. 2 wird auf die Figuren 3a bis 3d verwiesen. Diese zeigen die Verbindung eines Daches 30 mit dem Rahmen 31 eines Schiebedaches. Im Dach 30 ist eine Öffnung eingelassen, wobei der Öffnungsrand zu einem Flansch 32 aufgestellt ist, der in etwa senkrecht zur Fläche des Daches 30 verläuft.
Der Rahmen 31 endet in einem Steg 33, der parallel zum Flansch 32 verläuft. Der Flansch 32 ist höher als der Steg 33, wodurch eine Verbindung zwischen Dach 30 und Rahmen 31 hergestellt werden kann, indem der überstehende Teil des Flansches 32 um 180° um den Steg 33 herumgebogen wird. Dies erfolgt in vier Falzoperationen, die in den Figuren 3a bis 3d nach und nach dargestellt sind. Bei jedem Schritt wird der überstehende Teil des Flansches 32 um ca. 45° umgebogen. Für jeden Schritt ist eine Rollenpaarung vorgesehen.
Im ersten Schritt gemäß Figur 3a wirkt die erste Andrückrolle 8 mit der ersten Gegenrolle 10 zusammen. Die erste Andrückrolle 8 weist einen konisch sich aufweitenden Falzabschnitt 34 auf, dessen Konizität der beabsichtigten Umbiegung des Flansches 32 entspricht. Ein zylindrischer Abschnitt der ersten Andrückrolle 8 liegt am Flansch 32 an. Um die dadurch in die Karosserie eingeleiteten Kräfte abstützen zu können, läuft die erste Gegenrolle 10 innen am Steg 33 entlang. Es werden somit keine Kräfte in den Rahmen 31 bzw. in das Dach 30 eingeleitet.
Im zweiten Schritt gemäß Figur 3b arbeitet die zweite Andrückrolle 9 mit einer zweiten Gegenrolle 11 zusammen. Die zweite Andrückrolle 9 ist ein Zylinder ohne konischen Abschnitt. Die leicht schräg gestellte zweite Gegenrolle 11, auch Falzrolle genannt, drückt den Flansch 32 um weitere 45° um.
Im dritten Schritt gemäß Figur 3c kommt entweder ein zweiter Rollfalzkopf zum Einsatz oder ein Rollfalzkopf gemäß Figur 2, wobei der Revolverkopf 24 allerdings um eine Stellung weitergedreht ist, so dass nun die dritte Gegenrolle 22 zum Einsatz kommt. Bei dieser Ausführung ist die dritte Andrückrolle 20 identisch mit der zweiten Andrückrolle 9.
Bei der abschließenden Operation gemäß Figur 3d kommt eine vierte Andrückrolle 21 bzw. eine vierte Gegenrolle 23 zum Einsatz; die vierte Rollenpaarung ist entweder gemäß Fig. 1 an einem zweiten Rollfalzkopf ausgebildet oder wird durch Drehung des Revolverkopfes 24 gemäß Fig. 2 erzeugt, wobei die vierte Andrückrolle 21 wiederum durch die zweite Andrückrolle 9 dargestellt ist.
Die einzelnen Positionen werden erreicht, indem stets der gesamte Rollfalzkopf 1 gedreht wird und der Träger 4 mittels des Schlittens 5 in die jeweilige Falzposition geführt wird.
Das Verfahren ist somit auch dadurch gekennzeichnet, dass die Umbördelung in vier Schritten erfolgt, wobei zumindest im ersten Schritt die beiden Flansche durch eine Andrückrolle und eine Gegenrolle gegeneinander gedrückt sind und ein konisch verlaufender Abschnitt der Andrückrolle eine Teilumbördelung besorgt, und dass in den folgenden Schritten die weiteren Teilumbördelungen durch die jeweils entsprechend ausgerichteten Gegenrollen erzeugt sind. Da in den weiteren Schritten die Andrückrolle im Wesentlichen die Aufgabe hat, den Rollfalzkopf am Flansch zu führen, kann es sich um einen einzigen zylindrischen Körper handeln, der an dem nicht umzubördelnden Abschnitt des Flansches anliegt und daran abrollt. Die jeweils mit einem konisch verlaufenden Abschnitt versehenen Gegenrollen werden jeweils entsprechend dem gewünschten Fortschritt bei der Umbördelung zum Flansch ausgerichtet. Bezugszeichenliste
1 Rollfalzkopf
2 Grundkörper
3 Flanschplatte
4 Träger
5 Schlitten
6 Arm
7 Arm
8 erste Andrückrolle
9 zweite Andrückrolle 10 erste Gegenrolle
11 zweite Gegenrolle
12 Schlitten
13 Kraftaufnahmerolle
20 dritte Andrückrolle
21 vierte Andrückrolle
22 dritte Gegenrolle
23 vierte Gegenrolle
24 Revolverkopf
30 Dach
31 Rahmen
32 Flansch
33 Steg
34 Falzabschnitt

Claims

Patentansprüche
1. Rollfalzkopf zum Befestigen an einem Roboterarm mit zwei Paar Rollen (8, 10; 9, 11 oder 20, 22; 21, 23), wobei jedes Rollenpaar (8, 10; 9, 11 oder 20, 22; 21, 23), aus einer Andrück- und einer Gegenrolle besteht, die zusammenwirken, um einen Flansch (32) entlang einer Falzlinie um einen bestimmten Winkel zu biegen, und mit einem Grundkörper (2) und einem daran verfahrbaren Schlitten (5), wobei die Andrückrollen (8, 9 oder 20, 21) drehbar am Schlitten (5) gelagert sind.
2. Rollfalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Gegenrolle (11) des einen Rollenpaares (9, 11) unverschiebbar am Grundkörper (2) gelagert ist und die erste Gegenrollen (10) des anderen Rollenpaares (8, 16) an einem weiteren, gegenüber dem Grundkörper (2) verfahrbaren Schlitten (12) drehbar gelagert ist.
3. Rollfalzkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Gegenrollen (10, 11) am Grundkörper (2) in unverschiebbaren Lagern drehbar gelagert sind.
4. Rollfalzkopf nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schlitten (5, 12) senkrecht gegeneinander verfahrbar am Grundkörper (2) angeordnet sind.
5. Rollfalzkopf nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Andrückrolle (9) unterschiedlichen Gegenrollen (11, 22, 23) zuordenbar ist.
6. Rollfalzkopf nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die unterschiedlichen Gegenrollen (11, 22, 23) mit einer mit dem Grundkörper (2) verbundenem Revolverkopf (24) gekoppelt sind.
7. Verfahren zum Falzen eines Flansches um einen anderen parallel dazu stehenden Flansch um 180°, dadurch gekennzeichnet, dass die Umbördelung in vier Schritten erfolgt, wobei zumindest im ersten Schritt die beiden Flansche durch eine Andrückrolle und eine Gegenrolle gegeneinander gedrückt sind und ein konisch verlaufender Abschnitt der Andrückrolle eine Teilumbördelung besorgt, und dass in den folgenden Schritten die weiteren Teilum- bördelungen durch die jeweils entsprechend ausgerichteten Gegenrollen erzeugt sind.
8. Verfahren zum Falzen eines Flansches um 180° in vier Schritten, wobei mindestens drei unterschiedliche Rollenpaarungen zum Einsatz kommen, die von einem Rollfalzkopf gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6 getragen sind.
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