DE102015005074B4 - Outside edge flanging and crimping on flat or shaped sheet metal parts - Google Patents

Outside edge flanging and crimping on flat or shaped sheet metal parts Download PDF

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Abstract

Mit dem vorgeschlagenen Außenkantenbördel (3) und dem Bördelverfahren zur Anbringung an insbesondere dünne und leichte Blechteile (1) soll unter der Bedingung eines steigenden und fallenden Verlaufes der Blechteil-Außenkanten (1.2) die – Steifigkeit sowie – qualitative und dekorative Randausbildung, – Eignung, um Armierungsstoffe zuzuführen und aufnehmen zu können sowie – Rissbildungen, Materialbrüche und Faltenbildungen vermieden und eine – griffige sowie sichere Handhabung der Blechteile (1) bei ihrem manuellen Verbaugewährleistet sein. Vorgeschlagen ist ein hohler, abgerundeter und gegenüber dem Blech nur geringfügig verdickter durchgängiger Außenkantenbördel (3) mit ovaler Querschnittsform, ovalen Hohlraum sowie einer Spaltöffnung (1.5). Die Anwendung erstreckt sich insbesondere auf im Fahrzeugbau übliche Blechteile.With the proposed Außenkantenbördel (3) and the crimping process for attachment to particular thin and lightweight sheet metal parts (1) under the condition of rising and falling course of sheet metal outer edges (1.2) - stiffness and - qualitative and decorative edge training, - suitability, to be able to supply and receive reinforcing materials, and - prevent cracking, material fractures and wrinkles, and ensure that the sheet metal parts (1) are gripped and handled safely during their manual installation. Proposed is a hollow, rounded and with respect to the sheet only slightly thickened continuous Außenkantenbördel (3) with an oval cross-sectional shape, oval cavity and a gap opening (1.5). The application extends in particular to sheet metal parts which are customary in vehicle construction.

Description

Die Erfindung betrifft Außenkantenbördel, die an dünnwandigen, durch örtliche Bombierungen und Wölbungen ergänzend biegesteif stabilisierten und verformten, Blechen umlaufend aber auch dem steigenden und fallenden Blechkantenverlauf folgend, angeordnet sind. Die Erfindung geht weiterhin vom Oberbegriff des im Patentanspruches 3 definierten Bördelverfahrens aus.The invention relates to outer edge flanges, which are on thin-walled, by local crowning and buckling complementary rigidly stabilized and deformed sheets circumferentially but also the rising and falling sheet edge course following arranged. The invention continues from the preamble of the claim 3 defined flaring.

Bei der Auswahl der anzuwendenden Ausbildungsform der Außenkantenbördel ist zu berücksichtigen, ob diese, ausgehend von einem kreisförmigen Blechrand-Umschlag, die Steifigkeit der Blechteile erhöhen soll oder ob, ausgehend von einer Blechrand-Abbiegefalzung, eine über die Falzkanten zu realisierende Außenkanten-Falzverbindung von stirnseitig zu fügenden passfähigen Blechteilen Inhalt der technologischen Aufgabe ist.When choosing the applicable training form of the outer edge bead is to consider whether this, starting from a circular sheet edge envelope, to increase the rigidity of the sheet metal parts or whether, starting from a Blechrand-Abbiegefalzung, over the seaming edges to be realized outer edge seaming of the front side Content to be joined suitable sheet metal parts content of the technological task.

Stand der Technik ist, insbesondere durch eine zutreffende Strukturierung und Werkstückform angepasste Werkzeugausbildung diese zwei benannten Ausbildungsformen von Außenkantenbördeln an planflächigen oder formbehafteten Blechteilen wiederholt herstellen zu können.State of the art, in particular adapted by an appropriate structuring and workpiece shape tool training to be able to repeatedly produce these two named forms of outer edge flanging planate or shaped sheet metal parts.

Kreisförmige Blechrand-Umschläge durch Rollbiegen oder Einrollen auf Werkzeugen mit geradliniger Werkzeugbewegung herzustellen, ist beispielhaft in

  • – DE 196 14 338 A1 ,
  • – EP 1712 307 A2 ,
  • – US 2209 461 A1 und in
  • – DD 259 740 A3
beschrieben. Daneben sind in
  • – DE 26 47 550 C2 und in
  • – CS 226 474 (B1)
auch Werkzeuge und Verfahren beschrieben, mit denen die Blechkanten nur teilweise eingerollt werden können. Nachteilig bei Anwendung dieser Lösungen zur Ausbildung von Außenkantenbördeln ist, dass
  • – die nacheinander und abschnittsweise erforderlichen Mehrfachbiegungen oder entlang der zu bördelnden Blechkante wiederholt zu realisierenden Werkzeugeinsätze zeitaufwendig sind,
  • – die Nichteignung für Blechteile mit Bombierungen
  • – die stückweise Aneinanderreihung der nacheinander bearbeiteten Blechkanten-Abschnitte eine qualitative und dekorative Randausbildung nicht ermöglicht und
  • – die dickwandige und wulstige Randausbildung des kreisförmigen Bördels selbst.
Blechrand-Abbiegefalzungen, die zu spitzwinkligen Blechumschlägen an den Randzonen führen, und, ohne oder mit Fügeverbindungen, eine Außenkantenbördelung beinhalten, sind beispielhaft Gegenstand in
  • – DE 10 2006 035 987 A1 ,
  • – DE 10 2005 019 016 A1 ,
  • – DE 199 47 518 C1 ,
  • – DE 201 16 187 U1 und in
  • – JP 2003-181 547 A
To produce circular sheet metal edge envelopes by roll bending or rolling on tools with straight tool movement, is exemplary in
  • - DE 196 14 338 A1 .
  • - EP 1712 307 A2 .
  • - US 2209 461 A1 and in
  • - DD 259 740 A3
described. In addition are in
  • - DE 26 47 550 C2 and in
  • - CS 226 474 (B1)
Also tools and methods described, with which the sheet edges can be rolled only partially. A disadvantage of using these solutions for the formation of outer edge flanging is that
  • The time-consuming repetitive and section-wise multiple bends or the tool inserts to be repeatedly implemented along the sheet edge to be flanged, are time-consuming,
  • - the unsuitability for sheet metal parts with crowns
  • - The piecewise juxtaposition of successively processed sheet metal edge sections does not allow a qualitative and decorative edge education and
  • - The thick-walled and beaded edge formation of the circular flange itself.
Blechrand-Abbiegefalzungen that lead to acute-angled sheet metal envelopes at the edge zones, and include, without or with joint connections, a Außenkantenbördelung are exemplified in
  • - DE 10 2006 035 987 A1 .
  • - DE 10 2005 019 016 A1 .
  • - DE 199 47 518 C1 .
  • - DE 201 16 187 U1 and in
  • - JP 2003-181 547 A

Nachteilig ist, dass diese so abgekanteten Außenkantenbördel

  • – eine griffige sowie sichere Handhabung der gebördelten Blechteile bei ihrem manuellem Verbau nicht gewährleisten,
  • – Rissbildungen und Materialbrüche erlauben, die auch mit der in DE 103 08 521 A1 beschriebenen Widerstandsheizelementeeinrichtung nur bedingt und energetisch aufwendig verhindert werden können sowie, dass
  • – nur gerade und nicht bogenförmig an den Blechkanten verlaufende Außenkantenbördel dieser Querschnittsform herstellbar sind.
The disadvantage is that these beveled Außenkantenbördel
  • - do not ensure a grippy and safe handling of the flanged sheet metal parts during their manual installation,
  • - Cracks and material fractures allow, which also with the in DE 103 08 521 A1 described Widerstandsheizelementeeinrichtung can be prevented only conditionally and energetically expensive and that
  • - Only straight and not arcuate to the sheet edges extending outer edge flanges of this cross-sectional shape can be produced.

Außerdem sind beispielhaft aus

  • – DE 20 2004 012 580 U1
  • – DE 10 2009 059 676 B4 und aus
  • – DE 10 2006 009 292 B4
Sonderausbildungen von Falzvorrichtungen bekannt, die kostenaufwendig sind und an Standardpressen nicht zum Einsatz kommen könnenIn addition, are exemplary from
  • - DE 20 2004 012 580 U1
  • - DE 10 2009 059 676 B4 and from
  • - DE 10 2006 009 292 B4
Special training of folding devices known, which are expensive and can not be used on standard presses

Aus dem benannten Stand der Technik und dessen Ausbildung- und Anwendungsnachteilen leitet sich die Problemstellung ab, eine innovative Ausbildungslösung für Außenkantenbördel an planflächigen Blechteilen und insbesondere an formbehafteten Blechteilen und das dazu geeignete Bördelverfahren zu finden, mit dem die Außenkantenbördel bezogen auf Form, Dimension, Qualität und manuelle Verbau-Sicherheit die Anwendungseigenschaften der gebördelten Blechteile deutlich verbessern.From the named state of the art and its training and application disadvantages, the problem derives from finding an innovative training solution for Außenkantenbördel on planar sheet metal parts and in particular on shaped sheet metal parts and the suitable flaring, with the Außenkantenbördel based on shape, dimension, quality and manual shoring safety significantly improve the application properties of the flanged sheet metal parts.

Diese Problemstellung wird durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Der Außenkantenbördel hat

  • – eine ovale Querschnittsform, die nach unten und nach innen abgebogen und abgerundet ist
  • – einen durchgängig ovalen Hohlraum sowie
  • – eine durchgängige Spaltöffnung an der Unter- oder Innenseite der Blechrandzone, über die Armierungsstoffe zuführbar sind und
  • – eine entlang der gesamten Blechteil-Außenkante um das Blechteil herum verlaufend durchgängig angeordnete, einheitlich abgerundete und dimensionierte Stirnseitenausbildung.
This problem is solved by the features of claim 1. The outside edge bead has
  • - An oval cross-sectional shape, which is bent downwards and inwards and rounded
  • - A continuous oval cavity as well
  • - A continuous gap opening at the bottom or inside of the sheet edge zone over which Armierungsstoffe can be fed and
  • - One along the entire sheet metal part-outer edge around the sheet metal part running around consistently arranged, uniformly rounded and dimensioned front side training.

Der Patentanspruch 2 betrifft eine Hohlraumfüllung mit Armierungsstoffen.The claim 2 relates to a cavity filling with reinforcing materials.

Die Problemstellung bei Bördelverfahren, mit denen Außenkantenbördel an planflächigen oder formbehafteten Blechteilen rationell ausgebildet und angeordnet werden, werden durch die Merkmale des Patentanspruches 3 gelöst. Das Bördelverfahren besteht dabei aus mehreren Verfahrensschritten, die mit einer linearen Hub-Bewegung des Ober- oder Außenwerkzeuges sowie des Unter- oder Innenwerkzeuges vollzogen werden. Es handelt sich dabei um das

  • – Positionieren und Halten des Blech-Mittenteils eines Blechteil und dem
  • – nach unten und nach innen gerichteten Abrunden und Zubiegen oder Abbiegen, Abrunden und Zubiegen der Blech-Randzone, mit denen die Bildung eines verdickten durchgängigen Blechrand-Umschlages realisierbar ist.
Die Erfindung ist in den Figuren vereinfacht dargestellt und bezogen auf zwei Ausbildungen von Außenkantenbördeln im folgenden Teil der Patentbeschreibung näher erläutert. Gezeigt wird inThe problem in flaring, with which outer edge flanges are rationally formed and arranged on plane-shaped or shaped sheet metal parts, are achieved by the features of claim 3. The crimping process consists of several process steps, which are performed with a linear stroke movement of the upper or outer tool and the lower or inner tool. It is about that
  • - Positioning and holding the sheet metal center part of a sheet metal part and the
  • - Downward and inward rounding and Zubiegen or bending, rounding and Zubiegen the sheet-edge zone, with which the formation of a thickened continuous sheet metal edge envelope is feasible.
The invention is illustrated in simplified form in the figures and explained in more detail with reference to two embodiments of outer edge flanging in the following part of the patent specification. Shown in

1: eine Schnitt-Teilansicht des Formwerkzeuges beim Zubiegen der Blech-Randzone 1 : A sectional partial view of the mold when attaching the sheet edge zone

2: eine Schnitt-Teilansicht des Formwerkzeuges beim Abrunden der Blech-Randzone 2 : A sectional partial view of the mold when rounding the sheet edge zone

3: eine Stirnseiten-Ansicht auf ein Blechteil, welches ein Funktionsteil für die Fahrzeugkomponente Vorderachse ist 3 : An end view of a sheet metal part, which is a functional part for the vehicle component front axle

4: eine Draufsicht auf 3 4 : a top view on 3

5: eine Stirnseiten-Ansicht auf ein Blechteil, welches ein Funktionsteil für die Fahrzeugkomponente Hinterachse ist 5 a front side view of a sheet metal part, which is a functional part for the vehicle component rear axle

6: eine Draufsicht auf 5 6 : a top view on 5

Das in 3 und 4 sowie in den 5 und 6 dargestellte, aus dem Blech-Mittenteil 1.1 und aus der Blech-Randzone 1.2 mit der Blech-Außenkante 1.3 bestehende, dünne und leichte sowie durch Bombierungen versteifte Blechteil 1 hat einen Außenkantenbördel 3, dessen ovale Querschnittsform mittels eines aus Ober- oder Außenwerkzeug 2.1 sowie aus Unter- oder Innenwerkzeug 2.2 bestehenden Formwerkzeug 2, mit nur einer linear entgegengerichteten Werkzeug-Hubbewegung hergestellt wurde. Der Außenkantenbördel 3 ist dadurch über sein gesamtes Längen- oder Winkelmaß 3.1 durchgängig verlaufend einheitlich dimensioniert und geformt.This in 3 and 4 as well as in the 5 and 6 shown, from the sheet metal middle part 1.1 and from the sheet edge zone 1.2 with the sheet metal outer edge 1.3 existing, thin and lightweight and stiffened by crowns sheet metal part 1 has an outside edge bead 3 , its oval cross-sectional shape by means of a top or outside tool 2.1 as well as from inside or inside tool 2.2 existing mold 2 , was manufactured with only one linearly opposing tool stroke movement. The outside edge bead 3 is characterized over its entire length or angle 3.1 consistently running uniformly sized and shaped.

Er ist ein hohler, stirnseitig abgerundeter und gegenüber dem Dickenmaß des Bleches nur geringfügig verdickter Blechrand-Umschlag. Der dabei ausgebildete ovale Hohlraum 1.4 zwischen der abgerundeten Blech-Außenkante 1.3 und der Unterseite oder Innenseite der Blech-Randzone 1.2 verfügt über eine durchgängige Spaltöffnung 1.5, über die ein Armierungsstoff in den ovalen Hohlraum 1.4 des Außenkantenbördels 3 eingefüllt wird und funktionsabhängig aushärtbar ist.He is a hollow, rounded end face and only slightly thickened compared to the thickness of the sheet metal edge envelope. The thereby formed oval cavity 1.4 between the rounded sheet metal outer edge 1.3 and the underside or inside of the sheet metal edge zone 1.2 has a continuous gap opening 1.5 , about which a reinforcing material in the oval cavity 1.4 the outer edge crest 3 is filled and is functionally curable.

Die Anordnung des Außenkantenbördels 3 in der gleichbleibend ebenen Lage des Blech-Mittenteiles 1.1 und der dieses umschließenden Blech-Randzone 1.2 ist in 2 dargestellt. Das erforderliche Bördelverfahren besteht aus den Verfahrensschritten

  • – Positionieren und Halten des Blech-Mittenteiles 1.1 sowie
  • – Abrunden und Zubiegen der Blech-Randzone 1.2 bei Offenhaltung einer durchgängigen Spaltöffnung 1.5.
The arrangement of the outer edge bead 3 in the consistently flat position of the sheet metal middle part 1.1 and this enclosing sheet edge zone 1.2 is in 2 shown. The required crimping process consists of the process steps
  • - Positioning and holding the center plate part 1.1 such as
  • - rounding off and adding the sheet edge zone 1.2 when keeping open a continuous gap opening 1.5 ,

Die Anordnung des Außenkantenbördels 3 in einer zur ebenen Lage des Blech-Mittenteiles 1.1 nach unten und nach innen abgewinkelten Schräglage der Blech-Randzone 1.2 ist in 1 dargestellt. Das erforderliche Bördelverfahren besteht dann aus den Verfahrensschritten

  • – Positionieren und Halten des Blech-Mittenteiles 1.1,
  • – Abbiegen der Blech-Randzone 1.2 sowie
  • – Abrunden und Zubiegen der Blech-Randzone 1.2 bei Offenhaltung einer durchgängigen Spaltöffnung 1.5 mittels
einer Hubbewegung des beweglichen Ober- und Außenwerkzeug 2.1 gegenüber dem stationären Unter- und Innenwerkzeug 2.2.The arrangement of the outer edge bead 3 in a plane to the sheet center part 1.1 downwardly and inwardly angled inclined position of the sheet metal edge zone 1.2 is in 1 shown. The required crimping then consists of the steps
  • - Positioning and holding the center plate part 1.1 .
  • - bending the sheet edge zone 1.2 such as
  • - rounding off and adding the sheet edge zone 1.2 when keeping open a continuous gap opening 1.5 by means of
a lifting movement of the movable upper and outer tool 2.1 opposite the stationary lower and inner tool 2.2 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Blechteilsheet metal part
1.11.1
Blech-MittenteilSheet central portion
1.21.2
Blech-RandzoneSheet edge zone
1.31.3
Blechteil-AußenkanteSheet metal part outer edge
1.41.4
(ovaler) Hohlraum(oval) cavity
1.51.5
Spaltöffnunggap opening
22
Formwerkzeugmold
2.12.1
Ober- oder AußenwerkzeugUpper or outer tool
2.22.2
Unter- oder InnenwerkzeugUnder or inside tool
33
AußenkantenbördelAußenkantenbördel
3.13.1
Längen- und Winkelmaß von 3 Length and angle of 3

Claims (3)

Außenkantenbördel (3) an planflächigen oder formbehafteten Blechteilen (1), die mittels örtlicher Bombierungen und Wölbungen ergänzend biegesteif ausgebildet sind und einen steigenden oder fallenden Verlauf der Blechteil-Außenkante (1.2) bedingen, wobei ein hohler, abgerundeter und gegenüber dem Blech nur geringfügig verdickter Blechrand-Umschlag – in einer ovale Querschnittsform nach unten und nach innen abgebogen und abgerundet ist, und dabei über – einen durchgängig ovalen Hohlraum (1.4) zwischen der abgerundeten Blechteil-Außenkante (1.3) und der Unterseite oder Innenseite der Blech-Randzone (1.2) sowie über – eine durchgängige Spaltöffnung (1.5) vertilgt, über die Armierungsstoffe zuführbar sind, und – eine entlang der gesamten Blechteil-Außenkante (1.3), um das Blechteil (1) herum durchgängig verlaufende, einheitlich abgerundete und dimensionierte Stirnseiten-Ausbildung hat.Outside edge flaring ( 3 ) on plane-shaped or shaped sheet metal parts ( 1 ), which are formed by means of local crowning and bulges complementary rigid and a rising or falling course of the sheet metal outer edge ( 1.2 ) condition, with a hollow, rounded and compared to the sheet only slightly thickened sheet edge envelope - is bent in an oval cross-sectional shape downwards and inwards and rounded off, and over - a completely oval cavity ( 1.4 ) between the rounded sheet metal outer edge ( 1.3 ) and the underside or inside of the sheet edge zone ( 1.2 ) as well as - a continuous gap opening ( 1.5 ), over which reinforcing materials can be supplied, and - one along the entire sheet metal part outer edge ( 1.3 ) to the sheet metal part ( 1 ) around consistently, uniformly rounded and dimensioned end face training has. Außenkantenbördel (3) nach Patentanspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass der Armierungsstoff im ovalen Hohlraum (1.4) des Außenkantenbördels (3) aushärtbar ist.Outside edge flaring ( 3 ) according to claim 1, characterized in that the reinforcing material in the oval cavity ( 1.4 ) of the outer edge bead ( 3 ) is curable. Bördelverfahren, welches an planflächigen oder formbehafteten Blechteilen zur Herstellung von Außenkantenbördel (3) nach Patentanspruch 1 und 2 durchführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass es aus den Verfahrensschritten – Positionieren und Halten des Blech-Mittenteiles (1.1), zwischen dem linear entgegengerichtet beweglichen Ober- oder Außenwerkzeug (2.1) und dem Unter- oder Innenwerkzeug (2.2) eines Formwerkzeuges (2) sowie einem – nach unten und nach innen gerichtetem Abrunden und Zubiegen oder Abbiegen, Abrunden und Zubiegen der Blech-Randzone (1.2) zur Bildung eines verdickten durchgängigen Blechrand-Umschlages besteht und dass mit einer linearen Werkzeug-Hubbewegung der beweglichen Komponenten der Außenkantenbördel (3) fertig geformt ist.Flanging method, which on plane-shaped or shaped sheet metal parts for the production of outer edge flanges ( 3 ) according to claim 1 and 2, characterized in that it consists of the method steps - positioning and holding the middle part of the plate ( 1.1 ), between the linearly oppositely movable upper or outer tool ( 2.1 ) and the lower or inner tool ( 2.2 ) of a molding tool ( 2 ) and a - downward and inward rounding and addition or bending, rounding and attaching the sheet edge zone ( 1.2 ) is formed to form a thickened continuous sheet edge envelope and that with a linear tool-lifting movement of the movable components of the outer edge flanges ( 3 ) is finished.
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