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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebeplankungsteils.
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Im Automobilbereich werden häufig Bauteile zur Befestigung an anderen Bauteilen umgeformt. Beispielsweise werden Ecken von Karosseriebeplankungsteilen mithilfe von Keilschiebern in Großwerkzeugen in einem Presswerk umgeformt. Dazu werden üblicherweise diese Keilschieber in die Werkzeuge zusätzlich eingebaut oder zum Teil werden auch separate Großwerkzeuge bereitgestellt. Derartige Lösungen im Rohbau zum Umformen bzw. Umfalzen von Ecken von Bauteilen bestehen aus Formeinheiten, die üblicherweise fest mit einem Falzbett verbunden sind. Dies schränkt den Bearbeitungsraum von anderen Werkzeugen, Rollfalzköpfen und dergleichen ein oder erfordert eine weitere Bearbeitungsstation. Ferner sind derartige, fest mit einem Falzbett verbundene Formeinheiten relativ unflexibel.
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Die
DE 20 2010 008 862 U1 zeigt ein Spannwerkzeug mit mehreren Spannelementen, die gegeneinander anpressbar sind, um ein Werkzeug einzuspannen.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils bereitzustellen, mittels welcher eine erhöhte Flexibilität beim Umformen derartiger Bauteile erzielbar ist.
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Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebeplankungsteils, mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen und nicht-trivialen Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils, insbesondere eines Karosseriebeplankungsteils, umfasst ein beweglich gelagertes Umformelement zum Umformen des Bauteils, eine erste Schnittstelle, mittels welcher die Vorrichtung an einem Roboter befestigbar ist, und eine zweite Schnittstelle, mittels welcher die Vorrichtung zumindest mittelbar an einem Falzbett befestigbar ist.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist mit anderen Worten eine modulare Formeinheit, mittels welcher das Umformen bzw. Falzen von Ecken an Bauteilen, insbesondere an Karosseriebeplankungsteilen, ohne Einschränkung des Bearbeitungsraums ermöglicht wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei so ausgelegt, dass sie an unterschiedlichen Falzbetten über die zweite Schnittstelle angebracht werden kann. Die Schnittstelle ist also derart standardisiert, dass die Vorrichtung an unterschiedlichen Falzbetten mit jeweils korrespondierend ausgebildeten standardisierten Schnittstellen angebracht werden kann. Bei der ersten Schnittstelle kann es sich beispielsweise um eine Kupplung handeln, mittels welcher die Vorrichtung an einem Roboterarm befestigt werden kann. Dadurch kann die Vorrichtung mittels eines Roboters auf einfache Weise zumindest mittelbar an dem betreffenden Falzbett angekoppelt und wiederum von dem Falzbett abgekoppelt werden.
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Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können die Herstellkosten in Presswerken eingespart werden, da die erfindungsgemäße Vorrichtung modular an unterschiedlichen Falzbetten angebracht werden kann. Vorzugsweise kann das Umformelement, welches beispielsweise als Prägebacke ausgebildet ist, austauschbar gestaltet sein. Die Vorrichtung kann also eine Vielzahl von unterschiedlichen Varianten der Umformelemente aufweisen, welche alle an der Vorrichtung anbringbar sind. Eine Anpassung an unterschiedliche Umformgeometrien, wie beispielsweise Bauteileckenform und dergleichen, kann somit auf einfache Weise durch Austausch der verschiedenen Umformelemente erzielt werden.
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Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Umformelement an einer translatorisch beweglichen Schiebereinheit angeordnet ist. Die Schiebereinheit als solche kann also sehr präzise translatorisch bewegt werden, infolgedessen das Umformelement auf das umzuformende Bauteil zu bewegt und von diesem wieder wegbewegt werden kann. Dadurch wird ein besonders präziser Umformvorgang an dem betreffenden Bauteil ermöglicht.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung einen Pneumatikzylinder zum Bewegen der Schiebereinheit aufweist. Dadurch kann die Schiebereinheit als solche und somit auch das Umformelement besonders exakt bewegt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass der Pneumatikzylinder über einen Kniehebelantrieb mit der Schiebereinheit gekoppelt ist. Mittels des Kniehebelantriebs ist es auf einfache Weise möglich, die von dem Pneumatikzylinder bereitgestellte Kraft zum Bewegen der Schiebereinheit umzulenken. Durch eine entsprechend gewählte Übersetzung des Kniehebelantriebs kann beispielsweise bei einem geringen Hubweg eine große Zug- oder Druckkraft erzeugt werden. Dadurch ist eine besonders hohe Kraftübersetzung von dem Pneumatikzylinder auf die Schiebereinheit möglich.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Vorrichtung einen Niederhalter zum Niederhalten des Bauteils oder eines an dem Bauteil anliegenden weiteren Bauteils aufweist. Dadurch kann auf zuverlässige Weise sichergestellt werden, dass das umzuformende Bauteil und das an dem Bauteil anliegende weitere Bauteil sich während des Umformvorgangs nicht relativ zueinander bewegen können. Ein präziser Umformvorgang an dem Bauteil kann dadurch sichergestellt werden.
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In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist es vorgesehen, dass die Vorrichtung mittels der zweiten Schnittstelle an einem Trägerarm befestigbar ist, welcher an dem Falzbett befestigt ist. Vorzugsweise umfasst die Vorrichtung dabei einen Pneumatikzylinder zum Zentrieren der Vorrichtung bezüglich des Trägerarms. Der Trägerarm selbst kann eine korrespondierend zur zweiten Schnittstelle ausgebildete Schnittstelle aufweisen, sodass die Vorrichtung auf einfache und präzise Weise an dem Trägerarm und somit auch mittelbar an dem Falzbett befestigt werden kann.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
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Die Zeichnung zeigt in:
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1 eine Perspektivansicht einer Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils, wobei die Vorrichtung an einem Trägerarm befestigt ist, welcher seinerseits an einem hier nicht dargestellten Falzbett befestigt ist;
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2 eine Perspektivansicht des Falzbetts, an welchem die Vorrichtung unter Vermittlung des Trägerarms befestigbar ist, wobei in dem Falzbett eine Fahrzeugtür angeordnet ist;
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3 eine Perspektivansicht der Fahrzeugtür, wobei ein vergrößerter Ausschnitt der Fahrzeugtür dargestellt ist, in welchem ein Karosseriebeplankungsteil und ein Innenteil zu erkennen sind; und in
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4 eine Perspektivansicht der vergrößerten Darstellung des Fahrzeugtürausschnitts, wobei das Karosseriebeplankungsteil teilweise um das Innenteil herum umgeformt worden ist.
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Eine Vorrichtung 10 zum Umformen eines Bauteils ist in einer Perspektivansicht in 1 gezeigt. Die Vorrichtung 10 dient insbesondere zum Umformen von Karosseriebeplankungsteilen. Die Vorrichtung umfasst ein als Prägebacke 12 ausgebildetes Umformelement zum Umformen der besagten Bauteile. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung 10 eine als Kupplung 14 ausgebildete erste Schnittstelle, mittels welcher die Vorrichtung 10 an einem hier nicht dargestellten Roboter befestigbar ist. Ferner weist die Vorrichtung 10 eine zweite Schnittstelle 16 auf, mittels welcher die Vorrichtung 10 an einem Trägerarm 18 lösbar befestigt ist. Der Trägerarm 18 selbst ist wiederum an einem hier nicht dargestellten Falzbett befestigt. Mittels eines Roboters kann die Vorrichtung 10 also über die Schnittstelle 14 ergriffen und an dem Trägerarm 18 angekoppelt bzw. auch wiederum von dem Trägerarm 18 entkoppelt werden. Dadurch kann die Vorrichtung 10 auf einfache Weise an unterschiedlichen Falzbetten angebracht werden, an welchen der Trägerarm 18 vorgesehen ist. Die Vorrichtung 10 umfasst des Weiteren einen Pneumatikzylinder 20 sowie mehrere Stifte 22, mittels welchen die Vorrichtung 10 bezüglich des Trägerarms 18 zentriert werden kann. Die Stifte 22 dienen darüber hinaus dazu, die Vorrichtung 10 an dem Trägerarm 18 zu montieren.
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Die Prägebacke 12 ist an einer translatorisch beweglichen Schiebereinheit 24 angebracht. Die Schiebereinheit 24 ist wiederum über einen Kniehebelantrieb 26 mit einem weiteren Pneumatikzylinder 28 gekoppelt. Durch Aus- und Einfahren des Pneumatikzylinders 28 kann somit die Prägebacke 12 gemeinsam mit der Schiebereinheit 24 in translatorischer Richtung hin- und herbewegt werden. Schließlich weist die Vorrichtung 10 noch einen Niederhalter 30 auf, mittels welchem das gerade umzuformende Bauteil oder ein an dem umzuformenden Bauteil anliegendes anderes Bauteil fixiert werden kann.
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In 2 ist ein Falzbett 32 gezeigt, an welchem der Trägerarm 18 befestigt sein kann, sodass die Vorrichtung 10 auf einfache Weise an das Falzbett 32 angekoppelt und wiederum von dem Falzbett 32 entkoppelt werden kann. In dem Falzbett 32 ist eine Fahrzeugtür 34 angeordnet. Mittels des Falzbetts 32 und der Vorrichtung 10 ist es möglich, Ecken an der Fahrzeugtür 34 zu falzen bzw. einzuformen.
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In 3 ist die Fahrzeugtür 34 in einer Perspektivansicht gezeigt, wobei ein Ausschnitt 36 der Fahrzeugtür 34 in einer vergrößerten Darstellung zu erkennen ist. Die Fahrzeugtür 34 umfasst ein Karosseriebeplankungsteil 38 und ein Innenteil 40. Die hier dargestellte Ecke des Karosseriebeplankungsteils 38 kann mittels der Vorrichtung 10 zur Befestigung an dem Innenteil 40 eingeformt werden. Aus der hier gezeigten, zumindest im Wesentlichen rechtwinkligen Anstellung des Karosseriebeplankungsteils 38 entsteht also eine formschlüssige Verbindung durch Umlegen eines Flanschbereichs 42 um das Innenteil 40.
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In 4 ist der Ausschnitt 36 der Fahrzeugtür 34 nochmals dargestellt, wobei die Flanschbereiche 32 des Karosseriebeplankungsteils 38 mittels der Vorrichtung 10 umgelegt worden sind. Um das Karosseriebeplankungsteil 38 mit seinen Flanschbereichen 32 um das Innenteil 40 umzulegen, wird die Vorrichtung 10 zunächst über die Kupplung 14 von einem Roboter ergriffen und an dem Trägerarm 18 positioniert. Anschließend werden die Stifte 22 mittels des Pneumatikzylinders 20 nach oben gefahren und sichern bzw. zentrieren die Vorrichtung 10 an dem Trägerarm 18. Anschließend drückt der Roboter von oben auf die Vorrichtung 10, wodurch eine Kraft zum Niederhalten über den Niederhalter 30 auf das Karosseriebeplankungsteil 38 oder das Innenteil 40 ausgeübt werden kann. Anschließend wird der Pneumatikzylinder 28 ausgefahren und leitet eine entsprechende Kraft über den Kniehebelantrieb 26 in die Schiebereinheit 24. Die Prägebacke 12 fährt infolgedessen, durch die Schiebereinheit 24 angetrieben, nach vorne und formt die Flanschbereiche 42 des Karosseriebeplankungsteils 38 derart um, dass diese das Innenteil 40 umschließen. Mittels des Niederhalters 30 werden das Innenteil 40 und das Karosseriebeplankungsteil 38 währenddessen gegen ein Verrutschen gesichert, sodass während des Einformvorgangs das Karosseriebeplankungsteil 38 nicht relativ zu dem Innenteil 40 bewegt werden kann.
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Anschließend wird der Pneumatikzylinder 28 wiederum eingefahren und setzt die Prägebacke 12 unter Vermittlung der Schiebereinheit 24 wieder in ihre Ausgangslage zurück. Die Stifte 22 können wiederum mittels des Pneumatikzylinders 20 abgesenkt werden, sodass der Roboter die Vorrichtung 10 wiederum vom Falzbett 32, genauer von dem am Falzbett 32 montierten Trägerarm 18, entfernen kann.
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Durch die Vorrichtung 10 wird also eine Art modulare Formeinheit zum Umfalzen von Bauteilen, insbesondere von Karosseriebeplankungsteilen, bereitgestellt. Dadurch wird insbesondere das Falzen von Ecken an Karosseriebeplankungsteilen 38 ermöglicht, ohne einen Bearbeitungsraum dadurch maßgeblich einzuschränken. Die Vorrichtung 10 ist dabei vorzugsweise derart ausgelegt, dass sie an unterschiedlichsten Falzbetten 32 angebracht werden kann. Die Vorrichtung 10 kann als solche selbst modular aufgebaut sein, wobei die Vorrichtung 10 insbesondere unterschiedliche Varianten der Prägebacke 12 aufweisen kann, welche über entsprechend ausgebildete Schnittstellen an der Vorrichtung 10 auf einfache Weise ausgetauscht werden können, je nachdem welche Falz- bzw. Umformgeometrien erzielt werden sollen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202010008862 U1 [0003]
