WO2008074775A1 - Abkantvorrichtung und verfahren zum abkanten von werkstücken - Google Patents

Abkantvorrichtung und verfahren zum abkanten von werkstücken Download PDF

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WO2008074775A1
WO2008074775A1 PCT/EP2007/064072 EP2007064072W WO2008074775A1 WO 2008074775 A1 WO2008074775 A1 WO 2008074775A1 EP 2007064072 W EP2007064072 W EP 2007064072W WO 2008074775 A1 WO2008074775 A1 WO 2008074775A1
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workpiece
folding
abkantfläche
folding device
bending
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PCT/EP2007/064072
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Inventor
Herbert Bauer
Reimund Ewald
Peter Nold
Gregor Ruf
Original Assignee
Gm Global Technology Operations, Inc.
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Publication date
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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
    • B21D19/00—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes
    • B21D19/08—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws
    • B21D19/082—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws for making negative angles
    • B21D19/084—Flanging or other edge treatment, e.g. of tubes by single or successive action of pressing tools, e.g. vice jaws for making negative angles with linear cams, e.g. aerial cams
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D5/04—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
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    • B21D5/04—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves on brakes making use of clamping means on one side of the work
    • B21D5/045—With a wiping movement of the bending blade

Definitions

  • the invention relates to a folding device for machining workpieces, in particular of vehicle parts. It further relates to a method for folding of workpieces.
  • the individual parts such as the outer skin
  • the individual parts are manufactured in the blanking dies from the rough blank and assembled in subsequent processes with other parts, such as the framework and reinforcements.
  • the manufacture of the individual parts involves various individual processes such as drawing, cutting, vertical folding and folding flanged flanges into a pre-flanging position before the individual parts prepared in this way are assembled and finished beaded and thus joined together.
  • various tools are generally provided for the numerous different process steps, for which there is a relatively large space requirement for the respective operations in the production.
  • the cutting and folding of a sheet is performed, for example, for the outer skin of a vehicle in several pressing tools and then processed in a crimping on a hemming by means of crimping or crimping in several steps before and then finish crimped.
  • the item to be produced for each process step must be removed from a pressing tool and inserted into a subsequent, which is very time consuming, especially since the workpiece must be precisely positioned and fixed for optimum machining results.
  • this approach is associated with significant tool investment.
  • the object of the invention is therefore to provide a folding device, which allows both space and time-saving processing of workpieces in the preparation of assembly and flanging.
  • Another object is to provide a particularly simple and fast method for folding workpieces.
  • Abkantschieber has at least a first Abkant sampling and a second Abkant preparation.
  • the first Abkant Structure forms with the second Abkant sampling an angle ⁇ and with the mounting plane an angle ßi.
  • the second Abkant Structure forms with the mounting plane an angle ß 2 .
  • the first abutting surface and the second abutting surface are provided for pressing against the workpiece during the folding of an edge. "Bending” is here and below understood to mean the bending of an edge, that is to say an edge region, of a workpiece by a defined angle. Vorbördeln is therefore a special form of Abkantens that prepares an edge directly for a Fertigbördelske.
  • bending position is meant here and below the position of an edge, as it must be reached after folding for subsequent process steps. In particular, this is understood to mean the position of the edge when using the bending device for pre-flanging, which must be achieved in order to be able to carry out the finish flanging in the following.
  • the bending device according to the invention has the advantage that it allows the folding of edges of a workpiece in a single step even for workpieces in which different edges are folded around different angles, so different bending positions must be achieved. Thus, the number of process steps required to machine the workpiece is reduced.
  • the folding device according to the invention allows the folding of all edges of a workpiece in a single step.
  • the Abkantschieber the folding device is driven in each case to the appropriate working position, so that his first or his second or possibly also more Abkant lake be brought into contact with the workpiece.
  • the Abkanthotel are each designed so that they move the edge of the workpiece by a predetermined angle.
  • the angle is selected such that the finish flanging can then be carried out without further pre-punching steps.
  • finish flanging the flange of a workpiece is completely folded over and closed. Since a flange can not be folded at an arbitrarily large angle in a single flaring passage, pre-flanging processes must be provided before the finish flanging, the results of which the flange of a workpiece already has a pre-flanging position, so that it is finish beaded in one go can be.
  • the mounting plane is arranged substantially horizontally and ßi substantially equal to 90 ° and it is ß 2 > 90 °.
  • Second regions of the workpiece are bent more strongly by the second bending surface, preferably by an angle ⁇ 2 with 100 ° ⁇ 2 ⁇ HO 0 .
  • the folding device has a holding-down device which is designed to fix the workpiece to a base during the chipping.
  • the folding device comprises at least one filling slide, which has two surfaces which are brought into contact with the workpiece during the chamfering, wherein one of the surfaces lies in the holder plane and another surface is formed as a contact surface inclined by an angle ⁇ against the holder plane is.
  • Such a filling slide has the advantage that it is removed after folding from its working position on the workpiece by simply pushing back and thus releases the workpiece vertically, so that it can be easily removed from the folding device.
  • the angle ⁇ is preferably chosen so that it complements the angle by which the edges are folded in the second Abkant Schemeen to 180 degrees. This has the advantage that the workpiece can be pressed against the pressure surface during folding by the folding slide, so that the desired bending angle is precisely defined and safely achieved.
  • An inventive method for bending of workpieces has the following steps: First, a folding device is equipped with a workpiece by placing the workpiece on a substrate in a mounting plane, wherein aacrukantender front portion of the workpiece protrudes over the substrate. The workpiece is fixed on the base by a hold-down device.
  • a Abkantschieber a Abkanttechnikmaschines is moved to a first working position and the edge of a first Beveled Abkant Schemes of the workpiece with the Abkantschieber and folded into a Abkantposition.
  • a first bending surface of the Abkantschiebers is brought into contact with an upper side of the front portion of the workpiece.
  • the Abkantschieber is moved to a second operating position and folded the edge of a second Abkant Schemes of the workpiece with the Abkantschieber, wherein a second abutment surface of the Abkantschiebers is brought into contact with an upper side of the front area of the workpiece and the edge folded into a Abkantposition ,
  • the Abkantschieber is moved to a rest position and released the workpiece by removing the hold-down, so that the bent workpiece can be removed from the folding device.
  • the workpiece has more than two Abkant Schemee, these are optionally also folded with other Abkant inhabit the Abkantschie- bers in their respective Abkantposition before the Abkantschieber is moved back to its rest position.
  • the method of the Abkantschieber is lowered vertically from its rest position to its first working position. Preferably, it is also lowered vertically from its first working position into its second working position.
  • the first and the second Abkant Structure are arranged one above the other relative to the mounting plane, so that a complicated method of Abkantschiebers is not necessary, but this only needs to be lowered or raised to go from one working position to the other or in the rest position.
  • the base with the workpiece is arranged on a turntable, and the base with the workpiece is rotated against the stationary bending tool during the countersinking.
  • the bending tool with a rotary filling slide can bypass the stationary during Abkantens pad with the workpiece.
  • An inventive method for producing a vehicle part has the following steps: First, a folding and Vorbördeln an outer skin by means of the method described. Subsequently, a crimping bed is equipped with the preshaped outer skin and with a workpiece intended for connection to the outer skin. The connection of the outer skin with the workpiece intended for connection to the outer skin is then effected by finish crimping.
  • the workpiece intended for connection to the outer skin can be, for example, a skeleton and / or reinforcing parts.
  • the folding device according to the invention can be advantageously used in particular for folding and pre-flanging of metal sheets for vehicle parts, preferably of automobile doors, hoods, hoods and tailgates.
  • the folding device according to the invention can advantageously replace conventional pre-flanging devices in the manufacture of vehicle parts, in which an edge of the workpiece is brought into the required pre-flanging position with the aid of pre-flanging jaws or pre-flanging rollers.
  • the decanter a workpiece can be done in a single step, so that for further assembly, a workpiece is provided, which can be finished beading after inserting the skeleton or another part to be connected by flanging the workpiece.
  • FIG. 1 shows schematically a folding device according to an embodiment of the invention
  • FIG. 2 shows a detail of the folding device according to FIG. 1 and FIG.
  • Figures 3 to 10 show steps of a method for folding a workpiece according to an embodiment of the invention.
  • the folding device 1 comprises a holding device 2 and a folding slide 3, the holding device 2 having a base 5 for a workpiece 6 and a holding-down device 10.
  • the workpiece 6 lies in Figure 1 with its bottom 23 on a support surface 4 of the pad 5 and protrudes with its front portion 7 on the pad 5 addition.
  • the holding device 2 is configured in this embodiment so that the workpiece 6 is aligned horizontally in the mounting plane 12 in the processing position shown.
  • the pad 5 is formed in the front region by a filling slide 8, which can be moved by the slider 9 in the position shown. By moving back the slider 9, the filling slide 8 can be moved out of the position shown be moved down, so that a finished beveled workpiece 6 can be easily removed from the folding device 1.
  • the hold-down 10 presses in a holding area 11 on the top 22 of the workpiece 6 and fixes it in this way in the processing position.
  • the hold-down 10 is supported in this embodiment by a linkage 15 on an overhead robot 16 and can be lowered over the linkage 15 to the position shown in Figure 1 on the workpiece 6.
  • the Abkantschieber 3 is part of a also held on the overhead robot 16 Abkantwerkmaschines 17 and has a first Abkant spectrum 13 and a second Abkant Chemistry 14, which are provided for pressing against the workpiece 6.
  • the first Abkant Structure 13 forms with the second Abkant Chemistry 14 an angle ⁇ , where ⁇ is between more than 90 degrees and less than 180 degrees.
  • the Abkantschieber 3 also has a contact surface 21, which comes first during the Abkantens with the workpiece 6 in contact and initiates the bending operation.
  • the bending tool 17 also has guides 19, which cooperate with guides 19 of a guide tool 18 and guide the Abkantschieber 3 during Abkantens on a predetermined path.
  • FIG 2 shows schematically a section of the folding device according to Figure 1.
  • the first Abkant Structure 13 extends to a height H of the Abkantschiebers 3 and forms with the mounting plane 12 an angle ßi, which is a right angle in the embodiment shown.
  • the second Abkant composition 14 which forms the angle ⁇ with the first Abkant spectrum 13.
  • the second Abkant spectrum 14 is inclined against the mounting plane 12 by an angle ß2, in the embodiment shown is due to the right angle ßi equal to ⁇ .
  • the pressure surface 20 of the filling slide 8 is formed so that it is aligned parallel to the second Abkant composition 14.
  • FIGS. 3 to 10 show steps of a method for folding a workpiece 6 according to an embodiment of the invention.
  • Figure 3 shows the pad 5 before the assembly with a workpiece.
  • the support 5 is formed in part by a filling slide 8, which can be moved by means of a slide 9 moving in the direction of the arrow 26 into a working position in which the filling slide surface 25 is part of the support surface 4 and in the support plane 12 for a workpiece lies.
  • the guide tool 18 is further shown with guides 19.
  • Figure 4 shows the pad 5 after the assembly with a
  • the workpiece 6 is typically a sheet. It has an upper side 22 and a lower side 23, wherein the underside 23 rests on the support surface 4. With its front region 7, the workpiece 6 projects beyond the support surface 4 or the filling slide surface 15.
  • the workpiece 6 is shown in a simplified manner. However, it is also possible that there will be a threefold dimensional structure, in which case the pad 5 is not flat, but is formed as a negative of the workpiece 6.
  • FIG. 5 shows the folding device 1 with the hold-down 10 held on an overhead robot 16 and the folding slide 3 of a bending tool 17.
  • the hold-down 10 is already lowered onto the work piece 6 on the linkage 15 and fixes it in the holding plane 12 ,
  • the Abkantschieber 3 has also lowered almost to the workpiece 6 and touched with its contact surface 21 whose top 22 almost. In this process step can be carried out simultaneously with the placement of the Abkantschiebers 3 on the workpiece 6, a trimming of the workpiece 6, if necessary.
  • FIG. 6 shows the folding device 1 in a further step of the method.
  • the Abkantschieber 3 has already lowered so far that the front portion 7 of the workpiece 6 has been bent vertically downwards. In this position, the Abkantschieber presses 3 with its first Abkant composition 13 against the top 22 of the front portion 7 of the workpiece. 6
  • FIG. 7 shows, as an example of a workpiece 6, a door for an automobile or its outer skin.
  • the door has edges 27, which are connected in a subsequent to the folding process by finish crimping with the edges of a skeleton. To prepare the finish beading, the door must be folded and pre-hemmed. However, it is desirable for most edges 27 to achieve a bending angle of 90 degrees. In the area of the sill 28, however, the sill edges 29 are to be further transferred in the region of the sill 28 due to the warping of the outer skin, for example by 105 degrees.
  • the door thus has first Abkant Schemee 30, in which the edge 27 is to be folded only by a first angle, and second Abkant Schemee 31, in which the edge 27 is to be folded over by a second angle, wherein the second angle is greater than the first ,
  • all bending regions can be bent in a single pass, for example in a single deflection of the workpiece 6 by a robot with a folding slide, up to the final desired angle.
  • the folding slide 3 has a plurality of working positions, in this example two, which are assigned to the different bending regions and in which other bending surfaces in each case are in contact with the workpiece 6.
  • the Abkant vom differ from each other in their inclination against the mounting plane 12 and thus in the Abkantwinkel they cause.
  • FIG. 9 shows a further step of the method. In this step, the folding of the last Abkant Schemes of the workpiece 6 is done and the Abkantschieber 3 moves from its working position back up to release the workpiece 6.
  • Figure 10 shows the Abkantschieber 3, which is again driven almost completely from the working position upwards. Also, the hold-down 10 has released the workpiece 6. The slider 9 moves back in the direction of arrow 24, so that the filling slide 8 slides down and the workpiece 6 also releases. The finished folded workpiece 6 can now be removed from the folding device 1. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Folding Of Thin Sheet-Like Materials, Special Discharging Devices, And Others (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Automatic Assembly (AREA)

Abstract

Eine Äbkantvorrichtung (1) für die Bearbeitung von Werkstücken (6) umfasst eine Haltevorrichtung (2) zur Halterung eines Werkstücks (6) in einer Bearbeitungsposition in einer Halterungsebene (12) und einen Abkant Schieber (3) zum Umlegen einer Kante des Werkstücks (6) in eine Abkantposition. Der Abkantschieber (3) weist zumindest eine erste Abkantfläche (13) und eine zweite Abkantfläche (14) auf, wobei die erste Abkantfläche (13) mit der zweiten Abkantfläche (14) einen Winkel α, die erste Abkantfläche (13) mit der Halterungsebene (12) einen Winkel ß1 und die zweite Äbkantflache (14) mit der Halterungsebene (12) einen Winkel ß2 bildet und wobei die erste Abkantfläche ( 13 ) und die zweite Abkantfläche (14) zum Anpressen an das Werkstück (6) während des Umlegens einer Kante vorgesehen sind. Ein Verfahren zum Abkanten von Werkstücken wird ebenfalls beschrieben.

Description

Abkantvorrichtung und Verfahren zum Abkanten von Werkstücken
B e s c h r e i b u n g
Die Erfindung betrifft eine Abkantvorrichtung zur Bearbeitung von Werkstücken, insbesondere von Fahrzeugteilen. Sie betrifft weiter ein Verfahren zum Abkanten von Werkstücken.
Bei der Herstellung von Fahrzeugteilen wie beispielsweise Automobiltüren werden zunächst die Einzelteile wie die Außenhaut in Presswerkzeugen aus der rohen Platine hergestellt und in nachfolgenden Prozessen mit weiteren Teilen wie beispielsweise dem Gerippe und Verstärkungen zusammengebaut. Die Herstellung der Einzelteile beinhaltet dabei verschiedene Einzelprozesse wie das Ziehen, das Zuschneiden, das vertikale Abkanten und das Abkanten von Bördelflanschen in eine Vorbördelposition, bevor die auf diese Weise vorbereiteten Einzelteile zusammengebaut und fertiggebördelt und damit miteinander verbunden werden.
Dabei sind für die zahlreichen verschiedenen Prozessschritte im Allgemeinen auch verschiedene Werkzeuge vorgesehen, für die in der Fertigung ein verhältnismäßig großer Platzbedarf für die jeweiligen Operationen besteht. Beispielsweise wird herkömmlicherweise das Zuschneiden und Abkanten eines Blechs beispielsweise für die Außenhaut eines Fahrzeugs in mehreren Presswerkzeugen durchgeführt und das so bearbeitete Blech anschließend in einer Bördeleinrichtung auf einem Bördelbett mittels Bördelrollen oder Bördelbacken in mehreren Schritten vor- und anschließend fertiggebördelt. Zudem muss das zu fertigende Einzelteil für jeden Prozessschritt aus einem Presswerkzeug entnommen und in ein folgendes eingelegt werden, was sehr zeitaufwendig ist, zumal das Werkstück für ein optimales Bearbeitungsergebnis jeweils genau positioniert und fixiert werden muss. Zudem ist dieses Vorgehen mit erheblichem Werkzeug-Investment verbunden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Abkantvorrichtung anzugeben, die eine sowohl Platz als auch Zeit sparende Bearbei- tung von Werkstücken bei der Vorbereitung des Zusammenbaus und des Bördelns erlaubt.
Eine weitere Aufgabe ist es, ein besonders einfaches und schnelles Verfahren zum Abkanten von Werkstücken anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit dem Gegenstand der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche .
Eine erfindungsgemäße Abkantvorrichtung für die Bearbeitung von Werkstücken umfasst eine Haltevorrichtung zur Halterung eines Werkstücks in einer Bearbeitungsposition in einer Halterungsebene. Sie umfasst außerdem einen Abkantschieber zum Umlegen ei- ner Kante des Werkstücks in eine Abkantposition, wobei der
Abkantschieber zumindest eine erste Abkantfläche und eine zweite Abkantfläche aufweist. Die erste Abkantfläche bildet mit der zweiten Abkantfläche einen Winkel α und mit der Halterungsebene einen Winkel ßi. Die zweite Abkantfläche bildet mit der Halterungsebene einen Winkel ß2. Die erste Abkantfläche und die zweite Abkantfläche sind zum Anpressen an das Werkstück während des Umlegens einer Kante vorgesehen. Unter "Abkanten" wird hier und im Folgenden das Umbiegen einer Kante, also eines Randbereichs, eines Werkstücks um einen definierten Winkel verstanden. Das Vorbördeln ist demnach eine spezielle Form des Abkantens, die eine Kante unmittelbar für ei- nen Fertigbördelprozess vorbereitet.
Unter "Abkantposition" wird hier und im Folgenden die Position einer Kante verstanden, wie sie nach dem Abkanten für nachfolgende Prozessschritte erreicht sein muss. Insbesondere wird darunter bei der Verwendung der Abkantvorrichtung zum Vorbördeln die Position der Kante verstanden, die erreicht sein muss, um im Folgenden das Fertigbördeln durchführen zu können.
Die erfindungsgemäße Abkantvorrichtung hat den Vorteil, dass sie das Umlegen von Kanten eines Werkstücks in einem einzigen Schritt selbst bei Werkstücken ermöglicht, bei denen verschiedene Kanten um verschieden große Winkel umgelegt werden, also unterschiedliche Abkantpositionen erreicht werden müssen. Somit wird die zur Bearbeitung des Werkstücks erforderliche Anzahl von Prozess- schritten verringert.
Dies ist beispielsweise bei der Außenhaut von Automobiltüren der Fall, deren Kanten im Bereich des Schwellers um etwa 105 Grad, in allen übrigen Bereichen jedoch nur um etwa 90 Grad umgelegt werden müssen. Herkömmlicherweise wurden alle Kanten bei einem solchen Werkstück zunächst in einem Werkzeug um 90 Grad umgelegt und anschließend in einem anderen Werkzeug die stärker zu biegenden Bereiche nachbearbeitet.
Die erfindungsgemäße Abkantvorrichtung jedoch ermöglicht das Abkanten aller Kanten eines Werkstücks in einem einzigen Schritt. Der Abkantschieber der Abkantvorrichtung wird dazu jeweils in die passende Arbeitsposition gefahren, so dass seine erste oder seine zweite oder gegebenenfalls auch weitere Abkantflächen mit dem Werkstück in Kontakt gebracht werden. Die Abkantflächen sind dabei jeweils so ausgebildet, dass sie die Kante des Werkstücks um einen vorbestimmten Winkel umlegen.
Der Winkel wird bei der Verwendung der Abkantvorrichtung zum Vorbördeln so gewählt, dass anschließend ohne weitere Vorbör- delschritte das Fertigbördeln erfolgen kann. Beim Fertigbördeln wird der Flansch eines Werkstücks vollständig umgelegt und geschlossen. Da bei einem einzigen Bördeldurchgang ein Flansch nicht in einem beliebig großen Winkel umgelegt werden kann, müssen vor dem Fertigbördeln Abkant- bzw. Vorbördelprozesse vorgesehen sein, als deren Ergebnisse der Flansch eines Werkstücks bereits eine Vorbördelposition aufweist, so dass er in ei- nem Durchgang fertiggebördelt werden kann.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Halterungsebene im Wesentlichen horizontal angeordnet und ßi im wesentlichen gleich 90° und es gilt ß2 > 90°. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden erste Bereich des Werkstücks, die durch die erste
Abkantfläche des Abkantschiebers umgelegt werden, um einen Winkel von 90° abgekantet, so dass sie vertikal ausgerichtet werden. Zweite Bereiche des Werkstücks werden durch die zweite Abkantfläche stärker abgekantet, vorzugsweise um einen Winkel ß2 mit 100° < ß2 < HO0.
Dabei erfolgt das Abkanten der unterschiedlichen Bereiche jedoch nicht wie bei herkömmlichen Verfahren in mehreren Durchgängen, sondern die Kanten des Werkstücks werden alle in einem einzigen Schritt von ihrer typischerweise flachen, also gar nicht abgekanteten, Position bis zu ihrer jeweiligen Abkant- bzw. Vorbördelposition abgewinkelt. In einer Ausführungsform weist die Abkantvorrichtung einen Niederhalter auf, der ausgebildet ist, das Werkstück während des Abkantens auf einer Unterlage zu fixieren.
Vorzugsweise umfasst die Abkantvorrichtung mindestens einen Füllschieber, der zwei Flächen aufweist, die während des Abkantens mit dem Werkstück in Kontakt gebracht werden, wobei eine der Flächen in der Halterungsebene liegt und eine andere Fläche als um einen Winkel γ gegen die Halterungsebene geneigte Andruckflä- che ausgebildet ist.
Das Vorsehen eines solchen Füllschiebers hat den Vorteil, dass dieser nach erfolgtem Abkanten aus seiner Arbeitsposition am Werkstück durch einfaches Zurückschieben entfernt wird und das Werkstück somit vertikal freigibt, so dass es leicht aus der Abkantvorrichtung entnommen werden kann. Der Winkel γ wird vorzugsweise so gewählt, dass er sich mit dem Winkel, um den die Kanten in den zweiten Abkantbereichen umgelegt werden, zu 180 Grad ergänzt. Dies hat den Vorteil, dass das Werkstück beim Abkanten durch den Abkantschieber gegen die Andruckfläche ge- presst werden kann, so dass der angestrebte Abkantwinkel genau definiert ist und sicher erreicht wird.
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Abkanten von Werkstücken weist folgende Schritte auf: Zunächst wird eine Abkantvorrichtung mit einem Werkstück durch Auflegen des Werkstücks auf eine Unterlage in eine Halterungsebene bestückt, wobei ein abzukantender vorderer Bereich des Werkstücks über die Unterlage vorsteht. Das Werkstück wird auf der Unterlage durch einen Niederhalter fixiert.
Anschließend wird ein Abkantschieber eines Abkantwerkzeugs in eine erste Arbeitsposition gefahren und die Kante eines ersten Abkantbereichs des Werkstücks mit dem Abkantschieber abgekantet und bis in eine Abkantposition umgelegt. Dabei wird eine erste Abkantfläche des Abkantschiebers mit einer Oberseite des vorderen Bereichs des Werkstücks in Kontakt gebracht.
Anschließend wird der Abkantschieber in eine zweite Arbeitsposition gefahren und die Kante eines zweiten Abkantbereichs des Werkstücks mit dem Abkantschieber abgekantet, wobei eine zweite Abkantfläche des Abkantschiebers mit einer Oberseite des vorde- ren Bereichs des Werkstücks in Kontakt gebracht wird und die Kante bis in eine Abkantposition umlegt.
Danach wird der Abkantschieber in eine Ruheposition gefahren und das Werkstück durch Entfernung der Niederhalter freigegeben, so dass das abgekantete Werkstück aus der Abkantvorrichtung entfernt werden kann.
Falls das Werkstück mehr als zwei Abkantbereiche aufweist, werden diese gegebenenfalls mit weiteren Abkantflächen des Abkantschie- bers ebenfalls in ihre jeweilige Abkantposition umgelegt, bevor der Abkantschieber zurück in seine Ruheposition gefahren wird.
In einer Ausführungsform des Verfahrens wird der Abkantschieber von seiner Ruheposition in seine erste Arbeitsposition senkrecht abgesenkt. Bevorzugt wird er auch aus seiner ersten Arbeitsposition in seine zweite Arbeitsposition senkrecht abgesenkt. Dabei sind die erste und die zweite Abkantfläche relativ zur Halterungsebene übereinander angeordnet, so dass ein kompliziertes Verfahren des Abkantschiebers nicht notwendig ist, sondern dieser nur abgesenkt bzw. angehoben werden muss, um von einer Arbeitsposition in die andere oder in die Ruheposition zu fahren. In einer Ausführungsform ist die Unterlage mit dem Werkstück auf einem Drehtisch angeordnet und die Unterlage mit dem Werkstück wird während des Abkantens gegen das stationäre Abkantwerkzeug gedreht. In einer alternativen Ausführungsform kann auch umgekehrt das Abkantwerkzeug mit einem Dreh-Füllschieber die während des Abkantens stationäre Unterlage mit dem Werkstück umfahren .
Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeug- teils weist folgende Schritte auf: Zunächst erfolgt ein Abkanten und Vorbördeln einer Außenhaut mit Hilfe des beschriebenen Verfahrens. Anschließend wird ein Bördelbett mit der vorgebördelten Außenhaut und mit einem zur Verbindung mit der Außenhaut vorgesehenen Werkstück bestückt. Das Verbinden der Außenhaut mit dem zur Verbindung mit der Außenhaut vorgesehenen Werkstück erfolgt dann durch Fertigbördeln. Dabei kann es sich bei dem zur Verbindung mit der Außenhaut vorgesehenen Werkstück beispielsweise um ein Gerippe und/oder um Verstärkungsteile handeln .
Die erfindungsgemäße Abkantvorrichtung kann insbesondere zum Abkanten und Vorbördeln von Blechen für Fahrzeugteile, vorzugsweise von Automobiltüren, Motorhauben, Hauben und Heckklappen, vorteilhaft eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Abkantvorrichtung kann herkömmliche Vor- bördeleinrichtungen bei der Herstellung von Fahrzeugteilen vorteilhaft ersetzen, bei denen eine Kante des Werkstücks mit Hilfe von Vorbördelbacken oder Vorbördelrollen in die erforder- liehe Vorbördelposition gebracht wird.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass mit der erfindungsgemäßen Abkantvorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren das Abkan- ten eines Werkstücks in einem einzigen Schritt erfolgen kann, so dass für den weiteren Zusammenbau ein Werkstück bereitgestellt wird, das nach dem Einlegen des Gerippes oder eines anderen mit dem Werkstück durch Bördeln zu verbindenden Teils unmittelbar fertiggebördelt werden kann.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im Folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.
Figur 1 zeigt schematisch eine Abkantvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 2 zeigt einen Ausschnitt der Abkantvorrichtung gemäß Figur 1 und
Figuren 3 bis 10 zeigen Schritte eines Verfahrens zum Abkanten eines Werkstücks gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Abkantvorrichtung 1 gemäß Figur 1 umfasst eine Haltevorrichtung 2 und einen Abkantschieber 3, wobei die Haltevorrichtung 2 eine Unterlage 5 für ein Werkstück 6 und einen Niederhalter 10 aufweist. Das Werkstück 6 liegt in Figur 1 mit seiner Unterseite 23 auf einer Auflagefläche 4 der Unterlage 5 und ragt mit seinem vorderen Bereich 7 über die Unterlage 5 hinaus. Die Haltevorrichtung 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel so ausgestaltet, dass das Werkstück 6 in der gezeigten Bearbeitungsposition waagerecht in der Halterungsebene 12 ausgerichtet ist.
Die Unterlage 5 ist im vorderen Bereich durch einen Füllschieber 8 gebildet, der durch den Schieber 9 in die gezeigte Position gefahren werden kann. Durch Zurückfahren des Schiebers 9 wird kann der Füllschieber 8 aus der gezeigten Position heraus nach unten gefahren werden, so dass ein fertig abgekantetes Werkstück 6 leicht aus der Abkantvorrichtung 1 entnommen werden kann.
Der Niederhalter 10 drückt in einem Haltebereich 11 auf die Oberseite 22 des Werkstücks 6 und fixiert es auf diese Weise in der Bearbeitungsposition. Der Niederhalter 10 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch ein Gestänge 15 an einem Overhead- roboter 16 gehaltert und kann über das Gestänge 15 bis in die in Figur 1 gezeigte Position auf das Werkstück 6 abgesenkt werden.
Der Abkantschieber 3 ist Teil eines ebenfalls am Overheadroboter 16 gehalterten Abkantwerkzeugs 17 und weist eine erste Abkantfläche 13 und eine zweite Abkantfläche 14 auf, die zum Anpressen an das Werkstück 6 vorgesehen sind. Die erste Abkantfläche 13 bildet mit der zweiten Abkantfläche 14 einen Winkel α, wobei α zwischen mehr als 90 Grad und weniger als 180 Grad liegt. Der Abkantschieber 3 weist ferner eine Aufsetzfläche 21 auf, die während des Abkantens zuerst mit dem Werkstück 6 in Kontakt kommt und den Abkantvorgang einleitet.
Das Abkantwerkzeug 17 weist zudem Führungen 19 auf, die mit Führungen 19 eines Führungswerkzeugs 18 zusammenwirken und den Abkantschieber 3 während des Abkantens auf einer vorgegebenen Bahn führen.
Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt der Abkantvorrichtung gemäß Figur 1. Die erste Abkantfläche 13 reicht bis zu einer Höhe H des Abkantschiebers 3 und bildet mit der Halterungsebene 12 einen Winkel ßi, der im gezeigten Ausführungsbeispiel ein rechter Winkel ist. Über der ersten Abkantfläche 13 schließt sich ab der Höhe H die zweite Abkantfläche 14 an, die mit der ersten Abkantfläche 13 den Winkel α bildet. Die zweite Abkantfläche 14 ist gegen die Halterungsebene 12 um einen Winkel ß2 geneigt, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel wegen des rechten Winkels ßi gleich α ist.
Um den Abkantschieber 3 aus einer ersten Bearbeitungsposition, in der die erste Abkantfläche 13 mit dem Werkstück in Kontakt steht, in eine zweite Bearbeitungsposition zu bringen, in der die zweite Abkantfläche 14 mit dem Werkstück in Kontakt steht und das Werkstück somit stärker abgekantet wird, muss der Abkantschieber 3 lediglich um die Höhe H abgesenkt werden.
Die Andruckfläche 20 des Füllschiebers 8 ist so ausgebildet, dass sie parallel zu der zweiten Abkantfläche 14 ausgerichtet ist.
Die Figuren 3 bis 10 zeigen Schritte eines Verfahrens zum Abkanten eines Werkstücks 6 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
Figur 3 zeigt die Unterlage 5 vor der Bestückung mit einem Werkstück. Die Unterlage 5 wird zum Teil durch einen Füllschieber 8 gebildet, der mit Hilfe eines sich in Pfeilrichtung 26 bewegen- den Schiebers 9 in eine Arbeitsposition gefahren werden kann, in der die Füllschieberfläche 25 Teil der Auflagefläche 4 ist und in der Halterungsebene 12 für ein Werkstück liegt. In Figur 3 ist ferner das Führungswerkzeug 18 mit Führungen 19 gezeigt.
Figur 4 zeigt die Unterlage 5 nach der Bestückung mit einem
Werkstück 6. Dabei ist der Schieber 9 in eine Endposition gefahren und hat den Füllschieber 8 in Arbeitsposition gebracht. Das Werkstück 6 ist typischerweise ein Blech. Es weist eine Oberseite 22 und eine Unterseite 23 auf, wobei die Unterseite 23 auf der Auflagefläche 4 aufliegt. Mit seinem vorderen Bereich 7 steht das Werkstück 6 über die Auflagefläche 4 bzw. die Füllschieberfläche 15 vor. In dieser Darstellung ist das Werkstück 6 vereinfacht eben dargestellt. Es ist jedoch auch möglich, dass es eine drei- dimensionale Struktur aufweist, wobei in diesem Fall auch die Unterlage 5 nicht eben, sondern als Negativ des Werkstücks 6 ausgeformt ist.
Figur 5 zeigt die Abkantvorrichtung 1 mit dem an einem Over- headroboter 16 gehalterten Niederhalter 10 und dem Abkantschieber 3 eines Abkantwerkzeugs 17. In dem gezeigten Verfahrensschritt ist der Niederhalter 10 bereits an dem Gestänge 15 auf das Werkstück 6 heruntergefahren und fixiert dieses in der Halterungsebene 12.
Der Abkantschieber 3 hat sich ebenfalls fast bis auf das Werkstück 6 gesenkt und berührt mit seiner Aufsetzfläche 21 dessen Oberseite 22 fast. In diesem Verfahrensschritt kann gleichzeitig mit dem Aufsetzen des Abkantschiebers 3 auf dem Werkstück 6 ein Beschneiden des Werkstücks 6 erfolgen, falls dies erforderlich ist .
Figur 6 zeigt die Abkantvorrichtung 1 in einem weiteren Schritt des Verfahrens. Bei diesem Schritt hat sich der Abkantschieber 3 schon soweit abgesenkt, dass der vordere Bereich 7 des Werkstücks 6 vertikal nach unten gebogen wurde. In dieser Stellung drückt der Abkantschieber 3 mit seiner ersten Abkantfläche 13 gegen die Oberseite 22 des vorderen Bereichs 7 des Werkstücks 6.
Figur 7 zeigt als Beispiel für ein Werkstück 6 eine Tür für ein Automobil bzw. deren Außenhaut. Die Tür weist Kanten 27 auf, die in einem an das Abkanten sich anschließenden Prozess durch Fertigbördeln mit den Kanten eines Gerippes verbunden werden. Zur Vorbereitung des Fertigbördelns muss die Tür abgekantet und vorgebördelt werden. Dabei ist es jedoch bei den meisten Kanten 27 wünschenswert, einen Abkantwinkel von 90 Grad zu erreichen. Im Bereich des Schwellers 28 jedoch sollen die Schwellerkanten 29 aufgrund der Verwölbung der Außenhaut im Bereich des Schwellers 28 weiter umgelegt werden, beispielsweise um 105 Grad.
Die Tür weist demnach erste Abkantbereiche 30 auf, in denen die Kante 27 lediglich um einen ersten Winkel umgelegt werden soll, und zweite Abkantbereiche 31, in denen die Kante 27 um einen zweiten Winkel umgelegt werden soll, wobei der zweite Winkel größer ist als der erste.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich alle Abkantbereiche in einem einzigen Durchgang, beispielsweise in einer einzigen Umfahrung des Werkstücks 6 durch einen Roboter mit einem Abkantschieber, bis zum endgültig gewünschten Winkel abkanten. Dazu geht man folgendermaßen vor:
Das Abkanten der ersten Abkantbereiche 30 wurde bereits in den Figuren 3 bis 6 gezeigt und dort beschrieben. In diesen Bereichen wird die Oberseite 22 des vorderen Bereichs 7 des Werkstücks mit der ersten Abkantfläche 13 in Berührung gebracht und die Kante umgelegt, so dass nach erfolgtem Abkanten der vordere Bereich 7 des Werkstücks 6 parallel zur ersten Abkantfläche 13 liegen. Erreicht der Abkantschieber 3, der das Werkstück 6 umfährt, einen Übergang 32 zwischen einem ersten Abkantbereich 30 und einem zweiten Abkantbereich 31, so ändert der Abkantschieber 3 seine Höhe relativ zur Halterungsebene 12, senkt sich um die Höhe H ab und bringt somit die zweite Abkantfläche 14 zum Abkanten der zweiten Abkantbereiche 31 mit dem Werkstück 6 in Kontakt.
Dieser Schritt ist in Figur 8 gezeigt. Im Vergleich zu seiner in Figur 6 gezeigten Stellung ist der Abkantschieber 3 tiefer in eine zweite Arbeitsposition gefahren, so dass nunmehr die zweite Abkantfläche 14 in Kontakt mit der Oberseite 22 des vorderen Be- reichs 7 des Werkstücks steht und dieses gegen die Andruckfläche 20 des Füllschiebers 8 presst. In dieser Stellung umfährt der Abkantschieber 3 das Werkstück 6 bis zum folgenden Übergang 32, dem ein erster Abkantbereich 30 folgt.
Der Abkantschieber 3 weist demnach bei dem erfindungsgemäßen Verfahren mehrere, in diesem Beispiel zwei, Arbeitspositionen auf, die den verschiedenen Abkantbereichen zugeordnet sind und in denen jeweils andere Abkantflächen mit dem Werkstück 6 in Kon- takt stehen. Dabei unterscheiden sich die Abkantflächen voneinander in ihrer Neigung gegen die Halterungsebene 12 und damit in dem Abkantwinkel, den sie bewirken.
Figur 9 zeigt einen weiteren Schritt des Verfahrens. Bei diesem Schritt ist das Abkanten des letzten Abkantbereichs des Werkstücks 6 erfolgt und der Abkantschieber 3 fährt aus seiner Arbeitsposition heraus wieder nach oben, um das Werkstück 6 freizugeben .
Der vordere Bereich 7 des Werkstücks 6 weist einen Abkantgegenwinkel Y auf, für den γ = α - 90° gilt. Er ergänzt sich mit dem Abkantwinkel, um den die Kante umgelegt wurde, zu 180 Grad.
Figur 10 zeigt den Abkantschieber 3, der wieder fast ganz aus der Arbeitsposition nach oben gefahren ist. Auch der Niederhalter 10 hat das Werkstück 6 freigegeben. Der Schieber 9 fährt in Pfeilrichtung 24 zurück, so dass der Füllschieber 8 nach unten rutscht und das Werkstück 6 ebenfalls freigibt. Das fertig abgekantete Werkstück 6 kann nun aus der Abkantvorrichtung 1 entnommen werden. Bezugszeichenliste
1 AbkantVorrichtung
2 HalteVorrichtung
3 AbkantSchieber
4 Auflägefläche
5 Unterlage
6 Werkstück
7 vorderer Bereich des Werkstücks
8 FüllSchieber
9 Schieber
10 Niederhalter
11 Haltebereich
12 Halterungsebene
13 erste Abkantfläche
14 zweite Abkantfläche
15 Gestänge
16 Overheadroboter
17 Abkantwerkzeug
18 FührungsWerkzeug
19 Führung
20 Andruckfläche
21 Aufsetzfläche
22 Oberseite des Werkstücks
23 Unterseite des Werkstücks
24 Pfeilrichtung
25 FüllSchieberfläche
26 Pfeilrichtung
27 Kante
28 Schweller
29 Schwellerkante
30 erster Abkantbereich
31 zweiter Abkantbereich
32 Übergang α Winkel ßl Winkel ß2 Winkel
Y Winkel
H Höhe

Claims

Patentansprüche
1. Abkantvorrichtung (1) für die Bearbeitung von Werkstücken
(6), die folgendes umfasst: - eine Haltevorrichtung (2) zur Halterung eines Werkstücks (6) in einer Bearbeitungsposition in einer Halterungsebene (12) und einen Abkantschieber (3) zum Umlegen einer Kante des Werkstücks (6) in eine Abkantposition, wobei der Abkantschieber (3) zumindest eine erste
Abkantfläche (13) und eine zweite Abkantfläche (14) aufweist, wobei die erste Abkantfläche (13) mit der zweiten Abkantfläche (14) einen Winkel α, die erste Abkantfläche (13) mit der Halterungsebene (12) einen Winkel ßi und die zweite Abkantfläche (14) mit der Halterungsebene (12) einen Winkel ß2 bildet und wobei die erste Abkantfläche (13) und die zweite Abkantfläche (14) zum Anpressen an das Werkstück (6) während des Umlegens einer Kante vorgesehen sind.
2. Abkantvorrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterungsebene (12) im wesentlichen horizontal angeordnet und ßi im wesentlichen gleich 90° ist und ß2 > 90° gilt.
3. Abkantvorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass 100° < ß2 ≤ HO0 gilt.
4. Abkantvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantvorrichtung (1) ei- nen Niederhalter (10) aufweist, der ausgebildet ist, das Werkstück (6) während des Abkantens auf einer Unterlage (5) zu fixieren.
5. Abkantvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkantvorrichtung (1) mindestens einen Füllschieber umfasst, der zwei Flächen aufweist, die während des Abkantens mit dem Werkstück (6) in Kontakt gebracht werden, wobei eine der Flächen in der Halterungsebene (12) liegt und eine andere Fläche als um einen Winkel γ gegen die Halterungsebene (12) geneigte Andruckfläche (20) ausgebildet ist.
6. Verwendung einer Abkantvorrichtung (1) nach einem der
Ansprüche 1 bis 5 zum Abkanten von Blechen für Fahrzeugteile .
7. Verwendung nach Anspruch 6 zum Abkanten von Blechen für Automobiltüren, Motorhauben und Heckklappen.
8. Verwendung einer Abkantvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5 als Vorbördeleinrichtung bei der Herstellung von Blechen für Fahrzeugteile.
9. Fahrzeugteil mit einer durch eine Abkantvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5 bearbeiteten Kante (27) .
10. Verfahren zum Abkanten von Werkstücken (6), das folgende Schritte aufweist:
Bestücken einer Abkantvorrichtung (1) mit einem Werkstück (6) durch Auflegen des Werkstücks (6) auf eine Unterlage (5) in einer Halterungsebene (12), wobei ein abzukantender vorderer Bereich (7) des Werkstücks (6) über die Unterlage (5) vorsteht;
Fixieren des Werkstücks (6) auf der Unterlage (5) durch einen Niederhalter (10); Fahren eines Abkantschiebers (3) eines Abkantwerkzeugs (17) in eine erste Arbeitsposition und Abkanten der Kante eines ersten Abkantbereichs (30) des Werkstücks (6) mit dem Abkantschieber (3), wobei eine erste Abkantfläche (13) des Abkantschiebers mit einer
Oberseite (22) des vorderen Bereichs (7) des Werkstücks in Kontakt gebracht wird und die Kante des Werkstücks bis in eine Abkantposition umgelegt wird; Fahren des Abkantschiebers (3) in eine zweite Arbeits- Position und Abkanten der Kante eines zweiten
Abkantbereichs (31) des Werkstücks (6) mit dem Abkantschieber (3), wobei eine zweite Abkantfläche (14) des Abkantschiebers mit einer Oberseite (22) des vorderen Bereichs (7) des Werkstücks in Kontakt gebracht wird Abkantposition umgelegt wird;
Fahren des Abkantschiebers (3) in eine Ruheposition; Freigeben des Werkstücks (6) durch Entfernung der Niederhalter (10) und Entnehmen des abgekanteten Werkstücks (6) aus der Abkantvorrichtung (1).
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei der Abkantschieber (3) von seiner Ruheposition in seine erste Arbeitsposition senkrecht abgesenkt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, wobei der Abkantschieber (3) aus seiner ersten Arbeitsposition in seine zweite Arbeitsposition senkrecht abgesenkt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei die Unterlage (5) mit dem Werkstück (6) auf einem Drehtisch angeordnet ist und die Unterlage (5) mit dem Werkstück (6) während des Abkantens gegen das stationäre Abkantwerkzeug (17) gedreht wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Abkantwerkzeug (17) die während des Abkantens stationäre Unterlage (5) mit dem Werkstück (6) umfährt.
15. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 10 bis 14 zum Vorbördeln von Blechen für Fahrzeugteile.
16. Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugteils mit folgenden Schritten:
Vorbördeln einer Außenhaut für ein Fahrzeugteil in einem Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 14; Bestücken eines Bördelbetts mit der Außenhaut und mit einem zur Verbindung mit der Außenhaut vorgesehenen Werkstück;
Verbinden der Außenhaut mit dem zur Verbindung mit der Außenhaut vorgesehenen Werkstück durch Fertigbördeln.
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