DE10329425B3 - Schablone zur Überprüfung der Kontur langgestreckter, gebogener Körper, insbesondere freigebogener Hohlprofile - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schablone zur Überprüfung der Kontur eines langgestreckten, gebogenen Körpers (2), insbesondere eines freiformgebogenen Hohlprofils. Um mit einfachen vorrichtungstechnischen Mitteln und mit geringem Arbeitsaufwand den gebogenen Körper (2) auf Maßhaltigkeit zu überprüfen, sind auf einem Träger (1) der Schablone mehrere der Biegelinie des gebogenen Körpers (2) folgenden, hintereinander angeordneten Konturscheiben (3) nach Art von Reitern auswechselbar aufgebaut. Die Konturscheiben (3) weisen offene, die Sollkontur des Körpers (2) nachbildende Aussparungen (6) auf. Aus dem wiederholten Vergleich der Lage des gebogenen Körpers (2) in den Aussparungen (6) der sukzessive auf dem Träger (1) aufgebauten Konturscheiben (3) lassen sich Aussagen über die Biegeparameter machen, die anzuwenden sind, um die Maßhaltigkeit des gebogenen Körpers (2) zu erreichen.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Schablone zur Überprüfung der Kontur eines langgestreckten, gebogenen Körpers, insbesondere eines freiformgebogenen Hohlprofils.
• Im Automobilbau werden für die Tragstruktur des Fahrzeuges zunehmend dünnwandige Hohlprofile eingesetzt. Bei der Dimensionierung dieser Hohlprofile wird unter optimaler Ausnutzung des Materials hinsichtlich der zu erwartenden Belastungen im späteren betrieblichen Einsatz ein minimales Bauteilgewicht angestrebt. Üblicherweise werden deshalb die Hohlprofile zunächst vorgeformt und dann durch Innenhochdruckumformen aufgeweitet und kalibriert. Beim Vorformen braucht das Hohlprofil nur insoweit verformt zu werden, dass es in das Werkzeug für das Innenhochdruckumformen passt. Die angestrebte höhere Maßhaltigkeit erhält das Hohlprofil beim Innenhochdruckumformen. Diese zweistufige Herstellung von Hohlprofilen ist insbesondere wegen des Innenhochdruckumformens kostenintensiv. Deshalb bemüht man sich, bereits beim Biegen der Hohlprofile eine für den Einbau in die Tragstruktur ausreichend hohe Maßhaltigkeit zu erzielen, so dass das Innenhochdruckumformen für einzelne Teilegruppen Hohlprofilen von einer Vielzahl von Einflussgrößen, wie zum Beispiel Werkstoff und Querschnitt des Profils, Biegeradius, Rückfederungsverhalten des Werkstoffes, Biegeverfahren und Biegewerkzeug abhängt, ist es schwierig, beim Biegen ein ausreichend maßhaltig gebogenes Hohlprofil zu erhalten. In der Praxis ist es deshalb üblich, zunächst einen Prototypen dadurch zu erstellen, dass man ein Hohlprofil unter Anpassung der Biegeparameter der angestrebten Biegelinie iterativ annähert. Um dabei das angestrebte Ergebnis zu erreichen, wird das Hohlprofil nach jeder Umformung vermessen, um zielgerichtet die Biegeparameter für den nächsten Biegevorgang einstellen zu können.
• Für diese Vermessung des Hohlprofils eignet sich eine 3D-Meßmaschine, doch ist ihr Anschaffungspreis hoch, und ihr Einsatz erfordert einen hohen zeitlichen Aufwand.
• Alternativ kann das Hohlprofil in eine üblicherweise aus Kunststoff angefertigte Halbschale gelegt werden, in der die Kontur des Hohlprofils als Negativform eingefräst ist. Mit einer solchen Halbschale lassen sich Maßabweichungen nur näherungsweise abschätzen, weil die Halbschale weitgehend durch das Hohlprofil verdeckt ist.
• Auch kann das in definierter Lage in einer Spannvorrichtung eingespannte Hohlprofil mittels an verschiedenen Messpunkten anzusetzenden Messuhren vermessen werden. Eine solche Vermessung setzt allerdings ein Referenzprofil voraus. Darüber hinaus ist eine solche Vermessung sehr zeitaufwendig und an komplex gebogenen Hohlprofilen praktisch kaum durchführbar.
• Ferner ist ein Messverfahren bekannt, bei dem eine Vielzahl von Formklötzen mit Aussparungen eingesetzt werden, die der Biegelinie des Hohlprofils folgen. Um den Fertigungsaufwand für diese Formklötze in vertretbarem Rahmen zu halten, werden sie vorzugsweise an geraden Rohrabschnitten positioniert, da anderenfalls in den Formklötzen die gebogene Kontur des Hohlprofils eingearbeitet sein müsste. In jedem Fall ergibt sich zwischen dem Hohlprofil und den Aussparungen der Formklötze eine große Referenzfläche, die eine exakte Ermittlung der Maßabweichung nicht erlaubt. Außerdem ist die Positionierung der Formklötze aufwendig, so dass diese Messapparatur nur für einfach gebogene Hohlprofile geeignet ist.
• Schließlich ist eine Prüfschablone für Profile bekannt ( US 3 203 100 ), die aus einer Platte und aufrechtstehend auf der Platte angeordneten Fahnen besteht, die aus der Platte ausgeschnitten und um eine senkrecht zum Verlauf der Kontur des zu überprüfenden Profils liegende Biegekante mehr oder weniger stark aus der Plattenebene herausgebogen sind. Dabei kann die Anschlagkante für das zu überprüfende Profil senkrecht oder geneigt sein, wie es das zu überprüfende Profil erfordert. Eine solche Prüfeinrichtung mit fest angeordneten Lappen erlaubt zwar die Überprüfung des Verlaufs der Kontur eines Profils, doch ist es wegen der kompletten Bestückung mit Lappen schwierig, abzuschätzen, wo bei einem noch nicht korrekten Profil Korrekturen vorzunehmen sind. Auch lässt sich eine solche Prüfvorrichtung nur für ein einziges Profil verwenden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Schablone zur Prüfung der Kontur eines langgestreckten, auch komplex gebogenen Körpers, insbesondere eines freiformgebogenen Hohlprofils, zu schaffen, die einfach im Aufbau und der Handhabung ist und eine sehr genaue Beurteilung eventueller Maßabweichungen erlaubt. Darüber hinaus soll es mit der Schablone möglich sein, die exakte Lage des Beschnitts der Rohrenden und Anbindungspunkte für angrenzende Bauteile zu ermitteln.
• Diese Aufgabe wird mit einer Schablone der eingangs genannten Art gelöst, die auf einem Träger der Biegelinie des Körpers folgend mehrere hintereinander und quer zur Biegelinie angeordnete und nach Art von Reitern auswechselbar auf dem Träger aufgebaute Konturscheiben aufweist, in denen die Sollkontur des Körpers nachbildende, offene Aussparungen vorgesehen sind.
• Die erfindungsgemäße Schablone ist im Aufbau einfach, da in den Konturscheiben die Kontur des zu vermessenden Körpers nur zweidimensional nachgebildet sein muss. Wegen dieser Dimensionierung werden keine Teile des Hohlprofils verdeckt, so dass sich Maßabweichungen sehr genau feststellen lassen. In diesem Sinne sind die Konturscheiben möglichst dünn, in der Regel 0,5 bis 3 mm, aber formsteif. Die Schablone lässt sich auch leicht handhaben, da die einzelnen Konturscheiben als auswechselbare Reiter auf dem Träger aufgebaut sind. Vorzugsweise sind sie in den Träger nur eingesteckt. Üblicherweise wird man in Bereichen mit geringen Änderungen der Biegelinie mit wenigen Konturscheiben auskommen, während man in Bereichen mit starker Krümmung die Konturscheiben dichter setzt. In der Praxis wird man bei Überprüfung der Kontur eines gebogenen Körpers zunächst nur wenige Konturscheiben an signifikanten Stellen anordnen, um eine grobe Abschätzung der erforderlichen weiteren Biegemaßnahmen vornehmen zu können. Mit dem Einsatz weiterer Konturscheiben nähert man sich dann immer mehr dem Sollverlauf der Biegelinie. Deshalb ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass mindestens einige der Konturscheiben passgenaue Aussparungen gegenüber dem gebogenen Körper haben, wobei diese Konturscheiben an solchen signifikanten Stellen der Biegelinie angeordnet sind, dass eine Verschiebung des Profils in einer Ebene verhindert wird.
• Um die Scheiben leicht und definiert zu fixieren, sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass die Konturscheiben mit Nasen in Schlitzen des Trägers einsteckbar und mit Keilen in den Schlitzen fixierbar sind.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
• 1 eine Schablone auf einem Träger und darauf angeordneten Konturscheiben mit einem eingelegten, dreidimensional gebogenen Hohlprofil in perspektivischer Darstellung,
• 2 die Schablone mit Hohlprofil der 1 in Aufsicht,
• 3 die Schablone gemäß 1 im Vertikalschnitt nach der Linie A-A der 2 an einer Konturscheibe mit einem mit seitlichen Spiel eingelegten Hohlprofil,
• 4 die Schablone gemäß 1 im Vertikalschnitt nach Linie A-A der 2 an einer Konturscheibe mit einem passgenau in der Aussparung einliegenden Hohlprofil und
• 5 den Träger der Schablone gemäß 1 im vergrößerten Ausschnitt B der 2 und Aufsicht.
• Die Schablone besteht aus einem plattenförmigen Träger 1 und darauf nach Art von Reitern aufrecht stehend und quer zur Biegelinie eines dreidimensional gebogenen Hohlprofils 2 angeordneten Konturscheiben 3. In dem Träger 1 sind Schlitze 4 vorgesehen, in denen die Konturscheiben 3 mit angesetzten Nasen 3a sitzen. An den Schlitzen 4 grenzen zwei Aussparungen 4a für Keile 5 an, mit denen die Konturscheiben 3 fixiert sind.
• Die Konturscheiben 3, die bezogen auf den Durchmesser des Hohlprofils 2 dünn (0,5 bis 2 mm) sind und aus Stahlblech bestehen, weisen jeweils eine U-förmige Aussparung 6 auf. Die Aussparungen 6 hintereinander angeordneter Konturscheiben 3 folgen der Biegelinie des in den Aussparungen 6 eingelegten Hohlprofils 2. Die U-förmigen Aussparungen 6 sind derart gestaltet, dass das gebogene Hohlprofil 2 auf dem mittleren Rand 6a aufliegt. Die Form der Aussparung 6 richtet sich nach dem Querschnitt des zu überprüfenden Hohlprofils 2. Bei einem kreisförmigen Querschnitt des Hohlprofils 2 kann die Aussparung 6 rechteckförmig sein. Die Weite der Aussparung 6 richtet sich nach der zu erwartenden Abweichung des vorgeformten Hohlprofils 2. Wie 4 zeigt, wird man die Schablone an den meisten Stellen zunächst mit Konturscheiben 3 bestücken, die Übermaß gegenüber dem zu überprüfenden Hohlprofil 2 haben. Bei abschließender Überprüfung des maßhaltig gebogenen Hohlprofils 2 sollte es allseitig ohne Spalt in der Aussparung 7* der an signifikanten Stellen der Biegelinie ausgewechselten Konturscheibe 3* liegen, wie 5 zeigt.
• Die Überprüfung eines zu biegenden Körpers, insbesondere eines Hohlprofils, erfolgt auf folgende Art und Weise:
  Zu Beginn der Überprüfung ist die Schablone nicht komplett mit Konturscheiben 3 bestückt. Konturscheiben 3 sitzen nur an signifikanten Stellen, wie am Anfang und am Ende des Hohlprofils 2 sowie an Bereichen mit starker Krümmung. Je nach Maßhaltigkeit des Hohlprofils 2 kann es nun auf die Konturscheiben 3 oder deren Aussparungen 6 gelegt werden. Da die mittleren Ränder 6a parallel der Biegelinie verlaufen, kann bereits bei sehr großen Maßabweichungen eine Aussage über erforderliche Korrekturen der Biegeparameter getroffen werden. Ist die Maßabweichung des Hohlprofils 2 gering, ergänzt man die Schablone um weitere Konturscheiben 3. In mehreren Korrekturstufen wird die Schablone mit mehr und mehr Konturscheiben 3 bestückt, wobei jeweils mit Hilfe der ermittelten Maßabweichungen die Biegeparameter so lange angepasst werden, bis die Schablone vollständig mit Konturscheiben 3 bestückt ist und das Hohlprofil 2 vollständig in den Aussparungen 6 der Konturscheiben 3 liegt. Um am Ende dieser Prozedur die Maßhaltigkeit genau zu überprüfen, tauscht man mindestens zwei Konturscheiben 3 gegen passgenaue Konturscheiben 3* entsprechend 5 aus. Diese mindestens zwei Konturscheiben 3* sollten weit voneinander entfernt sein und zueinander rechtwinklig liegen. Ist das Biegeteil maßhaltig, dann liegt es formschlüssig in den Aussparungen 6* der Konturscheiben 3* der 4 und symmetrisch in den mit seitlichem Übermaß ausgebildeten Aussparungen 6 der 4 und auf den unteren Rändern 6a der Konturscheiben 3 auf.

Claims (5)

1. Schablone zur Überprüfung der Kontur eines langgestreckten, gebogenen Körpers (2), insbesondere eines freiformgebogenen Hohlprofils, die auf einem Träger (1) der Biegelinie des Körpers (2) folgend mehrere hintereinander und quer zur Biegelinie des Körpers (2) angeordnete und nach Art von Reitern auswechselbar auf dem Träger (1) aufgebaute Konturscheiben (3, 3*) aufweist, in denen die Sollkontur des Körpers (2) nachbildende, offene Aussparungen (6, 6*) vorgesehen sind.
2. Schablone nach Anspruch 1, dadurch gekennzaichnet, dass die Konturscheiben möglichst dünn, insbesondere 0,5 bis 2 mm, aber formsteif sind.
3. Schablone nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzaichnet, dass die mittleren Ränder (6a) der Aussparungen (6) parallel zur Biegelinie verlaufen.
4. Schablone nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzaichnet, dass mindestens einige der Konturscheiben (3*) passgenaue Aussparungen (6*) gegenüber dem gebogenen Körper (2) haben, wobei diese Konturscheiben (3*) an solchen signifikanten Stellen der Biegelinie angeordnet sind, dass eine Verschiebung des Profils in einer Ebene verhindert wird.
5. Schablone nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzaichnet, dass die Konturscheiben (3) mit Nasen (3a) in Schlitzen (4) des Trägers (1) einsteckbar und mit Keilen (5) in den Schlitzen (4) fixierbar sind.