DE202007007838U1

DE202007007838U1 - Rollbördelwerkzeug

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Publication number: DE202007007838U1
Application number: DE202007007838U
Authority: DE
Original assignee: Edag Engineering and Design AG
Current assignee: FFT EDAG Produktionssysteme GmbH and Co KG
Priority date: 2007-06-01
Filing date: 2007-06-01
Publication date: 2007-09-13
Anticipated expiration: 2017-06-02
Also published as: JP2010528864A; KR20100025554A; EP2160258A1; CN101687245A; WO2008145396A1; CN101687245B; JP5220847B2; KR101282614B1; US20100242561A1; US8408036B2; EP2160258B1; KR20130030302A

Abstract

Rollbördelwerkzeug, umfassend
a) eine Trägerstruktur (3-6) mit einer Anschlusseinrichtung (6), mittels der das Werkzeug über eine Anschlussebene (C) an einem im Raum beweglichen Aktor anschließbar ist,
b) einen ersten Arm (3, 10) und einen zweiten Arm (4, 20), die voneinander abgespreizt und in einem Anschlussabschnitt (5) miteinander verbunden sind, der die Anschlusseinrichtung (6) aufweist,
c) eine erste Bördelrolle (1), die an einem von der Anschlussebene (C) abgewandten Ende des ersten Arms (3, 10) um eine längs des ersten Arms (3) erstreckte, die Anschlussebene (C) durchstoßende erste Drehachse (R₁) drehbar gelagert ist,
d) und eine zweite Bördelrolle (2), die an einem von der Anschlussebene (C) abgewandten Ende des zweiten Arms (4, 20) um eine zweite Drehachse (R₂) drehbar gelagert ist,
e) wobei die erste Drehachse (R₁) ein auf die zweite Drehachse (R₂) gefälltes Lot (L) in oder an dem Rollbördelwerkzeug schneidet oder kreuzt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rollbördelwerkzeug zum Bördeln von Bauteilen, vorzugsweise zum Erzeugen von Falzverbindungen von zwei oder mehr Bauteilen. Das Werkzeug ist an einem im Raum beweglichen Aktor, beispielsweise an einem Ende eines Arms eines Industrieroboters, oder einem hinsichtlich des Anschlusses vergleichbaren anderen Gestells befestigt oder befestigbar. Das Werkzeug kann insbesondere in der Fertigung von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen eingesetzt werden, vorzugsweise in der Serienproduktion von Automobilen.
Bei Automobilen werden bestimmte Bereiche der Karosserie, beispielsweise Radhäuser, oder Anbauteile, beispielsweise Schiebedächer, Motorhauben und Kotflügel, gebördelt, um ein Innenteil und ein Außenteil der Karosserie oder des betreffenden Anbauteils mittels Falzverbindung fest miteinander zu verbinden. Das gebördelte Bauteil, im Allgemeinen das Außenteil, ist üblicherweise ein Blechteil. Bei dem Bördeln fährt eine Bördelrolle einen Randstreifen des zu bördelnden Bauteils in Längsrichtung ab und legt einen den Rand des Randstreifens umfassenden Bördelsteg um. Wird der Bördelsteg um beispielsweise 90° umgelegt, geschieht dies in mehreren aufeinander folgenden Bördelschritten, wie für ein Rollbördeln in mehreren nacheinander auszuführenden Arbeitsläufen in der EP 1 420 908 B1 und für ein sukzessives Umlegen in einem Arbeitslauf in der EP 1 685 915 beschrieben. Problematisch bezüglich der Zugänglichkeit und infolgedessen der Bewegungsfreiheit eines ein Rollbördelwerkzeug tragenden Aktors sind beispielsweise solche Bauteile, bei denen der Randstreifen, längs dem ein Bördelsteg umgelegt werden soll, winkelig zu einem angrenzenden Bereich des Bauteils weist und die Winkelstellung des Randstreifens sich in Längsrichtung ändert. So kann der Randstreifen in einem Längsabschnitt mit dem dort angrenzenden Bereich des Bauteils beispielsweise einen Winkel von 90° einschließen, während ein anderer Längsabschnitt mit dem dort angrenzenden Bereich des Bauteils einen anderen Winkel einschließt oder den betreffenden Bereich beispielsweise einfach gerade verlängert. Der Randstreifen kann in Längsrichtung kontinuierlich verwunden sein, so dass sich die Winkelstellung zum angrenzenden Randbereich kontinuierlich ändert, oder in Längsrichtung voneinander abgesetzte oder unstetig aneinander grenzende Längsabschnitte in jeweils einer anderen Winkelstellung aufweisen. Einen derartigen Randstreifenverlauf können beispielsweise Motorhauben aufweisen, die im Querschnitt wannenförmig sind und sich mit ihren Wannenrändern bis in die Seitenbereiche der Karosserie erstrecken, um bei Auffahrunfällen die Verletzungsgefahr für Fußgänger zu verringern. Wird eine Bördelrolle längs solch eines Randstreifens bewegt, muss das Bördelwerkzeug den unterschiedlichen Winkelstellungen des Randstreifens folgen und entsprechend um eine zur Längsrichtung parallele Achse gedreht oder geschwenkt werden. Des Weiteren muss im Allgemeinen die Winkelposition des Werkzeugs auch bei den sukzessive durchzuführenden Bördelschritten verändert werden. Das Werkzeug im Ganzen ist dabei oft hinderlich.
Um Randstreifen mit in diesem Sinne komplexen Verlauf zu bördeln, können Bördelwerkzeuge mit mehreren Bördelrollen eingesetzt werden. Auf diese Weise können unterschiedliche Längsabschnitte mit unterschiedlichen Bördelrollen gebördelt werden. Bördelwerkzeuge dieser Art sind jedoch in vielen Fällen voluminös und bei beengten Platzverhältnissen problematisch. Zum Volumen des Werkzeugs tragen nicht nur die mehreren Bördelrollen, sondern auch deren Abstützung an einer Trägerstruktur des Werkzeugs bei.
Bördelrollen zum Schließen eines Falzes, so genannte Fertigbördelrollen, werden vorteilhafterweise federelastisch abgestützt. Ein Beispiel einer bevorzugten Abstützung dieser Art ist aus der DE 100 11 854 A1 bekannt. Die federelastische Abstützung vergrößert ebenfalls das Volumen des Werkzeugs, erhöht die Komplexität und dementsprechend auch den Preis.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Bördeln eines Bauteils längs eines Randstreifens zu erleichtern, der in Längsrichtung zu einem angrenzenden Bereich des Bauteils unterschiedliche Winkelstellungen aufweist, und ein Rollbördelwerkzeug zu schaffen, das diese Aufgabe erfüllt.
Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Rollbördelwerkzeug, das mit mehreren federelastisch abgestützten Bördelrollen bestückt ist, hinsichtlich der federelastischen Abstützung zu vereinfachen, vorzugsweise zum Erhalt einer zur Lösung der vorstehenden Aufgabe günstigen Werkzeuggeometrie.
Die Erfindung hat ein Rollbördelwerkzeug zum Gegenstand, das eine Trägerstruktur, eine von der Trägerstruktur um eine erste Drehachse drehbar gelagerte erste Bördelrolle und eine von der Trägerstruktur um eine zweite Drehachse drehbar gelagerte zweite Bördelrolle aufweist. Dass die Trägerstruktur eine Komponente des Werkzeugs, beispielsweise eine Bördelrolle, lagert, umfasst sowohl den Fall einer Lagerung unmittelbar durch die Trägerstruktur als auch einer mittelbaren Lagerung über eine oder mehrere weitere Struktur(en). Die Trägerstruktur bildet eine Anschlusseinrichtung, mittels der das Werkzeug an einem im Raum beweglichen Aktor anschließbar oder bereits angeschlossen ist. Der Aktor kann insbesondere ein Arm oder das Ende eines Arms eines Industrieroboters sein. Die Anschlusseinrichtung weist eine Anschlussfläche auf, vorzugsweise eine Anschlussebene, mit der sie im angeschlossenen Zustand den Aktor kontaktiert. Ist die Anschlussfläche der Trägerstruktur nicht eben, so wird als Anschlussebene im Sinne der Erfindung eine zum Ersatz gedachte Trennebene zwischen dem Aktor und der Trägerstruktur verstanden, wobei diese gedachte Anschlussebene rechtwinklig zu einer Richtung weist, in welche die Trägerstruktur im angeschlossenen Zustand gegen den Aktor gepresst ist.
Nach der Erfindung weist das Werkzeug einen ersten Arm und einen zweiten Arm auf, die voneinander abgespreizt und in einem Anschlussabschnitt miteinander verbunden sind. Im Anschlussabschnitt ist die Anschlusseinrichtung gebildet. Die Trägerstruktur weist vorzugsweise bereits selbst Arme auf, die Teil der Arme des Werkzeugs sind. Die Arme der Trägerstruktur sind in bevorzugten einfachen Ausführungen relativ zueinander nicht beweglich. Die Trägerstruktur kann insgesamt eine in sich steife Struktur sein, was nicht zuletzt für die Aufnahme der beim Bördeln aufzunehmenden Kräfte vorteilhaft ist. Die Arme des Werkzeugs und auch die optionalen Arme der Trägerstruktur können insbesondere V-förmig zueinander weisen und gemeinsam mit dem angrenzenden Anschlussabschnitt ein Y-förmiges Werkzeug und vorzugsweise auch eine Y-förmige Trägerstruktur bilden.
Ferner sind die erste Bördelrolle an einem von der Anschlussebene abgewandten Ende des ersten Arms und die zweite Bördelrolle an einem von der Anschlussebene abgewandten Ende des zweiten Arms angeordnet, entweder unmittelbar an Armen der Trägerstruktur oder jeweils über eine an der Trägerstruktur abgestützte Übertragungseinrichtung, die vorzugsweise jeweils einen Arm der Trägerstruktur verlängert. Vorzugsweise sind die Bördelrollen oder ist wenigstens eine der Bördelrollen in der Verlängerung des jeweils zugeordneten Arms angeordnet.
Die Drehachsen der Bördelrollen sind relativ zueinander und der Anschlussebene in besondere Weise ausgerichtet. Die Drehachse der ersten Bördelrolle verläuft von der ersten Bördelrolle ausgehend durch das Werkzeug und durchstößt die Anschlussebene. Die zweite Drehachse ist hingegen so ausgerichtet, dass eine sie unter einem rechten Winkel schneidende gerade Linie, d. h. ein auf die zweite Drehachse gefälltes Lot, sich von der zweiten Bördelrolle aus durch das Werkzeug erstreckt, die Anschlussebene durchstößt und die erste Drehachse im oder am Werkzeug kreuzt oder vorzugsweise schneidet. Vorzugsweise erstrecken sich die erste Drehachse und das Lot durch den Anschlussabschnitt oder überlappen mit diesem zumindest. Ferner schneiden oder kreuzen sie einander bevorzugt im Anschlussabschnitt oder in einem Überlagerungsbereich mit diesem.
Das Werkzeug kann wegen der auskragenden, voneinander abgespreizten Arme und der Ausrichtung der Drehachsen der Bördelrollen durch Schwenken um eine Achse wahlweise die erste oder die zweite Bördelrolle zum Einsatz bringen, um in einem Randstreifen eines Bauteils einen Bördelsteg oder mehrere unmittelbar oder mit Abstand aufeinander folgende Bördelstege in mehreren Bördelschritten sukzessive umzulegen, auch wenn der jeweilige Randstreifen in Längsrichtung, d. h. in Rollrichtung der jeweiligen Bördelrolle, unterschiedliche Winkelstellungen zum jeweils angrenzenden Bauteilbereich aufweist. So eignet sich die erste Bördelrolle insbesondere zum Umlegen eines Bördelstegs in einem Randstreifen, der über einen Radius winkelig zu dem angrenzenden Bauteilbereich weist, wobei der Radius eine scharfe Kante oder einen weich gewölbten Übergang bilden kann.
Bei am Ort des Bördelns beengten Platzverhältnissen ist es besonders vorteilhaft, wenn die erste Bördelrolle den ersten Arm des Werkzeugs fingerartig verlängert. Die zweite Bördelrolle kann insbesondere zum Bördeln in Randstreifen verwendet werden, die einen größeren angrenzenden Bereich des Bauteils gerade verlängern oder in einem stumpfen Winkel von mehr als 90° zum angrenzenden Bereich weisen, so dass der angrenzende Bauteilbereich das Werkzeug zumindest nicht nennenswert behindert.
Die Bördelrollen ragen vorzugsweise frei vor. Die erste Bördelrolle ist in derartigen Ausführungen über die axiale Länge ihrer Roll- oder Bördelfläche um die erste Drehachse vollständig umlaufend frei zugänglich, d. h. das Werkzeug weist keine andere Struktur in axialer Überlappung mit der Rollfläche der ersten Bördelrolle auf. Vorteilhaft sind aber auch noch solche Ausführungen, in denen die Rollfläche der ersten Bördelrolle von der zweiten Bördelrolle aus gesehen frei zugänglich ist. Als vorteilhaft wird schließlich auch noch eine Ausführung gesehen, in der zumindest die von der zweiten Bördelrolle abgewandte Seite der Rollfläche der ersten Bördelrolle frei zugänglich ist. Für die zweite Bördelrolle gilt sinngemäß das Gleiche, d. h. sie ragt mit ihrer Rollfläche in bevorzugten Ausführungen in Verlängerung des zweiten Arms des Werkzeugs über alle anderen Strukturen des Werkzeugs in diesem Bereich frei von allen Seiten zugänglich vor oder wird zumindest nicht in dem Bereich zwischen den beiden Armen, also zur ersten Bördelrolle hin, durch eine andere Struktur des Werkzeugs axial bis zu ihrem vorderen Ende überlappt.
Die Erfindung hat auch ein Rollbördelwerkzeug zum Gegenstand das eine Trägerstruktur mit einer Anschlusseinrichtung für einen Anschluss an einem im Raum beweglichen Aktor, eine erste Bördelrolle, eine zweite Bördelrolle und eine von der Trägerstruktur gelagerte Feder für beide Bördelrollen gemeinsam aufweist. Die Trägerstruktur lagert die erste Bördelrolle um eine erste Drehachse drehbar und quer zu der ersten Drehachse gegen eine rückstellende Kraft der Feder bewegbar. Die Trägerstruktur lagert ferner die zweite Bördelrolle um eine zweite Drehachse drehbar und quer zu der zweiten Drehachse gegen eine rückstellende Kraft der gleichen Feder bewegbar. Das Werkzeug ist vorteilhafterweise wie vorstehend erläutert gebildet, kann grundsätzlich aber auch ohne Arme oder nur mit einem der Arme ausgestattet sein. Indem sich beide Bördelrollen an der gleichen Feder abstützen, wird im Vergleich zu einzeln abgestützten Bördelrollen zumindest eine Feder und auch ein Teil der für solch eine elastisch bewegliche Abstützung erforderlichen weiteren Strukturen eingespart, wie sie beispielsweise ein Werkzeug mit zwei Bördelrollen aufweisen würde, die jeweils wie aus der DE 100 11 854 A1 bekannt abgestützt sind. Andererseits kann die erfindungsgemäße Abstützung mit Vorteil auf der dort für nur eine einzige Bördelrolle beschriebenen Abstützung aufbauen.
In bevorzugten Ausführungen umfasst das Werkzeug eine mit der Trägerstruktur beweglich verbundene erste Übertragungseinrichtung für die erste Bördelrolle und eine mit der Trägerstruktur ebenfalls beweglich verbundene zweite Übertragungseinrichtung für die zweite Bördelrolle. Die erste Bördelrolle ist um ihre Drehachse drehbar an der ersten Übertragungseinrichtung und die zweite Bördelrolle ist um ihre Drehachse drehbar an der zweiten Übertragungseinrichtung abgestützt. Die erste Übertragungseinrichtung ist mit der Trägerstruktur derart beweglich verbunden, dass sie eine Bördelkraft, die beim Bördeln quer zu der ersten Drehachse auf die erste Bördelrolle wirkt, in eine erste Richtung gegen die Kraft der Feder auf die Feder überträgt. Die zweite Übertragungseinrichtung ist relativ zur Trägerstruktur in solch einer Weise beweglich, dass sie die beim Bördeln quer zu der zweiten Drehachse auf die zweite Bördelrolle wirkende Bördelkraft gegen die Kraft der Feder auf die Feder überträgt. Die Feder wird somit beim Bördeln entweder von der ersten Bördelrolle über die erste Übertragungseinrichtung oder von der zweiten Bördelrolle über die zweite Übertragungseinrichtung mit einer der jeweiligen Bördelkraft entsprechenden oder zu der jeweiligen Bördelkraft proportionalen Kraft gespannt. Vorzugsweise überträgt die zweite Übertragungseinrichtung die Bördelkraft der zweiten Bördelrolle in einer der ersten Richtung entgegengesetzten Gegenrichtung auf die Feder. Die Feder wird in derartigen Ausführungen somit längs einer Federachse von der einen Bördelrolle in die eine Achsrichtung und von der anderen Bördelrolle in die entgegengesetzte Achsrichtung beaufschlagt.
Vorzugsweise ist die Feder mit einer Vorspannung eingebaut, die so groß ist, dass sie unter den beim Bördeln üblicherweise wirkenden Kräften nur einfedert, wenn die jeweilige Bördelrolle in einem letzten Bördelschritt als Fertigbördelrolle verwendet wird, während die Feder in einem oder mehreren dem Fertigbördeln vorhergehenden Vorbördelschritt(en) nicht nachgibt und wie ein starrer Anschlag wirkt.
Die vorstehend beschriebene Ausrichtung der Drehachsen der Bördelrollen erleichtert die Abstützung über die gemeinsame Feder. Die beim Bördeln von der ersten Bördelrolle als Reaktionskraft aufzunehmende Bördelkraft kann vorteilhafterweise längs des auf die zweite Drehachse gefällten Lots auf die Feder übertragen werden. Die zweite Übertragungseinrichtung kann hierfür längs des Lots linear hin und her beweglich und verdrehgesichert geführt mit der Trägerstruktur verbunden sein. Die von der ersten Bördelrolle beim Bördeln aufzunehmende Bördelkraft wirkt entsprechend der Ausrichtung der ersten Drehachse als Seitenkraft und kann als Biegekraft in die Trägerstruktur eingeleitet werden. Vorzugsweise ist die erste Übertragungseinrichtung mit der Trägerstruktur um eine quer zu der ersten Drehachse weisende Schwenkachse schwenkbar verbunden, so dass die von der ersten Bördelrolle aufzunehmende Bördelkraft über einen Hebelarm der Übertragungseinrichtung zumindest im Wesentlichen ebenfalls parallel zu dem auf die zweite Drehachse gefällten Lot in die Feder eingeleitet wird. Die Übertragungseinrichtung ist hierfür zweckmäßigerweise als Schwenkhebel gebildet mit einem von der Schwenkachse aus bis zum Kraftzentrum der ersten Bördelrolle erstreckten ersten Hebelarm und einem zweiten Hebelarm, der sich von der Schwenkachse aus zur gegenüberliegenden Seite bis zu einer Stelle erstreckt, an der die Kraft längs einer Federachse wirkt und vorzugsweise eine Richtungsanpassung beispielsweise in einem Gleitkontakt erfolgt. Der erste Hebelarm und der zweite Hebelarm können insbesondere gleichlang sein. Als Hebelarme werden die mathematischen Hebelarme verstanden. Die beiden mathematischen Hebelarme und vorzugsweise auch die tatsächlichen, stofflichen Hebelarme können einander über die Schwenkachse hinaus jeweils in gerader Flucht verlängern, also einen geraden Schwenkhebel bilden, zwingend erforderlich ist dies jedoch nicht. Mit gleichlangen Hebelarmen wird die auf die erste Bördelrolle beim Bördeln wirkende Kraft 1:1, d.h. weder mit Untersetzung noch mit Übersetzung, auf die Feder übertragen.
Die Feder stützt sich in bevorzugten Ausführungen über eine Kraftmessdose ab, mittels der die von der Feder beim Bördeln aufgenommene Kraft gemessen wird. Vorteilhaft ist ferner, wenn eine Einstelleinrichtung zur Einstellung der Vorspannung der Feder vorgesehen ist. In alternativen Ausführungen kann die Kraftmessdose jedoch auch zur Messung der von der Feder aufgenommenen Kraft während des Bördelns, insbesondere beim Fertigbördeln, verwendet und der Aktor in Abhängigkeit vom Messwert so gesteuert werden, dass die jeweils im Einsatz befindliche Bördelrolle mit einer von einer Aktorsteuerung vorgegebenen Bördelkraft gegen den Bördelsteg des Bauteils gedrückt wird. Vorzugsweise ist die Kraftmessdose so angeordnet, dass sowohl die erste Bördelrolle als auch die zweite Bördelrolle über die gemeinsame Feder auf die Kraftmessdose, d. h. auf die in diesem Fall ebenfalls gemeinsame Kraftmessdose wirkt. Anstatt einer Kraftmessdose kann zur Messung oder Ermittlung der jeweiligen Kraft auch ein anderer Sensor, beispielsweise ein Druck-, Kraft-, Stauchungs- bzw. Dehnungs- oder ein Positionssensor, verwendet werden, mit dem eine für die auf die Feder wirkende Kraft repräsentative Messgröße gemessen werden kann.
Die Bördelrollen werden in bevorzugten Bördelverfahren jeweils als Vorbördelrolle und auch als Fertigbördelrolle eingesetzt. Die Bördelrollen rollen somit in einem oder mehreren Vorbördelschritt(en) einen Bördelsteg ab, um diesen um einen durch die Winkelstellung der Drehachse der jeweiligen Bördelrolle vorgegebenen Winkel umzulegen. Ferner rollen sie den durch das Vorbördeln umgelegten Bördelsteg in einem abschließenden Fertigbördelschritt ab, in dem der Bördelsteg vollständig umgelegt wird und nach Durchführung des Fertigbördelschritt zu dem über die Bördelkante angrenzenden Bereich des Randstreifens um 180° umgelegt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren, bei dem ein Bauteil vorzugsweise zur Schaffung eines Bauteilverbunds, längs eines Randstreifens, der zu einem angrenzenden Bereich des Bauteils wechselnden Winkelstellungen weist, umgelegt wird. Zum Bördeln wird in einem ersten Längsabschnitt des Randstreifens die erste Bördelrolle und in einem anderen Längsabschnitt des Randstreifens die zweite Bördelrolle eingesetzt. Die beiden Bördelrollen werden jeweils in wenigstens einem Lauf zum Vorbördeln und einem abschließenden Lauf zum Fertigbördeln im jeweiligen Längsabschnitt des Randstreifens verwendet. Hierfür sind die Bördelrollen jeweils über eine eigene Feder oder vorzugsweise über die beschriebene gemeinsame Feder elastisch beweglich an der Trägerstruktur abgestützt. Die Federn oder die bevorzugt gemeinsame Feder sind oder ist mit einer Vorspannung montiert, die so groß ist, dass sie bei dem jeweiligen Vorbördelschritt oder den mehreren Vorbördelschritten pro Bördelrolle vorzugsweise nicht nachgibt, sondern wie ein harter Anschlag wirkt und erst unter der beim Fertigbördeln größeren Andruckkraft einfedert.
Die Trägerstruktur bildet in bevorzugten Ausführungen ein Gehäuse, in dem eine oder mehrere Komponenten des Werkzeugs aufgenommen ist oder sind oder in das eine oder mehrere Komponenten hineinragen, beispielsweise die genannte Feder oder eine der Übertragungseinrichtungen oder beide Übertragungseinrichtungen. Grundsätzlich kann die Trägerstruktur jedoch auch nur ein Gestell im weiteren Sinne bilden, an dem die Bördelrollen oder andere Komponenten des Werkzeugs außen abgestützt sind. Dass die erste Drehachse das auf die zweite Drehachse gefällte Lot in oder an dem Werkzeug schneidet oder kreuzt, bedeutet dementsprechend, dass der Schnittpunkt oder die beiden im Kreuzungsbereich einander nächsten Punkte in oder an dem Werkzeug gelegen ist oder sind. Vorzugsweise ist der Schnittpunkt oder sind die einander im Kreuzungsbereich nächsten Punkte in oder an der Trägerstruktur und noch bevorzugter in oder an dem Anschlussabschnitt der Trägerstruktur gelegen.
Die Drehachse der ersten Bördelrolle kann zu der Anschlussebene im rechten Winkel weisen. Bevorzugt weist sie schräg zur Anschlussebene. Die Neigung ist vorteilhafterweise so gewählt, dass die erste Drehachse die Anschlussebene im Bereich der Anschlusseinrichtung durchstößt. Für das auf die Drehachse der zweiten Bördelrolle gefällte Lot gelten diese Ausführungen vorzugsweise ebenfalls.
Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und deren Kombinationen beschrieben.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. An dem Ausführungsbeispiel offenbar werdende Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Kombination die Gegenstände der Ansprüche und auch die vorstehend beschriebenen Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:
1 ein Rollbördelwerkzeug in einer Seitenansicht,
2 das Rollbördelwerkzeug in einer perspektivischen Sicht,
3 den Schnitt A-A der 1,
4 den Schnitt B-B der 1,
5 einen durch Rollfalzen mit dem Rollbördelwerkzeug herstellbaren Bauteilverbund.
Die 1 und 2 zeigen ein Rollbördelwerkzeug in einer Seitenansicht und einer perspektivischen Sicht. Das Werkzeug ist als Werkzeugkopf für einen Industrieroboter oder einen vergleichbar im Raum beweglichen anderen Aktor gestaltet. Es umfasst eine erste Bördelrolle 1, eine zweite Bördelrolle 2 und eine Trägerstruktur, die als festes Gestell dient und die Komponenten des Werkzeugs, insbesondere die Bördelrollen 1 und 2, lagert. Über die Bördelrollen 1 und 2 hinaus weist das Werkzeug keine weiteren Bördelrollen auf. Die Bördelrolle 1 ist mittels der Übertragungseinrichtung 10 schwenkbeweglich und die Bördelrolle 2 ist mittels der Übemagungseinrichtung 20 linearbeweglich an der Trägerstruktur abgestützt. Zumindest ist das Werkzeug für den Anschluss an einen Aktor der genannten Art geeignet.
Die Trägerstruktur weist einen ersten Arm 3 und einen zweiten Arm 4 auf, ferner einen Anschlussabschnitt 5, aus dem die Arme 3 und 4 auskragen, so dass sie in der Seitenansicht der 1 zusammen mit dem Anschlussabschnitt 5 in etwa ein "Y" bilden, und eine Anschlusseinrichtung 6, die an dem von den Armen 3 und 4 abgewandten Ende des Anschlussabschnitts 5 angeordnet ist. Das Werkzeug wird mittels der Anschlusseinrichtung 6 am Aktor angeschlossen, insbesondere befestigt. Die Anschlusseinrichtung 6 ist als Anschlussflansch mit einer planen Anschlussfläche geformt. Die Flanschebene, die im befestigten Zustand den Aktor oder ein in Bezug auf den Anschluss vergleichbares Gestell kontaktiert, bildet eine Anschlussebene C, wobei als Anschlussebene C nicht nur die Kontaktfläche der Anschlusseinrichtung 6, sondern die gesamte diese Fläche umfassende Ebene verstanden wird.
Die Trägerstruktur 3-6 setzt sich im Wesentlichen aus zwei im Abstand voneinander angeordneten Trägerplatten und die Trägerplatten gegeneinander quer aussteifenden Querversteifungen zusammen, zu denen auch die Anschlusseinrichtung 6 gehört. Die Trägerplatten weisen je die gleiche Form auf und bilden die beiden voneinander abgespreizten Arme 3 und 4.
Die Bördelrolle 1 ist um eine Drehachse R₁ und die Bördelrolle 2 ist um eine Drehachse R₂ drehbar gelagert. Die Drehachse R₁ erstreckt sich von der Bördelrolle 1 aus gesehen durch die Trägerstruktur 3-6, im Ausführungsbeispiel durch den Arm 3 und den Anschlussabschnitt 5, und durchstößt anschließend die Anschlussebene C, im Ausführungsbeispiel die Kontaktfläche der Anschlusseinrichtung 6. Die Drehachse R₂ der zweiten Bördelrolle 2 ist so ausgerichtet, dass eine gerade Verbindungslinie L, die die Drehachse R₂ an einer zentralen Stelle der Bördelrolle 2 schneidet, d. h. das dort auf die Drehachse R₂ gefällte Lot, sich von der Bördelrolle 2 aus gesehen durch den zweiten Arm 4 und den Anschlussabschnitt 5 erstreckt und ebenfalls die Anschlussebene C durchstößt, im Ausführungsbeispiel ebenfalls die Kontaktfläche der Anschlusseinrichtung 6. Ferner schneidet das Lot L die Drehachse R₁ im Bereich der Überlappung mit dem Anschlussabschnitt 5, nämlich innerhalb eines von der Trägerstruktur 3-6 im Bereich des Anschlussabschnitts 5 gebildeten Gehäuses. Die Drehachse R₁ und das Lot L schließen miteinander einen Winkel von 90° ein. Die Drehachsen R₁ und R₂ spannen miteinander eine Ebene auf, die in 1 die Ansichtsebene bildet. Im Ausführungsbeispiel sind die Drehachsen R₁ und R₂ zueinander parallel. Das Lot L liegt in der gleichen Ebene. In einer Modifikation kann die zweite Bördelrolle 2 so angeordnet sein, dass ihre Drehachse R₂ bei unveränderter Ausrichtung der Achsen L und R₁ zum Lot L eine andere Drehwinkelposition einnimmt. Obgleich die im Ausführungsbeispiel gewählte Drehwinkelposition eine bevorzugte ist, kann die Drehachse R₂ um das Lot L gedreht sein, beispielsweise um einen Winkel von 90°.
Die Übertragungseinrichtung 10 ist an der Trägerstruktur 3-6, im Ausführungsbeispiel am Arm 3, in einem Drehgelenk um eine Schwenkachse S schwenkbeweglich abgestützt, die sich in Querrichtung zu der Drehachse R₁ erstreckt. Im Ausführungsbeispiel schneidet sie die Drehachse R₁ in einem rechten Winkel. Ferner weist sie rechtwinklig zu dem Lot L. Die Übertragungseinrichtung 10 bildet einen Schwenkhebel mit einem ersten Hebelarm, der sich von der Schwenkachse S aus bis zu einem Kraftzentrum der Bördelrolle 1 erstreckt, und einem von der Schwenkachse S aus zur anderen Seite erstreckten zweiten Hebelarm. Im Ausführungsbeispiel ist die Übertragungseinrichtung 10 als zweiarmiger Schwenkhebel gebildet, und die beiden Hebelarme erstrecken sich längs der Drehachse R₁. Dementsprechend schneidet der von der Schwenkachse S in Richtung auf die Anschlusseinrichtung 6 weisende Hebelarm das auf die Drehachse R₂ gefällte Lot L.
Die Übertragungseinrichtung 20 ist in einem Schubgelenk relativ zu der Trägerstruktur 3-6, im Ausführungsbeispiel am Arm 4, längs des Lots L linear hin und her beweglich geführt. Beide Übertragungseinrichtungen 10 und 20 verlängern den jeweiligen Arm 3 oder 4, so dass als die Arme des Werkzeugs die aus den Armen 3 und 4 der Trägerstruktur 3-6 und der jeweiligen Übertragungseinrichtung 10 und 20 zusammengesetzten Arme 3, 10 und 4, 20 erhalten werden.
3 zeigt in einem Schnitt A-A, der in 1 eingezeichnet ist, die Bördelrolle 1, die Übertragungseinrichtung 10 und deren jeweilige Lagerung. Die Bördelrolle 1 ist als Wellenfinger gebildet mit einem Wellenzapfen, der in eine Bohrung der Übertragungseinrichtung 10 hineinragt und in einem in der Bohrung aufgenommenen Lager um die Drehachse R₁ drehbar gelagert ist. Der Wellenzapfen verdickt sich an seinem freien Ende zu dem die Rollfläche beim Bördeln bildenden Bördelbereich der insgesamt fingerartig aus der Übertragungseinrichtung 10 ragenden Bördelrolle 1. Alternativ zu der dargestellten Drehlagerung könnte der Wellenzapfen durch einen drehsteif mit der Übertragungseinrichtung 10 verbundenen Achszapfen gebildet und die Bördelrolle 1 dementsprechend auf solch einem Achszapfen über ein internes Drehlager drehbar gelagert werden. Die dargestellte Ausführung wird jedoch bevorzugt.
Die Schwenklagerung der Übertragungseinrichtung 10 wird mittels eines Achszapfens 7 erhalten, der sich längs der Schwenkachse S erstreckt und drehsteif mit dem Arm 3 verbunden ist. Die Übertragungseinrichtung 10 ist auf dem Achszapfen 7 drehbar in einem einfachen Gleitlager gelagert. An dem von der Bördelrolle 1 abgewandten Ende der Übertragungseinrichtung 10 ist eine Kopplungseinrichtung gebildet, mittels der die beim Bördeln aufzunehmende Bördelkraft F₁ in ein Gegenlager eingeleitet wird. Die Kopplungseinrichtung umfasst ein quer zu der Drehachse R₁ erstrecktes Drehgelenkelement 11, das relativ zur Übertragungseinrichtung 10 drehbar ist und sich durch eine Bohrung oder Halbbohrung der Übertragungseinrichtung 10 quer zu der Drehachse R₁ erstreckt, im Ausführungsbeispiel parallel zu der Schwenkachse S, und ein Gleitelement 12, das drehsteif mit dem Gelenkelement 11 verbunden ist. Das Gleitelement kann alternativ auch drehbar mit dem Drehgelenkelement verbunden sein. Falls das Gleitelement 12 drehbar mit dem Drehgelenkelement 11 verbunden sind, kann der das Drehgelenkelement 11 in noch einer Alternative drehsteif mit der Übertragungseinrichtung 10 verbunden sein.
4 zeigt den ebenfalls in 1 eingetragenen Schnitt B-B, in dem sich das Lot L erstreckt. Die Bördelrolle 2 ist über die Übertragungseinrichtung 20 längs des Lots L an einer Feder 25 abgestützt, an der sich in Gegenrichtung auch die Bördelrolle 1 über die Übertragungseinrichtung 10 und die Kopplungseinrichtung 11, 12 abstützt. Die Feder 25 wirkt als Druckfeder längs des Lots L, d. h. das Lot L bildet gleichzeitig auch die Federachse. Sie ist im Ausführungsbeispiel als Spiralfeder geformt. Die Feder 25 stützt sich in Richtung auf die Bördelrolle 2 über ein Stützelement 21 an einem Anschlag 9a eines Zugglieds 9 ab. Das Zugglied 9 ist mit der Trägerstruktur 3-6 relativ zu dieser zumindest axial, d. h. parallel zu der Federachse L nicht beweglich verbunden. Im Ausführungsbeispiel wird die axial steife Verbindung mittels eines Verbindungselements 8 geschaffen. In die axiale Gegenrichtung stützt sich die Feder 25 über ein Stützelement 17 an einem Übertragungselement 16 und dieses über eine Kraftmessdose 14 an einem Lagerelement 18 ab, auf das der Kraft der Feder entgegen die Kopplungseinrichtung 11, 12 wirkt. Das Lagerelement 18 bildet das Gegenlager für die Kopplungseinrichtung 11, 12. Das Lagerelement 18 bildet gemeinsam mit einem weiteren Zugglied 19 einen Gegenhalter 18, 19 für die Feder 25. Es ist mit dem Zugglied 19 fest verbunden. Die beiden Zugglieder 9 und 19 werden von der Feder 25 auf axialen Zug gegeneinander gespannt. Sie hintergreifen einander zur Übertragung der Zugkraft mit von Schultern gebildeten Anschlägen 9b und 19a. Das Zugglied 19 ist gegen die Kraft der Feder 25 relativ zu dem Zugglied 9 axial bewegbar.
Die Übertragungseinrichtung 20 umfasst eine äußere Struktur 22, eine als Stößel 23 wirkende innere Struktur und der Bördelrolle 2 zugewandt einen Deckel 22, der an die äußere Struktur 22 und den Stößel 23 angesetzt ist und die Bördelkraft F₂ auf die äußere Struktur 22 und den Stößel 23 überträgt. Der Stößel 23 wirkt beim Bördeln in Richtung der Bördelkraft F₂ auf das Stützelement 21.
Die Kopplungseinrichtung 11, 12 liegt in Gleitkontakt lose auf dem Lagerelement 18 auf. Mittels dieses losen Auflagers und der Drehbarkeit des Gleitelements 12 relativ zu der Übertragungseinrichtung 10 wird die Schwenkbewegung der Übertragungseinrichtung 10 längs der Federachse L zunächst auf das Lagerelement 18 und von diesem über die Kraftmessdose 14, ein Einstellelement 15, beispielsweise Einstellschraube, das Übertragungselement 16 und das Stützelement 17 auf die Feder 25 übertragen. Das Verbindungselement 8 bildet einen Anschlag für die erste Bördelrolle 1, indem die äußere Struktur 22 im Bereich einer Bohrung, durch die sich das als Anschlag wirkende Verbindungselement 8 erstreckt, einen Gegenanschlag 22a bildet, der die Schwenkbewegung der Übertragungseinrichtung 10 und somit der Bördelrolle 1 begrenzt.
5 zeigt einen Bauteilverbund bestehend aus einem Außenteil a und einem Innenteil i. Die Bauteile a und i werden zur Schaffung einer Motorhaube für ein Automobil längs eines äußeren Randstreifens des Außenteils a mittels Falzverbindung fest miteinander verbunden. Die Bauteile a und i sind Blechteile. Das Innenteil i ist in das Außenteil a eingelegt und reicht mit seinem äußeren Rand längs den beiden Seiten und im Frontbereich der Motorhaube in den Randstreifen des Außenteils bis zu einem Bördelsteg, der den äußeren Rand des Randstreifens bildet. Mittels des Rollbördelwerkzeugs wird der Bördelsteg in mehreren Bördelschritten vollständig umgelegt und auf diese Weise die feste Falzverbindung geschaffen. Die Bauteile i und a weisen im Querschnitt über den größten Teil ihrer Länge die Form einer flachen Wanne auf, die zur Front hin flacher wird und schließlich ausläuft. Der Randstreifen, in dem der Bördelsteg verläuft, weist somit an den beiden Seiten winkelig, im Ausführungsbeispiel etwa rechtwinklig, zu dem angrenzenden Mittelbereich, mit dem die Motorhaube später, im eingebauten Zustand den Motorraum des Automobils überdeckt, und verlängert den Mittelbereich zur Front hin entsprechend der Wölbung der Haube. Der Randstreifen, in dem der Bördelsteg umzulegen ist, weist dementsprechend drei unterschiedliche Längsabschnitte auf, nämlich auf einer Seite einen Längsabschnitt mit einem Bördelstegabschnitt a₁, einen mittleren Längsabschnitt im Frontbereich mit einem Bördelstegabschnitt a₂ und auf der anderen Seite einen Längsabschnitt mit einem Bördelstegabschnitt a₃. Die beiden seitlichen Längsabschnitte des Randstreifens weisen in etwa rechtwinklig zu dem mittleren Längsabschnitt im Frontbereich.
Das Bördelwerkzeug ist mit seinen beiden auskragenden Armen 3, 10 und 4, 20 und den dort am jeweiligen Ende angeordneten Bördelrollen 1 und 2 für das Bördeln derartiger Bauteile bzw. Bauteilverbunde besonders angepasst. Die Bördelrolle 1 wird zum Bördeln in den beiden seitlichen Längsabschnitten des Randstreifens, d. h. zum Umlegen der Bördelstegabschnitte a₁ und a₃ verwendet, während der Bördelstegabschnitt a₂ im Frontbereich mit der Bördelrolle 2 in mehreren Bördelschritten umgelegt wird.
Zum Bördeln der beiden seitlichen Bördelstegabschnitte a₁ und a₃ setzt der Aktor das Rollbördelwerkzeug mit der Bördelrolle 1 auf den jeweiligen Bördelstegabschnitt a₁ oder a₃. Die Bördelrolle 1 wird anschließend längs des betreffenden Bördelstegabschnitts a₁ oder a₃ abgerollt, wodurch der betreffende Bördelstegabschnitt entsprechend der Winkelstellung der Drehachse R₁ umgelegt wird. Bei dem Bördeln der seitlichen Bördelstegabschnitte a₁ und a₃ nimmt das Werkzeug eine Winkelposition ein, in der der Arm 4, 20 mit der Bördelrolle 2 von den Bauteilen a und i aus gesehen nach außen abragt, d. h. die Bördelkraft F₁ wirkt auf die Bördelrolle 1 wie in 1 dargestellt. Die Bördelstegabschnitte a₁ und a₃ werden in mehreren Bördelschritten um beispielsweise jeweils 30° oder 45° weiter umgelegt und im letzten Bördelschritt, dem Fertigbördeln, vollständig umgelegt, d. h. an den Rand des Innenteils i gepresst. Zum Bördeln des mittleren Bördelstegabschnitts a₂ schwenkt der Aktor das Werkzeug in eine Winkelstellung, in der die Bördelrolle 2 entsprechend der Ausrichtung des mittleren Bördelstegabschnitts a₂ auf diesem abrollt. Der Bördelstegabschnitt a₂ wird mit der Bördelrolle 2 ebenfalls in mehreren Bördelschritten sukzessive um je einen Winkel von beispielsweise 30° oder 45° umgelegt und in einem letzten Bördelschritt, dem Fertigbördeln, vollständig umgelegt und dabei an den Rand des Innenteils i gepresst. Bei dem Bördeln mit der Bördelrolle 2 kann das Werkzeug so ausgerichtet sein, dass der Arm 3, 10 mit der Bördelrolle 1 sich bei Ausführung des Fertigbördelschritts über dem Innenteil i befindet, vorzugsweise weist der Arm 3, 10 jedoch von dem Bauteilverbund a, i nach außen weg.
Das Rollbördelwerkzeug kann für das Bördeln von Bauteilen benutzt werden, die in einem Falzbett aufgenommen sind. Für das Bördeln wird angenommen, dass das Falzbett ortsfest angeordnet ist und das Werkzeug vom Aktor entsprechend der Winkelstellung des jeweiligen Bördelstegabschnitts nach Ausführung des jeweiligen Bördelschritts ausgerichtet und dem Verlauf des jeweiligen Bördelabschnitts in dessen Längsrichtung folgend bewegt wird. Die Anordnung kann jedoch auch umgekehrt werden, indem das Bördelwerkzeug während des Bördelns ortsfest angeordnet ist und stattdessen das Falzbett mit den Bauteilen a und i entsprechend ausgerichtet und im Raum bewegt wird. In derartigen Ausführungen ersetzt ein ortsfestes Gestell den Aktor. Dies bedeutet, dass das Werkzeug sich für den Anschluss an einen im Raum beweglichen Aktor eignet, andererseits jedoch auch für das Bördeln ortsfest angeordnet werden kann.
Die Feder 25 ist mit einer Vorspannung eingebaut, die größer ist als die Bördelkraft F₁ oder F₂, die bei dem oder den Bördelschritt(en) wirkt, die dem Fertigbördeln vorausgehen. In dem oder den vorgelagerten Bördelschritt(en) gibt die Feder 25 somit nicht nach, die Anordnung kann als starr angesehen werden. Beim Fertigbördeln wird der jeweilige Bördelstegabschnitt jedoch mit einer die Vorspannung übersteigenden Kraft überrollt, d. h. die Feder 25 federt beim Fertigbördeln ein.
Beim Fertigbördeln mit der Bördelrolle 1 wird die ausgeübte bzw. in Gegenrichtung aufgenommene Bördelkraft F₁ mittels der Übertragungseinrichtung 10 und der Kopplungseinrichtung 11, 12 auf das Lagerelement 18 übertragen. Wird die Vorspannkraft der Feder 25 übertroffen, bewegt sich das Lagerelement 18 gemeinsam mit dem Zugglied 19 relativ zu dem steif mit der Trägerstruktur 3-6 verbundenen Zugglied 9 und dem Arm 4 in Richtung auf das Verbindungselement 8. Die auf das Lagerelement 18 wirkende Kraft wird von diesem auf die Kraftmessdose 14, von dieser über das Einstellelement 15 und die Übertragungseinrichtung 16 auf das Stützelement 17 und von diesem direkt auf die Feder 25 übertragen. Da die Feder 25 über das weitere Stützelement 21 an dem Anschlag 9a festgelegt ist, federt sie entsprechend der übertragenen Kraft ein. Das Verbindungselement 8 bildet für das Einfedern in diese Richtung einen Anschlag. Die äußere Struktur 22 bildet hierfür den Gegenanschlag 22a. Mit H₁ ist der maximale Hub bzw. Federweg für diese Richtung des Einfederns bezeichnet. In Bezug auf die Kopplung der Kopplungseinrichtung 11, 12 mit dem Lagerelement 18 sei noch angemerkt, dass die in 4 erkennbaren Bolzen links und rechts von dem Gegenhalter 18, 19 lediglich Führungsbolzen für den reinen Gleitkontakt zwischen dem Gleitelement 12 und dem Lagerelement 18 sind und die Elemente 12 und 18 im Gleitkontakt senkrecht zum Lot bzw. der Federachse L linear aneinander führen, also keine Zugkraft übertragen.
Wird mit der Bördelrolle 2 gebördelt und übersteigt die Bördelkraft F₂ beim Fertigbördeln die Vorspannkraft der Feder 25, führt die Übertragungseinrichtung 20 eine lineare Einfahrbewegung längs der Federachse L aus. Dabei drückt sie mit ihrem Stößel 23 gegen das Stützelement 21, das beim Einfedern der Feder 25 von dem Anschlag 9a abhebt. Die Federkraft wird vom Stützelement 17 aufgenommen, das sich bei der Beaufschlagung der Feder 25 in diese Richtung über das Übertragungselement 16, das Einstellelement 15 und die Kraftmessdose 14 an dem Lagerelement 18 abstützt. Das Lagerelement 18 ist mit dem Zugglied 19 fest, zumindest zugfest verbunden, so dass die von der Feder 25 aufgenommene Kraft letztlich über das Anschlagpaar 9b, 19a von dem Zugglied 9 und über den das Verbindungselement 8 schließlich von der Trägerstruktur 3-6 aufgenommen wird. Der in diese Richtung maximale Federweg bzw. Hub H₂ wird durch Anschlag der äußeren Struktur 22 am Anschlag 19a des Zugglieds 19 vorgegeben.
Die Bördelrolle 1 wirkt über zwei gleichlange Hebelarme auf die Feder 25, d.h. die Schwenkachse S weist zum Lot L den gleichen Abstand wie zu einem gedachten Kraftzentrum der Bördelrolle 1 auf, in dem die gesamte beim Bördeln auf die Bördelrolle 1 wirkende Kraft F₁ wirkt, wenn man sich die linienförmig wirkende Kraft als durch eine Einzelkraft ersetzt denkt. Aufgrund dieser Hebelverhältnisse erzeugen gleichgroße Kräfte F₁ und F₂ auch gleichgroße Federkräfte.
Am zweiten Arm 4, 20, im Ausführungsbeispiel am Arm 4 der Trägerstruktur 3-6 sind zwei Setzelemente 26 angeordnet, die in einander entgegengesetzte Richtungen vom Arm 4, 20 abragen. Die Setzelemente 26 sind stabförmig schlank. Mit den Setzelementen 25 kann der Aktor in beengten Bereichen, die den Bördelrollen 1 und 2 wegen deren Größe nicht zugänglich sind, gegen den Bördelsteg drücken.
Im Ausführungsbeispiel ist das Rollbördelwerkzeug je nur mit einer einzigen Bördelrolle 1 und einer einzigen Bördelrolle 2 bestückt. In einer Modifikation können am Arm 3, 10, vorzugsweise an der Übertragungseinrichtung 10, mehrere erste Bördelrollen 1 angeordnet und um zueinander parallele erste Drehachsen R₁ drehbar gelagert sein. Die Rotationsachsen R₁ solch mehrerer erster Bördelrollen 1 können körperfest oder parallel verstellbar sein. Die Verstellbarkeit kann insbesondere so gestaltet sein, dass jede der ersten Bördelrollen 1 wahlweise in die Position der im Ausführungsbeispiel einzigen Bördelrolle 1 verstellt werden kann. In einer anderen Modifikation können mehrere zweite Bördelrollen 2 am Arm 4, 20 vorgesehen sein, vorzugsweise je an der Übertragungseinrichtung 20. Die zwei oder noch mehr zweiten Bördelrollen 2 können insbesondere so angeordnet sein, dass ihre Drehachsen R₂ winklig zueinander weisen, beispielsweise rechtwinklig. Die zweiten Drehachsen R₂ sind zweckmäßigerweise zu dem Lot L rechtwinklig, so dass die beim Bördeln wirkende Kraft mit der Federachse der Feder 25 fluchtet oder zumindest parallel von dieser beabstandet ist. Die zweiten Bördelrollen können am Rollbördelwerkzeug ortsfest oder verstellbar angeordnet sein. Im Falle verstellbarer Bördelrollen 2 ist die Verstellbarkeit vorzugsweise derart, dass jede der Bördelrollen 2 wahlweise für das Bördeln in eine Position verstellt werden kann, in der die Drehachse R₂ der betreffenden Bördelrolle 2 das Lot L schneidet. Das Rollbördelwerkzeug kann beide Modifikationen oder nur eine der beiden genannten Modifikationen aufweisen.

1: Bördelrolle
2: Bördelrolle
3: Arm
4: Arm
5: Anschlussabschnitt
6: Anschlusseinrichtung
7: Achszapfen
8: Anschlag, Verbindungselement
9: Zugglied
9a: Anschlag
9b: Anschlag
9c: Anschlag
10: Übertragungseinrichtung
11: Kopplungseinrichtung, Drehgelenkelement
12: Kopplungseinrichtung, Gleitelement
13
14: Kraftmessdose
15: Einstellelement
16: Übertragungselement
17: Stützelement
18: Lagerelement, Gegenhalter
19: Zugglied, Gegenhalter
20: Übertragungseinrichtung
21: Stützelement
22: äußere Struktur
22a: Anschlag
23: Stößel
24: Deckel
25: Feder
26: Setzelement
a: Motorhaube, Außenteil
a_1,2,3: Bördelstegabschnitt
i: Motorhaube, Innenteil
C: Anschlussebene
F₁: Bördelkraft
F₂: Bördelkraft
L: Lot, Federachse
R₁: Drehachse
R₂: Drehachse

Claims

Rollbördelwerkzeug, umfassend a) eine Trägerstruktur (3-6) mit einer Anschlusseinrichtung (6), mittels der das Werkzeug über eine Anschlussebene (C) an einem im Raum beweglichen Aktor anschließbar ist, b) einen ersten Arm (3, 10) und einen zweiten Arm (4, 20), die voneinander abgespreizt und in einem Anschlussabschnitt (5) miteinander verbunden sind, der die Anschlusseinrichtung (6) aufweist, c) eine erste Bördelrolle (1), die an einem von der Anschlussebene (C) abgewandten Ende des ersten Arms (3, 10) um eine längs des ersten Arms (3) erstreckte, die Anschlussebene (C) durchstoßende erste Drehachse (R₁) drehbar gelagert ist, d) und eine zweite Bördelrolle (2), die an einem von der Anschlussebene (C) abgewandten Ende des zweiten Arms (4, 20) um eine zweite Drehachse (R₂) drehbar gelagert ist, e) wobei die erste Drehachse (R₁) ein auf die zweite Drehachse (R₂) gefälltes Lot (L) in oder an dem Rollbördelwerkzeug schneidet oder kreuzt.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bördelrolle (1) quer zu der ersten Drehachse (R₁) und die zweite Bördelrolle (2) quer zu der zweiten Drehachse (R₂) jeweils gegen eine Kraft einer Feder (25) bewegbar gelagert sind, wobei für die Bördelrollen (1, 2) je eine eigene Feder oder vorzugsweise eine gemeinsame Feder (25) vorgesehen ist.
Rollbördelwerkzeug, umfassend a) eine Trägerstruktur (3-6) mit einer Anschlusseinrichtung (6) für einen Anschluss an einem im Raum beweglichen Aktor, b) eine von der Trägerstruktur (3-6) gelagerte Feder (25), c) eine erste Bördelrolle (1), die von der Trägerstruktur (3-6) um eine erste Drehachse (R₁) drehbar und quer zu der ersten Drehachse (R₁) gegen eine Kraft der Feder (25) bewegbar gelagert wird, d) und eine zweite Bördelrolle (2), die von der Trägerstruktur (3-6) um eine zweite Drehachse (R₂) drehbar und quer zu der zweiten Drehachse (R₂) ebenfalls gegen die Kraft der Feder (25) bewegbar gelagert wird.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass es einen ersten Arm (3, 10), einen zweiten Arm (4, 20) und einen Anschlussabschnitt (5) aufweist, die Arme (3, 10, 4, 20) voneinander abgespreizt und in dem Anschlussabschnitt (5) miteinander verbunden sind, der Anschlussabschnitt (5) die Anschlusseinrichtung (6) aufweist, und dass die erste Bördelrolle (1) an dem ersten Arm (3, 10) und die zweite Bördelrolle (2) an dem zweiten Arm (4, 20) angeordnet ist.
Rollbördelwerkzeug nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehachse (R₁) ein auf die zweite Drehachse (R₂) gefälltes Lot (L) in oder an dem Rollbördelwerkzeug schneidet oder kreuzt.
Rollbördelwerkzeug nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) längs des Lots (L) spannbar angeordnet.
Rollbördelwerkzeug nach einem der fünf vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) eine Druckfeder ist.
Rollbördelwerkzeug nach einem der Ansprüche 1, 2 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Arm (3, 10) längs der ersten Drehachse (R₁) und der zweite Arm (4, 10) längs eines auf die zweite Drehachse (R₂) gefällten Lots (L) aus dem Anschlussabschnitt (5) ragen.
Rollbördelwerkzeug nach einem der Ansprüche 1, 2, 5, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich das Lot (L) durch die zweite Bördelrolle (2) erstreckt.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2 oder 3, umfassend e) eine mit der Trägerstruktur (3-6) beweglich verbundene erste Übertragungseinrichtung (10), an der die erste Bördelrolle (1) um die erste Drehachse (R₁) drehbar abgestützt ist und die eine quer zu der ersten Drehachse (R₁) auf die erste Bördelrolle (1) wirkende Bördelkraft in eine erste Richtung gegen die Kraft der Feder (25) auf die Feder (25) überträgt, f) und eine mit der Trägerstruktur (3-6) beweglich verbundene zweite Übertragungseinrichtung (20), an der die zweite Bördelrolle (2) um die zweite Drehachse (R₂) drehbar abgestützt ist und die eine quer zu der zweiten Drehachse (R₂) auf die zweite Bördelrolle (2) wirkende Bördelkraft gegen die Kraft der Feder (25) auf die Feder (25) überträgt.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungseinrichtung (20) die auf die zweite Bördelrolle (2) wirkende Bördelkraft gegen die erste Richtung auf die Feder (25) überträgt.
Rollbördelwerkzeug nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Übertragungseinrichtungen (10, 20) so ausgelegt sind, dass sie in Fällen gleich großer Bördelkräfte je eine dem Betrag nach gleiche Kraft auf die Feder (25) übertragen, wobei eine in einem Lauf auf die erste Bördelrolle (1) wirkende Bördelkraft mit einer in einem anderen Lauf auf die zweite Bördelrolle wirkenden Bördelkraft verglichen wird.
Rollbördelwerkzeug nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungseinrichtung (10) um eine quer zu der ersten Drehachse (R₁) weisende Schwenkachse (S) schwenkbeweglich mit der Trägerstruktur (3-6) verbunden ist.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Übertragungseinrichtung (10) ein Schwenkhebel mit einem von der Schwenkachse (S) in Richtung auf die erste Bördelrolle (1) weisenden ersten Hebelarm und einem in Richtung auf die Anschlussebene (C) weisenden und mit der Feder (25) mechanisch gekoppelten zweiten Hebelarm ist.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Hebelarme gleichlang sind.
Rollbördelwerkzeug nach einem der sechs vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Übertragungseinrichtung (20) quer zu der zweiten Drehachse (R₂) linear beweglich mit der Trägerstruktur (3-6) verbunden ist.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) sich an einer Kraftmessdose (14) abstützt.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) in zwei einander entgegengesetzte Richtungen spannbar angeordnet, in eine dieser Richtungen an einem Anschlag (9a) relativ zu der Trägerstruktur (3-6) festgelegt und in die andere dieser Richtungen an der Kraftmessdose (14) abgestützt ist und dass eine der Bördelrollen (1, 2) beim Bördeln in die eine dieser Richtungen und die andere der Bördelrollen (1, 2) beim Bördeln in die andere dieser Richtungen auf die Feder (25) wirkt.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Feder (25) längs einer Federachse (L) spannbar angeordnet ist und sich mit Vorspannung in eine Richtung der Federachse (L) an einem relativ zu der Trägerstruktur (3-6) längs der Federachse (L) nicht beweglichen ersten Anschlag (9a) und in die andere Richtung an einem längs der Federachse (L) hin und her beweglichen Gegenhalter (18, 19) abstützt, den die Feder (25) in die andere Richtung der Federachse (L) gegen einen relativ zu der Trägerstruktur (3-6) längs der Federachse (L) nicht beweglichen zweiten Anschlag (9b) presst.
Rollbördelwerkzeug nach dem vorhergehenden Anspruch in Kombination mit Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Übertragungseinrichtungen (10, 20) in die eine Richtung gegen die Kraft der Feder (25) auf den Gegenhalter (18, 19) und die andere der Übertragungseinrichtungen (10, 20) in die andere Richtung auf die Feder (25) wirken.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche und wenigstens einem der folgenden Merkmale: – die Drehachsen (R₁, R₂) weisen unter einem Winkel von höchstens 30° zueinander, vorzugsweise weisen sie parallel zueinander, – die Drehachsen (R₁, R₂) erstrecken sich in einer gemeinsamen Ebene.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche in Kombination mit einem der Ansprüche 1, 2, 5, 6 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: – das Lot (L) und die erste Drehachse (R₁) schließen miteinander einen Winkel von wenigstens 30° ein, – das Lot (L) und die erste Drehachse (R₁) schließen miteinander einen Winkel von wenigstens 60° ein, – das Lot (L) und die erste Drehachse (R₁) schließen miteinander einen Winkel von höchstens 150° ein, – das Lot (L) und die erste Drehachse (R₁) schließen miteinander einen Winkel von höchstens 120° ein, – das Lot (L) und die erste Drehachse (R₁) schließen miteinander einen Winkel von 90° ein.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens eines der folgenden Merkmale aufweist: – die erste Drehachse (R₁) durchstößt eine Anschlussebene (C) der Anschlusseinrichtung (6) unter einem Winkel von wenigstens 30° und höchstens 70°, – ein auf die zweite Drehachse (R₂) gefälltes Lot (L) durchstößt eine Anschlussebene (C) der Anschlusseinrichtung (6) unter einem Winkel von wenigstens 30° und höchstens 70°, – die erste Drehachse (R₁) und ein auf die zweite Drehachse (R₂) gefälltes Lot (L) durchstoßen eine Anschlussebene (C) der Anschlusseinrichtung (6) unter zumindest im Wesentlichen gleichem Winkel, vorzugsweise jeweils unter einem Winkel, der von dem jeweils anderen Winkel um höchstens 20° abweicht.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bördelrolle (1) an einem Wellen- oder Achszapfen angeordnet ist, der von dem ersten Arm (3, 10) längs der ersten Drehachse (R₁) vorragt.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Bördelrollen (1, 2) bei einem Bördeln eines Bauteils (a) jeweils als Vorbördelrolle und auch als Fertigbördelrolle einsetzbar sind.
Rollbördervorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Bördelrollen vorgesehen sind und von der Trägerstruktur (3-6) jeweils um eine erste Drehachse drehbar gelagert werden, wobei die ersten Drehachsen vorzugsweise parallel zueinander sind, und dass die ersten Bördelrollen so angeordnet sind, dass jede von ihnen wahlweise zum Bördeln eines Bördelstegs (a₁, a₂, a₃) verwendbar ist.
Rollbördelwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere zweite Bördelrollen vorgesehen sind und von der Trägerstruktur (3-6) jeweils um eine zweite Drehachse drehbar gelagert werden, wobei die Drehachsen vorzugsweise zueinander nicht parallel, vorzugsweise senkrecht zueinander sind, und dass die zweiten Bördelrollen so angeordnet sind, dass jede von Ihnen wahlweise zum Bördeln eines Bördelstegs (a₁, a₂, a₃) verwendbar ist.