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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Ausbeulen von Verformungen
in Blechflächen,
umfassend ein erstes und ein zweites Auflager, einen Querbalken,
an dem die beiden Auflager angeordnet sind, und einen an dem Querbalken
angeordneten Stempel, der relativ zu mindestens einem Auflager beweglich
ist.
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Ausbeulvorrichtungen
dieser Art sind bekannt und werden insbesondere im Bereich der Schadensbeseitigung
an Kraftfahrzeugen benutzt. Diese Vorrichtungen eignen sich insbesondere
gut dazu, kleinere Beulen oder Dellen, wie beispielsweise durch
Hagelschlag verursachte Beschädigungen, zu
beiseitigen. Die Vorrichtungen eignen sich darüber hinaus gut dazu, Verformungen
in Blechflächen zu
beseitigen, bei denen die Blechfläche nur von einer Seite aus
zugänglich
ist, beispielsweise wenn der Abbau der Innenverkleidungen einen
unvertretbaren Aufwand darstellen würde oder die Blechfläche aus anderen,
konstruktiven Gründen
nur von außen
zugänglich
ist.
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Die
bekannten Vorrichtungen werden dabei solcherart benutzt, dass der
Querbalken mit den beiden daran angeordneten Auflagern auf die Blechfläche aufgesetzt
wird, der an dem Querbalken angeordnete Stempel auf die Blechfläche abgesenkt
wird und mittels Verklebung im Bereich der Verformung, vorzugsweise
genau an der Stelle der maximalen Verformung – also bei dem Beispiel des
Hagelschlags in der Mitte des Kraters – befestigt wird und dann der
Stempel relativ zu den beiden Auflagern bewegt wird, indem eine
mit dem Stempel verbundene Gewindestange gegenüber dem Querbalken verschraubt
wird und auf diese Weise eine Zugkraft auf die Beule ausgeübt wird.
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Dabei
wird die Beule so weit ausgezogen, dass nach der ggf. erfolgenden
elastischen Rückverformung
eine solche plastische Verformung erzielt wird, dass eine ebene
Blechfläche
wieder hergestellt wird.
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Die
bekannte Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass sie nur im Bereich
vollkommen ebener Blechflächen
verwendbar ist, und ein Einsatz der Vorrichtung im Bereich gekrümmter Blechflächen oder im
Bereich von Absätzen,
Sicken, Stufen oder ähnlichem
zu keinen befriedigenden Ergebnissen führt, da keine für eine exakte
Rückverformung
der Blechfläche
geeignete Konfiguration erzielt werden kann.
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Ein
weiterer Nachteil der bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass
die Relativbewegung des Stempels über die Drehung der Gewindestange
nur sehr langsam stattfindet, wodurch eine erhebliche elastische
Verformung des Blechs bewirkt wird, die die Abschätzung des
Bearbeitungsergebnisses erschwert und die Bearbeitungszeit verlängert.
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Die
bekannten Vorrichtungen weisen darüber hinaus den weiteren Nachteil
auf, dass die Bearbeitung mehrere Schäden, wie sie typischerweise
bei Hagelschäden
auftreten, nur sehr langsam vonstatten geht, da die Befestigung
des Stempel auf der Blechfläche
durch Verklebung einen aufwendigen Verklebungsvorgang mit anschließender erforderlicher
Aushärtungszeit
bedingt.
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Der
Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine Ausbeulvorrichtung bereitzustellen,
welche die vorstehend genannten Probleme zumindest verringert und
vorzugsweise vermeidet.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
eingangs genannten Vorrichtung gelöst, indem mindestens ein Auflager
relativ zum Querbalken beweglich ist.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
ermöglicht
dadurch, dass durch Relativbewegung des Auflagers zum Querbalken
der Querbalken auch dann zu der Blechfläche ausgerichtet werden kann,
wenn beispielsweise eines der Auflager auf einer Seite einer Stufe
der Blechfläche
und das andere Auflager auf der anderen Seite der Stufe angeordnet
ist. In diesem Fall kann beispielsweise das höher liegende Auflager durch
Relativbewegung näher
an den Querbalken heranbewegt werden und der Querbalken hierdurch
parallel zur Blechfläche
angeordnet werden. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist jedoch nicht
darauf beschränkt,
den Querbalken stets genau parallel auszurichten. In bestimmten
Fällen
kann es vorteilhaft sein, beispielsweise wenn eine schräg eingeprägte Verformung
ausgebeult werden soll, den Querbalken nicht parallel auszurichten,
sondern eine bewusste geneigte Ausrichtung des Querbalkens einzustellen,
um so beispielsweise mit dem Stempel einen Zug auf die Verformung
auszuüben,
der genau entgegengesetzt zu der Kraft gerichtet ist, welche die Beule
verursacht hat.
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Es
ist insbesondere vorteilhaft, wenn beide Auflager relativ zum Querbalken
beweglich sind. Bei dieser Ausführungsform
kann die Vorrichtung in besonders vielfältiger Weise zur Blechfläche ausgerichtet
werden, indem beide Auflager verstellt werden.
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Es
ist insbesondere bevorzugt, dass das/die Auflager in einer Richtung
im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse
des Querbalkens beweglich ist. Die so ermöglichte Bewegungsrichtung der
Auflager relativ zum Querbalken führt in den meisten Fällen zu
einer zufriedenstellenden Ausrichtung des Querbalkens in Bezug auf
die Blechfläche,
um somit eine günstige
Rückverformung
erzielen zu können.
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Weiterhin
ist es bevorzugt, wenn das/die Auflager mittels je einer Stange
mit Gewindeabschnitt mit dem Querbalken verbunden sind und der Gewindeabschnitt
mit korrespondierenden Gewindeabschnitten in dem Querbalken und/oder
dem Auflager bzw. den Auflagern zusammenwirkt. Bei dieser Ausführungsform
können
die Auflager durch Rotieren der Stange relativ zum Querbalken bewegt
werden und die so erzielte Gewindeverstellung ermöglicht eine besonders
präzise
Ausrichtung des Querbalkens zur Blechfläche und darüber hinaus, wenn der Stempel im
Bereich der Verformung befestigt ist, eine präzise Bewegung des Stempels
relativ zu den Auflagern, um auf diese Weise die Verformung rückzuverformen.
D.h., die Verstellung der Auflager zum Querbalken wird einerseits
dazu benutzt, die Querbalken exakt auszurichten und hierauf folgend
dazu benutzt, die für
den Ausbeulvorgang erforderliche Kraft auf die Beule aufzubringen.
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So
können
bei dieser Ausführungsform
die Stangen vorteilhafterweise mit einem Handgriff zum bequemen
Drehen der Stange versehen werden. Beispielsweise kann sich die
Stange mit dem Gewindeabschnitt durch eine Durchgangsgewindebohrung im
Querbalken erstrecken, wobei die Auflager jeweils auf einer Seite
des Querbalkens angeordnet sind und die Betätigungshandgriffe auf der anderen
Seite des Querbalkens angeordnet sind. Es ist insbesondere vorteilhaft,
wenn der Stempel zwischen den beiden Auflagern an dem Querbalken
angeordnet ist. Mit dieser Anordnung wird eine besonders steife
Vorrichtungsgestaltung ermöglicht,
die in den meisten Fällen einsetzbar
ist. Bei dieser Ausführungsform
werden die beiden Auflager auf gegenüberliegenden Seiten von der
Verformung angeordnet und der Stempel mit der zwischen den Auflagern
befindlichen Verformung verbunden. Die Vorrichtung kann beispielsweise
in solcher Weise modular aufgebaut sein, dass der Stempel zwischen
den beiden Auflagern montiert werden kann oder für bestimmte Einsatzzwecke auch
an einem Ende des Querbalkens montiert werden kann.
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Es
ist insbesondere vorteilhaft, wenn der Stempel relativ zum Querbalken
beweglich ist. Bei dieser Ausführungsform
wird neben der erfindungsgemäßen Bewegung
der Auflager zum Querbalken auch eine Bewegung des Stempels zum
Querbalken ermöglicht
und auf diese Weise die Anpassbarkeit der Vorrichtung an unterschiedliche
Geometrien der Blechoberfläche
erweitert. Dabei kann der Stempel sowohl senkrecht zur Längsachse
des Querbalkens als auch in Richtung der Längsachse des Querbalkens beweglich
sein, um auf diese Weise eine Justage des Stempels zu erzielen und
darüber
hinaus die für
die Rückverformung
erforderliche Relativbewegung zu ermöglichen.
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Dabei
ist es insbesondere bevorzugt, wenn der Stempel relativ zum Querbalken
in einer Richtung im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse
des Querbalkens beweglich ist. Diese Ausführungsform ermöglicht es,
dass die für
die Rückverformung
der Beule erforderliche Bewegung durch eine Stempelbewegung aufgebracht
wird. Dies ist besonders leicht zu handhaben und bietet darüber hinaus
den Vorteil, dass eine zuvor durch Bewegen der Auflager relativ
zum Querbalken gefundene Paralleljustage des Querbalkens zur Blechoberfläche während der Rückverformung
bestehen bleibt.
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Die
Erfindung löst
die zugrunde liegende Aufgabe gemäß eines weiteren Aspekts bei
einer eingangs genannten Ausbeulvorrichtung durch einen am Querbalken
drehbar gelagerten Exzenter, der mit Wirkflächen zusammenwirkt, die mit
dem Stempel verbunden sind. Bei dieser Vorrichtung wird zum einen
eine Relativbewegung zwischen Stempel und Querbalken ermöglicht und
darüber
hinaus kann diese Relativbewegung besonders schnell ausgeführt werden,
indem der Exzenter gedreht wird. Auf diese Weise kann ein für viele
Rückverformungen
anzustrebender „Schreck-Effekt" erzielt werden,
der ein weitestgehend plastische Verformungen ohne nennenswerte
elastische Verformungsanteile bewirkt und somit eine besonders effiziente
Rückverformung ermöglicht.
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Dabei
ist es besonders vorteilhaft, wenn diese Ausführungsform fortgebildet wird,
wie zuvor beschrieben.
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Weiterhin
ist es bei diesem Aspekt der Erfindung vorteilhaft, wenn der Exzenter
ausgebildet ist, um den maximalen Hub des Stempels relativ zum Querbalken
bei Drehung des Exzenters um etwa 180°, vorzugsweise um weniger als
180°, insbesondere
um etwa 90° zu
erzielen. Diese Fortbildung, bei der der Exzenter beispielsweise
in Form einer Nocke ausgeführt
sein kann, ermöglicht
eine Rückverformung
mittels einer Drehung des Exzenters um einen geringen Winkelbereich
und kann dadurch den gewünschten
Schreck-Effekt besonderes wirksam erzielen.
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Weiterhin
ist es vorteilhaft, wenn die Wirkflächen an einer den Exzenter
umschließenden
Ausnehmung des Stempels angeordnet sind. Diese Ausführungsform
bietet fertigungstechnische Vorteile und ermöglicht darüber hinaus eine besonders günstige,
spielfreie Zusammenwirkung zwischen dem Exzenter und den Wirkflächen am
Stempel.
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Gemäß eines
weiteren Aspekts der Erfindung wird die der Erfindung zugrunde liegende
Aufgabe bei einer eingangs genannten Vorrichtung gelöst, indem
der Stempel einen Aufnahmeabschnitt aufweist zur Verbindung mit
einem an der Blechfläche
befestigbaren, insbesondere mit der Blechfläche verklebbaren Anschlusselement.
Diese Ausführungsform
ermöglicht
eine besonders effiziente und zeitsparende Bearbeitung mehrerer
Beulen in einer Blechfläche,
indem mehrere Anschlusselemente benutzt werden, die jeweils an einer
Verformung mit der Blechfläche
verbunden werden und darauffolgend die Ausbeulvorrichtung nacheinander
an die Anschlusselemente angesetzt wird und der Aufnahmeabschnitt
an dem jeweiligen Anschlusselement befestigt wird. Auf diese Weise
wird vermieden, dass bei jedem neuen Ausbeulvorgang eine aufwendige erneute
Befestigung des Stempels im Bereich der Verformung erfolgen muss,
sondern es wird diese zeitaufwendige Befestigung vorverlagert und
dann die Rückverformungen
in schneller Folge nacheinander aufgeführt. Diese Vorrichtung ist
insbesondere vorteilhaft, wenn die Befestigung durch Verklebung erfolgt,
da in diesem Fall bei Ausbeulen mehrere Beulen das Warten auf die
Aushärtung
des Klebstoff keine wesentliche Verzögerung des gesamten Ausbeulvorgangs
verursacht.
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Dabei
ist es insbesondere vorteilhaft, wenn die Vorrichtung fortgebildet
wird, wie zuvor beschrieben. Hierdurch kann eine Ausbeulvorrichtung
realisiert werden, die für
eine Vielzahl von Ausbeulvorgängen
an verschiedenen Orten der Blechfläche, auch an geometrisch schwierigen
Orten, eine schnelle und effiziente Ausbeulung ermöglicht.
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Die
vorgenannte Ausführungsform
kann weiter fortgebildet werden, indem der Aufnahmeabschnitt zur
formschlüssigen
Verbindung mit dem Anschlusselement ausgebildet ist. Grundsätzlich sind verschiedene
Verbindungsmöglichkeiten
zwischen Anschlusselement und Aufnahmeabschnitt möglich und
für bestimmte
Anwendungen vorteilhaft. So kann, um eine variable Befestigung erzielen
zu können,
eine kraftschlüssige
Verklemmung des Anschlusselementes im Aufnahmeabschnitt vorgesehen
sein. Bei vielen Anwendungen ist jedoch die formschlüssige Verbindung
zu bevorzugen, da hierdurch einerseits eine besonders sichere Verbindung erzielt
wird, die für
einen exakten Ausbeulvorgang erforderlich ist und darüber hinaus
die relative Beweglichkeit zwischen Stempel und Auflager zur spielfreien
Einstellung zwischen Aufnahmeabschnitt und Anschlusselement genutzt
werden kann.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann weiterhin fortgebildet werden durch ein Anschlusselement, umfassend
eine Klebefläche
zur Verklebung des Anschlusselementes mit der Blechfläche und
einen Adapterabschnitt zur Verbindung mit dem Aufnahmeabschnitt.
Dieses Anschlusselement eignet sich zur Verklebung auf der Blechfläche und
kann dann vorzugsweise während
oder nach der Aushärtung
mittels des Adapterabschnitts mit dem Aufnahmeabschnitt des Stempels
verbunden werden, um den Ausbeulvorgang durchzuführen. Es ist insbesondere vorteilhaft,
einen Vorrichtungssatz zum Ausbeulen bereitzustellen, der eine Vorrichtung
und mehrerer solcher Anschlusselemente umfasst, um mit diesem Ausbeulvorrichtungssatz
mehrere Blechschäden
in einer schnelleren Folge ausbeulen zu können.
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Dabei
ist es insbesondere vorteilhaft, wenn das Anschlusselement hantelförmig ausgebildet
ist, mit einer an dem ersten Ende ausgebildeten Klebefläche, einem
an dem gegenüberliegenden
Ende angeordneten Adapterabschnitt und einem dazwischen ausgebildeten
schmalen Halsabschnitt. Diese Ausgestaltung des Anschlusselementes
ermöglicht
eine sichere formschlüssige
Befestigung des Anschlusselements an dem Stempel und kann leicht
im Verformungsbereich verklebt werden. Der Aufnahmeabschnitt des
Stempels kann für
dieses Anschlusselement beispielsweise in Form einer Ausnehmung
in einer zylindrischen Stange gestaltet sein, in die der Adapterabschnitt
durch eine erste Öffnung
in radialer Richtung eingesetzt werden kann und aus der der schmale
Halsabschnitt durch eine axiale Öffnung,
die mit der ersten Öffnung
verbunden ist, herausragen kann.
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Die
zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtungen können weiterhin
fortgebildet werden durch ein Leuchtmittel zur Erzeugung mindestens
einer Lichtreflexion in Form eines Lichtstreifens auf der Blechfläche im Bereich
der Verformung. Dies ermöglicht
eine besondere präzise
und universale Überprüfung der
Ebenheit der Blechfläche
und macht dem Anwender der Vorrichtung Unregelmäßigkeiten im Blechflächenverlauf
leicht erkennbar. Die Leuchtmittel können dabei beispielsweise an
der erfindungsgemäßen Vorrichtung
befestigt sein, um so eine vorbestimmte, vorteilhafte Lage der Leuchtmittel sicherzustellen.
Oftmals ist die getrennte Bereitstellung der Leuchtmittel vorteilhaft
oder die einstellbare Ausrichtung der Leuchtmittel zu der erfindungsgemäßen Ausbeulvorrichtung.
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Schließlich besteht
eine weitere Fortbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung in der Bereitstellung
zumindestens eines weiteren, an dem Querbalken angeordneten Auflagers.
Dies ermöglicht
eine insgesamt steifere und stabilere Abstützung der erfindungsgemäßen Vorrichtung
auf der Blechfläche und
kann für
die Rückverformung
mehrere Verformungen, insbesondere von Verformungen im sehr dünnen oder
sehr dicken Blechen benutzt werden.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann betrieben werden nach einem Verfahren zum Ausbeulen von Blechflächen, mit
den Schritten: Aufsetzen eines ersten und zweiten Auflagers, welche
an einem Querbalken angeordnet sind, auf die Blechfläche im Bereich
um die auszubeulende Verformung, Befestigen eines Stempels im Bereich
der Verformung, vorzugsweise durch Verkleben, Relativbewegen des Stempels
zum ersten und/oder zweiten Auflager zum Ausbeulen, und Lösen des
Stempels und Abnehmen des ersten und zweiten Auflagers, wobei nach
dem Aufsetzen des ersten und zweiten Auflagers mindestens ein Auflager
relativ zum Querbalken bewegt wird, um den Querbalken zur Blechoberfläche auszurichten,
insbesondere etwa parallel auszurichten.
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Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann auch betrieben werden nach einem Verfahren zum Ausbeulen von
Blechflächen,
mit den Schritten: Aufsetzen eines ersten und zweiten Auflagers,
welche an einem Querbalken angeordnet sind, auf die Blechfläche im Bereich
um die auszubeulende Verformung, Befestigen eines Stempels im Bereich
der Verformung, vorzugsweise durch Verkleben, Relativbewegen des
Stempels zum ersten und/oder zweiten Auflager zum Ausbeulen, und
Lösen des
Stempels und Abnehmen des ersten und zweiten Auflagers, wobei die
Relativbewegung des Stempels durch Drehen eines am Querbalken drehbar
gelagerten Exzenters, der mit Wirkflächen zusammenwirkt, die mit
dem Stempel verbunden sind, bewirkt wird.
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Schließlich kann
die erfindungsgemäße Vorrichtung
betrieben werden nach einem Verfahren zum Ausbeulen von Blechflächen, mit
den Schritten: Aufsetzen eines ersten und zweiten Auflagers, welche
an einem Querbalken angeordnet sind, auf die Blechfläche im Bereich
um die auszubeulende Verformung, Befestigen eines Stempels im Bereich
der Verformung, vorzugsweise durch Verkleben, Relativbewegen des
Stempels zum ersten und/oder zweiten Auflager zum Ausbeulen, und
Lösen der
Verklebung des Stempels und Abnehmen des ersten und zweiten Auflagers,
wobei der Stempel im Bereich der Verformung befestigt wird, indem
ein Anschlusselement im Bereich der Verformung mit der Blechfläche verklebt wird
und das Anschlusselement an dem Stempel befestigt wird, vorzugsweise
formschlüssig
befestigt wird.
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Eine
bevorzugte Ausführungsform
wird anhand der anhängen
Figur beschrieben:
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Die
Figur zeigt eine teilgeschnittene Frontalansicht einer Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Ausbeulvorrichtung.
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Die
dargestellte Ausführungsform
weist einen zentral angeordneten Stempel 10 auf, der in
einer Grundplatte 20 vertikal verschieblich gelagert ist. Der
Stempel 10 weist einen oberen Führungsabschnitt 11 auf,
der eine rechtwinklige Ausnehmung 12 umschließt. An dem
oberen Führungsabschnitt 11 schließt sich
ein unterer Aufnahmeabschnitt 13, der eine in radialer
Richtung eingeschnittene Ausnehmung 14 und eine axiale Öffnung 15,
die sich von der Stirnseite des Aufnahmeabschnittes in die Ausnehmung 14 erstreckt
und nach radial geöffnet
ist, umfasst.
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In
der rechtwinkligen Ausnehmung 12 im oberen Führungsabschnitt 11 sind
eine obere und eine untere Führungsfläche 16, 17 angeordnet,
die mit einem Exzenter 30 zusammenwirken. Der Exzenter 30 ist
mittels einer Lagerwelle 31 in einer Verdickung 21 der
Grundplatte 20 drehbar gelagert und kann mittels eines
an der Lagerwelle befestigten Handgriffs 32 gedreht werden.
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Die
Grundplatte 20 erstreckt sich zu beiden Seiten von dem
Stempel in symmetrischer Weise und weist an ihren beiden Enden jeweils
eine parallel zur Bewegungsrichtung des Stempels ausgerichtete durchgehende
Gewindebohrung 22, 22' auf, in die eine Gewindestange 40 eingesetzt
ist.
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Die
Gewindestange 40 weist an ihrem oberen Ende einen Drehknauf 41 auf,
der mittels einer Kontermutter 42 drehmomentenfest auf
der Gewindestange 40 befestigt ist.
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An
ihrem gegenüberliegendem,
unteren Ende ist die Gewindestange wiederum drehmomentenfest mittels
einer Kontermutter 42 mit einem Auflagerfuss 44 verbunden,
der eine untere, ebene Fläche 45 aufweist,
die auf einer Blechfläche 50 aufsetzbar ist.
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Durch
Drehen des Handknaufs 41 kann die Gewindestange 40 relativ
zur Grundplatte gedreht werden und somit durch Zusammenwirken des
Innengewindes in der Grundplatte mit dem Außengewinde der Gewindestange
relativ vertikal zur Grundplatte bewegt werden. Hierdurch kann die
Grundplatte parallel zur Blechoberfläche 50 ausgerichtet
werden.
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Die
Blechoberfläche 50 weist
eine Verformung 51 auf, in der ein Anschlussstück 60 mittels
eines Klebstoffs 61 festgeklebt ist.
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Das
Anschlussstück 60 weist
einen zylindrischen Halsabschnitt 62 auf, der nach unten
verbreitert mit einer Klebeplattform 63 einstückig verbunden ist.
In gleicher Weise ist der zylindrische Halsabschnitt nach oben einstückig mit
einer zylindrischen größeren Adapterplatte 64 verbunden.
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Die
Adapterplatte 64 kann in radialer Richtung in die Ausnehmung 14 eingesetzt
werden, wodurch der obere Abschnitt des Halsabschnitts 62 in der
axialen Öffnung 15 zu
Liegen kommt. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Verankerung des Anschlusselementes 60 am
Stempel 10 bewirkt.
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Hierauf
folgend kann durch leichtes synchrones Bewegen der Drehknäufe 41, 41' die Verbindung zwischen
dem Anschlussstück 60 und
dem Stempel 10 spielfrei vorgespannt werden und anschließend durch
dosiertes Umlegen des Handgriffs 32 der Stempel aufwärts bewegt
werden, um hierdurch die Verformung 51 aus der Blechoberfläche 50 herauszuziehen.