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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Falzeinheit von der Art wie
sie verwendet wird, um Bleche zu falzen, insbesondere für das Verbinden
zweier Bleche durch Ziehen eines Schenkels der Kante eines Blechs
bis zur Kante des anderen Blechs.
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Diese
Arbeitsweise wird verbreitet auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugherstellung
verwendet, um bewegliche Teile eines Körpers wie Türen, Hecktüren, Kühlerhauben und Kotflügel zu falzen.
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Die
Falzeinheit gemäß der Erfindung
wurde entworfen, um das bekannte Falzverfahren durchzuführen, gemäß dem eine
zu falzende Kante, die bereits etwa um 90° in Bezug auf die Blechebene
gefaltet ist, während
eines ersten Schrittes des Vorfalzens teilweise in einem Winkel
von der Größenordnung von
45° in die
Richtung des anderen Blechs gefaltet wird; in einem zweiten Schritt
zum Falzen wird die bereits teilweise gefaltete Kante vollständig gefaltet,
bis sie an der Kante des anderen Bleches anliegt.
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Eine
Falzeinheit gemäß dem Oberbegriff
des Anspruches 1 ist aus der
EP-A-0724922 bekannt,
bei der die kinematische Kette, die die Rotationswelle des Antriebs
jeweils mit der ersten Abkantklinge und der zweiten Abkantklinge
mechanisch verbindet, von der Drehwelle getragene Nocken und entsprechende Abtastelemente
enthält.
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Diese
Lösung
ist mechanisch effektiv, aber ihr Hauptnachteil liegt in den relativ
hohen Kosten, die zum Ausbilden der Nocken erforderlich sind.
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Das
Ziel der Erfindung ist die Herstellung einer Falzeinheit von der
Art, wie sie oben beschrieben ist, deren kinematische Kette ökonomischer
gemacht werden kann, die verlässlich
ist und eine hohe Produktionsrate ermöglicht.
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Gemäß der Erfindung
wird dieses Ziel durch eine Falzeinheit für Bleche gemäß Anspruch
1 erreicht.
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Durch
das beanspruchte Lösungskonzept
ist es möglich,
eine Falzeinheit herzustellen, bei der die zyklischen Bewegungen
des Vorfalzblattes und des Falzblattes von einem herkömmlichen
Antrieb, wie einem elektrischen Getriebemotor, durch Steuermittel,
welche Übersetzungselemente,
insbesondere Zahnräder,
Pleuelstangen und Hebel, die keine teuren Bearbeitungen zur Herstellung
benötigen,
mit einer perfekten Synchronisierung zwangsgesteuert werden.
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Die
Erfindung wird sich durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung
als klarer herausstellen, die als nicht beschränkendes Beispiel geschaffen
wurde und mit Bezugnahme auf die anhängenden Zeichnungen, die eine
bevorzugte Ausführungsform
darstellen, angefertigt wurde, in welchen:
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die 1 eine
schematische Seitenschnittansicht ist, die die Falzeinheit der Erfindung
in einem Zustand vor Begin eines Falzzyklus zeigt,
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die 2 eine
Ansicht ähnlich
der 1 ist, die die Falzeinheit in einem Zustand, in
welchem der Falzzyklus gestartet wird, zeigt,
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die 3 bis 5 schematische
Ansichten ähnlich
den 1 und 2, aber in einem reduzierten
Maßstab
sind, in welchen die Falzeinheit in aufeinanderfolgenden Schritten
des Falzzyklus gezeigt ist,
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die 6 eine
Ansicht von vorne geschnitten entlang der Linie VI-VI aus 5 ist,
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die 7 eine
Ansicht gemäß Pfeil
VII aus 6 ist,
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die 8 und 9 schematische
Ansichten ähnlich
den 3 bis 5 sind, welche die Falzeinheit
während
weiterer Schritte des Falzzyklus darstellen, und
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die 10 eine
Seitenansicht ist, die die Falzeinheit in einem Ruhezustand zeigt,
in welchem eine Falzklinge davon einem Umrüsten oder einem Endeinstellungsvorgang
unterzogen werden kann, bevor die Einheit betrieben wird.
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Mit
Bezugnahme auf die Figuren führt
eine Falzeinheit 10 gemäß der Erfindung
das Falzen zweier Bleche W1, W2, die auf einer oberen horizontalen Auflagefläche 11 eines
Unterbaus 12 angeordnet sind, welcher mit der Falzeinheit
verbunden ist oder verbunden sein kann, mit Hilfe einer ersten Abkantklinge 14 oder
einem Vorfalzblatt und einer zweiten Abkantklinge 16 oder
einem Falzblatt durch, die von oben einwirken. Diese Anordnung ist
jedoch nicht beschränkend,
und eine Falzeinheit gemäß der Erfindung
könnte
ein Blech bearbeiten, dessen Lage anders als horizontal sein kann.
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Die
Falzeinheit 10 enthält
ein stabiles Gehäuse,
das mit 18 in seiner Gesamtheit bezeichnet ist, welches
ferner aus einer Basis 20 und einem Paar Seitenwänden 22 geformt
ist, welche die meisten ihrer Komponenten umschließen und
tragen.
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Die
Falzeinheit 10 umfasst vom Gehäuse 18 getragene Steuermittel,
die geeignet sind, auf die erste Abkantklinge 14 und auf
die zweite Abkantklinge 16 jeweils synchronisierte zyklische
Bewegungen, wie folgt beschrieben, zwischen ihren Ruhe- und Arbeitspositionen
aufzubringen.
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Solche
Steuermittel umfassen einen herkömmlichen
Drehantrieb in Form eines elektrischen Getriebemotors 24 (6 und 7)
und eine kinematische Doppelkette, die insgesamt mit 26 bezeichnet
ist.
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Die
kinematische Doppelkette 26 verbindet mechanisch eine Ausgangswelle 28 des
Getriebemotors 24 mit jeweils der ersten Abkantklinge 14 und der
zweiten Abkantklinge 16.
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Insbesondere
umfassen die Steuermittel ein an der Welle 28 festsitzendes
Antriebszahnrad 30, mit dem ein Abtriebszahnrad 32 in
Eingriff steht, welches an einer Abtriebswelle 34 festgemacht
ist.
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Vorzugsweise
steuert das Antriebszahnrad 30 das Abtriebszahnrad 32 in
einem Verhältnis 11,
so dass die Abtriebswelle 34 mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die Ausgangswelle 28 des Getriebemotors 24 rotiert.
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Ein
erstes Getriebe, das in seiner Gesamtheit mit 36 bezeichnet
ist, welches die Bewegung von der Ausgangswelle 34 behält, ist
mit der ersten Abkantklinge 14 verbunden.
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Ein
zweites Getriebe, das in seiner Gesamtheit mit 38 bezeichnet
ist, welches die Bewegung direkt von der Ausgangswelle 34 des
Getriebemotors 24 erhält,
ist mit der zweiten Abkantklinge 16 verbunden.
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Das
erste Getriebe 36 umfasst aufeinanderfolgend eine erste
Kurbel 40, die an der Abtriebswelle 34 festgemacht
ist, eine erste Pleuelstange 42 und einen ersten Schwinghebel 44,
der um eine erste Schwingungsachse A1 drehbar angelenkt ist.
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Ein
Arm 46 des Hebels 44 trägt die erste Abkantklinge 14 über einen
Klingenträger 48 und
die Pleuelstange 42 verbindet die erste Kurbel 40 und den
anderen Arm 50 des Hebels 44.
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Das
zweite Getriebe 38 umfasst aufeinanderfolgend eine zweite
Kurbel 52, die direkt an der Ausgangswelle 28 des
Getriebemotors 24 festgemacht ist, und eine zweite Pleuelstange 54,
deren der zweiten Kurbel 52 gegenüberliegendes Ende bei 53 an
ein Stützelement 53a,
das an einem Arm 60 eines zweiten Schwinghebels 56 fixiert
ist, angelenkt ist. Das Stützelement 53a trägt ein bewegliches
Schloss 55, das mit zwei gegenüberliegenden Flächen 55a und 55b mit
einer bogenförmigen
Oberfläche
versehen ist. Die zweite Abkantklinge 16 ist am Ende eines anderen
Arms des zweiten Schwinghebels 56, das mit dem Bezugszeichen 58 bezeichnet
ist und gegenüber
dem Arm 60 liegt, gelenkig gehalten.
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Der
zweite Schwinghebel 56 ist Teil einer Einheit, die in ihrer
Gesamtheit mit 62 bezeichnet ist, welche einen Schwingkopf 64 umfasst,
der um eine zweite Schwingachse A2 drehbar angelenkt ist, die feststehend
und parallel zur ersten Achse A1 ist.
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Der
zweite Schwinghebel 56 ist auch am Schwingkopf 64 über eine
dritte Achse A3 drehbar angelenkt, die parallel zur zweiten Achse
A2 ist und von der zweiten Abkantklinge 16 um einen Wert
kleiner als der Abstand der zweiten Abkantklinge 16 von der
zweiten Achse A2 versetzt ist.
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Der
Schwingkopf 64 und das Gehäuse 18 sind mit Anschlägen, jeweils
beweglich 66 und fest 68, versehen, die in frontaler
Lage miteinander in Eingriff kommen können.
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Wie
im Folgenden klarer gemacht wird, kommt, wenn der zweite Schwinghebel 56 eine
vorgegebene Winkelposition erreicht, welche der Konfiguration der 4 bis 8 entspricht,
der bewegliche Anschlag 66, der durch den Schwingkopf 64 getragen
wird, frontal mit den Anschlag 68 in Eingriff und verhindert
eine weitere Drehung des Schwingkopfes 64 um die zweite
Achse A2 während
seiner Drehbewegung in die Arbeitsposition der zweiten Klinge 16.
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Elastisch
nachgebende Mittel sind zwischen dem zweiten Schwinghebel 56 und
dem Schwingkopf 64 angeordnet, welche, was im Folgenden
besser verstanden werden kann, geeignet sind, die zuvor genannte
weitere Drehung des Hebels 56, aber diesmal um die dritte
Achse A3 in die Arbeitsposition der zweiten Klinge 16,
gezeigt in 5, zu erlauben, während der
Schwingkopf 64 aufgrund des zuvor genannten Aufeinandertreffens
der Anschläge 66, 68 gesperrt
gehalten wird.
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Vorzugsweise,
wie dargestellt, bestehen diese elastisch nachgebenden Mittel aus
einer stabilen Druckschraubenfeder 70, die schematisch
durch gestrichelte Linien in den Figuren angedeutet ist.
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Ein
erstes Formstück 65 mit
einer bogenförmigen
Oberfläche 65a,
die konzentrisch mit der dritten Achse A3 und komplementär zur bogenförmigen Oberfläche 55b des
beweglichen Schlosses 55 ist, ist am Schwingkopf 64 befestigt,
während
ein zweites Formstück 67 mit
einer bogenförmigen
Oberfläche 67a,
die ebenfalls konzentrisch zur Achse A3 und komplementär zur bogenförmigen Oberfläche 55a des
beweglichen Schlosses 55 ist, mit dem Gehäuse 18 in
einer Position gegenüber
dem Schwingkopf 64 verbunden ist.
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Die
Einheit 62, zu der der zweite Schwinghebel 56 gehört, umfasst
auch einen Körper 72,
welcher die zweite Abkantklinge 16 über einen Klingenträger 74 trägt.
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Der
Trägerkörper 72 ist
am Arm 58 des zweiten Schwinghebels 56 um eine
vierte Achse A4 parallel zur dritten Achse A3 angelenkt.
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Ein
Abschnitt einer Pleuelstange 76, parallel zum Arm 58,
ist am Schwinghebel 64 angelenkt, der andere Abschnitt
davon ist am Trägerkörper 72 entsprechend
um eine fünfte
Achse A5 und um eine sechste Achse A6, beide parallel zur dritten
Achse A3 und zur vierten Achse A4, angelenkt.
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Der
Schwingkopf 64, der Trägerkörper 72, der
vorgenannte Arm 58 und die Pleuelstange 76 bilden
daher ein Gelenkparallelogramm, das in seiner Gesamtheit mit 78 bezeichnet
ist, welches so angeordnet ist, dass wenn der Schwingkopf 64 durch
das Aufeinandertreffen der Anschläge 66, 68 gesperrt bleibt,
eine Rotation des zweiten Schwinghebels 56 um die dritte
Achse A3 zur Arbeitsposition der zweiten Abkantklinge 16 eine
Bewegung der zweiten Abkantklinge 16 verursacht, die im
Wesentlichen geradlinig und normal auf die Auflagefläche 11 der
Bleche W1, W2 ist. Der Vorteil dieser Anordnung wird durch das Folgende
klar.
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In 1 wurde
ein entfernbarer Bolzen, der die Achse 4 bildet und den
Trägerkörper 72 mit
dem Arm 58 des zweiten Schwinghebels 56 verbindet,
mit 80 bezeichnet. Eine besondere Funktion des entfernbaren
Bolzens 80 wird im Folgenden mit Bezugnahme auf 10,
in welcher der Sitz, aus dem der Bolzen 80 entfernt wurde,
mit 80a bezeichnet wurde, beschrieben.
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Es
wird nun nacheinander auf die 1 bis 9 Bezug
genommen, um den Falzzyklus zu beschreiben.
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1 entspricht
dem Anfangszustand, in welchem die zu falzenden Bleche W1, W2 korrekt
auf der Auflagefläche 11 in
Hinblick auf das Falzen angeordnet und positioniert wurden.
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In
dieser Figur hat das Blech W1 einen bereits rechtwinklig gefalteten
Endschenkel L, welcher an der Seite, die der Falzeinheit 10 gegenüber liegt, angeordnet
ist.
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Sowohl
das Vorfalzblatt 14 oder die erste Abkantklinge, als auch
das Falzblatt 16 oder die zweite Abkantklinge, sind in
entsprechende Ruhepositionen angehoben und zurückgezogen, in denen sie nicht das
Legen der zu falzenden Bleche W1, W2 auf die Auflagefläche 11 und
das Entfernen davon von der Auflagefläche 11 nach dem Falzen
(von oben im Beispiel der Figuren) stören.
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In
den Figuren ist die Drehrichtung der Welle 28, die das
zweite Getriebe 38 steuert, mit R bezeichnet, die Drehrichtung
der Welle 34, die das erste Getriebe 36 steuert,
ist aufgrund des Ineinandergreifens der Zahnräder 30 und 32 entgegengesetzt
zu R.
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Wie
zuvor angegeben, dreht die Welle 34 mit der gleichen Geschwindigkeit
wie die Welle 28, sodass das erste Getriebe 36,
das mit der ersten Klinge 14 verbunden ist, eine Anzahl
von Bewegungszyklen durchführt,
die gleich jener des zweiten Getriebes 38 ist.
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Die
erste Abkantklinge 14 hat eine Arbeits- oder Pressfläche 14a,
die geeignet ist, mit dem rechtwinkligen Schenkel L in Eingriff
zu kommen, um ihn im Wesentlichen auf 45° zu falten.
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In
einem ersten Schritt (welcher dem Übergang vom Zustand der 1 zu
jenem der 2 entspricht) bewegt sich die
erste Abkantklinge 14 mit einer bogenförmigen Bewegung um die erste
Achse A1 nach vorwärts
und ihre Arbeitsfläche 14a nähert sich in
ihrem Endabschnitt der Bewegung dem Schenkel L entlang einer Richtung
von im Wesentlichen 45° in Bezug
auf die Auflagefläche 11 des
Unterbaus 12 (Pfeil F1, 2), um das
Biegen des Schenkels L auf ungefähr
45° in Bezug
auf die Fläche 11 durchzuführen.
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In
der Zwischenzeit hat das zweite Getriebe 38 die Vorwärtsbewegung
der zweiten Abkantklinge 16 als ein Einzelstück mit der
gesamten Einheit 62 entlang eines Abschnitts eines bogenförmigen Weges
um die zweite Achse A2 (Pfeil F2) bewirkt, wobei es die zweite Klinge 16 an
die Arbeitsposition annähert.
In diesem Schritt gleitet aufgrund des Aufwärtsschubes, der durch die Pleuelstange 54 auf
das Stützelement 53a und
daher auf das Schloss 55 ausgeübt wird, die bogenförmige Fläche 55b des
Schlosses 55 in gleitendem Eingriff mit der bogenförmigen Fläche 65a des
Formstückes 65 entlang
eines Abschnitts der Oberfläche 65a,
wobei das Schloss 55 dazu gebracht wird, sich an das Formstück 67 anzunähern.
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In
einem zweiten Schritt (3) zieht sich die erste Abkantklinge 14 aus
dem Bereich des Schenkels L, der auf 45° gefaltet wurde, zurück, um der
zweiten Abkantklinge 16, die mit einer aktiven Vorderfläche 16a davon
gemäß dem bogenförmigen Weg,
der immer noch durch den Pfeil F2 angezeigt wird, nach unten zum
Schenkel L geht, Platz zu machen. In diesem zweiten Schritt gleitet
die bogenförmige
Fläche 55b des
Schlosses 55 weiterhin entlang der Oberfläche 65a und
steigt in den Raum zwischen den beiden bogenförmigen Oberflächen 65a und 67a auf,
die voneinander weggehen.
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Am
Beginn eines dritten Schritts (4) hat die
zweite Abkantklinge 16, die immer noch dem bogenförmigen Weg
um die Achse A2, angezeigt durch den Pfeil F2, folgt, eine Position
erreicht, in welcher sie senkrecht über dem Schenkel L steht. In
diesem Zustand liegt der bewegliche Anschlag 66, der vom Schwingkopf 64 getragen
wird, am festen Anschlag 68 an, sodass die Bewegung des
Kopfes 64 entsprechend dem Pfeil F2 nicht mehr fortgesetzt
werden kann.
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Aufgrund
des Schubes der zweiten Pleuelstange 54 setzt der zweite
Schwinghebel 56 statt seiner Drehung in Richtung des Pfeils
F3 (5) seine Bewegung um die dritte Achse A3 fort,
die nunmehr fixiert worden ist. Diese Drehung verursacht auch eine
weitere Bewegung des Schlosses 55 bis es als Ergebnis des
Gleitens seiner bogenförmigen
Flächen 55a und 55b jeweils
entlang der entsprechenden bogenförmigen Flächen 67a und 65a der
Formstücke 67 und 65 in
eine Position geführt
ist, in welcher es vollständig
den Raum zwischen den beiden Formstücken 65 und 67 einnimmt.
In dieser Position verhindert das Schloss 55 effektiv den Druckaufwand,
der durch die zweite Abkantklinge 16 auf den Schenkel L ausgeübt wird,
um eine Gegendrehung des Schwingkopfes 64 um die Achse
A2 zu bewirken.
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Die
Bewegung des Drehpunktes des zweiten Schwinghebels 56 von
der zweiten Achse A2 auf die dritte Achse A3 entspricht einer Zunahme
des mechanischen Vorsprungs des Hebels 56, d. h. einer
Intensivierung der Biegekraft, die durch die zweite Abkantklinge
auf den Schenkel L aufgebracht wird.
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Die
Drehung gemäß Pfeil
F3 wird durch das elastische Nachgeben der Feder 70 erlaubt,
die nun komprimiert ist, während
die Feder 10 während
der vorhergehenden Schritte von 1 bis 4 im
Wesentlichen als starres Element gewirkt hat.
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Durch
die Gegenwart des Gelenkparallelogramms 78 ist die abschließende Arbeitsbewegung der
zweiten Abkantklinge 16, d. h. die des Falzens, die in
der Position der 5 dargestellt ist, im Wesentlichen
geradlinig und normal auf die Auflagefläche 11, wie durch
den Pfeil F4 in dieser Figur angezeigt.
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In
diesem abschließenden
Falzschritt wirkt die zweite Abkantklinge 16 auf den Schenkel
L, indem seine aktive Vorderfläche 16a den
Schenkel L ganz drückt,
d. h. vollständig
auf die Kante des Bleches W2 faltet.
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Die
Merkmale der Zunahme des mechanischen Vorspungs des Hebels
56,
verursacht durch den vorbeschriebenen Wechsel des Drehpunktes von
A2 zu A3 und der geradlinigen Arbeitsbewegung der zweiten Abkantklinge
16,
die durch das Gelenkparallelogramm
78 verursacht wird,
stellt einen Vorteil in Bezug auf die Lösung, die aus
EP-A-0 724 922 bekannt ist,
dar, in welcher keine Mittel zur Intensivierung der Biegekraft,
die durch die zweite Klinge auf den zu falzenden Schenkel ausgeübt wird,
vorgesehen waren und bei welcher die zweite Klinge einen bogenförmigen Weg
auch während
des Arbeitsschrittes folgte, mit der Folge, dass eine Komponente
an seitlicher Kraft, die der Präzision
des Falzens abträglich
war, auf den Schenkel aufgebracht wurde.
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Nach
dem Abschluss des Falzvorganges bringt, wie in 5 dargestellt,
das zweite Getriebe 38 die gesamte Einheit 62 der
zweiten Klinge 16 zurück
in eine angehobene Position in Bezug auf die Bleche W1, W2, wobei
sie die Positionen, die in den 8 und 9 gezeigt
sind, durchläuft.
Um das Erreichen einer solchen Position durch die Einheit 62 möglich zu
machen, und damit die Drehung des Schwingkopfes 64 um die
Achse A2, wird das Schloss 55 aus dem Raum zwischen den
Formstücken 65 und 67 entfernt,
indem seine bogenförmigen Oberflächen 55a und 55b auf
den entsprechenden bogenförmigen
Oberflächen 67a und 65a der
Formstücke 67 und 65,
aufgrund eines Zuges, der durch die zweite Pleuelstange 54 des
Getriebes 38 auf das Stützelement 53a ausgeübt wird,
gleiten.
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In
der Zwischenzeit hat das erste Getriebe 36 bewirkt, dass
die erste Klinge 14 einen Bewegungszyklus durchgeführt hat,
der sie zurück
in eine Position entsprechend zu jener aus 1 gebracht hat,
in welcher sie für
einen neuen Arbeitszyklus bereit ist.
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Mit
Bezugnahme auf 10 erlaubt die Gelenkparallelogrammanordnung 78 Vorteil
aus einer günstigen
Möglichkeit
zu ziehen. Wie bereits oben hingewiesen, kann der Bolzen 80,
der die Achse A4 bildet, entfernt werden, um seinen Sitz, der mit 80a bezeichnet
ist, freizugeben. Auf diese Weise kann der Trägerkörper 72 um die Achse
A6 in Richtung des Pfeils F5 aus 10 gekippt
werden, bis er die Position in durchgezogenen Linien der gleichen 10 erreicht.
In dieser Position ist die aktive Vorderfläche 16a der Abkantklinge 16 nach
oben gerichtet und daher einfach für eine Bedienungsperson zugänglich, die
mit Hilfe eines Werkzeuges wie einem Schleifer einfach jede Korrektur
oder Wartungsarbeit an der Fläche 16a der
Klinge 16 durchführen
kann, die notwendig ist, bevor die Falzeinheit betrieben wird.