用于折边工具的折边单元的制作方法

本发明涉及一种用于折边工具的折边单元、一种具有相应的折边单元的折边工具和一种用于改装具有相应的折边单元的折边工具的方法。

背景技术：

在成形由片材制成的工件时使用折边法(通常也称为“卷边法”)，以便将由相同的或不同的材料构成的片材通过冷加工形状锁合地相互连接。尤其是为了制造机动车的车身构件、例如车门或由片材构成的其它面状车身构件，通过将片材边缘进行折边或者说卷边而将外部片材与内部结构片材不可拆卸地相互连接。

在所谓的“滚边”时，首先借助于深冲法将片材三维预成型并切边。随后，外部片材例如获得弯曲约90°的法兰。在实际的折边过程中，所述法兰通过由机器人沿着法兰引导的滚边工具在多个道次中完全地置于结构片材的边缘上。通常情况下，在各个道次之间需要至少一次工具更换。

DE 692 00 577 T2示出这样的滚边方法，其中，由具有竖立环周边缘的外部板和内部板构成的工件的边缘借助于边缘弯辊首先以限定的角度弯曲。在所述“预折边”之后，终折边以不同的轧制定向或轧制几何形状实现，通过轧制定向或所述轧制几何形状在第二轧制道次中将弯曲的片材最终折弯，直至先前竖立的边缘最终置于内部板的环周边缘上。

滚边方法虽然非常灵活，然而折边的整个长度必须被多次经过，由此明显提高每个构件的生产周期。

此外已知具有折边钳口的挤压工具，所述挤压工具将片材在多个挤压升程中折边并且相互连接。为此，在待连接的片材部件的法兰同样首先借助预折边钳口预折边之后，所述片材部件随后借助终折边钳口被终折边。这两个步骤能够在两个不同的挤压工具中或者借助两个不同几何形状的折边钳口进行。在每种情况下都需要更换所使用的工具。

WO 01/24954 A1描述一种卷边设备，其中使用仅一个唯一的卷边钳口，并且首先通过水平的线性运动将外部片材的法兰预折边。随后，该卷边设备的整个下部工具连同容纳片材部件的卷边机座一起通过升程运动升高并且压向卷边钳口，以便将已经预折边的法兰最终折边。

这种挤压工具需要耗费的液压装置，以便将大且重的下部工具升高并且压向卷边钳口。相应耗费的是，所需要的液压机组和高的投资成本。控制耗费也非常复杂，因为重的下部工具必须尽可能精确地朝向卷边钳口移动，以便获得合格质量的折边。

由于所描述的设备的复杂性，长期的规划和设立阶段是常见的。短期的新购置或改装成新的待折边的工件因此是不可行的。

技术实现要素：

因此，本发明的目的是提出一种尽可能简单地制造的折边工具，所述折边工具在尽可能低的投资成本的情况下能够实现短的生产周期。此外，应在将工具匹配于新的工件时实现尽可能大的灵活性。

所述目的通过一种具有专利权利要求1的特征的折边单元、一种根据权利要求6所述的折边工具、一种根据权利要求11所述的用于折边的方法以及一种根据专利权利要求15所述的用于改装折边工具的方法实现。

因此，提出一种用于将工件折边的折边工具的折边单元，其具有：

-用于固定折边单元的底座元件；

-承载元件，所述承载元件沿第一运动方向相对于底座元件可直线运动地与底座元件连接；

-滑移元件，所述滑移元件沿第二运动方向相对于承载元件可直线运动地与承载元件连接，其中，第二运动方向基本上垂直于第一运动方向定向；以及

-折边元件，所述折边元件构成为用于将工件折边并且刚性地与滑移元件连接。

底座元件因此提供固定可行性，以便将整个折边单元锚固并且例如与折边工具连接。承载元件可直线运动地与底座元件连接，进而能够相对于所述底座元件沿第一运动方向移动。为此，例如能够在底座元件和承载元件之间设有第一滑轨系统，所述第一滑轨系统提供对沿第一运动方向以及沿相反定向的反向方向的运动的引导。

在本说明书的范围内，沿第一或第二方向的可运动性(除非另作描述)始终也理解为沿相应的反向方向的运动可行性，即便这不是每次都明确提及。

滑移元件同样设计为可直线运动的，并且为此相应地与承载元件可移动地连接。例如，能够在滑移元件和承载元件之间设有第二滑轨系统，所述第二滑轨系统提供对沿第二运动方向和沿相反的反向方向的运动的引导。

因此，折边单元本身是这样的模块，其能够独立地实现一个唯一的折边元件沿两个可彼此独立移动的方向的可运动性。这提供下述优点：折边元件既能够用于预折边也能够用于终折边。因此不需要更换工具，进而显著缩短生产周期。整个折边单元的模块化的和独立的构造还允许：所述折边单元几乎与折边工具的折边机座无关地构造。因此不需要折边机座的耗费的运动。另外，该模块化的构造提供为现有的折边工具、例如滚边工具或挤压工具配设折边单元、进而以特别简单的方式改装的可行性。

优选地，承载元件包括相应的几何形状，以便将第一和第二滑轨系统设置在承载元件上。例如，承载元件具有基本上T形或L形的几何形状，其中，滑轨系统分别固定在T形或L形几何形状的支腿之一上。

在每种情况下，第一和第二运动方向基本上彼此垂直地定向。在本发明书的范围中，在70°和110°之间的角度值、尤其在80°和100°之间的角度值、尤其优选约为90°的角度值视作为基本上垂直。

与底座元件连接的折边元件形成如下工具，其与待成形的工件接触，以便将所述工件通过对边缘区域进行折边而变形。尤其是由铝制片材、钢制片材或者由其它金属材料构成的片材以及不同片材的组合构成的片材工件理解为工件。

折边元件与滑移元件的刚性连接能够力锁合地、形状锁合地和/或材料锁合地进行，使得折边元件能够随滑移元件一起运动。优选的是，折边元件刚性地、但是仍可拆卸地与滑块元件连接，例如通过螺旋接合而连接，使得折边元件在需要时被替换或者能够以具有相同或不同几何形状的折边元件更换。替选地，折边元件同样能够与滑移元件一件式地构成。

此外，折边元件能够包括：

-至少用于将工件预折边的第一折边部段，尤其是相对于第一运动方向倾斜或弯曲的第一折边部段；和/或

-至少用于将工件终折边的第二折边部段。

这意味着，折边元件包括一个或两个折边部段，以便将工件预折边和/或终折边。为此，相应的部段能够具有尽可能适宜的几何形状。

因此，可用于预折边的第一折边部段能够相对于第一运动方向倾斜地构成。换言之，折边元件在第一折边部段中因此具有下述表面：其相对于承载元件的第一运动方向成角度地构成。只要承载元件因此沿第一运动方向移动，那么经由滑移元件也将折边元件沿第一运动方向运动并且能够通过加载使待折边的片材或者说片材的法兰变形。

替选地，第一折边部段能够具有弯曲表面。优选的是，弯曲部下凹地构成进而限定中空槽。在该实施形式中，片材或片材的法兰也以类似的方式变形，只要折边部段相对于法兰移动并且加载所述法兰即可。第一折边部段的曲率半径能够相应地匹配于待变形的法兰。

优选的是，待折边的片材设置为，使得待折边的法兰基本上沿第一运动方向的方向定向。在该情况下，第一折边部段以相同的方式相对于法兰弯折并且能够将所述法兰相应地变形，只要所述第一折边部段压向所述法兰即可。

第二折边部段尤其是构造为用于终折边。这意味着，其几何形状在沿第一运动方向运动时加载已经预折边的法兰，使得所述法兰完全变形。因此，第二折边部段能够基本上平行于法兰的稍后的定向在终折边的状态下构成。

折边元件尤其适用于制造所谓的“一次性折边”，所述一次性折边能够构成为“标准折边”、“台阶状折边”或“中空折边”。根据要产生的折边，折边元件以及其第一和/或第二折边部段能够成形为几何形状。因此，第二折边部段的表面例如能够具有用于产生标准折边的平坦面或用于将法兰台阶状折边的对应台阶。

根据一个实施方式，承载元件沿第一运动方向至少能够在第一初始位置和第一末端位置之间运动。显然，同样可行的是任意数量的中间位置。要理解的是，任意的位置和中间位置能够以任意的顺序和方向接近。下述位置可理解为初始位置：在所述位置中折边元件与折边工具的容纳工件的折边机座间隔开，使得所述工件能够置入到折边机座中。

根据另一实施形式，滑移元件能够沿第二运动方向至少在第二初始位置、预折边位置和/或终折边位置之间运动。可能设置的第二滑轨系统允许在三个所提及位置的至少两个位置之间沿第二运动方向的直线移动。显然，任意数量的中间位置同样是可行的。在此也能理解的是，所提及的位置和中间位置能够以任意的顺序和方向接近。下述位置可理解为初始位置：在所述位置中折边元件与折边工具的容纳工件的折边机座间隔开，使得所述工件能够置入到折边机座中。

优选的是，承载元件和/或滑移元件分别借助于至少一个可气动和/或液压致动的驱动装置、尤其是升降缸和/或借助于电机式驱动装置可直线运动地构造。驱动装置尤其能够实现足够大的驱动力，以便提供用于将工件折边所需的力。此外，所述驱动装置是特别适宜的，因为其能够保留相应设定的位置，即使相应的元件沿相应另一运动方向运动。这尤其对于如下滑移元件是重要的，所述滑移元件被带到预折边位置或终折边位置中并且随后沿第一运动方向朝工件移动以便将法兰折边。

可选地能够设有附加的锁定机构，以便防止承载元件和/或滑移元件的不经意的移动，其方式为：相应的元件能够在所提及的位置或中间位置中的至少一个中锁定。

所描述的驱动装置、尤其是液压驱动装置能够直接固定在折边单元的一个或多个元件上，例如固定在滑移元件、承载元件和/或底座元件上。

根据一个优选的示例性的实施形式，承载元件借助于液压驱动装置可移动地构成，并且滑移元件借助于气动驱动装置可移动地构成。然而显然，所描述的其它实施方案和组合也是可行的。

此外提出一种用于将工件折边的折边工具，其具有：

-用于容纳待折边的工件的折边机座；和

-至少一个折边单元，其中，折边单元根据本说明书构成。

另外，折边工具能够包括至少一个用于将工件固定在折边机座上的夹具。因此能够防止工件相对于折边机座尤其是在预折边和/或终折边时的不期望的移动和脱离。

此外，底座元件能够相对于折边机座位置固定地设置。例如可行的是，底座元件固定在折边工具的共同的基座上，折边机座也与该共同的机座连接。替选或附加地，底座元件能够直接固定在折边机座上。尤其是，折边单元能够直接设置在折边机座的轮廓面上。

此外，折边单元能够设置为，使得用于承载元件的提升运动或下降运动的第一运动方向相对于折边机座定向，并且用于折边元件的直线运动的第二运动方向朝向折边机座的方向定向。

如已经示出的那样，在第一和第二运动方向中始终包括沿相应的相反方向运动的可行性。

根据另一优选的实施形式，折边工具能够包括多个折边单元，其中，各个折边单元彼此相邻地设置。这意味着，多于一个折边单元能够并排设置，以便扩大待折边的工件部段的宽度。为此，各个折边单元能够相同地构成。优选的是，多个折边单元能够部分地或完全地包围折边机座，进而能够实现工件在多个部位上依次地或在相同时间进行加工。工件必须仅一次置入折边工具中，使得以这种方式能够相对于已知的工件明显减小生产周期。

此外，提出一种用于利用根据本说明书的折边工具将工件折边的方法，其具有下述步骤：

-将第一片材、尤其是机动车构件的蒙皮置入到折边工具的折边机座中；

-将第二片材、尤其是结构片材设置在第一片材上；

-借助折边元件通过承载元件沿第一运动方向的第一直线运动将第一和/或第二片材的法兰预折边；和

-借助折边元件通过承载元件沿第一运动方向的第二直线运动将预折边的法兰终折边。

另外，根据一个实施形式，预折边的步骤首先能够包括滑移元件沿第二运动方向的直线运动，以将折边元件、尤其是第一折边部段设置在待折边的法兰上方。

例如，接着预折边的终折边的步骤能够首先包括承载元件反向于承载元件的用于沿第一运动方向预折边的运动的反向运动，和/或滑移元件沿第二运动方向从预折边位置到终折边位置中以将折边元件、尤其是第二折边部段定位在预折边的法兰上方的直线运动。

这意味着，承载元件为了预折边首先沿第一运动方向运动。然而，在预折边之后，在承载元件沿与该先前的运动相反的方向运动之后，其在后续的用于终折边的步骤中再次沿第一运动方向、即反向于相向方向运动。

此外可行的是，所述方法在预折边的步骤之前还包括将第一和/或第二片材关于折边机座、尤其借助于夹具固定的步骤。

显然，所述方法可以附加地包括用于施加粘合剂、尤其是所谓的底衬粘合剂的一个或多个步骤，以便至少将两个片材除了翻边以外还借助于粘合剂粘合并且附加地密封，其方式为：粘合剂能够填充产生的折边接缝。为此，粘合剂能够施加在第一片材和/或第二片材上，并且在折边过程结束之后硬化。

此外，提出一种用于改装具有至少一个折边单元的挤压和/或折边工具的方法，其中，折边单元根据本说明书构成，并且所述工具包括折边机座，所述方法具有下述步骤：

-将至少一个折边单元与折边工具连接，其方式为：底座元件关于折边机座位置固定地固定。

尤其是，借助所描述的用于改装现有的折边设备的方法能够扩展到由已知的折边机器人和根据本发明的折边单元构成的混合式配置或者完全替代目前的折边机器人。

例如，一个或多个折边单元能够在限定的部位处附加地补充于现有的折边机器人，或者替代所述折边机器人，以便能够至少局部地实现简单、快速和可靠的折边。在待折边的门板的示例情况下，这能够尤其是在窗槽区域中的卷边区段，所述卷边区段借助常规折边工具难以接近并且通常在预折边步骤和卷边步骤之间需要耗费的工具更换。

代替于此，所描述的改装可行性允许补充和加速目前的设备，使得能够显著减小生产周期。作为附加方面，获得折边的提高且可再现的质量。所描述的折边单元能够以相对小的技术耗费制成并且能够以简单的方式模块化地组合。因此能够弃用在该领域中的通常使用的滚边头。

附图说明

下面借助三个实施例参考附图详细阐述本发明。在附图中：

图1示出根据本说明书的折边单元的第一实施形式；

图2示出用于借助根据本说明书的折边单元的第二实施形式对工件进行折边的第一方法步骤；以及

图3示出第二方法步骤；

图4示出第三方法步骤；

图5示出第四方法步骤；

图6示出第五方法步骤；

图7示出第六方法步骤；

图8示出第七方法步骤；和

图9示出根据本说明书的折边工具的第三实施形式的示意俯视图。

具体实施方式

图1示出用于将工件W折边的折边工具10的部分示出的第一实施形式所用的折边单元11。折边单元11包括用于固定折边单元11的底座元件12和承载元件13，所述承载元件沿第一运动方向A相对于底座元件12可直线运动地与底座元件12连接。此外，折边单元11包括滑移元件14，所述滑移元件沿第二运动方向B相对于承载元件13可直线运动地与承载元件13连接。在这种情况下，折边单元11构造为，使得第二运动方向B基本上垂直于第一运动方向A取向。

此外设有折边元件15，所述折边元件构成为用于将工件W折边并且刚性地与滑移元件14连接。为此，折边元件15包括第一折边部段15a，所述第一折边部段至少为了将工件W折边而相对于第一运动方向A以角度α1倾斜。

替选地，第一折边部段15a能够弯曲地构成。相应的折边元件在图2至8中示出并且代替倾斜的第一折边部段15a也能够用于所述第一实施形式。

此外，折边元件15包括第二折边部段15b，所述第二折边部段至少设置用于将工件W终折边。所述第二折边部段相邻于第一折边部段15a设置并且在所示出的实施形式中垂直于(角度α2)第一运动方向A定向，因此即基本上平行于第二运动方向B定向，并且具有用于产生“标准折边”的基本上平坦的表面。

承载元件13能够沿第一运动方向A至少在第一初始位置和至少一个另外的位置之间运动，这些位置在图2至8中详细描述。同样的内容也适用于能够沿第二运动方向B至少在第二初始位置B’1、预折边位置B’2和终折边位置B’3之间运动的滑移元件14。此外，承载元件13和滑移元件14都能够分别运动到位于所提及的位置之间的任意中间位置中。

出于更好的概览和清楚性的原因，用于承载元件13和滑移元件14的驱动装置没有示出。然而，所述承载元件和滑移元件能够分别借助于可气动和/或液压致动的驱动装置、尤其是升降缸和/或借助于电机式驱动装置可直线运动地构造。

折边单元11是仅部分示出的折边工具10的部件。所述折边工具此外包括用于容纳待折边的工件W的折边机座19。

可选地，折边工具10能够包括用于将工件W固定在折边机座19上的至少一个夹具，所述夹具同样没有示出。

折边单元11可以借助于底座元件12关于折边机座19位置固定地固定，其方式为：利用仅简示的基板18将两者间接地相互连接。替选地，底座元件同样可以直接地固定在折边机座19上(未示出)。

折边单元11设置为，使得用于承载元件13的提升运动或下降运动的第一运动方向A相对于折边机座19定向，并且用于折边元件15的直线运动的第二运动方向B朝向折边机座19的方向定向。因此，在所示出的实施形式中，第一运动方向A对应于基本上垂直的运动方向，并且第二运动方向B对应于基本上水平的运动方向。

在图2至8中示出用于借助仅部分示出的折边工具20将工件W’进行折边的方法步骤。在所示出的折边工具20的第二实施形式中设有折边机座29和折边单元21，所述折边单元选择性地相对于在图1中示出的第一实施形式略微朝向折边机座29的方向倾斜地设置。倾斜的设置方式提供将折边元件和折边方向匹配于工件或法兰F’的可能倾斜方位的可行性，使得第一运动方向A’平行于法兰F’的定向取向。

由于概览性，仅示出折边单元21中的承载元件23和滑移元件24或者说折边元件25。显然，尽管如此，折边单元21仍同样能够包括其未示出的组件。与图1不同，滑移元件24和折边元件25一件式地相互构成，使得两个元件24、25因此在下文中共同地仅称为“滑移元件24”。另外，折边元件25具有一个弯曲的折边部段25a。

要理解的是，所描述的第二实施形式的不同特征同样能够以与第一实施形式任意组合的方式应用。同样的内容反之适用于第一实施形式的不同特征在第二实施形式中的使用。

用于将工件W’折边的方法包括在图2中示出的置入工件W’的步骤，所述工件具有第一片材W’1(例如蒙皮)以及第二片材W’2。两个片材W’1和W’2能够共同或依次地设置在折边工具20的折边机座29中。第一片材W’1已经构成有关于该片材W’1的其余表面弯折约90°的法兰F’。承载元件23和滑移元件24分别处于其初始位置中，所述初始位置能够实现第一板材W’1和第二板材W’2的置入和设置。

在图3中对于预折边的步骤首先示出滑移元件24沿第二运动方向B’的直线运动，以将折边元件25、尤其是第一折边部段25a设置在待折边的法兰F’上方。所述运动因此从滑移元件24的初始位置B’1沿第二运动方向B’运行直至滑移元件24的预折边位置B’2中，其中，该运动指向折边机座29的方向。

根据图4，第一片材W’1的法兰F’的预折边的步骤借助于折边元件25进行，所述折边元件通过承载元件23沿第一运动方向A’的直线运动而移动。为此，承载元件23从初始位置A’1下降到预折边位置A’2中，使得法兰F’由弯曲的第一折边部段25a加载并且跟随下降的第一折边部段25a的表面几何形状。与此相应地，法兰F’侧向弯曲。

所描述的运动方向A’、B’的次序和定向具有特殊优点：法兰F’通过承载元件23的直线运动被压向折边机座29。因此能够以特殊的方式防止片材W’1、W’2的侧向偏转和片材W’1、W’2的伴随于此的卷边形成。

在图5中，为了准备接着预折边的终折边的步骤，首先进行承载元件23反向于承载元件23沿第一运动方向A’的预折边运动的反向运动。承载元件23因此首先经历提升运动，所述提升运动与在图4中示出的下降运动相反地指向。

随后进行在图6中示出的滑移元件24沿第二运动方向B’从预折边位置B’2到终折边位置B’3中的直线运动，以将折边元件25、尤其是第二折边部段25b定位在预折边的法兰F’上方。

将预折边的法兰F’进行终折边的实际步骤根据图7借助折边元件25通过承载元件23沿第一运动方向A’的第二直线运动进行。在这种情况下，承载元件23再次下降，以便将第二折边部段25b压向预折边的法兰F’。

随后，承载元件23和滑移元件24根据图8再次移动到之前在图2中示出的末端位置A’1、B’1中，以便能够取出折边的工件W’并且置入新的片材。

可选地，所述方法在预折边的步骤之前能够此外包括将第一和/或第二片材关于折边机座固定(未示出)、尤其是借助于夹具(同样未示出)固定的步骤。

图9示出根据本说明书的第三实施形式的示意俯视图。因此，折边工具90能够包括多个折边单元91(示例性地示出两个折边单元91)，其中，折边单元91彼此相邻地设置，以便将工件W”的待折边的卷边部段的宽度扩大。折边单元91优选相同地构成并且沿其环周方向(对应于当前的绘图面)仅部分地包围折边机座。但是替选地，也能够设有完全包围折边机座的多个折边单元。因此在每种情况下，工件W”在多个部位上依次地或者在相同时间进行加工是可行的。工件W”必须在该情况下仅一次性置入，使得以这种方式能够相对于已知的工具明显减小生产周期。