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Title:
FLANGING SYSTEM, FLANGING UNIT AND FLANGING METHOD FOR AUTONOMOUS FLANGING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2016/116414
Kind Code:
A1
Abstract:
Flanging system for folding over a flange of a component by flanging, preferably in order to produce a folded joint, the flanging system comprising: (a) a flanging tool (10) having a flanging element (12) that is movable on the flange (2) along a flanging edge (3) of the component (1) in order to fold over the flange (2), preferably a flanging roller (12) that is rollable on the flange, (b) a flanging unit (5) having a guide structure (30) for guiding the flanging tool (10) along the flanging edge (3), (c) a flanging drive (20) for driving the flanging tool (10) and/or the flanging element (12) in a flanging direction (X) along the flanging edge (3), (d) and a media supply for the flanging drive (12), (e) a supporting device (9) for positioning and holding the flanging unit (5) in a particular flanging position relative to the component (1), (f) wherein the flanging tool (10) and the flanging drive (20) are supported within the flanging unit (5) such that a drive force to be applied for the purpose of driving and a flanging force to be exerted on the flange (2) by the flanging element (12) for the purpose of flanging are absorbed within the flanging unit (5), (g) and the flanging tool (10) and the flanging drive (20) are integrated constituent parts of the flanging unit (5) that is able to be handled as a unit by the supporting device (9).

Inventors:
GÄRTNER WOLFGANG (DE)
ZENTGRAF HEIKO (DE)
HERBERT RALF (DE)
Application Number:
PCT/EP2016/050934
Publication Date:
July 28, 2016
Filing Date:
January 18, 2016
Export Citation:
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Assignee:
FFT PRODUKTIONSSYSTEME GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
B21D19/04; B21D39/02
Foreign References:
US20080245124A12008-10-09
US20080302159A12008-12-11
EP1640080A22006-03-29
EP2276590A22011-01-26
EP2108466A22009-10-14
EP1640080B12007-10-17
EP2108466B12013-03-20
EP2276590B12012-05-16
EP1640080B12007-10-17
Attorney, Agent or Firm:
Schwabe Sandmair Marx (DE)
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Claims:
Ansprüche

Bördelsystem zum Umlegen eines Flansches eines Bauteils durch Bördeln, vorzugsweise zur Herstellung einer Falzverbindung, das Bördelsystem umfassend:

(a) ein Bördelwerkzeug (10) mit einem zum Umlegen des Flansches (2) längs einer Bördelkante (3) des Bauteils (1) auf dem Flansch (2) abfahrbaren Bördelelements (12), vorzugsweise einer auf dem Flansch abrollbaren Bördelrolle (12),

(b) eine Bördeleinheit (5) mit einer Führungsstruktur (30) zur Führung des Bördelwerkzeugs (10) längs der Bördelkante (3),

(c) einen Bördelantrieb (20) zum Antreiben des Bördelwerkzeugs (10) und/oder des Bördelelements (12) in eine Bördelrichtung (X) längs der Bördelkante (3),

(d) und eine Medienversorgung für den Bördelantrieb (20),

(e) eine Trageinrichtung (9) zum Positionieren und Halten der Bördeleinheit (5) in einer relativ zum Bauteil (1) bestimmten Bördelposition,

(f) wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) innerhalb der Bördeleinheit (5) abgestützt sind, so dass eine zum Antreiben aufzubringende Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Bördeln auf den Flansch (2) auszuübende Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5) aufgenommen werden,

(g) und das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) integrierte Bestandteile der von der Trageinrichtung (9) als Einheit handhabbaren Bördeleinheit (5) sind.

Bördelsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Trageinrichtung (9) ein Roboter mit einer Robotersteuerung zur Steuerung und/oder Regelung von Bewegungen des Roboters, vorzugsweise eines Gelenkarms des Roboters, ist und das Bördelsystem eine Bördelsteuerung für den Bördelantrieb (20) und/oder für eine in Anspruch 3 beschriebene Versteileinrichtung (19) umfasst, wobei die Bördelsteuerung dazu eingerichtet ist, den Bördelantrieb (20) und/oder die Versteileinrichtung (19) von der Robotersteuerung unhabhängig zu steuern, optional geregelt zu steuern, und vorzugsweise von der Robotersteuerung räumlich getrennt angeordnet ist.

Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bördelelement (12) relativ zu einem Werkzeugträger (11) des Bördelwerkzeugs (10) verstellbar angeordnet ist und das Bördelwerkzeug (10) eine Versteileinrichtung (13-19) zum Verstellen einer Winkelposition des Bördelelements (12) relativ zum Werkzeugträger (11) umfasst.

Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei - das Bördelwerkzeug (10) eine gekrümmte Verstellbahn (16-18) und ein mit der Verstellbahn (16-18) in einem Verstelleingriff befindliches Versteilglied (13, 14) umfasst,

- das Bördelelement (12) an einem aus Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14) angeordnet ist, vorzugsweise ortsfest zu dem einen aus Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14),

- und eine Winkelposition des Bördelelements (12) durch eine Relativbewegung von Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14) im Führungseingriff von Verstellbahn (16-

18) und Versteilglied (13, 14) relativ zur Verstellbahn (16-18) verstellbar ist.

5. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Verstellbahn (16-18) einen gekrümmten, vorzugsweise über einen Winkel von wenigstens 60° gekrümmten Verstellabschnitt (16) für die Verstellung der Winkelposition, einen Ein- und Ausfahrabschnitt (18) und einen Rampenabschnitt (17) aufweist, der den Ein- und Ausfahrabschnitt (18) über eine Rampe mit dem Verstellabschnitt (16) verbindet.

6. Bördelsystem nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Ansprüche, wobei die Verstellbahn (16-18) quer zur Bördelrichtung (X) über die Führungsstruktur (30) hinausragt und in Bezug auf die Führungsstruktur (30) konkav gekrümmt ist und wobei das Bördelelement (12) zumindest in einer Arbeitsposition in einem Bereich zwischen der Verteilbahn (16-18) und der Führungsstruktur (30) und/oder der Schutzstruktur (33) nach Anspruch 12 angeordnet ist, um die Bördelkraft in Richtung auf die Führungsstruktur (30) und/oder die Schutzstruktur (33) nach

Anspruch 12 auszuüben.

7. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) an einem gemeinsamen Werkzeugträger (11) angeordnet sind, der relativ zur Führungsstruktur (30) längs der Bördelkante (3), vorzugsweise auch längs der Führungsstruktur (30), beweglich ist.

8. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungsstruktur (30) eine Führungsbahn (31) bildet und das Bördelwerkzeug (10), vorzugsweise gemeinsam mit dem Bördelantrieb (20), in einem Führungseingriff mit der Führungsbahn (31) längs der Bördelkante (3) geführt beweglich ist.

9. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei das Bördelwerkzeug (10) in einem Führungseingriff eines Eingriffsglieds (24, 25) und der Führungsbahn (31) längs der

Führungsbahn (31) geführt wird und das Eingriffsglied (24, 25) einen Führungsträger (24) und am Führungsträger (24) angeordnete Eingriffselemente (25) umfasst, die voneinander beabstandet und jeweils mit der Führungsstruktur (30) in Kontakt sind, um den Führungseingriff zu bilden, und wobei die Eingriffselemente (25) in solch einer Anzahl und Anordnung vorgesehen sind, dass das sich der Führungsträger (24) relativ zur Führungsstruktur (30) nur translatorisch längs der Führungsbahn (31) bewegen kann.

Bördelsystem nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Ansprüche, wobei die Führungsbahn (31) und das Eingriffsglied (24, 25) in einem ersten Schwalbenschwanzeingriff und in einem dem ersten Schwalbenschwanzeingriff quer zur Bördelrichtung (X) entgegen wirkenden zweiten Schwalbenschwanzeingriff gegeneinander gedrückt sind, um den Führungseingriff zu bilden, und wobei das Eingriffsglied (24, 35) im ersten Schwalbenschwanzeingriff und im zweiten Schwalbenschwanzeingriff in Bördelrichtung (X) voneinander beabstandete Eingriffselemente (25) umfasst.

Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bördelwerkzeug (10), vorzugsweise auch der Bördelantrieb (20) in einem Führungseingriff an der Führungsstruktur (30) beweglich geführt und abgestützt ist, so dass wenigstens ein überwiegender Teil der Bördelkraft und/oder wenigstens ein überwiegender Teil des Gewichts des Bördelwerkzeugs (10), vorzugsweise auch des Bördelantriebs (20), im Führungseingriff aufgenommen wird oder werden.

Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bördeleinheit (5) eine Schutzstruktur (33) mit einer Anlagefläche (34) umfasst, die an eine dem Flansch (2) gegenüberliegend an die Bördelkante (3) grenzende Oberfläche des Bauteils (1) angepasst geformt und an diese Oberfläche anlegbar ist, wobei die Anlagefläche (34) vorzugsweise an der Führungsstruktur (30) geformt ist, so dass die Führungsstruktur (30) auch die Schutzstruktur (33) bildet. 13. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) gemeinsam beweglich angeordnet sind, wobei der Bördelantrieb (20) einen Motor (22), ein vom Motor antreibbares Antriebsrad (23) und eine Antriebsbahn (32) mit einem dem Verlauf der Bördelkante (3) nachgebildeten Bahnverlauf umfasst und wobei das Antriebsrad (23) in einem reib- und/oder formschlüssigen Eingriff mit der Antriebsbahn (32) ist, so dass sich das Antriebsrad (23) bei Drehantrieb gemeinsam mit dem Motor (22) und dem Bördelwerkzeug (10) längs der Antriebsbahn (32) bewegt, und wobei die Antriebsbahn (32) vorzugsweise eine Kette oder einen Zahnriemenstreifen aufweist, die oder der im Verlauf der

Antriebsbahn (32) abgestützt ist, vorzugsweise an der Führungsstruktur (30).

14. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bördeleinheit (5) eine Messeinrichtung (27) zur Erfassung des Flansches (2) und/oder der Bördelkante (3) aufweist und die Messeinrichtung (27) mit dem Bördelwerkzeug (10) gemeinsam beweglich angeordnet ist, vorzugsweise am Bördelwerkzeug (10), vorzugsweise so, dass die Messeinrichtung (27) die Bördelkante (3) und/oder den Flansch (2) von der Seite des Bördelelements (12) aus erfasst.

15. Bördeleinheit zum Umlegen eines Flansches eines Bauteils durch Bördeln, vorzugsweise zur Herstellung einer Falzverbindung, die Bördeleinheit umfassend:

(a) ein Bördelwerkzeug (10) mit einem zum Umlegen des Flansches (2) längs einer Bördelkante (3) des Bauteils (1) auf dem Flansch (2) abfahrbaren Bördelelement (12), vorzugsweise einer auf dem Flansch (2) abrollbaren Bördelrolle (12),

(b) eine Führungsstruktur (30) zur Führung des Bördelwerkzeugs (10) längs der Bördelkante

(3),

(c) einen Bördelantrieb (20) zum Antreiben des Bördelwerkzeugs (10) und/oder des Bördelelements (12) in eine Bördelrichtung (X) längs der Bördelkante (3),

(d) und eine Medienversorgung für den Bördelantrieb (20),

(e) einen Anschluss (6) zum Verbinden der Bördeleinheit (5) mit einer Trageinrichtung (9) zum Positionieren und Halten der Bördeleinheit (5) in einer relativ zum Bauteil (1) bestimmten Bördelposition,

(f) wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) innerhalb der Bördeleinheit (5) abgestützt sind, so dass eine zum Antreiben aufzubringende Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Bördeln auf den Flansch (2) auszuübende Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5) aufgenommen werden,

(g) und das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) integrierte Bestandteile der von der Trageinrichtung (9) als Einheit handhabbaren Bördeleinheit (5) sind.

16. Verfahren zum Bördeln eines Flansches eines Bauteils, vorzugsweise zum Falzen, bei dem

(a) die in wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche beschriebene Bördeleinheit (5) mittels einer Trageinrichtung (9), vorzugsweise einem Roboter, in einer Bördelposition relativ zum Bauteil (1) positioniert

(b) und von der Trageinrichtung (9) in der Bördelposition gehalten wird, wobei die Trageinrichtung (9) zumindest einen überwiegenden Teil des Gewichts der Bördeleinheit (9) trägt,

(c) während das Bördelwerkzeug (10) in einem Führungs- und Stützeingriff mit der Führungsstruktur (30) mittels des Bördelantriebs (20) der Bördeleinheit (5) in die Bördelrichtung (X) vorgetrieben und bei dieser Bewegung der Flansch (2) unter der Einwirkung des Bördelelements (12) um einen vorbestimmten Winkel umgelegt wird, (d) wobei eine vom Bördelantrieb (20) zum Vortreiben des Bördelwerkzeugs (10) ausgeübte Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Umlegen auf den Flansch (2) ausgeübte Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5), vorzugsweise von der Führungsstruktur (30), aufgenommen werden.

Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, bei dem

- die Trageinrichtung (9) ein Roboter mit einer Robotersteuerung ist, die den Roboter zur Positionierung der Bördeleinheit (5) steuert,

- und eine Bördelsteuerung den Bördelantrieb (20) und/oder die in Anspruch 3 beschriebene Versteileinrichtung (19) unabhängig von der Robotersteuerung steuert, optional geregelt steuert.

Description:
Bördelsystem, Bördeleinheit und Bördelverfahren für ein autarkes Bördeln Die Erfindung betrifft ein Bördelsystem, eine Bördeleinheit und ein Bördelverfahren für ein autarkes Bördeln von Bauteilen. Ein bevorzugtes Anwendungsgebiet ist der Fahrzeugbau, insbesondere der Automobilbau. Gebördelt wird vorzugsweise an einem Karosserieteil oder einer Karosserie eines Fahrzeugs, vorzugsweise eines Automobils. Das erfindungsgemäße System und Verfahren sowie die erfindungsgemäße Bördeleinheit sind vorteilhaft insbesondere für das Bördeln an einer bereits gefügten Karosserie. Bei dem Bördeln wird ein Flansch des Bauteils längs einer Bördelkante in einem einzigen oder in mehreren aufeinander folgenden Schritten teilweise oder ganz umgelegt. Die Erfindung ist besonders vorteilhaft für das Falzen, d.h. für die Herstellung einer Falzverbindung von wenigstens zwei Bauteilen. Der Begriff des Bördelns umfasst das Falzen und darüber hinaus das Umlegen eines Flansches ohne Fügeoperation.

In Serienfertigungen des Automobilbaus wird an Karosserien typischerweise mittels Robotern gebördelt, die längs einer die Karosserien nacheinander fördernden Fertigungsstraße angeordnet sind. Eine derartige Ausgangslage liegt in bevorzugten Anwendungen auch bei der Erfindung vor.

Beim Bördeln übt ein Bördelelement eines Bördelwerkzeugs auf einen umzulegenden Flansch eines Bauteils eine Bördelkraft aus, die bei entsprechend dimensioniertem Bauteil zwar grundsätzlich von diesem aufgenommen werden kann, in den meisten Anwendungsfällen jedoch von einem Gegenelement aufgenommen wird. Werden das Bördelelement und ein Gegenelement einander gegenüberliegend längs der Bördelkante bewegt, kann das Bauteil durch den Kontakt mit dem Gegenelement in Mitleidenschaft gezogen werden. Störend sind bereits kleinere Kratzer und Riefen, wenn das Gegenelement auf einer Fläche des Bauteils entlang bewegt wird, die später im fertigen Bauteil als Sichtfläche dient.

Um Beschädigungen dieser Art zu vermeiden, schlägt die EP 1 640 080 Bl vor, eine Schutzstruktur zu verwenden, die für das Bördeln an eine dem Flansch gegenüberliegende Bauteilfläche angelegt wird und die vom Bördelelement beim Bördeln ausgeübte Bördelkraft aufnimmt. Die Schutzstruktur bildet an einer vom Bauteil abgewandten Seite eine Rollbahn für ein als Gegenrolle ausgebildetes Gegenelement. Auf diese Weise wird der Kraftfluss zwischen Bördelelement und Gegenelement im Bördelwerkzeug über die Schutzstruktur geschlossen, wobei die Schutzstruktur am Bauteil unbeweglich anliegt und das Bauteil vor Beeinträchtigungen durch das Gegenelement schützt. In die gleiche Richtung zielen auch die EP 2 108 466 Bl, nach der die Schutzstruktur zusätzlich eine gewisse Führangsfunktion für das Bördelwerkzeug erfüllt, und die EP 2 276 590 Bl, die anstelle einer mobilen Schutzstruktur, die mittels eines Roboters am Bauteil positioniert wird, eine längs der Fertigungsstraße ortsfest angeordnete Schutzstruktur vorschlägt.

Das Bördelwerkzeug ist üblicherweise an einem Gelenkarm eines Roboters befestigt, so beispielsweise auch im genannten Stand der Technik. Der Roboter bewegt das Werkzeug auf einer vorgegebenen Bahn, die dem Verlauf der Bördelkante nachgebildet und in einer programmierbaren Robotersteuerung abgelegt ist. In Serienfertigungen, aber auch in anderen Anwendungen, werden typischerweise Industrieroboter eingesetzt. Dies sind Gelenkarmroboter, die von unterschiedlichen Herstellern sozusagen von der Stange erhältlich und nicht auf spezielle Anwendungen zugeschnitten sind. Der Anwender oder Hersteller des vom Roboter zu handhabenden Bördelwerkzeugs muss den Roboter dem spezifischen Bördelfall entsprechend konfigurieren, üblicherweise durch Programmierung einer Robotersteuerung. Für das Konfigurieren sind Spezialisten erforderlich, denen nicht nur die Eigenheiten des Bördelns und des jeweiligen Bördelwerkzeugs, sondern auch die Details der Robotersteuerung und deren Programmierung bekannt sein müssen.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das automatisierte Bördeln ohne Einbuße der Präzision, zu vereinfachen.

Gegenstand der Erfindung sind ein Bördelsystem und ein Bördelverfahren zum Umlegen eines Flansches eines Bauteils durch Bördeln, vorzugsweise zum Herstellen einer Falzverbindung. Das Bördelsystem umfasst ein Bördelwerkzeug mit einem zum Umlegen des Flansches längs einer Bördelkante des Bauteils auf dem Flansch abfahrbaren Bördelelement. Das Bördelelement kann zwar grundsätzlich ein Bördelgleitelement sein, das zum Umlegen des Flansches auf diesem der Bördelkante folgend gleitet. Bevorzugter ist das Bördelelement jedoch eine Bördelrolle, die beim Bördeln längs der Bördelkante auf dem Flansch abrollt. Das Bördelsystem umfasst ferner eine Bördeleinheit mit einer Führungsstruktur zur Führung des Bördelwerkzeugs längs der Bördelkante und eine Trageinrichtung zum Positionieren und Halten der Bördeleinheit in einer relativ zum Bauteil bestimmten Bördelposition. Die Bördeleinheit ist mittels der Trageinrichtung als Einheit handhabbar, insbesondere relativ zum Bauteil positionierbar. Vorzugsweise ist die Bördeleinheit an das Bauteil längs der Bördelkante anlegbar, und weist eine an die Oberfläche des Bauteils angepasst geformte Anlagefläche auf, mit der sie in der Bördelposition am Bauteil flächig anliegt. Die Trageinrichtung ist ferner dazu ausgebildet, die Bördeleinheit im positionierten Zustand, d.h. in der für das Bördeln geeigneten Bördelposition, relativ zum und vorzugsweise am Bauteil anliegend zu halten. Die Trageinrichtung ist entsprechend dafür eingerichtet, das Gewicht der Bördeleinheit aufzunehmen. Das Bauteil ist vom Gewicht der Bördeleinheit entlastet, zumindest im Wesentlichen. Ein Bördelantrieb und eine Medienversorgung für den Bördelantrieb sind weitere Bestandteile des Bördelsystems. Der Bördelantrieb ist dafür eingerichtet, das Bördelwerkzeug in Bördelrichtung längs der Bördelkante anzutreiben, also für den Vortrieb des Bördelwerkzeugs und damit gemeinsam des Bördelelements zu sorgen. Ist das Bördelelement als Bördelrolle ausgeführt, kann der Bördelantrieb ein Drehantrieb unmittelbar der Rolle sein, so dass die unmittelbar angetriebene Bördelrolle einen sie drehbar lagernden Träger in Bördelrichtung mitnimmt. Bevorzugter lagert das Bördelwerkzeug jedoch ein als Bördelrolle ausgeführtes Bördelelement frei drehbar und ist mittels des Bördelantriebs im Ganzen, insbesondere einschließlich des Bördelelements, in Bördelrichtung vortreibbar.

Nach der Erfindung sind das Bördelwerkzeug und der Bördelantrieb innerhalb der Bördeleinheit abgestützt, so dass eine zum Antreiben des Bördelwerkzeugs und/oder unmittelbar eines als Bördelrolle ausgeführten Bördelelements erforderliche Antriebskraft und eine vom Bördelelement zum Bördeln auf den Flansch auszuübende Bördelkraft zumindest im Wesentlichen, vorzugsweise gänzlich, innerhalb der Bördeleinheit aufgenommen werden. Das Bördelwerkzeug und der Bördelantrieb sind integrierte Bestandteile der mittels der Trageinrichtung als Einheit handhabbaren Bördeleinheit. Durch die Integration von Führungsstruktur, Bördelwerkzeug und Bördelantrieb in einer Bördeleinheit, die als Einheit handhabbar ist, schafft die Erfindung eine völlig neue Verteilung von Funktionen. Während das Bördelwerkzeug nach dem Stand der Technik mittels eines Roboters längs der Bördelkante bewegt wird, kommt die Erfindung ohne einen solchen Roboter aus oder entlastet einen am Einsatzort vorhandenen Roboter von der komplexen Aufgabe, das Bördelelement dem Verlauf der Bördelkante folgend im Raum zu bewegen. Zu berücksichtigen ist, dass die Bördelkante im Raum einen mehrdimensionalen, in vielen Anwendungen einen dreidimensionalen Verlauf haben, sich also um zwei oder drei zueinander orthogonale Raumachsen krümmen kann. Die Funktion des Führens wird innerhalb der Bördeleinheit erfüllt und muss nicht programmtechnisch aufwändig durch einen Roboter übernommen werden. Abgesehen von der Abstützung der Bördeleinheit im Ganzen, als Einheit, erlaubt die Erfüllung der beiden Funktionen des Führens und des Antreibens innerhalb der Bördeleinheit ein von externen Hilfseinrichtungen, wie etwa einem Roboter, unabhängiges und in diesem Sinne autarkes Bördeln.

Ein am Einsatzort vorzugsweise vorhandener Roboter kann allerdings die Trageinrichtung bilden. Handelt es sich bei dem Roboter wie bevorzugt um einen Gelenkarmroboter, etwa einen im Fahrzeugbau üblichen Industrieroboter, muss dieser lediglich noch die Bördeleinheit im Ganzen, samt Führungsstruktur, Bördelwerkzeug und Bördelantrieb, zum Bördeln in der Bördelposition relativ zum Bauteil positionieren und halten. Entsprechend vereinfacht sich das Konfigurieren des Roboters, während andererseits das Bauteil entlastet wird, indem es die Führungsstruktur und im weiteren die gesamte Bördeleinheit nicht tragen oder allenfalls nur einen kleinen Teil des Gewichts der Bördelkraft aufnehmen muss. Bevorzugt wird der weit überwiegende Teil, bevorzugt mehr als 90%, noch bevorzugter mehr als 95%, des Gewichts der Bördeleinheit von der Trageinrichtung aufgenommen. Die Gefahr, dass sich das Bauteil unter dem Gewicht einer beim Bördeln verwendeten Struktur verzieht, wird verringert. Beim Bördeln können auch keine Ungenauigkeiten mehr auftreten, wie sie beim Bewegen des Bördelwerkzeugs mittels des Roboters aufgrund beispielsweise von im Gelenkarm des Roboters vorhandenen Elastizitäten und anderen Positionierungenauigkeiten auftreten können, da Vortrieb und Führung des Bördelelements innerhalb der positionierten Bördeleinheit stattfinden.

Die Bördeleinheit kann innerhalb einer Fertigung, vorzugsweise einer Serienfertigung von Karosserien oder Karosserieteilen von Fahrzeugen, stationär angeordnet sein. In derartigen Ausführungen kann das Positionieren der entsprechend ortsfest angeordneten Trageinrichtung darin bestehen, dass das Bauteil die zum exakten Positionieren erforderlichen Bewegungen ausführt. Optional kann zusätzlich oder stattdessen die ortsfeste Trageinrichtung für ein Feinjustieren der Bördeleinheit relativ zu dem zur Bördeleinheit bewegten Bauteil eingerichtet sein.

In bevorzugten Ausführungen ist die Bördeleinheit jedoch eine mobile Einheit, die mittels der Trageinrichtung im Raum beweglich und relativ zum Bauteil positionierbar ist. Die Trageinrichtung kann in derartigen Ausführungen eine Hilfseinrichtung sein, die nur das Gewicht der Bördeleinheit aufnimmt, während die von der Trageinrichtung aufgenommene Bördeleinheit von einer Person, d.h. manuell, oder einer separaten Positioniereinheit relativ zum Bauteil in der Bördelposition positioniert und in der Bördelposition von der Trageinrichtung gehalten wird. Die Hilfstrageinrichtung kann beispielsweise einen oder mehrere Traggurte umfassen, der oder die im Bereich des Bördelns von einer Decke oder anderen erhöht angeordneten Plattform hängen und an der Decke oder Plattform verfahrbar angeordnet ist oder sind. Ein motorisch angetriebener Deckenkran oder eine nicht angetriebene Laufkatze mit daran befestigtem Gurtzeug, gegebenenfalls nur einem einzigen Traggurt, kann solch eine Hilfstrageinrichtung bilden. Geeignete Hilfstrageinrichtungen sind auch unter der Bezeichnung 'Balancer' bekannt. In bevorzugten Ausführungen bildet jedoch ein Roboter die Trageinrichtung. Der Roboter kann insbesondere ein Gelenkarmroboter sein, beispielsweise ein Industrieroboter, wie er im Fahrzeugbau üblicherweise eingesetzt wird. Grundsätzlich kann der Roboter jedoch auch anders ausgeführt sein, solange er nur die Haltefunktion erfüllen kann und die zum Positionieren der Bördeleinheit erforderliche Beweglichkeit aufweist.

Die Medienversorgung für den Bördelantrieb und optional eine oder mehrere andere Komponenten der Bördeleinheit erfolgt in bevorzugten Ausführungen über die Trageinrichtung. Die Medienversorgung kann die Versorgung der Bördeleinheit, insbesondere des Bördelantriebs, mit der erforderlichen Energie umfassen. Die Medienversorgung kann stattdessen oder vorzugsweise zusätzlich dafür eingerichtet sein, die Bördeleinheit, insbesondere den Bördelantrieb, mit Steuerungsoder Regelungssignalen zu versorgen. Als Medien werden dementsprechend elektrische, mechanische und fluidische Energie, Steuerungssignale, Regelungssignale, Messsignale und dergleichen verstanden. Handelt es sich bei der Trageinrichtung um einen Roboter, ist eine Energieversorgung und/oder eine Signalübermittlung vom Roboter vorzugsweise separat oder zumindest teilweise separat. In bevorzugten Ausführungen werden zumindest die Steuer- und/oder Regelsignale für die Bördeleinheit von einer Steuerung erzeugt und/oder verarbeitet, die von der Robotersteuerung unabhängig ist und vom Roboter auch räumlich getrennt sein kann. Die Energieversorgung und/oder Versorgung mit einem oder mehreren Medien zu anderen Zwecken kann zwar ebenfalls unabhängig und separat vom Roboter verwirklicht sein, andererseits kann die Bördeleinheit aber auch vom Roboter mit Energie, beispielsweise mit elektrischer und/oder fluidischer Energie versorgt werden, da dies keinen nennenswerten Eingriff in die Robotersteuerung mit sich bringt. Jedenfalls muss innerhalb einer Robotersteuerung keine Bewegungssteuerung zum Führen eines Bördelwerkzeugs vorgesehen sein.

In Bezug auf die Steuerung und/oder Regelung ist die Kooperation von Trageinrichtung, die vorzugsweise als Roboter gebildet ist, und Bördeleinheit so gestaltet, dass die Trageinrichtung Signale zur Steuerung der Bördeleinheit durchleitet. Eine Bewegungssteuerung der Trageinrichtung, die bei Ausführung der Trageinrichtung als Roboter von der Robotersteuerung gebildet wird, kann dafür eingerichtet sein, bezüglich der Bördeleinheit eine Anwesenheitskontrolle und/oder eine Positionsdatenkontrolle durchzuführen. Bei einer reinen Anwesenheitskontrolle stellt die Steuerung der Trageinrichtung lediglich fest, dass sie mit der Bördeleinheit in einer für das Bördeln erforderlichen Weise verbunden ist. Bei einer Positionsdatenkontrolle stellt sie darüber hinaus die Position der Bördeleinheit in einem körpereigenen Koordinatensystem der Trageinrichtung und/oder relativ zu dem zu bördelnden Bauteil fest. Das Bördeln wird hingegen von einer Bördelsteuerung eigenständig gesteuert und/oder geregelt. Aufgrund der Anwesenheits- und/oder Positionsdatenkontrolle kann die Trageinrichtung sicherheitsrelevante Aspekte berücksichtigen, wie etwa Kollisionen mit einer benachbarten Arbeitseinheit, beispielsweise mit einem Nachbarroboter, oder mit einer im Arbeitsbereich der Trageinrichtung befindlichen Person verhindern.

Die Erfindung betrifft über das Bördelsystem hinaus auch die Bördeleinheit als solche, ohne die Trageinrichtung. Die Bördeleinheit kann jedes beliebige Merkmal der im Zusammenhang mit dem Bördelsystem beschriebenen Bördeleinheit und auch jede in diesem Zusammenhang für die Bördeleinheit offenbarte Merkmalskombination aufweisen. Die Bördeleinheit umfasst dementsprechend in integrierter Bauweise die Führungsstruktur, das Bördelwerkzeug und den Bördelantrieb sowie einen Anschluss zur Herstellung einer für die Handhabung mittels der Trageinrichtung geeigneten Verbindung. Der Anschluss ist insbesondere für eine mechanische Verbindung mit einer Aufnahme der Trageinrichtung eingerichtet. Ein mechanischer Anschluss kann vorteilhafterweise zu einem Medienanschluss weiterentwickelt sein, über den die Bördeleinheit mit den für den Betrieb erforderlichen Medien, wie etwa elektrische und/oder optische Steuer- und/oder Regelsignale und/oder von Energie, beispielsweise elektrische und/oder fluidische Energie, versorgt werden kann.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Bördeleinheit mittels der Trageinrichtung in der Bördelposition relativ zum Bauteil positioniert, vorzugsweise an das Bauteil angelegt. Weist die Bördeleinheit die Schutzstruktur mit angepasster Anlagefläche auf, die vorzugsweise ein schlanker, der Bördelkante folgender Streifen ist, wird die Bördeleinheit so in der Bördelposition positioniert, dass die Anlagefläche in einem der Bördelkante nahen Oberflächenbereich des Bauteils, der dem Bördelelement beim Bördeln längs der Bördelkante gegenüberliegt, am Bauteil flächig anliegt. Die Trageinrichtung hält die Bördeleinheit in der Bördelposition, wobei die Trageinrichtung zumindest einen überwiegenden Teil des Gewichts der Bördeleinheit trägt. Das Bördelwerkzeug wird in einem Führungs- und Stützeingriff mit der Führungsstruktur mittels des Bördelantriebs der Bördeleinheit in die Bördelrichtung vorgetrieben. Bei dieser in Bördelrichtung stattfindenden Bewegung wird der Flansch unter der Einwirkung des Bördelelements um einen vorbestimmten Winkel umgelegt. Eine vom Bördelantrieb zum Vortreiben des Bördelwerkzeugs ausgeübte Antriebskraft und eine vom Bördelelement zum Umlegen auf den Flansch ausgeübte Bördelkraft werden innerhalb der Bördeleinheit, vorzugsweise von der Führungsstruktur, aufgenommen. Vorzugsweise nimmt die Trageinrichtung nicht nur das Gewicht oder zumindest einen überwiegenden Teil des Gewichts der Bördeleinheit auf. Indem sie die Bördeleinheit und dadurch die Führungsstruktur in der Bördelposition hält, nimmt sie vorzugsweise auch zumindest einen überwiegenden Teil der für den Vortrieb des Bördelelements aufzubringenden Antriebskraft und/oder zumindest einen überwiegenden Teil der Bördelkraft auf. Das Bördelsystem umfasst eine Bördelsteuerung für die Steuerung, optional eine geregelte Steuerung, des Bördelantriebs und/oder einer optionalen VerStelleinrichtung zum Verstellen einer Winkelposition des Bördelelements. In bevorzugten Ausführungen arbeitet die Bördelsteuerung autark. Ist die Trageinrichtung ein Roboter, dessen Bewegungen und Greifoperationen einschließlich der für das Positionieren erforderlichen Bewegungen und Greifoperationen von einer Robotersteuerung gesteuert werden, ist die Bördelsteuerung von der Robotersteuerung unabhängig verwirklicht. Es bedarf keines Eingriffs in die Robotersteuerung, um den Bördelantrieb und/oder die Versteileinrichtung zu steuern. Es soll allerdings nicht ausgeschlossen werden, dass der Roboter an die Bördelsteuerung ein Signal ausgibt, wenn die Bördeleinheit in der Bördelposition positioniert ist, um der Bördelsteuerung dies mitzuteilen und die Bördelsteuerung dadurch zu triggern. Von diesem Moment an steuert jedoch die Bördeisteuerang die beim Bördeln auszuführenden Operationen des Bördelantriebs und/oder der Versteileinrichtung ohne Eingriff des Roboters, der während des Bördelns nur die Haltefunktion ausübt. Die Robotersteuerang und die Bördeisteuerang können insbesondere als programmierte oder programmierbare Steuerungen ausgeführt sein. In bevorzugten Ausführungen ist die Steuerangssoftware oder sind zumindest Teile der Steuerangssoftware der Bördeisteuerang unabhängig von der Steuerungssoftware oder zumindest Teilen der Steuerangssoftware der Robotersteuerang implementiert. Beim Bördeln arbeitet die Bördeisteuerang vorzugsweise unabhängig von der Robotersteuerung. Ein Bördelprogramm kann von der Bördeisteuerang in derartigen Ausführungen unabhängig von der Robotersteuerang und in diesem Sinne autark abgearbeitet werden.

Das Zusammenspiel von Robotersteuerang und Bördeisteuerang kann insbesondere so gestaltet sein, dass der Roboter die Bördeleinheit am Bauteil positioniert und der Bördeisteuerang mitteilt, wenn sich die Bördeleinheit am Bauteil in der vorgesehenen Position befindet. Die Bördeleinheit kann eine Messeinrichtung zur Erfassung des umzulegenden Flansches und/oder der Bördelkante aufweisen. In bevorzugten Ausführungen ist die Messeinrichtung mit dem Bördelwerkzeug gemeinsam beweglich angeordnet. Vorzugsweise ist sie am Bördelwerkzeug angeordnet. Weist die Bördeleinheit solch eine Messeinrichtung auf, kann die vorgesehene Position, in der der Roboter die Bördeleinheit positioniert, eine Messposition sein. Bei in der Messposition befindlicher Bördeleinheit kann die Bördeisteuerang die Bördeleinheit mittels der Messeinrichtung relativ zum Flansch und/oder der Bördelkante einmessen. Die Bördeisteuerang teilt der Robotersteuerang das Ergebnis des Einmessens mit. In Abhängigkeit vom Ergebnis des Einmessens kann die Robotersteuerang eine Korrektur der Position der Bördeleinheit relativ zum Bauteil veranlassen. Die durchzuführende Korrektur wird vorzugsweise von der Bördeisteuerang ermittelt und der Robotersteuerang zur Ausführung mitgeteilt. Der Vorgang der Positionskorrektur bzw. des Nachjustierens der Position und des Einmessens kann ein oder mehrere Male wiederholt werden, bis das Einmessen ergibt, dass sich die Bördeleinheit in der zum Bördeln erforderlichen, korrekten Bördelposition befindet. Wenn die Bördeleinheit korrekt positioniert ist, obliegt der Bördeisteuerang die Steuerung und/oder Regelung der Bördeleinheit. Nach Ausführung des Bördelns teilt die Bördeisteuerang der Robotersteuerung den Abschluss des Bördelns mit, so dass die Robotersteuerun, d. h. der Roboter, die Bördeleinheit vom Bauteil wegbewegen kann.

Vorteilhafte Merkmale werden auch in den Unteransprüchen und durch Kombination von in den Unteransprüchen beschriebenen Merkmalen offenbart. Auch in den nachstehend formulierten Aspekten werden Merkmale der Erfindung beschrieben. Die Aspekte sind in der Art von Ansprüchen formuliert und können diese ersetzen. In den Aspekten offenbarte Merkmale können die Ansprüche ferner ergänzen und/oder relativieren, Alternativen zu einzelnen Merkmalen aufzeigen und/oder Anspruchsmerkmale erweitern oder präzisieren. In Klammern gesetzte Bezugszeichen beziehen sich auf ein nachfolgend in Figuren illustriertes Ausführungsbeispiel. Sie schränken die in den Aspekten beschriebenen Merkmale nicht unter den Wortsinn als solchen ein, zeigen aber andererseits bevorzugte Möglichkeiten der Verwirklichung des jeweiligen Merkmals auf.

Aspekt 1. Bördelsystem zum Umlegen eines Flansches eines Bauteils durch Bördeln, vorzugsweise zur Herstellung einer Falzverbindung, das Bördelsystem umfassend:

(a) ein Bördelwerkzeug (10) mit einem zum Umlegen des Flansches (2) längs einer Bördelkante (3) des Bauteils (1) auf dem Flansch (2) abfahrbaren Bördelelements (12),

(b) eine Bördeleinheit (5) mit einer Führungsstruktur (30) zur Führung des Bördelwerkzeugs (10) längs der Bördelkante (3),

(c) einen Bördelantrieb (20) zum Antreiben des Bördelwerkzeugs (10) und/oder des Bördelelements (12) in eine Bördelrichtung (X) längs der Bördelkante (3),

(d) und eine Medienversorgung für den Bördelantrieb (20),

(e) eine Trageinrichtung (9) zum Positionieren und Halten der Bördeleinheit (5) in einer relativ zum Bauteil (1) bestimmten Bördelposition,

(f) wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) innerhalb der Bördeleinheit (5) abgestützt sind, so dass eine zum Antreiben aufzubringende Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Bördeln auf den Flansch (2) auszuübende Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5) aufgenommen werden,

(g) und das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) integrierte Bestandteile der von der Trageinrichtung (9) als Einheit handhabbaren Bördeleinheit (5) sind.

Aspekt 2. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das Bördelwerkzeug (10) und der

Bördelantrieb (20) an einem gemeinsamen Werkzeugträger (11) angeordnet sind, der relativ zur

Führungsstruktur (30) längs der Bördelkante (3) beweglich ist.

Aspekt 3. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei der Werkzeugträger (11) längs der Führungsstruktur (30) und dadurch längs der Bördelkante (3) beweglich ist.

Aspekt 4. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, umfassend einen mit der

Führungsstruktur (30) zum Tragen ausreichend fest verbundenen Anschluss (6) zur mechanischen

Verbindung mit der Trageinrichtung (9).

Aspekt 5. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei der Anschluss (6) mit der

Führungsstruktur (30) unbeweglich verbunden ist.

Aspekt 6. Bördelsystem nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei der

Anschluss (6) für eine automatische Aufnahme der Bördeleinheit (5) durch die Trageinrichtung (9) eingerichtet ist. Aspekt 7. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, umfassend einen mit der Führungsstruktur (30) verbundenen Anschluss (6) für die Medienversorgung der Bördeleinheit (5).

Aspekt 8. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Bördelelement (12) eine auf dem Flansch abrollbare Bördelrolle (12) ist.

Aspekt 9. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Trageinrichtung (9) ein Roboter, vorzugsweise ein Gelenkarmroboter, für eine vollautomatisierte Positionierung der Bördeleinheit (5) ist

Aspekt 10. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Führungsstruktur (30) gemeinsam mit einem Anschluss (6) für die Trageinrichtung (9) Bestandteil eines Anschluss- und Führungsmoduls (6, 30) und das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) Bestandteile eines Werkzeug- und Antriebsmoduls (10, 20) sind, wobei der Werkzeug- und Antriebsmodul (10, 20) in einem Führungseingriff mit einer Führungsbahn (31) der Führungsstruktur (30) ist und mittels des Bördelantriebs (20) als modulare Einheit im Führungseingriff längs der Führungsbahn (31) relativ zur Führungsstruktur (30) antreibbar ist.

Aspekt 11. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Führungsbahn (31) dem Verlauf der Bördelkante (3) nachgebildet ist.

Aspekt 12. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Führungsstruktur (30) eine Führungsbahn (31) bildet, die dem Verlauf der Bördelkante (3) vorzugsweise nachgebildet ist, und das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) jeweils oder das Bördelwerkzeug (10) vorzugsweise gemeinsam mit dem Bördelantrieb (20) in einem Führungseingriff mit der Führungsbahn (31) längs der Bördelkante (3) geführt beweglich ist oder sind.

Aspekt 13. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Führungsstruktur (30) eine Führungsbahn (31) bildet, die dem Verlauf der Bördelkante (3) vorzugsweise nachgebildet ist, und die Bördeleinheit (5) ein mit dem Bördelwerkzeug (10) verbundenes Eingriffsglied (24, 25) umfasst, das mit der Führungsstruktur (30) in einem an der Führungsbahn (31) geführten Führungseingriff ist, so dass sich das Bördelwerkzeug (10) bei in Bördelposition befindlicher Bördeleinheit (5) im Führungseingriff längs der Bördelkante (3) bewegt.

Aspekt 14. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Führungsstruktur (30) eine Führungsbahn (31) bildet, die vorzugsweise dem Verlauf der Bördelkante (3) nachgebildet ist, und das Bördelwerkzeug (10) in einem Führungseingriff eines Eingriffsglieds (24, 25) und der Führungsbahn (31) längs der Führungsbahn (31) geführt wird, so dass sich das Bördelwerkzeug (10) bei in Bördelposition befindlicher Bördeleinheit (5) im Führungseingriff längs der Bördelkante (3) bewegt.

Aspekt 15. Bördelsystem nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekt, wobei das Eingriffsglied (24, 25) einen Führungsträger (24) und am Führungsträger (24) angeordnete Eingriffselemente (25) umfasst, die voneinander beabstandet und jeweils mit der Führungsstruktur (30) in Kontakt sind, und wobei die Eingriffselemente (25) in solch einer Anzahl und Anordnung vorgesehen sind, dass das sich der Führungsträger (24) relativ zur Führungsstruktur (30) nur translatorisch längs der Führungsbahn (31) bewegen kann.

Aspekt 16. Bördelsystem nach einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Führungsbahn (31) und das Eingriffsglied (24, 25) in einem ersten Schwalbenschwanzeingriff und in einem dem ersten Schwalbenschwanzeingriff quer zur Bördelrichtung (X) entgegen wirkenden zweiten Schwalbenschwanzeingriff gegeneinander gedrückt sind, um den Führungseingriff zu bilden, und wobei das Eingriffsglied (24, 35) im ersten Schwalbenschwanzeingriff und im zweiten Schwalbenschwanzeingriff in Bördelrichtung (X) voneinander beabstandete Eingriffselemente (25) umfasst.

Aspekt 17. Bördelsystem nach einem der vier unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Eingriffselemente Eingriffsrollen sind.

Aspekt 18. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Bördelwerkzeug (10), vorzugsweise auch der Bördelantrieb (20), in einem Führungseingriff an der Führungsstruktur (30) beweglich geführt und abgestützt ist, so dass wenigstens ein überwiegender Teil der Bördelkraft und/oder wenigstens ein überwiegender Teil des Gewichts des Bördelwerkzeugs (10), vorzugsweise auch des Bördelantriebs (20), im Führungseingriff aufgenommen wird oder werden.

Aspekt 19. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Bördeleinheit (5) ein mit dem Bördelwerkzeug (10) verbundenes Eingriffsglied (24, 25) umfasst, das mit der Führungsstruktur (30) in einem die Bördelkraft aufnehmenden Stützeingriff und im Stützeingriff relativ zur Führungsstruktur (30) beweglich ist, so dass das Bördelwerkzeug (10) im Stützeingriff in Bördelrichtung (X) beweglich an der Führungsstruktur (30) abgestützt ist.

Aspekt 20. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Bördeleinheit (5) eine Schutzstruktur (33) mit einer Anlagefläche (34) umfasst, die an eine dem Flansch (2) gegenüberliegend an die Bördelkante (3) grenzende Oberfläche des Bauteils (1) angepasst geformt und an diese Oberfläche (4) anlegbar ist.

Aspekt 21. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Anlagefläche (34) der Schutzstruktur (33) streifenförmig ist.

Aspekt 22. Bördelsystem nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Anlagefläche (34) an der Führungsstruktur (30) geformt ist, so dass die Führungsstruktur (30) auch die Schutzstruktur (33) bildet.

Aspekt 23. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) gemeinsam beweglich angeordnet sind, wobei der Bördelantrieb (20) einen Motor (22), ein vom Motor antreibbares Antriebsrad (23) und eine Antriebsbahn (32) mit einem dem Verlauf der Bördelkante (3) nachgebildeten Bahnverlauf umfasst und wobei das Antriebsrad (23) in einem reib- und/oder formschlüssigen Eingriff mit der Antriebsbahn (32) ist, so dass sich das Antriebsrad (23) bei Drehantrieb gemeinsam mit dem Motor (22) und dem Bördelwerkzeug (10) längs der Antriebsbahn (32) bewegt. Aspekt 24. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das Antriebsrad (23) ein mit der Antriebsbahn (32) in einem Zahneingriff befindliches Zahnrad ist und die Antriebsbahn (32) eine Verzahnung oder aber vorzugsweise eine Kette oder einen Zahnriemenstreifen aufweist, die oder der im Verlauf der Antriebsbahn (32) abgestützt ist.

Aspekt 25. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die als Verzahnung, Kette oder Zahnriemenstreifen gebildete Antriebsbahn (32) im Verlauf der Antriebsbahn (32) an der Führungsstruktur (30) abgestützt ist.

Aspekt 26. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Bördelelement (12) relativ zur Führungsstruktur (30) winkelverstellbar ist.

Aspekt 27. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Bördelelement (12) an einem Werkzeugträger (11) des Bördelwerkzeugs (10) verstellbar angeordnet ist und das Bördelwerkzeug (10) eine Versteileinrichtung (13-19) zum Verstellen einer Winkelposition des Bördelelements (12) relativ zum Werkzeugträger (11) umfasst.

Aspekt 28. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei

das Bördelwerkzeug (10) eine Verstellbahn (16-18) und ein mit der Verstellbahn (16-18) in einem Verstelleingriff befindliches Versteilglied (13, 14) umfasst,

das Bördelelement (12) an einem aus Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14), vorzugsweise am Versteilglied (13, 14), angeordnet ist,

und eine Winkelposition des Bördelelements (12) durch eine Relativbewegung von Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14) im Führungseingriff von Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14) relativ zur Verstellbahn (16-18) verstellbar ist

Aspekt 29. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das Bördelelement (12) ortsfest zu dem einen aus Verstellbahn (16-18) und Versteilglied (13, 14) angeordnet ist.

Aspekt 30. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Verstellbahn (16-18) einen gekrümmten, vorzugsweise über einen Winkel von wenigstens 60° gekrümmten Verstellabschnitt (16) für die Verstellung der Winkelposition, einen Ein- und Ausfahrabschnitt (18) und einen Rampenabschnitt (17) aufweist, der den Ein- und Ausfahrabschnitt (18) über eine Rampe mit dem Verstellabschnitt (16) verbindet.

Aspekt 31. Bördelsystem nach einem der drei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, wobei die Verstellbahn (16-18) quer zur Bördelrichtung (X) über die Führungsstruktur (30) hinausragt und in Bezug auf die Führungsstruktur (30) konkav gekrümmt ist und wobei das Bördelelement (12) zumindest in einer Arbeitsposition in einem Bereich zwischen der Verteilbahn (16-18) und der Führungsstruktur (30) und/oder der Schutzstruktur (33) nach Aspekt 15 angeordnet ist, um die Bördelkraft in Richtung auf die Führungsstruktur (30) und/oder die Schutzstruktur (33) nach Aspekt 15 auszuüben.

Aspekt 32. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei das Bördelelement (12) relativ zu der Führungsstruktur (30) und/oder der Schutzstruktur (33) nach Aspekt 20 so angeordnet ist, dass die von des Bördelelements (12) auf den Flansch (2) ausübbare Bördelkraft in Richtung auf die Führungsstruktur (30) und/oder die Schutzstruktur (33) nach Aspekt 20 wirkt.

Aspekt 33. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Bördeleinheit (5) eine Messeinrichtung (27) zur Erfassung des Flansches (2) und/oder der Bördelkante (3) aufweist und die Messeinrichtung (27) mit dem Bördelwerkzeug (10) gemeinsam beweglich angeordnet ist, vorzugsweise am Bördelwerkzeug (10) angeordnet ist.

Aspekt 34. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Messeinrichtung (27) am Bördelwerkzeug (10) so angeordnet ist, dass die Messeinrichtung (27) die Bördelkante (3) und/oder den Flansch (2) von der Seite des Bördelelements (12) aus erfasst.

Aspekt 35. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Trageinrichtung (9) ein Roboter mit einer Robotersteuerung zur Steuerung und/oder Regelung von Bewegungen des Roboters, vorzugsweise eines Gelenkarms des Roboters, ist und das Bördelsystem eine Bördelsteuerung für den Bördelantrieb (20) umfasst, wobei die Bördelsteuerung unhabhängig von der Robotersteuerung ist.

Aspekt 36. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Bördelsteuerung von der Robotersteuerung auch räumlich getrennt verwirklicht ist.

Aspekt 37. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, umfassend eine Bördelsteuerung, die dazu eingerichtet ist, den Bördelantrieb (20) und/oder die in Aspekt 27 beschriebene Versteileinrichtung (19) zu steuern, optional geregelt zu steuern, wobei die Trageinrichtung (9) ein Roboter mit einer Robotersteuerung ist und die Bördelsteuerung dazu eingerichtet ist, den Bördelantrieb (20) und/oder die Versteileinrichtung (19) unabhängig von der Robotersteuerung zu steuern, optional geregelt zu steuern.

Aspekt 38. Bördelsystem nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei die Bördelsteuerung von der Robotersteuerung oder dem Roboter räumlich getrennt angeordnet ist.

Aspekt 39. Bördelsystem nach einem der vorhergehenden Aspekte, wobei die Bördelsteuerung und eine Bewegungssteuerung der Trageinrichtung (9), vorzugsweise eine Robotersteuerung, programmierte oder programmierbare Steuerungen sind und ein Bördelprogramm der Bördelsteuerung unabhängig von einem Steuerungsprogramm der Bewegungssteuerung der Trageinrichtung (9) implementiert ist.

Aspekt 40. Bördeleinheit zum Umlegen eines Flansches eines Bauteils durch Bördeln, vorzugsweise zur Herstellung einer Falzverbindung, die Bördeleinheit umfassend:

(a) ein Bördelwerkzeug (10) mit einem zum Umlegen des Flansches (2) längs einer Bördelkante (3) des Bauteils (1) auf dem Flansch (2) abfahrbaren Bördelelement (12),

(b) eine Führungsstruktur (30) zur Führung des Bördelwerkzeugs (10) längs der Bördelkante (3), (c) einen Bördelantrieb (20) zum Antreiben des Bördelwerkzeugs (10) und/oder des

Bördelelements (12) in eine Bördelrichtung (X) längs der Bördelkante (3),

(d) und eine Medienversorgung für den Bördelantrieb (20), (e) einen Anschluss (6) zum Verbinden der Bördeleinheit (5) mit einer Trageinrichtung (9) zum Positionieren und Halten der Bördeleinheit (5) in einer relativ zum Bauteil (1) bestimmten Bördelposition,

(f) wobei das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) innerhalb der Bördeleinheit (5) abgestützt sind, so dass eine zum Antreiben aufzubringende Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Bördeln auf den Flansch (2) auszuübende Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5) aufgenommen werden,

(g) und das Bördelwerkzeug (10) und der Bördelantrieb (20) integrierte Bestandteile der von der Trageinrichtung (9) als Einheit handhabbaren Bördeleinheit (5) sind.

Aspekt 41. Bördeleinheit nach dem vorhergehenden Aspekt, wobei das Bördelelement (12) eine auf dem Flansch (2) abrollbare Bördelrolle (12) ist.

Aspekt 42. Verfahren zum Bördeln eines Flansches eines Bauteils, vorzugsweise zum Falzen, bei dem

(a) die in wenigstens einem der vorhergehenden Aspekte beschriebene Bördeleinheit (5) mittels einer Trageinrichtung (9), vorzugsweise einem Roboter, in einer Bördelposition relativ zum Bauteil (1) positioniert

(b) und von der Trageinrichtung (9) in der Bördelposition gehalten wird,

(c) während das Bördelwerkzeug (10) in einem Führungs- und Stützeingriff mit der Führungsstruktur (30) mittels des Bördelantriebs (20) der Bördeleinheit (5) in die Bördelrichtung (X) vorgetrieben und bei dieser Bewegung der Flansch (2) unter der Einwirkung des Bördelelements (12) um einen vorbestimmten Winkel umgelegt wird,

(d) wobei eine vom Bördelantrieb (20) zum Vortreiben des Bördelwerkzeugs (10) ausgeübte Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Umlegen auf den Flansch (2) ausgeübte Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5) aufgenommen werden.

Aspekt 43. Verfahren nach dem vorhergehenden Aspekt, bei dem

die Trageinrichtung (9) ein Roboter mit einer Robotersteuerung ist, die den Roboter zur Positionierung der Bördeleinheit (5) steuert,

- und eine Bördelsteuerung den Bördelantrieb (20) und/oder die in Aspekt 27 beschriebene Versteileinrichtung (19) unabhängig von der Robotersteuerung steuert, optional geregelt steuert.

Aspekt 44. Verfahren nach einem der zwei unmittelbar vorhergehenden Aspekte, bei dem eine vom Bördelantrieb (20) zum Vortreiben des Bördelwerkzeugs (10) ausgeübte Antriebskraft und eine vom Bördelelement (12) zum Umlegen auf den Flansch (2) ausgeübte Bördelkraft innerhalb der Bördeleinheit (5) von der Führungsstruktur (30) aufgenommen werden.

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Figuren erläutert. Am Ausführungsbeispiel offenbarte Merkmale bilden jeweils einzeln und in jeder Merkmalskombination die Gegenstände der Ansprüche und der Aspekte und auch die vorstehend erläuterten Ausgestaltungen vorteilhaft weiter. Es zeigen:

Figur 1 ein Bördelsystem mit integrierter Bördeleinheit in Bördelposition an einem Bauteil,

Figur 2 die Bördeleinheit in Bördelposition,

Figur 3 einen Bördelbereich mit teilweise umgelegtem Bauteilflansch,

Figur 4 die Bördeleinheit und das Bauteil in einer rückwärtigen Sicht,

Figur 5 ein Werkzeug- und Antriebsmodul der Bördeleinheit,

Figur 6 die Bördeleinheit in perspektivischer Sicht, und

Figur 7 die Bördeleinheit in einer anderen Sicht.

Die Figuren 1 und 2 zeigen ein Bauteil 1 und eine Bördeleinheit 5, die in einer Bördelposition relativ zum Bauteil 1 positioniert und mittels einer Trageinrichtung 9 in der Bördelposition gehalten wird. Die Bördeleinheit 5 weist einen Anschluss 6 für eine mechanische Verbindung mit der Trageinrichtung 9 auf. Der Anschluss 6 ist für die Befestigung an einem Gelenkarm eines Roboters, vorzugsweise eines üblichen Industrieroboters, eingerichtet und weist die hierfür erforderliche Geometrie und Verbindungselemente beispielsweise in Form eines üblichen Anschlussflansches auf. Vorzugsweise ist der Anschluss 6 für eine lösbare Befestigung an einem Robotergelenkarm eingerichtet. Als Trageeinrichtung 9 kann somit insbesondere ein Gelenkarmroboter dienen. Vom Gelenkarmroboter ist in Figur 1 nur das Ende des Gekenkarms dargestellt. In Figur 2 nimmt die Bördeleinheit 5 zwar ebenfalls die Bördelposition ein, wird also von der Trageinrichtung 9 gehalten, die Trageinrichtung 9 ist jedoch nicht dargestellt, so dass der Blick auf den Anschluss 6 frei ist. Der Anschluss 6 kann dafür eingerichtet sein, dass der Roboter die Bördeleinheit 5 an- und abdocken, also automatisch aufnehmen und auch wieder ablegen kann.

Die Bördeleinheit 5 dient dem Bördeln eines Radhausflansches einer Automobilkarosserie längs einer Bördelkante. Das Bördeln kann insbesondere der Herstellung einer Falzverbindung dienen.

Figur 3 veranschaulicht die Herstellung einer Falzverbindung zwischen dem Bauteil 1 und einem Bauteil 4. Das Bauteil 1 ist ein Außenblech der Karosserie, und das Bauteil 4 ist eine innenliegende Flächenstruktur der Karosserie, beispielsweise ein Innenblech. Beim Falzen wird ein randseitiger Flansch 2 des Bauteils 1 um eine Bördelkante 3 des Bauteils 1 und dabei um einen Rand des Bauteils 4 umgelegt, so dass das Bauteil 4 nach Fertigstellung der Falzverbindung in eine vom Bauteil 1 gebildete Falztasche ragt und aufgrund eines gekrümmten Verlaufs der Falz- bzw. Bördelkante 3 formschlüssig mit dem Bauteil 1 verbunden ist. Falzverbindungen dieser Art und deren Herstellung in einem oder mehreren Falzschritten sind im Stand der Technik bekannt. Diesbezüglich kann beispielsweise auf die EP 1 640 080 Bl verwiesen werden. Figur 3 zeigt die Verhältnisse beim Falzen schematisch am Beispiel eines Flachfalzes, während in den anderen Figuren für das Ausführungsbeispiel ein Bördelelement 12 mit kegel-zylindrischem Umfang für die Herstellung eines Tropfenflansches dargestellt ist.

Figur 4 zeigt das Bauteil 1 in einer rückwärtigen Sicht auf den bereits teilweise umgelegten Flansch 2. Vom in Figur 1 dargestellten Außenblech bzw. Bauteil 1 sind nur der bereits umgelegte Flansch 2 und die Bördelkante 3 erkennbar, um die der Flansch 2 umgelegt ist. Das Bauteil 4, die innenliegende Flächenstruktur, ragt längs der Bördelkante 3 in die durch das Bördeln gebildete Falztasche. Von der Bördeleinheit 5 ist nur ein in das Radhaus ragender Teil erkennbar, an dem ein zum Bördeln unmittelbar auf den Flansch 2 wirkendes Bördelelement 12 angeordnet ist. Das Bördelelement 12 ist eine Bördelrolle, die beim Bördeln auf dem Flansch 2 abrollt, dabei die zum Umlegen erforderliche Bördelkraft auf den Flansch 2 ausübt und diesen dadurch um einen bestimmten Winkel umlegt. Das Umlegen des Flansches 2 kann in einem einzigen Bördelschritt oder, wie im Ausführungsbeispiel, in mehreren nacheinander ausgeführten Bördelschritten durchgeführt werden. Um den Flansch 2 in mehreren Schritten umzulegen, ist das Bördelelement 12 in der Bördeleinheit 5 winkelverstellbar angeordnet. Anders als im Stand der Technik wird ein Anstellwinkel, den das Bördelelement 12 relativ zum Bauteil 1 aufweist, nicht mittels eines Roboters verändert, sondern durch die Verstellung eines Anstellwinkels, den das Bördelelement 12 relativ zu einem Werkzeugträger 11 der Bördeleinheit 5 aufweist. Das Bördelelement 12 ist somit winkelverstellbar an der Bördeleinheit 5 angeordnet. Die Bördeleinheit 5 umfasst ein erstes Modul, zu dem der Anschluss 6 und eine Führungsstruktur 30 gehören, im Folgenden auch Anschluss- und Führungsmodul 6, 30 genannt, und ein zweites Modul, das ein Bördelwerkzeug 10 und einen Bördelantrieb 20 umfasst und im Folgenden als Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 bezeichnet wird. Das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 ist am Anschluss- und Führungsmodul 6, 30 längs der Bördelkante 3 beweglich geführt.

Die Führungsstruktur 30 bildet eine Führungsbahn 31, die dem Verlauf der Bördelkante 2 nachgebildet ist, so dass sie bei in Bördelposition befindlicher Bördeleinheit 5 dem Verlauf der Bördelkante 2 folgt. Das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 ist mit der Führungsstruktur 30 in einem Führungseingriff, in dem das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 längs der Führungsbahn 31 und in der Bördelposition somit längs der Bördelkante 2 translatorisch geführt wird. Im Führungseingriff verbleibt dem Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 nur der Freiheitsgrad der translatorischen Bewegung längs der Führungsbahn 31. Das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 ist aufgrund des integrierten Bördelantriebs 20 selbstfahrend. Der Bördelantrieb 20 treibt das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 beim Bördeln entlang der Führungsbahn 31 in eine Bördelrichtung vor, so dass das Bördelelement 12 seinem Anstellwinkel entsprechend den Flansch 2 längs der Bördelkante 2 in Bördelrichtung fortfahrend umlegt.

Das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 ist an der Führungsstruktur 30 beweglich abgestützt. Die Führungsstruktur 30 trägt das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20, nimmt also dessen Gewicht auf, und nimmt ferner auch die für den Vortrieb aufzubringende Antriebskraft und die für das Bördeln aufzubringende Bördelkraft auf. Die Abstützung erfolgt im Führungseingriff von Führungsstruktur 30 und Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 und kann ferner in einem Antriebseingriff einer mit der Führungsstruktur 30 fest verbundenen Antriebsbahn 32 mit dem Bördelantrieb 20 erfolgen. Grundsätzlich können die Funktionen des Führens und Abstützens an der Führungsstruktur 30 jedoch auch voneinander separat verwirklicht sein, dem kombinierten Abstütz- und Führungseingriff wird jedoch der Vorzug gegeben, da hierdurch das Volumen und insbesondere auch das Gewicht der Bördeleinheit 5 gegenüber einer Separierung der Funktionen verringert werden kann.

Die Antriebsbahn 32 folgt dem Verlauf der Führungsbahn 31. Im Ausführungsbeispiel sind die Bahnen 31 und 32 parallel und in eine Richtung quer zur Bördelrichtung nebeneinander angeordnet. In einer Modifikation können sie beispielsweise ineinander geschachtelt angeordnet sein. In noch einer Modifikation kann die Führungsbahn 31 in Doppelfunktion auch die Antriebsbahn 32 bilden, so dass Führungseingriff und Antriebseingriff zusammenfallen. Da der Antriebseingriff von Anschluss- und Führungsmodul 6, 30 und Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 bevorzugt auf Formschluss beruht, während die Führungsbahn 31 bevorzugt glatt ist, wird eine räumliche Trennung von Führungsbahn 31 und Antriebsbahn 32 bevorzugt, wobei die beiden Bahnen 31 und 32 jedoch zwecks Volumen- und Gewichtsersparnis vorteilhafterweise unmittelbar nebeneinander oder übereinander verlaufen.

Das Anschluss- und Führungsmodul 6, 30 umfasst ferner eine Schutzstruktur 33, mit der es in der Bördelposition in einem vom Flansch 2 aus gesehen über die Bördelkante 3 gegenüberliegenden Bauteilbereich am Bauteil 1 anliegt. Die Schutzstruktur 33 weist eine in der Bördelposition am Bauteil 1 anliegende Anlagefläche auf, die an besagten Bauteilbereich angepasst geformt ist. Die Schutzstruktur 33 kann hinsichtlich der Schutzfunktion der Schutzstruktur der EP 1 640 080 Bl entsprechen. Im Unterschied zu dieser ist die Schutzstruktur 33 allerdings unbeweglich mit der Führungsstruktur 30 verbunden. Im Ausführungsbeispiel sind Führungsstruktur 30 und Schutzstruktur 33 in einem Stück ausgeführt, beispielsweise separat geformt und fest miteinander verfügt oder vorzugsweise bereits in einem Verfahren der gemeinsamen Urformung geformt und gegebenenfalls endbearbeitet.

Die Antriebsbahn 32 kann ebenfalls in einem gemeinsamen Verfahren der Urformung mit der Führungsstruktur 30 geformt sein. Die Führungsstruktur 30 und die Antriebsbahn 32, optional auch die Schutzstruktur 33, können in einem gemeinsamen Verfahren der Urformung in einem Stück geformt sein, wobei sich an die Urformung eine Endbearbeitung anschließen kann, um für die jeweilige Struktur bzw. Bahnen 30 bis 33 die erforderliche Präzision zu gewährleisten. In einer Weiterentwicklung, die im Ausführungsbeispiel verwirklicht ist, wird die Antriebsbahn 32 unmittelbar jedoch von einer Kette gebildet, die an der Führungsstruktur 30 zumindest in Kettenendbereichen befestigt und von einer unbeweglich mit der Führungsstruktur 30 verbundenen Stützbahn über Ihren Verlauf gestützt wird. Die Stützbahn kann mit der Führungsstruktur 30 unbeweglich gefügt oder vorzugsweise in einem Verfahren der Urformung an der Führungsstruktur 30 geformt und danach erforderlichenfalls endbearbeitet sein. Die Verwendung einer Kette oder stattdessen eines Zahnriemenstreifens dient der Verwirklichung eines formschlüssigen Antriebseingriffs mit dem Bördelantrieb 20 und gewährt im Rahmen der Formflexibilität einer Kette oder eines Zahnriemenstreifens Gestaltungsspielraum in Bezug auf den Verlauf der Antriebsbahn 32. Die Antriebsbahn 32 folgt wie bereits erwähnt der Führungsbahn 31, die dem Verlauf der Bördelkante 2 nachgebildet ist und daher wie diese in vielen Anwendungsfällen, insbesondere auch beim Radhausfalzen, mehrdimensional gekrümmt sein kann, sich also um zueinander nicht parallele Achsen krümmen kann. Würde die Antriebsbahn 32 als nicht nachgiebige Verzahnung unmittelbar an der Führungsstruktur 30 bereitgestellt werden, was grundsätzlich möglich wäre, müsste sich die Verzahnung in besagten Anwendungsfällen ebenfalls um nicht parallele Achsen krümmen. Die Fertigungskosten für solch eine Verzahnung übersteigen jedoch die Kosten für die Verwirklichung der Antriebsbahn im Vergleich zur Verwendung einer Kette oder eines Zahnriemenstreifens deutlich.

Die Führungsstruktur 30 ist einschließlich der dem Bauteil 1 zugewandten Anlagefläche und der Antriebsbahn 32 als ein dem Verlauf der Bördelkante nachgebildeter, schmaler Streifen ausgeführt, um Gewicht zu sparen. Dem Verlauf der Bördelkante 2 des Ausführungsbeispiels entsprechend ist die Führungsstruktur 30 bügelartig geformt und kann auch als Führungsbügel bezeichnet werden.

An der Führungsstruktur 30 kann, wie in den Figuren 1 und 2 erkennbar, eine Fixiereinrichtung mit einem oder mehreren Fixierelementen 29 angeordnet sein. Falls das Anschluss- und Führungsmodul 6, 30 mit einer Fixiereinrichtung ausgestaltet ist, wird die Fixiereinrichtung jedoch nicht dafür benötigt, das Gewicht der Bördeleinheit 5 am Bauteil 1 abzustützen. Diese Funktion übernimmt die Trageinrichtung 9. Mittels einer optionalen Fixiereinrichtung mit einem oder mehreren Fixierelementen 29, die voneinander beabstandet längs der Führungsbahn 31 angeordnet sind, kann die mittels der Trageinrichtung 9 in der Bördelposition positionierte und gehaltene Bördeleinheit 5 allerdings mit höherer Präzision relativ zum Bauteil 1 fixiert werden. Eine Fixiereinrichtung kann insbesondere dazu dienen, die Bördenkante 2 relativ zur Führungsstruktur 30 zu spannen, um Fertigungstoleranzen des Bauteils 1 zu kompensieren. Figur 5 zeigt das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 losgelöst vom Anschluss- und Führungsmodul 6, 30. Das Bördelwerkzeug 10 umfasst den Werkzeugträger 11, an dem das als Bördelrolle gebildete Bördelelement 12 winkelverstellbar angeordnet ist, und einen am Werkzeugträger 11 angeordneten Versteilantrieb 19 für die Winkelverstellung des Bördelelements 12. Mit X, Y und Z sind die zueinander orthogonalen Achsen eines in Bezug auf den Werkzeugträger 11 ortsfesten Koordinatensystems bezeichnet. Die X-Achse ist parallel zur lokalen Bördelrichtung, die sich über den Verlauf der Führungsbahn 31 ändert. Ist das Bördelelement 12 als Bördelrolle ausgeführt, weist die Drehachse R der Bördelrolle vorzugsweise orthogonal zur Bördelrichtung, d.h. zur X-Achse des Bördelwerkzeugs 10. Die Bördelkraft wirkt zumindest im Wesentlichen orthogonal zur Bördelrichtung und orthogonal zur Drehachse R.

Das Bördelelement 12 ist relativ zum Werkzeugträger 11 winkelverstellbar, um den Anstellwinkel, den das Bördelelement 12 beim Bördeln relativ zum Flansch 2 unmittelbar vor Ausführung der jeweiligen Bördeloperation aufweist, in der Y-Z-Ebene des Bördelwerkzeugs 10 verstellen zu können. Im Rahmen der Winkelverstellbarkeit ist das Bördelelement 12 um eine zur jeweils lokalen Bördelrichtung parallele Achse, d.h. um eine werkzeugeigene X-Achse schwenkbar.

Zur Verstellung des Anstellwinkels des Bördelelements 12 weist das Bördelwerkzeug 10 eine Verstellstruktur 15 mit einer Verstellbahn 16-18 auf. Das Bördelelement 12 ist drehbar auf einem Eingriffsglied gelagert, das einen Bördelelementträger 13 mit Eingriffselementen 14 aufweist, die mit der Verstellstruktur 15 in einem Führungseingriff sind, in dem das Eingriffsglied 13, 14 mit dem Bördelelement 12 längs der Verstellbahn der Führungsstruktur 15 geführt beweglich und dadurch winkelverstellbar ist. Die Eingriffselemente 14 können wie im Ausführungsbeispiel insbesondere Eingriffsrollen sein.

Die Verstellbahn weist einen gekrümmten Verstellabschnitt 16 auf, längs dem das Eingriffsglied 13, 14 und somit das Bördelelement 12 bei dem Verstellen in einem Verstelleingriff geführt ist. Durch den Verlauf des Verstellabschnitts 16 wird die Verstellbewegung des Bördelelements 12 vorgegeben. Im Verstelleingriff fährt das Eingriffsglied 13, 14 mit seinen Eingriffselementen 14 den Verstellabschnitt 16 ab. Die Verstellbewegung des Bördelelements 12 hängt vom Krümmungsradius des Verstellabschnitts 16 und dem Abstand ab, den ein Flächenbereich am äußeren Umfang des Bördelelements 12 vom Verstellabschnitt 16 aufweist. Besagter Flächenbereich am äußeren Umfang des Bördelelements 12 ist der Flächenbereich, mit dem das Bördelelement 12 beim Bördeln im Kontakt mit dem Flansch 2 ist. Der Krümmungsradius des Verstellabschnitts 16 kann konstant sein, damit eine Kante des besagten Flächenbereichs, bei Ausbildung des Bördelelements 12 als Bördelrolle ein Rollkontaktpunkt am äußeren Umfang der Rolle, in Bezug auf den Werkzeugträger 11 bei der Verstellung ortsfest bleibt. Der Verstellabschnitt 16 muss jedoch keinen Kreisabschnitt oder nicht nur einen Kreisabschnitt beschreiben. Er kann auch variieren, damit das Bördelelement 12 einer reinen Schwenkbewegung überlagert noch eine weitere Bewegung ausführt.

Die Verstellbahn 16-18 weist über den Verstellabschnitt 16 hinaus einen Ein- und Ausfahrabschnitt 18 sowie einen Rampenabschnitt 17 auf, der den Ein- und Ausfahrabschnitt 18 mit dem Verstellabschnitt 16 verbindet. In Figur 5 nimmt das Bördelelement 12 in Bezug auf die Führungsstruktur 15 und deren Verstellbahn 16-18 eine Endposition ein, die das Bördelemement 12 beim Fertigbördeln bzw. Fertigfalzen einnimmt, also zur Ausführung des letzten Bördelschritts, bei dem der Flansch 2 vollständig umgelegt und gegen den in die fertige Falztasche ragenden Rand des Bauteils 4 (Figuren 2 und 3) gedrückt wird. Nach Ausführung dieses letzten Bördelschritts wird das Eingriffsglied 13, 14 mit dem daran angeordneten Bördelelement 12 im Verstelleingriff längs des Verstellabschnitts 16 über den Rampenabschnitt 18 bis in einen Eingriff mit dem Ein- und Ausfahrabschnitt 18 bewegt. Wenn das nach dem Bördeln im Verstelleingriff die Verstellbahn 16-18 abfahrende Eingriffsglied 13, 14 in den Ein- und Ausfahrabschnitt 18 gelangt ist, wird die Bördeleinheit 5 mittels der Trageinrichtung 9 aus der Bördelposition bewegt und steht für das Bördeln eines nächsten Bauteils 1 zur Verfügung.

Der Ein- und Ausfahrabschnitt 18 dient dem Freifahren des Bördelelements 12. In einer ausgefahrenen Position, die das Eingriffsglied 13, 14 vor Beginn und nach Beendigung des Bördelns des jeweiligen Bauteils 1 einnimmt, ist das Eingriffsglied 13, 14 in einem hinteren Bereich mit dem Ein- und Ausfahrabschnitt 18 und in einem vorderen Bereich mit dem Verstellabschnitt 16 im Eingriff. Dazwischen verläuft der verbindende Rampenabschnitt 17. Ist die Bördeleinheit 5 am Bauteil 1 in der Bördelposition positioniert, wird das Eingriffsglied 13, 14 mit seinem hinteren Bereich aus dem Ein- und Ausfahrabschnitt ausgefahren und über den Rampenabschnitt 17 vollständig in den Verstellabschnitt 16 eingefahren. Das Eingriffsglied 13 und 14 und damit das Bördelelement 12 führen bei dieser Einfahrbewegung eine Kippbewegung um eine werkzeugeigene X-Achse aus. Durch die Kippbewegung gelangt das Bördelelement 12 in Kontakt mit oder zumindest in unmittelbare Nähe zu dem Flansch 2.

Für die Verstellung des Bördelelements 12 weist das Bördelwerkzeug 10 einen Versteilantrieb 19 auf, der insbesondere ein Linearantrieb sein kann. Der Linearantrieb kann als fluidischer Antrieb gebildet sein. Bevorzugt handelt es sich um einen elektrischen Antrieb. Der Versteilantrieb 19 ist mittels eines Gestänges mit dem Eingriffsglied 13, 14 verbunden, um bei Ausführung von Verstellbewegungen stattfindende Relativbewegungen zwischen dem Eingriffsglied 13, 14 und dem Versteilantrieb 19 ausgleichen zu können. Zusätzlich oder anstelle einer gelenkigen Verbindung mittels Gestänge kann der Versteilantrieb 19 auch selbst schwenkbeweglich am Werkzeugträger 11 abgestützt sein. Das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 umfasst wie bereits erwähnt den Bördelantrieb 20. Der Bördelantrieb 20 umfasst einen Antriebsträger 21, einen am Antriebsträger 21 abgestützten Motor 22 und ein mittels des Motors 22 antreibbares Antriebsrad 23, das als außenverzahntes Stirnrad gebildet. Das Antriebsrad 23 ist koaxial zu einer Motorwelle des Motors 22 angeordnet, grundsätzlich sind andere Anordnungen jedoch möglich. Das Antriebsrad 23 kann zwar drehsteif unmittelbar auf der Motorwelle angeordnet sein, bevorzugter ist es mittels eines Untersetzungsgetriebes mit der Motorwelle verbunden. Der Antriebsträger 21 ist am Werkzeugträger 11 abgestützt. Werkzeugträger 11 und Antriebsträger 21 können zwar grundsätzlich bereits in einem Verfahren der Urformung in einem Stück gefertigt sein, zweckmäßigerweise werden sie jedoch getrennt geformt und fest miteinander gefügt. Das Antriebsrad 23 ist mit der Antriebsbahn 32 (Figur 1) im formschlüssigen Antriebseingriff. Im Antriebseingriff wirken das Antriebsrad 23 und die Antriebsbahn 32 wie Ritzel und Kette oder Zahnrad und Zahnriemen zusammen. Der Bördeleinheit 5 ist eine Bördelsteuerung zugeordnet, die den Bördelantrieb 20 und den Verstellantrieb 19 steuert, optional geregelt steuert. Sie gibt den beiden Antrieben 19 und 20 die Steuersignale vor, nach denen der Bördelantrieb 20 das Bördelwerkzeug 10 und im speziellen Ausführungsbeispiel das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 relativ zur Führungsstruktur 30 bewegt und positioniert und der Verstellantrieb 19 das Bördelelement 12 relativ zum Werkzeugträger 11 verstellt. Die Bördelsteuerung arbeitet autark. Bildet ein Roboter die Trageinrichtung 9, arbeitet sie unabhängig von einer Robotersteuerung. Sie kann gleichwohl am Roboter angeordnet, aufgrund ihrer autarken Arbeitsweise vorteilhafterweise aber von der Robotersteuerung oder auch vom Roboter räumlich getrennt angeordnet sein. Sie kann mit der Robotersteuerung allerdings so gekoppelt sein, dass sie von der Robotersteuerung ein Startsignal erhält, wenn die Bördeleinheit 5 die Bördelposition einnimmt, und/oder der Robotersteuerung ein Endsignal aufgibt, wenn das Bördeln am jeweiligen Bauteil abgeschlossen ist. Das Starsignal und/oder das Endsignal kann aber auch von einer übergeordneten Fertigungssteuerung ausgegeben werden. Die Bördelsteuerung kann das Bördeln in noch einer Ausführung in einer getakteten Serienfertigung aber auch dem Takt entsprechend nur in Abhängigkeit von der vorgegebenen Taktzeit steuern, so dass auch auf die erwähnte Start/Ende- Kommunikation verzichtet werden kann.

Das Bördelelement 12 kann im Verstelleingriff längs des Verstellabschnitts 16 in unterschiedliche, diskret vorgegebene Winkelpositionen verstellt werden, um den Flansch 2 in mehreren Bördelschritten sukzessive entsprechend einer dem jeweiligen Bördelschritt zugeordneten Winkelposition umzulegen. In einer Weiterentwicklung kann die Bördelsteuerung anstelle oder zusätzlich zu einer Vorgabe diskreter Winkelpositionen dafür eingerichtet sein, die Winkelposition des Bördelelements 12 innerhalb des gesamten Verstellbereichs oder nur innnerhalb eines Teils des gesamten, durch den Verstellabschnitt 16 vorgegebenen Verstellbereichs kontinuierlich zu verstellen. So kann eine Steuerung für die Bördeleinheit 5 vorteilhafterweise dazu eingerichtet sein, die Winkelposition des Bördelelements 12 während des Bördelns und in diesem Sinne dynamisch kontinuierlich zu verstellen, um beispielsweise an einem oder an beiden Längsenden der Bördelkante 3 einen kontinuierlich auslaufenden Flansch 2 zu generieren, so dass sich die Falztasche kontinuierlich öffnet.

Für den Führungseingriff mit der Führungsstruktur 30 weist das Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 ferner ein in der Art eines Rollwagens gebildetes Eingriffsglied mit einem als Modulträger dienenden Führungsträger 24 und als Führungsrollen gebildeten Eingriffselementen 25 auf. Genauer gesagt umfasst das Eingriffsglied 24, 25 zwei Rollwagen, die einander in einem lichten Abstand gegenüberliegend angeordnet und jeweils relativ zum Werkzeugträger 11, sieht man von der Drehbeweglichkeit der Eingriffs elemente 25 ab, unbeweglich sind.

In Figur 6 sind der Führungseingriff und auch der Antriebseingriff von Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 und Führungsstruktur 30 deutlich zu erkennen. In Bezug auf den Führungseingriff ist nur der Eingriff des einen Rollwagens des Eingriffsglieds 24, 25 erkennbar. Die Verhältnisse sind spiegelbildlich an der Unterseite der Führungsstruktur 30 mit dem dort im Führungseingriff befindlichen Eingriffsglied 24, 25 die gleichen. In den Figuren 6 und 7 sind ferner die unmittelbar an der Führungsstruktur 30 geformte Schutzstruktur 33 mit der an das Bauteil 1 angepassten Anlagefläche 34 (Figur 7) und die Antriebsbahn 32 erkennbar. Die Antriebsbahn 32 kann wie bereits erwähnt von einer Kette gebildet werden, die selbst allerdings nicht abgebildet ist. Die Kette kann zweckmäßigerweise in einer Nut 35 der Führungsstruktur 30 angeordnet und somit nicht nur an einer im Führungseingriff dem Antriebsrad 23 abgewandten Unterseite an einer Stützbahn 36 abgestützt, sondern in der Nut 35 auch seitlich geführt sein.

Der Führungseingriff ist als zweifacher Schwalbenschwanzeingriff ausgeführt. Die Führungsbahn 31 setzt sich entsprechend aus einem ersten Paar aus relativ zueinander im Querschnitt der Führungsstruktur 30 geneigten Führungsbahnsegmenten 31 und einem zweiten Paar ebenfalls relativ zueinander geneigten Führungsbahnsegmenten 31 zusammen. Die beiden Paare von Führungsbahnsegmenten 31 sind quer zur Bördelrichtung X voneinander abgewandt und einander gegenüberliegend an der Führungsstruktur 30 geformt. Die Eingriffs elemente 25 sind dem jeweils zugeordneten Bahnsegment der Führungsbahn 31 entsprechend um relativ zueinander geneigte Drehachsen drehbar am Führungsträger 24 angeordnet. Durch den zweifachen Schwalbenschwanzeingriff wird eine besonders feste Abstützung und präzise Führung des Werkzeug- und Antriebmoduls 10, 20 an der Führungsstruktur 30 gewährleistet. Der Führungseingriff wird im Hinblick darauf, dass das Eingriffsglied 24, 25 die Führungsstruktur 30 und insbesondere deren Führungsbahn 31 umgreift als Schwalbenschwanzeingriff bezeichnet, obgleich die den Umgriff bildenden Eingriffselemente 25 wie bevorzugt Rollen sind. Zu Führungseingriff und Verstelleingriff ist noch anzumerken, dass beide Eingriffe jeweils durch Eingriffsrollelemente, nämlich die Eingriffselemente 14 des Verstellangriffs und die Eingriffselemente 25 des Führungseingriffs, gebildet sind. Dies ist zwar im Hinblick auf die Reibungsverhältnisse und den Verschleiß von Vorteil, grundsätzlich könnte jedoch der Verstelleingriff und/oder der Führungseingriff als Gleiteingriff gebildet sein.

Die Verstellstruktur 15 ragt mit ihrem verstellbaren Abschnitt 16, optional auch mit dem Rampenabschnitt 17 oder auch noch dem Ein- und Ausfahrabschnitt 18, quer zur Bördelrichtung X über den Führungseingriff, d.h. über die Führungsstruktur 30 vor. Der Verstellabschnitt 16 ist in Bezug auf den Führungseingriff von Führungsstruktur 30 und Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 konkav gekrümmt und kann dem Führungseingriff insbesondere, wie im Ausführungsbeispiel, zugewandt sein. Das Bördelelement 12 ist in einem Bereich zwischen der Verstellbahn 16-18 und dem Führungseingriff angeordnet. Diese Ausgestaltung ist vorteilhaft insbesondere für das Radhausbördeln- oder falzen, da die Bördeleinheit 5 am Bauteil 1 außen in der Bördelposition positioniert und gehalten wird, während das Bördelelement 12 im Radhaus zum Bördeln zumindest zum Fertigbördeln von innen nach außen, in Richtung auf die Führungsstruktur 30 oder die optional vorhandene Schutzstruktur 33 wirkt.

Umfasst die Bördeleinheit 5 wie bevorzugt eine Schutzstruktur mit einer Anlagefläche, die in der Bördelposition am Bauteil 1 im umgelegten Flansch 2 außen anliegt, wie etwa die Schutzstruktur 33, kann durch eine in bevorzugten Ausführungen der Bördelkraft entgegenwirkende Abstützung durch die Trageinrichtung 9 auf ein gemeinsam mit dem Bördelelement 12 in Bördelrichtung bewegliches Gegenelement verzichtet werden. Nimmt die Trageinrichtung nur das Gewicht der Bördeleinheit 5 auf, ist bevorzugt eine Fixiereinrichtung zur Aufnahme der Bördelkraft zusätzlich vorgesehen. Eine derartige Fixiereinrichtung kann extern vorgesehen sein, um die Bördeleinheit 5 in Bezug auf das Bauteil 1 extern der Bördelkraft entgegenwirkend abzustützen. Grundsätzlich soll aber auch nicht ausgeschlossen werden, dass die Trageinrichtung nur das Gewicht der Bördeleinheit 5 beim Bördeln trägt und die Abstützung der Bördelkraft durch eine Fixierung am Bauteil 1 vorgenommen wird.

Am Werkzeug- und Antriebsmodul 10, 20 kann eine Messeinrichtung angeordnet sein, beispielsweise wie in Figur 7 mit dem Bezugszeichen 27 illustriert. Mit der Messeinrichtung 27 kann vor und/oder bei und/oder nach dem Bördeln der Flansch 2 und/oder die Bördelkante 3 erfasst werden. Die Messeinrichtung 27 kann für eine bevorzugt optische Erfassung des Flansches 2 und/oder der Bördelkante 3 einen Laser und eine Aufnahmeeinrichtung für das vom Laser auf den Flansch 2 und/oder die Bördelkante 3 abgestrahlte und von dort zur Aufnahmeeinrichtung reflektierte Licht aufweisen. Mit einer optischen Messeinrichtung 27 kann der Flansch 2 und/oder die Bördelkante 3 insbesondere mittels eines Triangulationsverfahrens vermessen werden. Die Aufnahmeeinrichtung kann für eine kontinuierliche Aufnahme oder für eine Momentaufnahme des reflektierten Laserlichts eingerichtet sein. Die Aufnahmeeinrichtung kann insbesondere eine Videokamera sein. Der Signalabstrahler, etwa eine Lichtquelle und insbesondere ein Laser, und die Aufnahmeeinrichtung sind vorteilhafterweise in unmittelbarer Nähe zueinander und bevorzugt in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet, wie es im Ausführungsbeispiel ebenfalls der Fall ist. Die Messeinrichtung 27 kann insbesondere in einem über den Führungseingriff vorragenden Bereich, im Ausführungsbeispiel im Bereich der Verstellstruktur 15, angeordnet sein, um beim Radhausbördeln oder -falzen von innen, aus dem Radhaus heraus, den Flansch 2 und/oder die Bördelkante 3 erfassen zu können.

Die messtechnische Erfassung des Flansches 2 und/oder der Bördelkante 3 kann einem Einmessen des Bördelsystems und/oder einer Qualitätskontrolle des gebördelten Bauteils 1 dienen. Ist die Trageinrichtung 9 wie bevorzugt ein Roboter, kann der Roboter in Abhängigkeit vom Ergebnis eines Einmessens die Bördelposition dem jeweils zu bearbeiteten Bauteil 1 gemäß individuell und dadurch besonders genau anpassen. Die Bördeleinheit 5 kann auf diese Weise den fertigungsbedingten Besonderheiten des jeweiligen Bauteils Rechnung tragend, d.h. unter Berücksichtigung der von Bauteil zu Bauteil im Rahmen von Fertigungstoleranzen vorhandenen Geometrieabweichungen, positioniert werden.

Bezugszeichen:

1 Bauteil

2 Flansch

3 Bördelkante

4 Bauteil

5 Bördeleinheit

6 Anschluss für Trageinrichtung

7 -

8

9 Trageeinrichtung

10 Bördelwerkzeug

11 Werkzeugträger

12 Bördelelement

13 Bördelelementträger

14 Eingriffselement

15 Verstellstruktur

16 Verstellabschnitt 17 Rampenabschnitt

18 Ein- und Ausfahrabschnitt

19 Versteilantrieb

20 Bördelantrieb

21 Antriebsträger

22 Motor

23 Antriebsrad

24 Führungsträger

25 Eingriffselement

26 -

27 Messeinrichtung

28 -

29 Fixiereinrichtung

30 Führungsstruktur

31 Führungsbahn

32 Antriebsbahn

33 Schutzstruktur

34 Anlagefläche

35 Nut

36 Stützbahn

R Drehachse

Koordinatensystem des Werkzeug