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Title:
FOLDING DEVICE AND METHOD FOR FOLDING A WORKPIECE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/198377
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a folding device (1) for folding a workpiece, the folding device (1) comprising a folding jaw support (10) and a base (20). The folding jaw support (10) can be linearly moved relative to the base (20). A drive (11) for producing a linear movement of the folding jaw support (10) relative to the base (20) is mounted on the folding jaw support (10) or a drive having a drive direction at an angle to the linear movement and for producing a linear movement of the folding jaw support (10) relative to the base (20) is mounted on the base (20).

Inventors:
STRASS STEPHAN (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/001366
Publication Date:
December 18, 2014
Filing Date:
May 21, 2014
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP SYSTEM ENG GMBH (DE)
International Classes:
B21D37/04; B21D19/00; B21D25/02; B21D39/02
Foreign References:
JPS59118229A1984-07-07
JP2003211223A2003-07-29
EP0530375A11993-03-10
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP AG (DE)
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Claims:
Falzvorrichtung (1 ) zum Falzen eines Werkstücks, wobei die Falzvorrichtung (1 ) einen Falzbackenträger (10) und ein Basisteil (20) aufweist, wobei der Falzbackenträger ( 0) relativ zu dem Basisteil (20) linear beweglich ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Falzbackenträger (10) ein Antrieb (11 ) zur Bewirkung einer Linearbewegung des Falzbackenträgers (10) relativ zu dem Basisteil (20) befestigt ist oder dass an dem Basisteil (20) ein Antrieb (11 ) mit einer zur Linearbewegung winklig ausgerichteten Antriebsrichtung zur Bewirkung einer Linearbewegung des Falzbackenträgers (10) relativ zum dem Basisteil (20) befestigt ist.

Falzvorrichtung (1 ) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Falzbackenträger (10) eine Getriebestange (12) und ein mit der Getriebestange (12) gekoppeltes Übertragungsmittel (13, 13') aufweist, wobei das Übertragungsmittel (13, 13') zur Übertragung einer Antriebsbewegung der Getriebestange (12) in eine Rotationsbewegung des Übertragungsmittels (13, 13') vorgesehen ist, wobei das Übertragungsmittel (13, 13') zur Übertragung der Rotationsbewegung in die Linearbewegung des Falzbackenträgers (10) relativ zu dem Basisteil (20) vorgesehen ist.

Falzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestange (12) entlang einer Antriebsrichtung ( 02) linear beweglich ausgerichtet ist, wobei der Antrieb (11 ) mit der Getriebestange (12) zur Erzeugung einer linearen Antriebsbewegung der Getriebestange (12) entlang der Antriebsrichtung (102) gekoppelt ist, wobei die Antriebsrichtung (102) einen, insbesondere rechten, Winkel mit einer Bewegungsrichtung (101 ) der Linearbewegung des Falzbackenträgers einschließt.

Falzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (20) eine weitere Getriebestange (21 ) aufweist, wobei das Übertragungsmittel (13, 13') formschlüssig, kraftschlüssig, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch mit der Getriebestange (12) des Falzbackenträgers (10) zur Bewirkung der Linearbewegung des Falzbackenträgers (10) relativ zum Basisteil (20) gekoppelt ist.

Falzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Getriebestange (12) des Falzbackenträgers (10) als eine erste Zahnstange (12) mit einer zur Antriebsrichtung (102) der Getriebestange (12) parallel verlaufenden ersten Haupterstreckungsrichtung (102) ausgebildet ist, wobei die weitere Getriebestange (21 ) des Basisteils (20) als eine zweite Zahnstange (21 ) mit einer zur Bewe- gungsrichtung (101 ) des Falzbackenträgers (10) parallel verlaufenden zweiten Haupter- streckungsrichtung (101 ) ausgebildet ist, wobei das Übertragungsmittel (13, 13') als ein Zahnrad (13, 13') ausgebildet ist, wobei das Zahnrad (13, 13') mit der ersten Zahnstange (12) und mit der zweiten Zahnstange (21 ) formschlüssig gekoppelt ist.

Falzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (20) ein Führungsmittel (22) zum Führen des Falzbackenträgers (10) aufweist, wobei insbesondere der Falzbackenträger (10) und das Führungsmittel (22) zum Gleiten oder Rollen des Falzbackenträgers (10) auf oder in dem Führungsmittel (22) ausgebildet sind.

Falzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (11 ) ein mit der Getriebestange (12) des Falzbackenträgers (10) gekoppelter Linearantrieb (11 ) ist, wobei der Linearantrieb (11 ) zur Bewirkung der weiteren Linearbewegung der Getriebestange (12) in die Antriebsrichtung (102) vorgesehen ist.

Falzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb (11 ) ein pneumatischer, hydraulischer oder elektromagnetischer Linearantrieb (11 ) ist.

Falzvorrichtung (1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Falzbackenträger (10) in Antriebsrichtung (102) eine größere Erstreckung aufweist, als senkrecht zur Antriebsrichtung (102).

Verfahren zum Falzen eines Werkstücks mittels einer Falzvorrichtung (1 ), wobei die Falzvorrichtung (1 ) einen Falzbackenträger (10) und ein Basisteil (20) aufweist, wobei der Falzbackenträger (10) relativ zu dem Basisteil (20) linear beweglich ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das zu falzende Werkstück in einer Arbeitsebene (100) positioniert wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt der Falzbackenträger (10) relativ zu dem Basisteil (20) innerhalb der Arbeitsebene (100) linear bewegt wird, dadurch gekennzeichnet, dass im zweiten Verfahrensschritt eine Antriebsbewegung eines Antriebs (1 1 ) in eine zur Arbeitsebene (100) winkligen Antriebsrichtung (102) zur Bewirkung einer Linearbewegung des Falzbackenträgers (10) relativ zu dem Basisteil (20) erzeugt wird.

1. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Falzbackenträger (10) eine Getriebestange (12) und ein mit der Getriebestange (12) gekoppeltes Übertragungsmittel (13, 13') aufweist, wobei im zweiten Verfahrensschritt die Getriebestange (12) zu einer weiteren Linearbewegung in die Antriebsrichtung (102) angetrieben wird, wobei mittels der Getriebestange (12) eine Rotationsbewegung des Übertragungsmittels (13, 13') erzeugt wird, wobei mittels der Rotationsbewegung des Übertragungsmittels (13, 13') die Linearbewegung des Falzbackenträgers (10) relativ zum Basisteil (20) erzeugt wird.

2. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebsbewegung des Antriebs (11 ) in Abhängigkeit einer gemessenen Position einer Falzbacke (16, 16') des Falzbackenträgers (10) relativ zum Werkstück und/oder in Abhängigkeit einer zwischen der Falzbacke (16, 16') des Falzbackenträgers (10) und dem Werkstück wirkenden gemessenen Kraft gesteuert wird.

Description:
BESCHREIBUNG

Titel

Falzvorrichtung und Verfahren zum Falzen eines Werkstücks

Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung geht aus von einer Falzvorrichtung zum Falzen eines Werkstücks, wobei die Falzvorrichtung einen Falzbackenträger und ein Basisteil aufweist, wobei der Falzbackenträger relativ zu dem Basisteil linear beweglich ist.

Solche Falzvorrichtungen sind allgemein bekannt und werden üblicherweise zum Falzen eines Werkstücks, beispielsweise eines Blechwerkstücks, eingesetzt. Der Falz wird dabei in einem Randbereich des Werkstücks erzeugt, beispielsweise um eine formschlüssige Verbindung zwischen zwei Teilwerkstücken des Werkstücks herzustellen. Die Teilwerkstücke sind beispielsweise ein Türaußenblech und ein Türinnenblech welche zur Herstellung einer Fahrzeugtür durch eine Falzung verbunden werden. Weiterhin werden derartige Falzvorrichtungen auch zum Falzen von Werkstücken bzw. Teilwerkstücken eingesetzt, welche aus einem anderen verformbaren Material als Blech bestehen, beispielsweise aus Kunststoff.

Üblicherweise weist eine aus dem Stand der Technik bekannte Falzvorrichtung einen Falzbackenträger mit zwei Falzbacken zur Erzeugung eines Falzes auf, welche beispielsweise zur Herstellung einer formschlüssigen Verbindung zwischen den zwei Teilwerkstücken vor- gesehen sind. Ein vorgeformtes erstes Teilwerkstück der beiden Teilwerkstücke weist beispielsweise einen als Stehfalz ausgebildeten Randbereich auf. Zunächst wird das vorgeformte erste Teilwerkstück in einer Arbeitsebene der Falzvorrichtung positioniert. Auf dem ersten Teilwerkstück wird anschließend ein zweites Teilwerkstück aufgelegt, wobei ein Rand des zweiten Teilwerkstücks an einer Innenfalzkante des Stehfalzes des ersten Teilwerkstücks anliegend angeordnet wird. Die Arbeitsebene weist insbesondere zwei separate Teilarbeitsbereiche auf, welche beispielsweise in lateraler Richtung räumlich voneinander beabstandet sind und in denen die beiden Falzbacken in jeweils einer separaten Teilfalzvorrichtung untergebracht sind. In einem ersten Teilarbeitsbereich der beiden Teilarbeitsbereiche ist eine erste Falzbacke der beiden Falzbacken des Falzbackenträgers zum Falzen des Werkstücks in Kontakt mit dem Werkstück bewegbar. In einem zweiten Teilarbeitsbereich ist eine zweite Falzbacke des Falzbackenträgers zum Falzen des Werkstücks mittels der zweiten Falzbacke in Kontakt mit dem Werkstück bewegbar. Mit der ersten Falzbacke wird der Stehfalz zu- nächst zu einer vorgebogenen Kante umgeformt, was auch als vorbördeln bezeichnet wird. Anschließend wird das Werkstück, insbesondere beide Teilwerkstücke, von dem ersten Teilarbeitsbereich in den zweiten Teilarbeitsbereich überführt, um mittels der zweiten Falzbacke aus der vorgebogenen Kante den umgebogene Falz zu erzeugen. Der vorgebogene Falz wird dabei durch die zweite Falzbacke derart umgebogen, und insbesondere gepresst, dass die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Teilwerkstücken erzeugt wird. Dies wird auch als Bördeln bezeichnet.

In der aterialbearbeitung, insbesondere in der Blechbearbeitung, sind zum Falzen eines Werkstücks vergleichsweise hohe Kräfte erforderlich, um die Falz zu erzeugen. Gleichzeitig sind bestimmte Fertigungstoleranzen einzuhalten, um beispielsweise eine stabile Verbindung zu erzeugen. Üblicherweise wird der Falzbackenträger zum Falzen des Werkstücks in der jeweiligen Arbeitsebene zum Werkstück mittels eines am Basisteil oder außerhalb der Falzvorrichtung angeordneten Antriebs hin und wieder zurückbewegt, um die zum Falzen erfor- derliche Kraft zu erzeugen. Die aus dem Stand der Technik bekannten Falzvorrichtungen sind daher vergleichsweise groß und sperrig. Nachteilhaft ist weiterhin bei aus dem Stand der Technik bekannten Falzvorrichtungen ein auf Grund seiner Form schwierig zu bearbeitendes Werkstück mit hinreichender Präzision zu falzen, beispielsweise um eine Falz in einem Eckbereich und/oder des Innenbereichs des Werkstücks zu erzeugen, aus welchem ein Abschnitt herausgetrennt wurde. Dabei müssen insbesondere die Anforderungen, beispielsweise an die Fertigungstoleranzen, eines aus dem Werkstück zu erzeugenden Bauteils eingehalten werden.

Offenbarung der Erfindung

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Falzvorrichtung zur Verfügung zu stellen, welche die Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist und das Falzen eines schwierig zu bearbeitenden Werkstücks, insbesondere der Eckbereiche oder des Innenbereichs des Werkstücks, vereinfacht und verbessert.

Gelöst wird diese Aufgabe mit einer Falzvorrichtung zum Falzen eines Werkstücks, wobei die Falzvorrichtung einen Falzbackenträger und ein Basisteil aufweist, wobei der Falzbackenträger relativ zu dem Basisteil linear beweglich ist, wobei an dem Falzbackenträger ein Antrieb zur Bewirkung einer Linearbewegung des Falzbackenträgers relativ zu dem Basisteil befestigt ist oder wobei an dem Basisteil ein Antrieb mit einer zur Linearbewegung winklig ausgerichteten Antriebsrichtung zur Bewirkung einer Linearbewegung des Falzbackenträgers relativ zum dem Basisteil befestigt ist. In vorteilhafter Weise wird durch die Befestigung des Antriebs am Falzbackenträger eine besonders platzsparende Bauform des Falzbackenträgers bereitgestellt, wobei insbesondere das Falzen von Werkstücken vereinfacht wird, welche auf Grund ihrer Form schwierig zu bearbeiten sind. Insbesondere ist es hierdurch vorteilhaft möglich, einen Eckbereich und/oder den Innenbereich eines Werkstücks mit vergleichsweise hoher Präzision zu falzen, wobei der Innenbereich beispielsweise ein mittels Heraustrennen erzeugter Ausschnitt des Werkstücks ist. In vorteilhafter Weise ermöglicht die platzsparende Bauform des Falzbackenträgers auf Grund der Befestigung des Antriebs an dem Falzbackenträger weiterhin eine präzisere Bearbeitung des Werkstücks und somit eine Reduzierung der Fertigungstoleran- zen im Vergleich zum Stand der Technik. Gleichzeitig ist dabei die Dauer der Produktionszyklen vergleichsweise gering. Besonders vorteilhaft werden durch die verbesserte Bearbeitung weiterhin der Ausschuss verringert und somit ein unnötiger Materialverbrauch vermieden, sowie Herstellungskosten gesenkt. Insbesondere sind zwei Falzbacken am Falzbackenträgers, insbesondere in zur Erdbeschleunigung paralleler, Vertikalrichtung übereinander angeordnet. Dies ermöglicht in vorteilhafter Weise das Falzen innerhalb kürzerer Zeit in einer einzigen Falzvorrichtung, beispielsweise im Vergleich zu aus dem Stand der Technik bekannten separaten, insbesondere voneinander beabstandeten, Teilfalzvorrichtungen, an denen jeweils lediglich eine Falzbacke angeordnet ist. Bevorzugt wird in der erfindungsgemäßen Falzvorrichtung das Werkstück in Vertikalrichtung derart angehoben oder abgesenkt, dass der zu falzende Randbereich des Werkstücks mit der für den jeweiligen Arbeitsschritt vorgesehenen Falzbacke bearbeitbar ist. Gemäß der zweiten Alternative ist der Antrieb am Basiselement befestigt, wobei die Antriebsrichtung dieses Antriebs winklig, also insbesondere nicht parallel zur Linearbewegung ausgerichtet ist. Der Antrieb umfasst vorzugsweise einen Linearantrieb. Durch die winklige Anordnung wird vorteilhafterweise möglichst wenig Bauraum entlang der Linearrichtung benötigt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen, sowie der Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen entnehmbar. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Falzbackenträger eine Getriebestange und ein mit der Getriebestange gekoppeltes Übertragungsmittel aufweist, wobei das Übertragungsmittel zur Übertragung einer Antriebsbewegung der Getriebestange in eine Rotationsbewegung des Ü bertrag ungsm Ittels vorgesehen ist, wobei das Übertragungsmittel zur Übertragung der Rotationsbewegung in die Linearbewegung des Falzbackenträgers relativ zu dem Basisteil vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise wird durch die Integration des Antriebs in den Falzbackenträger eine von der Bewegungsrichtung des Falzbackenträgers verschiedene, insbesondere senkrecht zur Bewegungsrichtung verlaufende, Antriebsrichtung realisiert. Dadurch ist es möglich eine platzsparende Bauform des Falzbackenträgers in einer solchen Weise zur Verfügung zu stellen, dass mit der Falzvorrichtung das Falzen von auf Grund ihrer Form besonders schwierig zu bearbeitenden Werkstücken einfacher und präziser durchführbar ist. Weiterhin ist bei ei- ner Bauweise mit senkrecht zur Bewegungsrichtung des Falzbackenträgers verlaufender Antriebsrichtung eine an die Anforderungen des zu falzenden Werkstücks angepasste Auswahl eines Antriebs vorgesehen, beispielsweise eines Linearantriebs. Alternativ ist ein Drehantrieb vorgesehen, welcher beispielsweise zur Bewirkung einer weiteren Rotationsbewegung einer als rotierende Welle ausgebildeten Getriebestange vorgesehen ist, wobei die rotierende Welle zur Bewirkung der Rotationsbewegung des Übertragungsmittels mit dem Übertragungsmittel gekoppelt ist. Unter der Bewegungsrichtung des Falzbackenträgers wird insbesondere eine Bewegung des Falzbackenträgers innerhalb einer Arbeitsebene zwischen einer Arbeitsposition und einer Wechselposition verstanden. Die Arbeitsebene ist insbesondere parallel zur Erdoberfläche und/oder parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Werkstücks angeordnet. In der Arbeitsposition ist, insbesondere zumindest, eine Falzbacke des Falzbackenträgers zum Falzen des Werkstücks an das Werkstück mittels der Liriearbe- wegung des Falzbackenträgers bewegbar. In der Wechselposition ist der Falzbackenträger von dem Werkstück derart beabstandet, dass mittels einer Relativbewegung, insbesondere eine Hubbewegung und/oder Absenkbewegung, der Falzvorrichtung und/oder des Werk- Stücks die jeweils andere Falzbacke in Kontakt mit dem Werkstück gebrachten wird. Insbesondere ist die Linearbewegung des Falzbackenträgers in die Arbeitsposition zum Falzen des Werkstücks und zurück von der Relativbewegung des Werkstücks und/oder des Falzbackenträgers, beispielsweise senkrecht zur Bewegungsrichtung oder senkrecht zur Arbeitsebene, zu unterscheiden. Beispielsweise wird durch die Relativbewegung eine Falzbacke der zwei Falzbacken zum Falzen des Werkstücks ausgewählt. Insbesondere ist das Übertragungsmittel in Antriebsrichtung unterhalb der durch die Bewegungsrichtung definierten, insbesondere parallel zur Horizontalebene liegenden, Arbeitsebene in einem Hohlraum des Basisteils angeordnet. Hierdurch wird eine weitere Reduzierung der Erstreckung des Falzbackenträgers parallel zur Arbeitsebene erzielt, sodass ein noch präziseres Falzen des Werk- Stücks ermöglich wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebestange entlang einer Antriebsrichtung linear beweglich ausgerichtet ist, wobei der Antrieb mit der Getriebestange zur Erzeugung einer linearen Antriebsbewegung der Getriebestange entlang der Antriebsrichtung gekoppelt ist, wobei die Antriebsrichtung einen, insbesondere rechten, Winkel mit einer Bewegungsrichtung der Linearbewegung des Falzbackenträgers einschließt. In vorteilhafter Weise wird durch die Entkopplung von An- triebsrichtung und Bewegungsrichtung ein besonders schmaler Falzbackenträger bereitgestellt, welcher insbesondere in einer zur Bewegungsrichtung parallelen Arbeitsebene eine geringere Erstreckung aufweist als senkrecht zur Arbeitsebene. Hierdurch wird eine Vereinfachung des Falzens eines Eckbereiches oder Innenbereichs des Werkstücks vereinfacht, sowie die Fertigungstoleranz im Vergleich zum Stand der Technik reduziert. Insbesondere beträgt der Winkel mehr als null Grad und weniger als 180 Grad, bevorzugt zwischen 45 Grad und 135 Grad, besonders bevorzugt zwischen 60 Grad und 120 Grad, ganz besonders bevorzugt 90 Grad. In vorteilhafter Weise ist bei einem Winkel von 90 Grad eine besonders einfache, kostengünstige und zugleich stabile Bauweise eines die Getriebestange, das Über- tragungsmittel und die weiterer Getriebestange umfassenden Getriebes möglich, welches insbesondere zur Übertragung hoher Falzkräfte vom Antrieb über den Falzbackenträger auf das Werkstück geeignet ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Basisteil eine weitere Getriebestange aufweist, wobei das Übertragungsmittel formschlüssig, kraftschlüssig, hydraulisch, pneumatisch oder elektrisch mit der Getriebestange des Falzbackenträgers zur Bewirkung der Linearbewegung des Falzbackenträgers relativ zum Basisteil gekoppelt ist. In vorteilhafter Weise wird durch eine Auswahl eines den Anforderungen an das zu bearbeitende Material genügenden Übertragungsmittels eine kostengünstige Falzvorrichtung zur Verfügung gestellt, wobei gleichzeitig vergleichsweise geringe Fertigungstoleranzen realisierbar sind. Beispielsweise ist denkbar, dass beim Falzen eines Kunststoffwerkstücks auf Grund der geringeren erforderlichen Verformungskräfte ein kostengünstigeres Getriebe einsetzbar ist, als es beim Falzen von Blechmaterialien der Fall ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Getriebestange des Falzbackenträgers als eine erste Zahnstange mit einer zur Antriebsrichtung der Getriebestange parallel verlaufenden ersten Haupterstreckungsrich- tung ausgebildet ist, wobei die weitere Getriebestange des Basisteils als eine zweite Zahn- stange mit einer zur Bewegungsrichtung des Falzbackenträgers parallel verlaufenden zweiten Haupterstreckungsrichtung ausgebildet ist, wobei das Übertragungsmittel als ein Zahnrad ausgebildet ist, wobei das Zahnrad mit der ersten Zahnstange und mit der zweiten Zahnstange formschlüssig gekoppelt ist. In vorteilhafter Weise ist durch den Formschluss zwischen erster Zahnstange und Zahnrad, sowie zwischen Zahnrad und zweiter Zahnstange ein besonders hoher Kraftübertrag von dem Antrieb über den Falzbackenträger auf das Werkstück möglich. In einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, das Zahnrad zweiteilig auszubilden, wobei das Zahnrad aus zwei miteinander gekoppelten Teilzahnrädern besteht. Weiterhin weisen die Teilzahnräder insbesondere unterschiedliche Radien zur Bewirkung eines Kraftübertrags vom Antrieb über den Falzbackenträger auf das Werkstück in Abhängigkeit der Radien der beiden Teilzahnräder auf. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass das Basisteil ein Führungsmittel zum Führen des Falzbackenträgers aufweist, wobei insbesondere der Falzbackenträger und das Führungsmittel zum Gleiten oder Rollen des Falzbackenträgers auf dem Führungsmittel ausgebildet sind. In vorteilhafter Weise wird durch die Ermöglichung einer Relativbewegung zwischen Falzbackenträger und Basisteil der Bauraum der Falzvorrichtung, insbesondere des Falzbackenträgers, im Vergleich zu einer Falzvorrichtung mit externem Antrieb durch die zur Bewegungsrichtung senkrechte Anordnung der Antriebsrichtung noch weiter verringert. Insbesondere wird hierdurch weiterhin ein hoher Kraftübertrag vom Antrieb über den Falzbackenträger auf das Werkstück ermöglicht. Die Führungsmittel sind insbesondere derart parallel zur Bewegungsrichtung seitlich des Falzbackenträgers angeordnet, dass ein seitliches Ausbrechen des Falzbackenträgers aus der Bewegungsrichtung verhindert wird. Insbesondere beim Falzen von Blechmaterialien wird hierdurch eine vergleichsweise hohe Stabilität der Falzvorrichtung gewährleistet.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Antrieb ein mit der Getriebestange des Falzbackenträgers gekoppelter Linearantrieb ist, wobei der Linearantrieb zur Bewirkung der weiteren Linearbewegung der Getriebestange in die Antriebsrichtung vorgesehen ist. In vorteilhafter Weise wird durch die Verwendung eines Linearantriebs eine hohe Kraftübertragung über die Getriebestange auf den Falzbackenträger ermöglicht. Besonders bevorzugt ist der Linearantrieb derart am Falzba- ckenträger befestigt, dass die Antriebsrichtung senkrecht zur Bewegungsrichtung des Falzbackenträgers angeordnet ist. Dadurch wird ein geringer Bauraum des Falzbackenträgers erzielt, was eine Verbesserung der Positionierung des Falzbackenträgers relativ zu dem Werkstück, insbesondere in Eckbereichen und/oder im Innenbereich des Werkstücks, ermöglicht.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Antrieb ein pneumatischer, hydraulischer oder elektromagnetischer Linearantrieb ist. In vorteilhafter Weise ist durch eine an die Anforderungen an das zu falzende Material angepasste Auswahl des Antriebs möglich, Herstellungskosten und Werkzeugkosten zu sparen und gleichzeitig einen vergleichsweise hohen Kraftübertrag, insbesondere beim Falzen von Blechmaterialien mittels eines hydraulischen Linearantriebs, bereitzustellen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Falzbackenträger in Antriebsrichtung eine größere Erstreckung aufweist, als senkrecht zur Antriebsrichtung. In vorteilhafter Weise wird hierdurch eine Verbesserung des Falzens eines Eckbereiches und/oder Innenbereiches des Werkstücks erzielt. Zudem ist eine vereinfachte Bearbeitung bei gleichzeitig vergleichsweise geringen Fertigungstoleranzen möglich. Insbesondere ist das Übertragungsmittel, beispielsweise das Zahnrad, in Antriebsrichtung unterhalb der durch die Bewegungsrichtung definierten, insbesondere parallel zur Horizontalebene liegenden, Arbeitsebene in einem Hohlraum des Basisteils angeordnet. Hierdurch wird eine weitere Reduzierung der Erstreckung des Falzbackenträgers parallel zur Arbeitsebene erzielt, sodass ein noch präziseres Falzen des Werkstücks ermöglich wird.

Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum Falzen eines Werkstücks mittels einer Falzvorrichtung, wobei die Falzvorrichtung einen Falzbackenträger und ein Basisteil aufweist, wobei der Falzbackenträger relativ zu dem Basisteil linear beweglich ist, wobei in einem ersten Verfahrensschritt das Werkstück zum Falzen des Werkstücks in der Falzvorrichtung positioniert wird, wobei in einem zweiten Verfahrensschritt der Falzbackenträger relativ zu dem Basisteil innerhalb einer Arbeitsebene linear bewegt wird, wobei im zweiten Verfahrensschritt eine Antriebsbewegung eines Antriebs in eine zur Arbeitsebene winklige und insbesondere senkrechte Antriebsrichtung zur Bewirkung einer Li- nearbewegung des Falzbackenträgers relativ zu dem Basisteil erzeugt wird. Die Arbeitsebene ist insbesondere eine parallel zur Erdoberfläche angeordnete Horizontalebene, wobei der Falzbackenträger parallel zur Arbeitsebene linear bewegt wird. In vorteilhafter Weise wird durch eine Auswahl der Antriebsrichtung senkrecht zur Arbeitsebene eine Erzeugung eines Falzes mittels einer platzsparenden Falzvorrichtung ermöglicht. Hierdurch wird ein präzise- res Falzen bei vergleichsweise geringen Fertigungstoleranzen und gleichzeitig geringerem Ausschuss gegenüber dem Stand der Technik erzielt, sowie weiterhin der Materialverbrauch gesenkt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass der Falzbackenträger eine Getriebestange und ein mit der Getriebestange gekoppeltes Übertragungsmittel aufweist, wobei im zweiten Verfahrensschritt die Getriebestange zu einer weiteren Linearbewegung in die Antriebsrichtung angetrieben wird, wobei mittels der Getriebestange eine Rotationsbewegung des Übertragungsmittels erzeugt wird, wobei mittels der Rotationsbewegung des Übertragungsmittels die Linearbewegung des Falzbackenträ- gers relativ zum Basisteil erzeugt wird. In vorteilhafter Weise ermöglicht die Erzeugung einer Rotationsbewegung mittels der Getriebestange eine hohe Kraftübertragung, insbesondere mittels einer formschlüssigen Verbindung zwischen Getriebestange auf das Übertragungs- mittel, vom Falzbackenträger auf das Werkstück. Dies wird beispielsweise durch ein als Zahnrad ausgebildetes Übertragungsmittel erreicht, welches mit einer als Zahnstange ausgebildeten Getriebestange formschlüssig gekoppelt wird. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Antriebsbewegung des Antriebs in Abhängigkeit einer gemessenen Position einer Falzbacke des Falzbackenträgers relativ zum Werkstück und/oder in Abhängigkeit einer zwischen der Falzbacke des Falzbackenträgers und dem Werkstück wirkenden gemessenen Kraft gesteuert wird. In vorteilhafter Weise wird durch die Steuerung der weiteren Linearbe- wegung der Ausschuss dadurch reduziert, dass eine zu hohe Kraftübertragung vom Falzbackenträger auf das Werkstück und somit eine Beschädigung des Werkstücks vermieden wird.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Zeichnun- gen, sowie aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen anhand der Zeichnungen. Die Zeichnungen illustrieren dabei lediglich beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung, welche den wesentlichen Erfindungsgedanken nicht einschränken. Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Figur 1 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Vorderseite der Falzvorrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 2 zeigt eine schematische Perspektivansicht der Rückseite der Falzvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Figur 3 zeigt eine schematische Perspektivansicht des Antriebsystems der

Falzvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Figur 4 zeigt eine schematische Draufsicht der Unterseite des Basisteils der

Falzvorrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

In Figur 1 ist eine schematische Perspektivansicht der Vorderseite der Falzvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Falzvorrichtung weist einen Falzbackenträger 10 und ein Basisteil 20 auf, wobei am Falzbackenträger 10 zwei Falzbacken 16, 16', insbesondere eine obere Falzbacke 16 und eine untere Falzbacke 16', angebracht sind. Die obere Falzbacke 16 weist insbesondere eine Schräge auf, wobei die Schräge beispielsweise zum Vorbiegen bzw. Vorbördeln, insbesondere eines Stehfalzes, eines vorgeformten ersten Teilwerkstücks des Werkstücks (nicht dargestellt) zu einer vorgebogenen Kante vorgesehen ist. Die untere Falzbacke 16' ist insbesondere derart ausgebildet, dass mittels einer Pressbewegung der vorgebogene Falz abschließend gebo- gen bzw. gebördelt wird, um beispielsweise eine formschlüssige Verbindung mit einem an der Falzkante anliegenden zweiten Teilwerkstück (nicht dargestellt) zu erzielen. Insbesondere ist das Werkstück zur Positionierung relativ zu entweder der oberen Falzbacke 16 oder der unteren Falzbacke 16' der Falzvorrichtung 10 senkrecht zu einer zur Erdoberfläche parallelen Horizontalebene 100, auch als Arbeitsebene 100 bezeichnet, bewegbar. Alternativ ist auch denkbar, die gesamte Falzvorrichtung 1 relativ zum Werkstück senkrecht zur Horizontalebene 100 zu verfahren. Die Falzvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform weist ein am Basisteil angeordnetes Führungsmittel 22 auf, wobei der Falzbackenträger 10 entlang der parallel zur Horizontalebene 100 angeordneten Arbeitsebene 100 entlang der durch die Führungsmittel 22 vorgegebenen Bahn in eine Bewegungsrichtung 101 linear be- weglich angeordnet ist. Weiterhin ist besonders bevorzugt ein Antrieb 11 am Falzbackenträger 10 befestigt, welcher zur Bewirkung einer Linearbewegung des Falzbackenträgers 10 entlang der Bewegungsrichtung 101 vorgesehen ist. Weiterhin ist besonders bevorzugt der Antrieb 11 als, insbesondere hydraulischer oder pneumatischer, Linearantrieb 11 ausgebildet, wobei der Linearantrieb 11 eine Antriebsbewegung einer mit dem Linearantrieb 1 1 ver- bundenen Getriebestange 12 (siehe beispielsweise Figur 3) in eine zur Bewegungsrichtung 101 senkrechte Antriebsrichtung 102 bewirkt. Dadurch wird in besonders vorteilhafter Weise die Antriebsbewegung von der Linearbewegung entkoppelt, sodass der Falzbackenträger 10 mit einer geringeren Erstreckung parallel zur Arbeitsebene 100, als senkrecht zur Arbeitsebene 100 bereitgestellt wird. Weiterhin wird durch die geringere Erstreckung parallel zur Arbeitsebene 100 vorteilhaft ermöglicht, schwierig bearbeitbare Bereiche, insbesondere einen Eckbereich oder den Innenbereich, eines Werkstücks vergleichsweise präzise und mit gegenüber dem Stand der Technik geringeren Fertigungstoleranzen zu falzen. Insbesondere die geringere Erstreckung des Falzbackenträgers 10 parallel zur Arbeitsebene 100 ermöglicht einen besseren Zugang in einen Eckbereich des Werkstücks. Besonders bevorzugt ist das Gehäuse 14 des Falzbackenträgers derart ausgebildet, dass die Ausdehnung in Bewegungsrichtung 101 parallel zur Antriebsrichtung 102 in Richtung der vom Basisteil 20 abge- wandten Seite des Falzbackenträgers 10 abnimmt. Hierdurch wird insbesondere der Zugang der oberen Falzbacke 16 in einen Eckbereich des Werkstücks auf Grund der geringeren Erstreckung des Gehäuses 14 zu der den Falzbacken 16, 16' abgewandten Seite hin noch weiter verbessert. In Figur 2 ist eine schematische Perspektivansicht der Rückseite der Falzvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Antrieb 11 ist insbesondere innerhalb des Gehäuses 14 befestigt, sodass die Erstreckung an der den Falzbacken 16, 16' abgewandten Seite des Falzbackenträgers 10 vergleichsweise gering ausgebildet ist. Weiterhin ist der Falzbackenträger auf einem Getriebegehäuse 15 ange- ordnet. Bevorzugt ist der Antrieb 1 1 als Linearantrieb 11 ausgebildet, wobei der Linearantrieb die Getriebestange 12 in eine Antriebsbewegung parallel zur Antriebsrichtung 102 (sieh Figur 1 ) versetzt. Die Getriebestange 12 ist insbesondere als erste Zahnstange 12 ausgebildet, welche mit einem ein Zahnrad 13, 13' aufweisenden Übertragungsmittel 13, 13' formschlüssig verbunden ist. Die Antriebsbewegung der ersten Zahnstange 12 bewirkt dadurch eine Rotationsbewegung des Zahnrads 13, 13'. An dem Basisteil 20 ist eine weitere Getriebestange 21 , welche insbesondere als zweite Zahnstange 21 ausgebildet ist, angebracht, wobei das Zahnrad 13, 13' zusätzlich mit der zweiten Zahnstange 21 formschlüssig verbunden ist, um eine Rotationsbewegung des Zahnrads 13, 13' in die Linearbewegung des Falzbackengträgers 10 in die Bewegungsrichtung 101 , insbesondere entlang der Führungsmittel 22, zu bewirken. Insbesondere ist das Übertragungsmittel 13, 13' parallel zur Antriebsrichtung an einer Unterseite des Falzbackenträgers 10, unterhalb der Führungsmittel 22 des Basisteils 20 und/oder in einem Hohlraum des Basisteils 20 angeordnet. Hierdurch wird besonders vorteilhaft die Erstreckung des Falzbackenträgers 10 senkrecht zur Antriebsrichtung 102 relativ zur Erstreckung des Falzbackenträgers 10 parallel zur Antriebsrichtung 102 ver- ringert. Weiterhin wird durch die vergleichsweise geringe Erstreckung, insbesondere des Gehäuses 14, des Falzbackenträgers 10 senkrecht zur Antriebsrichtung 102 eine präzisere Bearbeitung eines Eckbereiches des Werkstücks ermöglicht.

In Figur 3 ist eine schematische Perspektivansicht des Antriebsystems der Falzvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Der Antrieb 11 , welcher insbesondere als Linearantrieb 1 1 ausgebildet ist, treibt in Antriebsrichtung 102 die als erste Zahnstange 12 ausgebildete Getriebestange 12 zu der weiteren Linearbe- wegung an. Auf Grund der formschlüssigen Verbindung der Getriebestange 12 mit einer ersten Seite 13 des Zahnrads 13, 13' wird hierdurch die Antriebsbewegung der Getriebestange 12 in eine Rotationsbewegung des Zahnrads 13, 13' übertragen. Eine zweite Seite 13' des Zahnrads 13, 13' ist formschlüssig mit der weiteren Getriebestange 21 verbunden, welche als zweite Zahnstange 21 ausgebildet ist. Hierdurch wird eine Übertragung der Rotationsbewegung des Zahnrads 13, 13' in eine Linearbewegung des Falzbackenträgers 10, welcher insbesondere fest mit dem Linearantrieb 11 , der Getriebestange 13, sowie dem Zahnrad 13, 13' verbunden ist, ermöglicht. In Figur 4 ist eine schematische Draufsicht der Unterseite des Basisteils 20 der Falzvorrichtung 1 gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. An der, insbesondere parallel zur Arbeitsebene 100 angeordneten, Unterseite des Basisteils 20 ist eine Öffnung 23 angebracht, welche zur Hindurchführung der mit der ersten Seite 13 des Übertragungsmittels 13, 13' verbundenen Getriebestange 12 mittels der weiteren Linearbe- wegung vorgesehen ist. Hierdurch ist es vorteilhaft vorgesehen, das Ü bertrag ungsmittel 13, 13' parallel zur Antriebsrichtung an einer Unterseite des Falzbackenträgers 10, unterhalb der Führungsmittel 22 des Basisteils 20 und/oder in einem Hohlraum des Basisteils 20 anzuordnen. Weiterhin ist besonders bevorzugt durch diese Anordnung des Übertragungsmittels 13, 13' die Erstreckung des Falzbackenträgers 10 senkrecht zur Antriebsrichtung relativ zur Er- Streckung parallel zur Antriebsrichtung 102 geringer ausgebildet. Die beispielhafte Ausführungsform ermöglicht somit eine vergleichsweise präzise Positionierung des Falzbackenträgers 10, insbesondere in einem Eckbereich oder im Innenbereich eines Werkstücks, wobei hierdurch das Falzen des Werkstücks verbessert und vereinfacht wird.

BEZUGSZEICHENLISTE

1 Falzvorrichtung

10 Falzbackenträger

1 1 Antrieb

12 Getriebestange

13, 13' Übertragungsmittel

14 Gehäuse

15 Getriebegehäuse

16, 16' Falzbacke

20 Basisteil

21 Weitere Getriebestange

22 Führungsmittel

23 Öffnung

100 Arbeitsebene

101 Bewegungsrichtung

102 Antriebsrichtung