(57)【要約】      （修正有）【課題】ワーク部材、特には車両ボデーの外側のメタルシート部材のリム部を、変形させることなく、単純な手段で折り返し曲げすると共に、種々の異なる部材のフランジング加工に迅速に適用するように設計されているロールフランジング装置を提供する。【解決手段】フランジングへッドに取り付けられ、ロールフランジングの間、リムストリップ(２２)の上に転動可能な第１のフランジングローラ（１４ａなど）と、対抗圧力ローラを形成する第２のフランジングローラ（１５ａなど）とにより、ボデー部（２０）のリムをロールフランジングするためのフランジング装置で、フランジング装置は、ボデー部（２０）に固定されているかまたは固定可能であり、フランジングローラ（１５ａ）の転動面（１ａ）を形成する安定保護構造（１）を含む。【選択図】図３
2006110628.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）フランジングヘッド（１１、１２、１３）と、
ｂ）フランジングへッド（１１、１２、１３）によって取り付けられ、そしてロールフランジングの間、リムの上に転動可能な第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と、
ｃ）フランジングへッド（１１、１２、１３）によって取り付けられ、そして第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に対して対抗圧力ローラを形成する第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、
を含む、部材（２０；２５）のリムをロールフランジングするためのフランジング装置であって、
ｄ）フランジング装置が、前記の部材（２０；２５）に固定されているか又は固定可能であり、フランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）のいずれかの転動面（１ａ）を形成する又は転動面（２６）を支持する安定保護構造（１；３）
を含むことを特徴とするフランジング装置。
【請求項２】
転動面（１ａ）が保護構造（１）の外側に形成され、該保護構造（１）の内側（１ｉ）がロールフランジングの間、保護構造（１）が当接する部材（２０）の表面輪郭に整合されていることを特徴とする請求項１に記載のフランジング装置。
【請求項３】
形成されるフランジングエッジの内部領域に挿入されるように保護構造（１）が部材（２５）の内側の形状に整合されていることを特徴とする請求項１に記載のフランジング装置。
【請求項４】
フランジングへッド（１１、１２、１３）が、第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の少なくとも１つのための対抗圧力ローラとなる第３のフランジングローラ（１８）を取り付けていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項５】
フランジングへッド（１１、１２、１３）が、センサー要素（１９）を取り付け、保護構造（１；３）がセンサー要素（１９）のための案内通路（１ｆ；３ｆ）を形成し、案内通路（１ｆ；３ｆ）は、形成されるフランジングエッジの進行に追従するような形状とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項６】
保護構造（１；３）が、部材（２０；２５）に固定するための固定装置（４、５、６；４、６、７）を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項７】
固定装置（４、５、６；４、６、７）が、それぞれからスペースをもって形成され、フランジングエッジに追従する空気圧サッカーを備えた吸込装置を含むことを特徴とする請求項６に記載のフランジング装置。
【請求項８】
固定装置（４、５、６；４、６、７）が、部材（２０；２５）に取り付ける少なくとも１つのメカニカルクランプ（５）含むことを特徴とする請求項６又は７に記載のフランジング装置。
【請求項９】
保護構造（１；３）が、形成されるフランジングエッジに追従する保護ストリップとして形成されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１０】
保護構造（１；３）が、形成されるフランジングエッジに対して正確にフィットする位置づけとなるために少なくとも１つの空間的なマーカー（４、７）を有することを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１１】
マーカーが中心合せ要素（４）又はストッパー要素（７）であることを特徴とする請求項１０に記載のフランジング装置。
【請求項１２】
保護構造（１；３）が成形法によって成形されたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１３】
センサーが、フランジングヘッド（１１、１２、１３）と、部材（２０；２５）と保護構造（１；３）の少なくとも１つとの間の間隔が、ロールフランジングの間、確認できる手段で備えられていることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１４】
部材（２０；２５）に対してのフランジングヘッド（１１、１２、１３）の位置を、部材（２０；２５）の観察面で確認できる２Ｄセンサーを備えていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１５】
フランジングヘッド（１１、１２、１３）がフランジングローラの１つを弾性的に取り付けていることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１６】
保護構造（１；３）が、部材２０の可視部域（２１；２７）を、ロールフランジングの間、保護することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１７】
フランジング装置がヘミング加工装置であることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項１８】
部材（２０；２５）が車両ボデーの外側のパートを形成し、ボデーの内側部分のリムストリップが、フランジング装置で形成され、ヘム接合を形成する部材（２０；２５）のヘムスロットに収容されていることを特徴とする請求項１７に記載のフランジング装置。
【請求項１９】
フランジング装置が車両ボデーリム又は車両ボデー部（２０；２５）をロールフランジングするために使用されることを特徴とする請求項１〜１８のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項２０】
更に、
ａ）ホルダー（１１）と、
ｂ）ホルダー（１１）によって保持され、調整方向（±Ｙ）においてホルダーに対して移動する調整構造（１２、１３）と、
ｃ）調整構造（１２、１３）によって取り付けられた第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と、
ｄ）調整構造（１２、１３）によって取り付けられ、第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に対して対抗圧力ローラを形成する第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、
ｅ）ホルダー（１１）上に支持されて制動又は復元力で調整方向（±Ｙ）での調整構造（１２、１３）の移動に対抗する制動・復元装置（１６）と、
を含むことを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項２１】
ホルダー（１１）が、直線移動可能にする調整構造（１２、１３）を取り付けていることを特徴とする請求項２０に記載のフランジング装置。
【請求項２２】
制動又は復元力が空気圧で発生されることを特徴とする請求項２０又は２１に記載のフランジング装置。
【請求項２３】
調整構造（１２、１３）が、ホルダー（１１）上に保持され、調整方向（±Ｙ）でホルダーに対して移動可能な受け台（１２）と、受け台（１２）に対して移動可能な作動構造（１３）とを含み、第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が受け台（１２）上と作動構造（１３）上の一方に取り付けられ、第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）がもう一方に取り付けられていることを特徴とする請求項２０〜２２のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項２４】
作動装置（１７）が、受け台（１２）と作動構造（１３）との間に配置され、それによりロールフランジングの間、第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）との間で作用する力を設定できることを特徴とする請求項２３に記載のフランジング装置。
【請求項２５】
更に、
ａ）受け台（１２）と、
ｂ）受け台（１２）上を移動できるように保持された作動構造（１３）と、
ｃ）作動構造（１３）によって取り付けられた第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と、
ｄ）受け台（１２）によって取り付けられ、第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に対して対抗圧力ローラを形成する第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）と、
ｅ）受け台（１２）と作動構造（１３）の間に配置され、それによって、ロールフランジングの間、第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）と第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）との間で作用する力が設定できることを特徴とする請求項１〜２４のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項２６】
作動装置（１７）を拘束できることを特徴とする請求項２４又は２５に記載のフランジング装置。
【請求項２７】
受け台（１２）が作動構造（１３）を、直線移動可能に取り付けていることを特徴とする請求項２４〜２６のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項２８】
受け台（１２）と作動構造（１３）が調整方向（±Ｙ）において互いに対して可動であって、調整方向（±Ｙ）が、ワークピースのフランジングエッジ並びに第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の回転軸に対して直角に向いた方向部材を少なくとも含むことを特徴とする請求項２４〜２７のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項２９】
作動装置（１７）が空気圧作動力を生ずることを特徴とする請求項２４〜２８のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項３０】
フランジングヘッドが、引き続いて連続的に行うことのできる部分フランジングのために少なくとも２つの第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を取り付けていることを特徴とする請求項１〜２９のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項３１】
第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に対して、フランジングヘッド（１１、１２、１３）が対抗圧力ローラとして作用する第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）を少なくとも１つ取り付けていることを特徴とする請求項３０に記載のフランジング装置。
【請求項３２】
フランジングヘッド（１１、１２、１３）が、引き続き連続して行うことができる部分フランジングにおいて、同一の第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）とそれぞれが協働する少なくとも２つの第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）を取り付けていることを特徴とする請求項１〜３１のいずれかに記載のフランジング装置。
【請求項３３】
ａ）保護構造（１；３）が部材（２０；２５）に対してフランジングエッジに沿って位置付けられており、
ｂ）第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）が、フランジングエッジの片側に沿って延伸して、フランジングエッジの周囲に少なくとも部分的にビーディング加工されるリムストリップ上で転動する、
ｃ）第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が、フランジングエッジのもう一方の側に沿って延伸している部材（２０；２５）の領域上で転動し、第２のフランジングローラ（１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）が第１のフランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）に対して対抗圧力ローラとして作用し、
ｄ）フランジングローラ（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ；１５ａ、１５ｂ、１５ｃ）の１つが保護構造（１）によって形成された転動面（１ａ）、又は保護構造（３）で支持された転動面（２６）上で転動する、
ことを特徴とする、請求項１〜３２のいずれかに記載のフランジング装置を用いてフランジングエッジに沿って部材（２０；２５）をロールフランジングする方法。
【請求項３４】
保護構造（１）が部材（２０）の可視部域に当接して転動面（１ａ）を形成することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【請求項３５】
保護構造（３）が、フランジングエッジの内部領域に挿入され、ロールフランジングの間、転動面（２６）を形成する部材（２５）の可視部域の内側に当接することを特徴とする請求項３３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の部材のリム又はその他のワークピース（被加工部材）等を、フランジングエッジに沿ってロールフランジング（ｒｏｌｌ―ｆｌａｎｇｉｎｇ）するフランジング装置、並びにフランジング方法に関する。前記のフランジング装置は、特にはヘム結合を形成するヘミング加工装置を構成する。部材とは、特にはそのように組み立てられる又は既に組み立てられた車両等のボデーを構成する部分（ボデー部）である。本発明は、特には、部材が、最終的には車両等の最終製品の外から見える領域となる（以下、可視部域）、例えば車体の外面部等である場合に有効である。
【０００２】
本発明は、特にはボデーの外側を形成する第１のボデー部のリムにヘミング加工（ｈｅｍｍｉｎｇ）を行う装置に関し、例えばボデーの内側部分を構成する第２のボデー部のリムは前記の第１のボデー部のヘムスロット内に位置する。この装置は、引き続いて、第１ボデー部のリムを折り返し曲げするために、第１のボデー部の外側に支持された少なくとも１つの対抗圧力ローラと、好ましくは前記加圧ローラに対向する又はそれぞれが１つの対抗圧力ローラと対向する少なくとも２つの押圧ローラを有するフランジヘッドを備える。
【背景技術】
【０００３】
ボデーの外部材が内部材とヘミング加工により結合されなくてはならないという状況は、例えば車両ボデーの車輪のアーチの場合に生ずる。ボデーの外殻は、円弧状、好ましくは半円形である。そしてそのリム上にいわゆる車輪アーチがボデーの内側に固定される。ここでの問題点は、外殻の外側が変形してはならない、又は少なくともその変形は最小でなくてはならない、即ち凹みやひっかき等を生じてはならないことである。これらは、外殻に塗装を施した時に、直ちに目に付く部位であり、自動車ボデーに求められている美観を損ねるのである。
【０００４】
対抗圧力ローラは外郭の外側に沿って走行して、それを変形させるので、原則としては、押圧ローラ、対抗圧力ローラを備えたヘム装置の使用は認められない。従来より知られている解決手段は、車輪部については、外殻のリムの背面部で放射状外側に移動し、それを内側に折り返すスライダーを使用することである。対抗圧力はここでは除かれるので、ヘムの品質は必ずしも満足のゆくものではない。更に、これは各タイプの自動車のそれぞれの特定のボデーに応じた比較的面倒な装置であり、そのため、種々のタイプのボデーを製造する製造装置で用いるには問題がある。
【０００５】
ローラを備えたロールフランジング装置により、第１の部材と、これに接合される第２の部材を組み合わせ、これらのワークの端縁をローラにより折り曲げてヘム接合するロールヘミング加工は、例えば特許文献１に記載されている。しかしながら、この従来のロールフランジング装置では、上記で述べたローラによる部材の変形について十分な配慮がなされていない。
【特許文献１】特開平１０−２９０２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、部材のリム、好ましくは車両ボデー部材、特には外側のメタルシート材のリムを、変形させることなく、単純な手段で折り返し曲げすることを目的とする。この装置は、異なる部材の形状に迅速に適用するように設計されなくてはならない。
【０００７】
本発明は、フランジングヘッドと、少なくとも１つの第１のフランジングローラと、少なくとも１つの第２のフランジングローラを有するフランジング装置であり、ローラはそれぞれ、フランジングヘッドにより旋回可能に支持されている。ロールフランジングの場合、第１のフランジングローラは、ビーディング加工されるリム上で、好ましくは部材の細長いリムストリップ上で転動する押圧ローラである。第２のフランジングローラは、第１のフランジングローラに対して対抗圧力ローラとして作用し、第１のフランジングローラにより付与された力を受けとめて、例えば３０°又は４５°にリムストリップをビーディング加工（ｂｅａｄｉｎｇ）する。それぞれの機能に従って、第１のフランジングローラは以下で押圧ローラ（ｐｒｅｓｓｉｎｇ  ｒｏｌｌｅｒ）と言い、第２のフランジは以下で対抗圧力ローラ（ｃｏｕｎｔｅｒ  ｐｒｅｓｓｕｒｅ  ｒｏｌｌｅｒ）と言う。フランジングヘッドは、特には、少なくともフランジング加工で要求される自由度である好ましくは６程度の移動自由度を示すロボットアームの１端に固定されている。
【０００８】
本発明において、フランジング装置は、更に部材に固定できるか或いはロールフランジング加工時には固定できる安定な保護構造を含む。対抗圧力ローラに関しては、保護構造はそれ自体が、対抗圧力ローラがロールフランジング時転動する転動面を形成するか、或いは対抗圧力ローラが転動する転動面を支持する間接的な転動面を形成する。前者の場合には、保護構造の内側は部材と当接し、好ましくはその表面に適合するような形状とされている。保護構造の外側は対抗圧力ローラの転動面を形成する。後者の場合には、保護構造は形成されるフランジングエッジの内部域に配置されており、部材の内側に当接するように設計されている。そして、保護構造は好ましくは内側の表面に適合するような形状とされている。内側に支持されているため、部材自体は後者の場合には対抗圧力ローラの転動面を形成するが、対抗圧力ローラによって変形しないか、或いは内側にサポートがない場合と比べてずっと小さい。
【０００９】
もし保護構造が転動面自体である場合は、対抗圧力ローラは、部材の上に直接ではなく、たとえ部材のもっとも小さな空間形状であってもそれを正確に写しとり、変形の心配がないように好ましくは部材外部輪郭の内側に合ったマトリックスのようなものを形成する保護構造上で転動する。フランジングヘッド自体は、他のフランジング加工で使用できる標準のタイプであってもよい。とりわけ、これは、例えば車両ボデー、とりわけ自動車ボデーの製造ラインにおいて種々のボデーを加工できるという利点がある。フランジング加工する前に、まずボデー上に置くか、又はフランジングエッジの内部域に挿入できるそれぞれに適合した保護構造を維持するだけでよいのである。
【００１０】
好ましい態様において、保護構造で保護されるべき領域と当接する保護構造領域は、部材の当接領域に合うような形状となっており、これにより保護構造と部材は前面当接するのである。
【００１１】
保護用ストリップをフランジング加工されるリム上に正しく設置できるように、ボデーと保護構造のそれぞれには、好ましくは少なくとも１つのマーカー（目印）がある。ボデー上の少なくとも１つのマーカーは、ドア、ビーム等のセクションのように、もともと予め決められている形状又はエッジとすることができる。少なくとも１つの穴を導入してもよい。好ましい態様として、保護構造は、輪郭合せのために用いられるセンタリング要素、好ましくは位置決めピンと、少なくとも１つのストッパー要素を備えている。別法として、保護構造に、２つのセンタリング要素、好ましくは位置決めピン、或いは２つのストッパー要素を備えることもできる。対応する部材の位置決め手段と、又は予測される例としてボデーと、協働するこのような位置決め対を使用することで、保護部材は、それが部材の当接領域と当接した時には、フランジングエッジに対して正しく位置づけられる。別の実施態様において、保護構造を、フランジエッジの内部に配置するが、この態様において、単一の位置決め要素、好ましくはストッパー要素が位置決め手段として十分である。
【００１２】
１つの展開として、フランジヘッドは、フランジング加工において、第１のフランジングローラと第２のフランジングローラの少なくとも１つに対してもう１つの対抗圧力ローラを構成する第３のフランジグローラを取り付けている。そのような第３のフランジングローラによって、閉鎖された力の流れを得ることができる。このような実施態様は、特にフランジングエッジの内部域に配置した保護構造にとって有利である。サプレッサーとして作用するこの第３のフランジングローラは、保護構造を固定する。従って、特にフランジングエッジ内部域に配置した保護構造では、追加固定を完全に不要とすることができる。原則上は、これはまた外部に当接する保護構造にも適用できる。
【００１３】
更なる展開として、センサー要素を、少なくとも２つのフランジングローラに加えて、センサーローラとして、好ましくは旋回可能に軸支して、フランジングヘッドに取り付ける或いはフランジングヘッドに形成する。保護構造はセンサー要素の案内通路、好ましくはフランジングエッジの進行に追従するもう１つの転動面を形成する。フランジング加工でのフランジングエッジに沿った案内通路上に案内されるセンサー要素は、フランジングヘッドを案内することになり、フランジングヘッドの動きを制御するに必要とされる支出、特には測定に要するコストを削減する。フランジングエッジに沿ったロールフランジングであるため、測定で得た位置信号に基づく制御或いは調整を、基本的には完全に省略することさえできる。フランジングヘッドをセンサー要素によってフランジングエッジに沿って案内する場合、好ましくは保護ストリップによって構成されるが、原則的には例えばフランジングエッジ自体で形成することもできるガイドカム上にガイド要素を案内することにより、フランジングヘッドを、案内通路に対して少なくとも実質的には直角方向で、弾性復元力に抗して、前後に移動できるように取り付けることが好ましい。弾性復元力は、便法として空気圧力とすることができる。
【００１４】
センサー、好ましくは距離センサーを備えることが有利である。このセンサーは、フランジングヘッド又はフランジングヘッドを固定するプラットフォームに取り付けるのが好ましい。このセンサーによって、フランジングヘッドと部材又は保護構造との間隔を確認できる。上記のセンサー要素を、センサー要素に関して上記で述べた案内通路に沿って距離センサーを移動することにより、ロールフランジングの間、接触することなく定常的に距離を測定し、測定値をフランジングヘッドの動きを制御することに利用することにより、接触することなく作動する距離センサーに換えることができる。ＩＤセンサーは距離センサーとして十分である。
【００１５】
展開において、接触なしで作動する２次元センサー、即ち２Ｄセンサー、を設置する。このセンサーを用いて、部材に対してのフラジングヘッドの位置、特にはそのフランジングエッジの位置を部材上の観察平面において確認できる。この２Ｄセンサーは、フランジングヘッド又はフランジングヘッドを固定するプラットフォームに取り付けることが好ましい。好ましい適用であるボデー部上でのロールフランジングの適用において、観察面は車両ボデーの通常の座標系のＸＺ面に伸びている。このセンサーのみが必要とされ、有用な方法において、ロールフランジングのためにフランジングヘッドをフランジングエッジ上に置くためだけにも使用できる。もしメカニカルセンサー要素又は上記の距離センサーを備えないのであれば、この２Ｄセンサー又はこれに替わるセンサーシステム、例えば２つの１Ｄセンサーも、ロールフランジングの間、フランジングヘッドの移動制御に使用できる。しかしながら、上記のセンサー要素又は距離センサーに加えて、２Ｄセンサーシステムを備えることが好ましい。ＸＺ面において検出、制御することが特にヘム加工、いわゆるドロップフランジに有利である。しかしながら、フランジ加工を受ける部材が常に十分な精度のロールフランジングを受ける状態にあって、それらが常に十分な精度で形成されると判断できる場合においては、フランジングヘッドが所定の位置、例えばあらかじめプログラム化した位置に移動することで十分であるといえるので、２Ｄセンサーシステムを除いてもよい。このような条件下では、センサー要素と距離センサーも除くことができる。
【００１６】
保護構造、又は転動面又は転動面のサポートを構成する保護構造の少なくとも一部が、成形法（ｍｏｕｌｄｉｎｇ）で成形されることが有利であり、この意味で成形構造(ｍｏｕｌｄｅｄ  ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ)が好ましい。保護構造が成形法で、十分に予備成形されていてもよく、そしてこの保護構造が転動面を形成する場合に、成形体ピースの転動面を形成する表面を単に再加工とするだけでよいのが理想である。しかしながら、一般には、他の表面加工も必要となる。成形後に、例えば位置決め装置の位置決め要素のために或いは固定装置の固定要素に適用できるように、保護構造上に組み立てポイントが備えられることが好ましい。十分な強度があるなら、保護構造は、プラスチックで作製できるが、金属又は金属合金製の鋳物構造とするのが好ましい。特には、ねずみ鋳鉄（ｇｒｅｙ  ｃａｓｔ  ｉｒｏｎ）製構造である。しかしながら、このほかにも、保護構造を鋼で作製することもあり得る。また更には、保護構造を、例えば鋼又はセラミック材より成る転動面を有する複合体構造として構成すること、そしてねずみ鋳鉄又はプラスチック製の受け台構造として形成することも考えられる。全体がセラミック材よりなる保護構造も除外されない。
【００１７】
フランジングヘッドは、ホルダーに対して移動可能であって、少なくとも１つの対抗圧力ローラをその上に載置した受け台と、受け台上で移動可能であって、その上に少なくとも１つの押圧ローラ、好ましくは２以上の押圧ローラ、を異なった接近角度で載置するように保持されたキャリッジと、よりなることが好ましく、作動装置は、受け台とキャリッジ間に備えられ、それが所定の作動力で作動するように拘束されているか又は設定されている。特定の角度でリムを折り曲げるには、対応する押圧ローラをヘッド上で選択し、対抗圧ローラとで所定角度囲む。このローラ対を、ヘム加工を行う部材、好ましくは車両ボデー、のリムに沿って移動し、リムが所望の角度に折り曲がるようにする。この工程を２度、３度繰り返すが、この際に、最終的にヘムが閉じるまで、或いはヘム結合が行われないのであれば所定の曲げ角度が得られるまで、折り返し角度が徐々に大きくなってゆく。
【００１８】
リムを単に部分的に折り曲げるのであれば、これに必要とされる力に関係なく、作動装置はリムが所定の角度に設定されるように拘束される。これに対して、ヘムを完全に閉じる場合には、特定の力を加え、第２のボデー部のリムを挟み、ヘムスロット内にあるようにすることが重要である。このためには、作動装置を、それが所定の作動力を加えるように、制御することが好ましい。
【００１９】
受け台と、その上に案内されたキャリッジとは、移動可能にホルダーの上に取り付けられ、ホルダーは、事前に計算された軌道内でホルダーを動かすロボットアームに結合されている。リム上でヘム加工するために、ロボットはフランジングヘッドをリムに沿って案内するが、ホルダー上の受け台の移動ブラケットは部材に対して垂直な自動調整・修正化を行う。これは、ロボットが知っている標的のプリセットに対する部材の配向に関しての公差を調整・修正する。よって、部材、好ましくはメタルボデーシート、の実際の位置を、別にそして正確に確認する必要がない。
【００２０】
作動装置は、拘束されたときには、ほぼ拘束され得る高度に圧縮された空気で充填される空気圧シリンダーであることが好ましい。最終ヘミング加工を実施するときは、シリンダー内の圧がヘムにかかる力を決める。
【００２１】
キャリッジ上の押圧ローラのそれぞれに対して対抗圧力ローラが受け台に備えられている場合には、総じて、フランジングヘッドを、フランジング工程からフランジング工程へ単に配向するだけでよいので、フランジングヘッドの扱いが特に単純である。
【００２２】
上記の通り、受け台は、限定範囲内で、ホルダー上を自由にシフト可能である。しかしながら、ロボットアームの動きで限定範囲内で振動が起きないようにするために、制動装置を受け台とホルダー間に配置する。
【００２３】
本発明は、更に、上記に概略した方法に関する。保護構造を、まず、フランジングエッジ上でヘム加工される、又はフランジングエッジ内側領域内に挿入される部材リム上に置き、対抗圧力ローラの転動面を形成又は支持する。本発明の装置を用いて、異なる部材形状に加工できる。単に、それぞれにあうように保護構造を維持することが必要なのである。フランジングヘッドを取り替える必要がない。単に、その制御を、各ボデーに適合するようにするのが有利であり、ここでは保護構造の厚さを考慮しなくてはならない。
【００２４】
更に、部分的に折り返す場合には、ロールフランジングの間、作動角度であらかじめ決められた曲げ角度を維持するように、フランジングヘッドの作動装置を拘束することが好ましい。これに対して、最終ヘミング加工では、決められた力をかけ、ヘムスロットを最適な状態で閉じ、ヘムスロット内に置かれた第２の部材のリム上に十分に大きな締結力をかけることが有利である。
【００２５】
上記では本発明を、ヘミング加工装置に関して説明したが、これらの実施態様はフランジング装置、例えばヘム結合を行うだけでなく、所定の角度での部材リムのビーディング加工に使用される装置等、に同様に適用できる。フランジング、又はヘミング加工の間、リムは完全に、即ち対向部材に平行に、又は部分的に、ビーディング加工することもできる。
【００２６】
装置自体に加えて、発明の主題は、特にはフランジング装置を用いて実施される方法も含む。これは、フランジングエッジに沿って、部材をロールフランジングする方法であり、部材の一方の側では、部材は可視部域又はいずれの場合も徐々に処理される領域を形成し、もう一方の側では部材はリム、好ましくはフランジングエッジの周囲にフランジをつけるリムストリップを形成する。この方法によって、リムには、リム上で転動する押圧ローラと対抗圧力ローラによってフランジグエッジ周囲でフランジング加工が行われる。この際、対抗圧力ローラは、部材上で直接に転動するのではなく、部材を保護する保護構造上で転動し、リム上での押圧ローラから付加される曲げ力を受取る。他の態様において、対抗圧力ローラは部材上で、部材上に置かれた他の構造上でも同様であるが、直接転動するが、部材は保護構造によって対抗圧力ローラから離れて面している内側上で支持されている。保護構造がフランジングエッジの内側域に配置されている場合には、この保護構造は原則として部材のリムを支持しており、このような方法において、ビーディング加工のために押圧ローラによってかけられる力を受けないが、押圧ローラの転動面として機能するリムを支持できる。保護構造を、部材又は構造に固定することが好ましく、この固定構成は、追加の係止装置又は制御装置として機能する追加のローラ部材のいずれかにより、或いは、これらの組合せを用いた部材で形成される。適用できるなら、押圧ローラと対抗圧力ローラは部材と共に既に固定装置を構成することができる。保護構造は、少なくともフランジグエッジに面したリム上で、フランジングエッジの進行に追従した形状とされていることが好ましい。しかしながら、原則としては、フランジングヘッドは、フランジングエッジと保護構造を、押圧ローラとこれと協働する対抗圧力ローラの領域に取り囲むのでより大きなフランジングヘッドが必要となることもある異なった形状とする場合もある。保護構造は少なくとも実質上は、保護ストリップ上に直接転動する又はそれによって支持されている転動面に転動する対抗圧力ローラと同程度の幅とするのが有利である。
【００２７】
本発明の主題は、更にワークピースを押圧ローラと対抗圧力ローラとより成る第１のローラ対により、第１の角度でビーディング加工し、そして更に押圧ローラと対抗圧力ローラとより成る第２のローラ対により、第２の角度で更なるビーディング加工する方法も含む。該方法では、第１のフランジング工程における第１のローラ対のローラは、第２のフランジング工程における第２のローラ対のローラよりはより厳密は配置とされる。第１のフランジング工程において、第１のローラ対のローラは、好ましくは相互に拘束されており、これらの回転軸を、相互に固定された軸であるとみなすことができる。第２のフランジング工程において、第２のローラ対のローラは、好ましくは相互に弾性的に取り付けられており、これらのローラの回転軸は、相互に弾性的に可動である。適切であるなら、これらが相互に単に制動し合うようにされるか、又は弾性的に制動し合うように、取り付けることができる。第２のフランジング工程において、リムは好ましくは完全にビーディング加工されて、例えば、通常のヘム結合におけるように、フランジングエッジを横切って面しているワークピースの領域に少なくとも実質上平行に置かれる。他のフランジング工程を、第１のフランジング工程と第２のフランジング工程との間で、好ましくは更にもう１つの或いは他の多くのローラ対により行う。１又はそれ以上のフランジング工程を、第１のフランジング工程の前に行うこともできる。もし、第１のローラ対と第２のローラ対がタンデムを構成する、即ち第２のローラ対が第１のローラ対に追従する場合は、２つのフランジング工程を同時に実施することもできる。
【００２８】
好ましい実施態様において、保護ストリップが成形されて、保護される表面と保護ストリップとの間に空気が残留しないように、ワークピースに又はワークピースを含む構造に固定される。これは、ワークピースがロールフランジングの間、保護構造に対してずれることを防ぐ。保護構造を、前記の表面に、フランジングエッジの長さに沿って、一線上で突き合わせることができる。しかしながら、対抗圧力ローラの幅又は保護構造で形成される転動面の幅に沿ってそれを全面突合せる、即ち、保護構造を保護されるべき又は支持されるべき領域に対応する形状とすることが更に好ましい。
【００２９】
有利な特徴要件は、従属請求項そしてこれらの組合せで述べられている。従属請求項で開示されている特徴要件、上記の実施態様も、相互に補充しあう。請求項２０と２５に記載のフランジング装置、これらの装置を使用して実施される方法は、好ましくは保護構造との組み合わせで使用されるが、保護構造がない場合でさえ有用である。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の保護構造を備えたロールフランジグ装置により、自動車ボデー部材等、特には外側のボデーのメタルシート材のリムを変形、引掻き等を生ずることなく、単純な手段で折り返し曲げすることが可能であり、種々のタイプの形状部材に迅速にビーディング加工、ヘミング加工等のフランジングを行うことが可能となる。例えば車両ボデー、とりわけ自動車ボデーの製造ラインにおける種々のボデー部位のフランジング加工に有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施態様例を、図面を参照して以下に説明する。実施態様例で開示する特徴要件は、それぞれ個々に又は組み合わせて、請求項の主題ならびに上記の実施態様を有利に展開する。以下に具体的に記載する。
【００３２】
図１は、フレームワーク２での保護ストリップ１を示す。図から明らかなように、保護ストリップ１は、車輪部の形状に合わせてある。図に示した保護ストリップの内側１ｉは、車輪のアーチ上で望ましいボデー外側輪郭を、ネガコピーとして写した形状となっている。特別の美観効果及び／又は隣接ボデー部材への平滑な移行を目的として、異なるファセット並びに縦方向構造を備えていることもあるが、外部輪郭は一般には滑らかではない。この輪郭調整は省略してはならない。
【００３３】
フレームワーク２には、ボデー中の対応する穴と係合して、保護ストリップ１をボデー１に対して正確に固定する位置決めピン４の形状で多数のマーカーがある。メカニカルクランプ５は、フレームワーク２を保持し、これにより保護ストリップ１はボデーに固定される。
【００３４】
保護ストリップ１の外側は滑らかであって、フランジングヘッドの対抗圧力ローラの転動面１ａを構成する（図３〜図５）。
【００３５】
このようなフランジングヘッド１０を図２に示す。それは、ホルダー１１、受け台１２、キャリッジ１３並びに３個の押圧ローラ１４ａ、１４ｂ、１４ｃと、３個の対抗圧力ローラ１５ａ、１５ｂ、１５ｃとよりなる。受け台１２が、キャリッジガイド１１ａ内でホルダー１１に対して移動できるように受け台１２は保持されている。この際、制動装置１６は前記の移動を制限し、制動する。いずれにせよ、受け台１２の可動性は、ホルダー１１が横断方向について正確に、転動面１ａに沿って移動しなくともよいことを意味している。むしろ、Ｙ方向の表面の湾曲に従うことにより、ボデーに対して垂直、即ちＹ方向での自動修正・調整（ｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎ又はｅｑｕａｌｉｓａｔｉｏｎ）をもたらす。
【００３６】
キャリッジ１３上の押圧ローラ１４ａ、ｂ、ｃは、受け台１２上の対抗圧力ローラ１５ａ、ｂ、ｃと対向しており、ａ、ｂ、ｃの各対は異なる角をなしている。ヘムは、背面に見える対ａを用いて、９０°にセットされ、４５°のヘム角は前面に見える対ｂを用いて得られ、ヘムは図の上部に見える対ｃによって閉じてヘムスロットを形成する。ここでは、１個の対抗圧力ローラのみを備えることが可能であることに気付くかもしれないが、その時には、この１個の対抗圧力ローラに対向してそれぞれに合った押圧ローラを置くために、リボルバー又は他のローラ切替器もキャリッジ１３に備えなくてはならない。また、ほんの少しずつ角度を増加させてビーディング加工を完全に行うことができるように、他のローラ対も備えることもできる。
【００３７】
キャリッジ１３と受け台１２の間の作動装置１７は、キャリッジ１３を最終的には受け台１２で拘束する高圧にチャージされる空気圧シリンダを有する。この配置は、上記のローラ対ａ、ｂが作動中である場合に選択される。
【００３８】
ローラ対ｃを用いてヘムを最終的に閉鎖した時には、空気圧シリンダに所定の圧力が負荷され、特定の作動力又は閉鎖力がヘム閉鎖時に作用する。
【００３９】
その後のヘム工程を、図３（工程ａ）、図４（工程ｂ）、図５（工程ｃ）に示す。ロールヘミング加工をする前に、ボデー部２０は既に予備成形されたへミングエッジを有する。ヘミングエッジの一方のサイドでは、ボデー部２０は外側に見えている部分である可視部域２１を形成し、他のサイドでは、例えば既に４５°又は６０°にビーディング加工したリムストリップ２２を形成している。第２のボデー部２４はボデー部２０にヘム結合によって固定されており、この第２のボデー部２４は、ロールヘム加工によって可視部域２１とリムストリップ２２で形成されているフランジエッジの内部域に挿入されている。保護ストリップ１、特には転動面１ａは、対抗圧力ローラ１５ａと全く同一幅である。保護ストリップ１の内側１ｉは、ヘミングエッジに近接する可視部域２１に対して全面で対面している。図３、図４、図５に示したフランジング３工程ａ、ｂ、ｃにおいて、リムストリップ２２に、更に押圧ローラ１４ａ、１４ｂ又は１４ｃのそれぞれが用いられている角度の位置であらかじめ決められた角度に順次ビーディング加工を施す。工程ａ（図３）において、ヘミング角度を９０°に設定し、工程ｂ（図４）では、約４５°の角度に設定している。これらの工程において、対抗圧力ローラと押圧ローラとの固定空間配置を設定する。
【００４０】
続いての工程ｃ（図５）では、リムを閉じるが、ここでの作動力は作動装置の圧力で決まる。これは、ボデー部２４のリムを形成されているヘムスロットに挟むことである。
【００４１】
図６は、フレームワーク２を省略した保護ストリップ１の好ましい実施態様を示す。吸込装置６は、保護ストリップ１の両端部域に配置した２個のサッカー（ｓｕｃｋｅｒ）よりなる。もう１個の他のサッカー又は適用できるのであれば多くの他のサッカーを、転動面１ａの進行に沿って、前記の２個のサッカーの間に配置してもよい。位置決めピン４を更に転動面１ａ近傍、即ち保護ストリップ１の２端部の１端に配置する。ストッパー要素７を、保護ストリップ１のもう一端に、その一部として形成する又は固定するいずれかにより、配置する。そして位置決めピン４との協働により、保護ストリップ１の、ボデー部２０上での正確にフィットした位置づけを確実に行うものである。ストッパー要素７は、輪郭当接部として機能する。このようにして、保護ストリップ１と向い合う領域は、例えばボデー部２０の下端部のためのストッパー領域を形成することもできる。少なくとも、保護ストリップ１の転動面１ａを形成する部分を成形法によって継ぎ目なしで形成するが、それは特にねずみ鋳鉄で作製できる。位置決めピン４を、モールド内で保護ストリップ１と一体成形することも、また成形法で成形した保護ストリップ１に取り付けることもできる。これは、ストッパー要素７についても同様であるが、ストッパー要素７の場合は、は好ましくはプラスチック製であり、成形体に似取り付ける。位置決め・固定化のために、位置決めピン４を、ボデー部２０又は他のボデー部に設けた穴に挿入する。その後保護ストリップ１を、ストッパー要素７がボデー部２０の対抗輪郭と当接するまで、位置決めピン４で形成した軸の周りに回転させる。保護ストリップ１の内側を、僅かに押して或いは吸込装置６で吸付けて、可視部域２１に押し付け、その後、フランジングエッジに対して位置決めし、ボデー部２０に固定する。吸込装置６を、能動的に又は受動的に、実施できる。これは、図１の吸込装置６にも適用できる。その能動的な実施において、導管系を介して、部分真空で作動される。能動的な実施では、それは単に弾性吸込カップとして作動するが、通気して保護構造を解除できる。吸込装置６に加えて、１又は２以上のメカニカルクランプを保護構造１に取り付けることができる。１又は２以上のメカニカルクランプを、吸込装置６の代わりに備えてもよい。
【００４２】
図７は、内部保護構造３を用いたフランジング法でのフランジング工程を示す。保護構造３は、フランジングエッジの内部領域に挿入され、直接的に転動面となるボデー部２５の可視部域２６を支持する。フランジングヘッド１０を用いる。対抗圧力ローラ１５ｂは、フランジングエッジに沿って、可視部域２６上で直接転動する。可視部域２６は、転動面を構成する。しかしながら、この転動面は内側から、即ち外観表面の内側で、保護ストリップ構造３により支持されている。保護構造３は、ロールフランジング時おいて、可視部域２６が変形しないように、対抗圧力ローラ１５ｂからの力を受けとめる。保護構造３は、対抗圧力ローラ１５ｂと対面して、可視部域２６の内側と一致した形状とされた当接領域を有し、全面当接、即ちフェイング（ｆａｙｉｎｇ）している。更に、保護構造３は、押圧ローラ１４ｂのための当接領域を形成するが、リムストリップ２７がビーディング加工されるまではこの支持を受けない。この意味で、リムストリップ２７も、保護支持構造３で支持される転動面を形成する。
【００４３】
図７に示したように、ロールフランジングの間、部材２５のリムは単にビーディング加工されるだけである。ヘム接合は、行われない。ローラ１４ｂと１５ｂの対は、最終フランジング工程を行い、押圧ローラ１４ｂを、作動装置１７により対抗圧力ローラ１５ｂに弾性設置されている。
【００４４】
ロールフランジングの間、閉じられた力の流れを得るために、有利な手段として、例えば図７に示すように、ロールフランジングの間、上記の押圧ローラ、対抗圧力ローラに加えて、サプレッサーとして機能する更なる対抗圧力ローラ１８を、フランジングヘッド１０に回動可能に取り付けることができる。保護構造３は、押圧ローラ１４ｂ、対抗圧力ローラ１５ｂから離れた側面上に、対抗圧力ローラ１８のための転動面３ｆを形成する。この転動面３ｆはローラ１４ｂ、１５ｂに対して配向されており、３個のローラ１４ｂ、１５ｂ、１８から付与される力Ｆ１４、Ｆ１５、Ｆ１８が、図５に示したように、閉じられた力の３角形を形成する。
【００４５】
もし、内部保護ストリップ３を使用して、リムストリップ２７にビーディング加工を行うだけではなく、内部ボデー部位へのヘム接合も行う場合には、内部ボデー部のリムを可視部域２６の内側と保護ストリップ３の間に配して、２層部材が保護ストリップ３と対抗圧力ローラ１５ｂとの間に位置するようになる。強力なヘム接合のために、リムストリップ２７にビーディング加工を完全に行う、即ち、内部ボデー部上に置くことは必ずしも必要でない。２つのボデー部位をロールヘミング加工する前に、例えば、スポット溶接又は接合によって、予め結合することが好ましく、その際単なるスポット接合よりは内部領域の全面接合が好ましい。
【００４６】
図８は、図３のヘミング加工工程の変形態様を示している。この変形態様において、センサーローラ１９が、押圧ローラ、対抗圧力ローラ１４ａ〜１５ｃに加えて、フランジングヘッド１０上で回動可能に取り付けられている。ヘミング加工において、センサーロール１９は、保護構造１の案内通路１ｆの上で転動している。フランジングヘッド１０は、フランジングエッジに沿って、センサーローラ１９の回転軸の動きに追従し、よって、センサーローラ１９に案内される。内部保護ストリップ３を備えてのロールフランジングにおいて、対抗圧力ローラ１８を、フランジングヘッド１０を案内するセンサーローラとして使用することも同様に可能である。センサーローラ１９又は１８を使用すると、フランジングヘッド１０を案内するに必要とされる測定・制御コストを低減する。基本的には摺動ピースで置換できるセンサーローラ１９を、ローラ１４ｂと１５ｂの間であって、ローラ１４ｂと１５ｂとがなすフランジングエッジを囲む角度の範囲内に配置する。
【００４７】
フランジングヘッド１０がセンサーローラ１９又は１８を有する場合には、フランジングヘッド１０を、案内通路１ｆ又は３ｆに対して弾性力によって押し付けることが好ましい。弾性力は、空気圧式で発生することが有利である。更なる展開において、もう１つのリニアガイドにより、例えばＺ方向（図２）に可動となるようにプラットフォーム上にホルダーを案内することによって、或いはリニアガイドを保持体１１とフランジングヘッド１０の残部に形成することにより、フランジングヘッド１０を前後に、好ましくはＺ軸に沿って（図２）移動できるように配置できる。制御装置１６に匹敵するもう１つの制御装置を、この任意的の他のリニアガイドのために備えることもできる。リニアガイドに替えて、例えば、ピボット装置を備えることもできる。センサーローラ１９又は１８を押圧するにガイドカム１ｆ又は３ｆに対して直角方向の可動性のみが必要である。
【００４８】
接触なしでガイド通路１ｆ又は３ｆを操作するために、センサーローラ１９を（図７の対抗圧力ローラ１８のみがセンサーローラとして作用する又は対抗圧力ローラ１８もそのようにも作用する場合には、この対抗圧力ローラ１８も）、接触なしで作動しセンサーローラ１９及び／又は１８に替えて配置できる距離センサーローラと置換することできる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】保持構造を有する保護ストリップの空間的な説明図
【図２】フランジングヘッド
【図３】フランジング加工手順を示す工程ａの説明図
【図４】フランジング加工手順を示す工程ｂの説明図
【図５】フランジング加工手順を示す工程ｃの説明図
【図６】一体型位置決め・固定装置を有する保護ストリップ
【図７】フランジング工程時の内部保護構造の使用
【図８】フランジングヘッド変形体と外部保護構造を使用したフランジング工程
【符号の説明】
【００５０】
１：  保護ストリップ
１ａ：  転動面
１ｆ：  案内通路
２：  フレームワーク
３：  保護ストリップ
３ｆ：  案内通路
４：  位置決めピン
５：  クランプ
６：  吸込装置
７：  ストッパー要素
１０：  フランジングヘッド
１１：  ホルダー
１１ａ：  キャリッジガイド
１２：  受け台
１３：  キャリッジ
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ：  押圧ローラ
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ：  対抗圧力ローラ
１６：  制動装置
１７：  作動装置
１８：  対抗圧力ローラ
１９：  センサーローラ
Ｙ：  修正・調整方向
２０：  部材
２５：  部材
【図１】
2006110628.tif 000003
【図２】
2006110628.tif 000004
【図３】
2006110628.tif 000005
【図４】
2006110628.tif 000006
【図５】
2006110628.tif 000007
【図６】
2006110628.tif 000008
【図７】
2006110628.tif 000009
【図８】
2006110628.tif 000010