DE10039768A1 - Verfahren zum Herstellen profilierter Bleche mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch im Randbereich - Google Patents
Verfahren zum Herstellen profilierter Bleche mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch im RandbereichInfo
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Abstract
Verfahren zum Herstellen von profilierten Blechen mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch im Randbereich durch Walzprofilieren, wobei durch mindestens eine am Randbereich des Bleches angreifende Umformwalze die Flansche aus dem Blechrand geformt werden und wobei in gleichbleibendem oder variierendem Abstand zur Umformwalze zwei Hilfswalzen angeordnet sein können, dadurch gekennzeichnet, dass durch die Hilfswalzen Druckspannungen in die Umformzone induziert werden und der Blechrand durch die Hilfswalzen in einer zur Mittelebene definierten Position gehalten wird.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von profilierten Blechen mit mindestens
einem von der Mittelebene wegweisenden Flansch im Randbereich durch einen Umformvorgang,
wobei mittels einer am Rand des Blechs angreifenden Umformwalze die Flansche aus dem
Blechrand geformt werden und wobei in definiertem Abstand zur Umformwalze zwei
Hilfswalzen beidseitig am Blech angreifen.
Solche profilierten Bleche werden herkömmlich durch Walzprofilieren hergestellt, wobei im zu
profitierenden Blech eine in der Längsrichtung des Bleches verlaufende Falte erzeugt wird und
diese anschließend an der Trennebene verschweißt wird. Dieses Verfahren ist gekennzeichnet
durch lange Prozeßzeiten und viele Prozeßschritte. Zusätzlich ist die Blechdicke im
Flanschbereich nicht variierbar. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung der beschriebenen
profilierten Bleche ist das Strangpressen eines erwärmten Materialblocks, wobei bei diesem
Verfahren hoher Werkzeugverschleiß auftritt und nur eingeschränkte Werkstücklängen erzielbar
sind.
Neuere Entwicklung in der Blechumformtechnik haben gezeigt, dass durch das Aufspalten des
Randbereiches eines Bleches in der Blechebene die Möglichkeit besteht, Profile mit zwei von der
Blechebene wegweisenden Flanschen herzustellen.
Mehreren bekannten Verfahren zum Spalten von Werkstoffen ist gemeinsam, dass mittels einer
scharfkantigen schmalen Spaltwalze der Rand eines rotationssymmetrischen Werkstückes
gespalten wird (DE 41 15 423, DE 40 00 602 A1). Die hierbei im Spaltgrund erzeugten
Zugspannungen führen zur Ausbildung eines in der Blechebene verlaufenden Risses, der der
Spaltwalze vorausläuft und die Spaltung des Materials bewirkt.
Es ist bekannt, zum Aufspalten von rotierenden Blechronden ein Verfahren einzusetzen, welches
durch den Einsatz von zwei Hilfswalzen und einer stumpfwinkligen Spaltwalze zur Herstellung
beidseitig napfförmiger, rotationssymmetrischer Bauteile verwendet werden kann (DE 196 23 866 C2).
Hierbei werden den verfahrenswirksamen Spannungen Druckspannungen überlagert, so
dass Rissbildungen im Werkstoff vermieden werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren auszubilden, welches die Fertigung von profilierten
Blechen mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch mit definierter
Wandstärke erlaubt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Werkzeugrolle eine
Umformwalze ist, dass durch eine translatorische Relativbewegung des Werkstückes zu der
Rotationsachse der Umformwalze ein Umformvorgang stattfindet.
Den in der Umformzone durch die Umformwalze erzeugten Spannungen können durch an der
Blechoberfläche angreifende Druckwalzen Druckspannungen überlagert werden, die einerseits
das Werkstück positionieren und andererseits durch die überlagerten Druckspannungen jegliche
der Umformwalze vorauseilende Rissbildung verhindern. Die Werkstückumformung mit Einsatz
der Druckwalzen erfolgt somit ausschließlich durch einen Fließvorgang. Hierbei können die an
der Umformung beteiligten Walzen durch Reibung mit dem Blech rotieren oder mindestens eine
an der Umformung beteiligte Walze kann angetrieben sein.
Zur Herstellung von profilierten Blechen mit zwei von der Blechebene wegweisenden Flanschen
muss in mindestens einer diskreten Umformstufe die Ausbildung der Flansche umgesetzt
werden. Hierbei steigt die durch die Position der Umformwalze definierte Spalttiefe mit der
Anzahl der Umformstufen an.
Durch weitere Verarbeitungsschritte ist die Herstellung geschlossener Profile mit mehreren
abgeschlossenen Hohlräumen möglich. Hierbei werden die erzeugten Profile mit zwei von der
Blechebene wegweisenden Flanschen durch nachfolgende Biegeoperationen zu geschlossenen
Profilen mit mindestens einem Hohlraum umgeformt und durch mindestens eine Fügeoperation
verschweißt.
Die Erfindung ist in einem Ausführungsbeispiel in der Zeichnung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Darstellungsweise eine Vorrichtung zur Umformung eines Bleches in ein
Bauteil mit zwei von der Blechebene wegweisenden Flanschen.
Fig. 2 in schematischer Darstellungsweise eine Vorrichtung zur Umformung eines Bleches in ein
Bauteil mit einem von der Blechebene wegweisenden Flansch, dessen Dicke kleiner als die
Blechdicke des Ausgangsquerschnittes ist.
Fig. 3 in schematischer Darstellungsweise zur Positionierung des Werkstückes während des
Umformvorganges.
Fig. 4 in schematischer Darstellungsweise eine Vorrichtung zur Umformung eines Bleches in ein
Bauteil mit zwei von der Blechebene wegweisenden Flanschen.
Fig. 5 einen Auschnitt eines aus einem ebenen Blech durch die Erfindung herstellbaren Profiles
mit zwei von der Blechebene wegweisenden Flanschen.
Fig. 6 in schematischer Darstellungsweise eine beispielhafte Stadienfolge zur Herstellung eines
geschlossenen Profilquerschnitts mit zwei Hohlräumen mit Hilfe der Erfindung
Fig. 7 in schematischer Darstellungsweise eine beispielhafte Stadienfolge zur Herstellung eines
geschlossenen Profilquerschnitts mit einem weiteren innenliegenden, geschlossenen
Profilquerschnitt.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung weist eine Umformwalze (1) und zwei Druckwalzen (3)
auf. Das Werkstück (2) wird durch die Umformwalzen sowie die zwei Druckwalzen so
umgeformt, dass zwei Flansche (2a) erzeugt werden. Die Breite der Flansche (2a) wird durch den
Abstand der Umformwalze (1) zu den Druckwalzen (3) definiert. Das Werkstück (2) wird
während des Umformvorganges translatorisch in Richtung z bewegt. Zur inkrementellen
Ausbildung der Flansche (2a) ist mindestens eine Umformstufe nötig. Im Falle der Verwendung
mehrerer Umformstufen werden mehrere der in Fig. 1 beschriebenen Vorrichtungen in Serie
angeordnet, wobei die eingestellte Spalttiefe in einer Vorrichtungen größer als die in der
vorhergehenden Vorrichtung eingestellten Spalttiefe ist.
Die in Fig. 2 dargestellte Vorrichtung weist ebenfalls eine Umformwalze (1) und zwei
Druckwalzen (3) auf. Das Werkstück (2) wird durch die im Vergleich zu Fig. 1 unterschiedlich
angeordneten Walzen (1,3) zu einem Werkstück mit einem von der Blechebene wegweisenden
Flansch (2a) umgeformt. Die Breite des Flansches wird durch den Abstand der Umformwalze (1)
zu den Druckwalzen (3) bestimmt. Eine Kombination der durch die in Fig. 1 und Fig. 2
beschriebenen Vorrichtungen beispielsweise erläuterten Verfahren kann zur Herstellung von
Bauteilen mit zwei unterschiedlich langen, von der Blechebene wegweisenden Flaschen (2a)
verwendet werden.
Die in Fig. 3 dargestellte Vorrichtung beschreibt beispielhaft die Positionierung des Werkstückes
(2) vor, während und nach der Umformung. Die Umformwalze (1) übt während der Umformung
Kräfte auf das Werkstück (2) aus. Die Führungsrollen (5) positionieren das Werkstück in die
Richtungen x und y. Die Führungsrollen (5) können angetrieben sein oder passiv durch Reibung
mit dem Werkstück (2) rotieren.
Die in Fig. 4 dargestellte Vorrichtung weist eine spitzwinklige Umformwalze (1a) auf. Das
Werkstück (2) wird durch die Umformwalze (1a) so umgeformt, dass ein Bauteil mit zwei von
der Blechebene wegweisenden Flanschen (2a) entsteht.
Der in Fig. 5 dargestellte Profilausschnitt zeigt beispielhaft ein mit Hilfe der Erfindung
herstellbares längsorientiertes Profil mit zwei von der Blechebene wegweisenden Flanschen.
Die in Fig. 6 dargestellte Stadienfolge verdeutlicht die Herstellung eines geschlossenen
Profilquerschnitts mit zwei Hohlräumen mit Hilfe der Erfindung. Zuerst erfolgt die Umformung
eines Bleches zu einem Bauteil mit zwei von der Blechebene wegweisenden Flanschen. Danach
werden die Flansche zu einem geschlossenen Querschnitt umgeformt und an den Nahtstellen (6)
verschweißt.
Die in Fig. 7 dargestellte Stadienfolge verdeutlicht die Herstellung eines geschlossenen
Profilquerschnitts mit einem weiteren innenliegenden, geschlossenen Profilquerschnitt mit Hilfe
der Erfindung. Zuerst erfolgt die Umformung eines Bleches zu einem Bauteil mit zwei von der
Blechebene wegweisenden Flanschen. Danach werden die Flansche zu einem geschlossenen
Querschnitt umgeformt und an den Nahtstellen (6) verschweißt.
Claims (18)
1. Verfahren zum Herstellen von längsorientierten Werkstücken, dadurch gekennzeichnet
dass mittels einer am Rand eines Bleches angreifenden Umformwalze (1, 1a) mindestens
ein von der Blechebene wegweisender Flansch (2a) mit geringerer Dicke als der
Ausgangswerkstückdicke (u) aus dem Blechrand geformt wird und dass eine
translatorische Relativbewegung zwischen dem Blech (2) und der Umformwalze (1, 1a)
stattfindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beidseitig an der
Werkstückoberfläche Druckwalzen (3) angreifen, die Druckspannungen in der
Umformzone erzeugen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der
Umformwalze (1, 1a) und den Druckwalzen (3) während des Umformvorganges konstant
ist.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der
Umformwalze (1, 1a) und den Druckwalzen (3) während des Umformvorganges zeitlich
varriert.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Umformwalze (1, 1a) in senkrechter Richtung zur Blechebene in der Mitte des Bleches
(2) angreift.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die
Umformwalze (1, 1a) in senkrechter Richtung zur Blechebene (2) nicht in der Mitte des
Bleches angreift.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Relativbewegung zwischen dem Blech (2) und der Rotationsachse der Umformwalze
(1, 1a) durch eine translatorische Bewegung des Bleches erreicht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Relativbewegung zwischen dem Blech (2) und der Rotationsachse der Umformwalze
(1, 1a) durch eine translatorische Bewegung der Rotationsachse der Umformwalze
erreicht wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die
Relativbewegung zwischen dem Blech (2) und der Rotationsachse der Umformwalze
(1, 1a) durch eine translatorische Bewegung der Rotationsachse der Umformwalze und
eine translatorische Bewegung des Bleches erreicht wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Umformwalze (1, 1a) in Richtung der Rotationsachse der Umformwalze symmetrisch
gestaltet ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die
Umformwalze (1) in Richtung der Rotationsachse der Umformwalze nicht symmetrisch
gestaltet ist.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckwalzen (3) in Richtung der Rotationsachse der Druckwalzen symmetrisch gestaltet
sind.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckwalzen (3) in Richtung der Rotationsachse der Druckwalzen nicht symmetrisch
gestaltet sind.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech
(2) durch mindestens eine Positionierrolle (5) in senkrechter Richtung zur
Relativbewegung zwischen dem Blech und der Rotationsachse der Umformwalze (1, 1a)
positioniert wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die
Druckwalzen (3) in Richtung der Relativbewegung zwischen dem Blech (2) und der
Rotationsachse der Umformwalze (1, 1a) räumlich versetzt angeordnet sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur
Fertigung der Endgeometrie des Werkstückes (2) mehrere Umformstufen in Serie
angeordnet werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die durch
die Erfindung erzeugten Profile mit mindestens einem von der Blechebene wegweisenden
Flansch durch weitere Umformschritte und Fügeoperationen zu geschlossenen Profilen
mit mindestens einem abgeschlossenen Hohlraum weiterverarbeitet werden.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe
einer Umformwalze (1, 1a) mindestens ein weiterer Flansch mit geringerer Dicke als der
Flanschdicke (u) aus mindestens einem erzeugten Flansch (2a) geformt wird.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000139768 DE10039768A1 (de) | 2000-08-16 | 2000-08-16 | Verfahren zum Herstellen profilierter Bleche mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch im Randbereich |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE2000139768 DE10039768A1 (de) | 2000-08-16 | 2000-08-16 | Verfahren zum Herstellen profilierter Bleche mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch im Randbereich |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE10039768A1 true DE10039768A1 (de) | 2002-02-28 |
Family
ID=7652436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE2000139768 Withdrawn DE10039768A1 (de) | 2000-08-16 | 2000-08-16 | Verfahren zum Herstellen profilierter Bleche mit mindestens einem von der Blechmittelebene wegweisenden Flansch im Randbereich |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE10039768A1 (de) |
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| 8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
| 8120 | Willingness to grant licences paragraph 23 | ||
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Effective date: 20121102 |
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| R016 | Response to examination communication | ||
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |