DE10048312B4

DE10048312B4 - Abstreckvorrichtung

Info

Publication number: DE10048312B4
Application number: DE2000148312
Authority: DE
Inventors: Ferdinand Wecker
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2004-07-29
Anticipated expiration: 2020-09-30
Also published as: DE10048312A1

Abstract

Abstreckvorrichtung zur Herstellung von in der Dicke (D1, D2) variierenden Blechplatinen (13), welche in einem Gehäuse (2) einen Umformraum (3) mit zwei einander unter Ausbildung eines Spaltes (5) zugeordneten Formrollen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Formrollen (6) im Umformraum (3) gegenüber einer Führungsbahn (7) zwischen einem Festanschlag (8) und einer elastisch begrenzt nachgiebigen Abstützung (9) lageveränderlich angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Abstreckvorrichtung zur Herstellung von in der Dicke variierenden Blechplatinen nach dem Obergriff des Patentanspruchs 1.
In der Dicke variierende Blechplatinen, vorzugsweise aus Stahlblech, kommen verstärkt im Kraftfahrzeugbau zur Anwendung. Hierdurch kann das Gewicht von Karosseriebauteilen in Anpassung an deren Funktion reduziert werden. Derartige Karosseriebauteile sind beispielsweise A-, B- und C-Säulen, Stoßfänger bzw. deren Querträger, Dachrahmen, Seitenaufprallträger, Außenhautteile usw.

In diesem Zusammenhang zählt es zum Stand der Technik, sogenannte Tailored Blanks einzusetzen. Hierbei handelt es sich um Platinen, die aus mehreren Blechteilen mit gleicher oder unterschiedlicher Blechdicke zusammengeschweißt sind. Auch die Verwendung von sogenannten Patchwork Blanks ist bekannt. Dies sind parallel aufeinander gesetzte Bleche variierender Dicke.

Obwohl mit den Tailored und Patchwork Blanks eine deutliche Materialreduzierung erreicht wurde, ohne die Funktion der Karosseriebauteile zu beeinträchtigen, ist mit ihrer Bereitstellung ein vergleichsweise hoher Aufwand verbunden. Es müssen nämlich Stahlbleche verschiedener Dicke zu Streifen geschnitten und dann gefügt werden. Auch sind diese Produkte Wärmebehandlungen durch das Fügen unterworfen, die gegebenenfalls unzulässige Gefügeveränderungen herbeiführen können.

Zum Stand der Technik zählt bekanntermaßen auch das Warm- und Kaltumformen von Metallblechen in Walzvorrichtungen. So beschreibt die DE 42 31 213 A1 die Herstellung von Formkörpern mit unterschiedlichen Wanddicken; bei dem ein zunächst ebenes Blechteil in einem Walzstuhl bereichsweise dickenreduziert und anschließend zum Formkörper weiterverarbeitet wird.

Ähnliche Vorschläge, beispielsweise zur Herstellung von Röhren mit wechselnder Wanddicke, sind durch die DE 104 875 C , die DE 38 02 445 A1 oder die EP 0 133 705 A1 bekannt.

Bei den vorgenannten Vorschlägen kommen vergleichsweise große Walzgerüste zum Einsatz, um die Metallbleche in ihrer Dicke örtlich zu reduzieren. All diese Verfahren benötigen einen sehr hohen Aufwand an Maschinen und Anlagen mit einem nicht unerheblichen Kostenaufwand. Auch sind die Übergänge zwischen einzelnen Wanddickenbereichen mitunter stufig, so dass es hier zu ungewünschten Spannungsspitzen kommen kann.

Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Abstreckvorrichtung zur Herstellung von bereichsweise in der Dicke reduzierten Blechplatinen zu schaffen, die bei einfachem Aufbau eine präzisere Gestaltung der Blechplatinen ermöglicht.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einer Abstreckvorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 1.

Danach sind die Formrollen der Abstreckvorrichtung in einen Umformraum entlang einer Führungsbahn zwischen einem Festanschlag und einer elastisch begrenzt nachgiebigen Abstützung lageveränderlich angeordnet.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen den grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind in den abhängigen Ansprüchen 2 bis 4 charakterisiert.

Die erfindungsgemäße Abstreckvorrichtung ist einfach in ihrem Aufbau und ermöglicht eine sehr präzise, den jeweiligen Anforderungen der späteren Kraftfahrzeugbauteile entsprechenden Gestaltung der Metallbleche. Die begrenzt nachgiebige Anordnung der Formrollen im Umformraum bewirkt sehr sanfte stufenlose Übergänge zwischen den einzelnen Partien der Blechplatine mit unterschiedlichen Wanddicken.

Änderungen in der Geometrie der Übergänge bzw. der Wanddicke einer Blechplatine können in einfachster Weise durch Austausch bzw. Veränderung der die Führungsbahn bildenden Formstücke bewerkstelligt werden.

Vorzugsweise weist die Führungsbahn Schrägflächen auf, die sich in Richtung zur elastischen Abstützung hin erweitern, wie dies Anspruch 2 vorsieht.

Damit ist gewährleistet, dass eine Blechplatine problemlos von einer Seite her in die Abstreckvorichtung eingeschoben bzw. die Abstreckvorrichtung über die Blechplatine geführt werden kann, und zwar nahezu kraftlos.

Bei Bewegungsumkehr rollen die Formrollen, die als Einheit funktionell einer Stabmatrize gleichen, zunächst an der Blechplatine entlang. Hierbei prägen sie sich bereits kontinuierlich, aber flach in das Material der Blechplatine ein. Sobald die Formrollen den Festanschlag erreicht haben, beginnt der eigentliche parallele Abstreckvorgang, in dem die Blechplatine wanddickenreduziert wird. Hierdurch werden sehr sanfte Übergänge erzeugt, die wie erwähnt durch Beeinflussung der Neigung der Führungsbahn beeinflussbar ist (An spruch 4). Beim Abstreckvorgang bilden die Formrollen zusammen mit dem Festanschlag im Gehäuse eine starre Einheit.

Grundsätzlich sind verschiedenartige Lösungen für die elastische Abstützung der Formrollen praktikabel. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens sind hierfür Druckfedern in die elastische Abstützung integriert, wie dies Anspruch 3 vorsieht.

Mit der erfindungsgemäßen Abstreckvorrichtung können in der Dicke variierende Blechplatinen erzeugt werden, deren Geometrie auf den späteren Einsatz als Kraftfahrzeugbauteil abgestimmt ist. Die Metallbleche werden daher für die Herstellung von Kraftfahrzeugbauteilen eingesetzt, die unter äußerer Belastung stehen, bei denen aber die auftretenden Spannungen aufgrund der Kraftfahrzeugkonstruktion verteilt über die Bauteile in unterschiedlicher Höhe vorliegen. Durch den Einsatz der partiell wanddickenreduzierten Blechplatinen und die Herstellung der Kraftfahrzeugbauteile kann eine Überdimensionierung ausgelegt nach der Maximalbelastung vermieden werden. Hierdurch wird Material und Gewicht eingespart.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Dieses zeigt eine technisch vereinfachte Darstellung einer erfindungsgemäßen Abstreckvorrichtung 1 in der Seitenansicht.
Die Abstreckvorrichtung 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einem Umformraum 3 mit einer Stabmatrize 4. Die Stabmatrize 4 ist von zwei einander unter Ausbildung eines Spaltes 5 zugeordneten Formrollen 6 gebildet.
Die Formrollen 6 sind im Umformraum 3 gegenüber einer Führungsbahn 7 zwischen einem Festanschlag 8 und einer elastisch begrenzt nachgiebigen Abstützung 9 lageveränderlich angeordnet. Man erkennt, dass die elastische Abstützung 9 auf die Formrollen 6 wirkende Druckfedern 10 aufweist. Die Führungsbahn 7 ist an einem im Umformraum 3 austauschbar integrierten Formstück 11 mit Schrägflächen 12 ausgebildet.
Beim Aufschieben (Pfeil P1) der Abstreckvorrichtung 1 auf eine Blechplatine 13 geben zunächst die Druckfedern 10 nach und ermöglichen daduch ein Ausweichen der Stabmatrize 4 bzw. der Formrollen 6 entlang der Führungsbahn 7 an den sich in Richtung zur elastischen Abstützung 9 hin erweiternden Schrägflächen 12. Auf diese Weise erweitert sich der Spalt 5 in radialer Richtung. Mit Einleitung der Bewegungsumkehr (Pfeil P2) rollen die Formrollen 6 zunächst an der Führungsbahn 7 entlang und prägen sich dabei in die Blechplatine 13 ein. Es entsteht ein Übergangsbereich A mit einer von der Ausgangsdicke D1 der Blechplatine 13 stufenlos abnehmenden Neigung. Sobald die Formrollen 6 den Festanschlag 8 erreicht haben, beginnt der eigentliche parallele Abstreckvorgang, in dem die Blechplatine 13 auf einem vorbestimmbaren Abschnitt B auf die Dicke D2 reduziert wird.
Die Abstreckvorrichtung 1 ermöglicht in einfacher Weise die Herstellung von in der Dicke variierenden Blechplatinen 13. Der Übergang von der Dicke D1 zur verringerten Dicke D2 ebenso wie die gewünschte Dickenreduktion kann durch Austausch der Formstücke 11 bzw. Änderung deren Geometrie anforderungsgerecht beeinflusst werden.

1: Abstreckvorrichtung
2: Gehäuse
3: Umformraum
4: Stabmatrize
5: Spalt
6: Formrolle
7: Führungsbahn
8: Festanschlag
9: Abstützung
10: Druckfeder
11: Formstück
12: Schrägfläche
13: Blechplatine
P1: Pfeil
P2: Pfeil
A: Übergangsbereich
B: Abschnitt
D1: Dicke
D2: Dicke

Claims

Abstreckvorrichtung zur Herstellung von in der Dicke (D1, D2) variierenden Blechplatinen (13), welche in einem Gehäuse (2) einen Umformraum (3) mit zwei einander unter Ausbildung eines Spaltes (5) zugeordneten Formrollen (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Formrollen (6) im Umformraum (3) gegenüber einer Führungsbahn (7) zwischen einem Festanschlag (8) und einer elastisch begrenzt nachgiebigen Abstützung (9) lageveränderlich angeordnet sind.
Abstreckvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (7) sich in Richtung zur elastischen Abstützung (9) hin erweiternde Schrägflächen (12) aufweist.
Abstreckvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn zeichnet, dass in die elastische Abstützung (9, 10) Druckfedern (10) integriert sind.
Abstreckvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsbahn (7) neigungsveränderlich gestaltet ist.