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Die
Erfindung betrifft einen Flachstab oder Flachprofilstab aus Metall,
der um eine Biegeachse, deren Radius größer als 1000 mm ist, quer zu
seiner Längserstreckung
bombiert ist, wobei die Biegeachse parallel zu einer Breitseite
des Flachstabes oder parallel zu einer Breitseite eines Schenkels
des Flachprofilstabes verläuft.
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Insbesondere
in der Automobiltechnik ist es bekannt, Flachstäbe oder Flachprofilstäbe, die
beispielsweise L-förmigen
Querschnitt aufweisen, aus Stahlblech oder aus Aluminiumblech zu
formen. Die gewünschte
Form des Flachstabes oder Flachprofilstabes wird zunächst durch
einen Stanzvorgang, Formungsvorgang, Lochungsvorgang und Biegevorgang
erzeugt. Der in dieser Art und Weise fertig gestellte Flachstab
oder Flachprofilstab wird dann bombiert. Die Bombierungsachse liegt
dabei mit großem Abstand
von dem Flachstab oder Flachprofilstab, wobei der Abstand beispielsweise
2 Meter oder mehr betragen kann. Die Bombierung ist erforderlich,
um dem Flachstab oder Flachprofilstab die vom Hersteller gewünschte Form
zu geben.
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In
der Praxis tritt beim Bombieren, bedingt durch die Elastizität des Werkstoffes,
der Effekt auf, dass der Flachstab oder Flachprofilstab aufspringt, also
zurückfedert.
Hieraus ergeben sich erhebliche Nachteile, weil durch das Aufspringverhalten
eine maßliche
Differenz von mehreren Millimetern an den Enden des beispielsweise
einen 1 Meter langen Flachstabes oder Flachprofilstabes auftritt.
Diese maßliche
Ungenauigkeit muss durch mehrere Korrekturschleifvorgänge beseitigt
werden. Es ist unter Umständen
auch möglich,
die Bombierung in der Weise durchzuführen, dass eine Verformung über Sollmaß erfolgt,
so dass beim Aufspringen des entsprechenden Flachstabes oder Flachprofilstabes sich
das Sollmaß einstellt.
Dieser Vorgang ist aber schwer beherrschbar, weil maßgebliche
Parameter die Materialqualität,
der Profilquerschnitt und die entsprechenden Verstellmöglichkeiten
des Werkzeuges sind.
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Selbst
wenn eine entsprechende Einrichtung des Werkzeuges zum Erfolg führt, ist
jeweils beim Zuführen
eines neuen Werkstückes,
beispielsweise wenn das Ausgangsmaterial durch Wechseln des Coils
sich geringfügig
anders verhält,
eine komplett neue Einstellung des Werkzeuges erforderlich. Dies ist
zeitintensiv und damit kostenintensiv. Auch das bisher übliche Korrekturschleifen
ist äußerst zeitaufwendig
und damit kostenträchtig,
so dass im Ergebnis das Gesamtprodukt verteuert wird.
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Aus
der
DE 35 15 205 A1 ist
ein Verfahren zum Herstellen von bombierten Trapezprofiltafeln bekannt,
bei dem in einem ersten und zweiten Verfahrensschritt das zu profilierende
Blechband mit einer quer zur Längsrichtung
des Bandes verlaufenden Feinrippung versehen wird und danach in
einem Rollformer die Trapezform profiliert wird, wobei in einem anschließenden Verfahrensschritt
das Trapezblech mittels einer Biegemaschine in Längsrichtung aus der Profilebene
durchgebogen wird.
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Aus
der
DE 22 05 479 A ist
ein U-förmig
profilierter aus Metall bestehender Träger als Bauelement bekannt,
bei dem eine Stegwand mindestens einen aus ihrer Ebene nach außen vorstehenden Vorsprung
beispielsweise eine in Profillängsrichtung verlaufende
Sicke aufweist.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde,
einen Flachstab oder Flachprofilstab gattungsgemäßer Art zu schaffen, der beim
Bombieren formhaltig ist bzw. nach dem Bombieren seine gewünschte Form
maßhaltig
beibehält,
ohne dass es einer Nachbearbeitung des Flachstabes oder Flachprofilstabes
bedarf und ohne dass aufwendige Werkzeugjustagen erforderlich sind.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, dass parallel zur Biegeachse
Prägezonen
einseitig in eine Breitseite des Flachstabes und/oder die Breitseiten
der Schenkel des Flachprofilstabes eingeprägt sind.
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Durch
die Einarbeitung von einseitigen Prägezonen in das entsprechende
Bauteil werden offenbar die beim Bombieren auftretenden Spannungen des
Materials aufgehoben, so dass sich nach dem Bombieren und Verprägen ein äußerst maßhaltiges Formteil
ergibt, welches bestimmungsgemäß eingesetzt
werden kann. Dadurch, dass nur eine einseitige Verprägung erfolgt,
kann beispielsweise die Sichtseite des Bauteiles frei von Prägezonen
sein und eine glatte Fläche
aufweisen. Auch kann dies dann erforderlich und hilfreich sein,
wenn beispielsweise auf die nicht mit Prägezonen versehene Seite des
Bauteiles Dichtungen aufgebracht werden oder das Bauteil mit der
von Prägezonen
freien Seite an ein anderes Bauteil angeklebt oder in sonstiger
Form an diesem befestigt werden soll. Bei einem Flachstab ist die
Anordnung der Prägezonen
lediglich auf einer Breitseite des Flachstabes vorgesehen. Bei einem
Flachprofilstab sind die Prägezonen
vorzugsweise in allen Schenkeln des Flachprofilstabes vorgesehen,
allerdings jeweils nur auf der Seite, die eine Anordnung von Prägezonen
bei der bestimmungsgemäßen Benutzung
des Bauteiles ermöglicht.
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Eine
mögliche
Anordnung wird darin gesehen, dass die Prägezonen in der gestreckten
Außenhaut
des Flachstabes oder Flachprofilstabes ausgeformt sind.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass die Prägezonen in der gestauchten
Innenhaut des Flachstabes oder Flachprofilstabes ausgeformt sind.
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Bei
der Bombierung des entsprechenden Flachstabes oder Flachprofilstabes
bilden sich jeweils auf der relativen Außenhaut des Stabes, die der Biegungsmittelachse
abgewandt ist, gestreckte Materialzonen bzw. auf der Innenhaut des
Materialstabes gestauchte Zonen. Die Prägezonen können alternativ in einer der
beiden Zonen eingebracht werden.
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Unter
Umständen
kann bevorzugt vorgesehen sein, dass der Flachstab flachrechteckigen Querschnitt
aufweist.
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Auch
ist bevorzugt vorgesehen, dass der Flachprofilstab im Querschnitt
etwa L-förmig
ist.
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Der
Begriff L-förmig
umfasst dabei nicht nur solche Profile, bei denen die Schenkel rechtwinklig zueinander
verlaufen, sondern auch Profilformen, bei denen die Schenkel stumpfwinklig
oder spitzwinklig angeschlossen sind.
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Besonders
bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Tiefe der Prägezone maximal
20% der Materialstärke
des Stabes ist.
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Sofern
die Prägezone
maximal 20% der Materialstärke
des Stabes beträgt,
so ist die entsprechende Ausdünnung
des Ausgangsbleches, welches zur Herstellung des entsprechenden
Stabes verwendet wird, auch zulässig.
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Des
Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass die Breite der Prägezone maximal
das Dreifache der Materialstärke
des Stabmaterials beträgt.
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Insbesondere
ist bevorzugt vorgesehen, dass die Breite der Prägezone maximal 2 mm beträgt.
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Des
Weiteren ist insbesondere bevorzugt vorgesehen, dass die Tiefe der
Prägezone
maximal 0,15 mm beträgt.
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Vorzugsweise
beträgt
die Tiefe der Prägezone
maximal 10% der Querschnittsstärke
des Ausgangsmaterials. Eine entsprechende Bemessung der Breite und
der Tiefe der Prägezone
führt dazu,
dass Sollmaße,
die vom Hersteller bezüglich
des entsprechendes Bauteiles angegeben sind, trotz der Anordnung
der Prägezonen
beibehalten sind, da die Breite und die Tiefe der Prägezone innerhalb
der maßlichen Toleranzen
für die
Fertigung des Bauteiles liegen.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Materialstärke des Stabmaterials maximal
2 mm beträgt.
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Bei
einer besonderen Ausbildung ist es vorteilhaft, wenn die Prägezone mit
Abstand von der Randkante des Flachstabes oder Profilstabes endet.
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Hierdurch
ist es möglich,
die Randkante durchgehend, also ohne Prägekonturen auszubilden, so
dass beispielsweise die Anordnung von Dichtungen oder dergleichen
ohne Versatz in der Anlagefläche
möglich
ist.
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Eine
bevorzugte Ausbildung wird darin gesehen, dass die Prägezone eine
durchgehende Materialeinsenkung ist.
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Alternativ
kann die Prägezone
auch in der Weise ausgestaltet sein, dass die Prägezone durch in einer Reihe
nebeneinander angeordnete Prägepunkte
gebildet ist.
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Hierbei
können
beispielsweise runde oder polygone Stempel vorgesehen sein, mittels
derer die Prägepunkte
erzeugt werden, die dann in einer Linie nebeneinander angeordnet
sind und die entsprechende Prägezone
bilden.
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Darüber hinaus
ist bevorzugt vorgesehen, dass mehrere Prägezonen parallel zueinander über die
Länge des
Stabes verteilt ausgeformt sind, wobei sie symmetrisch zur Stablängsmitte
ausgerichtet sind.
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Auch
durch diese Anordnung wird die Maßhaltigkeit des bombierten
Flachstabes oder Flachprofilstabes vorteilhaft gefördert.
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Durch
die erfindungsgemäße Ausbildung
der Verprägungen
werden Nacharbeitungsvorgänge,
wie Korrekturschleifen oder dergleichen vermieden. Die entsprechenden
Verprägungen
lassen sich mit geringem Aufwand in dem entsprechenden Formwerkzeug
einbringen. Die Abmessungen der Verprägungen sind so gering, dass
sie innerhalb der normalen Bauteiltoleranzen liegen, so dass keine
Zeichnungsänderungen
oder Zulassungsänderungen
erforderlich sind. Durch die einseitige Einbringung der Verprägungen im
Bauteil ist die gegenüberliegende
Fläche
als Sichtoberfläche
oder auch als Dichtungsfläche
geeignet, da sie verprägungsfrei
durchgehend ebenflächig
ausgebildet ist.
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Als
Ausgangsmaterial für
entsprechende Flachstäbe
und Flachprofilstäbe
kommt üblicherweise
Feinblech mit einer Querschnittsabmessung von ca. 0,5 bis 2 mm zum
Einsatz.
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Während beim
Bombieren von Flachstäben oder
Flachprofilstäben
bisher ein Aufspringverhalten zu registrieren ist, welches beispielsweise
bei einem Flachstab oder Flachprofilstab von 1 Meter Länge bis zu
6 mm an den Enden betragen kann, ist aufgrund der erfindungsgemäßen Gestaltung
eine Maßhaltigkeit
im Bereich von weniger als einem 10tel mm erreicht, ohne dass es
einer Nachbearbeitung bedürfte.
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Hinsichtlich
der Maßhaltigkeit
der Produkte ist es üblich,
dass beispielsweise bei einer Materialstärke von 1,5 mm des Ausgangsmaterials
Toleranzen von ±1/10
mm möglich
sind. Diese Maßtoleranzen
können
bei der Anordnung der Prägezonen
ausgenutzt werden, um trotz der Ausbildung der Prägezonen
innerhalb der Materialtoleranzen zu liegen. Die symmetrische Anordnung
der Prägezonen
zur Längsmitte
des Flachstabes oder Flachprofilstabes ist für das Gesamtverhalten förderlich.
Die Anzahl und Verteilung der Prägezonen über die
Länge des Flachstabes
oder Flachprofilstabes kann empirisch ermittelt werden, je nach
Anwendungsfall.
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Die
Erfindung gibt ferner ein Verfahren zur Herstellung eines solchen
Flachstabes oder Flachprofilstabes aus Metallblech an, die in den
Ansprüchen
15 bis 18 beschrieben ist.
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Die
Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung kurz erläutert.
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Es
zeigt:
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1 einen
erfindungsgemäßen Flachprofilstab
in Ansicht;
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2a bis
c den Flachprofilstab in einer Ansicht;
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3 desgleichen
im Schnitt III-III der 2b gesehen;
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4 den
Flachprofilstab im Schnitt IV-IV der 2c gesehen;
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5a bis
c den Flachprofilstab in Seitenansicht in einer um 90° gegenüber der 2a bis 2c um
die Längsachse
gedrehten Lage.
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Aus
den Zeichnungsfiguren ist ein Flachprofilstab aus Metallblech, beispielsweise
Stahl oder Aluminium ersichtlich. Dieser Flachprofilstab 1 ist quer
zu seiner Längserstreckung
bombiert, wobei die Biegeachse parallel zu einer Breitseite 2 des
einen Schenkels des Flachprofilstabes 1 verläuft. Der
Radius der Biegeachse zur Bombierung beträgt deutlich mehr als 1 Meter,
beispielsweise 5 Meter.
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Um
die Maßhaltigkeit
des Flachprofilstabes 1 nach dem Bombieren zu gewährleisten,
ist eine Anordnung von Prägezonen 3, 4 einseitig
in dem Material des Flachprofilstabes vorgesehen. Dabei liegen die
Prägezonen 3, 4 jeweils
in der Breitseite des entsprechenden Schenkels des Flachprofilstabes 1 und sie
verlaufen praktisch über
die gesamte Breite des Schenkels.
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Im
Ausführungsbeispiel
sind die Prägezonen 3, 4 in
der gestreckten Außenhaut
des entsprechenden Profilabschnittes ausgeformt.
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Wie
insbesondere aus 3 ersichtlich, weist der Flachprofilstab 1 ein
im Querschnitt etwa L-förmiges
Profil auf, wobei der Winkel zwischen den Schenkeln nicht 90° ist, sondern
ein stumpfer Winkel. Anstelle eines solchen Profilstabes können auch
andere Querschnittsformen zum Einsatz kommen, z. B. ein Z-Profil.
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Die
Prägezone 3 bzw. 4 ist
in 4 besonders deutlich dargestellt. Ihre Tiefe beträgt bei einem Ausgangsmaterial
des Profilstabes von 1,5 mm, maximal etwa 0,15 mm, also etwa 10%
der Materialstärke
des Ausgangsmaterials. Die Breite der Prägezone 3 bzw. 4 beträgt vorzugsweise
im Ausführungsbeispiel
etwa 2 mm. Wie insbesondere hinsichtlich der Prägezone 3 ersichtlich,
ist diese mit Abstand von der Randkante 5 des entsprechenden
Schenkels des Profilstabes 1 endend angeordnet, so dass
zwischen der Randkante 5 und dem Ende der Verprägung 3 noch
eine ebene Zone verbleibt, die beispielsweise zur Anordnung von
Dichtungen oder zur spaltfreien Verbindung mit anderen Teilen genutzt
werden kann. Das andere Ende der Prägezone 3, 4 liegt
an der Abwinklung des Profilstabes 1.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist die Prägezone durch
eine durchgehende Materialeinsenkung gebildet, wie insbesondere
aus 4 verdeutlich ist. Wie sich aus den Ansichten
gemäß 2 und 5 ergibt,
sind mehrere Prägezonen 3, 4 parallel
zueinander und über
die Länge
des jeweiligen Stabes verteilt ausgeformt, wobei sie symmetrisch
zur Stablängsmitte
ausgerichtet sind. Die Stablängsmitte
ist bei 6 angedeutet. Durch die Prägezonen 3, 4 wird
die Form des Flachprofilstabes gesichert, die sich nach der Bombierung
einstellt. Die Prägezonen
können
dabei während
des Bombierungsvorganges eingebracht werden oder aber auch nachträglich eingebracht werden,
wenn der entsprechende Flachprofilstab 1 in der durch Bombierung
erzeugten Solllage gehalten ist.
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Durch
die Erfindung wird mit einfachen Mitteln ein äußerst maßhaltiges Teil zur Verfügung gestellt.