DE102008046160A1

DE102008046160A1 - Rolle zur Rollumformung von Blechband, Rollumformwerkzeug zur Umformung von Blechband, sowie Vorrichtung zur Umformung von Blechband

Info

Publication number: DE102008046160A1
Application number: DE102008046160A
Authority: DE
Inventors: Ekkehard Böhm; Ferdi Schmidt
Original assignee: TILLMANN PROFIL GmbH
Current assignee: TILLMANN PROFIL GmbH
Priority date: 2008-09-06
Filing date: 2008-09-06
Publication date: 2010-03-11
Anticipated expiration: 2028-09-07
Also published as: DE102008046160B4

Abstract

Rolle zur Rollumformung von Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechbanddicken, Rollumformwerkzeug zur Umformung von Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechbanddicken sowie Vorrichtung zur Umformung von Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechbanddicken.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rolle zur Rollumformung von Blechband gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, ein Rollumformwerkzeug zur Umformung von Blechband gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10, sowie eine Vorrichtung zur Umformung von Blechband gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 20.
Im Rahmen der Emissionsreduzierung und der Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs von Kraftfahrzeugen besteht ein besonderes Interesse der Industrie an einer Gewichtsreduzierung der Fahrzeugbauteile, insbesondere der tragenden Karosseriebauteile wie des Gerüsts.
Diese Gewichtsreduzierung kann beispielsweise durch sogenannte „tailored blanks” (engl.: maßgeschneiderte Platine) erreicht werden, bei denen eine Blechplatine aus verschiedenen Werkstoffgüten und/oder Blechdicken zusammengesetzt ist und die Materialeigenschaften des jeweiligen Blechplatinenabschnitts an die technologischen Notwendigkeiten, beispielweise die Tragfähigkeit, die Biegesteifigkeit etc. angepasst werden.
Unter dem Oberbegriff „tailored blanks” sind auch die „taillored rolled blanks” bekannt geworden. Hier wird ein Blechband kaltgewalzt, wobei durch Auf – und Abfahren der Walzen unterschiedliche Blechdicken in Walzrichtung erzeugt werden. Es entsteht ein Blechband mit unterschiedlichen Blechdicken, insbesondere ein Blechband mit einer immer wiederkehrenden Abfolge von Blechdickenänderungen.
Es besteht ein Bedürfnis, die vorgenannten „taillored rolled blanks”, d. h. die Blechband mit in Längs- bzw. Bearbeitungsrichtung unterschiedlichen Blechdicken weiter umzuformen, beispielsweise in kastenförmige Profile, die durch Rollumformen hergestellt werden.
Beim Rollumformen wird Blechband in einer Vorrichtung zum Rollumformen durch eine Anzahl von Rollumformwerkzeugen zu einem Profil umgeformt Das Blechband wird von Rollumformwerkzeug zu Rollumformwerkzeug weiter verformt, bis letztendlich das gewünschte Profil ausgeformt ist. In der Regel wird das so entstandene Profil an der Stoßnaht verschweißt, so dass sich ein geschlossenes Hohlprofil ergibt.
Bei einer einfachen Ausführung eines Rollumformwerkzeuges handelt es sich beispielsweise um ein in etwa U-förmiges Gerüst in dem mindestens zwei Rollen aufgenommen sind. Vorgenannte Rollen weisen im Wesentlichen eine Drehachse und einen Rollenkörper auf. Die Drehachsen sind entsprechend drehbar in dem Gerüst aufgenommen und die Rollenkörper bilden zwischen sich einen Rollumformbereich aus, in dem die Rollumformung des Blechbandes stattfindet. Die Rollenkörper sind in einem festen Abstand voneinander angebracht, der im Wesentlichen der Blechdicke des umzuformenden Blechbands, ggf. mit Untermaßen bzw. Toleranzen, entspricht.
Ein „taillored rolled blank”, d. h. ein Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechdicken ist mit einem derartigen Rollumformwerkzeug nicht zu bearbeiten. Entweder bleibt das Blechband im Rollumformwerkzeug stecken, wenn der Abstand der Rollen der geringsten Blechdicke entspricht, oder das Blech wird nicht ordnungsgemäß umgeformt, sofern der Abstand der Rollen der größten zu erwartenden Blechdicke entspricht.
Hier setzt die Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, zunächst eine Rolle für ein Rollumformwerkzeug vorzuschlagen, mit dem die Bearbeitung von Blechband mit unterschiedlichen Blechdicken in Bearbeitungsrichtung („taillored rolled blanks”) möglich ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Rolle mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, der Rollenkörper einen Rollengrundkörper und mindestens eine Seitenscheibe aufweist, wobei ein Lagermittel, insbesondere ein Linearlagermittel, vorgesehen ist, welches eine Bewegung der Seitenscheibe in Drehachsenrichtung ermöglicht, wobei ein Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, vorgesehen ist, gegen dessen Kraft die Seitenscheibe bewegt werden kann, kann mit einer derartigen Rolle auch ein Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechdicken bearbeitet werden. Die Seitenscheibe kann im Falle einer größeren Blechdicke ausweichen und wird im Falle einer geringeren Blechdicke wieder zurückgeschoben. Gleichermaßen ist durch die Andruckkraft sichergestellt, dass die Seitenscheibe nicht bereits dadurch ausweicht, dass eine Rollumformung stattfindet und Kräfte auf die Seitenscheibe einwirken.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rolle kann vorgesehen sein, dass es sich bei dem Lagermittel um ein Linearlagermittel handelt, welches aus einer Anzahl von Führungsstiften gebildet wird, die in Bohrungen verschiebbar aufgenommen sind. Die Führungsstifte sind vorteilhafterweise in den Seitenscheiben aufgenommen, während die zugeordneten Bohrungen in dem Rollengrundkörper vorgesehen sind. Die Führungsstifte wirken wie ein Linearlager und die Seitenscheibe kann in Längsrichtung der Führungsstifte bzw. der Drehachse verschoben werden. Gleichermaßen können Drehmomente zwischen dem Rollengrundkörper und den Seitenscheiben übertragen werden. Diese Eigenschaft ist insbesondere dann wichtig, wenn der Rollengrundkörper über die Drehachse mittels einer Antriebseinrichtung angetrieben wird.
Es kann weiterhin vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass es sich bei dem Mittel zur Bereitstellung einer Kraft um Federn, vorzugsweise Schraubenfedern handelt, die zwischen dem Seitenteil und dem Rollengrundkörper angebracht sind. Die Auslegung und die Anzahl der Federn ist letztendlich davon abhängig, wie viel Andruckkraft benötigt wird, damit das Seitenteil zwar bedingt durch die Änderung der Blechdicke zurückweicht bzw. rückgestellt wird, jedoch insofern genügend Andruckkraft vorhanden ist, dass das Seitenteil nicht bereits durch die beim Rollumformprozess auftretenden Kräfte verschoben wird.
Auch kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass die erfindungsgemäße Rolle mit einem Vorspannmittel ausgestattet ist, welches dazu eingerichtet ist, den Verfahrweg der Seitenscheibe gegen die Rückstellkraft des Mittel zur Bereitstellung einer Kraft zu begrenzen. Auf diese Weise können die Federn vorgespannt werden, so dass bereits eine Anfangskraft > 0 zur Verschiebung der Seitenscheibe zu überwinden ist. Durch das Vorspannmittel bzw. die mit dem Vorspannmittel erzeugte Vorspannung kann die Rolle, neben anderen Einstellmöglichkeiten, optimal auf die Bedürfnisse des Rollumformvorgangs bei Blechband mit unterschiedlichen Blechdicken angepasst werden.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Rollumformwerkzeug zur Rollumformung von Blechband, umfassend mindestens eine erste Rolle, eine zweite Rolle, sowie ein Gerüst zur Aufnahme der Rollen, wobei zwischen den Rollen ein Bereich zur Rollumformung eines Blechbandes ausgebildet wird, vorzuschlagen, welches zur Rollumformung von Blechband mit unterschiedlichen Blechdicken geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die zweite Rolle über ein Lagermittel, insbesondere ein Linearlagermittel, derart bewegbar gegenüber dem Gerüst aufgenommen ist, dass der Abstand zu der ersten Rolle, insbesondere in dem Rollumformbereich, verändert werden kann, wobei ein Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, vorgesehen ist, gegen dessen Kraft die zweite Rolle verschoben werden kann. Entsprechend kann die zweite Rolle eine Ausweichbewegung vollziehen, falls die Blechdicke zunimmt, bzw. die zweite Rolle kann eine Rückstellbewegung vollziehen, falls die Blechdicke wieder abnimmt. Das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft stellt diese Rückstellbewegung sicher. Ferner stellt das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft ebenfalls sicher, dass die zweite Rolle mit einer geeigneten Andruckkraft in Richtung der ersten Rolle gedrückt wird, so dass die zweite Rolle nicht bereits durch die bei der Rollumformung auftretenden Kräfte bewegt wird.
Vorteilhafterweise wird das Lagermittel aus den Säulen und den Rollenhalterungen der zweiten Rolle gebildet, wobei die Rollenhalterungen mit geeigneten Gleitlagern ausgestattet sein können, die auf zumindest einem Abschnitt der Säulen verschoben werden könne.
Auch kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, durch Schraubenfedern gebildet wird, die zwischen einem Ende der Säulen und den Rollenhalterungen der zweiten Rolle angebracht sind. Entsprechend kann die benötigte Rückstell- und Andruckkraft auf die zweite Rolle einwirken.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zur Rollumformung von Blechband, umfassend mindestens ein Rollumformwerkzeug vorzuschlagen, die zur Rollumformung von Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechdicken geeignet ist.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Vorrichtung mit Rollumformwerkzeugen gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19 ausgestattet ist. Hierdurch wird die Vorrichtung in die Lage versetzt, Blechband mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechdicken per Rollumformung insbesondere zu Profilen umzuformen.
Vorteilhafterweise kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mit einer Bankantenbearbeitungseinrichtung ausgestattet ist, die zur Bearbeitung der Kante des Blechbandes, insbesondere zum Abfräsen der Bandkante, eingerichtet ist. Durch die wechselnden Bandstärken bildet die Bandkante nach dem Rollumformen Wellen aus. Vor einem Prozessschritt, wie beispielsweise dem Verschweißen der Bandkante, sorgt eine Bankantenbearbeitungseinrichtung dafür, dass die Kante begradigt wird, indem der Bereich der Bandkante mindestens bis zu den Wellentälern abgefräst wird.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorgeschlagenen Vorrichtung zur Rollumformung von Blechband kann vorgesehen sein, dass die Vorrichtung mit mindestens einer Schweißstation und einer Blechdickenüberwachungsstation ausgestattet ist, wobei die Blechdickenüberwachungsstation mit einer Schweißleistungssteuerung ausgestattet ist, die zur Steuerung der Schweißleistung der Schweißstation eingerichtet ist. Durch die Blechdickenüberwachungsstation können die unterschiedlichen Blechdicken des Blechbandes erfasst und die Stoßkanten mit unterschiedlichen Schweißleistungen verschweißt werden. Hierdurch kann die Schweißnaht optimiert werden bzw. überhaut erst eine Schweißung der Blechkanten mit unterschiedlichen Blechstärken ermöglicht werden.
Es kann in diesem Zusammenhang vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Blechdickenüberwachungsstation eine Lichtschranke aufweist, die beispielsweise auf Bohrungen in dem Blechband reagiert. Unter Kenntnis der Blechdickenverteilung und dem Abstand zwischen der Schweißstation und Blechdickenüberwachungsstation, sowie insbesondere der Bandgeschwindigkeit, kann die Schweißleistung der Schweißstation optimal auf die Dicke der jeweils zu verschweißenden Blechbandkante angepasst werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen
1 eine teilweise geschnittene Frontansicht auf ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Rolle (dünner Blechbandabschnitt im Rollumformbereich);
1a eine teilweise geschnittene Frontansicht auf ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Rolle (dicker Blechbandabschnitt im Rollumformbereich);
2 eine geschnittene Seitenansicht (A-A) auf ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug mit einer erfindungsgemäßen Rolle;
3 eine teilweise geschnittene Frontansicht auf ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug in einer alternativen Ausführungsform;
4 eine Seitenansicht auf ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug in einer alternativen Ausführungsform;
5 eine teilweise durchsichtige Frontansicht auf ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug in einer alternativen Ausführungsform;
6 eine erfindungsgemäße Rolle in einer geschnittenen Seitenansicht;
7 eine erfindungsgemäße Rolle in einem Schnitt A-A;
8 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rollumformung von Blechband in einer schematischen seitlichen Ansicht;
9 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Rollumformung von Blechband in einer schematischen Draufsicht;
10a eine Bandkantenbearbeitungseinrichtung in einer schematischen Ansicht mit einer Ansicht auf die wellenförmige Bandkante;
10b eine Bandkantenbearbeitungseinrichtung in einer schematischen Ansicht;
11 eine Blechdickenüberwachungseinrichtung in einer schematischen Ansicht.
Zunächst wird auf 1 Bezug genommen.
Ein erfindungsgemäßes Rollumformwerkzeug 1 umfasst im Wesentlichen ein Gerüst, eine erste Rolle 2, eine zweite Rolle 3, eine erste Rollenhalterung 4, eine zweite Rollenhalterung 5, eine dritte Rollenhalterung 6 und eine vierte Rollenhalterung 7. Das Gerüst weist im Wesentlichen eine U-förmige Gestalt auf und umfasst eine Grundplatte 10 und sich von der Grundplatte 10 senkrecht erstreckende erste Säuleneinrichtung 11 und zweite Säuleneinrichtung 12. Es handelt sich bei den Säuleneinrichtungen vorzugsweise um jeweils zwei parallel angeordnete Säulen, die kopfseitig mit einer Brücke 17 verbunden sind. Entsprechend umfasst die erste Säuleneinrichtung eine erste Säule 13 und eine zweite Säule 14, wobei die zweite Säuleneinrichtung eine dritte Säule 15 und eine vierte Säule 16 umfasst.
Die erste Rolle 2 weist einen Rollenkörper und eine Drehachse 8 auf. Der Rollenkörper umfasst im wesentlichen einen zylinderförmigen Rollengrundkörper 40, sowie zwei tellerförmige Seitenscheiben 41, die den Rollengrundkörper 40 radial überragen. Die dem Rollengrundkörper 40 zugewandte Oberfläche der Seitenscheibe 41 ist geneigt gegenüber der Oberfläche des Rollengrundkörpers 40. Ferner ist eine Kehle 42 mit einem Radius auf der dem Rollengrundkörper zugewandten Bereich der Seitenscheibe vorgesehen.
Die erste Rollenhalterung 4 ist an der ersten Säuleneinrichtung 11 befestigt, während die zweite Rollenhalterung 5 an der zweiten Säuleneinrichtung 12 befestigt ist. Es ist vorgesehen, dass die erste Rollenhalterung 4 und die zweite Rollenhalterung 5 fest mit den Säuleneinrichtungen 11, 12 verbunden sind. Die erste Rolle ist entsprechend um ihre Achse drehbar zwischen den Säuleneinrichtungen 11, 12 aufgenommen.
Die zweite Rolle 3 weist ebenfalls einen Rollenkörper und eine Drehachse 9 auf. Der Rollenkörper der zweiten Rolle 3 umfasst im Wesentlichen einen zylinderförmigen Rollengrundkörper 43 und zwei kreisförmige Seitenscheiben 44. Die Seitenscheiben 44 überragen den Rollengrundkörper 43 in der hier dargestellten Ausführungsform nicht, sondern weisen im Wesentlichen den gleiche Durchmesser wie der zylinderförmige Rollengrundkörper 43 auf. Es ist ferner vorgesehen, dass die Seitenscheiben 44 eine Rollkante 45 mit einer abgerundeten Oberfläche aufweisen, die im Wesentlichen mit der Kehle 42 der ersten Rolle 2 korrespondiert.
Die dritte Rollenhalterung 6 ist von der ersten Säuleneinrichtung 11 aufgenommen, während die vierte Rollenhalterung 7 von der zweiten Säuleneinrichtung 12 aufgenommen ist. Die zweite Rolle 3 ist um ihre Achse 9 drehbar zwischen der dritten Rollenhalterung 6 und der vierten Rollenhalterung 7, entsprechend also zwischen den Säuleneinrichtungen 11, 12, aufgenommen. Die zweite Rolle 3 weist weitere Merkmale auf, auf die weiter unter eingegangen werden wird.
Mindestens die Rollengrundkörper 40, 43 sind zumindest derart mit der zugeordneten Drehachse 8, 9 verbunden, dass ein Drehmoment übertragen werden kann, beispielsweise durch eine Feder-Nut Verbindung 21, 22.
Zwischen den Rollen 2, 3 wird ein Rollumformbereich ausgebildet. Es ist erkennbar, dass hier ein Blechband 20 in dem Rollumformbereich angeordnet ist. Das Blechband 20 liegt sowohl an der ersten Rolle 2, insbesondere an dem zylinderförmigen Rollengrundkörper 40 und den Seitenscheiben 41, als auch an der zweiten Rolle 3, insbesondere an dem zylinderförmigen Rollengrundkörper 43 und den Seitenscheiben 44, an. Der Rollumformprozess findet hier im Wesentlichen zwischen der Kehle 42 der ersten Rolle 2 und der Rollkante 45 der zweiten Rolle 3 statt. Ferner wird das Blechband 20 im Wesentlichen von den jeweiligen Grundkörpern 40, 43 der Rollen 2, 3 geführt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Rollumformwerkzeug sowohl mit einem Lagermittel, insbesondere einem Linearlagermittel, als auch mit einem Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, ausgestattet ist.
Durch die Lagermittel kann sichergestellt werden, dass die zweite Rolle 3 unterschiedliche Abstände zu der ersten Rolle 2 einnehmen kann. Die zweite Rolle 3 kann entsprechend eine Ausweichbewegung ausführen, wenn die Dicke des Blechbandes 20 im Rollumformbereich zunimmt, bzw. eine Rückstellbewegung, wenn die Dicke des Blechbandes 20 im Rollumformbereich wieder abnimmt.
Durch das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft kann einerseits die Rückstellbewegung der zweiten Rolle 3 vollzogen werden. Ferner wird der Ausweichbewegung der zweiten Rolle 3 eine ausreichend große Andruckkraft entgegengesetzt, so dass die Ausweichbewegung zwar im Falle einer Blechdickenvergrößerung stattfinden kann. Das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, bewirkt jedoch ebenso, dass die Ausweichbewegung nicht für den Fall der regulären Rollumformung stattfinden kann. Es ist einsichtig, dass die von dem Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, aufzubringende Kraft nicht zu gering bemessen sein darf, da die Rollen 2, 3 ansonsten allein durch die beim Rollumformen auftretende Kraft auseinandergedrückt würden. Andererseits darf die Kraft auch nicht zu stark sein, insbesondere ist es nicht angedacht, das Blechband 20 zu walzen, sprich die Blechdicke zu ändern.
Letztendlich bewirkt das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, dass die zweite Rolle 3 stets in Richtung der ersten Rolle 2 gedrückt wird. Insgesamt kann hierdurch sichergestellt werden, dass die Rollen 2, 3 während des Rollumformvorgangs, trotz unterschiedlicher Blechdicken des Blechbandes 20, stets mit dem Blechband 20 in Kontakt bleiben und die Rollen 2, 3 mit der nötigen Andruckkraft aufeinander gepresst werden, so dass ein Rollumformvorgang stattfinden kann. Insgesamt ermöglicht die Kombination aus Lagermittel, und Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, einen Druckausgleich bei wechselnden Bandstärken.
Die Lagermittel und das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft können wie folgt ausgestaltet sein.
Die Lagermittel wird im Wesentlichen aus den Säulen 13, 14, 15, 16 und den Rollenhalterungen 6, 7 gebildet. Das Lagermittel erlaubt es, dass der Abstand zwischen der ersten Rolle 2 und der zweiten Rolle 3 variiert werden kann, insbesondere dass die zweite Rolle 3 gegenüber der ersten Rolle 2 verschoben werden kann. Hierzu sind die Säulen 13, 14, 15, 16 des Gerüsts zumindest abschnittsweise als Führungssäulen ausgestaltet, wobei die dritte Rollenhalterung 6 und die vierte Rollenhalterung 7 mit entsprechenden Gleitlagern 18 ausgestattet sind, so dass eine Verschiebung der Rollenhalterungen 6, 7 auf den Säulen 13, 14, 15, 16 ermöglicht wird. Die Verschieberichtung ist entsprechend durch die Ausrichtung der Säulen 13, 14, 15, 16 des Gerüsts definiert und durch Doppelpfeile angedeutet. Neben der vorgeschlagenen Linearlagerung der zweiten Rolle 3 kommen auch weiter Alternativen in Frage, mit der eine Abstandsänderung zwischen den Rollen 2, 3 vollzogen werden kann. Hier ist beispielsweise auch an ein Lagermittel zu denken, bei denen die zweite Rolle 3 über schwenkbare Hebel aufgenommen ist.
Das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft ist im Wesentlichen zwischen dem Gerüst und den verschiebbaren Rollenhalterungen 6, 7 vorgesehen. In der vorgeschlagenen Ausführungsform ist Das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft im Wesentlichen als Schraubenfeder 19 bzw. als eine Anzahl von Schraubenfedern 19 ausgebildet, die zwischen einem Kopfende der Säulen 13, 14, 15, 16 und der dritten Rollenhalterung 6 bzw. der vierten Rollenhalterung 7 angeordnet sind. Die Schraubenfedern 19 sind mit einer bestimmten Vorspannung montiert, so dass stets eine Kraft auf die Rollenhalterungen 6, 7 der zweiten Rolle 3 einwirkt. Es sind aber auch andere Einrichtungen zur Bereitstellung einer Kraft denkbar, beispielsweise auch pneumatische oder hydraulische Einrichtungen.
Weitere Merkmale des vorgeschlagenen Rollumformwerkzeugs ergeben sich aus einer Funktionsbeschreibung des Rollumformwerkzeugs.
Das von dem Rollumformwerkzeug umzuformende Blechband 20 wird zwischen den Rollenkörpern der Rollen 2, 3 hindurchgeführt, wobei das Lagermittel und das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft sicherstellt, dass die Rollenkörper stets mit dem Blechband 20 in Kontakt bleiben. Die Dicke des Blechbands kann demnach variieren, so dass mit dem vorgeschlagenen Rollumformwerkzeug sogenanntes „taillored rolled blank”, d. h. ein Blechband 20 mit in Längsrichtung unterschiedlichen Blechdicken, umgeformt, insbesondere rollgeformt, werden kann. Es ist einsichtig, dass ein Blechumformwerkzeug ohne die erfindungsgemäß vorgeschlagene Bandstärkenanpassungseinrichtung nicht zur Bearbeitung von Blechband 20 mit in Längsrichtung wechselnden Materialstärken geeignet ist. Der Abstand der Rollenkörper wäre entweder zu groß oder zu klein, was zu Folge hätte, dass das Blechband 20 entweder zwischen den Rollenkörpern stecken bleiben würde oder nicht ordnungsgemäß umgeformt würde.
Nachfolgend wird auf die 3 bis 5 Bezug genommen.
Ein alternative Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Rollumformwerkzeugs 30 umfasst ein Gerüst mit einer Grundplatte 10 und zwei sich senkrecht von der Grundplatte 10 erstreckenden Säuleneinrichtungen 11, 12. Zwischen den Säuleneinrichtungen ist eine erste Rolle 2 angeordnet. Die erste Rolle 2 weist eine Drehachse 8 auf, die wiederum drehbar in einer ersten Rollenhalterung 4 und einer zweiten Rollenhalterung 5 aufgenommen ist. Die Rollenhalterungen 4, 5 sind fest mit den Säuleneinrichtungen 11, 12 des Rollumformwerkzeuges 30 verbunden. Das Rollumformwerkzeug 30, insbesondere die erste Rolle 2, ist bis hierhin wie das oben bereits skizzierte Rollumformwerkzeug 1 ausgestaltet. Alternativ ist jedoch vorgesehen, dass die zweite Rolle 3 des Rollumformwerkzeugs verschiebbar, als auch in unterschiedlichen Winkellagen, insbesondere relativ zu der Drehachse 8 der ersten Rolle 2, in dem Gerüst aufgenommen sein kann.
Hierzu umfasst die Rollenanordnung zwei Querträger 31, eine Schwenkachse 32, eine Rollenhalteraufnahme 33, einen Rollenhalter 34 mit einer zweiten Rolle 36 und ein Schwenkwinkelarretierungsmittel 35.
Die Querträger 31 sind kopfseitig der Säuleneinrichtungen 11, 12 angebracht und verlaufen zwischen den Säuleneinrichtungen 11, 12, vorzugsweise parallel zu der Achse 8 der ersten Rolle 2. Zwischen den Querträgern 31 wiederum ist die Rollenhalteraufnahme 33 angebracht. Die Rollenhalteraufnahme 33 ist an der Schwenkachse 32 aufgenommen, die ebenfalls zwischen den Querträgern 31 angebracht ist. Dementsprechend verläuft die Schwenkachse 32 der Rollenhalteraufnahme 33 vorzugsweise senkrecht zu der Drehachse 8 der ersten Rolle 2. Ferner ist die Rollenhalteraufnahme 33 mit dem Schwenkwinkelarretierungsmittel 35 ausgestaltet, welches eine Festlegung der Rollenhalteraufnahme 33 in einer ausgewählten Schwenkwinkellage ermöglicht.
Der Rollenhalter 34 ist im Wesentlichen U-förmig ausgestaltet, wobei eine Drehachse 37 zwischen den beiden Schenkeln des Rollenhalters 34 vorgesehen ist, auf der die zweite Rolle 36 drehbar aufgenommen ist. Bei der zweiten Rolle 36 handelt es sich um eine scheibenförmige Rolle mit einer Rollkante 38, die vornehmlich mit dem Radius der Kehle 42 der ersten Rolle 2 korrespondiert.
Auch ist das hier vorgeschlagene erfindungsgemäße Rollumformwerkzeug 30 sowohl mit einem Lagermittel, insbesondere einem Linearlagermittel, als auch mit einem Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, ausgestattet.
Die Lagermittel wird hier dadurch realisiert, dass die Rollenhalteraufnahme 33 zumindest abschnittsweise hohlzylinderförmig ausgestaltet ist, wobei der Rollenhalter 34 verschiebbar in der Rollenhalteraufnahme 33 aufgenommen ist. Hierzu kann die Rollenhalteraufnahme 33 beispielsweise einen zylinderförmigen Abschnitt aufweisen. Das Lagermittel kann vorteilhafterweise mit einer Verdrehsicherung (nicht dargestellt) ausgestattet sein, so dass sich der Rollenhalter 34 nicht gegenüber der Rollenhalteraufnahme 33 verdreht. Die Verschieberichtung ist durch den Doppelpfeil angedeutet.
Das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft ist durch eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder 19, realisiert, die zwischen dem Rollenhalter 34 und der Rollenhalteraufnahme 33 vorgesehen ist.
Weitere Merkmale des vorgeschlagenen Rollumformwerkzeugs ergeben sich aus einer Funktionsbeschreibung des Rollumformwerkzeugs 30.
Das Blechband 20 liegt im Wesentlichen auf der ersten Rolle 2, insbesondere dem zylinderförmigen Rollengrundkörper 40 und auf einem Abschnitt der Seitenscheibe 41 auf. Die zweite Rolle 36, insbesondere die Rollkante 38, drückt das Blechband 20 in die Kehle 42 der ersten Rolle 2. Insofern bilden die erste Rolle 2 und die zweite Rolle 36 zwischen sich einen Rollumformbereich aus. Die Ausrichtung der zweiten Rolle 36 zu der ersten Rolle 2 kann mit der schwenkbaren Rollenhalteraufnahme 33 eingestellt und mit dem Schwenkarretierungsmittel 35 fixiert werden.
Das Lagermittel und das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft wirkt im Wesentlichen wie bereits oben im Zusammenhang mit dem Rollumformwerkzeug 1 beschrieben. Das Lagermittel ermöglicht der zweiten Rolle 36 eine Bewegung, insbesondere eine Ausweich- und Rückstellbewegung in Abhängigkeit von der jeweils zwischen den Rollen 2, 36, insbesondere in dem Rollumformbereich, befindlichen Dicke des Blechbandes 20. Das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, sorgt dafür, dass die Rollen 2, 36 stets an dem Blechband 20 anliegen und eine entsprechend große Andruckkraft vorhanden ist, die eine Rollumformung erlaubt. Im Ergebnis kann mit dem vorgeschlagenen Rollumformwerkzeug 30 ein Blechband 20 mit unterschiedlichen Blechdicken in Längsrichtung rollumgeformt werden.
Eine weitere vorteilhafte Verbesserung zur Rollumformung von Blechband 20 mit in Längsrichtung unterschiedlichen Querschnitten kann ebenfalls durch eine erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Rolle als solches erzielt werden. In diesem Zusammenhang kann vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass eine Rolle eines Rollumformwerkzeugs, insbesondere die zweite Rolle 3 des oben in den 1 bis 2 skizzierten Rollumformwerkzeugs 1, einen mindestens zweigeteilten Rollenkörper, insbesondere einen zylinderförmigen Rollengrundkörper 43 und mindestens eine, vorzugsweise zwei zylinderförmige Seitenscheiben 44 aufweist, wobei die Seitenscheiben 44 in Drehachsenrichtung durch ein Lagermittel, insbesondere ein Linearlagermittel, verschiebbar aufgenommen ist, wobei ein Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, vorgesehen ist und die Seitenscheibe 44 gegen die Kraft des Mittels in Drehachsenrichtung verschoben werden kann, so dass die Rolle als solches in besonderer Weise an die Anforderungen bei der Rollumformung von Blechband 20 mit unterschiedlichen Blechdicken eingerichtet ist.
Die Seitenscheiben 44 und der Rollengrundkörper 43 ergänzen sich insgesamt zu einer zylinderförmigen Rolle. Der Rand der Seitenscheiben 44 ist mit einer abgerundeten Rollkante 45 versehen, die an die Gegebenheiten der zugeordneten ersten Rolle 2, insbesondere der Kehle 42 der Seitenscheibe 41 der ersten Rolle 2, angepasst ist. Vorzugsweise korrespondiert der Radius der Rollkante 45 in etwa mit dem Radius der Kehle 42 der jeweils zugeordneten Seitenscheibe 41 der ersten Rolle 2.
Jeweils zwischen dem Rollengrundkörper 43 und den Seitenscheiben 44 ist das Lagermittel und das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft vorgesehen. Nachfolgend wird das Lagermittel und das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft anhand des Rollengrundkörpers 43 und einer einzigen Seitenscheibe 44 beschrieben. Die Anordnung von Lagermittel und Mittel zur Bereitstellung einer Kraft ist in der hier vorgeschlagenen Ausführungsform auf beiden Seiten des Rollengrundkörpers 43 identisch.
Als Lagermittel ist vorgesehen, dass die Seitenscheibe 44 mit Führungsstiften 48 ausgestattet ist, die in Bohrungen 49 des Rollengrundkörpers 43 verschiebbar aufgenommen sind. Auf diese Weise kann einerseits sichergestellt werden, dass die Seitenscheibe 44 gegenüber dem Rollengrundkörper 43, insbesondere in Drehachsenrichtung 9, bewegt werden kann. Andererseits kann ebenfalls sichergestellt werden, dass die Seitenscheibe 44 und der Rollengrundkörper 43 verdrehsicher miteinander verbunden sind. Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Seitenscheibe 44 mit einer Gleitbuchse 50 ausgestattet ist, so dass die Seitenscheibe 44 zusätzlich auf der Drehachse 9 selbst gleiten kann.
Als Mittel zur Bereitstellung einer Kraft ist vorgesehen, dass Federn, insbesondere Schraubenfedern 46 zwischen dem Rollengrundkörper 43 und der Seitenscheibe 44 angebracht sind. Es ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Federn 46 jeweils in Aussparungen 47 aufgenommen sind, die sowohl in dem Rollengrundkörper 43, als auch in der Seitenscheibe 44 vorgesehen sind.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass die Rolle 3 mit einem Vorspannmittel ausgestattet ist. Das Vorspannmittel umfasst im Wesentlichen eine Distanzhülse 51, die auf die Drehachse 9 geschoben ist, wobei die Distanzhülse 51 mit der Seitenscheibe 44 in Kontakt treten kann und auf einer vorbestimmten Position auf der Drehachse 9 festgelegt werden kann. Durch die Distanzhülse 51 kann der Verschiebeweg der Seitenscheibe 44 gegenüber dem Rollengrundkörper 43 derart beschränkt werden, dass die Federn 46 stets vorgespannt sind, d. h. stets eine Vorspannkraft auf die Seitenscheibe 44 einwirkt. In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Vorspannmittels kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Distanzhülse zwischen der Rollenhalterung 6 bzw. 7 und der Seitenscheibe 44 angeordnet ist. Durch Auswahl der Länge der Distanzhülse 51 kann die Vorspannung entsprechend vorbestimmt werden.
Die Funktion des Lagermittels in Zusammenschau mit dem Mittel zur Bereitstellung einer Kraft stellt sich wie folgt dar. Mit dem Vorspannmittel wird der maximale Abstand zwischen dem Rollengrundkörper 43 und der Seitenscheibe 44 zunächst vorbestimmt. Die Federn 46 sind bei diesem maximalen Abstand bereits gestaucht und entsprechend vorgespannt.
Die Rollumformung findet im Wesentlichen zwischen der Seitenscheibe 41 der ersten Rolle 2 und der Seitenscheibe 44 der zweiten Rolle 3, insbesondere zwischen der Kehle 42 der ersten Rolle 2 und der Rollkante 45 der Seitenscheibe 44 der zweiten Rolle 3, statt.
Das Vorspannmittel kann beispielsweise derart eingestellt sein, dass der Spalt zwischen der Seitenscheibe der ersten Rolle und der Seitenscheibe der zweiten Rolle der kleinsten Blechstärke des zu verarbeitenden Blechbandes 20 mit unterschiedlichen Blechdicken in Längsrichtung entspricht, ggf. sogar mit einem geringen Untermaß, so dass die Andruckkraft auch bereits bei der geringsten Blechdicke vorhanden ist. Sobald eine Kraft in Achsrichtung auf die Seitenscheibe 44 einwirkt, die durch eine Blechbandverdickung bedingt ist, kann die Seitenscheibe 44 eine Ausweichbewegung durchführen. Die Seitenscheibe 44 nähert sich in diesem Fall dem Rollengrundkörper 43 an. Soweit zwischen der Seitenscheibe 44 der zweiten Rolle 3 und der Seitenscheibe 41 der ersten Rolle 2 wieder ein Blechbandabschnitt mit einer geringeren Dicke durchläuft, kann eine Rückstellbewegung der Seitenscheibe 44 in die entgegengesetzte Richtung erfolgen. Die Federn 46 drücken die Seitenscheibe 44 zurück. Die Bewegungsrichtung der Seitenscheiben 44 ist durch den Doppelpfeil angedeutet.
Im Ergebnis kann mit der vorgeschlagenen Rolle ebenfalls sichergestellt werden, dass eine Ausgleichs- und Rückstellbewegung der Seitenscheibe 44 in Richtung der Drehachse 9 erfolgen kann. Der für die Rollumformung notwendige Kontakt des Blechbandes 20 zu der Seitenscheibe 44 der zweiten Rolle 3 und der Seitenscheibe 41 der ersten Rolle 2 kann unabhängig von der Blechbanddicke aufrecht erhalten werden. Ferner kann ein notwenige Andruckkraft bereitgestellt werden, die ausreichend ist, um die Rollumformung zwischen den Seitenscheiben 41, 44 der Rollen 2, 3 vornehmen zu können.
Es ist einsichtig, dass die Rollumformung eines Blechbandes 20 mit unterschiedlichen Querschnitten ohne eine erfindungsgemäß vorgeschlagene Rolle nicht durchgeführt werden könnte. Entweder würde das Blechband 20 die Rollen 2, 3, insbesondere die Seitenscheiben 41, 44, blockieren, wenn der Rollenabstand beispielsweise auf die geringste Materialstärke des Blechbands voreingestellt worden wären, oder aber die Umformung würde an den Stellen des Blechbands mit geringer Materialstärke nur unzureichend durchgeführt, da der Kontakt zwischen den Seitenscheiben und dem Blechband 20 nicht aufrecht erhalten werden könnte, wenn sich beispielsweise ein dünnerer Abschnitt des Blechbandes 20 zwischen den Rollen 2, 3, insbesondere zwischen den Seitenscheiben 41, 44 befindet.
Die vorgenannten Blechumformwerkzeuge können nunmehr Teil einer ebenfalls erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umformung von Blech sein. Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Umformung von Blech umfasst im Wesentlichen ein Blechbandreservoir 61, eine erste Profiliereinrichtung 62, eine erste Bandkantenbearbeitungseinrichtung 63, eine Zwischentransporteinrichtung 64, eine zweite Profiliereinrichtung 65, eine zweite Bandkantenbearbeitungseinrichtung 66, eine Schweißeinrichtung mit einer Schweißstation 67 und eine Blechdickenüberwachungseinrichtung 70, eine Kalibriereinrichtung 68, eine Richtstation 69, sowie eine Trennanlage 71. Ferner ist die Vorrichtung zur Umformung von Blech mit einer Antriebseinrichtung 72 ausgestattet.
Das Blechbandreservoir 61 kann beispielsweise als Blechbandrolle ausgestaltet sein, die der ersten Profiliereinrichtung ein Blechband 20 in Form eines flachen Blechbandstreifens zuführt.
Die erste Profiliereinrichtung 62 umfasst im Wesentlichen eine Anzahl von erfindungsgemäßen Rollumformwerkzeugen 1, 30, die in Bandvorschubrichtung (durch den Pfeil über dem Blechband 20 angedeutet) hintereinander angeordnet sind und sich – den Anforderungen an das Rollumformen entsprechend – durch die Ausgestaltung der Rollen 2, 3 unterscheiden. Die Ausgestaltung der Rollen ist dem Fachmann geläufig. Es ist ferner vorgesehen, dass die erfindungsgemäßen Rollumformwerkzeuge 1, 30 zumindest teilweise mit erfindungsgemäßen Rollen 3 ausgestattet sind.
Nachdem das Blechband 20, bereits teilprofiliert, die erste Profiliereinrichtung 62 verlassen hat, wird das teilprofilierte Blechband 20 der ersten Bandkantenbearbeitungseinrichtung 63 zugeführt. Die Bankantenbearbeitungseinrichtung 63 ist im Wesentlichen zur Bearbeitung der Bandkante, insbesondere zum Abfräsen der Bandkante, eingerichtet. Durch die unterschiedlichen Blechdicken des Blechbandes in Längsrichtung werden, trotz der erfindungsgemäßen Rollumformwerkzeuge 1, 30, geringfügig unterschiedliche Rollumformungen mit den einzelnen Rollumformwerkzeugen 1, 30 erzielt. Als Konsequenz dieser unterschiedlichen Rollumformung weist die ursprünglich gerade Bandkante nunmehr eine leichte Wellenform, insbesondere in Richtung der Blechebene auf. Zur Vorbereitung weiterer Verarbeitungsschritte, insbesondere einer Verschweißung der Bandkanten auf Stoß, müssen die Bandkanten wieder begradigt werden. Hierzu wird die wellenförmige Bandkante abgefräst oder abgeschliffen. Hierzu wird vorgeschlagen, dass es sich bei der Bankantenbearbeitungseinrichtung 63 um einen rotierenden Fräser 73, insbesondere einen Umfangsfräser, vorzugsweise einen Hartmetallfräser handelt. Der Fräser 73 wird von einem Antrieb 74 angetrieben. Das Blechband 20, insbesondere die wellenförmige Kante des Bleches wird an dem Fräser vorbeigeführt und ein Abschnitt des Bleches, insbesondere mindestens bis zu den Wellentälern, abgefräst. Das Blechband 20 verlässt die Bankantenbearbeitungseinrichtung teilprofiliert und mit geraden Kanten. Die erste Bandkantenbearbeitungseinrichtung 63 kann ferner mit einer Absaugeinrichtung für die auf das Band fallenden Späne ausgestattet sein.
Der ersten Bankantenbearbeitungseinrichtung 63 ist die Zwischentransporteinrichtung 64 nachgeschaltet. Diese Transporteinrichtung sichert einen gleich bleibenden Transport des Bandes, auch bei wechselnder Bandstärke. Es wird ein Rollensatz montiert, der alle Bandstärken beinhaltet. Dadurch wird die Vortriebsgeschwindigkeit kontinuierlich vom Motor und Getriebe über die Station auf das wechselnde Band übertragen. Die Rollensätze sind der jeweiligen Profilkontur angepasst.
Der Zwischentransporteinrichtung 64 ist die zweite Profiliereinrichtung 65 nachgeschaltet, die das teilprofilierte und kantenbegradigte Blechband 20 in die gewünschte endgültige Profilform umformt. Die zweite Profiliereinrichtung 65 umfasst ebenfalls eine Anzahl von erfindungsgemäßen Rollumformwerkzeugen 1, 30, die hintereinander angeordnet sind und sich – den Anforderungen an das Rollumformen entsprechend – durch die Ausgestaltung der Rollen unterscheiden. Es ist ferner vorgesehen, dass die erfindungsgemäßen Rollumformwerkzeuge 1, 30 zumindest teilweise mit erfindungsgemäßen Rollen 3 ausgestattet sind.
An die zweite Profiliereinrichtung 65 kann sich eine zweite Bandkantenbearbeitungseinrichtung 66 anschließen. Die Funktion ist dieselbe wie die der bereits oben beschriebenen ersten Bandkantenbearbeitungseinrichtung 63. Durch die vorausgegangene Rollumformung des Blechbandes 20 mit in Längsrichtung unterschiedlichen Querschnitten in der zweiten Profiliereinrichtung 65, ist die Außenkante des Blechbandes 20 leicht wellenförmig. Dieser wellenförmige Abschnitt wird durch die zweite Bandkantenbearbeitungseinrichtung 66 abgetrennt, insbesondere abgefräst. Besonderheiten der zweiten Bandkantenbearbeitungseinrichtung 66 können sich beispielsweise daraus ergeben, dass die zweite Bandkantenbearbeitungseinrichtung 66 unmittelbar der Schweißstation 67 vorgeschaltet ist. Insofern sind die zu verschweißende Kanten des Blechbandes 20 bereits sehr nah beieinander, so dass besonders schmale Fräser verwendet werden sollten. Im Gegensatz zu der ersten Bandkantenbearbeitungseinrichtung 63 findet in der zweiten Bandkantenbearbeitungseinrichtung 66 eher eine Feinbearbeitung der Blechbandkante als Vorbereitung für den nachfolgenden Schweißvorgang statt.
Die der zweiten Bandkantenbearbeitungseinrichtung nachgeschaltete Schweißeinrichtung umfasst im Wesentlichen die Schweißstation 67 und die Blechdickenüberwachungseinrichtung 70.
Bei der Schweißstation 67 handelt es sich im Wesentlichen um eine industrielle Laserschweißanlage. Die wesentlichen Merkmale sind dem Fachmann geläufig. Die Schweißstation 67 umfasst im Wesentlichen ein Laserschweißgerät, dessen Leistung, insbesondere dessen Laserleistung, über eine Schweißsteuerung eingestellt werden kann.
Ferner kann die Schweißstation 67 auch mit einer Vorrichtung zur Zuführung eines Zusatzwerkstoffs ausgestattet sein. (Zusatzwerkstoff entsprechend des Werkstoffs). Auch kann die Schweißstation 67 mit einer Innenbegasung und einer Schweißnahtdusche ausgestattet sein.
Die Blechdickenüberwachungseinrichtung 70 umfasst im Wesentlichen die Schweißsteuerung, sowie ein Mittel zur Detektion von Markierungen des Blechbandes 20, insbesondere eine Lichtschranke, die zur Detektion von Markierungen, insbesondere Öffnungen 75 in dem Blechband 20 eingerichtet ist. Es kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, dass Öffnungen an vorbestimmten Stellen des Blechbandes 20 angeordnet sind, beispielsweise jeweils an den Stellen mit den dünnsten Querschnitten. Soweit die Blechdickenänderung des Blechbandes 20 in Längsrichtung einem regelmäßigen Muster folgt, ergibt sich ein Blechband 20, welches in regelmäßigen Abständen mit Öffnungen, beispielsweise kleinen Bohrungen oder Ausstanzungen, versehen ist. Mit Kenntnis des Abstandes zwischen der Laserschweißgerät und der Blechdickenüberwachungseinrichtung 70, dem Blechdickenverlauf in Längsrichtung und der Geschwindigkeit des Blechbandes 20 kann bestimmt werden, welche Blechstärke sich gerade unterhalb des Laserschweißkopfes befindet. Aus diesen Informationen kann die Schweißsteuerung die notwendige Leistung des Laserschweißgerätes bestimmen, dergestalt, dass eine geringere Laserleistung für dünnere Blechabschnitte und eine höhere Laserleistung für dickere Blechabschnitte von dem Laser der Laserschweißgerät ausgesandt werden soll. Die Laserleistung kann in Kenntnis der Geschwindigkeit des Blechbandes 20 auch sehr fein abgestimmt werden, beispielsweise über einen vorgegebenen linearen Anstieg der Laserleistung bis zu einem Maximalwert und einem anschließendem sprungartigem Abfall auf ein Minimum. Der Leistungsverlauf der Laserleistung über die Zeit würde einer „Sägezahnkurve” entsprechen, die beispielsweise für ein Blechband 20 sehr geeignet wäre, dessen Blechstärke von Markierung zu Markierung linear ansteigt.
Grundsätzlich sind jedoch verschiedene Anordnungen von Merkmalen in Abhängigkeit von der Blechdickenabfolge des Blechbandes 20 in Längsrichtung denkbar, mit denen eine sinnvolle Steuerung der Laserleistung realisiert werden kann. Denkbar, wenn auch aufwendiger, können auch Merkmale sein, die in Längsrichtung hintereinander, jedoch auf unterschiedlichen Positionen in Bezug auf die Breite des Blechbandes 20 angeordnet sind. Insofern wäre die Bandgeschwindigkeit nicht mehr so bedeutsam und die Laserleistung könnte stufenweise erhöht bzw. erniedrigt werden. Denkbar sind selbstverständlich auch Markierungen, beispielsweise Prägungen oder Farbpunkte, statt der Öffnungen, die auch auf beiden Seiten des Blechbandes 20 angeordnet sein können.
Grundsätzlich sind statt der CO₂ Laseranlage auch andere Schweißgeräte einsetzbar, beispielsweise Feststofflaser. Auch kann statt der Lichtschranke grundsätzlich jedes Mittel eingesetzt werden, mit dem geeignete Markierung auf dem Blechband 20 detektiert werden können.
Es ist letztendlich unerheblich an welcher Stelle der Vorrichtung zur Umformung von Blech die Blechdickenüberwachungseinrichtung 70 in die Prozesskette eingebunden wird. Hier wird vorgeschlagen, zwischen der Schweißstation 67 und der Blechdickenüberwachungseinrichtung 70 eine Kalibrierstation und eine Richtstation 69 zwischenzuschalten. Entsprechend ist in Transportrichtung des Blechbandes 20 die Abfolge Schweißstation 67, Kalibrierstation, Richtstation 69 und Blechdickenüberwachungseinrichtung 70 vorgesehen.
Die Kalibrierstation umfasst eine Anzahl von Kalibrierrollen zur Prägung der Außenform nach dem Schweißen. Die Ausgestaltung der Kalibrierrollen erfolgt nach der Profilkontur.
Der Aufbau der Richtstation 69 ist dem Fachmann bekannt. Im Wesentlichen umfasst die Richtstation 69 mehrere Stationen.
Nach der Blechdickenüberwachungseinrichtung 70 ist eine Trennanlage 71 vorgesehen, welche den ankommenden „endlosen” Blechprofilstrang in Blechprofilelemente mit vorbestimmter Länge ablängt.
Es ist vorgesehen, dass die Vorrichtung zur Umformung von Blech mit einer Antriebseinrichtung 72, beispielsweise in Form eines Elektromotors mit einem Verteilergetriebes, ausgestattet ist, die dazu eingerichtet ist, mindestens eine Rolle mindestens eines Blechumformwerkzeugs anzutreiben. Vorzugsweise ist jedoch vorgesehen, dass jede Rolle 2, 3 der Rollumformwerkzeuge von der Antriebseinrichtung 72 angetrieben wird. Soweit es sich um ein Rollumformwerkzeug mit einer schmalen Rolle 36 in dem Rollenhalter 34 handelt, ist diese selbstverständlich nicht angetrieben.
Die Ausgestaltung der Rollen 2, 3, 36, der Rollumformwerkzeuge 1, 30 und der Vorrichtung 60 zur Umformung von Blechband 20 ist oben nur beispielhaft dargestellt. Es ist verständlich, dass die Rollen 2, 3, 36 an die Bedürfnisse der jeweiligen Rollumformung angepasst werden können, ebenso können die Rollumformwerkzeuge 1, 30 an die jeweiligen Bedürfnisse der individuellen Rollumformung angepasst werden. Auch ist die Anordnung und die in der Vorrichtung 60 zur Umformung von Blechband 20 verwendeten Komponenten nur beispielhaft zu verstehen. Es können, je nach Erfordernis Komponenten hinzukommen oder weggelassen bzw. auch die jeweiligen Stationen an anderer Stelle in die Vorrichtung eingebaut werden.
Wesentlich ist jedoch, dass mit den vorgeschlagenen Rollumformwerkzeugen 1, 30 der Kontakt zwischen dem Blechband 20, der ersten Rolle 2 und der zweiten Rolle 3 bzw. 36, unabhängig von der jeweiligen Blechdicke des Blechbandes 20, gewahrt bleiben kann. Realisiert wird dies im Wesentlichen dadurch, dass mindestens eine Rolle 3, 36 des Rollumformwerkzeuge bewegbar gegenüber der anderen Rolle in dem Gerüst des Rollumformwerkzeuges, insbesondere durch das Lagermittel, aufgenommen ist, wobei ferner das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft dafür Sorge trägt, dass die bewegbare Rolle 3, 36 stets mit einer ausreichenden Kraft in Richtung der anderen Rolle 2 gedrückt wird. Die Kraft des Mittels zur Bereitstellung einer Kraft ist letztendlich so zu bemessen, dass die bewegbare Rolle 3, 36 zwar durch eine Blechdickenerhöhung zurückgedrückt werden kann, jedoch noch ausreichende Kräfte aufbringt, die eine gewünschte Rollumformung des Blechbandes 20 gewährleisten können. Ferner muss auch die Lagermittel dazu ausgelegt sein, die für die Rollumformung notwendigen Kräfte und Momente aufzunehmen, gleichermaßen aber auch dazu eingerichtet sein, die oben skizzierte Ausweichbewegung auszuführen.

1: Rollumformwerkzeug
2: erste Rolle
3: zweite Rolle
4: erste Rollenhalterung
5: zweite Rollenhalterung
6: dritte Rollenhalterung
7: vierte Rollenhalterung
8: Drehachse der ersten Rolle
9: Drehachse der zweiten Rolle
10: Grundplatte
11: erste Säuleneinrichtung
12: zweite Säuleneinrichtung
13: erste Säule
14: zweite Säule
15: dritte Säule
16: vierte Säule
17: Brücke
18: Linearlager
19: Schraubenfeder
20: Blechband (insbesondere „taillored rolled blanks”)
21: Feder
22: Nut
30: Rollumformwerkzeug
31: Querträgeranordnung
32: Schwenkachse
33: Rollenhalteraufnahme
34: Rollenhalter
35: Schwenkwinkelarretierung
36: zweite Rolle
37: Drehachse
38: Rollkante
40: Rollengrundkörper (erste Rolle)
41: Seitenscheibe (erste Rolle)
42: Kehle
43: Rollengrundkörper (zweite Rolle)
44: Seitenscheibe (zweite Rolle)
45: Rollkante
46: Schraubenfeder
47: Aussparung (für Feder)
48: Führungsstift
49: Bohrung (für Führungsstift)
50: Gleitbuchse
51: Distanzhülse
60: Vorrichtung zur Umformung von Blech
61: Blechreservoir
62: erste Profiliereinrichtung
63: erste Bandkantenbearbeitungseinrichtung
64: Zwischentransporteinrichtung
65: zweite Profiliereinrichtung
66: zweite Bandkantenbearbeitungseinrichtung
67: Schweißstation
68: Kalibriereinrichtung
69: Richtstation
70: Blechdickenüberwachungseinrichtung (Schweißsteuerung)
71: Trennanlage
72: Antriebseinrichtung
73: Fräser
74: Antrieb
75: Öffnung

Claims

Rolle (3) zur Rollumformung von Blechband (20), umfassend – einen Rollenkörper und – eine Drehachse (9), dadurch gekennzeichnet, dass – der Rollenkörper einen Rollengrundkörper (43) und mindestens eine Seitenscheibe (44) aufweist, wobei – ein Lagermittel, insbesondere ein Linearlagermittel, vorgesehen ist, welches eine Bewegung der Seitenscheibe (44) in Drehachsenrichtung ermöglicht, wobei – ein Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, vorgesehen ist, gegen dessen Kraft die Seitenscheibe (44) bewegt werden kann.
Rolle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle mindestens zwei Seitenscheiben (44) aufweist, wobei der Rollengrundkörper (43) zwischen den Seitenscheiben angeordnet ist.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollengrundkörper (43) nicht in Drehachsenrichtung verschiebbar, vorzugsweise fest mit der Drehachse (9) verbunden ist.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft zwischen dem Rollengrundkörper (43) und der Seitenscheibe (44) vorgesehen ist.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Mittel zur Bereitstellung einer Kraft um mindestens eine Feder, insbesondere eine Schraubenfeder (19), handelt.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Lagermittel um ein Linearlagermittel handelt, welches mindestens einen Führungsstift (48) umfasst, der mit dem Rollengrundkörper (43) oder der Seitenscheibe (44) verbunden ist und mindestens eine Bohrung (49) umfasst, die in dem Rollengrundkörper (43) oder der Seitenscheibe (44) vorgesehen ist, wobei der Führungsstift (48) in der Bohrung (49) verschoben werden kann.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Vorspannmittel, insbesondere eine auf der Achse (9) festlegbare Distanzhülse (51), vorgesehen ist, welches dazu eingerichtet ist, den Verfahrweg der Seitenscheibe (44) gegen die Kraft des Mittels zur Bereitstellung einer Kraft zu begrenzen.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollengrundkörper (43) eine im wesentlichen zylindrische Form aufweist, wobei die Seitenscheibe (44) die Form einer kreisförmigen Scheibe aufweist.
Rolle nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenscheibe (44) randseitig mit einer abgerundeten Rollkante (45) ausgestattet ist.
Rollumformwerkzeug (1, 30) zur Rollumformung von Blechband (20), umfassend mindestens – eine erste Rolle (2), – eine zweite Rolle (3), sowie – ein Gerüst zur Aufnahme der Rollen (2, 3), wobei – zwischen den Rollen (2, 3) ein Rollumformbereich für ein Blechband (20) ausgebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass – die zweite Rolle (3) über ein Lagermittel, insbesondere ein Linearlagermittel, derart bewegbar gegenüber dem Gerüst aufgenommen ist, dass der Abstand zu der ersten Rolle (2), insbesondere in dem Rollumformbereich, verändert werden kann, wobei – ein Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, vorgesehen ist, gegen dessen Kraft die zweite Rolle (3) verschoben werden kann.
Rollumformwerkzeug (1, 30) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass – das Gerüst eine Grundplatte (10), sowie mindestens einer erste Säuleneinrichtungen (11) und eine zweite Säuleneinrichtung (12) aufweist, wobei – sich die Säuleneinrichtungen (11, 12) senkrecht von der Grundplatte (10) erstrecken, wobei – die erste Rolle (2) und die zweite Rolle (3, 36) zwischen den Säuleneinrichtungen (11, 12) angebracht sind.
Rollumformwerkzeug (1, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass – eine erste Rollenhalterung (4) und eine zweite Rollenhalterung (5) vorgesehen ist, wobei – die erste Rollenhalterung (4) an der ersten Säuleneinrichtung (11) befestigt ist, wobei – die zweite Rollenhalterung (5) an der zweiten Säuleneinrichtung (12) befestigt ist, wobei – die erste Rolle (2) zwischen der ersten Rollenhalterung (4) und der zweiten Rollenhalterung (5) angebracht ist.
Rollumformwerkzeug (1, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagermittel – eine dritte Rollenhalterung (6) und eine vierte Rollenhalterung (7) umfasst, wobei – die dritte Rollenhalterung (6) verschiebbar in der ersten Säuleneinrichtung (11) aufgenommen ist, wobei – die vierte Rollenhalterung (7) verschiebbar in der zweiten Säuleneinrichtung (12) aufgenommen ist, wobei – die zweite Rolle (3) drehbar zwischen der dritten Rollenhalterung (6) und der vierten Rollenhalterung (7) angebracht ist.
Rollumformwerkzeug (1, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, mindestens eine Feder, vorzugsweise eine Schraubenfeder (19), umfasst.
Rollumformwerkzeug (1, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Säuleneinrichtung (11) mindestens eine Säule, vorzugsweise eine erste Säule (13) und eine parallele zweite Säule (14), aufweist, wobei die zweite Säuleneinrichtung mindestens eine Säule, vorzugsweise eine dritte Säule (15) und eine parallele vierte Säule (16) aufweist.
Rollumformwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lagermittel ein Gleitlager (18) in der dritten Rollenhalterung (6) und ein Gleitlager (18) in der vierten Rollenhalterung (7) umfasst, wobei die Säulen (13, 14, 15, 16) zumindest abschnittsweise zur verschiebbaren Aufnahme der Rollenhalterungen (6, 7) ausgestaltet sind.
Rollumformwerkzeug (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Schraubenfeder (19) zwischen einem Ende der Säuleneinrichtung (11, 12) und einer Rollenhalterung (6, 7) der zweiten Rolle (3), vorzugsweise je eine Schraubenfeder (19) zwischen einem Säulenende (13, 14, 15, 16) und jeder Rollenhalterung (6, 7) der zweiten Rolle (3) angeordnet ist.
Rollumformwerkzeug (30) nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass – eine Querträgeranordnung (31) vorgesehen ist, die mit den Säuleneinrichtungen (11, 12) verbunden ist und sich zwischen den Säuleneinrichtungen (11, 12) erstreckt, wobei – eine Rollenhalteraufnahme (33) vorgesehen ist, die schwenkbar mit der Querträgeranordnung (31) verbunden ist, wobei – ein Rollenhalter (34) zur Aufnahme der zweiten Rolle (36) vorgesehen ist, wobei – der Rollenhalter (34) und die Rollenhalteraufnahme (33) über das Lagermittel gegeneinander verschiebbar miteinander verbunden sind, wobei – das Mittel zur Bereitstellung einer Kraft, insbesondere einer Rückstell- und Andruckkraft, zwischen der Rollenhalteraufnahme (33) und dem Rollenhalter (34) vorgesehen ist.
Rollumformwerkzeug (1, 30) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei mindestens einer Rolle des Rollumformwerkzeugs um eine Rolle gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9 handelt.
Vorrichtung (60) zur Rollumformung von Blechband (20), umfassend mindestens ein Rollumformwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass es sich um ein Rollumformwerkzeug (1, 30) gemäß einem der Ansprüche 10 bis 19 handelt.
Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens eine Bankantenbearbeitungseinrichtung (63) aufweist, die zur Bearbeitung der Kante des Blechbandes (20), insbesondere zum Abfräsen der Bandkante, eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mit mindestens einer Schweißstation (67) und einer Blechdickenüberwachungsstation (70) ausgestattet ist, wobei die Blechdickenüberwachungsstation mit einer Schweißleistungssteuerung ausgestattet ist, die zur Steuerung der Schweißleistung der Schweißstation (67) eingerichtet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung mindestens ein Blechreservoir (61), eine erste Profiliereinrichtung (62), eine erste Bandkantenbearbeitungseinrichtung (63), eine Zwischentransporteinrichtung (64), eine zweite Profiliereinrichtung (65), eine zweite Bandkantenbearbeitungseinrichtung (66), eine Kalibriereinrichtung (68), eine Richtstation (69), und eine Trennanlage (71) umfasst.