DE102017100920A1

DE102017100920A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Aufweiten eines Metallelements

Info

Publication number: DE102017100920A1
Application number: DE102017100920.5A
Authority: DE
Inventors: Heiner Willerscheid; Andreas Weinmann
Original assignee: Protektorwerk Florenz Maisch GmbH and Co KG
Current assignee: Protektorwerk Florenz Maisch GmbH and Co KG
Priority date: 2017-01-18
Filing date: 2017-01-18
Publication date: 2018-07-19
Also published as: SG11201905759TA; ES2875546T3; WO2018134003A1; EP3515629B1; CA3049837A1; BR112019014630A2; ZA201904220B; AU2017393921A1; US20190337039A1; MX2019008465A; PL3515629T3; EP3515629A1; RU2019120186A; US11786954B2; AU2017393921B2; IL267871A

Abstract

Bei einem Verfahren zum Aufweiten eines lang gestreckten und zumindest bereichsweise flächigen Metallelements, das jeweils zwei gegenüberliegende, sich in der Längsrichtung erstreckende Randbereiche und einen dazwischen angeordneten, mit Schnitten versehenen Zentralbereich aufweisen, werden die Randbereiche quer zur Längsrichtung und parallel zur Flächenerstreckung des Metallelements auseinander bewegt, so dass durch die Schnitte gebildete und die Randbereiche miteinander verbindende Verbindungsabschnitte des Zentralbereichs gefaltet werden. Die Randbereiche werden in einem ersten Verfahrensschritt vor dem Auseinanderbewegen quer zur Flächenerstreckung des Metallelements gegeneinander versetzt und in einem nachgeordneten zweiten Verfahrensschritt in dem versetzten Zustand auseinander bewegt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufweiten eines lang gestreckten und zumindest bereichsweise flächigen Metallelements, das jeweils zwei gegenüberliegende, sich in der Längsrichtung erstreckende Randbereiche und einen dazwischen angeordneten, mit Schnitten versehenen Zentralbereich aufweist, wobei die Randbereiche des Metallelements quer zur Längsrichtung und parallel zur Flächenerstreckung des Metallelements auseinander bewegt werden, so dass durch die Schnitte gebildete und die Randbereiche miteinander verbindende Verbindungsabschnitte des Zentralbereichs gefaltet werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie der erfindungsgemäßen Vorrichtung sollen insbesondere flächige Metallelemente, wie sie in der DE 102 59 307 A1 beschrieben sind, aufgeweitet werden.
Lang gestreckte und zumindest bereichsweise flächige Metallelemente werden beispielsweise zum Herstellen von Profilelementen für das Bauwesen, insbesondere von Ständer- oder Putzprofilen, verwendet. Durch das Umklappen oder Falten der Verbindungsabschnitte ergibt sich eine Verbreiterung des Metallelements bei gleichbleibender Materialmenge. Durch das Falten können somit breitere Metallelemente mit reduziertem Materialverbrauch und verringertem Gewicht hergestellt werden. Ein besonderer Vorteil des Faltverfahrens besteht darin, dass für das Erzeugen der entsprechenden Aussparungen kein aufwändiges Stanzen erforderlich ist und insbesondere kein Materialausschuss anfällt.
Die für den Faltvorgang erforderlichen Schnittmuster können unterschiedlichster Art sein. Eine Vielzahl solcher unterschiedlicher Schnittmuster sind in der genannten DE 102 59 307 A1 beschrieben und dargestellt. Zum besseren Verständnis der vorliegenden Anmeldung wird der Offenbarungsgehalt der DE 102 59 307 A1 , insbesondere betreffend die konkret beschriebenen und dargestellten Schnittmuster, ausdrücklich zum Inhalt der vorliegenden Anmeldung mit aufgenommen.
Im Sinne der vorliegenden Erfindung sind die Metallelemente zumindest im Bereich der Schnittmuster flächig ausgebildet. In anderen Bereichen, beispielsweise auch im Bereich der Längsseiten der Metallelemente, können die Metallelemente auch von der flächigen Form abweichen. Insbesondere können an den Längsseiten Verdickungen, Ansätze oder umgebogene Bereiche ausgebildet sein. So können die Metallelemente z.B. bereits als U- oder C-förmige Profile vorgeformt sein. Weiterhin können die Metallelemente aus Rollenmaterial gefertigt werden, das während der Herstellung in unterschiedlicher Weise gebogen wird. Mit dem Begriff „Flächenerstreckung des Metallelements“ ist dementsprechend die Ebene der lokalen Ausdehnung an der Stelle gemeint, an der das Auseinanderziehen und Falten stattfindet. Es ist außerdem darauf hinzuweisen, dass beim Auseinanderbewegen der Randbereiche im Allgemeinen auch Teile des Zentralabschnitts mitbewegt werden.
Das Auseinanderziehen der Randbereiche erfolgt vorzugsweise automatisch in einem Durchlaufverfahren, wie dies beispielsweise in der DE 10 2006 010 795 A1 beschrieben ist. Hierbei werden die Randbereiche durch geeignete klemmende Haltevorrichtungen ergriffen und in entgegengesetzten Richtungen auseinandergezogen. Obwohl sich dieses Verfahren in der Praxis bewährt hat, besteht der Wunsch nach einer Verringerung der zum Auseinanderziehen aufzuwendenden Kraft sowie nach exakter definierten Faltkanten. Eine besondere Herausforderung besteht hierbei darin, dass Profilelemente der eingangs genannten Art einen Massenartikel darstellen, der mit sehr hoher Geschwindigkeit, beispielsweise 100 bis 150 m/min, gefertigt wird und der einem hohen Kostendruck unterliegt.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, ein einfacheres und zuverlässigeres Aufweiten von lang gestreckten, zumindest bereichsweise flächigen Metallelementen zu ermöglichen.
Die Erfindung sieht vor, dass die Randbereiche nach dem Erzeugen der Schnitte im Zentralbereich in einem ersten Verfahrensschritt vor dem Auseinanderbewegen quer zur Flächenerstreckung des Metallelements gegeneinander versetzt werden und in einem nachgeordneten zweiten Verfahrensschritt in dem versetzten Zustand auseinander bewegt werden. Mit anderen Worten werden die Randbereiche und gegebenenfalls auch Teile des Zentralbereichs zumindest lokal in zwei parallel zueinander versetzte Ebenen bewegt. Die zu faltenden Verbindungsabschnitte, die jeweils mit beiden Randbereichen in direkter oder indirekter Verbindung stehen, werden dabei aufgestellt, das heißt sie verlaufen nach dem Versetzen schräg von einer der beiden parallelen Ebenen zu der anderen Ebene. Dies ist insofern vorteilhaft, als sich beim anschließenden Auseinanderziehen der Randbereiche eine günstige Hebelwirkung ergibt, sodass die zum Falten erforderliche Kraft verringert ist. Außerdem werden bei dem Versetzungsvorgang bereits die Knick- oder Faltstellen exakt an den dafür vorgesehenen Stellen gebildet, sodass ungenaue Knicke oder Fehlknicke sicher vermieden werden. Aufgrund der durch das Querversetzen vor dem Falten erzielten Vorteile ist es möglich, dickere und steifere Metallteile aufzuweiten als dies bislang in wirtschaftlicher Weise möglich war.
Zum Versetzen der Randbereiche kann ein Press- oder Walzwerkzeug, dessen Andrückfläche eine den Versatz definierende Stufe aufweist, an das Metallelement angedrückt werden. Die Stufe kann als einseitige Flanke zwischen zwei im Wesentlichen glatten Abschnitten der Andrückfläche ausgebildet sein, die zumindest lokal zwei parallel zueinander versetzte Ebenen definieren. Die Verwendung eines entsprechenden Press- oder Walzwerkzeugs ermöglicht ein besonders einfaches und schnelles Durchführen des Versetzungsvorgangs.
Vorzugsweise befindet sich beim Andrücken des Press- oder Walzwerkzeugs an das Metallelement die Stufe im Bereich des Zentralabschnitts, sodass die Randbereiche dementsprechend in die beiden parallel zueinander versetzten Ebenen gedrückt werden.
Eine Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass das Metallelement zwischen zwei drehbaren Rollen hindurchgeführt wird, deren Mantelflächen jeweilige umlaufende Stufen mit gegensätzlich ausgerichteten Flanken aufweisen. Auf diese Weise ist es möglich, das Versetzen der Randbereiche in einem kontinuierlichen Durchlauf durchzuführen.
Die Rollen können beim Hindurchführen des Metallelements gegenläufig verdreht und insbesondere gegenläufig angetrieben werden.
Bevorzugt werden die Randbereiche um einen Richtversatz gegeneinander versetzt, der mindestens dem 3-fachen und höchstens dem 7-fachen der Dicke des Metallelements entspricht. Ein solcher Versatz hat sich in der Praxis als besonders günstig herausgestellt.
Gemäß einer speziellen Ausgestaltung der Erfindung wird vor oder während des Versetzens der Randbereiche ein Prägemuster in den Zentralabschnitt eingeprägt. Ein solches Prägemuster bewirkt eine Versteifung des aufgeweiteten Metallelements und demgemäß eine Stabilitätserhöhung bei dem hergestellten Profilelement. Das Prägemuster kann insbesondere Verstärkungssicken umfassen, die Vertiefungen definieren. Die Schnitte des Zentralbereichs sind vorzugsweise vollständig in den Vertiefungen des Prägemusters angeordnet.
Vorzugsweise wird das Metallelement während des Versetzens der Randbereiche und/oder während des Auseinanderbewegens der Randbereiche in Längsrichtung bewegt, sodass die Ausführung der entsprechenden Verfahrensschritte in einem kontinuierlichen Durchlauf erfolgt.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Aufweiten eines lang gestreckten und zumindest bereichsweise flächigen Metallelements, das jeweils zwei gegenüberliegende, sich in der Längsrichtung erstreckende Randbereiche und einen dazwischen angeordneten, mit Schnitten versehenen Zentralbereich aufweist, insbesondere eine Vorrichtung zur Durchführung eines wie vorstehend beschriebenen Verfahrens, mit einer Streckeinheit, die dazu ausgebildet ist, die Randbereiche des Metallelements zu halten und quer zur Längsrichtung sowie parallel zur Flächenerstreckung des Metallelements auseinander zu bewegen, so dass durch die Schnitte gebildete und die Randbereiche miteinander verbindende Verbindungsabschnitte des Zentralbereichs gefaltet werden.
Erfindungsgemäß umfasst die Vorrichtung eine der Streckeinheit vorgeschaltete Richteinheit, die dazu ausgebildet ist, die Randbereiche quer zur Flächenerstreckung des Metallelements gegeneinander zu versetzen. Wie vorstehend beschrieben ergibt sich durch das Querversetzen der Randbereiche mittels der Richteinheit eine günstige Hebelwirkung für den nachfolgenden Schritt des Auseinanderziehens der Randbereiche. Außerdem sorgt die Richteinheit für eine Vermeidung ungenauer Knicke oder Fehlknicke.
Die Richteinheit kann ein Press- oder Walzwerkzeug umfassen, dessen Andrückfläche eine den Versatz definierende Stufe aufweist. Dies ermöglicht eine besonders einfache Konstruktion.
Die Andrückfläche kann zwei beidseits der Stufe angeordnete, zumindest im Wesentlichen glatte Außenabschnitte aufweisen, die den Randbereichen des Metallelements zugeordnet sind und sich zumindest lokal betrachtet in zwei gegeneinander versetzten Ebenen erstrecken. Die Stufe bildet hierbei eine oder mehrere zwischen den Ebenen verlaufende Flanken.
Vorzugsweise weist das Press- oder Walzwerkzeug wenigstens eine drehbare Rolle auf, auf deren Mantelfläche die Stufe umlaufend ausgebildet ist. Eine solche Richteinheit kann Rollenmaterial im Durchlauf verarbeiten.
Eine spezielle Ausgestaltung sieht vor, dass das Press- oder Walzwerkzeug zwei drehbare Rollen umfasst, zwischen denen das Metallelement hindurchführbar ist, wobei die Mantelflächen der Rollen jeweilige umlaufende Stufen mit gegensätzlich ausgerichteten Flanken aufweisen. Die Randbereiche und gegebenenfalls Teile des Zentralbereichs werden somit jeweils zwischen den Rollen eingeklemmt und hierbei auf zuverlässige Weise in den gegeneinander versetzten Ebenen fixiert.
Auf der Andrückfläche kann ein Prägemuster ausgebildet sein, das sich vorzugsweise über die Stufe hinweg erstreckt. Wie vorstehend beschrieben wirkt ein Prägemuster versteifend. Das Prägemuster kann insbesondere Verstärkungssicken umfassen, die Vertiefungen definieren. Die Schnitte des Zentralbereichs sind vorzugsweise vollständig in den Vertiefungen des Prägemusters angeordnet.
Die Vorrichtung kann eine Vorschubeinheit umfassen, durch welche während des Versetzens der Randbereiche und/oder während des Auseinanderbewegens der Randbereiche das Metallelement in Längsrichtung bewegbar ist. Die Vorschubeinheit kann insbesondere eine Antriebsrolle oder eine Anordnung aus mehreren Antriebsrollen umfassen.
Das Metallelement kann je nach Anwendung aus verzinktem Stahl, Aluminium oder Kupfer bestehen.
Ferner kann das Metallelement eine Dicke von mehr als 0,5 mm, vorzugsweise von mehr als 0,6 mm, aufweisen. Derart dicke Metallelemente sind mit gängigen Verfahren und Vorrichtungen allenfalls unter großen Schwierigkeiten aufweitbar. Aufgrund der durch das Versetzen ermöglichten Kraftverringerung und Zuverlässigkeitssteigerung können mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung auch dickere und steifere Metallelemente verarbeitet werden.
Die Streckeinheit kann wenigstens zwei Klemmabschnitte zum haltenden Einklemmen der Randbereiche und eine Vorrichtung zum automatischen Auseinanderbewegen der Klemmabschnitte aufweisen. Dies ermöglicht ein einfaches und schnelles Ausführen des Aufweitungsvorgangs. Die Klemmabschnitte können so gestaltet sein wie dies in der DE 10 2006 010 795 A1 beschrieben ist.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Vorrichtung eine der Streckeinheit nachgeschaltete Press- oder Walzeinheit zum Flachpressen oder Flachwalzen des aufgeweiteten Metallelements. Die beim Falten erzeugten Falt- oder Knickstellen können auf diese Weise egalisiert werden.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine der Richteinheit vorgeschaltete Prägeeinheit zum Einprägen eines Prägemusters in den Zentralabschnitt umfassen.
Alternativ kann die Richteinheit eine kombinierte Präge-/Versatzrolle oder -walze aufweisen, mittels welcher sowohl die Randbereiche quer zur Flächenerstreckung des Metallelements versetzbar sind als auch ein Prägemuster in den Zentralabschnitt einprägbar ist. Das Versetzen der Randbereiche und das Erzeugen des Prägemusters kann also in Kombination an einer einzigen Arbeitsstation durchgeführt werden. Eine separate Prägeeinheit ist dann nicht erforderlich.
Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen, der Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen angegeben.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben.

1 zeigt einen Teil eines flächigen Metallelements mit einem Schnittmuster.
2 bis 4 zeigen drei unterschiedliche Zustände beim Aufweiten eines Metallelements mit dem Schnittmuster nach 1.
5 bis 8 zeigen einen Zustand eines Metallelements nach dem Versetzen zweier Randbereiche des Metallelements quer zu dessen Flächenerstreckung und vor dem Aufweiten des Metallelements.
9 ist eine perspektivische Ansicht einer Richteinheit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Aufweiten eines Metallelements.
10 ist eine Seitenansicht der Richteinheit nach 9.
11 zeigt einen Schnitt entlang der Linie A-A in 10.
12 ist eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B in 11.
13 ist eine vergrößerte Darstellung des Ausschnitts C in 10.
14 ist eine Draufsicht auf eine Presswalze der Richteinheit nach 9 einschließlich eines von der Presswalze beaufschlagten Metallelements.

1 zeigt einen Ausschnitt aus einem flächigen Metallelement 11, das zwei gegenüberliegende, sich entlang einer Längsachse L erstreckende Randbereiche 13 sowie einen dazwischen angeordneten, mit ineinander greifenden Schnitten 15 versehenen Zentralbereich 17 aufweist. Die Randbereiche 13 sind frei von Schnitten, was bevorzugt, aber nicht zwingend ist. Der in 1 dargestellte Ausschnitt ist deutlich verkürzt gegenüber der tatsächlichen Länge des Metallelements 11 ausgebildet. Tatsächlich bildet das Metallelement 11 einen langen Metallstreifen, der beispielsweise eine Länge von mehreren 100 m haben kann.
Das Metallelement 11 ist bereits in der DE 102 59 307 A1 beschrieben, auf die explizit Bezug genommen wird.
Die Schnitte 15 sind so angeordnet, dass die Randbereiche 13 des Metallelements 11 rechtwinklig zur Längsachse L auseinander gezogen werden können, wie in 1 durch Pfeile angegeben ist. Beim Auseinanderziehen der Randbereiche 13 werden durch die Schnitte 15 gebildete Verbindungsabschnitte 19 in Form von schmalen Stegen entlang von Knicklinien 21 gefaltet, sodass ein resultierendes Metallelement 11 mit vergrößerter Breite erzeugt wird. Ein entsprechender Faltvorgang ist in den 2 bis 4 im Einzelnen dargestellt.
Entsprechend aufgeweitete Metallelemente können beispielsweise zur Herstellung von Profilen verwendet werden, wie sie z. B. als Kantenschutz oder als Ständerprofile für Trockenbauwände, z. B. in Form von U- und C-Profilen, eingesetzt werden.
Um die an sich bekannten Metallelemente 11 mit hoher Geschwindigkeit wie in den 2 bis 4 dargestellt aufweiten zu können, kann beispielsweise eine Vorrichtung verwendet werden, wie sie in der DE 10 2006 010 795 A1 beschrieben ist.
Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Aufweiten des in 1 gezeigten Metallelements 11 werden die Randbereiche 13 nicht ausgehend von dem in 1 gezeigten Grundzustand rechtwinklig zur Längsachse L auseinandergezogen, sondern zuvor in einem vorgeschalteten Verfahrensschritt rechtwinklig zu der Flächenerstreckung des Metallelements 11 gegeneinander versetzt. Der versetzte Zustand ist in den 5 bis 8 gezeigt, wobei 5 eine Seitenansicht quer zur Längsachse L, 6 eine Seitenansicht in Richtung der Längsachse L, 7 eine perspektivische Ansicht und 8 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs A in 7 ist. Es ist zu erkennen, dass die beiden Randbereiche 13 sowie sich an diese anschließende Teile des Zentralbereichs 17 in parallelen und zueinander beabstandeten Ebenen 25, 26 verlaufen, während die Verbindungsabschnitte 19 schräg zu diesen Ebenen 25, 26 ausgerichtet sind. Im Zentralbereich 17 befindet sich ein Prägemuster 27, dessen Erzeugung nachfolgend noch genauer beschrieben wird.
Die Form der Schnitte 15 des in 5 bis 8 dargestellten Metallelements 11 weicht geringfügig von der Form der in 1 bis 4 gezeigten Schnitte 15 ab, was jedoch hinsichtlich des Versetzungsvorgangs nicht von Bedeutung ist.
Ausgehend von dem in 5 bis 8 dargestellten Zwischenzustand werden die Randbereiche 13 in entgegengesetzten Richtungen auseinandergezogen, wobei die Verbindungsabschnitte 19 gefaltet werden. Da in dem Zwischenzustand die Knicklinien 21 bereits gebildet sind und die Verbindungsabschnitte 19 schräggestellt sind, ist das Auseinanderziehen einfach und mit verringerter Zugkraft durchführbar. Außerdem kann es nicht zu einer fehlerhaften Bildung von Knicklinien 21 kommen. Daher ist ein erfindungsgemäßes Verfahren auch für Metallelemente 11 mit einer Dicke von mehr als 0,6 mm sowie für harte Metallsorten durchführbar.
Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Aufweiten eines Metallelements 11 kommt es im Verlauf des Faltens ebenfalls zu einem Versetzen der Randbereiche 13 quer zur Flächenerstreckung des Metallelements 11, da die umklappenden Verbindungsabschnitte 19 die angrenzenden Abschnitte des Metallelements 11 auseinanderdrücken, wie in den 2 und 3 zu erkennen ist. Hierbei handelt es sich jedoch um einen extrem kurzlebigen Übergangszustand, zudem es unweigerlich aufgrund des Faltvorgangs kommt. Die Erfindung sieht dagegen vor, dass die Randbereiche 13 durch gezielte Kraftausübung in einer quer zur Flächenerstreckung weisenden Richtung versetzt werden und dass erst nach diesem gezielten Versetzungsschritt das Auseinanderziehen der Randbereiche 13 erfolgt.
Das Versetzen kann mit einer in den 9 bis 14 dargestellten Richteinheit 29 durchgeführt werden. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufweiten eines Metallelements 11 weist zusätzlich zu der Richteinheit 29 eine der Richteinheit 29 nachgeschaltete Streckeinheit auf, die jedoch in 9 bis 14 nicht dargestellt ist. Die Streckeinheit dient dazu, die Randbereiche 13 des Metallelements 11 zu halten und quer zur Längsachse L sowie parallel zur Flächenerstreckung des Metallelements 11 auseinanderzuziehen. Speziell kann die Streckeinheit an den Randbereichen 13 angreifende Klemmabschnitte aufweisen, wie sie in der DE 10 2006 010 795 A1 offenbart sind.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufweiten eines Metallelements 11 kann auch eine der Streckeinheit nachgeschaltete Press- oder Walzeinheit zum Flachpressen oder Flachwalzen des aufgeweiteten Metallelements 11 und/oder eine Vorschubeinheit zum Bewegen des Metallelements 11 entlang seiner Längsachse L in einer Vorschubrichtung R umfassen, was in den 9 bis 14 ebenfalls nicht dargestellt ist. Weiterhin kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Aufweiten eines Metallelements 11 eine der Richteinheit 29 vorgeschaltete, nicht gezeigte Prägeeinheit zum Erzeugen des Prägemusters 27 umfassen.
Die Richteinheit 29 umfasst zwei drehbare Presswalzen 30, 31, zwischen denen das Metallelement 11 hindurchgeführt wird. Während des Hindurchführens werden die Presswalzen 30, 31 gegenläufig verdreht, entweder passiv oder mittels eines Antriebs.
Die Presswalzen 30, 31 sind vorzugsweise aus Stahl gefertigt und weisen jeweilige Andrückflächen 33 auf, die zwei glatte Außenabschnitte 35, 36 und einen dazwischen angeordneten Prägeabschnitt 39 aufweisen. Die Prägeabschnitte 39 der beiden Presswalzen 30, 31 sind komplementär geformt und zueinander passend ausgerichtet, sodass beim Hindurchführen des Metallelements 11 durch die Presswalzen 30, 31 das Prägemuster 27 nicht beeinträchtigt wird.
Weiterhin verlaufen die glatten Außenabschnitte 35, 36 einer Andrückfläche 33 in unterschiedlichem Abstand von der Drehachse D (10), sodass sie radial versetzt sind. Zwischen den glatten Außenabschnitten 35, 36 ist also jeweils eine Stufe 45 ausgebildet, die vollständig umlaufend auf der Andrückfläche 33 angeordnet ist. Wie insbesondere aus 12 ersichtlich ist, ist die Stufe 45 bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit dem Prägeabschnitt 39 überlagert und weist dementsprechend mehrere Flanken 47 auf. Anstelle des Prägeabschnitts 39 könnte jedoch auch ein weiterer glatter Abschnitt vorgesehen sein, wobei dann die Stufe 45 vorzugsweise als einzelne einseitige Flanke ausgebildet wäre. Es versteht sich, dass die Stufen 45 der beiden Presswalzen 30, 31 komplementär ausgebildet sind, sodass beim Hindurchführen des Metallelements 11 durch die Presswalzen 30, 31 die gegenüberliegenden Randbereiche 13 wie gewünscht quer zur Flächenerstreckung auseinanderbewegt werden. Der durch die Stufen 45 definierte Versatz beträgt bei der dargestellten Richteinheit 29 das 5-fache der Dicke des Metallelements 11, was sich in der Praxis als günstig erwiesen hat. Bei der beispielhaft beschriebenen Richteinheit 29 sind die Presswalzen 30, 31 derart voneinander beabstandet, dass das Metallelement 11 an sich nicht oder nicht nennenswert gepresst wird (13).
In 14 ist die Verformung des Metallelements 11 durch die Andrückfläche 33 einer Presswalze 31 erkennbar.
Grundsätzlich ist es möglich, das Erzeugen des Prägemusters 27 einerseits und das Versetzen der Randbereiche 13 andererseits nicht wie vorstehend beschrieben in verschiedenen Arbeitsstationen durchzuführen, sondern in einer einzigen Arbeitsstation. Eine solche Arbeitsstation kann eine kombinierte Präge-/Versatzrolle oder -walze aufweisen, die aufgrund ihrer Formgebung das Versetzen der beiden Randbereiche 13 und das Bilden des versteifenden Prägemusters 27 in ein und demselben Arbeitsschritt bewerkstelligt.
Die Erfindung ermöglicht ein Falten der Verbindungsabschnitte 19 mit verringertem Kraftaufwand und mit exakter definierten Faltkanten, wodurch das Aufweiten von Metallelementen 11 bedeutend vereinfacht wird.
Bezugszeichenliste

11: Metallelement
13: Randbereich
15: Schnitt
17: Zentralbereich
19: Verbindungsabschnitt
21: Knicklinie
25, 26: Ebene
27: Prägemuster
29: Richteinheit
30, 31: Presswalze
33: Andrückfläche
35, 36: Außenabschnitt
39: Prägeabschnitt
45: Stufe
L: Längsachse
D: Drehachse
R: Vorschubrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10259307 A1 [0002, 0004, 0033]
DE 102006010795 A1 [0006, 0026, 0036, 0041]

Claims

Verfahren zum Aufweiten eines lang gestreckten und zumindest bereichsweise flächigen Metallelements (11), das jeweils zwei gegenüberliegende, sich in der Längsrichtung (L) erstreckende Randbereiche (13) und einen dazwischen angeordneten, mit Schnitten (15) versehenen Zentralbereich (17) aufweisen, wobei die Randbereiche (13) des Metallelements (11) quer zur Längsrichtung (L) und parallel zur Flächenerstreckung des Metallelements (11) auseinander bewegt werden, so dass durch die Schnitte (15) gebildete und die Randbereiche (13) miteinander verbindende Verbindungsabschnitte (19) des Zentralbereichs (17) gefaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche (13) in einem ersten Verfahrensschritt vor dem Auseinanderbewegen quer zur Flächenerstreckung des Metallelements (11) gegeneinander versetzt werden und in einem nachgeordneten zweiten Verfahrensschritt in dem versetzten Zustand auseinander bewegt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Versetzen der Randbereiche (13) ein Press- oder Walzwerkzeug (30, 31), dessen Andrückfläche (33) eine den Versatz definierende Stufe (45) aufweist, an das Metallelement (11) angedrückt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich beim Andrücken des Press- oder Walzwerkzeugs (30, 31) an das Metallelement (11) die Stufe (45) im Bereich des Zentralabschnitts (17) befindet.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (11) zwischen zwei drehbaren Rollen (30, 31) hindurchgeführt wird, deren Mantelflächen (33) jeweilige umlaufende Stufen (45) mit gegensätzlich ausgerichteten Flanken aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Rollen (30, 31) beim Hindurchführen des Metallelements (11) gegenläufig verdreht und insbesondere gegenläufig angetrieben werden.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randbereiche (13) um einen Richtversatz gegeneinander versetzt werden, der mindestens dem 3-fachen und höchstens dem 7-fachen der Dicke des Metallelements (11) entspricht.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder während des Versetzens der Randbereiche (13) ein Prägemuster (27) in den Zentralabschnitt (17) eingeprägt wird.
Verfahren nach zumindest einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (11) während des Versetzens der Randbereiche (13) und/oder während des Auseinanderbewegens der Randbereiche (13) in Längsrichtung (L) bewegt wird.
Vorrichtung zum Aufweiten eines lang gestreckten und zumindest bereichsweise flächigen Metallelements (11), das jeweils zwei gegenüberliegende, sich in der Längsrichtung (L) erstreckende Randbereiche (13) und einen dazwischen angeordneten, mit Schnitten (15) versehenen Zentralbereich (17) aufweisen, insbesondere Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit einer Streckeinheit, die dazu ausgebildet ist, die Randbereiche (13) des Metallelements (11) zu halten und quer zur Längsrichtung (L) und parallel zur Flächenerstreckung des Metallelements (11) auseinander zu bewegen, so dass durch die Schnitte (15) gebildete und die Randbereiche (13) miteinander verbindende Verbindungsabschnitte (19) des Zentralbereichs (17) gefaltet werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine der Streckeinheit vorgeschaltete Richteinheit (29) umfasst, die dazu ausgebildet ist, die Randbereiche (13) quer zur Flächenerstreckung des Metallelements (11) gegeneinander zu versetzen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Richteinheit (29) ein Press- oder Walzwerkzeug (30, 31) umfasst, dessen Andrückfläche (33) eine den Versatz definierende Stufe (45) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Andrückfläche (33) zwei beidseits der Stufe (45) angeordnete, zumindest im Wesentlichen glatte Außenabschnitte (35, 36) aufweist, die den Randbereichen (13) des Metallelements (11) zugeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Press- oder Walzwerkzeug wenigstens eine drehbare Rolle (30, 31) aufweist, auf deren Mantelfläche (33) die Stufe (45) umlaufend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Press- oder Walzwerkzeug zwei drehbare Rollen (30, 31) umfasst, zwischen denen das Metallelement (11) hindurchführbar ist, wobei die Mantelflächen (33) der Rollen (30, 31) jeweilige umlaufende Stufen (45) mit gegensätzlich ausgerichteten Flanken aufweisen.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Andrückfläche (33) ein Prägemuster (27) ausgebildet ist, das sich vorzugsweise über die Stufe (45) hinweg erstreckt.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Vorschubeinheit umfasst, durch welche während des Versetzens der Randbereiche (13) und/oder während des Auseinanderbewegens der Randbereiche (13) das Metallelement (11) in Längsrichtung (L) bewegbar ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (11) aus verzinktem Stahl, Aluminium oder Kupfer besteht.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallelement (11) eine Dicke von mehr als 0,5 mm, vorzugsweise von mehr als 0,6 mm, aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Streckeinheit wenigstens zwei Klemmabschnitte zum haltenden Einklemmen der Randbereiche (13) und eine Vorrichtung zum automatischen Auseinanderbewegen der Klemmabschnitte aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine der Streckeinheit nachgeschaltete Press- oder Walzeinheit zum Flachpressen oder Flachwalzen des aufgeweiteten Metallelements (11) umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine der Richteinheit (29) vorgeschaltete Prägeeinheit zum Einprägen eines Prägemusters (27) in den Zentralabschnitt (17) umfasst.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Richteinheit (29) eine kombinierte Präge-/Versatzrolle oder -walze aufweist, mittels welcher sowohl die Randbereiche (13) quer zur Flächenerstreckung des Metallelements (11) versetzbar sind als auch ein Prägemuster (27) in den Zentralabschnitt (17) einprägbar ist.