DE1452122C - Verfahren zum Herstellen beispielsweise U-, Winkel-, Rinnen-, Rohr- oder ähnliche Formen aufweisender, hochfester, dehnungsarmer Blechprofile und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen hochfester, dehnungsarmer Blechprofile mit erhöhter Streckgrenze, die beispielsweise U-, Winkel-, Rinnen-, Rohr- oder ähnliche Formen autweisen, aus niedergekohltem Band geringer Festigkeit und hohem Dehnungsvermögen, bei _dem das Band zunächst durch Kaltwalzen ohne Änderung seiner Ausgangsbreite unter Biegen und Strecken und dabei eintretender Verfestigung mit einer Längsrillung bestimmter Wellenlänge und Amplitude versehen und sodann das profilierte Band durch Kaltbiegen auf dem Wege des Walzens in die Form des jeweils gewünschten Profils übergeführt wird, wobei die Profilachse und die Richtung der Längsrillen parallel verlaufen, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Nach einem bekannten Verfahren dieser Art (deutsche Auslegeschrift 1 069 168) werden die Längsrillen während des Profilierens des verfestigten Bandes wieder entfernt.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die ebenen oder flachgerundeten Seiten, der Profile nach Sickenart zu versteifen,, d. h. ihnen ein größeres Trägheitsmoment zu geben, und »coilbreaks« im Ausgangsband zu beseitigen, so daß diese am Endprodukt nicht mehr sichtbar sind.

Diese Aufgabe ist dadurch gelöst, daß die Längsrillen mit einer Tiefe von weniger als der Bandstärke eingewalzt werden und daß das Überführen des Bandes in die gewünschte Profilform im wesentlichen ohne Veränderung der eingebrachten Längsrillen erfolgt.

Die Rillenprofilierung des Bandes erfolgt also voraussetzungsgemäß im Durchlauf durch ein Walzgerüst, wobei die Rillen nicht nacheinander, sondern

— wie bekannt (vgl. deutsche Auslegeschrift 1069168; österreichische Patentschrift 187 078) .—- gleichzeitig eingewalzt werden; deshalb bleibt die scheinbare Bandbreite erhalten.

Durch geeignete Wahl der Rillentiefe (Amplitude) bei gegebenem Rillenabstand (Wellenlänge) ist man

— wie bekannt — in der Lage, ganz bestimmte, also wählbare Festigkeitswerte zu erreichen. Der

ίο Rillenabstand wird nach der Erfindung so gewählt, daß er innerhalb ganz bestimmter Grenzen in einem bestimmten Verhältnis zur Banddicke steht. Es hat sich z. B. als vorteilhaft erwiesen, für ein Band aus Stahl der Güte St37 bei einer Banddicke von 2 mm einen Rillenabstand von etwa 5 mm und eine Rillentiefe von 0,3 und 0,9 mm zu wählen. Eine Verfestigung tritt bereits ein, wenn ein solches Band nur um wenige zehntel Millimeter verformt wird, also wenn z. B. das Band auf eine Nenndicke, d. i. das

so Schublehrmaß, von 2,2 mm, gebracht wird (10 % ideelle Verdickung). Man kann jedoch den gleichen Verfestigungsgrad erzielen, indem man sowohl den Rillenabstand als auch die Rillentiefe vergrößert. Auf diese Weise ist es möglich, aus Blechen ver-

a5 schiedener Dicke solche gleicher Nenndicke und gleicher Festigkeitseigenschaften zu erzeugen. Soll bei gleicher Blechdicke und Nenndicke die Festigkeit variiert werden, so ist der Rillenabstand zu ändern. Größerem Rillenabstand entspricht sodann kleinere Verfestigung.

Die folgende Tabelle erläutert die Werte der Streckgrenze, Zugfestigkeit und Dehnung, die bei verschiedener^) Blechdicke, Rillenabstand und Rillentiefe erreicht werden können.

Blechdicke	Rillenabstand	Rillentiefe	Nenndicke (-maß)	Streckgrenze	Zugfestigkeit	Dehnung
mm	mm	mm	mm	kg/mm1	kg/mm*	7.
1,9 1,9 1,9	5 5 5	0,4 0,7	1,9 2,3 . 2,6	25,0 45,0, 50,4	36,3 45,3 50,6	34,8 10,7 3,6
2,0 2,0 2,0	5 5 5	0,3 0,9	2,0 2,3 2,9	36,5 53,6 66,3	49,3 55,9 67,8	" 25,7 10,3 3,2
1,5 . 1,5 1,5	4 4 4	0,2 0,9	1,5 1,7 2>4	38,9 47,2 60,0	43,2 48,1 60,5	27,2 12,6 . -2,8
1,5 1,5 1,5	4 4 4	0,3 0,7	1,5 1,8 2,2	30,4 46,7 59,2	41,8 47,1 59,4	26,7 .- - 11,1 4,3

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der das Ausgangsblech zum Herstellen kantiger Profile, beispielsweise solcher in If- oder Winkelform, in Längsrichtung scharfkantig abgebogen wird, erfolgt das Abkanten in Abstimmung mit der Rillenanordnung so, daß die Innenseite der Biegekanten an die konkaven Rillenkrümmungen und die Außenseiten der Biegekanten an die konvexen Rillenkrümmungen zu liegen kommen. Zweckmäßig erfolgt das Rillen und Überführen des gerillten Bandes in die Profilform kontinuierlich in einem Durchgang.

Es ist auch möglich, daß Teile des Ausgangsbandes, beispielsweise am fertigen Profil zu verschweißende Randstreifen, ungerillt und damit unverfestigt bleiben. Es können glatte Ausgangsbänder verschiedener Dicke mit zunehmender Größe der Rillungsamplitude und der Rillungswellenlänge in gerillte Bänder gleicher Nenndicke und gleicher Verfestigung umgeformt werden. Es ist auch möglich, daß Teile des Ausgangsbandes, ζ. B. der Mittelbereich, quer oder schräg gerillt werden.

Die Erfindung umfaßt ferner eine Einrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens, die

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gekennzeichnet ist durch ein Walzgerüst mit einem Das Band 2 nach F i g. 2 erhielt gegenüber dsm

einen wellenförmigen Formspalt'einschließenden Paar nach Fig. 1. eine Rillenprofilierung mit einem grö-

von Kaltwalzen, zwischen denen das zu verformende ßeren Rillenabstand a_t und einer größeren Nenn-

Band durchgeführt und mit einer Rillung versehen dicke A₁. Das Verhältnis des Rillenabstandes zur

wird, und eine nachgeschaltete Kaltbiegemaschine 5 Blechdicke ist etwa 4:1.

zur weiteren Umformung des gerillten Bandes zu In F i g. 3 ist ein in gleicher Weise hergestelltes

Konstruktionsprofilen, wie einem U-, oder Rinnen- Band 3, jedoch mit verhältnismäßig großer N;nn-

prpfil. Hierbei ist es zweckmäßig, daß die Umfor- dicke A₃, dargestellt, wobei das Verhältnis des Rillen-

mungswerkzeuge der Kaltbiegemaschine nur glatte abstandes zur Blechdicke ebenfalls etwa 4:1 beträgt.

Flächen aufweisen, mit denen sie nur die konvexen io F i g. 4 erläutert schematisch den Profilierungs-

Rillenkrümmungen des zu biegenden Bandes be- Vorgang. Es ist ersichtlich, daß das Band 4 bsi Wahl

rühren. einer geringeren Anstellung der Werkzeugs mit einer

Von den Zeichnungen zeigen die geringen Rillentiefe versehen werden kann, auch

F i g. 1 bis 3 Bänder im Querschnitt, die mit einer wenn die Kalibrierungstiefe des Oberwerkzeugs 5

Rillenprofilierung in Längsrichtung versehen sind; 15 und des entsprechenden Unterwerkzeugs 5' verhält-

F i g. 4 erläutert schematisch den Profilierungs- nismäßig groß ist.

Vorgang; In F i g. 5 ist ein Band 50 dargestellt, welches nur

F i g. 5 zeigt ein Band im Querschnitt, bei welchem an bestimmten Stellen mit einer Rillenprofilierung

;erillte Zonen mit ungerillten abwechseln; versehen wurde. Es wechseln dahemngerillte (unver-

F i g. 6 stellt eine Draufsicht auf ein Band dar, ao festigte) Zonen mit den Breiten b_lt b_a und b_s mit

welches Rillenprofilierungen in verschiedener Rieh- gerillten (verfestigten) Zonen mit den Breiten b_t

ung aufweist; und b_t ab.

F i g. 7 gibt einen Schnitt entlang der Linie A-B Die Draufsicht nach F i g. 6 zeigt ein Band 6,

er Fig. 6 wieder; , welches an den Randteilen mit einer Rillenprofi-

F i g. 8 stellt ein nach der Erfindung hergestelltes 35 lierung 7 in Längsrichtung und im mittleren Teil mit

|U-Profil dar; y einer Rillenprofilierung 8 in Querrichtung versehen

Fig. 9 zeigt die Anwendung der Erfindung auf wurde; F i g. 7 ist der dazugehörig: Vertikalschnitt,

in Rechteckrohr und In F i g. 8 ist ein aus in Längsrichtung rillenprofi-

F i g. 10 auf ein Türzargenprofil; liertem Band hergestelltes U-Profil gezeigt. Hierbei

F i g. 11 erläutert die übliche Herstellung eines 30 wird die Biegung zum U-Profil so durchgeführt, daß

innenprofil aus einem glatten Band im Walszpalt die konvexe Krümmung (Wellenberg) 10 einer Rille

swischen einer Stempelrolle und einer Gesenkrolle; die Außenseite und die konkave Krümmung (Wellen-

F i g. 12 erläutert den gleichen Arbeitsgang unter tal) 9 einer Rille die Innenseite der Biegekanten

Verwendung eines gerillten Bandes; bilden; mit anderen Worten, die durch Kaltform-

F i g. 13 und 14 zeigen die Herstellung von U-Pro- 35 walzen vorgeformten Rillen bilden die Profilkanten

ilen gleicher Nenndicke zwischen denselben Um- im fertigen Profil. Aus Fig. 8 ist weiterhin ersicht-

brmungswerkzeugen aus rillenprofilierten Bändern Hch, daß die Kanten 11 ungerillt und damit unver-

rerschiedener Dicke; . festigt geblieben sind.

Fig. 15 bis 17 erläutern Anwendungsbeispiele In Fig. 9 ist ein Rechteckrohr dargestellt, das

ler Erfindung bei der Herstellung von Verbund- 40 durch Längsnahtverschweißung aus zwei Profilen,

«Instruktionen; wie in F i g. 8 gezeigt, hergestellt wurde. Die Schweiß-

F i g. 18 zeigt schematisch eine Gesamtansicht der nähte 12 des Rechteckrohres liegen an den unge-

iinrichtung zur Durchführung des erfindungsge- rillten und somit unverfestigten Stellen 11 der U-Pro-

näßen Verfahrens; ' file, was schweißtechnische Vorteile hat.

F i g. 19 zeigt im Schnitt ein für Wärmeaustauscher 45 Das in Fig. 10 dargestellte Türzargenprofil ist

;eeignetes Flachrohr; aus einem rillenprofilierten Band hergestellt, wobei

F i g. 20 zeigt eine Draufsicht und die Biegekanten in gleicher Weise, wie dies bei

F i g. 21 einen Schnitt durch eines der beiden F i g, 8 erläutert wurde, mit konvexen und konkaven

;erillten Bänder, aus denen das Flachrohr hergestellt Krümmungen 9, 10 der durch Kaltwalzen gebildeten

vird; 50 Rillen korrespondieren. Wenn derartige Profile früher

F i g. 22 zeigt im Schnitt ein Rundrohr aus längs- aus warmgewalzten Bändern oder auch aus im Sinne'

gerilltem Blech; der deutschen Auslegeschrift 1069168 vorbehan-

' F i g. 23 und 24 geben im Schnitt und in Seiten- delten, verfestigten, aber glatten Bändern hergestellt

nsicht einen aus gerilltem Blech gebildeten Profilen wurden, trat häufig die Schwierigkeit auf, daß die

iergestellten Gitterträger wieder, wobei die Verbin- 55 großen ebenen Flächen eine Verwerfung durch Wallen

ung des Obergurtes bzw. Untergurtes mit dem zeigten, die von den sogenannten »coilbrsaks« her-

achwerk, vorzugsweise durch Widerstandsschwei- rührten. Dieser Umstand führte besonders nach einsr

lung, erfolgt; Lackierung häufig zu Beanstandungen. Die erfindungs-

F ig. 25 zeigt einen Schnitt durch eine Fachwerk- gemäß hergestellten sickenartig versteiften Zarg;n-

trebe dieses Gitterträgers nach der Linie C-D. 60 profile weisen diesen Nachteil nicht mehr auf, zumal

Das in Fig. 1 dargestellte Stahlband 1 wurde ihnen durch die Längsrillen ein gewisses »Dekor«

-wie bekannt—mit einer durch Kaltwalzen erzeug- verliehen wird. ' '

Rillenprofilierung versehen, wobei der Rillen- In den F i g. 11 bis 14 ist schematisch die Her-

bstand (Wellenlänge) a_x relativ klein ist. Das Ver- stellung von Rinnen- und U-Profilen erläutert. Wie

iältnis des Rillenabstandes zur Blechdicke ist etwa 65 bereits früher erwähnt wurde, zeigt F i g. 11 die

:1. Die Differenz zwischen der Nenndicke A₁ und konventionelle Herstellung eines Rinnenprofils aus

er wirklichen Blechdicke s ergibt die aufgebrachte einem unverformten (unverfestigten) Band 13 in dem

llentiefe (Amplitude). zwischen einer Stempelrolle 14 und einer Gesenk-

Claims (8)

1. 5 6

   rolle 15 gebildeten Formspalt. Diese bekannte Arbeits- je eine Stromzuführung (z.B. Flachelektrode) einer

   weise bzw. Einrichtung erfordert nicht nur eine sehr Widerstandsschweißmaschine an, so kann man in

   genaue Bemessung des Formrollenspaltes, sondern einem Arbeitsgang eine aus den betroffenen Rillen-

   auch eine sehr genaue Bearbeitung an den Biege- kreuzungen bestehende Vielpunktschweißung aus-

   radien 16, 17. Das Abrunden der Rollen 14 an den 5 führen. ■

   Umfangskanten 16, 17 ist bekanntlich mit Schwierig- Laufen bei einer herzustellenden Verbundkon-

   keiten verbunden und teuer, struktion die Rillen der zu verbindenden Profile

   Gemäß F i g. 12 wird der gleiche Arbeitsgang mit parallel, so kann man durch Zwischenlegen eines einem durch Kaltwalzen längsgerillten Band 18 erläu- Stücks mit querliegenden Rillen oder durch Zwischentert, wobei zwischen der Stempel rolle 19 und der io legen von Drahtstücken den gleichen Effekt erzielen. Gesenkrolle 20 ein Formspalt gebildet ist, wobei Dies ist in den Fig. 16 und 17 schematisch dargemäß der Erfindung das Überführen des Bandes gestellt. Die parallelgerillten Bänder 27 und 28 werden in die gewünschte Profilform unter. Beibehaltung über das Zwischenstück 29 miteinander· verschweißt, der Längsrillung erfolgt. . wozu sie zwischen zwei Stromzuführungen (Elek-

   In ähnlicher Weise, wie bei Beschreibung der »5 troden) 30 und 31 eingebracht werden. ■ F i g. 8 und 10 erläutert, wird bei der Rillung des Eine Einrichtung zur Durchführung des erfindungs-Bandes 18 ein solcher Rillenabstand gewählt, daß an gemäßen Verfahrens ist schematisch in F i g. 18 den vorgesehenen Biegekanten im Formspalt eine gezeigt. Das Band 32 kommt von einem Ablaufkonvexe Krümmung (Wellenberg) 10 dem Unter- haspel 33 über ein Treibrollengerüst 34 und eine werkzeug und eine konkave Krümmung (Wellental) 9 ao Bandendenschere 35 zur Schweißeinrichtung 36, mit dem Oberwerkzeug anliegt. Zum Unterschied von deren Hilfe die Enden der auslaufenden Bänder mit den Werkzeugen nach F i g. 11 sind bei der Aus- den Anfängen der vom Haspel kommenden verführungsform nach F i g. 12 keine abgerundeten schweißt werden. Im Walzgerüst 37 wird nun die Rollenkanten erforderlich. Die Werkzeuge besitzen Rillenprofilierung des Bandes durchgeführt, wobei vorwiegend glatte Zylinder- und Kegelflächen, die »5 die Kaltverfestigung erzielt wird. Auf den Wellen leicht zu schleifen sind, was keine Schwierigkeiten dieses Gerüstes sind z. B. Formrollen aufgebracht, macht und eine wesentliche Vereinfachung darstellt. welche die in F i g. 4 dargestellte Kalibrierung auf-Dic glatten Flächen berühren' nur die konvexen weisen und einen ausreichend, hohen Härtegrad, Rillenkrümmungen des zu biegenden Bandes. . z. B. 65 Rc, besitzen. Die Anstellung der Walzen

   Die Fig. 13 und 14 erläutern in gleicher Weise 30 erfolgt so, daß die gewünschte Kaltverfestigung die Herstellung von U-Profilen, wobei wieder die erreicht wird. Mit 38 ist die anschließende Formeingebrachten Rillen die Biegekanten bilden und walzmaschine zur Bildung des gewünschten Profils keine an ihren Umfangskanten abgerundeten Rollen bezeichnet. · . erforderlich.-sind. Es ist aus diesen Darstellungen. Ein vorteilhaftes Anwendungsgebiet der Erfindung außerdem ersichtlich, daß im selben Formrollensatz, 35 ist die Herstellung von Flachrohren für Wärmcaushicr also zwischen der Stempelrolle 21 und der tauscher, wie in den Fig. 19 bis 21 dargestellt; die Gesenkrolle 22, verschieden dicke Bänder 23 bzw. 24 Längsrillen liegen an jenen Stellen des Bandes, die zu U-Profilcn umgeformt werden können, wobei gebogen werden/Dagegen sind an jenen Stellen des ihre Nenndicke Λ gleich ist. Dies ist von Vorteil, . Bandes, die die Seitenwände des Rohres bilden, wenn Profile gleicher Abmessung, jedoch aus Blechen 40 Querrillen aufgebracht, wodurch bewirkt wird, daß verschiedener Dicke hergestellt werden sollen. Zu das Flachrohr wesentlich höheren Drücken standhält diesem Zweck ist die Rillentiefe bei dem dünneren als ein aus glattem Band gefertigtes. Blech größer, und zwar so groß zu wählen, daß F i g. 22 zeigt ein Rundrohr, welches aus einem Rillentiefe plus Blechdicke konstant bleibt. Sollen gemäß der Erfindung mit Längsrillen versehenen gerillte, kaltvcrfcstigte Bleche mit gleicher Nenndicke, 45 Ban'd durch Verschweißen der Enden hergestellt jedoch verschiedener Blechdicke gleiche Festigkeits- wurde. Die Enden können durch Induktion oder eigenschaften ■ aufweisen, so muß beim dünneren Widerstandsschweißung verbunden werden. Blech ein der größeren Rillenticfc entsprechender Die F i g. 23, 24 und 25 erläutern die Herstellung größerer Rillenabstand gewählt werden. Beim Pro-, eines Gitterträgers. Hier werden zwei mit Längsgrammwechsel von einem Profil gleicher Außenmaße 50 und Querrillenprofilierung versehene Hutprofile als auf ein ebensolches, jedoch mit anderer Blechdicke, Ober- und Untergurt des Trägers mit einem zickzackbrauchen nach der Erfindung nicht die Vielzahl der förmig verlaufenden Fachwerk durch Vielpunkt-Formrollen, sondern lediglich das für die Aufbringung schweißung verbunden. Das Fachwerk besteht aus der Rillung erforderliche Walzenpaar gewechselt zu einem mit einer Rillenprofilierung versehenen U-Prowerden. Das im Folgeprogramm benötigte Band 55 fil; es kann jedoch auch ein anderer Querschnitt braucht nicht neu in die Anlage eingeführt zu werden, verwendet werden. . . sondern kann — wie bekannt — mit seinem Anfang Der Hauptanspruch schützt nur die Gesamtkombian das Band des auslaufenden Fertigungsprogramms · nation der in ihm angegebenen Merkmale als Erfindirekt angeschweißt werden. Dadurch wird der Aus- dung, stoß einer solchen Anlage bekanntlich "wesentlich 60 ·/'...' vergrößert. . Patentansprüche:

   Die konvexen Krümmungen der aufgebrachten ..-'.. Rillen sind als Langbuckel für eine Mehrfach-Buckel- 1. Verfahren zum Herstellen hochfester, dehschweißung verwendbar. Fig. 15 erläutert eine Ver- nungsarmer Blechprofile mit erhöhter Streckbundkonstruktion aus einem gemäß der Erfindung 65 grenze, die beispielsweise U-, Winkel-, Rinnen^, mit einer Rillenprofilierung versehenen U-Profi! 25 Rohr-oder ähnliche Formen aufweisen, aus nieder- und einem in gleicher Weise ausgebildeten Winkel- gekohltem Band geringer Festigkeit und hohem profil 26. SeUt man beiderseits der Kreuzungsfläche Dehnungsvermögen, bei dem das Band zunächst

   durch Kaltwalzen ohne Änderung seiner Ausgangsbreite unter Biegen und Strecken und dabei eintretender Verfestigung mit Längsrillen bestimmter Wellenlänge und Amplitude versehen und sodann das profilierte Band durch Kaltbiegen auf dem Wege des Walzens in die Form des jeweils gewünschten Profils übergeführt wird, wobei die Profilachse und die Richtung der Längsrillen parallel verlaufen, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsrillen mit einer Tiefe von weniger als der Bandstärke eingewalzt werden und daß das Überführen des Bandes in die gewünschte Profilform im wesentlichen ohne Veränderung der eingebrachten Längsrillen erfolgt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Ausgangsblech zum Herstellen kantiger Profile, beispielsweise solcher in U- oder Winkelform, in Längsrichtung scharfkantig abgebogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Abkanten in Abstimmung mit der Rillenanordnung, d. h. so ao erfolgt, daß die Innenseite der Biegekanten an die konkaven Rillenkrümmungen und die Außenseiten der Biegekanten an die konvexen Rillenkrümmungen zu liegen kommen.
3. 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, »5 dadurch gekennzeichnet, daß das Rillen und das Überführen des gerillten Bandes in die Profilform kontinuierlich in einem Durchgang erfolgt.
4. 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Ausgangsbandes, beispielsweise am fertigen Profil zu verschweißende Randstreifen, ungerillt und damit unverfestigt bleiben.
5. 5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß glatte Ausgangsbänder verschiedener Dicke mit zunehmender Größe der Rillungsamplitude und der Rillungswellenlänge in gerillte Bänder gleicher Nenndicke (d) und gleicher Verfestigung umgeformt werden (F i g. 13,14).
6. 6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Teile des Ausgangsbandes, z. B. der Mittelbereich, quer oder schräg gerillt werden.
7. 7. Einrichtung zur kontinuierlichen Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, gekennzeichnet durch ein Walzgerüst (37) mit einem einen wellenförmigen Formspalt einschließenden Paar von Kaltwalzen (41,42), zwischen denen das zu verformende Band durchgeführt und mit einer Rillung versehen wird, und eine nachgeschaltete Kaltbiegemaschine (38) zur weiteren Umformung des gerillten Bandes zu Konstrukttonsprofilen, wie einem U- oder Rinnenprofil.
8. 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformungswerkzeuge (19,21) der Kaltbiegemaschine nur glatte Flächen aufweisen, mit denen sie nur die konvexen Rillenkrümmungen des zu biegenden Bandes berühren.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen