DE19856950A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung von Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken - Google Patents

Abstract

Vorrichtung zur Herstellung von Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken mit einem mit einem Unterwerkzeug versehenen Pressentisch und einem diesen gegenüber beweglichen, mit einem Oberwerkzeug versehenen Pressenbalken. Das Unterwerkzeug weist eine von äußeren Hydraulikzylindern (5) bewegbare Unterwerkzeugplatte (11), die von einem mittleren und zwei äußeren Prägebalken (8, 9, 10) durchdrungen ist, wobei die äußeren Prägebalken (9, 10) fest auf dem Pressentisch (4) abgestützt sind und der mittlere Prägebalken (8) von mittleren Hydraulikzylindern (7) beweglich gesteuert ist und im Oberwerkzeug (2) Matrizen (22, 23) vorgesehen sind, die den Prägebalken (8, 9, 10) gegenüberliegend angepaßt sind. DOLLAR A Verfahren zur Herstellung von Sickenblechen mit meheren geschlossenen Sicken, dadurch gekennzeichnet, wobei eine zu verformende Blechplatine (6) zunächst entlang ihrer Außenkantenflächen in der Presse zwischen den Rezessen (12) der Unterwerkzeugplatte (11) und den Stegen (13) des Oberwerkzeuges (2) fest eingespannt wird und dann die Blechplatine (6) über den mittleren Prägebalken (8) gezogen wird, bis sie in die ihr zugekehrte mittlere Matrize (22) hineingepreßt wird und danach der Pressenbalken (1) mit der Unterwerkzeugplatte (11) weiter in Richtung auf die Grundplatte (3) abgesenkt wird und die Blechplatine (6) durch die äußere Prägebalken in die ihnen zugeordneten äußeren Matrizen (23) hineingepreßt wird.

Description

Die Erfindung betrifft zum einen eine Vorrichtung zur Herstellung von Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken in einer hydraulischen Presse mit einem mit einem Unterwerkzeug versehenen Pressentisch und mit einem diesem gegenüber bewegli­ chen, mit einem Oberwerkzeug versehenen Prägebalken. Zum anderen betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Sickenblechen.

Derartige Sickenbleche werden u. a. für sogenannte ISO-Trockenfracht-Container verwendet, die aus einem Containerrahmen bestehen, auf bzw. in den Außenverklei­ dungsbleche auf bzw. eingeschweißt werden. Die bisher verwendeten Dachbleche sind Sickenbleche mit am Ende geschlossenen Sicken. Die Herstellung solcher Bleche wird u. a. in DD 158519, DD 152075 und DE 10 022 beschrieben. Die Seitenwand- und Stirnbleche sind üblicherweise Trapezbleche mit offenen Enden. Der Nachteil dieser Sicken bzw. Trapezbleche mit offenen Enden ist darin zu sehen, daß diese zwi­ schen dem Ober- und Untergurt des Rahmens eingefügt und die Schweißverbindung der Sickenkontur folgen muß, während bei den Dachblechen mit geschlossenen Sic­ ken nur noch ein Auflegen und dann gradliniges Verschweißen erfolgen kann.

Eine Kombinationslösung der jeweiligen Vorteile der Herstellungsverfahren der ge­ schlossenen Sicke und der offenen Sicke stellt die EP 06 54 312 B1 dar. Die dort an­ geführte Herstellung von Sickenblechen mit planfluchtenden Außenkanten ist auf re­ lativ geringe Sickentiefen und Materialstärken und Materialgüten mit relativ hoher Dehnung begrenzt.

Die Entwicklung im internationalen Containerbau hat jetzt einen Container hervorge­ bracht, bei dem die Seitenwandbleche nicht mehr zwischen die Ober- und Untergurte eingefügt, sondern ähnlich wie bei einem Dachblech, seitlich an die Ober- und Unter­ gurte angefügt werden. Die unter Verwendung der Verfahren nach den Schutzrechten DD 152057, DD 158057 und DE 36 10 022 erzielbaren Sickentiefen sind technolo­ gisch auf maximal 25 mm begrenzt. Die nach der EP 06 54 312B 1 erzielbaren Sik­ kentiefen betragen maximal 10 mm.

Die Seitenwand- und Stirnwandbleche der neuartigen ISO-Trockenfrachtcontainer weisen jedoch eine Sickentiefe von mindestens 25 mm bis maximal 46 mm auf. Da am internationalen Markt keine Sickenbleche mit geschlossenen Sicken in einer Sickentie­ fe von größer als 25 mm vorhanden sind, werden bei dem neu entwickelten Container, bei dem die Seitenwände an die Ober- und Untergurte angesetzt sind, oben und unten mit Metallkappen geschlossen.

Üblicherweise werden die Sicken entweder im Streckziehverfahren oder im Tiefzieh­ verfahren in das Blech eingeformt. Bei Streckziehverfahren besteht grundsätzlich eine große Gefahr des Abreißens des Materials im Umlenkungsbereich, hervorgerufen u. a. durch die Reibungskräfte, die in der Regel durch eine entsprechende Schmierung be­ herrscht werden. Bei der Herstellung großer Sickentiefen ist die Formänderungsarbeit beträchtlich und die Reibung bedingt durch die große Sickentiefe und dem kleinen Sickenabstand so groß, daß immer noch Abreißer im Umlenkbereich auftreten kön­ nen.

Das in der DE 23 32 899 beschriebene Verfahren kann ebenfalls nicht erfolgreich zur Herstellung von geschlossenen Sicken mit großer Sickentiefe verwendet werden. Dort wird das Verfahren als ein "Ziehvorgang mit kontrolliertem Materialfluß" bezeichnet, also ein Tiefziehverfahren. Dabei werden die Verformung in aufeinanderfolgenden Schritten dergestalt durchgeführt, daß das Blech auf der einen Seite der Sicke festge­ halten wird, während es auf der anderen Seite nachfließen kann. Dieses Verfahren ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht vergleichbar, da die geometrischen Be­ dingungen eines Backofenbleches eine relativ geringe Formänderungsarbeit, bedingt durch relativ geringe Sickentiefe und relativ großen Sickenabstand aufweist. Weitere Einzelheiten sind bei Oehler-Kaiser "Schnitt-, Stanz- und Ziehwerkzeuge", 7. Auflage, beschrieben.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung von Sic­ kenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken zu schaffen, mit der geschlossene Sic­ ken mit großer Sickentiefe und geringem Sickenabstand hergestellt werden können.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß auf dem Pressentisch einer hydraulischen Presse ein Unterwerkzeug mit einer von äußeren Hydraulikzylindern bewegbaren Unterwerkzeugplatte aufweist, die von einem mittleren und zwei äußeren Prägebalken durchdrungen ist, wobei die äußeren Prägebalken fest auf dem Pressen­ tisch abgestützt sind und der mittlere Prägebalken von mittleren Hydraulikzylindern beweglich gesteuert ist und im Oberwerkzeug Matrizen vorgesehen sind, die den Prä­ gebalken gegenüberliegend angepaßt sind.

Aufgabe der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung von mehreren, vorzugsweise drei, geschlossenen Sicken, in einem Arbeitsgang zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine zu verformende Blechplatine zunächst entlang ihrer Außenkantenflächen in der Presse zwischen Re­ zessen der Unterwerkzeugplatte und Stegen der Oberwerkzeugplatte fest eingespannt wird und dann die Blechplatine über den mittleren Prägebalken gezogen wird, bis sie in eine ihm zugekehrte mittlere Matrize hineingepreßt wird und danach der Pressen­ balken mit der Unterwerkzeugplatte weiter in Richtung auf den Pressentisch abge­ senkt wird und die Blechplatine durch die äußeren Prägebalken in die ihnen zugeord­ neten äußeren Matrizen hineingepreßt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem entsprechenden Verfahren werden die Bleche in einer Kombination von Streckziehverfahren und Tiefziehverfahren in ihre vorgesehene Form gebracht. Da zunächst für die Einformung der ersten Sicke das gesamte Material der Blechplatine, das nicht eingespannt ist, in Richtung auf die Sicke fließen kann, steht für den anschließenden Verformungsvorgang der äußeren Sicken vergleichsweise viel Material zum Tiefziehen zur Verfügung, so daß ein Abreißen des Materials an einer Umlenkstelle zuverlässig vermieden werden kann.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Vorrichtung im Oberwerkzeug entlang der dem Unterwerkzeug zugekehrten Außenkanten der Matri­ zen drehbewegliche Stahlwellen auf, die sich abrollend auf der zu verformenden Blechplatine abstützen. Durch diese zusätzliche Maßnahme wird die Vermeidung von Rißbildungen zusätzlich unterstützt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung sowie den beigefügten Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausfüh­ rungsform der Erfindung beispielsweise veranschaulicht ist.

Die Zeichnungen zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vor­ richtung in Vorderansicht und

Fig. 2 eine schematische Darstellung der hydraulischen Schaltung der Hydraulikzylinder in Draufsicht.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung besteht aus einer hydraulischen Presse mit einem beweglichen Pressenbalken 1, der ein Oberwerkzeug 2 trägt und einer Grundplatte 3, die auf dem Pressentisch 4 der Presse aufliegt und auf der sich äußere Hydraulikzylin­ der 5 zum kontrollierten Festhalten einer zu verformenden Blechplatine 6 befinden. Desweiteren sind auf der Grundplatte 3 mittlere Hydraulikzylinder 7, auf denen sich ein mittlerer Prägebalken 8 befindet, sowie zwei äußere feststehende Prägebalken 9 und 10.

Auf den Hydraulikzylindern 5 befindet sich eine Unterwerkzeugplatte 11 mit Aus­ nehmungen 21, durch die der mittlere Prägebalken 8 und die beiden parallel zu ihm verlaufenden äußeren Prägebalken 9, 10 hindurchragen. In ihrem Randbereich ist die Unterwerkzeugplatte 11 mit umlaufenden Rezessen 12 versehen, in die Stege 13 in den äußeren Randbereichen des Oberwerkzeugs 2 bei geschlossener Presse hineinra­ gen und die den Rezessen 12 der Unterwerkzeugplatte 11 angepaßt sind. Die mittle­ ren Hydraulikzylinder sind miteinander verbunden und über ein Rückschlagventil 14 sowie mit einem Druckregulierventil 15 an einen druckbeaufschlagten Behälter 16 angeschlossen. Die mittleren Hydraulikzylinder 7 sind ebenfalls miteinander verbunden und über ein Rückschlagventil 17 und ein Druckregulierventil 18 an einen druckbeauf­ schlagten Behälter 19 angeschlossen.

Das Oberwerkzeug 2 weist eine mittlere und zwei äußere Matrizen 22, 23 auf, die entlang ihren der Unterwerkzeugplatte 11 zugekehrten Außenkanten drehbewegliche Stahlwellen 20 auf, die sich abrollend auf einer zu verformenden Blechplatine 6 ab­ stützen.

Mit dieser Vorrichtung kann das erfindungsgemäße Verfahren wie folgt durchgeführt werden:

Die Blechplatine 6 wird auf die Unterwerkzeugplatte 11 gelegt und positioniert. Durch Auslösung eines elektrischen Impulses fährt der Pressenbalken 1 der Hydrau­ likpresse nach unten und klemmt die zu verformende Blechplatine 6 in den Bereichen der Rezesse 12 und Stege 13 ein. Die äußeren Hydraulikzylinder 5 erzeugen eine über das Druckregulierventil 15 eingestellte Gegenkraft. Die mittleren Hydraulikzylinder 7 erzeugen ebenfalls eine über das Druckregulierventil 18 eingestellte Gegenkraft. Die Abwärtsbewegung der Hydraulikpresse mit dem Pressenbalken 1 und dem Oberwerk­ zeug 2 wird fortgeführt. Das Blech ist über die äußeren Hydraulikzylinder 5, die Re­ zesse 12 des Unterwerkzeuges 11 und den Stegen 13 des Oberwerkzeuges 2 nahezu absolut fest während der Abwärtsbewegung eingespannt. Das Nachfließen des einge­ klemmten Materials ist äußerst klein. Während dieser Abwärtsbewegung kommt jetzt die Blechplatine 6 mit dem mittleren Prägebalken 8 in Berührung. Damit über den Prägebalken 8 die Blechplatine 6 während der fortschreitenden Abwärtsbewegung verformt werden kann, muß die Gegenkraft, hervorgerufen durch die mittleren Hy­ draulikzylinder 7 größer sein als die Widerstandskraft, die das Produkt aus Fläche, Streckgrenze und Reibungskooeffizient des zu verformenden Materials der Blechpla­ tine 6 ist. Erst wenn die Verformung der Blechplatine 6 mit dem mittleren Prägebal­ ken 8 abgeschlossen ist und der Prägebalken 8 druckkraftschlüssig über die Blechpla­ tine 6 mit der mittleren Matrize 22 des Oberwerkzeuges 2 verbunden ist, tritt die Verformung der Blechplatine 6 durch die äußeren Prägebalken 9 und 10 ein.

Sobald die äußeren Prägebalken 9 und 10 mit der Blechplatine 6 in Berührung kom­ men, wird der Druck in den mittleren Hydraulikzylindern 7 soweit reduziert, daß der mittlere Prägebalken 8 zwar eine Haltekraft ausübt, trotzdem aber die gleiche Ab­ wärtsbewegung ausführt, wie die Hydraulikpresse sie vorgibt.

Zeitgleich, aber hydraulisch unabhängig, wird ebenfalls der Druck in den äußeren Hy­ draulikzylindern 5 soweit reduziert, daß das für die Formung der Sicken durch die äußeren Prägebalken 9 und 10 benötigte Material fast ausschließlich aus den Berei­ chen von den Ausnehmungen 21 der Prägebalken 9 und 10 zu den Rezessen 12 und Stegen 13 stammt.

Sobald die Prägebalken 9 und 10 über die Blechplatine 6 mit dem Oberwerkzeug 2 druckkraftschlüssig verbunden sind, ist der Verformungsvorgang abgeschlossen. Der Pressenbalken 1 fährt mit dem Oberwerkzeug 2 wieder nach oben. Über den druckbe­ aufschlagten Behälter 16 mit den äußeren Hydraulikzylindern 5 wird die Unterwerk­ zeugplatte 11 wieder in die Ausgangslage gebracht. Gleichzeitig bringt der druckbe­ aufschlagte Behälter 19 über die mittleren Zylinder 7 und den mittleren Prägebalken 8 ebenfalls wieder in die Ausgangslage.

Durch dieses iterativ getrennte und trotzdem kombinierte Streck- und Tiefziehverfah­ ren wird es ermöglicht, daß die Formung der Sicke durch den mittleren Prägebalken 8 im Streckziehverfahren (hierfür steht das Material links und rechts von der Mittellinie des Prägebalkens 8 bis zu dem Klemmrezessen 12 und Stegen 13 auf beiden Seiten des Oberwerkzeugs 2 und des Unterwerkzeugs 11 zur Verfügung) erfolgt, während nach Abschluß dieser Formung ohne Unterbrechung der Abwärtsbewegung der Hy­ draulikpresse die Formung der Sicken durch die äußeren Prägebalken 9 und 10 im Tiefziehverfahren erfolgt.

Mit den durch das Verfahren hergestellten Blechen mit geschlossenen Sicken können ISO-Trockenfrachtcontainer neuer Bauart mit nach außen angesetzten Blechen schnell und einfach hergestellt werden, weil die Schweißnähte gradlinig verlaufen und auch die Notwendigkeit entfällt, wie bei offenen Sicken die entstehenden Öffnungen mit Kappen abzudecken.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sic­ ken mit einem mit einem Unterwerkzeug versehenen Pressentisch und einem diesen gegenüber beweglichen, mit einem Oberwerkzeug versehenen Pressenbalken, da­ durch gekennzeichnet, daß das Unterwerkzeug eine von äußeren Hydraulikzylin­ dern (5) bewegbare Unterwerkzeugplatte (11) aufweist, die von einem mittleren und zwei äußeren Prägebalken (8, 9, 10) durchdrungen ist, wobei die äußeren Prä­ gebalken (9, 10) fest auf dem Pressentisch (4) abgestützt sind und der mittlere Prä­ gebalken (8) von mittleren Hydraulikzylindern (7) beweglich gesteuert ist und im Oberwerkzeug (2) Matrizen (22, 23) vorgesehen sind, die den Prägebalken (8, 9, 10) gegenüberliegend angepaßt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberwerkzeug (2) entlang seiner dem Unterwerkzeug zugekehrten Außenkanten Stege (13) aufweist die bei geschlossener Presse in Rezesse (12) hineinragen, die entlang von Außen­ kanten der Unterwerkzeugplatte (11) verlaufen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrizen (22, 23) entlang ihrer den Prägebalken (8, 9, 10) zugekehrten Außenkanten dreh­ bewegliche Stahlwellen (20) aufweisen, die sich abrollend auf einer zu verformen­ den Blechplatine (6) abstützen.

4. Verfahren zur Herstellung von Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken, dadurch gekennzeichnet, daß eine zu verformende Blechplatine (6) zunächst ent­ lang ihrer Außenkantenflächen in der Presse zwischen den Rezessen (12) der Un­ terwerkzeugplatte (11) und den Stegen (13) des Oberwerkzeuges (2) fest einge­ spannt wird und dann die Blechplatine (6) über den mittleren Prägebalken (8) ge­ zogen wird, bis sie in die ihr zugekehrte mittlere Matrize (22) hineingepreßt wird und danach der Pressenbalken (1) mit der Unterwerkzeugplatte (11) weiter in Richtung auf die Grundplatte (3) abgesenkt wird und die Blechplatine (6) durch die äußeren Prägebalken in die ihnen zugeordneten äußeren Matrizen (23) hineinge­ preßt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechplatine (6) zwi­ schen den Rezessen (12) des Unterwerkzeuges und den Stegen (13) des Ober­ werkzeuges in ihren Randbereichen abgekantet und fest eingespannt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß die äußeren und mittleren Hydraulikzylinder (5, 7) druckmäßig bei einer Abwärtsbewegung des Pressenbalkens (1) gesteuert werden, der geringer ist, als der vom Pressenbalken (1) ausgeübte Verformungsdruck.