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Die
Erfindung betrifft zum einen eine Vorrichtung zur Herstellung von
Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken mit einem mit einem
Unterwerkzeug versehenen Pressentisch und mit einem diesem gegenüber beweglichen,
mit einem Oberwerkzeug versehenen Prägebalken. Zum anderen betrifft
die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von Sickenblechen.
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Derartige
Sickenbleche werden u.a. für
sogenannte ISO-Trockenfracht-Container verwendet, die aus einem
Containerrahmen bestehen, auf bzw. in den Außenverkleidungsbleche 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 3610 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
zwischen dem Ober- und Untergurt des Rahmens eingefügt und die Schweißverbindung
der Sickenkontur folgen muß, während bei
den Dachblechen mit geschlossenen Sicken nur noch ein Auflegen und
dann gradliniges Verschweißen
erfolgen kann.
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Eine
Kombinationslösung
der jeweiligen Vorteile der Herstellungsverfahren der geschlossenen Sicke
und der offenen Sicke stellt die
EP 06 54 312 B1 dar. Die dort angeführte Herstellung
von Sickenblechen mit planfluchtenden Außenkanten ist auf relativ geringe
Sickentiefen und Materialstärken
und Materialgüten
mit relativ hoher Dehnung begrenzt.
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Die
Entwicklung im internationalen Containerbau hat jetzt einen Container
hervorgebracht, bei dem die Seitenwandbleche nicht mehr zwischen
die Ober- und Untergurte eingefügt,
sondern ähnlich
wie bei einem Dachblech, seitlich an die Ober- und Untergurte angefügt werden.
Die unter Verwendung der Verfahren nach den Schutzrechten
DD 152057 ,
DD 158057 und
DE 36 10 022 erzielbaren Sickentiefen sind
technologisch auf maximal 25 mm begrenzt. Die nach der
EP 06 54312 B1 erzielbaren
Sickentiefen betragen maximal 10 mm.
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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 Sickentiefe 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.
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Üblicherweise
werden die Sicken entweder im Streckziehverfahren oder im Tiefziehverfahren
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 beherrscht 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 können.
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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 festgehalten wird, während es
auf der anderen Seite nachfließen
kann. Dieses Verfahren ist mit dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht vergleichbar,
da die geometrischen Bedingungen 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.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Herstellung
von Sickenblechen mit mehreren geschlossenen Sicken zu schaffen,
mit der geschlossene Sicken mit großer Sickentiefe und geringem
Sickenabstand hergestellt werden können.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß auf
dem Pressentisch einer hydraulischen Presse ein Unterwerkzeug mit
einer von äußeren Hydraulikzylindern
unter Erzeugung beweglich gehaltenen Unterwerkzeugplatte aufweist,
die von einem mittleren und zwei äußeren Prägebalken durchdrungen ist,
wobei die äußeren Prägebalken fest
auf dem Pressentisch abgestützt
sind und der mittlere Prägebalken
von mittleren Hydraulikzylindern beweglich gesteuert ist und im
Oberwerkzeug Matrizen vorgesehen sind, die den Prägebalken
gegenüberliegend
angepaßt
sind.
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Aufgabe
der Erfindung ist es ferner, ein Verfahren zur Herstellung von mehreren,
vorzugsweise drei, geschlossenen Sicken, in einem Arbeitsgang zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
daß eine
zu verformende Blechplatine zunächst
entlang ihrer Außenkantenflächen in
der Presse zwischen Rezessen 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 Pressenbalken mit der Unterwerkzeugplatte weiter
in Richtung auf den Pressentisch abgesenkt wird und die Blechplatine
durch die äußeren Prägebalken
in die ihnen zugeordneten äußeren Matrizen
hineingepreßt
wird.
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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.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung weist die Vorrichtung im Oberwerkzeug entlang der dem
Unterwerkzeug zugekehrten Außenkanten
der Matrizen drehbewegliche Stahlwellen auf, die sich abrollend
auf der zu verformenden Blechplatine abstützen. Durch diese zusätzliche
Maßnahme wird
die Vermeidung von Rißbildungen
zusätzlich
unterstützt.
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden ausführlichen
Beschreibung sowie den beigefügten
Zeichnungen, in denen eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht ist.
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Die
Zeichnungen zeigen:
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1 eine
schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vor richtung in Vorderansicht
und
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2 eine
schematische Darstellung der hydraulischen Schaltung der Hydraulikzylinder
in Draufsicht.
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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 Hydraulikzylinder 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.
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Auf
den Hydraulikzylindern 5 befindet sich eine Unterwerkzeugplatte 11 mit
Ausnehmungen 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 hineinragen
und die den Rezessen 12 der Unterwerkzeugplatte 11 angepaßt sind.
Die mittleren 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 druckbeaufschlagten
Behälter 19 angeschlossen.
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Das
Oberwerkzeug 2 ist mit einer mittleren und zwei äußere Matrizen 22, 23 versehen,
die entlang ihren der Unterwerkzeugplatte 11 zugekehrten Außenkanten
drehbewegliche Stahlwellen 20 aufweist, die sich abrollend
auf einer zu verformenden Blechplatine 6 abstützen.
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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 Hydraulikpresse 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 Oberwerkzeug 2 wird
fortgeführt.
Das Blech ist über
die äußeren Hydraulikzylinder 5,
die Rezesse 12 des Unterwerkzeuges 11 und den Stegen 13 des
Oberwerkzeuges 2 nahezu absolut fest während der Abwärtsbewegung
eingespannt. Das Nachfließen
des eingeklemmten 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 Hydraulikzylinder 7 größer sein
als die Widerstandskraft, die das Produkt aus Fläche, Streckgrenze und Reibungskooeffizient des
zu verformenden Materials der Blechplatine 6 ist. Erst
wenn die Verformung der Blechplatine 6 mit dem mittleren
Prägebalken 8 abgeschlossen
ist und der Prägebalken 8 druckkraftschlüssig über die
Blechplatine 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.
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Sobald
die äußeren Prägebalken 9 und 10 mit
der Blechplatine 6 in Berührung kommen, wird der Druck
in den mittleren Hydraulikzylindern 7 soweit reduziert,
daß der
mittlere Prägebalken 8 zwar eine
Haltekraft ausübt,
trotzdem aber die gleiche Abwärtsbewegung
ausführt,
wie die Hydraulikpresse sie vorgibt.
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Zeitgleich,
aber hydraulisch unabhängig, wird
ebenfalls der Druck in den äußeren Hydraulikzylindern 5 soweit
reduziert, daß das
für die
Formung der Sicken durch die äußeren Prägebalken 9 und 10 benötigte Material
fast ausschließlich
aus den Bereichen von den Ausnehmungen 21 der Prägebalken 9 und 10 zu
den Rezessen 12 und Stegen 13 stammt.
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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 druckbeaufschlagten
Behälter 16 mit
den äußeren Hydraulikzylindern 5 wird
die Unterwerkzeugplatte 11 wieder in die Ausgangslage gebracht.
Gleichzeitig bringt der druckbeaufschlagte Behälter 19 über die mittleren
Zylinder 7 und den mittleren Prägebalken 8 ebenfalls
wieder in die Ausgangslage.
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Durch
dieses iterativ getrennte und trotzdem kombinierte Streck- und Tiefziehverfahren
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 Hydraulikpresse
die Formung der Sicken durch die äußeren Prägebalken 9 und 10 im
Tiefziehverfahren erfolgt.
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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.