DE2135233C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Streckmetallerzeugnissen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Streckmetallerzeugnissen nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung eines solchen Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 3.

Bei dem bekannten Verfahren (US-PS 19 27 443) werden die Ausnehmungen als Schlitze ausgebildet. Sie haben scharfe Enden, die beim Strecken des Metallteilcs quer zur Längsrichtung der Schlitze .zu Rissen im Streckmetallerzeugnis führen würden. Darum werden während des Streckvorganges die Verbindungsstellen zwischen Rippen und Flanschen des Metallteiles sowie zwischen benachbarten Rippen von Spannbacken so umgriffen, daß eine Rißbildung vermieden wird. Großflächige Streckmetallerzeugnisse mit mehreren Reihen von Ausnehmungen lassen sich auf diese Weise nicht herstellen, weil für jeden Schlitz entsprechende Spannbacken notwendig wären.

Bei einem anderen bekannten Verfahren (US-PS 20 18 085) werden zur Herstellung des Streckmetallerzeugnisses im Metallteil zunächst Rippen und anschließend Schlitze oder zunächst Schütze und anschließend Rippen gebildet Die Rippen sollen Dehnungen von Armen verhindern, welche die Ausnehmungen des Streckmetallerzeugnisses voneinander trennen. Mit Zugstangen wird nach dem Stanzen das Metallteil schrittweise gestreckt

Bei anderen bekannten Verfahren (US-PS 31 65 810 und US-PS 3034 197) werden zur Herstellung der Ausnehmungen im Streckmetallerzeugnis wiederum Schlitze im Metallteil erzeugt, die beim anschließenden Streckvorgang aufgeweitet werden. Infolge der scharfkantigen Enden der Schlitze tritt die unerwünschte Rißbildung auf.

Die bekannte Vorrichtung (DE-PS 8 62 288) dient zur Herstellung von Vorsprüngen in den Stegen von Leichtbauträgern. Mit den radial vorstehenden Schp.eidteüen werden die Vorsprünge aus dem Metallteil abgetrennt Die Schneidteile haben scharfkantige Enden, so daß die mit ihnen hergestellten Schlitze scha ikantige Ecken aufweisen. Diese Vorrichtung ist darüber hinaas nicht zur Herstellung von Streckmetallerzeugnissen geeignet, da mit ihr lediglich das Metallteil mit Schlitzen versehen werden kann.

Bei einer Vorrichtung zur Herstellung von Streckmetallerzeugnissen (US-PS 20 18 085) werden die Schneidwerkzeuge durch senkrecht zur Ebene des Metallteiles bewegbare Stanzwerkzeuge und Schneidmesser gebildet, die mit Abstand hintereinander liegen, so daß die Ausnehmungen im Metallteil an unterschiedlichen Stellen ihres Vorschubweges hergestellt werden. Dadurch ist es erforderlich, den Vorschub des Metallteiles so abzustimmen, daß die Schlitze zwei durch die Stanzwerkzeuge erzeugte Stanzlöcher miteinander verbinden. Dies erfordert eine aufwendige Vorschubsteuerung. Das Metallteil kann infolge der senkrecht zu ihm bewegbaren Schneidwerkzeuge ηιι>· schubweise transportiert werden, zumal mil Zugstangen die Schlitze nacheinander aufgeweitet werden. Während des Streckvorganges sind die Metallteile nicht eingespannt, so daß die Gefahr besteht, daß die die Ausnehmungen begrenzenden Arme beim Strecken aus der Ebene des Metallteiles herausgebogen werden. Auch kann sich das Metallteil infolge der Dehnung der Arme in der einen Richtung in der dazu senkrechten Richtung verkürzen.

Bei einer anderen bekannten Vorrichtung zur Herstellung von Slreckmetcillerzeugnisscn (US-PS 30 34 197) sind die Schneidwerkzeuge durch Rollen gebildet, deren radial vorstehenden Sehncidtcilc scharfkantige Enden haben, mit denen Schlitze in einem Steg

des Metallteiles hergestellt werden. Die unterhalb des Metallteiles befindliche Rolle liegt derart in bezug auf die obere Rolle, daß, in Axialrichtung gesehen, die beiderseits des Metallteiles liegenden Rollen an ihrem Umfang einander berühren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren und die gattungsgemäße Vorrichtung so auszubilden, daß die Streckmelallerzeugnisse in nur wenigen Verfahrensschritten so hergestellt werden können, daß sie eine ausreichende Steifigkeit haben und die Ausnehmungen an ihren Enden keine Risse und dergleichen aufwehen.

Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Verfahren (US 20 18 085) erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 und bei der gat- :5 tungsgemäüen Vorrichtung (DE-PS 8 62 288) erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 3 gelöst.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden im Metallteil einzelne Metallstücke mit abgerundeten Enden durch einen Rollschervorgang wenigstens teilweise herausgetrennt. Beim anschließenden Strecken des Wietallteiles quer zu den Metallstücken werden die Ausnehmungen erzeugt Infolge der abgerundeten Enden treten beim Strecken des Metallteiles im Bereich der Enden keine Risse und Auswölbungen auf. Das Metallteil läßt sich dadurch sehr stark strecken, so daß die zwischen den Ausnehmungen liegenden Abschnitte und damit das gesamte Streckmetallerzeugnis eine hohe Steifigkeit aufweisen. Da die Ausnehmungen mit den abgerundeten Enden in einem einzigen Verfahrensschritt hergestellt werden, ist anschließend nur noch der Streckvorgang erforderlich, um das Streckmetallerzeugnis herzustellen. Die Ausnehmungen werden während des Vorschubes des Metallteiles erzeugt, so daß es kontinuierlich unter dem Schneidwerkzeug hindurchgezogen werden kann, so daß hohe Vorschubgeschwindigkeiten eingestellt werden können. Die Herstellung des Streckmetallerzeugnisses wird dadurch sehr vereinfacht, und es ergeben sich sehr kurze Herstellungszeiten.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung erlaubt eine einfache und kostengünstige Herstellung der Slreckmetallerzeugnisse. Da die Enden der Schneidöle abgerundet sind, können bereits beim Rollschervorgang die Metallstücke mit abgerundeten Enden wenigstens teilweise aus dem Metallteil herausgetrennt werden, so daß die dadurch entstehenden Ausnehmungen nach dem Schervorgang bereits die abgerundeten Enden aufweisen. Beim Rollscksrvorgang tauchen die Schneidteile der Schneidrolle in die Aufnahmeräume ein, so daß die abgerundeten Enden einwandfrei hergestellt werden können. Mit den Spannkiemmenpaaren können die mit den Ausnehmungen versehenen Metallteile in einem einzigen Streckvorgang gleichzeitig aufgeweitet werden. Hierbei muß lediglich das eine Spannklemmenpaar auf dem Streckrahmen verfahren werden, während das andere Spannklemmenpaar vorrichtungsfest angeordnet ist. Dadurch kann der Antrieb für das bewegliehe Spannklemmenpaar konstruktiv einfach ausgebildet werden. Auch läßt sich der Streckvorgang dadurch einfach überwachen und steuern, da nur die Bewegung des einen Spannklemmennaares beachtet werden muß.

Weitere Vorteil der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.

Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausfühn "?_;?sbeispiele näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 in einem Schnitt einen Teil einer Schneidrolle und eines rollenförmigen Gegenhalters einer erfindungsgemäßen Vorrichtung beim Schervorgang,

F i g. 2 in Draufsicht ein Metallteil, in dem Ausnehmungen mit der Schneidrolle und dem Gegenhalter gemäß F i g. 1 erzeugt worden sind,

Fig.3 eine Streckvorrichtung, mit der das Metallteil gemäß F i g. 2 quer zur Längsrichtung der Ausnehmungen gestreckt wird,

F i g. 4 das Metallteil gemäß F i g. 2 nach dem Streckvorgang, bei dem die dehnbaren Abschnitte über ihre Streckgrenze hinaus gedehnt worden sind und schräg zur Längsachse der Ausnehmungen liegen,

F i g. 5 in vergrößerter Darstellung die abgerundeten Enden benachbarter Ausnehmungen einer Reihe des Metallteiles gemäß F i g. 4,

Fig.6 teilweise in Ansicht und teilweise im Schnitt eine zweite Ausführungsform einer Scr. vtidrolle und eines rollenförmigen Gegenhalters,

F i g. 7 einen Schnitt längs der Linie 7-7 in F i g. 6.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 5 ist ein (nicht dargestellter) Hauptrahmen mit zwei Lagerpaaren, in deren zwei zueinander parallele Wellen liegen, und mit einem Paar von Rollen 11 und 12 versehen, die in den Lagerpaaren drehbar gelagert sind. Die obere Rolle 11 bildet eine Schneidrolle und die untere Rolle 12 einen Gegenhalter.

Die Schneidrolle 11 ist mit einer Reihe von Schneidteilen Ϊ3 versehen, die radial über einen zylindrischen Mantel 14 der Schneidrolle ragen. Die Schneidteile 13 sind mit axialem Abstand längs der Schneidrolle 11 verteilt angeordnet und erstrecken sich über einen Teil des Umfanges der Schneidrolle. Die Enden 16 der Schneidteile 13 sind abgerundet. Der roüenförmige xJegenhaiter 12 ist mit entsprechenden, axial mit Abstand angeordneten, radial sich erstreckenden Vertiefungen 17 versehen. Der Boden 18 jeder Vertiefung 17 hat radialen Abstand vom jeweiligen Schneidteil 13 der Schneidrolle 11 (Fig. 1). Dadurch wird ein Aufnahmeraum für ein Metallstück 20 geschaffen, das teilweise oder vollständig durch einen Rollschervorgang aus einem dehn- bzw. streckbaren Metallteil 21 herausgetrenni wird. Die radial sich erstreckenden Seitenwände der Vertiefungen 17 wirken mit den Schneidteilen 13 bei diesem Rollenschervorgang zusammen und bilden somit eine Art Schergesenk.

Bei dieser Ausführungsform ist das Metaltteil 21 ein Aluminiumblech. Es können aber auch andere duktile Metalle verwendet werden. Die Metallstücke 20 werden im Ausführungsbeispiel nur teilweise aus dem Metalltei! 21 herausgesehen (F i g. 1), so daß sie mit dem Metallteil noch verbunden sind und ein Bruch verhindert wird. Da die Schneidteile 13 die abgerundeten Enden 16 aufweisen, haben die Metallstücke 20 und die entsprechenden Ausnehmungen oder Vertiefungen, die durch die teilweise Abtrennung vom Metallteil 21 gebildet werden, ebenfalls abgerundete Enden, wie in F i g. 2 dargestellt ist. Die Ausnehmungen haben gleiche Gestalt und Größe. Sie sind in gleichen Abständen in nebeneincnderliegeiiden Reihen 23 angeordnet, deren Längsachsen mit den Längsachsen der Ausnehmungen zusammenfallen. Der von Mitte zi. Mitte gemessene Abstand P-C- D -der Ausnehmungen in jeder Reihe ist nur wenig größer als die Länge der Ausnehmungen, so daß die zwischen den Ausnehmungen jeder Reihe liegenden miteinander verbundenen Teile 24 verhältnismäßig kurz sind. Wie F i g. 2 zeigt, sind die Ausnehmungen in be·

nachbarten Reihen 23 versetzt zueinander angeordnet. Zwischen den Reihen 23 werden länglich sich erstrekkende dehnbare Abschnitte 25 gebildet.

Fig.3 zeigt eine weitere Stufe des Herstellungsverfahrens für ein Streckmetallerzeugnis. Das duktile Metallteil 21 gemäß F i g. 2 wird zwischen zwei mit Abstand einander gegenüberliegenden, in Querrichtung des Metallteiles 21 sich erstreckenden Spannklemmen eingeklemmt Gemäß F i g. 3 weist ein Streckrahmen 27 ein Paar Spannklemmen 28 auf, die durch (nicht dargestellte) Befestigungsvorrichtungen am Streckrahmen angeordnet sind. Er hat als Gleitschienen ausgebildete Führungen .29 für ein weiteres Spannklemmenpaar 30, das mit einer Kolben-Zylinder-Einrichtung 31 in den Führungen 29 verschiebbar ist. Die Spannklemmenpaare 28 und 30 haben jeweils einen in Klemmrichtung unvorstellbaren Klemmteil 33 und einen verstellbaren Klemmteil 34, der durch eine weitere Kolben-Zylinder-Einrichtung 35 verstellt werden kann. Wenn das duktile Metallteil 21 mit den Spannklemmenpaaren 28, 30 eingespannt ist (F i g. 3), wird mit der Koiben-Zylinder-Einrichtung 31 das Spannklemmenpaar 30 vom Spannklemmenpaar 28 quer zu den Ausnehmungen weggezogen. Dadurch werden die in Längsrichtung des Metallteiles 21 sich erstreckenden Abschnitte 25 gestreckt. Hierbei werden die teilweise ausgeschnittenen Metallstücke 20 vom Metallteil 21 abgerissen und herausgeschleudert. Es entsteht somit das Streckmetallerzeugnis 38 gemäß F i g. 4.

F i g. 5 zeigl die Verteilung der Spannungskonzentration im Bereich A des Metallteiles. Die Spannung verteilt sich über eine verhältnismäßig große Fläche, wodurch hohe Spannungskonzentrationen verhindert werden und die Dehnungen beim Strecken ohne Rißbildung im Bereich der Enden der Ausnehmungen stattfinden. Die Spannungsverteilung verhindert wesentlich den Bruch bei den meisten duktilen Metallen, wenn der Radius der abgerundeten Enden 16 der Schneidteile 13 größer ist als die halbe Dicke des Metallteiles 21.

Bei der Ausführungsform nach den F i g. 6 und 7 wirkt die obere Schneidrolle 41 mit dem unteren rollenförmigen Gegenhalter 42 zusammen. Ein Hauptrahmen 43 hat zwei Lagerpaare 44 und 45, in denen parallel zueinander liegende Wellen der Schneidrolle 41 und des Gegenhalters 42 gelagert sind. Wie bei der ersten Ausführungsform weist die Schneidrolle 41 axial mit Abstand nebeneinander angeordnete, radial vorstehende und in Umfangsrichtung sich erstreckende Schneidteile 13 auf. Sie ragen radial weiter nach außen als bei der ersten Ausführungsform, so daß die Metallstücke 20 vollständig herausgeschnitten werden, wie in F i g. 6 gezeigt ist Das duktile Metallteil 47 ist nicht als flaches Band ausgebildet, sondern wird durch ein stranggepreßtes Aluminiumprofilteil hergestellt das eine Vielzahl von mit Abstand nebeneinander angeordneten Flanschen 48 oder Rippen aufweist die durch schmale Stege 49 verbunden sind. Ihre Breite ist im wesentlichen gleich groß wie die Dicke der Schneidteile 13. Dadurch wird keine Matrize bzw. die Gesenkanordnung benötigt Der Gegenhalter 42 ist zylindrisch ausgebildet und auf seinem Mantel liegen die Flansche 48 beim Schervorgang auf. Der Raum zwischen den Stegen 49 und der Oberfläche des Gegenhalters 42 reicht aus, um die Metallstöcke 20 aufzunehmen (F i g. 7). Die Flansche 48 bzw. Rippen haben eine ausreichende Festigkeit um das Metallteil 47 beim Rollschervorgang abzustützen.

Die Streckmetallerzeugnisse können für bauliche und für dekorative Zwecke verwendet werden. Durch das Einklemmen des Metallteiles 21,47 zwischen den beiden Spannklemmenpaaren 28,30 wird im wesentlichen eine Verminderung der Gesamtlänge des Mctallteiles vermieden. Die dehnbaren Abschnitte 25 werden gedehnt, wobei sie schräg zur Längsrichtung der Ausnehmungen vor dem Streckvorgang geneigt werden. Diese Dehnung ruft eine Zunahme der Zugfestigkeit und der Druckfestigkeit der Verstrebungen des Metallteile für nahezu alle bekannten duktilen Metalle hervor, die zur Herstellung von Streckmetallerzeugnissen geeignet sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Streckmetallerzeugnissen, bei dem zunächst in einem duktilen Metallteil untereinander gleiche längliche Ausnehmungen angebracht werden, die in gleichen Abständen voneinander in Reihen, und zwar in der einen Reihe jeweüs versetzt zur benachbarten Reihe, angeordnet werden, wobei dann das Metallteil mit sämtlichen Ausnehmungen in einem einzigen Streckvorgang quer zur den Längsachsen der Ausnehmungen gestreckt wird, wobei die zwischen den benachbarten Reihen der Ausnehmungen liegenden Abschnitte plastisch gedehnt werden, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der länglichen Ausnehmungen zwischen den plastisch zu dehnenden Abschnitten (25) Metallstücke (20) mit abgerundeten Enden Äi=s dem Metallteil (21) wenigstens teilweise abgetrennt werden, und daß die Ausnehrniingen durch einen Rollschervorgang erzeugt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallstücke (20) zunächst teilweise vom Metallteil (21) abgetrennt und dann beim Strecken des Metallteiles (21) quer zu den Längsachsen der Ausnehmungen vollständig vom Metallteil getrennt werden.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, mit einer eine Schneidrolle (11, 41) und eifisr. rollenförmigen Gegenhalter (12, 42) aufweisenden Schneidvorrichtung, bei der das Schneidwerkzeug (11,41) auf Teifen seines Umfanges angeordnete Schneidteile (13) aufweist und bei der die den Schneidteilen (13) gegenüberliegenden Oberflächen (18) des Gegenhalters (12, 42) mit Abstand für das Eintauchen zumindest des geschnittenen Werkstückbereiches (20) vorgesehen sind, sowie mit einer nachfolgenden Streckvorrichtung (27 bis 35), dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Enden der Schneidteile (13) der Schneidvorrichtung (11,12) abgerundet sind, daß im Bereich zwischen dem Gegenhalter (12) und den radial vorstehenden Schneidteilen (13) Aufnahmeräume (17) für das Metallstück (20) vorgesehen sind, und daß die Streckwerkzeuge (27 bis 35) aus gegeneinander verstellbaren Spannklemmenpaaren (28, 30) bestehen, die Klemmeinrichtungen für das Metallteil (21, 47) aufweisen und von denen eine an einem Streckrahmen (27) bewegbar gelagert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das eine Spannklemmenpaar (30) auf einer Führung (29), vorzugsweise auf Gleitschienen, verschiebbar gelagert ist, die mit dem Streckrahmen (27) verbunden ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oiler 4, dnclurch v, gekennzeichnet, daß das Spannklemmenpaar (30) mittels einer Kolben-Zylinder-Einrichtung (31) auf der Führung (29) verschiebbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oberfläche des Gegenhalters (12) den ra^ir.1 vorstehenden Schneidteilen (13) zugeordnete matrizenartige Vertiefungen (17) vorgesehen sind, die mit dem Schneidteil (13) den Aufnahmeraum bilden.

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