DE2306724C3 - Verfahren zum Wellen von Metallblechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wellen von Metallblechen, insbesondere aus schwer verformbarem Material, durch Profilwalzen, wobei die am vorderen Ende der Weile während deren Formgebung entstehende Verformung in eine auf einen bestimmten Bereich begrenzte Ausbeulung überführt wird.

Ein solches Verfahren zum Wellen von Metallblechen durch Profilwalzen ist aus der DT-OS 14 52 800 bekannt. Die Begrenzung der Verformung, die vorzugsweise mittels klemmender, mit dem Metallblech während des gesamten Wellvorgargs in Roll- und Gleitberührung stehender Elemente erfolgt, ermöglicht, daß die Ausbeulung regulierend auf die Materialverteilung einwirkt, wodurch es möglich wird, eine Vielzahl von Materialien im kalten Zustand zu wellen. Jedoch weisen bestimmte Metalle, insbesondere bestimmte Legierungen, wie beispielsweise Titanlegierungen, eine unzureichende Dehnung auf, so daß sie auf diese Weise nicht gefaltet werden können. Dies liegt entweder daran, daß diese Metalle zu schnell erhärten, was ihre Dehn- oder Verformbarkeit verringert, oder daß sie eine beträchtliche elastische Rückstellung aufweisen, so daß die Wellung nicht beibehalten wird. Schließlich können auch beide Eigenschaften gleichzeitig auftreten.

Es ist nun bekannt, daß spröde Metallegierungen, beispielsweise Titanlegierungen, im warmen Zustand besser verformbar sind (»Der Maschinenmarkt« [1958], Nr. 56, S. 12 ff.; »Werkstatt und Betrieb« [1958], Nr. 1, S. 208). Um Titanlegierungen im warmen Zustand zu verformen, sind im Prinzip zwei Verfahren bekannt. Entweder wird! das Formwerkzeug beheizt, oder das Werkstück wird als Ganzes in einem Ofen vor der Verformung oder vor und während der Verformung durch Widerstandsheizung erwärmt. Keine dieser beiden Möglichkeiten kann jedoch sinnvoll in Verbindung mit dem genannten Verfahren zum Wellen von Metallblechen durch Profilwalzen angewendet werden. Wenn die Formwerkzeuge, d.h. die Profilwalzen, erwärmt würden, so würde dies zu erhöhtem Verschleiß und damit zum Verlust der Formgenauigkeit der Werkzeuge führen. Dies kann jedoch nicht in Kauf genommen werden, da die Profilwalzen während langer Zeit im Einsatz sind und die Wellungen, die sie erzeugen, während der gesamten Einsatzzeit genau bleiben sollen. Es ist daher äußerst wichtig, daß die Profilwalzen auf einer Temperatur gehalten werden, die unterhalb der Temperatur HeEt. bei der ein erhöhter Verschleiß, bzw. eine erhöhte Verformung der Profilwalzen auftreten würde. Ferner scheidet auch eine Erwärmung der nach dem Verfahren gemäß der DT-OS 14 52 800 zu bearbeitenden Metallbleche in einem Ofen aus, da eine solche Erwärmung sich auf das gesamte Blech erstrecken würde, d. h. einerseits auf den schon gewellten Abschnitt des Blechs und andererseits auf den gerade in der Verformung befindlichen Abschnitt. Eine solche vollständige Erwärmung würde aber die Maßhaltigkeit des bearbeiteten Werkstücks wieder zerstören.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das obengenannte Verfahren so zu verbessern, daß es auch aur spröde und/oder stark federelastische Werkstoffe anwendbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das zu wellende Blech in geringem Abstand vor dem Eintritt in die Verformungszone annähernd punktförmig auf eine Temperatur erwärmt wird, die die Verformbarkeit des Materials in dieser Zone verbes-

20 sert.

Vorzugsweise erfolgt die Erwärmung des Metallblechs mittels eines warmen Druckgasstrahls.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird erreicht, daß auch spröde und/oder stark federelastische Werkstoffe in bekannter Weise gewellt werden können, wobei eine schädliche Erwärmung der Profilwalzer oder bereits geformter Wellen vermieden wird.

Die Temperatur, auf die das Metallblech örtlich begrenzt erwärmt wird, muß ausreichen, um die mechani-

sehen Eigenschaften des Materials zu verändern und seine Verformbarkeit so zu erhöhen, daß eine Dehnung unter der Einwirkung der Profilwalzen tatsächlich gewährleistet ist, d. h. daß der Wellvorgang in der gewünschten Weise erfolgen kann und das Metallblech nicht in die ursprüngliche Form zurückfedert, so daß eine bleibende Verformung sichergestellt ist. Die Erwärmung erfolgt auf jeden Fall in einem geringen Abstand von der Verformungszone, um eine stärkere Erwärmung der Profilwalzen zu vermeiden.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand einer in der Zeichnung dargestellten Maschine zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens näher erläutert. Die einzige Figur zeigt in perspektivischer Ansicht schematisch, wie das Wellen des Metallblechs durchgeführt wird.

Die Maschine besteht im wesentlichen aus zwei ineinander laufenden Profilwalzen 1 und 2. Diese Profilwalzen werden gleichzeitig von einem Antriebssystem 4 so angetrieben, daß sie sich mit gleichen Drehzahlen, jedoch mit entgegengesetztem Drehsinn drehen. Zwischen diesen Profilwalzen wird ein zu wellendes Metallblech 6 eingespannt und mittels eines Systems ars Walzen und Rollen in seiner Lage gehalten und geführt, wobei die Anzahl und Anordnung der Walzen und RoI-Ien von den Abmessungen und der Form des Metallblechs abhängen. Zur Vereinfachung der Zeichnung sind in Durchlaufrichtung hinter den Profilwalzen lediglich eine Auflagewalze 10 und eine von einem Arm 8 getragene Führungsrolle 9 dargestellt, die von oben in eine Welle eingreift.

Ferner weist die Maschine in Durchlaufrichtung vor den Profilwalzen 1 und 2 eine untere Auflagewalze 12 sowie eine obere Klemmwalze 14 auf, wobei diese Walzen die Funktion haben, die sich im Material des Metallblechs 6 am Ende der entstehenden Falte 16 bildende Ausbeulung 15 zu begrenzen. Diese aus dem in der Verformungszone zwischen den Profilwalzen 1 und 2 verdrängten Material bestehende Ausbeulung erstreckt

sich entgegen der Durchlaufrichtung des Metallblechs 6 und ist in ihrer Ausdehnung durch die Auflagewalze 12 und die Klemmwalze 14 begrenzt Die obere Klemmwalze 14 ist beweglich angeordnet, so daß sie beim Einspannen des Blechs eingerückt werden kann. Ferner ist diese Klemmwalze mi: einer in eir.sr vorher gebildeten Welle 19 laufenden Führungsrolle 18 verbunden.

Zu der Anlage gehört ein Ofen 20 mit einem inneren. zylindrischen Hohlraum 24, der beispielsweise von einem elektrischen Widerstand 22 beheizt wird und mit einer vorzugsweise unter Druck stehenden Gasquelle 26 über einen Schlauch 28 sowie über eine Leitung 32 mit einer Düse 30 verbunden ist. Die Düse 30 wird von einem nicht dargestellten Rahmen so abgestützt, daß das Gas in der Nähe der Verformungszone zwischen den Profilwalzen 1 und 2, allerdings in gewissem Abstand vor diesen, ausströmt.

Das der Gasquelle 26 entnommene und im Ofen 20 aufgeheizte Gas strömt unterhalb des Metallblechs 6 unmittelbar vor dem Einlaufen desselben zwischen die Profilwalzen 1 und 2 aus. Das Material des Metallblechs wird daher örtlich auf eine von der Art des Materials abhängige, höhere Temperatur gebracht, damit dieses eine genügend hohe Dehn- und Verformbarkeit für seine bleibende Verformung erhält, d. h. damit die Dehn- und Verformbarkeit des Materials bei gleichzeitiger Verringerung seiner Elastizität erhöht wird.

Auf Grund der durch die Erwärmung veränderten mechanischen Eigenschaften des Materials kann das zwischen den Profilwalzen 1 und 2 hindurchlaufendc Metallblech eine Verformung in Wellenform mit V- oder trapezförmigen, den Profilen der Profilwalzen 1 und 2 entsprechendem Querschnitt erfahren und diese Verformung auch nach dem Austritt aus den Profilwalzen beim Erkalten beibehalten.

Da die Temperatur des aus dem zylindrischen Hohlraum 24 austretenden Gases so hoch ist, daß die mechanischen Eigenschaften des Materials des Metall· blechs 6 verändert werden, wird die Düse 30 in einem gewissen Abstand von den Profilwalzen 1 und 2 gegen das Metallblech gerichtet, um Beschädigungen der Profilwalzen 1 und 2, deren Profile mit großer Genauigkeit hergestellt worden sind und genau der gewünschten Wellenform entsprechen, durch die Erwärmung zu vermeiden. Zum Beispiel wird zum Wellen eines aus einer Titanlegierung TA6V4 bestehenden Blechs. Druckluft auf eine Temperatur von 400⁰C erwärmt und kann mittels der Düse 30 unter das mit einer Geschwindigkeit von etwa 2 m pro Minute vorbeilaufende Blech geblasen werden. Dadurch wird die Temperatur der sich vor den Profilwalzen befindlichen Stelle des Blechs, die in der Zeichnung mit dem Bezugszeichen 36 versehen ist, auf ungefähr 250^cC erhöht. Diese sehr warme Stelle befindet sich kurz vor der Verformungszone /wischen den Profilwalzen 1 und 2, so daß die Profilwalzen selbst nicht so warm werden, daß die Gefahr einer Verformung derselben besteht. Die Profile der Profilwalzen bleiben daher völlig unverändert, und die geformten Wellen entsprechen genau diesen Profilen. Auf diese Weise werden Profile wellen- oder trapezförmigen Querschnitts hergestellt. Beispielsweise kann in einem aus einer Titanlegierung bestehenden Blech von 0,15 mm Stärke ein trapezförmiges Profil mit einer oberen Abmessung von 3,7 mm und einer unteren Abmessung von 6.1 mm hergestellt werden.

Die Erwärmungstemperatur richtet sich selbstverständlich nach der Art des Materials des Vietallblechs 6 sowie nach dessen Stärke.

Das für die Erwärmung verwendete Gas kann unter Druck stehendes Stickstoffgas, Argongas oder jedes andere, geeignete Gas sein. Bei bestimmten Metallen ermöglicht ein neutraler Gasstrahl die Isolierung des Metallblechs von der umgebenden Atmosphäre, so daß die Gefahr der Oxidation durch Luft ausgeschlossen wird. In manchen Fällen ist jedoch vorzuziehen, an Stelle des Gases ein anderes Mittel zur Erwärmung zu verwenden, beispielsweise einen Laserstrahl, eine elektrische Heizvorrichtung oder irgendein anderes, für eine örtliche Erwärmung einer verhältnismäßig kleinen Fläche des Metallblechs in der Nähe der Verformungszone der Profilwalzen und die Temperaturregelung dieser Fläche geeignetes Mittel.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Wellen von Metallblechen, insbesondere aus schwer verformbarem Material, durch Profilwalzen, wobei die am vorderen Ende der Welle während deren Formgebung entstehende Verformung in eine auf einen bestimmten Bereich begrenzte Ausbeulung überführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das zu wellende Blech in geringem Abstand vor dem Eintritt in die Verformungszone annähernd punktförmig auf eine Temperatur erwärmt wird, die die Verformbarkeit des Materials in dieser Zone verbessert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Blech mittels eines warmen DruckgacGtrahls erwärmt wird.