DE2651714C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Verarbeiten von Bandmaterial zu Profilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Bei einem aus der DE-OS 24 38 595 bekannten Verfahren zum Herstellen von weitgehend geschlossenen Profilen mit Durchbiechungen in der Profilwand wird das mit Kerben versehene Bandmaterial noch in bandförmiger Gestalt einer Streckung zur Aufweitung der Kerben unterzogen. Nach Abschluß dieses Streckvorganges wird das gestreckte Bandmaterial in einem weiteren selbständigen Verfahrensschritt quer zur -> Bandlängsrichtung zu einem Profil mit weitgehend geschlossenem Querschnitt verformt. Das Durchführen des Verfahrens in zwei voneinander getrennten Verfahrensschritten ist nachteilig. Ferner ist es ungünstig, daß durch das Strecken zum Aufweiten der Kerben

ίο eine Materialverfestigung eintritt, die das anscb'ießende Profilieren erschwert Außerdem ist der Platzbedarf für die für die beiden Verfahrensschritte erforderlichen, getrennten Vorrichtungen verhältnismäßig groß.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein

!-, Verfahren der eingangs genannten Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen, die bei geringerem Platzbedarf ein rationelleres Bearbeiten von Bandmaterial zu im Querschnitt weitgehend geschlossenen Profilen mit Durchbrechungen gestatten, wobei die durch das Strecken des Bandmaterials unvermeidbare Verfestigung sich auf das Profilieren nur mehr in vernachlässigbarem Maß auswirken soll.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch

2> den im kennzeichnenden Teil des Hauptanspruches angegebenen Verfahrensablauf gelöst.

!n einem Verfahrenszug werden hierbei die angebrachten Kerben bereits beim anfänglichen Biegen quer zur Bandlängsrichtung aufgebrochen und erst danach

ίο durch das Strecken des gebogenen Bandmaterials in Bandlängsrichtung auf das gewünschte Maß zu Durchbrechungen aufgeweitet. Diese Maßnahme führt zu einem vereinfachten, rationellen und kontinuierlichen Verfahren, nach dem Rohre hoher Qualität unter

S5 optimaler Platznutzung hergestellt werden können, da die beiden grundsätzlichen Verfahrensschritte zur gleichen Zeit und im wesentlichen am gleichen Ort ablaufen. Durch das anfängliche Biegen werden die Kerben geöffnet, wofür die beim Biegen entstehenden Streckbewegungen genutzt werden. Mit den geöffneten Kerben wird das noch nicht gestreckte Bandmaterial dann profiliert, wobei der Verformusigswiderstand noch geringer ist, als beim Stand der Technik, wo zuvor bereits gestreckt wurde. Das Strecken selbst erfolgt

4j dann abschließend erst in der Endphase des Biegens, wobei die dann ansteigende Verformungsfestigkeit keine nachteilige Wirkung mehr hat. Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gewählten Winkel der Kerben ergeben beim Strecken des Bandes in

'Ό Bandlängsrichtung Durchbrechungen mit einer vorteilhaften Figuration, wobei die Gefahr von Einrissen infolge zu hoher Kerbspannungen vermieden bleibt. Die Kräfte, die zum Strecken auf das Bandmaterial ausgeübt werden müssen, bleiben bei einer derartigen Winkelstel-

>i lung der Kerben innerhalb eines zweckmäßigen Bereiches. Zudem werden die Kerben bereits beim Biegen quer zur Bandlängsrichtung aufgerissen, da schon hierbei eine Querstreckung eintritt. Das Einbringen der Kerben ausgehend von der Bandoberseite

μ) unterstützt den anfänglichen Aufweitvorgang der Kerben, da durch das Profilieren Streckkräfte an der Bandunterseite auftreten, die in Bändquerrichtung wirken und sich mit den späteren Streckkräften in Bandlängsrichtung derart überlagern, daß eine zuverläs-

i"i sige Aufweitung der Kerben eintritt. Das ergibt auch den Vorteil, daß selbst Kerben zuverlässig geöffnet werden, die nicht gänzlich durch das Band durchgehen.

Eine vorteilhafte Ausbildung des Verfahrens erläutert

Anspruch 2. Hierbei wird der Profiliervorgang in seinem Anfangsstadium nicht durch das Strecken ungünstig beeinflußt. Andererseits ist schon ein Aufweiten der Kerben durch die beim Profilieren auftretenden und in Bandquerrichtung wirkenden Sireckkräfte eingeleitet worden. Die Kerben sind infolge des Profilierens schon um ein kleines Maß geöffnet und werden erst zu Abschluß des Profiliervorganges in ihre endgültige Größe aufgeweitet. Dies ist aus verformungstechnischen Gründen günstig.

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist insbesondere eine Vorrichtung geeignet, die aus Anspruch 3 hervorgeht.

Die Vorrichtung benötigt relativ wenig Platz und arbeitet rationell und vor allem kontinuierlich. Allerdings könnte die Kerbstation auch getrennt neben der Biegestation angeordnet sein, so daß das gekerbte Bandmaterial nach dem Kerben aufgewickelt und gespeichert werden müßte. Denkbar wäre nämlich, daß die Kerbvorrichtung mit mehreren nebeneinanderliegenden Messerwellenpaaren arbeitet und gleichzeitig aus einem Band unbestimmter Breite mehrere Bänder geringerer Breite herausschneidet und kerbt die dann gespeichert werden und hintereinander in die Biegestation eingeführt werden.

Es hat sich eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung gemäß Anspruch 4 bewährt. Diese Gestaltung der Vorrichtung stellt sicher, da3 der Profiliervorgang in seiner Anfangsphase nicht durch das Strecken beeinflußt wird, sondern erst in der Endphase, in der das Profil schon nahezu fertig ist.

Abändernd läßt sich gemäß Anspruch 5 auch ein stufenweises Strecken erreichen, so daß die spezifische Belastung des profilierten und gleichzeitig gestreckten Bandmaterials gering gehalten bleibt. Dieser erfindungsgemäße Ausbildungsform ist insbesondere für weiche Nichteisenmetalle oder empfindliche Kunststoffe geeignet.

Bei den vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen der Vorrichtung ist schließlich noch die Maßgabe von Anspruch 6 zweckmäßig.

Dann entstehen nämlich Profile, die hervorragend zur Weiterverarbeitung geeignet sind. Sie sind dann gleichmäßig fest und haben eine gleichmäßig durchbrochene Wandung, die sie für verschiedene Anwendungszwecke geeignet macht. Beispielsweise können derartige Profile bzw. Rohre dann in einem Querspritzkopf innen und außen mit Kunststoff oder einem Schutzüberzug versehen werden und als Zaunpfähle oder ähnliche tragfähige und korrosionsfeste Bauelemente verwendet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigt Fi g. 1 eine Vorderansicht einer Kerbvorrichtung,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Kerbvorrichtung nach Fig. !,und

Fig.3 eine Seitenansicht einer Profilier-Einrichtur;g mit einzelnen Profilier-Rollenpaaren, wobei unterhalb jedes Profilier-Rollenpaares die Ausbildung der Profilier-Rollen angedeutet ist.

Eine in F i g. 1 und 2 angedeutete Kerbvorrichtung ist mit 2 bezeichnet. In ihr wird ein Bandmaterial mit im Querschnitt V-förmigen Kerben 3 versehen, die sich von der Bandoberseite Xa nach unten erstrecken und bis an die Bandunterseite heranführen bzw. kurz davor enden. Die Kerbvorrichtung 2 besteht aus einem auf Wellen 8, y gelagerten Messerv. ellenpaar 6, 7. wobei wenigstens eine der beiden We'lcn von einem nicht näher dargestellten Antrieb beaufschlagt wird. Die Messerwelle 6 trägt an ihrem Umfang eine Vielzahl von Kerbschneiden 10, die sich unter einem Winkel 11 schräg gegenüber der Umfangsrichtung erstrecken. Db Kerbschneiden 10 weisen eine Höhe auf, die maximal der Spaltweite zwischen den Messerweilen 6 und 7 entspricht. Zum Zwecke einer einwandfreien Führung des Bandmaterials 1 sowie um das Bandmateria! zu besäumen oder auch in die richtige Breite zu schneiden, sind beiderseits der Kerbzone der Welle Schneidmesser angeordnet, die nach Art von Schneide und Gegenaufnahme ineinander greifen und den Rand des Bandmaterials beschneiden bzw. führen. Wie in F i g. 1 angedeutet ist, können auch mehrere Messerwellenpaare 6 und 7 auf den Wellen 8 und 9 angeordnet sein, so daß zur gleichen Zeit mehrere Bänder 1 aus einem Bandmaterial geschnitten und gekerbt werden können. Die Verlängerung der Messerwellen 6 und 7 ist durch strichlierte Bereiche 6', T angedeutet Diese können sich selbstverständlich nach beiden Seiten erstrecken.

Die TratiSportrichtung des Bandmaterials 1 ist durch einen Pfeil 5 angedeutet.

in Fig.3 ist mit 14 eine ProrU.er-Einrichtung bekannter Bauweise schematisch dargestellt. Sie besteht aus in Transportrichtung des Bandes 1 hintereinander angeordneten Profilier-Rollenpaaren (15, 15'; 16, 16'; 17,17'; -'8,18; 19,19')-

Zu Beginn des Profiliervorganges wird das Band in flacher Form zwischen das erste Rollenpaar 15, 15 eingeführt, das es — wie unten dargestellt wird — zu einer U-förmigen Rinne profiliert. Dazu ist zwischen den beiden Rollen 15, 15' ein der Materialstärke entsprechender Spalt 20 ausgebildet, dessen Figur durch den Querschnitt der Rollen definiert wird. Wie aus den unterhalb jedes Rollenpaares angedeuteten Querschnitten ersichtlich ist, ändert sich der Spalt 20 stufenweise durch eine unterschiedliche Ausbildung der Rollen in die mit 21, 22, 23 und 24 bezeichneten Querschnitte. Diese stufenweise Änderung leitet zu dem rohrförmigen Querschnitt 24 über, in den das Band 1 gezwungen wird. Das Band verläßt das letzte Profilier-Rollenpaar 19,19' schließlich in Form eines Profils 27 mit rohrförmigen! Querschnitt. Die Profilier-Rollenpaare sind mit einer durch Pfeile 25 angedeuteten Umdrehungsgeschwindigkeit V angetrieben und transportieren das Band kontinuierlich weiter, wobei es stufenweise profiliert wird. Das letzte Profilier-Rollenpaar 19,19' ist mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit fKplus E), versinnbildlicht durch einen Pfeil 26, angetrieben, die um das Maß E einer bestimmten Voreilung größer ist, als die Umdrehungsgeschwindigkeit V der anderen Profilier-Rollen. Dies bedeutet, daß in dem Abschnitt zwischen den Profilier-Rollen 18, 18' und den Profilier-Rollen 19, 19' das Bandmaterial eii.er Streckung unterzogen wird. ln^folg.· dieser Streckung werden die um den Winkel 11 gegen die Bandlängsrichtung geneigten Kerben 3 zu Durchbrechungen aufgeweitet. Das die Prufilier-Einrichtung verlassende Profil 27 ist mit Durchbrechungen an seiner Oberfläche versehen, die aus den Kerben 3 entstanden sind.

Das gekerbte Band 1 wird dazu so in die Profiliervorrichtung 14 eingeführt, daß die Bandoberseite la zur Profil-Innenwandung wird. Dies bewirkt, daß durch den Profiliervorgang bereits ein geringfügiges Aufweiten der Kerben im Bereich des Kerbengrundes auftritt, so daß die nachfolgende Streckung zwischen den Profilier-Rollen 18, 18' und 19,19' nur mehr so stark zu sein braucht, daß ein einwandfreies Aufweiten aller

Kerben garantiert ist. Der Öffnungswinkel tier V-förmigen Kerben } muß so groß gewählt sein. daß die Kerben nicht infolge des Profiliervorganges und der Stauchung der Profilinnensvand wieder geschlossen werden können. Das Aufweiten der Kerben erfolgt von der Seite , des Kerbengrundes her. der zuerst beim Profilieren aufbricht und sich geringfügig weitet, und dann durch das Strecken zu Ende des Profiliervorganges so weit geöffnet wird, daß eindeutig Durchbrechungen im Profil vorliegen, die einen Zugang zum Profilinneren gewähr- ;,, leisten.

Derartige Profile können beispielsweise in einem Qtierspritzkopf eines Extruders mil einer Innen- und Außenbeschichtung versehen werden. Zur einwandfreien Vorbereitung auf dieses Beschichtungsverfahren hat ι , es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Oberflächen der Profile zu ca. 15% mit Durchbrechungen versehen sind, durch welche das Beschichtungsmaterial einwandfrei ins Profilinnere eintreten kann. Das Profilieren des Bandmatcrials zu einem geschlossenen Rohr und das ;.i Strecken /um Aufweiten der Kerben kann insbesondere dann mit einem rationellen Kraftaufwand folgen, wenn clic Kerben in einem Winkelbereich von annähernd b5
/ur Bandlängsriehtung schräg gestellt sind.

Selbstverständlich ist es auch praktikabel, die Kerben steller oder flacher als 65' zur Bandlängsrichiung anzubringen und dann aufzuweiten, nur ändern sich dann die Streckbedingungen.

Sofern die Kerben durchgehend oder in einer anderen Figur ausgebildet werden, ist es möglich, den Profiliervorgang so vorzunehmen, daß die Bandunterseite zur späteren Profil-Innenseite wird. Weiterhin ist es denkbar, daß Kerben mit unterschiedlichen Schräg-Stellungen in ein Band eingebracht werden bzw. diese grätenförmig schräg zueinander geneigt sind. Wichtig ist nur. daß ihre Haupirichtung schräg gegenüber der Bandlängsrichtung liegt, so daß beim Strecken des Bandes in Längsrichtung entsprechende Bewegungskomponenten vorliegen, die ein Aufweiten der Kerben senkrecht zu ihrer Hauptrichiung bewirken.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von im Querschnitt weitgehend geschlossenen Profilen, insbesondere Rohren, aus Bandmaterial, bei dem das Bandmaterial, ausgehend von der Bandoberseite mit zur Bandlängsrichtung schräg verlaufenen Kerben versehen wird, die durch eine Streckwalze des Bandes zu Durchbrechungen aufgeweitet werden, und bei dem das Band, gegebenenfalls in mehreren Profilierschritten, profiliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Kerben in einem zwischen 50 Grad und 75 Grad liegenden, vorzugsweise annähernd 65 Grad betragenden. Winkel gegenüber der Bandlängsrichtung versehene Band kontinuierlich zunächst quer zur Längsrichtung gebogen wird, wobei die Bandoberseite, von der die Kerben bis gegen die Bandunterseite hinführen, zur Profil-Innenwand wird, und daß das Profil anschließend beim weiteren und abschließenden Biegen quer zur Längsrichtung zusätzlich in Längsrichtung gestreckt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strecken des vorgebogenen Profils beim letzten Biegeschritt vorgenommen wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch I oder 2, mit einer Kerbstation bestehend aus einer Kerbvorrichtung mit mindestens einem Messerwellenpaar, von dem eine Messerwelle an ihrem Umfang Kerbschneiden trägt, mit einer Streckstation bestehend aus Streckwalzen, und mit einer Rohrbiegestation, dadurch gekennzeichnet, daß Jie Kerb-, Streck- und Biegestationen (2, 14) in der Vorrichtung in ^ransportrichtung des Bandes baulich zusarrmengefaßt hintereinander liegen, daß die Rohrbiegest: ion (14) aus in Transportrichtung des Bandes (1) hintereinander liegenden Biege-Rollenpaaren (15 bis 19'; 15' bis 19') besteht, von denen wenigstens ein Biegerollenpaar (19, 19') mit Voreilung (E) gegenüber dem vorhergehenden Biegerollenpaar (18,18') als Streckwalzenpaar antreibbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in Transportrichtung des Bandes letzte Biegerollenpaar (19, 19') mit Voreilung (E) gegenüber dem davorliegenden Biege-Rollenpaar (18,18') antreibbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Biege-Rollenpaare jeweils zueinander mit in Transportrichtung des Bandes zunehmender Voreilung antreibbar sind.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Voreilung (E) derart eingestellt ist, daß die Außenfläche des gestreckten Profils (27) annähernd zu 15% mit Durchbrechungen, das heißt aufgeweiteten Kerben (3). versehen ist.