EP2396127A1 - Verfahren zur herstellung von profilierten blechen - Google Patents

Verfahren zur herstellung von profilierten blechen

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Publication number
EP2396127A1
EP2396127A1 EP10700866A EP10700866A EP2396127A1 EP 2396127 A1 EP2396127 A1 EP 2396127A1 EP 10700866 A EP10700866 A EP 10700866A EP 10700866 A EP10700866 A EP 10700866A EP 2396127 A1 EP2396127 A1 EP 2396127A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bending
roll forming
sheet
profiled sheet
bent
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP10700866A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Albert Sedlmaier
André ABEE
Bernard Poks
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Data M Sheet Metal Solutions GmbH
Original Assignee
Data M Sheet Metal Solutions GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Data M Sheet Metal Solutions GmbH filed Critical Data M Sheet Metal Solutions GmbH
Publication of EP2396127A1 publication Critical patent/EP2396127A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/08—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles making use of forming-rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D47/00—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B21D47/01—Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures beams or pillars
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D7/00—Bending rods, profiles, or tubes
    • B21D7/02—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment
    • B21D7/024—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member
    • B21D7/028—Bending rods, profiles, or tubes over a stationary forming member; by use of a swinging forming member or abutment by a swinging forming member and altering the profile at the same time, e.g. forming bumpers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12—All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12229—Intermediate article [e.g., blank, etc.]

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing a profiled sheet according to the features of claim 1.
  • Roll forming is a continuous process in which a profile is produced from a sheet metal strip. In this process several processing steps can be performed simultaneously, e.g. Embossing, cutting, decorating, perforating, etc. Thus roll forming is characterized by other techniques, such as e.g. extrusion, bending or bending presses.
  • One advantage of roll forming is that within a relatively short time large series can be produced with the same cross-section. Different metals can be used.
  • This method can also be used to produce profiles of non-constant cross-section, but considerable effort is needed.
  • this can be referred to as flexible profiling.
  • Bending is a forming manufacturing process. In this case, a bending moment is applied to the material and thereby brought about a permanent deformation. The bending of sheets is effected in principle by folding over a surface portion relative to the remaining surface portion of a sheet metal strip. Depending on the processes and machines used, relevant characteristics on the workpiece such as bending edge, bending angle or bending radius are defined and reproducible.
  • the present invention is therefore based on the object to provide an easily realizable, resource-saving and cost-effective method by which the above disadvantages of the prior art can be solved.
  • Figure 1 some variants of the invention and their forming strategies
  • FIG. 2 shows some variants according to the invention from FIG. 1 and perspective views thereof;
  • Figure 3 is a schematic representation of a deformation according to an embodiment of the present invention.
  • the present invention is directed to a method for producing a profiled sheet.
  • the method comprises the following steps in the order given.
  • step a) roll forming of a sheet metal strip is carried out by means of a conventional or rigid roll forming machine or a flexible roll forming machine operated like a conventional or rigid roll forming machine.
  • the sheet metal strip determines a first working level of the roll forming system, in relation to which parts of the sheet metal strip are bent to form the profiled sheet.
  • the bent-up parts of the sheet-metal strip are at least partially curved with respect to the first working plane.
  • step b) the bending of the profiled sheet is carried out by means of a bending machine. In this case, the bent-up parts of the profiled sheet are bent such that a second working plane is formed and the first working plane is curved.
  • the profiled sheets produced by the method according to the invention may be open or closed.
  • the profiled sheets may also have a variable cross section across the longitudinal axis.
  • the profiles can be straight or curved. -A -
  • the method further comprises after step b) a step c).
  • step c) roll forming of the profiled sheet is carried out by means of a conventional or rigid roll forming machine or a flexible roll forming machine operated like a conventional or rigid roll forming machine. In this case, parts of the profiled sheet are bent up again in relation to the second working level.
  • roll forming in this step includes a supporting measure.
  • the supporting measure can be carried out at the first working level. For this purpose, individual roles or pairs of rollers that can be moved at least in one axis, follow the profile contour controlled. The profile must be supported in order to be able to do so without problems after (first) bending in the subsequent roll forming process, e.g. Deformation, to be able to lead through the rollforming plant. There are different possibilities for this.
  • rollers / roller pairs must follow the new curved contour, i. they must be movable in at least one axis and can be tracked with appropriate control of the contour.
  • the hat profile of the floor must be supported depending on the current height with rollers that can be tracked in the vertical direction of the longitudinal section.
  • the curved profile can also be placed in a kind of "negative mold” and clamped and guided on a linear guide through the roll forming system.
  • a continuous process is not possible here and the molds / molds must / must always be brought back to the beginning of the plant.
  • the method further comprises after step c) a step d).
  • step d) bending of the profiled sheet is carried out by means of a bending machine.
  • the first and second working planes are at least partially curved.
  • the bending of step b) can take place in one plane.
  • the bending of step d) can take place in one plane, in two planes or in three planes. In the case where bending takes place in two planes, e.g. new roll forming lines are aligned in the bottom and in the side, which are then bent or formed in the subsequent roll forming process. In the case that is bent in three planes, a twist can be introduced into the profile.
  • At least one dimension of the cross section of the profiled sheet can be kept constant or varied.
  • a multiple successive combination of roll forming and bending allows the production of profiles and cross sections in any variations.
  • the width and height can vary.
  • angles can also be changed over the length.
  • only one half of the sheet or of the cross section and in a subsequent roll forming step the other half are processed.
  • the order of the roll forming steps is important.
  • it may also be bent in two or three dimensions (e.g., right / left, up / down, and twisting).
  • the profiled sheets comprise the following profiles: straight or curved profiles, U-shaped profiles with or without flange, V-shaped profiles with or without flange, C-shaped profiles, hat profiles, M-shaped profiles, oval profiles , rectangular profiles and combinations thereof.
  • Oval and rectangular profiles are used, for example, in oval tubes or Rectangular tubes.
  • bending may include a supporting measure.
  • a supporting measure in the bending process a core, a die, a die used or Gleitziehbiegen be used.
  • the bending process can also be done by a simple tool with inner and outer part in conjunction with a hydraulic press.
  • the rolls may contain matching recesses, shelves and collars.
  • the workpiece may also be filled with a resilient plastic (e.g., silicone).
  • a resilient plastic e.g., silicone
  • bending involves the processes of 3-roll bending, slip bending, form-shoe bending and stretch-bending.
  • the present invention also provides combinations of these processes.
  • FIG. 1 For the production of the profile A, which is shown in a sectional view, four steps are required, namely a roll forming step 1, followed by a bending step 2, followed by another roll forming step 3 and another bending step 4. These steps will be described in more detail with reference to FIGS 3 explained.
  • the first two steps for producing the profile B are analogous to those of the profile A, followed by another roll forming step 3 and another bending step 4.
  • the steps 1 and 2 for producing the profile C are also analogous to the steps 1 and 2
  • the profile D of FIG. 1 is produced by means of a roll forming step 1, followed by a bending step 2 and by a further bending step 4.
  • a side view of the profile C and D is shown in Fig. 1 below, with beads on profile sides parallel to the bottom or edge (Flange) are executed.
  • beads are provided on profile pages in any position. These beads also represent a new roll forming line or plane. The orientation and position of the beads is determined by setting the new roll forming line (plane).
  • FIG. 2 the profiles A, B and C of FIG. 1 and perspective views thereof are shown, wherein the perspective views al, a2 show different bending variants of the profile A, the perspective view b shows a bending variant of the profile B and FIGS Perspective view c shows a bending variant of the profile C.
  • the profiled sheets produced according to the invention can be used in different branches of industry, e.g. in the automotive industry, in particular for longitudinal or transverse beams, bumpers, door stiffeners, preforms for hydroforming; in shipbuilding, in particular for masts; in road construction, especially for lanterns; and in architecture, especially for steel construction profiles.
  • the present invention further provides an installation with which the method according to the invention can be carried out.
  • An embodiment of the system can be designed as follows.
  • a module 1 of the plant may be a conventional roll forming and reshape the cut sheet metal strip according to step a) of the present invention (eg in a U-profile).
  • a downstream module 2 may be a bending machine and bend the profiled sheet of step a) according to step b) of the present invention.
  • a further conventional roll forming installation may be located in a module 3 connected downstream of the module 2 and the profiled sheet from step b) according to step c) of the present invention Further transform invention (eg from a U-profile in a hat profile).
  • a further bending installation may be located in a module 4 connected downstream of the module 3, and the profiled sheet from step c) may be further bent according to step d) of the present invention.
  • a feed module and / or a trimmer module may be provided prior to carrying out the process according to the invention.
  • another cutter module may be e.g. be provided after completion of the method according to the invention.
  • the process according to the invention can be carried out in the plant in a continuous or discontinuous process.
  • the profiled sheets can also be bent, wherein the position of the bending line determines the process to be led. If the bending line is to be in the cross-section of the profiled sheet, a continuous process can be carried out (continuous investment). However, if the bending line is to be outside the cross-section of the profiled sheet, a discontinuous process must be carried out (discontinuous plant).
  • step 0 a plan view is shown with the corresponding profile AO of a cut flat sheet metal strip.
  • step 1-4 are corresponding side views of the profile Al -A4 shown during forming. On the left side, the corresponding cross sections of the profiles Al -A4 are shown.
  • step 1 e.g. in a conventional roll forming system in a first working plane 11, the side legs are bent to a "U-profile".
  • the sheet metal blank creates a U-profile with variable leg height.
  • step 2 e.g. with a customized COPRA®-Flexform framework a variable bending process can be performed.
  • the bending radius changes continuously.
  • the band edge comes over the entire length of a second working plane 21 to lie.
  • band edge refers to the illustrated example. In general, it should be said that the new roll forming line (s) are brought into one plane or oriented horizontally for the subsequent roll forming line.
  • step 3 e.g. In a conventional rollforming system, the curved U-profile is bent to a "hat profile".
  • the "hat edge" lies in a plane and the side surfaces of the hat profile get a variable height.
  • discontinuous guidance of the floor 33 may be achieved with e.g. a simplified COPRA®-Flexform framework is required.
  • step 2 of the present example the sheet metal part is bent in one dimension only (up / down), but it is also conceivable to bend the sheet metal part in two or three dimensions.
  • the new roll forming line as in the case of bending in one dimension, passes horizontally through the rollforming plant, but due to the further curvature in the second dimension the frameworks of the subsequent roll forming plant of that second dimension must be adjusted.
  • step 4 for example, a variable bending process can be carried out with an adapted COPRA®-Flexform framework. The bending radius changes continuously.
  • the desired end profile shown in cross section on the right side can be achieved.
  • the roll forming (or cold roll profiling) and bending processes are known and easy to handle processes, resulting in an easily realizable process according to the invention.
  • the profile to be formed can be more easily bent than flexibly profiled in terms of production technology.
  • a core or other supporting measures can be used.
  • a load-appropriate form of the components (savings in terms of weight and energy consumption) can be easily achieved, resulting in a resource-saving method according to the invention results.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Bleches bereit, das folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: a) Rollformen mindestens eines Teils eines Blechbandes mittels einer Rollformanlage, wobei das Blechband eine erste Arbeitsebene der Rollformanlage bestimmt, in Bezug auf weiche Teile des Blechbandes aufgebogen werden, um das profilierte Blech zu bilden, und wobei die aufgebogenen Teile des Blechbandes in Bezug auf die erste Arbeitsebene mindestens teilweise gekrümmt sind; und b) Biegen des profilierten Bleches mittels einer Biegeanlage, wobei die aufgebogenen Teile des profilierten Bleches derart gebogen werden, dass eine zweite Arbeitsebene gebildet wird, wobei die erste Arbeitsebene gekrümmt wird. Die vorliegende Erfindung stellt damit leicht realisierbare, ressourcenschonende und kostengünstige Verfahren bereit.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON PROFILIERTEN BLECHEN
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Bleches gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
Rollformen (Kaltwalzprofilieren) ist ein kontinuierlicher Prozess, bei dem ein Profil aus einem Blechband hergestellt wird. Bei diesem Vorgang können mehrere Bearbeitungsschritte gleichzeitig vorgenommen werden, wie z.B. Prägen, Schneiden, Dekorieren, Perforieren usw. Damit zeichnet sich das Rollformen von anderen Techniken, wie z.B. dem Fließpressen, Abkanten oder Biegepressen aus. Ein Vorzug des Rollformens besteht darin, dass innerhalb relativ kurzer Zeit große Serien mit dem gleichen Querschnitt herstellbar sind. Dabei können verschiedene Metalle verwendet werden.
Für die Herstellung von Profilen mit nicht konstantem Querschnitt kann dieses Verfahren auch verwendet werden, aber es sind hierzu beträchtliche Anstrengungen nötig. Bei Profilen mit variablem Querschnitt, also Profile die über die Länge betrachtet einen unterschiedlichen Querschnitt aufweisen, kann man dies als flexibles Profilieren bezeichnen. Biegen ist ein umformendes Fertigungsverfahren. Dabei wird ein Biegemoment auf das Material aufgebracht und dadurch eine dauerhafte Verformung herbeigeführt. Das Biegen von Blechen wird prinzipiell durch Umklappen eines Flächenabschnitts gegenüber dem verbleibenden Flächenabschnitt eines Blechbandes bewirkt. In Abhängigkeit von den zum Einsatz kommenden Verfahren und Maschinen sind relevante Ausprägungen am Werkstück wie Biegekante, Biegewinkel oder Biegeradius definiert und reproduzierbar.
Die Nachteile des Standes der Technik bei der Herstellung von profilierten Blechen können wie folgt dargestellt werden. Die Durchführung einer flexiblen Profilierung kann nicht auf einfache Weise erreicht werden und eine einfache Führung eines Profils ist nicht möglich, da zu führende Konturen erst ausgebildet werden müssen. Außerdem sind Rollformen und Höhenveränderlichkeit miteinander gekoppelt. Ferner können mit Rollformen z.B. erforderliche Stauchungen und Dehnungen in einem flexiblen Querschnitt nicht ohne weiteres eingebracht werden. Zudem wurde eine einfache Realisierung einer belastungsgerechten Form der Bauteile bisher nicht erreicht. Ferner sind die zum Biegen verwendeten Maschinen, insbesondere Pressen, relativ teuer.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein leicht realisierbares, ressourcenschonendes und kostengünstiges Verfahren bereitzustellen, durch welche die vorstehenden Nachteile des Standes der Technik behoben werden können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. "~" ό ~~
Es folgt eine detaillierte Beschreibung der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen. Darin zeigen:
Figur 1 einige erfindungsgemäße Varianten und ihre Umformstrategien;
Figur 2 einige erfindungsgemäße Varianten aus Fig. 1 und perspektivische Ansichten davon; und
Figur 3 eine schematische Darstellung einer Umformung gemäß einer Ausfuhrungsform der vorliegenden Erfindung.
Die vorliegende Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines profilierten Bleches. Das Verfahren umfasst folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge. In Schritt a) wird das Rollformen eines Blechbandes mittels einer konventionellen oder starren Rollformanlage oder einer flexiblen Rollformanlage, die wie eine konventionelle oder starre Rollformanlage betrieben wird, durchgeführt. Dabei bestimmt das Blechband eine erste Arbeitsebene der Rollformanlage, in Bezug aufweiche Teile des Blechbandes aufgebogen werden, um das profilierte Blech zu bilden. Außerdem sind die aufgebogenen Teile des Blechbandes in Bezug auf die erste Arbeitsebene mindestens teilweise gekrümmt. In Schritt b) wird das Biegen des profilierten Bleches mittels einer Biegeanlage durchgeführt. Dabei werden die aufgebogenen Teile des profilierten Bleches derart gebogen, dass eine zweite Arbeitsebene gebildet und die erste Arbeitsebene gekrümmt wird.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten profilierten Bleche können offen oder geschlossen sein. Die profilierten Bleche können ferner einen veränderlichen Querschnitt über die Längsachse aufweisen. Außerdem können die Profile gerade oder gebogen sein. -A -
In einer Ausfuhrungsform umfasst das Verfahren ferner nach Schritt b) einen Schritt c). In Schritt c) wird das Rollformen des profilierten Bleches mittels einer konventionellen oder starren Rollformanlage oder einer flexiblen Rollformanlage, die wie eine konventionelle oder starre Rollformanlage betrieben wird, durchgeführt. Dabei werden in Bezug auf die zweite Arbeitsebene wieder Teile des profilierten Bleches aufgebogen. Außerdem umfasst das Rollformen in diesem Schritt eine stützende Maßnahme. In einer Ausfuhrungsform kann die stützende Maßnahme an der ersten Arbeitsebene durchgeführt werden. Hierzu können einzelne Rollen oder Rollenpaare, die mindestens in einer Achse bewegt werden können, der Profilkontur gesteuert folgen. Dabei muss das Profil gestützt werden, um es nach dem (ersten) Biegen im nachfolgenden Rollformprozess ohne Probleme, wie z.B. Verformen, durch die Rollformanlage führen zu können. Dafür gibt es verschiedene Möglichkeiten.
Eine Möglichkeit besteht in der Führung oder Stützung durch Rollen/Rollenpaare in der Rollformanlage. Hierbei müssen die Rollen/Rollenpaare der neuen gebogenen Kontur folgen, d.h. sie müssen mindestens in einer Achse beweglich sein und mit entsprechender Steuerung der Kontur nachgefühlt werden können. Unter Bezug auf das nachstehende Ausführungsbeispiel muss bei dem Hut-Profil der Boden je nach aktueller Höhe mit Rollen unterstützt werden, die in vertikaler Richtung dem Längsschnitt nachgeführt werden können. So sind in jedem Gerüst der der Biegung nachfolgenden Rollformanlage die Rollen/Rollenpaare für die Unterstützung in der Höhe zu bewegen.
Alternativ dazu kann das gebogene Profil auch in eine Art "Negativform" gelegt und geklemmt werden und auf einer linearen Führung durch die Rollformanlage geführt werden. Allerdings ist hierbei ein kontinuierlich geführter Prozess nicht möglich und die Form/Formen muss/müssen immer wieder an den Anfang der Anlage gebracht werden. In einer weiteren Ausfuhrungsform umfasst das Verfahren ferner nach Schritt c) einen Schritt d). In Schritt d) wird Biegen des profilierten Bleches mittels einer Biegeanlage durchgeführt. Dabei werden die erste und zweite Arbeitsebene mindestens teilweise gekrümmt.
In einer Ausführungsform kann das Biegen des Schritts b) in einer Ebene erfolgen. In einer weiteren Ausführungsform kann das Biegen des Schritts d) in einer Ebene, in zwei Ebenen oder in drei Ebenen erfolgen. Für den Fall, dass in zwei Ebenen gebogen wird, können z.B. neue Rollformlinien im Boden und in der Seite ausgerichtet werden, welche dann im nachfolgenden Rollformprozess gebogen bzw. geformt werden. Für den Fall, dass in drei Ebenen gebogen wird, kann eine Torsion in das Profil eingebracht werden.
In den erfindungsgemäßen Verfahren kann mindestens eine Dimension des Querschnitts des profilierten Bleches konstant gehalten werden oder variieren. Eine mehrfach nacheinander durchgeführte Kombination aus Rollformen und Biegen gestattet die Herstellung von Profilen und Querschnitten in allen beliebigen Variationen. Dabei können die Breite und die Höhe variieren. Ferner können auch Winkel über die Länge verändert werden. Außerdem kann z.B. in einem Rollformschritt nur eine Hälfte des Bleches bzw. des Querschnitts und in einem anschließenden Rollformschritt die andere Hälfte bearbeitet werden. Hierbei ist nur die Reihenfolge der Rollformschritte wichtig. Ferner kann auch, wie vorstehend erwähnt, in zwei oder drei Dimensionen gebogen werden (z.B. rechts/links, hoch/runter und verdrehen).
In den erfindungsgemäßen Verfahren umfassen die profilierten Bleche folgende Profile: gerade oder gebogene Profile, U-förmige Profile mit oder ohne Flansch, V-fÖrmige Profile mit oder ohne Flansch, C-förmige Profile, Hut-Profile, M- förmige Profile, ovale Profile, rechteckige Profile und Kombinationen davon. Ovale und rechteckige Profile kommen z.B. bei ovalen Rohren bzw. Rechteckrohren vor.
In den erfindungsgemäßen Verfahren kann das Biegen eine stützende Maßnahme umfassen. Als stützende Maßnahme kann im Biegeprozess ein Kern, ein Ziehstein, eine Matrize verwendet oder Gleitziehbiegen eingesetzt werden. Der Biegeprozess kann auch durch ein einfaches Werkzeug mit Innen- und Außenteil in Verbindung mit einer hydraulischen Presse erfolgen. Ebenso können die Rollen für einen 3- Rollen-Biegeprozess passende Aussparungen, Borde und Bunde enthalten. Ferner kann das Werkstück auch mit einem elastischen Kunststoff (z.B. Silikon) gefüllt werden. Z.B. bei Blasinstrumenten wird vor dem Biegen das Rohr mit flüssigem Blei gefüllt.
In den erfindungsgemäßen Verfahren umfasst das Biegen die Prozesse 3-Rollen- Biegen, Gleitbiegen, Biegen mit Formschuh und Streckbiegen. Die vorliegende Erfindung sieht auch Kombinationen dieser Prozesse vor.
Bezug nehmend auf die Figur 1 sind einige erfindungsgemäße Varianten und ihre Umformstrategien gezeigt. Für die Herstellung des Profils A, das in Schnittansicht dargestellt ist, sind vier Schritte erforderlich, nämlich ein Rollformschritt 1, gefolgt von einem Biegeschritt 2, gefolgt von einem weiteren Rollformschritt 3 und einem weiteren Biegeschritt 4. Diese Schritte werden ausführlicher unter Bezugnahme auf die Figur 3 erläutert. Darüber hinaus sind die ersten zwei Schritte zur Herstellung des Profils B analog zu jenen des Profils A, gefolgt von einem weiteren Rollformschritt 3 und einem weiteren Biegeschritt 4. Die Schritte 1 und 2 zur Herstellung des Profils C sind ebenfalls analog zu den Schritten 1 und 2 des Profils A, wiederum gefolgt von einem weiteren Rollformschritt 3 bzw. Biegeschritt 4. Das Profil D der Fig. 1 wird mittels eines Rollformschritts 1, gefolgt von einem Biegeschritt 2 und von einem weiteren Biegeschritt 4 hergestellt. Zusätzlich ist in der Fig. 1 unten eine Seitenansicht des Profils C bzw. D dargestellt, wobei Sicken an Profilseiten parallel zum Boden oder Rand (Flansch) ausgeführt werden.
In einer weiteren Ausfuhrungsform, die nicht dargestellt ist, sind Sicken an Profilseiten in beliebiger Lage vorgesehen. Diese Sicken stellen auch eine neue Rollformlinie bzw. Ebene dar. Die Ausrichtung und Lage der Sicken wird durch das Festlegen der neuen Rollformlinie(ebene) bestimmt.
Bezug nehmend auf Fig. 2 sind die Profile A, B und C aus Fig. 1 sowie perspektivische Ansichten davon gezeigt, wobei die perspektivischen Ansichten al, a2 verschiedene Biegungsvarianten des Profils A zeigen, die perspektivische Ansicht b eine Biegevariante des Profils B zeigt und die perspektivische Ansicht c eine Biegevariante des Profils C zeigt.
Die erfindungsgemäß hergestellten profilierten Bleche können in unterschiedlichen Industriezweigen verwendet werden, z.B. in der Automobilindustrie, insbesondere für Längs- oder Querträger, Stoßfänger, Türversteifungen, Vorformen für Innenhochdruckumformung; im Schiffsbau, insbesondere für Masten; im Straßenbau, insbesondere für Laternen; und in der Architektur, insbesondere für Stahlbauprofile.
Die vorliegende Erfindung sieht ferner eine Anlage vor, mit der das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt werden kann. Eine Ausführungsform der Anlage kann wie folgt ausgelegt sein. In einem Modul 1 der Anlage kann sich eine konventionelle Rollformanlage befinden und das zugeschnittene Blechband gemäß Schritt a) der vorliegenden Erfindung umformen (z.B. in ein U-Profil). In einem nachgeschalteten Modul 2 kann sich eine Biegeanlage befinden und das profilierte Blech aus Schritt a) gemäß Schritt b) der vorliegenden Erfindung biegen. In einer anderen Ausführungsform der Anlage kann sich in einem dem Modul 2 nachgeschalteten Modul 3 eine weitere konventionelle Rollformanlage befinden und das profilierte Blech aus Schritt b) gemäß Schritt c) der vorliegenden Erfindung weiter umformen (z.B. aus einem U-Profil in ein Hut-Profil). In einer weiteren Ausfuhrungsform der Anlage kann sich in einem dem Modul 3 nachgeschalteten Modul 4 eine weitere Biegeanlage befinden und das profilierte Blech aus Schritt c) gemäß Schritt d) der vorliegenden Erfindung weiter biegen. Für den Fall, dass die Anlage die vorstehend beschriebenen Module 1 bis 4 aufweist, kann ein erfindungsgemäßes Verfahren durchgeführt werden, welches im nachstehenden Ausfuhrungsbeispiel erläutert ist.
Die erfindungsgemäße Anlage ist jedoch weder auf die vorstehende Anzahl der Module noch auf ihre Art eingeschränkt. In einer Ausführungsform der Anlage können vor der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens z.B. ein Zufuhrungs-Modul und/oder ein Zuschneider-Modul vorgesehen sein. Ferner kann ein weiteres Zuschneider-Modul z.B. nach Vollendung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorgesehen sein.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Anlage in einem kontinuierlichen oder diskontinuierlichen Prozess durchgeführt werden. Wie vorstehend erwähnt ist, können die profilierten Bleche auch gebogen sein, wobei die Lage der Biegelinie über den zu führenden Prozess entscheidet. Wenn sich die Biegelinie im Querschnitt des profilierten Bleches befinden soll, kann ein kontinuierlicher Prozess durchgeführt werden (kontinuierliche Anlage). Wenn sich aber die Biegelinie außerhalb des Querschnitts des profilierten Bleches befinden soll, muss ein diskontinuierlicher Prozess durchgeführt werden (diskontinuierliche Anlage).
Ausführungsbeispiel
Bezug nehmend auf Fig. 3, ist eine schematische Darstellung einer Umformung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung gezeigt. In Schritt 0 ist eine Draufsicht mit dem entsprechenden Profil AO eines zugeschnittenen flachen Blechbandes gezeigt. In Schritt 1-4 sind entsprechende Seitenansichten des Profils Al -A4 während der Umformung gezeigt. Auf der linken Seite sind die entsprechenden Querschnitte der Profile Al -A4 dargestellt.
In Schritt 1 können z.B. in einer konventionellen Rollformanlage in einer ersten Arbeitsebene 11 die Seitenschenkel zu einem "U-Profil" gebogen werden. Durch den Blechzuschnitt entsteht ein U-Profil mit variabler Schenkelhöhe.
In Schritt 2 kann z.B. mit einem angepassten COPRA®-Flexform Gerüst ein variabler Biegevorgang ausgeführt werden. Der Biegeradius ändert sich dabei kontinuierlich. Dabei kommt die Bandkante über die ganze Länge auf eine zweite Arbeitsebene 21 zum Liegen. Es sollte beachtet werden, dass der Ausdruck "Bandkante" sich auf das dargestellte Beispiel bezieht. Im Allgemeinen sollte davon gesprochen werden, dass die neue Rollformlinie bzw. die neuen Rollformlinien in eine Ebene gebracht bzw. horizontal für die nachfolgende Rollformanlage ausgerichtet wird/werden.
In Schritt 3 kann z.B. in einer konventionellen Rollformanlage das gebogene U- Profil zu einem "Hut-Profil" gebogen werden. Der "Hut-Rand" liegt dabei in einer Ebene und die Seitenflächen des Hut-Profils bekommen eine variable Höhe. Wahlweise kann eine diskontinuierliche Führung des Bodens 33 mit z.B. einem vereinfachten COPRA®-Flexform Gerüst erforderlich sein.
In Schritt 2 des gegenwärtigen Beispiels wird das Blechteil nur in einer Dimension gebogen (rauf/ runter), aber es ist auch denkbar das Blechteil in zwei oder drei Dimensionen zu Biegen. Wird nun das Blechteil in zwei Dimensionen gebogen, so verläuft in Schritt 3 die neue Rollformlinie, wie im Fall des Biegens in einer Dimension, horizontal durch die Rollformanlageanlage, aber durch die weitere Krümmung in der zweiten Dimension müssen die Gerüste der nachfolgenden Rollformanlage dieser zweiten Dimension angepasst werden. In Schritt 4 kann z.B. mit einem angepassten COPRA®-Flexform Gerüst ein variabler Biegevorgang ausgeführt werden. Der Biegeradius ändert sich dabei kontinuierlich. Schließlich kann das auf der rechten Seite im Querschnitt dargestellte gewünschte Endprofil erzielt werden.
Die durch die vorliegende Erfindung erzielten Vorteile können wie folgt zusammengefasst werden:
Die Verfahren Rollformen (bzw. Kaltwalzprofilieren) und Biegen sind bekannte und einfach zu handhabende Verfahren, woraus erfindungsgemäß ein leicht realisierbares Verfahren resultiert.
Das zu formende Profil kann produktionstechnisch leichter gebogen als flexibel profiliert werden.
Im Biegeprozess können ein Kern oder andere stützende Maßnahmen verwendet werden.
Erforderliche Stauchungen und Dehnungen in dem flexiblen Querschnitt werden durch den Biegeprozess eingebracht, woraus erfindungsgemäß ein kostengünstiges Verfahren resultiert. Die dabei nötige Führung des Querschnittes bzw. des Profils ist auch somit kostengünstiger zu realisieren.
Eine belastungsgerechte Form der Bauteile (Einsparungen hinsichtlich Gewicht und Energieaufwand) kann einfach erzielt werden, woraus erfindungsgemäß ein ressourcenschonendes Verfahren resultiert.
Rollformen und Höhenveränderlichkeit werden entkoppelt.
Eine einfachere Führung des Profils ist möglich, da die zu führende Kontur bereits vorhanden ist. Im Gegensatz hierzu entsteht die zum Führen nötige Kontur erst während eines flexiblen Profilierprozesses.
Durch eine geeignete Wahl der Folge der Umformschritte ist eine sehr breite Palette von Profilen durch die erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar, wobei es unerheblich ist, ob das Profil offen oder geschlossen ist, da es nur auf die Reihenfolge der Rollformschritte ankommt.
Wenn in irgendeinem der Ansprüche erwähnte technische Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen lediglich eingeschlossen, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen. Entsprechend haben diese Bezugszeichen keine einschränkende Auswirkung auf den Schutzumfang eines jeden Elements, das exemplarisch durch solche Bezugszeichen bezeichnet wird.

Claims

ANSPRÜCHE
1. Verfahren zur Herstellung eines profilierten Bleches, das folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: a) Rollformen mindestens eines Teils eines Blechbandes mittels einer Rollformanlage, wobei das Blechband eine erste Arbeitsebene der Rollformanlage bestimmt, in Bezug aufweiche Teile des Blechbandes aufgebogen werden, um das profilierte Blech zu bilden, und wobei die aufgebogenen Teile des Blechbandes in Bezug auf die erste Arbeitsebene mindestens teilweise gekrümmt sind; und b) Biegen des profilierten Bleches mittels einer Biegeanlage, wobei die aufgebogenen Teile des profilierten Bleches derart gebogen werden, dass eine zweite Arbeitsebene gebildet wird, wobei die erste Arbeitsebene gekrümmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner nach Schritt b) folgenden Schritt umfasst: c) Rollformen mindestens eines Teils des profilierten Bleches mittels einer Rollformanlage, wobei in Bezug auf die zweite Arbeitsebene wieder Teile des profilierten Bleches aufgebogen werden, und wobei das Rollformen eine stützende Maßnahme umfasst.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die stützende Maßnahme an der ersten Arbeitsebene durchgeführt wird, indem stützende Rollen oder Rollenpaare entlang mindestens einer Achse gesteuert werden, um dem Höhenverlauf des Profils der ersten Arbeitsebene zu folgen, oder indem die erste Arbeitsebene in eine Art "Negativform" gelegt oder geklemmt wird und auf einer linearen Führung durch die Rollformanlage geführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, das ferner nach Schritt c) folgenden Schritt umfasst: d) Biegen des profilierten Bleches mittels einer Biegeanlage, wobei die erste und zweite Arbeitsebene mindestens teilweise gekrümmt werden.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-4, wobei mindestens eine Dimension des Querschnitts des profilierten Bleches konstant gehalten wird oder variiert.
6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-5, wobei das Biegen des Schritts b) in einer Ebene erfolgt.
7. Verfahren nach Anspruch 4 und Anspruch 6, sofern von Anspruch 4 abhängig, wobei das Biegen des Schritts d) in einer Ebene, in zwei Ebenen oder in drei Ebenen erfolgt.
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-7, wobei die profilierten Bleche folgende Profile umfassen: gerade oder gebogene Profile, U- förmige Profile mit oder ohne Flansch, V-förmige Profile mit oder ohne Flansch, C-förmige Profile, Hut-Profile, M- förmige Profile, ovale Profile, rechteckige Profile und Kombinationen davon.
9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-8, wobei das Biegen eine stützende Maßnahme umfasst.
10. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, wobei das Biegen 3 -Rollen-Biegen, Gleitbiegen, Biegen mit Formschuh, Streckbiegen und Kombinationen davon umfasst.
11. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-10, wobei Sicken an Profilseiten in einer beliebigen Lage vorgesehen sind.
12. Verfahren zur Herstellung eines profilierten Bleches, das folgende Schritte in der angegebenen Reihenfolge umfasst: a) Rollformen eines Blechbandes mittels einer Rollformanlage, wobei das Blechband eine erste Arbeitsebene der Rollformanlage bestimmt, in Bezug auf welche Teile des Blechbandes aufgebogen werden, um das profilierte Blech zu bilden, wobei eine Dimension des Querschnitts des profilierten Bleches konstant gehalten wird und wobei die aufgebogenen Teile des Blechbandes in Bezug auf die erste Arbeitsebene mindestens teilweise gekrümmt sind; und b) Biegen des profilierten Bleches mittels einer Biegeanlage, wobei die aufgebogenen Teile des profilierten Bleches derart gebogen werden, dass eine zweite Arbeitsebene gebildet wird, wobei die erste Arbeitsebene gekrümmt wird und wobei wieder eine Dimension des Querschnitts des profilierten Bleches konstant gehalten wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner nach Schritt b) folgenden Schritt umfasst: c) Rollformen des profilierten Bleches mittels einer Rollformanlage, wobei in Bezug auf die zweite Arbeitsebene wieder Teile des profilierten Bleches aufgebogen werden, wobei eine Dimension des Querschnitts des profilierten Bleches konstant gehalten wird und wobei das Rollformen eine stützende Maßnahme umfasst.
14. Profiliertes Blech, hergestellt nach einem der Ansprüche 1-13, zur Verwendung in einem Industriezweig, umfassend die Automobilindustrie, insbesondere für Längs- oder Querträger, Stoßfänger, Türversteifungen, Vorformen für Innenhochdruckumformung; den Schiffsbau, insbesondere für Masten; den Straßenbau, insbesondere für Laternen; und die Architektur, insbesondere für Stahlbauprofile.
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