EP2604354A1

EP2604354A1 - Rollumformstation, Profilieranlage und Verfahren zur Umformung eines Bleches oder Blechbandes

Info

Publication number: EP2604354A1
Application number: EP12196563.6A
Authority: EP
Inventors: Dirk Lindemann
Original assignee: Kronenberg Profil GmbH
Current assignee: Kronenberg Profil GmbH
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2012-12-11
Publication date: 2013-06-19
Also published as: DE102011120914A1

Abstract

Rollumformstation (1) zur Umformung von Blech oder Blechband (3), mit einer für das Blech oder Blechband (3) vorgesehenen Vorschubrichtung (Z), umfassend mindestens ein erstes Gerüst (13) mit einem ersten Rollensatz (11), wobei der Rollensatz mindestens eine erste Rolle (111) mit einer Rotationsachse (4) und eine zweite Rolle (112) mit einer Rotationsachse (4) umfasst, wobei die Rollen (111, 112) zwischen sich einen Rollumformbereich (5) ausbilden, ein zweites Gerüst (14) mit einem zweiten Rollensatz (12), wobei der Rollensatz mindestens eine erste Rolle (121) mit einer Rotationsachse (4) und eine zweite Rolle (122) mit einer Rotationsachse (4) umfasst, wobei die Rollen (121, 122) zwischen sich einen Rollumformbereich (5) ausbilden, wobei mindestens ein Gerüst (13, 14), vorzugsweise das erste Gerüst (13) und das zweite Gerüst (14), bewegbar, insbesondere verschiebbar, in der Rollumformstation (1) aufgenommen sind. Ferner betrifft die Erfindung eine Profilieranlage mit mindestens einer erfindungsgemäßen Rollumformstation und ein Verfahren zur Umformung eines Bleches oder Blechbandes (3) in ein Profil.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Rollumformstation gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 , eine Profilieranlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 sowie ein Verfahren zur Umformung eines Bleches oder Blechbandes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Rollumformstationen bzw. Profilieranlagen sind hinreichend bekannt. Eine Kategorie von Rollumformstationen bzw. Profilieranlagen zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die Rollensatze, die zur Umformung des Blechbandes genutzt werden, auf fest voreingestellten, während des Umformvorgangs nicht beweglichen Gerüsten montiert sind. Der Aufbau einer derartigen Rollumformstation gestaltet sich in der Regel wie folgt. Eine Rollumformstation weist ein erstes Gerüst und ein zweites Gerüst auf. Die Gerüste werden über eine Oberwelle und eine Unterwelle miteinander verbunden. Die Oberwelle und die Unterwelle dienen zur Aufnahme der zur Umformung benötigten Rollen. Mindestens zwei Rollen bilden einen Rollensatz. Ergänzt werden diese je nach Profilform durch so genannte Seitenrollen. Derartige Rollumformstationen werden, ggf. zusammen mit weiteren Stationen mit unterschiedlichen Funktionen, zu einer Profilieranlage zusammengefasst. Mit einer derartigen Profilieranlage lässt sich Blechband zu Profilen mit in Längsrichtung konstanten Profilquerschnitten umformen.
Bekannt sind ebenfalls Rollumformstationen bzw. Profilieranlagen bei denen die Gerüstständer nicht mit durchgehenden Wellen verbunden sind, sondern nur sogenannte fliegende Wellen aufweisen, auf denen die Rollen montiert sind. Die beiden Gerüstständer sind dann im Rahmen eines Rüstvorganges manuell oder automatisch voneinander weg oder aufeinander zu bewegbar, um breitere oder schmalere Profile mit einem kontinuierlichen Querschnitt zu produzieren. Nachteilig an den oben skizzierten Rollumformstationen bzw. Profilieranlagen ist jedoch, dass sie nur zur Herstellung von Profilen geeignet sind, bei denen der Profilquerschnitt über die gesamte Profillänge konstant bleibt.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an und macht es sich zur Aufgabe, eine verbesserte Rollumformstation bereitzustellen, insbesondere eine Rollumformstation bereitzustellen, mit der Profile hergestellt werden können, die einen in Längsrichtung variierenden Profilquerschnitt aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Rollumformstation mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dadurch, dass mindestens ein Gerüst, vorzugsweise das erste Gerüst und das zweite Gerüst, während des Rollumformens bewegbar, insbesondere verschiebbar, in der Rollumformstation aufgenommen ist, können Profile mit in Längsrichtung variablem Querschnitt hergestellt werden. Die Gerüste können insbesondere während des Profilierprozesses verfahren werden, so dass ein Profil mit verändertem Querschnitt hergestellt werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich insbesondere durch die Merkmale der Unteransprüche. Die Merkmale der Unteransprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollumformstation kann beispielsweise vorgesehen sein, dass mindestens ein Gerüst, vorzugsweise das erste Gerüst und das zweite Gerüst, quer zur Vorschubrichtung verschiebbar sind. Die Verschiebbarkeit quer zur Vorschubrichtung eignet sich besonders zur Herstellung von Profilen, deren Profilquerschnitt in Längsrichtung variieren soll.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollumformstation kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Rolle eines Rollensatzes, insbesondere die erste Rolle und die zweite Rolle eines Rollensatzes, senkrecht zu ihrer Rotationsachse bewegbar, insbesondere verschiebbar, mit dem Gerüst verbunden ist. Durch diese Maßnahme kann die Rollumformstation einerseits auf unterschiedliche Bleche eingestellt werden, die sich durch ihre Blechdicke unterscheiden. Andererseits kann die Rollumformstation auch während des Rollumformens auf kontinuierlich ändernde Blechdicken eingestellt werden, insbesondere auf Bleche, die in Längsrichtung unterschiedliche Blechdicken aufweist.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollumformstation kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Rollensatz, insbesondere der erste Rollensatz und der zweite Rollensatz, senkrecht zur Rotationsachse mindestens einer Rolle bewegbar, insbesondere verschiebbar, mit dem Gerüst verbunden ist. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, dass eine möglichst große Vielfalt von Profilen mit in Längsrichtung variablem Querschnitt hergestellt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Rollumformstation kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Rollensatz, insbesondere der erste Rollensatz und der zweite Rollensatz, um eine Schwenkachse schwenkbar mit dem Gerüst verbunden ist. Durch diese Maßnahme kann insbesondere erreicht werden, dass die Rotationsachse zumindest einer der formgebenden Rollen je Gerüst im 90° Winkel zur jeweiligen Winkelhalbierenden der in dieser Rollumformstation angestrebten Profilform bzw. des zu profilierenden Umformwinkels ausgerichtet sein kann. Die Ausrichtung erfolgt vorzugsweise während des Betriebes der Rollumformstation. Durch diese Maßnahme kann eine Kollision der mit der Profilwange der zu profilierenden Kurve vermieden werden. Durch die Möglichkeit des Schwenkens besteht die zusätzliche Möglichkeit, die Rollen für unterschiedliche Profilanwendungen einzusetzen, indem die Rollen für das jeweilige Profil anders geschwenkt werden.
In diesem Zusammenhang kann vorzugsweise vorgesehen sein, dass die Schwenkachse parallel zur Vorschubrichtung ausgerichtet ist.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine verbesserte Profilieranlage vorzuschlagen, insbesondere eine Profilieranlage vorzuschlagen, mit der Profile hergestellt werden können, die einen in Längsrichtung variierenden Querschnitt aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Profilieranlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Dadurch, dass es sich um eine Rollumformstation gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 handelt, können Profile mit in Längsrichtung variablem Querschnitt hergestellt werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Profilieranlage ergeben sich insbesondere durch die Merkmale der Unteransprüche. Die Merkmale der Unteransprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Profilieranlage kann vorgesehen sein, dass die Profilieranlage eine Messeinrichtung zur Bestimmung der Blechdicke, eine Messeinrichtung zur Bestimmung der linken Blechbreite bezogen auf eine theoretische Mittelachse der Profilieranlage, eine Messeinrichtung zur Bestimmung der rechten Blechbreite bezogen auf eine theoretische Mittelachse der Profilieranlage und/oder eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Vorschubes des Blechbandes umfasst. Die Messdaten können dazu genutzt werden, das erforderliche Verfahren der einzelnen Gerüste in Querrichtung zu errechnen und den entsprechenden Antrieben die Ansteuerung zu geben.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass eine oder mehrere Rollen ohne Antrieb arbeiten können, um unnötige Reibung aufgrund der Querschnittsveränderung zu vermeiden. Sowohl alle Rollen eines Gerüstes können angetrieben sein, als auch nur manche oder auch gar keine. Grundsätzlich treten beim Umformen Reibungen zwischen den Rollen und dem Blech auf. Diese Reibung ist an manchen Rollumformstationen größer, wenn der Umformgrad ein anderer ist oder wenn der zu führende Schenkel des Bleches in einem anderen Winkel steht oder der Umformweg länger ist. Durch die Reibung entsteht Wärme im Blech, wodurch teils ungewünschte Effekte (Verzug) auftreten. In solchen Fällen trennt man einzelne Rollen vom Antrieb, damit diese nur noch vom Blech mit getrieben werden, wodurch sich die Reibung verringert. Dies ist jedoch nur zu einem gewissen Grad möglich, weil die Gefahr des Bandstopps wegen zu wenig Vortriebskraft besteht.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, ein Verfahren zur Umformung eines Bleches oder Blechbandes in ein Profil mit einer Profilumformstation vorzuschlagen, mit dem Profile hergestellt werden können, die in Längsrichtung einen variablen Querschnitt aufweisen.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, dass die Position des ersten Gerüstes in Bezug auf das zweite Gerüst während der Blechumformung verändert wird.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich insbesondere aus den Merkmalen der Unteransprüche. Die Merkmale der Unteransprüche können grundsätzlich beliebig miteinander kombiniert werden.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass das Gerüst quer zur Vorschubrichtung verfahren wird. Die Verschiebbarkeit quer zur Vorschubrichtung eignet sich besonders zur Herstellung von Profilen, deren Profilquerschnitt in Längsrichtung variieren soll.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die erste Rolle eines Rollensatzes während der Blechumformung gegenüber der zweiten Rolle, insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse, verfahren wird. Durch diese Maßnahme können unterschiedliche Blechdicken mit dem gleichen Rollensatz profiliert werden.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Rollensatz während der Blechumformung, insbesondere in Richtung senkrecht zur Rotationsachse seiner Rollen, verfahren wird. Auch diese Maßnahme trägt dazu bei, dass eine möglichst große Vielfalt von Profilen mit in Längsrichtung variablem Querschnitt hergestellt werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass mindestens ein Rollensatz während der Blechumformung derart ausgerichtet wird, dass die Rotationsachse zumindest einer der formgebenden Rollen je Gerüst in einem 90° Winkel zu der jeweiligen Winkelhalbierenden der in dieser Rollumformstation angestrebten Profilform ausgerichtet ist. Durch diese Maßnahme kann insbesondere gewährleistet werden, dass das Gerüst während des Rollumformens nicht geschwenkt werden muss. Die Reibung zwischen Rolle und Blech kann reduziert werden. Der Rollensatz liegt vorteilhafterweise formschlüssig an dem Profil an.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Blechdicke, die linke Blechbreite bezogen auf eine Mittelachse der Profilieranlage, die rechte Blechbreite bezogen auf eine Mittelachse der Profilieranlage und/oder der Vorschub des Bleches bestimmt wird. Die Messdaten werden vorteilhafterweise dazu genutzt, um das erforderliche Verfahren der einzelnen Gerüste in Querrichtung zu errechnen und den entsprechenden Antrieben (nicht dargestellt) die Ansteuerung zu geben.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

Fig. 1: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollumformstation;
Fig. 1a: eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollumformstation mit einem Anstellwinkel von etwa 10°;
Fig. 2: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollumformstation;
Fig. 2a: eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollumformstation mit einem Anstellwinkel von etwa 10°;
Fig. 3: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollumformstation mit einem ersten Position im Hinblick auf den Schwenkwinkel ß (incl. Detail Schwenkachse);
Fig. 3a: eine dritte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rollumformstation mit einem zweiten Position im Hinblick auf den Schwenkwinkel ß;
Fig. 4: beispielhafte Abschnitte eines Bleches bzw. Blechbandes vor dem Einlauf in die Profilieranlage;
Fig. 5: eine Vermessungsstation für die erfindungsgemäße Profilieranlage;
Fig. 6: eine schematische Darstellung von Messlinien zur Bestimmung von Form und Lage des Blechbandes;
Fig. 7: eine erfindungsgemäße Profilieranlage in einer Draufsicht;
Fig. 8: eine Detaildarstellung einer erfindungsgemäßen Profilieranlage;
Fig. 9: eine erfindungsgemäße Profilieranlage in einer seitlichen Ansicht und einer Draufsicht;
Fig. 10: beispielhafte Profilform, die mit der erfindungsgemäßen Rollumformstation bzw. Profilieranlage herstellbar ist;
Fig. 11: beispielhafte Profilform, die mit der erfindungsgemäßen Rollumformstation bzw. Profilieranlage herstellbar ist;
Fig. 12: beispielhafte Profilform, die mit der erfindungsgemäßen Rollumformstation bzw. Profilieranlage herstellbar ist;
Fig. 13: beispielhafte Profilform, die mit der erfindungsgemäßen Rollumformstation bzw. Profilieranlage herstellbar ist.

Folgende Bezugszeichen werden in den Abbildungen verwendet:

1: Rollumformstation
2: Profilieranlage
3: Blech / Blechband
4: Rotationsachse
5: Rollumformbereich
6: Schwenkachse
7: Kreisbahn
8: Winkelhalbierende

α: Anstellwinkel
β: Schwenkwinkel

11: erster Rollensatz
12: zweiter Rollensatz
13: erstes Gerüst
14: zweites Gerüst
15: Halterung

21: Ständer
22: Vermessungsstation
23: Mittelachse

ML1-MLn: Messlinie 1 bis n

111: erste Rolle
112: zweite Rolle

121: erste Rolle
122: zweite Rolle

221: erste Messeinrichtung (Blechdicke)
222: zweite Messeinrichtung (linke Blechbreite)
223: dritte Messeinrichtung (rechte Blechbreite)

Zur besseren Orientierung soll nachfolgend von einem kartesischen Koordinatensystem, umfassend eine X-, eine Y- und eine Z-Achse, ausgegangen werden.
Mit einer erfindungsgemäßen Rollumformstation 1 bzw. Profilieranlage 2 kann ein in der Regel flaches Blech bzw. Blechband - nachfolgend der Einfachheit als Blech 3 bezeichnet - in ein Profil mit einem von der flachen Form abweichenden Querschnitt - nachfolgend Profil - umgeformt werden.
Eine erfindungsgemäße Rollumformstation 1 umfasst im Wesentlichen ein erstes Gerüst 13 mit einem ersten Rollensatz 11 und ein zweites Gerüst 14 mit einem zweiten Rollensatz 12. Der erste Rollensatz 11 weist mindestens eine erste Rolle 111 und eine zweite Rolle 112 auf. Der zweite Rollensatz 12 weist ebenfalls mindestens eine erste Rolle 121 und eine zweite Rolle 122 auf. Die Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 sind mindestens drehbar, vorzugsweise mittels geeigneter Lager, mit dem jeweiligen Gerüst 13 bzw. 14 verbunden. Die Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 können auch mittels eines Antriebes (nicht dargestellt) angetrieben sein. Die Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 weisen jeweils eine Rotationsachse 4 auf. Die Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 bilden zwischen sich einen Rollumformbereich 5 aus, in dem eine Umformung des Bleches 3 stattfinden kann. Das Blech 3 passiert die Rollumformstation 1 in einer vorbestimmten Vorschubrichtung Z. Zur Orientierung in dem kartesischen Koordinatensystem wird davon ausgegangen, dass dies der Z-Richtung entspricht.
Die erfindungsgemäße Rollumformstation umfasst ferner eine Halterung 15 zur Aufnahme des ersten Gerüstes 13 und des zweiten Gerüstes 14. Die Halterung 15 kann Teil einer Profilieranlage 2 sein, worauf weiter unten noch näher eingegangen werden wird.
Das erste Gerüst 13 und/oder das zweite Gerüst 14 sind bewegbar, insbesondere verschiebbar, auf der Halterung 15 aufgenommen, dergestalt, dass der Abstand zwischen den Gerüsten 13, 14 während des Rollumformens verändert werden kann. Die Bewegbarkeit des bzw. der Gerüste 13, 14 kann grundsätzlich in allen Richtungen des kartesischen Koordinatensystems gegeben sein, vorzugsweise jedoch in X-Richtung, demnach quer zur Vorschubrichtung des Bleches 3. Soweit die beiden Gerüste 13, 14 einer erfindungsgemäßen Rollumformstation 1 gegenüber angeordnet sind, können die beiden Gerüste 13, 14 entsprechend voneinander weg und aufeinander zu bewegt werden. Entsprechend kann auch der Abstand bzw. die Position der Rollensätze 11, 12 zueinander durch ein Verfahren der Gerüste 13, 14 variiert werden.
In der Regel umfasst eine Rollenumformstation 1 zwei Gerüste 13, 14 mit je einem Rollensatz 11, 12. Die nachfolgende Beschreibung der Rollumformstation 1 erfolgt zunächst - aus Gründen der Übersichtlichkeit - im Wesentlichen anhand eines Gerüstes 13 bzw. 14 und eines Rollensatzes 11 bzw. 12. Bei kleineren Profilquerschnitten kann es sein, dass die Gerüste 13, 14 versetzt zueinander angeordnet werden müssen um entsprechend Platz für die Umformrollen zu schaffen, da es ansonsten zu einer Kollision der Rollen kommen kann. (vgl. insbesondere Fig. 1 Rolle 111/121)
Es kann vorgesehen sein, dass mindestens eine Rolle 111 bzw. 121 eines Rollensatzes 11 bzw. 12 relativ zu einer anderen Rolle 112 bzw. 122 des Rollensatzes 11 bzw. 12 bewegt, insbesondere verschoben werden kann. Vorzugsweise kann die Rolle 111 bzw. 121 senkrecht zu deren Rotationsachse 4 verschoben werden. Die Bewegbarkeit bzw. Verschiebbarkeit der Rollen kann grundsätzlich in allen Richtungen des kartesischen Koordinatensystems, vorzugsweise jedoch in XY-Richtung, gegeben sein. Diese Maßnahme dient im Wesentlichen der Anpassung an verschiedene Blechdicken.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass mindestens ein Rollensatz 11 bzw. 12 relativ zu dem Gerüst 13 bzw. 14 bewegt, insbesondere verschoben werden kann. Vorzugsweise kann der Rollensatz 11 bzw. 12 senkrecht zu den Rotationsachsen 4 der Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 verschoben werden. Die Bewegbarkeit bzw. Verschiebbarkeit des Rollensatzes kann grundsätzlich in allen Richtungen des kartesischen Koordinatensystems, vorzugsweise jedoch in XY-Richtung, gegeben sein.
Es kann ferner vorgesehen sein, dass mindestens ein Rollensatz 11 bzw. 12 relativ zu dem Gerüst 13 bzw. 14 geschwenkt werden kann. Als Schwenkachse 6 dient dabei vorzugsweise eine Achse parallel zu der Vorschubrichtung Z des Bleches 3. In dem hier verwendeten kartesischen Koordinatensystem entspricht dies der Z-Richtung. Die Schwenkachse 6 verläuft vorzugsweise durch den Rollumformbereich 5. Insofern kann der Rollensatz 11 bzw. 12 auf einer Kreis- bzw. Kurvenbahn 7 bewegt werden. Durch diese Maßnahme kann unter anderem der Schwenkwinkel β der Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 bzw. des Rollensatzes 11 bzw. 12 verändert werden. Es kommt ferner in Betracht, dass mindestens einer der schwenkbaren Rollensätze auf Umschlag (auf dem Kopf stehend) montierbar ist, um ein größeres Anwendungsspektrum abzudecken.
Mit der hier skizzierten Bewegbarkeit bzw. Schwenkbarkeit der Gerüste 13, 14, Rollensätze 11, 12 und Rollen 111, 112 bzw. 121, 122 lassen sich komplexe Bewegungen der Umformwerkzeuge darstellen. Die Bewegbarkeit bzw. Schwenkbarkeit wird durch geeignete Stellmittel (nicht dargestellt), wie beispielsweise Servomotoren, gewährleistet, auf die hier jedoch nicht näher eingegangen werden muss. Die Bewegbarkeit der Gerüste, Rollensätze und Rollen kann nicht nur während des Rüstens, sondern ebenfalls während des Umformens stattfinden.
Nachfolgend werden einige bevorzugte Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Rollumformstationen näher beschrieben.
In einer ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 bzw. Fig. 1a ist beispielsweise vorgesehen, dass es sich bei der ersten Rolle 111 bzw. 121 um eine Seitenrolle und bei der zweiten Rolle 112 bzw. 122 um eine Zylinderrolle handelt. Es ist ferner vorgesehen, dass die erste Rolle 111 bzw. 121 in XY-Richtung verschiebbar ist. Die erste Rolle 111 bzw. 121 kann auch unterschiedliche fixe Anstellwinkel α aufweisen, wie in den Fig. 1 und 1a erkennbar ist. Insofern zeigt sich, dass die Rolle 111 bzw. 121 in Fig. 1 einen Anstellwinkel α von etwa 45° und die Rolle 111 bzw. 121 in Fig. 1a einen Anstellwinkel α von etwa 10° bezogen auf die X-Achse (Waagerechte) aufweist. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass mindestens ein, vorzugsweise beide Gerüste 13, 14 in X-Richtung verfahren werden können.
In einer zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2 bzw. Fig. 2a ist beispielsweise vorgesehen, dass es sich bei der ersten Rolle 111 bzw. 121 um eine Seitenrolle und bei der zweiten Rolle 112 bzw. 122 ebenfalls um eine Seitenrolle handelt. Es ist ferner vorgesehen, dass die erste Rolle 111 bzw. 121 in XY-Richtung und die zweite Rolle 112 bzw. 122 ebenfalls in XY-Richtung bewegt werden kann. Ferner können die Gerüste 13, 14 in X-Richtung bewegt werden. Die Rollensätze 11, 12 können auch unterschiedliche fixe Anstellwinkel α aufweisen, wie in den Fig. 2 und 2a erkennbar ist. Insofern zeigt sich, dass der Rollensatz 11 bzw. 12 in Fig. 2 einen Anstellwinkel α von etwa 45° und der Rollensatz 11 bzw. 12 in Fig. 2a einen Anstellwinkel α von etwa 10° bezogen auf die X-Achse (Waagerechte) aufweist. Wenngleich hier für die Rollensätze jeweils identische Anstellwinkel α dargestellt sind, können auch unterschiedliche Anstellwinkel innerhalb der Rollumformstation vorliegen. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass mindestens ein, vorzugsweise beide Gerüste 13, 14 in X-Richtung verfahren werden können.
In einer dritten Ausführungsform gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 3a ist beispielsweise vorgesehen, dass es sich bei der ersten Rolle 111 bzw. 121 um eine Seitenrolle und bei der zweiten Rolle 112 bzw. 122 ebenfalls um eine Seitenrolle handelt. Es ist ferner vorgesehen, dass die erste Rolle 111 bzw. 121 in XY-Richtung und die zweite Rolle 112 bzw. 122 ebenfalls in XY-Richtung bewegt werden kann. Insofern kann auch der gesamte Rollensatz 11 bzw. 12 in XY-Richtung bewegt werden. Ferner kann mindestens ein, vorzugsweise beide Gerüste 13, 14 in X-Richtung bewegt werden. Darüber hinaus ist vorgesehen, dass mindestens ein, vorzugsweise beide Rollensätze 11, 12 geschwenkt, insbesondere auf einer Kreisbahn 7 bewegt werden können. Der Mittelpunkt (= Schwenkachse 6) dieser Kreisbahn 7 ist vorzugsweise in dem Rollumformbereich 5 angeordnet. Im Wesentlichen bietet die Ausführungsform gemäß Fig. 3 bzw. Fig. 3a dementsprechend die Möglichkeit, einen Schwenkwinkel β des Rollensatzes 11 bzw. 12 variabel einzustellen bzw. den Rollensatz um einen Winkel β zu schwenken. Die variable Einstellung des Schwenkwinkels β kann während des Rüstens erfolgen.
Eine erfindungsgemäße Profilieranlage 2 umfasst im Wesentlichen ein geeignetes Ständerwerk 21, sowie mindestens eine erfindungsgemäße Rollumformstation 1, vorzugsweise eine Anzahl von erfindungsgemäßen Rollumformstationen 1. Im Wesentlichen sind mehrere erfindungsgemäße Rollumformstationen, ggf. auch Rollumformstationen gemäß dem Stand der Technik und ggf. weitere Stationen mit ggf. anderen Aufgaben hintereinander angeordnet. Die Halterung 15 kann aus dem Ständer 21 ausgeformt oder auf dem Ständer angebracht sein. Die Vorschubrichtungen der einzelnen Rollumformstationen sind im Wesentlichen identisch, so dass auch die Profilieranlage eine entsprechende Vorschubrichtung Z des Bleches 3 aufweist, während das Blech 3 in der Profilieranlage 2 umgeformt wird. Die Vorschubrichtung Z entspricht in der Regel auch einer Mittelachse 23 der Anlage oder ist parallel hierzu ausgerichtet.
Als weitere Station kann beispielsweise eine Vermessungsstation 22 vorgesehen sein. Die Vermessungsstation kann beispielsweise eine erste Messeinrichtung 221 zur Bestimmung der Blechdicke, eine zweite Messeinrichtung 222 zur Bestimmung der linken Blechbreite und eine dritte Messeinrichtung 223 zur Bestimmung der rechten Blechbreite (letztere jeweils bezogen auf eine theoretische Mittelachse der Profilieranlage) aufweisen. Ferner kann eine Messeinrichtung (nicht dargestellt) zur Bestimmung des Vorschubes des Bleches 3 vorgesehen sein. Alternativ kann der Vorschub über den Antrieb detektiert werden. Die Messdaten werden dazu genutzt, um das erforderliche Verfahren der einzelnen Gerüste 13, 14 in Querrichtung und das Verfahren der Rollen senkrecht zur Rotationsachse 4 zu errechnen und den entsprechenden Antrieben (nicht dargestellt) die Ansteuerung zu geben. Die Vermessungsstation kann beispielsweise eine oder mehrere erste Messeinrichtungen 221 zur Bestimmung der Blechdicke aufweisen.
Ferner ist die Profilieranlage 2 mit mindestens einem Antrieb (nicht dargestellt) zum Vortrieb des umzuformenden Bleches 3 ausgestattet. Der Antrieb, beispielsweise ein Elektromotor, ist mit mindestens einer Rolle 111, 112, 121, 122 einer Rollumformstation gekoppelt.
Es kann eine grundsätzliche Trennung zwischen den zum Vortrieb des Bleches 3 genutzten Rollen und den zur Umformung genutzten Rollen bestehen. Die zum Vortrieb genutzten Rollen sind entsprechend mit dem vorgenannten Antrieb verbunden oder jeweils mit einem separaten Antrieb ausgestattet. Es sind jedoch auch alternative Ausgestaltungen denkbar. Rollen, insbesondere Rollensatze, die zum Vortrieb des Bleches genutzt werden, können auch zum Umformen des Bleches genutzt werden, insbesondere solange die Umformung kontinuierlich in Vorschubrichtung des Bleches erfolgt. Die zur kontinuierlichen Umformung genutzten Rollen, insbesondere Rollensatze, können angetrieben werden. Der Antrieb der Rollen hat dann in erster Linie die Aufgabe, einen Stillstand der zur Umformung genutzten Rollen während des Umformprozesses zu verhindern. Insofern kann vorgesehen sein, dass die Rollen einer ersten Rollumformstation alle angetrieben sind, während Rollen einer nächsten Rollumformstation nicht angetrieben sind. Denkbar ist auch, dass manche Rollen innerhalb einer Rollumformstation angetrieben bzw. nicht angetrieben sind. Grundsätzlich treten beim Umformen Reibungen zwischen den Rollen und dem Blech auf. Diese Reibung ist an manchen Umformstationen größer, wenn der Umformgrad ein anderer ist oder wenn der zu führende Schenkel des Bandes in einem anderen Winkel steht oder länger ist. Durch die Reibung entsteht Wärme im Blech, wodurch teils ungewünschte Effekte (Verzug) auftreten. In solchen Fällen trennt man einzelne Rollen vom Antrieb, damit diese nur noch vom Blech mit getrieben werden, wodurch sich die Reibung verringert. Dies ist jedoch nur zu einem gewissen Grad möglich, weil die Gefahr des Bandstopps wegen zu wenig Vortriebskraft besteht.
Weitere Details der vorgeschlagenen Erfindung ergeben sich aus einer Funktionsbeschreibung der Rollumformstation bzw. der Profilieranlage.
Als Blech 3 kommt sowohl Blech mit einer konstanten Dicke, als auch mit in Längs- und/oder Querrichtung unterschiedlicher Dicke in Frage. Das Blech 3 kann auch in Querrichtung unterschiedliche Abmaße aufweisen.
Das aus dem Blech 3 umgeformte Profil kann in Längsrichtung nahezu beliebige Ausgestaltungen aufweisen, insbesondere können Profile aus Blech hergestellt werden, welche über die Längsachse wahlweise einen kontinuierlichen oder einen kontinuierlich veränderbaren bzw. konstanten oder variablen Profilquerschnitt aufweisen. Ferner können Profile hergestellt werden, bei denen in Längsrichtung zwar identische Profilquerschnitte vorgesehen sind. Die Profilquerschnitte liegen jedoch nicht in einer Flucht, sprich sind jeweils rechts und links bzw. über und unter einer gedachten Längsachse angeordnet (vgl. beispielsweise Profil gemäß Fig. 10). Letztere können auch mit in Längsrichtung variablen Querschnitten hergestellt werden.
Nachfolgend sind Varianten der Querschnittsveränderung darstellt. Die Varianten stellen sich durch unterschiedliche Materialstärken und unterschiedliche Profilabmaße, insbesondere Profil-Schenkelmaße, zusammen, insbesondere

mit einem variablen Profilabmaß und einer konstanter Materialdicke,
mit einem konstanten Profilabmaß und einer variablen Materialdicke,
mit einem variablen Profilabmaß und einer variablen Materialdicke.

Der erfindungsgemäßen Profilieranlage 2 kann Blech 3 mit konstanten oder unterschiedlichen Breiten zugeführt werden. Das Blech kann entsprechend der später gewünschten Profilform vorab bearbeitet werden. Diese vorausgehende Blechbearbeitung kann beispielsweise werkzeuggebunden, insbesondere durch Vorstanzen des Bleches, oder frei programmierbar, insbesondere durch Laser- oder Wasserstrahlschneiden, erfolgen. In Fig. 4 sind beispielhafte Abschnitte eines länglichen Bleches dargestellt. Die durchgezogenen Linien stellen die Blechkante dar. Die gestrichelten Linien stellen die spätere Biegekante dar. Soweit hier ebenfalls ein kartesisches Koordinatensystem zu Grunde gelegt wird, weist das Blech je nach X-Position teilweise konstante, teilweise aber auch unterschiedliche Ausdehnungen in Y-Richtung auf. Wie bereits angedeutet, handelt es sich hier um Abschnitte eines Blechbandes. Entsprechend können die Abschnitte beliebig oft hintereinander angeordnet sein, selbstverständlich beschränkt durch die technisch machbare Länge des Gesamtbandes, welches beispielsweise auf einer Rolle aufgerollt ist.
Bevor das zugeschnittene Blech in die erste Rollumformstation bzw. erfindungsgemäße Rollumformstation einläuft, wird dieses exakt geführt und/oder positioniert und/oder kontinuierlich online vermessen. Dies kann durch die oben bereits beschriebene Vermessungsstation 22 erfolgen. Hier kann die Blechdicke und/oder die Blechbreite, vorzugsweise bezogen auf eine theoretische Mittelachse 23 der Profilieranlage und unterteilt nach rechter und linker Seite, in kontinuierlichen Abständen gemessen werden. Die Abstände ergeben sich im Wesentlichen durch die gewählte Vorschubgeschwindigkeit bzw. dem sich hieraus ergebenden Vorschubweg und durch die gewählte Taktung der Messung. Aus dem zuvor skizzierten Abtastverfahren ergeben sich so genannte Messlinien ML₁ bis ML_n, wie sie in Fig. 6 skizziert sind.
Die erfassten Messdaten, insbesondere Banddicke, Bandbreite, vorzugsweise links und rechts der Mittelachse 23, sowie Vorschubweg werden je Messlinie ML_n an eine Steuer-/Regeleinrichtung (nicht dargestellt) geleitet. Hier läuft ein geeignetes Steuer-/Regelprogramm. Das Programm bzw. die Steuer-/Regeleinrichtung berechnet aus den Messwerten die exakte Form und Lage des Bleches in Bezug zu der bzw. den Rollumformstationen. Die Daten können zur Herstellung des gewünschten Profilquerschnittes verwendet werden, insbesondere dergestalt, dass die Stellantriebe die Gerüste 13, 14 auf die am entsprechenden Rollumformbereich 5 erforderliche Position fahren. Die Messstationen ermitteln, wo sich das entsprechende halbfertige Profil befindet und geben ihre Messdaten an einen Rechner. Dieser ermittelt nun die entsprechende "real time"-Position der Gerüste 13, 14 bzw. der Rollensätze 11, 12.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Profils aus einem Blech zeichnet sich insbesondere durch folgende Merkmale aus.
Die formgebenden Rollen je Gerüst sind in Richtung der Winkelhalbierenden abhängig von der aktuellen Materialdicke verstellbar. Diese Anpassung kann beispielsweise durch die verfahrbaren Rollen 111, 112, 121, 122 gewährleistet werden.
Die Rotationsachse zumindest einer der formgebenden Rollen je Gerüst steht im 90° Winkel zur jeweiligen Winkelhalbierenden 9 der in dieser Rollumformstation angestrebten Profilform. Diese Anpassung kann beispielsweise durch den schwenkbaren Rollensatz individuell vorgenommen werden.
Die Gerüste vollführen eine entsprechende Seitwärtsbewegung je Blech bzw. eine oszillierende Bewegung zur Verarbeitung eines Blechbandes.
Die Schwenkbarkeit der Rollensätze dient insbesondere der Anpassung an die Mittelsenkrechte.
In den Fig. 10 bis 13 sind einige beispielhafte Profile dargestellt, die mit der erfindungsgemäßen Rollumformstation 1 bzw. der erfindungsgemäßen Profilieranlage 2 hergestellt werden können.
Das erste beispielhafte Profil gemäß Fig. 10 zeichnet sich dadurch aus, dass in Längsrichtung zwar identische Profilquerschnitte vorgesehen sind. Die Profilquerschnitte liegen jedoch nicht in einer Flucht, sprich sind jeweils rechts und links bzw. über und unter einer gedachten Längsachse angeordnet.
Das zweite beispielhafte Profil gemäß Fig. 11 zeichnet sich dadurch aus, dass in Längsrichtung unterschiedliche Profilquerschnitte hintereinander angeordnet sind. Entsprechend handelt es sich um ein Profil mit in Längsrichtung variablem Querschnitt.
Das dritte beispielhafte Profil in Fig. 12 zeichnet sich dadurch aus, dass es sich um ein geschlossenes Profil handelt (Vierkantrohr) mit unterschiedlichen Profilhöhen.
Das vierte beispielhafte Profil in Fig. 13 zeichnet sich dadurch aus, dass es sich um ein Hutprofil mit unterschiedlich hohen Schenkeln handelt.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass der Rollumformstation bzw. der Profilieranlage ein vorgeschnittenes Blech zugeführt wird, insbesondere ein Blech, welches über die Länge unterschiedliche Breiten und/oder unterschiedliche Höhen aufweist.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens kann vorgesehen sein, dass die Blechdicke, die linke Blechbreite bezogen auf eine Mittelachse 23 der Profilieranlage 2, die rechte Blechbreite bezogen auf eine Mittelachse 23 der Profilieranlage und/oder der Vorschub des Bleches bzw. Blechbandes 3 bestimmt wird.

Claims

Rollumformstation (1) zur Umformung von Blech oder Blechband (3), mit einer für das Blech oder Blechband (3) vorgesehenen Vorschubrichtung (Z), umfassend mindestens
- ein erstes Gerüst (13) mit einem ersten Rollensatz (11), wobei der Rollensatz mindestens eine erste Rolle (111) mit einer Rotationsachse (4) und eine zweite Rolle (112) mit einer Rotationsachse (4) umfasst, wobei die Rollen (111, 112) zwischen sich einen Rollumformbereich (5) ausbilden,

- ein zweites Gerüst (14) mit einem zweiten Rollensatz (12), wobei der Rollensatz mindestens eine erste Rolle (121) mit einer Rotationsachse (4) und eine zweite Rolle (122) mit einer Rotationsachse (4) umfasst, wobei die Rollen (121, 122) zwischen sich einen Rollumformbereich (5) ausbilden,
dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens ein Gerüst (13, 14), vorzugsweise das erste Gerüst (13) und das zweite Gerüst (14), während des Rollumformens bewegbar, insbesondere verschiebbar, in der Rollumformstation (1) aufgenommen sind.
Rollumformstation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Gerüst (13, 14), vorzugsweise das erste Gerüst (13) und das zweite Gerüst (14), quer zur Vorschubrichtung (Z) verschiebbar sind.
Rollumformstation nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Rolle (111, 112, 121, 122) eines Rollensatzes (11, 12), insbesondere die erste Rolle (111, 121) und die zweite Rolle (112, 122) eines Rollensatzes (11, 12), senkrecht zu ihrer Rotationsachse (4) bewegbar, insbesondere verschiebbar, mit dem Gerüst (13, 14) verbunden ist.
Rollumformstation nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rollensatz (11, 12), insbesondere der erste Rollensatz (11) und der zweite Rollensatz (12), senkrecht zur Rotationsachse (4) mindestens einer Rolle bewegbar, insbesondere verschiebbar, mit dem Gerüst (13, 14) verbunden ist.
Rollumformstation nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rollensatz (11, 12), insbesondere der erste Rollensatz (11) und der zweite Rollensatz (12), um eine Schwenkachse (6) schwenkbar mit dem Gerüst (13, 14) verbunden ist.
Rollumformstation nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwenkachse (6) parallel zur Vorschubrichtung (Z) ausgerichtet ist.
Profilieranlage (2), umfassend mindestens zwei Rollumformstationen, dadurch gekennzeichnet, dass es sich mindestens bei einer Rollumformstation um eine Rollumformstation (1) gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 handelt.
Profilieranlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilieranlage eine Messeinrichtung (221) zur Bestimmung der Blechdicke, einer Messeinrichtung (222) zur Bestimmung der linken Blechbreite bezogen auf eine Mittelachse (23) der Profilieranlage, eine Messeinrichtung (223) zur Bestimmung der rechten Blechbreite bezogen auf eine Mittelachse (23) der Profilieranlage und/oder eine Messeinrichtung zur Bestimmung des Vorschubes des Blechbandes umfasst.
Profilieranlage nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Rollen (111, 112, 121, 122) ohne Antrieb arbeiten können.
Verfahren zur Umformung eines Bleches oder Blechbandes (3) in ein Profil, mit einer Rollumformstation (1) oder Profilieranlage (2), die eine für das Blech vorgesehenen Vorschubrichtung (Z) aufweist, und ferner mindestens umfasst:
- ein erstes Gerüst (13) mit einem ersten Rollensatz (11), wobei der Rollensatz mindestens eine erste Rolle (111) mit einer Rotationsachse (4) und eine zweite Rolle (112) mit einer Rotationsachse (4) umfasst, wobei die Rollen (111, 112) zwischen sich einen Rollumformbereich (5) ausbilden,

- ein zweites Gerüst (14) mit einem zweiten Rollensatz (12), wobei der Rollensatz mindestens eine erste Rolle (121) mit einer Rotationsachse (4) und eine zweite Rolle (122) mit einer Rotationsachse (4) umfasst, wobei die Rollen (121, 122) zwischen sich einen Rollumformbereich (5) ausbilden,
dadurch gekennzeichnet, dass die Position des ersten Gerüstes (13) in Bezug auf das zweite Gerüst (14) während der Blechumformung verändert wird.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren mit einer Rollumformstation gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6 und/oder einer Profilieranlage gemäß mindestens einem der Ansprüche 7 bis 9 durchgeführt wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gerüst (13, 14) oder die Gerüste (13, 14) quer zur Vorschubrichtung verfahren werden.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rolle (1 1 1 , 121) eines Rollensatzes (11, 12) während der Blechumformung gegenüber der zweiten Rolle (112, 122), insbesondere in einer Richtung senkrecht zur Rotationsachse (4), verfahren wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rollensatz (11, 12) während der Blechumformung, insbesondere in Richtung senkrecht zur Rotationsachse (4) seiner Rollen, verfahren wird.
Verfahren nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Rollensatz (1 1 , 12) während der Blechumformung derart ausgerichtet wird, dass die Rotationsachse (4) zumindest einer der formgebenden Rollen (111, 112, 121, 122) je Gerüst in einem 90° Winkel zu der jeweiligen Winkelhalbierenden (8) der in dieser Rollumformstation (1) angestrebten Profilform ausgerichtet ist.