EP3010664A1 - Vorrichtung zur herstellung mindestens eines hinterschnitts in ein geschlitztes oder geschlossenes blechprofil - Google Patents

Vorrichtung zur herstellung mindestens eines hinterschnitts in ein geschlitztes oder geschlossenes blechprofil

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EP3010664A1
EP3010664A1 EP14723395.1A EP14723395A EP3010664A1 EP 3010664 A1 EP3010664 A1 EP 3010664A1 EP 14723395 A EP14723395 A EP 14723395A EP 3010664 A1 EP3010664 A1 EP 3010664A1
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EP
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outer core
inner core
sections
core portion
core
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EP14723395.1A
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Thomas GROßERÜSCHKAMP
Thomas FLÖTH
Michael BRÜGGENBROCK
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Steel Europe AG
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Publication date
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Publication of EP3010664A1 publication Critical patent/EP3010664A1/de
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    • 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
    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form
    • B21D13/04—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form by rolling
    • 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
    • B21D5/01—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/88—Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards

Definitions

  • the invention relates to a device for producing at least one
  • Undercut in a slotted or closed sheet metal profile comprising a core which is inserted into the sheet metal profile or as a support core for a sheet metal semi-finished product, from which the sheet metal profile is produced, is used.
  • Continuous or discontinuous forming processes may be used to produce at least partially closed profiles (slot profiles) or semi-finished products
  • closed profiles made of sheet metal are used as structural components, for example, as bumpers and impact energy absorbing hollow beams.
  • the undercuts such as transverse to the longitudinal axis of a hollow support beads, indentations, surveys or similar form elements, have.
  • Such undercuts can serve, for example, to increase the component rigidity and / or to influence the deformation behavior in the event of a crash.
  • secondary shaped elements such as beads or similar embossings, in longitudinally welded hollow profiles by means of a mandrel arranged in the hollow profile produced from a sheet metal blank is proposed in DE 10 2004 046 687 B3 (see paragraph [0032] there).
  • the mandrel has an embossing device for embossing the sheet placed around it.
  • a mandrel may not have length-constant secondary structures for embossing, provided that it is possible to remove the mandrel after the forming, which is the case for example in a conical basic structure.
  • the embossing device can be designed as an embossing die movable beyond the circumference of the mandrel and provided in recesses of the mold halves surrounding the mandrel as counterparts for the shaping produced by the embossing device.
  • the known from DE 10 2004 046 687 B3 proposal is not or hardly suitable to produce substantially cylindrical hollow sections with undercuts, in particular with inwardly directed undercuts, since the mandrel described in such cases after embossing the undercut no longer remove the closed hollow profile.
  • the object of the invention was to provide a device that allows the cost-effective production of undercuts in a slotted or closed sheet metal profile in a simple manner
  • the device according to the invention comprises a core which is inserted into the slotted or closed sheet metal profile or which serves as a support core for a sheet metal semi-finished product, from which the slotted or closed sheet metal profile is produced, and is further characterized in that the core at least two outer Core portions, at least one of which has at least one recess or at least one projection for forming an undercut in the sheet metal profile, and that between the at least two outer core portions, an inner core portion is arranged, which is movable relative to the outer core portions and having at least one active surface in a given direction of movement of the inner core portion relative to the outer
  • Core portions are inclined or cam-shaped, wherein moving the inner core portion in the predetermined direction of movement relative to the outer core portions latter are moved apart and then moving the inner core portion in the reverse direction of movement
  • Core sections is linearly displaceable. This embodiment corresponds particularly well to the working steps in a transfer or line process, so that a core unit according to the invention formed in such a process can be relatively easily and reliably integrated.
  • the core unit divided into the outer core sections and the inner core section may also be referred to as an incident core.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention provides that the active surface of the inner core portion is made double, wherein the two active surfaces are formed on opposite sides of the inner core portion, and wherein the outer core portions each have a wavy inner surface which is one of the active surfaces of the inner
  • Core section is assigned. This can be effected by a relatively small linear displacement of the inner core portion, a relatively large spread of the outer core portions.
  • the outer core portions are movably supported on a holder, wherein the holder has an opening penetrated by the inner core portion.
  • the holder is preferably provided with a guide for the movably held on her outer core sections. This contributes to a reliable function of the core unit composed of said core sections.
  • the arrangement of the guide on the holder is favorable for a compact design of the device according to the invention, in particular the said core unit.
  • a further advantageous embodiment of the device according to the invention is characterized in that the inner core portion against the action of at least one compression spring in the predetermined direction of movement is displaceable relative to the outer core portions, wherein the compression spring is supported on the holder.
  • the inner core portion may be advantageously attached to a pressure body having at least one of a guide rod interspersed opening, wherein the guide rod is fixed in this case to said holder.
  • the guide rod can be arranged in the compression spring, so that the latter is supported radially on the guide rod.
  • the spring force of the compression spring or compression springs is chosen to be greater than the frictional forces that must be overcome for an automatic re-dividing the inner core portion relative to the outer core portions.
  • the outer core portions are linearly movable together with the inner core portion, the outer core portions is associated with an end stop, and wherein the inner core portion is moved in the predetermined direction of movement relative to the outer core portions, when the outer Core sections are pressed against the end stop.
  • said end stop is provided with a guide for the outer core sections in the movement apart and the subsequent approaching the same.
  • this guide is formed from a web-shaped guide element which has a tapering in the direction of the outer core portions cross-sectional profile, wherein in the guide element facing the front ends of the outer core portions and the inner core portion recesses for receiving the guide element are formed. The guide element serves at the same time to lock the outer core portions
  • FIG. 1 - Fig. 5 different positions of a core unit of an inventive
  • Fig. 6 shows a portion of the core unit of Fig. 1 in a different perspective looking at the side of a core holding plate on which the outer core portions are guided;
  • Fig. 7 shows a portion of connectable to an end stop of the
  • Fig. 8 is a closed sheet metal profile, in which by means of a
  • Fig. 9 shows another example of a closed sheet metal profile, in which by means of a device according to the invention directed to the outside
  • the device shown in the drawing is used to produce undercuts in a slotted or closed hollow profile, which is made of sheet metal.
  • the device comprises a three-part core 1, which may also be referred to as a core unit or core.
  • the core unit 1 is elongate and comprises two outer core sections 1.1, 1.2, each having, for example, a plurality of recesses 2, 3 for forming inwardly directed undercuts in a closed sheet metal profile.
  • an inner core section 1.3 is arranged, which is linear relative to the outer core sections 1.1, 1.2
  • Active surfaces 1.31, 1.32 of the inner core portion 1.3 facing inner surfaces 1.11, 1.21 of the outer core sections 1.1, 1.2 are also wavy
  • the wave-shaped active surfaces 1.31, 1.32 of the inner core section 1.3 and the inner surfaces 1.11, 1.21 of the outer core sections 1.1, 1.2 are preferably substantially complementary to one another.
  • the three core sections 1.1, 1.2, 1.3 have substantially the same width or depth, so that the mutually parallel side surfaces of the incident core 1 each have flush-mounted side faces 1.12, 1.22, 1.33.
  • the recesses 2, 3 for forming inwardly directed undercuts in the slotted or closed sheet-metal profile are arranged on the outer core section 1.3 facing away from the outer side of the respective outer core portion 1.1, 1.2.
  • the recesses 2, 3 are formed, for example, channel-shaped and extend transversely to the longitudinal axis of the incident core (core unit) 1. Furthermore, the recesses 2, 3 may be formed dellen- or dome-shaped.
  • the outer core sections 1.1, 1.2 are held movably at one of their ends on a plate-shaped holder 4.
  • the holder (core holding plate) 4 has a passage opening 4.1, which is penetrated by a substantially straight section 1.34 of the inner core section 1.3.
  • the straight portion 1.34 of the inner core portion has, for example, a substantially rectangular cross-section, wherein the passage opening 4.1 of the core holding plate 4 a
  • the guide 4.2 is formed groove-like and intersects the passage opening 4.1.
  • guide pins 5 extend parallel to the longitudinal axis of the incident core (core unit) 1 and are guided (through hole 6.1) in a plate-shaped pressure body (pressure plate) 6.
  • the pressure plate 6 is fixedly connected to the end of the straight portion of the inner core portion 1.3, for example, welded or screwed.
  • the guide pins 5 are with compression springs
  • coil springs 7 which are arranged between the core holding plate 4 and pressure plate 6 and are pushed onto the guide pin 5.
  • the outer core sections 1.1, 1.2 are substantially linearly movable together with the inner core section 1.3, the core sections 1.1, 1.2, 1.3 being assigned an end stop 8. In the position of the incident core 1 shown in FIG. 2, the outer core sections 1.1, 1.2 abut with their core holding plate 4
  • the end stop 8 is provided with a guide 8.1 for the outer core sections 1.1, 1.2.
  • the guide 8.1 is formed as a web-shaped guide element, which has a in the direction of the outer core sections 1.1, 1.2 tapered cross-sectional profile, such as a trapezoidal profile, in the guide element 8.1
  • the guide element 8.1 serves as a locking of the core sections 1.1, 1.2, 1.3. Furthermore, the end stop 8 facing each other stop surfaces 8.2, 8.3, which limit the movement apart of the outer core sections 1.1, 1.2.
  • Fig. 1 a start position is shown, in which the compression springs 7 largely relaxed and the three-part core unit (incident core) 1 is not spread.
  • FIG. 2 shows an intermediate position after the core unit 1 has been displaced linearly in the direction of the end stop 8 and the two outer core sections 1.1, 1.2 touch the end stop 8 with their end facing away from the core holding plate 4.
  • FIG. 3 a subsequent to the intermediate position shown in FIG. 2 end position is shown.
  • the pressure plate 6 was previously moved against the spring force of the compression springs 7 linearly in the direction of the arrow PI.
  • a displacement of the inner core portion 1.3 has been effected, whereby the two outer core sections were 1.1, 1.2 displaced to the outside and thus a Execute lifting or spreading movement.
  • the here example forked or U-shaped end stop 8 serves as a limitation of the lifting or
  • FIG. 4 shows a situation during the withdrawal movement of the core unit 1. It can be seen that the core unit 1 is pulled away linearly in the direction of the arrow P4 from the end stop 8, due to the previously compressed compression springs 7 first the pressure plate 6 is moved together with the inner core portion 1.3 and the two outer core sections 1.1, 1.2 first still remain in engagement with the end stop 8. As a result, the inner core section 1.3 is thus pulled and at the same time reduces the total height of the three-part incidence core 1 or the distance of the outer core sections 1.1, 1.2, which is additionally indicated in Fig. 4 by the arrows P5 and P6. As a result, the production of closed hollow profiles and slot profiles with undercuts in a transfer or line process is possible.
  • FIG. 5 shows the situation at the end of the working cycle. After pulling the inner core section 1.3, the entire core unit 1 has been moved away from the end stop 8 and retracted (see arrow P4). The core unit 1 thus releases the sheet metal profile provided with undercuts for further transport in the transfer or line process.
  • the situation according to FIG. 5 corresponds to the starting position illustrated in FIG.
  • FIG. 1 An example of a closed sheet metal profile B with inwardly directed undercuts 9.1, 9.2, which can be produced by means of the core unit 1 according to FIGS. 1 to 7, can be seen in FIG.
  • the undercuts 9.1 are channel-shaped or bead-shaped, while the undercuts are 9.2 dellenförmig.
  • other geometry forms for the hollow profile to be produced are possible.
  • Direction of rotation relative to the outer core portions 1.1, 1.2 is cam-shaped.
  • the cam-shaped active surface or the cam of the rotatable inner core portion (not shown here) is received in the non-expanded position of the outer core portions, for example, in a hollow chamber in one of the outer core portions with play, from which he swung out by rotation of the inner core portion and against an inner surface of the other outer core portion can be pressed, so that when continuing this rotary or pivoting movement apart (spreading) of the outer core sections 1.1, 1.2 results.

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung mindestens eines Hinterschnitts in ein geschlitztes oder geschlossenes Blechprofil, umfassend einen Kern (1), der in das Blechprofil eingeführt wird oder der als Stützkern für ein Blechhalbzeug, aus welchem das Blechprofil erzeugt wird, dient. Die Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) mindestens zwei äußere Kernabschnitte (1.1, 1.2) aufweist, von denen mindestens einer mindestens eine Vertiefung (2, 3) oder mindestens einen Vorsprung zum Formen eines Hinterschnitts in das Blechprofil aufweist, und dass zwischen den mindestens zwei äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) ein innerer Kernabschnitt (1.3) angeordnet ist, der relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) bewegbar ist und mindestens eine Wirkfläche (1.31, 1.32) aufweist, die in einer vorgegebenen Bewegungsrichtung (P1) des inneren Kernabschnitts (1.3) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) geneigt oder nockenförmig ausgebildet ist, wobei durch Bewegen des inneren Kernabschnitts (1.3) in die vorgegebene Bewegungsrichtung (P1) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) letztere auseinander bewegt werden und anschließend bei Bewegen des inneren Kernabschnitts (1.3) in umgekehrter Bewegungsrichtung (P4) aufeinander zu bewegt werden.

Description

Vorrichtung zur Herstellung mindestens eines Hinterschnitts in ein geschlitztes oder geschlossenes Blechprofil
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung mindestens eines
Hinterschnitts in ein geschlitztes oder geschlossenes Blechprofil, umfassend einen Kern, der in das Blechprofil eingeführt wird oder als Stützkern für ein Blechhalbzeug, aus welchem das Blechprofil erzeugt wird, dient.
Zur Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Profilen (Schlitzprofilen] oder Halbzeugen können kontinuierliche oder diskontinuierliche Umformverfahren verwendet werden. Das kontinuierliche Umformen erfolgt beispielsweise durch
Rollformen. Diskontinuierliche Verfahren bieten sich an, wenn aufgrund komplexer Profil- bzw. Halbzeuggeometrie ein kontinuierliches Rollformen nicht angewandt werden kann. Beispielsweise ist das sogenannte U-O-Umformen zur diskontinuierlichen Herstellung von zumindest teilweise geschlossenen Profilen oder Halbzeugen bekannt.
Auch das Herstellen von dreidimensional geformten Bauteilen aus Metallblech im Folgeverbundverfahren gehört zum Stand der Technik (siehe z.B. US 2002/0162297 AI, Figuren 6 bis 8).
Im Fahrzeugbau werden geschlossene Profile aus Metallblech als Strukturbauteile, beispielsweise als Stoßfänger und Stoßenergie absorbierende Hohlträger verwendet. Mitunter werden dabei auch geschlitzte oder geschlossene Blechprofile verlangt, die Hinterschnitte, wie z.B. quer zur Längsachse eines Hohlträgers verlaufende Sicken, Einprägungen, Erhebungen oder ähnliche Formelemente, aufweisen. Solche Hinterschnitte können zum Beispiel der Erhöhung der Bauteilsteifigkeit und/oder der Beeinflussung des Deformationsverhaltens im Crashfall dienen. Die Herstellung von Nebenformelementen, wie Sicken oder ähnliche Prägungen, in längsnahtgeschweißten Hohlprofilen mittels eines in dem aus einem Blechzuschnitt erzeugten Hohlprofil angeordneten Dorns wird in der DE 10 2004 046 687 B3 vorgeschlagen (siehe dort Absatz [0032]). Der Dorn weist dabei eine Prägeeinrichtung zum Prägen des um ihn gelegten Blechs auf. Ein solcher Dorn kann auch nicht längenkonstante Nebenstrukturen zum Prägen aufweisen, vorausgesetzt es besteht die Möglichkeit zur Entnahme des Dornes nach der Umformung, was beispielsweise bei einer kegeligen Grundstruktur der Fall ist. Um auch größervolumige Formelemente sicher auszubilden, können zu diesem Zweck die Prägeeinrichtung als über den Umfang des Dorns hinaus verfahrbarer Prägestempel ausgebildet und in Ausnehmungen der den Dorn umschließenden Werkzeughälften Formelemente als Gegenstück für die von der Prägeeinrichtung erzeugte Formgebung vorgesehen sein.
Der aus der DE 10 2004 046 687 B3 bekannte Vorschlag ist jedoch nicht oder kaum geeignet, um im Wesentlichen zylindrische Hohlprofile mit Hinterschnitten, insbesondere mit nach innen gerichteten Hinterschnitten herzustellen, da sich der beschriebene Dorn in solchen Fällen nach dem Einprägen des Hinterschnitts nicht mehr aus dem geschlossenen Hohlprofil entnehmen lässt. Davon ausgehend bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise die kostengünstige Herstellung von Hinterschnitten in einem geschlitzten oder geschlossenen Blechprofil ermöglicht
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung mit den
Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der
erfindungsgemäßen Vorrichtung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst einen Kern, der in das geschlitzte oder geschlossene Blechprofil eingeführt wird oder der als Stützkern für ein Blechhalbzeug, aus welchem das geschlitzte oder geschlossene Blechprofil erzeugt wird, dient, und ist weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Kern mindestens zwei äußere Kernabschnitte aufweist, von denen mindestens einer mindestens eine Vertiefung oder mindestens einen Vorsprung zum Formen eines Hinterschnitts in das Blechprofil aufweist, und dass zwischen den mindestens zwei äußeren Kernabschnitten ein innerer Kernabschnitt angeordnet ist, der relativ zu den äußeren Kernabschnitten bewegbar ist und mindestens eine Wirkfläche aufweist, die in einer vorgegebenen Bewegungsrichtung des inneren Kernabschnitts relativ zu den äußeren
Kernabschnitten geneigt oder nockenförmig ausgebildet ist, wobei durch Bewegen des inneren Kernabschnitts in die vorgegebene Bewegungsrichtung relativ zu den äußeren Kernabschnitten letztere auseinander bewegt werden und anschließend bei Bewegen des inneren Kernabschnitts in umgekehrter Bewegungsrichtung
aufeinander zu bewegt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung lassen sich auf einfache Weise geschlitzte sowie geschlossene Blechprofile mit Hinterschnitten kostengünstig herstellen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kernabschnitt relativ zu den äußeren
Kernabschnitten linear verschiebbar ist. Diese Ausgestaltung entspricht besonders gut den Arbeitsschritten in einem Transfer- oder Linienprozess, so dass sich eine erfindungsgemäße ausgebildete Kerneinheit in einem solchen Prozess relativ einfach und zuverlässig integrieren lässt. Die in die äußeren Kernabschnitte und den inneren Kernabschnitt unterteilte Kerneinheit kann auch als Einfallkern bezeichnet werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche des inneren Kernabschnitts
wellenförmig ausgebildet ist, wobei mindestens einer der äußeren Kernabschnitte eine der Wirkfläche zugeordnete Innenfläche aufweist, die ebenfalls wellenförmig ausgebildet ist. Hierdurch lässt sich in sehr zuverlässiger Weise ein paralleles, stufenloses Auseinanderbewegen sowie anschließendes Annähern der äußeren Kernabschnitte realisieren. Insbesondere kann bei dieser Ausgestaltung eine
Flächenbündigkeit der von den äußeren Kernabschnitten und dem inneren Kernabschnitt definierten Stützflächen im Wesentlichen auch während des
Auseinanderbewegens der äußeren Kernabschnitte beibehalten werden.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Wirkfläche des inneren Kernabschnitts doppelt ausgeführt ist, wobei die beiden Wirkflächen an entgegen gesetzten Seiten des inneren Kernabschnitts ausgebildet sind, und wobei die äußeren Kernabschnitte jeweils eine wellenförmig ausgebildete Innenfläche aufweisen, die einer der Wirkflächen des inneren
Kernabschnitts zugeordnet ist. Hierdurch kann durch eine relative kleine lineare Verschiebung des inneren Kernabschnitts eine relativ große Spreizung der äußeren Kernabschnitte bewirkt werden.
Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die äußeren Kernabschnitte an einer Halterung beweglich gehalten, wobei die Halterung eine von dem inneren Kernabschnitt durchsetzte Öffnung aufweist. Diese Ausgestaltung vereinfacht die Handhabung der drei besagten Kernabschnitte. Die Halterung ist dabei vorzugsweise mit einer Führung für die beweglich an ihr gehaltenen äußeren Kernabschnitte versehen. Dies trägt zu einer zuverlässigen Funktion der aus den besagten Kernabschnitten aufgebauten Kerneinheit bei. Zudem ist die Anordnung der Führung an der Halterung günstig für eine kompakte Bauweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung, insbesondere der besagten Kerneinheit.
Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kernabschnitt gegen die Wirkung mindestens einer Druckfeder in der vorgegebenen Bewegungsrichtung relativ zu den äußeren Kernabschnitten verschiebbar ist, wobei die Druckfeder an der Halterung abgestützt ist. Hierdurch wird auf einfache und zuverlässige Weise eine Rückstellung (umgekehrte Verschiebung) des inneren Kernabschnittes relativ zu den äußeren Kernabschnitten und damit einhergehend eine Rückstellung (d.h. ein aufeinander zu bewegen) der äußeren Kernabschnitte bewirkt, wenn die Kerneinheit nach
Herstellung des mindestens einen Hinterschnitts in dem geschlitzten oder geschlossenen Blechprofil aus diesem herausgezogen werden soll. Hierzu kann der innere Kernabschnitt vorteilhaft an einem Druckkörper befestigt sein, der mindestens eine von einer Führungsstange durchsetzte Öffnung aufweist, wobei die Führungsstange in diesem Fall an der besagten Halterung befestigt ist. Des Weiteren kann dabei die Führungsstange in der Druckfeder angeordnet sein, so dass letztere radial an der Führungsstange abgestützt ist. Die Federkraft der Druckfeder oder Druckfedern wird dabei größer gewählt als die Reibkräfte, die für ein selbsttätiges Rücksteilen des inneren Kernabschnitts relativ zu den äußeren Kernabschnitten überwunden werden müssen.
In einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die äußeren Kernabschnitte zusammen mit dem inneren Kernabschnitt linear bewegbar, wobei den äußeren Kernabschnitten ein Endanschlag zugeordnet ist, und wobei der innere Kernabschnitt in der vorgegebenen Bewegungsrichtung relativ zu den äußeren Kernabschnitten weiter bewegt wird, wenn die äußeren Kernabschnitten gegen den Endanschlag gedrückt werden. Durch diese Ausgestaltung wird die erfindungsgemäße Vorrichtung hinsichtlich einer einfachen und zuverlässigen
Funktion sowie der Integration in einen Transfer- oder Linienprozess weiter verbessert.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der besagte Endanschlag mit einer Führung für die äußeren Kernabschnitte bei der Auseinanderbewegung sowie dem anschließenden Annähern derselben versehen. Durch diese Führung lässt sich die zuverlässige Funktion der erfindungsgemäßen Vorrichtung in einen Transfer- oder Linienprozess weiter optimieren. Vorzugsweise ist diese Führung aus einem stegförmigen Führungselement gebildet, das ein sich in Richtung der äußeren Kernabschnitte verjüngendes Querschnittprofil aufweist, wobei in den dem Führungselement zugewandten Stirnenden der äußeren Kernabschnitte und des inneren Kernabschnitts Ausnehmungen zur Aufnahme des Führungselement ausgebildet sind. Das Führungselement dient dabei gleichzeitig zur Verriegelung der äußeren
Kernabschnitte und des inneren Kernabschnitts. Eine besonders zuverlässige Verriegelung der äußeren Kernabschnitte und des inneren Kernabschnitts ergibt sich dann, wenn der Endanschlag nach einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung einander zugewandte Anschlagflächen aufweist, welche die Auseinanderbewegung der äußeren Kernabschnitte begrenzen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch und jeweils in einer perspektivischen Ansicht:
Fig. 1 - Fig. 5 verschiedene Positionen einer Kerneinheit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung während eines Arbeitszyklus zur Herstellung von
Hinterschnitten in ein geschlitztes oder geschlossenes Blechprofil (Hohlprofil);
Fig. 6 einen Abschnitt der Kerneinheit der Fig. 1 in einer anderen Perspektive mit Blick auf die Seite einer Kernhalteplatte, an welcher die äußeren Kernabschnitte geführt sind; Fig. 7 einen Abschnitt des mit einem Endanschlag verbindbaren Endes der
Kerneinheit entsprechend Fig. 3, in vergrößerter Detaildarstellung;
Fig. 8 ein geschlossenes Blechprofil, in das mittels einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung gemäß den Figuren 1 bis 5 nach innen gerichtete
Hinterschnitte hergestellt wurden; und
Fig. 9 ein weiteres Beispiel eines geschlossenen Blechprofils, in das mittels einer erfindungsgemäßen Vorrichtung nach außen gerichtete
Hinterschnitte hergestellt wurden. Die in der Zeichnung dargestellte Vorrichtung dient der Herstellung von Hinterschnitten in ein geschlitztes oder geschlossenes Hohlprofil, welches aus Metallblech gefertigt ist. Die Vorrichtung umfasst einen dreiteiligen Kern 1, der auch als Kerneinheit oder Einfallkern bezeichnet werden kann.
Die Kerneinheit 1 ist länglich ausgebildet und umfasst zwei äußere Kernabschnitte 1.1, 1.2, die beispielsweise jeweils mehrere Vertiefungen 2, 3 zum Formen von nach innen gerichteten Hinterschnitten in ein geschlossenes Blechprofil aufweisen.
Zwischen den beiden äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 ist ein innerer Kernabschnitt 1.3 angeordnet, der relativ zu den äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 linear
verschiebbar ist und wellenförmige Wirkflächen 1.31, 1.32 aufweist. Die den
Wirkflächen 1.31, 1.32 des inneren Kernabschnitts 1.3 zugewandten Innenflächen 1.11, 1.21 der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 sind ebenfalls wellenförmig
ausgebildet. Die wellenförmigen Wirkflächen 1.31, 1.32 des inneren Kernabschnitts 1.3 und die Innenflächen 1.11, 1.21 der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 sind vorzugsweise im Wesentlichen komplementär zueinander ausgebildet. Die drei Kernabschnitte 1.1, 1.2, 1.3 besitzen im Wesentlichen die gleiche Breite bzw. Tiefe, so dass die parallel zueinander verlaufenden Seitenflächen des Einfallkerns 1 jeweils flächenbündig angeordnete Seitenteilflächen 1.12, 1.22, 1.33 aufweisen.
Durch lineares Verschieben des inneren Kernabschnitts 1.3 relativ zu den äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 in die durch den Pfeil PI in Fig. 1 angezeigte Bewegungsrichtung wird die Kerneinheit 1 gespreizt, wobei die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 auseinander bewegt werden.
Die Vertiefungen 2, 3 zum Formen von nach innen gerichteten Hinterschnitten in das geschlitzte oder geschlossene Blechprofil sind auf der dem inneren Kernabschnitt 1.3 abgewandten Außenseite des jeweiligen äußeren Kernabschnitts 1.1, 1.2 angeordnet. Die Vertiefungen 2, 3 sind beispielsweise rinnenförmig ausgebildet und verlaufen quer zur Längsachse des Einfallkerns (Kerneinheit) 1. Ferner können die Vertiefungen 2, 3 auch dellen- oder kalottenförmig ausgebildet sein. Die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 sind an einem ihrer Enden an einer platten- förmigen Halterung 4 beweglich gehalten. Die Halterung (Kernhalteplatte) 4 weist eine Durchgangsöffnung 4.1 auf, die von einem im Wesentlichen geraden Abschnitt 1.34 des inneren Kernabschnitts 1.3 durchsetzt ist. Der gerade Abschnitt 1.34 des inneren Kernabschnitts besitzt beispielsweise einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt, wobei die Durchgangsöffnung 4.1 der Kernhalteplatte 4 ein
entsprechendes Querschnittsprofil aufweist und als Führung dient. Auf der den äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 zugewandten Seite der Kernhalteplatte 4 ist diese mit einer Führung 4.2 für die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 versehen (siehe Fig. 6). Die Führung 4.2 ist nutartig ausgebildet und schneidet die Durchgangsöffnung 4.1.
Auf der den äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 abgewandten Seite der Kernhalteplatte 4 sind parallel zueinander verlaufende Führungsbolzen (Führungsstangen) 5 angebracht. Die Führungsbolzen 5 erstrecken sich parallel zur Längsachse des Einfallkerns (Kerneinheit) 1 und sind geführt (Durchgangsbohrung 6.1) in einem plattenförmigen Druckkörper (Druckplatte) 6. Die Druckplatte 6 ist mit dem Ende des geraden Abschnitts des inneren Kernabschnitts 1.3 fest verbunden, beispielsweise verschweißt oder verschraubt. Die Führungsbolzen 5 sind mit Druckfedern
(Schraubenfedern) 7 versehen, die zwischen Kernhalteplatte 4 und Druckplatte 6 angeordnet sind und auf die Führungsbolzen 5 aufgeschoben sind.
Die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 sind zusammen mit dem inneren Kernabschnitt 1.3 im Wesentlichen linear bewegbar, wobei den Kernabschnitten 1.1, 1.2, 1.3 ein Endanschlag 8 zugeordnet ist. In der in Fig. 2 dargestellten Position des Einfallkerns 1 stoßen die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 mit ihrem der Kernhaltplatte 4
abgewandten Ende gegen den Endanschlag 8, wobei sich das der Kernhaltplatte 4 abgewandte Ende des inneren Kernabschnitts 1.3 (zunächst) mit deutlichem Abstand vor dem Endanschlag 8 befindet. Wird nun der innere Kernabschnitt 1.3 durch weiteres Verschieben der Druckplatte 6 unter Zusammendrücken der Druckfedern 7 relativ zu den äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 weiter in Richtung Endanschlag 8 bewegt, so werden die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 aufgrund ihrer wellenförmigen Innenflächen 1.11, 1.21 und der wellenförmigen Wirkflächen 1.31 1.32 des inneren Kernabschnitts 1.3 auseinander bewegt. Dies ist in Fig. 3 durch die entgegen gerichteten Pfeile P2, P3 angedeutet.
Der Endanschlag 8 ist mit einer Führung 8.1 für die äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 versehen. Die Führung 8.1 ist als stegförmiges Führungselement ausgebildet, das ein sich in Richtung der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 verjüngendes Querschnittsprofil, beispielsweise ein Trapezprofil aufweist, in den dem Führungselement 8.1
zugewandten Stirnenden der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 und des inneren Kernabschnitts 1.3 sind Ausnehmungen 1.13, 1.23, 1.35 zur Aufnahme des
Führungselement 8.1 ausgebildet. Das Führungselement 8.1 dient gleichzeitig als Verriegelung der Kernabschnitte 1.1, 1.2, 1.3. Des Weiteren weist der Endanschlag 8 einander zugewandte Anschlagflächen 8.2, 8.3 auf, welche die Auseinanderbewegung der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 begrenzen.
Nachfolgend wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Einfallkerns anhand der Figuren 1 bis 5 nochmals kurz erläutert. In Fig. 1 ist eine Startposition dargestellt, in welcher die Druckfedern 7 weitestgehend entspannt und die dreiteilige Kerneinheit (Einfallkern) 1 nicht gespreizt ist.
Fig. 2 zeigt eine Zwischenposition, nachdem die Kerneinheit 1 linear in Richtung des Endanschlages 8 verschoben wurde und die beiden äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 mit ihrem der Kernhalteplatte 4 abgewandten Ende den Endanschlag 8 berühren.
In Fig. 3 ist eine auf die Zwischenposition gemäß Fig. 2 nachfolgende Endposition dargestellt. In dieser Endposition wurde die Druckplatte 6 zuvor gegen die Federkraft der Druckfedern 7 weiter linear in Richtung des Pfeils PI verschoben. Hierdurch wurde eine Verschiebung des inneren Kernabschnitts 1.3 bewirkt, wodurch die beiden äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 nach außen verdrängt wurden und somit eine Hub- bzw. Spreizbewegung ausführen. Der hier beispielsweise gabel- oder U-förmig ausgebildete Endanschlag 8 dient dabei ebenso als Begrenzung der Hub- bzw.
Spreizbewegung der beiden äußeren Kernabschnitte. In Fig. 4 ist eine Situation während der Rückzugsbewegung der Kerneinheit 1 dargestellt. Es ist zu erkennen, dass die Kerneinheit 1 linear in Richtung des Pfeils P4 von dem Endanschlag 8 weggezogen wird, wobei aufgrund der zuvor zusammengedrückten Druckfedern 7 zuerst die Druckplatte 6 zusammen mit dem inneren Kernabschnitt 1.3 bewegt wird und die beiden äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 zunächst noch in Eingriff mit dem Endanschlag 8 bleiben. Hierdurch wird somit der innere Kernabschnitt 1.3 gezogen und zugleich die Gesamthöhe des dreiteiligen Einfallkerns 1 bzw. der Abstand der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 verringert, was in Fig. 4 zusätzlich durch die Pfeile P5 und P6 angedeutet ist. Hierdurch ist die Herstellung von geschlossenen Hohlprofilen sowie Schlitzprofilen mit Hinterschnitten in einem Transfer- oder Linienprozess möglich.
In Fig. 5 ist die Situation am Ende des Arbeitszyklus dargestellt. Nach dem Ziehen des inneren Kernabschnitts 1.3 wurde die gesamte Kerneinheit 1 von dem Endanschlag 8 wegbewegt und zurückgefahren (vgl. Pfeil P4). Die Kerneinheit 1 gibt somit das mit Hinterschnitten versehene Blechprofil für den Weitertransport im Transfer- oder Linienprozess frei. Die Situation gemäß Fig. 5 entspricht der in Fig. 1 dargestellten Startposition.
Ein Beispiel für ein geschlossenes Blechprofil B mit nach innen gerichteten Hinter- schnitten 9.1, 9.2, das mittels der Kerneinheit 1 gemäß den Figuren 1 bis 7 hergestellt werden kann, ist in Fig. 8 zu sehen. Die Hinterschnitte 9.1 sind rinnen- oder sickenförmig ausgebildet, während die Hinterschnitte 9.2 dellenförmig ausgebildet sind. Selbstverständlich sind auch andere Geometrieformen für das herzustellende Hohlprofil möglich. Insbesondere lassen sich mit einer erfindungsgemäßen
Vorrichtung auch geschlossene Blechprofile B' mit nach außen gerichteten
Hinterschnitten 10 herstellen, wie dies beispielhaft in Fig. 9 gezeigt ist. Die Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei einer von den gezeigten Ausführungsbeispielen abgewandelten Gestaltung von der in den beigefügten Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. Beispielsweise ist es auch denkbar, das Auseinanderbewegen (Spreizen) der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 mittels eines (hier nicht gezeigten) drehbaren inneren Kernabschnitts durchzuführen, wobei letzterer dann mindestens eine Wirkfläche aufweist, die in einer vorgegebenen Bewegungsrichtung, nämlich
Drehrichtung relativ zu den äußeren Kernabschnitten 1.1, 1.2 nockenförmig ausgebildet ist. Die nockenförmige Wirkfläche bzw. der Nocken des drehbaren inneren Kernabschnitts (hier nicht gezeigt) ist dabei in der nicht gespreizten Position der äußeren Kernabschnitte beispielsweise in einer Hohlkammer in einem der äußeren Kernabschnitte mit Spiel aufgenommen, aus welcher er durch Drehung des inneren Kernabschnitts herausgeschwenkt und gegen eine Innenfläche des anderen äußeren Kernabschnittes gedrückt werden kann, so dass sich bei Fortsetzung dieser Dreh- bzw. Schwenkbewegung ein Auseinanderbewegen (Spreizen) der äußeren Kernabschnitte 1.1, 1.2 ergibt.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Vorrichtung zur Herstellung mindestens eines Hinterschnitts in ein geschlitztes oder geschlossenes Blechprofil (B, B'), umfassend einen Kern (1), der in das Blechprofil eingeführt wird oder der als Stützkern für ein Blechhalbzeug, aus welchem das Blechprofil (B, B') erzeugt wird, dient, dadurch gekennzeichnet, dass der Kern (1) mindestens zwei äußere Kernabschnitte (1.1, 1.2) aufweist, von denen mindestens einer mindestens eine Vertiefung (2, 3) oder mindestens einen Vorsprung zum Formen eines Hinterschnitts (9.1, 9.2; 10) in das Blechprofil (B, B') aufweist, und dass zwischen den mindestens zwei äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) ein innerer Kernabschnitt (1.3) angeordnet ist, der relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) bewegbar ist und mindestens eine Wirkfläche (1.31, 1.32) aufweist, die in einer vorgegebenen Bewegungsrichtung des inneren Kernabschnitts (1.3) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) geneigt oder nockenförmig ausgebildet ist, wobei durch Bewegen des inneren
Kernabschnitts (1.3) in die vorgegebene Bewegungsrichtung (PI) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) letztere auseinander bewegt werden und anschließend bei Bewegen des inneren Kernabschnitts (1.3) in umgekehrter Bewegungsrichtung (P4) aufeinander zu bewegt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der innere
Kernabschnitt (1.3) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) linear verschiebbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die
Wirkfläche (1.31, 1.32) des inneren Kernabschnitts (1.3) wellenförmig ausgebildet ist, wobei mindestens einer der äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) eine der Wirkfläche (1.31, 1.32) zugeordnete Innenfläche (1.11, 1.21) aufweist, die ebenfalls wellenförmig ausgebildet ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Wirkfläche des inneren Kernabschnitts (1.3) doppelt ausgeführt ist, wobei die beiden Wirkflächen (1.31, 1.32) an entgegen gesetzten Seiten des inneren Kernabschnitts (1.3) ausgebildet sind, und wobei die äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) jeweils eine wellenförmig ausgebildete Innenfläche (1.11, 1.21) aufweisen, die einer der Wirkflächen (1.31, 1.32) des inneren Kernabschnitts (1.3) zugeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) an einer Halterung (4) beweglich gehalten sind, wobei die Halterung (4) eine von dem inneren Kernabschnitt durchsetzte Öffnung (4.1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (4.1) mit einer Führung (4.2) für die beweglich an ihr gehaltenen äußeren
Kernabschnitte (1.1, 1.2) versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kernabschnitt (1.3) gegen die Wirkung mindestens einer Druckfeder (7) in der vorgegebenen Bewegungsrichtung (PI) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) verschiebbar ist, wobei die Druckfeder (7) an der Halterung (4) abgestützt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der innere Kernabschnitt (1.3) an einem Druckkörper (6) befestigt ist, der
mindestens eine von einer Führungsstange (5) durchsetzte Durchgangsbohrung (6.1) aufweist, wobei die Führungsstange (5) an der Halterung (4) befestigt ist.
Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 und 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsstange (5) in der Druckfeder (7) angeordnet ist, so dass die Druckfeder (7) radial an der Führungsstange (5) abgestützt ist. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) zusammen mit dem inneren Kernabschnitt (1.3) im Wesentlichen linear bewegbar sind, wobei den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) ein Endanschlag (8) zugeordnet ist, und wobei der innere Kernabschnitt (1.3) in der vorgegebenen Bewegungsrichtung (PI) relativ zu den äußeren Kernabschnitten (1.1, 1.2) weiter bewegt wird, wenn die äußeren
Kernabschnitten (1.1, 1.2) gegen den Endanschlag (8) gedrückt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (8) mit einer Führung (8.1) für die äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) bei der Auseinanderbewegung sowie dem anschließenden Annähern derselben versehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Führung (8.1) aus einem stegförmigen Führungselement gebildet ist, das ein sich in Richtung der äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) verjüngendes Querschnittprofil aufweist, wobei in den dem Führungselement (8.1) zugewandten Stirnenden der äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) und des inneren Kernabschnitts (1.3) Ausnehmungen (1.13, 1.23, 1.35) zur Aufnahme des Führungselement (8.1) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Endanschlag (8) einander zugewandte Anschlagflächen (8.2, 8.3) aufweist, welche die Auseinanderbewegung der äußeren Kernabschnitte (1.1, 1.2) begrenzen.
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