WO2003040425A2 - Verfahren zum oberflächenveredeln von aus metallischem band- oder blechmaterial gewonnenen zuschnitten - Google Patents

Verfahren zum oberflächenveredeln von aus metallischem band- oder blechmaterial gewonnenen zuschnitten Download PDF

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WO2003040425A2
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sheet metal
cutting
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metal material
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Klaus Blümel
Klaus-Peter Mohr
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Thyssenkrupp Stahl Ag
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    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/02Pretreatment of the material to be coated, e.g. for coating on selected surface areas
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
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    • C23C2/00Hot-dipping or immersion processes for applying the coating material in the molten state without affecting the shape; Apparatus therefor
    • C23C2/26After-treatment

Definitions

  • the invention relates to a method for
  • Sheet material obtained blanks.
  • Components that are made from sheet metal material and have a surface finish are used in a variety of ways in the field of vehicle construction, especially in body construction.
  • motor vehicle bodies are usually made from sheet metal that is provided with a zinc coating.
  • hot-dip galvanizing can be used to build up large layer thicknesses on the substrate to be refined.
  • a large thickness ensures a particularly high corrosion resistance of the coated product.
  • the thick zinc layer leads to a deterioration in the weldability of the sheet metal thus finished.
  • the electrolytic zinc coating allows a particularly thin layer to be specifically produced on the sheet metal substrate, which has a simple, homogeneous structure and is relatively easy to weld.
  • the surface finishing of components can be carried out piece by piece by placing the parts in a coating bath, piece by piece, after they have been made from a sheet that has not yet been coated. With this procedure, a comprehensive and complete coating of the component is achieved. However, long process times are required for this. In addition, with more complex shapes or when using thin sheet metal, the components may warp due to the heat acting on the component during galvanizing. For this reason, piece galvanizing of components, for example in the area of body construction, has proven to be uneconomical and impractical.
  • sheets are used in particular in the area of the body shop, which have undergone a surface refinement before they are cut and shaped into components.
  • strip galvanizing systems have established themselves, in which the respective sheet metal strip continuously passes through the required pretreatment, coating, intermediate treatment and post-treatment steps in succession until it is finished surface-coated strip emerges from the system, is coiled into a coil and is sent for further processing.
  • the invention had for its object to provide a method with which sheet metal blanks can be produced inexpensively, which are also provided in the area of their cut edges with the surface coating applied to their top and bottom sides.
  • This object is achieved by a process for the surface finishing of blanks obtained from metallic strip or sheet material, in which the following steps are carried out: the contour of the blanks, at least in sections, following cutting of the blanks from the sheet metal material such that a force, form and / or material connection remains between the blanks and the remaining remaining sheet metal material,
  • cuts following the contours of the sheet metal blanks are introduced into the starting material present as sheet metal plates or strip. These cuts are made so that a connection remains between the remaining sheet metal material and the cuts after cutting the blanks.
  • This connection is designed so that the blanks are taken away from the rest of the sheet material even after cutting. In this way, they are transported lying in the sheet material from the cutting to the surface finishing device, in which the surface coating is then carried out.
  • the Surface coating also flawlessly the edge area of the blanks.
  • the blanks can be provided with a coating encompassing the edges without the need for complex additional measures.
  • the coating also forms a reliable protection against aggressive media in the area of the cut edges of the cuts, which could lead to corrosion or other changes which could jeopardize the proper condition of the respective component. The previously required effort for the separate protection of the edges can be reduced accordingly.
  • connection remaining after cutting out the blanks between them and the rest of the sheet material can be accomplished, for example, in that after cutting out between the blanks and the rest of the sheet material there remain webs, the number, cross-section and distribution of which are sufficient for the remaining free cut surfaces of the blanks the process forces occurring during the common transport of the sheet metal material and the blanks to the finishing device.
  • the webs maintaining a cohesive connection in this way are to be designed so that their cross-sectional area is sufficiently small on the one hand to be able to cut the blanks in the area of the webs then no longer present after the final free cutting of the blanks in a conventional manner after the surface coating to ensure safe corrosion protection. On the other hand, it must be dimensioned large enough to ensure safe transmission of the transport forces.
  • the flexibility of the method according to the invention can be increased in that the cutting out is carried out by means of radiation energy, in particular as laser beam cutting.
  • a jet cutting device for cutting out according to the invention prior to surface coating the fact can be taken into account in a simple manner that the processing industry places frequently changing requirements on the shape of the blanks, the type of material processed and the number of blanks. So for example it is easily possible with the use of a jet cutter to produce high-strength steel sheet material in comparatively small numbers of blanks, intended for the production of high-loaded: components are used in the body shop. This applies in particular if the blanks are cut out using a laser beam.
  • Such a buffer device can be designed, for example, as a loop storage or loop pit.
  • the design of the sheet metal material or the position of the sheet metal blanks in the sheet metal material are to be designed in such a way that the tensile forces required for the transport of the sheet material and the blanks are safely transmitted.
  • This can be achieved in that the total remaining cross-sectional width B r es of the remaining sheet metal material in the area in which the smallest amount of material is present when viewed in the width direction of the sheet metal material fulfills the following condition:
  • B re st sum of the widths of the sheet material measured at the narrowest point of the edge sections remaining on the side of a cut
  • K maximum process force to be expected
  • d thickness of the sheet material
  • R yield strength of the processed metal.
  • FIG. 1 is a perspective view of a plant for producing blanks provided with hot-dip galvanizing from a sheet metal material
  • Fig. 2 shows a detail of the sheet material in a view from above.
  • the system 1 includes, in addition to other units not shown here, one after the other in line in the conveying direction F a decoiler 2, a first loop pit 3, a device 4 for cutting blanks Z, a second loop pit 5, a surface finishing device 6, a free cutting device 7 and a coiler device 8th.
  • the blanks Z are produced from a sheet metal material M, which has been produced, for example, from a steel with a yield strength of 150 N / mm 2 .
  • a sheet metal material that consists of aluminum can be processed in Appendix 1.
  • sheet material M with a width B of 1650 mm in the form of a cold-rolled steel strip coiled into a coil C is introduced into the rewinding device 2. Its thickness is 0.8 mm.
  • the maximum process forces acting in sheet metal M during transport through plant 1 amount to approximately 93 kN.
  • the sheet metal material M passes from the uncoiler 2 via the first loop pit 3 into the device 4. Via the loop pit 3, fluctuations in the conveying speed are buffered, which can occur in the area of the device 4 due to the time required for cutting out the blanks Z.
  • the blanks Z are cut out of the sheet material M using a conventional laser cutting device, not shown here.
  • the laser beam cuts through the sheet metal material M following the contour of the blank Z to be produced.
  • the blanks Z are cut out of the sheet metal material M except for the webs S when leaving the device 4.
  • Their cut edges K are accordingly open when the blanks Z reach the surface coating device 6 via the loop pit 5, which also buffers the speed fluctuations of the sheet metal material M.
  • the remaining cross-sectional width B re st which is formed by the sum of the widths BL, Br of the sheet metal material M measured at the narrowest point of the two edge sections Ml, Mr remaining on the side of a blank Z, is dimensioned as follows:
  • the remaining sheet metal material M still has a cross-sectional area sufficient for the transfer of the process forces in the area which is most weakened by cutting out the blanks Z. This reliably prevents tearing of the sheet metal material M as a result of the loads caused by the process forces.
  • the arrangement and width of the webs S are designed such that the blanks Z are each held securely in the sheet metal material M and are reliably carried along.
  • the sheet material M with the blanks Z is hot-dip galvanized in a conventional manner.
  • a device can be provided at this point which electrolytically applies the galvanizing to the surface of the sheet material M.
  • the galvanizing material not only covers the top and bottom of the sheet material M and the blanks Z, but the zinc coating also encompasses the free cut edges of the blanks Z.
  • the webs S are severed in the free-cutting device 7 passed through the surface finishing device 6.
  • an organic coating can also be applied to the strip material M.
  • galvanizing just as with galvanizing, not only the respective surfaces, but also the exposed cut edges are covered by the coating material.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Oberflächenveredeln von aus metallischem Blechmaterial (M) gewonnenen Zuschnitten (Z) und eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung. Erfindungsgemäss umfasst dieses Verfahren ein der Kontur der Zuschnitte (Z) mindestens abschnittweise folgendes Ausschneiden der Zuschnitte (Z) aus dem Blechmaterial (M) derart, dass nach dem Ausschneiden zwischen den Zuschnitten (Z) und dem verbleibenden restlichen Blechmaterial (M) eine kraft-, form- und / oder stoffschlüssige Verbindung bestehen bleibt, ein gemeinsames Fördern des restlichen Blechmaterials (M) und der in dem restlichen Blechmaterial (M) gehaltenen Zuschnitte (Z) zu einer Oberflächenveredelungseinrichtung (6), in welcher eine Oberflächenveredelung des Blechmaterials (M) und der Zuschnitte (Z) durchgeführt wird, bei der die Zuschnitte vom restlichen Blechmaterial gehalten werden, sowie ein Trennen der Zuschnitte (Z) vom restlichen Blechmaterial (M). Auf diese Weise lassen sich kostengünstig Blechzuschnitte erzeugen, die auch im Bereich ihrer Schnittkanten mit der auf ihrer Ober- und Unterseite aufgebrachten Oberflächenbeschichtung versehen sind.

Description

Verfahren zum Oberflächenveredeln von aus metallischem Band- oder Blechmaterial gewonnenen Zuschnitten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum
Oberflächenveredeln von aus metallischem Band- oder
Blechmaterial gewonnenen Zuschnitten.
Bauelemente, die aus metallischem Blechmaterial gefertigt und mit einer Oberflächenveredelung versehen sind, werden im Bereich des Fahrzeugbaus, insbesondere im Karosseriebau, vielfältig eingesetzt. So werden beispielsweise Kraftfahrzeugkarosserien in der Regel aus Blechen hergestellt, die mit einer Verzinkung versehen sind.
Wird im Zuge der Veredelung der Oberflächen des jeweils verarbeiteten Blechmaterials eine Verzinkung aufgebracht, so kann dies durch Feuerverzinken oder durch elektrolytisch erfolgendes Zinkbeschichten erfolgen. Jedes dieser Verfahren bietet spezielle Vorteile.
So lassen sich durch Feuerverzinken große Schichtdicken auf dem zu veredelnden Substrat aufbauen. Eine solch große Dicke stellt eine besonders hohe Korrosionsbeständigkeit des beschichteten Produkts sicher. Allerdings führt die dicke Zinkschicht zu einer Verschlechterung der Schweißbarkeit der derart oberflächenveredelten Bleche . Durch das elektrolytische Zinkbeschichten läßt sich dagegen gezielt eine besonders dünne Schicht auf dem Blechsubstrat erzeugen, die einen einfachen, homogenen Aufbau besitzt und sich relativ gut verschweißen läßt.
Die Oberflächenveredelung von Bauteilen kann stückweise durchgeführt werden, indem die Bauteile, nachdem sie aus einem noch unbeschichteten Blech hergestellt sind, Stück für Stück in ein Beschichtungsbad gegeben werden. Bei dieser Vorgehensweise wird eine umfassende und vollständige Beschichtung des Bauteils erreicht. Allerdings sind dazu lange Prozeßzeiten erforderlich. Darüber hinaus kann es bei komplexeren Formgestaltungen oder bei Verwendung dünner Bleche zu einem Verzug der Bauteile aufgrund der beim Verzinken auf das Bauteil einwirkenden Wärme kommen. Daher hat sich die Stückverzinkung von Bauelementen beispielsweise im Bereich des Karosseriebaus als unwirtschaftlich und unpraktisch erwiesen.
Statt dessen werden insbesondere im Bereich des Karosseriebaus Bleche verwendet, die eine Oberflächenveredelung durchlaufen haben, bevor sie zugeschnitten und zu Bauteilen verformt werden. Dies ermöglicht es, das in Form von größeren Blechplatten oder Blechbändern vorliegende Blechmaterial in kontinuierlich arbeitenden Durchlaufbeschichtungsanlagen mit der Oberflächenveredelung zu versehen. So haben sich beispielsweise Bandverzinkungsanlagen durchgesetzt, in denen das jeweilige Blechband kontinuierlich aufeinanderfolgend die erforderlichen Vorbehandlungs- , Beschichtungs-, Zwischenbehandlungs- und Nachbehandlungsschritte durchläuft, bis es als fertig oberflächenbeschichtetes Band aus der Anlage austritt, zu einem Coil gehaspelt und der Weiterverarbeitung zugeführt wird.
Die in dieser Weise kontinuierlich erfolgende Beschichtung von Metallblechen und -bändern besitzt gegenüber der konventionellen Stückverzinkung erhebliche technische und wirtschaftliche Vorteile. Da die für die Erzeugung des jeweiligen Bauteils benötigten Zuschnitte jedoch erst nach der Oberflächenveredelung aus dem Blech ausgeschnitten werden, muß dazu allerdings in Kauf genommen werden, daß die Schnittkanten des fertigen Blechzuschnitts nach dem Schneidvorgang offen liegen. Auch wenn beispielsweise eine Zinkbeschichtung eine gewisse Fernwirkung in Bezug auf unbeschichtete Stellen eines verzinkten Bleches hat, bilden die derart ungeschützten Kanten einen Angriffspunkt für die Korrosion des Bauteils . In der Praxis sind daher besondere Maßnahmen zum Schutz der offenliegenden Kanten erforderlich.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem sich kostengünstig Blechzuschnitte erzeugen lassen, die auch im Bereich ihrer Schnittkanten- mit der auf ihrer Ober- und Unterseite aufgebrachten Oberflächenbeschichtung versehen sind.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Oberflächenveredeln von aus metallischem Band- oder Blechmaterial gewonnen Zuschnitten gelöst, bei dem folgende Schritte durchlaufen werden: - der Kontur der Zuschnitte mindestens abschnittweise folgendes Ausschneiden der Zuschnitte aus dem Blechmaterial derart, daß nach dem Ausschneiden zwischen den Zuschnitten und dem verbleibenden restlichen Blechmaterial eine kraft-, form- und / oder Stoffschlüssige Verbindung bestehen bleibt,
- gemeinsames Fördern des restlichen Blechmaterials und der in dem restlichen Blechmaterial gehaltenen Zuschnitte zu einer Oberflächenveredelungseinrichtung, in welcher eine Oberflächenveredelung des Blechmaterials und der Zuschnitte durchgeführt wird, bei der die Zuschnitte vom restlichen Blechmaterial gehalten werden,
- Trennen der Zuschnitte vom restlichen Blechmaterial.
Gemäß der Erfindung werden in einem der eigentlichen Oberflächenveredelung vorgeschalteten Arbeitsschritte in das als Blechplatten oder -band vorliegende Ausgangsmaterial den Konturen der Blechzuschnitte folgende Schnitte eingebracht. Diese Schnitte werden dabei so geführt, daß nach dem Ausschneiden der Zuschnitte zwischen dem verbleibenden Blechmaterial und den Zuschnitten eine Verbindung bestehen bleibt. Diese Verbindung ist dabei so ausgelegt, daß die Zuschnitte auch nach dem Ausschneiden vom restlichen Blechmaterial mitgenommen werden. Auf diese Weise werden sie im Blechmaterial liegend von der Zuschneide- zu der Oberflächenveredelungseinrichtung transportiert, in der dann die Oberflächenbeschichtung vorgenommen wird.
Da die seitlichen Kanten der Blechzuschnitte zu diesem Zeitpunkt weitestgehend frei liegen, erreicht die Oberflächenbeschichtung auch den Kantenbereich der Zuschnitte einwandfrei . Auf diese Weise können die Zuschnitte mit einer kantenumgreifenden Beschichtung versehen werden, ohne daß dazu aufwendige zusätzliche Maßnahmen erforderlich sind. Nach der Herstellung und Montage des jeweils aus dem Blechzuschnitt erzeugten Bauteils bildet die Beschichtung auch im Bereich der Schnittkanten der Zuschnitte einen sicheren Schutz gegen aggressive Medien, die zu Korrosion oder anderen den ordnungsgemäßen Zustand des jeweiligen Bauteils gefährdenden Veränderungen führen könnten. Der bisher erforderliche Aufwand für den gesonderten Schutz der Kanten kann dementsprechend vermindert werden.
Das erfindungsgemäße vorgesehene Ausschneiden der Zuschnitte vor der Oberflächenbeschichtung und die auch nach dem Ausschneiden zwischen dem restlichen Blechmaterial und den Zuschnitten vorhandene Verbindung ermöglichen es, das erfindungsgemäße Verfahren problemlos im kontinuierlichen Durchlauf durchzuführen. Auf diese Weise lassen sich besonders wirtschaftlich Blechzuschnitte herstellen, die trotz der kontinuierlichen und auf besonders kostengünstige Weise durchführbaren Verarbeitungsart einen umfassenden Schuts- ihrer Oberflächen aufweisen.
Die nach dem Ausschneiden der Zuschnitte zwischen ihnen und dem restlichen Blechmaterial verbleibende Verbindung kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, daß nach dem Ausschneiden zwischen den Zuschnitten und dem restlichen Blechmaterial bei im übrigen freien Schnittflächen der Zuschnitte Stege verbleiben, deren Anzahl, Querschnitt und Verteilung ausreicht, um die während des gemeinsamen Transports des Blechmaterials und der Zuschnitte zu der Veredelungseinrichtung auftretenden Prozeßkräfte aufzunehmen. Die auf diese Weise eine Stoffschlüssige Verbindung aufrechterhaltenden Stege sind dabei so auszulegen, daß ihre Querschnittsfläche einerseits ausreichend gering ist, um nach dem in konventioneller Weise nach der Oberflächenbeschichtung durchgeführten endgültigen Freischneiden der Zuschnitte aufgrund der Fernwirkung der Beschichtung auch im Bereich der dann nicht mehr vorhandenen Stege einen sicheren Korrosionsschutz zu gewährleisten. Andererseits muß er ausreichend groß bemessen sein, um eine sichere Übertragung der Transportkräfte zu gewährleisten.
Alternativ oder ergänzend zur Ausbildung von Stegen zwischen den Zuschnitten und dem restlichen Blechmaterial ist es auch möglich, die Schnitte während des ersten Ausschneidens der Zuschnitte so zu führen, daß die Bleche mindestens abschnittsweise kraftschlüssig in dem restlichen Blechmaterial gehalten werden. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß mechanisch wirkende Messer- oder Stanzwerkzeuge eingesetzt werden. Da derartige Werkzeuge während des Schneidvorgangs das im Schnittbereich liegende Material verdrängen, können sie so geführt werden, daß der jeweilige Zuschnitt nach Abschluß des Ausschneidevorgangs aufgrund von Klemmwirkung im restlichen Blechmaterial gehalten wird. Ebenso läßt sich das mechanische Schneiden so durchführen, daß Stege oder andere beispielsweise einen Formschluß zwischen den Zuschnitten und dem restlichen Blechmaterial sicherstellende Formelemente bei im übrigen freien Schnittbereich verbleiben. Das mechanische Schneiden setzt allerdings voraus, daß sowohl das eingesetzte Schneidwerkzeug als auch die Führung des Blechmaterials während des Schneidvorgangs hochpräzise arbeiten. Daher eignet sich das mechanische Schneiden speziell für die Massenfertigung, in der über einen langen Zeitraum bei im wesentlichen konstanten Bedingungen gearbeitet wird.
Die Flexibilität des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich demgegenüber dadurch erhöhen, daß das Ausschneiden mittels Strahlenenergie, insbesondere als Laserstrahlschneiden, durchgeführt wird. Mit der Verwendung einer StrahlSchneideeinrichtung zum erfindungsgemäß vor dem Oberflächenbeschichten erfolgenden Ausschneiden kann auf einfache Weise dem Umstand Rechnung getragen werden, daß von der verarbeitenden Industrie häufig wechselnde Anforderungen an die Form der Zuschnitte, die Art des verarbeiteten Materials und die Stückzahl der Zuschnitte gestellt werden. So ist es bei Verwendung einer StrahlSchneideeinrichtung beispielsweise problemlos möglich, aus hochfestem Stahlblechmaterial in vergleichbar kleinen Stückzahlen Zuschnitte zu erzeugen, die für die Herstellung von bestimmten, hochbelastete ,: Bauelementen im Karosseriebau verwendet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn das Ausschneiden der Zuschnitte mittels Laserstrahl erfolgt.
Da es aufgrund schwankender Bearbeitungszeiten zu Ungleichförmigkeiten der Fördergeschwindigkeit kommen kann, mit der das Blechmaterial die Schneideinrichtung und die Oberflächenveredelungseinrichtung durchläuft, ist es zweckmäßig, das Blechmaterial nach Durchlauf einer für das Ausschneiden eingesetzten Einrichtung und vor dem Eintritt in die Veredelungseinrichtung zum Ausgleich von Ungleichförmigkeiten der Transport- und
Verarbeitungsgeschwindigkeit durch eine Puffereinrichtung zuleiten, mit der derartige Schwankungen abgefedert werden können. Eine solche Puffereinrichtung kann beispielsweise als Schiingenspeicher oder Schiingengrube ausgebildet sein.
Von besonderer Bedeutung für die Erfindung ist die Auslegung des Blechmaterials bzw. die Lage der Blechzuschnitte in dem Blechmaterial. Sie sind jeweils so zu gestalten, daß die für den Transport des Blechmaterials und der Zuschnitte benötigten Zugkräfte sicher übertragen werden. Dies kann dadurch erreicht werden, daß die gesamte verbleibende Querschnittbreite Bres des restlichen Blechmaterials in dem Bereich, in welchem in Breitenrichtung des Blechmaterials betrachtet die geringste Materialmenge vorhanden ist, folgende Bedingung erfüllt:
Brest > K / d / R
mit: Brest= Summe der an der jeweils engsten Stelle der seitlich eines Zuschnitts verbleibenden Randabschnitte gemessenen Breiten des Blechmaterials, K = maximal zu erwartende Prozeßkraft, d = Dicke des Blechmaterials, R = Streckgrenze des verarbeiteten Metalls.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Ansprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen schematisch:
Fig. 1 in perspektivischer Ansicht eine Anlage zum Herstellen von mit einer Feuerverzinkung versehenen Zuschnitten aus einem Blechmaterial ;
Fig. 2 einen Ausschnitt des Blechmaterials in einer Ansicht von oben.
Die Anlage 1 umfaßt neben anderen hier nicht dargestellten Aggregaten in Förderrichtung F hintereinanderfolgend in Linie aufgestellt eine Abhaspeleinrichtung 2, eine erste Schiingengrube 3, eine Einrichtung 4 zum Ausschneiden von Zuschnitten Z, eine zweite Schiingengrube 5, eine Oberflächenveredelungseinrichtung 6, eine Freischneideeinrichtung 7 und eine Haspeleinrichtung 8.
In der Anlage 1 werden die Zuschnitte Z aus einem Blechmaterial M hergestellt, das beispielsweise aus einem Stahl mit einer Streckgrenze von 150 N/mm2 erzeugt worden ist. In gleicher Weise kann in der Anlage 1 ein Blechmaterial verarbeitet werden, daß aus Aluminium besteht .
Im Fall der Verwendung eines Stahlwerkstoffs wird Blechmaterial M mit einer Breite B von 1650 mm in Form eines kaltgewalzten, zu einem Coil C gehaspelten Stahlbands in die Abhaspeieinrichtung 2 gegeben. Seine Dicke beträgt 0,8 mm. Die im Blechmaterial M beim Transport durch die Anlage 1 maximal wirkenden Prozeßkräfte belaufen sich auf ca. 93 kN. Von der Abhaspeleinrichtung 2 gelangt das Blechmaterial M über die erste Schiingengrube 3 in die Einrichtung 4. Über die Schiingengrube 3 werden Schwankungen der Fδrdergeschwindigkeit abgepuffert, zu denen es im Bereich der Einrichtung 4 aufgrund der für das Ausschneiden der Zuschnitte Z benötigten Zeit kommen kann.
In der Einrichtung 4 werden die Zuschnitte Z mittels einer konventionellen, hier nicht dargestellten Laserschneideinrichtung aus dem Blechmaterial M ausgeschnitten. Mit Ausnahme von jeweils vier schmalen Stegen S, von denen jeweils einer in den Endbereichen der in Fδrderrichtung F vorderen und hinteren Seite des Zuschnitts Z stehen bleibt, durchschneidet der Laserstrahl dabei das Blechmaterial M der Kontur des zu erzeugenden Zuschnitts Z folgend. Auf diese Weise sind die Zuschnitte Z bei Verlassen der Einrichtung 4 aus dem Blechmaterial M bis auf die Stege S frei ausgeschnitten. Ihre Schnittkanten K liegen dementsprechend offen, wenn die Zuschnitte Z über die ebenfalls Geschwindigkeitsschwankungen des Blechmaterials M abpuffernde Schiingengrube 5 in die Oberflächenbeschichtungseinrichtung 6 gelangen.
Die Restquerschnittsbreite Brest, welche durch die Summe der an der jeweils engsten Stelle der beiden seitlich eines Zuschnitts Z verbleibenden Randabschnitte Ml,Mr gemessenen Breiten BL,Br des Blechmaterials M gebildet ist, ist wie folgt bemessen:
Brest = K / d / R = 775 mm mit :
K = maximal zu erwartende Prozeßkraft = 93 kN, d = Dicke des Blechmaterials = 0,8 mm,
R = Streckgrenze des verarbeiteten Metalls = 150 N/mm2.
Auf diese Weise ist sichergestellt, daß das restliche Blechmaterial M im durch das Ausschneiden der Zuschnitte Z am stärksten geschwächten Bereich noch eine für die Übertragung der Prozeßkräfte ausreichende Querschnittsfläche aufweist. Einem Reißen des Blechmaterials M infolge der durch die Prozeßkräfte verursachten Belastungen ist so sicher vorgebeugt.
In vergleichbarer Weise ist die Anordnung und Breite der Stege S so ausgelegt, daß die Zuschnitte Z jeweils sicher im Blechmaterial M gehalten und zuverlässig mitgenommen werden.
In der Oberflächenbeschichtungseinrichtung 6 wird das Blechmaterial M mit den Zuschnitten Z in konventioneller Weise feuerverzinkt. Ebenso kann an dieser Stelle eine Einrichtung vorgesehen sein, welche die Verzinkung elektrolytisch auf die Oberfläche des Blechmaterials M aufzubringt. Dabei werden durch das Verzinkungsmaterial nicht nur die Ober- und Unterseite des Blechmaterials M und der Zuschnitte Z erfaßt, sondern die Zinkbeschichtung umgreift auch die freien Schnittkanten der Zuschnitte Z.
Nach der Verzinkung werden in der nach der Oberflächenveredelungseinrichtung 6 durchlaufenen Freischneideeinrichtung 7 die Stege S durchtrennt. Die . auf diese Weise aus dem Blechmaterial M gelösten Zuschnitte Z werden zu Stapeln gestapelt, während das restliche Blechmaterial M in der Haspeleinrichtung 8 zu einem Restcoil Cr aufgewickelt wird.
Anstelle der Veredlung der Oberfläche des Bandmaterials M in Form einer Verzinkung kann auch eine organische Beschichtung auf das Bandmaterial M aufgebracht werden. In diesem Fall werden ebenso wie bei der Verzinkung nicht nur die jeweiligen Oberflächen, sondern auch die frei liegenden Schnittkanten vom Beschichtungswerkstoff abgedeckt .
BEZUGSZEICHEN:
1 Anlage zum Herstellen von oberflächenbeschichteten Zuschnitten Z
2 Abhaspeleinrichtung
3 Schiingengrube
4 Einrichtung zum Ausschneiden von Zuschnitten Z
5 Schiingengrube
6 Oberflächenveredelungseinrichtung
7 Freischneideeinrichtung
8 Haspeleinrichtung
B Breite des Blechmaterials M
Bl,Br jeweilige Breite der Randabschnitte Ml,Mr
C Coil
Cr Restcoil
F Fδrderrichtung
K Schnittkanten der Zuschnitte Z
M Blechmaterial
Ml,Mr Randabschnitte des Blechmaterials M
S Stege
Z Zuschnitte

Claims

P A T E N T AN S P R Ü C H E
1. Verfahren zum Oberflächenveredeln von aus metallischem Blechmaterial (M) gewonnenen Zuschnitten
(Z) , umfassend folgende Schritte:
- der Kontur der Zuschnitte (Z) mindestens abschnittweise folgendes Ausschneiden der Zuschnitte (Z) aus dem Blechmaterial (M) derart, daß nach dem Ausschneiden zwischen den Zuschnitten (Z) und dem verbleibenden restlichen Blechmaterial (M) eine kraft-, form- und / oder stoffschlüssige
Verbindung bestehen bleibt,
- gemeinsames Fördern des restlichen Blechmaterials
(M) und der in dem restlichen Blechmaterial (M) gehaltenen Zuschnitte (Z) zu einer Oberflächenveredelungseinrichtung (6) , in welcher eine Oberflächenveredelung des Blechmaterials (M) und der Zuschnitte (Z) durchgeführt wird, bei der die Zuschnitte vom restlichen Blechmaterial gehalten werden,
- Trennen der Zuschnitte (Z) vom restlichen Blechmaterial (M) .
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß nach dem Ausschneiden zwischen den Zuschnitten (Z) und dem restlichen Blechmaterial (M) bei im übrigen freien Schnittkanten der Zuschnitte (Z) Stege (S) verbleiben, deren Anzahl, Querschnitt und Verteilung ausreicht, um die während des gemeinsamen Transports des Blechmaterials (B) und der Zuschnitte (Z) zu der Oberflächenveredelungseinrichtung (6) auftretenden Prozeßkräfte aufzunehmen.
3. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die gesamte Restquerschnittsbreite Brest des restlichen Blechmaterials (M) im Bereich der Zuschnitte (Z) folgende Bedingung erfüllt :
Bres > K / d / R
mit: Brest= Summe der an der jeweils engsten Stelle der seitlich eines Zuschnitts (Z) verbleibenden Randabschnitte (Ml,Mr) gemessenen Breiten (Bl,Br) des Blechmaterials (M) , K ,= maximal zu erwartende Prozeßkraft, d = Dicke des Blechmaterials (M) , R = Streckgrenze des verarbeiteten Metalls.
4. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß es im kontinuierlichen Durchlauf durchgeführt wird.
5. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Ausschneiden mittels mechanisch wirkender Schnittwerkzeuge erfolgt .
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Ausschneiden mittels Strahlenenergie, insbesondere als Laserstrahlschneiden, durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Blechmaterial (M) nach Durchlauf einer für das Ausschneiden eingesetzten Einrichtung (4) und vor dem Eintritt in die Oberflächenveredelungseinrichtung (6) zum Ausgleich von Ungleichförmigkeiten der Transport- und Verarbeitungsgeschwindigkeit durch eine Puffereinrichtung (5) geleitet wird.
8. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Blechmaterial (M) aus Stahl besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Blechmaterial aus Aluminium besteht.
10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Oberflächenveredelung aus einer Verzinkung besteht.
11. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Verzinkung elektrolytisch erfolgt.
12. Verfahren nach Anspruch 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Verzinkung als Feuerverzinkung ausgeführt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Oberflächenveredelung durch eine organische Beschichtung gebildet ist.
14. Vorrichtung zur im kontinuierlichen Durchlauf erfolgenden Durchführung des gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 ausgebildeten Verfahrens
- mit einer Einrichtung (2) zum Einspeisen des Blechmaterials (M) in die Vorrichtung (1) ,
- mit einer in Förderrichtung (F) nach der Einrichtung (2) zum Einspeisen angeordneten Einrichtung (4) zum mindestens abschnittweisen Ausschneiden von Zuschnitten (Z) aus dem Blechmaterial (M) , und
- mit einer in Förderrichtung (F) nach der Einrichtung (4) zum Ausschneiden angeordneten Oberflächenveredelungseinrichtung (6) .
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß zwischen der Einrichtung (4) zum Ausschneiden und der Oberflächenveredelungseinrichtung (6) eine Puffereinrichtung (5) angeordnet ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Puffereinrichtung durch einen Schiingenspeicher oder eine Schiingengrube (5) gebildet ist.
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