WO2008055570A1

WO2008055570A1 - Verfahren und anlage zum herstellen von verstärkten blechplatinen

Info

Publication number: WO2008055570A1
Application number: PCT/EP2007/008721
Authority: WO
Inventors: Gerhard Alber
Original assignee: Thyssenkrupp Drauz Nothelfer Gmbh
Priority date: 2006-11-07
Filing date: 2007-10-09
Publication date: 2008-05-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von ein Basisblech (5) und mindestens ein auf diesem befestigtes Verstärkungsblech (7) umfassenden Verbundplatinen (8), wobei das Basisblech (5) von einem als Coil vorliegenden Blechband (1) abgetrennt wird und das Verstärkungsblech (7) mit dem Basisblech (5) fest verbunden wird, wobei das Blechband (1) einer mindestens eine Zuschneidemaschine (3) umfassenden Zuschneidelinie (Z) zugeführt wird, und wobei in der Zuschneidemaschine (3) eine Trennoperation erfolgt, durch die das Basisblech (5) von dem Blechband (1) abgetrennt wird. Um bei einem derartigen Verfahren den vorrichtungstechnischen Aufwand möglichst gering zu halten und eine möglichst geringe Taktzeit für die Herstellung einer Verbundplatine (8) zu erreichen, wird vorgeschlagen, dass die Verbindung des Verstärkungsblechs (7) mit dem Basisblech (5) in der Zuschneidelinie (Z) erfolgt.

Description

VERFAHREN UND ANLAGE ZUM HERSTELLEN VON VERSTÄRKTEN BLECHPLATINEN

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Verbundplatinen aus Metallblech gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und eine Anlage zum Herstellen von Verbundplatinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 21.

Ein derartiges Verfahren und eine derartige Anlage sind beispielsweise aus der DE 10049 660 B4 bekannt.

Bei diesem bekannten Verfahren ist ein erstes, als Coil vorliegendes Blechband vorgesehen, welches abschnittsweise nach und nach in eine erste Hubschere vorgeschoben wird, in welcher dann das Basisblech von dem Blechband abgetrennt wird. Parallel dazu ist eine zweite Coil-Hubscheren-Anordnung vorgesehen. Dieses zweite Coil wird abschnittsweise in die zweite Hubschere vorgeschoben, die dann von dem zweiten Coil die Verstärkungsbleche abtrennt, die mit dem Basisblech verbunden werden sollen. Das vom ersten Blechband abgetrennte Basisblech wird für die Verbindung mit dem Verstärkungsblech dadurch vorbereitet, dass ein Hartlot flächig auf den für die Verbindung mit dem Verstärkungsblech vorgesehenen Bereich des Basisbleches aufgebracht wird. Nach der Hartlotauf- tragung werden das Basisblech und das Verstärkungsblech entsprechend der gewünschten gegenseitigen Solllage der Bleche lagedefiniert aufeinander gelegt, wofür eine Hilfsvorrichtung erforderlich ist. Anschließend werden die beiden Bleche mittels eines Schweißroboters durch einen Heftpunkt vorläufig aufeinander fixiert, um die Relativlage der Bleche zueinander zu sichern. Die auf diese Weise erzeugte Verbundplatine wird anschließend in einen Ofen verbracht, wo das Hartlot auf die zur Ausbildung der Hartlotverbindung erforderliche Temperatur erwärmt wird.

Nachteilig bei dieser bekannten Verfahrensweise ist, dass ein hoher vorrichtungstechnischer Aufwand erforderlich ist, um dieses Verfahren zu realisieren. So sind zwei parallele Coil-Hubscheren-Einheiten erforderlich, und es ist eine weitere Hilfsvorrichtung erforderlich, durch die das Verstärkungsblech auf den mit dem Hartlot versehenen Bereich des Basisblechs aufgelegt wird. Darüber hinaus ist eine zusätzliche Schweißeinrichtung erforderlich, um den Heftpunkt zur Lagefixierung der beiden Bleche zueinander zu setzen. Durch die nacheinander ablaufenden Arbeitsschritte dieses Herstellungsverfahrens ist die Taktzeit für die Herstellung einer Verbundplatine bei diesem Verfahren relativ lang.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 vorzuschlagen, bei dem der vorrichtungstechnische Aufwand gering und bei dem die Taktzeit zur Herstellung einer Verbundplatine kurz ist. Der Erfindung liegt auch die Aufgabe zugrunde, eine Anlage gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 21 anzugeben, die einfach aufgebaut ist, mit wenigen Einzelkomponenten auskommt und eine geringe Taktzeit bei der Herstellung einer Verbundplatine ermöglicht.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben. Hinsichtlich der Anlage wird die vorgenannte Aufgabe durch eine Anlage mit den Merkmalen des Patentanspruchs 23 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Anlage sind in den zugehörigen Unteransprüchen angegeben. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Fügeverfahren, durch welches das Verstärkungsblech mit dem Basisblech gefügt wird, gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit der Trennoperation, durch die das Basisblech von dem Blechband abgetrennt oder aus dem Blechband herausgetrennt wird, bereits in der Zuschneidelinie durchgeführt. In der Fachwelt wird die Zuschneidelinie auch als „Blanking- linie" und das Abtrennen des Basisbleches von dem Blechband als „Blanking" bezeichnet. Dadurch, dass das Fügen des Verstärkungsblechs mit dem Basisblech gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig mit dem Abtrennen oder Ausstanzen des Basisbleches aus dem Blechband in einer einzigen Bearbeitungslinie erfolgt, wird die Taktzeit für die Herstellung der Verbundplatine im Vergleich zu den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren erheblich verkürzt. Gleichzeitig wird der vorrichtungstechnische Aufwand reduziert, weil keine separaten Vorrichtungen erforderlich sind, um das Verstärkungsblech auf das Basisblech aufzulegen und mit diesem zu verbinden. Durch die Integration des Fügens von Verstärkungsblech und Basisblech in die Verfahrensstufe des Abtrennens oder Ausstanzens des Basisbleches von einem Blechband in der Blankinglinie werden somit beide vorgenannten Aspekte der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe gelöst.

Dadurch, dass keine separaten Fügevorrichtungen mehr erforderlich sind, mit denen das Verstärkungsblech auf das Basisblech aufgebracht und mit diesem verbunden wird, entfallen auch sämtliche Handlingeinrichtungen, mit denen die Fügepartner diesen Fügevorrichtungen zugeführt bzw. entnommen werden. In der Praxis kann der vorrichtungstechnische Aufwand und die Kosten für derartige Handlingeinrichtungen wesentlich größer sein als für die eigentlichen Fügevorrichtungen. So ist z.B. bei dem aus der DE 100 49 660 B4 bekannten Verfahren ein Auftragsroboter zum Aufbringen des Hartlotes, ein Schweißroboter zur Erzeugung des das Verstärkungsblech mit dem Basisblech verbindenen Heftpunktes, ein Ofen zur Erzeugung der Hartlotverbindung, ein sich an den Ofen anschließender Handhabungsroboter und ein Umformwerkzeug zur Umformung der Verbundplatine erforderlich. Bei anderen, aus der Praxis bekannten Verfahren, bei denen keine Hartlotverbindung zwischen Verstärkungsblech und Basisblech, sondern Punktschweißverbindungen erzeugt werden, werden diese in separaten, von der Blankinglinie völlig getrennten Punktschweißfügevorrichtungen erzeugt, wobei weitere Handlingeinrichtungen für das Handling der Fügepartner und das Entnehmen der gefügten Verbundplatinen wie z.B. Greifer und Handhabungsroboter erforderlich sind. Auf all diese zusätzlichen Vorrichtungen kann bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verzichtet werden, denn das Fügen von Verstärkungsblech und Basisblech erfolgt dort innerhalb der Blankinglinie. Anstelle des nackten Basisbleches ist das Produkt der Blankinglinie bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die fertige ebene oder bereits umgeformte Verbundplatine. Der vorrichtungstechnische Aufwand, die Taktzeit zur Herstellung einer Verbundplatine und damit die Herstellungskosten sind bei dem erfindungsgemäßen Verfahren somit erheblich niedriger als bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Blankinglinie verwendet, die zumindest eine Zuschneidemaschine umfasst. Die Zuschneidemaschine kann sowohl eine mechanische Schere, eine mechanische Stanzvorrichtung oder eine Laserschneidmaschine sein. Zusätzlich zu der Zuschneidemaschine kann in Transportrichtung des Blechbandes gesehen unmittelbar vor der Zuschneidemaschine eine Fügevorrichtung angeordnet sein. Diese Fügevorrichtung ist dem Blechband zugeordnet und wirkt auf das Blechband ein. Dieser Fügevorrichtung kann nach einer Ausführungsform der Erfindung das Verstärkungsblech zugeführt werden, so dass das Verstärkungsblech mit dem Blechband in der vorgesehenen Position verbunden und auf diesem positioniert oder fixiert werden kann. In diesem Fall wird somit das Verstärkungsblech mit dem Blechband positionsgerecht unmittelbar vor dem Eintreten des Blechbandes in die Zuschneidemaschine verbunden.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist die Zuschneidemaschine, welche die Trennoperation ausführt, mit der das Basisblech von dem Blechband abgetrennt oder ausgestanzt wird, als Schneid- oder Stanzpresse ausgebildet. In diesem Fall kann der Arbeitshub der Schneid- oder Stanzpresse ausgenutzt werden, um auch die Fügeoperation durchzuführen, mit der die Verbindung des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech bewirkt wird. Um in diesem Fall eine besonders deutliche Reduzierung der Taktzeit für die Herstellung einer Verbundplatine zu erreichen, wird das Verstärkungsblech zeitgleich mit der Vorschubbewegung des Blechbandes zugeführt. Die Zuführung des Verstärkungsbleches erfolgt also während der Zeit, in der ein Abschnitt des Blechbandes, der das spätere Basisblech bilden soll, in die Schneid- oder Stanzpresse eingeschoben wird.

Grundsätzlich kann das Verstärkungsblech mit dem Basisblech auf unterschiedliche Weise gefügt werden. Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Verstärkungsblech durch eine mechanische Fügeoperation mit dem Basisblech gefügt. Hierbei kann es sich beispielsweise um ein Durchsetzfügen oder ein Stanznietverfahren handeln. Alternativ kann die Verbindung zwischen Verstärkungsblech und Basisblech nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung auch durch Schweißen realisiert werden. So kann beispielsweise zeitgleich mit dem Ausstanzen oder Abtrennen des Basisbleches von dem Blechband eine Widerstandspunktschweißung, ein Laserstrahlschweißen oder ein Kondensatorentladungsschweißen durchgeführt werden, sodass das Verstärkungsblech stoffschlüssig mit dem Basisblech verbunden ist.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann die Zuschneidemaschine als Laserschneidanlage mit einem oder mehreren Laserschneidköpfen ausgebildet sein. In diesem Fall erfolgt die Trennoperation in der Zuschneidemaschine durch Laserschneiden. Das Verstärkungsblech kann in Bandtransportrichtung gesehen entweder vor der Zuschneidemaschine dem Blechband oder nach der Zuschneidemaschine dem bereits von dem Blechband abgetrennten Basisblech zugeführt und gefügt werden. Alternativ ist es auch möglich, das Verstärkungsblech der Zuschneidemaschine zuzuführen und das Verstärkungsblech mit dem Blechband oder dem bereits abgetrennten Basisblech in der Zuschneidemaschine zu fügen. Das Fügen kann in diesem Fall zeitlich vor, während oder nach der Trennoperation, d.h. dem Laserschneiden erfolgen. Nach einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung können für das Laserschneiden und das Fügen ein und dieselben Laserköpfe verwendet werden. Dadurch wird der vorrichtungstechnische Aufwand weiter reduziert.

Um das Stapeln von ebenen Bauteilen oder bereits verformten Formbauteilen in Form von ebenen oder verformten Verbundplatinen mit verstärkten Platinenbereichen zu erleichtern und ein geordnetes Abstapeln dieser Teile zu ermöglichen, ist es aus der Praxis allgemein bekannt, hierzu so genannte Stapelsicken in diese Teile einzuformen. Bei den aus der Praxis bekannten Fertigungsabläufen werden diese Stapelsicken in separaten Umformmaschinen, wie z.B. separaten Pressen, in die Verbundplatinen eingeformt. Auch das Einformen von Stapelsicken kann erfindungsgemäß Gewinn bringend und Taktzeit reduzierend in den erfindungsgemäßen Verfahrensablauf integriert werden. Erfindungsgemäß können nämlich auch die Stapelsicken bereits zeitgleich mit dem Ausstanzen oder Abtrennen des Basisbleches in dieses eingeformt werden. Hierbei kann für die Erzeugung der Stapelsicken derselbe Pressenhub ausgenutzt werden, der für das Ausstanzen oder Abtrennen des Basisbleches von dem Blechband erforderlich ist. Es ist hierzu lediglich erforderlich, dass das in der Schneid- oder Stanzpresse zum Einsatz kommende Werkzeug neben den Schneid- oder Stanzeinrichtungen auch Umformeinrichtungen aufweist, die die Stapelsicken in das Basisblech einformen. Vorzugsweise sind die für die Ausbildung der Stapelsicken zuständigen Umformwerkzeuge als zwei separate Umformwerkzeuge umfassende Werkzeuge ausgebildet, wobei diese Umformwerkzeuge abwechselnd in eine Arbeitsposition gebracht werden können. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Stapelsicken mit dem erforderlichen räumlichen Versatz zueinander in die Basisbleche eingebracht werden können, denn die Stapelsicken zweier zueinander benachbarter Verbundplatinen müssen zueinander versetzt sein, um ihre Funktion zu erfüllen.

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Zuschneidelinie oder Blankinglinie umfasst zumindest eine Zuschneidemaschine (Blankingmaschine), die bevorzugt als Presse ausgebildet ist. Diese Presse weist ein aus zwei gegen- einander verfahrbaren Werkzeughälften bestehendes zweiteiliges Werkzeug auf. Eine erste Werkzeugstufe ist dazu vorgesehen, den eigentlichen Blankingschritt durchzuführen, also das Abtrennen des Basisbleches von dem Blechband. In dieser ersten Werkzeugstufe kann auch gleichzeitig mit dem Blanking das Fügen des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech erfolgen. Eine zweite Werkstufe ist dann vorgesehen, um die zuvor erzeugte Verbundplatine umzuformen und auf diese Weise eine umgeformte oder vorgeformte, nicht ebene Verbundplatine zu erzeugen.

Um das erfindungsgemäße Verfahren durchführen zu können, wird erfindungsgemäß eine aus dem Stand der Technik bekannte Anlage zum Herstellen von Verbundplatinen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 21 dadurch weiterentwickelt, dass die Werkzeughälften des Schneid- oder Stanzwerkzeuges der Zuschneidemaschine zusätzliche Fügewerkzeuge aufweisen, die beim Zusammenfahren der Werkzeug hälften derart zusammenwirken, dass das Verstärkungsblech mit dem Basisblech fest verbunden wird. Durch diese konstruktive und funktionale Modifikation des Schneid- oder Stanzwerkzeuges der Zuschneidemaschine wird der Verfahrensschritt des Fügens von Verstärkungsblech und Basisblech in den Verfahrensschritt des Abtrennens des Basisbleches vom Blechband (d.h. in den Blankingschritt) integriert. Auf diese Weise wird die erfindungsgemäß angestrebte Taktzeitverkürzung anlagentechnisch umgesetzt. Gleichzeitig kann auf eine von der Zuschneidemaschine getrennte Fügevorrichtung zum Verbinden des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech verzichtet werden und es entfallen insbesondere auch sämtliche zusätzlichen Handlingeinrichtungen, die bei einer getrennt von der Zuschneidemaschine angeordneten Fügevorrichtung zum Zuführen der Fügepartner und zur Entnahme der Verbundplatine erforderlich sind. Der vorrichtungstechnische Aufwand der erfindungsgemäßen Anlage ist somit deutlich geringer.

Die zusätzlichen Fügewerkzeuge können, wie bereits voranstehend dargelegt wurde, z.B. als Widerstandspunktschweißelektroden oder als Durchsetzfügestem- pel und mit diesem zusammenwirkenden Durchsetzfügematrizen ausgebildet sein. Um eine sichere Vorfixierung des Verstärkungsbleches auf dem Blechband in einer positionsgerechten Lage sicherzustellen, kann es sich als erforderlich erweisen, unmittelbar vor der Zuschneidemaschine eine Fügevorrichtung anzuordnen, durch die das Verstärkungsblech positionsgerecht auf dem Blechband z.B. durch Heften befestigt wird. Dieses Heften kann z.B. durch eine einzige Punktschwei- ßung erfolgen.

Um eine weitere Verringerung der Taktzeit bei der Herstellung von nicht ebenen Verbundplatinen zu erreichen, ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Werkzeug hälften des Schneid- oder Stanzwerkzeuges der Zuschneidemaschine eine Formkontur aufweisen, sodass der Verbund aus Verstärkungsblech und Basisblech beim Zusammenfahren der Werkzeughälften umgeformt wird.

Je nach Fügeaufgabe bzw. je nach der Kombination aus einer Füge- und einer Umformaufgabe kann es sich bei der Herstellung einer Verbundplatine als erforderlich herausstellen, dass das Abtrennen der Basisplatine von dem Blechband, das Fügen des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech und das Umformen der Verbundplatine, nicht gleichzeitig in ein und demselben Arbeitshub der Zuschneidemaschine erfolgen kann. In diesem Fall ist es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Werkzeug hälften der Zuschneidemaschine ein mehrstufiges, d.h. ein mindestens zwei Werkzeugstufen aufweisendes Werkzeug bilden. Die Werkzeugstufen sind dabei so ausgebildet, dass sie zeitlich nacheinander auf den Verbund aus Verstärkungsblech und Blechband bzw. Basisblech einwirken.

Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung mit einem mehrstufigen Schneid- oder Stanzwerkzeug ist die erste Werkzeugstufe für das Abtrennen des Basisbleches von dem Blechband und das gleichzeitige Fügen des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech ausgebildet, während die zweite oder die weiteren Werkzeugstufen für das Umformen der Verbundplatine ausgebildet sind. Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform der erfindungsgemäßen Anlage ist die erste Werkzeugstufe lediglich für das Abtrennen des Basisbleches von dem Blechband ausgebildet, während die zweite oder die weiteren Werkzeugstufen für das Fügen des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech ausgebildet sind. Bei dieser alternativen Ausführungsform können die zweite oder die weiteren Werkzeugstufen gleichzeitig auch für das Umformen der Verbundplatine ausgebildet sein. In allen vorgenannten Ausführungsformen mit einem mehrstufigen Schneidoder Stanzwerkzeug in der Zuschneidemaschine bleiben die Vorteile der Erfindung gewahrt, d.h. der vorrichtungstechnische Aufwand wird reduziert und die Taktzeit bei der Herstellung von Verbundplatinen, insbesondere von umgeformten, nicht ebenen Verbundplatinen wird verkürzt.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Im Einzelnen zeigen

Fig. 1 den Verfahrensschritt des Vorschiebens des in Form eines Coils vorliegenden Blechbandes in eine Schneidpresse und den Verfahrensschritt des gleichzeitigen Zuführens des Verstärkungsbleches in die Schneidpresse (Draufsicht);

Fig. 2 den Zustand unmittelbar nach dem Abtrennen des Basisbleches vom Blechband (Draufsicht);

Fig. 3 den Verfahrensschritt des Ablegens der Verbundplatine (Draufsicht);

Fig. 4 einen Querschnitt entgegen der Bandtransportrichtung durch die auseinander gefahrenen Werkzeughälften einer Schneidpresse zum Abtrennen des Basisbleches und durch das zwischen den Werkzeughälften eingelegte Blechband mit auf dem Blechband positionsgerecht aufgelegten Verstärkungsblech;

Fig. 5 einen Querschnitt durch eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Verbundplatine; Fig. 6 eine Seitenansicht eines Verbundplatinenstapels, links ohne, rechts mit in das Basisblech eingeformten Stapelsicken;

Fig. 7 einen Querschnitt parallel zur Bandtransportrichtung durch die auseinander gefahrenen Werkzeughälften einer Schneidpresse zum Abtrennen des Basisbleches und durch das zwischen den Werkzeughälften eingelegte Blechband mit auf dem Blechband positionsgerecht aufgelegtem Verstärkungsblech nach einer gegenüber Fig. 4 anderen Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 einen Querschnitt durch eine ebene Verbundplatine, hergestellt mit dem Werkzeug gemäß Fig. 7;

Fig. 9 einen Querschnitt durch eine ebene Verbundplatine, hergestellt mit einem gegenüber Fig. 4 abgewandelten Werkzeug.

In Fig. 1 ist in der Draufsicht ein Blechband 1 dargestellt, welches von einem Coil

2 abgezogen und in eine Presse 3 eingeführt wird. In dem in Fig. 1 dargestellten Zustand ist das Blechband 1 so weit mit einem vorderen Abschnitt 4 in die Presse

3 eingeführt, dass das Abtrennen des Basisbleches 5 (siehe Fig. 2) erfolgen kann. Das Coil 2 ist auf einer Abwickel- und Zuführeinrichtungeinrichtung 6 angeordnet, sodass das Blechband 1 vom Coil abgewickelt und abschnittsweise in die Presse 3 hineinbewegt werden kann. Senkrecht zur Vorschubrichtung des Blechbandes 1 wird der Presse 3 ein Verstärkungsblech 7 zugeführt. Die Zuführbewegung des Verstärkungsbleches 7 ist durch den Pfeil in Fig. 1 angedeutet. Die Zuführung des Verstärkungsbleches 7 erfolgt in der Weise, dass am Ende der Zuführbewegung das Verstärkungsblech 7 in dem Bereich des Blechbandabschnittes 4 aufliegt, der bei dem späteren Basisblech 5 dem zu verstärkenden Bereich entspricht.

In Fig. 1 ist das Oberteil der Presse 3 nicht dargestellt, damit das Blechband 1 und der Blechbandabschnitt 4 sichtbar sind. In Fig. 2 ist die Situation unmittelbar nach dem Abtrennen des Basisbleches 5 vom Blechband 1 in der Draufsicht dargestellt. Das Oberteil der Presse 3 ist wiederum nicht dargestellt.

Durch eine Schneidoperation wurde das Basisblech 5 durch einen einzigen Pressenhub vom Blechband 1 abgeschnitten. Gleichzeitig wurde der Pressenhub der Schneidpresse 3 dazu genutzt, das Verstärkungsblech 7 an der für die Verstärkung vorgesehenen Stelle mit dem Basisblech 5 zu fügen. Die in Fig. 2 auf dem Verstärkungsblech dargestellten Punkte deuten Punktschweißverbindungen an, durch die das Verstärkungsblech 7 stoffschlüssig mit dem Basisblech 5 verbunden ist. Auf diese Weise wurde das Verstärkungsblech 7 innerhalb desselben Pressenhubes mit dem Basisblech 5 verbunden, der für das Abtrennen des Basisbleches 5 vom Blechband 1 erforderlich war. Somit ist der Arbeitsschritt des Fügens des Verstärkungsbleches mit dem Basisblech in die Schneidoperation zum Abtrennen des Basisbleches vom Blechband ohne Taktzeitverlängerung integriert worden.

In Fig. 3 ist der Arbeitsschritt des Ablegens der Verbundplatine 8, die aus dem Basisblech 5 und dem mit diesem gefügten Verstärkungsblech 7 besteht, dargestellt. Die Verbundplatine 8 wird durch nicht dargestellte Handhabungsmittel aus der Presse 3 entnommen und in eine in Fig. 3 nicht dargestellte Abstapelungsein- richtung abgelegt. Zeitgleich mit der Entnahme der Verbundplatine aus der Presse 3 erfolgt das Vorschieben des Blechbandes 1 , sodass der Blechbandabschnitt 4 wieder analog zu der in Fig. 1 dargestellten Situation in der Schneidposition der Presse 3 zu liegen kommt. Ebenfalls analog zu der in Fig. 1 dargestellten Situation wird das Verstärkungsblech 7 quer zur Vorschubrichtung des Blechbandes 1 der Presse 3 zugeführt. Auf diese Weise wird das Blechband 1 Schritt für Schritt von dem Coil 2 abgewickelt.

In Fig. 4 ist das Oberwerkzeug 3a und das Unterwerkzeug 3b der Presse 3 im Querschnitt dargestellt, wobei die Betrachtungsrichtung entgegen der Bandtrans- portrichtung gerichtet ist. Zwischen den auseinander gefahrenen Werkzeughälften 3a, 3b ist das Basisblech 5 mit dem darauf positionsgerecht aufgelegten und noch nicht mit dem Blechband 1 verbundenen Verstärkungsblech 7 angeordnet. Durch den Pfeil ist angedeutet, dass zur Herstellung der Verbundplatine die beiden Werkzeug hälften 3a, 3b aufeinander zugefahren werden, wobei das Basisblech vom Blechband 1 durch eine Schneidoperation abgetrennt wird. Gleichzeitig ist bei dem in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel eine Ausnehmung 9 in der oberen Werkzeughälfte 3a vorgesehen, die mit einer Erhebung 10 der unteren Werkzeughälfte 3b korrespondiert. Beim Zusammenfahren der Formwerkzeughälften 3a, 3b wird somit der Verbund aus Basisblech 5 und Verstärkungsblech 7 einer Umformung unterzogen (vgl. Fig. 5).

Gleichzeitig mit dem Abschneiden des Basisblechs 5 vom Blechband 1 und dem Umformen des Verbundes aus Basisblech 5 und Verstärkungsblech 7 erfolgt das Fügen des Verstärkungsblechs 7 mit dem Basisblech 5. Hierzu sind Widerstandspunktschweißelektroden 11 in den Formwerkzeughälften 3a, 3b angeordnet. Im in Fig. 4 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Widerstandspunktschweißelektroden 11 in den einander zugewandten Oberflächen der Ausnehmung 9 einerseits und der Erhebung 10 andererseits angeordnet. Beim Zusammenfahren der Formwerkzeughälften 3a, 3b treten die in der oberen Formwerkzeughälfte 3a angeordneten Widerstandspunktschweißelektroden 11 in Kontakt mit dem Verstärkungsblech 7, während die in der unteren Formwerkzeug hälfte 3b angeordneten Widerstandspunktschweißelektroden 11 in Kontakt treten mit dem Basisblech 5. Durch Anlegen einer ausreichenden Spannung an die Widerstandspunktschweißelektroden 11 fließt ein ausreichend hoher Strom durch das Basisblech 5 und das Verstärkungsblech 7, sodass es zu einer Verschweißung im Bereich der Berührfläche zwischen Basisblech 5 und Verstärkungsblech 7 kommt.

In Fig. 5 ist das nach dem Zusammenfahren der Formwerkzeughälften 3a, 3b in Fig. 4 erhaltene Produkt, nämlich die Verbundplatine 8, im Querschnitt dargestellt. Es handelt sich hierbei um eine Verbundplatine, die einen nichtebenen Verlauf aufweist, weil im Bereich des Verstärkungsbleches 7 eine sickenförmige Einfor- mung durch die Formwerkzeughälften 3a, 3b ausgebildet wurde. Dabei wurden das Basisblech 5 und das Verstärkungsblech 7 gemeinsam verformt. Gleichzeitig erfolgte das Abtrennen des Basisblechs 5 von dem Blechband 1 und das Verschweißen des Verstärkungsblechs 7 mit dem Basisblech 5.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegt es aber auch, in der Zuschneidemaschine keine Umformung des Verbundes aus Basisblech und Verstärkungsblech in der Zuschneidemaschine durchzuführen, sondern dort lediglich das Basisblech von dem Blechband abzutrennen und gleichzeitig oder unmittelbar zuvor oder danach das Verstärkungsblech mit dem Blechband bzw. dem Basisblech zu verbinden. In diesem Fall wirken abweichend von der Darstellung gemäß Fig. 4 die Werkzeug hälften 3a, 3b nicht als Formwerkzeug hälften, sondern die dem Blechband 1 zugewandten Oberflächen der Werkzeughälften sind eben ausgebildet, so dass beim Zusammenfahren der Werkzeug hälften lediglich die Widerstandpunktschweißelektroden 11 zur Ausbildung der Punktschweißverbindungen mit dem Blechband einerseits und dem Verstärkungsblech andererseits in Kontakt treten.

Erfindungsgemäß ist es auch möglich, die so genannten Stapelsicken 12, die für ein ordentliches und lagegerechtes Abstapeln der Verbundplatinen teilweise erforderlich sind, ebenfalls gleichzeitig mit dem Abtrennen des Basisbleches 5 vom Blechband 1 einzuformen. In dem linken Bildteil der Fig. 6 ist dargestellt, dass ohne die Stapelsicken 12 das ordentliche und lagegerechte Abstapeln der Verbundplatinen nicht möglich ist, weil die einander zugewandten Verbundplatinen einander jeweils nur im Bereich des Verstärkungsbleches 7 berühren, sodass der überstehende Bereich der Basisbleche 5, die einander nicht berühren, aufgrund der Schwerkraft durchhängt. Dies kann zu unerwünschten bleibenden Verformungen des Basisbleches 5 führen. Im rechten Bildteil der Fig. 6 ist dargestellt, wie durch das Einformen von Stapelsicken 12 erreicht wird, dass sich die Verbundplatinen gegeneinander im nichtverstärkten Bereich des Basisbleches 5 abstützen. Hierzu sind die Stapelsicken 12 benachbarter Verbundplatinen 8 zueinander örtlich versetzt angeordnet, sodass jede Stapelsicke 12 mit einem nicht verformten Bereich des Basisbleches 5 in Kontakt treten und diesen abstützen kann.

Bei aus der Praxis bekannten Verfahrensabläufen werden die Stapelsicken 12 durch separate Umformeinrichtungen, wie z.B. Pressen, in die Verbundplatinen 8 eingeformt. Durch die erfindungsgemäße Integration der Einformung dieser Stapelsicken 12 in die Verbundplatinen 8 im Rahmen des Blanking-Schrittes (also im Rahmen des Abtrennens des Basisbleches 5 von dem Blechband 1) wird eine separate Umformeinrichtung zum Einbringen der Stapelsicken überflüssig. Außerdem wird die Taktzeit zur Herstellung der Verbundplatinen verkürzt, weil kein separater Arbeitsschritt zur Einbringung der Stapelsicken mehr erforderlich ist.

Voranstehend ist beispielhaft ein erfindungsgemäßer Verfahrensablauf beschrieben worden, bei dem das Fügen des Verstärkungsbleches 7 mit dem Basisblech 5 durch Widerstandspunktschweißen erfolgt. Alternativ kann, wie voranstehend bereits erwähnt, die Verbindung zwischen Verstärkungsblech 7 und Basisblech 5 auch durch ein mechanisches Fügen, wie beispielsweise durch Durchsetzfügen, herbeigeführt werden. Ein dafür geeignetes zweiteiliges Werkzeug ist in Fig. 7 dargestellt, wobei die Werkzeug hälften 3a, 3b im auseinander gefahrenen Zustand dargestellt sind und zwischen den Werkzeughälften 3a, 3b das Blechband 1 mit dem positionsgerecht aufgelegten, noch nicht mit dem Blechband 1 verbundenen Verstärkungsblech 7 angeordnet ist. Durch den Pfeil in Fig. 7 ist die Bandtransportrichtung angedeutet. In der oberen Werkzeughälfte 3a sind stempeiförmige Umformwerkzeuge 20 vorgesehen, die mit entsprechend ausgebildeten und in der unteren Werkzeughälfte 3b angeordneten Matrizen 21 zusammenwirken, sodass beim Zusammenfahren der Werkzeug hälften 3a, 3b ein Durchsetzfügen erfolgt, wodurch das Verstärkungsblech 7 formschlüssig oder form- und kraftschlüssig mit dem Basisblech 5 verbunden wird. An dem in Fig. 7 linken (coilseitigen) Ende der Werkzeughälften 3a, 3b sind Schneidstempel 23, 24 vorgesehen, die beim Zusammenfahren der Werkzeughälften das Basisblech 5 von dem Blechband 1 ab- trennen. Zusätzlich sind in der in Fig. 7 unteren Werkzeughälfte 3b auch noch weitere stempelartige Umformwerkzeuge 25 angeordnete, die beim Zusammenfahren der Werkzeug hälften 3a, 3b mit weiteren Matrizen 26 zusammenwirken. Dabei formen die weiteren Umformwerkzeuge 25 in den Bereich des Blechbandes 1 , der nach dem Abtrennen das Basisblech 5 bilden wird, die sogenannten Stapel- sicken 12 ein (vgl. Fig. 8).

In Fig. 8 ist die ebene Verbundplatine 8 dargestellt, die aus dem Basisblech 5 und dem Verstärkungsblech 7 besteht, welches formschlüssig oder kraft- und formschlüssig mit dem Basisblech mittels Durchsetzfügen verbunden ist. Die in das Basisblech 5 eingeformten Stapelsicken 12 sind gut zu erkennen.

In Fig. 9 ist eine Verbundplatine 8 dargestellt, die im Wesentlichen der in Fig. 8 dargestellten Verbundplatine entspricht. Der einzige Unterschied besteht darin, dass das Verstärkungsblech 7 nicht mittels Durchsetzfügen, sondern mittels Punktschweißverbindungen mit dem Basisblech 5 verbunden ist. Zur Herstellung dieser Verbundplatine 8 kann das in Fig. 7 dargestellte Werkzeug verwendet werden, wobei lediglich die für das Durchsetzfügen erforderlichen Umformwerkzeuge 20 und Matrizen 21 durch z.B. Widerstandpunktschweißelektroden (analog Fig. 4) ersetzt werden müssten.

Bezugszeichenliste

1. Blechband

2. Coil

3. Zuschneidemaschine; Presse; Schneidpresse

4. Blechbandabschnitt

5. Basisblech

6. Abwickel- und Zuführeinrichtung

7. Verstärkungsblech

8. Verbundplatine

9. Ausnehmung

10. Erhebung

11. Widerstandspunktschweißelektrode

12. Stapelsicke

13. Fügevorrichtung

20. Fügewerkzeug; Umformwerkzeug; Durchsetzfügestempel

21. Matrize; Durchsetzfügematrize

23. Schneidstempel

24. Schneidstempel

25. Umformwerkzeug

26. Matrize

Z Zuschneidelinie

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von ein Basisblech (5) und mindestens ein auf diesem befestigtes Verstärkungsblech (7) umfassenden Verbundplatinen (8), wobei das Basisblech (5) von einem als Coil vorliegenden Blechband (1) abgetrennt wird und das Verstärkungsblech (7) mit dem Basisblech (5) fest verbunden wird, wobei das Blechband (1) einer mindestens eine Zuschneidemaschine (3) umfassenden Zuschneidelinie (Z) zugeführt wird, und wobei in der Zuschneidemaschine (3) eine Trennoperation erfolgt, durch die das Basisblech (5) von dem Blechband (1) abgetrennt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung des Verstärkungsblechs (7) mit dem Basisblech (5) in der Zuschneidelinie (Z) erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in der Zuschneidemaschine (3) erfolgende Trennoperation ein Laserschneiden ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die in der Zuschneidemaschine (3) erfolgende Trennoperation eine mechanische Trennoperation ist.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech (7) der Zuschneidemaschine (3) zugeführt wird und die Verbindung des Verstärkungsblechs (7) mit dem Basisblech (5) während der Trennoperation erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschneidemaschine (3) als Schneid- oder Stanzpresse ausgebildet ist und die Verbindung des Verstärkungsblechs (7) mit dem Basisblech (5) während eines Pressenhubes erfolgt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuführung des Verstärkungsbleches (7) zu der Zuschneidemaschine (3) zeitgleich mit der Vorschubbewegung des das spätere Basisblech (5) bildenden Coilabschnitts erfolgt.

7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass für die das Verstärkungsblech (7) mit dem Basisblech (5) verbindende Fügeoperation der Schneid- oder Stanzhub der als Presse ausgebildeten Zuschneidemaschine (3) ausgenutzt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech (7) durch eine mechanische Fügeoperation mit dem Basisblech (5) gefügt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanische Fügeoperation ein Durchsetzfügen ist.

10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech (7) durch Schweißen mit dem Basisblech (5) gefügt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Schweißverfahren als Widerstandspunktschweißen oder als Kondensatorentladungsschweißen ausgebildet ist.

12. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschneidemaschine (3) als Presse ausgebildet ist, die ein mindestens zweistufiges Werkzeug mit gegeneinander verfahrbaren Werkzeug hälften aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erzeugung der Verbundplatine (8) in der ersten Werkzeugstufe das Basisblech (5) von dem Blechband (1) abgetrennt und gleichzeitig das Verstärkungsblech (7) mit dem Basisblech (5) gefügt wird, wobei in der zweiten Werkzeugstufe die Verbundplatine (8) umgeformt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Werkzeugstufe das Basisblech (5) von dem Blechband (1) abgetrennt und in der zweiten Werkzeugstufe das Verstärkungsblech (7) mit dem Basisblech (5) gefügt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass in der zweiten Werkzeugstufe gleichzeitig mit dem Fügen des Verstärkungsbleches (7) mit dem Basisblech (5) eine Umformung der Verbundplatine (8) erfolgt.

16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Zuschneidemaschine (3) mindestens eine Stapelsicke (12) in das Basisblech (5) eingeformt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschneidelinie (Z) eine in Vorschubrichtung des Blechbandes (1) gesehen vor der Zuschneidemaschine (3) angeordnete, dem Blechband (1) zugeordnete Fügevorrichtung (13) aufweist, wobei das Verstärkungsblech (7) der Fügevorrichtung (13) zugeführt und in dieser positionsgerecht auf dem Blechband (1) fixiert wird.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügevorrichtung (13) eine Punktschweißvorrichtung oder eine Durchsetzfügevorrichtung ist.

19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech (7) durch eine Punktschweißverbindung oder eine Durchsetzfügung auf das Blechband (1) geheftet und dadurch positionsgerecht auf diesem vorfixiert wird, wobei in oder unmittelbar hinter der anschließenden Zuschneidemaschine (3) die Verbindung zwischen Verstärkungsblech (1) und Basisblech (5) fertiggestellt wird.

20. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsblech (7) bereits in der Fügevorrichtung (13) durch eine Mehrzahl von Punktschweißverbindungen oder Durchsetzfügungen fertiggefügt wird.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Zuschneidemaschine (3) als Presse ausgebildet ist, die ein zumindest zweistufiges Umformwerkzeug aufweist, wobei das Blechband (1) zunächst in die erste Stufe des Umformwerkzeugs eingeführt wird, in der das Basisblech (5) von dem Blechband (1) abgetrennt wird, und wobei anschließend die abgetrennte Verbundplatine (8) in der zweiten Stufe des Umformwerkzeugs umgeformt wird.

22. Verfahren nach Anspruch 21 , dadurch gekennzeichnet, dass im Zuge der Umformung der Verbundplatine (8) in der zweiten Werkzeugstufe Stapel- sicken (12) in die Verbundplatine (8) eingeformt werden.

23. Anlage zum Herstellen von ein Basisblech (5) und mindestens ein auf diesem befestigtes Verstärkungsblech (7) umfassenden Verbundplatinen (8), umfassend eine Abwickel- und Zuführeinrichtung (6) zum Abwickeln eines als Coil vorliegenden Blechbandes (1) und zum Zuführen des Blechbandes (1) zu einer Zuschneidelinie (Z), eine zweiteilige, gegeneinander verfahrbare Schneid- oder Stanzwerkzeuge (3a, 3b) aufweisende Zuschneidemaschine (3) zum Abtrennen des Basisbleches (5) von dem Blechband (1), eine Fügevorrichtung zum Verbinden des Verstärkungsbleches (7) mit dem Basisblech (5), sowie Handlingeinrichtungen zur Entnahme der Verbundplatine (8) aus der Fügevorrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälften (3a, 3b) des Schneid- oder Stanzwerkzeuges der Zuschneidemaschine (3) zusätzliche Fügewerkzeuge (11 , 20, 21) aufweisen, die beim Zusammenfahren der Werkzeughälften (3a, 3b) derart zusammenwirken, dass das Verstärkungsblech (7) mit dem Basisblech (5) fest verbunden wird.

24. Anlage nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Fügewerkzeuge (11 , 20, 21) als Widerstandpunktschweißelektroden (11) oder als Durchsetzfügestempel (20) und Durchsetzfügematrize (21) ausgebildet sind.

25. Anlage nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor der Zuschneidemaschine (3) eine Fügevorrichtung angeordnet ist, durch welche das Verstärkungsblech (7) positionsgerecht auf dem Blechband (1) vorfixiert werden kann.

26. Anlage nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälften (3a, 3b) des Schneid- oder Stanzwerkzeuges der Zuschneidemaschine (3) eine Formkontur aufweisen, so dass der Verbund aus Verstärkungsblech (7) und Basisblech (5) beim Zusammenfahren der Werkzeug hälften (3a, 3b) umgeformt wird.

27. Anlage nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Werkzeughälften (3a, 3b) der Zuschneidemaschine (3) ein mindestens zwei Werkzeugstufen umfassendes Werkzeug bilden, wobei die Werkzeugstufen zeitlich nacheinander auf den Verbund aus Verstärkungsblech (7) und Basisblech (5) einwirken.

28. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Werkzeugstufe für das Abtrennen des Basisbleches (5) von dem Blechband (1) und das Fügen des Verstärkungsbleches (7) mit dem Basisblech (5) ausgebildet ist und die zweite oder die weiteren Werkzeugstufen für das Umformen der Verbundplatine (8) ausgebildet sind.

29. Anlage nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Werkzeugstufe für das Abtrennen des Basisbleches (5) von dem Blechband (1) ausgebildet ist und die zweite oder die weiteren Werkzeugstufen für das Fügen des Verstärkungsblechs (7) mit dem Basisblech (5) ausgebildet sind.

30. Anlage nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite oder die weiteren Werkzeugstufen für das Umformen der Verbundplatine (8) ausgebildet sind.