WO2018019426A1

WO2018019426A1 - Leistenförmiges strang-halbzeug aus leichtmetall sowie verfahren und einrichtung zu dessen herstellung

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Publication number: WO2018019426A1
Application number: PCT/EP2017/000916
Authority: WO
Inventors: Günter Hackenfort
Original assignee: Loadlok International Bv
Priority date: 2016-07-29
Filing date: 2017-07-28
Publication date: 2018-02-01

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung von Leisten aus Aluminium o. dgl. Leichtmetall-Werkstoff wird ausgehend von einem erwärmten Pressbarren mittels Massivumformung ein im Querschnitt zumindest bereichsweise profiliertes und zu Leisten variabler Länge verarbeitbares Strang-Halbzeug geformt. Erfindungsgemäß wird nunmehr an einem nach der Massivumformung vorliegenden Zwischenprodukt (Z) zumindest ein zweiter Umformvorgang durchgeführt. Dabei wirkt die aus dem erwärmten Pressbarren das Strang-Halbzeug erzeugende Strangpresse mit zumindest einer zweiten Umformvorrichtung (8) als eine Bearbeitungseinheit zusammen. An deren Ausgang weist das Strang-Halbzeug zusätzlich zur Längsprofilierung jeweilige, diese zumindest bereichsweise im Querschnitt verändernde Funktionskonturen (4) auf.

Description

Leistenförmiges Strang-Halbzeug aus Leichtmetall sowie

Verfahren und Einrichtung zu dessen Herstellung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur umformenden Herstellung von Leisten aus Aluminium o. dgl. Leichtmetall sowie eine dafür vorgesehene Einrichtung. Die dabei vorgesehene Bearbeitung geht von der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angesprochenen Massivumformung aus, wobei eine dafür vorgesehene Einrichtung gemäß Anspruch 14 benutzt wird, um eine Aluminium-Leiste gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 26 herzustellen.

Die Herstellung von Leisten aus Aluminium o. dgl. umformbaren Werkstoffen durch eine Massivumformung ist seit langem bekannt (DE 88 17 089 U1 ; DE 92 18 030 U1 , DE 298 02 698 U1 , DE 198 07 387 C2), wobei ausgehend von einem erwärmten Pressbarren dieser einer Einrichtung zum Strangpressen mit Matrize zugeführt und durch eine längs gerichtete Massivumformung ein "endloses" Strang-Halbzeug geformt wird. Dessen längs laufende Nuten oder ähnliche Konturen bildendes Längsprofil ist entsprechend dem Querschnitt der Matrize so konturiert, dass entsprechend den späteren Einsatzbedingungen jeweilige Nutzzonen an der Aluminiumleiste bereitgestellt werden.

Zur Herstellung von als weitgehend einsatzbereites Endprodukt bereitstellbaren Leisten ist nach der Umformung und Profilierung der jeweiligen Strang-Halbzeuge

BESTÄTIGUNGSKOPIE eine Zuschneide-Phase vorgesehen. Dabei erfolgt eine Abtrennung von Teilabschnitten entsprechender Länge von dem Strang-Halbzeug. Anschließend an diese Trennphase werden bei bekannten Endprodukten durch jeweilige spanende Nachbearbeitungsverfahren zusätzliche Konturen wie Löcher oder Nuten in die bereits fertiggestellte Aluminiumleiste eingebracht. Damit ist ein hoher technologischer Aufwand verbunden, da zusätzliche Bearbeitungsstationen und Bearbeitungsschritte erforderlich sind und sich damit die Gestehungskosten nachteilig erhöhen. Außerdem führen die spanenden Bearbeitungsschritte zu nachteiligen Beeinflussungen der Festigkeitseigenschaften am Endprodukt.

Die Erfindung befasst sich mit dem Problem, ein Verfahren und eine Einrichtung zur Herstellung einer profilierten Aluminiumleiste zu schaffen, wobei mit vermindertem technologischem Aufwand und fertigungstechnisch kostengünstig kombinierbarer Einrichtung ein in seinen Gebrauchseigenschaften optimierbares Endprodukt in Form von funktional verbessert einsetzbaren Leisten aus Leichtmetall bereitgestellt wird.

Die Erfindung löst diese Aufgabe mit einem Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. Eine dafür vorgesehene Einrichtung ist in Anspruch 14 angegeben, und die verbesserte Aluminiumleiste weist die Merkmale des Anspruchs 26 auf. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 13, 15 bis 25 sowie 27 bis 32. Ausgehend von der an sich bekannten Massivumformung eines Pressbarrens aus Leichtmetall - der im Bereich einer Matrize einem Strangpressvorgang ausgesetzt wird - sieht das erfindungsgemäße Konzept vor, dass nunmehr der beim Strangpressvorgang erzeugte "Aluminium-Strang" lediglich als ein Zwischenprodukt vorliegt und dieser zumindest einem zweiten Umformvorgang ausgesetzt wird, derart, dass danach ein Strang-Halbzeug mit zumindest einer zusätzlichen Funktionskontur bereitgestellt wird. Bei der praktischen Realisierung dieses Konzeptes ist es mithin erforderlich, in den kontinuierlichen Ablauf der Pressbarren-Verarbeitung einen zweiten Verfahrensschritt zu integrieren.

Es hat sich gezeigt, dass als dieser zweite Umformvorgang zur Erzeugung einer zusätzlichen Funktionskontur an dem aus der Matrize austretenden Zwischenprodukt insbesondere eine Umformung mittels eines Prägevorgangs durchgeführt werden kann. Dieser "senkrecht" auf das bereits erzeugte Profil gerichtete Prägevorgang ist darauf abgestellt, dass die bisher durch aufwändige Spanungsverfahren wie Fräsen oder Bohren erzeugten "Zusatzkonturen" effizienter einbringbar sind. Diese können während des Strangpressens an dem Strang-Halbzeug erzeugt werden. Dabei wird erreicht, dass das Aluminiumprofil bzw. die -leiste zusätzlich zu dem bereits durch Pressen erzeugten Längsprofil mit dessen Querschnitt verändernden Funktionskonturen versehen ist.

Das Konzept der neuen Verfahrensführung sieht vor, dass der zumindest eine Prägevorgang auch gleichzeitig mit dem ersten Umformvorgang durchgeführt werden kann. Dabei wird der als zweiter Umformvorgang vorgesehene Prägevorgang opti- mal darauf abgestellt, dass ein Arbeiten am noch erwärmten Zwischenprodukt möglich ist. Die Verfahrensabläufe können dabei so abgestimmt sein, dass die mit dem Prägevorgang erzeugte zusätzliche Funktionskontur nur in einem Teilbereich des als profiliertes Strang-Halbzeug vorgesehenen Zwischenprodukts eingebracht wird.

Mit der erfindungsgemäßen Verfahrenskombination von Längspressen und "Querprägen" ist eine technologisch optimierbare und die Stabilitätseigenschaften des Endprodukts vorteilhaft verbessernde Verfahrensführung möglich. Dabei ist vorgesehen, dass beim Prägevorgang jeweils zumindest bereichsweise quer zur Vorschubrichtung und/oder senkrecht zur Vorschubebene des Zwischenprodukts verlaufende Prägekonturen geformt werden.

Bei den vorliegenden Verfahrensbedingungen im noch erwärmten Zustand ist es möglich, dass die den Querschnitt im Bereich der Längsprofile verändernden, insbesondere quer zur Pressrichtung verlaufenden Prägekonturen mit ebenen, bogenförmigen oder absatzförmigen Querschnittskonturen geformt werden. Dabei hat es sich gezeigt, dass die Prägekonturen vorteilhaft in Form von Mulden-, Nut- und/oder Kalottenprofilen erzeugt werden können. Das damit vorbereitete Strang-Halbzeug kann zu variabel dimensionierbaren Aluminiumleisten als jeweiliges vorgesehenes Endprodukt weiterverarbeitet werden, wobei an diesem zusätzliche spanabhebende Bearbeitungsschritte entbehrlich sind.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Verfahrensführung sieht vor, dass nach dem Prägevorgang am - nur gering abgekühlten - Zwischenprodukt noch eine an sich bekannte Bearbeitung durch Recken erfolgt. Das danach vorliegende Strang- Halbzeug mit Profilierung in Längsrichtung sowie den Prägekonturen als zusätzliche Funktionskontur kann nach dem Recken einer Abkühlphase ausgesetzt werden, so dass ein verwindungsfreies und biegestabiles Endprodukt bereitgestellt wird.

Eine weitere Ausgestaltung der Verfahrensführung sieht vor, dass an dem Zwischenprodukt - vorzugsweise im noch erwärmten Zustand - auch mehrere Prägevorgänge durchgeführt werden können, wobei jeweilige Prägewerkzeuge nacheinander oder gleichzeitig an dem Zwischenprodukt wirksam sind. Das aus dem System der Massivumformung kontinuierlich auslaufende Strang-Halbzeug - mit der zusätzlichen Prägekontur - kann mit geringem Aufwand für eine Weiterbearbeitung zu Leisten o. dgl. Teilabschnitten einer Trenneinrichtung zugeführt und hier vereinzelt werden.

Mit Blick auf die am Endprodukt vorgesehenen zusätzlichen Funktionskonturen ist eine Regelung des Verfahrensablaufs derart möglich, dass während des Prägevorgangs an dem jeweiligen Zwischenprodukt auch eine auf die Eigenschaften des umzuformenden Werkstoffs abgestimmte Schneid-Press-Umformung durchgeführt wird. Dabei ist beachtlich, dass nachteilige Kerbwirkungen o. dgl. die Festigkeit des Endprodukts beeinflussende Konturformen vermieden werden. Die Verfahrensführung kann so optimiert sein, dass die Festigkeitseigenschaften - insbesondere im Bereich der zusätzlichen Funktionskonturen - im Wesentlichen nur durch Materialverlagerungen und -Verdichtungen beeinflusst werden. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Gesamtsystem einer dafür erfindungsgemäß angepassten Einrichtung als eine Bearbeitungseinheit ausgebildet, wobei eine an sich bekannte Strangpresse mit zumindest einer zweiten Umformvorrichtung zu kombinieren ist. Diese komplexe Einheit erfordert eine Integration der zweiten Umformung, so dass die technologisch optimierte Bearbeitung im Bereich der vorgelagerten Strangfertigung mit dem "Endlos- Press-System" nicht beeinflusst wird und die Gestehungskosten der Aluminiumleiste gering bleiben.

Denkbar ist auch, das System als eine Fertigungslinie so aufzubauen, dass die beiden Bearbeitungsstufen linear hintereinander erreichbar sind. Bei einer Anordnung der Komponenten nebeneinander kann das zugeschnittene Halbzeug aus der "Strangpresslinie" entnommen und der nebengeordneten Umformung mit Prägeeinrichtung zugeführt werden. Dabei ist insbesondere auch eine Zwischenlagerung denkbar.

Ausgehend davon, dass in den Querschnitt einer - durch die Matrize der Strangpresse definierten und in Längsrichtung des Pressvorgangs verlaufenden - Längs- profilierung zusätzliche Funktionskonturen einzubringen sind, kann die zweite Umformvorrichtung vorzugsweise als eine Prägevorrichtung ausgebildet werden. Diese ist ihrerseits mit zumindest einem zur Herstellung von variierbaren Prägekonturen umrüstbaren Prägewerkzeug versehen.

Es hat sich gezeigt, dass die Prägewerkzeuge der Prägevorrichtung vorteilhaft auch mit einer Schneid-Press-Umformung auf das Zwischenprodukt einwirken können, so dass dabei im Wesentlichen quer zur Vorschubrichtung des Strangpressens oder senkrecht zu den dabei profilierten Teilflächen der Längsprofilierung verlaufende Funktionskonturen hergestellt werden. Diese Umformung ist dabei mit jeweils erforderlichen Schneidphasen kombinierbar, so dass die erzeugten Funktionskonturen ohne Stabilitätsbeeinflussung am Strang-Halbzeug geformt werden und Kerbwirkungen am Endprodukt vermieden sind.

In Anpassung an die komplexe Verfahrensführung im Bereich der Bearbeitungseinheit ist vorgesehen, dass für den Prägevorgang ein rotierend verlagerbare Umformelemente aufweisendes Prägewerkzeug vorgesehen wird. Eine spezielle Anpassung an den späteren Einsatzbereich der Endprodukte sieht vor, dass das Prägewerkzeug auch zahnartige Umformelemente aufweisen kann.

In jedem Falle ist die Einrichtung darauf abgestellt, dass die Umformelemente jeweils auch eine Profilform nach Art einer Schneidkante erzeugen können. Damit wird an der quer gerichteten Umformkontur der Prägezone eine tragende Fläche erzeugt, die in Einbaulage mit einem Gegenglied verbindbar ist.

Die variable Gestaltung der Einrichtung sieht vor, dass mittels der jeweiligen Profilierung der Umformelemente auch unterschiedliche Schneid- und/oder Verdichtungszonen am Zwischenprodukt erzeugbar sind. Insbesondere ist vorgesehen, dass das Prägewerkzeug jeweilige, in ihrer Gebrauchslage um 180° versetzt einsetzbare zahnartige Umformelemente aufweist. Die Einrichtung ist in ihrem Grundkonzept auf eine weitgehend automatische Funkti- ons- und Werkzeugsteuerung gerichtet, wobei die kombinierte schneidende und/oder umformende Materialverlagerung im Bereich des rotierenden Prägewerkzeugs auch mit wechselnden Rotationsgeschwindigkeiten im Bereich der Umformelemente bewirkt werden kann. Es versteht sich, dass die entsprechenden Bauteile des Systems auf die wechselnden Rotationsgeschwindigkeiten des Prägewerkzeugs einstellbar sind und diese dabei insgesamt ein steuerbares System bilden.

Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Einrichtung bearbeitete Strang-Halbzeug aus Aluminium wird so hergestellt, dass die von diesem abgeteilten Aluminiumleisten zusätzliche zur Längsprofilierung jeweilige, zumindest bereichsweise quer zu dieser verlaufende Funktionskonturen aufweisen. Damit wird ein Endprodukt bereitgestellt, dessen Funktionskonturen durch ein ohne Materialverlust ausführbares Umformen erzeugt werden, so dass durch Verdichtung und Verlagerung von Materialbereichen eine ausgesteifte Struktur am Endprodukt wirksam ist. Diese Strukturen unterscheiden sich wesentlich von den bisher durch spanende Verfahren wie Fräsen oder Bohren erzeugten Profilen, so dass damit vergleichsweise eine betreffend die Bruchfestigkeit und Verschleißanfälligkeit wesentliche Qualitätssteigerung erreicht wird.

Die als Endprodukt vorliegende Aluminiumleiste kann dabei jeweilige Querprofilie- rungen mit Profilkanten oder -ausnehmungen aufweisen, so dass diese geprägten Zonen mit ihren Vertiefungen in Einbaulage der Leiste jeweils als Gegenglied für eine Rastverbindung o. dgl. Verbindungselemente einsetzbar sind. Eine weitere Ausgestaltung sieht vor, dass die geprägten Querprofilierungen im Querschnitt zumindest bereichsweise mit einer bogenförmigen Umformlinie versehen sein können und diese in eine eine Verdichtungszone für ein Gegenglied definierende Profilkante übergehen. Dabei ist vorgesehen, dass der im Bereich der quer gerichteten Profilkante gebildete Randwulst auch seitlich in das mit der Matrize erzeugte Längsprofil überstehen kann und damit eine zusätzliche Funktionskontur gebildet ist. Dabei wird erreicht, dass mit dieser Funktionskontur die Aluminiumleiste durch umgeformte Teilbereiche vorteilhaft verbreitert wird. Damit kann für jeweilige, am Endprodukt vorgesehene Klemmfunktionen o. dgl. Einsatzbedingungen eine effektive und langzeitstabile Profilgestaltung bereitgestellt werden. Der verbreiterte Teilbereich der Funktionskontur kann dabei als eine Führungszone für ein mit der Aluminiumleiste zu verbindendes Gegenglied vorgesehen sein.

Für die Ausprägung der unterschiedlichen Funktionskonturen, beispielsweise in Form jeweiliger Profilmulden, sind Prägewerkzeuge in Form von Umformdornen o. dgl. Bauteile einsetzbar. Ebenso ist denkbar, dass durch entsprechende Werkzeuge die Profilmulden als kreisförmige Durchlassöffnungen geformt werden.

Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung, in der ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der Einrichtung dargestellt sind. Außerdem sind zwei Ausführungen der erfindungsgemäßen Aluminiumleiste näher veranschaulicht. In der Zeichnung zeigen: eine perspektivische Prinzipdarstellung einer zum Strangpressen von Aluminiumleisten vorgesehenen Einrichtung mit zwei Umformstationen, eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung des in den kontinuierlichen Bearbeitungsvorgang integrierten zweiten Umformvorgangs, eine teilweise geschnittene Seitenansicht der zweiten Umformeinrichtung gemäß Fig. 2, eine vergrößerte Ausschnittsdarstellung im Bereich einer als zweite Umform Vorrichtung vorgesehenen Prägevorrichtung, eine Vorderansicht auf eine Prägevorrichtung mit zwei parallel auf das Zwischenprodukt einwirkenden Prägewerkzeugen, eine perspektivische Ausschnittsdarstellung des Systems im Bereich der Doppel-Präge-Einheit gemäß Fig. 5,

Fig. 7 eine Perspektivdarstellung der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der Einrichtung hergestellten Aluminiumleiste mit mittleren Quernuten, und Fig. 8 eine Perspektivdarstellung ähnlich Fig. 7 mit einer kalottenförmige

Prägungen aufweisenden Aluminiumleiste in Verbindung mit einem in die Profilierung eingreifenden Gegenglied.

In Fig. 1 ist eine insgesamt mit 1 bezeichnete Bearbeitungsstrecke zum Herstellen von Leisten aus insbesondere Aluminium o. dgl. Leichtmetall-Werkstoffen (Fig. 7) dargestellt. Auf derartigen Bearbeitungsstrecken 1 wird - ausgehend von einem erwärmten Pressbarren (nicht dargestellt) - eine Massivumformung vorgenommen, wobei im Bereich einer Presseinrichtung 2 eine Phase des Strangpressens SP mittels einer nicht näher dargestellten Matrize 3 o. dgl. Formvorrichtung ausgeführt wird. Diese in Pfeilrichtung A längs gerichtete Massivumformung wird so gesteuert, dass ein im Querschnitt Q (Fig. 7, Stirnansicht) zumindest bereichsweise profiliertes und zu Leisten L (Fig. 7, Fig. 8) variabler Länge verarbeitbares Strang-Halbzeug SH geformt wird und dabei in einem kontinuierlichen Pressablauf die Bearbeitungsstrecke 1 bis zum hinteren Endbereich EB hin benutzt ist.

Das erfindungsgemäße Konzept zur Herstellung von Aluminiumleisten L sieht vor, dass das nach der Phase des Strangpressens SP vorliegende Strangprofil nunmehr als ein Zwischenprodukt Z (Fig. 2) bewertet wird, da an diesem zumindest ein zweiter Umformvorgang UP durchzuführen ist. Mit dieser zweiten Umformung gemäß UP wird an einem Strang-Halbzeug SH' zumindest eine zusätzliche Funktionskontur 4, 4' (Fig. 7, Fig. 8) erzeugt, so dass ein komplexes, mehrdimensionale Umformzonen aufweisendes Endprodukt weitgehend ohne Nachbearbeitung bereitgestellt werden kann. Die Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung gemäß Fig. 2 und Fig. 5 verdeutlichen, dass mit dieser eine gezielte Zwei-Stufen-Umformung möglich ist und damit erfindungsgemäß eine Struktur aufgebaut wird, bei der die aus dem erwärmten Pressbarren das Zwischenprodukt Z erzeugende Strangpresse 2 und zumindest eine zweite Umformeinrichtung 5, 5' als eine Bearbeitungseinheit BE optimal zusammenwirkend verbunden sind.

Dabei kann - wie in Fig. 1 dargestellt - eine "lineare Ausrichtung" der beiden Umformstufen so vorgesehen sein, dass in einer Bewegungsrichtung die jeweilige Teileverlagerung erfolgt. Denkbar ist auch, dass die beiden Bearbeitungsstufen in nebeneinander, örtlich beabstandeten Bearbeitungszonen realisiert werden. Dabei ist insbesondere vorgesehen, dass die bereits auf Länge zugeschnittene Strang- Halbzeuge SH' auch in einem Zwischenlager ablegbar sind.

Es hat sich gezeigt, dass in Anpassung an die kontinuierliche Verfahrensführung des Strangpressens in technologisch vorteilhafter Ausführung als zweiter Umformvorgang UP ein Prägevorgang - gemäß Pfeil P (Fig. 3) - in den Bearbeitungsablauf integriert wird. Das Gesamtkonzept der Bearbeitungseinheit BE ist dabei darauf gerichtet, dass der zumindest eine Prägevorgang P auch gleichzeitig mit dem ersten Umformvorgang SP durchgeführt werden kann.

Für die Herstellung der Aluminiumleisten L bzw. Leisten aus anderen Leichtmetall- Werkstoffen kann der als zweiter Umformvorgang UP vorgesehene Pressvorgang P vorteilhaft bei einer Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur (Aluminium: 250°C bis 500°C) durchgeführt werden. Durch diese optimalen und die "Abwärme" des vorgelagerten Umformvorgangs SP nutzenden Verfahrensparameter sind die üblicherweise beim Kaltwalzen o. dgl. Bearbeitungsprozessen auftretenden Formfehler am mehrfach profilierten Strang-Halbzeug SH' (Fig. 2) weitgehend vermeidbar.

Die variable Gestaltung des Prägevorgangs P sieht vor, dass die dabei erzeugte zusätzliche Funktionskontur 4, 4' auch nur in einem Teilbereich des als profiliertes Strang-Halbzeug SH' vorgesehenen Zwischenprodukts Z eingebracht wird. Dies kann durch entsprechende Regelungen von Werkzeugstellungen und -bewegungen im Bereich der Bearbeitungseinheit BE bzw. im Bereich der jeweiligen Umformvorrichtung 5, 5' mit geringem Aufwand erreicht werden.

Die fertigungstechnische Zielsetzung des Einsatzes der Prägevorgangs P ist darauf gerichtet, dass mit diesem jeweilige, zumindest bereichsweise quer zur Vorschubrichtung A und/oder senkrecht zur Vorschubebene E des Zwischenprodukts Z verlaufende Prägekonturen geformt werden. Dabei können die Prägekonturen in weitgehend beliebiger Gestaltung mit ebenen oder bogenförmigen Querschnittskonturen geformt sein. In den Darstellungen gemäß Fig. 7 und Fig. 8 sind bevorzugte Ausführungen der als Funktionskonturen 4, 4' bezeichneten Prägungen ersichtlich, wobei hier quer zur Vorschubrichtung A angeordnete Nutprofile 6 und Kalottenprofile 7 dargestellt sind. Das System der Bearbeitungseinheit BE ist auch darauf gerichtet, dass nach dem vorbeschriebenen Prägevorgang P am Zwischenprodukt Z bzw. dem geprägten Strang-Halbzeug SH' eine an sich bekannte weitere Umformung durch einen Reckvorgang erfolgt. Danach kann das die vorgesehene Profilierung - gemäß dem Querschnitt Q - in Längsrichtung sowie die Prägung als zusätzliche Funktionskontur 4, 4' aufweisende Strang-Halbzeug SH' einer Abkühlphase ausgesetzt werden.

Aus den Darstellungen gemäß Fig. 5 und Fig. 6 wird deutlich, dass an dem Zwischenprodukt Z im noch erwärmten Zustand auch mehrere Prägevorgänge P, P' durchgeführt werden können. Die Prägewerkzeuge 8, 8' können dabei nacheinander oder gleichzeitig (wie in Fig. 5 dargestellt) an dem Zwischenprodukt Z wirksam werden.

Nach der vorbeschriebenen Zwei-Phasen-Bearbeitung werden die die zusätzliche Prägekontur aufweisenden Strang-Halbzeuge SH' - für eine weitere Bearbeitung zu den Leisten L (Fig. 7) - im Maschinensystem vorzugsweise in Vorschubrichtung A (Fig. 1) weiterbewegt. In einem variabel zur Presseinrichtung 2 beabstandeten Endbereich EB der Bearbeitungseinheit BE (Fig. 1) kann der "lange" Strang einer entsprechenden Trenneinheit (nicht dargestellt) zugeführt werden. Damit werden hier jeweilige Teilabschnitte des Strangs - mit den vorgesehenen Endabmessungen der Aluminiumleiste L (Fig. 8) als Endprodukt - bereitgestellt.

Die erfindungsgemäße Verfahrensführung im Bereich des Prägevorgangs P (Fig. 3, Fig. 4) ist darauf abgestellt, dass an dem in Pfeilrichtung A zugeführten Zwischen- produkt Z eine auf die Eigenschaften des umzuformenden Leichtmetall-Werkstoffs abgestimmte Schneid-Press-Umformung durchgeführt wird. Dieser Vorgang ist insbesondere darauf gerichtet, dass durch die jeweils erzeugte Funktionskontur 4, 4' am Strang-Halbzeug SH' nachteilige Kerbwirkungen vermieden werden.

Die zur Verfahrensführung vorstehend beschriebene und auf die erfindungsgemäße Zwei-Stufen-Umformstruktur optimal abstimmbare Bearbeitungseinheit BE kann insbesondere mit unterschiedlichen Ausführungen von Prägevorrichtungen 9 im Bereich des Umformvorgangs UP ausgeführt werden. Dabei ist insbesondere auch die Ausführung der beispielhaft dargestellten Prägewerkzeuge 8, 8' (Fig. 3, Fig. 5) in einer konstruktiven Vielfalt denkbar, so dass kundenspezifische Prägeprofile ähnlich den Nut- und Kalottenprofilen 6, 7 (Fig. 7, Fig. 8) herstellbar sind.

Eine optimale Gestaltung der Prägevorrichtung 9 sieht vor, dass deren Prägewerkzeuge 8 so ausgeführt sind, dass mit der Schneid-Press-Umformung am Zwischenprodukt Z optimal nutzbare Querkonturen, Vertiefungen o. dgl. Nutzstrukturen erzeugt werden (Fig. 3). Damit werden im Wesentlichen quer zur Vorschubrichtung A des Strangpressens (Fig. 1) oder senkrecht zu den dabei profilierten Teilflächen TF, TF", TF" (Ansichtsrichtung gemäß Kontur-Pfeil Q, Fig. 7) des erzeugten Zwischenprodukts Z verlaufende, allgemein mit 4, 4' bezeichnete Funktionskonturen optimal hergestellt.

Bei dieser Verfahrensführung ist denkbar, dass der Prägevorgang - gemäß P - mit der Vorschubbewegung in Pfeilrichtung A und mit der Einleitung einer entsprechen- den Presskraft (in Richtung des Prägevorgangs gemäß Pfeil P; Fig. 3, Fig. 4) eine Überlagerung der Bewegung zur Formerzeugung aufweist, so dass Prägevorrichtungen 9 mit unterschiedlichen Steuerfunktionen nutzbar sind. Denkbar ist dabei, dass die Prägewerkzeuge 8, 8' durch eine mit einem Pfeil H angedeutete Hubbewegung (Fig. 3) intermittierend auf das Zwischenprodukt Z einwirkende Umformelemente 11 aufweisen können (nicht dargestellt). In der dargestellten Ausführungsform ist das System darauf abgestellt, dass in einem zwischen dem Prägewerkzeug 8 und einem vorzugsweise rollenförmigen Gegenhalter 10 gebildeten Spaltbereich S das Zwischenprodukt Z erfasst wird. In diesem Spaltbereich S wird dann die "kontinuierliche" Prägung - gemäß P - durch eine Rotation des Prägewerkzeugs 8, 8' in Pfeilrichtung R als mit der Vorschubbewegung gemäß Pfeil A überlagerbarer Vorgang realisiert.

Es versteht sich, dass für diese Ausführung des Prägevorgangs P auch jeweilige, rotierend verlagerbare Umformelemente 11 aufweisende Prägewerkzeuge 8, 8' vorgesehen sein können. Denkbar ist dabei auch, dass an dem Prägewerkzeug 8, 8' - ähnlich der dargestellten Ausführung - zahnartige Umformelemente 11 vorgesehen sind. In zweckmäßiger Ausführung können die Umformelemente 11 dabei eine jeweilige Schneidkante 12 (Fig. 3) definieren, mit der an der quer gerichteten Prägekontur in Form der Funktionskonturen 4, 4' ( Fig. 4, Fig. 8) eine tragende Fläche F (Seitenansicht; Fig. 3) nach Art einer vertikalen Anlagekante erzeugbar ist.

Mit diesen konstruktiven Ausgestaltungen des Systems wird deutlich, dass mittels der jeweiligen Profilierung der Umformelemente 11 unterschiedliche Schneid- und/oder Verdichtungszonen am Zwischenprodukt Z erzeugbar sind. Ebenso ist denkbar, dass das Prägewerkzeug 8, 8' jeweilige, in ihrer Gebrauchslage um 180° versetzt einsetzbare zahnartige Umformelemente aufweisen kann (nicht dargestellt).

Beim Einsatz des Prägewerkzeugs 8, 8' mit den dargestellten Umformelementen 11 ist vorgesehen, dass deren kombinierte schneidende und/oder umformende Materialverlagerung durch die Maschinenparameter bestimmbar ist. Es ist vorgesehen, dass im Bereich des rotierenden Prägewerkzeugs 8, 8' auch mittels variabel steuerbarer Rotationsgeschwindigkeiten - in Pfeilrichtung R, Fig. 3 - die Umformung beein- flusst werden kann. Dabei werden vorzugsweise im Bereich der Umformelemente 1 1 unterschiedliche Fließbedingungen an den - nach der "linearen" Presseinrichtung 2 - noch warm formbaren Teilbereichen des Zwischenprodukts Z genutzt. Ausgehend von einer weitgehenden Automatisierung des Prägevorgangs P ist denkbar, dass die wechselnden Rotationsgeschwindigkeiten in Pfeilrichtung R durch entsprechende Steuersoftware einer EDV-Anlage einstellbar und/oder steuerbar sind. Dazu kann das Prägewerkzeug 8, 8' bzw. die gesamte Prägevorrichtung 9 mit nicht näher dargestellten Steuer- und Regeleinrichtungen im Bereich der Bearbeitungseinheit BE verbunden sein.

Aus den Darstellungen gemäß Fig. 7 und Fig. 8 werden zwei Ausführungen der erfindungsgemäß verbesserten und optimal profilierten Aluminiumleisten L mit den unterschiedlichen Funktionskonturen 4, 4' deutlich. In jedem Falle weisen die Aluminiumleisten L zusätzlich zur beim Strangpressen - Fig. 1 - erzeugten, rinnenartig verlaufenden Längsprofilierung LP - mit den jeweiligen plattenartigen Teilbereichen TF, TF', TF" - die jeweiligen Funktionskonturen 4, 4' auf. Dabei ist vorzugsweise der Teilbereich TF zumindest bereichsweise im Querschnitt durch Prägungen verändert. Diese insbesondere als funktionale "Querprofilierungen" einsetzbaren Funktionskonturen 4, 4' können dabei mit entsprechenden Profilkanten als Fläche F (Fig. 3) bzw. kalottenförmigen Vertiefungen 7 (Fig. 8) versehen sein.

Damit werden Aluminiumleisten L bereitgestellt, die in den zusätzlich geprägten Zonen einen bisher nur durch spanende Bearbeitungen erzeugbaren Verbindungsbereich definieren. Dieser bildet die Basis für neuartige Bauteilkombinationen.

Dabei ist vorgesehen, dass insbesondere in Einbaulage der Aluminiumleisten L die Profilkanten gemäß F und/oder die Vertiefungen 7 als jeweilige Gegenprofile für eine Rastverbindung (bei 13; Fig. 8; nicht sichtbare Flächenauflage) an einem verschiebbaren Haltebauteil 14 (Fig. 8) einsetzbar sind. Durch Verlagerung in Pfeilrichtung K kann das Haltebauteil 14 unterschiedliche Gebrauchsstellungen einnehmen. Durch eine formschlüssige Verbindung im Bereich der Funktionskontur 4, 4' - beispielsweise mittels eines nicht sichtbaren Rastbolzens - kann eine positionsgenaue Fixierung erreicht werden.

In Fig. 8 ist das als Zusatzbaugruppe ausgebildete Haltebauteil 14 in Einbaulage dargestellt, das das nicht sichtbare Gegenglied zur Herstellung der Rastverbindung 13 im Bereich der als geprägte Zone wirksamen Funktionskontur 4' aufweist. Damit ist in einer Zugrichtung gemäß Pfeil K eine Verschiebung in entriegelter Stellung möglich, und auch die sichere Fixierung des Gegengliedes ist erreichbar. Die weitere Ausgestaltung der Aluminiumleisten L ist darauf gerichtet, dass die in den Perspektivdarstellungen gemäß Fig. 7 und Fig. 8 sichtbaren geprägten Quer- profilierungen entlang einer Längsmittelebene M angeordnet sind. Die als Nutprofile 6 verlaufenden Funktionskonturen 4, 4' weisen zumindest bereichsweise bogenförmige Umformlinien auf. Diese insbesondere eine Profilkante FK im Bereich der Fläche F bildenden Umformlinien werden mit dem in Fig. 3 dargestellten System so erzeugt, dass vorteilhaft eine Verdichtungszone durch Verdrängung des plastisch verformbaren Aluminiummaterials erreicht wird. Damit wird die für die Aufnahme des Gegengliedes (Fig. 8; Rastverbindung bei 13) von Haltebauteilen 14 vorgesehene Profilkante FK an der Fläche F (Fig. 3) durch eine Materialverfestigung kerbwir- kungsfrei geformt. Eine hochbeanspruchte Zone der Leiste L weist damit eine besonders hohe Stabilität sowie Verschleißfestigkeit auf.

Eine weitere Ausführungsform der quer gerichteten Fläche F mit Profilkante FK bzw. des Nutprofils 6 (Fig. 7) sieht vor, dass diese Profilierung - ausgehend vom Teilbereich TF - eine seitlich in das Längsprofil LP der "ersten" Presskontur überstehende Randwulst W (Fig. 7, rechte Seite) aufweisen kann. Damit wird erreicht, dass die Funktionskontur 4, 4' der Aluminiumleiste L durch diese umgeformten Teilbereiche verbreitert ist und mit diesen zusätzliche funktionale Eigenschaften realisierbar werden können. Insbesondere ist vorgesehen, dass mehrere der verbreiterten Teilbereiche W als eine Anlage- und Führungszone für das mit der Aluminiumleiste L zu verbindende Haltebauteil 14 (ähnlich Fig. 8) nutzbar sind und dieses nur über punktuelle Anlage weitgehend reibungsarm bewegt werden kann. ln Abweichung zu der gemäß Fig. 3 dargestellten Prägephase - mit den zahnartigen Umformelementen 11 - ist für die Herstellung der gemäß Fig. 8 dargestellten Funktionskontur 4' in Kalottenform 7 ein spezielles Prägewerkzeug vorgesehen. Dieses kann in Form eines Umformdorns o. dgl. Werkzeug ausgeführt sein (nicht dargestellt). Ebenso ist denkbar, am Zwischenprodukt Z jeweilige Profilmulden mit kreisförmigen Durchlassöffnungen zu formen und dabei ein entsprechend kombiniert wirkendes Präge-Schneid-Werkzeug (nicht dargestellt) einzusetzen, mit dem eine Öffnung ausgestanzt werden kann.

Claims

Ansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Leisten aus Aluminium o. dgl. Leichtmetall- Werkstoff, wobei ausgehend von einem erwärmten Pressbarren in einer Phase des Strangpressens (SP) mit Matrize (3) o. dgl. längs gerichteter Massivumformung ein im Querschnitt (Q) zumindest bereichsweise profiliertes und zu Leisten (L) variabler Länge verarbeitbares Strang-Halbzeug (SH) geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass an einem nach der Phase des Strangpressens (SP) vorliegenden Zwischenprodukt (Z) zumindest ein zweiter Umformvorgang (UP) durchgeführt und dabei ein Strang-Halbzeug (SH¹) mit einer zusätzlichen Funktionskontur (4, 4') bereitgestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass als zweiter Umformvorgang (UP) ein Prägevorgang (P) durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Prägevorgang (P) gleichzeitig mit dem ersten Umformvorgang (SP) durchgeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der als zweiter Umformvorgang (UP) vorgesehene Prägevorgang (P) im erwärmten Zustand am Zwischenprodukt (Z) durchgeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die mit dem Prägevorgang (P) erzeugte zusätzliche Funktionskontur (4, 4') nur in einem Teilbereich des als profiliertes Strang-Halbzeug (SH) vorgesehenen Zwischenprodukts (Z) eingebracht wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Prägevorgang (P) jeweilige, zumindest bereichsweise quer zur Vorschubrichtung (A) und/oder senkrecht zur Vorschubebene (E) des Zwischenprodukts (Z) verlaufende Prägungen als Funktionskonturen (4, 4') geformt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die im Wesentlichen quer zur Pressrichtung (A) geprägten Funktionskonturen (4) mit ebenen oder bogenförmigen Querschnittskonturen geformt werden.

8. Verfahren nach Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem zumindest einen Prägevorgang (P) zumindest bereichsweise quer zur Vorschubrichtung (A) des Zwischenproduktes (Z) verlaufende und senkrecht zu der horizontalen Vorschubebene (E) des Zwischenprodukts (Z) ausrichtbare Funktionskonturen (4, 4') in Form von Mulden-, Nut- und/oder Kalottenprofilen (6, 7) geprägt werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Prägevorgang (P, P') am Zwischenprodukt (Z) eine an sich bekannte Umformung durch einen Reckvorgang erfolgt und danach das die vorgesehene Profilierung in Längsrichtung (A) sowie die Prägekonturen als zusätzliche Funktionskontur (4, 4') aufweisende Strang-Halbzeug (SH') einer Abkühlphase ausgesetzt wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Zwischenprodukt (Z) im noch erwärmten Zustand mehrere Prägevorgänge (P, P') durchgeführt werden, derart, dass jeweilige Prägewerkzeuge (8, 8') nacheinander oder gleichzeitig an dem Zwischenprodukt (Z) wirksam werden.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das die zusätzlichen Prägekonturen aufweisende Strang-Halbzeug (SH') für eine Weiterverarbeitung zu Leisten (L) o. dgl. Teilabschnitten geteilt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass während des/den jeweiligen Prägevorgangs(en) an dem Zwischenprodukt (Z) eine auf die Eigenschaften des umzuformenden Leichtmetall-Werkstoffs abgestimmte Schneid-Press-Umformung durchgeführt wird.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Umformvorgang (UP) erst nach einer Zwischenlagerung des zugeschnittenen Strang-Halbzeuges (SH') durchgeführt wird.

14. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem erwärmten Pressbarren das Zwischenprodukt (Z) erzeugende Strangpresse (2) mit zumindest einer zweiten Umformvorrichtung (5, 5') als eine Bearbeitungseinheit (BE) zusammenwirkt.

15. Einrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Komponenten der Bearbeitungseinheit (BE) beabstandet in einer Linie oder beabstandet nebeneinander angeordnet sind.

16. Einrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Bearbeitungseinheit (BE) zumindest ein Zwischenlager vorgesehen ist.

17. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Umformvorrichtung (5) als eine Prägevorrichtung (9) ausgebildet ist, die zumindest ein zur Herstellung von variierbaren Prägekonturen vorgesehenes Prägewerkzeug (8, 8') aufweist.

18. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Prägewerkzeuge (8, 8') der Prägevorrichtung (9) mit einer Schneid-Press- Umformung auf das Zwischenprodukt (Z) einwirken, derart, dass im Wesentlichen quer zur Vorschubrichtung (A) des Strangpressens (SP) und/oder senkrecht zu den profilierten Teilflächen (TF, TF', TF") des erzeugten Zwischenprodukts (Z) verlaufende Funktionskonturen (4, 4') herstellbar sind.

19. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass für den Prägevorgang (P) ein rotierend verlagerbare Umformelemente (11) aufweisendes Prägewerkzeug (8, 8') vorgesehen ist.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug (8, 8') zahnartige Umformelemente (11) aufweist.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformelemente (11) jeweils ein nach Art einer Schneidkante (12) wirksames Pressteil definieren, mit dem an der quer zur Vorschubrichtung (A) ausgerichteten Funktionskontur (4) eine Kante mit tragender Fläche (F) erzeugbar ist.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 21 , dadurch gekennzeichnet, dass mittels jeweiliger Profilierungen an den Umformelementen (11) unterschiedliche Schneid- und/oder Verdichtungszonen am Zwischenprodukt (Z) erzeugbar sind.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug (8, 8') jeweilige, in ihrer Gebrauchslage um 180° versetzt einsetzbare zahnartige Umformelemente (11) aufweist.

24. Einrichtung nach einem der Ansprüche 14 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass die kombinierte schneidende und/oder umformende Materialverlagerung im Bereich der rotierenden Prägewerkzeuge (8, 8') mit wechselnden Rotationsgeschwindigkeiten (R) im Bereich der Umformelemente (11) bewirkt ist.

25. Einrichtung nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die wechselnden Rotationsgeschwindigkeiten (R) des Prägewerkzeuges (8, 8') einstellbar und/oder steuerbar sind.

26. Aluminiumleiste, hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 13 und mit einer Einrichtung gemäß einem der Ansprüche 14 bis 25, wobei durch eine Massivumformung ein Strang-Halbzeug gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Strang-Halbzeug (SH¹) abteilbare Aluminiumleiste (L) zusätzlich zur beim Strangpressen (SP) erzeugten Längsprofilierung (Q; LP) jeweilige, diese zumindest bereichsweise im Querschnitt verändernde Funktionskonturen (4, 4') aufweist.

27. Aluminiumleiste nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminiumleiste (L) jeweilige Querprofilierungen mit einer als Profilkante (FK) geformten Fläche (F) aufweist und in Einbaulage der Leiste (L) diese als geprägte Zone wirksamen Führungskonturen (4, 4') jeweils als Gegenglied für eine Rastverbindung (13) mit einem Haltebauteil (14) o. dgl. einsetzbar sind.

28. Aluminiumleiste nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die geprägten Funktionskonturen (4, 4') im Querschnitt zumindest bereichsweise mit einer bogenförmigen Umformlinie versehen sind, in deren Bereich zumindest eine Verdichtungszone geformt ist und diese mit der das Gegenglied des Haltebauteils (14) aufnehmende Profilkante (FK) im Bereich einer geprägten Fläche (F) vorgesehen ist.

29. Aluminiumleiste nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der quer gerichteten Profilkante (FK) zumindest eine seitlich in das Längsprofil (LP) der Presskontur überstehende Randwulst (W) geformt ist, derart, dass damit die Funktionskontur (4) der Aluminiumleiste (L) durch einen umgeformten Teilbereich verbreitert ist.

30. Aluminiumleiste nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die verbreiterten Teilbereiche der Funktionskontur (4) als eine Führungszone für ein mit der Aluminiumleiste (L) zu verbindendes Gegenglied des Haltebauteils (14) vorgesehen sind.

31. Aluminiumleiste nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass die jeweils als Profilmulden geformten Funktionskonturen (4') mittels eines als Prägewerkzeug (8, 8') vorgesehenen Umformdorns o. dgl. Werkzeug formbar sind.

32. Aluminiumleiste nach einem der Ansprüche 28 bis 31 , dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Funktionskontur (4') eine insbesondere kreisförmige Durchlassöffnung vorgesehen ist.