-
Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils
aus blechförmigem Material mittels Rollprofilieren nach
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein korrespondierendes Verfahren
gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 6.
-
Bei
der Herstellung von Profilbauteilen, insbesondere für Anwendungen
im Karosseriebau von Fahrzeugstrukturen, ist aus der täglichen
Praxis bekannt, dass die mittels des wirtschaftlich vorteilhaften Verfahrens
Rollprofilieren hergestellten Profilbauteile anschließend
in einem separaten Fertigungsprozess tiefgezogen werden, um auch
an den Endbereichen eines lang gestreckten Profilbauteils eine Flanschgeometrie
als seitlichen Endflansch umzuformen, wodurch eine Anbindung des
Profilbauteils an weitere Karosseriekomponenten ermöglicht
wird, beispielsweise mittels Kleben, Schweißen oder aber
Verschrauben.
-
Aus
der
DE 197 49 902
A1 ist des Weiteren ein Verfahren zur Herstellung eines
Profilstabs aus Metall mittels Rollprofilieren bekannt, bei dem
eine verbesserte Anbindungsmöglichkeit des Profilstabs, insbesondere
eines Seitenaufprallträgers mit relativ einfacher Querschnittsgeometrie,
durch einen entsprechenden Bandkantenbeschnitt erreicht wird. Nachteilig
für geometrisch kompliziertere Profilbauteile ist hierbei
allerdings, dass lediglich ein nicht profilierter, d. h. nicht umgeformter,
flacher Endabschnitt eines Seitenaufprallträgers offenbart
wird, durch den die Anbindung des Bauteils an weitere Komponenten erfolgt.
Für eine Vielzahl von Anwendungen im Karosseriebau ist
ein derartiger Anbindungsflansch aber nur bedingt nutzbar.
-
Ausgehend
vom genannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, ein verbessertes Herstellungsverfahren sowie eine Vorrichtung
zur Herstellung von Profilbauteilen mit entsprechend ausgebildeten
Endflanschen anzugeben.
-
Die
Aufgabe wird in Bezug auf die anzugebende Vorrichtung durch die
Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst und hinsichtlich
des anzugebenden Verfahrens durch die Merkmale des Patentanspruchs
6. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der
Erfindung gehen aus den Unteransprüchen und der Beschreibung
hervor.
-
Erfindungsgemäß wird
eine Vorrichtung zum Umformen eines Bauteils aus blechförmigem
Material mittels Rollprofilieren in einer Rollform- bzw. Walzprofilierstrecke,
aufweisend mehrere Bearbeitungseinheiten, angegeben, wobei die Rollform-
bzw. Walzprofilierstrecke eine Bearbeitungseinheit aufweist, die
zum Umformen eines Endflansches am Bauteil ausgestaltet ist.
-
Der
Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung ist,
dass eine Vorrichtung geschaffen ist, welche durch ihre spezielle
Ausgestaltung eine wesentlich vereinfachte und gleichzeitig wesentlich
wirtschaftlichere Herstellung eines profilierten Bauteils mit Endflansch,
d. h. mit einem umgeformten Anbindungsflansch am Anfangs- und Endbereich
eines sich längserstreckenden Profilbauteils, ermöglicht.
Die Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung wird vorteilhaft erhöht,
dadurch dass im Vergleich zum bekannten Umformen eines Endflansches
mittels eines separaten Tiefziehprozesses im Anschluss an einen
Walzprofilierprozess die weitere separate Prozessführung
eingespart ist und die Umformung des Endflansches direkt in die
Rollform- bzw. Walzprofilierstrecke integriert ist. Somit sind die
wirtschaftlichen Vorteile des Walzprofilierens bei der Herstellung
von derartigen Bauteilen mit umgeformten Endflanschen voll nutzbar,
da die Durchlaufgeschwindigkeit des Bandmaterials nicht oder aber
nur geringfügig für die Umformung des Endflansches
reduziert werden muss. Gleichzeitig ist durch die in die Rollform-
bzw. Walzprofilierstrecke integrierte Umformung des Endflansches
eine Vereinfachung der Prozessführung bei der Herstellung
von rollprofilierten Bauteilen mit Endflanschen gegeben. Konventionelle
Handling- und Logistikprozesse, wie beispielsweise Abstapeln von Profilbauteilen
in Zwischenpuffer, Zwischenlagerung und Transport zur separaten
Tiefziehanlage, werden ebenfalls eingespart, was zu einer weiteren
Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Vorrichtung und daraus resultierend
auch des Verfahrens führt.
-
Vorteilhafterweise
ist die Bearbeitungseinheit zum Umformen der Endflansche durch rotierende
Umformwerkzeuge gebildet. Das bedeutet, dass zwei zusammenwirkende
Rollen, eine Oberrolle, welche vorzugsweise die Matrizengeometrie
aufweist, und eine Unterrolle, die vorzugsweise die Stempelgeometrie
aufweist, in analoger Weise zu konventionellen Rollensätzen
einer Walzprofilieranlage angeordnet sind. Dabei ist die Anordnung
derart, dass Unter- und Oberrolle einen Spalt bilden, welcher durch Verstellung
der Rollenachsen relativ zueinander variierbar ist und durch welchen
das umzuformende Blechmaterial oder aber ein bereits profiliertes
Blechmaterial hindurchführbar ist. Dabei wird dann durch aufeinander
abgestimmte Rotation von Unter- und Oberrolle mit entsprechender
Stempel- und Matrizengeometrie das Blechmaterial umgeformt, so dass ein
bereits beschriebener Endflansch gebildet wird. In Abhängigkeit
von der konkreten Ausgestaltung des umzuformenden Endflansches ist
es auch möglich mehrere Rollensätze von Unter-
und Oberrolle zur Umformung eines Endflansches hintereinander in der
Bearbeitungseinheit anzuordnen. Dies ist insbesondere dann erforderlich,
wenn die Geometrie des Endflansches nicht mit einem Rollensatz umformbar ist.
Durch die rotierenden Umformwerkzeuge ist gleichzeitig in vorteilhafter
Weise sicher gestellt, dass die hohen Verarbeitungsgeschwindigkeiten
einer Rollform- bzw. Walzprofilierstrecke für die Umformung
eines Endflansche nicht oder nur geringfügig reduziert
werden müssen. Dabei sind Bearbeitungsgeschwindigkeiten
von bis zu 150 m/min realisierbar, vorzugsweise im Bereich von 5
m/min bis 50 m/min. Selbstverständlich ist die Matrizengeometrie
dabei in Abhängigkeit der konkreten Umformgeometrie des Endflansches
auf der Unter- oder Oberrolle auszugestalten. Analog gilt dies für
die damit zusammenwirkende Stempelgeometrie auf der entsprechenden Gegenrolle.
-
Vorteilhafter
Weise erfolgt der Betrieb der Rollform- bzw. Walzprofilierstrecke
bei kontinuierlicher Bearbeitungsgeschwindigkeit, um die Wirtschaftlichkeit
der Herstellung durch Steigerung der Ausbringungsmenge zu erhöhen.
Allerdings ist auch ein diskontinuierlicher Betrieb, gekennzeichnet
durch variierende Bearbeitungsgeschwindigkeiten möglich. Dies
ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn in der Walzprofilierstrecke
integrierte weitere Bearbeitungsumfänge, wie beispielsweise Schweißbearbeitung oder
aber Stanzen, eine reduzierte Bearbeitungsgeschwindigkeit erfordern.
-
Die
hinlänglich bekannten Vorteile des Roll- bzw. Walzprofilierens,
bezüglich umformbarer Werkstoffe, sind natürlich
auf die hier beschriebene Erfindung übertragbar. Insbesondere
bedeutet dies, dass somit Profilbauteile aus höchstfestem
Blechmaterial, vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit größer
1000 N/mm2, mit einem Endflansch zur weiteren
Anbindung an beispielsweise Karosseriestrukturen in einer Rollform
bzw. Walzstrecke gefertigt werden können. Darüber
hinaus ist aber in vorteilhafter Weise das ganze Spektrum an Blechmaterialien
einer Verarbeitung in der erfindungsgemäßen Vorrichtung
zugänglich, insbesondere Stahlbleche aller Festigkeiten.
-
Zur
weiteren Steigerung der Wirtschaftlichkeit der Verwendung der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist die Bearbeitungseinheit zum Umformen von Endflanschen
auf einer Aufnahmeeinheit bzw. einem Gestell angeordnet, welches
entlang der Rollform- bzw. Walzprofilierstrecke beweglich ist. Diese Ausgestaltung
erweitert vorteilhaft den Einsatzbereich der Vorrichtung, da die
Umformung des Endflansches bei weiterhin hoher Durchlaufgeschwindigkeit
des rollprofilierten Blechmaterials durch die Walzstrecke erfolgt
und kein Anhalten der Walzstrecke, auch als Start-Stopp-Betrieb
bezeichnet, erforderlich ist.
-
Besonders
vorteilhaft ist die Ausgestaltung der Vorrichtung, wenn in der Rollform-
bzw. Walzprofilierstrecke in einer abschließenden Bearbeitungseinheit
das Umformen des Endflansches und die Vereinzelung der fertig walzprofilierten
Bauteile kombiniert werden. Dadurch wird die Wirtschaftlichkeit
der Herstellung solcher Bauteile weiter gesteigert, da eine separate
Vereinzelungseinheit in der Walzstrecke eingespart wird, der Platzbedarf
einer derartigen Walzstrecke somit reduziert wird und die Taktzeit
eines Bauteils gesenkt wird. Beispielsweise ist eine derartige Kombination
dadurch auszugestalten, dass in einer Bearbeitungseinheit zuerst
ein bereits beschriebener Rollensatz mit Unter- und Oberrolle zur Umformung
eines Endflansches angeordnet ist und darauf ein zweiter Rollensatz
zum Vereinzeln folgt. Analog des technisch bekannten Rotationsschneidens
weist der zweite Rollensatz dabei rotierende Schneidwerkzeuge auf
zusammenwirkenden Walzen oder Rollen auf, womit fertig profiliertes
Blechmaterial in einzelne Bauteile vereinzelt wird. Es ist aber auch
denkbar beide fertigungstechnischen Operationen in einen Rollensatz
zu integrieren und damit den Aufbau einer Rollform- bzw. Walzstrecke
weiter zu vereinfachen.
-
Nachfolgend
wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert.
-
In
einem integrierten Herstellungsprozess werden Hutprofile für
Querträger von Kraftfahrzeugkarosserien walzprofiliert.
Zur vereinfachten Anbindung der Querträger an die seitlichen
Längsträger der Fahrzeugkarosserie werden ebenfalls
direkt in dem Walzprofilierprozess an den beiden seitlichen Endbereichen
des späteren Querträgers so genannte Endflansche
walzprofiliert. Durch die direkt in der Walzprofilierstrecke hergestellten
Endflansche erfolgt eine vereinfachte Prozessführung zur
Anbindung des Querträgers an die Längsträger
durch Punktschweißen.
-
Dazu
wird in einem ersten Abschnitt der Walzprofilierstrecke auf konventionelle
Art und Weise ein flaches Blechmaterial in die definierte Hutprofilgeometrie
des Querträgers walzprofi liert. In dem zweiten, sich an
den ersten Abschnitt direkt anschließenden, Abschnitt der
Walzprofilierstrecke werden in einer kombinierten Bearbeitungseinheit
die Endflansche des späteren Querträgers durch
rotierende Werkzeuge umgeformt und durch einen zweiten Rollensatz,
welcher Schneidwerkzeuge aufweist, vereinzelt. Die Herstellung eines
derartigen Querträgers erfolgt somit ohne Reduzierung der
Durchlaufgeschwindigkeit des Hutprofils durch die Walzstrecke des
Walzprofilierens, wodurch die extrem wirtschaftliche Fertigung eines
solchen Profilbauteils sicher gestellt ist.
-
Es
versteht sich, dass die Erfindung nicht auf die zuvor beschriebenen
Ausführungen beschränkt ist, sondern vielmehr
auf andere Ausgestaltungen wie zum Beispiel des variablen Bauteilquerschnitts übertragbar
ist.
-
So
kann beispielsweise auch ein flexibler Walzprofilierprozess zur
Herstellung eines Bauteils mit über seiner Längserstreckung
veränderlichen Profilquerschnitts verwendet werden. Daraus
folgt für die rotierenden Umformwerkzeuge der Herstellung seitlicher
Endflansche, dass diese entsprechend der unterschiedlichen Endquerschnitte
der entsprechenden Bauteile auszugestalten sind. Dies gilt in analoger
Weise für die Schneidwerkzeuge zur Vereinzelung in einer
erfindungsgemäßen kombinierten Bearbeitungseinheit
zum Umformen von Endflanschen und Vereinzeln.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-