DE102013008635B3 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Blechtafeln - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Blechtafeln aus strangförmigen Profilen geringer Dicke, welche insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hergestellt werden, mittels einer Strangpreßanlage.
Das aus dem Strangpreßwerkzeug einer Strangpresse austretende offene oder geschlossene Strangpreßprofil wird zu einem ebenen Blech verformt und anschließend einer definierten Verformung durch Recken unterworfen. Die Anlage zur Durchführung des Verfahrens besteht im wesentlichen aus einer Strangpresse (1) mit einer das Strangpreßprofil erzeugender Matrize und einer sich an die Matrize anschließende Verformungseinheit (5), wobei die Verformungseinheit (5) aus einer Trenneinheit (2), einer Aufbiegeeinheit (3) und einer Aufrolleinheit (4) gebildet wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Blechtafeln aus strangförmigen Profilen geringer Dicke, welche insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hergestellt werden, mittels einer Strangpreßanlage.
  • Allgemein bekannt ist das Herstellen von Blechen durch ein Gießen von flüssiger Legierung zwischen zwei Walzen und anschließenden zahlreichen Walz- und Wärmebehandlungsprozessen. Aufgrund der großen Anzahl von Walzstichen vom Grob- zum Feinblech ist dieses Verfahren sehr kostenintensiv. Die Schritte sind notwendig, um aus einem Gußgefüge ein umformbares Knetgefüge zu erzielen. Die hohe Anzahl von Walzstichen ist kostenintensiv.
  • In der DE 101 50 021 B4 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen oder Blechteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mittels Druckumformung durch Strangpressen, Walzen, Schmieden oder Gießen offenbart, wobei die flüssige Schmelze in eine Stranggieß- oder Strangpreßeinrichtung zur Herstellung eines Halbzeuges eingebracht wird und unmittelbar danach dieses Halbzeug durch Umformung im Warmzustand durch Umformung in seine endgültige Form gebracht wird, wobei die Temperatur des Werkstoffes nach dem Erstarren aus der Schmelze während der gesamten Fertigung in einem Bereich von 250°C bis 530°C gehalten wird und der Fertigungsprozeß vom Gießen bis zur Abkühlung der Formteile insgesamt in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum durchgeführt wird.
  • Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahrensschritte ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus einer Verkettung von einem Schmelzofen, einer Stranggieß- oder Strangpreßeinrichtung, mit und ohne Walzgerüst, einer Schneideinrichtung einer oder mehreren Pressen und einer Abkühleinrichtung besteht, die Gesamtheit oder Teile aus den vorgenannten Einrichtungen in einem Schutzgas- oder Vakuumraum angeordnet sind.
  • Weiterhin wird in der DE 103 17 080 B4 ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen aus Magnesium beschrieben, bei dem ein Blechformteil direkt im Anschluß an den Walzprozeß durch Umformen mit mindestens einer Presse in einem Temperaturbereich von > 350°C bis 450°C hergestellt werden kann. Die zur Durchführung dieses Verfahrens angegebene Vorrichtung, welche aus einer Verkettung von einem Schmelzofen oder -tiegel, einer Stranggießeinrichtung, einem oder mehreren Walzgerüsten, einer Schneideinrichtung, einer oder mehrer Pressen und einer Abkühleinrichtung besteht und in einem Schutzgas- oder Vakuumraum betrieben wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneideinrichtung und der als Umformpresse ausgebildeten Presse eine Stanzeinrichtung vorgesehen ist, mit der in die von der Schneideinrichtung kommenden Platinen form- und querschnittsstabile Stanz- und/oder Formlöcher einbringbar sind.
  • Mit der DE 102 47 129 A1 wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Profilen oder Blechformteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen wiedergegeben, bei dem ein Halbzeug in Form eines Bleches durch Umformen, vorzugsweise durch Formpressen, in seine endgültige Form gebracht wird, wobei in einem Verfahrensschritt unmittelbar vor dem Umformvorgang die Oberfläche durch Spanabhebung, vorzugsweise durch Schaben, von Verunreinigungen befreit wird.
  • Von Nachteil bei diesem Verfahren ist es weiterhin, daß nur Teile mit einer beschränkten Breite hergestellt werden können, denn bei größeren Teilen wird ein erheblicher Mehraufwand für die zu beherrschenden Arbeitsdrücke erforderlich. Das Werkzeug und das Maschinengestell müssen dem beim Fertigen der Halbzeuge bzw. der Teile anliegenden Strangpreßdruck mit einem entsprechenden Gegendruck standhalten und so notwendigerweise wesentlich größer dimensioniert werden.
  • Die DE 43 33 500 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt gestuften und ein Vollprofil aufweisenden Bleches mit unterschiedlichen Wandstärken, bei dem zunächst ein Halbzeug hergestellt wird, dessen Querschnitt zu dem Querschnitt des Bleches in Dickenrichtung ähnlich ist, und bei welchem aus dem Halbzeug ein Blech gewalzt wird, wobei für die Herstellung des Halbzeuges ein Hohlprofil mit am Umfang verteilten, dem gewünschten Wanddickenverlauf des Halbzeuges entsprechendem Wanddickenverlauf stranggepreßt wird, und dabei das Hohlprofil entlang einer Mantellinie aufgetrennt und zu dem Halbzeug umgeformt wird. Weiterhin werden dabei zwei Komplementär-Profile aufeinandergelegt, wobei zumindest eine der profilierten Berührungsseiten der Komplementär-Profile mit einem Trennmittel versehen wird, und die beiden Komplementär-Profile gleichzeitig mit zylindrischen, das heißt ungestuften Walzen ausgewalzt werden. Vor dem Walzen werden die beiden Komplementär-Profile an zwei gegenüberliegenden Mantellinien getrennt.
  • Mit diesem Verfahren werden jeweils zwei Teile hergestellt. Der Fertigungsablauf ist diskontinuierlich und es können nur relativ schmale Teile hergestellt werden. Ein Nachteil ist weiterhin, daß nur relativ schmale Teile gefertigt werden können und die Tatsache, daß auf Grund der Fertigung des mit zwei unterschiedlichen Wandstärken ausgeführten Halbzeuges sowie einer gestufte Walzenanordnung der Fertigungsprozeß relativ aufwendig ist.
  • Aus der DE 10 2008 048 496 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Das Verfahren umfaßt die Schritte – Strangpressen oder Stranggießen eines rohrförmigen Körpers, – Aufschneiden des rohförmigen Körpers in seiner Längsrichtung, – Aufweiten des rohrförmigen Körpers zu einem flächigen Körper, – Ausfertigen des flächigen Körpers zum zeichnungsgerechten Bauteil mittels an sich bekannter Fertigungstechnologien. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Verkettung von einer Schmelzeinheit, einer Stranggieß- oder Strangpreßeinheit, einer Längsschneideinrichtung, einem Walzgerüst, einer oder mehreren Umformeinheiten.
  • Aus der DE 10 2007 002 322 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Blechen oder Blechteilen aus Leichtmetall, vorzugsweise Magnesium, bekannt, wobei in einem oder mehreren vorgehenden Verfahrensschritten ein Strangpreßprofil in einer offenen Struktur bzw. einer geschlossenen Struktur mit anschließendem Aufschlitzen zu einer offenen Struktur hergestellt wird und dieses anschließend in einem oder mehreren Schritten einem Richtwalzen und Richtbiegen über mehrere Walz- und Biegestufen unterworfen wird.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Blechtafeln aus strangförmigen Profilen geringer Dicke, insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen, anzugeben, wobei die aus einem Strangpreßwerkzeug austretenden offenen oder geschlossenen Strangpreßprofile zu einer Blechtafel umgeformt werden können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die angegebene Ausführung der im Patentanspruch 1 genannten Arbeitsschritte und der im Patentanspruch 5 genannten Anlage gelöst. Das aus dem Strangpreßwerkzeug einer Strangpresse austretende offene oder geschlossene Strangpreßprofil wird zu einem ebenen Blech verformt und anschließend einer definierten Verformung durch Recken unterworfen.
  • In einem ersten Schritt wird das aus der Matrize austretende Strangpreßprofil entsprechend der Länge der herzustellenden Blechtafel abgetrennt und in einem zweiten Schritt das offene oder geschlossene Strangpreßprofil zu einem u-förmigen Profil aufgebogen, wobei das geschlossene Profil vorher entlang seiner Mantellinie aufgetrennt wird. In dem sich anschließenden dritten Schritt wird das u-förmige Profil in eine Aufrolleinheit verbracht und mittels Greifelementen an den Längsseiten des u-förmigen Profils erfaßt, um in einem vierten Schritt mittels der nach außen fahrenden Greifelemente das u-förmige Profil zu einer Blechtafel zu verformen. Anschließend werden in einem fünften Schritt die Blechtafeln durch einen definierten Reckprozeß geglättet.
  • Die Verformung des u-förmigen Profils zu einer Blechtafel kann durch ein Rollenpaar, das in das u-förmige Profil eingefahren wird und durch Bewegen der einzelnen Rollen jeweils in Richtung der längsseitigen Randbereiche, unterstützt werden.
  • Die Verformung zur Blechtafel erfolgt vorzugsweise in einem Temperaturbereich oberhalb 200°C und in einer vorzugsweise inerten Atmosphäre.
  • Die Anlage besteht aus einer Strangpresse mit einer das Strangpreßprofil erzeugender Matrize und einer sich an die Matrize anschließende Verformungseinheit, wobei die Verformungseinheit aus einer Trenneinheit, einer Aufbiegeeinheit und einer Aufrolleinheit gebildet wird. Die Aufrolleinheit kann entweder aus zwei beweglichen Greifelementen oder aus einem feststehenden und einem beweglichen Greifelement bestehen.
  • Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Aufrolleinheit besteht darin, daß die aus einer Kombination aus Greifelementen und aus zwei beweglichen in das u-förmige Profil einfahrbare Rollen gebildet wird. Zum Schutz der Oberfläche der herzustellenden Blechtafel können die Rollen mit einer hitzebeständigen elastischen Oberflächenbeschichtung versehen werden. Die Rollen, die hierbei zum Einsatz kommen, sind so ausgebildet, daß sie keine Oberflächenbeschichtungen verursachen.
  • Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.
  • Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Die dazugehörige 1 zeigt den prinzipmäßigen Aufbau der Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Blechtafeln aus Strangpreßprofilen. Die Anlage besteht im wesentlichen aus einer Strangpresse 1 zur Herstellung eines Strangpressprofils und einer Umformeinrichtung 5. Diese besteht aus einer Trenneinheit 2, einer Aufbiegeeinheit 3 und einer Aufrolleinheit 4.
  • Mittels der Strangpresse 1 wird ein Pressbolzen aus einer Magnesiumlegierung zu einem Strangpressprofil, beispielsweise zu einem rohrförmigen Profil geformt. Die Strangpresse 1 wird gestoppt, wenn das rohrförmige Profil die Länge erreicht hat, die der entsprechend der vorgegebenen Länge der Blechtafel entspricht. Mittels der Trenneinheit 2 wird das rohrförmige Profil abgelängt.
  • Die Trenneinrichtung 2 kann beispielsweise aus einer umlaufenden Strahldüse, einer Strahldüse, einem Laser, aus Schneidrollen oder einer mitlaufenden Säge bestehen. Sofern die Trennung des rohrförmigen Profils spanend erfolgt, ist eine Absaugvorrichtung vorgesehen, um eine Brandgefahr durch Magnesiumspäne oder Magnesiumstäube zu minimieren. Es besteht auch die Möglichkeit, an der Trennstelle eine Kerbe mit einer Tiefen von 25 bis 85% der Wandungsdicke einzubringen und den Abschnitt des rohrförmigen Profils abzureißen.
  • Anschließend wird der abgetrennte Abschnitt des rohrförmigen Profils der Aufbiegeeinheit 3 übergeben. Hier wird der Abschnitt des rohrförmigen Profils entlang einer Mantelfläche aufgetrennt und mittels eines Schlitzkeils und wahlweise einigen Rollen zu einem u-förmigen Profil aufgebogen. Dabei finden Berührungen des Rohres nur an Bereichen der Schnittflächen statt, die später im Abfallbereich des Bleches liegen. Das Auftrennen kann beispielsweise durch eine längsverfahrbare Saugstrahldüse, einer Laserschneideinrichtung oder ähnliches erfolgen.
  • Nach dem Auftrennen und dem Aufbiegen zu einem u-förmigen Profil wird dieses der Aufrolleinheit 4 übergeben. Diese besteht aus einer ebenen Grundfläche und zwei beweglichen Greifelementen, wobei die Greifelemente die Längsseiten des u-förmigen Profils erfassen und das u-förmige Profil zu einer ebenen Blechtafel aufrollen.
  • Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens und der Anlage besteht darin, dass mittels der Greifelemente ein Recken der Blechtafel in Querrichtung durchgeführt werden kann. Dabei kann das Recken in Querrichtung in einem Bereich von 1 bis 10% erfolgen. Durch das Recken der Blechtafel kann zum einen die Ebenheit entscheidend verbessert werden und zum anderen eine Dickenkonfiguration der Blechtafel erreicht werden. Ebenso ist entscheidend, dass dabei keine Oberflächenfehler verursachenden Kontaktstellen an den späteren Sichtflächen vorhanden sind.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Strangpresse
    2
    Trenneinheit
    3
    Aufbiegeeinheit
    4
    Aufrolleinheit
    5
    Verformungseinheit

Claims (8)

  1. Verfahren zur Herstellung von Blechtafeln aus strangförmigen Profilen geringer Dicke aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen, wobei in einem vorhergehenden Verfahrensschritt ein offenes oder geschlossenes Strangpreßprofil hergestellt wird, – in einem ersten Schritt das Strangpreßprofil entsprechend der Länge der herzustellenden Blechtafel abgetrennt wird; – das offene oder geschlossene Strangpreßprofil in einem zweiten Schritt zu einem u-förmigen Profil aufgebogen wird, wobei das geschlossene Profil vorher entlang seiner Mantellinie aufgetrennt wird; – in einem dritten Schritt das u-förmige Profil in eine Aufrolleinheit verbracht wird und mittels Greifelementen an den Längsseiten des u-förmigen Profils erfaßt wird; – in einem vierten Schritt mittels der nach außen fahrenden Greifelemente das u-förmige Profil zu einer Blechtafel verformt wird und – in einem fünften Schritt die Blechtafeln einer definierten Verformung durch Recken in Querrichtung unterworfen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung des u-förmigen Profils zu einer Blechtafel durch ein Rollenpaar, das in das u-förmige Profil eingefahren wird, wobei die einzelnen Rollen jeweils in Richtung der längsseitigen Randbereiche bewegt werden, unterstützt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformung zur Blechtafel in einem Temperaturbereich oberhalb 200°C erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verfahrensschritte 1 bis 5 in einer inerten Atmosphäre oder einer Schutzgasatmosphäre durchgeführt werden.
  5. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Blechtafeln aus einem Strangpreßprofil, wobei die Anlage aus einer Strangpresse (1) mit einer das Strangpreßprofil erzeugender Matrize und einer sich an die Matrize anschließenden Verformungseinheit (5) besteht, wobei die Verformungseinheit (5) aus einer Trenneinheit (2) zum Abtrennen des Strangpreßprofils entsprechend der Länge der herzustellenden Blechtafel, einer Aufbiegeeinheit (3) zum u-förmigen Aufbiegen des Profils zu der Blechtafel und einer Aufrolleinheit (4) mit beweglichen Greifelementen zum Aufrollen des u-förmigen Profils zu der Blechtafel und zum Recken der Blechtafel in Querrichtung gebildet wird.
  6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrolleinheit (4) aus zwei beweglichen Greifelementen besteht.
  7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrolleinheit (4) aus einem feststehenden und einem beweglichen Greifelement besteht.
  8. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufrolleinheit (4) zwei bewegliche, in das u-förmige Profil einfahrbare Rollen aufweist, wobei die einzelnen Rollen in Richtung der längsseitigen Randbereiche voneinander wegbewegbar sind.
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