Der
vorliegenden Erfindung liegt ausgehend von diesem Stand der Technik
die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Schaffung von formsteifen
Bauteilen anzugeben sowie eine Vorrichtung zum Profilieren besonders
stabiler Bauteile bereitzustellen.
Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 in Bezug auf das
erfindungsgemäße Verfahren
und des Anspruchs 8 in Bezug auf die zu schaffende Walzprofilieranlage
gelöst.
Die
erfindungsgemäße Lösung ist
gegeben durch ein Verfahren zur Herstellung von metallhaltigen Bauteilen,
insbesondere von Fahrzeugtragstrukturen, bei welchem ein metallhaltiges
Ausgangsmaterial einer Walzprofilieranlage zugeführt und zu einem Walzprofil
walzprofiliert wird, wobei während des
Walzprofilierens ein Umformen derart stattfindet, dass mittels des
Umformens der Walzprofilquerschnitt verändert wird.
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung
von Bauteilen mit über
der Länge,
in der Höhe
und/oder in der Breite veränderten
Walzprofilquerschnitt mittels kontinuierlichem oder diskontinuierlichem
Walzprofilieren und mittels integriertem Umformen. In dem erfindungsgemäßen Verfahren
wird eine Querschnittsänderung
durch Umformen eingebracht, damit wird eine Reduzierung der Torisons-
und Biegesteifigkeit gegenüber
einem mittels Trennen hergestellten Bauteil vermieden. Hierzu ermöglicht das
erfindungsgemäße Verfahren
die Herstellung von Bauteilen mit sehr guten Struktureigenschaften
im hochbeanspruchten Randbereich des Bauteilquerschnitts, die sich
positiv auf die Bauteilfestigkeit unter schwingender Beanspruchung
auswirken.
Ein
weiterer wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung
von Struktur- und Sicherheitsbauteilen aus hoch- und höherfesten
Stählen,
vorzugsweise mit einer Zugfestigkeit bis 1700 N/mm2,
die den Sicherheitsanforderungen im Kraftfahrzeugbau gerecht werden.
In der Regel handelt es sich bei den Struktur- und Sicherheitsbauteilen
um dünnwandige,
aus Stahlblech gefertigte Säulenstrukturen,
Längs-
und Querprofile, wie z.B. Seitenaufprallträger, Stoßfänger, Säulenverstärkungen, Längs- und Querträger, Bodengruppe
sowie Dachrahmen. Diese zeichnen sich durch eine hohe Maßhaltigkeit,
geringere Toleranzen, die eine bessere Integration durch Fügen, insbesondere
durch Laserschweißen,
wie z.B. Anschweißen
einer Bodengruppe an einen Längsträger, gewährleisten.
Insbesondere
Karosseriestrukturen, beispielsweise Trägerstrukturen, müssen häufig an
die Einbaustelle, insbesondere zur Anpassung an die Schweißverbindungsstelle,
im Querschnitt angepasst werden, so dass sie über ihren Längsverlauf kein gleichbleibender
Querschnitt aufweisen. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Trägerstrukturen
derart hergestellt, dass der Walzprofilquerschnitt verändert wird.
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens im Vergleich
zu den insbesondere mittels konventionellem Tiefziehen hergestellten Bauteilen
aus langgestreckten Profilen, ist im Wesentlichen die bessere Maßgenauigkeit
während
der Herstellung von langgestreckten Bauteilen.
In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren
werden die Verfahrensschritte Walzprofilieren, Umformen und Walzprofilieren
nacheinander durchlaufen.
Das
Walzprofilieren ist den herkömmlichen Herstellungsverfahren
zum Kaltprofilieren, wie z.B. Gesenk- oder Schwenkbiegen, aufgrund
der niedrigen Fertigungszeiten deutlich überlegen. Sowohl durch die
hohe Ausbringungsmenge pro Zeit als auch durch die geringen Werkzeugkosten
im Vergleich zum Tiefziehen, werden die Fertigungszeiten deutlich reduziert.
Deswegen ergibt sich im Bereich mittlerer bis großer Losgrößen eine
hohe Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
Dadurch,
dass das metallhaltige Ausgangsmaterial vorzugsweise zunächst gerichtet
und danach markiert wird bevor es dann dem Walzprofiliervorgang
zugeführt
wird und anschließend
durch ein Umformprozess verformt wird und danach wieder walzprofiliert
wird, wird erreicht, dass mittels des Walzprofilierens mit dem integrierten
Umformen ein Bauteil mit über
seinem Längsverlauf
veränderten Walzprofilquerschnitt
hergestellt werden kann, das exakt an den späteren Verwendungszweck angepasst
ist. Bei dieser vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erfolgt
die Herstellung des Walzprofils und die Herstellung des veränderten
Walzprofilquerschnitts in einem Arbeits gang zeitsparend ohne Zwischenlagerung
und die damit verbundenen Logistikkosten.
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin,
dass die nacheinanderfolgenden Verfahrensschritte in einer kompakten Vorrichtung
durchgeführt
werden können,
die sich als besonders wirtschaftlich erweist.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
dass die Walzprofilieranlage mit der Umformvorrichtung im diskontinuierlichen
Betrieb angesteuert wird.
Ein
Vorteil von dieser Ausgestaltungsform ist das Anbringen komplexer
Walzprofilquerschnittsvariationen an dafür vorgesehenen Bauteilbereichen
mit unterschiedlichen Bauteillängen.
Dabei wird die Walzprofilieranlage derart gesteuert, dass der zu
verändernde
Bauteilbereich in der Umformvorrichtung umgeformt wird. Um das Umformen
durchführen
zu können,
wird die Walzprofilieranlage vorzugsweise für ein bis zwei Sekunden angehalten,
dabei wird das Walzprofil umgeformt und im Anschluss findet das weitere
Walzprofilieren statt. Vorteilhaft erweist sich dabei die Integration
des Umformens in den Walzprofilierprozess, wobei der Walzprofiliervorgang
konventionell durchzuführen
ist oder aber als flexibler Rollprofiliervorgang ausgeführt werden
kann.
In
einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Walzprofil zur Änderung
des Querschnittes kalt umgeformt.
Eine
derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den wesentlichen Vorteil
gegenüber
einer herkömmlichen
Warmumformung, insbesondere gegenüber einer Vergütung mit anschließendem Walzprofilieren,
dass zum einen niedrigere Prozeßkosten
verursacht werden und zum anderen eine erhöhte plastische Restdehnung
aufgrund eines duktileren Werkstoffzustandes vorliegt. Zusätzlich weisen
die nach dem erfindungs gemäßen Verfahren
hergestellten Bauteile gegenüber
den mittels einer herkömmlichen
Warmumformung hergestellten Bauteile, eine höhere Maßgenauigkeit auf, wodurch eine
im kalten Zustand durchzuführende Kalibrierung
der Bauteile entfällt.
Beispielsweise müssen
Träger
oder A-, B-, C- oder D-Säulenstrukturen
im Kraftfahrzeugbau mit hoher Qualität und damit hoher Maßgenauigkeit
in hoher Stückzahl
hergestellt werden. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine hohe
Maßhaltigkeit
und eine bessere Verbaubarkeit im Rohbau gewährleistet.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird beim Umformen gesickt und/oder auf Zug und/oder Druck, insbesondere
tiefgezogen und/oder streckgezogen, umgeformt.
Hierbei
ist es vorteilhaft, dass mit dem integrierten Zug- und/oder Druckumformverfahren,
insbesondere mittels Tiefziehen, über einen konstanten Profilquerschnitt
komplexe Querschnittsänderungen in
gewünschten
Bauteilbereichen eingebracht werden können, wobei die Wandstärken der
Bauteile nahezu unverändert
bleiben. Besonders vorteilhaft erweist sich das erfindungsgemäße Verfahren
dadurch, dass sich nach dem ersten Walzprofilieren und vor dem weiteren
Walzprofilieren metallhaltige Ausgangsmaterialien, insbesondere
höherfeste Stähle, ohne
negative Beeinträchtigungen
der mechanischen Eigenschaften des umzuformenden Bauteils tiefziehen
lassen. Somit gewährleistet
das erfindungsgemäße Verfahren
eine Umformung zu komplexen, besonders formsteifen Bauteilen.
Alternativ
oder additiv zu dieser Ausgestaltung können mittels Streckziehen Bauteile
mit veränderten
Endabmessungen hergestellt werden, die über einen konstanten Profilquerschnitt
komplexe Querschnittsänderungen
in gewünschten
Bauteilbereichen und zusätzlich
reduzierte Wandstärken
aufweisen. Die Kombination von Streckziehen mit Tiefziehen erlaubt
großflächige unsymmetrische
Bauteile herzustellen.
Alternativ
oder additiv dazu werden mittels vorzugsweise in dem Walzprofilierprozess
integriertem Sicken, Bauteile hergestellt, die sowohl variable Querschnittsänderungen
als auch in gewünschten Bauteilbereichen
geometrisch geformte Versteifungen (Sicken) aufweisen.
Eine
derartige Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den weiteren
Vorteil, dass die mittels Tiefziehen und/oder Streckziehen und/oder
Sicken bearbeiteten Bauteilbereiche nicht in einem einzigen Schritt,
sondern stufenweise umgeformt werden können, um einen umformgünstigen Gefügezustand über dem
Querschnitt des Bauteils einzustellen.
In
einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
wird das Walzprofil mittels einer Umformvorrichtung lokal und damit räumlich begrenzt,
d.h. nicht über
die ganze Länge des
Bauteils, umgeformt.
Der
Vorteil dieser Ausgestaltungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt daran, dass beispielsweise durch das örtlich begrenzte Umformen langgestreckte
Bauteile mit einer reduzierten Blechdicke in Zonen geringerer Belastung
und mit einer gegebenenfalls leicht erhöhten Blechdicke in Zonen hoher
Belastung hergestellt werden können.
Durch
das erfindungsgemäße Verfahren
ist es möglich
in Abhängigkeit
der Anforderungen der Einbaustelle für gewünschte Bauteile einen funktionsgemäßen Querschnitt
vorzusehen. Dabei findet die lokale Umformung des Walzprofils genau
in dem gewünschten
Bauteilbereich statt, sodass "maßgeschneiderte
Bauteile" hergestellt
werden können.
Der
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
liegt ebenfalls darin, dass mittels des lokalen örtlich begrenzten Umformens
Bauteile wie Längsträger-, Querträger- und
Säulenstrukturen, die
einander ähnlich
sind, aber unterschiedliche Längen
aufweisen, einfacher herstellbar sind.
In
einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
werden als Ausgangsmaterial höherfeste
Stähle
und/oder Tiefziehstähle und/oder
Ti-Legierungen und/oder Ni-Legierungen und/oder
metallhaltige Kompositwerkstoffe verwendet.
Ein
Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens
ist die Verwendung von hoch- und/oder höherfester Stähle als
Ausgangsmaterial, die walzprofiliert, danach umgeformt zu einem
Walzprofil mit einem variablen Querschnitt und anschließend weiter
walzprofiliert werden können.
Neben einer Gewichtsreduzierung haben diese Werkstoffe den Vorteil,
dass weniger Einbauraum benötigt
wird und andererseits die steigenden Sicherheitsanforderungen im
Kraftfahrzeugbau im Bereich von Struktur- und Sicherheitsbauteilen
erfüllt
werden können.
Ein
wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Herstellung
von Trägerstrukturen
aus Werksoffen, die mittels konventionellem Tiefziehen nicht umformbar
sind. Insbesondere höherfesten
Stähle
(s.g. Leichtbaustähle),
vorzugsweise aus der Gruppe der Mehrphasenstähle, wie beispielsweise Dualphasenstähle (DP-Stähle), Complexphasenstähle (CP-Stähle), Martensitphasenstähle (MS-W-Stähle) oder
Restaustenitstähle (Transformation
induced plasticity-TRIP-Stähle),
die herkömmlich
mittels konventionellem Tiefziehen nicht umgeformt werden können, eignen
sich hervorragend für
das Walzprofilieren mit integriertem Tiefziehen. Diese Stähle zeigen
besonders günstige
Verfestigungseigenschaften in Bezug auf das Umformbarkeits-Festigkeitsverhältnis. Die
Festigkeitssteigerung dieser Stähle
wird dadurch erzielt, dass harte Phasen in einer duktilen Werkstoffmatrix
eingebracht werden. Charakteristisch für diese Stähle ist das zusätzlich zu
der Verfestigung überlagerte "Bake-Hardening"-Potential, das mit
der zunehmenden Umformung größer wird.
Die sehr hohe Verfes tigung dieser Stähle bei hoher Ausgangsfestigkeit
ist besonders vorteilhaft für
das Crash-Verhalten. Somit erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren
eine Steigerung der Festigkeit in gewünschten Bauteilbereichen auch durch
die Wahl eines geeigneten Werkstoffs, ohne dass beispielsweise eine
kostenintensive Wärmebehandlung
benötigt
wird.
Alternativ
oder additiv dazu können
erfindungsgemäß Tiefziehstähle in Struktur-
und Sicherheitsbauteilen zum Einsatz kommen, da sie über einen
niedrigen Kohlenstoff-Gehalt auch ein feinkörniges, möglichst texturarmes Gefüge verfügen und eine
Dehngrenze ohne Fließbereich
aufweisen.
Ti-Legierungen
oder Ni-Legierungen eignen sich mit herkömmlichen Umformverfahren nur
mäßig zum
Verformen. Dennoch können
diese mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
umformtechnisch verarbeitet werden. Mit diesem Verfahren lassen
sich auch Mg- oder Al-Legierungen umformen.
Querträger, hergestellt
aus Mg-Legierungen, sind gegenüber
entsprechenden Trägern
aus Stahl, trotz niedrigerem E-Modul und Festigkeitskennwerten der
Mg-Legierungen, leichter.
Es
ist denkbar metallhaltige Kompositwerkstoffe für Struktur- und Sicherheitsbauteile anzuwenden.
Der Vorteil dieser Werkstoffe besteht darin, dass sie "maßgeschneidert" für die Bauteile
eingesetzt werden können,
sodass Verstärkungen
nur in den gewünschten
Bauteilbereichen eingebracht werden können.
Vorteilhaft
bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ist die Verwendung höherfesten
Stähle.
Typischerweise sind aber diese spröder, ihre Verformbarkeit (Duktilität) sinkt
in dem Maße,
wie sich ihre Festigkeit erhöht.
Das erfindungsgemäße Verfahren
erlaubt die Umformung solcher Stähle
bei einem geeigneten Duktilitäts/Festigkeits-Verhalten.
Durch die höhere
Festigkeit können
zudem Bauteile bei gleicher Stabilität – und damit Sicherheit – mit weniger
Material gefertigt werden. Die erhöhte Verformbarkeit gestattet
darüber
hinaus eine einfachere Herstellung komplex geformter Bauteile, wie
zum Beispiel von Trägerstrukturen.
Ein
zentrales Anliegen der Automobilindustrie ist die Reduzierung des
Treibstoffverbrauchs über die
Senkung des Fahrzeugsgewichts bei unveränderter Sicherheit, insbesondere
Crashsicherheit, – durch
die Konstruktion von leichteren Fahrzeugen kann dies gelingen. Einsparpotenziale
bieten hierbei höherfeste
Stähle,
da durch die erhöhte
Festigkeit weniger Material bei gleicher Formstabilität eingesetzt
werden kann.
Durch
den erfindungsgemäßen Walzprofilierprozess
mit integriertem Umformen können
höherfeste
Stähle
verformt werden. Das Umformen der Stähle wird erfindungsgemäß wirtschaftlich
ausgestaltet, in dem alle Verfahrensschritte auf einer Anlage erfolgen
können.
Dadurch werden die Fertigungszeiten der Bauteile reduziert.
Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft eine Walzprofilieranlage
zum Profilieren von metallhaltigen Bauteilen mit mindestens einer
integrierten Vorrichtung zum Umformen, wobei diese Vorrichtung geeignet
ist, den Walzprofilquerschnitt, insbesondere lokal, zu verändern.
Ein
Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage
besteht darin, dass alle Verfahrensschritte auf einer einzigen Anlage
durchführbar
sind, wodurch es zu einer Erhöhung
der Ausbringung (Produktmengenerhöhung) und zu einer Zeiteinsparung kommen
kann. Eine hohe Ausbringungsmenge pro Zeit ergibt eine hohe Wirtschaftlichkeit
der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage,
wobei die Walzprofilieranlage konventionell ausgestaltet ist oder aber
als flexible Rollprofilieranlage ausgestaltet werden kann. In den
herkömmlichen
Walzprofilieranlagen wird die Wirtschaftlichkeit jedoch beschränkt durch
den hohen Rüst-
und Einstellaufwand der Werkzeugsätze. Dies gilt insbe sondere
bei kleinen Losgrößen. Die
Ursache für
den hohen Rüst-
und Einstellaufwand ist in der herkömmlichen Anlagentechnik begründet, die
bei Umstellung auf die Fertigung eines anderen Profils in der Regel
einen Werkzeugwechsel bei allen Gerüsten erforderlich macht und
hohe Einstellzeiten verursachen, die wiederum die Produktivität des Verfahrens
negativ beeinträchtigen.
Der
Gegenstand der Erfindung zeigt den wesentlichen Vorteil, dass Bauteile
mit stark voneinander abweichenden Querschnittsänderungen in einer einzigen
Walzprofilieranlage mit einer integrierten Umformvorrichtung lokal
umgeformt werden können. Dabei
entfällt
der Transport der walzprofilierten Bauteile zu einer separaten Umformstraße. Das
bekannte Logistikproblem, das mit konventionellen Walzprofilieranlagen
verbunden ist, entfällt
nach dieser Erfindung.
Ein
weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage im
Vergleich insbesondere zu einer Biegevorrichtung zum Profilbiegen
langgestreckter Bauteile besteht darin, dass mittels der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage
mit einer integrierten Umformvorrichtung Walzprofile mit komplexen
Profilquerschnitten walzprofiliert werden, wie z. B. Walzprofile
mit Verjüngungen
oder Walzprofile, bei denen sich beispielsweise die komplette Bauteilflanke
verschiebt, wobei der Winkel der Bauteilflanke erhalten bleibt.
Dies ermöglicht
die integrierte Fertigung von sehr stabilen Struktur- und Sicherheitsbauteilen.
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung der Walzprofilieranlage ist die
integrierte Vorrichtung zum Umformen parallel zur Transportrichtung
des zu profilierenden Bauteils verschiebbar ausgestaltet.
Ein
Vorteil dieser Ausführungsform
ist das Anbringen komplexer Querschnittsvariationen in dafür vorgesehenen
Bauteilbereichen, wobei die Bauteile unterschiedliche Bauteillängen aufweisen
können.
Dabei ist die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage
derart ansteuerbar, dass der im Querschnitt zu verändernde
Bauteilbereich in der Umformvorrichtung, vorzugsweise in einer Tiefziehvorrichtung,
verformbar ist. Um den Umformvorgang durchführen zu können, wird die Walzprofilieranlage
bevorzugt für ein
bis zwei Sekunden angehalten, dabei wird das Bauteil umgeformt und
im Anschluss findet das weitere Walzprofilieren statt. Vorteilhaft
erweist sich dabei die Integration der Umformvorrichtung in der Walzprofilieranlage,
wobei der Walzprofiliervorgang in der Walzprofilieranlage konventionell
durchzuführen
ist oder aber als flexibler Rollprofiliervorgang ausgeführt werden
kann.
Ferner
kann die Umformvorrichtung derart in Transportrichtung des zu profilierenden
Bauteils verschoben werden, dass auf dem selben Walzprofil mehrfach
Querschnittänderungen
einbringbar sind. Des Weiteren kann der Abstand der Querschnittsänderungen
zueinander variierbar gestaltet werden derart, dass Bauteile gleicher
Länge in
unterschiedlichen Bauteilbereichen Querschnittsveränderungen aufweisen.
Die verschiebbare Ausgestaltung der Vorrichtung zum Umformen ermöglicht durch
die Flexibilität
der Anlage eine kostengünstige
Fertigung, wodurch die Anlage wirtschaftlich ist.
Die
Umformvorrichtung kann aber auch räumlich getrennt von einem ersten
Teil der Walzprofilieranlage angeordnet sein, so dass als erstes
ein Walzprofilierprozess durchgeführt wird und anschließend davon
getrennt der Umformvorgang stattfindet, wobei im Anschluss in einem
weiteren Teil der Walzprofilieranlage der abschließende Walzprofilierprozess
abläuft.
Darüber hinaus
ermöglicht
die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage
eine Herstellung von modularen Bauteilen mit unterschiedlichen Walzprofilquerschnitten
auf einer Walzprofilieranlage ohne die Verwendung eines zusätzlichen
Werkzeuges. Erst durch die Verwendung des Fertigungsschrittes Walzprofilieren
können
Bauteile modular hergestellt werden. Somit sind ähnliche Bauteile, welche sich
beispielsweise nur in der Länge
unterscheiden ohne Rüstvorgänge und
separate Werkzeugsätze
durch entsprechendes Ablängen
am Ende der Walzprofilieranlage herstellbar. Darüber hinaus führt die
modulare Fertigung zu einer Senkung der Fertigungskosten und zu
einer gegenüber
einer Fertigung mit einer konventionellen Tiefziehanlage erhöhten Wirtschaftlichkeit.
Es
ist auch möglich,
die Umformvorrichtung starr mit der Walzprofilieranlage zu verbinden.
Alternativ
zu dieser Ausführungsform
ist es möglich
die integrierte Umformvorrichtung in der Walzprofilieranlage quer
zur Transportrichtung des zu profilierenden Bauteils verschiebbar
auszugestalten.
Hierdurch
ist gewährleistet,
dass mittels der erfindungsgemäßen Anlage
insbesondere Bauteile, die keine spiegelsymmetrischen Geometrien
in Bezug auf die Längsachse
aufweisen, herstellbar sind.
Darüber hinaus
ist diese Ausführungsform besonders
für integrierte
Umformvorrichtungen mit kleineren Umformwerkzeugen zweckmäßig.
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Walzprofilieranlage ist alternativ oder additiv die integrierte
Vorrichtung zum Umformen seitlich in der Ebene der Horizontalen
in einem senkrechten Winkel gegenüber der Transportrichtung des
zu profilierenden Bauteils parallel verschiebbar angebracht.
Diese
Anordnung bietet den Vorteil, dass seitliche Abdrücke mit
komplexen Geometrien in das Walzprofil einbringbar sind. Somit sind
seitliche Querschnittsveränderungen
in Walzprofilen darstellbar, die mittels herkömmlich angeordneten Tiefziehvorrichtungen
nicht herstellbar sind.
Ferner
ermöglicht
die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage
die modulare Herstellung von Bauteilen mit komplexen Walzprofilquerschnitten
auf einer Walzprofilieranlage ohne die Verwendung eines zusätzlichen
Werkzeuges.
In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Walzprofilieranlage mit integrierter Umformvorrichtung ist sie
derart ansteuerbar, dass ein diskontinuierlicher Betrieb möglich ist.
Ein
wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage ist
der diskontinuierliche Betrieb, mit dem in langgestreckten walzprofilierten Bauteilen
Querschnittsveränderungen
in verschiedenen Bauteilbereichen während des Profilierens ohne einen
Anlagenwechsel eingebracht werden können. Dabei sind die Zeiten
der Ansteuerung in Abhängigkeit
von der gewünschten
Bauteilveränderung
variier- und frei wählbar
auszugestalten.
Eine
weitere vorteilhafte Ausführungsform der
erfindungsgemäßen Walzprofilieranlage
bezieht sich darauf, dass die Vorrichtung zum Umformen eine Vorrichtung
zum Sicken und/oder eine Vorrichtung zum Zug- und/oder Druckumformung,
insbesondere Tiefziehumformung, darstellt.
Ein
Vorteil einer Walzprofilieranlage mit einer oder mehreren integrierten
Vorrichtungen zum Sicken liegt darin, dass mit der Vorrichtung Versteifungssicken
nur in den Bereichen des Walzprofils einbringbar sind, bei der eine
hohe Steifigkeit erforderlich ist.
Besonders
vorteilhaft ist es hierbei, dass mittels der Vorrichtung zum Tiefziehen
in die Walzprofile komplexe Profilquerschnitte derart einbringbar
sind, dass sich nach dem Tiefziehen die komplette Bauteilflanke
verschiebt, wobei der Winkel der Bauteilflanke erhalten bleiben
kann.
In
einer weiteren Ausführungsform
der Walzprofilieranlage weist die integrierte Vorrichtung zum Umformen
einen Stempel und einen Niederhalter, sowie insbesondere einen Innenstempel
auf.
In
besonderem Maße
hat sich die erfindungsgemäße Walzprofilieranlage
mit mindestens einer integrierten Tiefziehvorrichtung dadurch bewährt, dass
trotz des Tiefziehvorgangs in dem Stahlwerkstoff ein Werkstofffließen, das
charakteristisch für hohe
Umformgrade während
des Tiefziehens ist, nur in geringerem Maße im Bauteil zu beobachten
ist.
Ein
Vorteil der Tiefziehvorrichtung ist die Ausgestaltung des Stempels,
der mehrteilig auszugestalten ist derart, dass die Stempelteile
zueinander verschiebbar sind. Hierdurch sind Abdrücke mit
variablen Geometrien in das Walzprofil einbringbar. Diese Ausgestaltung
des Stempels erweist sich als besonders wirtschaftlich, da dadurch
die Rüstzeiten beim
Werkzeugwechsel entfallen. Somit wird die Ausbringung der Anlage
erhöht.
Beim Tiefziehen wird der Stempel niedergefahren und durch einen
Niederhalter, der eine Faltenbildung verhindert, erzeugt in dem
Walzprofil den gewünschten
Querschnitt, wobei das Walzprofil auf einem Innenstempel positioniert ist.
Dabei weist der Innenstempel die negative Form des gewünschten
Bauteilprofilquerschnitts auf.