DE19747252A1

DE19747252A1 - Profiliertes Blech oder Band, Verfahren und Vorrichtung zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19747252A1
Application number: DE1997147252
Authority: DE
Inventors: Peter Schulz
Original assignee: VAW ALUFORM SYSTEM TECHNIK GMB
Current assignee: VAW ALUFORM SYSTEM TECHNIK GMB
Priority date: 1997-10-25
Filing date: 1997-10-25
Publication date: 1999-04-29

Description

Die Erfindung betrifft ein profiliertes Blech oder Band aus Aluminium oder Aluminiumwerkstoffen, ein Verfahren zur Herstel lung derartiger Bänder sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, bestehend aus einem Rollformer, in dem die vom Coil abgewickelten Bänder profiliert und ggf. zu Blechen abgelängt werden.

Profilierte Bleche und Bänder gehören zum Standardprogramm der Halbzeugwerke. Einige Beispiele sind dem Aluminium-Taschenbuch, 14. Auflage Seite 785 zu entnehmen. Je nach dem Anwendungsfall müssen die Blechkonstruktionen ausgelegt bzw. ausgesteift wer den.

Durch Unterteilen der Feldbreite mit Längssteifen lassen sich die Beulsteifigkeit bzw. kritische Beulspannung wirksam ver größern. Dies führte beispielsweise bei Behälterkonstruktionen zu formsteifen Trapez-Sickenblechen, wie sie im Bild 12.18 auf Seite 787 im Aluminium-Taschenbuch dargestellt sind. Für be stimmte Anwendungsfälle lassen sich die erwähnten Aussteifungen allerdings nicht verwenden. Beispielsweise kann im Bereich des Leichtbaus nicht das zusätzliche Gewicht für aufgesetzte Steifen aus Blech- oder Strangpreßprofilen in Kauf genommen werden. Aus optischen Gründen sind im Dachbereich oder Wandbereich Verstei fungsprofile unerwünscht.

In anderen Anwendungsbereichen, in denen es beispielsweise auf eine gute Schalldämmung ankommt, ist der Aufwand für zusätzlich aufgebrachte Steifen aus Blech- oder Strangpreßprofilen nicht gerechtfertigt. Deshalb sucht man weiterhin nach Lösungen, die einerseits eine verbesserte Schallisolierung bei gleichzeitig günstigen Herstellungskosten ermöglichen.

Mit dem vorliegenden Produkt wird eine optimierte Lösung für die angegebene Aufgabenstellung erreicht. Es hat sich nämlich ge zeigt, daß durch eine verhältnismäßig einfache Abwandlung des bisher verwendeten Herstellungsverfahrens ein profiliertes Blech oder Band mit besonders günstigen Eigenschaften herstellen läßt, die den Einsatzbereich derartiger Bleche oder Bänder vergrößern.

Die Grundidee der vorliegenden Erfindung besteht darin, Bleche oder Bänder mit in Querschnittsrichtung abwechselnden Härte bereichen herzustellen, wobei die Schallabsorption und Schall übertragung die Qualitätsmerkmale wesentlich aufwendiger her gestellter, mehrschichtiger Verbunde erreicht.

Die Herstellung erfolgt in einem Rollformer mit einem ersten Abschnitt von Rollen für den Biegevorgang, der für trapez- oder rechteckförmige Sicken auch bisher eingesetzt wurde.

Im zweiten Abschnitt des Rollformers erfolgt eine plastische Verformung durch Prägen mit engprofilierten Walzen, die wegen des höheren Prägedruckes mehrfach im Walzgerüst abgestützt sind.

Das hergestellte Produkt zeichnet sich einerseits durch eine besondere Profilierung mit abwechselnden Härtebereichen aus, die auch optisch interessant wirkt. Andererseits kann das Produkt durch den einteiligen Aufbau kostengünstig als Massenprodukt in kontinuierlicher Fertigung hergestellt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbei spiel näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 Erfindungsgemäßes Produkt;

Fig. 2 Erfindungsgemäße Herstellungsweise;

Fig. 3 Erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

In Fig. 1 ist das erfindungsgemäße Produkt im Querschnitt dar gestellt. Man erkennt die unverformten Bereiche 1, 3, 5, 7, 9 und die verformten Bereiche 2, 4, 6, 8. Die unverformten Berei che sind als trapezförmige Sicken ausgebildet, die plastisch verformten Bereiche zeigen jeweils dachförmige Prismenformen.

In Fig. 2 sind die einzelnen Verfahrensstufen a-e symbolisch angedeutet. Im Zustand a ist das Ausgangsprodukt als Blech oder Band im Querschnitt dargestellt.

Der Zustand b zeigt die Ausbildung einer Mittelsicke in Tra pezform. Hieran anschließend werden im Zustand c die Randsicken durch Rollformen eingeformt.

Im Zustand d werden die Bereiche zwischen den Randsicken und den Mittelsicken zu sinusförmigen Wellen mit einer Amplitudenhöhe von max. 2 mm umgeformt.

Hieran anschließend erfolgt die Prägung durch Querschnittsver änderung zu prismatischen Sicken (Zustand e). Die Wanddicke jeder prismatischen Sicke ist zu mindestens 50% gegenüber der Ursprungsdicke vermindert bzw. reduziert. Dadurch tritt eine Kaltverfestigung ein, die zu einer Härtesteigerung bis zu Werten von HB = 140 für bestimmte Aluminiumlegierungen reichen.

Fig. 3 zeigt eine Fertigungsstraße für das erfindungsgemäße Produkt von der Endstufe IV aus gesehen in Richtung auf das letzte Walzgerüst W. Man erkennt die seitlichen Lagerungen L1, L2 bzw. L3, L4 der oberen bzw. unteren Profilwalze 5, 6. In den Vertiefungen der oberen Profilwalze 5 greifen Stützrollen 7, 8, 9, 10 ein. Die untere Profilwalze 6 trägt scheibenförmige Erhe bungen 11, 12, 13, 14, 15, die mit den zuvor erwähnten Einschnü rungen 7-10 kämmen. In der mittleren Einschnürung der oberen Profilwalze 5 ist ein Stützlager 16 angeordnet und gegenüberlie gend auf der unteren Profilwalze 6 wird die Erhebung 13 von einem Stützlager 17 gehalten. Durch diese steife Lagerung können Querschnittsverminderungen um mindestens 50% in der Blechdicke vorgenommen werden.

Claims

1. Profiliertes Blech oder Band aus Aluminium oder einem Alu miniumwerkstoff dadurch gekennzeichnet, daß das Blech oder Band über den Querschnitt gesehen mehre re Bereiche mit abwechselnder Härte aufweist.

2. Profiliertes Blech oder Band nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bereiche H höherer Härte aus kaltverfestigten, schmalen Streifen bestehen, die in Bandlängsrichtung ver laufen.

3. Profiliertes Blech oder Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder kaltverfestigte Streifen eine im Querschnitt gesehen spitzwinklige Dachflächen D aufweist, wobei die Streifenbreite S 2 bis 5 mm beträgt.

4. Profiliertes Blech oder Band nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder kaltverfestigte Bereich H eine Querschnittsbreite von 200 bis 400 mm und jeder unverfestigte Bereich eine Querschnittsbreite von 70 bis 150 mm aufweist.

5. Verfahren zur Herstellung profilierter Bleche und Bänder aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen, wobei das Aus gangsmaterial vom Coil abgerollt, in einen Rollformer ein gegeben und dort senkrecht zur Vorschubrichtung der Bleche oder Bänder kontinuierlich verformt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst in der Bandmitte und dann an den Randstreifen trapez- oder rechteckförmige Sicken in das Ausgangsmaterial eingeformt werden, wobei die Blechdicke im wesentlichen unverändert bleibt,
daß in den unverformten Bereichen zwischen den Sicken eine Sinus-Wellung mit max. 2 mm Amplitudenhöhe eingerollt wird und
daß jede Sinus-Welle durch einen anschließenden Prägevor gang bei einer Wanddickenverminderung um mindestens 50% zu einer spitzwinkligen Sicke ausgebildet wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägung unter Einwirkung eines flüssigen Schmier mittels bei leicht erhöhter Temperatur zwischen 30 bis 50°C mit einer Anpreßkraft von mindestens 50 Tonnen er folgt und der Endquerschnitt A₀ gemäß der nachfolgenden Formel erhalten wird:
F = 1,4 × A₀ × K × π,
wobei A₀, der Ausgangsquerschnitt, K die Formänderungsfe stigkeit und π der natürliche Logarithmus von Ausgangs querschnitt dividiert durch Endquerschnitt ist.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Legierung die Typen AlMgMn und AlMn1Mg0,5 einge setzt werden, wobei die Formänderungsfestigkeit (K) zwi schen 200 und 350 N/mm² liegt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsdicke des vom Coil abgewickelten Bandes zwischen 0,3 und 1,5 mm liegt und das profilierte Blech oder Band eine Dickenreduzierung in den geprägten Bereichen von 60 bis 80%, bezogen auf die Ausgangsdicke aufweist.

9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst im trockenen Betrieb mit scheibenförmigen Rollen trapez- und rechteckförmige Sicken eingearbeitet und im Anschluß daran eng profilierte Walzen mit einer perma nent und vorschubabhängig gesteuerten Schmiermittelzugabe die Bänder oder Bleche in einem plastischen Formgebungs verfahren fertig prägen.

10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bestehend aus einem Rollformer, in dem die vom Coil abgewickelten Bänder profiliert und ggf. zu Blechen abgelängt werden, dadurch gekennzeichnet, die scheibenförmigen Rollen und die eng profilierten Walzen in jeweils getrennten Walzgerüsten angeordnet sind, wobei die engprofilierten Walzen im Bereich der Mittelsicke eine trapezförmige Einschnürung auf der einen Band- bzw. Blech seite und auf der gegenüberliegenden Seite eine trapezför mige Verdickung aufweisen, in die entsprechend ausgebildete Stützlagerungen eingreifen und die engprofilierte Prägewal ze im Bereich der Mittelsicke gegen das Gerüst bzw. den Gerüstboden abstützen.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägewalzen synchron mit den Rollen des Rollformers angetrieben werden und daß zwischen den Prägewalzen Füh rungsrollen für die trapez- oder rechteckförmig gesickten Bereiche angeordnet sind.