EP1484123B1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen - Google Patents

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EP1484123B1
EP1484123B1 EP04012657A EP04012657A EP1484123B1 EP 1484123 B1 EP1484123 B1 EP 1484123B1 EP 04012657 A EP04012657 A EP 04012657A EP 04012657 A EP04012657 A EP 04012657A EP 1484123 B1 EP1484123 B1 EP 1484123B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
profile
bending
station
mandrel
rod
Prior art date
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Expired - Lifetime
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EP04012657A
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English (en)
French (fr)
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EP1484123A1 (de
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Palima W Ludwig and Co
Original Assignee
Palima W Ludwig and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Palima W Ludwig and Co filed Critical Palima W Ludwig and Co
Publication of EP1484123A1 publication Critical patent/EP1484123A1/de
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Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D9/00—Bending tubes using mandrels or the like
    • B21D9/10—Bending tubes using mandrels or the like by passing between rollers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D21/00—Combined processes according to methods covered by groups B21D1/00 - B21D19/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
    • B21D5/08—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles making use of forming-rollers

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for producing bending profiles according to the preamble of the independent claims.
  • the prior art discloses separate, stand-alone devices and methods on the one hand for producing a bar profile from a base material (for example sheet metal material) and on the other hand for bending this bar profile.
  • a base material for example sheet metal material
  • the production of a bar profile is preferably accomplished by a roll-profiling method for the production of closed, partially open or open profiles of different cross-sectional design and wall thickness design of sheet metal strip, in particular of a so-called "coil", a very large supply reel.
  • the subsequently performed on a separate machine bending of the previously produced on the roll-profiling machine bar profile is carried out in particular by the 2- or 3-dimensional profile roll bending process.
  • this forming process is not suitable for forming a high strength material, such as spring steel, since this bending forming process with an inner and outer core causes the profile after deformation deformed back, as the decisive Auswalzvorgang to apply the necessary forming forces in the structure of the material to be formed does not apply. As a result, the bending accuracy and deformation rate in comparison to the device and method according to the invention is substantially lower.
  • WO 01/51228 A discloses a method and apparatus for producing a roll-bent bumper metal part in a continuous process, which feeds a sheet of a forming device and formed by appropriately arranged forming rollers in an open profile, wherein the profile is supported during the forming by a chain link mandrel , which has mirror-symmetrically arranged side parts and transforms the sheet into a semi-open profile.
  • This invention has the disadvantage that with this support due to the chain link mandrel closed profiles can not be reshaped.
  • No. 6,386,011 B1 discloses a device for producing a roll-bent semi-open profile in a continuous process, which feeds a metal sheet to a forming device and converts it into an open profile by means of appropriately arranged forming rolls, wherein the profile is supported by a chain link mandrel during forming and the sheet is closed a semi-open profile transforms.
  • This invention has the significant disadvantage that with this support due to the support during forming closed profiles can not be reshaped.
  • this forming technique also no high forming accuracies can be achieved.
  • No. 5,974,932 A discloses a device for producing a roll-bent profile in a continuous process, which feeds a metal sheet to a forming device and converts it into a profile by means of appropriately arranged forming rolls, wherein the profile is calibrated and guided in a calibrating station which is simultaneously designed as a punch ,
  • This invention has the disadvantage that here a deformation is not performed by Auswalzrollen and the profile during forming in the region of the bending zone has no mandrel shaft for support, which thus can occur thin-walled profiles, bumps or even buckling.
  • the invention is therefore based on the object to further develop a continuous process for producing and bending bar profiles of sheet material in a single device of the type mentioned.
  • An essential feature of this is that a method and an apparatus is used which combines the method for producing the bar profile and the method for bending the produced bar profile in a single roll-forming-bending machine (RFB), wherein the production of the bar profile Forming a metal strip has transverse to the conveying direction and the bending of the bar profile has a rolling in the conveying direction of the bar profile.
  • RTB roll-forming-bending machine
  • the advantage here is that the sheet metal profiles produced in a continuous flow process can be bent as continuously on one and the same device and in particular on a "flying Abtrennstrom" (sawing, cutting, shearing, etc.) without interruption (and thus without significant waste) to target -Mass be cut so that the finished manufactured and curved profiles can be made very quickly and therefore cost with a single device without intermediate storage and intermediate transport.
  • the ready-made bent parts thus produced are then preferably also passed on continuously via an automatic handling system.
  • the profiles can be either left or right, up or down bend.
  • the roll bending head is preceded by a bridge construction for receiving a movable mandrel station.
  • This can be operated motor-driven (CNC controlled) or manually over the entire bridge length.
  • the mandrel station has the task over a mandrel bar the mandrel shank tool, which is positioned in the roll bending head, exactly on the bend line to hold position.
  • the flat bridge top with a variety of mounting options takes the necessary for profile production role stations with drive, welding and grinding device, Dornstangen Entryen u.a. on. Separate complete band end welding machine and double reel for the coil. Downstream of the roll bending head is a flying separation plant.
  • the bridge length depends on the number of roll stations required for profile production, with or without welding, grinding stations. etc. It can be made on a RFB system according to the invention, the most varied profiles in shape and size.
  • the so-called forming flower of a resulting profile determines the location position of the mandrel station. With a closed profile, the positioning is made at the place where the Umformblume just enough opening of the two plate ends of the sheet metal strip width allows that the mandrel bar holder with the mandrel bar in the closing gap cavity just fits into it.
  • the mandrel bar length is different.
  • Profile roll bending is ideally suited for free-form bending of rolled sheet metal profiles.
  • the combination of rolled profile production from the coil and profile roll bending enables the continuous production of curved thin to thin-walled sheet metal profiles in 2 and 3-dimensional design.
  • a "flying separation unit" with automatic handling system following the bending head secures the transfer process of the production.
  • Space Frame large side car part, which combines several conventional components
  • door frames window frames
  • chassis frame in the automotive field, and much more.
  • Steels, aluminum, titanium and magnesium and their alloys are preferably used as the material for the profiles, in particular in the motor vehicle and aviation industries.
  • the invention includes both completely rebuilt RFB plants that operate according to the RFB method, but also the conversion and The addition of existing systems for the production of profiles or systems for bending profiles, depending on the application.
  • Figure 1 shows a front view of the device according to the invention for producing bending profiles from a sheet-metal coil 1, which is wound here on each a reel 2.
  • the double reel system offers the advantage that only small changeover times from coil to coil are required or two sheets 3 can be processed into a profile 13.
  • the plate 3 is then removed from the reel 2 in the conveying direction 4 (here 0.6 to 1.6 m / s conveying speed) and initially fed to an optional strip end welding machine 5, to be subsequently introduced into the actual profile-forming device 6.
  • This profile-forming device 6 is known in principle from the prior art and includes a series of roller stations 7, which are connected in series in the conveying direction 4 of the sheet 3 in succession.
  • the welding station 8 Between the upstream front roller stations 7a and the downstream rear roller stations 7b are the welding station 8, the seam grinding station 9, the seam inspection station 10, the calibration station 11 and a station 12 for forming square and rectangular pipes (Turks head).
  • the bending head 14 Downstream of the last roller of the rear roller stations 7b, the bending head 14 is arranged, which is associated with a second main component of the inventive device for producing bending profiles, namely the bending device 18.
  • the bending head 14 enters the finished but still unbent profile 13 from the profile Forming station 6 a.
  • the cutting device 16 may be, for example, a flying saw, or a pair of scissors or a flame cutting station or laser cutting station or the like. It is important that the separating member 17 of the cutting device 16 can adapt to the curved profile 15, so that the separating member 17 must be movable, 2- or 3-dimensional.
  • the bending device 18 still belongs to the mandrel station 19, which is arranged displaceably in the direction of displacement 20 on the bridge 21, on which bridge 21 and the entire profile-forming station 6 is mounted.
  • the longitudinal displacement of the mandrel station 19 is provided only outside the profile production and allows easy and quick adaptation of the system to another profile.
  • the mandrel station 19 has the task of the mandrel on the, the mandrel shaft (for the Bending) opposite side to wear.
  • the mandrel station 19 is thus at a position just before closing the profile or before the completion of the profile.
  • a mandrel shank is only needed for closed and semi-closed profiles, but can be omitted or removed for open profiles.
  • FIG. 2 now shows an enlarged detail of the mandrel rod holder 19 with mandrel 22, wherein downstream of the further support of the mandrel 22, one or more mandrel rod guides 23 may be provided.
  • These mandrel guides 23 include at least two opposing revolving rollers 24, 25 which receive between them the sheet 3 to be deformed.
  • the one roller 24 is arranged on the mandrel rod 22 fixed or longitudinally displaceable, the other role fixed or longitudinally displaceable on the bridge 21.
  • Figure 3 shows the deformation of the sheet 3 to the profile 13 over numerous intermediate stages when passing through the roller stations 7 as viewed in the conveying direction 4 of the material 3, 13. Also, it can be seen that the outer roller 25 is wider than the inner roller 24 of the mandrel bar guide 23rd
  • FIG 4 shows an enlarged detail of the inventive device for producing bending profiles of Figure 1.
  • the bridge 21 is mounted on feet 26 and carries the roller stations 7.
  • the drive 27 for the roles of the roller stations 7 sits on a widening 21 a of the bridge 21 and is accomplished via the cardan shafts 28 which drive the rollers 29.
  • the forming flower 30 of the forming sheet 13 to be formed from the sheet metal 3 is shown in some steps.
  • the mandrel 22 can be seen which is connected via the mandrel rod holder 31 and the cantilever 32 again with the bridge 21.
  • the cantilever 32 can be replaced by a closed portal yoke 33, which is then connected to the bridge 21 on both sides of the profile.
  • cantilever 32 and portal yoke 33 can also be connected to the feet 26 or with any other stationary component of the bending device 18th
  • the longitudinal drive of the mandrel station 19 in the directions of movement 20 is performed by the drive 34.
  • Figure 5 shows an enlarged detail of a part of the bending head 14 of the bending device 18, which is already known per se from the prior art and goes back to the same applicant.
  • the manufactured profile 13 is introduced in the conveying direction 4 in the bending head 14, and exits downstream as a bending profile 15 to be fed to the cutting station 16.
  • the bending head 14 consists of support roller 35, roller 36, bending roller 37 and center roller 38, wherein only the middle roller 38 is driven, the other roles are driven only.
  • the actual deformation of the profile 15 takes place between the rolling roller 36 and the middle roller 38, between which the mandrel shaft 39 is in the bending line 43, ie in the force flow of the pressing force, which mandrel shaft 39 is located at the other end of the mandrel 22, opposite the mandrel station 19th ,
  • the neutral fiber is displaced from the middle of the profile 13 down to the middle roller 38, so that there is already a bending of the profile 13 alone, which only supported by the bending roller 37 is adjusted and adjusted to a defined value.
  • even very thin-walled profiles 13 can be bent with high precision and quality, without resulting in surface deformations (orange effect) or even tearing of the material.
  • the mandrel shaft 39 is preferably cooled by a micro-lubrication system 40 known from the prior art (FIG. 4), via the cantilever arm 32 or the portal 33 of the mandrel station 19 and via the mandrel rod support 31 and the mandrel rod 22 is supplied to the mandrel shaft 39.
  • a micro-lubrication system 40 known from the prior art (FIG. 4)
  • On Dornschaft 39 are then low-wear hardening or hardened removable plate to which the lubricant / coolant is passed.
  • the roller 36 and the cooperating central roller 38 are movable toward each other in the feed directions 41, for adjusting the force on the profile 13.
  • the support roller 35 and the bending roller 37 are also in the directions of feed 41 in the direction of the profile 13 and the bending profile 15th deliverable, but additionally still perpendicular to it in the delivery directions 42.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen nach dem Oberbegriff der unabhängigen Patentansprüche.
  • Aus dem Stand der Technik sind getrennte, eigenständige Vorrichtungen und Verfahren einerseits zur Herstellung eines Stangenprofils aus einem Grundmaterial (z.B. Blechmaterial) und andererseits zum Biegen dieses Stangenprofils bekannt.
  • Die Herstellung eines Stangenprofils wird dabei bevorzugt durch ein Roll-Profilier-Verfahren bewerkstelligt, zur Herstellung von geschlossenen, teiloffenen oder offenen Profilen unterschiedlichster Querschnittsgestaltung und Wandstärkenauslegung aus Blechband, insbesondere von einem sogenannten "Coil", einer sehr großen Abwickelspule.
  • Das im Anschluss daran auf einer gesonderten Maschine durchgeführte Biegen des zuvor auf der Roll-Profilier-Maschine hergestellten Stangenprofils wird insbesondere durch das 2- oder 3-dimensionale Profilwalzbiege-Verfahren durchgeführt.
  • Nachteil dabei ist, dass das Herstellen von Stangenprofilen und anschließende Biegen der Stangenprofile auf getrennten Maschinen sehr zeitaufwendig ist und zudem einer erhöhten Logistik bedarf, da eine Zwischenlagerung und ein Transport zwischen den Maschinen nötig ist. Zudem ist der Materialverlust deshalb nicht unerheblich, da die Norm-Stangenprofile nur in vordefinierten Längen angeboten werden und dann beim Ablängen des fertig gebogenen Stangenprofils nicht selten 10-20 % der Länge als Verschnitt der Enden zwischen den Profilen verloren geht. Damit ist die Herstellung eines 2- oder 3-dimensionalen Biegeprofils sehr kosten- und zeitintensiv.
  • Mit der US 5,813,594 A ist eine Apparatur und ein Verfahren zum Formen von Stoßstangen aus einem hochbruchfesten Stahl für Fahrzeuge im Durchlaufverfahren offenbart, welche einen Hohlkörper aus zwei nebeneinander liegenden, rohrförmigen Bereichen ausbildet und der Hohlkörper aus einem Blech geformt ist, welches in einer Biegestation mittels inneren und äußeren Biegekern zu einem geschlossenen Profil umgeformt ist und im inneren Biegekern zwei Dornstangen mit einem Halter angeordnet sind, welche während des schließenden Biegevorgangs im Profil verbleiben, um eine formgerechte Führung des umzuformenden Profils zu gewährleisten, wobei das Umformverfahren ein Schwerkraftbiegen ist.
    Diese Erfindung hat den wesentlichen Nachteil, dass das hier angewendete Umformverfahren sehr hohe Reibungskräfte erzeugt, welche dazu führen, dass dünnwandige Profile einfallen, beulen oder sogar knicken und somit die Biegequalität vermindern.
    Darüber hinaus ist dieses Umformverfahren zum Umformen von einem hochfesten Material, wie zum Beispiel Federstahl nicht geeignet, da dieses Biegeumformverfahren mit einem inneren und äußeren Umformkern dazu führt, dass sich das Profil nach dem Umformen wieder zurückverformt, da der entscheidende Auswalzvorgang zur Aufbringung der notwendigen Umformkräfte im Gefüge des umzuformenden Materials keine Anwendung findet.
    Dadurch ist die Biegegenauigkeit und Umformgeschwindigkeit im Vergleich zur erfindungsgemäßen Vorrichtung und Verfahren wesentlich geringer.
  • Mit der WO 01/51228 A ein Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines rollgebogenen Stoßfängerteils aus Metall im Durchlaufverfahren offenbart, welche ein Blech einer Umformvorrichtung zuführt und durch entsprechend angeordnete Umformwalzen in ein offenes Profil umformt, wobei das Profil während der Umformung durch einen Kettengliederdorn gestüzt wird, welcher spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Seitenteile aufweist und das Blech zu einem halboffenen Profil umformt.
    Diese Erfindung hat den Nachteil, dass mit dieser Abstützung aufgrund des Kettengliederdorns geschlossene Profile nicht umgeformt werden können.
  • Darüber hinaus können mit dieser Umformtechnik ebenfalls keine hohen Umformgenauigkeiten erreicht werden.
  • Mit der US 6,386,011 B1 wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines rollgebogenen halboffenen Profils im Durchlaufverfahren offenbart, welche ein Blech einer Umformvorrichtung zuführt und durch entsprechend angeordnete Umformwalzen in ein offenes Profil umformt, wobei das Profil während der Umformung durch einen Kettengliederdorn gestüzt wird und das Blech zu einem halboffenen Profil umformt.
    Diese Erfindung hat den wesentlichen Nachteil, dass mit dieser Abstützung aufgrund der Abstützung während der Umformung geschlossene Profile nicht umgeformt werden können.
    Darüber hinaus können mit dieser Umformtechnik ebenfalls keine hohen Umformgenauigkeiten erreicht werden.
  • Mit der US 5,974,932 A wird eine Vorrichtung zur Herstellung eines rollgebogenen Profils im Durchlaufverfahren offenbart, welche ein Blech einer Umformvorrichtung zuführt und durch entsprechend angeordnete Umformwalzen in ein Profil umformt, wobei das Profil in einer Kalibrierstation kalibriert und geführt wird, welche gleichzeitig als Stanze ausgebildet ist.
    Diese Erfindung hat den Nachteil, dass hier eine Umformung nicht durch Auswalzrollen durchgeführt wird und das Profil während der Umformung im Bereich der Biegezone keinen Dornschaft zur Abstützung aufweist, wodurch somit dünnwandige Profile einfallen, beulen oder sogar knicken können.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Durchlaufverfahren zum Herstellen und Biegen von Stangenprofilen aus Blechmaterial in einer einzigen Vorrichtung der eingangs genannten Art weiter zu bilden.
  • Zur Lösung dient die technische Lehre der unabhängigen Patentansprüche.
  • Wesentliches Merkmal dabei ist, dass ein Verfahren und eine Vorrichtung verwendet wird, welche das Verfahren zur Herstellung des Stangenprofiles und das Verfahren zum Biegen des hergestellten Stangenprofiles in einer einzigen Roll-Form-Biege-Maschine (RFB) kombiniert, wobei das Herstellen des Stangenprofils ein Umformen eines Blechstreifen quer zur Förderrichtung aufweist und das Biegen des Stangenprofils ein Auswalzen in Förderrichtung des Stangenprofils aufweist.
  • Vorteil dabei ist, dass die im kontinuierlichen Durchlaufverfahren hergestellten Blechprofile ebenso kontinuierlich auf ein und der selben Vorrichtung gebogen werden können und insbesondere über eine "fliegende Abtrennanlage" (Sägen, Schneiden, Scheren etc.) ohne Unterbrechung (und damit ohne wesentlichen Verschnitt) auf Soll-Maß abgelängt werden, so dass die fertig hergestellten und gebogenen Profile sehr schnell und damit kostengünstig mit einer einzigen Vorrichtung ohne Zwischenlager und Zwischentransport hergestellt werden können.
  • Die so hergestellten Fertigbiegeteile werden dann bevorzugt ebenfalls kontinuierlich über ein automatisches Handlingsystem weiter geleitet.
  • Durch eine entsprechende Anordnung des Dornstangen-Biegekopfes zur Brücke lassen sich die Profile entweder links oder rechts, nach oben oder unten biegen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen definiert.
    • Aufbau der erfindungsgemäßen Vorrichtung (RFB-Anlage)
  • Dem Walzbiegekopf vorgeschaltet ist eine Brückenkonstruktion zur Aufnahme einer beweglichen Dornstation. Diese kann über die gesamte Brückenlänge motorisch (CNC gesteuert) oder manuell bedient werden.
  • Die Dornstation hat die Aufgabe über eine Dornstange das Dornschaft-Werkzeug, welches im Walzbiegekopf positioniert ist, genau auf der Biegelinie auf Position zu halten. Die ebene Brückenoberseite mit vielfältigen Befestigungsmöglichkeiten nimmt die zur Profilherstellung notwendigen Rollenstationen mit Antrieb-, Schweiß und Schleifvorrichtung, Dornstangenführungen u.a. auf. Separat schließen Bandenden-Schweißmaschine und Doppelhaspel für das Coil ab. Dem Walzbiegekopf nachgeschaltet ist eine fliegende Trennanlage.
    • Profilherstellung
  • Die Brückenlänge richtet sich nach der Anzahl der für die Profilherstellung notwendigen Rollenstationen, mit oder ohne Schweiß-, Schleifstationen. etc. Es können auf einer RFB-Anlage nach der Erfindung die unterschiedlichsten Profile in Form und Größe hergestellt werden. Die sogenannte Umformblume eines entstehenden Profils bestimmt die Standort-Position der Dornstation. Bei einem geschlossenen Profil wird die Positionierung an dem Ort vorgenommen, an dem die Umformblume gerade noch soviel Öffnung der beiden Blechenden der Blechbandbreite zulässt, dass die Dornstangenhalterung mit der Dornstange in den sich schließenden Spalthohlraum gerade noch hinein passt. Je nach Profilform und Profilart (geschlossen, teiloffen, offen) ist die Dornstangenlänge (Maß zwischen Dornstangenhalterung und Dornschaft-Werkzeug) unterschiedlich.
  • Bei offenen Profilen entfällt in aller Regel das Dornschaft-Werkzeug und somit die Dornstange. Bei teiloffenen bzw. geschlossenen Profilen sind in jedem Fall Dornschaft-Werkzeuge notwendig.
    • Funktion des erfindungsgemäßen Verfahrens (RFB-Verfahren)
  • Dünnwandige Blechprofile lassen sich in aller Regel mit konventionellen Biegemethoden nur sehr schwer und zumeist überhaupt nicht biegen.
  • Das Profil-Walz-Biegen ist bestens für das Freiformbiegen von gerollten Blechprofilen geeignet. Die Kombination von gerollter Profilherstellung vom Coil und dem Profil-Walz-Biegen ermöglicht erstmalig die kontinuierliche Herstellung gebogener dünn- bis dünnstwandiger Blechprofile in 2- und 3-dimensionaler Ausführung. Eine dem Biegkopf nachgestellte "Fliegende Trennanlage" mit automatischem Handlingsystem sichert den Transferablauf der Produktion.
  • Gleichmäßige Bögen, Bögen mit unterschiedlichen Radien in einer Ebene, sowie 3-dimensional gebogene und mit Torsion versehene Profilbögen eröffnen mit dem RFB-Verfahren eine neue wirtschaftliche Dimension in der Herstellung.
    • Mögliche Einsatzgebiete und Materialien
  • Stoßstangen, Space Frame (großes Kfz-Seitenteil, das mehrere konventionelle Bauteile vereint), Türrahmen, Fensterrahmen, Chassis Frame im automobilen Bereich, und vieles mehr.
  • Als Material für die Profile kommen bevorzugt Stähle, Aluminium, Titan und Magnesium und deren Legierungen zum Einsatz, insbesondere in der Kraftfahrzeug- und Luftfahrtbranche.
  • Selbstverständlich umfasst die Erfindung sowohl vollkommen neu aufgebaute RFB-Anlagen, die nach dem RFB-Verfahren arbeiten, aber auch den Umbau und die Ergänzung bereits bestehender Anlagen zum Herstellen von Profilen oder Anlagen zum Biegen von Profilen, je nach Anwendungsfall.
  • Weitere Merkmale, Anwendungen und Vorteile sind in den anliegenden Figuren in Form einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung beispielhaft dargestellt, die jedoch nicht einschränkend für die Erfindung aufzufassen ist.
  • Es zeigt:
    • Figur 1:
    Eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen aus einem Blech-Coil;
    Figur 2:
    Vergrößerte Detaildarstellung der Dornstangenhalterung und Dornstangenführung;
    Figur 3:
    Die Dornstangenhalterung und Dornstangenführung nach Figur 2 in der Seitenansicht in Pfeilrichtung III gesehen, wobei die Umformblume des zu bildenden Profils dargestellt ist;
    Figur 4:
    Vergrößerte Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen nach Figur 1 in der Seitenansicht in Pfeilrichtung IV gesehen;
    Figur 5:
    Vergrößerte Detaildarstellung eines Teils des Biegekopfes aus Figur 1.
  • Figur 1 zeigt eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen aus einer Blech-Coil 1, die hier auf je einer Haspel 2 aufgewickelt ist. Das Doppelhaspel-System bietet den Vorteil, dass nur geringe Umrüstzeiten von Coil zu Coil benötigt werden oder zwei Bleche 3 zu einem Profil 13 verarbeitet werden können. Das Blech 3 wird dann von der Haspel 2 in Förderrichtung 4 (hier 0,6 bis 1,6 m/s Fördergeschwindigkeit) abgezogen und zunächst einer optionalen Bandendschweißmaschine 5 zugeführt, um anschließend in die eigentliche Profil-Formvorrichtung 6 eingeführt zu werden. Diese Profil-Bildungsvorrichtung 6 ist aus dem Stand der Technik prinzipiell bekannt und beinhaltet eine Reihe von Rollenstationen 7, die in Förderrichtung 4 des Blechs 3 hintereinander in Serie geschaltet sind.
  • Zwischen den stromaufwärts befindlichen vorderen Rollenstationen 7a und den stromabwärts befindlichen hinteren Rollenstationen 7b befinden sich die Schweißstation 8, die Nahtschleifstation 9, die Nahtprüfstation 10, die Kalibrierstation 11 und eine Station 12 zum Bilden von Quadrat- und Rechteckrohren (Türkenkopf).
  • Stromabwärts hinter der letzten Rolle der hinteren Rollenstationen 7b ist der Biegekopf 14 angeordnet, der einer zweiten Hauptkomponente der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen zugeordnet ist, nämlich der Biegevorrichtung 18. In den Biegekopf 14 tritt das fertige aber noch ungebogene Profil 13 aus der Profil-Formstation 6 ein. Durch 2- oder 3-dimensionales Biegen im Biegekopf 14 wird das ungebogene Profil 13 in das gebogene Biegeprofil 15 verformt, das dann durch die Ablängvorrichtung 16 auf die gewünschte Länge abgetrennt wird. Die Ablängvorrichtung 16 kann beispielsweise eine fliegende Säge sein, oder eine Schere oder eine Schneidbrennstation oder auch Laser-Abtrennstation oder ähnliches. Wichtig ist, dass das Abtrennorgan 17 der Ablängvorrichtung 16 sich dem gebogenen Profil 15 anpassen kann, so dass das Abtrennorgan 17 verfahrbar sein muss, 2- oder 3-dimensional.
  • Zur Biegevorrichtung 18 gehört noch die Dornstation 19, die in Verschieberichtung 20 verschieblich auf der Brücke 21 angeordnet ist, auf welcher Brücke 21 auch die gesamte Profil-Formstation 6 gelagert ist. Die Längsverschieblichkeit der Dornstation 19 ist nur außerhalb der Profilherstellung vorgesehen und ermöglicht eine einfache und schnelle Anpassung der Anlage auf ein anderes Profil. Die Dornstation 19 hat die Aufgabe, die Dornstange an der, dem Dornschaft (für das Biegen) gegenüber liegenden Seite zu tragen. Die Dornstation 19 befindet sich also an einer Stell kurz vor dem Schließen des Profils bzw. vor der Fertigstellung des Profils. Ein Dornschaft wird nur bei geschlossenen und teilgeschlossenen Profilen benötigt, kann aber entfallen bzw. entfernt werden für offene Profile.
  • Figur 2 zeigt nun eine vergrößerte Detaildarstellung der Dornstangenhalterung 19 mit Dornstange 22, wobei stromabwärts zur weiteren Stützung der Dornstange 22, eine oder mehrere Dornstangenführungen 23 vorgesehen sein können. Diese Dornstangenführungen 23 beinhalten mindestens zwei sich gegenüber liegende mitlaufende Rollen 24, 25, die zwischen sich das zu verformende Blech 3 aufnehmen. Die eine Rolle 24 ist dabei auf der Dornstange 22 fest oder längsverschieblich angeordnet, die andere Rolle fest oder längsverschieblich auf der Brücke 21 angeordnet.
  • Figur 3 zeigt die Umformung des Blechs 3 zum Profil 13 über zahlreiche Zwischenstadien beim Durchlaufen der Rollenstationen 7 mit Blickrichtung in Förderrichtung 4 des Materials 3, 13. Auch ist zu sehen, dass die äußere Rolle 25 breiter ist, als die innere Rolle 24 der Dornstangenführung 23.
  • Figur 4 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen nach Figur 1. Die Brücke 21 ist auf Füßen 26 gelagert und trägt die Rollenstationen 7. Der Antrieb 27 für die Rollen der Rollenstationen 7 sitzt auf einer Verbreiterung 21 a der Brücke 21 und wird über die Kardanwellen 28 bewerkstelligt, die die Rollen 29 antreiben. Zwischen den Rollen 29 ist die Umformblume 30 des aus dem Rohblech 3 zu bildenden Formprofils 13 in einigen Schritten dargestellt. Im Kern der Umformblume 30 bzw. des Formprofils 13 ist die Dornstange 22 zu sehen die über die Dornstangenhalterung 31 und den Kragarm 32 wieder mit der Brücke 21 verbunden ist. Der Kragarm 32 kann dabei ersetzt werden durch ein geschlossenes Portal-Joch 33, welches dann auf beiden Seiten des Profils mit der Brücke 21 verbunden ist. Natürlich können Kragarm 32 und Portal-Joch 33 auch mit den Füßen 26 verbunden sein oder mit jedem anderen ortsfesten Bauelement der Biegevorrichtung 18.
  • Der Längsantrieb der Dornstation 19 in den Bewegungsrichtungen 20 wird dabei durch den Antrieb 34 durchgeführt.
  • Figur 5 zeigt eine vergrößerte Detaildarstellung eines Teils des Biegekopfes 14 der Biegevorrichtung 18, die an sich bereits aus dem Stand der Technik bekannt ist und auf den gleichen Anmelder zurück geht.
  • Das gefertigte Profil 13 wird in Förderrichtung 4 in den Biegekopf 14 eingeführt, und tritt als Biegeprofil 15 stromabwärts aus, um der Ablängstation 16 zugeführt zu werden. Der Biegekopf 14 besteht aus Stützrolle 35, Walzrolle 36, Biegerolle 37 und Mittelrolle 38, wobei nur die Mittelrolle 38 angetrieben ist, die anderen Rollen aber nur mitgetrieben sind. Die eigentliche Verformung des Profils 15 geschieht zwischen der Walzrolle 36 und der Mittelrolle 38, zwischen denen sich der Dornschaft 39 in der Biegelinie 43, also im Kraftfluss der Presskraft befindet, welcher Dornschaft 39 sich am anderen Ende der Dornstange 22 befindet, gegenüber der Dornstation 19.
  • Durch Auswalzen des Materials des Profils 13 an der Walzrolle 36 wird die neutrale Faser aus der Mitte des Profils 13 nach unten bis hin zur Mittelrolle 38 verlagert, so dass damit bereits eine Biegung des Profils 13 allein erfolgt, die durch die Biegerolle 37 nur noch unterstützt wird und auf einen definierten Wert justiert wird. Hierdurch können auch sehr dünnwandige Profile 13 mit hoher Präzision und Qualität gebogen werden, ohne dass es zu Oberflächenverformungen (Orangen- Effekt) oder gar zum Reißen des Materials kommt.
  • Der Dornschaft 39 wird bevorzugt gekühlt durch eine aus dem Stand der Technik bekannte Mikroschmierung 40 (Figur 4), die über den Kragarm 32 bzw. das Portal 33 der Dornstation 19 und über die Dornstangenhalterung 31 und der Dornstange 22 dem Dornschaft 39 zugeführt wird. Am Dornschaft 39 befinden sich dann verschleißarme Härtungen bzw. gehärtete auswechselbare Platte, an die das Schmier-/Kühlmittel geleitet wird.
  • Die Walzrolle 36 und die damit zusammenwirkende Mittelrolle 38 sind in den Zustellrichtungen 41 aufeinander zu bewegbar, zur Einstellung der Kraft auf das Profil 13. Die Stützrolle 35 und die Biegerolle 37 sind ebenfalls in den Zustellrichtungen 41 in Richtung des Profils 13 bzw. des Biegeprofils 15 zustellbar, zusätzlich aber noch senkrecht dazu in den Zustellrichtungen 42.
    • Figurenlegende
    • 1 Coil
    • 2 Haspel
    • 3 Blech
    • 4 Förderrichtung von 3
    • 5 Bandendschweißmaschine
    • 6 Formvorrichtung
    • 7 Rollenstationen, 7a vordere Rollenstationen, 7b hintere Rollenstationen 8 Schweißstation
    • 9 Nahtschleifstation
    • 10 Nahtprüfstation
    • 11 Kalibrierstation
    • 12 Türkenkopf
    • 13 gefertigtes Profil
    • 14 Biegekopf
    • 15 Biegeprofil
    • 16 Ablängstation
    • 17 Abtrennorgan
    • 18 Biegevorrichtung
    • 19 Dornstation
    • 20 Verschieberichtung
    • 21 Brücke, 21a Verbreiterung von 21
    • 22 Dornstange
    • 23 Dornstangenführung
    • 24 innere Rollen
    • 25 äußere Rollen
    • 26 Füße
    • 27 Antrieb
    • 28 Kardanwelle
    • 29 Rollen
    • 30 Umformblume
    • 31 Dornstangenhalterung
    • 32 Kragarm
    • 33 Portal-Joch
    • 34 Antrieb
    • 35 Stützrolle
    • 36 Walzrolle
    • 37 Biegerolie
    • 38 Mittelrolle
    • 39 Dornschaft
    • 40 Mikroschmierung
    • 41 Verstellrichtung vertikal
    • 42 Verstellrichtung horizontal
    • 43 Bieglinie

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen von Biegeprofilen (15) aus Rohmaterial (3) in einer einzigen Roll-Form-Biege-Maschine (RFB) zur Herstellung eines geschlossenen, halboffenen oder offenen. Stangenprofils, wobei das Stangenprofil (13) aus einem Blech (3) quer zur Förderrichtung (4) umgeformt wird, und zum Biegen des so hergestellten Stangenprofils dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen des Stangenprofils durch ein Auswalzen des Stangenprofils (13) in Förderrichtung (4) erfolgt.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (3) zunächst einer Formvorrichtung (6) zugeführt wird, um das Stangenprofil (13) zu formen, welches Stangenprofil (13) nachfolgend einer Biegestation (18) mit einem Biegekopf (14) zugeführt wird, um das Biegeprofil (15) zu bilden.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Stangenprofil (13) kontinuierlich in die Roll-Form-Biege-Maschine (RFB) gefördert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass im Biegekopf (14) die Profile (13) zwei- oder dreidimensional zu den Biegeprofilen (15) gebogen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hergestellten Fertigbiegeteile kontinuierlich über ein automatisches Handlingsystem weiter geleitet werden.
  6. Vorrichtung zum Herstellen von Biegeprofilen (15) aus Rohmaterial (3) in einer einzigen Roll-Form-Biege-Maschine (RFB), mit einer Formvorrichtung (6) zur Herstellung eines geschlossenen, halboffenen oder offenen Stangenprofils, wobei das Stangenprofil (13) aus einem Blech (3) quer zur Förderrichtung (4) umgeformt wird, und mit einer Vorrichtung zum Biegen des so hergestellten Stangenprofils dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zum Biegen des Profils in Längsrichtung aus einer Biegestation (18) mit einem Biegekopf (14) besteht, dessen Walzrolle (36) und angetriebene Mittelrolle (38) zwischen sich das zu biegende Profil (13) aufnehmen, und dass zur Biegung von halboffenen oder geschlossenen Profilen die Biegestation (18) eine Dornstation (19) beinhaltet, die eine Dornstangenhalterung (31) zur Halterung einer Dornstange (22) an ihrem einen Ende enthält, wobei sich am anderen Ende der Dornstange (22) ein Dornschaft befindet, der sich im Innenraum des zu bildenden Profils (13) zwischen der Walzrolle (36) und Mittelrolle (38) in der Biegelinie (43) befindet.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Formvorrichtung (6) eine Serie von Rollenstationen (7a, 7b) besitzt und mindestens eine Schweißstation (5, 8) und/oder eine Schleifstation (9) und/oder eine Prüfstation (10) und/oder eine Kalibrierstation (11) und/oder eine Station (12) zum Bilden von eckigen Querschnittsprofilen (13) besitzt.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dornstation (19) mit Dornstangenhalterung (31) im Bereich der Umformblume (30) des zu bildenden Profils (13) befindet.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich stromabwärts an die Biegestation (18) eine Ablängstation (16) mit Abtrennorgan (17) zum Abtrennen des fertigen Biegeprofils (15) anschließt.
  10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Abtrennorgan (17) in zwei oder drei Achsen je nach Form des Biegeprofils (15) verfahrbar und/oder verschwenkbar ist.
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