DD146794A1 - Verfahren und vorrichtung zur fertigung gekruemmter profile,insbesondere stossstangenprofile - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fertigung gekruemmter Profile, insbesondere Stoszstangenprofile, vorzugsweise zum Kruemmen duennwandiger Profile einschlieszlich unsymmetrischem Querschnitt und groszen Profilhoehen. Erfindungsziel ist es, derartige Profile mit hoher Oberflaechenqualitaet ohne weitere Nachbearbeitung zu kruemmen. Durch eine erfindungsgemaesze Vorrichtung wird beim Kruemmen die Vermeidung von Formabweichungen, insbesondere die Faltenbildung an Profilelementen der Schenkel- und Stegbereiche bei Ausgleich von Blechdickentoleranzen garantiert und die Eingliederung des Kruemmens in ein automatisiertes technologisches Fertigungsverfahren ermoeglicht. Erfindungsgemaesz besteht die Vorrichtung zum Kruemmen aus einer Profilfuehrung mit kraftbeaufschlagter, geteilter Fuehrungszunge, Bodenrollen, seitlichen Fuehrungsrollen und Gleitauflage sowie einem Biegerollenpaar mit geteilter axial kraftbeaufschlagter und Verschleiszeinsaetze besitzender Unterrolle. Diese Vorrichtung ermoeglicht die Realisierung eines automatisierten technologischen Fertigungsverfahrens mit den Stationen Profilieren mit Profilschenkelwinkel bis zu 90 Grad, Kruemmen in der Biegestufe mit der erfindungsgemaeszen Vorrichtung und anschlieszendem Kalibrieren auf beliebigen Profilquerschnitt. Anwendungsgebiet ist jede Profilfertigung, insbesondere Stoszstangenprofile.

Description

Titel der Erfindung

"Verfahren und Vorrichtung zur Fertigung gekrümmter Profile, insbesondere Stoßstangenprofile"

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Fertigung gekrümmter Profile, vorzugsweise zum Krümmen von dünnwandigen Profilen einschließlich unsymetrischem Querschnitt und großer über die Werkstücklänge wechselnder Profilhöhe, insbesondere für die Fertigung von Stoßstangen, wobei Profilstangen in einer Biegevorrichtung mit selbsttätiger Werkzeugspalteinstellung konkav oder konvex gekrümmt werden.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das allgemein bekannteste Verfahren zur Fertigung von dünnv/andigen gekrümmten Profilen, speziell von Stoßstangen« profilen, ist das Tiefziehen« Die Mangel dieses Verfahrens sind jedoch hoher Materialverlust und Schraiermittelverbrauch, sehr komplizierte Beschneidwerkzeuge sowie ein hoher Oberflächenbehandlungsaufwand·

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Es sind auch Verfahren zum Krümmen von Profilen durch Walzenpaare bekanntj bei denen mehrere Gerüste mit je einem Bollenpaar bzw· einer Vielzahl von einzelnen Biegerollen so angeordnet sind,, daß die Drehachsen der oberen und unteren Walzen auf Kreislinien liegen« Hier sei beispielsweise das Krünimungsverfahren gemäß GB - PS 11 38 860 B 21 D 7/08 genannt» Dieses Verfahren ist durch keglig gearbeitete Führungsstücke gekennzeichnet, welche zwischen den Gerüsten zur Aufnahme der Werkstücke dienen₀ Es soll damit ein Ausknicken der Profilschenkel verhindert werden, welches durch die ITeigung der Gerüste zueinander beim Durchlauf des Profiles auftrittβ Versuche nach diesem Verfahren haben bestätigt, daß es sich nicht für dünnwandige, relativ langschenklige Profile eignet. Bei diesen Profilen kommt es sofort zum Ausknicken der Seitenschenkel«

Das bekannteste Verfahren zur Fertigung speziell von Kraft** fahrzeugstoßstangeη aus niedrig- und unlegierten Stählen ist ein von Redman stammendes Verfahren, welches in seinem Prinzip aus der DE - PS 21 4-5 '367 B 21 D 7/028 hervorgeht. Dabei wird ein gerades Profilstück auf einer gekrümmten Negativform durch ein Biegemoment in der Längsrichtung belastet und gleichzeitig durch Einwirkung von Rollen unter hohem Druck ausgewalzt. Dadurch werden unerwünschte Formabweichungen an Profilsteg und -schenkein verhindert· Dieses Verfahren setzt jedoch die Anwendung engtoZlerierter Profilwanddicken voraus· Außerdem erfordert es in jedem Falle ein nachträgliches Beschneiden des Werkstückes· Profilstangen mit bereits vorgefertigten ITebenformelementen, beispielsweise zur Befestigung von Stoßstangenecken, sind für diese Technologie nicht geeignet*

Neben dem Mangel des hohen Materialverlustes und Schmier- . mittelverbrauch.es sowie der notwendigen komplizierten Beschneidwerkzeuge und dem hohen Oberflächenbehandlungsaufwand bei TiefZiehpressen treten bei den anderen geschilderten technischen Lösungen noch die Mangel auf, daß keine

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dünnwandigen, langschenkligen Profile gekrümmt werden können, ohne daß die Seitenschenkel ausknicken·

Weitere Mängel liegen im nachträglichen Beschneiden der Werkstücke und darin, daß die Verfahren nur für engtolerierte Profilwanddicken und für Profile ohne Webenformelemente anwendbar sind.

Die aufgezeigten Mangel machen es technisch unmöglich, das Krümmen nach einer solchen Technologie in eine automatisierte technologische Pertigungslinie mit kontinuierlichen Durchlauf einzuordnen.

Ziel der Erfindung

Die Erfindung soll die angeführten technologischen und technischen Mangel der bekannten Lösungen ausschließen. Der nützliche Effekt,, der bei der Anwendung der Erfindung im Vergleich zu den bereits bekannten Lösungen erreicht wird, ist die Ermöglichung des Krümmens dünnwandiger Profile einschließlich unsymetrischen Querschnitts sowie großer und über die Werkstücklänge wechselnder Profilhöhe· Weiterhin ist es möglich, Profilstangen mit Uebenformelementen zu krümmen und die gekrümmten Profile mit hoher Oberflächenqualität, ohne weiterer Nachbehandlung, unabhängig von der Blechdickentoleranz zu erzeugen. Durch die neue konstruktive Lösung in der Biegestufe wird erreicht, daß das Krümmen eines Profils zwischen dem Profilieren und Kalibrisren eingeordnet v/erden kann und damit eine automatisierte technologische Fertigungslinie mit kontinuierlichen Durchlauf realisiert wird»

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Darlegung des Wesens der Erfindung

Die technische Aufgabe, die durch die Erfindung gelöst werden soll_s besteht darin, eine Vorrichtung zur Fertigung gekrümmter Profile zu schaffen, welche die Vermeidung von Formabweichungen, insbesondere der Faltenbildung an Profilelementen der Schenkel- und Stegbereiche garantiert und damit die Eingliederung des Krünimens in ein automatisiertes technologisches Fertigungsverfahren ermöglicht.

Weiterhin sollen mit der Vorrichtung Blechdickentoleranzen und Dickenabweichungen abgefangen werden, ohne daß es zur Beschädigung bzw* Zerstörung der eingesetzten Werkzeuge führt« Damit werden gegenüber herkömmlichen Verfahren auch die Oberflächenbeschädigungen der Werkstücke ausgeschaltet« Die technischen Ursachen der bei bereits bekannten Lösungen aufgezeigten Mangel lagen u« a. darin, daß die Werkstücke durch die Anordnung geometrisch bestimmter starrer Formungselemente, die das zu krümmende Profil teilweise oder ganz umschließen bzw« durch deren Relativbewegung umgeformt werden«. Bedingt durch die Starrheit der Formung3elemente sind engtolerierte Ausgangsprofilquerschnitte bzw. Wanddicken erforderlich. Die Ursachen der Mangel wie Oberflächenbeschädigung und unregelmäßiger Werkstofffluß am Werkstück resultieren aus dem bedingten technologischen Ablauf, vorwiegend gleitender Elemente sowie aus dem auftretenden Walzeffekt.

Weitere Ursachen eines Mangels, und zwar des Ausknickens der Profilschenkel bei großen Profilhöhen und dünnwandigen Profilen, war die Kombination von Krümmen und Profilieren als gleichzeitiger Arbeitsgang. Aufgabe der Erfindung ist es diese Ursache dadurch abzustellen, daß die erfindungsgemäße Biegestufe konstruktiv so ausgelegt wird, daß das Krümmen des Profils nach dem Profilieren, jedoch innerhalb einer automatisierten technologischen Fertigungslinie, vor dem Kalibrieren erfolgen kann.-

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Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß ein fertig begrenzter Profilstangenzuschnitt mit Nebenformelementen und Durchbrächen in einem automatisierten kontinuierlichen Durchlauf zwischen Profiliervorgang und Kalibriervorgang in einer Vorrichtung gekrümmt wird. Dabei v/erden die Schenkel des Profilstückes in mehreren Profilierstufen, an welchen fest einstellbare und kraftbeaufschlagte, geführte Rollengruppen angeordnet sind, notwendigerweise bis zu angestellt. Anschließend durchläuft das vorprofilierte Profilstück die Biegestufe·

Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist die spezielle konstruktive Ausgestaltung diesor Biegevorrichtung. Die Biegevorrichtung besteht aus einer Profilführung, die entsprechend den Funktionsflächen des Profilstückes mit kraftbeaufschlagten Führungszungen und gelagerten Bodenrollen sowie zylindrischen Seitenrollen ausgerüstet ist und das Profilstück innen und außen umschließt« Die Profilführung besitzt weiterhin eine Gleitauflage und ist nahezu spaltlos einstellbar an die nachfolgende Rollengruppe der Biegestufe angesetzt. Die Elemente sind dazu nachstellbar ausgeführte Die Unterrollen der Biegevorrichtung sind axial kraftbeaufschlagt und geführt. Sie werden über Verstelleinrichtungen um die Achse der Oberrolle entsprechend dem zu erzeugenden Krümmungsradius des Profilstückes geschwenkt. An den Unterrollen befinden sich Verschleißeinsätze· Wach Durchlauf der beschriebenen Biegestufe läuft das Profilstück in die Kalibrierstrecke. Hier sind dem Krümmungsradius des Profilstückes folgend radiale Kalibrierstufen angeordnet, die das erforderliche Endquerschnittsprofil des Werkstückes erzeugen. Die Abführung des fertigen Profil3tückes erfolgt unter Nutzung der kinetischen Energie und der Schwerkraft unter Einbeziehung eines kontinuierlichen Fordermittels.

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Ausführungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel erläutert werden·

In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:

FigV 1s scheraatische Darstellung des Aufbaues der automatisch kontinuierlichen Fertigung gekrümmter Profile

Pig· 2: Längsschnitt durch die Biegestufe 5 und die Profilierstufe n_n bei eingelegtem Profilstück

Pig· 3* Querschnitt der Profilführung PigV 4: Geometrie der Biegerollen

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein fertig begrenzter Profilstangenzuschnitt mit Nebenformelementen und Durchbrüchen einer automatisch- kontinuierlichen Fertigung gemäß Figβ 1 über die automatisierte Zuschnittzuführung 1 zugeführt und dabei mechanisch ausgerichtet· Anschließend durchläuft das Profilstück 13 die Profilstufen n^2 bis n_Q4 der Profilierstrecke 3_e Die zwischen den Profilierstufen n/|2 bis η 4 liegenden Profilierstufen sind in Pig· 1 nur angedeutet,, Dabei werden die Schenkel stufenweise bis auf 90° angestellt· In den Profilierstufen n^2 sowie in den nur angedeuteten Profilierstufen und in der Profilierstufe n_n4 sind nicht dargestellte fest einstellbare und kraftbeaufschlagte $ geführte Eollengruppen angeordnet· Nach Durch- lauf der letzten Profilierstufe n_n4 läuft das Profilstück 13 in die Biegestufe 3 öin„ Dabei passiert es zuerst die Profilführung 6_e Die Profilrüürung 6 umschließt das Profilstück 13 innen und außen« TJm einen Ausgleich der Blechdicke ntοleranζ und eine sichere Führung gegen Ausknicken zu erreichen, besitzt die Profilführung 6 eine gemäß Fig^r« entsprechend den Funktionsflächen des Profilstückes 13

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ausgebildete geteilte Profilführungszunge 18, welche durch die Profilführungszungenfederη 19 von oben und seitlich, definiert la?aftbeaufschlagt wird« Zu diesem Zweck sind weiterhin im Profilführungsoberteil 22, zylindrische Seitenrollen 17 und im Profilführungsunterteil 14, Bodenrollen 15 und eine Gleitauflag© 15 angeordnet» Die Gleitauflage 16 besteht aus Kunststoff, kann aber den jeweiligen Einsatzbedingungen angepaßt auch z. B, mit einer Titan-Karbid-Schicht, mit einem Keramikeinsatz bzw« mit Hartmetallsegmenten ausgelegt oder bestückt sein. Die Profilführung 6 ist nachstellbar ausgeführt, so daß si© nahezu spaltlos einstellbar an die nachfolgende Rollengruppe der Biegestufe 5, bestehend aus der Oberrolle 7 der Biegestufe 5 und der geteilten Unterrolle 8 der Biegestufe 5» angesetzt ist· (Fig· 2)

Gemäß Fig. 4 ist die Unterrolle 8 der Biegestufe 3 geteilt ausgeführt und durch die seitlichen Unterrollenfedern 20 axial definiert kraftbeaufschlagt_e Damit wird ebenfalls ein© gute seitlich© Führung und ein Ausgleich der Blechdicke ntoleranz des Profilstückes I3 erreicht·

An der geteilten Unterrolle 8 der Biegestufe 5 sind weiterhin Verschleißeinsätze 21 angebracht· Diese bestehen z· B* aus einer Titan-Karbid-Beschichtung, können aber ebenso, wie bei der Gleitauflage entsprechend den jeweiligen Einsatzbedingungen angepaßt,- aus den dort angeführten Materialien bestehen· Die geteilte Unterrolle 8 der Biegestufe 5 wird über eine nicht dargestellte Verstelleinrichtung entsprechend dem zu erzeugenden Krümmungsradius des Profilstückes 13 variiert·

Nach dem Verlassen der Biegestufe 5 läuft das Profilstück 13 in die Kalibrierstrecke 9. Hier wird in verschiedenen Kalibrier stufen Di₁IO bis m_Q11 der erforderliche Endprofilquerschnitt des Profilstückes I3 erzeugt. Die Kalibrierstufen Ia₁IO bis m_Q11 sind dem Krümmungsradius des Profilstückes 13 folgend angeordnet· Nach Abschluß des Kalibrier-

Vorganges erfolgt die Abführung des fertigen Profilstückes 13 durch die automatisierte Profilabführung 12 unter Nutzung der kinetischen Energie und der Schwerkraft unter Einbeziehung eines kontinuierlichen Fördermittels»

Claims (2)

Erfindungsanspruch

1« Verfahren zur Fertigung gekrümmter Profile, insbesondere Stoßstangenprofile aus dünnwandigen Profilen einschließlich unsymmetrischem Querschnitt und großer, über die Werkstücklänge wechselnder Profilhöhe mit Uebenformelementen und Durchbrüchen, gekennzeichnet dadurch, daß ein Profil3tück (13) in einem automatischen kontinuierlichen Durchlauf zwischen einer Profilierstrecke (3) und einer Kalibrierstrecke (9) in einer Biegestufe (5) gekrümmt wird, wobei die Profilschenkel des Profilstückes (13) vor dem Krümmen senkrecht zum Profilsteg in der Profilierstrecke (3) aufgerichtet werden und in der Kalibrierstrecke (9) nach dem Krümmen jeder beliebige Profilquerschnitt gefertigt werden kann.

2· Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Punkt 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Biegestufe (5) eine Profilführung (6) mit entsprechend den Punktionsflächen des Profilstückes (13) ausgebildeter, geteilter, durch Profilführungszungenfedern (19) kraftbeaufschlagter Profilführungszunge (18); zylindrischen Seitenrollen (17); Bodenrollen (15) und Gleitauflage (16) sowie eine Rollengruppe, bestehend aus Oberrolle (7) der Biegestufe (5) und mit Verschleißeinsätzen (21) versehener, durch seitliche Unterrollenfedern (20) axial kraftbeaufschlagter, geteilter Unterrolle (8) der Biegestufe (5), angeordnet sind·

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen