DE2461246C3 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Durchbrüchen in Bandmaterial aus Metallblech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Durchbrüchen in Bandmaterial aus Metallblech sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Durchgehende Löcher in einem an sich ungelochten Ausgangswerkstoff, z. B. Stahlblech, anzubringen, geschieht bisher auf zweierlei Weise. In den Ausgangswerkstoff Stahlblech werden mit geeigneten Stenzwerkzeugen die Löcher eingestanzt. Durch diese mechanische Bearbeitung, nämlich das Stanzen, und durch den relativ hohen Anteil an Abfall, nämlich die ausgestanzten Teile des Ausgangswerkstoffs, wird das gestanzte Lochblech so teuer, daß das Lochblech nur dort zum Einsatz kommt, wo beispielsweise Streckmetall, Drahtgewebe oder dergleichen aus anderen Gründen nicht eingesetzt werden können. Die zweite Möglichkeit zur Herstellung von durchgehenden Öffnungen in Blech ist die Herstellung von Streckmetall. Dabei werden durch Schneidwerkzeuge Schlitze in dem Ausgangswerkstoff angebracht, und danach wird der geschlitzte Ausgangswerkstoff in Bandlängsrichtung gestreckt, wobei sich die zwischen den Schlitzen befindlichen Stege um ihre Längsachse bis zu 90° verbiegen. Die Verbiegung der Stege und die in dem Material vorhandenen Risse und Spannungen führen dazu, daß das Streckmetall mechanisch nur wenig belastbar ist. Daher kann das Streckmaterial auch nur dort Anwendung finden, wo geringe mechanische Kräfte auftreten, beispielsweise als Abdeckung von Schlitzen in Bauwerken, Sicherheitsabdeckungen zum Schutz vor rotierenden Einrichtungen, Abdeckungen von Luftschächten und dergleichen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, in einem Bandmaterial aus Metallblech Durchbrüche in der Weise herzustellen, daß von dem Ausgangswerkstoff nichts verlorengeht, und daß dennoch die mechanische Belastbarkeit des Ausgangswerkstoffs trotz der Durchbrüche erhalten bleibt.

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Verfahren so gekennzeichnet, wie in dem ersten Verfahrensanspruch angegeben ist, während die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in der in dem ersten Vorrichtungsanspruch gekennzeichneten Weise ausgebildet ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren tritt kein Verlust an Ausgangswerkstoff auf, und das auf diese Weise mit Durchbrüchen versehene Bandmaterial hat dennoch die gewünschten mechanischen Eigenschaften. Das Verhältnis der Gesamtfläche der Durchbrüche zu der Gesamtfläche des Bandmaterial kann durch das Ausmaß der Streckung bei der Dickenreduzierung in weiten Grenzen variiert werden. Die Durchbrüche können bis zu 70% der Gesamtfläche des Bandmaterials ausmachen. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß Produklionsgeschwindigkeiten von 2 bis 4 m/sec und mehr erreicht werden können.

Durch diese flächenmäßige Trennung der mit den Kerben versehenen Bereiche und der Teilbereiche, in denen die dickenreduzierende Bearbeitung stattfindet, können die Parameter des durchbrochenen Bandmaterial, insbesondere die Form und Ausgestaltung der Durchbrüche und die Querschnittsform des Endproduktes besser definiert werden, und es ergeben sich auch Vereinfachungen bei der Vorrichtung, die zur Durchführung des Verfahrens eingesetzt wird.

Ein weiterer Vorteil des nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bandmaterials ergibt sich dann, wenn das mit Durchbrüchen versehene Bandmaterial als Verstärkungswerkstoff für Verbundwerkstoff

aus Metall und Kunststoff verwendet wird, was im übrigen der hauptsächliche Verwendungszweck des erfindungsgemäß hergestellten Bandmaterials ist Während sich sowohl bei Lochblech als auch bei Streckmetall Schwierigkeiten bei der Herstellung von Verbundwerkstoffen aus der Verstärkungseinlage und den Kunststoffen ergeben, weil die Beschichtung der Lochränder mit den bekannten Kunststoffen zu keinem befriedigenden Verbund führt, eignet sich das erfindungsgemäß mit Durchbrüchen versehene Bandrnaterial besonders gut für die Beschichtung oder Umhüllung mit Kunststoffen, Emaille, Lack u.dgl. Dieser Vorteil beruht auf der konischen Form der Ränder, an die sich der Kunststoff bei der Beschichtung anpassen kann und dadurch einen guten Verbund zwischen Kunststoff und Metalleinlage herstellt.

Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Bandmaterial mit Durchbrüchen besteht allerdings noch eine gewisse Gefahr, daß die Durchbrüche an den Enden, die von den Enden der Kerben gebildet werden, insbesondere bei Schwingungsbeanspruchung weiterreißen. Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht daher darin, daß die Enden der Kerben bei der dickenreduzierenden Bearbeitung ebenfalls dünner gewalzt werden.

Bei dem Arbeitsgang, bei dem bestimmte Teilbereiche des Bandmaterials in ihrer Dicke reduziert und gestreckt werden, während andere an die bearbeiteten Teilbereiche angrenzende Bereiche in ihrer Dicke gleich bleiben, treten gewisse Spannungen an den Übergängen zwischen den bearbeiteten Teilbereichen und den nicht bearbeiteten Teilbereichen auf. Wenn nun die Enden der Kerben bei der dickenreduzierenden Bearbeitung mit erfaßt werden, findet in diesen Grenzbereichen ein Materialfluß statt und die Enden der Kerben verschwei-Ben sich, wodurch die Spannungen an den Grenzbereichen teilweise ausgeglichen werden. Dieser Spannungsausgleich führt dazu, daß die Gefahr des Weiterreißens der Durchbrüche an den Enden herabgesetzt wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in Anspruch 4 gekennzeichnet. Dabei ist vorteilhaft, daß das Ausgangsmaterial so gewählt werden kann, daß das Bandmaterial nach der Bearbeitung durchgehend eine gleiche Dicke aufweist. Außerdem kann mit diesem Verfahren eine größere Aufweitung der Durchbrüche erzielt werden, da eine stärkere Dickenreduzierung zur Streckung des Materials durchgeführt werden kann.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einer Vorrichtung durchgeführt, die in dem ersten Vorrichtungsanspruch gekennzeichnet ist. Sowohl die Kerbvorrichtung als auch die Bearbeitungsvorrichtung können in verschiedener Weise verwirklicht werden. Vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Vorrichtungen sind in den restlichen Unteransprüchen angegeben.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun anhand der Zeichnungen beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch ein Metallblech aus Ausgangswerkstoff,

F i g. 2 eine zum Teil geschnittene, zum Teil in Draufsicht gezeigte Darstellung des gekerbten Materials,

F i g. 3 einen Schnitt durch das gestreckte Material,

F i g. 4 eine Draufsicht auf das fertige Bandmaterial,

F i g. 5 einen Schnitt durch ein anderes Bandmaterial als Ausgangswerkstoff,

F i g. 6 den Werkstoff von F i g. 5 nach dem ersten Verarbeitungsschritt und

Fig. 7 einen Schnitt durch das fertig verarbeitete Bandmaterial mit den Durchbrüchen.

Der in F i g. 1 gezeigte Ausgangswerkstoff 1 hat einen durchgehend gleich dicken Querschnitt. Beim Vorwalzen wird das Metallblech des Ausgangswerkstoffes mit Kerben versehen, wobei in F i g. 2 die Ausführungsform gezeigt ist, bei der Kerben angebracht und Teile des Metallblechs aus der Ebene des Blechs herausgedrückt werden. Es ist jedoch nicht zwingend erforderlich, das ίο Metallblech in dieser Weise zu deformieren. Vielmehr genügen auch einfache Kerben oder definierte »Nahezu-Durchbrüche« an dem laufenden Metallblech. Diese Kerben können sowohl mit Kerbwalzen als auch mit Meißeln gebildet werden.

i^r> Fig. 3 zeigt das Bandmaterial, bei dem auch der Verfahrensschritt der Dickenreduzierung durchgeführt ist. Daher sind dünnere Bereiche 2 sowie dazwischenliegende Bahnen vorhanden, die noch die Stärke des Ausgangswerkstoffes (Fig. 1) haben und in denen die Durchbrüche 5 liegen. Aus der Draufsicht auf das fertige, mit Durchbrochen versehene Bandmaterial 6 in F i g. 4 ist die geometrische Anordnung der Bereiche 2, in denen die Dickenreduzierung bewirkt wurde, und der Bereiche mit den Durchbrüchen 5 zu ersehen. Dadurch.

2ϊ daß die Enden 3 der Kerben sich in die Bereiche 2 hineinerstrecken, wird ein Spannungsausgleichsbereich an diesen Stellen gebildet, was zu einer weitgehenden Spannungsfreiheit des fertigen Bandmaterials 6 führt. An den Spannungsausgleichsbereichen bei den Enden 3

3d schließt sich ein Übergangsbereich 4 an, der in F i g. 4 in Draufsicht und in F i g. 3 im Schnitt gezeigt ist.

In F i g. 5 ist als Ausgangsmaterial ein Metallblech 10 gezeigt, das in den Teilbereichen zwischen den mit den Kerben zu versehenden Bereichen dicker ist als in den

Ji zuletzt genannten Bereichen. Auch dieses Ausgangsmaterial wird zunächst mit Kerben versehen und gegebenenfalls zusätzlich bearbeitet, wie anhand von F i g. 2 erläutert wurde. Das Ergebnis dieser Bearbeitung ist in F i g. 6 gezeigt. F i g. 7 zeigt das fertige

to Bandmaterial 16 mit den Durchbrüchen 15 und den dünner gewalzten Bereichen 12, die die gleiche Dicke haben wie die Bereiche 15, da in dem Ausgangswerkstoff die entsprechenden Bahnen einen dickeren Querschnitt haben.

Die Vorrichtung zur Herstellung von Durchbrüchen in Bandmaterial aus Metallblech besteht im wesentlichen aus einer Kerbvorrichtung zur Erzeugung der in Bahnen in Längsrichtung des Bandmaterials angeordneten Kerben in dem Bandmaterial und einer Bearbeitungsvorrichtung zur dickenreduzierenden Bearbeitung der zwischen den durch die Kerbvorrichtung bearbeiteten Bereichen liegenden Teilbereiche des Bandmaterials. Die Kerbvorrichtung und die Bearbeitungsvorrichtung können entweder als Walzen oder mit hin- und

« hergehenden Meißeln bzw. hin- und hergehenden Werkzeugen zur Dickenreduzierung ausgeführt sein. Bei Ausführung dieser Vorrichtungen als Walzen sind die Walzen für die Kerbvorrichtung bzw. die Walzen für die Dickenreduktion in Walzenstühlen angeordnet, wie in der Walztechnik bekannt ist. Da die Kerben von einer oder von beiden Seiten des Ausgangswerkstoffes her angebracht werden können, ist für eine beidseitige Anbringung der Kerben eine Kerbvorrichtung mit ineinandergreifenden Kerbwalzen zu verwenden.

Wie oben bereits erwähnt wurde, ist es vorteilhaft, wenn bei der Dickenreduktion die Enden der Kerben mit erfaßt werden. Dazu ist die Bearbeitungsvorrichtung für die Dickenreduktion so ausgebildet, daß sie in

den Bearbeitungsbahnen zwischen den mit den Kerben versehenen Bahnen jeweils eine solche Wirkungsbreite aufweist, daß die Enden der Kerben bei der dickenreduzierenden Bearbeitung ebenfalls in ihrer Dicke reduziert werden. Bei Verwendung von Walzen zur Dickenreduktion werden dazu mit anderen Worten die die Dickenreduktion bewirkenden Walzenabschnitte so breit gemacht, daß sie breiter sind als die Abstände der Enden der Kerben.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Durchbrüchen in Bandmaterial aus Metallblech, dadurch gekennzeichnet, daß, gegebenenfalls bei Warmumformtemperatur, das Bandmaterial mit nahezu durch die gesamte Banddicke reichenden und in Reihen in Längsrichtung des Bandmaterials angeordneten Kerben versehen wird und daß Teilbe- to reiche des Bandmaterials, die zwischen den mit den Kerben versehenen Reihen bzw. Streifen liegen, durch eine dickenreduzierende Bearbeitung so weit gestreckt werden, daß die zwischen den gestreckten Teilbereichen des gekerbten Bandmaterials liegen- '5 den Kerben zu Durchbrüchen aufgeweitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Kerben bei der dickenreduzierenden Bearbeitung ebenfalls dünner gewalzt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zwischen den Kerben liegenden Stege aus der Bandebene nach beiden Seiten des Bandmaterials herausgedrückt werden, daß die Stege in einem nachfolgenden Walzvorgang durch Dünnerwalzen der zwischen den Stegreihen befindlichen Teilbereiche auseinandergezogen werden und daß die Stege plan gewalzt werden.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangswerkstoff ein Bandmaterial verwendet wird, bei dem die Teilbereiche, die zwischen den mit Kerben versehenen Streifen des Bandes liegen, dicker als die restlichen Bereiche des Bandmaterials sind.

5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch !, gekennzeichnet durch eine Vorrichtung zur Erzeugung von in Längsrichtung des Bandmaterials in Reihen angeordneten Kerben in dem Bandmaterial, und durch eine Searbeitungsvorrichtung zur dickenreduzierenden Bearbeitung der zwischen den durch die Kerbvorrichtung bearbeiteten Bandbereiche liegenden Teilbereiche des Bandmaterials.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekenn- ⁴^ zeichnet, daß die Kerbvorrichtung und die Bearbeitungsvorrichtung Walzen sind.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbvorrichtung ineinandergreifende Kerbwalzen aufweist. so

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Dickenreduktion der zwischen den gekerbten Bandbereichen liegenden Bereiche vorgesehene Bearbeitungsvorrichtung eine solche Wirkungsbreite aufweist, daß die Enden der Kerben bei der dickenreduzierenden Bearbeitung ebenfalls in ihrer Dicke reduziert werden.

9. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbvorrichtung hin- und herge- &o hende Meißel und/oder die Bearbeitungsvorrichtung hin- und hergehende Werkzeuge zur Dickenreduktion aufweist.