EP3820631A1

EP3820631A1 - Erweiterte regelung jco-formpresse

Info

Publication number: EP3820631A1
Application number: EP19739552.8A
Authority: EP
Inventors: Mario THOME
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2018-07-09
Filing date: 2019-07-09
Publication date: 2021-05-19
Anticipated expiration: 2039-07-09
Also published as: EP3820631B1; KR20210014147A; RU2729480C1; JP2021524382A; CN112399894B; DE102018211311A1; WO2020011772A1; KR102506358B1; JP7185007B2; CN112399894A; DE102018211311B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schlitzrohren aus Blechtafeln, insbesondere dicken Blechtafeln, wobei eine Blechtafel einer Rohrformpresse zugeführt wird, in der sie auf einem Unterwerkzeug aufliegend von einem heb-und senkbaren Oberwerkzeug durch Aufbringung einer Biegekraft fortschreitend zu dem sich zu einer späteren Längsnahtschweißung mit einem Spalt gegenüberliegende Längskanten aufweisenden Schlitzrohr eingeformt wird, wobei ein Schlitzrohr miteiner unrunden Vorform erzeugt wird, indem zumindest in einem bezogen auf die von der Längsachse des in die fortschreitend eingeformte Blechtafel eintauchenden Oberwerkzeugs vorgegebenen Mittel jeweils links und rechts an der Innenseite der Blechtafel wirkenden Biegeschritt eine Einformung vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass für jede Blechtafel die individuelle Kontur ermittelt wird, woraufhin unter Verwendung eines GeometrieModells für die rechte und linke Seite des Schlitzrohrs Parameter zur StützrohrPositionierung, insbesondere des Drehwinkels und / oder der Drehlänge, sowie durch eine Online-Aufnahme und Auswertung des Druck-Weg-Verlaufs bei der Umformung die Streckgrenze in jeder Seite der Blechtafel ermittelt und hierauf das Maß des jeweils links und rechts an der Innenseite der Blechtafel wirkenden Biegeschritts bestimmt wird.

Description

Erweiterte Regelung JCO-Formpresse

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Schlitzrohren aus Blechtafeln, insbesondere dicken Blechtafeln, wobei eine Blechtafel einer

Rohrform presse zugeführt wird, in der sie auf einem Unterwerkzeug aufliegend von einem heb- und senkbaren Oberwerkzeug durch Aufbringung einer Biegekraft fortschreitend zu dem sich zu einer späteren Längsnahtschweißung mit einem Spalt gegenüberliegende Längskanten aufweisenden Schlitzrohr eingeformt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Zu dem in der Praxis angewendeten Verfahren zur Herstellung von Rohren aus Blechtafeln zählt das Rohrformpressverfahren mit fortschreitenden Einform- bzw. Biegeschritten auf Rohrformpressen. Eine Rohrform- bzw. Rohrbiegepresse besitzt üblich in einem Grundrahmen ein aus zwei in seitlichem Abstand nebeneinander angeordneten Stütz- bzw. Biegekörpern bestehendes Unterwerkzeug und ein vertikal von oben gegen das Unterwerkzeug anstellbares, von einem heb- und senkbaren Biegeschwert getragenes, sich über die gesamte Länge der Blechtafel erstreckendes Oberwerkzeug, mit dem eine Biegekraft auf die auf dem Unterwerkzeug aufliegende Blechtafel aufgebracht werden kann.

Für die Herstellung eines Rohres bzw. Großrohres nach dem fortschreitenden Formverfahren sind mehrere aufeinander folgende Arbeitsschritte erforderlich. Die Blechtafel wird in einem ersten Schritt an den Längskanten vorgebogen, üblicherweise in einer separaten Kantenanbiegepresse. Das Vorbiegen der Längskanten erfolgt, damit der Rohrradius bei der Verformung zum Schlitzrohr im Bereich der späteren Naht, dort wo die Längskanten der zu dem Rohr umgebogenen Blechtafel einander zur Längsnahtverschweißung mit einem Spalt gegenüberliegen, gleichmäßig ausgeformt ist. Die solchermaßen vorgebogene Blechtafel wird dann in die Rohrform presse eingeschoben und dort dem eigentlichen Biegeprozess unterworfen. Hierbei wird durch Niederdrücken des Pressenoberteils eine Biegekraft auf die Blechtafel aufgebracht, wobei sich unter der Einwirkung des Biegeschwertes und des von diesem getragenen, oberen Formwerkzeugs eine Verformung der Blechtafel eingestellt. Dieser Ablauf wird mehrmals wiederholt, bis die Blechtafel zu dem Schlitzrohr umgeformt wurde.

Durch die DE 42 15 807 C2 ist eine in Rahmenbauweise ausgeführte Rohrbiege- bzw. Rohrform presse bekanntgeworden. Das als Biegewerkzeug ausgebildete Schwert ist in Seitenständern des Rahmens vertikal geführt. Diese obere Biegewerkzeug ist an Kolben-Zylinder-Einheiten in geringem Maße kardanisch beweglich befestigt und stützt sich über diese gegen die obere Rahmentraverse ab. Die Stützkörper des unteren Biegewerkzeugs werden von einem Tisch getragen, den ebenfalls Kolben-Zylinder-Einheiten abstützen, die koaxial zu den oberen Kolben-Zylinder-Einheiten wirken. Die gegeneinander wirkenden Kolben- Zylinder-Einheiten sollen eine Durchbiegung des Tisches verhindern, auch wenn die untere Rahmentraverse sich unter der Arbeitslast der Presse verbiegen sollte. Es werden dazu einzelne Kolben-Zylinder-Einheiten mit mehr oder weniger Druck beaufschlagt.

Als sehr problematisch beim fortschreitenden Formverfahren hat sich ein wesentlich durch die Schwertbreite beeinflusster, insbesondere bei dickwandigeren Rohren von beispielsweise 40 mm verbleibender, großer Restspalt des Schlitzes von etwa 130 bis 170 mm und außerdem Spannungen im Schlitzrohr gezeigt. Eine große Schlitzbreite erfordert hohe Schließkräfte in der Fleftschweißvorrichtung, und wegen der hohen Spannungen im gehefteten sowie auch von Restspannungen im fertig geschweißten Rohr besteht die Gefahr einer aufreißenden Heft- bzw. Schweißnaht. Bei erkannten zu großen Schlitzbreiten wird Abhilfe dadurch geschaffen, dass erfahrene Maschinenbediener durch wiederholtes manuelles Betätigen der Rohrform presse den Schlitz soweit wie möglich geschlossen haben. Diese Vorgehensweise ist nicht nur zeitaufwendig mit entsprechend verringerter Durchsatzleistung, sondern weiterhin auch nicht mir reproduzierbar guter Qualität durchzuführen. Aus der EP 2 529 849A2 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei denen das Schlitzrohr mit einer unrunden Vorform erzeugt wird, in dem zumindest in einem bezogen auf die von der Längsachse bis in die fortschreitend eingeformte Blechtafel eintauchenden Oberwerkzeugs vorgegebene Mittel jeweils links und rechts an der Innenseite der Blechtafel wirkenden Biegeschritts eine gegenüber den anderen Biegeschritten geringere Einformung vorgenommen wird, wobei durch Aufbringung einer von außen auf die unrunde Vorform sich jeweils gezielt in dem zuvor beidseitig der Mitte geringer eingeformten Bereichen auswirkende Zudrückkraft das fertige Schlitzrohr ausgeformt wird. Vorrichtungsseitig wird zur Umformung der Blechtafel zu einer unrunden Vorform und danach Umformung zu dem Schlitzrohr ein mit in ihrer Drehrichtung umkehrbaren Mitteln ausgebildetes Unterwerkzeug und ein von außen gegen die positionierte Vorform beaufschlagbarer Stempel vorgesehen.

Aus der R 2 543 657 ist darüber hinaus ein Herstellungsverfahren für längsnahtgeschweißte Leitungsrohre bekannt, bei dem die Einformung der Hauptkontur eines Vorrohrs aus Grobwalzgut, die anschließende Verbindung der Längsseitenkanten des eingeformten Vorrohrs, das Anschweißen von Tabs und das Schweißen dieser Seitenkanten in geschlossener Lage mit Bildung einer Längsverbindungsnaht sowie das Expandieren des erzeugten Rohres zum Erhalt der Außenkontur umfasst, und bei dem nach dem Einformen der Außenkontur des Vorrohrs dessen Nachverformung in mindestens zwei Stufen vorgenommen wird, wobei in einer ersten Stufe aus der Ausgangslage mit dem im oberen Punkt des Umfangs liegenden Spalt der Seitenkanten des Vorrohrs um einen Winkel von 50 bis 60° gedreht und in dieser Lage fixiert wird, danach im oberen Bereich der Außenfläche eine gleichmäßig über die Länge des Vorrohrs verteilte Druckkraft angelegt wird, die einen vertikalen Versatz dieses Bereichs in Richtung der Vorrohrachse um die Größe D = 0,1 - 0,4 S bewirkt, wobei S die Größe des Spalts zwischen den Seitenkanten des Vorrohrs ist, der nach dem Einformen der Hauptkontur entsteht, anschließend die Kraft abgebaut wird und in der zweiten Nachformungsstufe eine Drehung des Vorrohrs um die Achse in die entgegengesetzte Richtung um denselben Winkel bezogen auf die vertikale Lage des Spalts wie bei der ersten Stufe erfolgt, das Vorrohr in dieser Lage fixiert wird, dann an seinen oberen Bereich der Außenfläche eine über die gesamte Länge des Vorrohrs gleichmäßig verteilte Druckkraft angelegt wird, welche einen vertikalen Versatz dieses Bereichs in Richtung der Vorrohrachse um dieselbe Größe D bewirkt wie in der ersten Stufe, wobei, wenn nach den beiden Nachverformungsstufen des Vorrohrs die Spaltgröße zwischen den Seitenkanten größer als der für dieses Sortiment zulässige Maximalwert ist, weitere mindestens zwei Nachverformungsstufen des Vorrohrs, wie in den ersten beiden Stufen durchgeführt werden.

In der Praxis hat sich jedoch herausgestellt, dass Unterschiede in der

Streckgrenze über die Blechtafel hinweg dazu führen, dass nach dem Einformen leicht unterschiedliche Schlitzrohre in der Schließpresse ankommen. Die

Schlitzrohre weisen teils größere oder kleinere Radien auf, was sich in unterschiedlichen Schlitzbreiten bemerkbar macht. Die Radien können aber auch links und rechts unterschiedlich groß sein, was dahingehend problematisch ist, dass ein optimaler Betrieb der Schließpresse sowohl von Rohr zu Rohr als auch von linker zu rechter Seite angepasste Parameter erforderlich macht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art ohne die genannten Nachteile zu schaffen, insbesondere auch bei dickwandigen und im Durchmesser kleinen, beispielsweise etwa 800 mm, Rohren in einfacher Weise die Herstellung kreiszylindrischer Schlitzrohre mit reproduzierbarer Qualität zu schaffen.

Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie mit einer Vorrichtung mit den Merkmalendes Anspruchs 5 gelöst. Indem somit bewusst eine zunächst maßgeschneiderte unrunde Vorform mit bereichsweise geringer Einformung, z. B. mit einer Biegung von 12° statt einer Biegung von 24°, erzeugt wird, lässt sich eine weitestgehend kreisrunde Schlitzrohrgeometrie mit minimalem Schlitz formen. Durch die geringer eingeformten Bereiche wird nämlich die Voraussetzung geschaffen, dass sich die anschließend von außen aufgebrachte Zudrückkraft dann auch in diesen geringer eingeformten Bereichen deutlich nachhaltiger als in den anderen Rohrabschnitten auswirkt und im Ergebnis zu einem weitestgehend kreisrunden Schlitzrohr mit gewünscht eng geschlossenem Spalt führt. Anders als bei einer Abhängigkeit von der Erfahrung des Maschinenbedieners werden blei gleichbleibender Qualität sowohl die Reproduzierbarkeit verbessert als auch die Durchsatzleistung gesteigert.

Sowohl zur bereichsweisen unrunden Vorformung als auch zum End- bzw. Fertigformen können zwei Biegeschritte bzw. zwei Zudrückvorgänge ausreichend sein, und zwar auch bei der Endformung mit jeweils links und rechts des Spaltes bzw. Schlitzes aufgebrachter Zudrückkraft.

Erfindungsgemäß werden individuelle Dreh- und Pressparameter für jedes einzelne Rohr und für die jeweiligen beiden Seiten der einzuformenden Blechtafel ermittelt. Für Schlitzrohr soll die individuelle Kontur ermittelt werden, um über ein entsprechendes Geometrie-Modell für die rechte und linke Seite des Schlitzrohrs maßgeschneiderte Parameter zur Schlitzrohr-Positionierung, insbesondere des Drehwinkels oder auch der Drehlänge, ausgehend von der jeweils aktuellen Rohrlage zu ermitteln. Zudem kann erfindungsgemäß durch eine Echtzeit-

Auswertung des Druck-Weg-Verlaufs ein Rückschluss auf die aktuelle Streckgrenze und damit auf die erforderlichen Flübe sowohl für die linke als auch für die rechte Seite der Blechtafel erfolgen. Damit werden regelmäßig sowohl beim Positionieren als auch beim Zudrücken von Rohr zu Rohr sowie links und rechts unterschiedliche Parameter für die Drehungen bzw. den Presshub verwendet, nur in Ausnahmefällen und bei absolut gleicher Streckgrenze des Materials über die gesamte Blechtafel hinweg werden gleiche Parameter für die Drehungen bzw. den Presshub verwendet.

Hierfür sind Messvorrichtungen zur Ermittlung der aktuellen Geometrie erforderlich, welche vorzugsweise in Form von Mess-Robotern am Rohrende bei den Schließpressen angeordnet sein können. Die Steuerung soll erfindungsgemäß eine Echtzeit-Ausgabe der für Weg- und Druck errechneten Werte bereitstellen, um eine streckgrenzenabhängige Hubregelung zu realisieren. In einer vorteilhaften erfindungsgemäßen Ausführungsform wird eine gerade Schrittanzahl in der Formpresse gewählt, so dass das Schließen gegebenenfalls nur durch einen einzigen Zudrückschritt erfolgen kann. Hierzu sollte wie aus dem Stand der Technik bereits bekannt die erste Seite mit reduzierten Eintauchtiefen zur Erzielung einer Unrundheit gefertigt werden, die zweite Seite wird dann vorzugsweise jedoch wie ein herkömmliches Rohr, insbesondere Rundrohr, eingeformt. Da der letzte Schritt der zweiten Seite bei gerader Gesamtschrittzahl nicht in der Rohrmitte, sondern seitlich versetzt hierzu liegt, ist eine geometrische Durchführbarkeit ohne zu starkes Anstoßen des Stützrohrs an das Umformschwert realisierbar. Hierbei sollte vorzugsweise der Endspalt nicht zu klein gewählt werden, um einen unerwünschten Kontakt von Umformschwert und Stützrohrabschnitt zu vermeiden.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann in der JCO- Formpresse auch eine unsymmetrische Vorform mit gerader Schrittzahl produziert werden, was bisher nur mit ungeraden Umformschritten erfolgen konnte.

Hierdurch liegt der letzte Umformschritt nicht mehr in der Mitte des Schlitzrohrs und eine Kollision zwischen den Kanten des Schlitzrohrs und dem Umformschwert kann verhindert werden. Vorteilhaft an der Erfindung ist, dass im Schließprozess auf jedes einzelne Rohr individuell reagiert werden kann, d. h., dass maßgeschneiderte Drehungen und Presshübe durchgeführt werden, um ein möglichst gleichmäßiges Ergebnis bei der Umformung der Blechtafel zu einem Schlitzrohr zu erzielen. Hierdurch wird insgesamt eine bessere Qualität erreicht, da Schlitzrohre mit einer gleichmäßigeren Form in die Heftschweißmaschine einfahren und entsprechend gleichmäßigere Rohre im Heftprozess entstehen. Unterschiede in der Schlitzrohrkontur, wie sie bei der Verwendung starrer Maschinenparameter auftreten konnten, werden weitestgehend minimiert. Ein mehrfaches Zudrücken, wie es aus dem Stand der Technik bekannt und notwendig war, kann vermieden werden, so dass der Durchsatz der erfindungsgemäßen Vorrichtung erhöht werden kann. Wird in der Formpresse die unsymmetrische Vorform mit gerader Schrittzahl erzeugt, kann das Schließen ggf. auch auf einen einzigen Schritt reduziert werden.

Eine vorteilhafte erfindungsgemäße Maßnahme sieht vor, dass die unrunde Vorform im Fertigstellungsschritt vor Aufbringung der Zudrückkraft durch Drehung im Uhrzeigersinn oder im Gegenuhrzeigersinn positioniert wird. Je nach Positionierung wird die Zudrückkraft somit links oder rechts neben dem Schlitz bzw. Spal in die unrunde Vorform eingeleitet. Nach einem bevorzugten Vorschlag der Erfindung wird der rechts der Mitte geringer eingeformte Bereich auf eine etwa 3-Uhr-Position und der links der Mitte geringer eingeformte Bereich auf eine etwa 9-Uhr-Position gedreht. Bei einer solchen vorpositionierten Lage der unrunden Vorform auf den Stützkörpern des Unterwerkzeugs lässt sich zur Fertigformung ein höchstes Biegemoment erreichen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer Vorrichtung dadurch gelöst, dass Mittel zum Messen der aktuellen Geometrie der eingeformten

Blechtafel vorgesehen sind, welche mit einer Vorrichtung zur Steuerung

verbunden sind, welche in der Lage ist, online gemessene Werte für sowohl den Umformdruck als auch den Einformweg bereitzustellen, um hierdurch eine streckgrenzenabhängige Hubregelung ausführen zu können.

Vorzugsweise wird zur Umformung der Blechtafel zu einer unrunden Vorform und danach Umformung zu dem Schlitzrohr ein mit in ihrer Drehrichtung umkehrbaren Mitteln ausgebildetes Unterwerkzeug und ein von außen gegen die positionierte Vorform beaufschlagbarer Stempel vorgesehen ist.

Das fertige Schlitzrohr kann damit ausgehend von der Blechtafel auf nur einer Rohrform presse bzw. Maschine hergestellt werden. Die Drehrichtungsumkehr erlaubt es hierbei, die unrunde Vorform exakt so zu positionieren, dass die Zudrückkraft am Ort des Geschehens zur Wirkung kommt, nämlich zu beiden Seiten des Schlitzes. Dabei kann sogleich das Biegeschwert der Rohrform presse auch zur Aufbringung der Zudrückkraft von außen auf die Vorform benutzt werden. Optional lässt sich die Presse mit einem Zudrückstempel Umrüsten.

Eine zur Erhöhung der Produktionsleistung bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass mindestens einer eine unrunde Vorform erzeugenden Rohrform presse eine Zudrückpresse nachgeschaltet ist, die das mit in ihrer Drehrichtung umkehrbaren Mitteln ausgebildete Unterwerkzeug und als Oberwerkzeug den von außen gegen die positionierte unrunde Vorform beaufschlagbaren Stempel aufweist. Im Produktionsfluss schließt sich somit der Rohrformpresse, aus der die unrunde Form ausgeschoben wird, eine Zudrückpresse an, in der die zugeführte unrunde Vorform zumindest in zwei aufeinander folgenden Schritten, jeweils rechts und links neben dem Schlitz bzw. Spalt, zu dem fertigen Schlitzrohr umgeformt wird. Das Unrundvorformen der Blechtafel kann damit an einem von der Endverformung zum Schlitzrohr unabhängigen Ort durchgeführt werden. Die drehbaren Mittel des Unterwerkzeugs sind nach einem Vorschlag der Erfindung als zwei im Abstand voneinander angeordnete, drehbar angetriebene Rollen ausgebildet. Die Drehrichtungsumkehr der Rollen erlaubt es, die unrunde Vorform zur Fertigformung mit optimierter Krafteinbringung zu positionieren. Der zeitliche Verlauf einerseits bei der Vorformung in der Rohrform presse und andererseits der Fertigstellung in der Zudrückpresse erlaubt es, dass eine nachgeschaltete Zudrückpresse zwei Rohrform pressen bedienen kann.

Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die drehbaren Rollen mit einer Federung gelagert sind. Die Abstützung der unrunden Vorform auf dem Unterwerkzeug der Zudrückpresse kann durch einen zwischen den Rollen vorgesehenen, stationären Auflagekörper verbessert werden.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen auf der Grundlage von zwei einzelnen Pressen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:

Fig. 1 in schematischer Weise die Herstellung eines Schlitzrohres nach der

Erfindung durch Erzeugung einer zunächst maßgeschneidert unrunden Vorform auf einer üblichen Rohrform presse (a), die Herstellung eines fertigen Schlitzrohres aus der unrunden Vorform in einer der Rohrform presse nachgeschalteten Zudrückpresse (b) und in einem Diagramm mit den Abmessungen wie zuvor in Fig. 1 c gezeigt das erfindungsgemäß hergestellte, fertige Schlitzrohr (c);

Fig. 2 als Einzelheit der Fig. 1 die Zudrückpresse mit der in diese eingebrachten unrunden Vorform; Fig. 3A, 3B die Nach- bzw. Umformung der unrunden Vorform aus der

Rohrform presse in mindestens zwei Biegeschritten der Zudrückpresse, und zwar in einem ersten Biegeschritt durch Kraftbeaufschlagung der unrunden Vorform rechts neben dem Schlitz bzw. Spalt (Fig. 3A) und nach Drehung der unrunden Vorform in einem zweiten Biegeschritt durch Kraftbeaufschlagung links neben dem Schlitz bzw. Spalt (Fig. 3B), schematisch dargestellt; und

Fig. 4A, 4B in schematischer Weise zwei Alternativen der Erzeugung einer unsymmetrischen Vorform mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens, welches eine grade Schrittzahl der Umformschritte nutzt.

Die Umformung einer Blechtafel 3 zu einem Schlitzrohr 104, das einen deutlich kleineren Schlitz bzw. Spalt 111 aufweist (vgl. Fig. 1 c), wird nach Fig. 1 a auf einer Rohrform presse 1 durchgeführt. Dies allerdings mit der Maßgabe, dass in einem jeweils rechts und links von der Längsachse des Biegeschwerts 7 und damit neben dem Schlitz bzw. Spalt 11 liegenden Bereich der Blechtafel der Biegeschritt mit einer geringeren Biegung der Blechtafel als in den übrigen Biegeschritten durchgeführt wird. Es liegen damit definiert zwei dem jeweiligen Biegeschritt entsprechend weniger eingeformte Bereiche vor, wie in Fig. 2 angedeutet, so dass eine gezielt unrunde, gleichwohl für die Fertigumformung maßgeschneiderte Vorform 13 erreicht wird.

Die so in einer ersten Stufe in der Rohrformpresse 1 erzeugte unrunde Vorform 13 wird nach dem Ausfördern bzw. -schieben aus der Rohrform presse 1 einer im Fertigungsprozess nachgeschalteten Zudrückpresse 14 zugeführt, wie in Fig. 2b gezeigt. Die Zudrückpresse 14 weist ein Unterwerkzeug 15 auf, das aus zwei im Abstand voneinander vorgesehenen, in ihrer Drehrichtung umkehrbaren, wie in Fig. 2b durch die Doppelpfeile angedeutet, angetriebenen Rollen 16a, 16b und einem den Abstand zwischen den Rollen 16a, 16b überbrückenden, stationären Auflagekörper 17 besteht. Die drehbaren Rollen 16a, 16b können über ein Federmittel 18 abgestützt gelagert sein (vgl. Fig. 3). Dem Unterwerkzeug 15 gegenüberliegend ist ein mit einem Stempel 19 ausgebildetes Oberwerkzeug 20 angeordnet. Über den Stempel 19 wird die Zudrückkraft zum Herstellen des fertigen, weitestgehend kreisrunden Schlitzrohres 104 von außen auf die unrunde Vorform 13 aufgebracht.

Die unrunde Vorform 13 wird dazu über die drehbaren Rollen 16a, 16b so positioniert, dass der rechts neben dem Schlitz bzw. Spalt 11 liegende, weniger eingeformte Bereich 12b sich in einer 3-Uhr-Position befindet, wie in Fig. 3 durch die strichpunktierte, waagerechte Linie angedeutet

Die Abläufe dieses ersten Zudrück-Biegeschrittes sind in Fig. 3A dargestellt, ausgehend von links nach rechts mit der positionierten unrunden Vorform 13, der Aufbringung der Zudrückkraft durch den Stempel 19 und dem nach der Krafteinwirkung abgehobenen Stempel 19.

Der zweite Zudrück-Biegeschritt ist - in der gleichen Abfolge wie zuvor - in Fig. 3B veranschaulicht. Zur Optimierung des Biegemomentes ist die hier in ihrer linken Hälfte unverändert unrunde Vorform 13 so positioniert worden, dass der links neben dem Schlitz bzw. Spalt 11 weniger eingeformte Bereich 12a eine 9-Uhr- Position einnimmt. Die durch den Stempel 19 nunmehr an dieser Seite der Vorform 13 aufgebrachte Zudrückkraft F (mittlere Abbildung) bringt die unrunde Vorform 13 dann in die endgültige, weitestgehend kreisrunde Form des fertigen Schlitzrohres 104 mit dem dabei erreichten, deutlich kleineren Schlitz bzw. Spalt 111 (Abb. rechts außen).

Die Figuren 4A und 4B zeigen die Herstellung unsymmetrischer Vorformen mit gerader (Figur 4B) oder ungerader (Figur 4A) Schrittzahl. In Figur 4A wird mit 21 Schritten, d. h. 21 Einformvorgängen, mittels des Biegeschwerts 7 auf die Blechtafel 3, auf der Seite A eine sogenannte Kartoffelform und auf der Seite B eine runde Halbform in die Blechtafel 3 eingebracht. Während die sogenannte Kartoffelform auf Seite A keine Kollision der Blechtafel 3 mit dem Biegeschwert 7 bewirkt, stößt die Blechtafel 3 an Seite B, in die eine im Wesentlichen runde Form in die Blechtafel 3 eingebracht wurde, an das Biegeschwert 7 an. In Figur 4B wird der Vorteil der Fierstellung einer unsymmetrischen Vorform mit 20 Schritten, somit einer geraden Schrittzahl, verdeutlicht. Weder auf der Seite A, in der eine sogenannte Kartoffelform in die Blechtafel 3 eingebracht wurde, noch in der Seite B, die mittels des Umformschwerts 7 in eine im Wesentlichen runde Vorform umgeformt wurde, entsteht eine Kollision der Blechtafel 3 mit dem Umformschwert 7, da der letzte Umformschritt entlang der strichpunktierten Linie 21 , somit seitlich versetzt zur Rohrmitte, erfolgt. Hierdurch kann ein starkes Anstoßen des Schlitzrohrs 4 an das Schwert 7 vermieden werden. Hierdurch liegt der letzte Umformschritt nicht mehr in der Mitte des Schlitzrohrs 4 und eine Kollision zwischen den Kanten des Schlitzrohrs 4 und dem Schwert 7 kann verhindert werden.

Bezugszeichenliste

1 Rohrform presse

2 Kantenanbiegung

3 Blechtafel

4; 104 Schlitzrohr

5a, 5b Stützkörper

6 Unterwerkzeug

7 Biegeschwert

8 Formwerkzeug

9 Oberwerkzeug

10a, b Gegenhalter

1 1 ; 1 1 1 Schlitz / Spalt

12a, b weniger eingeformte Bereiche

13 unrunde Form

14 Zudrückpresse

15 Unterwerkzeug

16a, b drehbare Rollen

1 7 Auflagekörper

18 Federmittel

19 Stempel

20 Oberwerkzeug

21 strichpunktierte Linie

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von Schlitzrohren (4; 104) aus Blechtafeln (3), insbesondere dicken Blechtafeln, wobei eine Blechtafel einer

Rohrform presse (1 ) zugeführt wird, in der sie auf einem Unterwerkzeug (6) aufliegend von einem heb- und senkbaren Oberwerkzeug (9) durch Aufbringung einer Biegekraft fortschreitend zu dem sich zu einer späteren Längsnahtschweißung mit einem Spalt (11 ; 111 ) gegenüberliegende Längskanten aufweisenden Schlitzrohr (4; 104) eingeformt wird, wobei ein Schlitzrohr mit einer unrunden Vorform (13) erzeugt wird, indem zumindest in einem bezogen auf die von der Längsachse des in die fortschreitend eingeformte Blechtafel (3) eintauchenden Oberwerkzeugs (9) vorgegebenen Mittel jeweils links und rechts an der Innenseite der Blechtafel (3) wirkenden Biegeschritt eine Einformung vorgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass

für jede Blechtafel die individuelle Kontur ermittelt wird, woraufhin unter Verwendung eines Geometrie-Modells für die rechte und linke Seite des Schlitzrohrs Parameter zur Stützrohr-Positionierung, insbesondere des Drehwinkels und / oder der Drehlänge, sowie durch eine Online-Aufnahme und Auswertung des Druck-Weg-Verlaufs bei der Umformung die Streckgrenze in jeder Seite der Blechtafel ermittelt und hierauf das Maß des jeweils links und rechts an der Innenseite der Blechtafel wirkenden Biegeschritts bestimmt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass anschließend durch Aufbringung einer von außen auf die unrunde Vorform sich jeweils gezielt in dem zuvor beidseitig der Mitte geringer eingeformten Bereichen auswirkende Zudrückkraft das fertige Schlitzrohr ausformt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die unrunde Vorform (13) in der Fertigstellungsstufe vor Aufbringung der Zudrückkraft (F) durch Drehung im Uhrzeigersinn oder im

Gegenuhrzeigersinn positioniert wird.

4. Vorrichtung zum Fierstellen von Schlitzrohren (4; 104) aus Blechtafeln (3), insbesondere dicken Blechtafeln, wobei eine Blechtafel einer Rohrformpresse (1 ) zugeführt wird, in der sie auf einem Unterwerkzeug (6;

15) aufliegend von einem heb- und senkbaren Oberwerkzeug (9) durch Aufbringung einer Biegekraft fortschreitend zu dem sich zu einer späteren Längsnahtschweißung mit einem Spalt (11 ; 111 ) gegenüberliegende Längskanten aufweisenden Schlitzrohr (4; 104) eingeformt wird, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche

1 - 3, wobei

zur Umformung der Blechtafel (3) zu einer unrunden Vorform (13) und danach Umformung zu dem Schlitzrohr (104) ein mit in ihrer Drehrichtung umkehrbaren Mitteln ausgebildetes Unterwerkzeug (15) und ein von außen gegen die positionierte Vorform (13) beaufschlagbarer Stempel (19) vorgesehen ist,

dadurch gekennzeichnet, dass

dass Mittel zum Messen der aktuellen Geometrie der eingeformten Blechtafel (3) vorgesehen sind, welche mit einer Vorrichtung zur Steuerung verbunden sind, welche in der Lage ist, online gemessene Werte für sowohl den Umformdruck als auch den Einformweg bereitzustellen, um hierdurch eine streckgrenzenabhängige Hubregelung ausführen zu können.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4,

dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerung dazu ausgelegt ist, jeden einzelnen Umformschritt der Blechtafel gesondert zu steuern.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5,

dadurch gekennzeichnet,

dass mindestens einer eine unrunde Vorform (13) erzeugenden Rohrformpresse (1 ) eine Zudrückpresse (14) nachgeschaltet ist, die das mit in ihrer Drehrichtung umkehrbaren Mitteln ausgebildete Unterwerkzeug (15) und als Oberwerkzeug (20) den von außen gegen die positionierte unrunde Vorform (13) beaufschlagbaren Stempel (19) aufweist.

7. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Unterwerkzeug (15) zwei im Abstand voneinander angeordnete, drehbar angetriebene Rollen (12a, 12b) und einen zwischen den Rollen

(12a, 12b) vorgesehenen Auflagekörper (17) umfasst.

8. Anlage nach Anspruch 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass die Rollen (12a, 12b) über ein Federmittel (18) gelagert sind.