Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines länglichen Profilteils, bei dem aus einem flachen Band durch Walzen ein profiliertes Band erzeugt und das profilierte Band abschnittsweise geprägt wird, wodurch mindestens ein Längsabschnitt des profilierten Bands gegenüber mindestens einen anderen Längsabschnitt in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung des profilierten Bands versetzt wird, und bei welchem Verfahren das Band derart besäumt wird, dass nach dem Prägen die gegeneinander versetzten Längsabschnitte unterschiedliche Querschnitte aufweisen.

Stand der Technik

Zur Herstellung eines länglichen Profilteils mit einem Höhenversatz und unterschiedlichen Querschnitten im Profillängsverlauf ist es aus dem Stand der Technik bekannt (EP1344583B1 ), ein flaches Metallband zuerst zu profilieren, dann abschnittsweise zu prägen und abschließend zu besäumen. Durch das abschnittsweise Prägen werden im profilierten Band zwei seiner Längsabschnitte in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung versetzt - also ein Höhenversatz zwischen den Längsabschnitten im länglichen Profilteil erzeugt, wobei das in Durchlaufrichtung des Bands nach dem Prägen durchgeführte Besäumen für die unterschiedlichen Querschnitte am profilierten und geprägten Band sorgt. Nachteilig erfordert der Schritt des Besäumens insbesondere eine hohe Genauigkeit in der Positionierung und Abstützung des Profilteils gegenüber einem Trennwerkzeug, um die Formgenauigkeit am länglichen Profilteil sicherstellen zu können. Fertigungstoleranzen beim Besäumen haben daher erhöhten Einfluss auf die Reproduzierbarkeit des Verfahrens. Zudem erfordern die Prägewerkzeuge zum Versetzen der Längsabschnitte vergleichsweise hohe Prägekräfte, was die Energieeffizienz des Verfahrens vermin- dert und zusammen mit einem erhöhten Werkzeugverschleiß die Verfahrenskosten erhöht. Auch ist es auf diese Weise erforderlich, eine Schwächung der Standfestigkeit des länglichen Profilteils aufgrund von Materialabtrag vom profilierten Band in Kauf zu nehmen.

Darstellung der Erfindung

Die Erfindung hat sich daher ausgehend vom Eingangs geschilderten Stand der Technik die Aufgabe gestellt, ein Verfahren zur Herstellung eines länglichen Profilteils zu vereinfachen und damit in seiner Reproduzierbarkeit zu verbessern. Außerdem soll das Verfahren energieeffizienter und kostengünstiger anwendbar sein und die Herstellung hoch belastbarer länglicher Profilteile ermöglichen.

Wird ein flaches Band vor dem Profilieren derart besäumt wird, dass durch das Prägen des besäumten und profilierten Bands die gegeneinander versetzten Längsabschnitte unterschiedliche Querschnitte aufweisen, kann der aus dem Stand der Technik bekannte vergleichsweise aufwendige Verfahrensschritt des Besäumens erheblich vereinfacht werden. Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren kann das Besäumen - im Gegensatz zum Stand der Technik - nämlich vor einem Umformen, also vor dem Profilieren und Prägen, des flachen Bands vorgenommen werden. Somit muss beim Besäumen keine Rücksicht auf plastische Verformungen des Bands genommen werden, was das Besäumen verfahrensicher, relativ einfach und mit vergleichsweise hoher Fertigungsgenauigkeit durchführbar machen kann. Die Reproduzierbarkeit des Verfahrens ist derart erheblich erhöhbar. Zudem ist es auch möglich, durch das Besäumen des flachen Bands vor dessen Umformen, also vor dem Profilieren und Prägen, den diesbezüglich erforderlichen Kraft- und Energieaufwand zu reduzieren. Dies kann demnach ein Beitrag zur Verminderung von Verschleiß des Prägewerkzeugs, aber auch zur Erhöhung der Energie- und Kosteneffizienz des Verfahrens leisten. Die Gefahr eines Verzugs beim Profilieren und Prägen des Bands kann vermindert werden, wenn das flache Band an seinen beiden Bandlängskanten besäumt wird. Dies umso mehr, wenn das Band an seinen beiden Bandlängskanten gleich besäumt wird und sich damit durch symmetrische Eigenschaften die Umformbedingungen über die Bandbreite und -länge vergleichmäßigen können.

Die Handhabung des Verfahrens kann sich weiter erleichtern, wenn das flache Band durch Zerteilen oder durch Abtragen besäumt wird. Vor allem Stanzen und Laserschneiden konnte sich diesbezüglich auszeichnen.

Der Prägeschritt kann in der Handhabung zusätzlich vereinfacht werden, wenn das flache und besäumte Band durch Walzen zumindest in Längserstreckung abschnittsweise zu einem Hutprofil profiliert wird. Die Flansche des Hutprofils können nämlich als Auflageflächen für einen Niederhalter dienen, um das Prägen weiter zu unterstützen.

Vorzugsweise wird das Band ausschließlich in seinen unbesäumten Längsbereichen zu einem Hutprofil profiliert, um das abschnittsweise Prägen des profilierten Bands zur Schaffung des versetzten Längsabschnitts nicht zu gefährden.

Wird das profilierte Band beim Prägen in Längserstreckung durchgehend zu einem Hutprofil umgeformt, kann das Verfahren zur Herstellung eines Profilteils mit längsseitig verlaufenden Flanschen beschleunigt werden.

Zur Verringerung der Presskraft beim Prägen kann das Prägen des profilierten Bands in mehreren Prägeschritten erfolgt. Auf diese Weise ist zudem eine Schonung des Prägewerkzeugs möglich - womit durch das Verfahren Profilteile zuverlässiger und in weiterer Folge günstiger herstellbar sind.

Werden beim Endprägen zumindest bereichsweise über die Längsabschnitte verlaufende Flansche eingeprägt, kann auf einfache Weise ein besonders geradliniger Flanschabschluss an den Längsseiten des Profilteils erreicht werden. Derart ist es auf erleichtert möglich, am vorgeprägten Band beim Endprägen die Flansche der gegeneinander versetzten Längsabschnitte einfach aneinander anzugleichen. Dies kann zudem die Formgebung durch vorangegangene Prägeschritte stabilisieren und so zu einem formgenauen Profilteil führen, was die Reproduzierbarkeit des Verfahrens verbessern kann.

Die Formgenauigkeit am länglichen Profilteil kann weiter verbessert werden, indem das profilierte Band beim Prägen beidseitig auf Zug in Längserstreckung belastet wird. Beispielsweise kann damit die Gefahr eine Wellenbildung im Profilteil reduziert werden.

Ein kontinuierliches Verfahren kann geschaffen werden, wenn vom mehrmals besäumten und mehrmals geprägten Band mehrere längliche Profilteile abgetrennt werden. Vorzugsweise ein Abschneiden kann hier eine spanfreie Trennung ermöglichen.

Vorzugsweise wird nach dem Prägen des Bands das längliche Profilteil abgetrennt, um ein kontinuierliches Verfahren unter Verwendung eines endlosen Bands zu schaffen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann in der Formgenauigkeit des Profilteils deutlich verbessert werden, wenn zur Kompensation einer Abweichung einer gemessenen Ist-Geometrie zu einer vorgegebenen Soll-Geometrie am länglichen Profilteil der Verlauf der Schnittlinie beim Besäumen des Bands verändert wird.

Die Erfindung hat sich außerdem die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung zur Herstellung eines länglichen Profilteils aus einem flachen Band der eingangs geschilderten Art derart zu konstruktiv zu verändern, dass diese standfest, schnell und kostengünstig ein Profilteil herstellen kann. Die Erfindung löst die gestellte Aufgabe dadurch, dass die Besäumeinrichtung in Durchlaufrichtung des Bands vor der Profilierungseinrichtung angeordnet ist und derart zum Besäumen des Bands ausgebildet ist, dass durch das Prägen des besäumten und profilierten Bands die gegeneinander versetzten Längsabschnitte unterschiedliche Querschnitte aufweisen.

Ist die Besäumeinrichtung in Durchlaufrichtung des Bands vor der Profilierungseinrichtung angeordnet, kann aufgrund des damit reduzierten Materials bei den nachfolgenden Einrichtungen zum Umformen, nämlich an der Profilierungs- bzw. Prägeeinrichtung, eine Kraftreduktion erreicht und damit die Vorrichtung in der Standfestigkeit verbessert werden. Außerdem kann bei einem flachen Band ein äußerst exaktes Besäumen möglich sein, was formgenau hergestellte Profilteile ermöglichen kann. Ist die Besäumeinrichtung außerdem derart zum Besäumen des Bands ausgebildet, dass durch das Prägen des besäumten und profilierten Bands die gegeneinander versetzten Längsabschnitte unterschiedliche Querschnitte aufweisen, kann die Vorrichtung besonders kompakt und kostengünstig ausgebildet werden.

Eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung kann geschaffen werden, wenn die Vorrichtung eine in Durchlaufrichtung des Bands nach der Prägeeinrichtung vorgesehene Ablängeinrichtung zum Abtrennen von Profilteilen vom Band aufweist.

Die Gefahr, beim Prägen am Profilteil eine Welligkeit zu erzeugen, kann erheblich reduziert werden, wenn die Prägeeinrichtung mindestens zwei Niederhalter aufweist, mit denen das Band beim Prägen festgeklemmt und damit ein beidseitiger Längszug erzeugt werden kann. Konstruktiv vergleichsweise einfach kann dies gelöst werden, indem vom Prägewerkzeug entweder dessen Unter- oder Oberwerkzeug mit dem Niederhalter zusammenwirkt, das profilierte Band beim Prägen mit Hilfe des jeweils anderen, zwischen den beiden Niederhaltern bewegbaren Werkzeugs festzuklemmen. Die Genauigkeit der Vorrichtung kann erhöht werden, wenn die Vorrichtung eine Regeleinrichtung und eine mit der Regeleinrichtung datenverbundene Messeinrichtung aufweist, mit der Messdaten zur Ist-Geometrie des länglichen Profilteils aufgenommen werden, wobei die Regeleinrichtung in Abhängigkeit eines Vergleichs der Messdaten mit vorgegebenen Daten zur Soll-Geometrie am länglichen Profilteil mit der Besäumeinrichtung zur Veränderung der Schnittlinie der Besäumeinrichtung datenverbunden ist, um Abweichungen der Ist-Geometrie zu vorgegebenen Soll- Geometrie am länglichen Profilteil zu kompensieren.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

In den Figuren ist beispielsweise der Erfindungsgegenstand anhand einer Ausführungsvariante näher dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 eine Seitenansicht auf ein längliches Profilteil,

Fig. 2 eine Schnittansicht nach II-II der Fig. 1

Fig. 3 eine Schnittansicht nach III-III der Fig. 1 ,

Fig. 4 eine schematische Ansicht auf eine Vorrichtung zur Herstellung des länglichen Profilteils nach Fig. 1 ,

Fig. 5 eine teilweise aufgerissene Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 4,

Fig. 6 eine teilweise aufgerissene Darstellung auf die Prägeeinrichtung der Vorrichtung nach Fig. 4,

Fig. 7a eine Schnittansicht nach Vl-Vl der Fig. 6 und

Fig. 7b eine Schnittansicht zum nach Fig. 7a dargestellten geöffneten Niederhalter. Weg zur Ausführung der Erfindung

Entsprechend den Figuren 1 , 2 und 3 wird beispielsweise ein mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes längliches Profilteil 1 gezeigt. Dieses längliche Profilteil 1 weist im wesentlichen zwei unterschiedliche Längsabschnitte 2, 3 mit einer U-Profilform auf - entsprechend den Figuren 2 und 3 dargestellt. Der mittlere Längsabschnitt 2 ist im Vergleich zu dessen benachbarten Längsabschnitten 3 in einer Richtung senkrecht zur Längserstreckung 4 des Profilteils 1 versetzt. In Fig. 1 ist der maximale Versatz 5 in Richtung senkrecht zur Längserstreckung 4 des Profilteils 1 eingezeichnet. Der Boden 7 des Längsabschnitts 3 schließt ausgehend von einem zu den Böden 6 der Längsabschnitt 2 parallelen mittigen Bodenverlauf über je zu den Böden 6 der Längsabschnitt 2 geneigte Bodenverläufe an diese Längsabschnitte 2 an. Dieser für den Längsabschnitt 3 gezeigte Bodenverlauf ist beispielsweise zu stehen, jeglicher Bodenverlauf, beispielsweise rechteckförmiger, V-förmig, etc. ist vorstellbar - wobei es bereits für die Erfindung ausreichend ist, wenn am Band 14 nur zwei gegeneinander versetzte Längsabschnitte 2 und 3 am Band 14 vorgesehen werden. Außerdem ist der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt 8 der Längsabschnitte 2 zum in Fig. 3 dargestellten Querschnitt 9 des Längsabschnitts 3 zumindest in der Höhe der jeweiligen Schenkel 10, 1 1 unterschiedlich.

Dieses längliche Profilteil 1 wird mithilfe einer nach Fig. 4 schematisch dargestellten Vorrichtung 12 erzeugt. Hierzu wird von einem Coil 13 ein Band 14, nämlich Stahlband, abgehaspelt, walzprofiliert, abschnittsweise geprägt, besäumt und abgelängt - um damit in einem kontinuierlichen Verfahren mehrere längliche Profilteile 1 herzustellen. Bekanntermaßen kann das Band Spaltband ausgebildet sein.

Die Vorrichtung 12 weist eine Profilierungseinrichtung 15, eine Prägeeinrichtung 1 6, eine Besäumeinrichtung 17 und eine Ablängeinrichtung 18 auf. Mit der Profilierungseinrichtung 15 wird das Band 14 profiliert, um dem länglichen Profilteil 1 im Wesentlichen die Querschnittsform zu geben. Mit der in Durchlaufrichtung 26 des Bands 14 nach der Profilierungseinrichtung 15 angeordneten Prägeeinrichtung 16 werden in das profilierte Band 14 die Längsabschnitte 2, 3 erzeugt, die in eine Richtung senkrecht zur Längserstreckung 4 des profilierten Bands 14 versetzt sind. Mit der Besäumeinrichtung 17 wird das Band 14 einem Trennverfahren zumindest abschnittsweise entlang wenigstens einer seiner Bandlängskanten 19, 20 unterworfen. Wie in Fig. 5 ersichtlich, erfolgt dies für das Band 14 entlang einer offenen Schnittlinie 21 , 22. Mit der Ablängeinrichtung 18 werden aus dem endlosen Band 14 mehrere längliche Profilteile 1 abgetrennt. Erfindungsgemäß wird nun im Gegensatz zum Stand der Technik das Besäumen des flachen Bands 14 vor der Profilierungseinrichtung 15 durchgeführt. Mit der in Durchlaufrichtung 26 des Bands 14 vor der Profilierungseinrichtung 15 angeordneten Besäumeinrichtung 17 wird das flache Band 14 vor dem Profilieren nun derart besäumt, dass durch das Prägen des besäumten und profilierten Bands 14 die gegeneinander versetzten Längsabschnitte 2, 3 unterschiedliche Querschnitte 8, 9 aufweisen. Dieses Besäumen des flachen Bands 14 mit einer offenen Schnittlinie 21 , 22 kann durch Zerteilen, beispielsweise Stanzen und/oder Ausschneiden etc., oder durch Abtragen, beispielsweise durch Laserschneiden und/oder Wasserschneiden etc., erfolgen, was nicht näher dargestellt worden ist. Das flache Band 14 weist damit entlang seinen Bandlängskanten 19, 20 einen Konturenverlauf aus, der in dem versetzten Längsabschnitt 3 weniger Bandmaterial vorsieht. Dies deshalb, um einerseits den Kraftaufwand beim Prägen zu reduzieren, und auch, um nach dem Prägen den unterschiedlichen Querschnitt 9 in diesem Längsabschnitt 3 zu schaffen. Zudem sind beim Besäumen des flachen Bands 14 noch keine plastischen Formänderungen des Bands 14 zu berücksichtigen, was das Verfahren deutlich einfacher handhabbar und damit auch reproduzierbarer macht. Hohe Fertigungsgenauigkeit am hergestellten länglichen Profilteil 1 ist so erleichtert einzuhalten.

Wie in Fig. 5 zu erkennen, ist das längliche Profilteil 1 in Längserstreckung 4 gesehen symmetrisch aufgebaut, weil das flache Band 14 an dessen beiden Bandlängskanten 19, 20 gleich besäumt wird.

Mit der Profilierungseinrichtung 15 wird das flache und besäumte Band 14 mit nur andeutungsweise in Fig. 4 dargestellten Walzen 40 walzprofiliert, um durch dieses kontinuierliche Biegeverfahren die Grundform des länglichen Profilteils 1 kostengünstig herzustellen. Dabei wird das flache und besäumte Band 14 in Längserstreckung 4 abschnittsweise zu einem Hutprofil 23 bzw. Omegaprofil profiliert, und zwar in seinen unbesäumten Längsbereichen 102. Mit der Prägeeinrichtung 1 6 wird das sich in Längserstreckung 4 des Bands 14 erstreckende Hutprofil 23 vervollständigt - und zwar, indem das profilierte Band 14 beim Prägen in Längserstreckung 4 durchgehend zu einem Hutprofil umgeformt wird, vornehmlich in den besäumten Bereichen 103 des Bands 14.

Das Prägen des profilierten Bands 14 erfolgt mehrstufig. Hierzu weist die Prägeeinrichtung 1 6 nacheinander mehrere Pressen mit zusammenwirkenden Werkzeugen auf - was nicht näher dargestellt worden ist. Der erforderliche Kraftaufwand für die jeweiligen Prägestufen der Prägeeinrichtung 1 6 ist erfindungsgemäß weiter reduziert. Dies insbesondere, wenn beim Endprägen am vorgeprägten Band 14 zumindest bereichsweise über die Längsabschnitte 2, 3 verlaufende Flansche 24, 25 eingeprägt werden. Hierzu ist im Ausführungsbeispiel vorgesehen, das profilierte Band 14 beidseitig in Querrichtung des Bands 14 auf Zug in Längserstreckung 4 zu belasten, um einer eventuellen, über die Flansche 24, 25 verlaufenden Wellenbildung vorzubeugen. Auf diese Weise wird über die Flansche 24, 25 ein besonders gleichmäßiger Abschluss des Profils erreicht.

Entsprechend den Figuren 6, 7a und 7b wird die Prägeeinrichtung 1 6 näher dargestellt, die zwei Niederhalter 27, 28 und ein Prägewerkzeug 29 mit einem Oberwerkzeug 30 und Unterwerkzeug 31 aufweist.

Die Niederhalter 27, 28 wirken mit dem Oberwerkzeug 30 zusammen, um das Band 14 beim Prägen festzuklemmen, wie dies nach Fig. 6 und 7a zu erkennen ist. Hierzu drückt das Oberwerkzeugs 30 das Band 14 auf die Niederhalter 27 bzw. 28 und hält das Band 14 kraftschlüssig fest. Mit dem Schließen bzw. dem weiteren Schließen des Prägewerkzeugs 29 wird, indem das Unterwerkzeug 31 in Richtung des Oberwerkzeugs 30 bewegt wird, nun das Band 14 abschnittsweise geprägt - wie bereits vorstehend beschrieben. Durch das Festklemmen des Bands 14 kann beim Prägen ein Längszug auf das Band 14 ausgeübt werden, was Welligkeiten am Band 14 verhindert. Außerdem ist der Fig. 7 zu entnehmen, dass die Niederhalter 27, 28 aus zwei auf einer Führung 32, 33 quer zur Durchlaufrichtung 26 offen- und schließbaren Backen 34, 35 besteht, wie dies im Vergleich zwischen Fig. 7a und 7b zu er- kennen ist. Insbesondere ist in der Fig. 7b auch das Ein- und Ausfahren des Oberwerkzeugs 30 in den Niederhalter 27 zu erkennen.

Wie bereits beschrieben kann das Prägen des profilierten Bands 14 in mehreren Prägeschritten erfolgen. Hierzu können der Prägeeinrichtung 1 6 nacheinander mehrere Prägestufen, wie in Fig. 6 dargestellt, mit Niederhalter 27, 28 und Prägewerkzeug 29 zugeordnet sein, was nicht näher gezeigt worden ist.

Wie in Fig. 4 zudem zu erkennen, ist die Vorrichtung 12 mit einer Regeleinrichtung 36 ergänzt, um damit die Formgenauigkeit des damit hergestellten Profilteils 1 zu verbessern bzw. zu garantieren. Hierzu weist die Regeleinrichtung beispielsweise einen I-Regler (integrierender Regler, I-Glied) auf, um Regelabweichungen auszuschließen und damit eine vollständige Kompensation einer Abweichung der Ist- Geometrie am länglichen Profilteil 1 zu vorgegebenen Soll-Geometrie am länglichen Profilteil 1 sicherzustellen. Andere Regler bzw. Standardregler mit P-, PI-, PD- und PID-Verhalten sind denkbar.

Die Sollgeometrie am länglichen Profilteil ist der Regeleinrichtung 36 in Form von Daten 37 vorgegeben. Diese Daten 37 werden mit Messdaten 38 verglichen, die eine mit der Regeleinrichtung 36 zum Übertragen von Daten verbundene Messeinrichtung 39 vom fertigen Profilteil 1 aufnimmt. Diese Messeinrichtung 39 ist in der Fig. 4 als Kamera zur Aufnahme von Videodaten ausgeführt. Andere Meßeinrichtungen 39 sind denkbar, beispielsweise ein Laserscanner etc., um damit von der Ist- Geometrie des Profilteils 1 abgängige Messdaten erfassen zu können.

Eine Abweichung, die eine vorgegebene Fertigungstoleranz berücksichtigen kann, wird von der Regeleinrichtung 36 dahingehend kompensiert, dass für mindestens ein nachfolgendes Profilteil die Schnittlinie 21 , 22 der Besäumeinrichtung 14 verändert wird. Hierzu ist die Regeleinrichtung 36 mit der Besäumeinrichtung 14 zur Übertragung von Daten verbunden, um damit die Ist-Geometrie noch nicht fertiggestellter Profilteile an die gewünschte Sollgeometrie weiter anzunähen bzw. damit in Übereinstimmung zu bringen. Toleranzen an der Vorrichtung 12 bzw. Fertigungstoleranzen am Band 14 können damit besonders schnell berücksichtigt bzw. ausgeglichen werden, was das Verfahren äußerst reproduzierbar und die Vorrichtung 12 standfest macht.