Flexibler Niederhalter für eine Profilieranlage zum flexiblen Walzprofilieren von Kalt- oder Warmprofilen mit veränderlichem Querschnitt

Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen flexiblen Niederhalter für eine Profilieranlage zum Klemmen eines zu profilierenden Bleches beim Walzprofilieren von Kalt- oder Warmprofilen mit veränderlichem Querschnitt, ein dazugehöriges Verfahren sowie ein mit diesem Verfahren hergestelltes Produkt gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1, Anspruch 10 bzw. Anspruch 17.

Stand der Technik

Beim Walzprofilieren geben paarweise zusammen wirkende Walzen ein Profil vor, in dessen Form ein umzuformendes Blech gebracht wird. Im Allgemeinen erfolgt die Umformung des Bleches in mehreren Stufen mit mehreren Walzenpaaren bzw. Walzengerüsten. Der stufenweise Umformungsgrad des Bleches wird derart gewählt, dass das Blech nicht unerwünscht beansprucht und verformt wird.

Eine Vorrichtung zur Erzeugung von profilierten Blechen mit veränderlichem Querschnitt ist aus der DE 100 11 755 Al bekannt. Darin ist ein Konzept offenbart, das neben der bislang beim Profilieren bekannten Verstellmöglichkeit

quer zur Profilierrichtung zusätzlich eine Drehbewegung um die vertikale Achse ermöglicht. Dieses Konzept soll die Nachteile derjenigen Funktionsprinzipien beheben, bei denen eine Werkzeugbewegung, bei der die Walzen während der gesamten Profilierung tangential am Blech anliegen, nicht möglich ist. Durch die nicht ausschliesslich quer zur Profilrichtung erfolgende Verstellung der Walzen sollen eine einwandfreie Umformung erzielt und ungünstige Verformungen am Blech beseitigt werden.

Eine ähnliche Vorrichtung zur Erzeugung von profilierten Blechen mit veränderlichem Querschnitt ist aus der DE 10 2004 040 257 Al bekannt. Die Vorrichtung verfugt über eine zusätzliche Wälze und ein Stützelement, wobei die Rollen und Stützelemente des Walzengerüstes sicherstellen sollen, dass keine unzulässigen Verformungen am Blech auftreten.

Trotz dieser Vorkehrungen zur Erzielung einer einwandfreien Umformung kommt es vor, dass unerwünschte Verformungen am Boden des zu profilierenden Bleches auftreten und zu Abweichungen von der Ideallinie des Bodens fuhren. Diese unerwünschten Verformungen haben zur Folge, dass eine kontinuierlich definierte und kontrollierte Höhe des Bodens nicht erzielt werden kann. Dadurch kommt es zu Abweichungen von der Ideallinie des Bodens, die zu inakzeptablen Schwankungen bei den Produkten fuhren.

Aufgabenstellung

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Nachteile des Standes der Technik hinsichtlich der unerwünschten Verformungen beim flexiblen Profilieren zu unterbinden und ein umgeformtes Produkt mit kontinuierlich definierter und kontrollierter Höhe des Bodens bereitzustellen.

Diese Aufgabe wird durch einen flexiblen Niederhalter für eine Profilieranlage zum Klemmen eines zu profilierenden Bleches beim Walzprofilieren von Kaltoder Warmprofilen mit veränderlichem Querschnitt sowie einem dazugehörigen Verfahren gemäß den Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. Anspruch 11 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den anhängigen Ansprüchen gegeben.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1- zeigt eine Seitenansicht eines flexiblen Niederhalters gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht einer oberen Anordnung des flexiblen Niederhalters der Fig. 1. mit einer verstellbaren oberen Klemmbacke 2a mit einem anpassbaren Klemmschuh 2b der vorliegenden Erfindung.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht eines flexiblen Niederhalters gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einer Profilieranlage des Standes der Technik integriert ist.

Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Fig. 1 zeigt einen flexiblen Niederhalter 1 der vorliegenden Erfindung für eine beliebige Profilieranlage des Standes der Technik. Der Niederhalter 1 schliesst eine obere Anordnung 2 und eine untere Anordnung 3 ein, die ein zu profilierendes Blech 5 zwischen sich klemmen. Die beiden Anordnungen 2, 3 sind über eine obere Führung 2d und eine untere Führung 3d in einem Rahmen 4

beweglich angebracht.

In einer Ausfuhrungsform schliesst die obere Anordnung 2 eine Halterung 2c und eine verstellbare obere Klemmbacke 2a mit einem anpassbaren Klemmschuh 2b ein. Die untere Anordnung 3 schliesst eine Halterung 3c und eine verstellbare untere Klemmbacke 3a ein. Die Führungen 2d, 3d können als eine Schienenführung ausgestaltet sein. Und in einer anderen Ausfuhrungsform können die Führungen 2d, 3d als eine Walzenführung ausgestaltet sein. Und in einer weiteren Ausfuhrungsform können die Führungen 2d, 3d als Schwalbenschwanzführungen, Prismenführungen, Schmalführungen oder zylindrische Führungen ausgestaltet sein. Die Ausgestaltung der oberen Führung 2d kann dabei von der der unteren Führung 3d verschieden sein. Obwohl nicht gezeigt, kann analog zum oberen Klemmschuh auch ein unterer Klemmschuh vorgesehen sein, der funktionell wie der obere Klemmschuh angepasst werden kann.

Die verstellbare obere Klemmbacke 2a kann vorteilhaft über eine hydraulische Hebelkraft in einer zum Blechvorschub senkrechten Richtung auf das zu profilierende Blech 5 und gegen die untere Klemmbacke 3a gepresst werden. In einer anderen Ausführungsform wird nur die Klemmbacke 2a über eine pneumatische oder eine elektromagnetische Hebelkraft gegen das Blech gepresst, wobei die untere Klemmbacke 3a durch eine Schraube auf eine vorgegebene Höhe einstellbar ist.

In einer Ausfuhrungsform klemmen die Anordnungen 2, 3 des flexiblen Niederhalters 1 das Blech beidseitig von oben und von unten. In einer anderen Ausfuhrungsform klemmen die Anordnungen 2, 3 das Blech umgreifend an einem oder beiden Schenkeln 5a, 5b.

In einer Ausführungsform werden die Anordnungen 2, 3 des flexiblen

Niederhalters 1 in dem Rahmen 4 auf den Führungen 2d, 3d mit dem Blechvorschub passiv, d. h. ohne einen eigenen Antrieb über Motoren, mitgezogen. Dadurch werden während dem Profiliervorgang keine zusätzlichen Kräfte in das Blech eingeleitet, so dass eine 100%-ige übereinstimmung mit dem Blechvorschub gewährleistet wird. In einer anderen Ausfuhrungsform werden die Anordnungen 2, 3 in dem Rahmen 4 auf den Führungen 2d, 3d in Richtung des Blechvorschubs aktiv, d. h. mit einem eigenen Antrieb über Motoren, angetrieben. Allerdings ist bei dieser aktiven Mitfiihrung der Anordnungen 2, 3 eine Synchronisation mit dem Blechvorschub erforderlich. Auch sind Kombinationen von aktiven und passiven Führungen erfindungsgemäß beabsichtigt.

Die Fig. 2 zeigt eine obere Anordnung 2 mit einer verstellbaren oberen Klemmbacke 2a mit einem anpassbaren Klemmschuh 2b der vorliegenden Erfindung.

Erfindungsgemäß werden Mittel verwendet, um den Klemmschuh 2b während des Profiliervorgangs in der Vorschubsebene (Ebene xz) oder senkrecht zur Vorschubsebene (y-Richtung) anzupassen. Diese Mittel passen den Klemmschuh 2b in der Breite, Höhe, Form oder Position an das Profil des Bleches an, da bei dreidimensionalen Querschnitten, d. h. mit höhenveränderlichem Boden, die Anordnung 2 dem Boden des Profils folgen und sich in der Höhe und Neigung anpassen muss. Falls das Blech an verschiedenen Seiten in Bezug auf den Boden gebogen wird, wäre denkbar, dass diese Mittel an den entsprechenden Seiten des Bodens wirken. Durch diese Anpassung wird eine Kollision mit den Schenkeln 5a, 5b vermieden und das Blech keinen unerwünschten Verformungen ausgesetzt.

Die Fig. 3 zeigt einen flexiblen Niederhalter 1 gemäß der vorliegenden Erfindung, der in einer Profilieranlage des Standes der Technik integriert ist. Ein Verfahren zum Profilieren eines Bleches 5 unter Verwendung des flexiblen Niederhalters 1

schliesst die nachfolgend beschriebenen Schritte ein. In der Fig. 3 wird nur ein Walzengerüst dargestellt, aber für den Fachmann ist es ohne weiteres verständlich, dass stromaufwärts und stromabwärts von dem Walzengerüst weitere Walzengerüste vorhanden sind, die Teil einer Profilieranlage sind.

In dem Schritt 1 wird das zu profilierende Blech 5 geklemmt. Dazu pressen die beiden Anordnungen 2, 3 aus einer Ausgangsposition (Ruhelage) heraus an einer definierten Stelle das Profil des Bleches. Diese vorbestimmte Stelle wird im Voraus abhängig von der Art der Verformung und des verwendeten Blechmaterials sowie der Geometrie der Walzanlage bestimmt. Das Blech wird dabei beidseitig von oben und von unten geklemmt. Alternativ dazu kann das Blech umgreifend an einem oder beiden Schenkeln 5a, 5b geklemmt werden. Bei dem Klemmen des Bleches ist darauf zu achten, dass die Presskraft größer als die Verformungskraft der Klemmstelle ist. Ferner müssen sämtliche Freiheitsgrade bis auf den Freiheitsgrad der Profilierrichtung unterbunden werden, so dass keine Relativbewegung zwischen Blech und Niederhalter möglich ist. Dadurch können unerwünschte Verformungen des Bleches ausgeschlossen und eine kontinuierlich definierte und kontrollierte Höhe des Bodens erzielt werden.

In dem Schritt 2 wird das geklemmte Blech 5 während der Profilierung unter linearem Mitfuhren der Anordnungen 2, 3 in Profilrichtung gefuhrt. Dadurch bewegen sich die Anordnungen 2, 3 mit dem zu profilierenden Blech 5 als eine Einheit mit. Die Anordnungen 2, 3 können dabei mit dem Blechvorschub passiv mitgezogen werden. Die Einleitung von zusätzlichen Kräften in das Blech wird vermieden und eine 100%-ige übereinstimmung mit dem Blechvorschub gewährleistet. Alternativ dazu können die Anordnungen 2, 3 in Richtung des Blechvorschubs aktiv über Motoren angetrieben werden. Bei dieser Mitfuhrung der Anordnungen 2, 3 ist jedoch eine Synchronisation mit dem Blechvorschub erforderlich. Hierdurch können ebenfalls unerwünschte Verformungen des Bleches ausgeschlossen und eine kontinuierlich definierte und kontrollierte Höhe

des Bodens erzielt werden.

In diesem Schritt 2 ist es ferner bevorzugt, dass die Anordnungen 2, 3 unter Klemmung des Bleches möglichst nahe an die formenden Rollen 6 herangeführt werden, um einen möglichst langen Führungsweg des Bleches und eine möglichst lange Kontaktzeit mit dem Blech zu haben.

Außerdem ist es in diesem Schritt 2 bei dreidimensionalen Querschnitten, also mit höhenveränderlichem Boden, ferner bevorzugt, dass der Klemmschuh 2b während des Profiliervorgangs in der Breite, Höhe, Form oder Position an das Profil des Bleches 5 angepasst werden kann. Hierdurch wird eine Kollision mit den Schenkeln 5a, 5b vermieden. Die Anordnung 2 kann somit dem Boden des Profils folgen und sich in der Höhe und Neigung anpassen. Dadurch können ebenfalls unerwünschte Verformungen des Bleches ausgeschlossen und eine kontinuierlich definierte und kontrollierte Höhe des Bodens erzielt werden.

In dem Schritt 3 wird die Klemmung der mitgefühlten Anordnungen 2, 3 gelöst, wenn die geklemmte Stelle das nächste Walzengerüst 7 erreicht.

In dem Schritt 4 werden die Anordnungen 2, 3 in die Ausgangsposition (Ruhelage) zurück gebracht. Danach können die Schritte 1-4 erneut durchgeführt werden.

Mit dem vorstehend beschriebenen Niederhalter 1 der vorliegenden Erfindung, der in eine Profilieranlage des Standes der Technik integriert werden kann, sowie dem erfindungsgemäßen Verfahren können Bleche profiliert werden, die die erwähnten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweisen. Diese Bleche können bei gleich bleibender Qualität aufgrund einer kontinuierlich definierten und kontrollierten Höhe des Bodens beispielsweise in der Automobilindustrie hergestellt werden, wobei die Einsatzmöglichkeiten nicht auf dieses Gebiet

beschränkt sind.

Wenn in irgendeinem der Ansprüche erwähnte technische Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen sind, wurden diese Bezugszeichen lediglich eingeschlossen, um die Verständlichkeit der Ansprüche zu erhöhen. Entsprechend haben diese Bezugszeichen keine einschränkende Auswirkung auf den Schutzumfang eines jeden Elements, das exemplarisch durch solche Bezugszeichen bezeichnet wird.

Bezugszeichenliste

1 flexibler Niederhalter

2 obere Anordnung

2a verstellbare obere Klemmbacke

2b anpassbarer Klemmschuh

2c Halterung

2d obere Führung

3 untere Anordnung

3a verstellbare untere Klemmbacke

3c Halterung

3d untere Führung

4 Rahmen

5 zu profilierendes Blech

5a Schenkel

5b Schenkel

6 formende Rollen

7 Walzengerüst