Verfahren zum Herstellen rollgeformter Hohlprofile aus Blech

Abstract

 Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen rollgeformter, sehr präziser Hohlprofile aus Blech, die extrem hohe Anforderungen an Maß- und Formgenauigkeit erfüllen sollen. Das Verfahren erfolgt derart, daß zuerst ein Blechstreifen beliebiger Länge zugeführt wird, der anschließend in einem Rollformvorgang zu einem Vorformhohlprofil geformt wird. Dabei sind die Ränder des Blechstreifens in späteren Kantenbereich des Profils angeordnet, wobei die Stirnseiten der Blechränder im wesentlichen aufeinander zugerichtet sind. Das Vorformhohlprofil wird dann an den Rändern des Bleches verschweißt. Eine anschließende Nachbearbeitung zur Beseitigung von Oberflächenerhöhungen der Schweißnaht kann somit auf einfache Weise erfolgen, ohne angrenzende Oberflächenbereiche des Vorformhohlprofils in Mitleidenschaft zu ziehen. Abschließend erfolgt eine Endformung des Hohlprofils, so daß die verschweißten Ränder im wesentlichen unmittelbar in einer Kante des Hohlprofils angeordnet sind.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen rollgeformter Hohlprofile aus Blech.

[0002] Üblicherweise werden derartige Hohlprofile, wie z.B. in der DE-OS 3513382 beschrieben, aus einem Blechstreifen ausgeformt, der in einem kontinuierlichen Verfahrensvorgang in die entsprechende Kastenprofilform gebracht wird. Die Längsränder des Blechstreifens werden dann zur Erstellung eines geschlossenen Profils miteinander verschweißt. Im Stand der Technik ist es bekannt, die Ränder stirnseitig an einem geraden Abschnitt des Hohlprofils miteinander zu verschweißen oder parallel aufeinanderliegende Randabschnitte gleichlang enden zu lassen und die im wesentlichen in einer Ebene seitlich nebeneinanderliegenden Stirnseiten durch eine aufgesetzte Schweißnaht miteinander zu verbinden. Um Hohlprofile mit sehr großer Genauigkeit herstellen zu können, mußte bislang entweder immer darauf geachtet werden, daß die Schweißnaht an einer für die Funktion des Profilkörpers belanglosen Stelle angebracht war oder eine Nachbearbeitung der Schweißnaht zur Beseitigung von Oberflächenüberhöhungen erfolgen mußte. Beide oben beschriebenen Verschweißungsarten machen jedoch eine Nachbearbeitung äußerst schwierig, da zum einen flache Oberflächenbereiche der angrenzenden Profilabschnitte entweder beim Beseitigungsvorgang der Oberflächenerhöhungen mit bearbeitet wurden und zum anderen gesondert ausgeformte Werkzeuge zur Nachbearbeitung von einer auf den Stirnseiten aufsitzenden Schweißnaht erforderlich sind. Wenn man eine unbeabsichtigte Bearbeitung angrenzender Profilbereiche vermeiden will, muß man eine Restoberflächenüberhöhung der Schweißnaht zulassen.

[0003] Der vorliegenden Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von rollgeformten Hohlprofilen aus Blech bereitzustellen, das ermöglicht, auf einfache Weise präzise rollgeformte Hohlprofile mit einer Schweißnaht herzustellen.

[0004] Erfindungsgemäß umfaßt das Verfahren zum Herstellen rollgeformter Hohlprofile aus Blech die folgenden Verfahrensschritte:

a) Zuführen eines Blechstreifens

b) Rollformen des Blechstreifens eines Vorformhohlprofils derart, daß die Ränder des Blechstreifens in einem späteren Kantenbereich des Profils angeordnet sind, wobei die Stirnseiten der Blechränder im wesentlichen aufeinander zugerichtet sind

c) Verschweißen der Ränder des Bleches

d) Nacharbeiten der Schweißnaht zum Beseitigen von Oberflächenerhöhungen

e) Entformen des Hohlprofils, so daß die verschweißten Ränder im wesentlichen unmittelbar in einer Kante des Hohlprofils angeordnet sind.

[0005] Durch die vorliegende Erfindung ist es nunmehr möglich, die Schweißnaht vor der eigentlichen Endformung des Hohlprofiles zu bearbeiten. Da die Schweißnaht nach der Vorformung in einem späteren Kantenbereich des Profils angeordnet ist, sind die angrenzenden Randbereiche des Blechstreifens in bezug auf die durch die Schweißnaht entstandene Oberflächenerhöhung je nach Abhängigkeit der in einem nachfolgenden Schritt endzuformenden Kante nach unten gekrümmt, so daß ohne eine ungewollte Bearbeitung der angrenzenden Oberflächenbereiche die Oberflächenerhöhung der Schweißnaht an dieser Stelle entfernt werden kann. Durch das nachfolgende Endformen kann dann selbst die Kante des Hohlprofils in eine sehr präzise Form gebracht werden.

[0006] Vorteilhafterweise erfolgt die Verschweißung durch einen Hochfrequenzschweißvorgang, so daß die durch den Schweißvorgang entstehenden Oberflächenerhöhungen lediglich relativ gering ausfallen, die Schweißverbindung jedoch eine relativ hohe Festigkeit aufweist.

[0007] Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß die verschweißte Kante beim Endformen als ca. 90°-Kante ausgeformt werden kann. Ein Ausformen der verschweißten Kante beim Endformen als ca. 180°-Umbug ist ebenfalls als weitere Variante ausführbar.

[0008] Als bevorzugter Verfahrensvorgang zur Beseitigung der Oberflächenerhöhungen vom Schweißvorgang wird Hobeln eingesetzt. Durch eine geometrisch einfach ausgeformte Schneide des Hobelmeisels läßt sich sehr präzise die Oberflächenerhöhung beseitigen.

[0009] Die Herstellung von im Prinzip endlosen Hohlprofilen läßt sich durch die Verwendung von Blechbandware in beliebigen Längen ermöglichen.

[0010] Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert.

[0011] Es zeigt:

Fig. 1

eine schematische Darstellung einer ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,

Fig. 2

einen Querschnitt durch das mittels des Verfahrens gemäß Fig. 1 hergestellten Hohlprofils,

Fig. 3

eine schematische Darstellung einer zweiten Verfahrensvariante gemäß der vorliegenden Erfindung und

Fig. 4

einen Querschnitt durch das mittels des Verfahrens gemäß der Fig. 3 hergestellte Hohlprofil.

[0012] Die in Fig. 1 dargestellte erste Verfahrensvariante gemäß der vorliegenden Erfindung umfaßt im wesentlichen fünf Hauptschritte a bis e. Durch diese Verfahrensvariante soll das in Fig. 2 dargestellte, sehr präzise und formgenaue Vierkanthohlprofil 1 mit gleichen Seitenlängen hergestellt werden. Vorab sei betont, daß die Verwendung des Hohlprofils 1 es erforderlich macht, daß sowohl die Maß- als auch die Formgenauigkeit der Außenkontur des Hohlprofils von entscheidender Bedeutung sind.

[0013] Im Verfahrensschritt a) wird ein Blechstreifen 2, der eine vorbestimmte Breite und entsprechend zugeschnitte Länge aufweist. Der Blechstreifen 2 kann aber auch als Rollbandware dem Verarbeitungsprozeß zur Herstellung von Hohlprofilen beliebiger Länger zugeführt werden. Der Blechstreifen 2 weist eine Oberseite 3, eine Unterseite 4 und entsprechend jeweils eine Stirnseite 5, 6 aufweisende Randbereiche 7,8 auf.

[0014] Im zweiten Verfahrensschritt b) wird ein Vorformhohlprofil durch einen Rollformvorgang hergestellt. Hierzu wird der Blechstreifen 2 in bekannter Weise durch nacheinander nachfolgende Rollformelemente 9 geführt, die ihn nach und nach in seine Vorform biegen. Die Rollformkörper 9 sind dabei hauptsächlich mit der Unterseite 4 des Blechstreifens 2 in Kontakt. Der Vorformvorgang erfolgt derart, daß die Randbereiche 8,7 in einem späteren Kantenbereich 10 des Profils derart liegen, daß die Stirnseiten 5,6 im wesenltichen genau aufeinander zugerichtet sind. Dies ist jedoch nur dann der Fall, wenn der spätere Kantenbereich 10 an der Stoßstelle noch nicht seine endgültige Form erlangt hat. Die Randbereiche 7,8 des Blechstreifens 2 werden demnach in einem relativ stumpfen Winkel, der kleiner ist als 180° oder in einer leicht gekrümmten Form aufeinander zugeformt.

[0015] Im Verfahrensschritt c) werden dann die Endbereiche 7,8 des Blechstreifens 2 durch einen elektrischen Hochfrequenzschweißvorgang unter Verwendung von mindestens einer Bandkantenführungsrolle 11 miteinander verschweißt. Durch einen Hochfrequenzschweißvorgang entsteht nur eine relativ geringe Oberflächenerhöhung der Schweißnaht, die jedoch bei sehr präzisen Hohlprofilen 1 durchaus einen Störfaktor darstellt.

[0016] Deshalb wird im Verfahrensschritt d) die Oberflächenerhöhung an der Außenseite des Hohlprofils 1 durch einen Hobelvorgang mittels eines Hobelmeisels 12 entfernt. Durch die leicht nach unten gewinkelte Form der beiden Endbereiche 7,8 kann durchaus ein Hobelmeisel 12 mit gerader oder leicht der Außenkontur des entsprechend zu bearbeitenden Bereiches mit etwas größerer Krümmung angepaßte Hobelmeiselschneide verwendet werden. Es ist aus der Zeichnung leicht zu ersehen, daß der Abtrag der Oberflächenerhöhung bei einem solchen Verfahren lediglich im Bereich der Schweißnaht und nicht an den angrenzenden Oberflächenbereichen erfolgt.

[0017] In einem abschließenden Endformvorgang e) wird wieder mittels Rollkörper 9 oder anderer Formwerkzeuge die Kante, in der die Schweißnaht 13 liegt, endgeformt, so daß auch diese Kante mit einer sehr hohen Maß- und Formhaltegenauigkeit hergestellt ist.

[0018] Ein Hochfrequenzschweißvorgang läßt die Herstellung derartig präziser und fester Schweißnähte zu, daß die Verlagerung der Schweißnaht 13 in einen Kantenbereich des Profils keine nennenswerte Festigkeitseinbußen des Hohlprofils 1 mit sich bringt. Das geht sogar soweit, daß extreme Kantenumbiegungen, wie sie z.B. anhand der in Fig. 3 dargestellten zweiten Verfahrensvariante herstellbar sind.

[0019] Sofern bei der zweiten Verfahrensvariante gemäß der Fig. 3 und dem damit herzustellenden Hohlprofil gemäß Fig. 4 gleiche und ähnliche Bauteile und Verfahrensbestandteile verwendet werden, werden die gleichen Bezugsziffern wie bei der ersten Verfahrensvariante verwendet. Zur Vermeidung von Wiederholung werden gleiche und äquivalente Verfahrensschritte weitgehendst nicht noch einmal erläutert und es wird im folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen.

[0020] Das in Fig. 4 dargestellte Hohlprofil 1 ist im wesentlichen eine im Querschnitt rechteckige Kastenform, die in der Mitte ihrer oberen langen Seite einen sich über die gesamte Länge des Profils erstreckenden Steg 14 aufweist. Der Steg besteht aus zwei nebeneinanderliegenden Blechstreifenabschnitten und wird wie im folgenden noch erläutert wird, durch einen 180°-Umbug hergestellt.

[0021] Die Verfahrensschritte a) und b) beziehen sich wieder auf das Zuführen eines Blechstreifens und das Rollformen eines Vorformhohlprofils. Bei dieser Verfahrensvariante ist darauf zu achten, daß die Randbereiche 7,8 des Blechstreifens am freien Endbereich des Steges 14 liegen sollen. Die Endbereiche 7,8 sind hierzu entsprechend wieder aufeinander zugebogen, so daß die Stirnseiten 5,6 einandergegenüberliegen und aufeinander zugerichtet sind. Der Steg 14 erhält somit noch nicht seine endgültige flache Form und seine endgültige Höhe.

[0022] Anschließend erfolgt im Verfahrensschritt c) die Verschweißung der Randbereiche 7,8 und im Verfahrensschritt d) die Beseitigung der Oberflächenerhöhung der Schweißnaht 13. Auch hier sind die Randbereiche 7,8 wieder so aufeinander zugeformt, daß die Oberflächenerhöhung der Schweißnaht 13 in diesem Bereich an höchster Stelle liegt, so daß das Werkzeug 12 auf einfache Weise die Oberflächenerhöhungen abtragen kann, ohne angrenzende Oberflächenbereiche mit zubearbeiten.

[0023] Im abschließenden Verfahrensschritt e) wird der Steg 14 in seine endgültige Form gebracht, so daß die Schweißnaht 13 wieder in einer Kante, nämlich dem 180°-Umbug am freien Ende des Steges 14 liegt.

[0024] Auch das nach der Verfahrensvariante 2 hergestellte Hohlprofil 1 zeichnet sich durch sehr große Festigkeit bei sehr präziser Maß- und Formhaltegenauigkeit aus.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen rollgeformter Hohlprofile (1) aus Blech, gekennzeichnet durch die folgenden Verfahrensschritte:

a) Zuführen eines Blechstreifens (2)

b) Rollformen des Blechstreifens (2) zu einem Vorformhohlprofil derart, daß die Ränder (7,8) des Blechstreifens (2) in einem späteren Kantenbereich des Profils (1) angeordnet sind, wobei die Stirnseiten (5,6) der Blechränder (7,8) im wesentlichen aufeinander zugerichtet sind

c) Verschweißen der Ränder (7,8) des Bleches (2)

d) Nacharbeiten der Schweißnaht (13) zum Beseitigen von Oberflächenerhöhung

e) Endformen des Hohlprofils (1), so daß die verschweißten Ränder (7,8) im wesentlichen unmittelbar in einer Kante (10) des Hohlprofils (1) angeordnet sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen durch einen Hochfrequenzschweißvorgang erfolgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschweißte Kante (10) beim Endformen als ca. 90°-Kante (10) ausgeformt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die verschweißte Kante (10) beim Endformen als ca. 180°-Umbug ausgeformt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenerhöhungen vom Schweißvorgang durch Hobeln entfernt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Hohlprofil (1) kontinuierlich aus Blechbandware in beliebigen Längen herstellbar ist.

Zeichnung