Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Blechtafeln aus strangförmigen Profilen geringer Dicke, welche insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen hergestellt werden, mittels einer Strangpreßanlage.

Allgemein bekannt ist das Herstellen von Blechen durch ein Gießen von flüssiger Legierung zwischen zwei Walzen und anschließenden zahlreichen Walz- und Wärmebehandlungsprozessen. Aufgrund der großen Anzahl von Walzstichen vom Grobzum Feinblech ist dieses Verfahren sehr kostenintensiv. Die Schritte sind notwendig, um aus einem Gußgefüge ein umformbares Knetgefüge zu erzielen. Die hohe Anzahl von Walzstichen ist kostenintensiv.

In der DE 101 50 021 B4 wird ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Profilen oder Blechteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen mittels Druckumformung durch Strangpressen, Walzen, Schmieden oder Gießen offenbart, wobei die flüssige Schmelze in eine Stranggieß- oder Strangpreßeinrichtung zur Herstellung eines Halbzeuges eingebracht wird und unmittelbar danach dieses Halbzeug durch Umformung im Warmzustand in seine endgültige Form gebracht wird, wobei die Temperatur des Werkstoffes nach dem Erstarren aus der Schmelze während der gesamten Fertigung in einem Bereich von 250 ° C bis 530 °C gehalten wird und der Fertigungsprozeß vom Gießen bis zur Abkühlung der Formteile insgesamt in einer inerten Atmosphäre oder im Vakuum durchgeführt wird.

Die Vorrichtung zur Durchführung dieser Verfahrensschritte ist dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung aus einer Verkettung von einem Schmelzofen, einer Stranggieß- oder Strangpreßeinrichtung, mit und ohne Walzgerüst, einer Schneideinrichtung einer oder mehreren Pressen und einer Abkühleinrichtung besteht, die Gesamtheit oder Teile aus den vorgenannten Einrichtungen in einem Schutzgasoder Vakuumraum angeordnet sind.

Weiterhin wird in der DE 103 17 080 B4 ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen aus Magnesium beschrieben, bei dem ein Blechformteil direkt im Anschluß an den Walzprozeß durch Umformen mit mindestens einer Presse in einem Temperaturbereich von >350° C bis 450° C hergestellt werden kann. Die zur Durchführung dieses Verfahrens angegebene Vorrichtung, welche aus einer Verkettung von einem Schmelzofen oder - tiegel, einer Stranggießeinrichtung, einem oder mehreren Walzgerüsten, einer Schneideinrichtung, einer oder mehrer Pressen und einer Abkühleinrichtung besteht und in einem Schutzgas- oder Vakuumraum betrieben wird, ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Schneideinrichtung und der als Umformpresse ausgebildeten Presse eine Stanzeinrichtung vorgesehen ist, mit der in die von der Schneideinrichtung kommenden Platinen form- und querschnittsstabile Stanz- und/oder Formlöcher einbringbar sind.

Mit der DE 102 47 129 A1 wird ein weiteres Verfahren zur Herstellung von Profilen oder Blechformteilen aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen wiedergegeben, bei dem ein Halbzeug in Form eines Bleches durch Umformen, vorzugsweise durch Formpressen, in seine endgültige Form gebracht wird, wobei in einem Verfahrensschritt unmittelbar vor dem Umformvorgang die Oberfläche durch Spanabhebung, vorzugsweise durch Schaben, von Verunreinigungen befreit wird.

Von Nachteil bei diesem Verfahren ist es weiterhin , daß nur Teile mit einer beschränkten Breite hergestellt werden können, denn bei größeren Teilen wird ein erheblicher Mehraufwand für die zu beherrschenden Arbeitsdrücke erforderlich. Das Werkzeug und das Maschinengestell müssen dem beim Fertigen der Halbzeuge bzw. der Teile anliegenden Preßdruck mit einem entsprechenden Gegendruck standhalten und so notwendigerweise wesentlich größer dimensioniert werden.

Die DE 43 33 500 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt gestuften und ein Vollprofil aufweisenden Bleches mit unterschiedlichen Wandstärken, bei dem zunächst ein Halbzeug hergestellt wird, dessen Querschnitt zu dem Querschnitt des Bleches in Dickenrichtung ähnlich ist, und bei welchem aus dem Halbzeug ein Blech gewalzt wird, wobei für die Herstellung des Halbzeuges ein Hohlprofil mit am Umfang verteilten, dem gewünschten Wanddickenverlauf des Halbzeuges entsprechendem Wanddickenverlauf stranggepreßt wird, und dabei das Hohlprofil entlang einer Mantellinie aufgetrennt und zu dem Halbzeug umgeformt wird. Weiterhin werden dabei zwei Komplementär-Profile aufeinandergelegt, wobei zumindest eine der profilierten Berührungsseiten der Komplementär-Profile mit einem Trennmittel versehen wird, und die beiden Komplementär-Profile gleichzeitig mit zylindrischen, das heißt ungestuften Walzen ausgewalzt werden. Vor dem Walzen werden die beiden Komplementär-Profile an zwei gegenüberliegenden Mantellinien getrennt.

Mit diesem Verfahren werden jeweils zwei Teile hergestellt. Der Fertigungsablauf ist diskontinuierlich und es können nur relativ schmale Teile hergestellt werden. Ein Nachteil ist weiterhin, daß auf Grund der Fertigung des mit zwei unterschiedlichen Wandstärken ausgeführten Halbzeuges sowie einer gestufte Walzenanordnung der Fertigungsprozeß relativ aufwendig ist.

Aus der DE 10 2008 048 496 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Blechformteilen und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens bekannt. Das Verfahren umfaßt die Schritte - Strangpressen oder Stranggießen eines rohrförmigen Körpers, - Aufschneiden des rohförmigen Körpers in seiner Längsrichtung, - Aufweiten des rohrförmigen Körpers zu einem flächigen Körper, -Ausfertigen des flächigen Körpers zum zeichnungsgerechten Bauteil mittels an sich bekannter Fertigungstechnologien. Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Verkettung von einer Schmelzeinheit, einer Stranggieß- oder Strangpreßeinheit, einer Längsschneideinrichtung, einem Walzgerüst, einer oder mehreren Umformeinheiten.

Aus der DE 10 2007 002 322 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Blechen oder Blechteilen aus Leichtmetall, vorzugsweise Magnesium, bekannt, wobei in einem oder mehreren vorgehenden Verfahrensschritten ein Strangpreßprofil in einer offenen Struktur bzw. einer geschlossenen Struktur mit anschließendem Aufschlitzen zu einer offenen Struktur hergestellt wird und dieses anschließend in einem oder mehreren Schritten einem Richtwalzen und Richtbiegen über mehrere Walz- und Biegestufen unterworfen wird.

Die GB 2469 549 A, auf welcher der Oberbegriff der unabhängigen Ansprüche 1 und 5 basiert, beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer Stützstruktur, vorzugsweise einer Stützstruktur für einen Fahrzeugssitz mit mindestens einer Sitzschale für das Sitzteil oder / und die Rückenlehne des Fahrzeugsitzes, mit den Verfahrensschritten Erzeugen eines metallischen Halbzeuges und Umformen desselben zu einem im Wesentlichen ebenen Blech, Abtrennen eines Blechteils von dem Blech und Verformen des Blechteils, wobei das Erzeugen des metallischen Halbzeugs durch Strangpressen erfolgt.

Die US 2,681,734 A beschreibt eine Vorrichtung zum Extrudieren von breiten Blechen, umfassend ein Matrizenelement mit einem Basisabschnitt in Form eines länglichen U-förmigen Schlitzes zur Herstellung eines Profils in U-Form, das anschließend abgeflacht wird.

Die US 1, 133,903 A beschreibt die Umwandlung von Metallrohren in flache Streifen durch Auftrennen der Rohre in Längsrichtung und Aufweiten mittels einer Doppelflugschar und anschließendes Walzen.

Die US 3,002,255 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von kontinuierlichen Metallbändern und dergleichen. Die Herstellung erfolgt durch ein aufeinanderfolgendes Extrudieren einer Mehrzahl von Blöcken in einer anderen als flachen Form, schrittweise Abflachung im Anschluss an die Extrusion und Halten der Form unter Spannung während des Einebnungsschrittes und Aufwickeln der zuvor abgeflachten Streifen während jedes Extrusionsschrittes.

Die GB 556 061 A beschreibt eine Verbesserung bei der Herstellung von Eisen- und Stahlblechen aus Rohren, die kontinuierlich durch Gießen hergestellt werden. Nach Verlassen der Matrize der Strangpresse werden diese längs aufgeschnitten und mittels Formwalzen aufgeweitet und geglättet.

Die US 5,829,298 A beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung von Metallbändern, wobei ein Werkstück einem Stempel zur Bildung eines Rohres mit kreisförmigem Querschnitt und einen darin ausgebildeten Schlitz zugeführt wird und das Rohr durch Nachaußenbiegen in gegenüberliegende Richtungen im Schlitzbereich geöffnet und abgeflacht wird.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, daß ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Blechtafeln aus strangförmigen Profilen geringer Dicke, insbesondere aus Magnesium oder Magnesiumlegierungen, anzugeben, wobei die aus einem Strangpreßwerkzeug austretenden offenen oder geschlossenen Strangpreßprofile zu einer Blechtafel umgeformt werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die angegebene Ausführung der im Anspruch 1 genannten Arbeitsschritte und die im Anspruch 5 genannten kennzeichnenden Merkmale gelöst. Das aus dem Strangpreßwerkzeug einer Strangpresse austretende offene oder geschlossene Strangpreßprofil wird zu einem ebenen Blech verformt und anschließend einer definierten Verformung durch Recken unterworfen.

In einem ersten Schritt wird das aus der Matrize austretende Strangpreßprofil entsprechend der Länge der herzustellenden Blechtafel abgetrennt und in einem zweiten Schritt das offene oder geschlossene Strangpreßprofil zu einem u-förmigen Profil aufgebogen, wobei das geschlossene Profil vorher entlang seiner Mantellinie aufgetrennt wird. In dem sich anschließenden dritten Schritt wird das u-förmige Profil in eine Aufrolleinheit verbracht und mittels Greifelementen an den Längsseiten des u-förmigen Profils erfaßt, um in einem vierten Schritt mittels der nach außen fahrenden Greifelemente das u-förmige Profil zu einer Blechtafel zu verformen. Anschließend werden in einem fünften Schritt die Blechtafeln in einem definierten Reckprozeß geglättet.

Die Verformung des u-förmigen Profils zu einer Blechtafel kann durch ein Rollenpaar, das in das u-förmige Profil eingefahren wird und durch Bewegen der einzelnen Rollen jeweils in Richtung der längsseitigen Randbereiche, unterstützt werden.

Die Verformung zur Blechtafel erfolgt vorzugsweise in einem Temperaturbereich oberhalb 200°C und in einer vorzugsweise inerten Atmosphäre.

Die Anlage besteht aus einer Strangpresse mit einer das Strangpreßprofil erzeugender Matrize und einer sich an die Matrize anschließende Verformungseinheit, wobei die Verformungseinheit aus einer Trenneinheit, einer Aufbiegeeinheit und einer Aufrolleinheit gebildet wird. Die Aufrolleinheit kann entweder aus zwei beweglichen Greifelementen oder aus einem feststehenden und einem beweglichen Greifelement bestehen. Alternativ dazu kann die Aufrolleinheit aus zwei beweglichen in das u-förmige Profil einfahrbare Rollen besteht, wobei die einzelnen Rollen in Richtung der Randbereichen voneinander wegbewegbar sind.

Eine weitere Möglichkeit der Ausbildung der Aufrolleinheit besteht darin, daß die aus einer Kombination aus Greifelementen und aus zwei beweglichen in das u-förmige Profil einfahrbare Rollen gebildet wird. Zum Schutz der Oberfläche der herzustellenden Blechtafel können die Rollen mit einer hitzebeständigen elastischen Oberflächenbeschichtung versehen werden. Die Rollen, die hierbei zum Einsatz kommen, sind so ausgebildet, daß sie keine Oberflächenbeschädigungen verursachen.

Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind aus den übrigen Unteransprüchen und aus dem nachfolgend prinzipmäßig beschriebenen Ausführungsbeispiel ersichtlich.

Anhand eines Ausführungsbeispiels soll die Erfindung näher beschrieben werden. Es zeigen

Fig. 1

- prinzigmäßiger Aufbau der Anlage

Fig. 2

- ein Werkzeugkonzept

Fig. 3 a - b

- Varianten der profilierten Enden

Fig. 4

- Aufweiten über Rollen

Fig. 5 a - g

- Werkzeugkonzept für offene Profile

Die Figur 1 zeigt den prinzipmäßigen Aufbau der Anlage zur Durchführung des Verfahrens zur Herstellung von Blechtafeln aus Strangpreßprofilen. Die Anlage besteht im wesentlichen aus einer Strangpresse 1 zur Herstellung eines Strangpressprofils und einer Umformeinrichtung 5. Diese besteht aus einer Trenneinheit 2, einer Aufbiegeeinheit 3 und einer Aufrolleinheit 4.

Mittels der Strangpresse 1 wird ein Pressbolzen aus einer Magnesiumlegierung zu einem Strangpressprofil, beispielsweise zu einem rohrförmigen Profil geformt. Die Strangpresse 1 wird gestoppt, wenn das rohrförmige Profil die Länge erreicht hat, die der entsprechend der vorgegebenen Länge der Blechtafel entspricht. Mittels der Trenneinheit 2 wird das rohrförmige Profil abgelängt.

Die Trenneinrichtung 2 kann beispielsweise aus einer umlaufenden Strahldüse, einem Laser, aus Schneidrollen oder einer mitlaufenden Säge bestehen. Sofern die Trennung des rohrförmigen Profils spanend erfolgt, ist eine Absaugvorrichtung
vorgesehen, um eine Brandgefahr durch Magnesiumspäne oder Magnesiumstäube zu minimieren. Es besteht auch die Möglichkeit, an der Trennstelle eine Kerbe mit einer Tiefen von 25 bis 85% der Wandungsdicke einzubringen und den Abschnitt des rohrförmigen Profils abzureißen.

Anschließend wird der abgetrennte Abschnitt des rohrförmigen Profils der Aufbiegeeinheit 3 übergeben. Hier wird der Abschnitt des rohrförmigen Profils entlang einer Mantelfläche aufgetrennt und mittels eines Schlitzkeils und wahlweise einigen Rollen zu einem u-förmigen Profil aufgebogen. Dabei finden Berührungen des Rohres nur an Bereichen der Schnittflächen statt, die später im Abfallbereich des Bleches liegen. Das Auftrennen kann beispielsweise durch eine längsverfahrbare Saugstrahldüse, einer Laserschneideinrichtung oder ähnliches erfolgen.

Nach dem Auftrennen und dem Aufbiegen zu einem u-förmigen Profil wird dieses der Aufrolleinheit 4 übergeben. Diese besteht aus einer ebenen Grundfläche und zwei beweglichen Greifelementen, wobei die Greifelemente die Längsseiten des u-förmigen Profils erfassen und das u-förmige Profil zu einer ebenen Blechtafel aufrollen.

Die Figur 2 zeigt ein Werkzeugkonzept für ein Brückenwerkzeug zum Strangpressen von offenen rohrförmigen Profilen 8. Das Brückenwerkzeug besteht im wesentlichen aus der Matrize 6 und dem Dornteil 7, zwischen denen ein Spalt gebildet wird, der die Wanddicke des Profils 8 bestimmt. Am unteren offenen Ende des Profils 8 sind profilierte Enden 9 vorgesehen.

Die Figur 3 a und 3 b zeigen Varianten für die profilierten Enden 9. Diese können abgewinkelt oder als Verdickungen ausgebildet sein.

Nachdem das offene rohrförmige Profil 8 die Strangpresse verlassen hat, wird es aufgeweitet. In einem ersten Schritt wird das Profil 8 mittels einer Trenneinrichtung auf eine entsprechende Länge geschnitten. Das Aufweiten kann einerseits über Formrollen 10 erfolgen. Diese bilden, wie in Figur 4 dargestellt, eine Art Schienenführung und weiten das rohrförmige Profil 8 zu einem u-förmigen Profil 8 auf.

Andererseits kann das abgetrennte offene rohrförmige Profil 8 mit seiner Längsöffnung auf zwei verfahrbare Winkelleisten 11 geschoben werden bzw. das offene rohrförmige Profil kann gleich nach dem Verlassen der Pressmatrize auf die verfahrbaren Winkelleisten 11 geschoben werden (Figur 5 a). Durch Auseinanderfahren der Winkelleisten 11 wird das offene rohrförmige Profil 8 u-förmig aufgebogen (Figur 5 b).

Das u-förmig aufgebogene Profil 8 wird dann einer Aufrolleinheit 4 übergeben. Hier wird das Profil 8 an seinen Längsseiten mittels der Spannzangen 12 erfasst (Fig. 5c, Fig. 5 d) und zu einem ebenen Blech 13 aufgerollt (Fig. 5 e). Durch die profilierten Enden 9 kann ein sicheres Greifen und Halten des Profils 8 gewährleistet werden.

Die Spannzangen 12 sind schwimmend ausgelegt und ein- oder beidseitig mit Hydraulikzylinder verbunden, wodurch eine Anpassung an die profilierten Enden 9 der Längskanten des Profils 8 erreicht wird. Eine leichte konkave oder konvexe Durchbiegung an den profilierten Enden 9 an den Längskanten kann dadurch kompensiert werden.

Nach dem hydraulischen Spannvorgang wird das aufgerollte Profil 8 linear über die Hydraulikzylinder gereckt. Die überpolierende Rotationsbewegung der Spannzangen 12 wird über die schwenkbaren Hydraulikzylinder ausgeführt. Somit ist das gereckte Material frei von störenden Knickkräften (Fig. 5 f).

In der Endreckung werden die schwimmenden Spannzangen 12 gegen Festanschläge ausgerichtet, wodurch eine gleichbleibende Reckung über die gesamte Blechbreite gewährleistet wird. Um die Wärmeableitung über die Spannzangen 12 zu minimieren, sind diese mit einer keramischen Beschichtung versehen.

Nach dem Reckvorgang werden die Spannzangen 12 geöffnet und das gereckte Blech 13 in Längsrichtung mittels eines Pneumatikzylinders ausgeschoben. Das gereckte Blech 13 kann nun einerseits im Anschluß einer umformtechnischen Bearbeitung, beispielsweise durch Pressen, Stanzen oder dergleichen, übergeben werden. Andererseits ist es auch möglich die gereckten Bleche 13 zu beschneiden - Entfernen der profilierten Enden - und die Bleche 13 zu stapeln.

Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens und der Anlage besteht darin, dass mittels der Greifelemente ein Recken der Blechtafel in Querrichtung durchgeführt werden kann. Dabei kann das Recken in Querrichtung in einem Bereich von 1 bis 10% erfolgen. Durch das Recken der Blechtafel kann zum einen die Ebenheit entscheidend verbessert werden und zum anderen eine Dickenkonfiguration der Blechtafel erreicht werden. Ebenso ist
entscheidend, dass dabei keine Oberflächenfehler verursachenden Kontaktstellen an den späteren Sichtflächen vorhanden sind.