DE19743436A1 - Verfahren zum Verformen eines Bauteils aus Blech und Vorrichtung hierzu - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verformen eines Bauteils aus Blech und einer Vorrichtung hierzu mit zwei übereinander vorgesehenen und zusammenfahrbar angeordneten, schalenförmig ausgebildeten Formwerkzeugen, zwischen denen das Blech zu einem im wesentlichen rohrförmigen Bauteil verformt wird.

Es ist eine Vielzahl ähnlicher Verformungseinrichtungen bekannt, die jedoch alle den Nachteil aufweisen, daß im selben Arbeitsschritt ein eventuell gewünschtes Verbinden der beiden Längskanten des Bleches wegen unzureichender Festlegung des Treffpunktes nicht möglich ist.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens vorzuschlagen, welche die genannten Nachteile nicht aufweisen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das vorgeformte Blech zwischen die beiden Formwerkzeuge eingespannt wird und seine beiden zueinander gebogenen Enden gegen ein Fixierwerkzeug gefahren werden, welches in einem Spalt des oberen Formwerkzeuges angeordnet ist.

Hierdurch wird die Lage der Längskanten des zu formenden Werkstücks fixiert.

Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn beide Enden des Blechs beim Endverformen gegen einen Anschlag gefahren werden, der innerhalb des Fixierwerkzeuges angeordnet ist.

Dadurch wird ein versehentliches Verrutschen des Werkstücks beim Verformen des Werkstücks wirksam verhindert.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist es auch vorteilhaft, wenn nach dem Anfahren des einen Blech-Endes an den Anschlag und der Fixierung dieses Endes der Anschlag zurückgezogen wird und das andere Ende des Blechs gegen das erste Ende gefahren wird, was durch Zusammenfahren der beiden Formwerkzeuge erfolgt.

Damit wird die Bildung einer Längsnaht mit den Blechen Stoß auf Stoß möglich; d. h. beide Blech-Enden berühren sich unmittelbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt darin, daß nach dem endgültigen Verformen des Blechs das Fixierwerkzeug aus dem oberen Formwerkzeug entfernt wird.

Hierdurch wird Platz geschaffen für einen anschließenden verschweißenden Arbeitsschritt.

Es hat sich auch als vorteilhaft herausgestellt, wenn nach dem Freigeben des das Fixierwerkzeug aufnehmenden Spaltes im oberen Formwerkzeug eine Laserschweißeinrichtung die beiden Enden des Blechs zusammenschweißt.

Hiermit werden die beiden Enden des Bleches dauerhaft zu einer Längsnaht miteinander verbunden.

Vorteilhaft ist es auch, wenn die Laserschweißeinrichtung zwei parallel zueinander angeordneten Verformvorrichtungen zugeordnet ist.

Dadurch werden Stillstandzeiten der Laserschweißeinrichtung minimiert und der Durchsatz der Schweißeinrichtung erhöht.

Für die Vorrichtung zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens, bei dem zum Verformen eines Bauteils aus Blech die Vorrichtung mit zwei übereinander angeordneten, schalenförmig ausgebildeten Formwerkzeugen versehen ist, zwischen denen das Blech zu einem im wesentlichen rohrförmigen Bauteil verformt wird, ist es vorteilhaft, wenn im oberen der beiden Formwerkzeuge ein Spalt vorgesehen ist, in welchen ein Fixierwerkzeug einzugreifen vermag, welches mit einem Anschlag für das Bauteil versehen ist.

Hierdurch wird das Werkstück in eine vorbestimmte Position gebracht und dort fixiert.

Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn das Bauteil während seiner Umformung mit einem Spalt versehen ist, in welchen das Fixierwerkzeug eingreift und wobei das Fixierwerkzeug mit einer Anlauffläche für das Bauteil versehen ist, welche mittig zum Spalt des oberen Formwerkzeuges ausgerichtet ist.

Hiermit wird sichergestellt, daß sich die beiden Enden des Bleches genau im Bereich des vorgesehenen Spalts treffen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt darin, daß das Fixierwerkzeug eine Breite aufweist, welche der Breite des Spaltes im oberen Formwerkzeug entspricht, und daß das Fixierwerkzeug messerförmige, nach unten ausfahrbare Einsätze aufweist, deren eine Seitenfläche mittig zum Spalt angeordnet ist.

Damit wird der Spalt zwischen den Enden des Werkstücks während des Verformungsvorganges verringert und ein genau mittiges Zusammentreffen der Werkstückenden sichergestellt.

Es hat sich auch als vorteilhaft herausgestellt, daß ein Anpresswerkzeug zum Festlegen des an das Fixierwerkzeug angelegten Bauteilabschnittes vorgesehen ist.

Hierdurch wird ein Verrutschen des Bauteilabschnitts wirkungsvoll verhindert.

Vorteilhaft ist es auch, wenn oberhalb des im oberen Formwerkzeug angeordneten Spaltes eine Laserschweißeinrichtung vorgesehen ist, die entlang des Spaltes verfahrbar ist.

Hiermit werden die beiden Enden des Werkstücks zu einer Längsnaht verschweißt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung ist es außerdem vorteilhaft, wenn neben den Formwerkzeugen eine Rolleinrichtung vorgesehen ist, die aus einem angetriebenen Formdorn und zwei gegen diesen anstellbaren Biegerollen besteht, zwischen denen und dem Formdorn das Bauteil gewickelt werden kann.

Dadurch wird das Werkstück bereits in eine der Endform angenäherte Form gebracht.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung liegt auch darin, daß ein längs und quer verfahrbarer Transporteur vorgesehen ist, der an seiner Stirnseite offen und zangenartig ausgebildet ist.

Mit diesem Transporteur wird das Werkstück von einer Bearbeitungsstationen zur nächsten übergeben.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der Transporteur einen unteren festen Backen und einen oberen Klemmbacken aufweist.

Hierdurch kann eine besonders formschlüssige und somit schonende Aufnahme des Werkstücks durch den Transporteur erfolgen.

Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, daß die Klemmlinien der beiden Backen derart ausgestaltet sind, daß unterschiedliche Rohrdurchmesser gegriffen werden können.

Damit ist der Transporteur selbst bei unterschiedlichen Werkstückdurchmessern und Formwerkzeugen universell einsetzbar.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch darin, daß in Transportrichtung vor der Rolleinrichtung eine Abkanteinrichtung vorgesehen ist, welche mit einem unteren Ambos und wenigstens einem oberen Stempel ausgestattet ist, zwischen welchen die vordere und/oder hintere Kante des das Bauteil bildenden Blechabschnittes nach unten abgebogen werden kann.

Durch das Abkanten einer oder beider Kanten wird verhindert, daß diese Kante beim Umformen am Formwerkzeug kratzt.

Es hat sich auch als vorteilhaft erwiesen, wenn zwei getrennte Stempel für das Abbiegen der beiden Kanten vorgesehen sind.

Hierdurch wird der Durchsatz der Abkanteinrichtung verdoppelt.

Vorteilhaft ist es auch, wenn der in Transportrichtung des Bleches gesehen vordere Stempel als Abscher- und Biegestempel ausgebildet ist.

Dadurch wird der Durchsatz der Vorrichtung nochmals gesteigert.

Erfindungsgemäß ist es auch besonders vorteilhaft, wenn eine Ausrichteinrichtung für das Blech vorgesehen ist, die mehrere untere und obere, gegeneinander verstellbare Rollen enthält.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung liegt auch darin, daß die Rollen der oberen Seite und der unteren Seite angetrieben sind.

Hierdurch werden Verspannungen und Abrieb am Blech verhindert; der Ausrichtvorgang wird gleichmäßiger ausgeführt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung hat es sich als vorteilhaft erwiesen, daß eine Stanze vorgesehen ist, die im Bereich des noch ebenen Blechs angeordnet ist und dieses mit Lochmustern versehen kann.

Dadurch wird verhindert, daß die Lochmuster am bereits rohrförmigen Werkstück angebracht werden müßten, wodurch eine Beeinträchtigung der Formgebung des Werkstücks zu befürchten wäre.

Die Erfindung ist anhand eines Ausführungsbeispiels veranschaulicht. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zum Verformen von Blech,

Fig. 2 eine vergrößerte schematische Ansicht einer Richteinrichtung zum Geraderichten von Blech und

Fig. 3 eine Vergrößerung der in Fig. 1 dargestellten Abkant- und Rolleinrichtung.

Mit 1 ist in Fig. 1 eine Vorrichtung zum Verformen von Blech bezeichnet. Diese Vorrichtung 1 besteht im wesentlichen aus einer Verformeinrichtung 2, einer Abkant- und Stanzeinrichtung 3, einer Roll-Einrichtung 4 und einer Richtgruppe 5.

Die Verformeinrichtung 2 ist aus zwei Formpressen 6 und 7 einer Fixiereinrichtung 8 und zwei Laserschweißeinrichtungen 9 und 10 aufgebaut.

Zum Geraderichten des von einer nicht dargestellten Vorratsrolle kommenden Blechstreifens 11 ist die Richtgruppe 5 vorgesehen, die zwei Reihen Rollen 30 und 31 aufweist, die alle angetrieben sind und im Abstand der Reihen zueinander eingestellt werden können.

An diese Richtgruppe kann dann einen nicht dargestellte Stanze folgen, in welcher der Blechstreifen mit einem Lochmuster versehen werden kann.

In der Abkant- und Stanzeinrichtung 3 wird der Blechstreifen abgelängt und gleichzeitig werden seine beiden Kanten nach unten abgebogen. Dazu sind ein Stempel 12 und ein nicht näher dargestellter Ambos vorgesehen. Der Stempel 12 kann auch mehrteilig ausgebildet sein, wodurch die einzelnen Arbeitsgänge getrennt steuerbar sind.

Von hier gelangt der auf die notwendige Länge gebrachte Blechstreifen 11 in die Rolleinrichtung 3, in welcher eine Tragrolle 14 sowie zwei Biegerollen 15 und 16 angeordnet ist, zwischen denen der Blechstreifen durchläuft. Je nach dem Anpreßdruck der beiden Biegerollen 15 und 16 an die Tragrolle wird der Blechstreifen 11 mehr oder weniger an die Krümmung der Tragrolle angeglichen. Da die Tragrolle 14 einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser aufweist ist hier ein sehr großer Spielraum gegeben.

Ein ebenfalls nicht dargestellter Transporteur ergreift dann das aus dem Blechstreifen 11 bereits vorgeformte Bauteil 100 und transportiert es in eine der beiden Formpressen 6. Diese aus einem Oberteil 17 und einem Unterteil 18 bestehenden Formpressen 6 und 7 weisen im Oberteil 17 einen Schlitz 19 zur Aufnahme der Fixiereinrichtung 8 auf. Das Bauteil 100 läuft beim Zusammengehen der Formpresse zuerst gegen einen an der Fixiereinrichtung 8 angeordneten Anschlag 20. Um Stauchungen des Bauteils 100 zu verhindern wird die Fixiereinrichtung 8 soweit aus dem Oberteil 17 der Formpresse 6 zurückgezogen, daß der Anschlag 20 nicht mehr in die Formpresse 6 hineinragt. Es verbleibt nur noch eine messerförmige Verlängerung 21 des Anschlags 20 in der Formpresse 6. In diesem Zustand wird das eine Ende des Bauteils 100 durch ein Anpresswerkzeug festgelegt, worauf auch die Verlängerung 21 zurückgezogen und anschließend die Formpresse vollständig zusammengefahren werden kann.

Anschließend verschweißt die Laserschweißeinrichtung 9 die im Bereich des Schlitzes 19 aneinander anstehenden Enden des Werkstücks miteinander. Während des für die Formpresse 6 beschriebenden Verformungsvorganges wird die Formpresse 7 mit einem weiteren Bauteil 100 beladen, welches dann während des an der Formpresse 6 stattfindenden Verschweißungsvorganges verformt wird. Die beiden Formpressen 6 und 7 arbeiten abwechseln.

Claims (21)

1. Verfahren zum Verformen eines Bauteils aus Blech, mit zwei übereinander vorgesehenen und zusammenfahrbar angeordneten, schalenförmig ausgebildeten Formwerkzeugen, zwischen denen das Blech zu einem im wesentlichen rohrförmigen Bauteil verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgeformte Blech zwischen die beiden Formwerkzeuge eingespannt wird und seine beiden zueinander gebogenen Enden gegen ein Fixierwerkzeug gefahren werden, welches in einem Spalt des oberen Formwerkzeuges angeordnet ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Enden des Blechs beim Endverformen gegen einen Anschlag gefahren werden, der innerhalb des Fixierwerkzeuges angeordnet ist.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Anfahren des einen Blech-Endes an den Anschlag und der Fixierung dieses Endes der Anschlag zurückgezogen wird und das andere Ende des Blechs gegen das erste Ende gefahren wird, was durch Zusammenfahren der beiden Formwerkzeuge erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem endgültigen Verformen des Blechs das Fixierwerkzeug aus dem oberen Formwerkzeug entfernt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Freigeben des das Fixierwerkzeug aufnehmenden Spaltes im oberen Formwerkzeug eine Laserschweißeinrichtung die beiden Enden des Blechs zusammenschweißt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laserschweißeinrichtung zwei parallel zueinander angeordneten Verformvorrichtungen zugeordnet ist.

7. Vorrichtung zum Verformen eines Bauteils (100) aus Blech, mit zwei übereinander angeordneten, schalenförmig ausgebildeten Formwerkzeugen (17, 18), zwischen denen das Blech (11) zu einem im wesentlichen rohrförmigen Bauteil (100) verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im oberen der beiden Formwerkzeuge (17, 18) ein Spalt (19) vorgesehen ist, in welchen ein Fixierwerkzeug (8, 20, 21) einzugreifen vermag, welches mit einem Anschlag für das Bauteil versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Bauteil (100) während seiner Umformung mit einem Spalt versehen ist, in welchen das Fixierwerkzeug (8, 20, 21) eingreift und wobei das Fixierwerkzeug mit einer Anlauffläche für das Bauteil (100) versehen ist, welche mittig zum Spalt (19) des oberen Formwerkzeuges (17) ausgerichtet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Fixierwerkzeug (20) eine Breite aufweist, welche der Breite des Spaltes (19) im oberen Formwerkzeug (17) entspricht, und daß das Fixierwerkzeug (8) messerförmige, nach unten ausfahrbare Einsätze (21) aufweist, deren eine Seitenfläche mittig zum Spalt (19) angeordnet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anpreßwerkzeug zum Festlegen des an das Fixierwerkzeug (8, 20, 21) angelegten Bauteilabschnittes vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des im oberen Formwerkzeug (17) angeordneten Spaltes (19) eine Laserschweißeinrichtung (9, 10) vorgesehen ist, die entlang des Spaltes (19) verfahrbar ist.

12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß neben den Formwerkzeugen (17, 18) eine Rolleinrichtung (4) vorgesehen ist, die aus einem angetriebenen Formdorn (14) und zwei gegen diesen anstellbaren Biegerollen (15, 16) besteht, zwischen denen und dem Formdorn (14) das Bauteil (100) gewickelt werden kann.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß ein längs und quer verfahrbarer Transporteur vorgesehen ist, der an seiner Stirnseite offen und zangenartig ausgebildet ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Transporteur einen unteren festen Backen und einen oberen Klemmbacken aufweist.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmlinien der beiden Backen derart ausgestaltet sind, daß unterschiedliche Rohrdurchmesser gegriffen werden können.

16. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung vor der Rolleinrichtung (4) eine Abkanteinrichtung (3) vorgesehen ist, welche mit einem unteren Ambos und wenigstens einem oberen Stempel (12) ausgestattet ist, zwischen welchen die vordere und/oder hintere Kante des das Bauteil (100) bildenden Blechabschnittes (11) nach unten abgebogen werden kann.

17. Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß zwei getrennte Stempel (12) für das Abbiegen der beiden Kanten vorgesehen sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der in Transportrichtung des Bleches (11) gesehen vordere Stempel (12) als Abscher- und Biegestempel ausgebildet ist.

19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Ausrichteinrichtung (5) für das Blech (11) vorgesehen ist, die mehrere untere und obere, gegeneinander verstellbare Rollen (30, 31) enthält.

20. Vorrichtung nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, das die Rollen (30, 31) der oberen Seite und der unteren Seite angetrieben sind.

21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Stanze vorgesehen ist, die im Bereich des noch ebenen Blechs (11) angeordnet ist und dieses mit Lochmustern versehen kann.