DE19545525C2

DE19545525C2 - Verfahren zur Herstellung von Profilwalzelementen

Info

Publication number: DE19545525C2
Application number: DE19545525A
Authority: DE
Inventors: Shinya Takeda; Naofumi Fujie; Masaru Hoshina
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1994-12-07
Filing date: 1995-12-06
Publication date: 1997-07-10
Anticipated expiration: 2015-12-07
Also published as: JP3500742B2; JPH08156593A; GB2295783B; GB2295783A; DE19545525A1; GB9524513D0; US5640869A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Profilwalzelementen, welche in Fahrzeugtürrahmen und dergleichen verwendet werden.

Die veröffentlichte japanische Gebrauchsmuster-Schrift Nr. 6 (1994)-32139 beschreibt ein als Säulenelement eines Fahrzeugtürrahmens verwendetes gefalztes Profilwalzelement mit einer ersten Halteausnehmung, einer zweiten Halteausnehmung, deren Öffnung entgegengesetzt zur Öffnung der ersten Halteausnehmung gerichtet ist, und einem flachen Formgestaltungsabschnitt, welcher sich im wesentlichen in die Richtungen erstreckt, in welche die Öffnungen der ersten und der zweiten Halteausnehmung weisen, und dieser hat einen Seitenkantenabschnitt, welcher eine sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweist. Dieses herkömmliche Produkt wird wie folgt hergestellt. Ein Blech wird z. B. auf einer Profilwalzeinrichtung zu einem Produkt geformt, welches die erste und die zweite Halteausnehmung und einen flachen Formgestaltungsabschnitt aufweist, welcher noch nicht die sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweist. Bei diesem Produkt wird der flache Formgestaltungsabschnitt durch geschichtete Abschnitte des Blechs gebildet, und die zwei entgegengesetzten Seitenkantenabschnitte des Blechs werden schrittweise an einem der Seitenenden des flachen Formgestaltungsabschnitts angeordnet. Dann wird einer der Seitenkantenabschnitte z. B. durch eine Preßeinrichtung abgetrennt, um den flachen Formgestaltungsabschnitt mit den gewünschten Seitenkantenabschnitten auszubilden, welche die sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweisen. Einer der Seitenkantenabschnitte wird dann gebogen und entlang des anderen Seitenkantenabschnitts gefaltet, z. B. durch eine Profilwalzeinrichtung, so daß der gebogene Seitenkantenabschnitt den anderen Seitenkantenabschnitt umschließt und somit einen Seitenumschlag ausbildet.

Bei diesem herkömmlichen Verfahren muß jedoch das Schneidmesser der Preßeinrichtung betätigt werden, um Seitenkantenabschnitte mit allmählich ändernder Querschnittsform vorzusehen, während die Preßeinrichtung mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit wie die Transportgeschwindigkeit des Bleches bewegt wird. Daher erfordert das Verfahren einen Mechanismus zum Verschieben der Preßeinrichtung entlang der Fertigungslinie und einen Raum zum Verschieben der Preßeinrichtung, wodurch die Größe der Fertigungsvorrichtung zunimmt. Dies macht es schwierig, den Schritt zur Fertigung der Seitenkantenabschnitte, welche die sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweisen, und den Profilwalzschritt in einer einzigen kontinuierlich produzierenden Fertigungslinie auszuführen. Außerdem erfordert das Verfahren, daß die Seitenkantenabschnitte eines Bleches im wesentlichen an einem Seitenende des flachen Formgestaltungsabschnitts ausgerichtet werden, um einen Seitenkantenabschnitt zu erzeugen, welcher die sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweist. Diese Anforderung beschränkt die Vielfalt der Querschnittsformen der herstellbaren Fahrzeugtürrahmen, d. h., es kann sehr schwierig sein, eine mustergültige Querschnittsform zu erzeugen. Da ferner nur einer der Seitenkantenabschnitte eines Bleches durch eine Preßeinrichtung oder dergleichen geschnitten wird, kann der Umschlagformschritt einen Spalt im Umschlag ausbilden, genauer gesagt, zwischen dem Biegeabschnitt des Außenschichtabschnitts und dem Seitenkantenabschnitt des Innenschichtabschnitts. Die Formgestaltungsqualität des flachen Formgestaltungsabschnitts kann beeinträchtigt werden, z. B. kann ein Abschnitt des flachen Formgestaltungsabschnitts wellig werden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Profilwalzelementen zu schaffen, welches die Fertigung in einer einzigen Fertigungslinie erleichtert.

Die Aufgabe wird mit der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Ansicht eines mit Profilwalzelementen entwickelten Fahrzeugtürrahmens, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren,

Fig. 2 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 zeigt eine Fertigungslinie nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren,

Fig. 4 zeigt eine Schnittansicht eines unfertigen Blechs, welches in einem ersten Ausnehmungsformschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet worden ist,

Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht eines Endproduks, welches in einem Profilwalzschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet worden ist,

Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht eines Endprodukts, welches in einem zweiten Ausnehmungsformschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet worden ist,

Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht eines Endprodukts, welches in einem zweiten Trennschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet worden ist,

Fig. 8a und Fig. 8b zeigen ein Endprodukt, das in einem ersten Trennschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet worden ist, und

Fig. 9a und Fig. 9b zeigen ein Endprodukt, das in einem Umschlagformschritt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren bearbeitet worden ist.

Fig. 1 zeigt einen Fahrzeugtürrahmen 1 mit einem Fenster 4, welches durch Absenken oder durch Anheben einer in einer Tür 2 angeordneten Fensterscheibe in Offenlage und Schließlage bringbar ist. Der Fahrzeugtürrahmen 1 weist im wesentlichen ein Element 11 auf, welches einen vorderen Abschnitt 1a und einen oberen Abschnitt 1b des Fahrzeugtürrahmens 1 ausbildet, und ein anderes Element 12, welches einen an der Rückseite des Fahrzeugtürrahmens 1 angeordneten Säulenabschnitt 1c ausbildet. Die beiden Elemente 11, 12 sind z. B. durch Verschweißen miteinander verbunden.

Fig. 2 zeigt das Element 11, welches eine erste Halteausnehmung 11a, eine zweite Halteausnehmung 11b und einen flachen Formgestaltungsabschnitt 11c aufweist. Die erste Halteausnehmung 11a und die zweite Halteausnehmung 11b sind jeweils durch Biegen eines Abschnitts eines Blechs 14 (siehe Fig. 3) mit Bezug auf dessen Breite in einem Profilwalzschritt A (wird nachstehend beschrieben) erzeugt worden, so daß der Abschnitt im wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt aufweist. Die erste Halteausnehmung 11a und die zweite Halteausnehmung 11b sind so angeordnet, daß die Öffnungen der beiden Halteausnehmungen 11a, 11b einander abgewandt sind. Der flache Formgestaltungsabschnitt 11c ist durch Biegen des Blechs 14 mit Bezug auf dessen Breite in dem Profilwalzschritt A erzeugt worden, so daß die Abschnitte des Blechs 14 in Breitenrichtung einander überdecken. Der flache Formgestaltungsabschnitt 11c erstreckt sich im wesentlichen in die Richtungen, in welche die Öffnungen der ersten Halteausnehmung 11a und der zweiten Halteausnehmung 11b weisen. Die erste Halteausnehmung 11a nimmt ein Fensterdichtprofil (nicht gezeigt) auf, welches jeden Spalt zwischen dem Element 11 und der Fensterscheibe 3 abdichtet. Die zweite Halteausnehmung 11b nimmt ein anderes Fensterdichtprofil (nicht gezeigt) auf, welches jeden Spalt zwischen dem Element 11 und einer Fahrzeugkarosserie abdichtet. Der flache Formgestaltungsabschnitt 11c bildet das Äußere des Fahrzeugtürrahmens 1. Ein Seitenkantenabschnitt des flachen Formgestaltungsabschnitts 11c ist in einem Umschlagformschritt F (wird nachstehend beschrieben) zu einem Umschlag 13 umgeformt worden, so daß der flache Formgestaltungsabschnitt 11c zum Ende des flachen Formgestaltungsabschnitts 11c hin breiter wird. Obgleich nicht als Einzelheit gezeigt, weist auch das andere Element 12 eine erste und eine zweite Halteausnehmung und einen flachen Formgestaltungsabschnitt auf. Ein Seitenkantenabschnitt des flachen Formgestaltungsabschnitts des Elements 12 ist in einer Weise umgeschlagen, welche sich etwas von der Umschlagweise des Elements 11 unterscheidet.

Mit Bezug auf Fig. 3 wird nachstehend eine Fertigungslinie für das Element 11 beschrieben. Ein Haspel 5 ist zum Halten einer Rolle eines Blechs 14 angeordnet. Abgangsseitig des Haspels 5 ist eine Profilwalzeinrichtung 6 mit einer Vielzahl von Walzen vorgesehen. In die Richtung der Fertigungslinie ist abgangsseitig der Profilwalzeinrichtung 6 eine Ausnehmungsformeinrichtung 7 angeordnet, welche Walzen, zwei Trenneinrichtungen 8, 9 und eine Umschlagformeinrichtung 10 mit Walzen aufweist.

Ein Fertigungsverfahren für das Element 11 gemäß dieser Ausführungsform wird mit Bezug auf Fig. 3-5 beschrieben. Das aufgewickelte Blech 14 wird durch die Profilwalzeinrichtung 6, die Ausnehmungsformeinrichtung 7, die Trenneinrichtungen 8, 9 und die Umschlagformeinrichtung 10 transportiert, so daß das Blech 14 durch diese Einrichtungen aufeinanderfolgend bearbeitet wird.

Beim Zuführen des Blechs 14 in die Profilwalzeinrichtung 6 wird das Blech 14, beginnend an einem Seitenkantenabschnitt 14a, durch eine Reihe von Walzen allmählich gebogen und gefaltet, wobei am Anfang die Erststufenwalzen 6a und am Ende die Endstufenwalzen 6b wirksam sind. Genauer ausgedrückt, während des Transports des Blechs 14 erzeugt die Profilwalzeinrichtung 6 aufeinanderfolgend die erste Halteausnehmung 11a, den flachen Formgestaltungsabschnitt 11c und dann die zweite Halteausnehmung 11b, um in dieser Reihenfolge ein Produkt 15 zu erzeugen, welches eine Querschnittsform aufweist, die durch die erste Halteausnehmung 11a, den flachen Formgestaltungsabschnitt 11c und die zweite Halteausnehmung 11b gebildet wird, wie in Fig. 5 (Profilwalzschritt A) gezeigt ist. Die Walzen 6c einer Stufe zwischen den Erststufenwalzen 6a und den Endstufenwalzen 6b erzeugen eine erste V-förmige Ausnehmung 16, wie in Fig. 4 und Fig. 5 gezeigt ist. Die erste Ausnehmung 16 erstreckt sich in einem gefalteten Seitenkantenabschnitt des flachen Formgestaltungsabschnitts 11c quer zu dem Seitenkantenabschnitt (erster Ausnehmungsformschritt B).

Das Produkt 15, welches im Profilwalzschritt A bearbeitet wurde, der den ersten Ausnehmungsformschritt B einschließt, wird dann der Ausnehmungsformeinrichtung 7 zugeführt, während ein zugangsseitiger Abschnitt des Blechs 14 durch die Profilwalzeinrichtung 6 bearbeitet wird. Die Ausnehmungsformeinrichtung 7 erzeugt auf jeder der entgegengesetzten Oberflächen des gefalteten Seitenkantenabschnitts des flachen Formgestaltungsabschnitts 11c, wo Abschnitte des Blechs 14 durch Falten (zweiter Ausnehmungsformschritt C) übereinandergelegt sind, eine V-förmige Ausnehmung 17, wie in Fig. 6 gezeigt ist. Die beiden zweiten Ausnehmungen 17 werden im wesentlichen in derselben Position bezüglich des Seitenkantenabschnitts des flachen Formgestaltungsabschnitts 11c ausgebildet. Die beiden zweiten Ausnehmungen erstrecken sich zwischen dem Seitenkantenabschnitt des flachen Formgestaltungsabschnitts 11c und der ersten Ausnehmung 16, parallel zur ersten Ausnehmung 16, und begrenzen dazwischen die Seitenkantenstreifen 18 und 20.

Das in dem Profilwalzschritt A und in dem zweiten Ausnehmungsformschritt C bearbeitete Produkt 15 wird dann in die Trenneinrichtung 8 eingeführt, während ein zugangsseitiger Abschnitt des Blechs 14 im Profilwalzschritt A ist. Die Trenneinrichtung 8 trennt den Seitenkantenstreifen 18 entlang der zweiten Ausnehmungen 17, um das Produkt 15 zum Falten mit einem zweiten Seitenkantenabschnitt 19 (zweiter Trennschritt D bzw. zweiter Entfernschritt) zu versehen, wie in Fig. 7 gezeigt ist.

Das Produkt 15, welches im Profilwalzschritt A bearbeitet wurde, der den ersten Ausnehmungsformschritt B, den zweiten Ausnehmungsformschritt C und den zweiten Trennschritt D einschließt, wird dann der abgangsseitig angeordneten Trenneinrichtung 9 zugeführt, während ein zugangsseitiger Abschnitt des Blechs 14 im Profilwalzschritt A ist. Die Trenneinrichtung 9 trennt den Seitenkantenstreifen 20 entlang der ersten Ausnehmung 16, um das Produkt 15 mit einem ersten Seitenkantenabschnitt 21 zum Umschlagen zu versehen (erster Trennschritt E bzw. erster Entfernschritt), wie in Fig. 8a und Fig. 8b gezeigt ist.

Das Produkt 15, welches im Profilwalzschritt A bearbeitet wurde, der den ersten Ausnehmungsformschritt B, den zweiten Ausnehmungsformschritt C, den zweiten Trennschritt D und den ersten Trennschritt E einschließt, wird dann der Umschlagformeinrichtung 10 zugeführt, während ein zugangsseitiger Abschnitt des Blechs 14 im Profilwalzschritt A ist. Die Umschlagformeinrichtung 10 biegt den zweiten Seitenkantenabschnitt 19 entlang des ersten Seitenkantenabschnitts 21, um das Produkt 15 mit einem Umschlag 13 zu versehen (Umschlagformschritt F). Der Umschlagformschritt F erzeugt keinen Spalt zwischen dem Biegeabschnitt des zweiten Seitenkantenabschnitts 19 und des ersten Seitenkantenabschnitts 21. Das Blech 14 wird somit in das fertige Produkt 15 umgeformt. Nach dem Umschlagformschritt F wird das Produkt 15 durch eine Schneideeinrichtung (nicht gezeigt) auf eine gewünschte Länge geschnitten, um das Element 11 herzustellen. Das Element 11 wird dann durch eine geeignete Maschine (nicht gezeigt) abgerundet, um den vorderen Abschnitt 1a und den oberen Abschnitt 1b des Fahrzeugtürrahmens 1 auszubilden.

Das andere Element 12 wird ebenfalls nach im wesentlichen denselben Bearbeitungsschritten wie für das Element 11 erzeugt. Das Produkt 15 wird für das Element 12 auf eine gewünschte Länge geschnitten, um den Säulenabschnitt 1c des Fahrzeugtürrahmens 1 herzustellen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Fertigungsverfahren für die Elemente 11 oder 12 kann der erste Ausnehmungsformschritt B durch eine Ausnehmungsformeinrichtung, getrennt von der Profilwalzeinrichtung 6, wie in dem zweiten Ausnehmungsformschritt C ausgeführt werden. Im Gegensatz dazu ist der zweite Ausnehmungsformschritt C durch die Profilwalzeinrichtung 6, wie in dem ersten Ausnehmungsformschritt B, durch das Einbeziehen der Ausnehmungsformeinrichtung 7 in die Profilwalzeinrichtung 6 ausführbar. Weiterhin können der erste Ausnehmungsformschritt B und der zweite Ausnehmungsformschritt C in beliebiger Aufeinanderfolge mit Bezug zum Profilwalzschritt A ausgeführt werden. Z. B. ist der erste Ausnehmungsformschritt B und bzw. oder der zweite Ausnehmungsformschritt C vor dem Profilwalzschritt A ausführbar. Außerdem kann der erste Ausnehmungsformschritt B gleichzeitig mit dem zweiten Ausnehmungsformschritt C durch Einbeziehen der Maßnahmen zum Erzeugen der ersten Ausnehmung 16 in die Ausnehmungsformeinrichtung 7 ausgeführt werden.

Wie vorstehend beschrieben, trennt der erste Trennschritt einen nicht erforderlichen Streifen entlang der durch den ersten Ausnehmungsformschritt ausgebildeten ersten Ausnehmung ab, um einen ersten Seitenkantenabschnitt auszubilden, der zum Erzeugen eines Umschlages durch Ausnutzen der im Profilwalzschritt wirkenden Transportkraft des Bleches. Daher sind mindestens der erste Ausnehmungsformschritt und der erste Trennschritt mit dem Profilwalzschritt unmittelbar aufeinanderfolgend ausführbar. In anderen Worten, das Fertigungsverfahren gemäß dieser Ausführungsform gestattet die Herstellung eines Profilwalzelements, welches einen Umschlag aufweist, in einer einzigen kontinuierlich produzierenden Fertigungslinie, wodurch die Produktivität wesentlich gesteigert wird.

Da ferner der zum Umschlagen erforderliche zweite Seitenkantenabschnitt, welcher sich entlang des ersten Seitenkantenabschnitts zum Umschlagen erstreckt, durch den zweiten Ausnehmungsformschritt (dieser kann in den ersten Ausnehmungsformschritt einbezogen werden) und den zweiten Trennschritt zusätzlich zu dem ersten Ausnehmungsformschritt und dem ersten Trennschritt erzeugt wird, kann in dem Fertigungsverfahren gemäß der Ausführungsform ein Profilwalzelement, welches einen Umschlag aufweist, ohne jede Einschränkung hinsichtlich der Querschnittsform oder Verminderung von Entwurfsqualität der gestylten Oberfläche des Produkts hergestellt werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Profilwalzelements mit einem Profilwalzschritt (A) zum Biegen eines Blechs (14) zu einem Produkt, welches eine vorbestimmte Querschnittsform aufweist,
einem ersten Ausnehmungsformschritt (B) zum Erzeugen einer ersten Ausnehmung (16) an einer vorbestimmten Stelle des Blechs (14) oder des Produkts, während ein Abschnitt des Blechs (14) oder des Produkts durch das Profilwalzen bearbeitet wird, und
einem ersten Entfernschritt (E) zum Entfernen eines Abschnitts, welcher durch die erste Ausnehmung (16) des Blechs (14) oder des Produkts bestimmt ist, um einen ersten Kantenabschnitt (21) zu erzeugen, welcher eine sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweist, während ein Abschnitt des Blechs (14) oder des Produkts im Profilwalzschritt bearbeitet wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines Profilwalzelements gemäß Anspruch 1, wobei im ersten Ausnehmungsformschritt (B) eine zweite Ausnehmung (17) an einer vorbestimmten Stelle des Blechs oder des Produkts erzeugt wird, und
wobei das Verfahren weiterhin aufweist:
einen zweiten Entfernschritt (D) zum Entfernen eines Abschnitts, welcher durch die zweite Ausnehmung (17) des Blechs (14) oder des Produkts bestimmt ist, um einen zweiten Kantenabschnitt (19) mit einer sich allmählich ändernden Querschnittsform zu erzeugen, während ein Abschnitt des Blechs (14) oder des Produkts durch das Profilwalzen bearbeitet wird.

3. Verfahren zur Herstellung eines Profilwalzelements gemäß Anspruch 1, welches weiterhin aufweist:
einen zweiten Ausnehmungsformschritt (C) zum Erzeugen einer zweiten Ausnehmung (17) an einer vorbestimmten Stelle des Blechs (14) oder des Produkts, während ein Abschnitt des Blechs (14) oder des Produkts durch das Profilwalzen bearbeitet wird,
einen zweiten Entfernschritt (D) zum Entfernen eines Abschnitts, welcher durch die zweite Ausnehmung (17) des Blechs (14) oder des Produkts bestimmt ist, um einen zweiten Kantenabschnitt (19) zu erzeugen, welcher eine sich allmählich ändernde Querschnittsform aufweist, während ein Abschnitt des Blechs (14) oder des Produkts durch das Profilwalzen bearbeitet wird.