EP1657005A1 - Verfahren zum Herstellen eines Blechprofils - Google Patents

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EP1657005A1 EP05020285A EP05020285A EP1657005A1 EP 1657005 A1 EP1657005 A1 EP 1657005A1 EP 05020285 A EP05020285 A EP 05020285A EP 05020285 A EP05020285 A EP 05020285A EP 1657005 A1 EP1657005 A1 EP 1657005A1
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    • B21D5/00—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/06—Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves by drawing procedure making use of dies or forming-rollers, e.g. making profiles
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    • B21D13/00—Corrugating sheet metal, rods or profiles; Bending sheet metal, rods or profiles into wave form

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a sheet metal profile with at least one protruding edge flange, which is connected to the rest of the profile body over a radius and has the reinforcing beads.
  • Sheet metal profiles of this type are usually produced by pressing, by inserting a corresponding metal strip or a corresponding metal sheet in a press and shaped by moving together of upper and lower tool.
  • Use such sheet metal profiles often in the automotive sector, where they are welded as reinforcing support to other body parts.
  • the reinforcing beads serve as so-called welding surfaces, to which a welding robot attaches and produces individual spot welded joints.
  • Object of the present invention is therefore to improve a method of the type mentioned in such a way that in addition to a reduction in manufacturing costs and the use of high-strength steel sheets is possible.
  • This object is achieved in that first in the edge region of a metal strip, the reinforcing beads are embossed and then the profile cross-section of the sheet metal profile including the radii is made to the edge flange by roll forming.
  • the order of steps is of particular importance.
  • the embossing of beads in the edge region of the metal strip leads in particular in high-strength material to distortions of the metal strip or the subsequent metal profile. These distortions are accepted in the manufacturing process according to the invention; however, they are made by making the embossing step first is eliminated by the subsequent roll forming step again.
  • the method according to the invention is preferably used when the reinforcing beads end freely towards the free end of the edge flange. In particular, in such, free-ending beads, the deformations and distortions are particularly large by the impress, so that the inventive method makes particularly positive noticeable. It is further preferred that the reinforcing beads extend into the radius of the sheet metal profile to be formed by the roll forming.
  • the reinforcing beads are formed as substantially planar welding surfaces, which are connected by intervening, running in the longitudinal direction of the sheet metal profile bridges. Depending on the length of the bridges is preferred that they are flattened after the roll forming process in a straightening press. If the bridges are chosen short enough, such a flat pressing can also be omitted.
  • the method is preferably used for producing sheet metal profiles made of high-strength steel.
  • the process can be carried out particularly easily if, during roll forming of the radius for the edge flange, the distance between the inner roll and the outer roll is selected according to the sum of the sheet thickness and the indentation depth of the reinforcing beads.
  • the distance between two adjacent reinforcing beads is different in each case.
  • the method is also suitable for producing sheet metal profiles with one-sided edge flanges, it is preferably used for producing sheet metal profiles, in which on both opposite edge strips be embossed reinforcing beads of the metal strip, which are then formed by roll forming two edge flanges.
  • Fig. 1 shows a sheet metal strip in cross section as a starting material.
  • the metal strip 1 extends into the image plane and is usually unwound from a coil not shown here.
  • 1 reinforcing beads 3 and 4 are impressed in the lateral edge regions 2 and 3 of the metal strip, which ends free to the lateral free edge of the metal strip 1 out.
  • the metal strip then passes through a conventional roll forming plant, wherein the edge regions are bent to edge flanges 6 and 7, which each run over a radius 8 in the rest of the profile body.
  • the reinforcing beads 4 and 5 extend into the radius 8, so that, as can be seen better in FIG. 4, between the individual beads 4 and 5 lying edge flange, namely the bridges 9 and 10th supported in a lying on the reinforcing beads 4 and 5 level on the rest of the profile body.
  • the bridges 9 and 9 'between two adjacent reinforcing beads 4 and 4' can be of different lengths. For longer bridges and when using high-strength steel, it is necessary to press the bridges again flat after the finished roll forming, since these can be rejected during the roll forming process. This is done in a straightening station in which a force is directed from below against the bridge 9 'in accordance with the arrow indicated in FIG. 5.
  • the advantage of the method described above is that it is easy to produce an elongate sheet metal profile of high-strength material which can be produced in the edge regions of reinforcing beads, which are usually used as welding surfaces. This profile is characterized by high dimensional accuracy despite the use of a high-strength steel.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Blechprofils mit mindestens einem abstehenden Randflansch (6), der mit dem übrigen Profilköper über einen Radius (8) verbunden ist. Das Verfahren sieht hierbei vor, dass zunächst im Randbereich eines Blechstreifens die Verstärkungssicken (4,5) eingeprägt werden und dass anschIießend der Profilquerschnitt des Blechprofils einschließlich des Radius (8) zum Randflansch durch Rollformen hergestellt wird. Dieses Verfahren ist nicht nur kostengünstig; es ermöglicht auch die Verarbeitung von hochfestem Stahl, insbesondere dann, wenn sich die Sicken bis in den Radius zum übrigen Profilkörper hinein erstrecken.

Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Blechprofils mit mindestens einem abstehenden Randflansch, der mit dem übrigen Profilkörper über einen Radius verbunden ist und der Verstärkungssicken aufweist.
  • Blechprofile dieser Art werden üblicherweise durch Pressen hergestellt, indem ein entsprechender Blechstreifen bzw. eine entsprechende Blechtafel in eine Presse eingelegt und durch Zusammenfahren von Ober- und Unterwerkzeug geformt wird. Verwendung finden solche Blechprofile häufig im Automobilbereich, wo sie als Verstärkungsträger an übrige Karosserieteile angeschweißt werden. Die Verstärkungssicken dienen dabei als sogenannte Anschweißflächen, an welche ein Schweißroboter ansetzt und einzelne Punktschweißverbindungen herstellt. Obwohl die bekannten Herstellungsverfahren hinsichtlich der geforderten Maßhaltigkeit des Blechprofils gute Ergebnisse liefem, sind die bekannten Herstellungsverfahren verhältnismäßig teuer und bereiten beim Ausbilden der Verstärkungssicken dann Probleme, wenn die Blechprofile aus einem hochfesten Stahl hergestellt werden sollen.
  • Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren der Eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass neben einer Reduzierung der Herstellungskosten auch die Verwendung von hochfesten Stahlblechen möglich ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zunächst im Randbereich eines Blechstreifens die Verstärkungssicken eingeprägt werden und anschließend der Profilquerschnitt des Blechprofils einschließlich der Radien zum Randflansch durch Rollformen hergestellt wird.
  • Der Reihenfolge der Arbeitsschritte kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu. Das Einprägen von Sicken in den Randbereich des Blechstreifens führt insbesondere bei hochfestem Material zu Verwerfungen des Blechstreifens bzw. des späteren Blechprofils. Diese Verwerfungen werden bei dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren in Kauf genommen; sie werden jedoch dadurch, dass der Prägeschritt zuerst vorgenommen wird, durch den nachfolgenden Rollformschritt wieder beseitigt. Bevorzugt wird das erfindungsgemäße Verfahren dann angewendet, wenn die Verstärkungssicken zum freien Ende des Randflansches hin frei enden. Insbesondere bei solchen, frei endenden Sicken sind die Verformungen und Verwerfungen durch das Einprägen besonders groß, so dass sich das erfindungsgemäße Verfahren besonders positiv bemerkbar macht. Bevorzugt wird weiterhin, dass sich die Verstärkungssicken bis in den durch das Rollformen zu bildenden Radius des Blechprofils hinein erstrecken. Obgleich diese Verfahrensvariante auf dem ersten Blick das Verfahren komplizierter zu werden scheinen lässt, führt es gegenüber herkömmlichen Pressverfahren zu einer deutlichen Erhöhung der Steifigkeit des Profils, insbesondere im Bereich des Randflansches. Das ist darauf zurückzuführen, dass sich der Randflansch nunmehr über zwei in der Höhe gegeneinander versetzte Ebenen gegenüber dem übrigen Profilkörper abstützt, so dass keine durchgehende einheitliche Schamierlinie im Bereich des Radius gebildet wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Verstärkungssicken als im Wesentlichen ebene Anschweißflächen ausgebildet, die durch dazwischenliegende, in Längsrichtung des Blechprofils verlaufende Brücken verbunden sind. Je nach Länge der Brücken wird bevorzugt, dass diese nach dem Rollformvorgang in einer Richtpresse flachgedrückt werden. Werden die Brücken entsprechend kurz gewählt, kann ein solches Flachdrücken auch entfallen.
  • Wie bereits erwähnt wird das Verfahren bevorzugt zum Herstellen von Blechprofilen aus hochfestem Stahl verwendet.
  • Besonders einfach lässt sich das Verfahren durchführen, wenn man beim Rollformen des Radius für den Randflansch den Abstand zwischen der innenliegenden Rolle und der außenliegenden Rolle entsprechend der Summe aus Blechstärke und Eindrücktiefe der Verstärkungssicken wählt.
  • Bevorzugt wird femer auch, wenn der Abstand zwischen zwei benachbarten Verstärkungssicken jeweils unterschiedlich ist. Obgleich das Verfahren auch geeignet ist, Blechprofile mit einseitigen Randflanschen herzustellen, wird es bevorzugt angewendet zum Herstellen von Blechprofilen, bei denen auf beiden sich gegenüberliegenden Randstreifen des Blechstreifens Verstärkungssicken eingeprägt werden, wobei durch Rollformen dann zwei Randflansche gebildet werden.
  • Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand von Zeichnungen beispielhaft näher erläutert.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    den Querschnitt durch einen Blechstreifen;
    Fig. 2
    den Blechstreifen aus Fig. 1 nach dem Einprägen von Verstärkungssicken,
    Fig. 3
    einen Querschnitt durch ein fertig rollgeformtes Blechprofil entlang der Linie III-III aus Fig. 4,
    Fig. 4
    die Draufsicht auf das Blechprofil aus Fig. 3, und
    Fig. 5
    eine Seitenansicht auf das Blechprofil nach Fig. 4 entlang der Linie IV-IV.
  • Fig. 1 zeigt einen Blechstreifen im Querschnitt als Ausgangsmaterial. Der Blechstreifen 1 erstreckt sich in die Bildebene hinein und wird üblicherweise von einem hier nicht näher dargestellten Coil abgewickelt.
  • Wie aus Fig. 2 hervorgeht, werden in die seitlichen Randbereiche 2 und 3 des Blechstreifens 1 Verstärkungssicken 3 und 4 eingeprägt, die zum seitlichen freien Rand des Blechstreifens 1 hin frei enden. Der Blechstreifen läuft dann durch eine übliche Rollformanlage weiter, wobei die Randbereiche zu Randflanschen 6 und 7 abgebogen werden, die jeweils über einen Radius 8 in den übrigen Profilkörper hineinlaufen. Wie Fig. 3 deutlich zeigt, erstrecken sich die Verstärkungssicken 4 und 5 bis in den Radius 8 hinein, so dass die, wie besser aus Fig. 4 ersichtlich ist, zwischen den einzelnen Sicken 4 und 5 liegenden Randflanschbereiche, nämlich die Brücken 9 und 10 in einer über den Verstärkungssicken 4 und 5 liegenden Ebene am übrigen Profilkörper abstützen.
  • Für diesen Rollformvorgang ist darauf zu achten, dass der Abstand A zwischen der den Innenradius 11 abbildenden, hier nicht dargestellten Rolle zu dem Außenradius 8 bildenden Rolle der Blechstärke B zuzüglich der Sickentiefe T entspricht.
  • Wie besonders aus Fig. 5 ersichtlich ist, können die Brücken 9 bzw. 9' zwischen zwei benachbarten Verstärkungssicken 4 bzw. 4' unterschiedlich lang sein. Bei längeren Brücken und bei Verwendung hochfesten Stahls ist es erforderlich, nach dem fertigen Rollformen die Brücken wieder flach zu drücken, da diese sich beim Rollformvorgang verwerfen können. Dies geschieht in einer Richtstation, in der entsprechend dem in Fig. 5 angedeuteten Pfeil eine Kraft von unten gegen die Brücke 9' gerichtet wird.
  • Der Vorteil des oben beschriebenen Verfahrens liegt darin, dass auf einfache Weise ein langgestrecktes Blechprofil aus hochfestem Material hergestellt werden kann, welches in den Randbereichen Verstärkungssicken, die üblicherweise als Anschweißflächen verwendet werden, hergestellt werden kann. Dieses Profil zeichnet sich trotz Verwendung eines hochfesten Stahls durch hohe Formgenauigkeit aus.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Blechprofils mit mindestens einem abstehenden Randflansch (6), der mit dem übrigen Profilkörper über einen Radius (8) verbunden ist und der Verstärkungssicken (4, 5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst im Randbereich (2, 3) eines Blechstreifens (1) die Verstärkungssicken (4, 5) eingeprägt werden und anschließend der Profilquerschnitt des Blechprofils einschließlich der Radien (8) zum Randflansch (6, 7) durch Rollformen hergestellt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungssicken (4, 5) zum freien Ende des Randflansches (6, 7) frei enden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Verstärkungssicken (4, 5) bis in den durch das Rollformen zu bildenden Radius (8) hinein erstrecken.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungssicken (4, 5) als im Wesentlichen ebene Anschweißflächen ausgebildet sind, die durch dazwischenliegende, in Längsrichtung des Blechprofils verlaufende Brücken (9, 10) verbunden sind.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Brücken (9') nach dem Rollformvorgang in einer Richtpresse flachgedrückt werden.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zum Herstellen des Blechprofils ein hochfester Stahl verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass beim Rollformen des Radius (8) für den Randflansch (6, 7) der Abstand (A) zwischen der innenliegenden Rolle und der außenliegenden Rolle der Summe aus Blechstärke (B) und Eindrücktiefe (T) der Verstärkungssicke (4, 5) beträgt.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen zwei benachbarten Verstärkungssicken (4, 4' bzw. 4', 4") jeweils unterschiedlich ist.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden sich gegenüberliegenden Randbereichen (2, 3) des Blechstreifens (1) Verstärkungssicken (4, 5) eingeprägt werden, wobei durch Rollformen zwei Randflansche (6, 7) gebildet werden.
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