DE102019114443A1

DE102019114443A1 - Verfahren und Anlage zur Herstellung von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE102019114443A1
Application number: DE102019114443.4A
Authority: DE
Inventors: Winfried Hentschel; Marc Maurer; Markus Schindel; Alexander Duschka
Original assignee: Hoermann Automotive Gustavsburg GmbH
Current assignee: Hoermann Automotive Gustavsburg GmbH
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-12-03
Anticipated expiration: 2039-05-30
Also published as: EP3962675A1; DE102019114443B4; WO2020239377A1

Abstract

Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge kommt wenigstens ein Umformprozess und wenigstens ein Stanzprozess zur Anwendung, wobei beim Stanzprozess ein aus einer Vielzahl von Löchern bestehendes Lochbild gestanzt wird und wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern hergestellt werden, die sich zumindest durch ihr Lochbild voneinander unterscheiden. Zum Stanzen wenigstens eines Großteils der Löcher des zu stanzenden Lochbilds des Rahmenlängsträgers wird eine Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit einer Vielzahl von Stanzstempeln verwendet, wobei die Stanzstempel bei jedem Stanzvorgang in Abhängigkeit des zu erzeugenden Lochbildes einzeln aktiviert oder deaktiviert werden, sodass bei jedem Stanzvorgang eine der Anzahl der aktivierten Stanzstempel entsprechende Anzahl an Löchern gleichzeitig gestanzt wird und der Großteil oder die Gesamtheit der Löcher des zu stanzenden Lochbilds des Rahmenlängsträgers durch eine Vielzahl von Stanzvorgängen der Lochgruppen-Stanzeinrichtung erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zur Herstellung von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge.
Rahmenlängsträger bilden eine Kernkomponente für LKW-Rahmen und werden üblicherweise in einer Umformeinrichtung als U-förmiges Profil aus einem Blechband oder alternativ aus einer Blechplatine erzeugt und können in gerader oder geknickter Ausführung ausgebildet werden. Zur Befestigung von Querträgern, Versteifungen, Kontenblechen und dgl. werden die Rahmenlängsträger zudem mit einem vom Fahrzeughersteller vorgegebenen, aus einer Vielzahl von Löchern bestehenden Lochbild versehen.
Die Erzeugung des Lochbildes erfolgt herkömmlicherweise mit großen Stanzpressen, die das gleichzeitige Stanzen aller Löcher des Rahmenlängsträgers ermöglichen. Das gleichzeitige Stanzen hat gegenüber einer Einzellochstanze den großen Vorteil, dass der Stanzvorgang sehr zügig ausgeführt werden kann und der Gesamtherstellungsprozess durch das Stanzen in Bezug auf die Gesamtzykluszeit nicht behindert wird. Bei Einzellochstanzen ist für das Stanzen eine erheblich längere Zeitdauer erforderlich, sodass vielfach mehrere Einzellochstanzen parallel betrieben werden. Einzellochstanzen haben dafür den Vorteil, dass sie sehr schnell an ein anderes Lochbild angepasst werden können, was bei großen Stanzen, die das gesamte Lochbild mit einem Stanzvorgang erzeugen mit einer erheblich längeren Umrüstzeit und erheblichen Werkzeugkosten verbunden ist.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Rahmenlängsträgern anzugeben, welches sich einerseits durch einen zügig durchführbaren Stanzprozess mit möglicherweise variierendem Lochabstand der einzelnen Löcher in Bauteillängsrichtung und andererseits durch eine geringe Umrüstzeit bei sich ändernden Lochdurchmessern und Lochabständen in Bauteilbreitenrichtung auszeichnet. Die Aufgabe bezieht sich außerdem auf eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 13 gelöst.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge kommt wenigstens ein Umformprozess und wenigstens ein Stanzprozess zur Anwendung, wobei beim Stanzprozess ein aus einer Vielzahl von Löchern bestehendes Lochbild gestanzt wird und wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern hergestellt werden, die sich zumindest durch ihr Lochbild voneinander unterscheiden. Zum Stanzen wenigstens eines Großteils der Löcher des zu stanzenden Lochbilds des Rahmenlängsträgers wird eine Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit einer Vielzahl von Stanzstempeln verwendet, wobei die Stanzstempel bei jedem Stanzvorgang in Abhängigkeit des zu erzeugenden Lochbildes einzeln aktiviert oder deaktiviert werden, sodass bei jedem Stanzvorgang eine der Anzahl der aktivierten Stanzstempel entsprechende Anzahl an Löchern gleichzeitig gestanzt wird und der Großteil oder die Gesamtheit der Löcher des zu stanzenden Lochbilds des Rahmenlängsträgers durch eine Vielzahl von Stanzvorgängen der Lochgruppen-Stanzeinrichtung erzeugt wird.
In der erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge ist eine Umformeinrichtung zur Erzeugung eines U-förmigen Profils aus einem Blechband oder einer Blechplatine und wenigstens eine Stanzeinrichtung zum Stanzen eines aus einer Vielzahl von Löchern bestehenden Lochbilds vorgesehen, wobei sich die wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern zumindest durch ihr Lochbild voneinander unterscheiden. Die wenigstens eine Stanzeinrichtung wird durch eine Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit einer Vielzahl von Stanzstempeln gebildet, wobei die Stanzstempel bei jedem Stanzvorgang in Abhängigkeit des zu erzeugenden Lochbildes mittels einer Aktivierungseinheit einzeln aktivierbar oder deaktivierbar sind, sodass bei jedem Stanzvorgang eine der Anzahl der aktivierten Stanzstempel entsprechende Anzahl an Löchern gleichzeitig gestanzt wird, wobei die Vielzahl der Stanzstempel so angeordnet ist, dass durch eine Vielzahl von Stanzvorgängen wenigstens ein Großteil der Löcher des zu stanzenden Lochbilds erzeugbar ist.
Bei den der Erfindung zugrunde liegenden Überlegungen wurde erkannt, dass sich eine Vielzahl von Löchern auf parallel zueinander ausgerichteten und in Längsrichtung der Rahmenlängsträger verlaufenden Geraden, den sogenannten Lochspuren angeordnet ist. Die auf diesen Lochspuren liegenden Löcher werden vorzugsweise durch die Lochgruppen-Stanzeinrichtung gestanzt, wobei ggf. auch mehrere Löcher gleichzeitig gestanzt werden können. Mit der Lochgruppen-Stanzeinrichtung können zwar nicht alle Löcher eines Lochbildes mit einem Stanzvorgang gestanzt werden, jedoch wird der Stanzvorgang gegenüber einem Stanzprozess, bei dem lediglich eine Einzellochstanze zur Anwendung kommt zeitlich erheblich verkürzt, da die Stanzstempel für jeden Stanzvorgang nur aktiviert bzw. deaktiviert und nicht in Querrichtung bezüglich des Bauteils positioniert werden müssen. Hierdurch ist eine Individualisierung des Lochbilds möglich.
Ist eine andere Serie eines Rahmenlängsträgers herzustellen, die sich zumindest durch ihr Lochbild von dem zuvor hergestellten Rahmenlängsträger unterscheidet, kann dies ggf. mit derselben Lochgruppen-Stanzeinrichtung durchgeführt werden, wenn die Lochspuren denselben Abstand voneinander aufweisen und dieselben Stanzstempel in Bezug auf deren Durchmesser verwendbar sind. Sollte der Lochspurenabstand oder die Stanzstempel nicht passen, ist eine Umrüstung der Lochgruppen-Stanzeinrichtung aufgrund der überschaubaren Anzahl von Stanzstempeln schnell durchführbar. Vorzugsweise kommen bei der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 5 bis 20 Stanzstempel zum Einsatz.
Beim Umformprozess wird insbesondere ein U-förmiges Profil aus einem Blechband durch Rollprofilieren oder Gesenkbiegen hergestellt. Das U-förmige Profil kann dabei eine Materialdicke von 4 mm bis 12 mm aufweisen, wobei auch denkbar ist, dass sich die Materialdicke in Blechlängs- und/oder Blechbreitenrichtung verändert, sodass das umgeformte U-Profil eine nicht-konstante Blechdicke in Blechlängs- oder Blechbreitenrichtung aufweist. Dadurch können bestimmte Stellen verstärkt ausgebildet werden, während an anderen Bereichen Material und damit Gewicht eingespart werden kann.
Die Lochgruppen-Stanzeinrichtung arbeitet vorzugsweise als mechanische Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit einer Hubfrequenz von wenigstens 50, vorzugsweise wenigstens 100 und höchstvorzugsweise wenigstens 140 Hüben pro Minute, wodurch der Stanzprozess mit hoher Geschwindigkeit ausgeführt werden kann. Weiterhin kann die Lochgruppen-Stanzeinrichtung so ausgebildet sein, dass wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, höchstvorzugsweise wenigstens 90% aller Löcher des zu stanzenden Lochbilds hiermit gestanzt werden können.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann vor oder nach dem Stanzen der Löcher in der Lochgruppen-Stanzeinrichtung mindestens ein weiterer Trenn- oder Schneidprozess zur Erzeugung wenigstens einer weiteren geschlossenen Kontur zur Vervollständigung des zu stanzenden Lochbilds vorgesehen werden. Dies kann beispielsweise durch eine Einzelstanze erfolgen und ist insbesondere für diejenigen Konturen gedacht, die nicht auf einer der Lochspuren liegen oder eine nur selten vorkommende Form oder Größe aufweisen.
Es ist weiterhin vorgesehen, dass jedes Lochbild auf Basis eines Steuerdatensatzes erzeugt wird, der alle mit der Lochgruppenstanzeinheit stanzbaren Löcher dem Stanzprozess mit der Lochgruppenstanzeinheit und die verbleibenden Löcher dem weiteren Trenn- oder Schneidprozess zuordnet. Bei jedem Stanzvorgang der Lochgruppen-Stanzeinrichtung wird ein Längsabschnitt des zu stanzenden Lochbildes gestanzt, wobei die in jedem Längsabschnitt zu stanzenden Löcher im Steuerdatensatz hinterlegt sind und die Stanzstempel bei jedem Stanzvorgang mit Hilfe des Steuerdatensatzes einzeln aktiviert oder deaktiviert werden. Die Lochgruppen-Stanzeinrichtung stanzt bei jedem Stanzvorgang alle der Lochgruppen-Stanzeinrichtung zugeordneten Löcher eines Längsabschnitts des zu stanzenden Lochbildes und die Position der Lochgruppe im anschließenden Längsabschnitt wird durch geregelten Vorschub eingestellt.
Beim erfindungsgemäßen Verfahren können eine Vielzahl von in Längsrichtung des Rahmenlängsträgers benachbarten Löchern des gestanzten Lochbilds und/oder eine Vielzahl von in Querrichtung des Rahmenlängsträgers benachbarten Löchern unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen. Weiterhin ist es denkbar, dass auf wenigstens einer der Lochspuren Löcher mit unterschiedlichem Durchmesser gestanzt werden. Auf diese Weise können die unterschiedlichsten Lochbilder erzeugt werden, um den jeweiligen Bedürfnissen gerecht zu werden.
Damit die zu stanzenden Löcher an exakt der richtigen Position in das Bauteil eingebracht werden, ist gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, dass die Position des Bauteils relativ zur Lochgruppen-Stanzeinrichtung über eine Messeinrichtung ermittelt wird und eine Fehlausrichtung mittels einer Positioniereinheit quer zur Bandvorschubrichtung korrigiert wird. Dabei kann die Position insbesondere mittels je zwei Sensoren beidseits des zu stanzenden Bauteils gemessen werden, wodurch sich eine erhöhte Flexibilität ergibt, da das einzubringende Lochbild sowohl auf die in Blechvorschubrichtung linke als auch auf die rechte Bauteilkante sowie auch auf die Bauteilmitte hin ausgerichtet werden kann. Als Sensoren können beispielsweise Wegsensoren eingesetzt werden, die beispielsweise auf einer Widerstandsänderung, einer variablen Induktivität, einer variablen Kapazität, einer Impulszählung, einer Laufzeitmessung oder einer Triangulation basieren.
Weiter kann die Position des Bauteils relativ zur Lochgruppen-Stanzeinrichtung in Abhängigkeit der Messung mittels wenigstens einer Positioniereinheit quer zur Vorschubrichtung korrigiert werden. Die Positioniereinheit verfährt dabei translatorisch und kann beispielsweise als Lineareinheit mit Kugelgewindetrieb oder Zahnriemenantrieb, als Keilmechanismus, als Exzenter oder als vergleichbares System zur Realisierung einer definierten, linearen Wegdifferenz ausgeführt sein.
Weiterhin kann im Nachgang zum Stanzprozess eine automatisierte Prüfung erfolgen, die in der Lage ist zu erkennen, ob die zu stanzenden Löcher tatsächlich vorhanden sind. Diese Prüfung kann beispielsweise mittels Kameraerkennung, Durchlichtverfahren, induktiver, kapazitiver oder mechanischer Sensoren erfolgen.
Prinzipiell können der Umformprozess und der wenigstens eine Stanzprozess in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Zur Erhöhung der Formhaltigkeit der zu stanzenden Löcher ist es jedoch vorteilhafter, wenn zunächst der Umformprozess und anschließend der wenigstens eine Stanzprozess durchgeführt werden.
In der erfindungsgemäßen Anlage kann ferner eine der Lochgruppen-Stanzeinrichtung vor- oder nachgeschaltete Trenn- oder Schneideinrichtung zur Erzeugung der wenigstens einen weiteren geschlossenen Kontur vorgesehen werden, sodass sich das zu stanzende Lochbild aus Löchern der Lochgruppen-Stanzeinrichtung und der wenigstens einen weiteren geschlossenen Kontur der Trenn- oder Schneideinrichtung zusammensetzt.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist die Lochgruppen-Stanzeinrichtung wenigstens eine Werkzeugeinheit auf, die aus je einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil aufgebaut ist, wobei das Werkzeugoberteil wiederum eine Aktivierungsleiste und eine Stempelleiste aufweist und sich das Werkzeugunterteil aus einer Matrizenleiste und einer Abfallleiste zusammensetzt. Die Aktivierungsleiste dient der Aktivierung bzw. Deaktivierung der einzelnen in der Stempelleiste geführten Stanzstempel. Eine besonders hohe Systemflexibilität lässt sich dadurch realisieren, dass die Aktivierungseinheiten im Vergleich zu den Stanzstempeln eine erhöhte Breitenerstreckung aufweisen und sich eine geringe Änderung der Lochspurposition in Breitenrichtung durch einen alleinigen Austausch der Stempelleiste und der Matrizenleiste umsetzen lässt. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit, dass bei geänderter Anzahl der Lochspuren oder großen Änderungen der Lochspurposition, sowohl Aktivierungs- und Stempelleiste sowie Matrizen- und Abfallleiste getauscht werden können.
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung werden anhand der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung näher erläutert.
Figurenliste

1 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Rahmenlängsträgern gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
2 ein Blockschaltbild einer erfindungsgemäßen Anlage zur Herstellung von Rahmenlängsträgern gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
3 eine schematische Darstellung des Umformprozesses mittels Rollprofilieren,
4 eine schematische Darstellung des Umformprozesses mittels Gesenkbiegen,
5a - 5c unterschiedliche Querschnitte des U-förmigen Profils des Rahmenlängsträgers,
6 Darstellung des Lochbildes in einem Längsabschnitt des Rahmenlängsträgers,
7a + 7b Darstellung der Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit aktivierten Stanzstempeln zu unterschiedlichen Zeitpunkten,
8a + 8b Draufsicht und Schnittdarstellung einer Positioniereinheit gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
9a + 9b Draufsicht und Schnittdarstellung einer Positioniereinheit gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
10a + 10b Draufsicht und Schnittdarstellung einer Positioniereinheit gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel,
11a + 11b Draufsicht und Schnittdarstellung einer Positioniereinheit gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel,
12a + 12b Draufsicht und Schnittdarstellung im Bereich der Lochgruppen-Stanzeinrichtung in einem ersten Zeitpunkt,
13a + 13b Draufsicht und Schnittdarstellung im Bereich der Lochgruppen-Stanzeinrichtung in einem zweiten Zeitpunkt,
14a + 14b Darstellungen einer Lochstempelaktivierung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel,
15a + 15b Darstellungen einer Lochstempelaktivierung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel,
16 ein schematisches Blockschaltbild der Anlage im Bereich der Lochgruppen-Stanzeinrichtung,
17 eine Schnittdarstellung der Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit zwei aktivierten Stanzstempeln,
18 eine Schnittdarstellung der Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit einem aktivierten Stanzstempel,
19 Schnittdarstellung längs der Linie H-H der 18 im Bereich der Schieberleiste und
20a + 20b Schnittdarstellungen der Lochgruppen-Stanzeinrichtung mit zwei unterschiedlichen Stempelleisten.

Die erfindungsgemäße Anlage zur Herstellung von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge weist eine Umformeinrichtung 1, eine Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 und eine Trenn- oder Schneideinrichtung 3 zur Erzeugung wenigstens einer weiteren geschlossenen Kontur auf. Die Umformeinrichtung 1, die Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 und die Trenn- oder Schneideinrichtung 3 werden durch separate Module gebildet, die in ihrer Reihenfolge zueinander beliebig angeordnet werden können. So unterscheiden sich die Darstellungen in 1 und 2 dadurch, dass die Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 und die Trenn- oder Schneideinrichtung 3 in ihrer Position jeweils vertauscht sind. Wenngleich es auch denkbar ist, den Umformprozess am Ende der Prozesskette durchzuführen, ist es zur Erhöhung der Formhaltigkeit der zu stanzenden Löcher jedoch vorteilhafter, wenn zunächst der Umformprozess in der Umformeinrichtung 1 und erst anschließend der Stanzprozess durchgeführt wird. Im Rahmen der Erfindung ist es weiterhin denkbar, dass für den Stanzprozess lediglich die Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 zur Anwendung kommt. Dies wäre insbesondere dann möglich, wenn alle zu stanzenden Löcher auf einer überschaubaren Anzahl von in Längsrichtung des Rahmenlängsträgers verlaufenden Lochspuren (Geraden) angeordnet wären.
Beim Umformprozess wird insbesondere ein U-förmiges Profil 4 aus einem Blechband 5a oder Blechplatine 5b hergestellt. Hierfür kann das in 3 dargestellte Rollprofilieren oder das Gesenkbiegen gemäß 4 zur Anwendung kommen. Das U-förmige Profil 4 kann dabei eine Materialdicke von 4 - 12 mm aufweisen, wobei es auch denkbar ist, dass sich die Materialdicke in Blechlängsrichtung- und/oder Blechbreitenrichtung in verschiedenen Bereichen unterschiedlich ausgestaltet wird, wie dies beispielhaft anhand der in den 5a, 5b und 5c dargestellten Längsabschnitten mit unterschiedlich dicken Wandungsstärken (d₁ , d₂ , d₃ , d₄ ) zu ersehen ist.
6 ist ein fertiggestanzter Längsabschnitt des U-förmigen Profils 4, wobei zu erkennen ist, dass eine Vielzahl der gestanzten Löcher 7a, 7b auf parallel zueinander und in Längsrichtung des U-förmigen Profils verlaufenden Lochspuren 6a, 6b, 6c angeordnet ist. Die auf den Lochspuren 6a-6c angeordneten Löcher können sich insbesondere auch durch ihren Durchmesser unterscheiden. So haben die Löcher 7a einen größeren Durchmesser als die Löcher 7b. Darüber hinaus kann auch der Abstand zwischen benachbarten Löchern sowohl in Längsrichtung als auch in Querrichtung des Rahmenlängsträgers unterschiedlich groß sein. In dargestellten Ausführungsbeispiel sind die drei Lochspuren jeweils mit einem Abstand Δy₁ voneinander beabstandet. Während die Löcher 7a, 7b zweckmäßigerweise mit der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 gefertigt werden, wird für die außerhalb der Lochspuren 6a-6c liegenden Löcher 8a, 8b und 8c auf die Trenn- oder Schneideinrichtung 3 zurückgegriffen, die beispielsweise als herkömmliche Einzellochstanze ausgebildet ist. Mit Hilfe der beiden Stanzeinrichtungen können die gestanzten Löcher, 7a, 7b, 8a, 8b, 8c sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung des Rahmenlängsträgers mit gleichen oder mit unterschiedlichen Abständen (Δy₁ , Δy₂ , Δx₁ , Δx₂ ) angeordnet werden, sodass sich sehr flexibel gestaltbare Lochbilder ergeben.
Die in den 7a und 7b dargestellte Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 weist eine Vielzahl von Stanzstempel 9 auf, die bei jedem Stanzvorgang in Abhängigkeit des zu erzeugenden Lochbildes einzeln aktiviert oder deaktiviert werden, sodass bei jedem Stanzvorgang eine der Anzahl der aktivierten Stanzstempel entsprechende Anzahl an Löchern gleichzeitig gestanzt wird. Der Großteil oder die Gesamtheit der Löcher des zu stanzenden Lochbilds des Rahmenlängsträgers kann auf diese Weise mit einer Vielzahl von Stanzvorgängen der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 erzeugt werden. Die Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 gemäß 7a und 7b weist dreizehn Stanzstempel 9 auf, wobei zu dem in 7a dargestellten Zeitpunkt fünf Stanzstempel 9 aktiviert sind. Die aktivierten Stanzstempel 9 sind dabei mit durchgezogenen Linien und die deaktivierten Stanzstempel mit strickpunktierten Linien dargestellt. Zu einem anderen, in 7b dargestellten Zeitpunkt, sind beispielsweise vier der neun Stanzstempel 9 aktiviert, während die anderen deaktiviert sind.
Damit die zu stanzenden Löcher an exakt der richtigen Position in das U-förmige Profil 4 eingebracht werden, wird die Position des Bauteils relativ zur Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 über eine Messeinrichtung ermittelt, die beispielsweise ein oder mehrere Sensoren 10a-10d umfasst (8a, 8b). Eine Fehlausrichtung kann dann mittels Positioniereinheiten 11a - 11d korrigiert werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weisen die Positioniereinheiten 11a - 11d jeweils zwei Rollen 12a, 12b auf, welche die Schenkel des U-förmigen Profils umgreifen. Zur Positionierung des U-förmigen Profils 4 werden diese Rollen 12a, 12b beispielsweise translatorisch mit Hilfe einer Lineareinheit 13 verfahren. Die anderen Positioniereinheiten 11a, 11b, 11d können in übereinstimmender Weise ausgeführt werden.
In 9a und 9b ist ein zweites Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem das U-förmige Profil 4 mittels lediglich einer Positioniereinheit 14 positioniert werden kann. Die Position des U-förmigen Profils 4 wird wiederum mittels mehrerer Sensoren 10a-10d bestimmt. Die Positioniereinheit 14 weist zwei Positioniereinheiten 14a, 14b auf, die auf der Außenseite der Schenkel 4a, 4d des U-förmigen Profils 4 in Rollkontakt stehen und über eine Lineareinheit 15 quer zur Längserstreckung des U-förmigen Profils verstellbar sind. In 10a und 10b ist ein drittes Ausführungsbeispiel dargestellt, dass sich vom Ausführungsbeispiel gemäß den 9a und 9b lediglich dadurch unterscheidet, dass neben der Positioniereinheit 14 noch eine weitere Positioniereinheit 16 vorgesehen ist, wobei eine der beiden Positioniereinheiten in Fördereinrichtung des U-förmigen Profils 4 vor und eine Positioniereinheit nach der Lochgruppe-Stanzeinrichtung 2 angeordnet ist, sodass eine äußerst präzise Ausrichtung des U-förmigen Profils 4 erreicht werden kann. In 11a und 11b ist schließlich noch ein viertes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei dem vier Positioniereinheiten 17a-17d zur Anwendung kommen, die mit jeweils separat ansteuerbaren Antrieben zur Ausrichtung des U-förmigen Profils 4 ausgestattet sind. Dabei sind jeweils zwei Positioniereinheiten gegenüberliegend angeordnet, wobei zwei vor und wiederum zwei nach der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 vorgesehen sind.
12a veranschaulicht einen Stanzvorgang zu einem Zeitpunkt t₁, bei dem sechs von elf Stanzstempeln der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 aktiviert sind. Im Schnitt E-E gemäß 12b sind drei aktivierte Stanzstempel 9a, 9b, 9c unmittelbar vor dem Stanzvorgang ersichtlich. 13a zeigt die Situation in einem darauffolgenden Zeitpunkt t₂ , bei dem lediglich drei Stanzstempel aktiviert sind. In der Schnittdarstellung F-F gemäß 13b ist beispielsweise lediglich der Stanzstempel 9c aktiviert.
Die Aktivierung bzw. Deaktivierung der Stanzstempel 9 kann über jede geeignete Aktivierungseinheit 18 erfolgen. In den 14a und 14b wird die Aktivierungseinheit 18 durch einen Keilmechanismus 18a realisiert, der über eine translatorische Verfahreinheit 19 zur Aktivierung/Deaktivierung eines Stanzstempels 9 betätigbar ist. Die Rückstellung des Stanzstempels erfolgt beispielsweise über ein Federelement 20. Im Ausführungsbeispiel gemäß den 15a und 15b wird die Aktivierungseinheit durch Schieberplatten 18b realisiert. Selbstverständlich sind aber im Rahmen der Erfindung auch andere Aktivierungseinheiten denkbar.
Anhand des Blockschaltbilds gemäß 16 wird im Folgenden der Datenfluss zur Realisierung des Stanzprozesses mit Hilfe der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 näher erläutert. Die Steuerung des Stanzvorganges der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 wird über eine Zentraleinheit 21 gesteuert, in der auch das zu stanzende Lochbild in Form eines Datensatzes hinterlegt ist. Der Vorschub des U-förmigen Profils 4 erfolgt in Längsrichtung des Profils mit Hilfe einer Vorschubsteuereinheit 22. Die Ausrichtung des U-förmigen Profils 4 quer zur Vorschubrichtung 26 erfolgt über eine Positioniersteuereinheit 23, die mit den Sensoren (beispielsweise 10b und 10c) und den Positioniereinheiten (beispielsweise 17a-17d) in Wirkverbindung stehen. Die Aktivierung bzw. Deaktivierung der einzelnen Stempel der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 erfolgt über die Stempelsteuereinheit 24 in Abhängigkeit des hinterlegten Steuerdatensatzes des zu erzeugenden Lochbildes. Der eigentliche Stanzvorgang wird dann über die Pressensteuereinheit 25 ausgelöst.
Anhand der 17 bis 20b wird der Aufbau und die Wirkungsweise der Lochgruppen-Stanzeinrichtung 2 näher erläutert. Sie besteht im Wesentlichen aus einem Werkzeugoberteil, das sich aus einer Aktivierungsleiste 2.2 und einer Stempelleiste 2.3 zusammensetzt. Das korrespondierende Werkzeugunterteil weist eine Matrizenleiste 2.4, und eine Abfallleiste 2.5 auf. Die Stanzstempel 9 sind in der Stempelleiste 2.3 geführt und werden über Aktivierungseinheiten 18 in der Aktivierungsleiste 2.2 aktiviert bzw. deaktiviert.
Der eigentliche Stanzvorgang wird durch einen Pressenstößel 2.1 ausgelöst. Die mittels der aktivierten Stanzstempel 9 ausgestanzten Teile fallen über die Abfallleiste 2.5 und den Abfallkanal 2.6 nach unten heraus. Das bewegliche Werkzeugoberteil ist gegenüber dem feststehenden Werkzeugunterteil in Führungen 2.8 geführt und ist beispielsweise für Hubfrequenzen von wenigstens 140 Hüben pro Minute ausgelegt.
Die Stanzleiste 2.3 weist sowohl in Vorschubrichtung 26 des U-förmigen Profils 4 als auch quer dazu mehrere Stanzstempel 9 auf, wie dies beispielsweise aus 19 ersichtlich ist. Die Stanzstempel sind dabei zueinander so angeordnet und weisen geeignete Durchmesser auf, dass damit der Großteil der für das gesamte Lochbild erforderlichen Löcher erzeugt werden kann. Für Rahmenträger mit einem anderen Lochbild wird jedoch vielfach eine andere Stempelleiste 2.2 erforderlich sein, weil beispielsweise eine anderer Abstand der Lochspuren und/oder Löcher mit anderen Durchmessern gefordert sind. Die Aktivierungsleiste 2.2 hingegen ist so ausgelegt, dass mit ein und derselben Aktivierungseinheit 18 unterschiedliche Stanzstempel 9, insbesondere Stanzstempel, die sich in ihren Durchmesser unterscheiden, aktiviert werden können, wie dies beispielsweise aus 17, 19 und 20a hervorgeht. Neben unterschiedlichen Durchmessern der Stanzstempel ist auch eine Lageveränderung des Stanzstempels 9 bezüglich der Aktivierungseinheit 18 in einem gewissen Rahmen möglich, wie in 19 gezeigt ist. Dies wird dadurch ermöglicht, dass die Aktivierungseinheit 18 in der Aktivierungsleiste 2.2 im Vergleich zu dem Stanzstempel eine erhöhte Breitenerstreckung aufweisen. Dies hat den weiteren Vorteil, dass bei einer Umrüstung der Stempelleiste 2.3 und der dazugehörigen Matrizenleiste 2.4 unter Umständen ein Austauschen der Aktivierungsleiste 2.2 nicht erforderlich ist, wodurch sich die Umrüstzeiten entsprechend verkürzen und die Materialkosten verringern. Gleichzeitig werden Aufwand und Kosten zur Werkzeugwartung reduziert. In 20a und 20b sind zwei weitere Ausführungsbeispiele dargestellt, bei denen lediglich die Stempelleiste 2.3' mit zugehöriger Matrizenleiste 2.4' (20a) bzw. die Stempelleiste 2.3'' und die dazugehörige Matrizenleiste 2.4'' (20b) ausgetauscht sind, während dieselbe Aktivierungsleiste 2.2 und dieselbe Abfallleiste 2.5 verwendet werden.

Claims

Verfahren zur Herstellung von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge mit wenigstens einem Umformprozess und wenigstens einem Stanzprozess, wobei beim Stanzprozess ein aus einer Vielzahl von Löchern (7a, 7b, 8a-8c) bestehendes Lochbild gestanzt wird und wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern hergestellt werden, die sich zumindest durch ihr Lochbild voneinander unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass zum Stanzen wenigstens eines Großteils der Löcher des zu stanzenden Lochbilds eines Rahmenlängsträgers eine Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) mit einer Vielzahl von Stanzstempeln (9) zur Anwendung kommt, wobei die Stanzstempel (9) bei jedem Stanzvorgang in Abhängigkeit des zu erzeugenden Lochbildes einzeln aktiviert oder deaktiviert werden, sodass bei jedem Stanzvorgang eine der Anzahl der aktivierten Stanzstempeln (9) entsprechende Anzahl an Löchern (7a, 7b, 8a-8c) gleichzeitig gestanzt wird und der Großteil oder die Gesamtheit der Löcher des zu stanzenden Lochbilds des Rahmenlängsträgers durch eine Vielzahl von Stanzvorgängen der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass die Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) als mechanische Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) mit einer Hubfrequenz von wenigstens 50 Hüben pro Minute arbeitet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass mit der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) wenigstens 70%, vorzugsweise wenigstens 80%, höchstvorzugsweise wenigstens 90% aller Löcher (7a, 7b, 8a-8c) des zu stanzenden Lochbilds gestanzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass vor oder nach dem Stanzen der Löcher (7a, 7b, 8a-8c) in der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) mindestens ein weiterer Trenn- oder Schneidprozess zur Erzeugung wenigstens einer weiteren geschlossenen Kontur zur Vervollständigung des zu stanzenden Lochbilds durchgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gegenzeichnet, dass jedes Lochbild auf Basis eines Steuerdatensatzes erzeugt wird, der alle mit der Lochgruppenstanzeinheit (2) stanzbaren Löcher (7a, 7b, 8a-8c) dem Stanzprozess mit der Lochgruppenstanzeinheit (2) und die verbleibenden Löcher dem weiteren Trenn- oder Schneidprozess zuordnet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass beim Umformprozess ein U-förmiges Profil (4) aus einem Blechband (5a) oder aus einer Blechplatine (5b) durch Rollprofilieren oder Gesenkbiegen hergestellt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass eine Vielzahl von in Längsrichtung des Rahmenlängsträgers benachbarten Löchern (7a, 7b, 8a-8c) des gestanzten Lochbilds und/oder eine Vielzahl von in Querrichtung des Rahmenlängsträgers benachbarten Löchern unterschiedliche Abstände voneinander aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass alle durch die Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) erzeugten Löcher (7a, 7b, 8a-8c) auf parallel zueinander verlaufenden und sich in Längsrichtung des Rahmenlängsträgers erstreckenden Lochspuren (6a, 6b, 6c) gestanzt werden.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gegenzeichnet, dass auf wenigstens einer der Lochspuren (6a, 6b, 6c) Löcher (7a, 7b, 8a-8c) mit unterschiedlichem Durchmesser gestanzt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass die zu stanzenden Löcher (7a, 7b, 8a-8c) in ein Bauteil eingebracht werden, wobei die Position des Bauteils relativ zur Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) über eine Messeinrichtung ermittelt wird und eine Fehlausrichtung mittels einer Positioniereinheit (14, 16, 17) korrigiert wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass mit jedem Stanzvorgang der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) ein Längsabschnitt des zu stanzenden Lochbildes gestanzt wird und die in jedem Längsabschnitt zu stanzenden Löcher (7a, 7b, 8a-8c) in einem Steuerdatensatz hinterlegt sind, wobei die Stanzstempel (9) bei jedem Stanzvorgang mit Hilfe des Steuerdatensatzes einzeln aktiviert oder deaktiviert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gegenzeichnet, dass die Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) bei jedem Stanzvorgang alle der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) zugeordneten Löcher (7a, 7b, 8a-8c) eines Längsabschnitts des zu stanzenden Lochbildes stanzt und die Position der Löcher (7a, 7b, 8a-8c) im anschließenden Längsabschnitt durch geregelten Vorschub eingestellt wird.
Anlage zur Herstellung von wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern für Nutzfahrzeuge mit einer Umformeinrichtung (1) zur Erzeugung eines U-förmigen Profils (4) aus einem Blechband (5a) oder aus einer Blechplatine (5b) und wenigstens einer Stanzeinrichtung zum Stanzen eines aus einer Vielzahl von Löchern (7a, 7b, 8a-8c) bestehenden Lochbilds, wobei sich die wenigstens zwei Serien von Rahmenlängsträgern zumindest durch ihr Lochbild voneinander unterscheiden, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Stanzeinrichtung durch eine Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) mit einer Vielzahl von Stanzstempeln (9) gebildet wird, wobei die Stanzstempel (9) bei jedem Stanzvorgang in Abhängigkeit des zu erzeugenden Lochbildes mittels einer Aktivierungseinheit (18) einzeln aktivierbar oder deaktivierbar sind, sodass bei jedem Stanzvorgang eine der Anzahl der aktivierten Stanzstempel (9) entsprechende Anzahl an Löchern (7a, 7b, 8a-8c) gleichzeitig gestanzt wird, wobei die Vielzahl der Stanzstempel (9) so angeordnet ist, dass durch eine Vielzahl von Stanzvorgängen wenigstens ein Großteil der Löcher (7a, 7b, 8a-8c) des zu stanzenden Lochbilds erzeugbar ist.
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass ferner eine der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) vor- oder nachgeschaltete Trenn- oder Schneideinrichtung (3) zur Erzeugung wenigstens einer weiteren geschlossenen Kontur vorgesehen ist, sodass sich das zu stanzende Lochbild aus Löchern (7a, 7b, 8a-8c) der Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) und der wenigstens einen weiteren geschlossenen Kontur der Trenn- oder Schneideinrichtung (3) zusammensetzt.
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Umformeinrichtung (1), die Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) und die Trenn- oder Schneideirichtung (3) durch separate Module gebildet werden, die in ihrer Reihenfolge zueinander beliebig angeordnet werden können.
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) wenigstens eine erste und eine zweite Art von Stanzstempeln (9) aufweist, die sich im Durchmesser unterscheiden.
Anlage nach Anspruch 13, gekennzeichnet durch eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Position eines zu stanzenden Bauteils relativ zur Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) sowie eine Positioniereinheit (11, 14, 17) zur Korrektur des zu stanzenden Bauteils bei einer durch die Messeinrichtung ermittelten Fehlausrichtung.
Anlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Lochgruppen-Stanzeinrichtung (2) wenigstens eine Werkzeugeinheit aufweist, die aus je einem Werkzeugoberteil und einem Werkzeugunterteil aufgebaut ist, wobei das Werkzeugoberteil wiederum eine Aktivierungsleiste (2.2) und eine Stempelleiste (2.3) aufweist und sich das Werkzeugunterteil aus einer Matrizenleiste (2.4) und einer Abfallleiste (2.5) zusammensetzt.
Anlage nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass in der Stempelleiste (2.3) die Vielzahl der Stanzstempel (9) geführt sind und die Aktivierungseinheiten (18) für jeden Stanzstempel (9) in der Aktivierungsleiste (2.2) angeordnet sind und zur Aktivierung oder Deaktivierung der einzelnen Stanzstempel (9) mit diesen in Wirkverbindung stehen.