用于板材的非切削式的边缘加工的设备和方法与流程

本发明涉及一种用于板材、特别是钢板在边缘区域中的非切削式的边缘加工的设备和方法。

背景技术：

特别是在由板材、尤其是钢板制造构件(例如用于汽车工业)的过程中，在制成的构件上通常会出现典型地包括平直或平面的切割区域的切割边缘。尽管这些切割区域满足涉及构件功能的要求，但是这些平直的切割区域具有缺点。

例如，增加的裂纹敏感性与平直的切割区域有关，该裂纹敏感性的原因在于，通过之前的切割过程而在钢板的一侧上产生较小的收缩，由于表面较强的过度伸长，该收缩被证实为对于边缘裂纹敏感性不利的因素。于是，在负荷的情况下、特别是在循环型的负荷或变换的驱动负荷情况下，微观裂纹形成的可能性增加。相反地，在边缘区域中的收缩此外通常产生切边毛刺。

在实际边缘之间的平面的边缘区域(平切部分)通常也会产生微观裂纹，该微观裂纹作为裂口并在特定的条件下导致宏观裂纹的产生。

此外，已切割的边缘的尖锐性也会引起受伤危险，其使得例如在部件的安装或者使用过程中部件的操作变得困难。如果存在边缘毛刺或其残余物，该受伤危险是特别突出的。只有通过耐切割的手套才允许抓住这类部件。

平直的切割区域的另一个缺点在于其对于外部影响的敏感性，因为平直的切割区域通常不受到保护。特别是在其厚度超过1mm的钢板中通常存在边缘腐蚀的危险。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于提供一种方法和设备，通过该方法和设备可以有效地避免板材关于其裂纹敏感性和受伤危险方面的缺点，而不必承受部件功能性的损失。另外还期望的是，提高部件的使用强度或其使用寿命。

本发明通过一种用于板材的非切削式的边缘加工的设备实现了该目的，其中，用于边缘加工的设备包括辊子，该辊子具有在边缘加工过程中用于容纳板材的边缘区域的凹槽并且辊子以能够围绕旋转轴旋转的方式设置，该旋转轴垂直于板材的主延伸平面延伸，其中，设置有用于在边缘加工过程中滚压边缘区域的凹槽内侧。

与现有技术相比，使用按照本发明的设备借助于通过滚压、特别是通过在边缘区域上局部作用的压力成型的非切削式的边缘加工以有利的方式促使在边缘区域中的局部的压缩或压紧，其中，局部的压缩或压紧一方面排除了在前部可能产生的微观裂纹并同时这样修圆边缘区域，即，降低了由板材引起的受伤危险。在此特别是省去了在形成修圆部分的条件下切削的损失，从而不会促使另外的微观裂纹的形成。取而代之地，通过凹槽内侧的边缘区域的滚压起到了局部的紧实变形的作用，其中，边缘区域开始部分地平滑移动并且被挤出，从而进一步排除例如通过切割过程引起的微观裂纹。由此可以改善制成的板材的质量，该板材在使用寿命的延长方面很突出。所有的金属可以作为板材材料而使用，其中特别优选钢和铝。

特别是设置为，凹槽相对于旋转轴同心地延伸并且沿着辊子外侧环绕地形成。在边缘加工过程中，板材的边缘优选贴靠在凹槽内侧上并且在板材和内侧相互滚轧的过程中通过滚压而挤出。在此，以有利的方式设置凹槽或其形状，由此使边缘的平滑移动的部分挤出。特别是能够设想，将该设备集成地设置在用于实施其他操作(比如板材的切割、打孔或整形)的工具中。

本发明有利的设计和扩展方案能够由从属权利要求以及对于附图的描述中得出。

根据本发明的另一种实施方式设置为，在边缘加工过程中，通过在边缘加工过程中沿输送方向相对于辊子运动的板材能够驱动辊子进行旋转运动。由此可以以有利的方式省略用于辊子的额外的驱动。特别是通过在边缘加工过程中进行的、在板材和凹槽内侧之间的滚轧运动(即，通过摩擦配合的共同作用)来驱动辊子。在此能够设想，在边缘加工过程中进行的、在板材和辊子之间的滚轧运动的情况下，板材或辊子以位置固定的方式设置。

根据本发明的另一种实施方式设置为，设备包括：一个施力装置，该施力装置在边缘加工过程中对板材施加朝向辊子的力；和/或一个另外的施力装置，另外的施力装置在边缘加工过程中对辊子施加朝向板材的力。借助该施力装置或另外的施力装置可以以有利的方式实现对于有效的滚压而言所必需的力作用。此外，可以通过该施力装置或另外的施力装置确保，在板材和辊子之间的相对运动过程中板材与边缘曲线无关地保持在凹槽中，因为该施力装置或另外的施力装置可以轻易地顾及所要求的跟随。

根据本发明的另一种实施方式设置为，辊子以位置固定的方式设置或者沿垂直于输送方向延伸的方向以可移动的方式设置。通过辊子位置固定的设置可以使辊子以有利的方式形成特别稳固的支座。也能够考虑使辊子沿垂直于输送方向延伸的方向设置，从而即使借助朝向板材的力也可以顾及在边缘加工过程中的滚压。也能够考虑的是，辊子首先向板材上移动直到凹槽嵌合板材并随后以固定位置固定，从而在边缘加工过程中用作有效的支座。

根据本发明的另一种实施方式设置为，凹槽相对于垂直于旋转轴的镜像平面以镜像对称的方式设置，和/或凹槽内侧是弯曲的。在此优选将凹槽设置为内凹的。特别是将凹槽内侧描述为半圆或设计作为沟槽。于是通过边缘加工过程中的滚压可以在板材上形成修圆的、特别是完全修圆的边缘区域，其曲率半径至少在上述边缘区域上等于半圆的曲率半径。

根据本发明的另一种实施方式设置为，凹槽沿着朝向旋转轴的径向方向逐渐变细和/或具有用于将板材引入到该凹槽中的容纳区域。该凹槽特别是具有漏斗形的入口区域。在此，凹槽的入口区域用作在将板材引入到凹槽中的过程中的引导辅助。由此可以以有利的方式简化边缘区域在凹槽内部的设置并且可以省略辊子或板材耗时的适当的取向(定心)。

根据本发明的另一种实施方式设置为，板材、特别是钢板特别是已涂覆有防腐蚀保护涂层和/或具有弧形的边缘曲线。特别是设置为，钢板两侧都涂层。于是通过该设备可以通过滚压边缘区域以有利的方式在镀锌过程中实现两侧涂覆的涂层之间的阴极过渡。由此可以省略在边缘区域中为未受保护的侧面额外地且费力地涂层。此外还可以在制造过程中节省特别是对于钢板的侧面的额外涂层所必需的时间。

本发明的另一个主题为一种用于板材的非切削式的边缘加工的方法，特别是通过按照本发明的、用于板材的非切削式的边缘加工的设备，该方法包括以下步骤：

-准备具有辊子的设备和板材，

-将板材的边缘区域引入辊子的凹槽中，

-辊子围绕垂直于板材的主延伸平面而延伸的旋转轴旋转而且

-通过凹槽内侧至少局部地在板材的边缘区域上滚压。

与现有技术相比，使用按照本发明的方法具有这样的优点，即，为了制成的板材的质量改进通过在切割面上的滚压排除了微观裂纹并且为了降低由板材引起的受伤风险而额外地修圆边缘区域。特别是降低了钢板上的边缘裂缝敏感性。在此能够考虑的是，将该方法集成地在改进的工具中实施，该工具用于实施其他操作，比如板材、特别是钢板的切割、打孔或整形。

根据本发明的另一种实施方式设置为，设置在凹槽中的板材沿输送方向而相对于辊子运动而且通过设置在凹槽中的板材驱动辊子进行围绕旋转轴的旋转运动，该旋转轴垂直于板材的主延伸平面延伸。由此可以以有利的方式省略用于辊子的旋转运动的驱动。在此能够设想，在板材相对于辊子进行相对运动的过程中，辊子或板材以位置固定的方式设置。还能够考虑的是，辊子相对于板材运动并且在此通过摩擦配合的作用使板材来驱动辊子进行旋转运动。

根据本发明的另一种实施方式设置为，对板材施加朝向辊子的力和/或对辊子施加朝向板材的力。通过力的施加可以以有利的方式提供对于滚压而言所必需的、板材和辊子之间的压力。此外能够设想的是，力的施加与板材的边缘曲线相适应，从而可以尽可能沿着整个板材或至少局部地在例如之前已限定的区域上与其边缘曲线无关地确保均匀的、至少局部的紧实变形。

根据本发明的另一种实施方式设置为，在板材两侧、特别是钢板两侧上涂覆有涂层、特别是防腐蚀保护涂层，并且通过边缘区域的滚压实现了在两侧涂覆的涂层之间的、优选阴极的过渡。由此使用于避免边缘腐蚀的、额外的保护措施变得多余，而且特别制成的钢板具有相比较而言较长的使用寿命。

从附图以及从以下借助附图对优选实施方式的描述可以得出本发明的其他细节、特征和优点。这些附图在此仅示出了本发明的举例的实施方式，而本发明并不局限与此。

附图说明

图1以立体视图示出了根据本发明的一个举例的实施方式的设备，其用于板材的边缘区域的非切削式的边缘加工。

图2以俯视图示出了根据本发明的一个举例的实施方式的设备，其用于板材的边缘区域的非切削式的边缘加工。

图3以侧视图示出了根据本发明的一个举例的实施方式的设备，其用于板材的边缘区域的非切削式的边缘加工。

图4示出了具有已修圆的边缘区域的钢板和具有未修圆的边缘区域的板材。

具体实施方式

在不同的附图中，相同的部分始终标有相同的附图标记并因此通常也分别仅谈及和描述一次。

图1至3中以立体视图、俯视图和侧视图示出了根据本发明的一个举例的实施方式的设备，其用于板材、优选钢板1的非切削式的边缘加工。该设备特别是设置在特定用作汽车的构件的钢板1的制造过程中。也能够考虑使用铝板或者其他金属板。优选例如通过热成型或冷成型使钢板1成型，这些钢板在赋形之前根据其用途而裁切。通过钢板1的切割在钢板1的边缘区域内产生平直的切割区域以及边缘形状，这使钢板容易产生微观裂缝并且增加了由钢板引起的受伤风险。为了对抗易微观裂缝性和增加的受伤风险，设置有用于钢板1的非切削式的边缘加工的设备。在此，该设备包括辊子2，该辊子能够围绕垂直于钢板1的主延伸平面延伸的旋转轴6旋转或能够绕其旋转地安装。在此，辊子2特别是具有相对于旋转轴6同心的圆周面，在该圆周面中环绕地引入至少一个凹槽9。在边缘加工的过程中，边缘区域设置在凹槽9的内部。在此，凹槽9在辊子2的径向方向上朝旋转轴6逐渐变细，即，沿平行于旋转轴6延伸的内部区域在旋转轴6的方向上减小。由此可以以有利的方式简化钢板1向凹槽9中的引入。特别是凹槽9在其开放的侧面上具有漏斗形的入口区域，其简化了钢板1向凹槽9中的引入。为了非切割式的边缘加工，通过凹槽内侧10使边缘区域滚压，即，凹槽内侧10作为用于至少局部地修圆或压缩边缘区域的滚动体使用。凹槽内侧10特别是理解为限定凹槽或确定凹槽的内部区域的面。在此特别是设置为，钢板1在边缘加工过程中沿着输送方向5运动而且钢板1、特别是其边缘区域与凹槽内侧10之间的摩擦配合的接触促使滚动，该滚动优选用作辊子2的旋转运动的驱动力。由此可以以有利的方式省略对于辊子2的额外的驱动。另外还设置为，在滚压钢板1的边缘区域过程中，边缘区域在相互滚动的情况下以这样的强度在凹槽内侧10上挤压，以使得钢板1的一部分、特别是边缘区域开始平滑移动或挤出。由此一方面起到了平整的作用而另一方面排除了可能的微观裂缝。为了产生滚压所要求的力3或者所要求的压力，在此设置为，该设备具有一个施力装置和/或一个另外的施力装置，其中，通过该施力装置使钢板1沿辊子2的方向挤压、特别是挤压到凹槽9中，或者通过另外的施力装置使辊子2朝钢板1的方向挤压。优选由另外的施力装置产生的力沿垂直于旋转轴6延伸的方向而延伸。施力装置例如是液压的、发动机驱动的或者电磁驱动的施力装置。在此另外还能够设想，辊子2和/或钢板1以沿着垂直于输送方向5延伸的方向能够运动的方式设置。由此，通过钢板1和/或辊子2的跟随可以以有利的方式起到这样的作用，即，不依赖余钢板1沿输送方向5的边缘曲线而实现连续地或均匀地、至少局部地滚压边缘区域。例如在钢板1的整个输送运动过程中由此可以促使钢板1的恒定的力作用在凹槽内侧10上，由此以有利的方式在整个边缘区域或至少局部地在沿着钢板1的之前限定的相应区域上产生基本上均匀的或均一的倒圆。另外设置为，凹槽内侧10是弯曲的、特别是内凹弯曲的。在图1至3示出的实施方式中，凹槽设计为沟槽，其中，朝向钢板1的凹槽内侧10为半圆。由此可以以有利的方式产生修圆的边缘区域，其曲率半径等于上述半圆的曲率半径。另外还能够设想，钢板1在两侧、特别是在边缘区域中涂层并且通过滚压使边缘区域这样变形或挤压，即，形成从钢板1的一侧到另一侧延伸的涂层。由此可以实现对于边缘区域的有效保护，否则边缘区域对于外部的影响不受到保护或者必须在额外的操作步骤中涂层。

图4中以侧视图举例示出了具有修圆的边缘区域8的钢板(下方)和具有未修圆的边缘区域7的钢板(上方)。优选该修圆的区域通过根据本发明的一种实施方式的方法形成。在此，修圆的边缘区域8不仅应理解为其中产生了封闭半圆的一类边缘区域而且例如应理解为其边缘略微削平的一类边缘区域。

按照本发明的设备或按照本发明的方法并不局限于在已裁切的板材(平面的成型扁坯)上使用，而也可以例如出于疲劳强度的原因而至少局部地用于修圆已成型的构件上的边缘。

附图标记列表

1 钢板

2 辊子

3 力

4 旋转方向

5 输送方向

6 旋转轴

7 未修圆的边缘区域

8 修圆的边缘区域

9 凹槽

10 凹槽内侧