DE69723733T2

DE69723733T2 - Verfahren zum herstellen einer bauplatte

Info

Publication number: DE69723733T2
Application number: DE69723733T
Authority: DE
Inventors: Darko Pervan
Original assignee: VAELINGE ALUMINIUM VIKEN AB; Valinge Aluminium AB
Current assignee: VAELINGE ALUMINIUM VIKEN AB; Valinge Innovation AB
Priority date: 1996-12-05
Filing date: 1997-12-05
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-12-06
Also published as: SE9604484D0; ES2198601T3; US20050166502A1; SE9604484L; NO992653D0; SE509060C2; ATE245748T1; US6205639B1; WO1998024994A1; AU5422398A; US20030009972A1; NO313337B1; EP1361318A2; EP1361318A3; US20010029720A1; EP0958441A1; PT958441E; US6880305B2; EP0958441B1; NO992653L

Description

Erfindungsgbiet
Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Herstellen einer Bauplatte, z. B. einer Fußbodenplatte, die gedacht ist, mit ähnlichen Bauplatten mechanisch verbunden zu werden, und die einen Plattenkörper sowie, zur mechanischen Verbindung, eine Metallleiste umfasst, die mit dem Plattenkörper mechanisch verbunden ist und aus dieser herausragt, und die mit einem Anetierelement geformt ist, das gedacht ist, mit einer komplementären Anetierrille einer angrenzenden Bauplatte in Eingriff gebracht zu werden.
Insbesondere betrifft die Erfindung eine verbesserte Technik für die mechanische Verbindung zwischen der Metallleiste und dem Körper.
Hintergrund. Merkmale und Vorteile der Erfindung
Eine Bauplatte, z.B. eine Fußbodenplatte, die mit einer herausragenden Metallleiste, die mit einem Anetierelement zum mechanischen Verbinden geformt ist, versehen ist, wird in WO 94/26999 beschrieben. Dieses Dokument liefert eine ausführlichere Beschreibung darüber, wie solche Bauplatten konstruiert und miteinander verbunden werden können. Der Hintergrund, die Merkmale und Vorteile der Erfindung werden speziell für diese bekannte Art von Fußbodenplatte beschrieben, aber es sollte betont werden, dass die Erfindung zur Herstellen von anderen Bauplattenarten als Fußbodenplatten, wie z. B. Wandpaneelen und Dachplatten, nützlich ist. Alle Verweise auf den Begriff "Fußbodenplatte" sollten daher als auf Bauplatten im Allgemeinen zutreffend betrachtet werden.
WO 94/26999 offenbart somit ein System zum mechanischen Verbinden von Fußbodenplatten. Eine erste mechanische Verbindung stellt eine gegenseitige vertikale Arretierung der Verbindungskannten bereit und kann in der Form einer Nut- und Federverbindung längs der Verbindung sein. Eine zweite mechanische Verbindung stellt eine gegenseitige horizontale Arretierung der Platten in einer Richtung rechtwinklig zu den Platten bereit.
Um die Situation zu veranschaulichen, auf der die vorliegende Erfindung beruht, wird nun auf 1 verwiesen, die eine Verbindung zwischen zwei identischen mechanisch verbundenen Fußbodenplatten 2 im Schnitt zeigt. Das erfindungsgemäße Verfahren ist zum Herstellen solcher Fußbodenplatten nützlich. Die Konstruktion und die Funktion der Fußboden platten entsprechen im Wesentlichen dem, was aus WO 94/26999 bekannt ist. Hinsichtlich der geometrischen Formen einer Klemmnase und eines Anetierelements gibt es jedoch verglichen mit dem Stand der Technik bestimmte Unterschiede.
Jede Platte hat eine Oberseite 4 und eine Unterseite 6, und zu Veranschaulichungszwecken kann angenommen werden, dass sie aus einem Plattenkörper S aus einer geschichteten Faserplatte, Plastikwerkstoff, Holz oder dergleichen besteht. Die Dicke des Körpers S kann z. B. 7 mm betragen. Um eine mechanische Verbindung zu ermöglichen, werden gegenüberliegende Kanten 8 der Platten 2 mit einer in der Fabrik angebrachten integrierten Metallleiste 10 sowie einer Anetierrille 16 geformt. Die Leiste 10 besteht vorzugsweise aus Aluminiumblech und erstreckt sich horizontal von der Unterseite 6 der Platte 2 in der Richtung der zweiten Fußbodenplatte und läuft stetig über die ganze Länge der Verbindung hinweg. Die Leiste 10 kann jedoch in kleinere Teile geteilt werden, die den Hauptteil der Länge der Verbindung bedecken.
Um die erforderlichen Verbindungstoleranzen sowie einfaches Legen zu erreichen, wird die Leiste 10 integral mit der Platte geformt, d. h., sie wird in der Fabrik montiert und sollte ausdrücklich nicht in Verbindung mit dem Legen montiert werden. Als ein nicht-einschränkendes Beispiel kann die Leiste 10 eine Breite von etwa 30 mm und eine Dicke von etwa 0.6 mm aufweisen.
Entlang ihrer einen Seitenkante wird die Leiste 10 mit einem Anetierelement 12 gebildet, das aus dem Blechmaterial gebogen wird und eine aktive Anetierungsfläche 14 mit einer Höhe von z. B. 1.0 mm vorweist. Im verbundenen Zustand wird das Anetierelement 12 in einer Arretierrille 16 aufgenommen, die in der Unterseite 6 der zweiten Platte gebildet ist und parallel zu und beabstandet von der Verbindungskante 8 verläuft. Das Arretierelement 12 und die Anetierrille 16 bilden gemeinsam die vorerwähnte, zweite mechanische Verbindung, um die Platten 2 in der mit D2 bezeichneten Richtung miteinander zu arretieren. Das heißt, die Arretierungsfläche 14 des Anetierelements 12 dient als ein Anschlag in Bezug auf die den Verbindungskanten 8 am nächsten liegende Fläche 18 der Arretierrille 16.
Wenn die Platten 2 gemäß 1 miteinanader verbunden werden, können sie eine relative Position in der Richtung D2 einnehmen, wo ein kleines Spiel Δ von nur 0.0 1 mm zwischen der Arretierungsfläche 14 und der Arretierrille 16 vorhanden ist. Dieses Spiel macht es möglich, die Platten 2 in der Richtung der Verbindung ohne den Gebrauch von Werkzeugen zu verschieben. Diese Verschieblichkeit erleichtert das Legen und ermöglicht das Zusammen fügen der kurzen Seiten durch Schnappbefestigung. Zu einer ausführlicheren Beschreibung der Funktion und Vorteile dieser Konstruktion wird auf WO 94/26999 verwiesen.
Die Leiste 10 wird in einer toleranzausgleichenden Rille in der Unterseite 6 der Platte 2 angebracht. In dieser Ausführung beträgt die Breite der Ausgleichsrille etwa die Hälfte der Breite der Leiste 10, d. h., etwa 15 mm. Das Funktionieren und verschiedene Weisen des Formens der Ausgleichsrille werden im Einzelnen in WO 94/26999 beschrieben und brauchen folglich hier nicht wiederholt zu werden.
Die Leiste 10 wird in der folgenden Weise an dem Körper S mechanisch befestigt. Eine Rille 20 wird in der Unterseite 6 des Körpers S in einem Abstand von einer Aussparung 22 angrenzend an die Verbindungskante 8 bereitgestellt. Die Rille 20 kann entweder als eine durchgehende Rille, die sich über die ganze Länge des Körpers S hinweg erstreckt, oder als eine Anzahl von getrennten Rillen gebildet werden. Zusammen mit der Aussparung 22 definiert diese Rille 20 eine Schwalbenschwanz-Klemmnase 24 des Körpers S. In ihrem befestigten Zustand in 1 weist die Leiste 10 eine Anzahl von gestanzten und gebogenen Zungen 26 sowie eine oder mehrere Lippen 28 auf, die um entgegengesetzte Seiten der Klemmnas 24 gebogen sind. Der Begriff "Klemmelement" wird im Folgenden als eine allgemeine. Bezeichnung für Zungen, Lippen und entsprechende Komponenten der Leiste gebraucht, die aus dem Blechmaterial geformt und um die Klemmnase 24 des Körpers S gebogen sind.
Zusammenfassung der Erfindung
Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist, eine Technik zum Verbessern von Bauplatten des oben erwähnten Typs bereitzustellen.
Eine besondere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Technik zum Verbessern der mechanischen Befestigung der Leiste an dem Körper bereitzustellen.
Es ist ebenfalls eine Aufgabe der Erfindung, eine Technik zur Verbesserung eines Herstellungsverfahrens für Bauplatten des oben erwähnten Typs bereitzustellen.
Um diese und andere Aufgaben zu erfüllen, wird erfindungsgemäß ein Verfahren zum Herstellen einer Bauplatte mit den in den anliegenden Ansprüchen aufgeführten Merkmalen bereitgestellt.
Die Erfindung stellt somit ein Verfahren zum Herstellen einer Bauplatte bereit, die einen Plat tenkörper, der mit einer Klemmnase versehen ist, und eine Metallleiste aufweist, die sich von dem Körper aus erstreckt und aus der Klemmelemente, die um die Klemmnase herum gebogen werden, um die Leiste mechanisch an dem Körper zu befestigen, sowie ein Arretierelement geformt werden, das mechanisches Verbinden der Platte mit gleichartigen Platten ermöglicht. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente aus der Leiste durch einen Vorbiegevorgang vor dem Biegen der Klemmelemente um die Klemmnase herum vorgeformt werden und anschließend die so vorgeformten Klemmelemente in einer Biegerichtung um die Klemmnase herum gebogen werden, wobei so vorgeformt wird, dass als Ergebnis des anschließenden Biegens die vorgeformten Klemmelemente an der Klemmnase anschlagen und so während eines abschließenden Stadiums des Biegens einer Verformung in einer Richtung entgegengesetzt zu der Biegerichtung unterzogen werden.
Die Verformung, die während des Endstadiums des Biegens stattfindet, führt vorzugsweise zu einem Vorspannen der Klemmelemente der Leiste gegen die Klemmnase.
Das Vorformen sowie das Biegen der Klemmelemente werden vorzugsweise mithilfe einer Stanzeinrichtung ausgeführt, die im Wesentlichen in rechten Winkeln zu einer Hauptebene der Leiste/Bauplatte arbeitet, und in einer besonders bevorzugten Ausführung sind solche Stanzeinrichtungen in ein und demselben Stanzwerkzeug angeordnet, sodass sie während des Vorformens und Biegens in Bezug zueinander stationär sind.
Zum Erzielen guter Befestigung und zum Beseitigen von Toleranzproblemen werden die Klemmelemente vorzugsweise bis zu einem solchen Grad gebogen, dass die Verformung, die während des Endstadiums des Biegens auftritt, aus einer dauerhaften Rückbiegung der Klemmelemente sowie einer federnden Rückkehr der Klemmelemente besteht. In diesem Zusammenhang kann das Rückbiegen Toleranzen in Bezug auf z. B. die Position der Klemmnase bezüglich des Plattenkörpers oder bezüglich der biegenden Stanzeinrichtung ausgleichen, während eine Vorpsannkraft, die durch die federnde Rückkehr erreicht wird, im Wesentlichen konstant gehalten werden kann.
Wie bereits aus dem vorerwähnten WO 94/26999 an sich bekannt ist, wird die Klemmnase vorzugsweise mit unterschnittenen Klemmkanten versehen, um die das Biegen erfolgt. Eine besonders starke Klemmnase, die für die Vorspanntechnik gemäß einer bevorzugten Ausführung geeignet ist, kann erhalten werden, wenn die Klemmkanten der Klemmnase mit ersten nicht-unterschnittenen Klemmkantenteilen, die der Leiste am nächsten sind, und zweiten unterschnittenen Klemmkantenteilen angrenzend daran gebildet werden. Während des Biegens erzielen die nicht-unterschnittenen Klemmkanten eine Verstärkung der Klemmnase, während die vorgeformten Klemmelemente im Wesentlichen nur gegen die unterschnittenen Klemmkantenteile vorgespannt sind.
Unterschnittene Klemmkanten der Klemmkante weisen vorzugsweise einen Unterschnittwinkel von 10°–45° in Bezug auf die Senkrechte zu einer Hauptebene der Bauplatte auf, und die Klemmelemente werden vorzugsweise mit einem Vorformungswinkel von 15°–90° in Bezug auf eine Hauptebene der Leiste vorgeformt. Zum Erzielen der Vorspannung sollte jedoch der Unterschnittwinkel kleiner als der Vorformungswinkel sein, und vorzugsweise so viel kleiner, dass auch im Fall von Abweichungen infolge Toleranzen in der Position der Klemmnase eine dauerhafte Rückbiegung der Klemmelemente sowie eine federnde Rückkehr derselben immer erhalten werden. Ein Rückkehrwinkel von etwa 45° wurde als geeignet befunden.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Vorformung erreicht, indem jedes Klemmelement durch einen vorbestimmten Vorbiegewinkel an einem ersten, von einem freien Ende des Klemmelements beabstandeten Punkt gebogen wird, und das Biegen wird zustande gebracht, indem das so vorgeformte Klemmelement an einem zweiten Punkt gebogen wird, der von dem freien Ende werter entfernt liegt als der erste Punkt. Spezifisch kann das Vorbiegen gegen eine von der Klemmnase getrennte Sianzmatrize durchgeführt werden, während das Biegen erst durchgeführt wird, nachdem die Leiste an der Klemmnase positioniert wurde, die in diesem Zusammenhang als eine Stanzmatrize dient.
Diese und andere Auführungen der Erfindung werden aus den anliegenden Ansprüchen und der folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungen ersichtlich werden.
Durch die Vorspannungstechnik gemäß der bevorzugten Ausführung mit Vorformung und Biegen werden verschiedene Vorteile sowohl vom einem Herstellungs- als auch einem Produktstandpunkt erzielt.
1. Der Plattenkörper, der typischerweise aus Holz oder Holz-basiertem Material oder aus Kunststoff besteht, kann seine Abmessungen in Verbindung mit Veränderungen in Feuchtigkeit und Temperatur ändern, während die Metallleiste nur temperaturempfindlich ist. Solchen Abmessungsänderungen des Körpers und/oder der Metallleiste können eine negative Auswirkung auf die mechanische Verbindung zwischen dem Körper und der Leiste haben und können besonders zu unerwünschten Verbindungsritzen zwischen den Platten und zu schwacher Festigkeit führen.
Ein erster Vorteil der Erfindung ist, dass sie sicherstellt, dass solche Abmessungsänderun gen die mechanische Verbindung nicht beeinträchtigen, da erfindungsgemäß die mechanische Verbindung zwischen der Leiste und dem Plattenkörper vorgespannt werden kann und sich folglich automatisch und stetig an jede Abmessungsänderung dieser zwei Komponenten anpassen kann. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Leiste immer fest und sicher mit dem Plattenkörper verbunden ist, sodass die relative Position dieser zwei Komponenten richtig und unverändert bleibt. Durch die Erfindung werden Leisten, die lose sind, und relativ zu dem Plattenkörper verschoben werden können, somit vermieden, und folglich werden unerwünschte Verbindungsritzen und schwache Festigkeit infolge locker befestigter Leisten beseitigt.
2. Zusätzlich zu den vorerwähnten umgebungsbedingten Abmessungsänderungen der fertigen Bauplatte kann auch eine Veränderung in der Position der Klemmnase in Bezug auf den Plattenkörper auftreten. Diese Positionsänderung ist auf Tolerenzen in der Herstellung der Klemmnase zurückzuführen, insbesondere, wenn ihre Klemmkanten durch Fräsen gebildet werden. Als Folge dieser Toleranzen kann die Position der Klemmkanten in Bezug auf die Verbindungskante des Körpers von einer Bauplatte zur anderen etwas varrieren (z. B. in der Größe von +/-0.05 mm). Wenn die Leiste zum Zeitpunkt der Herstellung in Bezug auf die Klemmnase positioniert wird, kann diese Positionsabweichung der Klemmkanten dazu führen, dass die Leiste falsch positioniert wird.
Ein zweiter Vorteil der Erfindung ist, dass das Vorformen in Kombination mit Rückbiegen und Vorspannen die vorerwähnte Positionsänderung der Klemmkante ausgleicht, da eine "unrichtige" Position der Klemmkanten durch die Tatsache ausgeglichen werden kann, dass die Klemmelemente der Leiste dazu gebracht werden können, während des Biegens immer an die Klemmkanten anzustoßen und, abhängig von der Position der entsprechenden Klemmkante, in unterschiedlichem Maße rückgebogen werden.
Grundsätzlich ist es bei der Herstellung erwünscht, in der Lage zu sein, innerhalb der größten möglichen Toleranzen zu arbeiten, da dies Einricht- und Abbauzeiten, Prüfungen und Werkzeugschleifen verringert. In dem vorliegenden Fall kann ein geeignet ausgelegtes Vorformen Toleranzen von z. B. 0.15 mm handhaben.
3. Ein dritter von der Erfindung bereitgestellter Vorteil ist, dass Kraft ihrer Vorformung die Klemmelemente der Leiste in Bezug auf die Biegestanzen immer zu der richtigen Position bewegt werden können und dennoch an die Klemmnase, die innerhalb einer bestimmten Herstellungstoleranz in Bezug auf die Biegestanzen positioniert ist, anstoßen und durch dieselbe rückgebogen werden. Dieser Vorteil bedeutet, dass, auch wenn die relative Posi tion zwischen den Klemmkanten des Körpers und den Biegestanzen sich zwischen verschiedenen Stanzvorgängen etwas verändern sollte, dies keine negative Auswirkung auf die Qualität der mechanischen Verbindung zwischen der Leiste und dem Plattenkörper hat.
4. Ein werterer durch die Erfindung erzielter Vorteil ist, dass die Vorspannkraft, die durch die gebogenen Klemmelemente der mechanisch befestigten Leiste an die Klemmnase angelegt wird, im Wesentlichen unabhängig von sowohl der Stanzkraft, die mittels der Biegestanzen angelegt wird, als auch der Hublange der Biegestanzen ist. Der Vorteil davon ist, dass (i) die Biegestanzen und (ii) andere zum Herstellen der Fußbodenplatte benötigte Stanzen (z. B. Vorbiegestanzen, Stanzmaschinen, usw,) in ein und demselben Stanzwerkzeug montiert werden können, das sich mit einer allen Stanzen gemeinsamen Hublänge und einem gemeinsamen Pressdruck auf und ab bewegt. Dies macht es insbesondere möglich, den Biegestanzen, wenn sie sich in der Richtung der Leiste bewegen, zu erlauben, eine Strecke nach dem Punkt in der Stanzbewegung, an dem das Befestigen der Leiste 10 an dem Körper vollendet ist, fortzufahren, um den anderen Stanzen zu ermöglichen, ihre Stanzfunktion während einer abschließenden, inaktiven Bewegung der Biegestanzen zu vollenden.
Die Vorspannkraft kann mithilfe von Parametern der Metallleiste (Blechdicke, Legierung usw.), mithilfe der Position, dem Winkel und der Länge der vorgeformten Klemmelemente in Bezug auf die Klemmkanten und den Unterschnitt derselben und mithilfe der relativen Position der Klemmkanten und der Biegestanzen kontrolliert werden.
5. Das Formen des Arretierlements der Leiste erfolgt vorzugsweise mittels Stanzen, die im Wesentlichen in rechten Winkeln zu der Hauptebene der Fußbodenplatte arbeiten, und, wie oben erwähnt, ist es ein Vorteil, wenn alle Stanzvorgänge mit ein und demselben Stanzwerkzeug durchgeführt werden können. Folglich ist es wünschenswert, dass das Befestigen der Leiste ebenfalls mittels Stanzen erfolgen kann, die in rechten Winkeln zu der Hauptebene der Fußbodenplatte arbeiten. Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Vorformen dies möglich macht, da das Vorformen bedeutet, dass die Stanzvorrichtung keine Biegestanzen enthalten muss, die von der Seite arbeiten, um die Leiste an der Klemmnase zu befestigen.
Ein anderer Vorteil von in rechten Winkeln arbeitenden Biegestanzen ist, dass der Kompressionsdruck auf dieselben ohne Gefahr des Brechens der Klemmnase optional sehr hoch sein kann, während die Befestigungskraft an die Klemmnase durch die Verformung der Leiste genau kontrolliert werden kann. Wogegen, wenn die Biegestanzen in Richtung auf die Kanten der Klemmnase, deren Position sich in einer solchen Stanzrichtung wegen der vorerwähnten Herstellungstoleranzen verändert, gearbeitet hätten, sich der Druck auf die Klemmnase erheblich verändert haben würde, mit der Gefahr, dass die Klemmnase bricht oder die Befestigung der Leiste locker ist.
6. Ein werterer Vorteil der Erfindung ist, dass das Vorformen es möglich macht, die Dicke des Plattenkörpers und folglich der fertigen Bauplatte kraft der Tatsache zu verringern, dass die Höhe der Klemmnase verringert werden kann, da die Klemmelemente der Leiste, die um die Klemmnase herum zu biegen sind, vorgeformt werden, wenn das Biegen durchgeführt wird.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 zeigt im Schnitt zwei mechanisch verbundene Katenteile von zwei identischen Fußbodenplatten.
2 ist eine Gesamtansicht einer Fertigungsstraße zur Herstellung erfindungsgemäßer Fußbodenplatten.
3 zeigt den mittleren Abschnitt eines Pressformungsteils der Fertigungsstraße in 2.
4A-4C zeigen drei aufeinanderfolgende Arbeitsschritte in einem Arbeitszyklus der Presse in 3.
5A-5F veranschaulichen das erfindungsgemäße Vorformen, Biegen und Rückwärtsbiegen.
6A und 6B veranschaulichen den Vorteil der Erfindung, wenn Toleranzen hinsichtlich der Position der Klemmnase in Bezug auf den Plattenkörper vorhanden sind.
Beschreibung einer Ausführung
Mit Verweis auf 2-6 in den anliegenden Zeichnungen wird nun eine Fertigungsstraße beschrieben, die zur Herstellung von Bauplatten, wie z. B. Fußbodenplatten, des oben mit Verweis auf 1 erwänhten Typs brauchbar ist, und in der eine Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens implementiert ist. Dieselben Verweiszeichen wie in 1 werden für die Komponenten der Fußbodenplatte verwendet werden.
In 2 ist ein formbarer Rohling 40, vorzugsweise Aluminiumblech, auf eine Rolle 42 gewickelt. Das Aluminiumblech 40 wird von der Rolle 42 zu einem Blechzuführer 46 geführt. Die Aufgabe des Blechzuführers 46 ist, den flachen Rohling 40 allmählich in eine Presse 48 zu führen (Pfeil P1). Auf ihrer gegenüberliegenden Seite empfängt (Pfeil P2) die Presse 48 bearbeitete (gefräste) Körper S aus z. B. Presslaminat von einem Plattenzuführer 50.
In der Fertigungsstraße in 2 wird der Rohling 40 in getrennte Metallleisten 10 geschnitten, die Anetierelemente 12 der Leisten 10 werden geformt, und die Leisten 10 werden mittels Klemmelementen, die aus den Metallleisten geformt werden, mechanisch an den Plattenkörpem S befestigt.
3 zeigt schematisch einen Mittelteil der Presse 48. Ein oberer Presstisch 52 trägt einen Stanzhalter 56, und ein unterer Presstisch 54 trägt ein zugehöriges Ziehkissen 58 sowie einen Werkzeugtisch 60 angrenzend an das Ziehkissen 58, wobei der Tisch eine obere Haltefläche 62 (s. 3) für den Körper S bildet. Die zwei Presstische 52 und 54 sind in der durch den Pfeil P3 angegebenen Richtung in Bezug zueinander beweglich.
4A–C zeigen die Teile, die für (i) das Formen des Anetierelements 12 der Leiste 10 und (ii) die mechanische Befestigung der Leiste 10 an dem Körper S von Bedeutung sind.
Fig. 4A–C zeigen das Ziehkissen 58 und den Werkzeugtisch 60 in einem größeren Maßstab. In seiner Oberseite hat das Ziehkissen 58 eine Formungsfläche 64, gegen die das Arretierelement 12 der Leiste 10 geformt wird, sowie eine Haltefläche 66. Die Formungsfläche 64 wird durch zwei Teilflächen einer Rinne 68 gebildet, die mit großer Genauigkeit in dem Ziehkissen 58 gebildet ist und senkrecht zu der Ebene des Ziehens längs der ganzen Breite des Rohlings 40 verläuft. Der Werkzeugtisch 60 hat eine Anschlagkante 70, die quer zu der Einführungsrichtung P2 verläuft, und gegen die ein vorbestimmter Teil des Körpers S anzustoßen veranlasst wird, wenn der Körper S in die Presse 48 geführt wird. In der bevorzugten Ausführung besteht dieser vorbestimmte Teil aus der oberen Verbindungskante 8 des Körpers S. Die Anschlagkante 70 soll als eine Bezugsfläche dienen und hat zu diesem Zweck eine genaue, vorgegebene Position in Bezug auf die Formungsfläche 64 entsprechend einer gewünschten Position der oberen Verbindungskante 8 des Körpers S in Bezug auf die Arretierfläche 14. Die Formungsfläche 64 und die Bezugsfläche 70 funktionieren gemeinsam als eine "Schablone", gegen die die Arretierfläche 14 und die obere Verbindungskante 8 positioniert werden, um in der fertigen Bauplatte gute Toleranzwerte zu erzielen.
Drei Stanzen S1, S2 und S3 werden über dem Ziehkissen 58 und dem Werzeugtisch 60 gezeigt. In der gezeigten Ausführung arbeiten diese Stanzen unisono in Bezug auf das Ziehkissen 58, d. h. sie sind gegenseitig stationär. Außerdem werden zwei vertikal arbeitende Niederhatteeinrichtungen T1 und T2, getrennt von den Stanzen S1–S3, gezeigt. Die Stanzen S1–S3 und die Niederhalteeinrichtungen T1 und T2 erstrecken sich über die ganze Breite des Rohlings 40. S2 ist jedoch aus einer Mehrzahl gegenseitig getrennter Module aufgebaut.
Die erste Stanze S1 formt die Arretierfläche 14 des Anetierelements 12 gegen die Formungsfläche 64. Die zweite Stanze S2 und dritte Stanze S3 dienen zum Biegen der Zungen 26 und der Lippe 28 um die Klemmnase 24 des Körpers S herum, um die Leiste 10 an dem Körper S mechanisch zu befestigen. Wie oben erwähnt, ist die zweite Stanze S2 aus Modulen aufgebaut, wobei jedes Modul zum Biegen einer entsprechenden Zunge 26 dient und eine Breite von z. B. 10 mm besitzt. Um der Stanze S1 zu ermöglichen, das Biegen der Lippe 28 durchzuführen, wird die Letztere in dem Rohling 40 flussaufwärts in der Fertigungsstraße vorgeformt, und um der Stanze S2 zu ermöglichen, das Biegen der Zungen 26 durchzuführen, wird die Letztere in dem Rohling 40 flussaufwärts in der Fertigungsstraße vorgeformt, sodass es Öffnungen 72 in dem Rohling 40 zum Empfangen der zweiten Stanze S2 gibt.
Ein Arbeitszyklus der oben beschriebenen Fertigungsstraße wird nun ausführlicher beschrieben. Zuerst wird der Teil des Rohlings 40, der die Leiste 10 bilden soll, nach und nach über das Ziehkissen 58 geführt. Während des Führens werden die Lippe 28 und die Zungen 26 vorgeformt, und die Leiste 10 ist noch Bestandteil des Rohlings 40. Ein gewisse teilweise Trennung kann trotzdem früher stattgefunden haben, aber in jedem Fall wird in diesem Zuführungsschritt die Leiste 10 nicht als eine getrennte Einheit behandelt. Praktisch gleichzeitig wird ein Körper S über den Werkzeugtisch 60 geführt und mit seiner oberen Verbindungskante 8 an die Bezugsfläche 70 anstoßend positioniert.
Anschließend werden die Niederhalteeinrichtungen T1 und T2 zu der in 4B gezeigten Halteposition aktiviert. T1 fixiert die Leiste 10 relativ zu dem Ziehkissen 58. T2 fixiert die Leiste relativ zu der Unterseite 6 des Körpers S und fixiert den Körper S relativ zu dem Werkzeugtisch 60 und folglich auch relativ zu der Bezugsfläche 70. T1 und T2 werden in dieser Halteposition gehalten, bis das Anetierelement 12 geformt und die Leiste 10 an dem Körper S mechanisch befestigt worden ist.
Im nächsten Schritt werden die Stanzen S1–S3 gemäß 4B und 4C unisono aktiviert, sodass (i) die Arretierfläche 14 des Anetierelements 12 gegen die Formungsfläche 64 geformt wird, (ii) die Leiste von dem Rohling 40 durch Abschneiden mit z. B. einer Stanze getrennt wird, und (iii) die Leiste an dem Körper S befestigt wird. Diese drei Vorgänge finden somit im Wesentlichen gleichzeitig statt. Um sicherzustellen, dass S1 gegen den Boden der Rinne 68 schlägt, bewegen sich die Stanzen S2 und S3 etwas vor S1. Auf diese Weise können die Stanzen S2 und S3 nach Vollendung ihres Biegens der Zungen 26 und der Lippe 28 wäh rend des abschließenden Formens des Arretierelements 12 mittels der Stanze S1 eine zusätzliche Strecke fortfahren. Alle Stanzvorgänge (Schneiden, Formen, Biegen) sind beendet, wenn S1 ihre Bodenposition gegen die Formungsfläche 64 erreicht.
Wie oben erwähnt, werden die Zungen 26 und die Lipp 28 vorgeformt. Vor dem Positionieren und Fixieren der Leiste 10 mittels der Niederhalteeinrichtungen T1 und T2 werden sowohl die Zungen 26 als auch die Lippe 28 in die in 4A gezeigte Stellung vorgebogen. Das Vorbiegen der Zungen 26 und der Lippe 28 wird in früheren Herstellungsschritten (nicht gezeigt) zustande gebracht. Wenn die Stanzen S2 und S3 aktiviert werden (4B und 4C) findet ein zweites Biegen um die Klemmnase 24 herum statt. In diesem Zusammenhang wird der vorgebogene Teil einer gewissen Rückbiegung unterzogen, was zur Folge hat, dass sowohl in den Zungen 26 als auch in der Lippe 28 eine Vorspannung ensteht.
5A-5F zeigen ausführlicher das Befestigen einer Zunge 26 an der Klemmnase 24. Die gleiche Technik wird für die Lippe 28 angewandt und wird folglich nicht beschrieben. Die Unterschnittwinkel und Vorformungswinkel können auf beiden Seiten der Klemmnase 24 dieselben sein oder können alternativ unterschiedlich sein.
Die Klemmkante der Klemmnase 24, um die die Zunge 26 gebogen wird, weist einen unter schnittenen Klemmkantenteil 24a, der einen Unterschnittwinkel von etwa 30° in Bezug auf eine Normale N zu der Hauptebene der Leiste 10 bildet, und einen nicht-unterschnittenen Klemmkantenteil 24b parallel zu der Normalen N auf, der in Verbindung mit dem Biegen eine Verstärkung des Endteils der Klemmnase 24 bereitstellt.
5A zeigt wie die Zunge 26 bereits vorgeformt wurde, wenn die Leiste 10 auf der Klemmnase 24 positioniert wird. Ein äußerer Teil 26b der Zunge 26 wurde nach unten vorgebogen (mittels einer Vorbiegestanze (nicht gezeigt) aufwärts in der Fertigungsstraße) in einem Vorbiegewinkel von etwa 70° in Bezug auf die Hauptebene der Leiste 10 um einen Punkt P1 herum, der von der Klemmnase 24 beabstandet ist. In 5A gibt eine Linie F die Richtung des vorgebogenen äußeren Teils 26b an. Ein nicht-vorgeformter innerer Teil 26a der Zunge 26 erstreckt sich von der Klemmnase 24 zu dem Punkt P1.
Alternativ kann das Vorformen der Klemmelemente der Leiste in mehreren Unterschritten durchgeführt werden, und das Vorformen kann durch Biegen, wie in diesem Fall, und/oder durch kontinuierlicheres Biegen der Klemmelemente zustande gebracht werden. Sowohl der äußere Teil als auch der innere Teil können vorgeformt werden, und ein definierter Biegepunkt zwischen dem inneren Teil und dem äußeren Teil ist nicht erforderlich.
5B zeigt wie die Biegestanze S2 veranlasst wurde, die Zunge 26 zu berühren, und das Biegen um die Klemmnase 24 herum an einem Punkt P2 begonnen hat. In diesem Zusammenhang stimmt die Richtung des vorgeformten äußeren Teils 26b im Wesentlichen mit der Normalen N überein, wie durch die Linie F gezeigt.
5C und 5D zeigen, wie während fortgesetztem Biegen um den Punkt P2 herum die Linie von Richtung F anschließend die Normale N passiert, wobei der äußere Teil 26b der Zunge 26 dem unterschnittenen Klemmkantenteil 24a immer näher kommt.
In 5E ist das Äußerste des äußeren Teils 26b der Zunge 26 gerade gegen den unterschnittenen Klemmkantenteil 24a der Klemmnase 24 an einem Punkt P3 geschlagen.
Während des abschließenden Biegens um den Punkt P2 herum von dem Zustand in 5E zum Zustand in 5F wird der äußere Teil 26b der Zunge 26 daran gehindert, in die Klemmnase 24 zu der duch gestrichelte Linien angedeuteten Position, die den ursprünglichen Vorbiegewinkel veranschaulicht, einzudringen. Stattdessen wird der äußere Teil 26b gezwungen, sich um dem Punkt P1 herum in einer Uhrzeigerrichtung in den Figuren rückwärts zu biegen, d. h. entgegengesetzt zu der Biegerichtung um den Punkt P2 herum. In der gezeigten Ausführung wird der äußere Teil 26b durch einen Rückbiegewinkel von etwa 40° (70°–30°) rückwärts gebogen. Diese Rückwärtsbiegung ist so groß, dass sie sowohl aus einer dauerhaften Rückwärtsbiegung (z. B. in der Größe von 39°) als auch einer federnden Rückkehr (z. B. in der Größe von 1 °) besteht. Kraft der Tatsache, dass ein Teil der Rückkehr federnd ist, wird zwischen der Zunge 26 und der Klemmnase 24 eine Vorspannung erhalten.
Bei Verwendung heutiger Technologie liegt, wenn der Körper S bearbeitet wird, die Toleranz in der Größe von 0.02–0.03 mm, und außerdem verschleißen Bearbeitungswerkzeuge stärker als Stanzwerkzeuge, was bedeutet, dass in der Praxis die Abmessungsgenauigkeit, wenn der Körper S maschinell bearbeitet wird, bis zu +/- 0.05 mm betragen kann. Die relative Position der Biegestanzen und der entsprechenden Klemmkanten der Klemmnase 24 können folglich varrieren. 6A und 6B veranschaulichen, wie diese Positionstoleranz der Klemmnase durch die Erfindung ausgeglichen wird. In diesem Zusammenhang sollte zur Kenntnis genommen werden, dass es vom einem Herstellungsstandpunkt aus verschiedenen Gründen vorteilhaft sein kann, mit großen Toleranzen zu arbeiten.
6A und 6B entsprechen dem Endstadium in 5F und zeigen das Ergebnis nach beendetem Biegen in zwei extremen Fällen. In 6A liegt als Folge von Bearbeitungstoleranzen die linke Klemmkante der Klemmnase 24 maximal von der Stanze S2 versetzt. Die Posi tion der Klemmkante wird durch eine Linie Lmax angegeben, und die Position der Stanze S2 wird durch eine Linie L2 angegeben. In 6B ist als Folge von Bearbeitungstoleranzen die gleiche Klemmkante stattdessen minimal von der Stanze S2 versetzt. In dieser Figur zeigt eine Linie Lmin die Position der Klemmkante an.
Kraft des erfindungsgemäßen Vorformens und Rückkehrens wird eine sichere mechanische Verbindung in beiden dieser Extremfälle erreicht. In der Situation von 6A ist der äußere Teil 26b der Zunge 26 verglichen mit der Situation von 6B etwas weniger rückwärts gebogen. In beiden Fällen ist jedoch der Gesamtrückbiegewinkel groß genug, damit der Federungs-Rückkehrwinkel in beiden Fällen gleich groß ist, d. h. die Größe der Vorspannkraft wird durch die Positionstoleranzen der Klemmkante nicht beeinflusst.
In 5A ist ein Kreis C gezeichnet, dessen Mitte mit dem Biegepunkt P2 zusammenfällt, und dessen Radius einem maximalen Abstand von dem Punkt P2 zu der Spitze des äußeren Teils 26b entspricht. Während des Biegens in den Schritten 5B–5E bewegt sich der äußere Teil der Zunge 26 in diesen Kreis. Da der Radius des Kreises C abnimmt, wenn der Vorbiegewinkel zunimmt, wird man einsehen, dass die Dicke des Körpers S und folglich der fertigen Bauplatte 2 kraft der Vorformung verringert werden kann, da die Tiefe der Aussparungen 20 und 22 in der Unterseite 6 des Körpers S vermindert werden kann.
Wie in 4C gezeigt, befinden sich die Unterseiten der Biegestanzen S2 und S3 in einem Abstand "A" von dem Plattenkörper S in dem Moment, wenn der Biegevorgang vollendet ist. Kraft dieses Abstands "A" wird sichergestellt, dass das abschließende Formen des Arretierelements 12 in 4C bestimmt vollendet werden kann, indem die Stanze S1 unten an das Ziehkissen 58 anstößt.
Da die Lippe 28 längs der ganzen Länge der Leiste 10 durchgehend verläuft, während die Zungen 26 sich in der Längsrichtung der Leiste 10 in einem Abstand voneinander befinden, wird der von der Stanze S3 auf die Lippe 28 ausgeübte Druck größer sein als der von der Stanze S2 auf die Zungen 26 ausgeübte Druck. Die durch S3 erzeugte Horizontalkraft F3 wird somit größer sein als die von der Stanze S2 ausgeübte entgegengesetzte Kraft F2. Die Wirkung dieser Kraftdifferenz (F3-F2) ist, dass eine mögliche "Bananenform" des Körpers S, die Anlass zu einem unerwünschten Spalt in der Verbindung zwischen zwei miteinander verbundenen Platte geben könnte, gerade gemacht wird, indem die Platte gegen die Anschlagkante 70 der Werkzeugtisches 60 gedrückt wird.
Die oben beschriebene Ausführung kann innerhalb des Umfangs der anliegenden Ansprüche in vielfacher Weise variiert werden. Zum Beispiel können die Teile der Anetierelemente 26, 28, die in der Ausführung vor dem Biegen horizontal liegen, stattdessen beim Beginn des Biegens etwas nach unten gebogen werden. Des Werteren kann die unterschnittene Kante in anderen Weisen als die oben beschriebenen konstruiert werden, z. B. mit einer gestuften Form. Als eine Alternative kann die Klemmkante nicht-unterschnitten sein, wobei in diesem Fall das Befestigen nur durch Reibungskraft und/oder Eindringen in die Klemmnase zustande gebracht wird.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Bauplatte (2), die einen Plattenkörper (S), der mit einer Klemmnase (24) versehen ist, und eine Metallleiste (10) aufweist, die sich von dem Körper (S) aus erstreckt und aus der Klemmelemente (26, 28), die um die Klemmnase (24) herum gebogen werden, um die Leiste (10) mechanisch an dem Körper (S) zu befestigen, sowie ein Arretierelement (12) geformt werden, das mechanisches Verbinden der Platte (2) mit gleichartigen Platten ermöglicht, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmelemente (26, 28) aus der Leiste (10) durch einen Vorbiegevorgang vor dem Biegen der Klemmelemente um die Klemmnase (24) herum vorgeformt werden und anschließend die so vorgeformten Klemmelemente (26, 28) in einer Biegerichtung um die Klemmnase (24) herum gebogen werden, wobei so vorgeformt wird, dass als Ergebnis des anschließenden Biegens die vorgeformten Klemmelemente (26, 28) an der Klemmnase (24) anschlagen und so während eines abschließenden Stadiums des Biegens einer Verformung in einer Richtung entgegengesetzt zu der Biegerichtung unterzogen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Verformung, die während des abschließenden Stadiums des Biegens stattfindet, zu einem Spannen der Klemmelemente (26, 28) der Leiste (10) an die Klemmnase (24) führt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Leiste (10) aus einem federnden Material besteht.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Biegen der Klemmelemente (26, 28) mit Hilfe einer Stanzeinrichtung (S2, S3) ausgeführt wird, die im Wesentlichen im rechten Winkel zu einer Hauptebene der Bauplatte (2) arbeitet.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorformen der Klemmelemente (26, 28) der Leiste (10) mit Hilfe einer Stanzeinrichtung (S1) aus geführt wird, die im Wesentlichen im rechten Winkel zu einer Hauptebene der Leiste (10) arbeitet.
Verfahren nach den Ansprüchen 4 und 5, wobei die Stanzeinrichtung (S1), die das Vorformen bewirkt, und die Stanzeinrichtung (S2, S3), die das Biegen bewirkt, in ein und demselben Stanzwerkzeug (56) angeordnet sind und während des Vorformens und des Biegens stationär zueinander sind.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Verformung, die während des abschließenden Stadiums des Biegens entsteht, aus einem dauerhaften Rückwärtsbiegen sowie einem federnden Rückstellen der Klemmelemente (26, 28) besteht.
Verfahren nach einem der Ansprüche 2–7, wobei ein Toleranzbereich (Lmin – Lmax) in Bezug auf die Position der Klemmnase (24) vorhanden ist, und wobei der Grad des Vorformens der Klemmelemente (26, 28) auf den Toleranzbereich einge- stellt wird, so dass das Spannen über den gesamten Toleranzbereich erreicht wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmnase (24) mit unterschnittenen Klemmkantenteilen (24a) versehen ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmnase (24) mit nicht unterschnittenen Klemmkantenteilen (24b) am nächsten an der Leiste (10) sowie mit unterschnittenen Klemmkantenteilen (24a) daran angrenzend versehen ist.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, wobei die unterschnittenen Klemmkantenteile (24a) der Klemmnase (24) einen Unterschnittwinkel von 10°–45° in Bezug auf eine Senkrechte (N) zu einer Hauptebene der Bauplatte (2) aufweisen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmelemente (26, 28) der Leiste (10) auf einen Vorformwinkel von 15°–90° in Bezug auf eine Hauptebene der Leiste (10) vorgeformt werden.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Klemmnase (24) mit unterschnittenen Klemmkantenteilen (24a) versehen ist, die einen Unterschnittwinkel in Bezug auf eine Senkrechte (N) zu einer Hauptebene der Bauplatte (2) aufweisen, und wobei die Klemmelemente (26, 28) über einen Vorformwinkel in Bezug auf die Hauptebene der Leiste (10) vorgeformt werden, der größer ist als der Unterschnittwinkel.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Vorformen durch Vorbiegen jedes Klemmelementes (26, 28) um einen vorgegebenen Vorbiegewinkel an einem ersten Punkt (P1) erreicht wird, der von einem freien Ende des Klemmelementes (26, 28) beabstandet ist, und das Biegen durch Biegen des so vorgeformten Klemmelementes (26, 28) um einen zweiten Punkt (P2) herum erreicht wird, der weiter von dem freien Ende entfernt ist als der erste Punkt (P1).
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der zweite Punkt (P2), um den herum das Biegen ausgeführt wird, durch die Klemmnase (24) gebildet wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leiste (10) zunächst an eine erste Stanzposition bewegt wird, an der das Vorformen ausgeführt wird, und anschließend an eine zweite Stanzposition bewegt wird, an der das Biegen ausgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Leiste (10) und der Körper (S) erst dann zusammen bewegt werden, wenn das Vorformen abgeschlossen ist.