CN104520058B - 用于分开具有焊接部段的卷绕式金属软管的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于分开卷绕式金属软管(1)的方法和装置，该卷绕式金属软管包括金属带(2)的彼此接合的绕圈(11、12、13、14)，其中，所述卷绕式金属软管(1)在预定的轴向区域(10)中被焊接且随后在该区域(10)内部在径向面(6)中被切开。所述方法进一步定义了，在焊接之前在预定的区域中轴向压紧所述卷绕式金属软管(1)，使得绕圈(11、12、13、14)在该区域(10)中彼此贴靠，且沿着预定数量的绕圈(11、12)在区域(10)中进行焊接。

Description

用于分开具有焊接部段的卷绕式金属软管的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于分开或者说切断卷绕式金属软管/带状金属软管的方法和装置。
背景技术
通过由金属带组成的绕圈形成的金属软管称为卷绕式金属软管，所述绕圈相对松动地形锁合地彼此连接。连接的典型形式是钩型材(所谓的LIH-衬垫)和槽型材(金属搭扣、所谓的LIS-衬垫)。
带有钩型材的卷绕式金属软管的特点是灵活度极高。而带有槽型材的卷绕式金属软管整体上相对较不灵活。由于高的灵活性，所以带有钩型材的卷绕式金属软管特别难以焊接，因为没有定义的焊接几何形状。
所述卷绕式金属软管的特别优选的应用可能性是乘用车(PKW)和商用车中废气领域中的气流导向。另外的应用可能性例如是用于玻璃纤维、电话线、测量仪器线或警报设备的保护软管。
卷绕式金属软管的特殊问题在于，在切断之后该卷绕式金属软管会卷起。因此该卷绕式金属软管的安装会导致增加费用或甚至根本不能再进行安装，这在生产中是不期望出现的。
根据现有技术，例如借助于熔融纵锯来锯断所述的卷绕式金属软管，且接着借助于手动设置的焊接点来固定松动的末端。这样做费力且相应昂贵，且因此较不适合批量生产。同时尤其在废气设备中使用卷绕式金属软管时不期望有颗粒，然而在锯断卷绕式金属软管时会产生颗粒。这种颗粒或切屑会毁坏过滤器或其它后置的构件、尤其是用于废气清洁的构件。因此，更多地使用激光分离工艺。
为此使用了三个轴向错开的、大范围地围绕软管导引的激光束。第一和第二光束分别设置了环绕的接缝用于固定卷绕式金属软管材料，其中，两个接缝轴向错开布置。
随后，借助于第三激光束在两个接缝之间分开卷绕式金属软管。在此证明为不利的是，两个接缝在卷绕式金属软管中未相对定义地构成，因为卷绕式金属软管由于其基本构造——如上文所述——仅具有相对少的材料和其间相对较大的自由空间。存在着在尝试形成激光焊缝时卷绕式金属软管在那里分开而不是固定的危险。
此外，在所述方法中由于卷绕式金属软管固有的可移动性而出现了相对较大的公差。这在过往导致了，在真正的分离过程中，借助于第三激光束也损坏之前产生的接缝本身。这也导致卷绕式金属软管卷起，从而至少使得安装变得困难。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提供一种用于分开卷绕式金属软管的方法和装置，所述方法和装置实现了整洁且可靠地切割卷绕式金属软管。
本发明的目的通过下述方法和装置实现。
根据本发明提供了一种用于分开卷绕式金属软管的方法，该卷绕式金属软管包括金属带的彼此接合的绕圈，其中，所述卷绕式金属软管在预定的轴向区域中被焊接且随后在所述预定的区域内部在径向面中被切开，其中，在焊接之前在预定的区域中轴向压紧所述卷绕式金属软管，使得绕圈在该区域中彼此贴靠，其中沿着预定数量的绕圈在区域中进行焊接。
通过在卷绕式金属软管应该分开的区域中在分开之前首先压紧卷绕式金属软管并随后沿着绕圈焊接，使得在分开时产生整洁的切面，且可靠地避免了软管卷起。因为焊接沿着绕圈(优选沿着绕圈之间的接合部或沟槽/凹线)——且例如不垂直于卷绕式金属软管的轴线——进行，所以接合部或沟槽在那里具有恒定的小的宽度，这提高了切断的精度。
有利地，所述预定数量大于或等于2，该预定数量优选恰好等于2。
焊接有利地借助于各个间隔开的焊点作为定位焊接进行，或者在通过绕圈形成的接合部或沟槽中或旁边作为连续的焊缝进行。
有利地进一步在使用激光束的情况下进行焊接。
更为有利的是，在使用(第二)激光束的情况下进行分开。然而可选地，也可以在所有情况下——也在下文中——也取代第二激光束使用机械的分开装置，且不脱离本发明的框架。
可以使得卷绕式金属软管相对于第一激光束和/或相对于第二激光束运动。
然而也可以使得第一激光束和/或第二激光束相对于卷绕式金属软管运动。
有利地，使得第一激光束和/或第二激光束和/或卷绕式金属软管自动地，尤其在使用摄像机或其它光学设备的情况下相对彼此定位。
此外有利的是，第一激光束和/或第二激光束在使用关于卷绕式金属软管的绕圈型材的几何信息的情况下(像其螺距等)相对于待焊接的绕圈被自动制导。
在此，可以在使用摄像机或另外的光学设备和/或接触传感器的情况下和/或由卷绕式金属软管的已知的规格数据确定所述信息。
卷绕式金属软管可以在所述区域的两个边缘处被夹紧，以便压紧该卷绕式金属软管。
本发明还涉及一种用于分开卷绕式金属软管的装置，该卷绕式金属软管包括金属带的彼此接合的绕圈，所述装置具有：第一器件，其设计用于在预定的轴向区域中沿着预定数量的绕圈焊接卷绕式金属软管；以及第二器件，其设计用于在预定的区域内部在径向面中分开卷绕式金属软管，其中还设置有第三器件，所述第三器件设置用于在预定区域中轴向压紧卷绕式金属软管，使得各绕圈在那里彼此贴靠。
有利地，第一器件包括激光装置。
有利地，第二器件包括激光装置或机械分开装置。
另外有利的是，还设置有第四器件，所述第四器件设置用于使得卷绕式金属软管相对于第一器件和/或第二器件运动。
然而第四器件也可以设置用于使得第一器件和/或第二器件相对于卷绕式金属软管运动。
此外有利的是，额外地设置有第五器件，所述第五器件设置用于相对于卷绕式金属软管定位第一器件和/或第二器件。
第五器件尤其可以设置用于在使用关于卷绕式金属软管的绕圈型材的信息的情况下沿着待焊接的绕圈制导第一器件。
为了确定关于卷绕式金属软管的几何信息，可以设置摄像机等和/或接触传感器和/或其它器件，其中后者可以设计为设置用于访问电子数据存储量的器件，以便确定卷绕式金属软管的已知的规格数据。
此外有利的是，还可以设置其它器件用于在两个端部上夹紧卷绕式金属软管，以便压紧卷绕式金属软管。
本发明的优点在于，在高质量切割的意义上，在不存在软管卷起的风险的情况下，以简单且可自动化的方式在成品上得到直角的、位于末端的切面。由于可能的自动化，可以通过使用本发明以相应小的周期和成本实现高的件数。
原则上，激光辅助的分离工艺以及机械工艺(例如锯开)适用于分开。借助于激光束的分开的优势是，不产生颗粒残留且切面在其整个长度上都是干净的。
附图说明
本发明的其它特征和优点从下面借助附图对实施例的描述中获得；在此示出了:
图1示出了例如具有钩型材(LIH-衬垫)的卷绕式金属软管的根据本发明的方法的应用；和
图2示出了例如具有槽型材(金属搭扣、所谓的LIS-衬垫)的卷绕式金属软管的根据本发明的方法的应用。
具体实施方式
图1示出了在卷绕式金属软管1的例子中根据本发明的方法的应用，卷绕式金属软管的外壳面3通过螺旋形卷绕的金属带2形成。下面将金属带2围绕卷绕式金属软管1的轴线4的一次完全的卷绕称为绕圈，在图1中标明了绕圈11、12、13、14。在此，第一绕圈11(假想地)在位置7处开始并且在位置8处终止。第二绕圈12在位置8处开始并且在位置9处终止等等。金属带2或者说绕圈定义了接合部5(在此也称为沟槽)，所述接合部同样螺旋形地在外壳面3上或中延伸。金属带2在其边缘处的连接通过相邻的绕圈彼此松动的卡钩来实现(所谓的LIH-衬垫(LIH-Liner))。因为所述连接相对松动，所以接合部5在外壳面3上在其宽度方面是可变的。
为了以希望的长度分开卷绕式金属软管1，根据本发明所述卷绕式金属软管1在轴向位置6的两侧被夹紧，要在所述轴向位置处实现分开。然后，轴向区域10在卷绕式金属软管1被夹紧的位置之间通过施加轴向作用的力F轴向地压紧“成块”，使得各个绕圈11、12、13、14在所述区域10中以定义的方式彼此贴靠，由此螺旋形环绕的接合部5在其宽度方面恒定地最小并且然后可以进行良好地焊接。
例如在应用摄像机或者类似装置的情况下，为了进行焊接而适合地定位焊接激光器，更确切地说手动地或者优选自动地进行定位。然后以类似于螺距的方式，所述螺旋形的接合部5在卷绕式金属软管1的压紧的区域10中借助于激光器移动(abfahren)并且在此焊接(定位焊接)。在此实现了在卷绕式金属软管和激光器之间的相对运动。也就可以或者使得软管相对于静止的激光器运动，或者使得激光器相对于静止的卷绕式金属软管运动。当然也可以使得激光器和卷绕式金属软管1都运动。
因为已知软管几何形状，所以对于卷绕式金属软管和激光器的相对运动来说可以设想理论上的螺旋角并且在控制技术方面进行考虑。卷绕式金属软管1的数据分别可以由电子存储的数据存储量来获得。接合部5的走向还可以借助于摄像机或者类似装置以光学的方式或者借助于触觉传感器来检测，以便确保在接合部中(“在沟槽中”)、如在图1中示出的那样精确地进行焊接。
被证明为特别有利且充分的是，沿着两个绕圈11、12焊接接合部5并且在两个绕圈11、12的中心6内(关于轴向方向)分开卷绕式金属软管1。然后形成了具有精确定义的且均匀的接合部5的、足够长的区域10，并且能够实现整洁的随后的切分而没有伸出的端部。在分割线两侧保留了可靠固定的软管端部，其还未卷起。
两个绕圈11、12的焊接有利地借助于两个轴向上彼此错开的激光束进行，从而每个激光束仅在一个绕圈11或12的长度上运行且焊接，这一点使处理加速。
由于压紧了卷绕式金属软管1，在区域10内在接合部5中出现了，提供相对较多的材料用于焊接。这特别是涉及钩型材(gehakte Profil)；槽型材(gefalzte Profil)(金属搭扣(Agraffprofil))，其受限于几何形状不能完全地推在一起。然而所述的效果在此还起作用。
最后，卷绕式金属软管1在预先确定的位置处在延伸过中心6的径向面(即垂直于外壳面3且还垂直于卷绕式金属软管1的轴线4)中切开。所述切开有利地借助于激光器来实现。对此有利地使用第二激光束。然而在本发明的范围中，同一个激光器或激光束(在相应地调节功率时)首先用于焊接绕圈并且然后用于分开软管。
就焊缝的类型而言，所述焊缝可以设计成点状的定位焊接部(Heftung)——如已经所述的那样——或者还可以设计成连续的焊缝。
图2示出了例如具有槽型材(金属搭扣，所谓的LIS-衬垫(LIS-Liner))的卷绕式金属软管1的例子中根据本发明的方法的应用。所述方法等同于结合图1描述的方法，其区别之处在于，在此应用“在沟槽旁”的焊接变型方案。
根据本发明的、用于根据在此描述的方法来分开卷绕式金属软管的装置如下设计。设置有用于在预先确定的轴向区域中沿着预先确定数量的绕圈焊接卷绕式金属软管的器件。所述器件优选包括两个激光器。所述激光器轴向地(关于要分开的卷绕式金属软管)彼此错开，更确切地说错开了要分开的卷绕式金属软管1的绕圈的程差。然而在本发明的范围内仅使用一个激光器，该激光器则依次优选彼此焊接卷绕式金属软管1的两个绕圈，此前该卷绕式金属软管被压紧成块。
此外，设置有用于在预定的区域内在一径向面中分开卷绕式金属软管的器件。所述器件包括另一个激光器装置，该另一个激光器装置可以是相同的用于焊接绕圈的激光器装置。为了在所述区域中轴向地压紧卷绕式金属软管而设置夹紧器件，所述夹紧器件接合到卷绕式金属软管上并且通过下述方式将其压紧成块，使得各个绕圈在所述区域中彼此贴靠。
还设置有用于使得卷绕式金属软管相对于焊接器件运动的器件。替代地，所述器件还可以如此设计，从而所述器件使得焊接器件相对于卷绕式金属软管运动。
还设置有其它器件，所述其它器件被设计用于使得焊接器件相对于卷绕式金属软管定位。所述器件用于，在卷绕式金属软管上找到初始位置，从所述初始位置开始实施接合部的焊接。所述器件可以包括一个或多个摄像机等，所述摄像机将卷绕式金属软管的图像提供给评估和控制单元，所述评估和控制单元控制和监测整个装置的功能。
所述摄像机会有助于沿着要焊接的接合部制导该焊接器件。然后由摄像机图像求得关于接合部在卷绕式金属软管的周部上的走向的信息。同样还可以求得关于连接的类型、即绕圈型材的信息。
替代地或附加地，还可以设置有触觉传感器，借助于所述触觉传感器来探测接合部的走向。所述传感器还可以将所求得的数据提供给评估和控制单元。
同样替代地或附加地，可以通过访问电子存储的数据存储量来获得关于接合部的类型和走向的信息，其中包含了要分开的卷绕式金属软管的规格。所述数据存储量可以具有数据库的形式，例如由卷绕式金属软管的制造商提供，所述评估和控制单元访问所述数据库。然后能以纯计算的方式来控制焊接器件，即在没有光学地或机械地扫描实际上要分开的卷绕式金属软管的情况下。整个装置如上述结合图1和图2描述的那样起作用。
附图标记列表：
1 卷绕式金属软管
2 金属带
3 外壳面
4 卷绕式金属软管的轴线
5 接合部，沟槽
6 区域的中心，分开位置，径向面
7 位置(绕圈始端/末端)
8 位置(绕圈始端/末端)
9 位置(绕圈始端/末端)
10 卷绕式金属软管的轴向区域
11 绕圈
12 绕圈
13 绕圈
14 绕圈
F 力

Claims (20)

1.一种用于分开卷绕式金属软管(1)的方法，该卷绕式金属软管包括金属带(2)的彼此接合的绕圈，其中，所述卷绕式金属软管(1)在预定的轴向区域(10)中被焊接且随后在所述区域(10)内部在径向面(6)中被切开，
其特征在于，
在焊接之前在预定的区域中轴向压紧所述卷绕式金属软管(1)，使得绕圈在该区域(10)中彼此贴靠，且沿着预定数量的绕圈在区域(10)中沿着相邻绕圈之间的接合部或沟槽(5)在所述接合部或沟槽中进行焊接。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预定数量大于等于2。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述预定数量等于2。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述焊接作为定位焊接或作为连续的焊缝在形成于绕圈的区域中的接合部或沟槽(5)中进行。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述焊接在使用第一激光束的情况下进行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述分开在使用第二激光束的情况下或借助于机械的分开装置进行。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使得所述卷绕式金属软管(1)相对于第一激光束和/或相对于第二激光束运动。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使得第一激光束和/或第二激光束相对于所述卷绕式金属软管(1)运动。
9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使得第一激光束和/或第二激光束和/或卷绕式金属软管(1)自动地相对彼此定位。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述定位在使用光学设备的情况下进行。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述光学设备是摄像机。
12.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，第一激光束和/或第二激光束在使用关于卷绕式金属软管(1)的绕圈型材的几何信息的情况下相对于待焊接的绕圈被自动制导。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在使用摄像机和/或接触传感器的情况下和/或由卷绕式金属软管(1)的规格数据确定所述几何信息。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，卷绕式金属软管在所述区域(10)的两个边缘处被夹紧，以便压紧所述卷绕式金属软管。
15.一种卷绕式金属软管(1)，其按照根据权利要求1至14中任一项所述的方法制造。
16.一种用于分开卷绕式金属软管(1)的装置，该卷绕式金属软管包括金属带(2)的彼此接合的绕圈，所述装置具有：
第一器件，所述第一器件设计用于在预定的轴向区域(10)中沿着预定数量的绕圈沿着相邻绕圈之间的接合部或沟槽(5)在所述接合部或沟槽中焊接所述卷绕式金属软管(1)；以及
第二器件，所述第二器件设计用于在区域(10)内部在径向面(6)中分开所述卷绕式金属软管(1)，
其特征在于，
还设置有第三器件，所述第三器件设置用于在区域(10)中轴向压紧卷绕式金属软管(1)，使得绕圈在该区域(10)中彼此贴靠。
17.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第一器件是激光器。
18.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，所述第二器件是激光器或机械分开装置。
19.根据权利要求16所述的装置，其特征在于，设置有第四器件，所述第四器件设置用于使得卷绕式金属软管(1)和第一器件相对彼此运动。
20.根据权利要求16或19所述的装置，其特征在于，设置有第五器件，所述第五器件设置用于相对于卷绕式金属软管(1)定位和/或制导第一器件。
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