DE10029293B4

DE10029293B4 - Apparatus and method for laser beam welding of sheet metal blanks

Info

Publication number: DE10029293B4
Application number: DE10029293A
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. Buchal
Original assignee: DaimlerChrysler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2000-06-14
Filing date: 2000-06-14
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2020-06-15
Also published as: DE10029293A1

Abstract

Vorrichtung für den Modell- und Prototypenbau mit Einrichtungen zum Positionieren, Spannen und Laserstrahlschweißen von mindestens zwei Blechplatinen gleicher oder unterschiedlicher Stärke, gleicher oder unterschiedlicher Größe und gleicher oder unterschiedlicher Werkstoffe zu einer zusammengesetzten Blechplatine,
– mit einem Laserschweißsystem, dessen Schweißkopf entlang der Schweißränder der Blechplatinen verfahrbar ist,
– mit beidseitig der Schweißränder angeordneten Auflagerahmen, welche die Blechplatinen während des Schweißvorgangs stützen,
– und mit beidseitig der Schweißränder angeordneten Spannvorrichtungen,
– welche einen Grundbalken aufweisen, gegen die die Blechplatinen gespannt werden,
– und welche weiterhin einen Spannbalken aufweisen, der durch einen Druckerzeuger gegenüber dem Grundbalken spannbar ist, wobei
– die Auflagerahmen (6,6') und die Spannvorrichtungen (5,5') einen modularen Satz identischer, lösbar seriell aneinanderfügbarer Grund- und Spannmodule (14,15) umfassen, wodurch die Spannvorrichtungen (5,5') durch Hinzufügen oder Entfernen gegenüberliegender Grund- und Spannmodule (14,15) verkleiner- oder vergrößerbar sind.Apparatus for modeling and prototyping, comprising means for positioning, clamping and laser beam welding of at least two sheet metal blanks of the same or different thickness, the same or different size and the same or different materials to form a composite sheet metal blank,
With a laser welding system whose welding head can be moved along the welding edges of the sheet metal blanks,
- With arranged on both sides of the welding edges support frame, which support the sheet metal blanks during the welding process,
And clamping devices arranged on both sides of the welding edges,
- which have a base beam, against which the sheet metal plates are clamped,
- And which further comprise a clamping bar, which is clamped by a pressure generator relative to the base beam, wherein
- The support frame (6,6 ') and the clamping devices (5,5') comprise a modular set of identical, releasably serially mating base and clamping modules (14,15), whereby the clamping devices (5,5 ') by adding or removing opposite base and clamping modules (14,15) are smaller or larger.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Positionieren, Spannen und Laserstrahlschweißen von mindestens zwei Blechplatinen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 8, wie er beispielsweise aus der DE 197 52 096 A1 als bekannt hervorgeht.The invention relates to a device and a method for positioning, clamping and laser beam welding of at least two sheet metal blanks according to the preamble of claim 1 and claim 8, as he, for example, from DE 197 52 096 A1 as known.

Als Rohteile zur Herstellung gewichtsreduzierter Blechteile, insbesondere im Fahrzeugbau, werden vielfach Blechplatinen eingesetzt, die aus maßgeschneiderten Einzelplatinen, sogenannten Tailored Blanks, zusammengesetzt wird. Dabei sind die Einzelplatinen hinsichtlich der Blechdicken, der Materialqualitäten und der Oberflächenbeschaffenheit auf die spätere Beanspruchung des Bauteils abgestimmt, was sich positiv insbesondere auf das Gewicht des fertigen Bauteils auswirkt. Zur Herstellung einer zusammengesetzten Platine werden mehrere Einzelplatinen durch Schweißnähte, vorzugsweise mit Hilfe des Laserstrahlschweißens, miteinander verbunden. Aus der Platine wird dann durch eine Umformoperation, z.B. durch Tiefziehen, das Bauteil ausgeformt.When Blanks for producing weight-reduced sheet metal parts, in particular In vehicle construction, metal sheets are often used, made of tailor-made Single blanks, called tailored blanks, is composed. The individual boards are in terms of sheet thickness, the material qualities and the surface texture to the later Stress of the component matched, which is positive in particular on the weight of the finished component. For the production of a assembled circuit board, several individual boards by welds, preferably with Help of laser beam welding, connected with each other. The board is then removed by a forming operation, e.g. by deep drawing, the component formed.

Eine Einrichtung zur Herstellung solcher durch Laserschweißen zusammengesetzter Blechplatinen ist z.B. aus der DE 197 52 096 A1 bekannt. Diese Einrichtung weist Spannbalken auf, mit Hilfe derer die Blechplatinen beidseitig des Schweißspalts fixiert werden. Die Spannbalken sind schwenkbar gelagert, was eine gute Zugänglichkeit und somit eine einfache und schnelle Einstellung, Austausch und Wartung der Spannmittel und des Schweißtisches ermöglicht. Das soll die im Serienbetrieb notwendige re gelmäßige Einstellung, Wartung und Reinigung der Einrichtung vereinfachen.A device for producing such composite by laser welding sheet metal blanks is for example from DE 197 52 096 A1 known. This device has clamping bars, by means of which the sheet metal blanks are fixed on both sides of the welding gap. The clamping beams are pivotally mounted, which allows easy accessibility and thus easy and quick adjustment, replacement and maintenance of the clamping device and the welding table. This is intended to simplify the routine adjustment, maintenance and cleaning of the equipment necessary in series production.

Auch in der DE 694 02 819 T2 ist eine Vorrichtung zum Stumpfaneinanderschweißen von Blechplatten beschrieben. Diese Vorrichtung weist Druckelemente auf, mit Hilfe derer während des Schweißens seitliche Kontaktkräfte auf die zu verschweißenden Bleche ausgeübt werden; diese Druckelemente, die die Bleche während des Schweißens im Kontaktbereich gegeneinanderdrücken, sollen auch dann ein prozesssicheres Verschweißen der Bleche sicherstellen, wenn die Bleche nicht im Vorfeld hochgenau beschnitten wurden. Diese Vorrichtung ist mit massiven, stabilen Halte- und Einspannvorrichtungen versehen und dient somit der Serienfertigung von Tailored Blanks aus ungenau beschnittenen Ausgangsblechen.Also in the DE 694 02 819 T2 a device for butt welding of metal plates is described. This device has pressure elements by means of which during the welding lateral contact forces are exerted on the sheets to be welded; These pressure elements, which press against each other during welding in the contact area against each other, should ensure a reliable welding of the sheets even if the sheets were not cut in advance with high precision. This device is provided with solid, stable holding and clamping devices and thus serves the mass production of tailored blanks from inaccurately cut output sheets.

Weiterhin ist aus der DE 198 06 963 A1 eine Vorrichtung zum Verschweißen von Bauteilen von Fahrzeugkarosserien im Zuge einer Großserienfertigung bekannt.Furthermore, from the DE 198 06 963 A1 a device for welding components of vehicle bodies in the course of mass production known.

Während die obengenannten Vorrichtungen insbesondere geeignet sind, die Erfordernis einer Serientauglichkeit zu erfüllen, tritt im Modell- und Prototypenbau jedoch häufig der entgegengesetzte Fall auf, daß nämlich als Ausgangswerkstücke für Versuchs- und Prototypenteile ein weites Spektrum unterschiedlicher Blechplatinen (Tailored Blanks) in kleiner Stückzahl sehr schnell bereitgestellt werden muß. Dazu bedarf es einer kostengünstigen Herstellvorrichtung, die eine gute Zugänglichkeit und eine flexible Prozeßgestaltung gestattet und die sehr schnell und ohne große Aufwand auf unterschiedlichste Bauteilgeometrien einstellbar ist.While the above-mentioned devices are particularly suitable, the requirement to fulfill a series suitability, However, the opposite case often occurs in model and prototype construction. namely as Output workpieces for trial and prototype parts a wide range of different sheet metal blanks (Tailored blanks) in small quantities must be provided very quickly. This requires a cost-effective Manufacturing device that has good accessibility and a flexible process design allowed and very quickly and without much effort on different Component geometries is adjustable.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der gattungsgemäßen Einrichtung eine flexible, leicht einstellbare und kostengünstige Schweißvorrichtung für den Modell- und Prototypenbau vorzuschlagen, mit Hilfe derer ein weites Spekt rum unterschiedlichster Blechplatinen miteinander verschweißt werden können.Of the Invention is therefore based on the object, starting from the generic device a flexible, easily adjustable and cost-effective welding device for the To propose model and prototype construction, with the help of which a wide Spectrum rum different sheet metal blanks are welded together can.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 8 gelöst.The The object is achieved by the Features of the claims 1 and 8 solved.

Danach sind sowohl die Auflagerahmen als auch die Spannvorrichtungen der Vorrichtung aus einem Satz identischer, seriell aneinanderfügbarer Einzelelementen aufgebaut. In Abhängigkeit von der zu erzeugenden Blechplatine werden die Einzelelemente modular in einer solchen Weise zusammengefügt, daß die dabei entstehende Vorrichtung genau den Anforderungen der jeweiligen Blechplatine entspricht.After that Both the support frame and the clamping devices are the Device of a set of identical, serially joinable individual elements built up. Dependent on From the sheet metal plate to be produced, the individual elements are modular assembled in such a way that the resulting device exactly corresponds to the requirements of the respective sheet metal blank.

Aufgrund ihres modularen Aufbaus ist die Vorrichtung auf ein weites Spektrum von Blechteilen unterschiedlicher Größe und Geometrie anwendbar. Je nach konkretem Anwendungsfall kann die Vorrichtung durch Entfernen bzw. Einsetzen weiterer Module verkleinert oder vergrößert werden. Dies gestattet eine schnelle Reaktion auf die im Modell- und Prototypenbau oft und wiederholt auftretende Notwendigkeit, in schnellem Wechsel Bauteile eines bestimmten Typs mit unterschiedlich positionierten Schweißnähten herzustellen, oder unterschiedliche Bauteile in schneller Folge zusammenzuschweißen.by virtue of of its modular construction, the device is on a wide spectrum of sheet metal parts of different sizes and geometry applicable. ever after a concrete application, the device by removing or insertion of additional modules can be reduced or enlarged. This allows a quick response to those in model and prototype construction often and repeatedly occurring need, in rapid change Components of a particular type with differently positioned To produce welds, or weld together different components in rapid succession.

Der modulare Aufbau der Vorrichtung beinhaltet somit eine sehr hohe Flexibilität und ermöglicht gleichzeitig erhebliche Kosteneinsparungen: Zur Herstellung kleiner Blechplatinen kann die Vorrichtung durch Entfernen einiger Module verkleinert werden, wodurch freier Raum entsteht, der anderweitig genutzt werden kann; die freiwerdenden Module können z.B. in einer anderen Schweißvorrichtung verwendet werden. Andererseits kann die Vorrichtung durch Einbau zusätzlicher Module vorübergehend stark vergrößert werden, so daß auf der gleichen Apparatur auch große Platinen unterschiedlicher Geometrien hergestellt werden können. Aufgrund der Modularität kann zusätzlich eine gute Zugänglichkeit gewährleistet werden. Eine kleindimensionierte und kompakte Gestaltung der Spannvorrichtungen gestattet weiterhin einen guten Blickkontakt mit der jeweils geschweißten Stelle, so daß der Bediener den Schweißprozeß mitverfolgen kann.The modular design of the device thus provides a very high flexibility and at the same time allows considerable cost savings: To produce small metal blanks, the device can be reduced by removing some modules, creating free space that can be used elsewhere; the released modules can eg ver in another welding device be used. On the other hand, the device can be temporarily increased greatly by installing additional modules, so that on the same apparatus and large boards of different geometries can be produced. Due to the modularity, good accessibility can be guaranteed. A small-sized and compact design of the clamping devices also allows good eye contact with the respective welded point, so that the operator can follow the welding process.

Die Spannvorrichtungen umfassen einen Spannbalken mit modular aneinandergesetzten Spannmodulen, mit Hilfe derer die Platinen nahe des Schweißspalts gegenüber modular aneinandergesetzten Tischflächen festgespannt werden. Dieses Spannen erfolgt mittels eines Druckerzeugers, der den gesamten Spannbalken gegen die Tischfläche drückt. Hierbei empfiehlt es sich, zusätzlich die Möglichkeit vorzusehen, die Spannmodule unabhängig voneinander einzeln zu spannen (siehe Anspruch 2). Dies erleichtert den Vorgang der Positionierung und Justierung der Blechplatinen, da die Blechplatinen zunächst mittels weniger Spannmodule versuchsweise vorgespannt werden können und die sich dabei ergebende Relativlage überprüft werden kann, bevor die durch den gesamten Spannbalken bewirkte endgültige Einspannung erfolgt.The Clamping devices comprise a clamping bar with modular clamping modules, with the help of which the boards are modular near the welding gap juxtaposed table surfaces be tightened. This clamping takes place by means of a pressure generator, which presses the entire clamping bar against the table surface. It is recommended that additionally the possibility provide the clamping modules individually to each other independently tension (see claim 2). This facilitates the process of positioning and adjustment of the sheet metal blanks, since the sheet metal blanks first by means of less clamping modules can be preloaded on a trial basis and the resulting relative position can be checked before the by the entire clamping bar effected final clamping takes place.

Besonders vorteilhaft und kostengünstig ist eine pneumatische Betätigung der Spannbalken bzw. der Spannmodule (siehe Anspruch 3). Die hierzu benötigte Druckluft steht im Fabrikumfeld normalerweise überall zur Verfügung, so daß die Druckversorgung der Vorrichtung keine Zusatzkosten bedeutet. Das Schalten der Spannbalken bzw. Spannmodule erfolgt zweckmäßigerweise mittels einer binären Funktion, so daß keine Druckregelung benötigt wird.Especially advantageous and inexpensive is a pneumatic actuator the clamping bar or clamping modules (see claim 3). The purpose needed Compressed air is usually available everywhere in the factory, so that the Pressure supply of the device means no additional costs. The Switching the clamping bars or clamping modules is advantageously carried out by means of a binary function, so no Pressure control needed becomes.

Um zusammengesetzte Blechplatinen unterschiedlicher Dicken miteinander verschweißen zu können, empfiehlt es sich, jedes Spannmodul mit mehreren frei schwenkbaren Spannfüßen zu versehen (siehe Anspruch 4), welche die Blechplatinen gegenüber der Tischfläche festklemmen. Die schwenkbare Lagerung der Spannfüße stellt sicher, daß auch in Bereichen, welche Schrägen oder Stufen aufweisen, eine sichere Fixierung der Blechplatine gewährleistet ist.Around composite sheet metal blanks of different thicknesses together weld together to be able to It is recommended that each clamping module with several freely swiveling To provide tensioning feet (see claim 4), which the sheet metal blanks against the table top Clamp. The pivotal mounting of the clamping feet ensures that even in Areas, which slopes or stages, ensuring a secure fixation of the sheet metal blank is.

Die Größe und Geometrie der Auflageflächen der Spannfüße sind so gewählt, daß sie einerseits eine zuverlässige Fixierung ges tatten, andererseits aber Einkerbungen oder sonstige Beschädigungen der Blechplatinen durch die Spannfüße vermieden werden.The Size and geometry the bearing surfaces the clamping feet are chosen so that she on the one hand a reliable one Fixation ges tatten, on the other hand, notches or other damage The metal sheets are avoided by the clamping feet.

Eine besonders preiswerte Ausführungsform eines Auflagerahmens besteht aus mehreren parallelen Vierkantstäben, welche näherungsweise horizontal verlaufen und näherungsweise einen rechten Winkel zum Schweißspalt einschließen (siehe Anspruch 5).A particularly inexpensive embodiment of a Auflagerahmens consists of several parallel square bars, which approximately horizontally and approximately a right angle to the welding gap lock in (see claim 5).

Zur Fixierung der Blechplatinen während der Verschweißung empfiehlt es sich, auf einem der Auflagerahmen Randanschläge für die Fixierung der dort aufliegenden Platine gegenüber dem Schweißspalt sicherzustellen (siehe Anspruch 6). Die Randanschläge sind drehbar gelagert und passen sich daher der Randkontur der jeweiligen Blechplatinen an. Auf dem anderen Auflagerahmen werden zweckmäßigerweise Andruckelemente vorgesehen, welche die dort aufliegenden Platine an die gegenüberliegende Platine andrücken (siehe Anspruch 7). Dadurch wird auf preisgünstige Weise eine leicht einstellbare, stabile Fixierung der beiden Platinen zueinander und gegenüber dem Schweißspalt gebildet.to Fixation of the sheet metal blanks during the welding It is advisable to use edge stops for fixation on one of the support frames ensure the board resting there against the welding gap (see claim 6). The edge stops are rotatably mounted and therefore adapt to the edge contour of the respective sheet metal blanks. On the other support frame are expediently pressure elements provided, which the board resting there on the opposite Press the board (see claim 7). As a result, an easily adjustable, inexpensive, stable fixation of the two boards to each other and to the welding gap educated.

Zum Verschweißen zweier Blechplatinen wird zunächst eine der Blechplatinen auf einen Auflagerahmen aufgelegt, mit Hilfe von Nahtanschlägen positioniert und durch Betätigung einiger Spannmodule und Randanschläge fixiert. Dann werden die Nahtanschläge entfernt, und die zweite Blechplatine wird auf den zweiten Auflagerahmen gelegt, gegenüber der ersten Blechplatine positioniert und durch Betätigung einiger Spannmodule fixiert. Mit Hilfe von Andruckelementen wird nun auf die zweite Blechplatine ein Druck aufgebaut, welcher diese im Nahtbereich gegen die erste Blechplatine preßt, und ausgewählte weitere Spannmodule werden betätigt, um die beiden Platinen in dieser gespannten Lage zueinander zu fixieren. Dann werden die beiden Blechplatinen miteinander verschweißt (siehe Anspruch 8). Durch das schrittweise Spannen ausgewählter Spannmodule wird zunächst sichergestellt, daß sich die Blechplatinen in der gewünschten Lage zueinander befinden und dann, nach Betätigung der Andruck elemente, im gewünschten Druckzustand entlang der Naht fixiert werden.To the weld together two sheet metal blanks is first one of the metal sheets placed on a support frame, with the help positioned by seam stops and by operation Fixed some clamping modules and edge stops. Then the seam stops are removed, and the second sheet metal blank is placed on the second support frame, across from the first metal sheet positioned and by pressing some Clamping modules fixed. With the help of pressure elements will now open the second sheet metal plate built up a pressure, which these in the seam area presses against the first sheet metal blank, and selected others Clamping modules are actuated, to fix the two boards in this tensioned position to each other. Then the two sheet metal blanks are welded together (see Claim 8). By gradually clamping selected clamping modules will be first made sure that the Sheet metal blanks in the desired Position to each other and then, after pressing the pressure elements, in the desired Printing state can be fixed along the seam.

Verläuft die Randkontur der zweiten Blechplatine nicht parallel zum Schweißspalt, so empfiehlt es sich, zwischen der zweiten Blechplatine und den Andruckelementen ein Negativblech einzulegen (siehe Anspruch 9), dessen der zweiten Platine gegenüberliegender Rand formschlüssig in den Rand der zweiten Platine eingreift, und deren den Andruckelementen gegenüberliegender Rand näherungsweise parallel zum Schweißspalt verläuft. Die Andruckelemente üben somit Druckkräfte in Normalenrichtung zum Schweißspalt auf das Negativblech aus, welches diese Kräfte aufgrund des Formschlusses mit der zweiten Platine auf diese weitergibt. Somit wird sichergestellt, daß die Andruckelemente keine Tangentialkräfte auf die zweite Blechplatine ausüben, welche zu einer Verschiebung der zweiten gegenüber der ersten Blechplatine führen könnten.Does the Edge contour of the second sheet metal blank not parallel to the welding gap, so it is recommended between the second sheet metal plate and the pressure elements insert a negative sheet (see claim 9), of which the second Board opposite Edge positive fit engages in the edge of the second board, and whose the pressure elements opposed Edge approximately parallel to the welding gap runs. Practice the pressure elements thus pressure forces in the normal direction to the welding gap on the negative sheet, which these forces due to the positive connection with the second board on this passes. This ensures that that the Pressure elements no tangential forces on the second sheet metal blank exercise which ones to a shift of the second relative to the first sheet metal blank to lead could.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert; dabei zeigen:in the The following is the invention with reference to an illustrated in the drawings embodiment explained in more detail; there demonstrate:

1 eine Seitenansicht einer Schweißvorrichtung; 1 a side view of a welding device;

2 eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung; 2 a perspective view of a clamping device;

3 eine Schnittansicht eines Spannmoduls; 3 a sectional view of a clamping module;

4 eine Ansicht eines Spannmoduls, aus Richtung der Schweißnaht gesehen, mit einem Blech inhomogener Dicke; 4 a view of a clamping module, seen from the direction of the weld, with a sheet of inhomogeneous thickness;

5 eine Aufsicht auf die Schweißvorrichtung der 1, mit eingelegter Blechplatine und Negativblech; 5 a view of the welding device of 1 , with inserted sheet metal plate and negative sheet metal;

6 eine Aufsicht eines Tailored Blank für eine Kraft fahrzeug-Seitenwand. 6 a top view of a tailored blank for a motor vehicle side wall.

1 zeigt Schweißvorrichtung 1, mit Hilfe derer zwei Blechplatinen 2,2' entlang einer Schweißnaht 3 zu einer zusammengesetzten Platine, einem sogenannten „Tailored Blank" 4, zusammengeschweißt werden sollen. Die Schweißvorrichtung 1 umfaßt auf beiden Seiten der Schweißnaht 3 je eine Spannvorrichtung 5,5' und je einen Auflagerahmen 6,6' zur Positionierung bzw. Fixierung der beiden Blechplatinen 2,2' sowie einen (in 1 nicht dargestellten) Laserschweißkopf, der mittels einer Positioniereinheit 7 entlang der Schweißnaht 3 bewegt wird und dabei die Blechplatinen 2,2' miteinander verschweißt. In 1 ist als Positioniereinheit 7 ein auf einem Rahmen 8 montierter Industrieroboter 9 angedeutet; alternativ kann der Laserschweißkopf auf einer Linear-Verschiebeeinheit montiert sein, welche die gesamte Länge der Schweißvorrichtung 1 überspannt. Der Laserschweißkopf ist mit Mitteln zur Absaugung, zur Schutzgaszuführung und zur Drahtzuführung versehen. 1 shows welding device 1 , with the help of which two sheet metal blanks 2 . 2 ' along a weld 3 to a composite board, a so-called "tailored blank" 4 to be welded together. The welding device 1 includes on both sides of the weld 3 one clamping device each 5 . 5 ' and one support frame each 6 . 6 ' for positioning or fixing the two sheet metal blanks 2 . 2 ' and a (in 1 not shown) laser welding head, by means of a positioning 7 along the weld 3 is moved while the sheet metal blanks 2 . 2 ' welded together. In 1 is as a positioning unit 7 one on a frame 8th mounted industrial robot 9 indicated; Alternatively, the laser welding head may be mounted on a linear displacement unit which covers the entire length of the welding device 1 spans. The laser welding head is provided with means for suction, for inert gas supply and wire feed.

Die Spannvorrichtung 5,5' dient zur Fixierung der beiden Blechplatinen 2,2' während der Positionierung und Verschweißung; sie weist einen Grundbalken 10,10' mit einer ebenen oberen Auflagefläche 11,11' auf, auf den die Blechplatine 2,2' mittels eines Spannbalkens 12,12' zur Fixierung festgespannt wird. Im Bereich der Schweißnaht 3 ist zwischen den Auflageflächen 11,11' ein Spalt 13 vorgesehen, der sicherstellt, daß die beim Schweißen der Blechplatinen 2,2' freiwerdenden Dämpfe bzw. Werkstoffreste entweichen können.The tensioning device 5 . 5 ' serves to fix the two sheet metal blanks 2 . 2 ' during positioning and welding; it has a basic bar 10 . 10 ' with a flat upper support surface 11 . 11 ' on, on which the metal plate 2 . 2 ' by means of a tensioning beam 12 . 12 ' is tightened for fixation. In the area of the weld 3 is between the bearing surfaces 11 . 11 ' A gap 13 provided, which ensures that when welding the sheet metal blanks 2 . 2 ' released vapors or material residues can escape.

Der Grundbalken 10,10' ist modular aus mehreren identischen, seriell aneinandergefügten Grundmodulen 14 zusammengesetzt (im vorliegenden Beispiel durch Verschrauben benachbarter Grundmodule 14). Analog sind die den Grundbalken 10,10' gegenüberliegenden Spannbalken 12,12' modular aus identischen, seriell aneinandergefügten Spannmodulen 15 aufgebaut (im vorliegenden Beispiel durch Verschrauben benachbarter Spannmodule 15). 2 zeigt eine perspektivische Ansicht dieser Spannvorrichtung mit modular aufgebauten Spannbalken 12,12' mit je zwölf Spannmodulen 15, wobei aus Gründen der besseren Sichtbarkeit auf dem Spannbalken 12' nur ein einziges Spannmodul 15 eingezeichnet ist. Durch Hinzufügen bzw. Entfernen gegenüberliegender Spann- und Grundmodule 14,15 kann die Spannvorrichtung 5 beliebig verkleinert bzw. vergrößert und somit der Größe der zu verschweißenden Blechplatinen 2,2' angepaßt werden. Endseitig sind die Grundbalken 10,10' und die Spannbalken 12,12' an Seitengestelle 16 angeschraubt, zwischen denen zur weiteren Unterstützung der Spannvorrichtung 5 weitere Stützgestelle 17 vorgesehen sein können.The basic bar 10 . 10 ' is modular with several identical, serially connected basic modules 14 assembled (in the present example by screwing adjacent base modules 14 ). Analogously, these are the basic bars 10 . 10 ' opposite clamping beams 12 . 12 ' modular from identical, serially joined clamping modules 15 constructed (in the present example by screwing adjacent clamping modules 15 ). 2 shows a perspective view of this clamping device with modular clamping bar 12 . 12 ' with twelve clamping modules each 15 , for reasons of better visibility on the clamping bar 12 ' only a single clamping module 15 is drawn. By adding or removing opposite clamping and base modules 14 . 15 can the tensioner 5 arbitrarily reduced or enlarged and thus the size of the sheet metal blanks to be welded 2 . 2 ' be adjusted. At the end are the basic beams 10 . 10 ' and the clamping bars 12 . 12 ' on side frames 16 bolted between them to further support the tensioning device 5 additional support frames 17 can be provided.

Um die Ebenheit der Blechplatinen 2,2' vor, während und nach dem Schweißen zu gewährleisten und eine hohe Qualität der Schweißnaht 3 sicherzustellen, ist es zweckmäßig, die Blechplatinen 2,2' möglichst nah an der Schweißnaht 3 und an möglichst vielen Stellen entlang der Schweißnaht 3 fest einzuspannen. Jedes Spannmodul 15 ist daher mit mehreren (im vorliegenden Fall drei) Spannfüßen 18 versehen, die die Blechplatine 2,2' auf das gegenüberliegende Grundmodul 14 drücken. Wie aus 3 ersichtlich, die eine Schnittdarstellung durch ein Spannmodul 15 zeigt, ist jeder Spannfuß 18 an einen Hebel 19 montiert, der gemeinsam mit den Hebeln 19 der anderen Spannfüße 18 des Spannmoduls 15 an einer Welle 20 gelagert ist. Die Welle 20 ist an einen Druckzylinder 21 gekoppelt, über den die drei Hebel 19 gemeinsam angesteuert werden. Zur Entkopplung eines jeden Spannfußes 18 von den anderen Spannfüßen 18 des Spannmoduls 15 ist zwischen der Welle 19 und dem Spannfuß 18 eine Ausgleichsdruckfeder 22 vorgesehen. Diese Gestaltung des Spannmoduls 15 ermöglicht das Spannen von Blechplatinen 2 inhomogener Blechdicke (siehe 4): Bei Betätigung des Druckzylinders 21 werden alle drei Spannfüße 18 abgesenkt und drücken gemeinsam auf die Platine 2, aber – in Abhängigkeit der lokalen Blechdikke – mit unterschiedlichen Kräften.To the evenness of the metal sheets 2 . 2 ' before, during and after welding to ensure high quality of the weld 3 It is expedient to ensure the sheet metal blanks 2 . 2 ' as close to the weld as possible 3 and in as many places along the weld as possible 3 firmly clamp. Each clamping module 15 is therefore with several (in the present case three) clamping feet 18 provided the sheet metal plate 2 . 2 ' on the opposite basic module 14 to press. How out 3 can be seen, a sectional view through a clamping module 15 shows is every instep 18 to a lever 19 mounted, which together with the levers 19 the other clamping feet 18 of the clamping module 15 on a wave 20 is stored. The wave 20 is to a printing cylinder 21 coupled, over which the three levers 19 be controlled together. For decoupling of each clamping foot 18 from the other feet 18 of the clamping module 15 is between the shaft 19 and the clamping foot 18 a balance spring 22 intended. This design of the clamping module 15 allows clamping of sheet metal blanks 2 inhomogeneous sheet thickness (see 4 ): By pressing the impression cylinder 21 all three feet are clamped 18 lowered and press together on the board 2 , but - depending on the local Blechdikke - with different forces.

Um eine Blechplatine 2 auch in einem Übergangsbereich 23 variierender Blechdicke prozeßsicher festspannen zu können, ist jeder Spannfuß 18 – wie aus der Schnittansicht der 3 ersichtlich – frei schwenkbar auf dem zugehörigen Hebel 19 gelagert. Die Winkelstellung des Spannfußes 18 stellt sich dann beim Spannen des betreffenden Spannmoduls 15 von selbst auf die Schräge des Übergangsbereiches 23 auf der Blechplatine 2 ein.To a metal sheet 2 also in a transition area 23 To be able to tighten the varying sheet thickness in a process-safe manner is every clamping foot 18 As seen from the sectional view of 3 visible - freely pivotable on the associated lever 19 stored. The angular position of the clamping foot 18 then arises during clamping of the relevant clamping module 15 by itself to the slope of the transitional area ches 23 on the sheet metal plate 2 one.

Die Spannvorrichtung 5 hat eine zweifache Funktion: Sie dient einerseits zum (verhältnismäßig kraftarmen) Fixieren der Blechplatinen 2,2' während des Positionierens und Ausrichtens vor dem Schweißen, andererseits auch zum stabilen Fixieren der Blechplatinen 2,2' während des Schweißvorgangs, bei dem hohe Druckkräfte auf die Blechplatinen 2,2' wirken. Um diesen beiden Funktionen zufriedenstellend gerecht werden zu können, ist die Spannvorrichtung 5 so an einen (in den Figuren nicht dargestellten) Druckerzeuger gekoppelt, daß einerseits (während der Positionierung) ausgewählte Spannmodule 15 einzeln betätigt werden können, daß andererseits (während der Schweißung) aber auch der gesamte Spannbalken 12,12' als Ganzes aktiviert werden kann. Zur Betätigung eines einzelnen Spannmoduls 15 ist jedes Spannmodul 15 mit einem Schaltknopf versehen, mittels dessen der Druckzylinder 21 dieses Spannmoduls 15 an den Druckerzeuger angeschlossen werden kann. Das Festspannen des gesamten Spannbalkens 12,12' erfolgt über einen Hauptschalter für diesen Spannbalken 12,12', mittels dessen die Druckzylinder 21 aller Spannmodule 15 dieses Spannbalkens 12,12' beaufschlagt werden können.The tensioning device 5 has a dual function: it serves on the one hand to (relatively low-power) fixing the sheet metal blanks 2 . 2 ' during positioning and alignment before welding, on the other hand also for stable fixing of the sheet metal blanks 2 . 2 ' during the welding process, in which high pressure forces on the sheet metal blanks 2 . 2 ' Act. In order to satisfy these two functions satisfactorily, is the clamping device 5 so coupled to a (not shown in the figures) pressure generator that on the one hand (during positioning) selected clamping modules 15 can be operated individually, on the other hand (during welding) but also the entire clamping bar 12 . 12 ' as a whole can be activated. For actuating a single clamping module 15 is every clamping module 15 provided with a switch button, by means of which the pressure cylinder 21 this clamping module 15 can be connected to the pressure generator. The tightening of the entire tension beam 12 . 12 ' via a main switch for this clamping bar 12 . 12 ' by means of which pressure cylinders 21 all clamping modules 15 this tension bar 12 . 12 ' can be applied.

Im vorliegenden Beispiel erfolgt das Spannen des Spannbalkens 12,12' bzw. einzelner Spannmodule 15 pneumatisch mit Hilfe von Druckluft. Mit Hilfe einer (im Fabrikumfeld typischerweise standardmäßig vorliegenden) Druckluftzufuhr von etwa 6 bar Druck kann mit dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiels des Spannmoduls 15 auf die Spannfüße 18 ein ausreichender Druck ausgeübt werden, um die Blechplatinen 2,2' so fest gegenüber den Grundbalken 10,10' zu fixieren, daß während des Schweißens keine Verschiebungen, Welligkeiten etc. der Blechplatinen 2,2' auftreten. Zum Betätigen einzelner Spannmodule 15 bzw. der Spannbalken 12,12' wird eine binäre Schaltfunktion verwendet, so daß die Druckzylinder 21 der Spannmodule 15 mit dem an dem jeweiligen Spannmodul 15 zur Verfügung stehenden Druck beaufschlagt werden; somit ist keine kostspielige Druckregelung notwendig.In the present example, the clamping bar is tensioned 12 . 12 ' or individual clamping modules 15 pneumatically by means of compressed air. By means of a compressed air supply of about 6 bar pressure (typically present in the factory environment as standard), the pressure can be adjusted with the in 3 illustrated embodiment of the clamping module 15 on the instep feet 18 sufficient pressure is applied to the sheet metal blanks 2 . 2 ' so firmly opposite the base beams 10 . 10 ' to fix that during welding no shifts, ripples, etc. of the sheet metal blanks 2 . 2 ' occur. For actuating individual clamping modules 15 or the clamping bar 12 . 12 ' a binary switching function is used, so that the impression cylinder 21 the clamping modules 15 with the at the respective clamping module 15 available pressure is applied; thus no expensive pressure control is necessary.

An den Grundmodulen 14 der Spannvorrichtung 5 sind – wie aus 1 ersichtlich – näherungsweise horizontal verlaufende Stützbalken 24 befestigt, welche die Blechplatinen 2,2' in den vom zu verschweißenden Rand 25,25' entfernten Bereichen 26,26' von unten stützen und einen Ersten und einen Zweiten Auflagerahmen 6,6' für die beiden Blechplatinen 2,2' bilden. Die Stützbalken 24 ragen näherungsweise senkrecht von den Grundbalken 10,10' ab. Jeder Stützbalken 24 ist modular aus mehreren Stützelementen 27 aufgebaut, welche im vorliegenden Beispiel durch modular aneinanderfügbare Vierkantprofile 28 gebildet sind; durch Hinzufügen bzw. Entfernen einzelner Stützelemente 27 kann der Auflagerahmen 6,6' somit auch senkrecht zur Richtung der Schweißnaht 3 schnell gezielt verkleinert bzw. vergrö ßert und somit der Größe und Geometrie der zu verschweißenden Blechplatinen 2,2' angepaßt werden.At the basic modules 14 the tensioning device 5 are - like out 1 apparent - approximately horizontally extending support beams 24 fastened to the sheet metal blanks 2 . 2 ' in the edge to be welded from 25 . 25 ' distant areas 26 . 26 ' support from below and a first and a second support frame 6 . 6 ' for the two metal sheets 2 . 2 ' form. The support beams 24 protrude approximately perpendicularly from the base beams 10 . 10 ' from. Each support beam 24 is modular with several support elements 27 constructed, which in the present example by modular aneinanderfügbare square profiles 28 are formed; by adding or removing individual support elements 27 can the support frame 6 . 6 ' thus also perpendicular to the direction of the weld 3 quickly deliberately reduced or enlarged ßert and thus the size and geometry of the welded sheet metal blanks 2 . 2 ' be adjusted.

Der Erste Auflagerahmen 6 (auf den die Erste Blechplatine 2 aufgelegt wird) ist mit Randanschlägen 29 versehen, die der Fixierung des dem Schweißrand 25 gegenüberliegenden Randes 30 der Ersten Blechplatine 2 dienen (siehe 1). Die Randanschläge 29 sind in Nuten 31 des Vierkantprofils 28 verschiebbar gelagert und können mit Hilfe von Feststellhebeln 32 in ihrer Position auf dem Stützbalken 24 fixiert werden. Die Anschlagflächen der Randanschläge 29 sind drehbar gelagert und stellen sich somit auf die Form des Außenrandes 30 der Ersten Blechplatine 2 ein.The first support frame 6 (on the first sheet metal plate 2 is applied) with edge stops 29 provided, the fixation of the welding edge 25 opposite edge 30 the first sheet metal plate 2 serve (see 1 ). The edge stops 29 are in grooves 31 of the square profile 28 slidably mounted and can with the help of locking levers 32 in their position on the support beam 24 be fixed. The stop surfaces of the edge stops 29 are rotatably mounted and thus adjust to the shape of the outer edge 30 the first sheet metal plate 2 one.

Der dem Ersten Auflagerahmen 6 gegenüberliegende Zweite Auflagerahmen 6' ist mit Andruckelementen 33 versehen, die in Nuten 31 der Vierkantprofile 28 verschiebbar gelagert sind und die verhindern, daß die Blechplatinen 2,2' aufgrund der beim Verschweißen an der Schweißstelle entstehenden Druckspannungen klaffen. Die Andruckelemente 33 werden per Hand an den dem Schweißrand 25' abgewandten Rand 30' der Zweiten Blechplatine 2' angefahren und dann manuell (z.B. über Schrauben) oder pneumatisch mit Druck beaufschlagt. Um zu erreichen, daß die Druckkraft der Andruckelemente 33 in vollem Maße als Normalkraft an der Schweißnaht 3 zur Wirkung kommt, ist es notwendig, daß der Rand 30' der Zweiten Blechplatine 2' am Andruckelement 33 parallel zur Schweißnaht 3 verläuft. Hat die zweite Blechplatine 2' eine davon abweichende Form, d.h. verläuft der Rand 30' nicht parallel zum Schweißrand 25', so wird – wie in 5 in Aufsicht-Darstellung gezeigt – ein der Zweiten Blechplatine 2' angepaßtes Negativblech 34 verwendet, das zwischen Zweiter Blechplatine 2' und Andruckelementen 33 eingelegt wird, um diese Abweichungen auszugleichen. Die der Zweiten Blechplatine 2' gegenüberliegende Randkontur 35 des Negativblechs 34 ist komplementär zur Außenkontur 30' der Zweiten Blechplatine 2', während die den Andruckelementen 33 gegenüberliegende Randkontur 36 des Negativblechs 34 parallel zur Schweißnaht 3 verläuft.The first support frame 6 opposite second support frame 6 ' is with pressure elements 33 provided in grooves 31 the square profiles 28 are slidably mounted and prevent the sheet metal blanks 2 . 2 ' gape due to the compressive stresses generated at the welding point during welding. The pressure elements 33 be hand to the welding edge 25 ' opposite edge 30 ' the second sheet metal blank 2 ' approached and then manually (eg via screws) or pneumatically pressurized. In order to achieve that the pressure force of the pressure elements 33 in full as normal force at the weld 3 comes to effect, it is necessary that the edge 30 ' the second sheet metal blank 2 ' on the pressure element 33 parallel to the weld 3 runs. Has the second sheet metal plate 2 ' a different form, ie the edge runs 30 ' not parallel to the welding edge 25 ' , so will - as in 5 shown in top view - one of the second sheet metal blank 2 ' adapted negative sheet 34 used between second sheet metal 2 ' and pressure elements 33 is inserted to compensate for these deviations. The second sheet metal plate 2 ' opposite edge contour 35 of the negative sheet 34 is complementary to the outer contour 30 ' the second sheet metal blank 2 ' while the pressure elements 33 opposite edge contour 36 of the negative sheet 34 parallel to the weld 3 runs.

Im folgenden wird nun schrittweise der Ablauf beim Verschweißen einer Ersten Blechplatine 2 mit einer Zweiten Blechplatine 2' entlang der Schweißränder 25,25' beschrieben: Zunächst wird die Erste Blechplatine 2, deren Schweißrand 25 in einem vorhergehenden Prozeßschritt auf das gewünschte Maß beschnitten wurde, auf den Ersten Auflagerahmen 6 aufgelegt und so positioniert, daß der zu verschweißende Schweißrand 25 dieser Blechplatine 2 in der Laserbahn mittig auf dem Spalt 13 zu liegen kommt. Zur Positionierung werden in den zur Spannung der Zweiten Blechplatine 2' vorgesehenen Spannbalken 12' Nahtanschläge eingelegt, gegen die der Schweißrand 25 der Ersten Blechplatine 2 angeschlagen wird, um einen vorgegebenen Abstand des Schweißrandes 25 der Ersten Blechplatine 2 gegenüber der Laserbahn sicherzustellen. Zur (vorläufigen) Fixierung der Ersten Blechplatine 2 werden nun einige Spannmodule 15 des Ersten Spannbalkens 12 festgeklemmt. Dann wird der Außenrand 30 der Ersten Blechplatine 2 fixiert, indem die Randanschläge 29 an den Außenrand 30 herangefahren werden und dort festgespannt werden. Somit ist die Erste Blechplatine 2 korrekt positioniert und (vorläufig) fixiert. Nun werden die Nahtanschläge zwischen dem Zweiten Spannbalken 12' und dem Schweißrand 25 der Ersten Blechplatine 2 entfernt. Dann wird die Zweite Blechplatine 2', deren Schweißrand 25' ebenfalls auf das gewünsche Maß beschnitten wurde, in die Schweißvorrichtung 1 eingelegt und so positioniert, daß der Schweißrand 25' dieser Blechplatine 2' in der richtigen Lage auf Stumpfstoß mit dem Schweißrand 25 der Ersten Blechplatine 2 zu liegen kommt. Anschließend wird die Zweite Blechplatine 2' in dieser Lage (vorläufig) fixiert, indem einige Spannmodule des 15 zweiten Spannbalkens 12' festgeklemmt werden. Als nächstes werden die Andruckelemente 33 der Zweiten Auflagefläche 6' an den Außenrand 30' der Zweiten Blechplatine 2' herangeschoben und aktiviert, so daß die Zweite Blechplatine 2' nun gegen die Erste Blechplatine 2 gedrückt wird; da die Erste Blechplatine 2 randseitig durch die Randanschläge 29 fixiert ist, werden hierbei also die Schweißränder 25,25' der beiden Blechplatinen 2,2' im Stumpfstoß gegeneinandergedrückt.In the following step is now the sequence when welding a first sheet metal blank 2 with a second sheet metal blank 2 ' along the welding edges 25 . 25 ' described: First, the first sheet metal blank 2 whose welded edge 25 was trimmed to the desired extent in a previous process step, on the first support frame 6 placed and positioned so that the welding edge to be welded 25 this sheet metal plate 2 in the laser path in the middle of the gap 13 to come to rest. For positioning in the voltage for the second sheet metal blank 2 ' provided clamping bars 12 ' Seam stops inserted, against the welding edge 25 the first sheet metal plate 2 is struck to a predetermined distance of the welding edge 25 the first sheet metal plate 2 ensure against the laser track. For (provisional) fixation of the first sheet metal blank 2 are now some clamping modules 15 of the first tension beam 12 clamped. Then the outer edge 30 the first sheet metal plate 2 fixed by the edge stops 29 to the outer edge 30 be moved up and tightened there. Thus, the first sheet metal blank 2 correctly positioned and (provisionally) fixed. Now the seam stops are between the second clamping bar 12 ' and the welding edge 25 the first sheet metal plate 2 away. Then the second sheet metal blank 2 ' whose welded edge 25 ' was also cut to the desired level, in the welding device 1 inserted and positioned so that the welding edge 25 ' this sheet metal plate 2 ' in the correct position on butt joint with the welding edge 25 the first sheet metal plate 2 to come to rest. Subsequently, the second sheet metal blank 2 ' fixed in this position (for the time being) by using some clamping modules of the 15 second tension bar 12 ' be clamped. Next, the Andruckelemente 33 the second bearing surface 6 ' to the outer edge 30 ' the second sheet metal blank 2 ' pushed and activated, so that the second sheet metal blank 2 ' now against the first metal sheet 2 is pressed; because the first sheet metal plate 2 at the edge by the edge stops 29 is fixed, so here are the welding edges 25 . 25 ' the two sheet metal blanks 2 . 2 ' pressed against each other in the butt joint.

Nun werden die gesamten Spannbalken 12,12' aktiviert, um die Blechplatinen 2,2' in dieser Position festzuspannen, und die beiden Blechplatinen 2,2' werden entlang der Schweißränder 25,25' im Stumpfstoß miteinander verschweißt.Now the entire clamping bars 12 . 12 ' activated to the metal sheets 2 . 2 ' in this position, and the two metal blanks 2 . 2 ' be along the welding edges 25 . 25 ' welded together in butt joint.

Neben dem bisher beschriebenen Zusammenfügen zweier Blechplatinen 2,2' zu einem Tailored Blank 4 ist es mit Hilfe der erfindungsgemäßen Schweißvorrichtung 1 auch möglich, Tailored Blanks 4' herzustellen, die aus mehr als zwei Einzelblechen bestehen. 6 zeigt ein aus drei Blechplatinen 2,2',2'' zusammenzusetzendes Tailored Blank 4', aus dem durch Beschneiden der Ränder ein Rohteil 37 zur Herstellung einer (in 6 gestrichelt dargestellten) Kraftfahrzeug-Seitenwand 38 erzeugt wird. Die Werkstoffe und/oder die Blechdicken der einzelnen Blechplatinen 2,2',2'' werden individuell den lokalen Anforderungen in den jeweiligen Bereichen angepaßt und stimmen daher im Regelfall nicht überein. Zur Erstellung des Tailored Blank 4' werden zunächst die beiden Einzelbleche 2,2' – wie oben beschrieben – entlang der Ränder 25,25' miteinander verschweißt; dann werden die zusammenhängenden Einzelbleche 2,2' so gedreht und verschoben, daß die Ränder 39,39' mittig auf dem Spalt 13 des Grundbalkens 10 zu liegen kommen, werden in dieser Position festgeklemmt und werden entlang der Ränder 39,39' miteinander verschweißt. Das dabei entstehende Halbzeug 40 wird anschließend gemeinsam mit der dritten Einzelplatine 2'' so in die Schweißvorrichtung 1 eingelegt, daß die Ränder 41,41' mittig auf dem Spalt 13 des Grundbalkens 10 zu liegen kommen; beide Bleche 40,2'' werden in dieser Position festgeklemmt und werden entlang der Ränder 41,41' miteinander zum fertigen Tailored Blank 4 verbunden. Die zwischen den einzelnen Schweißschritten notwendigen Umbauarbeiten können aufgrund des modularen Aufbaus der Schweißvorrichtung 1 schnell und unaufwendig durchgeführt werden.In addition to the previously described joining two sheet metal blanks 2 . 2 ' to a tailored blank 4 it is with the help of the welding device according to the invention 1 also possible, tailored blanks 4 ' which consist of more than two individual sheets. 6 shows one of three metal blanks 2 . 2 ' . 2 '' Tailored Blank to be assembled 4 ' , from which by trimming the edges of a blank 37 for producing a (in 6 dashed lines shown) motor vehicle side wall 38 is produced. The materials and / or the sheet thicknesses of the individual sheet metal blanks 2 . 2 ' . 2 '' are individually adapted to the local requirements in the respective areas and therefore usually do not match. To create the tailored blank 4 ' First, the two single sheets 2 . 2 ' - as described above - along the edges 25 . 25 ' welded together; then the related individual sheets 2 . 2 ' so turned and moved that the edges 39 . 39 ' in the middle of the gap 13 of the ground beam 10 to lie down are clamped in this position and become along the edges 39 . 39 ' welded together. The resulting semi-finished product 40 is then shared with the third single board 2 '' so in the welding device 1 inserted that the edges 41 . 41 ' in the middle of the gap 13 of the ground beam 10 to come to rest; both sheets 40 . 2 '' are clamped in this position and become along the edges 41 . 41 ' together to the finished tailored blank 4 connected. The rebuilding work required between the individual welding steps can be due to the modular structure of the welding device 1 be carried out quickly and inexpensively.

Die Vorrichtung gestattet ein Verschweißen von Blechen aus unterschiedlichen Werkstoffen, z.B. Alubleche, Stahlbleche, verzinkte Bleche etc. Neben dem Verschweißen von Blechen unter schiedliche Dicke können auch profilgewalzte Bleche verschweißt werden, d.h. Bleche, deren Dicke über das Blech hinweg variiert; dies sind z.B. Bleche, deren Dicke in einer Richtung hin linear ansteigt oder Bleche, die in einigen Randbereichen eine geringere Dicke aufweisen als in der Mitte. Aufgrund ihrer Modularität ist die Vorrichtung auf ein weites Spektrum von Tailored Blanks, auch für sehr große Teile, anwendbar. Die Vorrichtung eignet sich insbesondere für die Herstellung von Prototypen oder Kleinserien, da aufgrund der unaufwendigen Einstellbarkeit schnell auf Änderungen in der Lage der Schweißnaht reagiert werden kann.The Device allows welding of sheets of different Materials, e.g. Aluminum sheets, steel sheets, galvanized sheets etc. In addition to welding of sheet metal under different thickness can also profiled rolled sheets be welded, i.e. Sheets whose thickness is over the sheet varies; these are e.g. Sheets whose thickness in one direction increases linearly or sheets, which in some marginal areas have a smaller thickness than in the middle. Because of your modularity is the device on a wide range of tailored blanks, also for very big Parts, applicable. The device is particularly suitable for the production from prototypes or small batches, because of the unobtrusive adjustability fast on changes in the position of the weld can be reacted.

Claims

Device for prototype and model construction with means for positioning, clamping and laser beam welding of at least two sheet metal blanks of the same or different thickness, same or different size and same or different materials to a composite sheet metal blank, - with a laser welding system, the welding head along the welding edges of the sheet metal blanks is movable, - with arranged on both sides of the welding edges support frame, which support the sheet metal blanks during the welding process, - and arranged on both sides of the welding edges tensioners, - which have a base bar against which the sheet metal plates are clamped, - and which further comprise a clamping bar, the is tensioned by a pressure generator relative to the base beam, wherein - the support frame ( 6 . 6 ' ) and the tensioning devices ( 5 . 5 ' ) a modular set of identical, detachable serially joinable base and clamping modules ( 14 . 15 ), whereby the tensioning devices ( 5 . 5 ' ) by adding or removing opposite base and clamping modules ( 14 . 15 ) are smaller or larger.

Apparatus according to claim 1, characterized in that each clamping module ( 15 ) independently of the other clamping modules ( 15 ) is operable.

Device according to claim 1, characterized in that the clamping modules ( 15 ) are pneumatically actuated.

Device according to claim 1, characterized in that the clamping modules ( 15 ) freely rotating and swiveling clamping feet ( 18 ), by means of which the sheet metal blanks ( 2 . 2 ' ) against the basic bar ( 10 ) are tensionable.

Apparatus according to claim 1, characterized in that the support frame ( 6 . 6 ' ) Square profiles ( 28 ) which are approximately horizontal and approximately at a right angle to the base bar (FIG. 10 ).

Apparatus according to claim 1, characterized in that a support frame ( 6 ) rotatably mounted edge stops ( 29 ), by means of which the position of the outer edge ( 30 ) of the first sheet metal blank ( 2 ) is fixable.

Apparatus according to claim 1, characterized in that a support frame ( 6 ' ) Pressure elements ( 33 ), by means of which the second sheet metal blank ( 2 ' ) against the opposite first sheet metal blank ( 2 ) is pressable.

Method for positioning, clamping and laser beam welding of at least two sheet metal blanks of the same or different thickness, same or different size and the same or different materials to a sheet metal blank, - with a laser welding system, the welding head along the welding edges of the sheet metal blanks is moved, - arranged with welding edges on both sides Support frames, which support the sheet metal blanks during the welding process, and - with clamping devices arranged on both sides of the welding edges, - which have a base bar against which the sheet metal blanks are clamped, and which furthermore have a clamping bar, which can be tensioned by a pressure generator relative to the base beam, comprising the following steps: - a first sheet metal blank ( 2 ) is placed on the first support frame and by means of seam stops, which in the opposite clamping bars ( 12 ' ) are positioned, - the first sheet metal blank ( 2 ) is activated by actuating selected clamping modules ( 15 ), - the edge ( 30 ) of the first sheet metal blank ( 2 ) is determined by edge stops ( 29 ), - the seam stops are removed, - the second sheet metal blank ( 2 ' ) is placed on the other support frame ( 6 ' ), opposite the first sheet metal blank ( 2 ) and by pressing some clamping modules ( 15 ), - with the aid of pressure elements ( 33 ) is placed on the second sheet metal blank ( 2 ' ) exerted a pressure against the first sheet metal blank ( 2 ), - selected further clamping modules ( 15 ) on the first and on the second sheet metal blank ( 2 . 2 ' ) are actuated, - the two sheet metal blanks ( 2 . 2 ' ) are welded together.

Method according to claim 8, characterized in that between the second sheet metal blank ( 2 ' ) and the pressure elements ( 33 ) a negative sheet ( 34 ) is inserted, which causes the pressure force of the pressure elements ( 33 ) approximately perpendicular to the welding edges ( 25 . 25 ' ) acts.