EP1796859B1

EP1796859B1 - Method and device for production of a longitudinal seam welded hollow profile

Info

Publication number: EP1796859B1
Application number: EP05778094A
Authority: EP
Inventors: Michael BRÜGGENBROCK; Thomas Flehmig; Wladimir Rituper; Mohamed Tohfa
Original assignee: ThyssenKrupp Steel AG
Current assignee: ThyssenKrupp Steel Europe AG
Priority date: 2004-09-24
Filing date: 2005-09-08
Publication date: 2009-01-21
Anticipated expiration: 2025-09-08
Also published as: CN101065197B; US7909226B2; DE102004046687B3; EP1796859A1; JP2008514429A; ATE421391T1; WO2006034773A1; DE502005006547D1; CN101065197A; KR20070051371A; US20090114703A1

Abstract

A method for producing a longitudinally welded hollow profile from a sheet metal blank having defined longitudinal edges, in which the sheet metal blank is initially preformed into an open seam profile with the aid of at least two tool parts allows for the economical production of accurately formed hollow profiles. This is achieved in that to produce the open seam profile, the sheet metal blank, by a change in the relative position of the tools parts, is placed freely around a mandrel positioned between the tool parts and extending in the longitudinal direction of the sheet metal blank, the outer shape of which mandrel determines the inner shape of the hollow profile to be produced, and in that the shaping of the open seam profile obtained is then completed in one or more stages in each case by a further change of the relative position of the tool parts.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines längsnahtgeschweißten Hohlprofils aus einem definierte Längskanten aufweisenden Blechzuschnitt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Herstellung eines längsnahtgeschweißten Hohlprofils aus einem definierte Längskanten aufweisenden Blechzuschnitt gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 9 (siehe z.B. US-A-3 732 614 ).The invention relates to a method for producing a longitudinally welded hollow profile from a defined longitudinal edges having sheet metal blank according to the preamble of claim 1 and an apparatus for producing a longitudinally welded hollow profile from a defined longitudinal edges having sheet metal blank according to the preamble of claim 9 (see, eg US-A-3,732,614 ).

In der Automobilindustrie werden zunehmend offene, verschweißte Profile durch dünnwandige Hohlprofile ersetzt, deren Ausgangsformen aus längsnahtverschweißten Rohren bestehen. Diese Bauteile sind durch geringe Wandstärken so konzipiert, dass ein minimales Gewicht unter höchster Ausnutzung des Materials erreicht wird.In the automotive industry, increasingly open, welded profiles are being replaced by thin-walled hollow sections whose initial shapes are longitudinally welded Tubes exist. These components are designed with small wall thicknesses so that a minimum weight is achieved with maximum utilization of the material.

Damit die technische Funktionalität so genannter Space-Frame-Strukturen gewährleistet werden kann, muss der Herstellungsprozess der Bauteile bis hin zur endgültigen Formgebung beherrschbar sein.In order to ensure the technical functionality of so-called space-frame structures, the manufacturing process of the components has to be manageable right up to final shaping.

Ein wesentliches Element der Prozesskette stellt dabei der Profileinform-Prozess dar, bei dem die als Hohlprofile zum Einsatz kommenden Rohrelemente geformt werden. Zum Einformen spezieller Profile, so genannter "Tailored Tubes" hat sich die diskontinuierliche Arbeitsweise, also die Einformung aus fertig geschnittenen Platinen bewährt. Tailored Tubes sind solche Rohrelemente, die aus Blechabschnitten zusammengesetzt sind, bzw. deren Materialeigenschaften an die im praktischen Einsatz oder im Formgebungsprozess auftretenden Belastungen und Erfordernisse angepasst sind.An essential element of the process chain is the profile-in-process, in which the tubular elements used as hollow sections are formed. For the molding of special profiles, so-called "tailored tubes", the discontinuous mode of operation, ie the molding of finished cut blanks, has proven itself. Tailored tubes are those tube elements which are composed of sheet metal sections, or whose material properties are adapted to the loads and requirements occurring in practical use or in the shaping process.

Zum Einformen von Blechplatinen zu fertig geschweißten Profilen gibt es verschiedene Möglichkeiten. Die meisten Lösungen nutzen jedoch getrennte Arbeitsstationen für das Einformen und das Schweißen ( DE 44 32 674 C1 ).There are various possibilities for forming sheet metal blanks into finished welded profiles. However, most solutions use separate workstations for molding and welding ( DE 44 32 674 C1 ).

Eine die Herstellung von längsnahtverschweißten Rohrelementen in einer Station ermöglichende Vorrichtung der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise aus der DE-PS 966 111 bekannt. Bei dieser Vorrichtung wird der Blechzuschnitt zu einem Schlitzrohr umgeformt und verschweißt. Dazu wird ein ebenes Blech zwischen zwei auf einem Werkzeugträger gegeneinander verfahrbare, spiegelbildlich zueinander angeordnete Werkzeughälften gehalten, die jeweils eine die Außenkontur des herzustellenden Rohres bestimmende, halbschalenförmige Ausnehmung besitzen. Die Längskanten des Blechzuschnitts werden dabei so parallel zu den Ausnehmungen der Werkzeughälften ausgerichtet, dass die Werkzeughälften die ihnen jeweils zugeordneten Kanten beim Zusammenfahren aufnehmen und im Querschnitt betrachtet kreisbogenförmig aufeinander zu bewegen. Während des Zusammenfahrens wird der Blechzuschnitt durch Halter fixiert, die an den den beiden kurzen Kanten des Blechzuschnitts zugeordneten Enden der Mittellängsachse des Blechzuschnitts positioniert sind. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Blechzuschnitt infolge des Zusammenfahrens der Werkzeughälften in einer gleichmäßigen Bewegung entlang der durch die Ausnehmungen der Werkzeughälften vorgegebenen Kontur schiebt, bis seine Längskanten im Scheitelpunkt aufeinander treffen. Das so gebildete Schlitzrohr wird in dieser Position gehalten, um seine Längskanten zu verschweißen. Um den Schlitzbereich des Schlitzrohres zugänglich zu machen, werden die oberen Endabschnitte der Werkzeughälften aufgeklappt. Anschließend werden die im Schlitzbereich einander zugeordneten Längskanten miteinander längsnahtverschweißt.A production of longitudinally welded pipe elements in a station enabling device of the type specified, for example, from DE-PS 966 111 known. In this device, the sheet metal blank is formed into a slot pipe and welded. For this purpose, a flat plate between two on a tool carrier against each other movable, mirror image mutually arranged mold halves held, each having a the outer contour of the tube to be determined, having a half-shell-shaped recess. The longitudinal edges of the sheet metal blank are aligned parallel to the recesses of the mold halves so that the tool halves receive their respective associated edges when moving together and viewed in cross-section circular arc to move toward each other. During the collapse of the sheet metal blank is fixed by holders which are positioned at the ends of the central longitudinal axis of the sheet metal blank associated with the two short edges of the sheet metal blank. In this way it is ensured that the sheet metal blank as a result of the collapse of the mold halves in a uniform movement along the predetermined by the recesses of the tool halves contour pushes until its longitudinal edges meet at the apex. The slit tube thus formed is held in this position to weld its longitudinal edges. In order to make the slot area of the slot tube accessible, the upper end sections of the tool halves are opened. Subsequently, the longitudinal edges associated with one another in the slot area are longitudinally welded together.

Ein entscheidender Nachteil der aus der DE-PS 966 111 bekannten Vorgehensweise besteht darin, dass sie eine bestimmte Mindeststeifigkeit des verarbeiteten Blechs voraussetzt. Nur so ist gewährleistet, dass sich das Blech beim Zusammenfahren der Werkzeughälften gleichförmig zu dem Schlitzrohr krümmt. Dünne Bleche lassen sich auf diese bekannte Weise nicht gezielt zu einem Rohr mit einer exakt vorbestimmten Querschnittsform verformen, sondern bilden im Zuge des Verformungsvorgangs unkontrollierbar Kanten und Falten aus, die das erhaltene Rohrelement unbrauchbar machen können. Auch führt das Verschweißen eines gemäß dem aus der DE-PS 966 111 bekannten Verfahrens geformten Schlitzrohres zu unerwünschten Verformungen, wenn das Blech so dünn ist, dass es die beim Schweißen unvermeidbar auf ihm lastenden Kräfte nicht aufnehmen kann.A major disadvantage of the DE-PS 966 111 known procedure is that it requires a certain minimum stiffness of the processed sheet. This is the only way to ensure that the sheet curves uniformly to the slotted tube when the tool halves move together. Thin sheets can not be targeted deform in this known manner to a tube with a precisely predetermined cross-sectional shape, but form in the course of the deformation process uncontrollable edges and wrinkles, the pipe element unusable can do. Also, the welding performs a according to the of DE-PS 966 111 known method formed slot pipe to undesirable deformations when the sheet is so thin that it can not absorb the unavoidable load on it during welding forces.

Ein Versuch, die Nachteile von Vorrichtungen der voranstehend erläuterten Art zu beseitigen, ist aus der WO 99/67037 bekannt. Die aus dieser Druckschrift bekannte Vorgehensweise verbindet das Einformen und Schweißen in einer Arbeitsstation. Dazu wird ein Werkzeug eingesetzt, das nach dem Vorbild der DE-PS 966 111 zwei auf einem Werkzeugträger gegeneinander verfahrbare Werkzeughälften mit jeweils einer zylindrischen, halbschalenförmigen Ausnehmung aufweist. Zusätzlich ist den Ausnehmungen der Werkzeughälften jeweils eine Innendornhälfte zugeordnet, die unter Freilassung eines Spaltes zwischen ihrer Außenfläche und der Innenfläche der Ausnehmung in der jeweiligen Ausnehmung positioniert und fest mit der jeweiligen Werkzeughälfte verbunden ist. Auf diese Weise ist im Bereich der Ausnehmung jeder Werkzeughälfte ein Ringspalt gebildet.An attempt to eliminate the disadvantages of devices of the type described above, is from the WO 99/67037 known. The procedure known from this publication combines the molding and welding in a workstation. For this purpose, a tool is used, which is modeled on the DE-PS 966 111 has two on a tool carrier against each other movable mold halves each having a cylindrical, half-shell-shaped recess. In addition, the recesses of the tool halves each associated with an inner mandrel half, which is positioned leaving a gap between its outer surface and the inner surface of the recess in the respective recess and firmly connected to the respective mold half. In this way, an annular gap is formed in the region of the recess of each mold half.

Zum Formen des Rohrelements wird das zu verformende dünne Blech so zwischen die Werkzeughälften gelegt, dass seine Längskanten beim anschließenden Zusammenfahren der Werkzeughälften in den in der jeweiligen Werkzeughälfte gebildeten Ringspalt eingefädelt wird. Beim weiteren Zusammenfahren der Werkzeughälften schieben sich die Längskanten weiter den Längsspalt hinauf und das Blech wird zu einem Schlitzrohr gebogen. Die gleichzeitig auf der Innen-und Außenseite des Blechabschnitts erfolgende Abstützung des Blechzuschnitts im Bereich des Ringspaltes stellt dabei sicher, dass es zu keiner unerwünschten Falten- und Kantenbildung kommt.To form the tubular element, the thin sheet to be deformed is placed between the tool halves in such a way that its longitudinal edges are threaded during the subsequent movement of the tool halves into the annular gap formed in the respective tool half. As the mold halves continue to move together, the longitudinal edges continue to push up the longitudinal gap and the sheet is bent to a slot pipe. The simultaneously taking place on the inside and outside of the sheet metal section Support of the sheet metal blank in the region of the annular gap ensures that there is no undesirable wrinkling and edge formation.

Dieser als "Einrollen" bezeichnete Formvorgang ist abgeschlossen, wenn sich die Längskanten im Scheitel des erhaltenen Schlitzrohres treffen. Nach einem Nachrunden des Kantenstoßes mittels einer Rolle kann dieses Schlitzrohr im Bereich seines Schlitzes verschweißt werden, ohne dass dazu das Rohr in eine andere Vorrichtung verbracht werden muss.This designated as "curling" molding process is complete when the longitudinal edges meet in the apex of the slot tube obtained. After a rounding of the edge impact by means of a roller, this slotted tube can be welded in the region of its slot without the need to spend the tube in another device.

Das aus der WO 99/67037 bekannte Verfahren soll zwar die Herstellung exakt geformter Rohrelemente ermöglichen, zeigt in der Praxis jedoch einige Nachteile. So erfordert die geteilte Ausführung des Innendornes und die Ausbildung des Ringspalts im Bereich der Ausnehmungen der Werkzeughälften eine hohe Fertigungsgenauigkeit bei der Herstellung der Werkzeuge. Auch ist die Ausgestaltung der Maschine wesentlich komplexer, da zum Trennen des fertig verschweißten Rohres von dem geteilten Innendorn aufwändige Zugeinheiten und zum Halten der Dornposition spezielle, sehr kräftige Niederhalter benötigt werden. Die Relativbewegung zwischen Werkzeug und Blech im Bereich des unvermeidbar engen Ringspaltes führt zudem zu Beschädigungen der Blechoberfläche und zu einem Verschleiß der Werkzeuge. Darüber hinaus besteht besonders bei der Verarbeitung dünner Bleche nach wie vor die Gefahr, dass es beim Verschweißen aufgrund der dabei auftretenden Kantenbelastungen zu unerwünschten Verformungen im Bereich der Schweißnaht kommt.That from the WO 99/67037 Although known method is to allow the production of precisely shaped tube elements, but in practice, some disadvantages. Thus, the split design of the inner mandrel and the formation of the annular gap in the recesses of the tool halves requires a high manufacturing accuracy in the production of the tools. Also, the design of the machine is much more complex, since the separation of the finished welded tube from the split inner mandrel consuming traction units and to hold the mandrel position special, very strong hold-down required. The relative movement between the tool and the sheet metal in the region of the unavoidably narrow annular gap also leads to damage to the sheet surface and to wear of the tools. In addition, there is still the danger, especially in the processing of thin sheets, that unwanted deformations in the area of the weld occur during welding due to the edge loads occurring during this process.

Ausgehend von dem voranstehend erläuterten Stand der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise die kostengünstige Herstellung von exakt geformten Hohlprofilen ermöglichen.Starting from the above-described prior art, the object of the invention to provide a method and an apparatus that allow the cost-effective production of precisely shaped hollow profiles in a simple manner.

In Bezug auf ein Verfahren der eingangs angegebenen Art wird diese Aufgabe erfindungsgemäß gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1.With regard to a method of the type described above, this object is achieved by the features of the characterizing part of claim 1.

In entsprechender Weise wird die voranstehend genannte Aufgabe in Bezug auf eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art gelöst durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 9.In a corresponding manner, the above object is achieved with respect to a device of the type specified by the features of the characterizing part of claim 9.

Es wird der jeweils zu dem Hohlprofil zu verformende Blechzuschnitt um einen Dorn aufgerollt, der die Innenform des zu erzeugenden Profils bestimmt. Das Anlegen des Blechzuschnitts an den Dorn erfolgt dabei mit Hilfe von Werkzeugteilen, die relativ zueinander und zu dem Dorn bewegt werden. Die betreffende Veränderung der Relativposition der Werkzeugteile kann dabei dadurch erfolgen, dass die Werkzeugteile synchron aufeinander zu bzw. von einander weg bewegt werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, die Werkzeugteile einzeln nacheinander zu bewegen. Dabei kann der Dorn still stehen und die Werkzeugteile werden für die Formgebung des Schlitzrohres auf ihn zu bewegt. Genauso ist es jedoch auch möglich, eines der Werkzeugteile feststehend anzuordnen und die Veränderung der Relativstellung der Werkzeugteile nur durch eine Bewegung des zweiten Werkzeugteils zu bewirken. Dabei wird der Blechzuschnitt aktiv in die für die Formgebung vorgesehene Ausnehmung des feststehenden Werkzeugteils eingeschoben. Dies kann mit Hilfe des zweiten, beweglichen Werkzeugteils erfolgen. Zusätzlich oder alternativ können der Dorn und die Grundplatte einzeln oder gemeinsam dazu genutzt werden, den Blechzuschnitt bei seiner Verformung zu halten und zu bewegen.It is rolled up to the hollow profile to be deformed sheet metal blank around a mandrel, which determines the inner shape of the profile to be generated. The application of the sheet metal blank to the mandrel takes place with the help of tool parts, relative to each other and to the Thorn to be moved. The respective change in the relative position of the tool parts can be effected in that the tool parts are moved synchronously toward or away from each other. Alternatively, it is also possible to move the tool parts one by one. In this case, the mandrel can stand still and the tool parts are moved to him for the shaping of the slot tube. However, it is also possible to arrange one of the tool parts in a fixed manner and to effect the change in the relative position of the tool parts only by a movement of the second tool part. In this case, the sheet metal blank is actively inserted into the recess provided for the shaping of the stationary tool part. This can be done with the help of the second, movable tool part. Additionally or alternatively, the mandrel and the base plate may be used individually or together to hold and move the sheet metal blank as it is deformed.

In die Werkzeugteile sind in an sich bereits bekannter Weise Ausnehmungen eingeformt, die im Zuge des Formgebungsprozesses unter die ihnen zugeordneten Längskanten des Blechzuschnitts greifen und bei fortgesetzter Aufeinanderzubewegung den Blechzuschnitt zwingen, sich mit seinen Längskanten entlang der Innenfläche der Ausnehmungen zu bewegen. Die auf diese Weise erzwungene Bewegung des Blechzuschnitts in den Ausnehmungen führt, wie an sich aus dem Stand der Technik ebenfalls bekannt, dazu, dass der Blechzuschnitt zu einem Schlitzprofil vorgeformt wird. Durch den Dorn wird dabei eine gezielte, kontrollierte Falten- oder Knickbildung im Bereich des Hohlprofiles während dieses Vorgangs erreicht, durch die eine schnelle Formgebung ermöglicht wird.In the tool parts recesses are already formed in a manner known per se, which engage in the course of the shaping process under their associated longitudinal edges of the sheet metal blank and force the sheet metal blank with continued Aufeinanderzubewegung to move with its longitudinal edges along the inner surface of the recesses. The forced in this way movement of the sheet metal blank in the recesses leads, as is also known from the prior art, to that of the sheet metal blank is preformed into a slot profile. Through the mandrel while a targeted, controlled wrinkling or kinking in the region of the hollow section is achieved during this process, through which a quick shaping is possible.

Zusätzlich stützt der Dorn das Blech bei seiner Verformung, indem es sich an ihn anlegen kann, und ermöglicht so in kurzen Fertigungszeiten eine fehlerminimierte, formgetreue Herstellung der Hohlprofile.In addition, the mandrel supports the sheet metal in its deformation by being able to rest against it, thus enabling a minimized, true-to-the-faith production of the hollow profiles in short production times.

Nachdem der Blechzuschnitt frei um den Dorn gelegt worden ist, erfolgt in mindestens zwei weiteren Arbeitsschritten ein Kalibrieren des erhaltenen, zunächst noch grob geformten Schlitzprofils. Dieses Kalibrieren wird durch eine weitere Veränderung der relativen Lage der Werkzeugteile bewirkt. So können die Werkzeugteile zu diesem Zweck gegebenenfalls einzeln oder gemeinsam gegen den Dorn gedrückt werden, um die Form des Schlitzprofils perfekt an die durch das anzustrebende Herstellergebnis vorgegebene Endform des Hohlprofils anzupassen. Das auf diese Weise vorgeformte Schlitzprofil kann dann problemlos verschweißt werden.After the sheet metal blank has been placed freely around the mandrel, a calibration of the obtained, initially coarsely shaped slot profile is carried out in at least two further steps. This calibration is effected by a further change in the relative position of the tool parts. For this purpose, the tool parts can optionally be pressed individually or jointly against the mandrel in order to adapt the shape of the slot profile perfectly to the final shape of the hollow profile predetermined by the desired manufacturing result. The pre-formed in this way slot profile can then be welded easily.

Bei Anwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens und durch den Einsatz einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es somit möglich, ein Hohlprofil zu formen, ohne dass dazu aufwändige Formelemente eingesetzt oder die zu verarbeitenden Bleche in einem umständlichen, störungsanfälligen Vorgang in Führungsschlitze oder Vergleichbares eingeführt werden müssen. Der eingesetzte Dorn stellt dabei sicher, dass sich gerade dünne Bleche trotz des Umstandes, dass sie über weite Strecken der Verformung frei gebogen werden, zu exakt und fehlerfrei geformten Hohlprofilen verarbeiten lassen.When using a method according to the invention and by the use of a device according to the invention, it is thus possible to form a hollow profile, without the use of elaborate mold elements or the sheets to be processed in a cumbersome, fault-prone process in guide slots or the like must be introduced. The inserted mandrel ensures that even thin sheets, despite the fact that they are bent freely over long stretches of deformation, can be processed into exact and faultlessly shaped hollow profiles.

Eine besonders praxisgerechte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Blechzuschnitt auf eine Grundplatte zwischen die Werkzeugteile gelegt wird und der Dorn anschließend gegen das auf der Grundplatte liegende Blech gedrückt wird, um eine Haltekraft auf das Blech auszuüben, durch die ein seitliches Verschieben des Blechs verhindert wird. Der Dorn erfüllt in diesem Fall eine Doppelfunktion, indem er einerseits die Form des herzustellenden Hohlprofils abbildet und andererseits als Halter dient, durch den der sichere, lagegenaue Halt des Blechzuschnitts während seiner Verformung gewährleistet ist.A particularly practical embodiment of the method according to the invention is characterized in that the sheet metal blank is placed on a base plate between the Tool parts is placed and the mandrel is then pressed against the plate lying on the base plate to exert a holding force on the sheet, by which a lateral displacement of the sheet is prevented. In this case, the mandrel fulfills a double function by, on the one hand, reproducing the shape of the hollow profile to be produced and, on the other hand, serving as a holder, by means of which the secure, positionally accurate hold of the sheet metal blank is ensured during its deformation.

Durch die vom Dorn aufgebrachte Kraft ist es möglich, Strukturen im Auflagebereich dem Blechzuschnitt aufzuprägen. Hierzu kann der Dorn derart gestaltet sein, dass er im dem Blechzuschnitt zugewandten Bereich eine längenkonstante Form aufweist. Eine solche Form liegt beispielsweise vor, wenn der Dorn zylindrisch, block-, kasten- oder rohrartig ausgebildet ist. Ein dem Dorn entsprechendes Gegenstück ist dabei in Form der Gegenplatte vorhanden. Durch die vom Dorn ausgeübte Kraft lässt sich der Blechzuschnitt zwischen der Grundplatte und dem Dorn prägen. Denkbar ist auch, nur eine Ausnehmung in der Grundplatte vorzusehen, wobei die Prägung zwischen Blechzuschnitt und Grundplatte durch die vom Dorn ausgeübte Kraft erfolgt und damit auch ein Formschluss bereitgestellt werden kann.By the force applied by the mandrel, it is possible to impose structures in the support area of the sheet metal blank. For this purpose, the mandrel may be designed such that it has a length-constant shape in the region facing the sheet-metal blank. Such a shape is, for example, when the mandrel is cylindrical, block, box or tube-like. A counterpart corresponding to the mandrel is present in the form of the counterplate. Due to the force exerted by the mandrel, the sheet metal blank can be embossed between the base plate and the mandrel. It is also conceivable to provide only one recess in the base plate, wherein the embossing between the sheet metal blank and the base plate is effected by the force exerted by the mandrel and thus a positive connection can be provided.

Eine weitere praxisgerechte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass neben dem Kraftschluss, der bevorzugt durch den Dorn erzeugt wird, auch ein Formschluss der Art verwirklicht werden kann, dass die Querkanten des Blechzuschnitts durch auf beiden Seiten der Grundplatte vorhandene Formelemente durch seitlich an dem Blechzuschnitt anliegende Halteelemente gegen ein Verrutschen gesichert werden. Des Weiteren kann ein formschlüssiger Halt des Blechs auch dadurch verwirklicht werden, dass an der Grundplatte, beispielsweise Erhöhungen, wie Stifte, Bolzen oder ähnliches, vorgesehen sind, die mit korrespondierenden Formelementen, beispielsweise Ausnehmungen, des Blechzuschnitts formschlüssig zusammenwirken. Genauso können am Dorn geeignete Formelemente verwirklicht werden, die wiederum mit Formelementen des Blechs zusammenwirken, um dessen formschlüssigen Halt zu gewährleisten.Another practical embodiment of the invention is that in addition to the frictional connection, which is preferably produced by the mandrel, a positive connection of the type can be realized that the transverse edges of the sheet metal blank by existing on both sides of the base mold elements by laterally applied to the sheet metal blank Holding elements against a Slipping secured. Furthermore, a positive retention of the sheet can also be realized in that provided on the base plate, for example, elevations, such as pins, bolts or the like, which cooperate positively with corresponding form elements, such as recesses, the sheet metal blank. Similarly, suitable form elements can be realized on the mandrel, which in turn cooperate with form elements of the sheet to ensure its positive fit.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Verformung des Blechzuschnitts mindestens drei stufig. Eine derart durchgeführte Verformung erweist sich insbesondere bei der Verarbeitung von dünnen Blechen als vorteilhaft, wenn besonders genau geformte Hohlprofile hergestellt werden sollen. So erlaubt es die mehrstufig erfolgende Herstellung, das aus dem Blechzuschnitt erzeugte Schlitzprofil zunächst in grober Annäherung an die Endform vorzuformen, um es dann in mehren Schritten in seine Endform zu bringen. Diese Vorgehensweise kommt der Neigung der jeweils verarbeiteten Bleche entgegen, sich beim Hineinschieben in die Ausnehmungen der Werkzeugteile nicht in einem kontinuierlich verlaufenden Bogen zu verformen, sondern stufenweise umzuknicken, wobei die Übergänge zwischen den einzelnen abgeknickten Stufen weich sind. Mindestens in der ersten Stufe der Formgebung weist das aus dem Blechzuschnitt geformte Schlitzprofil dann einen vieleckigen Querschnitt auf, der dann erfindungsgemäß in mindestens zwei weiteren Verarbeitungsstufen, dem Kalibriervorgang, in seine Endform gebracht wird. Um dabei ein Verwerfen des Blechs sicher zu vermeiden, sieht die Erfindung vor, dass bei den auf die erste Stufe der Verformung folgenden nächsten Stufen die Längskanten des zuvor erhaltenen Schlitzprofils mittels eines Niederhalters geführt werden. Ein solcher Niederhalter ermöglicht es, die Längskanten des Blechzuschnitts im Bereich des Schlitzes des aus ihm geformten Schlitzprofils parallel und in einer gemeinsamen Ebene auszurichten. Da die Längskanten des zum Schlitzprofil geformten Blechzuschnitts im Zuge der nach der ersten Grobformung in den weiteren Stufen der Formgebung erfolgenden Kalibrierung aufeinander zu bewegt werden, ist der Niederhalter so eingerichtet, dass die Weite des Schlitzes des Schlitzprofils bei jeder Stufe der Kalibrierung vermindert wird. Um dabei eine kontrollierte Verformung des Blechs sicherzustellen, werden bei jeder Stufe der Kalibrierung die Längskanten im Bereich des Schlitzes des Schlitzprofils auf einem vorbestimmten Abstand gehalten.According to the method of the invention, the deformation of the sheet metal blank takes place at least three stages. Such performed deformation proves to be particularly advantageous in the processing of thin sheets, if particularly precisely shaped hollow sections to be produced. Thus, the multi-stage production makes it possible to preform the slot profile produced from the sheet metal blank initially in a rough approximation to the final shape in order then to bring it in several steps in its final form. This approach is contrary to the tendency of each processed sheets not to deform when pushed into the recesses of the tool parts in a continuous arc, but gradually fold over, the transitions between the individual bent steps are soft. At least in the first stage of shaping, the slot profile formed from the sheet metal blank then has a polygonal cross-section, which is then brought into its final shape in at least two further processing stages, the calibration process. In order to avoid discarding the sheet safely sees In the case of the next stages following the first stage of deformation, the longitudinal edges of the previously obtained slot profile are guided by means of a hold-down device. Such a hold-down makes it possible to align the longitudinal edges of the sheet metal blank in the region of the slot of the slot profile formed from it parallel and in a common plane. Since the longitudinal edges of the sheet profile formed into the slot profile are moved towards each other during the calibration following the first coarse shaping in the further stages of forming, the hold-down is adapted to reduce the width of the slot of the slot profile at each stage of the calibration. In order to ensure a controlled deformation of the sheet, at each stage of the calibration, the longitudinal edges in the region of the slot of the slot profile are kept at a predetermined distance.

Die durch den Niederhalter gewährleistete sichere Abstützung des Schlitzprofiles auch im Bereich seines Schlitzes ermöglicht es, vor dem Längsnahtschweißen neben dem Kalibrierungseffekt auch ein Glätten der Kanten des Blechzuschnitts durchzuführen. Auf diese Weise lassen sich Schweißnähte von hoher Qualität erzeugen, wie sie insbesondere bei der Herstellung von Bauteilen für den Karosseriebau gefordert werden.The secure support provided by the holddown of the slot profile also in the region of its slot makes it possible to perform before the longitudinal seam welding in addition to the calibration effect, a smoothing of the edges of the sheet metal blank. In this way, welds of high quality can be produced, as required in particular in the manufacture of components for the body shop.

Bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung in den Dorn eine Ausnehmung eingeformt, die in dem Bereich positioniert ist, der der am herzustellenden Profils zu erzeugenden Längsschweißnaht zugeordnet ist. Durch eine solche Ausnehmung ist der Schweißvorgang vereinfacht, da die Gefahr eines Verschweißens des Profils mit dem Dorn beseitigt ist. Darüber hinaus kann die Ausnehmung zum Auffangen von Schweißrückständen, wie Schlacke oder Metallspritzer, genutzt werden. Zu diesem Zweck kann in der Ausnehmung eine hitzebeständige Auffangleiste zum Auffangen von beim Schweißen anfallenden Abfallstoffen angeordnet sein.In a device according to the invention, according to an advantageous embodiment of the invention, a recess is formed in the mandrel which is positioned in the region which is associated with the longitudinal weld seam to be produced on the profile to be produced. By such Recess simplifies the welding process, since the risk of welding the profile is eliminated with the mandrel. In addition, the recess can be used to catch welding residues, such as slag or metal splashes. For this purpose, a heat-resistant collecting strip for collecting waste arising during welding can be arranged in the recess.

Das erfindungsgemäße Verfahren setzt jedoch nicht notwendig voraus, dass der Dorn während des Schweißens im Schlitzprofil verbleibt. Vielmehr hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäß eingesetzten Werkzeugteile und die durch die Kalibrierung des Schlitzrohres erreichte Eigensteifigkeit bei entsprechenden Blechqualitäten vielfach ausreichen, um auch bei der Verschweißung eine ausreichende Formhaltigkeit des Schlitzprofils zu gewährleisten. Daher ist es gemäß einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen, zwischen dem Kalibrieren und dem Verschweißen des Schlitzprofils den Dorn aus dem Schlitzprofil zu entnehmen. Hierzu kann eine Halteeinrichtung vorgesehen werden, die beispielsweise in Form von Haken ausgestaltet ist und bei Bedarf in den Schlitz des Schlitzprofils eingreift, um den Schlitz beim für das Ausfahren des Dorns erforderlichen geringen Zurückfahren der Werkzeugteile auf einem Sollmaß zu halten. Der Dorn kann dann problemlos aus dem Schlitzprofil gezogen werden. Anschließend werden die Werkzeugteile wieder definiert zusammengefahren, so dass das Schlitzprofil für den Schweißvorgang sicher gehalten und der Kantenstoß geschlossen ist.However, the method of the invention does not necessarily assume that the mandrel remains in the slot profile during welding. Rather, it has been found that the tool parts used according to the invention and the inherent rigidity achieved by the calibration of the slotted tube are often sufficient in the case of corresponding sheet qualities, in order to ensure sufficient dimensional stability of the slit profile even during the welding. It is therefore provided according to a further variant of the invention to remove the mandrel from the slot profile between the calibration and the welding of the slot profile. For this purpose, a holding device can be provided, which is designed, for example, in the form of hooks and, if necessary, engages in the slot of the slot profile in order to keep the slot at the required for the extension of the mandrel small retraction of the tool parts to a specified size. The mandrel can then be easily pulled out of the slot profile. Subsequently, the tool parts are moved together again defined, so that the slot profile held securely for the welding process and the edge impact is closed.

Grundsätzlich ist es möglich, den Dorn aus einem Vollmaterial zu fertigen. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn in dem Dorn weitere Funktionselemente eingesetzt sind, die zum Formen des Hohlprofils oder zum Entfernen des Dorns aus dem fertigen Hohlprofil benötigt werden. Alternativ lässt sich der Dorn selbst jedoch auch aus einem Hohlprofil, beispielsweise in Form eines formstabilen Rohrs, herstellen. Sein Inneres kann dann beispielsweise zum Auffangen der Schweißrückstände genutzt werden.In principle, it is possible to manufacture the mandrel from a solid material. This is particularly useful when in the mandrel further functional elements are used, which are needed for molding the hollow profile or for removing the mandrel from the finished hollow profile. Alternatively, however, the mandrel itself can also be produced from a hollow profile, for example in the form of a dimensionally stable tube. Its interior can then be used, for example, to catch the weld residue.

Das Herausziehen des Dorns aus dem fertigen Hohlprofil kann dadurch vereinfacht werden, dass die Außenform des Dorns um ein geringes Untermaß kleiner ist als die Innenform des herzustellenden Hohlprofils. Praktische Versuche haben ergeben, dass es ausreicht, wenn dieses Untermaß bis zu 0,2 mm gegenüber der Sollinnenform des zu erzeugenden Hohlprofils beträgt.The extraction of the mandrel from the finished hollow profile can be simplified in that the outer shape of the mandrel is smaller by a small undersize than the inner shape of the hollow profile to be produced. Practical tests have shown that it is sufficient if this undersize is up to 0.2 mm compared to the desired inner shape of the hollow profile to be produced.

An in erfindungsgemäßer Weise hergestellten Hohlprofilen können Nebenformelemente, wie Sicken oder ähnliche Prägungen, auf einfache Weise dadurch hergestellt werden, dass bei einer erfindungsgemäßen Vorrichtung der Dorn eine Prägeeinrichtung zum Prägen des um ihn gelegten Blechs aufweist. Ein Dorn kann auch nicht längenkonstante Nebenstrukturen zum Prägen aufweisen, vorausgesetzt es besteht die Möglichkeit zur Entnahme des Dornes nach der Verformung, was beispielsweise bei einer kegeligen Grundstruktur der Fall ist. Um dabei auch größervolumige Formelemente sicher auszubilden, kann zu diesem Zweck die Prägeeinrichtung als über den Umfang des Dorns hinaus verfahrbarer Prägestempel ausgebildet und in den Ausnehmungen der Werkzeugteile Formelemente als Gegenstück für die von der Prägeeinrichtung erzeugte Formgebung vorgesehen sein. In entsprechender Weise kann im Bereich mindestens einer der Ausnehmungen der Werkzeugteile eine Prägeeinrichtung vorgesehen sein, wobei dazu die Prägeeinrichtung ebenfalls als Prägestempel und im Dorn ein Formelement als Gegenstück für die von der Prägeeinrichtung erzeugte Formgebung ausgebildet sein kann. Die jeweils eingesetzten Prägeeinrichtungen werden bevorzugt hydraulisch betrieben, um die erforderlichen Presskräfte sicher aufbringen zu können. Ebenso ist es denkbar, pneumatisch, mechanisch oder elektrisch betriebene Prägeeinrichtungen einzusetzen.On hollow profiles produced in accordance with the invention, secondary shaping elements, such as beads or similar embossings, can be produced in a simple manner by virtue of the fact that in a device according to the invention the mandrel has an embossing device for embossing the sheet placed around it. A mandrel may not have length-constant secondary structures for embossing, provided that it is possible to remove the mandrel after deformation, which is the case for example with a conical basic structure. In order to form even larger-volume mold elements safely, for this purpose, the embossing device can be designed as an embossing die which can be moved beyond the circumference of the mandrel and in the recesses of the tool parts form elements as a counterpart be provided for the shaping produced by the embossing device. In a corresponding manner, an embossing device may be provided in the region of at least one of the recesses of the tool parts, for which purpose the embossing device may likewise be designed as an embossing stamp and in the mandrel a shaped element as a counterpart for the shaping produced by the embossing device. The embossing devices used in each case are preferably hydraulically operated in order to apply the required pressing forces safely. It is also conceivable to use pneumatically, mechanically or electrically operated embossing devices.

Die erfindungsgemäße Vorgehensweise, bei der sich die Längskanten des zu verformenden Blechzuschnitts im ersten Schritt der Verformung frei entlang der Innenflächen der in den Werkzeugteilen vorgesehenen Ausnehmung bewegen, ermöglicht es problemlos, Hohlprofile mit ungleichförmigen Querschnittsformen herzustellen. Zu diesem Zweck können die in die Werkzeugteile eingeformten Ausnehmungen unterschiedlich ausgebildet sein, wobei der Dorn in entsprechender Weise an die unterschiedliche Form der Ausnehmungen angepasst wird.The procedure according to the invention, in which the longitudinal edges of the sheet metal blank to be deformed move freely along the inner surfaces of the recess provided in the tool parts in the first step of the deformation, makes it possible to produce hollow profiles with non-uniform cross-sectional shapes. For this purpose, the recesses formed in the tool parts can be designed differently, wherein the mandrel is adapted in a corresponding manner to the different shape of the recesses.

Um die mehrstufig erfolgende Kalibrierung zu ermöglichen, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einem Niederhalter ausgestattet, der in Richtung des Dorns zustellbar ist. Dieser Niederhalter weist im Hinblick auf eine mindestens zweistufig erfolgende Kalibrierung einen ersten Absatz, dessen Dicke einer ersten Weite des Spalts des aus dem Blechzuschnitt vorzuformenden Schlitzprofiles entspricht, und mindestens einen zweiten Absatz auf, dessen Dicke gleich einer zweiten Weite des Spalts des Schlitzprofiles ist. Ist im Dorn eine Ausnehmung vorgesehen, die sich längs der zu erzeugenden Schweißnaht erstreckt, so kann der Abschnitt mit der geringsten Dicke eine Höhe aufweisen, die größer ist als die Dicke des zu verformenden Blechzuschnitts. Dieser Abschnitt lässt sich dann in die Ausnehmung einführen, die als Führung dient und auf einfache Weise eine lagerichtige Positionierung des Dornes ermöglicht. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in diesem Zusammenhang dadurch gekennzeichnet, dass an dem Niederhalter mindestens eine Umlenkfläche ausgebildet ist, die bei in Betriebsstellung befindlichem Niederhalter so positioniert ist, dass sie eine auf sie treffende Längskante des Blechzuschnitts in Richtung des Dorns ablenkt.In order to enable the multi-stage calibration, the device according to the invention is equipped with a hold-down, which is deliverable in the direction of the mandrel. With regard to at least two-stage calibration, this hold-down device has a first step whose thickness corresponds to a first width of the gap of the slot profile to be preformed from the sheet metal blank, and at least one second shoulder whose thickness is equal to a second width of the second Slits of the slot profile is. If a recess is provided in the mandrel, which extends along the weld seam to be produced, then the section with the smallest thickness can have a height that is greater than the thickness of the sheet metal blank to be deformed. This section can then be inserted into the recess, which serves as a guide and allows in a simple manner a correct position positioning of the mandrel. A further advantageous embodiment of the invention is in this context characterized in that at least one deflection surface is formed on the hold-down, which is positioned at befindlichem in operating position hold-down so that it deflects a striking it longitudinal edge of the sheet metal blank in the direction of the mandrel.

Nach dem Schweißen besteht die Möglichkeit, die Form des erhaltenen Hohlprofils durch ein Innenhochdruckformen weiter zu verändern. Bei nach wie vor zusammengefahrenen Werkzeugteilen können durch dieses Innenhochdruckverformen Nebenformelemente in das Hohlprofil eingebracht werden. Hierzu können die Werkzeugteile mit Formelementen, wie Ausnehmungen, versehen sein, in die das Blech im Zuge des Innenhochdruckverformens eingepresst wird.After welding, it is possible to further change the shape of the hollow profile obtained by a hydroforming. In still collapsed tool parts can be introduced into the hollow profile by this hydroforming secondary elements. For this purpose, the tool parts can be provided with form elements, such as recesses, in which the sheet is pressed in the course of hydroforming.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den abhängigen Ansprüchen hervor und werden nachfolgend anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch in einem Vertikalschnitt quer zur Längserstreckung, soweit nicht anders angegeben:

Fig. 1: eine erste Vorrichtung zum Formen eines Hohlprofils in Ausgangsstellung;
Fig. 2: einen in der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung eingesetzten Niederhalter;
Fig. 3-8: jeweils eine Betriebsstellung der Vorrichtung gemäß Fig. 1 bei der Verformung eines Blechzuschnitts zu dem Hohlprofil;
Fig. 9: die Vorrichtung gemäß Fig. 1 beim Verschweißen eines aus dem Blechzuschnitt geformten Schlitzprofiles in einem Teilausschnitt in teilweise aufgebrochener perspektivischer Ansicht;
Fig. 10a: eine zweite Vorrichtung zum Formen eines Hohlprofils in Ausgangsstellung;
Fig. 10b: die Vorrichtung gemäß Fig. 10a in einer Ansicht von oben;
Fig. 11: die Vorrichtung gemäß den Figuren 10a,10b in einer zweiten Betriebsstellung,
Fig. 12: die Vorrichtung gemäß den Figuren 10a,10b in einer dritten Betriebsstellung.

Further advantageous embodiments of the invention will become apparent from the dependent claims and are described below with reference to an exemplary embodiments illustrative drawing. In each case show schematically in a vertical section transversely to the longitudinal extent, unless stated otherwise:

Fig. 1: a first device for forming a hollow profile in the starting position;
Fig. 2: one in the in Fig. 1 down device used shown device;
Fig. 3-8: each one operating position of the device according to Fig. 1 in the deformation of a sheet metal blank to the hollow profile;
Fig. 9: the device according to Fig. 1 during welding of a molded from the sheet metal blank slot profile in a partial section in a partially broken perspective view;
Fig. 10a: a second device for forming a hollow profile in the starting position;
Fig. 10b: the device according to Fig. 10a in a view from above;
Fig. 11: the device according to the FIGS. 10a, 10b in a second operating position,
Fig. 12: the device according to the FIGS. 10a, 10b in a third operating position.

Die in den Figuren 1 bis 9 dargestellte Vorrichtung V1 zum Herstellen eines längsnahtverschweißten Hohlprofils R, das die Form eines kreisförmigen Rohres aufweist, umfasst zwei Werkzeugteile 2,3, die auf einer Grundplatte G gegeneinander verfahrbar gelagert sind. Die Arbeitslänge der Vorrichtung V1 für die Herstellung von Hohlprofilen R beträgt beispielsweise bis zu 3.000 mm.The in the FIGS. 1 to 9 illustrated device V1 for producing a longitudinally welded hollow profile R, which has the shape of a circular tube comprises two tool parts 2,3, which are mounted on a base plate G against each other movable. The working length of the device V1 for the production of hollow profiles R is for example up to 3,000 mm.

Zum Zusammen- und Auseinanderfahren der Werkzeugteile 2,3 sind hier nicht gezeigte Stelleinrichtungen vorgesehen, von denen jeweils mehrere, beispielsweise vier, in Längsrichtung der Werkzeugteile 2,3 verteilt angeordnet sein können, um eine möglichst gleichförmige Bewegung der Werkzeugteile 2,3 und eine ebenso gleichförmige Übertragung der von den Werkzeugteilen 2,3 ausgeübten Kräfte sicherzustellen. Die Stelleinrichtungen sind dabei so ausgelegt, dass sie die Werkzeugteile 2,3 mit einer Geschwindigkeit von 1 mm/s bis 80 mm/s bewegen und dabei eine Kraft von mindestens 7.500 kN ausüben können.For moving together and moving apart of the tool parts 2.3 adjusting devices, not shown here are provided, of which in each case several, for example, four, distributed in the longitudinal direction of the tool parts 2.3 may be arranged to uniform as possible movement of the tool parts 2.3 and a like ensure uniform transmission of the forces exerted by the tool parts 2.3 forces. The adjusting devices are designed so that they can move the tool parts 2,3 at a speed of 1 mm / s to 80 mm / s and thereby exert a force of at least 7,500 kN.

In die dem jeweils anderen Werkzeugteil 2,3 zugeordnete Seite der Werkzeugteile 2,3 ist jeweils eine halbschalenförmige Ausnehmung 4,5 eingeformt. Der Radius RiA der Einwölbung der Innenflächen 6,7 der Ausnehmungen 4,5 entspricht dabei dem Außenradius RaR des herzustellenden rohrförmigen Hohlprofils R.In each of the other tool part 2.3 associated side of the tool parts 2,3 each have a half-shell-shaped recess is formed 4.5. The radius RiA of the concavity of the inner surfaces 6,7 of the recesses 4, 5 corresponds to the outer radius RaR of the tubular hollow profile R to be produced.

Des Weiteren weist die Vorrichtung V1 einen aus einem Vollmaterial gefertigten Dorn 8 auf, der aus einer hier nicht dargestellten Entnahmestellung in eine Arbeitsstellung bewegt werden kann, in der er mittig zwischen den Werkzeugteilen 2,3 angeordnet ist. Über eine geeignete, hier ebenfalls nicht dargestellte Stelleinrichtung kann der Dorn 8 dabei in vertikaler Richtung verstellt werden, um eine Haltekraft auf ein auf die Grundplatte G zwischen dem in Ausgangsstellung befindlichen Werkzeugteile 2,3 gelegten Blechzuschnitt B auszuüben.Furthermore, the device V1 has a mandrel 8 made of a solid material, which can be moved from a removal position, not shown here, into a working position, in which it is arranged centrally between the tool parts 2, 3. About a suitable, not shown here adjusting device, the mandrel 8 can be adjusted in the vertical direction to exert a holding force on a placed on the base plate G between the tool parts located in the starting position 2.3 sheet metal blank B.

Im Bereich seines von der Grundplatte G abgewandten Scheitels ist in den Dorn 8 eine nutförmige Ausnehmung 9 eingeformt, die sich ausgehend von einem engen, dem Umfang des Dorns 8 zugeordneten Abschnitt 9a in eine Kammer 9b erweitert, in deren Boden ein Schlitz 9c eingeformt ist, dessen Weite wiederum geringer ist als die Weite des Abschnitts 9a. Die Weite des engen Abschnitts 9a der Ausnehmung 9 entspricht mit einem Übermaß der Breite der am zu erzeugenden Hohlprofil R zu erzeugenden Schweißnaht S. Die Weite des mittig zu dem engen Abschnitt 9a ausgerichteten Schlitzes 9c ist geringer als die Weite des Abschnitts 9a.In the region of its vertex facing away from the base plate G, a groove-shaped recess 9 is provided in the mandrel 8 formed, which extends from a narrow, the circumference of the mandrel 8 associated portion 9a in a chamber 9b, in the bottom of a slot 9c is formed, the width of which is again smaller than the width of the portion 9a. The width of the narrow portion 9a of the recess 9 corresponds to an excess of the width of the weld S to be produced on the hollow profile R. The width of the slit 9c aligned centrally with the narrow portion 9a is smaller than the width of the portion 9a.

In der Kammer 9b sind Auffangleisten 10 angeordnet, die zum Auffangen von Schweißrückständen dienen. Die Auffangleisten 10 bestehen aus einem hitzebeständigen Material und können über nicht gezeigte Öffnungen aus dem Dorn 8 gezogen werden.In the chamber 9b collecting strips 10 are arranged, which serve to catch welding residues. The collecting strips 10 are made of a heat-resistant material and can be pulled over openings, not shown, from the mandrel 8.

Des Weiteren umfasst die Vorrichtung V1 einen schwertartig geformten Niederhalter 11, dessen Länge der Länge des Dornes 8 entspricht. Der Niederhalter 11 kann mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung aus seinen dem Dorn 8 zugeordneten Arbeitspositionen in eine seitlich des Werkzeugteils 2 angeordnete Warteposition bewegt werden.Furthermore, the device V1 comprises a sword-shaped hold-down 11 whose length corresponds to the length of the mandrel 8. The hold-down device 11 can be moved by means of an actuating device, not shown, from its working positions assigned to the mandrel 8 into a waiting position arranged laterally of the tool part 2.

Der Niederhalter 11 weist einen oberen, im Querschnitt dachförmig ausgebildeten Abschnitt 11a auf, dessen Schultern 11b,11c im Querschnitt betrachtet nach unten und innen hin schräg aufeinander zulaufend ausgerichtet sind. An den Abschnitt 11a schließt sich ein erster Absatz 11d an, der sich über die Länge des Niederhalters 11 erstreckt und der im Querschnitt betrachtet mittig zum Abschnitt 11a ausgerichtet ist. Die Dicke D1 des ersten Absatzes 11d entspricht der Weite des Schlitzes Z eines aus dem Blechzuschnitt B geformten Schlitzprofiles Sr nach einer ersten Verformungsstufe.The hold-down 11 has an upper, in cross-section roof-shaped portion 11a, whose shoulders 11b, 11c viewed in cross-section are aligned obliquely tapering towards each other at the bottom and inside. The section 11a is adjoined by a first shoulder 11d, which extends over the length of the hold-down 11 and, viewed in cross section, is aligned centrally with the section 11a. The thickness D1 of the first paragraph 11d corresponds to the width of the slot Z of one of the Blechzuschnitt B shaped slot profile Sr after a first deformation stage.

Unterhalb des ersten Abschnitts 11d und im Querschnitt gesehen mittig zu diesem angeordnet ist ein zweiter Absatz 11e des Niederhalters 11 ausgebildet. Auch dieser Absatz 11e erstreckt sich über die Länge des Niederhalters. Seine Dicke D2 entspricht der Weite des Schlitzes Z des Schlitzprofiles Sr nach einer zweiten Stufe der Kalibrierung.Arranged below the first section 11d and in the middle of the first section 11d, a second step 11e of the hold-down 11 is formed. Also this paragraph 11e extends over the length of the blank holder. Its thickness D2 corresponds to the width of the slot Z of the slot profile Sr after a second stage of the calibration.

Schließlich ist an den zweiten Absatz 11e des Niederhalters 11 ein schneidenartig ausgebildeter, dünner dritter Absatz 11f angeformt, der ebenfalls im Querschnitt gesehen mittig zu den anderen Absätzen 11d,11e des Niederhalters 11 angeordnet ist und sich über dessen Länge erstreckt. Die Dicke D3 des dritten Abschnitts ist geringfügig kleiner als die Weite des Schlitzes 9c, der in den Boden der Kammer 9b im Dorn 8 eingeformt ist. Die Höhe H des dritten Abschnitts 11f ist dabei größer als der Abstand der Öffnung des Schlitzes 9c im Boden der Kammer 9b zum Umfang des Dorns 8. An seinem Ende läuft der dritte Abschnitt klingenartig, im Querschnitt gesehen spitz zu.Finally, at the second paragraph 11e of the blank holder 11, a blade-like design, thin third shoulder 11f is formed, which is also seen in cross section centrally to the other paragraphs 11d, 11e of the blank holder 11 and extends over the length thereof. The thickness D3 of the third portion is slightly smaller than the width of the slit 9c formed in the bottom of the chamber 9b in the mandrel 8. The height H of the third portion 11f is greater than the distance of the opening of the slot 9c in the bottom of the chamber 9b to the circumference of the mandrel 8. At its end, the third section runs like a blade, pointed in cross-section.

Mit Hilfe der nicht dargestellten Stelleinrichtung wird der Niederhalter 11 in Richtung des Dorns 8 abgesenkt. Dabei taucht zunächst sein dritter Abschnitt 11f in die Ausnehmung 9 ein und wird in den Schlitz 9c eingeführt. Der Schlitz 9c bildet so eine Führung für den Niederhalter 11 während des Formgebungsprozesses. Im Zuge der Kalibrierung des Hohlprofils R wird der Niederhalter 11 in einem oder mehreren Schritten gezogen.With the help of the adjusting device, not shown, the hold-down device 11 is lowered in the direction of the mandrel 8. At first, its third section 11f dips into the recess 9 and is inserted into the slot 9c. The slot 9c thus forms a guide for the hold-down 11 during the molding process. In the course of the calibration of the hollow profile R, the hold-down 11 is pulled in one or more steps.

Zum Schweißen des aus dem Blechzuschnitt B geformten Schlitzprofiles Sr wird bevorzugt eine Laserschweißeinrichtung 12 eingesetzt. Es ist jedoch auch denkbar, andere Schweißaggregate, beispielsweise induktiv arbeitende Schweißeinrichtungen, zu verwenden, die eine wirtschaftliche Verschweißung der einander zugeordneten Längskanten B1,B2 im Bereich des Schlitzes Z des Schlitzprofiles Sr ermöglichen.For welding the slit profile Sr formed from the sheet metal blank B, a laser welding device 12 is preferably used. However, it is also conceivable to use other welding units, for example, inductively operating welding devices that allow economic welding of the associated longitudinal edges B1, B2 in the region of the slot Z of the slot profile Sr.

Die Laserschweißeinrichtung 12 ist an einem Träger 13 befestigt, der mittels einer nicht dargestellten Stelleinrichtung entlang des Schlitzes Z bewegt werden kann. Des Weiteren trägt der Träger 13 eine Nachformrolle 14, die in Schweißrichtung F mit geringem Abstand vor der Laserschweißeinrichtung 12 angeordnet ist. Der Kantenstoß wirkt mit einer bestimmten Kraft gegen die weggesteuerte Nachformrolle 14, um eine dachförmige Kantenbildung zu beseitigen und eine Rückfederung der Kanten B1,B2 des Hohlprofils R im Nahtbereich zu vermeiden. Mindestens die Laserschweißeinrichtung 12 sollte von einem hier nicht gezeigten Gehäuse umgeben sein, um die Bedienperson vor der Lichtstrahlung zu schützen.The laser welding device 12 is attached to a carrier 13 which can be moved by means of an adjusting device, not shown, along the slot Z. Furthermore, the carrier 13 carries a Nachformrolle 14, which is arranged in the welding direction F with a small distance in front of the laser welding device 12. The edge impact acts with a certain force against the path-controlled Nachformrolle 14 to eliminate a roof-shaped edge formation and to avoid springback of the edges B1, B2 of the hollow profile R in the seam area. At least the laser welding device 12 should be surrounded by a housing, not shown here, to protect the operator from the light radiation.

Zusätzlich kann der Träger 13 eine hier nicht dargestellte Reinigungseinrichtung tragen, die den Schweißbereich reinigt, bevor die Laserschweißeinrichtung 12 ihn erreicht. Die Reinigungseinrichtung kann den vor dem Schweißbereich vorhandenen Schmutz absaugen, abbürsten oder wegspülen.In addition, the carrier 13 may carry a cleaning device, not shown here, which cleans the welding area before the laser welding device 12 reaches it. The cleaning device can suck, pre-brush or rinse off the dirt present in front of the welding area.

Zum Nivellieren der Kanten B1,B2 können Gleitschuhe 15 oder Rollen vorgesehen werden, die ebenfalls an dem Träger 13 befestigt werden. Der Träger 13 kann darüber hinaus eine Zuführleitung tragen, über die Schutzgas in den Schweißbereich geleitet wird. Bevorzugt wird der Träger von einer Stelleinrichtung bewegt, die in exakt drei Freiheitsgraden (X-, Y-, Z-Richtung) steuerbar ist.For leveling the edges B1, B2, sliding shoes 15 or rollers may be provided, which are also fastened to the carrier 13. The carrier 13 may also carry a supply line, via the protective gas in the Welding area is passed. Preferably, the carrier is moved by an adjusting device which is controllable in exactly three degrees of freedom (X, Y, Z direction).

Um die Ausbringrate bei Verwendung einer Schmelzstrahlschweißquelle zu erhöhen, kann die Vorrichtung V1 als Twin-Vorrichtung ausgeführt sein. Dies ermöglicht es, die eine Vorrichtung mit einem neuen Blechzuschnitt B zu beladen und diesen einzuformen, während in der anderen Vorrichtung noch die Verschweißung vorgenommen wird.In order to increase the discharge rate when using a melt-beam welding source, the device V1 can be designed as a twin device. This makes it possible to load the one device with a new sheet blank B and einzuformen this, while still in the other device, the welding is performed.

Zu Beginn des Formgebungsprozesses liegt der Blechzuschnitt B auf der Grundplatte G. Er wird durch den Dorn 8, dessen Unterseite eine geringe ebene Fläche hat, fest und unverschiebbar gegen die Grundplatte G gedrückt. Zu diesem Zweck wird der Niederhalter 11 mit seinem klingenartigen Abschnitt 11f in den Schlitz 9c der Ausnehmung 9 gesenkt, bis der obere Abschnitt 11a des Niederhalters 11 auf dem Dorn 8 sitzt und mit definierter Druckkraft auf den Dorn 8 wirkt (Fig. 1).At the beginning of the shaping process, the sheet metal blank B is located on the base plate G. It is pressed firmly and immovably against the base plate G by the mandrel 8, the underside of which has a small flat surface. For this purpose, the hold-down device 11 is lowered with its blade-like portion 11f into the slot 9c of the recess 9 until the upper portion 11a of the hold-down 11 sits on the mandrel 8 and acts on the mandrel 8 with a defined pressure force ( Fig. 1 ).

Danach werden die beiden Werkzeugteile 2,3 aufeinander zu geschoben, so dass die den Werkzeugteilen 2,3 jeweils zugeordneten Kanten B1,B2 des Blechzuschnitts B zuerst hoch gedrückt werden und dann nach und nach einknicken. Nähert sich der Dorn 8 dem geraden, ungeknickten Schenkel des Blechzuschnitts B, drückt er diesen soweit krumm, dass weitere Knicke entstehen.After that, the two tool parts 2, 3 are pushed toward one another, so that the edges 2,3, respectively, of the sheet metal blank B assigned to the tool parts 2, 3 are first pushed upwards and then gradually buckle. When the mandrel 8 approaches the straight, unfolded leg of the sheet metal blank B, it presses it so far crooked that further kinks occur.

Beim fortgesetzten Aufrollen des Blechzuschnitts B stoßen die Blechkanten B1,B2 an die schrägen Schultern 11b, 11c des Niederhalters 11 an. An den schrägen Schultern 11b,11c werden die Kanten B1.B2 in Richtung des Dorns 8 umgelenkt. Sind sie an der Außenfläche des oberen Absatzes 11d angelangt, so ergibt sich ein Druck in dem Blechzuschnitt B, der zu einem gewissen Kalibriereffekt mit der Folge führt, dass die Knickstellen abgeflacht werden (Fig. 3).During continued rolling of the sheet metal blank B, the sheet edges B1, B2 abut the inclined shoulders 11b, 11c of the blank holder 11. At the inclined shoulders 11b, 11c, the edges B1.B2 are deflected in the direction of the mandrel 8. Are you? On reaching the outer surface of the upper shoulder 11d, a pressure results in the sheet metal blank B, which leads to a certain calibration effect with the consequence that the kinks are flattened ( Fig. 3 ).

Nach einer Entlastung des Niederhalters 11 durch geringes Auffahren der Werkzeugteile 2,3 wird der Niederhalter 11 so weit gezogen, bis sein zweiter Absatz 11e frei wird und im Bereich des Schlitzes steht, der von den Kanten B1,B2 des Blechzuschnitts B begrenzt wird. Beim weiteren Zusammenfahren der Werkzeugteile 2,3 stoßen die Kanten B1,B2 auch gegen den zweiten Abschnitt 11e, so dass auch hier ein Kalibriereffekt mit Verbesserung der Rundheit des aus dem Blechzuschnitt B geformten Schlitzprofiles Sr entsteht (Fig. 4).After relieving the hold-down device 11 by slightly driving up the tool parts 2, 3, the holding-down device 11 is pulled until its second shoulder 11e becomes free and is in the region of the slot bounded by the edges B1, B2 of the sheet metal blank B. Upon further movement of the tool parts 2, 3, the edges B1, B2 also abut against the second section 11e, so that here too a calibration effect with improvement of the roundness of the slot profile Sr formed from the sheet metal blank B arises ( Fig. 4 ).

Nachdem das Schwert wiederum durch geringes Auffahren der Werkzeugteile 2,3 entlastet wurde, wird der Niederhalter 11 so weit angehoben, dass sein schmaler Abschnitt 11f im Bereich des Schlitzes Z angeordnet ist (Fig. 5).After the sword has again been relieved by slight movement of the tool parts 2, 3, the holding-down device 11 is lifted so far that its narrow section 11 f is arranged in the region of the slot Z ( Fig. 5 ).

Anschließend werden die Werkzeugteile 2,3 mit hohem Druck aufeinander zugefahren , so dass sich eine genaue Kalibrierung des Schlitzprofiles Sr mit Ausbildung der gewünschten Rundheit und Linearität der Bandkanten einstellt, die danach einen idealen Stoß ergeben. Der zwischen Dorn 8 und den Werkzeugteilen 2,3 verbleibende Spalt ist dabei nur noch minimal (Fig. 6).Subsequently, the tool parts 2,3 are fed to each other under high pressure, so that an accurate calibration of the slot profile Sr is established with formation of the desired roundness and linearity of the strip edges, which then give an ideal impact. The gap remaining between the mandrel 8 and the tool parts 2, 3 is only minimal ( Fig. 6 ).

Nach der letzten Kalibrierung wird der Niederhalter 11 aus der Ausnehmung 9 gezogen. Die Zugbewegung des Niederhalters 11 kann dabei kombiniert werden mit einem weiteren Zusammenfahren der Werkzeugteile 2,3, so dass dessen Spitze im Bereich des Schlitzes Z steht und dafür sorgt, dass die Kanten B1,B2 des Schlitzprofiles genau in der Mitte verbleiben (Fig. 7).After the last calibration, the hold-down 11 is pulled out of the recess 9. The pulling movement of the blank holder 11 can be combined with a further movement of the tool parts 2,3, so that its tip in the region of Slot Z stands and ensures that the edges B1, B2 of the slot profile remain exactly in the middle ( Fig. 7 ).

Ist der Niederhalter 11 komplett gezogen, ist das Schlitzprofil Sr fertig geformt und bereit zum Schweißen. Zum Schweißen wird der Niederhalter 11 aus dem Kantenbereich seitlich in seine Ruhestellung verfahren und die aus dem Träger 13, der Laserschweißeinrichtung 12, der Nachformrolle 14, dem Gleitschuh 15 und den übrigen hier nicht dargestellten Elementen gebildete Nachrundungs- und Schweißeinheit eingefahren.When the hold-down 11 is completely pulled, the slot profile Sr is finished and ready for welding. For welding, the hold-down 11 is moved from the edge region laterally into its rest position and retracted from the carrier 13, the laser welding device 12, the Nachformrolle 14, the shoe 15 and the other elements not shown here Nachrundungs- and welding unit.

Beim Überfahren des im Bereich des Schlitzes Z gebildeten Kantenstoßes vom einen Rohrende zum anderen drückt zunächst die Nachformrolle 14 die Kanten B1, B2 definiert herunter. Dabei kann auch eine Nachrundung vorgenommen werden, falls die Kanten B1,B2 durch das Kalibrieren nicht hinreichend rund ausgebildet sind. Im Nachgang zur Nachformrolle 14 kann der Gleitschuh 15 oder eine entsprechend wirkende Rolle unmittelbar vor der Laserschweißeinrichtung 12 die Rückfederung und die Höhenunterschiede der Kanten B1,B2 wegdrücken, so dass ein idealer I-Stoß entsteht. Das Zuschweißen des Schlitzes Z erfolgt dann durch den von der Laserschweißeinrichtung 12 abgegebenen Laserstrahl (Fig. 8,9).When driving over the edge impact formed in the region of the slot Z from one tube end to the other, the postforming roller 14 initially presses down the edges B1, B2 in a defined manner. In this case, a rounding can be made if the edges B1, B2 are not formed sufficiently round by the calibration. Subsequent to Nachformrolle 14 of the shoe 15 or a corresponding role immediately before the laser welding device 12, the springback and the height differences of the edges B1, B2 push away, so that an ideal I-shock. The welding of the slot Z is then carried out by the output from the laser welding device 12 laser beam ( Fig. 8.9 ).

Nach dem Schweißen kann, falls sinnvoll, ein abschließender Kalibriervorgang erfolgen.After welding, if necessary, a final calibration can be carried out.

Nach einem geringen Entlasten des Dornes 8 durch Auffahren der Werkzeugteile zieht eine Zugeinheit den Dorn 8 aus dem fertigen Hohlprofil R heraus. Nunmehr ist das fertige Hohlprofil R bereit zum Entnehmen. Ein neuer Fertigungsvorgang beginnt mit dem Positionieren der Werkzeugteile 2,3, dem Einlegen des Blechzuschnitts B und dem Positionieren des Dornes 8 über dem Blechzuschnitt B.After a slight relieving of the mandrel 8 by driving the tool parts pulls a pull the mandrel 8 out of the finished hollow section R. Now the finished hollow profile R is ready for removal. A new manufacturing process begins with the positioning of the Tool parts 2.3, the insertion of the sheet metal blank B and the positioning of the mandrel 8 on the sheet metal blank B.

Bei der voranstehend erläuterten Vorgehensweise sind die Werkzeugteile 2,3 synchron zueinander gegen den Dorn 8 bewegt worden. Gemäß einer hier nicht dargestellten Alternative ist es im Rahmen der Erfindung jedoch auch möglich, die für die Formung des Schlitzprofils 8 erforderliche Veränderung der Relativstellungen von Dorn 8 und Werkzeugteilen 2,3 dadurch vorzunehmen, dass die Werkzeugteile nacheinander in Richtung des Dorns 8 bewegt werden. Um dabei einen ausreichenden Halt des Blechzuschnitts B zu gewährleisten, kann der Dorn 8 so fest gegen den Blechzuschnitt B gedrückt werden, dass ein Verrutschen während der Verformung sicher vermieden wird. Unterstützt werden kann der sichere Halt des Blechzuschnitts B bei der Verformung zusätzlich dadurch, dass auf der Grundplatte G Formelemente in Form von Stiften vorgesehen sind, die in entsprechende Ausnehmungen des Blechzuschnitts B eingreifen, so dass nicht nur ein kraftschlüssiger, sondern auch ein formschlüssiger Halt des Blechzuschnitts B gewährleistet ist. Dann kann in einem ersten Schritt das Werkzeugteil 2 in Richtung des Dorns 8 verschoben werden, um die erste Hälfte des Schlitzprofils Sr zu formen. Anschließend wird dann das zweite Werkzeugteil 3 in Richtung des Dorns 8 verschoben, um auch die zweite Hälfte des Schlitzprofils Sr herzustellen.In the above-explained procedure, the tool parts 2, 3 have been moved synchronously against the mandrel 8. According to an alternative not shown here, however, it is also possible within the scope of the invention to make the change in the relative positions of mandrel 8 and tool parts 2, 3 required for shaping the slot profile 8 by moving the tool parts one after the other in the direction of the mandrel 8. In order to ensure sufficient support of the sheet metal blank B, the mandrel 8 can be pressed so firmly against the sheet metal blank B that slipping during deformation is reliably avoided. The secure hold of the sheet metal blank B in the deformation can also be supported by the fact that on the base plate G form elements in the form of pins are provided which engage in corresponding recesses of the sheet metal blank B, so that not only a frictional, but also a positive fit of Sheet metal blank B is guaranteed. Then, in a first step, the tool part 2 can be displaced in the direction of the mandrel 8 to form the first half of the slot profile Sr. Subsequently, the second tool part 3 is then moved in the direction of the mandrel 8 to produce the second half of the slot profile Sr.

Eine weitere, besonders praxisgerechte Möglichkeit der Verwirklichung der Erfindung ist in den Figuren 10a bis 12 dargestellt. Die dort gezeigte Vorrichtung V2 weist Werkzeugteile 102,103 auf, die entsprechend den Werkzeugteilen 2,3 der Vorrichtung V1 gestaltet sind und jeweils eine Ausnehmung 104,105 besitzen. Ebenso weist die Vorrichtung einen genauso wie der Dorn 8 geformten Dorn 108, einen wie den Niederhalter 11 geformten Niederhalter 111 und eine Grundplatte G2 auf.Another, particularly practical way of realizing the invention is in the FIGS. 10a to 12 shown. The device V2 shown there has tool parts 102,103, which are designed according to the tool parts 2,3 of the device V1 and each have a recess 104,105. Likewise, the device has a mandrel 108 shaped like the mandrel 8, a hold-down 111 shaped like the hold-down 11, and a base plate G2.

Im Unterschied zu der Vorrichtung V1 ist jedoch bei der Vorrichtung V2 das erste Werkzeugteil 102 ortsfest angeordnet, während das Werkzeugteil 103 mittels geeigneter, hier nicht dargestellter Stelleinrichtungen auf das feststehende Werkzeugteil 102 zu bzw. von diesem weg bewegt werden kann.In contrast to the device V1, however, the first tool part 102 is fixedly arranged in the device V2, while the tool part 103 can be moved by means of suitable, not shown here adjusting devices on the fixed tool part 102 to and from this.

Ebenso kann bei der Vorrichtung V2 der Dorn 108 mit dem Niederhalter 111 in horizontaler Richtung auf das Werkzeugteil 102 zu bzw. von diesem weg bewegt werden.Likewise, in the case of the device V2, the mandrel 108 with the hold-down device 111 can be moved in the horizontal direction toward and away from the tool part 102.

Auch die Grundplatte G2, auf der das Werkzeugteil 103 verschiebbar gelagert ist, lässt sich durch geeignete, hier nicht gezeigte Einrichtungen horizontal in Richtung des feststehenden Werkzeugteils 102 bewegen. Dabei sind im Bereich der Querkanten B3, B4 des in der Vorrichtung V2 zu einem rohrförmigen Schlitzprofil Sr2 zu verformenden Blechzuschnitts Bz auf der Grundplatte G2 Formelemente 116,117 in Form von Stiften vorgesehen. Diese stiftförmigen Formelemente 116,117 greifen bei auf die Grundplatte G2 aufgelegtem Blechzuschnitt Bz formschlüssig in Ausnehmungen B5,B6, die mittig angeordnet in die Querkanten B3,B4 des Blechzuschnitts Bz eingeformt sind.The base plate G2, on which the tool part 103 is displaceably mounted, can be moved horizontally in the direction of the stationary tool part 102 by suitable means not shown here. In this case, in the region of the transverse edges B3, B4 of the sheet metal blank Bz to be deformed in the device V2 into a tubular slot profile Sr2, there are provided on the base plate G2 form elements 116, 117 in the form of pins. These pin-shaped form elements 116,117 engage with resting on the base plate G2 sheet metal blank Bz form-fitting manner in recesses B5, B6, which are arranged centrally in the transverse edges B3, B4 of the sheet metal blank Bz.

Um ein Aufsetzen des Dorns 108 auf den Blechzuschnitt Bz zu ermöglichen, weist dieser im Bereich seiner Stirnflächen auf seiner der Grundplatte G2 zugeordneten Seite jeweils eine Ausnehmung 118 auf, in die die Formelemente 116,117 eingreifen, wenn der Dorn 108 auf den Blechzuschnitt Bz gedrückt wird.In order to enable the mandrel 108 to be placed on the sheet metal blank Bz, the latter has, in the region of its end faces on its side assigned to the base plate G2, in each case a recess 118 into which the shaped elements 116, 117 engage when the mandrel 108 is pressed onto the sheet metal blank Bz.

Zum Verformen des jeweiligen Blechzuschnitts Bz zum Schlitzprofil Sr2 wird der Blechzuschnitt Bz auf die Grundplatte G2 gelegt, so dass die Formelemente 116,117 in die Ausnehmungen B5, B6 des Blechzuschnitts Bz greifen und er formschlüssig gehalten ist. Der Blechzuschnitt Bz ist dabei mittig unterhalb des Dorns 108 angeordnet, der anschließend abgesenkt wird, bis er mit einer vorgeschriebenen Haltekraft auf den Blechzuschnitt Bz drückt. Denkbar ist auch eine Ausführung, bei der ein Kraftschluss mittels Dornes 108 aufgebracht wird und damit die Formelemente 116, 117 mit den Ausnehmungen B5, B6 im Blechzuschnitt Bz entfallen können. Des weiteren können auch Strukturen im Auflagebereich des Dornes einen Formschluss bereitstellen. Das bewegliche Werkzeugteil 103 befindet sich dabei in seiner vom feststehenden Werkzeugteil 102 entfernten Ausgangsstellung, bei der die Längskanten B1,B2 des Blechzuschnitts Bz im Eintritt der ihnen jeweils zugeordneten Ausnehmungen 104,105 der Werkzeugteile 102,103 liegen. Gleichzeitig befindet sich die Grundplatte G2 in einer zurückgezogenen Ausgangsstellung, in der ihre dem festen Werkzeugteil 102 zugeordnete Längskante knapp unterhalb von diesem angeordnet ist (Figuren 10a,10b).For deforming the respective sheet metal blank Bz for slot profile Sr2, the sheet metal blank Bz is placed on the base plate G2, so that the mold elements 116,117 engage in the recesses B5, B6 of the sheet metal blank Bz and it is held in a form-fitting manner. The sheet metal blank Bz is arranged centrally below the mandrel 108, which is then lowered until it presses with a prescribed holding force on the sheet metal blank Bz. It is also conceivable embodiment in which a frictional connection is applied by means of mandrel 108 and thus the mold elements 116, 117 can be omitted with the recesses B5, B6 in the sheet metal blank Bz. Furthermore, structures in the contact area of the mandrel can provide positive locking. The movable tool part 103 is in this case in its starting position remote from the stationary tool part 102, in which the longitudinal edges B1, B2 of the sheet metal blank Bz lie in the entry of the respective recesses 104, 105 of the tool parts 102, 103. At the same time, the base plate G2 is in a retracted starting position, in which its longitudinal edge assigned to the fixed tool part 102 is arranged just below it ( FIGS. 10a, 10b ).

Zum Verformen des Blechzuschnitts Bz wird dann die Grundplatte G2 mit dem auf ihr angeordneten, noch stillstehenden Werkzeugteil 103 in Richtung des feststehenden Werkzeugteils 102 bewegt. Synchron dazu wird auch der Dorn 108 mit dem Niederhalter 111 in Richtung des Werkzeugteils 102 verschoben, wobei die auf den Blechzuschnitt Bz ausgeübte Haltekraft aufrechterhalten wird. Der Blechzuschnitt Bz wird auf diese Weise dazu gezwungen, sich mit seiner Längskante B1 in die Ausnehmung 104 des Werkzeugteils 102 zu bewegen. Diese Bewegung ist abgeschlossen; wenn die Längskante B1 auf den Niederhalter 111 trifft und der Dorn 108 in die Ausnehmung 104 eingefahren ist (Fig. 11).For deforming the sheet metal blank Bz, the base plate G2 is then moved with the tool part 103, which is still stationary on it, in the direction of the stationary tool part 102. Synchronously, the mandrel 108 is moved with the hold-111 in the direction of the tool part 102, wherein the on the Blechzuschnitt Bz applied holding force is maintained. The sheet metal blank Bz is forced in this way to move with its longitudinal edge B1 in the recess 104 of the tool part 102. This movement is completed; when the longitudinal edge B1 hits the hold-down 111 and the mandrel 108 has moved into the recess 104 ( Fig. 11 ).

Sobald diese Stellung erreicht wird, wird in einem weiteren Schritt die bewegliche Werkzeughälfte 103 auf der nun stillstehenden Grundplatte G2 in Richtung des Dorns 108 verschoben. Die Längskante B2 des Blechzuschnitts Bz wird dabei in die Ausnehmung 105 des Werkzeugteils 103 geschoben, bis auch sie auf den Niederhalter 111 trifft und das Werkzeugteil 103 am Dorn 108 angelangt ist (Fig. 12).As soon as this position is reached, in a further step, the movable tool half 103 is displaced on the now stationary base plate G2 in the direction of the mandrel 108. The longitudinal edge B2 of the sheet metal blank Bz is thereby pushed into the recess 105 of the tool part 103 until it also hits the hold-down 111 and the tool part 103 has reached the mandrel 108 (FIG. Fig. 12 ).

Denkbar ist auch, die Grundplatte G2 gleichzeitig mit dem Werkzeugteil 103 zu verfahren, wobei die Geschwindigkeit der Grundplatte G2 der halben Geschwindigkeit des Werkzeugteils 103 entspricht, so dass das Umformen des Blechzuschnitts Bz zu einem Schlitzprofil Sr2 in einem Verarbeitungsschritt erfolgen kann.It is also conceivable to move the base plate G2 simultaneously with the tool part 103, the speed of the base plate G2 corresponding to half the speed of the tool part 103, so that the forming of the sheet metal blank Bz into a slot profile Sr2 can take place in one processing step.

Anschließend erfolgt ein mehrstufiges Kalibrieren des erhaltenen Schlitzprofils Sr2, bei dem schrittweise der Dorn 108 mit der Grundplatte G2 und dem Niederhalter 111 sowie das Werkzeugteil 103 auf der Grundplatte G2 in Richtung des feststehenden Werkzeugteils 102 verschoben werden.Subsequently, a multi-stage calibration of the obtained slot profile Sr2, in which stepwise the mandrel 108 with the base plate G2 and the hold-down 111 and the tool part 103 are moved on the base plate G2 in the direction of the stationary tool part 102.

Das Verschweißen des Schlitzes des Schlitzprofils Sr2 und die Entfernung des Dorns 108 aus dem fertigen Hohlprofil erfolgt dann entsprechend der für die Vorrichtung V1 beschriebenen Vorgehensweise.The welding of the slot of the slot profile Sr2 and the removal of the mandrel 108 from the finished hollow profile then takes place in accordance with the procedure described for the device V1.

BEZUGSZEICHENREFERENCE NUMBERS

V1,V2V1, V2: Vorrichtungen zum Herstellen eines längsnahtverschweißten Hohlprofils RDevices for producing a longitudinally welded hollow profile R
2,3,102,1032,3,102,103: Werkzeugteiletool parts
4,5,104,1054,5,104,105: halbschalenförmige Ausnehmungenhalf-shell-shaped recesses
6,76.7: Innenflächen der AusnehmungenInner surfaces of the recesses
8,1088,108: Dornemandrels
99: Ausnehmungrecess
9a9a: enger Abschnitt der Ausnehmung 9narrow section of the recess 9
9b9b: Kammerchamber
9c9c: Schlitzslot
1010: Auffangleistencollecting strips
11,11111,111: NiederhalterStripper plate
11a11a: oberer Abschnitt des Niederhalters 11upper portion of the hold 11
11b,11c11b, 11c: Schultern des Abschnitts 11aShoulders of section 11a
11d11d: erster Absatz des Niederhalters 11first paragraph of the hold 11
11e11e: zweiter Absatz des Niederhalters 11second paragraph of the hold 11
11f11f: dritter Absatz des Niederhalters 11third paragraph of the hold 11
1212: LaserschweißeinrichtungLaser welding equipment
1313: Trägercarrier
1414: NachformrolleNachformrolle
1515: Gleitschuhshoe
116,117116.117: Formelemente in Form von StiftenMoldings in the form of pins
B,BzB, Bz: Blechzuschnittesheet metal blanks
B1,B2B1, B2: Längskanten der Blechzuschnitte B,BzLongitudinal edges of the sheet metal blanks B, Bz
B3,B4B3, B4: Querkanten der Blechzuschnitte B,BzCross edges of the sheet metal blanks B, Bz
B5,B6B5, B6: Ausnehmungen an den Querkanten der Blechzuschnitte B,BzRecesses at the transverse edges of the sheet metal blanks B, Bz
D1D1: Dicke des ersten Absatzes 11d des Niederhalters 11Thickness of the first paragraph 11d of the hold 11
D2D2: Dicke des zweiten Absatzes 11e des Niederhalters 11Thickness of the second paragraph 11e of the hold 11
D3D3: Dicke des dritten Absatzes 11f des Niederhalters 11Thickness of the third paragraph 11f of the hold 11
FF: Förderrichtungconveying direction
G,G2G, G2: Grundplattenbaseplates
HH: Höhe des dritten Absatzes 11d des Niederhalters 11Height of the third paragraph 11d of the hold 11
NN: SchweißnahtWeld
RR: Hohlprofilhollow profile
RiARi A: Radius der Einwölbung der Innenflächen 6,7Radius of the concavity of the inner surfaces 6,7
RaRRaR: Außenradius des herzustellenden Hohlprofils ROuter radius of the hollow profile R to be produced
SS: Schweißnaht des zu erzeugenden Hohlprofils RWeld seam of the hollow profile R to be produced
Sr,Sr2Sr, Sr2: Schlitzprofileslot profiles
ZZ: Schlitz des Schlitzprofils SrSlot of slot profile Sr

Claims

Method for producing a longitudinally welded hollow profile (R) from a sheet metal blank (B) having defined longitudinal edges (B1, B2), in which the sheet metal blank (B) is initially preformed into an open seam profile (Sr) with the aid of at least two tool parts (2, 3), which in each case have a recess (4, 5), which determines the outer shape of at least one portion of the hollow profile (R) to be produced, the sheet metal blank (B), by a change in the relative position of the tools parts (2, 3), being placed freely around a mandrel (8) positioned between the tool parts (2, 3) and extending in the longitudinal direction of the sheet metal blank (B), the outer shape of which mandrel (8) determines the inner shape of the hollow profile (R) to be produced, and in which the longitudinal edges (B1, B2) of the sheet metal blank (B) which face one another in the region of the open seam profile (Sr) are then welded together, characterised in that before the welding process the preformed open seam profile (Sr) is fully shaped and calibrated in at least two stages in each case by a further change of the relative position of the tool parts (2, 3), in that the width of the open seam (Z) of the open seam profile (Sr) is reduced in each stage of the calibration, and in that in each stage of the calibration, the longitudinal edges (B1, B2) in the region of the open seam (Z) of the open seam profile (Sr) are kept at a predetermined spacing.
Method according to Claim 1, characterised in that an open seam profile (Sr) with a polygonal cross-section is formed in the first stage of the shaping of the sheet metal blank (B).
Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the sheet metal blank (B) is placed on a base plate (G) between the tool parts (2, 3) and the mandrel (8) is then pressed against the sheet metal blank (B) lying on the base plate (G) to exert a holding force on the sheet metal blank (B), by means of which a lateral displacement of the sheet metal blank (B) is prevented.
Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the sheet metal blank (B) is positively and/or non-positively held during the shaping on its transverse sides.
Method according to Claim 4, characterised in that shaped elements are formed into the transverse sides of the sheet metal blank (B) or shaped elements are formed on the transverse sides of the sheet metal blank (B), which cooperate with holding elements arranged on the base plate (G) or on the mandrel (8).
Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the finished hollow profile (R) and the mandrel (8) are separated from one another after the welding by relative movement taking place in the longitudinal direction, between the mandrel (8) and tube element (R).
Method according to any one of Claims 1 to 5, characterised in that the open seam profile (Sr) and the mandrel (8) are separated from one another before the welding.
Method according to any one of the preceding claims, characterised in that an after-shaping of the edges of the sheet metal blank (B) is carried out before the longitudinal welding.
Device for producing a longitudinally welded hollow profile (R) from a sheet metal blank (B) having defined longitudinal edges (B1, B2), with at least two tool parts (2, 3), the relative position of which can be changed and which in each case have a recess (4, 5), which determines the outer shape of at least one portion of the hollow profile (R) to be produced, with a mandrel (8), the outer shape of which corresponds to the inner shape of the hollow profile (R) to be produced, and with a welding mechanism (12) for welding the longitudinal edges (B1, B2) of the sheet metal blank (B) after its shaping to form an open seam profile (Sr), characterised in that a control mechanism is provided, which emits control signals for the changing, taking place in at least two stages, of the relative position of the tool parts (2, 3) from a mutually distanced starting position into a shaping position, in that a holding-down device (11) is provided which can be fed in the direction of the mandrel (8) to form a guide for the longitudinal edges (B1, B2) of the sheet metal blank (B) in the region of an open seam profile (Sr) preformed from the sheet metal blank (B), and in that the holding-down device (11) has a first shoulder (11d), the thickness (D1) of which corresponds to a first width of the gap (Z) of the open seam profile (Sr) to be preformed from the sheet metal blank (B), and at least a second shoulder (11e, 11f), the thickness (D2, D3) of which is the same as a second width of the gap (Z) of the open seam profile (Sr).
Device according to Claim 9, characterised in that an adjusting mechanism is provided to move the mandrel (8) from an operating position, in which it is positioned between the tool parts (2, 3) over the sheet metal blank (B) to be shaped in each case, into a removal position, in which the finished hollow profile (R) can be removed from the device (1).
Device according to Claim 10, characterised in that a recess (9) is formed into the mandrel (8), which recess (9) is positioned in the region, which is associated with the longitudinal weld seam to be produced on the hollow profile (R) to be produced.
Device according to Claim 11, characterised in that a collecting strip (10) for collecting waste materials occurring during welding is arranged in the recess (9).
Device according to any one of Claims 9 to 12, characterised in that the mandrel (8) has longitudinally constant structures in the support region.
Device according to any one of Claims 9 to 13, characterised in that the outer shape of the mandrel (8) is smaller by a small undersize than the inner shape of the hollow profile (R) to be produced.
Device according to any one of Claims 9 to 14, characterised in that the mandrel (8) has an embossing mechanism for embossing the metal sheet placed around it.
Device according to Claim 15, characterised in that the embossing mechanisms are configured as embossing tools which can be moved beyond the periphery of the mandrel (8) and shaped elements are configured in the recesses of the tool parts (2, 3) as a counterpiece for the shaping produced by the embossing mechanism.
Device according to any one of Claims 9 to 16, characterised in that an embossing mechanism is provided in at least one of the recesses (4, 5) of the tool parts (2, 3).
Device according to Claim 17, characterised in that the embossing mechanism is configured as an embossing tool and a shaped element is configured in the mandrel (8) as a counterpiece for the shaping produced by the embossing mechanism.
Device according to Claim 18, characterised in that the mandrel (8) does not have longitudinally constant auxiliary structures.
Device according to any one of Claims 9 to 19, characterised in that the recesses (4, 5) formed into the tool parts (2, 3) are configured differently.
Device according to any one of Claims 9 to 20, characterised in that the shoulder of the holding-down device (11) with the smallest thickness (D3) has a height (H), which is greater than the thickness of the sheet metal blank (B) to be shaped.
Device according to any one of Claims 9 to 21, characterised in that at least one deflection face (11b, 11c) is configured on the holding-down device (11), which deflection face (11b, 11c), when the holding-down device (11) is located in the operating position, is positioned such that it deflects a longitudinal edge (B1, B2) of the sheet metal blank (B) impacting on it in the direction of the mandrel (8).
Device according to any one of Claims 9 to 22, characterised in that one tool part (102) is stationarily arranged.
Device according to any one of Claims 9 to 23, characterised in that the base plate (G2) can be moved in the same movement direction in which the change of the relative position of the tool parts (102, 103) takes place.
Device according to any one of Claims 9 to 24, characterised in that the mandrel (108) can be moved in the same movement direction in which the change of the relative position of the tool parts (102, 103) takes place.
Device according to any one of Claims 9 to 25, characterised in that shaped elements (116, 117) are configured on the base plate (G2), which are adapted to cooperate with corresponding shaped elements of the sheet metal blank (Bz) to be shaped in each case to positively hold the respective sheet metal blank (Bz) and/or preemboss it.
Device according to any one of Claims 9 to 26, characterised in that shaped elements (116, 117) are configured on the mandrel (108), which are adapted to cooperate with corresponding shaped elements of the sheet metal blank (Bz) to be shaped in each case to positively hold the respective sheet metal blank (Bz) and/or preemboss it.
Device according to any one of Claims 9 to 27, characterised in that the device has a hydroforming.