WO2005061162A1 - Doppelschnittwerkzeug und verfahren zur anwendung eines derartigen doppelschnittwerkzeuges - Google Patents

Doppelschnittwerkzeug und verfahren zur anwendung eines derartigen doppelschnittwerkzeuges Download PDF

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Gerhard Alber
Edmund Weber
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Thyssenkrupp Drauz Nothelfer Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/60—Preliminary treatment

Definitions

  • Double-cutting tool and method for using such a double-cutting tool Double-cutting tool and method for using such a double-cutting tool
  • the invention relates to a double-cutting tool for simultaneous edge preparation of preferably by laser beam to be welded sheet metal blanks, preferably different thickness with at least two mutually parallel cutting blades and a method for simultaneous edge preparation of preferably to be welded by laser beam metal blanks using a double-cutting tool according to the preceding claims, wherein in each case the two sheet metal blanks to be welded are trimmed simultaneously with one and the same double-cutting tool and are preferably inserted directly into the welding station with a handling device.
  • the invention is therefore based on the object to expand the field of application of the double-cut tools.
  • the double-cutting tool according to the invention has cutting blades arranged parallel to one another with two-dimensional cutting lines, wherein the cutting lines can preferably be arranged mirror-symmetrically to a symmetry line.
  • the cutting lines each consist of two straight legs of equal length, which are arranged at an angle to each other, wherein preferably the intersection of these two legs is on the line of symmetry (see attached Fig. 1).
  • the angle of the two legs to each other is identical in both cutting blades and can be between 0 ° and 180 °, preferably between and 30 ° and 60 °.
  • the two cutting knives can be fastened to a common knife holder designed as a flat plate and execute the cutting process by means of a stroke or punching movement perpendicular to the sheet metal blanks.
  • various components or sheet metal blanks can also be trimmed with one and the same double-cutting tool if the respective cutting lines extend mirror-symmetrically to a symmetry line.
  • These cutting lines to be executed on the sheet metal blanks can also be of different lengths starting from the symmetry line to the outside. The important thing is that they are no longer than the legs of the two cutting knives. The length of the legs is thus selected according to the invention so that even the largest occurring on the sheet metal cutting line (from the line of symmetry outwards) can be made properly.
  • This embodiment of the double-cutting tool has the advantage that you do not need for each component to be produced in each case a double-cutting tool, but also can trim the sheet metal blanks for differently shaped components.
  • the only prerequisite is that they have mirror-symmetric cutting lines to a symmetry line. These cut lines. can be different in length in particular.
  • the inventive method using the double-cutting tool described thus provides that one and the same double cutting tool successively cut the metal sheets for mirror-image components or at least for components with mirror-image cutting lines, the sheet metal blanks are each inserted in mirror image to the line of symmetry of the cutting line of the cutting blade.
  • the movement of the double-cutting tool or the knife holder with the two cutting blades arranged parallel to one another can be carried out with the aid of a press and / or pressure cylinders or other actuating devices.
  • Fig. 1 is a plan view of the inventive double-cutting tool with two mutually parallel cutting blades 1, 2, which have a two-dimensional section line 11
  • Fig. 2a is a two sheet metal blanks 5 and 6 assembled component. 3
  • FIG. 2b shows a component 3 'assembled from the sheet metal blanks 5' and 6 ', wherein the component 3' is arranged in mirror image to the component 3
  • 3a shows another assembled from the sheet metal blanks 7 and 8 component 4th
  • FIG. 3b shows a component 4 'assembled from sheet metal blanks 7' and 8 ', which is arranged in mirror image to component 4
  • FIG. 5a, Fig. 5b Fig. 5c the arrangement of the sheet metal blanks 7, 8, 7 ', 8' in the double-cutting tool according to the illustration of Figures 4a, 4b and 4c.
  • the respective cutting lines 11 have different lengths, straight legs.
  • the two legs of the cutting blades 1 and 2 are according to the invention dimensioned so that they correspond at least to the length of the longer leg of the cutting line of the respective components.
  • FIGS. 2 a and 2 b or 3 a and 3 b essentially identical components 3 and 3 'or 4 and 4' are respectively shown, which differ only in that they are mirror images of one another. Such parts are needed in particular in the automotive industry, for example on the left and right side of a car.
  • These two opposite cutting lines 11 are then joined together in the directly subsequent welding system and connected to a clean laser weld.
  • the sheet metal blanks trimmed in this way are positioned on the welding table with handling devices known per se, preferably without intermediate storage.
  • FIGS. 2 and 3 each have differently long legs of the cutting lines 11, it is common to all four illustrated components that the legs of the cutting lines 11 are arranged at an identical angle to one another. In principle, any two-dimensional cutting lines can be produced instead of the straight legs. It is important, however, that these cutting lines run in mirror image to the line of symmetry 12 and the length of the cut lines arranged on both sides of the line of symmetry 12 is not longer than the length of the two legs of the cutting blade.

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelschnittwerkzeug zur gleichzeitigen Kantenvorbereitung von vorzugsweise mittels Laserstrahl zu verschweißenden Blechplatinen, vorzugsweise unterschiedlicher Dicke mit mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Schnittmessern (1, 2). Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Schnittmesser in der Ebene der Blechplatinen eine zweidimensionale Schnittlinie mit Schenkeln (11a, 11b) spiegelbildlich zu einer Symmetrielinie (12) haben.

Description

Doppelschnittwerkzeug und Verfahren zur Anwendung eines derartigen Doppelschnittwerkzeuges
Beschreibung:
Die Erfindung bezieht sich auf ein Doppelschnittwerkzeug zur gleichzeitigen Kantenvorbereitung von vorzugsweise mittels Laserstrahl zu verschweißenden Blechplatinen, vorzugsweise unterschiedlicher Dicke mit mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Schnittmessern und ein Verfahren zur gleichzeitigen Kantenvorbereitung von vorzugsweise mittels Laserstrahl zu verschweißenden Blechplatinen unter Verwendung eines Doppelschnittwerkzeuges nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei jeweils die beiden zu verschweißenden Blechplatinen gleichzeitig mit ein und demselben Doppelschnittwerkzeug beschnitten werden und vorzugsweise mit einer Handhabungsvorrichtung direkt in die Schweißstation eingelegt werden.
Beim Laserschweißen von Blechplatinen, insbesondere von sogenannten Tailored Blanks kommt es auf eine gute Kantenvorbereitung der zu verschweißenden Bleche an. Hierbei kann schon eine Zwischenlagerung und ein Transport der geschnittenen Bleche zu Beschädigungen an den Kanten führen, sodass es Probleme beim Herstellen einer gleichmäßigen Laserschweißnaht geben kann. Es hat sich daher die Verwendung eines sogenannten Doppelschnittwerkzeuges bewährt, bei dem an den beiden bereits grob vorgeschnittenen Blechplatinen unmittelbar vor dem Schweißvorgang mit zwei parallel zueinander in einer Vorrichtung angeordneten Schnittmessern in einem Schnittvorgang gleichzeitig die Kanten der beiden zugeordneten Blechplatinen beschnitten werden. Bei diesem Doppelschnittwerkzeug werden oder können bisher lediglich lineare Schnittlinien hergestellt werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das Anwendungsgebiet der Doppelschnittwerkzeuge zu erweitern.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Doppelschnittwerkzeug gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 5 vorgesehen. Die Unteransprüche 2 bis 4 enthalten sinnvolle Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Doppelschnittwerkzeuges.
Das erfindungsgemäße Doppelschnittwerkzeug besitzt parall zueinander angeordnete Schnittmesser mit zweidimensionalen Schnittlinien, wobei die Schnittlinien vorzugsweise spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrielinie angeordnet sein können. In einer bevorzugten Ausführungsform bestehen die Schnittlinien jeweils aus zwei geraden gleichlangen Schenkeln, die winklig zueinander angeordnet sind, wobei bevorzugt der Schnittpunkt dieser beiden Schenkel sich auf der Symmetrielinie befindet (vgl. beigefügte Fig. 1). Der Winkel der beiden Schenkel zueinander ist bei beiden Schnittmessern identisch und kann zwischen 0° und 180°, bevorzugt zwischen und 30° und 60° liegen.
Die beiden Schnittmesser können insbesondere an einem als ebene Platte ausgebildeten gemeinsamen Messerhalter befestigt sein und durch eine Huboder Stanzbewegung senkrecht zu den Blechplatinen den Schnittvorgang ausführen.
Durch die spiegelsymmetrische Ausbildung der Schnittlinien können auch verschiedene Bauteile bzw. Blechplatinen mit ein und demselben Doppelschnittwerkzeug beschnitten werden, wenn die jeweiligen Schnittlinien spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrielinie verlaufen. Diese an den Blechplatinen auszuführenden Schnittlinien können dabei auch ausgehend von der Symmetrielinie nach außen unterschiedlich lang sein. Wichtig ist dabei nur, dass sie nicht länger sind als die Schenkel der beiden Schnittmesser. Die Länge der Schenkel wird also erfindungsgemäß so gewählt, dass auch die größte an den Blechplatinen auftretende Schnittlinie (von der Symmetrielinie aus nach außen) einwandfrei hergestellt werden kann. Diese Ausführung des Doppelschnittwerkzeuges hat den Vorteil, dass man nicht für jedes herzustellende Bauteil jeweils ein Doppelschnittwerkzeug benötigt, sondern auch die Blechplatinen für verschieden ausgebildete Bauteile beschneiden kann. Voraussetzung ist lediglich, dass sie zu einer Symmetrielinie spiegelsymmetrische Schnittlinien besitzen. Diese Schnittlinien . können dabei insbesondere unterschiedlich lang sein. Das erfindungsgemäße Verfahren unter Verwendung des beschriebenen Doppelschnittwerkzeuges sieht also vor, dass mit ein und demselben Doppelschnittwerkzeug nacheinander die Blechplatinen für spiegelbildliche Bauteile oder zumindest für Bauteile mit spiegelbildlichen Schnittlinien beschnitten werden, wobei die Blechplatinen jeweils spiegelbildlich zu der Symmetrielinie der Schnittlinie der Schnittmesser eingelegt werden.
Die Bewegung des Doppelschnittwerkzeuges bzw. des Messerhalters mit den beiden parallel zueinander angeordneten Schnittmessern kann mit Hilfe einer Presse und/oder von Druckzylindern oder sonstigen Betätigungseinrichtungen durchgeführt werden.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren 1 bis 5 beispielsweise näher erläutert. Es zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf das erfindungsgemäße Doppelschnittwerkzeug mit zwei parallel zueinander angeordneten Schnittmessern 1, 2, die eine zweidimensionale Schnittlinie 11 besitzen
Fig. 2a ein aus zwei Blechplatinen 5 und 6 zusammengefügtes Bauteil 3
Fig. 2b ein aus den Blechplatinen 5' und 6' zusammengefügtes Bauteil 3', wobei das Bauteil 3' spiegelbildlich zum Bauteil 3 angeordnet ist
Fig. 3a ein weiteres aus den Blechplatinen 7 und 8 zusammengefügtes Bauteil 4
Fig. 3b ein aus den Blechplatinen 7' und 8' zusammengefügtes Bauteil 4', das spiegelbildlich zum Bauteil 4 angeordnet ist
Fig. 4a die Anordnung von zwei Blechplatinen 5 und 6 im erfindungsgemäßen Doppelschnittwerkzeug
Fig. 4b die Anordnung der Blechplatinen 5' und 6' in dem Doppelschnittwerkzeug Fig. 4c die gleichzeitige Anordnung der Blechplatinen 5, 6 und 5', 6' in dem Doppelschnittwerkzeug
Fig. 5a, Fig. 5b Fig. 5c die Anordnung der Blechplatinen 7, 8, 7', 8' in dem Doppelschnittwerkzeug entsprechend der Darstellung nach Figuren 4a, 4b und 4c.
In den Figuren 1, 4a, 4b, 4c, 5a, 5b und 5c ist in der Draufsicht jeweils schematisch die Anordnung der beiden Schnittmesser 1 und 2 an einem Messerhalter 9 dargestellt, der Führungen 10 für nicht näher gezeichnete Stangen besitzt. An diesen Stangen wird dann während des Schnittvorganges der Messerhalter 9 mit den daran befestigten Schnittmessern 1 und 2 senkrecht zur Ebene der Blechplatinen bewegt. Die Schnittmesser 1 und 2 besitzen jeweils gleichlange Schenkel 11a, 11b, die genau auf der Symmetrielinie 12 verbunden sind.
Bei den in den weiteren Figuren dargestellten Bauteilen 3, 3', 4, 4' besitzen die jeweiligen Schnittlinien 11 unterschiedlich lange, gerade Schenkel. Die beiden Schenkel der Schnittmesser 1 und 2 sind erfindungsgemäß so dimensioniert, dass sie zumindest der Länge des längeren Schenkels der Schnittlinie der jeweiligen Bauteile entsprechen.
In den Figuren 2a und 2b bzw. 3a und 3b sind jeweils im Wesentlichen identische Bauteile 3 und 3' bzw. 4 und 4' dargestellt, die sich lediglich dadurch unterscheiden, dass sie spiegelbildlich zueinander ausgebildet sind. Derartige Teile werden insbesondere im Automobilbau z.B. an der linken und rechten Seite eines PKWs benötigt. Zur Kantenvorbereitung der beiden durch Laserschweißen zu einem Bauteil zu verbindenden Blechplatinen werden die in ihrer Form vorgefertigten Blechplatinenpaare 5, 6 bzw. 5', 6' bzw. 7, 8 bzw. 7', 8' so unter den beiden Schnittmessern 1, 2 positioniert, dass die in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ränder 13 an den beiden gegenüberliegenden Rändern der Blechplatine mit einem Schnittvorgang gleichzeitig abgeschnitten werden. Diese beiden gegenüberliegenden Schnittlinien 11 werden dann in der direkt sich anschließenden Schweißanlage zusammengefügt und mit einer sauberen Laserschweißnaht verbunden. Die auf diese Weise beschnittenen Blechplatinen werden mit an sich bekannten Handhabungseinrichtungen, vorzugsweise ohne Zwischenlagerung auf dem Schweißtisch positioniert.
Die in den Figuren 2 und 3 dargestellten Bauteile bzw. Blechplatinen haben zwar jeweils unterschiedlich lange Schenkel der Schnittlinien 11, allen vier dargestellten Bauteilen ist aber gemeinsam, dass die Schenkel der Schnittlinien 11 in einem identischen Winkel zueinander angeordnet sind. Grundsätzlich können statt der geraden Schenkel auch beliebige zweidimensionale Schnittlinien hergestellt werden. Wichtig ist aber, dass diese Schnittlinien spiegelbildlich zu der Symmetrielinie 12 verlaufen und die Länge der beidseitig der Symmetrielinie 12 angeordneten Schnittlinien nicht länger ist als die Länge der beiden Schenkel der Schnittmesser.
Bezugszeichenliste:
1 Schnittmesser für 5, 5', 7, 7'
2 Schnittmesser für 6, 6', 8, 8'
3 Bauteil
3' Bauteil (spiegelbildliche Anordnung zu 3)
4 Bauteil
4' Bauteil (spiegelbildliche Anordnung zu 4)
5 Blechplatine für 3
5' Blechplatine für 3'
6 Blechplatine für 3
6' Blechplatine für 3'
7 Blechplatine für 4
7' Blechplatine für 4' Blechplatine für 4
8' Blechplatine für 4' Messerhalter
10 Führungen (senkrecht)
11 Schnittlinie (zweidimensional)
11a Schenkel von 11
11b Schenkel von 11
12 Symmetrielinie zu 11
13 Rand

Claims

Patentansprüche:
1. Doppelschnittwerkzeug zur gleichzeitigen Kantenvorbereitung von vorzugsweise mittels Laserstrahl zu verschweißenden Blechplatinen (5 bis 8, 5' bis 8'), vorzugsweise unterschiedlicher Dicke mit mindestens zwei parallel zueinander angeordneten Schnittmessern (1, 2), dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittmesser (1, 2) in der Ebene der Blechplatinen (5 bis 8, 5' bis 8') eine zweidimensionale Schnittlinie (11) haben.
2. Doppelschnittwerkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittlinien (11) der beiden Schnittmesser (1, 2) spiegelsymmetrisch zu einer Symmetrielinie (12) angeordnet sind.
3. Doppelschnittwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schnittlinien (11) aus jeweils zwei geraden, gleichlangen Schenkeln (11a, 11b) bestehen, die winklig zueinander angeordnet sind.
4. Doppelschnittwerkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Schnittpunkt der beiden Schenkel (11a und 11b) von beiden Schnittmessern (1 und 2) auf der Symmetrielinie (12) angeordnet ist.
5. Verfahren zur gleichzeitigen Kantenvorbereitung von vorzugsweise mittels Laserstrahl zu verschweißenden Blechplatinen unter Verwendung eines Doppelschnittwerkzeuges nach den vorhergehenden Ansprüchen, wobei jeweils die beiden zu verschweißenden Blechplatinen gleichzeitig mit ein und demselben Doppelschnittwerkzeug beschnitten werden und vorzugsweise mit einer Handhabungsvorrichtung direkt in die Schweißstation eingelegt werden, dadurch gekennzeichnet, dass mit ein und demselben Doppelschnittwerkzeug nacheinander die Blechplatinen für spiegelbildliche Bauteile oder zumindest für Bauteile mit spiegelbildlichen Schnittenlinien beschnitten werden, wobei die Blechplatinen jeweils spiegelbildlich zu der Symmetrielinie der Schnittlinie der Schnittmesser eingelegt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dopelschnittwerkzeug mit Hilfe einer Presse und/oder von Druckzylindern oder sonstigen Betätigungseinrichtungen betätigt wird.
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