WO2013023308A1 - Verfahren zur herstellung von rohrförmigen teilen und eine anwendung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zur herstellung von rohrförmigen teilen und eine anwendung des verfahrens Download PDF

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WO2013023308A1
WO2013023308A1 PCT/CH2011/000181 CH2011000181W WO2013023308A1 WO 2013023308 A1 WO2013023308 A1 WO 2013023308A1 CH 2011000181 W CH2011000181 W CH 2011000181W WO 2013023308 A1 WO2013023308 A1 WO 2013023308A1
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laser
board
partitions
welding
tubular parts
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PCT/CH2011/000181
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Domenico Iacovelli
Daniel STÄUBLI
Markus Weber
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Soutec Ag
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Publication date
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00—Making hollow objects
    • B21D51/16—Making hollow objects characterised by the use of the objects
    • B21D51/26—Making hollow objects characterised by the use of the objects cans or tins; Closing same in a permanent manner
    • B21D51/2676—Cans or tins having longitudinal or helical seams
    • 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
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    • B23K26/24—Seam welding
    • B23K26/26—Seam welding of rectilinear seams
    • B23K26/262—Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/36—Removing material
    • B23K26/38—Removing material by boring or cutting

Definitions

  • the present invention relates to a method for
  • Sheet edge preparation - in curved or circular machines rounded slotted tubes produce, which in one
  • the metal strip with weakening or score lines transverse to the longitudinal direction of the strip prior to the forming process, these lines of weakness covering the entire width of the strip except for narrow areas near the longitudinal edges.
  • Sheet metal area is separated from the rest of the pipe string.
  • a disadvantage of the above-mentioned solution is the poor productivity of the entire system, since in the rounding machine per cycle only a single tube can be produced.
  • a disadvantage is the not inconsiderable effort to precisely guide and align the cut individual segments on the transport path from the cutting machine for rounding machine and then to the welding machine, so that the segments do not tip.
  • Another disadvantage is that when welding the longitudinal seam, the known Systemsszonen- respectively end-zone welding problems such as inhomogeneous heat distribution or
  • the uppermost board can by means of For example, three simultaneously operating laser cutting units are separated into, for example, three individual segments. Although this increases the cycle time of the entire machine, as in the rounding machine at the same time
  • tubular parts For example, three tubular parts can be formed.
  • In order to master the process and achieve the required quality of the tubular parts is in this process but an increased mechanical and
  • No. 1 279 626 describes a method and apparatus for separating longitudinally welded tubes into sections of predetermined length. It is obvious that the construction for the transection of the web is associated with a considerable effort.
  • the present invention is therefore based on the object to provide a method in which the aforementioned disadvantages are eliminated. This object is achieved by the features specified in claim 1
  • the invention presented here enables the simple and cost-effective industrial production of tubular parts in a continuous process, whereby a simpler handling and a better productivity are achieved compared to other known methods.
  • a board is cut in the conveying direction by means of a laser cutting process, so that individual partitions are created which remain connected to the board via webs and can be easily transported. In the following rounding machine, the
  • tubular parts can now either be discharged directly from the processing or in a final separation process - for example by means of laser separation welding - separated into individual blanks and then from the
  • FIG. 1 is a schematic representation of a board with three partitions
  • Fig. 2 is a schematic representation of a
  • Fig. 4 is a longitudinal section through a tubular
  • Fig. 5 shows a cross section through a tubular
  • Fig. 6 shows a further embodiment with a
  • FIG. 7 shows a further embodiment with a
  • FIG. 8 shows a further embodiment with a
  • FIG. 10 is a block diagram with an alternative
  • Fig. 1 shows a schematic representation of a
  • Machining process causes the board 1 is separated by means of a separation process in, for example, three partitions, that is in a first partition 2, a second partition 3 and a third partition 4, wherein the three partitions 2, 3, 4 are no longer materially interconnected ,
  • This has the decisive disadvantage that the precise guidance and stabilization of the three loose partitions 2, 3, 4 in one or more subsequent processing processes a considerable
  • the present invention is therefore the task
  • the present invention solves this problem in that the individual partitions are not completely separated from each other during cutting but remain cohesively connected to each other during the entire processing process via small webs.
  • Fig. 2 shows a schematic representation of a
  • An inventive system for cutting a board 9a, shown in cross-section, into different partitions expressly stating that this inventive system may or may not be so designed.
  • the illustrated in cross-section boards 9a, 9b, 9c have a sheet thickness S between 0.5 mm and 10 mm.
  • the blanks 9a, 9b, 9c lie on a conveyor belt 7 of the conveyor 10 and are moved by the drives 8 at the speed v continuously in the conveying direction FX.
  • the boards 9a are in this representation in front of the laser cutting unit 5, ie in a still unprocessed
  • Speed v moving board 9b is by means of a laser cutting unit 5 with at least one
  • Laser head 11 which is fixed transversely to the conveying direction FX and during the cutting process in relation to the
  • Conveyor 10 is fixed, with at least one cut 19 so that the board 1 in several,
  • the at least one laser head 11 in this illustration is an example of part of a laser cutting machine 35 with a laser beam 6, although other cutting units and cutting methods can be used.
  • the processed by the laser cutting unit 5 board 9c is by the conveyor 10 to the next processing unit 12, for example, but not exclusively one
  • FIG. 3 shows as
  • Slits 19 and the upper edge 14a and the lower edge 14b of the board 13 are narrow webs 18, via which the three partitions 15, 16, 17 are materially interconnected.
  • the width BS of the webs 18 is for example about 2 mm.
  • the circuit board 13 is formed in a subsequent process in a (not shown) rounding machine or other suitable means in a tubular part and then in another
  • Longitudinal weld seam 20 applied. 4 shows a longitudinal section through a tubular part 23 acted upon by a longitudinal weld seam 20, which consists, by way of example, of three tubular segments 21a, 21b, 21c which exclusively contact the longitudinal weld seam 20 on the
  • the width BL of the longitudinal weld seam 20 is in shown embodiment about 2 mm.
  • An advantage of the described embodiment is that the welding process - preferably a laser welding process - applied between the tubular segments 21a, 21b respectively between the segments 21b, 21c
  • junctions 22 give the tubular member 23 a certain strength and thus falling apart during the further processing of the tubular member 23 in, for example, three tubular segments 21 a, 21 b, 21 c can be prevented. This property is especially in the case of under-square tubular parts
  • the length 1 is smaller than the pipe diameter d, or in other words, the ratio of pipe diameter d to length 1 is greater than 100%.
  • Another advantage is that the weld is more brittle than, for example, not
  • tubular segments 21a, 21b, 21c can therefore in a subsequent
  • connection points 22 are easily separated.
  • the welded joints 22 thus show a similar behavior as the behavior of a predetermined breaking point.
  • Fig. 5 shows a cross section through that with a
  • the tubular segments 21a, 21b, 21c are materially connected to one another via the connection points 22.
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a tubular part 30 acted upon by a longitudinal weld seam 20, which by way of example consists of the three tubular segments 21a, 21b, 21c according to FIG. 4 and additionally of the two remaining partitions 21d, 21e.
  • Partitions 21d, 21e which are treated as scrap products in the production process and eliminated. It is with this invention so the beginning / end problem in welding longitudinal seams crucial
  • FIG. 8 shows a cross section through that with a
  • FIG. 9 shows by way of example a schematic representation of a continuous one
  • a single board 33 a is taken from the board stack 34 and transported in a (not shown) continuous conveying process in the conveying direction FX to a laser cutting machine 35, with
  • Cut 33b applied, after cutting to
  • Tube forming machine 36 transported and formed there to form a tubular blank 33c. In one (not
  • Transport direction FX transverse conveying direction FY, the workpiece is longitudinally welded in the welding machine 37 and as a tubular part 33d of a stacking machine 38th
  • FIG. 10 shows a further possibility for the production of tubular parts according to the invention presented here, wherein in this alternative embodiment the tubular parts 33d in a welding machine 39, but preferably not

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Abstract

Um in der industriellen Produktion von rohrförmigen Teilen (33e) aus Blech insbesondere für die Automobilindustrie die Handlings- und Herstellkosten zu reduzieren, wird ein Verfahren beschrieben, das es erlaubt, das Blech (15) im flachen Zustand mittels einem Schneideprozess so zu schneiden, dass an zwei gegenüber liegenden Blechkanten jeweils kleine Stege (18) verbleiben, die nach dem anschliessenden Rohrformen dazu dienen, die einzelnen Rohrpartitionen mittels einem Laser- Schweissprozess zusammenzuschweissen und so im weiteren Produktionsprozess zusammenzuhalten. Die Mehrfachpartitionen können in einem anschliessenden Trennverfahren einfach und kostengünstig in einzelne rohrförmig Teile (33e) getrennt werden.

Description

Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Teilen und eine Anwendung des Verfahrens
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur
Herstellung von rohrförmigen Teilen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Teilen sowie eine Anwendung des
Verfahrens .
Zur Herstellung von längsnaht-geschweissten Rohren werden moderne Fertigungsverfahren angewendet, welche aus
einzelnen Blechtafeln - allenfalls nach
Blechkantenvorbereitung - in Biege- oder Rundmaschinen gerundete Schlitzrohre produzieren, die in einem
nachfolgenden Prozess verschweisst werden. Mit den
steigenden Anforderungen an Rohre und Rohrerzeugnisse wurden nicht nur die Herstellverfahren laufend verbessert, sondern auch Systeme zur Fertigungskontrolle und
Qualitätssicherung geschaffen um eine effiziente und kostenoptimierte industrielle Produktion zu ermöglichen.
Dosenrümpfe oder dergleichen Rohrabschnitte werden
üblicherweise in einem kontinuierlichen Arbeitsgang dadurch hergestellt, dass man ein Rohr aus einem Blechstreifen kontinuierlich formt und mit Hilfe einer Längsschweissnaht die Längskanten des Blechstreifens miteinander verbindet. Dieses Verfahren kann mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit durchgeführt werden. Schwierigkeiten bereitet es jedoch, ein endloses Rohr in endliche Rohrabschnitte, beispielsweise Dosenrümpfe zu zerlegen. Um diese
Schwierigkeiten zu vermeiden ist es bekannt, den Blechstreifen vor dem Formprozess mit quer zur Längsrichtung des Streifens verlaufenden Schwächungs- oder Kerblinien zu versehen, wobei diese Schwächungslinien die ganze Breite des Bandes mit Ausnahme engbegrenzter Bereiche in der Nähe der Längsränder umfassen. Das Rohr wird nach dem Verlassen der Schweissmaschine aus der in Achsrichtung verlaufenden Transportbahn mechanisch so abgelenkt, dass der vorderste Rohrabschnitt bis auf einen als Steg verbliebenen
Blechbereich vom übrigen Rohrstrang abgetrennt wird.
Bekannt sind auch Verfahren, um den Steg in einem
nachfolgenden Prozessschritt gänzlich zu durchtrennen, beispielsweise mittels eines Trennrads, womit das einzelne rohrförmige Segment vom übrigen Rohrstrang getrennt und abgeführt werden kann.
Bekannt sind auch Verfahren, wobei von einem Platinen- Stapel jeweils die oberste Platine entnommen wird und diese in flachem Zustand mittels einem Schneideprozess ,
beispielsweise aber nicht ausschliesslich mittels
Laserschneiden, in mehrere lose Segmente oder Partitionen getrennt wird. In einem nachfolgenden Verarbeitungs-Prozess wird jeweils ein einzelnes Segment mittels einer
Rundmaschine zu einem rohrfömigen Teil geformt und
anschliessend die Längsnaht mittels Laserschweissen aufgebracht. Bei diesem Verfahren werden einzelne
rohrförmige Teile mit einer Längsnaht beaufschlagt, ein nachträgliches Trennen der rohrförmigen Teile entfällt. Bei der industriellen Produktion von sogenannten „unterquadratischen" rohrförmigen Rohlingen (Rohlinge von geringer Länge aber mit grossem Rohrdurchmesser) ist das Handling vom Ausgangsmaterial nicht unproblematisch. Das Ausgangsmaterial liegt in Stapeln bestehend aus langen aber schmalen Platinen vor. Da schmale Platinen sich nur schlecht stapeln lassen, ergeben sich Stabilitäts- und Handlings-Probleme und insgesamt eine komplexere Logistik.
Wichtige Kriterien in einem solchen Verfahren sind
einerseits der Durchsatz der gesamten Anlage, das heisst wie viele rohrförmige Teile pro Zeiteinheit hergestellt werden können, und anderseits der Aufwand, um sowohl die Qualität des gesamten Verarbeitungsprozesses als auch die gewünschte Qualität der rohrförmigen Teile mit minimalem technischem Aufwand sicherstellen zu können. Nachteilig an der vorab erwähnten Lösung ist die schlechte Produktivität der Gesamtanlage, da in der Rundmaschine pro Zyklus jeweils nur ein einzelnes Rohr hergestellt werden kann. Nachteilig ist im Weiteren der nicht unerhebliche Aufwand, um die geschnittenen einzelnen Segmente auf dem Transportweg von der Schneidemaschine zur Rundmaschine und anschliessend zur Schweissmaschine präzise zu führen und auszurichten, damit die Segmente nicht kippen. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass beim Schweissen der Längsnaht die bekannten Anfangszonen- respektive Endzonen-Schweissprobleme wie beispielsweise inhomogene Wärmeverteilung oder
Kraterbildung entstehen.
Um die vorgenannte Schwierigkeit der reduzierten Zykluszeit zu vermeiden, kann die jeweils oberste Platine mittels beispielsweise drei gleichzeitig arbeitenden Laser- Schneideeinheiten in beispielsweise drei einzelne Segmente getrennt werden. Dies erhöht zwar die Zykluszeit der ganzen Maschine, da in der Rundmaschine gleichzeitig
beispielsweise drei rohrförmige Teile geformt werden können. Um den Prozess zu beherrschen und die geforderte Qualität der rohrförmigen Teile zu erreichen ist bei diesem Verfahren aber ein erhöhter mechanischer und
steuerungstechnischer Aufwand zwingend notwendig.
Nachteilig bei diesem Verfahren ist insbesondere der erhöhte Aufwand, um die einzelnen Segmente in der
Rundmaschine respektive in der nachgeschalteten
Schweissmaschine präzise halten und führen zu können, was die Herstellung von solchen rohrförmigen Teile verteuert. Es wurden bereits verschiedene Verfahren zum Herstellen von rohrförmigen Teilen beschrieben, welche jedoch die
verschiedenen, im Folgenden kurz erläuterten Nachteile haben . In der Auslegeschrift des Deutschen Patentamtes mit der
Nummer 1 279 626 werden ein Verfahren und eine Vorrichtung beschrieben, um längsgeschweisste Rohre in Abschnitte vorbestimmter Länge zu trennen. Es ist offensichtlich, dass die Konstruktion zur Durchtrennung des Steges mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden ist.
Ein anderes Verfahren wird im Patent mit der Nummer DE 100 40 978 AI beschrieben. In dieser Patentschrift wird ein Laser für die Zweifachnutzung sowohl zum Schneiden als auch zum Schweissen genannt. Das Verfahren eignet sich zur Herstellung von Blechpaketen, insbesondere für drehende elektrische Maschinen.
Andere Patentschriften beschreiben Verfahren zum Brechen von Rohr- und Stabmaterial oder von Dosen-Rümpfen, wie zum Beispiel in der deutschen Patentschrift Nr. 906 770839 oder in US 2,984,138 um einige zu erwähnen. Die Nachteile derartiger Verfahren sind dieselben wie vorgehend
beschrieben .
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren anzugeben, bei dem die vorstehend genannten Nachteile eliminiert sind. Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsvarianten sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Die hier vorgestellte Erfindung ermöglicht die einfache und kostengünstige industrielle Herstellung von rohrförmigen Teilen in einem kontinuierlichen Verfahren, wobei ein einfacheres Handling und eine bessere Produktivität im Vergleich zu anderen bekannten Verfahren erreicht werden. Eine Platine wird in Förderrichtung mittels einem Laser- Schneideverfahren mit Schnitten versehen, sodass einzelne Partitionen entstehen die über Stege mit der Platine verbunden bleiben und einfach transportiert werden können. In der nachfolgenden Rundungsmaschine werden die
zusammenhängenden Partitionen zu einem rohrförmigen Teil geformt und anschliessend mittels Laserschweissen mit einer Längsschweissnaht versehen. Mittels der Längsschweissnaht bleiben die einzelnen rohrförmigen Teile miteinander verbunden. Die rohrförmigen Teile können nun entweder direkt aus dem Verarbeitungsprozess ausgeschleust werden oder in einem abschliessenden Trennverfahren - beispielsweise mittels Laser-Trennschweissen - in einzelne Rohlinge getrennt und anschliessend aus dem
Verarbeitungsprozess ausgeschleust und gelagert werden. Insgesamt ergibt sich mit der hier vorgestellten Erfindung eine Kostenersparnis, da mit dem Verfahren die Lagerung und der Transport von Rohlingen einfacher werden und somit auch einfachere Maschinen und Fördereinrichtungen gebaut werden können. Zudem wird die Logistik einfacher, insbesondere wenn es sich um die industrielle Produktion von
„unterquadratischen" rohrförmigen Rohlingen (Rohlinge von geringer Länge aber mit grossem Rohrdurchmesser) handelt, da die Stapel kleiner sind und das Ausrichten der Stapel einfacher ist. Das erfindungsgemässe Verfahren weist weiterhin den Vorteil auf, dass der Aufwand für das einfache und saubere Brechen von mehreren Partitionen in rohrförmige Einzelteile gegenüber herkömmlichen Verfahren vereinfacht wird.
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf Zeichnungen weiter erläutert. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Platine mit drei Partitionen, Fig. 2 eine schematische Darstellung von einem
erfinderischen System zum Schneiden einer Platine , Fig. 3 einen Längsschnitt durch eine Platine mit drei
Partitionen für ein erfindungsgemässes Verfahren,
Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen rohrförmigen
Rohling mit drei Partitionen für ein
erfindungsgemässes Verfahren,
Fig. 5 einen Querschnitt durch einen rohrförmigen
Rohling mit drei Partitionen gemäss Fig. 4 für ein erfindungsgemässes Verfahren,
Fig. 6 eine weitere Ausführungsform mit einem
Längsschnitt durch eine Platine mit fünf Partitionen für ein erfindungsgemässes Verfahren, Fig. 7 eine weitere Ausführungsform mit einem
Längsschnitt durch einen rohrförmigen Rohling mit fünf Partitionen für ein erfindungsgemässes Verfahren, Fig. 8 eine weitere Ausführungsform mit einem
Querschnitt durch einen rohrförmigen Rohling mit fünf Partitionen gemäss Fig. 7 für ein
erfindungsgemässes Verfahren, Fig. 9 ein Blockdiagramm einer ersten Anordnung für die Anwendung der Erfindung in schematischer Darstellung und Fig. 10 ein Blockdiagramm mit einer alternativen
Anordnung für die Anwendung der Erfindung, wiederum in schematischer Darstellung.
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer
rechteckigen oder quadratischen, vorzugsweise (aber nicht ausschliesslich) aus Stahl gefertigten Platine 1 vor der Bearbeitung durch einen Bearbeitungsprozess . Dieser
Bearbeitungsprozess bewirkt, dass die Platine 1 mittels eines Trennverfahrens in beispielsweise drei Partitionen, das heisst in eine erste Partition 2, eine zweite Partition 3 und eine dritte Partition 4 getrennt wird, wobei die drei Partitionen 2, 3, 4 nicht mehr stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Das hat nun den entscheidenden Nachteil, dass die präzise Führung und Stabilisierung der drei losen Partitionen 2, 3, 4 in einem oder mehreren anschliessenden Weiterverarbeitungs-Prozessen einen erheblichen
zusätzlichen Aufwand bedeutet. Im Weiteren besteht die Gefahr, dass die losen Partitionen 2, 3, 4 kippen können, was zu einem unerwünschten Unterbruch des
Bearbeitungsprozesses führen kann. Es besteht also ein echtes Bedürfnis für ein Verfahren zur Stabilisierung von Partitionen sowohl auf dem Transportweg zum nachfolgenden Verarbeitungsprozess als auch zur Stabilisierung von
Partitionen in den nachfolgenden Prozessen. Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von laserge- schweissten, rohrförmigen Rohlingen mit untereinander verbundenen Mehrfachpartitionen zu beschreiben, das die vorgehend beschriebenen Nachteile nicht aufweist.
Die vorliegende Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass die einzelnen Partitionen beim Schneiden nicht vollständig voneinander getrennt werden sondern während dem ganzen Verarbeitungs-Prozess über kleine Stege stoffschlüssig miteinander verbunden bleiben.
Die Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung ein
erfinderisches System zum Schneiden einer im Querschnitt dargestellten Platine 9a in verschiedene Partitionen, wobei ausdrücklich festgehalten wird, dass dieses erfinderische System so gestaltet sein kann aber nicht sein muss. Die im Querschnitt dargestellten Platinen 9a, 9b, 9c haben eine Blechdicke S zwischen 0.5 mm und 10 mm. Die Platinen 9a, 9b, 9c liegen auf einem Förderband 7 der Fördereinrichtung 10 und werden durch die Antriebe 8 mit der Geschwindigkeit v kontinuierlich in Förderrichtung FX bewegt. Die Platinen 9a befinden sich in dieser Darstellung vor der Laser- Schneideeinheit 5, also in einem noch unbearbeiteten
Zustand. Die sich in Förderrichtung FX mit der
Geschwindigkeit v sich bewegende Platine 9b wird mittels einer Laser-Schneideeinheit 5 mit mindestens einem
Laserkopf 11, der quer zur Förderrichtung FX fixiert ist und während dem Schneidevorgang in Bezug auf die
Fördereinrichtung 10 fest ist, mit mindestens einem Schnitt 19 beaufschlagt, sodass die Platine 1 in mehrere,
beispielsweise drei Partitionen 2, 3, 4 getrennt wird. Der mindestens eine Laserkopf 11 ist in dieser Darstellung beispielhaft Teil einer Laser-Schneidemaschine 35 mit einem Laserstrahl 6, wobei auch andere Schneideeinheiten und Schneideverfahren eingesetzt werden können. Die von der Laser-Schneideeinheit 5 bearbeitete Platine 9c wird durch die Fördereinrichtung 10 zur nächsten Verarbeitungseinheit 12, beispielsweise aber nicht ausschliesslich eine
Rohrformeinheit, transportiert. Fig. 3 zeigt als
Längsschnitt eine Platine 13, die mit beispielsweise zwei Schnitten 19 mittels beispielsweise zwei Laser- Schneideeinheiten 5 beaufschlagt wurde. Zwischen den
Schnitten 19 und dem oberen Rand 14a respektive dem unteren Rand 14b der Platine 13 befinden sich schmale Stege 18, über welche die drei Partitionen 15, 16, 17 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die Breite BS der Stege 18 beträgt beispielsweise etwa 2 mm. Die Platine 13 wird in einem Folgeprozess in einer (nicht gezeigten) Rundmaschine oder einem anderen geeigneten Mittel in ein rohrförmiges Teil geformt und anschliessend in einem weiteren
Folgeprozess in einer (nicht gezeigten) Schweissmaschine , vorzugsweise einer Laser-Schweissmaschine , mit einer
Längsschweissnaht 20 beaufschlagt. Fig. 4 zeigt einen Längsschnitt durch ein mit einer Längsschweissnaht 20 beaufschlagtes rohrförmiges Teil 23, welches beispielhaft aus drei rohrförmigen Segmenten 21a, 21b, 21c besteht, die ausschliesslich über die Längsschweissnaht 20 an den
Verbindungstellen 22 stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Die Breite BL der Längsschweissnaht 20 beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 2 mm. Ein Vorteil der beschriebenen Ausführung liegt darin, dass die durch den Schweissprozess - vorzugsweise ein Laser-Schweissprozess - zwischen den rohrförmigen Segmenten 21a, 21b respektive zwischen den Segmenten 21b, 21c applizierten
Verbindungsstellen 22 dem rohrförmigen Teil 23 eine gewisse Festigkeit geben und damit ein Auseinanderfallen während der weiteren Verarbeitung des rohrförmigen Teils 23 in beispielsweise drei rohrförmige Segmente 21a, 21b, 21c verhindert werden kann. Diese Eigenschaft ist besonders im Falle von unterquadratischen rohrförmigen Teilen
vorteilhaft und trifft dann zu, falls die Länge 1 kleiner ist als der Rohrdurchmesser d, oder anders gesagt, das Verhältnis Rohrdurchmesser d zu Länge 1 grösser als 100% ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Schweissnaht spröder ist als das beispielsweise aber nicht
ausschliesslich aus Stahl bestehende Grundmaterial der Platine. Die beispielsweise drei rohrförmigen Segmente 21a, 21b, 21c können deshalb in einem nachfolgenden
Verarbeitungsprozess , beispielsweise in einer Trennmaschine 39 gemäss Fig. 10, an den Verbindungsstellen 22 leicht getrennt werden. Die geschweissten Verbindungsstellen 22 zeigen somit ein ähnliches Verhalten wie das Verhalten einer Sollbruchstelle.
Fig. 5 zeigt einen Querschnitt durch das mit einer
Längsschweissnaht 20 beaufschlagte rohrförmige Teil 23 gemäss Fig. 4 in einer seitlichen Ansicht. Die Blechdicke S der Längsschweissnaht 20 beträgt im gezeigten
Ausführungsbeispiel etwa 2 mm. Die rohrförmigen Segmente 21a, 21b, 21c sind stoffmässig über die Verbindungsstellen 22 miteinander verbunden. Eine weitere beispielhafte
Möglichkeit zur Ausgestaltung gemäss der hier
vorgestellten Erfindung ist in Fig. 6 als Längsschnitt dargestellt. In der Platine 13 werden vorzugsweise, aber nicht ausschliesslich, mittels einer Laser-Schneideanlage Schnitte 19, 19' ausgeführt, so dass die Platine 13 in miteinander stoffschlüssig verbundene Partitionen 15, 16, 17, 25, 26 eingeteilt wird. Die Breite BS der Stege 18 beträgt im gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 2 mm. Der Abstand DR der Schnitte 19 Λ vom linken Rand 27 und vom rechten Rand 28 ist gering und beträgt beispielhaft etwa 2 mm. Fig. 7 zeigt als Längsschnitt durch ein mit einer Längsschweissnaht 20 beaufschlagtes rohrförmiges Teil 30, welches beispielhaft aus den drei rohrförmigen Segmenten 21a, 21b, 21c gemäss Fig. 4 und zusätzlich aus den beiden Restpartitionen 21d, 21e besteht. Die beim Schweissen einer Längsnaht im Anfangsbereich 31 und insbesondere im
Endbereich 32 der Längsschweissnaht 20 unerwünschten
Anfangszonen- respektive Endzonen-Schweissprobleme wie beispielsweise Kraterbildung oder inhomogene
Wärmeverteilung verlagern sich in die Randzonen 31, 32 der Längsschweissnaht 20. Somit treten solche unerwünschten Defekte der Längsschweissnaht 20 mehrheitlich in den
Partitionen 21d, 21e auf, die im Produktionsprozess als Ausschussprodukte behandelt und ausgeschieden werden. Es wird mit dieser Erfindung also die Anfangs-/Ende- Problematik bei Schweiss-Längsnähten entscheidend
entschärft . Fig. 8 zeigt einen Querschnitt durch das mit einer
Längsschweissnaht 20 beaufschlagte rohrförmige Teil 30 gemäss Fig. 7 in einer seitlichen Ansicht. Die Blechdicke S der Längsschweissnaht 20 beträgt im gezeigten
Ausführungsbeispiel etwa 2 mm. Die rohrförmigen Segmente 21a, 21b, 21c, 21d, 21e sind stoffmässig über die
Verbindungsstellen 22 miteinander verbunden.
Das Blockschaltbild in Fig. 9 zeigt beispielhaft in schematischer Darstellung einen kontinuierlichen
Produktionsprozess zur Herstellung von rohrförmigen Teilen, wobei nur die in Bezug auf diese Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind. Eine einzelne Platine 33a wird dem Platinenstapel 34 entnommen und in einem (nicht gezeigten) kontinuierlichen Förderprozess in Förderrichtung FX zu einer Laser-Schneidemaschine 35 transportiert, mit
Schnitten 33b beaufschlagt, nach dem Schneiden zur
Rohrformmaschine 36 transportiert und dort zu einem rohrförmigen Rohling 33c geformt. In einem (nicht
gezeigten) kontinuierlichen Förderprozess in zur
Förderrichtung FX quer liegenden Förderrichtung FY wird das Werkstück in der Schweissmaschine 37 längsgeschweisst und als rohrförmiges Teil 33d einer Stapelmaschine 38
übergeben. Im Blockschaltbild der Fig. 10 wird eine weitere Möglichkeit zur Herstellung von rohrförmigen Teilen gemäss der hier vorgestellten Erfindung gezeigt, wobei bei dieser alternativen Ausführungsform die rohrförmigen Teile 33d in einer Schweissmaschine 39, vorzugsweise aber nicht
ausschliesslich einer laserbasierten Schweissmaschine, nach dem Schweissen in rohrförmige, einzelne Teile 33e getrennt und anschliessend an die Stapelmaschine 38 übergeben werden. Diese alternative Ausführungsform weist den weiteren Vorteil einer Zweifachnutzung aus, da in der Laser-Schweissmaschine 39 die für das Laser-Schweissen bereits vorhandene, in der Regel teure Laserquelle 40, sowohl für das Schweissen als auch zum Trennen verwendet werden kann.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Teilen, wobei in einem ersten Verarbeitungsprozess eine aus Metall, insbesondere Stahl oder Aluminium, gefertigte rechteckige oder quadratische Platine (13) mittels einer Laser- Schneidemaschine (35) in mindestens zwei Partitionen (15, 16, 17, 25, 26) unterteilt wird und in mindestens einem weiteren Verarbeitungsprozess mittels einer Rundmaschine (36) geformt und auf einer Laser-Schweissmaschine (37) längsgeschweisst wird, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Schnitt (19) die Platine (13) in mindestens zwei Partitionen (15, 16, 17) unterteilt wobei der
mindestens eine Schnitt (19) nicht bis an den oberen Rand (14a) der Platine (13) und nicht bis an den unteren Rand (14b) der Platine (13) ausgeführt wird sodass zwischen dem oberen Rand (14a) und dem Schnitt (19) respektive zwischen dem unteren Rand (14b) und dem Schnitt (19) ein Steg (18) bestehen bleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (13) sich beim Schneiden in Förderrichtung FX bewegt und der Laserkopf (11) der Laser-Schneidmaschine (35) in FX-Richtung fixiert ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserkopf (11) der Laser-Schneidmaschine (35) quer zur Förderrichtung FX verstellbar ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (13) sich beim Schneiden in Förderrichtung FX bewegt und der Laserkopf (11) quer zur Förderrichtung FX bewegt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Platine (13) sich beim Schneiden in Förderrichtung FX bewegt und der Laserkopf (11) quer zur Förderrichtung FX so bewegt wird, sodass der Laserschnitt sinusförmig erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laser-Schneidemaschine (35) mindestens einen Laserkopf (11) aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite BS der Stege (18) von der Blechdicke S der Platine (9a, 13) abhängig ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite BS der Stege (18) in etwa der Breite einer
Laser-Schweissnaht BL entspricht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Abstand DR von etwa 5mm zum linken Rand (27) und zum rechten Rand (28) der Platine (13) parallel zur
Blechkante zusätzliche Schnitte (19Λ) gemacht werden.
10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserquelle (40) in der Schweissmaschine (39) sowohl zum Schweissen als auch zum Trennen verwendet werden kann.
11. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch Herstellung von rohrförmigen Teilen.
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