[发明专利]用于制造纵向接缝焊接的空心型材的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于由一具有确定的纵向边缘的薄板坯料制造纵向接缝焊接的空心型材的方法，其中首先将薄板坯料借助于至少两个模具件预成型为一开口型材，各模具件分别具有一凹槽，其确定待制造的空心型材的至少一部分的外形，并且紧接着将薄板坯料在开口型材的区域内相互面对的各纵向边缘相互焊接。

此外本发明涉及一种用于由一具有确定的纵向边缘的薄板坯料制造纵向接缝焊接的空心型材的装置，其包括至少两个模具件，各模具件的相对位置是可改变的并且分别具有一凹槽，该凹槽确定待制造的空心型材的至少一部分的外形，并且该装置配备一焊接装置，用于在薄板坯料成型为一开口型材以后焊接其各纵向边缘。

背景技术

在汽车工业中日益由薄壁的空心型材取代敞开的焊接型材，其原始形式由纵向接缝焊接的管子构成。这些构件通过小的壁厚设计成使其在最充分利用材料下达到极小的重量。

为了可以确保所谓空间框架结构的技术功能性，构件的制造过程一直向最终的成型必须是可控制的。

过程链的一基本的元素在这里是型材成型过程，在其中成型用作为空心型材料的管件。为了特殊的型材即所谓“拼焊管(TailoredTube)”的成型，间断的工作方式已证明是适用的，亦即由完成剪裁的板坯成型，拼焊管是这样的管件，它们由多个薄板段组成或其材料特性适应于在实际使用或在成型过程中产生的负荷和要求。

对于薄板坯成型为完成焊接的型材具有各种不同的可能性。但通常的解法对于成型和焊接利用分开的工作站(DE 4432674C1)。

一种在一站中能够制造纵向接缝焊接的管件的开头所述型式的装置例如由DE-PS 966111是已知的。在该装置中将薄板坯料成型为一开口管并焊接之。为此将一平面的薄板固定在两个可在一模具支座上相互相对移动的、相互对称设置的模具半部之间，各模具半部分别具有一确定待制造的管的外形的半外壳形的凹槽。其中薄板坯料的各纵向边缘平行于各模具半部的凹槽定位，而使各模具半部在相向移动时容纳为其分别配置的纵向边缘并且朝横截面观察使其成圆弧形相互相向运动。在相向移动的过程中通过夹具固定薄板坯料，各夹具定位在薄板坯料的中心纵轴线的配属于薄板坯料的两短的边缘的末端上。按这种方式确保，薄板坯料由于各模具半部以一均匀的运动相向移动沿通过各模具半部的凹槽预定的外形移动，直到其各纵向边缘在一顶点相遇。将这样形成的开口管固定在该位置，以便焊接其各纵向边缘。为了可接近开口管的开口区域，将各模具半部的上端部段向上翻开。紧接着将在开口区域内相互配置的纵向边缘相互进行纵向接缝焊接。

由DE-PS 966111已知的处理方式的一决定性的缺点在于，其以加工的薄板的一规定的最小刚度为前提。这样只确保，在各模具半部相向移动时薄板均匀地弯曲成开口管。薄板按这种方式不能有针对性地向一具有精确预定的横截面形状的管子成型，而在成型过程中形成许多不可控制的棱边和折弯，这使得到的管件可能是不适用的。如果薄板如此之薄，以致其在焊接时不能承受不可避免地在其上负担的力，则一按由DE-PS 966111已知的方法的焊接成形的开口管也导致不符合要求的成型。

由WO 99/67037已知一种尝试，用以消除上述型式的装置的缺点。由该文件已知的处理方式将成型和焊接结合于一个工作站中。为此使用一个模具，其按DE-PS 966111的模式具有两个在一模具支座上可相互相对移动的模具半部，各模具半部包括各一个圆柱形的半外壳形的凹槽。此外为各模具半部的凹槽分别配置一内部心轴半部，它们在其外表面与凹槽的内表面之间开放一间隙的情况下定位于相应的凹槽中并且与相应的模具半部固定连接。按这种方式在每一模具半部的凹槽的区域内构成一环形间隙。

为了成型管件将待成型的薄板置于各模具半部之间，使其各纵向边缘在紧接着的各模具半部相向移动时可以插进在相应的模具半部中构成的环形间隙中。在各模具半部继续相向移动时各纵向边缘继续向上移到纵向间隙并将薄板弯曲成一开口管。其中在环形间隙的区域内确保薄板坯料的同时在板段的内面和外面上实现的支撑，而不发生不符合要求的折弯和棱边形成。

该称为“滚卷”的成型过程在各纵向边缘相遇于得到的开口管的顶点时结束。在边缘接口借助于一滚子精整滚圆以后可以在其开口的区域内焊接该开口管，而不必将该管子转到另一装置中。