ALBER, Gerhard (Grosstoblerstr. 35, Berg, 88276, DE)
Patentansprüche
1. Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks mit einem Werkstückträger für die im Stumpfstoß durch Schweißen zum Tailored Blank zu fügenden Bleche (15a, 15b) und mit
5 mehreren über dem Werkstückträger und längs der zu schweißenden StumpfStoßschweißnaht hintereinander angeordneten und mit einer Vorschubvorrichtung (IIa, IIb) verfahrbaren Laser-Schweißköpfen (14a, 14b) , die jeweils mit Stellmitteln auf die Naht ausrichtbar sind,
LO d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens zwei kombinierte Laser-Schneid- und Schweißköpfe (14a, 14b) von mindestens zwei unabhängigen Armen (13a, 13b) getragen sind, die jeweils unabhängigen Einheiten (IIa, IIb) der Vorschubvorrichtung zugeordnet
L5 sind, und dass mit den Stellmitteln sowohl die Abstände der Einheiten (IIa, IIb) in Richtung des StumpfStoßes als auch die Abstände der Schneid- und Schweißköpfe (14a, 14b) in Querrichtung zum Stumpfstoß einstellbar sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
20 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die unabhängigen Arme (13a, 13b) auf ihren Einheiten (IIa, IIb) gegenüber dem Stumpfstoß verschwenkbar sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s
25 jeder kombinierte Laser-Schneid- und Schweißkopf (14a,
14b) in Richtung seines Arms (13a, 13b) verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s dass auf der den Schneid- und Schweißköpfen (14a, 14b) abgewandten Seite der zu fügenden Bleche (15a, 15b) Mittel (17) für die Schneid- und Schweißabfallbeseitigung vorgesehen sind, die simultan mit den Schneid- und 5 Schweißköpfen (4a, 4b) verfahrbar sind.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s dass auf der den Schneid- und Schweißköpfen (14a, 14b) abgewandten Seite der zu fügenden Bleche (15a, 15b) eine
.0 SchutzgasZuführung (17c) vorgesehen ist, die simultan mit den Schneid- und Schweißköpfen (4a, 4b) verfahrbar ist.
6. Verfahren zum Herstellen von Tailored Blanks aus im Stumpfstoß durch Schweißen zu fügenden Blechen (15a, 15b) insbesondere mit einer Vorrichtung nach Anspruch 1,
.5 d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s mindestens zwei kombinierte Laser-Schneid- und Schweißköpfe (14a, 14b) , die von mindestens zwei unabhängigen, jeweils unabhängigen Einheiten (IIa, IIb) der Vorschubvorrichtung zugeordneten Armen (13a, 13b)
!0 getragen werden, simultan längs der für den Stumpfstoß herzustellenden Kanten der von einem werkstückträger gehaltenen Bleche verfahren werden und dabei die Kanten beschneiden und dass dann nach dem Zusammenführen der Bleche (15a, 15b) zum Stumpfstoß und Halten der Bleche
!5 (15a, 15b) durch den Werkstückträger die beiden kombinierten Laser-Schneid- und Schweißköpfe (14a, 14b) simultan längs den hergestellten, den Stumpfstoß bildenden Kanten der vom Werkstückträger gehaltenen Bleche {15a, 15b) verfahren werden und dabei die
SO Schweißnaht in verschiedenen, aufeinanderfolgenden Abschnitten herstellen. |
VORRICHTUNG ZUM HERSTELLEN VON TAILORED BLANKS DURCH SCHNEIDEN UND SCHWEISSEN
VON ZU FüGENDEN BLECHEN
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks mit einem Werkstückträger für die im Stumpfstoß durch Schweißen zum Tailored Blank zu fügenden Bleche und mit mehreren über dem Werkstückträger und längs der zu schweißenden Stumpfstoßnaht hintereinander angeordneten und mit einer Vorschubvorrichtung verfahrbaren Laser-Schweißköpfen, die jeweils mit Stellmitteln auf die Naht ausrichtbar sind.
Bei bekannten Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks der vorgenannten Art (EP 0 522 811 Bl) ist der Werkstückträger als zweiteiliger Tisch ausgebildet, dessen beide Teile die beiden im Stumpfstoß zu fügenden, zuvor an ihren Stoßkanten bearbeiteten Bleche während des
Schweißvorgangs zusammenhalten. Die zu schweißende Naht ist in mehrere Abschnitte unterteilt und wird gleichzeitig von den verschiedenen, mit Abstand hintereinander angeordneten Laser-Schweißköpfen bearbeitet. Durch dieses gleichzeitige Bearbeiten mehrerer Abschnitte wird die für die Schweißung einer langen Naht benötigte Schweißzeit entsprechend der Anzahl der Schweißköpfe verkürzt. Um die einzelnen Schweißköpfe exakt auf die zu schweißende Naht mittels Stellmitteln auszurichten, ist jedem Schweißkopf eine Nahtverfolgung zugeordnet, mit der der Stumpfstoß abgetastet wird.
Eine andere bekannte Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks (EP 1 166 949 Bl) weist ebenfalls einen Werkstückträger
für die im Stumpfstoß zu fügenden Bleche auf. Der Werkstückträger besteht aus zwei Tischteilen, von denen der eine in Richtung des anderen verstellbar ist. Die beiden Tischteile dienen dazu, jeweils ein Blech zu halten, das an einer Kante mittels einer kombinierten Laser-Schneid- und Schweißvorrichtung beschnitten wird. Bei diesem Beschneiden wird der kombinierte Laser-Schneid- und Schweißkopf von numerisch gesteuerten Stellmitteln in Bezug auf eine Referenzlinie geführt. Nachdem auf diese Art und Weise nacheinander beide Schneidkanten hergestellt sind, wird der bewegliche Tischteil des Werkstückträgers mit dem von ihm gehaltenen Blech in Richtung des vom anderen fixierten Tischteils des Werkzeugträgers gehaltenen Blech verfahren, so dass die Schnittkanten aneinander stoßen. Dann verfährt der kombinierte Schneid- und Schweißkopf längs des Stumpfstoßes und schweißt die beiden Bleche zusammen.
Schließlich ist eine Vorrichtung zum Herstellen einer Schweißnaht an zwei miteinander zu verbindenden Enden zweier Blechbänder bekannt {EP 438 609 Bl) bei der für das Schneiden der beiden Enden individuelle Laser-Schweißköpfe vorgesehen sind. Nach dem Beschneiden können die beiden von einzelnen Werkstückträgern gehaltenen Enden stumpf zusammengestoßen werden und mittels eines Laser-Schweißkopfes miteinander verschweißt werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks zu entwickeln, mit der bei vergleichsweise geringem vorrichtungstechnischem Aufwand Tailored Blanks mit hoher Produktivität hergestellt werden können. Dabei soll es möglich sein, nicht nur lineare
Schweißnähte sondern auch nichtlineare und versetzte Schweißnähte herzustellen.
Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass mindestens zwei kombinierte Laser-Schneid- und Schweißköpfe von mindestens zwei unabhängigen Armen getragen sind, die jeweils unabhängigen Einheiten der Vorschubvorrichtung zugeordnet sind, wobei mit den Stellmitteln sowohl die Abstände der Einheiten in Richtung des Stumpfstoßes als auch die Abstände der Schneid- und Schweißköpfe in Querrichtung zum Stumpfstoß einstellbar sind.
Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden simultan die im Stumpfstoß miteinander zu fügenden Bleche an ihren Kanten durch Beschneiden für die Schweißung vorbereitet. Damit ist in jedem Fall eine erhebliche Produktivitätssteigerung gegenüber dem Einsatz der beschriebenen bekannten Vorrichtungen verbunden. Beim Beschneiden der Bleche braucht die Vorrichtung nur einmal längs der zu beschneidenden Kanten der Bleche verfahren zu werden. Beim Schweißen wird die Schweißnaht in einzelne Abschnitte aufgeteilt, was durch Verkürzung der Schweißzeit ebenfalls zu einer Produktivitätssteigerung führt. Da die kombinierten Schweiß- und Schneidköpfe in jedem Fall eigene Stellmittel haben, lassen sich neben linearen Schweißnähten auch gegeneinander versetzte Schweißnähte und kurvig verlaufende Schweißnähte herstellen.
Vorrichtungstechnisch können nach Ausgestaltungen der
Erfindung mit unabhängigen Armen zur Einstellung der Schneid- und Schweißköpfe auf die zu schneidenden Kanten bzw. auf den
Stumpfstoß die Arme verschwenkbar sein und/oder jeder kombinierte Schneid- und Schweißkopf auf seinem Arm verstellbar sein.
Für eine hohe Produktivität der Vorrichtung ist es günstig, wenn auf der den Schneid- und Schweißköpfen abgewandten Seite der zu fügenden Bleche Mittel für die Schneid- und Schweißabfallbeseitigung vorgesehen sind, die simultan mit den Schneid- und Schweißköpfen verfahrbar sind.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen von Tailored Blanks aus im Stumpfstoß durch Schweißen zu fügenden Blechen insbesondere unter Verwendung der vorgenannten Vorrichtung. Bei dieser Herstellung werden mindestens zwei kombinierte Laser-Schneid- und Schweißköpfe, die von mindestens zwei unabhängigen, jeweils unabhängigen Einheiten der Vorschubvorrichtung zugeordneten Armen getragen werden, simultan längs der für den Stumpfstoß herzustellenden Kanten der von einem Werkstückträger gehaltenen Bleche verfahren, wobei die Kanten beschnitten werden. Nach dem
Beschneiden und Zusammenführen der Bleche zum Stumpfstoß und Halten der Bleche durch den Werkstückträger werden die beiden kombinierten Laser-Schneid- und Schweißköpfe simultan längs den hergestellten, den Stumpfstoß bildenden Kanten der vom Werkstückträger gehaltenen Bleche verfahren, wobei die
Schweißnaht in verschiedenen aufeinanderfolgenden Abschnitten hergestellt wird.
Im Falle des Schutzgasschweißens kann die Vorrichtung auf der den Schneid- und Schweißköpfen abgewandten Seite eine SchutzgasZuführung aufweisen, die simultan mit den Schneid- und ξchweißköpfen verfahrbar ist.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert, wobei die Darstellungen stark schematisiert sind. Im Einzelnen zeigen:
Fig. 1 eine Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks mit linearer Schweißnaht in verschiedenen Phasen der Herstellung in isometrischer Darstellung,
Fig. 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks mit linearer Schweißnaht in verschiedenen Phasen der Herstellung in isometrischer Darstellung,
Fig. 3 die Vorrichtung gemäß Fig. 2 zum Herstellen von Tailored Blanks mit nichtlinearer Schweißnaht in verschiedenen Phasen der Herstellung in isometrischer Darstellung,
Fig. 4 die Vorrichtung gemäß Fig. 3 mit zusätzlichen Mitteln zur Schneid- und
Schweißabfallbeseitigung in isometrischer Darstellung,
Fig. 5 ein Tailored Blank mit einer linearen durchgehenden Schweißnaht,
Fig. 6 drei Tailored Blanks mit fluchtenden linearen Schweißnähten,
Fig. 7 ein Tailored Blank mit linearen zueinander versetzten Schweißnähten und
Fig. 8 ein Tailored Blank mit einer nichtlinearen Schweißnaht .
Die Vorrichtung gemäß Fig. 1 weist eine Vorschubvorrichtung 1 in Form eines Schlittens auf, die von einer Führungsschiene 2 getragen ist, an der sie linear verfahrbar ist. Die Vorschubvorrichtung 1 trägt ihrerseits zwei zu einem Doppelarm 3 zusammengefasste ξchwenkarme 3a, 3b. Jeder
Schwenkarm 3a, 3b trägt einen kombinierten Laser-Schneid- und Schweißkopf 4a, 4b, wie er an sich bekannt ist (EP 1 166 949 Bl) . Die Schneid- und Schweißköpfe 4a, 4b sind längs ihrer Schwenkarme 3a, 3b verstellbar. Die lineare Verstellbarkeit der Vorschubvorrichtung 1 und die der Schneid- und
ξchweißköpfe 4a, 4b auf den Schwenkarmen 3a, 3b sowie die Verschwenkbarkeit des Doppelarms 3 ist durch die Pfeile gekennzeichnet, womit gleichzeitig auch abstrahiert die Stellmittel dargestellt sind.
Unterhalb der Vorschubvorrichtung 1 mit dem Doppelarm 3 und den Schneid- und Schweißköpfen 4a, 4b ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter, aus zwei aufeinander zu bewegbaren Tischteilen bestehender Werkstückträger für zwei zu einem Tailored Blank zu fügende Bleche 5a, 5b vorgesehen. Solche Werkstückträger sind ebenfalls an sich bekannt (EP 1 166 949 Bl; EP 0 522 811 Bl) . Der Werkstückträger ist in der
Lage, die beiden Bleche 5a, 5b während der Bearbeitung zu halten und sie zur Bildung des Stumpfstoßes zusammenzuführen.
In der ersten Phase a) der Herstellung eines Tailored Blanks werden die beiden Bleche 5a, 5b auf Abstand zueinander von den Tischteilen des Werkstückträgers gehalten. Die beiden Schneid- und Schweißköpfe 4a, 4b sind auf Schneiden eingestellt. Beim verfahren der Vorschubvorrichtung 1 längs der Bleche 5a, 5b werden parallele Schnittkanten erzeugt.
In der nächsten Phase b) werden die beiden geschnittenen Bleche 5a, 5b durch den Werkstückträger zusammengeführt, bis dass sie einen Stumpfstoß bilden. Dafür können beide Bleche 5a, 5b bewegt werden oder aber es wird nur ein Blech 5a bewegt, wie dargestellt ist.
Zur Vorbereitung des Schweißens wird in der Phase c) der Doppelarm 3 verschwenkt, so dass die beiden Schneid- und ξchweißköpfe 4a, 4b fluchtend hintereinander und ausgerichtet auf den Stumpfstoß liegen. In der Regel wird ihr Abstand vergrößert, so dass nacheinander einzelne lange Abschnitte der herzustellenden Schweißnaht simultan geschweißt werden können .
In Fig. 2 ist nun eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum
Herstellen von Tailored Blanks dargestellt. Die Vorrichtung umfasst wiederum eine Führungsschiene 2 sowie von individuellen Armen 13a, 13b getragene kombinierte Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b, wobei die Arme 13a, 13b ihrerseits von individuellen Einheiten IIa, IIb der Vorschubvorrichtung getragen sind. Die Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b werden dabei nicht unmittelbar von den Armen 13a, 13b sondern von
Auslegern 16a, 16b getragen. Mit diesen Auslegern 16a, 16b sind sie längs der Arme 13a, 13b verstellbar, so dass sie beispielsweise eine Stellung unmittelbar nebeneinander einnehmen, aber auch auf eine Linie verstellt werden können.
in der ersten Phase a) der Herstellung eines Tailored Blanks werden die beiden Bleche 15a, 15b auf Abstand zueinander von den Tischteilen des (nicht im einzelnen dargestellten) Werkstückträgers gehalten. Die beiden Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b sind auf Schneiden eingestellt. Beim Verfahren der unabhängigen Einheiten IIa, IIb der Vorschubvorrichtung längs der Bleche 5a, 5b werden parallele Schnittkanten erzeugt.
In der nächsten Phase b) werden die beiden geschnittenen Bleche 15a, 15b durch den Werkstückträger zusammengeführt, bis dass sie einen Stumpfstoß bilden. Dafür können beide Bleche 15a, 15b bewegt werden oder aber es wird nur ein Blech 15a bewegt, wie in Fig. 2b) dargestellt.
Zur Vorbereitung des Schweißens werden in der Phase c) die von den Auslegern 16a, 16b getragenen beiden Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b längs der Arme 13a, 13b derart verstellt, dass die beiden Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b fluchtend hintereinander und ausgerichtet auf den Stumpfstoß liegen, in der Regel wird ihr Abstand vergrößert, so dass nacheinander einzelne lange Abschnitte der herzustellenden Schweißnaht simultan geschweißt werden können.
Die individuelle Einstellung der Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b mittels der an den Armen 13a, 13b verfahrbaren Ausleger 16a, 16b ermöglicht es auch, eine nichtlineare
Schweißnaht, wie sie für das Ausführungsbeispiel der Fig. 3 dargestellt ist, herzustellen.
Im Rahmen der Erfindung gemäß dem Ausführungsbeispiel der Fig.2 lässt sich die individuelle Ausrichtung der Schneid- und Schweißköpfe 14a, 14b statt durch lineare Verstellung auch durch Verschwenkung der Arme 13a, 13b und/oder der Ausleger 16a, 16b erreichen.
Mit der Vorrichtung zum Herstellen von Tailored Blanks nach Fig. 2 und 3 ist es möglich, lineare und nichtlineare Schweißnähte sowie gegeneinander versetzte Schweißnähte, wie sie in den Fig. 4 bis 7 dargestellt sind, herzustellen.
Im Rahmen der Erfindung ist es auch möglich, mit den Schneid- und Schweißköpfen 14a, 14b Mittel 17 für die Schneid- und Schweißabfallbeseitigung zu kombinieren. Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 4 sind dafür mit den Schneid- und Schweißköpfen 14a, 14b simultan verfahrbare, insbesondere saugende Sammler 17a, 17b unterhalb der Bleche 15a, 15b vorgesehen. Der konstruktive Aufbau der Mittel der Einstellung und des Vorschubes entspricht im Wesentlichen dem der Schneid- und ξchweißköpfe 14a, 14b. Darüber hinaus kann jeder Sammler 17a, 17b mit einer Blasdüse einer SchutzgasZuführung 17c ausgestattet sein.
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