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.