JPH06210344A - 管状体を製作する方法及びこの方法を実施するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 経済的に比較的短い管状体を製作できる方法
及び装置を提供することにある。 【構成】 フラットなストリップ材料から管状体を製作
するための方法及び装置において、第１の加工段階でス
トリップ材料を所要の長さに形成し、次いで第２の加工
段階でストリップ材料をＵ字形に形成し、次いで第３の
加工段階でストリップ材料を両縦縁が互いに接触するま
で湾曲し、次いで別の加工段階で縦接合部を溶接等によ
って閉鎖する。有利には第１の加工段階でストリップ材
料に孔を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、フラットなストリップ
材料から管状体を製作するための方法及びこの方法を実
施する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】フラットなストリップ材料を心棒に巻き
付け、この場合閉鎖される突き合わせ接合部又はオーバ
ーラップ接合部を設けることは公知である。

【０００３】しかしながらこの公知の方法は極めて時間
がかかりかつストリップ材料の種々の面倒な多くの操作
を必要とする。

【０００４】更に、連続的な変形により長い長さで管を
製作し、形成された縦接合部を同様に連続的に溶接しか
つ次いで適当に短い部片を切断することもできる。

【０００５】この方法は製作すべき管口径に関しフレキ
シブル性に欠けかつ極めて長い機械的な装置を必要とす
る。

【０００６】更に、まだフラットな出発材料に孔を付
け、次いで管に湾曲して、溶接し、次いで初めて所定の
長さに切断することも公知である。このために極めてフ
レキシブル性に欠ける複雑な機械設備が必要である。更
に、管は孔範囲で溶接困難でかつ非円形に形成されるよ
うになる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、経済
的に比較的短い管状体を製作できる方法及び装置を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題は本発明によれ
ば、第１の加工段階でストリップ材料を所要の長さに形
成し、次いで第２の加工段階でストリップ材料をＵ字形
に形成し、次いで第３の加工段階でストリップ材料を両
縦縁が互いに接触するまで湾曲し、次いで別の加工段階
で縦接合部を溶接等によって閉鎖することによって解決
された。

【０００９】

【発明の効果】連続的にストリップ材料が通過する前記
加工段階によって、フラットなストリップ材料を短い管
状体に極めて迅速にひいては経済的に変形することがで
きる。

【００１０】これによって管口径又は管長さが変化した
場合でも最小の装備費用を必要とするにすぎない。それ
というのもそれぞれ個々の構成要素を簡単に異なる寸法
に調節することができるからである。

【００１１】この場合本発明によるように、金属薄板か
ら形成されるストリップ材料に第１の加工段階で多数の
孔を設けて、このストリップ材料を所定の長さに切断す
ると、極めて有利である。

【００１２】このことは、特に内燃機関を備えた自動車
の消音器用の挿入体を製作する場合に極めて有利であ
る。それというのも単一の作業過程でストリップ材料の
正確なサイズを製作ししかもこのストリップ材料に表面
全体に亘って分配された所要数の孔を設けることができ
るからである。

【００１３】この場合、第１の加工段階を直接その他の
装置と協働させることができるか又はこれら装置とは別
個に設定できる。

【００１４】更に、縦接合部をレーザーによって溶接す
ると、極めて有利である。

【００１５】レーザー溶接によって縦接合部を、過度の
加熱及びこれに関連した材料の歪みを生ぜしめことなし
に、特に所望通り溶接することができる。

【００１６】更に本発明の有利な構成では、縦接合部を
溶接する場合にレーザーを制御する、まだ溶接されてい
ない縦接合部の縁部を検出する測定装置が設けられる。

【００１７】これによって、管状形状にストリップ材料
を変形する場合に場合によって生ずる不正確性が制御さ
れかつレーザーは不要の大きな範囲をカバーしなくて済
むようになる。

【００１８】金属薄板から成るフラットなストリップ材
料から管状体を製作する本発明の装置では、供給される
エンドレスなストリップ材料に多数の孔を設けて、この
ストリップ材料を所定の長さに切断する、押抜き装置を
備えた第１の加工ステーションが設けられている。

【００１９】この第１の加工ステーションによるだけで
ストリップ材料を極めて経済的に準備することができ
る。この場合、この第１の加工ステーションを別の装置
に組み込むか又はこれら装置とは独自に配置するかとい
うことは、全く重要ではない。

【００２０】更に、本発明の別の構成によれば極めて有
利には、押抜き装置内に多数の孔付けポンチが設けられ
ていて、押し抜かれるストリップ材料とは反対側の孔付
けポンチの上側面が容易に交換可能に配置されたプレー
トによって覆われている。

【００２１】この場合、それぞれ所要数の孔付けポンチ
を使用しかつプレートによって固定することができる。

【００２２】しかも本発明では、プレートの下面に、押
抜きのために不要のポンチが引き込まれる切り欠きを設
けることもできる。

【００２３】これによって、押抜き装置は可能なあらゆ
る押抜きパターンをカバーする極めて多数の孔付けポン
チを装備できかつカバープレートの簡単な交換によって
それぞれ所要の孔付けポンチを作動させることができ
る。それというのも不要な孔付けポンチは切り欠き内に
引き込まれるからである。

【００２４】カバープレートの交換を容易にするために
本発明によれば、押抜き装置がストリップ材料の搬送方
向に対して横方向で移動可能に装置内に支承されてい
る。

【００２５】本発明の有利な構成では、多数の押し出し
可能なストッパを備えた引き渡しステーションが設けら
れていて、このストッパがシートの長さに応じて押し出
し可能でかつストッパに対してシートの前縁が当接する
ようになっていて、これによってシートがその都度の長
さに関して定心されるようになっている。

【００２６】引き渡しステーションは、先行する切断及
び孔付け作業過程が装置内に組み込まれるか又は装置と
は無関係に行われるかとは無関係に、所定の長さに切断
されて孔付けされたストリップ材料をそのサイズに応じ
て次の加工過程のために調整する。

【００２７】特に有利には、別の加工ステーション内に
垂直方向で下向きに調整されたポンチと、ほぼＵ字形又
は半円形に形成された下型とが設けられていて、この場
合ポンチが、ポンチ及び下型が互いに衝突する終端位置
において少なくともほぼ下型の底部まで下型内に突入し
ていて、かつこの場合ポンチ及び下型が両者の間で変形
されるストリップ材料（シート）の長さに少なくともほ
ぼ等しい長さを有している。

【００２８】この加工ステーションのこのような構成に
よって、ストリップ材料の極めて経済的な第１の変形が
可能にされる。

【００２９】この場合特に有利には本発明では、下型の
上側の両縦縁に回転可能に支承されたローラが設けられ
ていて、このローラ上を、下型内に引き込まれるストリ
ップ材料が転動する。

【００３０】これによってストリップ材料を特に材料を
防護して変形できる。

【００３１】同様に極めて有利には本発明では、下型の
底部に押棒が配置されていて、この押棒が垂直方向で上
向きに少なくとも僅かばかり下型から押し出し可能でか
つ押棒とポンチとの間で変形すべきストリップ材料が締
め付けられる。

【００３２】これによってストリップ材料は変形開始時
に及び変形過程中にも保持されかつ側方に変位すること
はない。

【００３３】特に有利には、下型が２部分から形成さ
れ、この場合両構成部分が互いに接近及び離反調節可能
である。

【００３４】両構成部分が互いに接近移動した場合、上
向きの両脚部が一層圧縮されるので、脚部は締め付け解
除後少なくとも垂直方向で上向きに延びる。

【００３５】本発明では、別の加工ステーション内に半
円形の下型と同様に半円形の上型とが設けられていて、
両型の間でＵ字形に変形されたストリップ材料が締め付
けられかつ閉じられた管形状に変形されるようになって
いる。

【００３６】更に有利には本発明では、レーザー溶接装
置が設けられていて、この装置の下側に、管状に湾曲さ
せられるストリップ材料を連続的に搬送するための搬送
装置が配置されている。

【００３７】このように連続的な搬送において極めて経
済的な形式で、ストリップ材料を湾曲した場合に形成さ
れる縦接合部が閉鎖される。

【００３８】本発明では、搬送装置として駆動されるロ
ーラが配置されている。

【００３９】更に、搬送装置として循環する締め付け装
置を設けることもできる。

【００４０】この締め付け装置は適当な構成において搬
送を行う以外に縦接合部の圧縮も行う。これによって一
層改善された溶接結果が得られる。

【００４１】本発明の別の有利な構成では、長手方向に
移動可能に支承されたレーザー溶接装置が設けられてい
て、このレーザー溶接装置の下側に管状に湾曲させられ
るストリップ材料用の締め付け装置が配置されている。

【００４２】これによって管状のストリップ材料は溶接
過程中正確に固定される。

【００４３】別の本発明の構成では、湾曲させられるス
トリップ材料の縦接合部の経過を検出しかつこれに関連
してレーザー溶接装置を側方で制御するセンサ装置が設
けられている。

【００４４】これによって、極めて僅かな幅のレーザー
光線を使用できかつこれによってストリップ材料の隣接
する範囲が不要な熱負荷にさらされなくなる。

【００４５】

【実施例】第１図では符号１で管状体を製作するための
装置を図示している。ショートチューブとも呼ばれるこ
の比較的短い管状体は帯材２から製作され、この帯材は
貯蔵リール（図示せず）から繰り出されて、フラットな
状態で矯正装置３内に供給される。

【００４６】第１の加工ステーションとして押抜き装置
４が設けられていて、この押抜き装置４内には多数の孔
付けポンチ並びにカッターが配置されていてかつ孔付け
されたフラットなシートを形成する。この押抜き装置４
に続いて引き渡しステーション５が設けられていて、こ
の引き渡しステーション内には多数のストッパ並びに引
き渡しグリッパが配置されている。

【００４７】更に、押抜き装置４を空間的に引き渡しス
テーションとは別個に設けることができ、この場合、引
き渡しステーション５は次の装置用の投入ステーション
として用いられる。

【００４８】この引き渡しステーションの後方には、シ
ートをＵ字形の構成部材に変形する別の加工ステーショ
ン６が設けられている。このＵ字形の構成部材は管状の
状態で別の加工ステーション７に供給される。この管状
の構成部材は、変形時に形成された縦接合部を溶接する
レーザー溶接ステーション８に供給される。

【００４９】第２図では押抜き装置４の断面図を図示し
ている。この場合、孔付き板２１内に多数のポンチ２２
が長手方向に移動可能に支承されている。孔付き板２１
の上側にはカバープレート２３が配置されていて、この
カバープレート内には下面から袋孔２４が設けられてい
る。このような袋孔は、機能を及ぼさなくてよいポンチ
２２が設けられる個所に配置されている。

【００５０】押抜き装置４が接近移動した場合袋孔に配
属されたポンチはこの袋孔内に突入するのに対して、別
のポンチはカバープレート２３を介して押し出し位置で
保持されかつ下側に位置するストリップ材料に孔を付け
る。同時に図示されてないカッターを介してストリップ
材料からシート２５として孔付き切断片が切断される。

【００５１】孔パターンを変えるためにカバープレート
２３のみが適当なパターンを備えた別のカバープレート
に交換される。このことを容易にするために、孔付き板
は装置から前方に引き出し可能に支承されている。

【００５２】シート２５の搬出側では、第３図に図示さ
れているように、常時駆動される多数のローラ３１が設
けられていて、このローラ上をシートが移動する。この
駆動されるローラ３１の上側には別のローラ３２が支承
されていて、このローラは一緒にシート２５に向けて下
向きに調節可能でありかつこのシートを駆動されるロー
ラ３１に押し付けることができ、これによって、シート
が搬送される。

【００５３】シート２５の移動方向では上向きに押し出
し可能な多数のストッパ３３が配置されていて、このス
トッパのそれぞれはシート長さに関連して上向きに押し
出されかつシート用の終端ストッパとして用いられる。
これによって、シートはその長さとは無関係に常時定心
される。

【００５４】第４図では、上側のローラを省いて下側の
駆動されるローラ３１を平面図で図示している。シート
２５は押し出されたストッパ３３に向けて搬送されかつ
後方のコーナで矢印方向４２で側方に移動可能なグリッ
パ４１によって掴まれる。

【００５５】グリッパとは反対側のシートの縦側には、
グリッパによって掴む場合にシートを支持するストッパ
条片４３が配置されている。このストッパ条片はシート
の幅に相応して側方に調節可能である。グリッパ４２１
がシートを掴んだ場合には、ストッパ３３は下向きに離
反移動しかつグリッパ４１は次の加工ステーションにシ
ートを搬送する。

【００５６】第５図では横断面図で別の加工ステーショ
ン６を図示している。この加工ステーションは、横断面
がほぼ円形の下端を有する上方から下方に突出するポン
チ５１を有している。このポンチ５１に対向してＵ字形
の下型５２が配置されていて、この下型は、ポンチ５１
を下型内に突入させるように、ポンチ５１に向けて上向
きに移動する。この場合、下型に載置されたシートがＵ
字形に変形される。

【００５７】Ｕ字形の下型の上縁で開口縁部の両側に
は、下型内へのシートの導入を容易にするローラ５３，
５４が配置されている。下型は２部分から構成され、こ
の場合、この両構成部分は別個に旋回可能に支承されて
いてかつ互いに相対的に調節可能である。

【００５８】これによって、下型内にシートを引き込ん
だ後で下型は付加的に互いに圧縮されひいてはＵ字形の
シートを固定する。これによって、シートは下型から引
き出された後で互いに平行に延びる脚部を有することが
できる。

【００５９】下型の底部には上向きに押し出し可能な押
棒５５が配置されていて、この押棒は下型の下側の出発
位置で上向きに移動しかつこの場合シートを押棒とポン
チ５１との間で締め付ける。下型が上方に移動した場合
同時に押棒が戻される。

【００６０】第６図で図示の次の加工ステーション７に
は、半円形の下型６１と同様に半円形の上型６２とが設
けられていて、これら型の間にＵ字形に湾曲したシート
が締め付けられる。上型の中央にはナイフ状のカッター
６３が下方に押し出し可能に配置されている。

【００６１】両型６１，６２が互いに接近移動した場合
にはシートの両端は内向きに移動しかつカッター接触す
るのに対して、同時にシートの下側区分は下型に接触し
かつ下型の形状をとる。次いでナイフ状のカッターが戻
され、これによってシートの両端が互いに支持される。

【００６２】両型が更に接近移動した場合にはシートは
上側区分でも上型の形状をとりひいては横断面を円形に
形成され、この場合、シートの両端は互いに直接接触す
る。この場合必要であればナイフ状のカッターは、管状
の構成部材を上型から解離するために、再び押し出すこ
とができる。

【００６３】管状の構成部材はレーザー溶接装置が配置
されている次のステーション８に供給される。溶接ノズ
ル８１の下側には、第７図で図示されているように、回
転可能に支承された駆動されるローラ８２が配置されて
いて、このローラは管状の構成部材を案内及び搬送する
のに用いられる。

【００６４】この搬送ローラ８２の上側には付加的な案
内ローラ８３が配置されていて、この案内ローラは溶接
装置を介した搬送中構成部材の変位を阻止する。

【００６５】溶接ノズルの手前で僅かな間隔を置いてセ
ンサ装置８４が配置されていて、このセンサ装置は管状
に互いに湾曲させられた構成部材の縦接合部の正確な経
過を検出しかつこれによってレーザー溶接装置を側方で
制御する。センサ装置としてラインカメラが設けられる
が、別のセンサ装置が設けられてもよい。

【００６６】案内ローラ及び搬送ローラの代わりに、管
状の構成部材を搬送するために第８図で図示されている
ように例えばチェーンに沿って循環する締め付け装置を
設けることもできる。

【００６７】溶接接合部を正確に形成する別の可能性
は、管状の構成部材が適当な受容部材内に不動に締め付
けられかつ溶接ノズルが長手方向に移動可能に支承され
ることによって得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】フラットなストリップ材料を加工しかつ変形す
る多数のステーションが連続して位置する、管状体を製
作するための装置の概略図。

【図２】ストリップ材料を所定の長さに切断しかつ孔を
付ける第１の加工ステーションの内部を示した図。

【図３】後続のステーションに対して異なる長さのスト
リップ材料を調整する引き渡しステーションを示す図。

【図４】第３図の引き渡しステーションの搬送ローラの
平面図。

【図５】ストリップ材料の第１の変形を行うポンチ及び
Ｕ字形の下型を有する別の加工ステーションを示す図。

【図６】 半円形の下型と同様に半円形の上型とを有す
る加工ステーションの概略図。

【図７】レーザー溶接装置が設けられた別の加工ステー
ションの側面図。

【図８】溶接すべき管状体用の搬送装置の平面図。

【符号の説明】

１ 装置 ２ 帯材 ３ 矯正装置 ４ 押抜き体 ５ 引き渡しステーション ６，７ 加工ステーション ８ レーザー溶接装置 ２１ 孔付き板 ２２，５１ ポンチ ２３ カバープレート ２４ 袋孔 ２５ シート ３１，３２，５３，５４ ローラ ３３ ストッパ ４１ グリッパ ４３ ストッパ条片 ５２，６１ 下型 ５５ 押棒 ６２ 上型 ６３ カッター ８１ 溶接ノズル ８２ 搬送ローラ ８３ 案内ローラ ８４ センサ装置

Claims (19)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の加工段階でストリップ材料を所要
   の長さに形成し、次いで第２の加工段階でストリップ材
   料をＵ字形に形成し、次いで第３の加工段階でストリッ
   プ材料を両縦縁が互いに接触するまで湾曲し、次いで別
   の加工段階で縦接合部を溶接等によって閉鎖することを
   特徴とする、フラットなストリップ材料から管状体を製
   作するための方法。
2. 【請求項２】 金属薄板から成るストリップ材料に第１
   の加工段階で多数の孔を設けて、このストリップ材料を
   所定の長さに切断する、請求項１記載の方法。
3. 【請求項３】 縦接合部をレーザーによって溶接する、
   請求項１又は２記載の方法。
4. 【請求項４】 縦接合部を溶接する場合にレーザーを制
   御する、まだ溶接されていない縦接合部の縁部を検出す
   る測定装置を使用する、請求項３記載の方法。
5. 【請求項５】 金属薄板から成るフラットなストリップ
   材料から管状体を製作するための装置において、供給さ
   れるエンドレスなストリップ材料に多数の孔を設けて、
   このストリップ材料を所定の長さに切断する、押抜き装
   置を備えた第１の加工ステーションが設けられているこ
   とを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記
   載の方法を実施するための装置。
6. 【請求項６】 押抜き装置内に多数の孔付けポンチが設
   けられていて、押抜かれるストリップ材料とは反対側の
   孔付けポンチの上側面が容易に交換可能に配置されたプ
   レートによって覆われている、請求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 プレートの下面に、押抜きのために不要
   のポンチが引き込まれる切り欠きが設けられている、請
   求項６記載の装置。
8. 【請求項８】 押抜き装置がストリップ材料の搬送方向
   に対して横方向で移動可能に装置内に支承されている、
   請求項５から７までのいずれか１項記載の装置。
9. 【請求項９】 多数の押し出し可能なストッパを備えた
   引き渡しステーションが設けられていて、このストッパ
   がシートの長さに応じて押し出し可能でかつストッパに
   対してシートの前縁が当接するようになっていて、これ
   によってシートがその都度の長さに関して定心されるよ
   うになっている、請求項５から８までのいずれか１項記
   載の装置。
10. 【請求項１０】 別の加工ステーション内に垂直方向で
    下向きに調整されたポンチと、ほぼＵ字形又は半円形に
    形成された下型とが設けられていて、この場合ポンチ
    が、ポンチ及び下型が互いに衝突する終端位置において
    少なくともほぼ下型の底部まで下型内に突入していて、
    かつこの場合ポンチ及び下型が両者の間で変形されるス
    トリップ材料（シート）の長さに少なくともほぼ等しい
    長さを有している、請求項５から９までのいずれか１項
    記載の装置。
11. 【請求項１１】 下型の上側の両縦縁に回転可能に支承
    されたローラが設けられていて、このローラ上を、下型
    内に引き込まれるストリップ材料が転動するようになっ
    ている、請求項１０記載の装置。
12. 【請求項１２】 Ｕ字形の下型の底部に押棒が配置され
    ていて、この押棒が垂直方向で上向きに少なくとも僅か
    ばかり下型から引き出し可能でかつ押棒とポンチとの間
    で変形すべきストリップ材料が締め付けられる、請求項
    １０又は１１記載の装置。
13. 【請求項１３】 Ｕ字形の下型が２部分から形成されて
    いて、この場合両構成部分が互いに接近及び離反調節可
    能である、請求項１０から１２までのいずれか１項記載
    の装置。
14. 【請求項１４】 別の加工ステーション内に半円形の下
    型と、同様に半円形の上型とが設けられていて、両型の
    間でＵ字形に変形されたストリップ材料が締め付けられ
    かつ閉じられた管形状に変形されるようになっている、
    請求項１０から１３までのいずれか１項記載の装置。
15. 【請求項１５】 レーザー溶接装置が設けられていて、
    このレーザー溶接装置の下側に、管状に湾曲させられる
    ストリップ材料を連続的に搬送するための搬送装置が配
    置されている、請求項10から１４までのいずれか１項記
    載の装置。
16. 【請求項１６】 搬送装置として駆動されるローラが配
    置されている、請求項１５記載の装置。
17. 【請求項１７】 搬送装置として循環する締め付け装置
    が設けられている、請求項１５記載の装置。
18. 【請求項１８】 長手方向に移動可能に支承されたレー
    ザー溶接装置が設けられていて、このレーザー溶接装置
    の下側に管状に湾曲させられるストリップ材料用の締め
    付け装置が配置されている、請求項１０から１４までの
    いずれか１項記載の装置。
19. 【請求項１９】 湾曲させられるストリップ材料の縦接
    合部の経過を検出しかつこれに関連してレーザー溶接装
    置を側方で制御するセンサ装置が設けられている、請求
    項５から１８までのいずれか１項記載の装置。