Vorrichtung zum Herstellen von Rohren

Abstract

 Die Erfindung bezieht sich auf eine neue Vorrichtung zum einfachen und fehlertoleranten Herstellen von Metallrohren aus Blechen durch Verschweißen von Längskanten.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohren aus Bahnmaterial.

[0002] Mit Bahnmaterial sind dabei flache, biegsame, jedoch zumindest etwas restelastische Materialien gemeint, etwa dünne Kunststoffmaterialien und insbesondere Metallbleche. Wenn solches Bahnmaterial zwei Längskanten aufweist, die im Allgemeinen, jedoch nicht notwendigerweise, parallel zueinander liegen, so lassen sich aus dem Bahnmaterial Rohre herstellen durch Rundbiegen und Verbinden der beiden nun gegenüberliegenden bzw. aneinanderstoßenden Längskanten.

[0003] Die Herstellung von Rohren in dieser Weise ist grundsätzlich bekannt. Es sind jedoch immer wieder Schwierigkeiten aufgetreten, die beiden Längskanten ausreichend genau in Anlage zueinander zu bringen, um eine gute Verbindung zu gewährleisten. Dies gilt sowohl für punktuelle Verbindungen als auch für durchgehende Verbindungen zwischen den Längskanten. Besonders ausgeprägt sind solche Schwierigkeiten bei dünnwandigem Material. Zum einen sind sie verursacht durch die insbesondere bei dünnwandigem Material geringen Dicken der aneinanderzulegenden Flächen der Längskanten, zum zweiten können bei einzelnen Anwendungen auch gewisse Toleranzen der den Rohrumfang bildenden Bahnmaterialbreite, also des Abstands zwischen den beiden Längskanten, auftreten, die zu Schwierigkeiten führen.

[0004] Der Erfindung liegt das technische Problem zugrunde, eine verbesserte Vorrichtung zum Herstellen von Rohr aus Bahnmaterial anzugeben. Insbesondere zielt die Erfindung dabei auf eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen von Metallrohren aus dünnwandigen Metallblechen. Konkret soll die Herstellung von Metallrohren verbessert werden, die durch ein axiales Verformen zu Faltenbälgen verarbeitet werden sollen, wie sie beispielsweise für Auspuffe von Verbrennungsmotoren gebraucht werden.

[0005] Die Erfindung richtet sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen von Rohr aus etwas elastischem Bahnmaterial durch Verbinden zweier Längskanten des Bahnmaterials, welche Vorrichtung aufweist: eine Halteeinrichtung zum Halten des Bahnmaterials in einer dem herzustellenden Rohr angenäherten Querschnittsform, die die Längskanten zumindest stellenweise miteinander in Kontakt bringen kann, und eine Verbindungseinrichtung zum zumindest stellenweise Verbinden der Längskanten miteinander, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung einen Längskantenanschlag aufweist, gegen den beide Längskanten zumindest stellenweise in Anlage zu bringen sind und der dabei radial außerhalb der angenäherten Rohrquerschnittsform liegt, wobei die Halteeinrichtung dazu ausgelegt ist, das Bahnmaterial in der angenäherten Rohrquerschnittsform gegen die Elastizität des Bahnmaterials durch die Anlage an dem Längskantenanschlag radial nach innen zu verformen, und die Halteeinrichtung dabei das Bahnmaterial in einem von den Längskanten entfernten Bereich des Umfangs der angenäherten Rohrform zur elastischen Verformung frei lässt.

[0006] Die Verwendung dieser Vorrichtung erfolgt vorzugsweise zur Herstellung von Metallrohren aus dünnwandigen Metallblechen, die etwa Materialstärken im Bereich von 0,05 bis 1 mm aufweisen können.

[0007] Schließlich richtet sich die Erfindung auch auf ein Verfahren zum Herstellen von Faltenbälgen, insbesondere für Verbrennungsmotorauspuffe, bei dem die für die axiale Verformung zu den Faltenbälgen dienenden Metallrohre mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung bzw. dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt werden. Die Erfindung zeichnet sich durch eine besondere Ausgestaltung der zum Halten des Bahnmaterials verwendeten Halteeinrichtung aus. Diese Halteeinrichtung hat die Aufgabe, die beiden Längskanten aneinander zu legen, so dass sie verbunden werden können. Dazu ist erfindungsgemäß ein Längskantenanschlag vorgesehen, gegen den beide Längskanten in Anlage kommen und der dabei außerhalb des bereits angenähert durch die Halteeinrichtung vorgegebenen Rohrquerschnitts liegt. Im einfachsten Fall handelt es sich bei diesem Längskantenanschlag um eine ebene Fläche oder gerade Kante, an der die beiden Längskanten anliegen, so dass sie durch die Anlage an den Längskantenanschlag quasi selbsttätig auch gegeneinander in Anlage gebracht werden. Dazu ist die Halteeinrichtung so ausgelegt, dass sie das Bahnmaterial gegen seine Eigenelastizität etwas nach innen verformt.

[0008] Hier und im Folgenden wird dabei von "radial" innen oder außen gesprochen, womit jedoch keine Einschränkung auf kreisrunde Querschnitte der fertigen oder während des Verbindungsvorgangs angenäherten Rohrquerschnittsform gemeint ist. Im Grunde könnten auch ganz andere Querschnittsformen in der erfindungsgemäßen Weise hergestellt werden, insbesondere solche, die ein oder mehrere Kanten aufweisen und/oder zwar rund, jedoch nicht kreisrund sind. Der die Längskanten aufweisende Bereich sollte allerdings vor dem Herstellern der Anlage zwischen den Längskanten diese etwas nach außen richten. In der Praxis spielen jedoch fast ausschließlich kreisrunde Querschnittsformen eine Rolle. Mit der _"radialen" Richtung ist allgemein eine zu der Längsrichtung des herzustellenden Rohres, also zu den Längskanten, senkrechte und außerdem in der lokalen Umgebung der Längskanten auf dem Bahnmaterial ungefähr senkrechte Richtung gemeint.

[0009] Um die elastische Verformung des Bahnmaterials in seiner Querschnittsform zu erlauben, ist die Halteeinrichtung ferner so ausgelegt, dass sie das Bahnmaterial zwar durch den Längskantenanschlag radial nach innen verformt und gegebenenfalls auch an anderen Stellen hält, jedoch in zumindest einem von den Längskanten entfernten Bereich des Umfangs der angenäherten Rohrform soweit frei lässt, dass sich die Querschnittsform dort elastisch verändern kann, um die elastische Verformung durch den Längskantenanschlag zu erlauben. Dabei wird davon ausgegangen, dass sich das Bahnmaterial nicht in innerhalb seiner flächigen Gestalt liegenden Richtungen stauchen lässt, so dass das elastische Eindrücken durch den Längskantenanschlag mit einer Verformung, insbesondere einem Auswölben, an anderer Stelle verknüpft sein muss.

[0010] Die Erfindung bezieht sich auf verschiedene denkbare Techniken zum Verbinden der beiden Längskanten, etwa auf Verkleben oder Verlöten. Bevorzugt ist jedoch die Anwendung bei Schweißverbindungen. Wie anfangs bereits erläutert, ist ferner die Anwendung der Erfindung auf das Herstellen von Metallrohren aus Blechen bevorzugt.

[0011] Die bereits erläuterte elastische Verformung der angenäherten Rohrquerschnittsform durch den Längskantenanschlag kann vorzugsweise nicht nur so weit gehen, dass eine Verformung gegen die sich der Verformung zu der angenäherten Rohrform widersetzende Eigenelastizität des Bahnmaterials erfolgt, sondern die angenäherte Rohrform durch den Längskantenanschlag gewissermaßen lokal nach innen gedrückt wird.

[0012] Die angenäherte Rohrform wird also bei der elastischen Verformung durch den Längskantenanschlag lokal flacher als bei dem endgültigen Rohr, weist also einen größeren Krümmungsradius auf als im endgültigen Rohr. Diese Aussage gilt natürlich für eine Verbindung von Längskanten in einem von außen gesehenen konvexen Bereich der Rohrquerschnittsform. Diese Verhältnisse sind bei den allermeisten in Frage kommenden Rohrquerschnittsformen gegeben, insbesondere bei kreisrunden Querschnittsformen.

[0013] Die Querschnittsform des Längskantenanschlags, also die Anlagelinie, hat dabei vorzugsweise einen größeren Krümmungsradius als der Krümmungsradius des sie berührenden Teils der angenäherten Rohrform. Vorzugsweise ist die Anlagelinie gerade. Sie könnte jedoch auch konvex sein, was jedoch im Allgemeinen keine besonderen Vorteile bring.

[0014] Weiterhin können zwei von dem Längskantenanschlag aus gesehen seitliche Seitenanschläge vorgesehen sein, die die angenäherte Rohrform seitlich stützen, bei einer ungefähr kreisrunden Rohrform beispielsweise unter einem Winkelabstand von etwa 90° zu den Längskanten. Dadurch kann der Umfangsabschnitt der angenäherten Rohrform zwischen den Längskanten und den Abschnitten, die an den Seitenanschlägen anliegen, zumindest einen wesentlichen Teil der elastischen Verformung zur Kompensation des durch den Längskantenanschlag erfolgten elastischen Eindrückens tragen. Zur weiteren Veranschaulichung wird auf das Ausführungsbeispiel verwiesen.

[0015] Im Prinzip ist die Erfindung für die Rohrherstellung aus endlosem Bahnmaterial, das also nur die beiden Längskanten aufweist, und auch für die Herstellung aus Stückmaterial geeignet. Bevorzugt ist die Herstellung endlicher Rohrstücke aus Stücken von Bahnmaterial. Dabei müssen die Längskanten übrigens nicht unbedingt länger sein als die dem Rohrumfang entsprechenden Kanten des Bahnmaterials. Die Begriffsbildung folgt lediglich aus der späteren Lage, die im Wesentlichen parallel zu der Rohrlängsachse orientiert ist.

[0016] Bei einer solchen diskontinuierlichen Rohrherstellung ist es jedoch bevorzugt, die prinzipiell gegebene Möglichkeit, das gesamte Bahnmaterialstück in einem zu verformen, durch einen über die gesamte Längserstreckung durchgehenden Längsanschlag elastisch nach innen zu drücken und somit die Längskanten entlang ihrer gesamten Länge in eine für die Verbindung, etwa das Schweißen, geeignete Anlage aneinander zu bringen, nicht zu nutzen. Vielmehr soll vorzugsweise zwischen einem nicht über die gesamte Längserstreckung durchgehenden, also nur einen kleinen Teil derselben erfassenden Längskantenanschlag und den Längskanten eine Relativbewegung vorgesehen sein, so dass der Längskantenanschlag gewissermaßen entlang dem Rohr verschoben bzw. das Rohr entlang dem Längskantenanschlag verschoben wird. Gleichzeitig ist vorzugsweise vorgesehen, dass die für die Verbindung selbst notwendige Einrichtung, etwa eine Schweißeinrichtung, in geringem Abstand zu dem Längskantenanschlag mitverschoben wird und die _"hinter" dem Längskantenanschlag (oder auch direkt davor) in Anlage zueinander befindlichen Längskanten miteinander verbindet. Vorzugsweise ist die Relativbewegung dabei so vorgesehen, dass das Bahnmaterial, etwa das Metallblech, bewegt wird und der Längskantenanschlag und die Verbindungseinrichtung fest stehen. Dazu wird im Allgemeinen auch die Halteeinrichtung beweglich sein.

[0017] Der Längskantenanschlag kann dabei eine Rolle aufweisen bzw. im Wesentlichen aus einer Rolle bestehen und demnach auf den Längskanten abrollen. Dies ist im Ausführungsbeispiel dargestellt. Diese Rolle bzw. auch eine andere Ausführungsform des Längskantenanschlags ist dabei vorzugsweise senkrecht zur Längskantenrichtung, also radial, verstellbar. Damit können unterschiedliche Rohrquerschnittsgrößen produziert werden bzw. Feineinstellungen zur Optimierung der Arbeitsweise der Vorrichtung vorgenommen werden.

[0018] Weiterhin ist vorzugweise ein inneres Gegenlager radial innerhalb der angenäherten Rohrquerschnittsform vorgesehen. Dieses innere Gegenlager soll zumindest am Ende des elastischen Eindrückens der angenäherten Rohrquerschnittsform durch den Längskantenanschlag in Anlage an dem Bereich der Längskanten stehen. Der Längskantenanschlag kann die beiden Längskanten also auf dieses innere Gegenlager aufdrücken. Das ist im Ausführungsbeispiel verdeutlicht.

[0019] An dieser Stelle ist darauf hinzuweisen, dass das innere Gegenlager nicht unbedingt im strengen Sinn mit den Längskanten selbst in Kontakt kommen muss. Es ist beispielsweise bevorzugt, in dem inneren Gegenlager einen Schutzgaskanal zum Schweißen oder Löten vorzusehen, der unmittelbar an den Längskanten verläuft. Das innere Gegenlager soll jedoch den den Längskanten direkt benachbarten Bereich des Bahnmaterials stützen. Dabei ist der Maßstab durch die Verformbarkeit des Bahnmaterials gegeben. Das bedeutet, dass das innere Gegenlager nur soweit von den Längskanten entfernt sein sollte, dass das verbleibende Teilstück des Umfangs der Rohrform quasi starr ist. Entsprechendes könnte übrigens auch für den Längskantenanschlag gelten, wobei hier allerdings bevorzugt ist, auf eine Nut oder einen Kanal zu verzichten. Schließlich ist eine Zentriereinrichtung von Vorteil, die das Bahnmaterial in der Halteeinrichtung so zentriert, dass die Längskanten bezüglich einer Drehung in Umfangsrichtung ausreichend gut justiert sind. Dazu kann vorzugsweise eine Nase bzw. ein anderweitiger Vorsprung vorgesehen sein, der justierend in den zwischen den Längskanten verbleibenden Schlitz eingreift.

[0020] Weiterhin kann die Halteeinrichtung mit einer Vorrichtung zum Fixieren des Bahnmaterials in der so justierten Lage versehen sein, bevorzugt ist hierbei eine Klemmeinrichtung, die weiterhin vorzugsweise an einer den Längskanten entgegengesetzten Stelle klemmend auf das Bahnmaterial einwirkt. Dazu ist ein Teil einer solchen Klemmeinrichtung radial innerhalb der angenäherten Rohrform vorgesehen und ein anderer Teil außerhalb. Bei dem Ausführungsbeispiel etwa liegen radial innen angetriebene Klemmbacken und außen eine als Gegenlager dienende Auflagefläche.

[0021] Die bevorzugte Schweißtechnik für Metallbleche ist bei dieser Erfindung das Laserschweißen. Technische Einzelheiten hierzu werden nicht verdeutlicht, weil es sich dabei um eine eingeführte Standardtechnologie handelt. Die Erfindung sieht allerdings vor, bei der Relativbewegung zwischen dem Bahnmaterial und der Schweißeinrichtung eine optische Erfassung zu verwenden, die den Schlitz zwischen den Längskanten etwa über eine CCD-Kamera oder in analoger Weise optisch erfasst und ein Stellsignal ausgibt, mit der die Relativbewegung bzw. eine Korrekturbewegung justierend gesteuert wird. Beispielsweise kann dazu die Längsbewegung mit einer von zwei gekreuzten Lineareinheiten erfolgen, wobei die zweite Lineareinheit zur Justage des Laserauftreffflecks auf die Längskanten dient. Es ist jedoch auch möglich, beispielsweise die Längsbewegung über eine Lineareinheit zu erzeugen und den Laser über einen stellmotorisch angetriebenen Spiegel zu justieren. Wesentlich ist jedoch, dass der Laserauftrefffleck durch optisches Nachfahren des Schlitzes ausreichend genau auf den beiden in Anlage zueinander befindlichen Längskanten bewegt wird.

[0022] Bevorzugt ist die Herstellung dünnwandiger Rohre, wobei insbesondere Materialstärken von 0,05 bis 1 mm in Betracht zu ziehen sind. Solche Rohre, insbesondere solche aus Stahlblech, können durch eine axiale Verformung zu Faltenbälgen verarbeitet werden. Dieses axiale Verformen ist im Prinzip bekannt und wird hier nicht im Einzelnen erläutert. Jedoch stellt dieser Fall eine bevorzugte Anwendung für die Erfindung da. Denn gerade bei solchen Faltenbälgen, wie sie beispielsweise für Kraftfahrzeugsauspuffe verwendet werden, stellt die Qualität der Schweißnaht zwischen den Längskanten, d.h. ihre durchgehende Dichtheit einerseits und ihr Stabilität bei der Verformung zu Faltenbälgen, ein besonderes Problem dar. Die Erfindung hat hier einen wesentlichen Fortschritt gebracht.

[0023] Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen erläutert, das zur Illustration und nicht einschränkend gemeint ist. Dabei offenbarte Einzelmerkmale können auch in anderen Kombinationen oder jeweils für sich erfindungswesentlich sein. Die vorstehende und die nachfolgende Beschreibung sind dabei sowohl in Bezug auf Vorrichtungsmerkmale als auch in Bezug auf entsprechende Verfahrensmerkmale zu verstehen.

[0024] Im Einzelnen zeigt:

Figur 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung einer Vorrichtung zur Herstellung von Rohren, die teilweise geschnitten ist;

Figur 2 eine ebenfalls teils geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung aus Figur 1, jedoch in dazu um 90° gedrehter Perspektive;

Figur 3 eine Draufsicht auf die Vorrichtung aus den Figuren 1 und 2;

Figur 4 eine Figur 2 entsprechende Schnittansicht, jedoch nur eines Ausschnitts und in einer anderen Schnittebene.

[0025] Figur 1 zeigt die erfindungsgemäße Halteeinrichtung der Vorrichtung zur Rohrherstellung aus Metallblechen in Seitenansicht. Auf einer Basisplatte 1 ist eine Linearführung 2 mit einer über einen Spindelantrieb linear verfahrbaren Schlittenplatte 3 angeordnet. Außerdem ist an der Basisplatte 1 ein Halterahmen 4 aufgebaut, an dem über eine vertikal orientierte Linearführung ein Zylinder 5 verfahrbar ist. Der Zylinder 5 trägt an seinem unteren Ende eine Andruckrolle 6 als Längskantenanschlag.

[0026] Auf der Schlittenplatte 3 ist eine Auflageplatte 7 angebracht, an der an dem in Figur 1 rechten Ende ein Spanndorn 8 montiert ist. Der Spanndorn 8 hält von dem rechten Ende abgesehen einen kleinen Zwischenabstand zu der Auflageplatte 7, der mit 9 bezeichnet ist. An dem in Figur 1 linken Ende des Spanndorns 8 ist abnehmbar ein Gegenlager 10 angebracht. Dieses ist in Figur 1 eingezeichnet, wobei es den Spanndorn 8 gegen die Auflageplatte 7 abstützt. Diese zusätzliche Abstützung über das Gegenlager 10 ist wegen der Länge des Zwischenraums 9 vorteilhaft. Wenn das Gegenlager 10 abgenommen ist, ist der Spanndorn 8 somit an seinem (gemäß Figur 1) rechten Ende an der Auflageplatte 7 gehalten und der Zwischenraum 9 von links zugänglich. Das Gegenlager 10 wird durch eine ebenfalls an seinem oberen Ende eingezeichnete Feststellschraube fixiert.

[0027] Figur 2 zeigt einen Schnitt durch die Anordnung aus Figur 1, in dem der Spanndorn 8 auf der Auflageplatte 7 und der Schlittenplatte 3 im Schnitt dargestellt ist, jedoch nicht der Halterahmen 4 mit dem linear geführten Zylinder 5. Allerdings ist die Andruckrolle 6 im Schnitt dargestellt.

[0028] Man erkennt in Figur 2, dass (dort rechts und links) seitlich von dem Spanndorn 8 zwei Seitenanschlagplatten 11 liegen, die vertikal verlaufen und an ihrem jeweiligen unteren Ende an der Auflageplatte 7 befestigt sind. Im Vergleich der Figuren 1 und 2 erkennt man ferner, dass der Spanndorn 8 entlang seiner Länge insgesamt acht Klemmzylinder 12 aufweist, von denen einer in Figur 2 im Schnitt dargestellt ist. Diese Klemmzylinder sind pneumatisch angetrieben. In Ruhelage liegen sie in dem Spanndorn 8, und zwar so, dass ihre Unterseite bündig mit der dem Zwischenraum 9 zugewandten Unterseite des Spanndorns 8 liegt. Wenn sie pneumatisch beaufschlagt werden, drücken sie ihre Unterseite in diesen Zwischenraum 9 hinunter. Die Klemmzylinder 12 sind auch in der Draufsicht in Figur 3 deutlich erkennbar, weil diese Draufsicht insoweit transparent gehalten ist.

[0029] Der Querschnitt in Figur 2 zeigt die pneumatische Versorgung der Klemmzylinder 12 in Form der zentralen Leitung 17 in dem Spanndorn 8 und der von dieser zentralen Leitung 17 nach unten gerichteten Abzweigung. Die zentrale Leitung 17 mit den Abzweigungen zu den Klemmzylindern 12 ist auch in Figur 1 in ihrer Längserstreckung dargestellt, wobei in Figur 1 rechts der Pneumatikanschluss zu erkennen ist.

[0030] Figur 4 zeigt wiederum den Spanndorn 8 an seinem in Figur 1 linken Ende im Schnitt, wobei die in Figur 1 ebenfalls erkennbaren Seitenanschlagplatten 11 nicht geschnitten, sondern in Frontansicht dargestellt sind. Man erkennt auf den Seitenplatten 11 und diese verbindend eine Zentrierplatte 13, die in Figur 1 ebenfalls dargestellt ist. Diese Zentrierplatte 13 lässt sich entlang den Seitenanschlagplatten 11 verschieben und auch nach oben abnehmen. Sie weist eine in Figur 4 mittige nach unten weisende Zentriernase 14 auf.

[0031] Die Funktion der dargestellten Vorrichtung ist wie folgt: Wenn das Gegenlager 10 aufgeklappt ist, kann ein angenähert zu einem Rohr gebogenes Metallblech 15, das in den Figuren 2 und 4 eingezeichnet ist, zwischen die Seitenanschlagplatten 11 und den Spanndorn 8 einerseits und zwischen den Spanndorn 8 und die Auflageplatte 7 andererseits, also in den Zwischenraum 9, eingeschoben werden. Dabei sollen die bei der Rohrherstellung zu verbindenden Längskanten im Sinn der Figuren oben liegen.

[0032] Mit Hilfe der Zentrierplatte 13 und ihrer Zentriernase 14 kann der zwischen den Längskanten verbleibende Schlitz zentriert werden, wobei diese Zentrierplatte 13 entlang den Seitenanschlagplatten 11 verschoben werden kann, um diese Zentrierung für die gesamte Länge des Blechs 15 sicherzustellen. Wenn das Blech 15 zentriert ist, werden die pneumatischen Klemmzylinder 12 beaufschlagt und klemmen das Blech 15 in dem Zwischenraum 9 gegen die Auflageplatte 7 fest.

[0033] In dieser Situation ist das Blech 15 innerhalb der Halteeinrichtung fixiert und wird von den Seitenanschlagplatten 11 dabei seitlich etwa so komprimiert, dass der horizontale Abstand zwischen diesen Seitenanschlagplatten 11 geringfügig kleiner als der später angestrebte Rohrdurchmesser ist.

[0034] Nun kann die Andruckrolle 6 über den Zylinder 5 an dem Halterahmen 4 soweit in der vertikalen Richtung abgesenkt werden, dass die Andruckrolle 6 auf den Längskanten am oberen Ende des Blechs 15 aufsitzt und beide Längskanten und damit den oberen Bereich des Blechs 15 etwas nach innen drückt. Dies soll vorzugsweise soweit geschehen, dass auch der Abstand zwischen der Andruckrolle 6 und der Auflageplatte 7 etwas kleiner ist als der später angestrebte Durchmesser des Rohres. Dies führt infolge der Klemmung durch die Seitenanschlagplatten 11 letztlich dazu, dass der obere Bereich des Blechs 15, in Figur 4 also die beiden oberen Quadranten, verformt wird. Dadurch ist das Blech 15 in der unmittelbaren Umgebung der Längskanten im oberen Bereich flacher, weist also einen etwas größeren Krümmungsradius auf als in der letztlich angestrebten Rohrform. Ähnliches gilt dabei für die Bereiche des Blechs 15, die an die Seitenanschlagplatten 11 anstoßen.

[0035] Zwischen diesen flacheren Bereichen ist das Blech 15 in freigehaltenen Bereichen 18 im Ausgleich konvexer, weist also einen kleineren Krümmungsradius auf als der endgültigen Rohrform entspricht. Hierdurch drückt die elastische Spannung des Blechs 15, insbesondere der beiden oberen Quadranten (gemäß Figur 4), die Längskanten entlang der im Querschnitt nach Figur 2 geraden Schnittlinie der Andruckrolle 6 nach innen und aneinander. Durch die Andruckrolle 6 können sich die Längskanten dabei nicht ausweichen, sondern stoßen in der Mitte der Andruckrolle 6 aneinander. Wenn nun die Halteeinrichtung, also die Schlittenplatte 3 mit ihrem Aufbau aus Auflageplatte 7, Spanndorn 8, Seitenanschlagplatten 11 usw., durch die Linearführung 2 in der im Sinne der Figur 1 horizontalen Richtung verfahren wird, rollt die Andruckrolle 6 über die Längskanten des Blechs 15 und bringt diese jeweils in der Umgebung ihrer Anlage daran in der beschriebenen Weise zusammen.

[0036] Der Sinn der Gesamtvorrichtung liegt darin, der Andruckrolle 6 mit einem Schweißlaser, der in den Figuren nicht dargestellt ist, möglichst direkt nachzufahren, um die Längskanten dort miteinander zu verschweißen. Im Prinzip könnte der Laser der Andruckrolle 6 auch vorausfahren, jedoch ist das Nachfahren bevorzugt. Dabei sind Andruckrolle 6 und Laserauftrefffleck im Grunde stationär, weil das Blech 15 mit seiner Halteeinrichtung verfahren wird. Der Auttrefffleck des Lasers ist aus der Perspektive des Blechs 15 der Andruckrolle 6 nachgeschaltet. Vorgeschaltet ist dieser jedoch eine ebenfalls nicht eingezeichnete optische Erfassung des verbleibenden Schlitzes zwischen den Längskanten des Blechs 15, mit deren Hilfe der Laserauftrefffleck in der zu der Bewegungsrichtung senkrechten horizontalen Richtung (horizontal in Figur 2 und orthogonal auf der Zeichenebene in Figur 1) justiert wird. Damit kann sichergestellt werden, dass der Laser die Längskanten immer genau trifft.

[0037] Die Zentrierplatte 13 kann dabei abgenommen sein, wenn sie stört.

[0038] Der Spanndorn 8 enthält in seinem oberen Bereich ein Gegenlager 16 für die Andruckrolle 6, das in Figur 2 dargestellt ist. Dieses Gegenlager begrenzt den Weg der Andruckrolle 6 nach unten und kommt in Kontakt mit der Umgebung der Längskanten des Blechs 15. Zum einen enthält das Gegenlager 16 eine unmittelbar unter den Längskanten liegende und in der Längsrichtung verlaufende Nut, die als Schutzgaskanal für das Schweißen dient. Zum zweiten stellt das Gegenlager 16 einen thermischen Kontakt der Umgebung der Längskanten des Blechs 15 zu dem Spanndorn 8 dar, der wiederum in nicht näher dargestellter Weise wassergekühlt ist.

[0039] Im Übrigen kann auch von außen im Bereich des Laserauftreffflecks Schutzgas zugeführt werden.

[0040] Insgesamt erlaubt die erfindungsgemäße Vorrichtung ein einfaches und effizientes Herstellen der Schweißnaht zwischen den Längskanten zur Herstellung des Rohres aus dem Blech 15. Dabei können Toleranzen der Geradheit der Längskanten und Toleranzen der dem Rohrumfang entsprechenden Breite des Blechs 15 infolge der elastischen Verformung des Blechs 15 beim Schweißen leicht, effizient und selbsttätig ausgeglichen werden. Es ergeben sich sehr zuverlässige, belastbare und fehlerfreie Schweißnähte, die sich insbesondere bei der späteren Herstellung von Faltenbälgen für Auspuffe durch Längsverformung der Metallrohre bewähren.

Ansprüche

1. Vorrichtung zum Herstellen von Rohr aus etwas elastischem Bahnmaterial (15) durch Verbinden zweier Längskanten des Bahnmaterials (15), welche Vorrichtung aufweist:

- eine Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) zum Halten des Bahnmaterials (15) in einer dem herzustellenden Rohr angenäherten Querschnittsform, die die Längskanten zumindest stellenweise miteinander in Kontakt bringen kann,

- und eine Verbindungseinrichtung zum zumindest stellenweise Verbinden der Längskanten miteinander,

dadurch gekennzeichnet,

- dass die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) einen Längskantenanschlag (4, 5, 6) aufweist, gegen den beide Längskanten zumindest stellenweise in Anlage zu bringen sind und der dabei radial außerhalb der angenäherten Rohrquerschnittsform liegt,

- wobei die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) dazu ausgelegt ist, das Bahnmaterial (15) in der angenäherten Rohrquerschnittsform gegen die Elastizität des Bahnmaterials (15) durch die Anlage an dem Längskantenanschlag (6) radial nach innen zu verformen,

- und die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) dabei das Bahnmaterial (15) in einem von den Längskanten entfernten Bereich (18) des Umfangs der angenäherten Rohrform zur elastischen Verformung frei lässt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, die dazu ausgelegt ist, die Längskanten zumindest stellenweise miteinander zu verschweissen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der das Bahnmaterial Metallblech (15) ist.

4. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Anlage an dem Längskantenanschlag (4, 5, 6) eine Querschnittsform der angenäherten Rohrquerschnittsform mit gegenüber der Querschnittsform des fertiggestellten Rohres vergrößertem Krümmungsradius erzwingt.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) beidseits der Längskanten von diesen beabstandet jeweils einen Seitenanschlag (11) für das Bahnmaterial (15) aufweist, wobei die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) insgesamt so ausgelegt ist, dass die elastische Verformung des Bahnmaterials (15) zu einem wesentlichen Teil zwischen den Längskanten und den an den Seitenanschlägen (11) anliegenden Bereichen (18) des Umfangs der angenäherten Rohrquerschnittsform auftritt.

6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, die zur diskontinuierlichen Herstellung endlicher Rohre aus endlichen Stücken des Bahnmaterials (15) ausgelegt ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, die dazu ausgelegt ist, dass zwischen den Längskanten des Bahnmaterials (15) einerseits und dem Längskantenanschlag (4, 5, 6) einerseits und simultan zwischen den Längskanten und einer Einrichtung zum Verbinden der Längskanten andererseits eine Relativbewegung entlang den Längskanten erfolgt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Längskantenanschlag (4, 5, 6) eine Längskantenanlagerolle (6) aufweist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, bei der der Längskantenanschlag (4, 5, 6) radial verstellbar (5) ist.

10. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) ein Gegenlager (8) für die Längskanten aufweist, dass zumindest nach der elastischen Verformung in Anlage mit einem den Längskanten benachbarten Bereich des Umfangs der angenäherten Rohrquerschnittsform kommt und dabei radial innerhalb der angenäherten Rohrquerschnittsform liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 und 10, bei der das Gegenlager (8) einen Schutzgaskanal zum Zuführen von Schutzgas zu einem Bereich aufweist, in dem die Längskanten gerade miteinander verbunden werden.

12. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) eine Zentriereinrichtung (13, 14) zum Zentrieren des Bahnmaterials (15) aufweist, die einen Vorsprung (14) aufweist, der in einen zwischen den Längskanten vor der elastischen Verformung durch den Längskantenanschlag (4, 5, 6) verbleibenden Schlitz eingeführt werden kann.

13. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei der die Halteeinrichtung (1-14, 16, 17) eine radial von innen auf einen von beiden Längskanten etwa gleich beabstandeten Abschnitt des Umfangs der angenäherten Rohrform einwirkende Klemmeinrichtung (9) aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, zumindest Anspruch 2, bei der die Schweißeinrichtung einen Laser aufweist und ferner eine Erfassungseinrichtung zur optischen Erfassung eines Schlitzes zwischen den Längskanten vor dem Verschweißen aufweist, die ein Signal für eine Relativjustage zwischen dem Auftrefffleck des Lasers und den zum Verschweißen zusammengeführten Längskanten liefert, wobei die Relativjustage in einer zu der Laserauftreffrichtung und zu den Längskanten senkrechten Richtung erfolgt.

15. Verfahren zum Herstellen von Metallrohren aus Blech (15) unter Verwendung einer Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche.

16. Verfahren zum Herstellen von Faltenbälgen, beinhaltend ein Verfahren nach Anspruch 15 und ein axiales Verformen der fertiggestellten metallenen Rohre zu den Faltenbälgen.

Zeichnung