(57)【要約】  シートメタルブランク（Ｂ）から中空形材を製造する本発明の方法によると、初めに、少なくとも２つの製造段階で、前記ブランクからスリット形材を形成し、ここで、前記スリット形材を溶接して完成された中空形材を形成する。この目的のために、第１段階での一方のツールパート（２）と、第２段階でのもう一方のツールパート（３）とへ割り当てられているマンドレル（８）を使用して、それぞれのツールパートの窪みに沿って１つのそれぞれの間隔（１５）と、前記間隔（１５）へ挿入されるシートメタルブランクの１つのセクションとをそれぞれ形成する。少なくとも２段階でメタルシートブランクを形状付与することによって、スリット形材を製造する場合に、独立構造ユニットを形成し、そして、単純な位置メカニズムによって移動可能である、マンドレルを使用してシートメタルブランクを支持することができ、結果として、中空形材の製造に必要とされる多数のギアを大幅に削減することができる。更に、少なくとも２段階で、シートメタルブランクをスリット形材へ形状付与することで、前記形状付与加工の実施のための精度が増加する。
2008510625.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規定された長手方向縁部を有するシートメタルブランク（Ｂ）から、長手方向にシーム溶接された中空形材（Ｒ）を製造する方法であって、
前記シートメタルブランク（Ｂ）を、相互に離間する開始位置に配置されている２つのツールパート（２，３）の間に置き、ここで、前記ツールパートは、各々が製造されるべき中空形材（Ｒ）のセクション少なくとも１つの外側形状を決定する窪み（４，５）を備えているものとし；
次に、マンドレル（８）を、一方のツールパート（２）の前記窪み（４）に対して、マンドレル（８）の周辺表面と窪み（４）の内側表面との間に間隔（１５）が形成されるように配置し、ここで、前記マンドレル（８）の外側形状が、製造されるべき中空形材（Ｒ）の内側形状を規定するものとし、そして、前記間隔（１５）の厚さは、形状が付与されるべきシートメタルブランク（Ｂ）の厚さよりもわずかに大きいものとし；
前記シートメタルブランク（Ｂ）を、マンドレル（８）から離れている半分の区域に保持し；
前記マンドレル（８）に隣接するツールパート（２）を、前記マンドレル（８）から離間しているシートメタルブランク（Ｂ）の長手方向縁部の方向に、前記マンドレル（８）と共に間隔（１５）を保ちながら移動させ、シートメタルブランク（Ｂ）を、マンドレル（８）に隣接しているその長手方向縁部に沿って、前記間隔（１５）内に挿入して挿入限界に到達させ；
マンドレル（８）を、第２ツールパート（３）の前記窪み（５）に対して、マンドレル（８）の外側表面と窪み（５）の内側表面との間に間隔（１９）が形成されるように配置し、ここで、前記間隔（１９）の厚さは、形状が付与されるべきシートメタルブランク（Ｂ）の厚さよりもわずかに大きいものとし；
こうして前記マンドレル（８）に隣接させたツールパート（３）を、前記マンドレル（８）から離間しているシートメタルブランク（Ｂ）の長手方向縁部の方向に、前記マンドレル（８）と共に間隔（１９）を保ちながら移動させ、シートメタルブランク（Ｂ）を、マンドレル（８）に隣接しているその長手方向縁部に沿って、前記間隔（１９）内に挿入して挿入限界に到達させ、そして、マンドレル（８）をその周辺表面で包囲しているスリット形材（Ｓｒ）を、シートメタルブランク（Ｂ）から形成し；
マンドレル（８）をスリット形材（Ｓｒ）の内部から移動させ；
スリット（Ｚ）を規定するシートメタルブランク（Ｂ）の長手方向縁部のそれぞれを共に溶接し、ここで、前記スリット形材（Ｓｒ）はツールパート（２，３）によって支持されているものとし；そして、
完成した溶接された中空形材（Ｒ）をツールパート（２，３）から除去するために、ツールパート（２，３）をそれらの開始位置へ移動させる；
前記方法。
【請求項２】
マンドレル（８）をスリット形材（Ｒ）から移動可能にするために、ツールパート（２，３）を、それらの個々の窪み（４，５）中に配置されているシートメタルブランク（Ｂ）のセクションと共に、スリット形材（Ｓｒ）の２つの長手方向縁部の間の拡大された開口部（Ｚ）を通って移動させられるべきマンドレル（８）から十分に離して移動させることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
マンドレル（８）をスリット形材（Ｓｒ）から移動させた後で、ツールパート（２，３）を共に押しつけて、スリット形材（Ｓｒ）のスリット（Ｚ）幅が最小限に到達させるか、又は、閉鎖させることを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
スリット（Ｚ）の望ましい幅が、スリット（Ｚ）中に保持される舌部（１０）によって決定されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
舌部（１０）がマンドレル（８）によって担持されることを特徴とする、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記舌部（１０）が刀型であって、そしてスリット形材（Ｓｒ）のスリット（Ｚ）の長さに沿って延びていることを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
望ましい幅を規定するために、少なくとも２つの工程を使用してツールパート（２，３）を共に移動させることを特徴とする、請求項３〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
舌部（１０）が少なくとも１つのショルダーを有することを特徴とする、請求項７と、請求項５及び６のいずれか一項とに記載の方法。
【請求項９】
溶接後に、ツールパート（２，３）が閉鎖したままで、中空形材（Ｒ）が、内部高圧成形を受けることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記マンドレル（８）を前記シートメタルブランク（Ｂ）上へ降下させて、マンドレル（８）が、下方の表面（Ｇ）上でシートメタルブランク（Ｂ）を確実に保持する圧力を作用させることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
ツールパート（２，３）少なくとも２つと溶接デバイス（１１）とを備えており、
ここで、前記ツールパート（２，３）は、それらが相互に離間している開始位置から成形位置へ共に移動することができ、そして、製造されるべき中空形材（Ｒ）のセクション少なくとも１つの外側形状を決定する窪み（４，５）を各々が有しているものとし、そして
前記溶接デバイス（１１）は、シートメタルブランク（Ｂ）がスリット形材（Ｓｒ）へ成形された後で、その長手方向縁部を共に溶接するためのものであるものとし、
規定された長手方向縁部を有するシートメタルブランク（Ｂ）から、長手方向にシーム溶接された中空形材（Ｒ）を製造する装置であって、
マンドレル（８）を第１位置から第２位置へ移動する制御デバイスによって担持されるマンドレル（８）と、
シートメタルブランク（Ｂ）をその長手方向縁部の１つの領域中で保持する保持デバイス（１７，１８）とを備え、
ここで、前記第１位置では、ツールパート（２）の窪み（４）の内側表面（６）とマンドレル（８）の周辺表面との間に間隔（１５）を設けて、マンドレル（８）が一方のツールパート（２，３）の窪み中に配置されているものとし、そして、前記第２位置では、ツールパート（３）の窪み（５）の内側表面（７）とマンドレル（８）の周辺表面との間に間隔（１９）を設けて、マンドレル（８）が第２ツールパート（３）の窪み（５）中に配置されるものとすることを特徴とする、前記装置。
【請求項１２】
マンドレル（８）が舌部（１０）を担持し、前記舌部が、ツールパート（２，３）の間に形成されるべきスリット形材（Ｓｒ）のスリット（Ｚ）の望ましい幅を規定することを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
各々のツールパート（２，３）が、その窪み（４，５）の長手方向縁部１つの領域において、窪みへ挿入されるシートメタルブランクの部分のための挿入限界を形成するストップ（１７，１８）を備えていることを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の装置。
【請求項１４】
ストップ（１７，１８）が、窪み（４，５）の長手方向縁部上に設置されている操作位置から、静止位置へ移動できることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
【請求項１５】
制御デバイスが、マンドレル（８）をシートメタルブランク（Ｂ）上へ降下させて、そこへ保持力を作用させることを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
ツールパート（２，３）間に保持される中空形材（Ｒ）の内部高圧力成形手段を含むことを特徴とする、請求項１１〜１５のいずれか一項に記載の装置。
【請求項１７】
ツールパート（２，３）間に保持される中空形材（Ｒ）の押型加工手段を含むことを特徴とする、請求項１１〜１６のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、平行な長手方向縁部を有するシートメタルブランク（Blechzuschnitt）から、長手方向にシーム溶接された中空形材を製造する方法及び装置に関する。
【０００２】
自動車産業において、溶接されたオープン形材（offene verschweisste profile）は、長手方向にシーム溶接された管を開始ストックとする、肉厚の薄い中空形材へ徐々に取って代わられている。これらの部品は肉厚が小さく、最小の重量と最大の材料利用とを達成するように設計されている。
【０００３】
前記のスペース−フレーム構造（Spece-Frame-Strukturen）の技術的機能性を確実にするために、最終形状付与工程までに部品の製造加工を制御しなければならない。
【０００４】
中空形材として使用される管状エレメントを形成する形材成形加工（Profileinform-prozess）は、加工連鎖（Prozesskette）の重要な部分である。「テーラード管」として公知であるカスタム形材は、一般的に、予め切断されたブランクから、非連続作業において形成される。テーラード管は、実際の使用又は形状付与加工の間で生じる応力（Stress）及び要求に適合する機械的性質を有するシートメタルセクションから製造される管状エレメントである。
【０００５】
シートメタルブランクを仕上げ溶接された形材へ成形（Einformen）するための様々な選択肢を使用することができる。しかしながら、多くの解決方法では、成形及び溶接用に、別々のワークステーションを使用している（ＤＥ４４３２６７４Ｃ１）。
【０００６】
長手方向にシーム溶接された管状エレメントの製造を１つのステーション上で可能にする前記タイプの装置は、例えば、独国特許出願公報第９６６１１１号明細書により公知である。前記装置では、シートメタルブランクがスリット管へ成形され、そして、溶接される。この目的のために、ツールキャリア上で相互に移動可能であり、互いに胸像関係にあるように配置され、そして、各々が製造されるべき管の外側輪郭を規定する半殻状の窪みを有している２つのツールハーフ（Werkzeughaelften）の間で、フラットシートが保持される。シートメタルブランクの長手方向縁部を、ツールハーフ中の窪みに対して平行に向け、前記ツールハーフは、それらが共に動かされる場合には、それらへ隣接するシートメタルの縁部を受け取り、そして、断面で見る場合には、円弧に沿って互いに対して前記縁部を移動させる。ツールハーフが一緒に集まるのに対して、シートメタルブランクは、前記シートメタルブランクの２つの短い縁部に隣接するシートメタルブランクの中心線の末端に位置しているホルダーによって保持される。このことによって、ツールハーフが共に動かされる場合に、シートメタルブランクを、その長手方向縁部がカーブの頂点で互いに触れるまで、ツールハーフ中の窪みによって規定される輪郭に沿って均一に移動させることが確実となる。このように形成されるスリット管を前記位置で保持し、その長手方向縁部を共に溶接する。スリット管のスリット域を接近可能にするために、ツールハーフの上側端部分をヒンジで開く。その後、スリットの領域における隣接する長手方向縁部を共に溶接する。
【０００７】
独国特許出願公報第９６６１１１号明細書により公知である過程の主な欠点は、加工された金属板が一定の最小限の剛性を有していなければならないことである。このことは、ツールハーフが共に動かされる場合に、金属板が均一に湾曲してスリット管を形成することを保障する唯一の方法である。この方法を使用して、薄い金属板を、予め決められた断面形状を有する管へ正確に成形することができない。なぜなら、形状付与の間で、得られる管状エレメントを使用不可能にしてしまう縁部や折り目を、金属板が制御不可能に形成するからである。金属板が細すぎて溶接間で不可避に作用する力に耐えることができない場合に、独国特許出願公報第９６６１１１号明細書により公知である方法によって形成されるスリット管の溶接が不必要な変形を引き起こすことがある。
【０００８】
前記タイプの装置の不利点を克服する或る試みは、国際公開第９９／６７０３７号パンフレットにより公知である。前記明細書により公知である過程は、１つのワークステーション上で、成形と溶接とを組み合わせている。独国特許出願公報第９６６１１１号明細書の態様において、ツールキャリア上で互いに向かって移動させることができ、各々が円筒形な半殻状の窪みを有している２つのツールハーフを含むツールが使用される。更に、内部マンドレルハーフは、ツールハーフの窪みの各々と関連しており、各々の窪み中に設置され、そしてその周辺表面と窪みの内側表面との間に間隔を残して、ツールハーフの各々に対して確実に（fest）留め付けられる。このことによって各々のツールハーフ中の窪みにおける領域で環状のスペースが形成される。
【０００９】
管状エレメントを形成するために、形状付与されるべき薄い金属板を２つのツールハーフの間に置く。その後、ツールハーフを互いに向かって移動させる場合に、その長手方向縁部をツールハーフ中に形成される環状スペースへ導入する。ツールハーフが集まり続けるので、長手方向縁部が長手方向の間隔へ更に押し上げられ、そして、金属板がスリット管へ湾曲する。金属板の内側及び外側の両方の上のシートメタルブランクに対する環状スペースの領域中に生じる支持体が、不必要な皺又は末端の形成を生じさせないことを確実にする。
【００１０】
得られるスリット管の交叉点で長手方向縁部が接触する場合に、「ローリング（Einrollen）」として知られる前記成形加工が完成される。ローラーを用いて縁接合部の角を取った後で、その他の装置へ移動させることなく、前記スリット管をスリットに沿って共に溶接することができる。
【００１１】
国際公開第９９／６７０３７号パンフレットにより公知な方法によって、正確な形状付与された管状エレメント製造することが可能であるが、実際には、多くの不利点を有する。例えば、内部マンドレルの分離した構造が、公知の装置において使用されるツールの高い製造精度を必要とする。更に、分割した内部マンドレルから、完成した溶接された管状中空形材を取り除くための複雑なプルオフユニットと、成形間の特別な抑制手段とを必要とするので、前記機械は設計において複雑である。更に、特に、薄い金属板を使用する場合に、溶接間で、溶接されたシームの領域での不必要な変形を引き起こす縁部応力のリスクがある。
【００１２】
前記の先行技術を起点として、本発明の目的は、縮小された設備要件及びより短い製造時間を有する、正確に成形された中空形材を製造する方法と装置とに関する。
【００１３】
方法に関して、前記目的は、規定された長手方向縁部を有するシートメタルブランク（Ｂ）から、長手方向にシーム溶接された中空形材（Ｒ）を製造する方法であって、
前記シートメタルブランク（Ｂ）を、相互に離間する開始位置に配置されている２つのツールパート（２，３）の間に置き、ここで、前記ツールパートは、各々が製造されるべき中空形材（Ｒ）のセクション少なくとも１つの外側形状を決定する窪み（４，５）を備えているものとし；
次に、マンドレル（８）を、一方のツールパート（２）の前記窪み（４）に対して、マンドレル（８）の周辺表面と窪み（４）の内側表面との間に間隔（１５）が形成されるように配置し、ここで、前記マンドレル（８）の外側形状が、製造されるべき中空形材（Ｒ）の内側形状を規定するものとし、そして、前記間隔（１５）の厚さは、形状が付与されるべきシートメタルブランク（Ｂ）の厚さよりもわずかに大きいものとし；
前記シートメタルブランク（Ｂ）を、マンドレル（８）から離れている半分の区域に保持し；
前記マンドレル（８）に隣接するツールパート（２）を、前記マンドレル（８）から離間しているシートメタルブランク（Ｂ）の長手方向縁部の方向に、前記マンドレル（８）と共に間隔（１５）を保ちながら移動させ、シートメタルブランク（Ｂ）を、マンドレル（８）に隣接しているその長手方向縁部に沿って、前記間隔（１５）内に挿入して挿入限界に到達させ；
マンドレル（８）を、第２ツールパート（３）の前記窪み（５）に対して、マンドレル（８）の外側表面と窪み（５）の内側表面との間に間隔（１９）が形成されるように配置し、ここで、前記間隔（１９）の厚さは、形状が付与されるべきシートメタルブランク（Ｂ）の厚さよりもわずかに大きいものとし；
こうして前記マンドレル（８）に隣接させたツールパート（３）を、前記マンドレル（８）から離間しているシートメタルブランク（Ｂ）の長手方向縁部の方向に、前記マンドレル（８）と共に間隔（１９）を保ちながら移動させ、シートメタルブランク（Ｂ）を、マンドレル（８）に隣接しているその長手方向縁部に沿って、前記間隔（１９）内に挿入して挿入限界に到達させ、そして、マンドレル（８）をその周辺表面で包囲しているスリット形材（Ｓｒ）を、シートメタルブランク（Ｂ）から形成し；
マンドレル（８）をスリット形材（Ｓｒ）の内部から移動させ；
スリット（Ｚ）を規定するシートメタルブランク（Ｂ）の長手方向縁部のそれぞれを共に溶接し、ここで、前記スリット形材（Ｓｒ）はツールパート（２，３）によって支持されているものとし；そして、
完成した溶接された中空形材（Ｒ）をツールパート（２，３）から除去するために、ツールパート（２，３）をそれらの開始位置へ移動させる；
前記方法によって達成される。
【００１４】
国際公開第９９／６７０３７号パンフレットに記載の先行技術と比較すると、本発明は、少なくとも２つの工程を使用してシートメタルブランクをスリット形材へ成形し、そして、その後、前記スリット形材を溶接して完成された中空形材を製造する。前記目的のために、各々のツールパートの窪みを有する間隔を形成し、前記間隔へシートメタルブランクが導かれるように、第１工程における第１ツールパートと、第２工程における第２ツールパートとが組み合わされるマンドレルを使用する。
【００１５】
少なくとも２つの工程でシートメタルブランクへ形状を付与することによって、内蔵型部品であり、そして、そのために単純な制御デバイスによって移動させることができる、マンドレルを使用して、スリット形材の製造間にシートメタルブランクを支持することができる。このことは、それ自体が中空形材の製造に必要な設備をかなり減少させる。
【００１６】
更に、少なくとも２つの工程でシートメタルブランクをスリット形材へ成形することによって、前記形状付与の実施についての確実性を大きく改良することもできる。シートメタルブランクの或る一方の半分を確実に保持しながら、もう一方の半分をのみを任意の時点で形状付与する。これにより、形状付与間でのシートメタルブランクの安定性が改良されるので、形状付与加工全体がかなり速くなる。従って、メタルシートが間隔の内側で元の形を失うほど曲げられることにより引き起こされる、破裂のリスクが最小限になる。このことは、より速い速度で、シートメタルブランクを間隔へ挿入できることを意味する。更に、マンドレルを全体として移動させることができ、その移動を早くすることもできるので、マンドレルと中空形材とを引き離すのに必要な費用も削減される。結果として、本発明の方法が２つの工程で実施されるとしても、先行技術により達成できる製造時間と比較して、全体としての製造時間を削減し、そして、同時に精度を高めることができる。
【００１７】
装置に関して、前記目的は、
ツールパート（２，３）少なくとも２つと溶接デバイス（１１）とを備えており、
ここで、前記ツールパート（２，３）は、それらが相互に離間している開始位置から成形位置へ共に移動することができ、そして、製造されるべき中空形材（Ｒ）のセクション少なくとも１つの外側形状を決定する窪み（４，５）を各々が有しているものとし、そして
前記溶接デバイス（１１）は、シートメタルブランク（Ｂ）がスリット形材（Ｓｒ）へ成形された後で、その長手方向縁部を共に溶接するためのものであるものとし、
規定された長手方向縁部を有するシートメタルブランク（Ｂ）から、長手方向にシーム溶接された中空形材（Ｒ）を製造する装置であって、
マンドレル（８）を第１位置から第２位置へ移動する制御デバイスによって担持されるマンドレル（８）と、
シートメタルブランク（Ｂ）をその長手方向縁部の１つの領域中で保持する保持デバイス（１７，１８）とを備え、
ここで、前記第１位置では、ツールパート（２）の窪み（４）の内側表面（６）とマンドレル（８）の周辺表面との間に間隔（１５）を設けて、マンドレル（８）が一方のツールパート（２，３）の窪み中に配置されているものとし、そして、前記第２位置では、ツールパート（３）の窪み（５）の内側表面（７）とマンドレル（８）の周辺表面との間に間隔（１９）を設けて、マンドレル（８）が第２ツールパート（３）の窪み（５）中に配置されるものとすることを特徴とする、前記装置によって達成される。
【００１８】
本発明の有利な態様において、製造されるべき中空形材からマンドレルを取り除く特に単純で速い方法は、スリット形材の長手方向縁部２つの間の拡大された開口部へ移動されるべきマンドレルに対して十分に離れた、ツールパートの窪み中に置かれるシートメタルブランクの部分と共に、前記ツールパートを移動させることからなる。
【００１９】
マンドレルをスリット形材から移動させる場合に、ツールパートを共に押し、縁接合部を閉鎖させるか、又は、その幅を最小限に到達させることによって、本発明により製造される中空形材の寸法的な安定性を改良することができる。この態様において、縁接合部とそこへ実施される溶接との領域における、形状及び寸法での変動を最小限にすることもできる。更に、スリット幅を最小限にすることで溶接が容易になる。スリット中に保持される舌部（Anschlag）によって望ましいスリットの幅が決定される場合に、シートメタルブランクから予備成形（vergeformten）されるスリット形材のスリットに沿っている長手方向縁部を、特に容易で確実に一緒にすることができる。マンドレルによって舌部が担持される場合には、前記目的に必要な設備を最小限にすることができる。前記舌部は、刀形であり、そして、スリット形材のスリットの長さに沿って延びていることが好ましい。
【００２０】
シートメタルブランクから予備成形されるスリット形材の縁接合部をセットアップするために、ツールパートを共に閉鎖させる少なくとも２つの工程を使用することによって、本発明に従って製造される中空形材で形成される精度を更に改良することができる。各々の工程を使用して、スリット形材のサイジング（Kalibrieren）を行うことができるので、成形加工の各々の段階において、スリット形材の形状は、完成された中空形材の求められた最終形状に対してよりいっそう適合する。少なくとも１つのショルダー（Absats；特に、異なる厚さのショルダー２つ）に舌部を設けることによって、前記のマルチ工程成形加工を補助することができる。異なる厚さのショルダー２つがある場合には、一方が第１工程におけるスリットの望ましい幅を決定し、そして、もう一方が閉鎖運動の第２工程におけるスリットの望ましい幅を決定することができる。
【００２１】
溶接後で、更なる形状付与のために、内部高圧力成形加工（Innenhochdruckumformprozess）を使用することができる。ツールパートがまだ閉鎖されている場合に、内部高圧力成形によって、追加の形状付与エレメントを中空形材へ導入することができる。この目的のためにツールパート中に窪みを設けることができ、前記方法により、所定の形状に対する適合を実施することができる。
【００２２】
必要とされる設備を最小限にする本発明のその他の観点において、マンドレルをシートメタル上へ下げるので、シートメタルブランクをその下方の表面上で確実に保持する圧力が発生する。
【００２３】
シートメタルブランクの挿入限界を規定するツールパート中のストップを、操作位置（ここで、前記ストップは窪みの長手方向縁部上に設置される）から静止位置まで移動させることができる場合に、本発明の方法を更に単純化させることができる。前記静止位置において、シートメタルブランクからのスリット形材の共に溶接されるべき長手方向縁部は、容易に接近可能であるので、スリット形材の望ましいスリット幅の調節及び溶接の両方を、難なく実施することができる。
【００２４】
本発明による装置中で、周辺に置かれる金属板を押型加工（Pregen）する押型加工デバイスがマンドレルへ提供される場合に、本発明により得られる中空形材用の追加の形状付与エレメント（例えば、ビーズ、又は、同様の押型加工）を、単純に製造することができる。更に大きな形状付与エレメントの確実な形成を可能にするために、押型加工デバイスは、マンドレルの周辺を越えて移動することのできる押型加工パンチの形態をとることができ、そして、ツールパートの窪み中に配置されている形状付与エレメントは、押型加工によって製造される形状のための相応する部分を形成することができる。同様に、ツールパートの窪み少なくとも１つの領域で、押型加工デバイスを備えることができ、ここで、前記押型加工デバイスも、押型加工パンチと、押型加工により形成される形状のための相当部分を提供するマンドレル中の形状付与エレメントとの形態をとる。押型加工デバイスは、必要とされる力を確実に働かせることができる水圧式（hydraulisch）であることが好ましい。空気圧、機械的又は電気的に操作される押型加工デバイスも使用することができる。
【００２５】
製造されるべき中空形材の内側形状よりもマンドレルの外側形状を小さくすることによって、マンドレルの周辺表面と窪みの内側との間の間隔へシートメタルブランクを挿入するのに必要な、追加の間隔厚さを単純に達成することができる。間隔の厚さは、製造されるべき中空形材の望ましい内側形状よりも０．２ｍｍまで小さいことで十分であること、つまり、作業される金属板の厚さよりも０．２ｍｍまで大きいことのみが必要であることが実際の試験によって示されている。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明のその他の有利な実施態様は、本明細書の従属項により明らかであり、そして、或る模範的な実施態様を示す図面と共に、より詳しく以下に説明される。前記図面は、特に記載がない限り、長手方向に対して直角な長手断面である。
【図１】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図２】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図３】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図４】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図５】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図６】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図７】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図８】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図９】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図１０】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図１１】様々な操作位置で示される管状中空形材を形成する装置の図である。
【図１２】シートメタルブランクから形成されるスリット形材を溶接する図１の装置の一部を切り取った斜視図である。
【００２７】
長手方向にシーム溶接された管状中空形材Ｒを製造する装置１は、２つのツールパート２，３を含んでおり、ここで、前記ツールパートは、互いに移動可能なようにベースプレートＧ上へ搭載される。管状エレメントの形態の中空形材Ｒを製造する装置１の作業長さは、例えば、３，０００ｍｍまでである。
【００２８】
ツールパート２，３を一緒に、そして、別々に移動させるための制御デバイス（図示せず）が提供されており、ここで、ツールパート２，３を可能な限り均一に移動させ、そして、同様にツールパート２，３によって作用される力を均一に伝達させるために、ツールパート２，３の長手方向に間隔を設けて、複数（例えば、４つ）の前記制御デバイスを配置することができる。制御装置を適合させて、１ｍｍ/ｓ〜８０ｍｍ/ｓの速度でツールパート２，３を移動させ、そして、少なくとも７，５００ｋＮの力を作用させる。
【００２９】
その他のそれぞれのツールパート２，３へ隣接しているツールパート２，３の側面（seite）では、半殻状（halbschalenfoermig）窪み４，５が形成されている。窪み４，５の内側表面６，７の湾曲の半径は、製造されるべき中空形材Ｒの外側半径に相当する。
【００３０】
装置１には、固体の（Vollmaterial gefertigten）マンドレル８が提供されており、前記マンドレル８を、制御デバイス（図示せず）によって、スタンバイ位置からその種々の作業位置へ移動させることができる。開始位置に配置されているツールパート２，３の間のベースプレートＧ上へ置かれるシートメタルブランクＢ上に対して、保持力を作用させるために、マンドレル８を垂直に移動させるような態様で制御デバイス（図示せず）を配置する。
【００３１】
マンドレル８では、ベースプレートＧに隣接するその頂部の領域中で、溝状の窪み９が形成される。窪み９は、刀型でフィレット様舌部１０のためのガイドを形成し、ここで、前記舌部１０の長さはマンドレル８の長さに相当する。窪み９の高さは、少なくとも舌部１０の高さに相当し、マンドレル８がシートメタルブランクＢに対して横たわる場合に、舌部１０は完全に自動的に窪み９へ挿入され、そして、マンドレル８が吊り上げられる場合には、制御デバイス（図示せず）によって、舌部１０は延長された位置まで移動させられるか、又は、重力の作用によって前記延長位置へ自動的に移動する。前記延長位置では、マンドレル８の下向き方向の頂点を越えて舌部１０が突出する。延長された位置において、舌部１０は緊締エレメント（Sicherungselemente；図示せず）によって支持されている。
【００３２】
舌部１０は、長方形断面の上側部分１０ａを有しており、それによって窪み９中へ挿入される。部分１０ａは、第１ショルダー１０ｂへ連結している。前記ショルダー１０ｂは、マンドレル８の長さに沿って延びており、そして、断面で見た場合に部分１０ａに対して中心に設置される。第１ショルダー１０ｂの厚さは、上側部分１０ａに隣接するその領域において、第１成形工程後で、シートメタルブランクＢから形成される管状スリット形材ＳｒのスリットＺの望ましい幅に相当する。ショルダー１０ｂはビット型であり、そして、断面では、先端に対して次第に細くなっている。
【００３３】
レーザー溶接デバイス１１を使用し、シートメタルブランクＢから形成されるスリット形材Ｓｒを溶接することが好ましい。しかしながら、例えば、スリット形材ＳｒのスリットＺの領域において隣接する長手方向縁部を共に経済的に溶接することのできる誘導（induktiv arbeitende）溶接の異なる溶接手段を使用することもできる。
【００３４】
レーザー溶接デバイス１１は、キャリア１２へ接着されており、前記キャリア１２は、制御デバイス（図示せず）によってスリットＺに沿って移動させることができる。キャリア１２は後成形（nachformen）ローラー１３も担持しており、前記後成形ローラー１３は、溶接Ｆの方向において、レーザー溶接デバイス１１の前に少し間隔を設けて配置される。装置を操作する人間を光から守るために、少なくともレーザー溶接デバイス１１がハウジング（図示せず）によって囲まれていることが好ましい。
【００３５】
更に、清掃手段（図示せず）をキャリア１２に提供して、レーザー溶接デバイス１１が到達する前に溶接ゾーンを清掃することができる。前記清掃手段は、溶接ゾーンに存在する汚れを吸引するか、払い落とすか、又は洗い流すことができる。
【００３６】
ストリップ縁部を同じ高さにするために、同様にキャリア１２へ接着されているパッド１４又はローラーを提供することができる。前記キャリア１２は供給ラインも担持し、前記ラインを通じて保護ガスが溶接ゾーンを通過する。制御デバイスによって、キャリア１２をちょうど３つの自由度（Ｘ,Ｙ及びＺ方向において）で制御可能に移動させることが好ましい。
【００３７】
融接源（Schmelzrahlscheweissquelle）を使用する場合の出力を増加させるために、装置１を一対の装置として組み立てることができる。これによって、一方の装置で溶接が進行中である間に、新たなシートメタルブランクＢを他方の装置へ送り出し、前記装置上で成形することができる。
【００３８】
第２ツールパート３が移動する領域において、保持ビーム１６を提供している窪み１５ａが、ベースプレートＧ中に形成され、ツールパート２，３の長手方向へ延びている。保持ビーム１６を、制御デバイス（図示せず）によって、静止位置から保持位置まで吊り上げることができる。前記静止位置では、保持ビーム１６の上側表面１６ａが、ベースプレートＧの上面と同じ高さにあり、そして、前記保持位置では、第１ツールパート２に隣接する側面上のビーム中で形成される保持スリット１６ｂが、保持ビーム１６の下側末端部で、ベースプレートＧの上面と同じ高さに配置（anordnen）される。
【００３９】
センタリングレバーの形態であるストップ１７，１８は、ツールパート２，３上に搭載され、そして、ツールパート２，３上の静止位置から、操作位置へ移動することができる。前記操作位置では、前記ツールパート２，３が、ツールパート２，３の窪み４，５の上側長手方向縁部にわたって、ベースプレートＧの方向を示し、そして、これらの長手方向縁部で窪み４，５の境界を形成する。
【００４０】
製造加工の始めに、マンドレル８を一方のツールパート２のエリア中へ置き、ここで、前記ツールパート２に隣接する前記マンドレル８の周辺部分を、前記ツールパート２の窪み４へ配置（anordnen）する。これによって、マンドレル８の周辺表面と窪み４の内側表面との間に間隔１５が形成され、ここで、前記間隔の厚さは最大で０．２ｍｍであり、そして、成形されるべきシートメタルブランクＢの厚さよりも大きい。
【００４１】
保持ビーム１６が吊り上げられた位置にあるので、その保持スリット１６ｂは自由に接近可能である。
【００４２】
シートメタルブランクＢを、マンドレル８の下のベースプレートＧ上へ置く。シートメタルの長手方向縁部の一方が間隔１５に対する入口中に直接的に置かれ、他方の長手方向縁部が保持ビーム１６の保持スリット１６ｂ中に配置されるように、前記シートメタルブランクを設置する（図１）。
【００４３】
ツールパート２，３上とベースプレートＧ上とに提供される側方ガイド（図示せず）は、シートメタルブランクＢが開始されるローリング加工の間で横滑りするのを防ぐ。ツールパート２に隣接するシートメタルブランクＢの半分が間隔１５中へ自動的に挿入され、カーブして、そして、予備成形されるべきスリット形材Ｓｒの一方の半分を形成するように、第１ツールパート２及びマンドレル８を、装置１の中心線Ｍに対して同じ方向で移動させる。この半分の長手方向縁部が、シートメタルブランクＢの特定の前記半分の挿入のための挿入限界を規定するストップ１７と接触するまでは、前記加工を継続する。前記ローリング加工間で、シートメタルブランクＢのもう一方の長手方向縁部が保持ビーム１６中に保持され、それによって、前記保持ビーム１６が、シートメタルブランクＢが間隔１５中へ挿入される場合に生じる力のための支台（einschubende）を提供する（図２）。
【００４４】
第１挿入限界に到達するとすぐに、加工工程が中止され、そして、マンドレル８と共にツールパート２が、保持ビーム１６の保持スリット１６ｂから完全に引き抜かれるべきシートメタルブランクＢと反対の方向で十分に遠くへ移動する。次に、保持ビーム１６が、その静止位置へ下がる（図３）。
【００４５】
保持ビーム１６を下げた後で、ツールパート３に隣接するその周辺の領域とツールパート３の窪み５との間に、シートメタルブランクＢの厚さよりもわずかに大きい厚さを有する間隔１９を形成するように、マンドレル８を、第２ツールパート３へ移動させて置く（図４）。
【００４６】
マンドレル８と共にツールパート３を、中心線Ｍの方向へ移動させる。それによって、ツールパート３に隣接するシートメタルブランクＢの長手方向縁部が間隔１９へ挿入されるので、ツールパート３とマンドレル８が移動し続けると、窪み７の上側長手方向縁部でのストップ１８によって規定される挿入限界に到達するまで、シートメタルブランクＢの第２半分が間隔１９の内側でカーブし、予備成形されるべきスリット形材Ｓｒの第２半分を形成する。この位置において、マンドレル８の長手方向の軸は、装置１の中心線Ｍと同軸である。プレーサイジング工程を実施し、中心線Ｍから短い距離で２つのツールパート２，３を再び一緒にする。このことが、スリット形材Ｓｒをサイジングし、そのスリットＺを規定する縁部ゾーンを丸くする（図５）。
【００４７】
次の工程で、ツールパート２，３を互いに離して移動させる。スリットの幅がマンドレル８の幅よりも大きくあるように、ツールパート２，３の窪み４，５中に配置されているスリット形材Ｓｒの半分を互いに離して引く抜く（図６）。
【００４８】
スリット形材Ｓｒの外側の第１位置に到達するまで、マンドレル８を、スリット形材Ｓｒから、垂直に、そして、必要な場合には、水平に、移動することが可能である。次に、舌部１０を、マンドレル８の窪み９から自動的に移動させる。マンドレル８の第１位置では、前記位置における舌部１０の第１ショルダー１０ｂが、スリット形材ＳｒのスリットＺの領域中に配置（anordnen）される。各々が挿入の限界を規定しているツールパート２，３上のストップ１７，１８を、静止位置へ同時に移動させ、ここで、前記静止位置では、これらがスリットＺのエリアの外側で、そして、そこから離れて、ツールパート２，３の各々の上に設置される。ツールパート２，３の両方を、次に、再度一緒に移動させ、スリットＺを区切っている長手方向末端部を舌部１０のショルダー１０ｂに対して押し付ける。一緒に集まるツールパートの少しの追加移動は、スリット形材Ｓｒの最終サイジングを提供し、高い力が生じることによって十分に規定された圧縮及び成形を実施することができる（図７）。
【００４９】
前記サイジング工程後に、舌部１０がスリット形材ＳｒのスリットＺから完全に引き抜かれるまで、マンドレル８を垂直に吊り上げる。その後か、又は、同時に、スリットＺの長手方向縁部が接触し、突合せ(I-stoss)接合部を形成するまで、ツールパート２，３を互いに向かって移動させる。その後で、マンドレル８を静止位置中へ水平に移動させる（図８）。
【００５０】
前記突合せ接合部の領域において、レーザー溶接デバイス１１によって長手方向縁部を一緒に溶接し、長手方向に方向シーム溶接された管状中空形材Ｒを製造する（図９）。
【００５１】
前記管状中空形材Ｒの形状を更に修正するために、内部高圧成形を実施する。この目的のために、中空形材Ｒの末端部を水圧密封シリンダ（図示せず）で密封し、そして、これらのシリンダを通じて、成形に十分な圧力である作動流体で中空形材Ｒを充填する。前記加工の間で、適当な支持手段（図示せず；例えば、ストップ１７，１８）によって、中空形材Ｒのシームエリアを不必要な隆起から保護する。一方で、ツールパート２，３を、それらの位置でロックする。中空形材Ｒを長手方向に押し出すことが必要な場合には、この目的のために密封シリンダを使用することができる（図１０）。
【００５２】
圧力を放出し、作業液体を流し出し、そして、ツールパート２，３をそれらの開始位置へ離して移動させた後で、完成した管状中空形材Ｒを取り除くことができる。
【符号の説明】
【００５３】
１・・・中空形材Ｒを製造する装置；２，３・・・ツールパート；４，５・・・窪み；
６，７・・・窪み４，５の内側表面；８・・・マンドレル；９・・・窪み；
１０・・・舌部；１０ａ・・・舌部１０の上側部分；
１０ｂ・・・舌部１０のショルダー；１１・・・レーザー溶接デバイス；
１２・・・キャリア；１３・・・後成形ローラー；１４・・・パッド,ローラー；
１５・・・間隔；１５ａ・・・窪み；１６・・・保持ビーム；
１６ａ・・・保持ビーム１６の上面；１６ｂ・・・保持ビーム１６の保持スリット；
１７，１８・・・ストップ；１９・・・間隔；Ｂ・・・シートメタルブランク；
Ｆ・・・溶接の方向；Ｇ・・・ベースプレート；Ｍ・・・装置１の中心線；
Ｒ・・・中空形材；Ｓｒ・・・スリット形材；Ｚスリット形材Ｓｒのスリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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