(57)【要約】  車両上又は車両のために適用され、車両に組立てられた時に車両の外殻を構成する、金属薄板部品（１１、１２）の複合体であって、複合体が、ａ）第１の外殻領域（１１ａ）を形成し、第１の外殻領域（１１ａ）から屈曲移行部（１１ｂ）を介して複合体の内側へ突出している第１の接合領域（１１ｃ）を含む第１の金属薄板部品（１１）と、ｂ）第２の外殻領域（１２ａ）を形成し、第２の外殻領域（１２ａ）から複合体の内側へ突出している第２の接合領域（１２ｃ）を含む第２の金属薄板部品（１２）であって、第２の接合領域（１２ｃ）が第１の接合領域（１１ｃ）に対向している、金属薄板部品（１２）と、ｃ）金属薄板部品（１１、１２）が結合される溶接又は半田付け継ぎ目（１７）を含み、ｄ）継ぎ目（１７）が第１の外殻領域（１１ａ）から離間されて第１の接合領域（１１ｃ）内に形成されたフランジエッジ（１１ｄ）に沿って又は平行に延び、フランジ（１１ｅ）がフランジエッジ（１１ｄ）に沿って第１の接合領域（１１ｃ）から逸れている、金属薄板部品（１１、１２）の複合体。
2010516531.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両上又は車両のために適用され、車両に組立てられた時に車両の外殻を構成する、金属薄板部品（１１、１２）の複合体であって、
前記複合体が、
ａ）  第１の外殻領域（１１ａ）を形成し、前記第１の外殻領域（１１ａ）から屈曲移行部（１１ｂ）を介して前記複合体の内側へ突出している第１の接合領域（１１ｃ）を含む第１の金属薄板部品（１１）と、
ｂ）  第２の外殻領域（１２ａ）を形成し、前記第２の外殻領域（１２ａ）から前記複合体の前記内側へ突出している第２の接合領域（１２ｃ）を含む第２の金属薄板部品（１２）であって、前記第２の接合領域（１２ｃ）が前記第１の接合領域（１１ｃ）に対向している、前記金属薄板部品（１２）と、
ｃ）  前記金属薄板部品（１１、１２）が結合される溶接又は半田付け継ぎ目（１７）
を含み、
ｄ）  前記継ぎ目（１７）が前記第１の外殻領域（１１ａ）から離間されて前記第１の接合領域（１１ｃ）内に形成されたフランジエッジ（１１ｄ）に沿って又は平行に延び、フランジ（１１ｅ）が前記フランジエッジ（１１ｄ）に沿って前記第１の接合領域（１１ｃ）から逸れている、
金属薄板部品（１１、１２）の複合体。
【請求項２】
前記フランジ（１１ｅ）が前記第２の接合領域（１２ｃ）から逸れており、前記接合領域（１１ｃ、１２ｃ）が前記フランジ（１１ｅ）と共に二股に分岐した断面形状を形成する、
請求項１に記載の複合体。
【請求項３】
第２のフランジエッジ（１２ｄ）が前記第２の接合領域（１２ｃ）内に形成され、フランジ（１２ｅ）が前記第１の金属薄板部品（１１）の前記フランジ（１１ｅ）から離れて前記第２の接合領域（１２ｃ）から前記第２のフランジエッジ（１２ｄ）に沿って逸れており、前記溶接又は半田付け継ぎ目（１７）が前記フランジエッジ（１１ｄ、１２ｄ）の少なくとも一つに沿って又は平行に延びている、
請求項１又は請求項２に記載の複合体。
【請求項４】
前記第２の接合領域（１２ｃ）も、屈曲移行部（１２ｂ）を介して前記第２の外殻領域（１２ａ）から突出している、
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の複合体。
【請求項５】
前記第１の外殻領域（１１ａ）が、連続的に、又は、好ましくは、付属部品を収容するための凹みを形成する段付き移行部を介して、前記第２の外殻領域（１２ａ）へ延出している、
請求項４に記載の複合体。
【請求項６】
前記接合領域（１１ｃ、１２ｃ）が、細い隙間を形成し、又は、少なくとも線部、好ましくは、ストリップに沿って、互いに突合わされており、前記隙間、線部、又はストリップが、前記第１の金属薄板部品（１１）の前記屈曲移行部（１１ｂ）と前記溶接又は半田付け継ぎ目（１７）の間を延びている、
請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の複合体。
【請求項７】
前記複合体（１１、１２、１７）が、自動車の外殻の部品、好ましくは、ハッチバックやトランクリッドなどの車体の可動付属部品であり、前記金属薄板部品（１１、１２）の一つ（１２）が、好ましくは、上殻部であり、他の一つ（１１）が下殻部である、
請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の複合体。
【請求項８】
ａ）  第１の金属薄板部品（１、１１）が、殻領域（１ａ〜ｅ、１１ａ〜ｅ）、前記殻領域内のフランジエッジ（１ｄ、１１ｄ）、及び前記殻領域の隣接している部分（１ａ〜ｃ、１１ａ〜ｃ）から前記フランジエッジ（１ｄ、１１ｄ）に沿って突出しているフランジ（１ｅ、１１ｅ）によって成形され、
ｂ）  前記第１の金属薄板部品（１、１１）及び第２の金属薄板部品（２、１２）が、前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）を成形するため、又は、前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）が成形された後、接合位置において互いに固定され、
ｃ）  前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）が、溶接又は半田付けによって、前記フランジエッジ（１ｄ、１１ｄ）に沿って又は平行に前記接合位置において互いに結合される、
ことを含む前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の接合方法であって、
ｄ）前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）が、前記殻領域（１ａ〜ｅ、１１ａ〜ｅ）の前記隣接している領域（１ａ〜ｃ、１１ａ〜ｃ）と共にプレス機において、又は、前記殻領域（１ａ〜ｅ、１１ａ〜ｅ）が成形された後にフランジ成形によって、成形される接合方法。
【請求項９】
前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）が、フランジ成形要素（５、１０、２０）を前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）へ押圧し、前記第１の金属薄板部品（１、１１）に対して前記フランジ成形要素（５、１０、２０）を前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）の長手方向において、又は前記長手方向に交差するように、移動させ、前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）を前記フランジエッジ（１ｄ、１１ｄ）の周囲に折曲させることによって、フランジ成形される、
請求項８に記載の接合方法。
【請求項１０】
前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）が、前記フランジ成形要素（５、１０）を形成するフランジ成形ローラによってフランジ成形される、
請求項８又は請求項９に記載の接合方法。
【請求項１１】
前記フランジ（１１ｅ）が、前記フランジ成形要素（２０）を形成するフランジ成形加工型、好ましくは、エンボス加工型によって、フランジ成形され、前記フランジ成形要素（２０）が前記フランジエッジ（１１ｄ）の長さより長い部分に沿って延出される、
請求項９に記載の接合方法。
【請求項１２】
前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）が、輪郭本体（３、１３）の縁部（３’、１３’）の周囲にフランジ成形される、
請求項８〜請求項１１のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１３】
前記フランジ（１ｅ、１１ｅ）が、フランジ成形中、輪郭本体（３、１３）に押圧される、
請求項８〜請求項１２のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１４】
前記第１の金属薄板部品（１、１１）が、前記輪郭本体（３、１３）によって前記接合位置において固定される、
請求項１２又は請求項１３に記載の接合方法。
【請求項１５】
前記輪郭本体（３、１３）は、フランジ成形中、前記第１の金属薄板部品（１、１１）に対して静止しており、その軌道が形成される予定の前記フランジエッジ（１ｄ、１１ｄ）の軌道に追随している縁部（３’、１３’）を含む、
請求項８〜請求項１４のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１６】
前記輪郭本体が、フランジ成形中、前記フランジ成形要素と共に前記フランジに沿って移動され、これによって、前記フランジが前記フランジ成形要素とこれと共に移動する前記輪郭本体の間の隙間内に挟持され、そして、前記輪郭本体が好ましくは前記フランジ成形要素のためのカウンターローラである、
請求項９に従属する請求項１３〜請求項１５のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１７】
前記金属薄板部品（１、２）がフランジ成形前には未だ前記接合位置において互いに固定されていない、
請求項８〜請求項１６のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１８】
前記金属薄板部品（１１、１２）がフランジ成形中に前記接合位置において既に互いに固定されている、
請求項９〜請求項１７のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項１９】
前記フランジ（２ｅ、１２ｅ）も、前記第２の金属薄板部品（２，１２）の外周において前記第２の金属薄板部品（２、１２）上のフランジエッジ（２ｄ、１２ｄ）の周囲にフランジ成形され、前記フランジ（２ｅ、１２ｅ）の軌道が前記接合位置における前記第１の金属薄板部品（１，１１）の前記フランジエッジ（１ｄ、１１ｄ）の軌道に追随している、
請求項８〜請求項１８のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項２０】
前記金属薄板部品（１１、１２）の前記フランジ（１１ｅ、１２ｅ）が、同一のフランジ成形ツールを用いて、好ましくは、同一のフランジ成形要素（１０、２０）を用いて、前記フランジ成形ツールの同一経路又は作業周期で、互いから離間されて前記フランジエッジ（１１ｄ、１２ｄ）の周囲においてフランジ成形される、
請求項１９に記載の接合方法。
【請求項２１】
前記第１の金属薄板部品（１、１１）と、必要に応じて、前記第２の金属薄板部品（２、１２）が、フランジ成形中、固定ツール（３、４、１３〜１６）によって前記接合位置において固定され、前記固定が維持されている間に溶接又は半田付けが実行される、
請求項８〜請求項２０のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項２２】
前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の前記少なくとも一つがある角度で離間されている周囲接合領域（１ｃ、２ｃ、１１ｃ、１２ｃ）を含み、前記フランジ（１ｅ、２ｅ、１１ｅ、１２ｅ）が前記接合領域（１ｃ、２ｃ、１１ｃ、１２ｃ）内でフランジ成形によって折曲され、好ましくは、断面視において、前記接合領域（１ｃ、２ｃ、１１ｃ、１２ｃ）が前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の前記少なくとも一つの隣接している領域（１ａ、２ａ、１１ａ、１２ａ）から突出している角度方向と同一の角度方向に折曲される、
請求項８〜請求項２１のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項２３】
前記フランジ（１ｅ、２ｅ）が一段だけ折曲されるか、又は、第１の工程において第１の角度だけ折曲され、第２の次の工程において第２の角度だけ更に折曲される、
請求項８〜請求項２２のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項２４】
前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）は、車両の外殻に使用され、前記車両において組み立てられた時、外側可視領域を形成する、
請求項８〜請求項２３のいずれか一項に記載の接合方法。
【請求項２５】
前記金属薄板部品（１１、１２）が、既に成形されているか又はこれから成形される予定の前記第１の金属薄板部品（１１）の前記フランジエッジ（１１ｄ）、好ましくは、既に成形されているか又はこれから成形される予定の前記第２の金属薄板部品（１２）の前記フランジエッジ（１２ｄ）が前記可視領域に達しないように、前記接合位置において固定され、及び、前記可視領域に達しない又は外側から目視できない溶接又は半田付け継ぎ目（１７）が、溶接又は半田付けによって、前記フランジエッジ（１１ｄ）に沿って形成される、
請求項２４に記載の接合方法。
【請求項２６】
金属薄板部品を接合するための装置であって、
ａ）  前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の少なくとも一つが加工位置に固定される固定ツール（３、４、１３〜１６、２３〜２５）と、
ｂ）  フランジ成形ツール（５、６、１０、２０）と、
ｃ）  溶接又は半田付けツールと、
ｄ）  前記経路に追随するフランジエッジ（１ｄ、２ｄ、１１ｄ、１２ｄ）に沿って前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の前記少なくとも一つをフランジ成形して、次に、溶接又は半田付けによって前記フランジエッジに沿って前記金属薄板部品を互いに結合するために、前記固定ツール、前記フランジ成形ツール、及び前記溶接又は半田付けツールの少なくとも一つに対して、空間座標系上で予め画定された経路に沿って移動され得るアクチュエータと、
ｅ）  前記経路に沿って少なくとも一つの前記アクチュエータの動作を自動的に制御するための制御手段と、を含む、
金属薄板部品を接合するための装置。
【請求項２７】
前記フランジ成形ツールが、フランジ成形中に前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）を押圧して、中心領域から、前記経路を横切って、前記金属薄板部品から、前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の両側に向かってテーパ状に離間されたフランジ成形部分を有するフランジ成形要素（５、６、１０、２０）を含む、
請求項２６に記載の装置。
【請求項２８】
前記フランジ成形ツールが、軸方向中心領域から前記軸方向端部の対向側面に向かって、好ましくは、それぞれが円錐形に、漸減する外径を有するフランジ成形ローラ（５、６、１０）を含む、
請求項２６又は請求項２７に記載の装置。
【請求項２９】
前記固定ツールが、形成される予定の前記フランジエッジ（１ｄ、２ｄ、１１ｄ、１２ｄ）の軌道に追随するように成形される縁部（３’、４’、１３’、１４’）を有する少なくとも一つの輪郭本体（３、４、１３、１４）を含み、これによって、前記輪郭本体の縁部（３’、４’、１３’、１４’）の周囲に前記金属薄板部品（１、２、１１、１２）の前記少なくとも一つがフランジ成形される、
請求項２６〜請求項２８のいずれか一項に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶接又は半田付けによって形成される金属薄板部品の複合体に係り、更に、本発明は、金属薄板部品が溶接又は半田付けによって互いに結合される金属薄板部品の接合方法、接合方法を実行するために好適な接合ツールに関する。複合体は、車両の部品であって、車両、好ましくは、自動車の外殻を構成する。例えば、複合体は、車体に固定的に組立てられる部品、即ち、一体部品、即ち、具体的には、車体に予め組み立てられた又は後から組み立てられる付属品であってよい。
【背景技術】
【０００２】
金属薄板部品を互いに溶接又は半田付けするために、金属薄板部品は、フランジと、フランジの各々がこれに沿って金属薄板部品の隣接領域からある角度で突出するフランジエッジによって成形される。金属薄板部品は、接合位置において互いに固定され、溶接又は半田付けによってフランジエッジに沿って互いに結合される。従来、金属薄板部品は、深絞り加工によってプレス機において成形されてきた。屈曲フランジ、及び、一般に、プレス機のプランジャのための面取り（アンダーカット）を形成するフランジが原因の問題が発生している。フランジエッジの長手方向及び局所的断面の画定が溶接又は半田付け結合の品質が左右されてきた。特に、自動車の製造において、このようにして結合される金属薄板部品が外側から可視である場合、溶接と半田付けによる結合は致命的である。溶接と半田付けによる継ぎ目に凸凹が発生すれば、再加工に経費が掛かり、製品が不合格品と認定されることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、溶接と半田付けによる金属薄板部品の結合を容易にし、このような金属薄板部品の複合体の外観を向上させることであり、好ましくは、結合の品質の向上を図るものである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、複合体と、第１の金属薄板部品と第２の金属薄板部品、必要であれば、一枚以上の金属薄板部品が溶接又は半田付けによって結合される接合方法に関する。
【０００５】
組み立てられた状態において、即ち、複合体が、車両の外殻を構成する場合、第１の金属薄板部品が外殻の第１の領域を形成し、第２の金属薄板部品が外殻の第２の領域を形成する。これらは、これ以降、第１の外殻領域及び第２の外郭領域と称される。第１の外殻領域及び第２の外殻領域は、車両の外側から目に見えるため、第１の外殻領域と第２の外殻領域の間の移行部の外観はきわめて重要である。
【０００６】
本発明によれば、第１の金属薄板部品は、第１の外殻領域の外部表面から離間されて第１の外殻領域から複合体の内側まで突出している第１の接合領域を含む。第１の接合領域は、屈曲移行部を介して、第１の外殻領域から突出している。屈曲移行部は、好ましくは、第１の接合領域が、１８０°未満、好ましくは、３０°より大きい角度で、第１の外殻領域から逸れている鋭角縁部である。接合領域は、好ましくは、３０°〜１２０°の角度で、第１の外殻領域から突出する。第２の金属薄板部品は、第２の外殻領域から複合体の内側に向かって突出して第１の接合領域に対向している第２の接合領域を含み、これにより、金属薄板部品が、二つの接合領域が対面するように配置されている。接合領域は、外殻領域から内側で少なくとも部分的にオーバーラップしている。溶接又は半田付け継ぎ目は、外殻領域から離間されて延びている。継ぎ目は、外から見えないか、又は、外から見えにくくなる。本発明は、結合継ぎ目を隠れ継ぎ目として形成する。したがって、継ぎ目の外観は致命的ではなくなる。
【０００７】
接合方法において、金属薄板部品は、接合位置において互いに固定される。接合位置において、第１の接合領域が第２の接合領域に突合わされて、少なくとも接合領域の細長い切れ（ストリップ）に沿って突合せ継ぎ手が得られるか、又は、接合領域がわずかに離間されて互いに対向するようになる。接合領域は、屈曲移行部の長手方向において互いに追従し、これにより、互いに接触しながら又は互いからわずかに離間されて、一つの形状を他の形状に合わせるようにして、成形される。接合位置において金属薄板部品は、溶接又は半田付けによって、好ましくは連続的に、好ましくは、金属薄板部品の移行部の長さの少なくとも大部分に対して延出する溶接又は半田付け継ぎ目によって、接合領域において互いに結合される。
【０００８】
第１の金属薄板部品は、第１の接合領域を延びるフランジエッジから逸れて、フランジは、フランジエッジから突出し、フランジエッジの反対側で境界付けられる金属薄板領域と共に、１８０°未満、好ましくは３０°より大きな角度で、第１の金属薄板部品を取り囲む。これに沿って金属薄板部品が結合されるフランジエッジは、第１の外殻領域から、ある距離を離間されて、第１の接合領域内に形成される。フランジの断面は、直線形、又は、基本的にフランジエッジまで測定した高さ全体にわたって、若しくは、フランジエッジの直近のみにおいて、屈曲している。わずかな曲径のみを有する鋭角的フランジエッジが有利である。金属薄板部品は、接合位置において互いに固定される。前記接合位置において、金属薄板部品は、フランジエッジに沿って互いに突合わされ、フランジエッジに沿って突き合わせ継ぎ手が得られる。即ち、金属薄板部品は、フランジエッジまで測定した時のわずかな距離だけ離間されて、フランジエッジに沿って、互いに対向している。第２の金属薄板部品は、フランジエッジの長手方向の輪郭に合わせられ、これにより、接触するか又はわずかに離間されて、フランジエッジの形状に追従するように成形される。接合位置における金属薄板部品は、溶接又は半田付けによって、好ましくは連続的に、好ましくはフランジエッジの長さの少なくとも大部分を延出している溶接又は半田付け継ぎ目によって、並列に、又は、好ましくはフランジエッジに沿って、互いに結合される。
【０００９】
継ぎ目がフランジエッジに沿って延びている場合は有利である。しかしながら、フランジエッジは、継ぎ目に対して大まかに配向しているにすぎない。このような実施の形態において、継ぎ目が、フランジエッジからわずかに離間されて、好ましくはフランジエッジと並列に、延びていることが最も好ましい。しかしながら、基本的には、継ぎ目が隠されており、即ち、第１の金属薄板部品の屈曲移行部にも第２の金属薄板部品の屈曲移行部にも達し得ない場合、継ぎ目は、フランジエッジと第１の外殻領域と第１の接合領域の間に形成された屈曲移行部の間のどこを通過してもよい。例えば、継ぎ目は巻付けられてもよい。他の実施の形態におけるように、継ぎ目は、外側から見えないようにするために外殻領域から離間されて延びている。継ぎ目を更に確実に隠すために、接合領域が互いに突合わされ、継ぎ目と外殻領域の間に非常に細い隙間を形成することが好ましい。しかしながら、これは、全ての他の実施の形態に対しても有利である。
【００１０】
突出フランジを有するフランジエッジは、継ぎ目を正確に予め画定するため、又は、その接合領域内で金属薄板部品のいずれかを補強するために有利である。
【００１１】
好ましくは、フランジは第２の接合領域から逸れている。複合体は結合継ぎ目の近傍においてその断面形状が二股に分かれている。第１の金属薄板部品のフランジと第２の接合領域は漏斗型を形成し、継ぎ目は漏斗の先端を形成している。第２の接合領域には、好ましくは、第２の接合領域内に第２のフランジエッジが設けられているが、第２の接合領域は、断面視による継ぎ目の高さにおいて、単に直線形であってもよいし、又は、ゆるやかに湾曲していてもよい。
【００１２】
第１の接合領域は、好ましくは、わずかな曲径を有する鋭角縁部である屈曲移行部に沿って逸れている第１の金属薄板部品の周囲ストリップであることが有利である。本発明の好ましい実施の形態によって成形されたフランジエッジは、屈曲移行部に対して任意に配向されてよいが、具体的には、移行部と並列に延びてよい。好ましくは、フランジは、接合領域が隣接している第１の外殻領域から突出している方向と同一の角度方向において折曲される。本発明によるフランジ成形によって、フランジは、接合領域に対して、例えば、３０°、４０°、又は９０°の角度で折曲され得るが、適用可能であれば、より大きな角度や値で折曲することもできる。一変形例において、接合領域が、隣接している金属薄板部品領域から突出している屈曲移行部と接合領域内を延びているフランジエッジは共にフランジ成形によって成形される。第２の金属薄板部品が第１の金属薄板部品の接合領域に対面して、好ましくは、隣接して配置される同様の接合領域を含む場合、そして、金属薄板部品が接合位置で互いに固定される場合、好ましい実施の形態において、第１の金属薄板部品のフランジは、接合領域から離間されて角度付けられ、断面視において、好ましくは、同じく、周囲ストリップである第２の金属薄板部品の接合領域と共に、漏斗型を形成する。溶接又は半田付けの出来映えを更に改良するために、第２の金属薄板部品の接合領域も、本発明によってフランジ成形されることが有利である。この場合、二枚の金属薄板部品は、接合領域を介して互いに対向するように固定され、二つのフランジ成形されたフランジは、接合領域が、好ましくは互いに突合わされている、好ましくはＶ字型を形成するように、互いに離間されて方向付けられている。金属薄板部品のフランジエッジは、わずかに離間して対向しているか又は互いに突合わされている。これによって、正確に画定され、好ましくは、細い接合隙間を、フランジ全体に沿ってフランジエッジの直近又はその上で得ることができ、正確で均一な溶接又は半田付け継ぎ目が形成される。
【００１３】
金属薄板部品は、それぞれ、例えば、深絞り加工、エンボス加工などの塑性変形加工によってプレス機械において形成することができ、第１の金属薄板部品のフランジと第２の金属薄板部品の（必要に応じて形成されてもよい）フランジを含む。成形された金属薄板部品は、接合位置において一つの金属薄板部品が他の金属薄板部品に対して固定されるが、具体的には、接合領域は、対面して両接合領域の間に細い隙間を形成し、少なくともライン、好ましくは、ストリップに沿って、好ましくは突合わされる。隙間、線部、又はストリップは、第１の金属薄板部品の屈曲移行部と溶接又は半田付け継ぎ目の間を延びる。細い隙間又は突合わせストリップは、好ましくは、結合継ぎ目から、第１の外殻領域から第１の接合領域が突出している屈曲移行部まで、延出している。
【００１４】
或いは、第１の金属薄板部品のフランジと第２の金属薄板部品の必要に応じて設けられるフランジは、外殻領域が、例えば、深絞り加工などの従来の塑性変形の形削り加工で成形された後、フランジ成形によって成形することもできる。
【００１５】
フランジ成形は、好ましくは、フランジ成形要素によって実行される。フランジ成形要素は、フランジエッジの長手方向に移動し、この移動の間、好ましくは、フランジエッジの一端から他端まで移動した時に永久に、フランジに押圧される。フランジは、このようにして、長手方向に漸進するフランジエッジの周囲で折曲される。フランジ成形の間、フランジ成形要素は、好ましくは、フランジエッジに沿って連続的に前方移動される。フランジエッジは、フランジ成形の前から既に備えられていてよいし、前記フランジエッジの周囲で更に折曲されるだけでもよい。しかしながら、フランジ成形は、フランジ成形によって一回目に作成される予定のフランジエッジの周囲にフランジを折曲するために特に好適である。好ましくは、一つ以上の凹み、空洞、３次元の隅部領域などを含む可能性のある３次元の湾曲構造としてフランジ成形するために、金属薄板部品が既に提供されている場合、必要に応じてフランジにも当てはまるが、第一回目とその後でフランジエッジを成形することは、金属薄板部品がプレス機械で成形され、仕上がり後のフランジによって面取り（アンダーカット）が形成されていた従来の塑性変形加工を簡単化することができる。フランジ成形要素が成形される予定のフランジエッジの長手方向に移動されるフランジ成形加工を用いることによって、様々なたとえ非並列の軸でもその周囲での成形が可能となり、したがって、あらゆる方向に屈曲されるフランジエッジの周囲での成形が可能となる。
【００１６】
このようなフランジ成形がフランジエッジ及びフランジを成形するためにもたらす精度は、一回以上の屈曲を記述するフランジエッジには、特に有利である。これは、フランジ成形がフランジエッジの全長に対して空間的に制限される局所的ゾーン内の金属薄板部品上で作用されること、及び、フランジ成形によって塑性成形の正確さに有効に作用する引っ張り状態が効果的な場所に広がるという事実によって裏付けられる。更に、フランジは、複数段、例えば、各段が２０°〜４５°の角度を成す２段において、なめらかに折曲される。このフランジは、加工時間を最小とするために、好ましくは、単一段、又は二段において、フランジ成形される。個々のフランジ成形工程は、それぞれの場合において異なる角度位置でフランジを移動させる同一フランジ成形要素の別個の経路において、又は、形状や角度位置が異なる多数のフランジ成形要素によって、実行され得る。多数のフランジ成形工程は、長手方向に沿って連続的であるが同じ経路でフランジを継ぎ手式に移動させ、同じツールヘッドに、好ましくは、回転可能に取り付けられる、二つの、又は、必要に応じて、それ以上のフランジ成形要素によって単一経路で実行可能である。欧州特許１６８５９１５Ａ１は、このような好ましいフランジ成形ツールを開示している。いくつかのフランジ成形要素はツールヘッド上に配置されてもよいが、具体的には、フランジ成形要素の各々が自動的に作動位置に移動される間、少なくとも一つの他の又はいくつかのその他のフランジ成形要素は非作動位置に移動される。このような実施形態において、ツールヘッドは、一つの部分が少なくとも一つの他の部分に対して移動可能であるとともにフランジ要素のうちの一つ以上を担持する、少なくとも二つの部分を含む。欧州特許１４２０９０８Ｂ１は、このような実施の形態の例を開示している。
【００１７】
フランジは、圧延フランジ成形によって特になだらかに折曲され得る。したがって、好ましい実施の形態において、フランジ成形要素はフランジ成形ローラである。しかしながら、基本的には、フランジ成形の間、フランジ上で長手方向に摺動するだけの摺動片であってもよいため、フランジは、いわゆる、摺動式フランジ成形によって屈曲される。フランジが多数のフランジ成形工程において屈曲される場合、各工程は、好ましくは、フランジ成形ローラを用いた圧延フランジ成形工程である。
【００１８】
或いは、フランジ成形は、フランジエッジの周囲にフランジを屈曲させるために、フランジエッジの長手方向と交差して移動するフランジ成形要素によって実行され得る。フランジ成形要素は、フランジエッジの大きいほうの長さに対して、好ましくは、フランジエッジの長さのほとんど又は全てに対して、フランジエッジと平行に延出しているフランジ成形型である。フランジ成形は、好ましくは、エンボス加工である。
【００１９】
溶接又は半田付け継ぎ目のコース（軌道）を画定するフランジエッジが延びる接合領域は、金属薄板部品が、例えば、深絞り加工や他の加工などの塑性変形加工によって成形された後に、引き続いてフランジ成形のみによって同様に生成され得る。これはまた、従来の成形加工を改良する。更に、金属薄板部品は、互いの上でより密着して積層される。
【００２０】
金属薄板部品は、互いに対して静止状態で固定され、フランジ成形要素は、成形される予定のフランジエッジの長手方向に交差して移動されるか、又は、好ましくは、フランジエッジの長手方向に沿って漸進する。或いは、フランジ成形要素は静止された状態維持されてもよいし、金属薄板部品を互いに固定させる固定ツールは、フランジエッジに対して交差するように又は成形される予定のフランジエッジの軌道に沿って長手方向に又はより厳密にはフランジエッジの軌道を画定しながら、移動される。フランジ成形要素が静止した状態で保持される例は、ドイツ特許１０３３８１７０Ｃに開示されている。また、溶接又は半田付けするために、金属薄板部品のための固定ツール、または、溶接又は半田付け手段のいずれかが移動可能であり、移動しない方はワークステーションにおいて静止した状態で保持される。フランジ成形要素と溶接又は半田付け手段がそれぞれの金属薄板部品又は二つ以上の金属薄板部品に対して移動されることは、具体的には、フランジ成形要素または溶接又は半田付け手段と固定ツールの両方が互いに調整されながら移動されるということである。
【００２１】
正確で良好に画定されるフランジエッジとは、フランジが輪郭本体の縁部周囲で屈曲された場合に得られる。輪郭本体は、フランジ成形ツールの一部であってよく、長手方向に漸進するフランジに沿って移動される場合、フランジ成形要素と一緒にフランジに沿って移動されてよく、フランジ成形要素とフランジ成形ツールを構成する輪郭本体が両間に隙間を形成してフランジを挟む。力の流れは、フランジ成形ツールの原理から分かるように、一対の舌部と共にフランジ成形ツール内で終焉する。このような実施の形態において、輪郭本体は、具体的には、フランジ成形要素のためのカウンターローラであってよい。同じく、好ましいとされる他の実施の形態において、輪郭本体は、フランジ成形中の第１の金属薄板部品に対して静止しており、このため、フランジ成形要素も、輪郭本体に対して、フランジに沿って前方移動する。このような実施の形態は、フランジ成形型によるフランジ成形にも適している。静止状態の輪郭本体は、フランジの長手方向に延出する縁部を含み、この縁部の輪郭は、形成される予定のフランジエッジの軌道に対応している。フランジエッジの軌道全体は、フランジの長手方向に隣接して配置される多数のこのような輪郭本体によって、又は、フランジの全長に対して延出する単一輪郭本体によって、画定され得る。フランジエッジの領域において、フランジは、折曲されている間、輪郭本体の縁部に常に当接しており、縁部周りにおいて、いわゆる絞り加工される。
【００２２】
好ましい実施の形態において、フランジ成形要素は、輪郭本体の支持表面部分へフランジを押圧する。フランジが多数の段で折曲される場合、最終段では支持部分へ押圧される。輪郭本体は、第１の金属薄板部品に対して静止されていてよい。しかしながら、輪郭本体の支持部分への押圧は、フランジの長手方向に漸進するフランジ成形要素と共に移動される輪郭本体を挟持することを含むことであることが理解されよう。特に好ましくは、フランジは、前述の輪郭本体の縁部の周囲において折曲され、そして、フランジ成形の最後に同一の輪郭本体へ押下げられ、これにより、フランジを折曲する場合の当接エッジとフランジ成形の最後の支持部分の両方が形成される。
【００２３】
有利となる実施の形態において、第１の金属薄板部品は、好ましくは、フランジ成形のために、そして、好ましくは、次の溶接又は半田付けのために、輪郭本体によって、固定されるか、好ましくは、挟持される。これにより、輪郭本体は、カウンターサポートと一緒に、第１の金属薄板部品のための固定ツールを形成する。一つ以上の更なるこのような輪郭本体がフランジエッジに沿って配置された場合、輪郭本体は、カウンターサポートと一緒に第１の金属薄板部品のために固定ツールを形成し、一つ以上の更なる輪郭本体の場合、必要に応じて、一つ以上の更なる輪郭本体に対して一つ以上の更なるカウンターサポートと一緒に第１の金属薄板部品のための固定ツールを形成する。
【００２４】
フランジエッジの長手方向またはそれに交差して移動するフランジ成形要素を用いて、その他のフランジ成形工程において、フランジエッジとフランジを形成することは、一般的な溶接又は半田付けによって金属薄板部品の複合体を生成するだけでなく、外側及び内側に対して幾何学的形状や配向が要求される複合体に対して金属薄板部品を形成し接合させるために有利である。しかしながら、このようなフランジ成形と、この後の溶接又は半田付けは、本発明の複合体を生成するために特に好適とされる。
【００２５】
本発明の態様によれば、その他のフランジ成形工程においてフランジエッジ及びフランジを形成するために、本発明は、例えば、少なくとも二つの金属薄板部品、即ち、フランジ成形によって形成され、(当該フランジエッジから）フランジが突出しているフランジエッジを含む第１の金属薄板部品と、フランジエッジに沿って延出している溶接又は半田付け継ぎ目によって第１の金属薄板部品に結合されている第２の金属薄板部品と、から成る金属薄板部品の複合体を含む。第２の金属薄板部品は、好ましくは、フランジ成形によって形成されるフランジエッジを含み、継ぎ目は、フランジエッジに沿って、即ち、断面視でフランジエッジからフランジエッジまで、延出している。同様に、第２の金属薄板部品のフランジエッジは、好ましくは、第１の金属薄板部品について開示されているようなフランジ成形によって成形され得る。金属薄板部品の複合体は、具体的には、請求項７に代替可能なフランジ成形方法を用いて製造され得る。フランジ又は多数のフランジがフランジ成形によって折曲されたという事実は、例えば、長手方向に漸進するフランジ成形要素が（フランジ成形後にフランジを作動させなかった場合にフランジ成形に一般的に発生する）条痕を残したそれぞれのフランジの表面から判断できる。フランジ成形によって、金属シートは、例えば、折曲プレスにおいて折曲された時、又はプレス機械においてエンボス又は深絞り加工された時よりも均一に積層されるため、金属シートの低亀裂密度の材料の微細構造が、例示されている他の絞り加工におけるよりもフランジ成形されたエッジへより均一に持続される。ほとんどの場合、これは、裸眼でも見えるし、少なくとも顕微鏡でも見ることができる。また、フランジ成形されたフランジエッジは、特に良好に画定され、即ち、金属薄板部品から金属薄板部品まで同一の軌道、さらに、その軌道に沿った同じ場所で同じ断面形状を展開する。継ぎ目の品質と全体としての結合の品質は、金属薄板部品が、接合位置において好ましくはフランジ成形ツールの同一経路において、更にもっと有利には同一のフランジ成形要素を用いてフランジ成形された場合、更に向上する。溶接又は半田付けツールが、配置され、フランジエッジに沿って移動され、好ましくは、溶接又は半田付け材料を追加することによって、結合継ぎ目を生成すると共に、フランジ成形加工の固定が保たれる。その後、中間の工程を必要とせずに、溶接又は半田付けが直接行われる。
【００２６】
金属薄板部品は、フランジエッジ又は複数のフランジエッジを含んで、互いから離間されて、レーザ又は半田付け手段の固定ツール内の接合位置において互いに固定され、フランジエッジに沿って、溶接又は半田付けされて、成形され、好ましくは、完全に成形される。好ましい展開において、第１の金属薄板部品は、本発明によるフランジ成形のための第１の固定ツール内の第１の金属薄板部品を溶接又は半田付けのための別の第２の固定ツールに再び固定する必要がないようにフランジ成形され、一旦フランジ成形されると、第２の金属薄板部品に、必要があれば、溶接又は半田付けによって同一固定ツール内の一つ以上の更なる金属薄板部品に、再固定を必要とせずに永久的及び固定的に結合される。第１の変形例において、第１の金属薄板部品は、最初に固定され、独立してフランジ成形される。このフランジ成形の後、第２の金属薄板部品が、まだ固定されている第１の金属薄板部品に対する接合位置において固定され、接合位置において両金属薄板部品が溶接又は半田付けによって互いに結合される。この変形例は、フランジ成形が溶接又は半田付けのために第２の金属薄板部品にフランジエッジを形成しない場合に特に有用であり、そのような場合に実際に具体化されてもよい。溶接又は半田付けのためのフランジエッジが両金属薄板部品上でフランジ成形された場合、再固定する必要がないように、二つの同一の固定ツールによって、フランジ成形された接合位置において金属薄板部品を固定するために、第１の金属薄板部品のための固定ツールと第２の金属薄板部品のための固定ツール、フランジ成形するためにそれぞれ別個に提供されてもよい。特に有利な第２の変形例において、第１の金属薄板部品と第２の金属薄板部品、及び、適用可能であれば、一つ以上の更なる金属薄板部品が互いに接合位置において固定され、溶接又は半田付けのために必要とされるフランジエッジがフランジ成形され、再固定する必要がないように、金属薄板部品は、このように作成されたフランジエッジに沿って溶接又は半田付けによって互いに固定的に結合される。第２の変形例による方法は、互いに結合される予定の金属薄板部品のすべてがフランジ成形されるわけではなく、例えば、第１の金属薄板部品のみがフランジ成形される場合にも有利である。また、第２の変形例は、金属薄板部品が固定ツール内で互いに対して接合位置において固定され、フランジ成形のみが行われ、固定が解除されて、金属薄板部品が異なる固定ツールにおいて固定されるか又は後から同一固定ツールにおいて再固定されて、互いに溶接又は半田付けされる場合にも有利である。
【００２７】
互いに結合される予定の金属薄板部品の少なくとも一つを、例えば、溶接又は半田付け手段などの接合手段の固定ツーツ内に直接固定することは、複合体の金属薄板部品の少なくとも一つがそれぞれの接合技術のために特別に成形される必要がある場合に金属薄板部品の複合体の連続製造において一般的に有利である。従って、本発明の出願人は、別の適用を再固定する必要のない接合方法に向かわせる権利を確保している。即ち、溶接又は半田付けは好ましい接合技術であり、フランジ成形は好ましい成形技術であるが、本発明の概念はこれらの技術に限定されるものではないということである。これにより、本発明によるフランジ成形は、製造される予定のフランジエッジ及びフランジの形状が許容すれば、例えば、金属薄板部品に対して静止しておりフランジエッジの長手方向に対して交差する方向のみに移動するツールによる単純な折曲等の異なる屈曲加工によってのみ、異なる塑性変形加工を代替として用いることもできる。
【００２８】
溶接又は半田付け方法のなかでも、レーザによる溶接又は半田付けが好ましいとされる。ガスシールド溶接も好ましい溶接方法である。溶接は、溶接材料、具体的には、溶接ワイヤを追加することによって好ましくは実行されるが、基本的には材料を追加せずに実行されてもよい。
【００２９】
本発明は、陸、海、空における車両の製造の連続生産に有利であるが、自動車の生産のために特に有利である。しかしながら、基本的に、本発明は、車両の生産のみに限定されない。自動車の外殻、例えば、ドア、エンジンボンネット、トランクリッド、及びハッチバックなどの可動付属部品又は固定的に組み立てられた車体の金属薄板を構成する溶接及び半田付け結合の品質に対してさらなる要求が高まっている。安定性及び耐食性以外に、完璧な外観も要求されている。本発明による金属薄板部品の複合体は、これらの高度な要求レベルに応えるべく提供されている。
【００３０】
本発明は、さらに、固定ツールと、フランジ成形ツールと、溶接ツール又は半田付けツールと、一つ以上の空間移動するアクチュエータと、一つ以上のアクチュエータと溶接又は半田付けツールのための制御手段と、を含む、金属薄板部品を接合するための装置に関する。
【００３１】
固定ツールは、本発明によるフランジエッジが成形される少なくとも一つの金属薄板部品をフランジ成形に適した加工位置において固定することができるように設計されている。固定ツールはそのための輪郭本体を有利に含む。固定ツールは、好ましくは、溶接又は半田付けの間に金属薄板部品を固定するためにも使用される。基本的には、別個の固定ツールは、金属薄板部品をフランジ成形中及び溶接又は半田付け中に固定するそれぞれの場合に提供され得る。フランジエッジが少なくとも一つの他の金属薄板部品上でフランジ成形されることによって成形される場合、上記に述べたように、この他の金属薄板部品のための更に固定ツールを含むこともある。好ましい実施の形態において、固定ツールは、溶接又は半田付けとフランジ成形のために金属薄板部品を固定するために必要とされる全ての固定要素及び輪郭本体を有するが、輪郭本体又は複数の輪郭本体が二重機能において一つ以上の固定要素を形成することもできる。
【００３２】
フランジ成形ツールは、フランジ成形要素を含むツールヘッドを含む。好ましくは、フランジ成形要素は、ツールヘッドに回転可能に取り付けられるフランジ成形ローラである。フランジ成形が多数の経路において実行される場合、更なるこの種のフランジ成形ツールが設けられてよいし、又は、同じツールヘッド上に更なるこの種のフランジ成形ツールが設けられてよい。フランジ成形要素は、フランジを移動させるときに形状又はその角度位置を異ならせることができ、このような異なる形状や角度位置を組み合わせて、フランジを移動させることができる。フランジ成形ローラは、単なる円筒形のローラであってよいし、或いは、一つの軸方向側面に向かってテーパ状にされてもよい。即ち、ローラの一端が対向する側面に向かって漸減する直径を示す。好ましい実施の形態によれば、その直径は、軸方向の中心領域において最大であり、両端に対向する側面に向かって漸減している。具体的には、ローラは、二重円錐台のように形付けられてもよい。円錐形のテーパ形状の代わりに、一つまたは二つの軸方向に対向する側面に向かって漸増する又は漸減する湾曲を成すようにテーパ状にされてもよい。このようなフランジ成形ルーラを用いて、第１の金属薄板部品のフランジと第２の金属薄板部品のフランジは、フランジ成形ツールの単一経路において有利に折曲され得る。汎用されている回転不可能なフランジ成形要素の場合、このようなフランジ成形要素は、フランジ成形中にフランジ成形要素がそれぞれのフランジに対して押圧されるとともに、中心領域から離間され、フランジ成形中の移動方向を横切って、それぞれの金属薄板部品の一側面、好ましくは、両側面までテーパ状にされる、フランジ成形部分を含む。一つのフランジ又は複数のフランジが、一工程からそれ以上の複数工程を経て行われる場合、このようなフランジ成形要素は、各工程を連続的に実行するために有利に提供される。即ち、それぞれのフランジ成形部分がそれぞれの金属薄板部品から離間され、側面にむかってテーパ状にされる勾配が、各フランジ成形要素の勾配とは異なる点で有利である。勾配は、フランジ成形する工程からフランジ成形する工程に掛けてゆるやかになる。即ち、フランジ成形部分は、最初の工程で最大の勾配を示し、最後の工程に対して最小の勾配を示す。
【００３３】
有利な実施の形態において、装置は、フランジ成形ツールのためのアクチュエータと溶接又は半田付けツールのためのアクチュエータを含む。これらのツールは、カップリングによって互換可能であるように同じアクチュエータ上に配置され得る。装置が、それぞれが独立した別個のツールヘッド上に配置されている多数のフランジ成形要素を含む場合、別個のアクチュエータをこれらのツールヘッドごとに設けることができ、或いは、これらのツールヘッドを同じアクチュエータ上で互換性をもって配置することができる。しかしながら、前述したとおり、多数のフランジ成形要素が、同じツールヘッドに配置されてもよい。アクチュエータ又はいくつかのアクチュエータは、好ましくは、一つ以上のロボットのアームである。
【００３４】
或いは、アクチュエータは、フランジ成形のみならず溶接又は半田付けのため固定ツールを移動させることを含むフランジ成形及び溶接又は半田付け工程の間、互いに対して既に固定されている金属薄板部品又は複数の金属薄板部品を移動させるために固定ツールに対して提供されてよい。
【００３５】
制御手段は、アクチュエータ又は複数のアクチュエータ、及び溶接又は半田付けツールに結合されて、アクチュエータ又は複数のアクチュエータの動作を制御し、溶接又は半田付け加工を制御するために設けられており、これによって、本発明の方法が連続生産の条件下でも自動的に実行され得る。この方法が実行される場合、制御手段は、各ツールが成形される予定のフランジエッジの軌道に対応する所定の経路に沿って移動されるように、アクチュエータ又は複数のアクチュエータを制御する。経路は、制御手段のメモリに記憶されており、制御手段は、連続生産における経験値に基づいて記憶された座標を自動更新できるように適合されることが好ましい。経路は、装置の据付位置に対して静止している空間座標系において座標の形態で記憶され得る。フランジ成形が溶接又は半田付けとは異なる場所において実行される場合でも経路は変わらない。予め画定された経路を有する座標系のみが移動及び／または回転される。
【００３６】
本発明の特徴は、従属請求項及びそれらの組み合わせによっても開示されている。
【００３７】
本発明は、以下の例示的な実施の形態において説明される。例示的な実施の形態によって開示される特徴は、個々に、及び特徴を任意に組み合わせることにおいて、請求の範囲の目標及び上記に説明された実施形態を有利に展開している。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】フランジ成形のための加工位置にそれぞれ固定されている第１の例示的な実施形態による金属薄板部品の複合体である二つの金属薄板部品を示す図である。
【図２】フランジ成形された金属薄板部品を示す図である。
【図３】接合位置に固定されると共に溶接によって互いに接合されて金属薄板部品の複合体を形成する、金属薄板部品を示す図である。
【図４】第２の例示的な実施形態による金属薄板部品の複合体のための二つの金属薄板部品を示す図である。
【図５】接合位置で固定され、その接合位置でフランジ成形される第２の例示的な実施形態による金属薄板部品を示す図である。
【図６】接合位置に固定されると共に溶接によって互いに接合されて金属薄板部品の複合体を形成する、第２の例示的な実施形態による金属薄板部品を示す図である。
【図７】第２の例示的な実施形態による複合体を示す断面図である。
【図８】各々が溶接のための接合位置に固定されている、第３の例示的な実施形態による金属薄板部品の複合体のための二つの金属薄板部品を示す図である。
【図９】第３の例示的な実施形態による複合体を示す断面図である。
【図１０】各々が溶接のための接合位置に固定されている、第４の例示的な実施形態による金属薄板部品の複合体のための二つの金属薄板部品を示す図である。
【図１１】フランジ成形位置にあるフランジ成形した後の第４の例示的な実施形態による金属薄板部品を示す図である。
【図１２】接合位置においてフランジ成形された金属薄板部品を示す図である。
【図１３】溶接継ぎ目が金属薄板部品のフランジエッジの片方に沿ってのみ延びている複合体を示す断面図である。
【図１４】溶接継ぎ目が両方のフランジエッジから離間されて延びている複合体を示す断面図である。
【図１５】溶接継ぎ目が一つのフランジから他のエッジにわたされるフランジエッジから内部へ延びている複合体を示す断面図である。
【図１６】フランジエッジが金属薄板部品の一方の接合領域のみに形成されている複合体を示す断面図である。
【図１７】フランジエッジが金属薄板部品の一方の接合領域のみに形成されている複合体を示す断面図である。
【図１８】フランジエッジが金属薄板部品の一方の接合領域のみに形成されている複合体を示す断面図である。
【図１９】金属薄板部品が接合領域の重ね継ぎ上の隅肉（フィレット）継ぎ目によって接合されている複合体を示す断面図である。
【図２０】継ぎ目を巻き付けた複合体を示す断面図である。
【図２１】図２０の複合体を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
図１は、加工位置において輪郭本体３によって挟持される第１の金属薄板部品１、及び、同様に、加工位置において他の輪郭本体４によって挟持される第２の金属薄板部品２を示している。金属薄板部品１及び２上でフランジエッジが成形され、これらのフランジエッジに沿って、金属薄板部品１及び２が互いに溶接されて、金属薄板部品１及び２の複合体を形成する。図１は、金属薄板部品１及び２の各々の金属薄板領域１ａ、１ｂ、１ｃ及び２ａ、２ｂ、２ｃを示しており、金属薄板部品１及び２の各々において、それぞれのフランジエッジとフランジが成形される。フランジは、金属薄板部品１又は２の外周に至るまで及びこの外周を含むそれぞれのエッジに沿って突出している。金属薄板部品１及び２は、これから成形されるフランジエッジを除いて、従来の塑性変形加工、例えば、プレス機械にける深絞り加工によって、最終的に成形されたものである。結合のために設けられる金属薄板領域１ａ〜ｃ及び２ａ〜ｃにおいて、金属薄板部品１及び２は、それぞれ、周囲ストリップ状接合領域１ｃ及び２ｃを含み、周囲ストリップ状接合領域１ｃ及び２ｃは、これらに隣接している金属薄板領域１ａ及び２ａからある角度で突出している。本発明の実施の形態において、二つの周囲接合領域１ｃ及び２ｃの断面は直線形であるが、湾曲形であってもよい。金属薄板部品１及び２は、例示的な実施の形態におけるように鋭角縁部又は移行部１ｂ及び２ｂに沿って移行されてもよいが、ゆるやかに湾曲されて、接合領域１ｃ及び２ｃ内へ移行されてもよい。各場合において、接合領域１ｃ及び２ｃの高さは、縁部まで測定されて求められ、縁部の長手方向において固定も変更も可能である。
【００４０】
輪郭本体３及び４は、金属薄板部品１及び２を加工位置に固定する固定ツールの固定本体である。輪郭本体３は、カウンタ支持体（図示しない)に対して、周囲接合領域１ｃに隣接している金属薄板領域１ａ内で、金属薄板部品１を挟持し、輪郭本体４は、他のカウンタ支持体（これも図示しない)に対して、周囲接合領域２ｃに隣接している金属薄板領域２ａ内で金属薄板部品２を挟持する。フランジエッジは、金属薄板部品１及び２の各々の外周、即ち、指定される輪郭本体３又は４のエッジ３’又は４’の周囲に接合領域１ｃ及び２ｃの各々の外周、輪郭本体３のエッジ３’の周囲に金属薄板部品１の周囲、及び輪郭本体４のエッジ４’の周囲に金属薄板部品２の周囲、を折り曲げることによって、接合領域１ｃ及び２ｃ内で成形される。輪郭本体３及び４のエッジ３’又は４’は、それぞれのフランジエッジの長手方向の向き及び断面形状を予め画定する。輪郭本体３及び４の各々は折曲される前に輪郭本体エッジ３’又は４’に沿って既に周囲接合領域１ｃ又は２ｃに接触しており、それぞれのフランジエッジの向きを画定する。輪郭本体３及び４は各々、接合領域１ｃ又は２ｃとそれぞれの接合領域１ｃ又は２ｃに対向している隣接金属薄板領域の間の金属薄板部品１及び２の内部領域に配置されている。
【００４１】
図２は、それぞれの周囲が折曲された後でまだ加工位置に固定されている金属薄板部品１及び２を示している。折曲によって成形されたフランジエッジは１ｄ及び２ｄで表わされている。金属薄板部品１の折曲された周囲は、フランジエッジ１ｄから逸れてフランジ１ｅを形成し、金属薄板部品２の折曲された周囲は、フランジエッジ２ｄから逸れてフランジ２ｅを形成する。
【００４２】
フランジエッジ１ｄ及び２ｄは、多数の工程の圧延フランジ成形によって成形される。圧延フランジ成形の間、フランジ成形ローラは、フランジ周囲又はフランジ１ｅを長手方向に転動し、フランジエッジ１ｄの周囲において、例えば、４５°の角度で、長手方向に連続的に漸進させながら、フランジ１ｅを折曲させる。この最初のフランジ成形工程の後、フランジ１ｅ（そのフランジ成形工程前は、例示的な実施の形態において、接合領域１ｃの線形延出部として延在していた周囲接合領域１ｃに相当する）は、接合領域１ｃの隣接領域に関して、対応角度、例えば、４５°の角度を成して、方向付けられる。第２の工程において、フランジ１ｅは、第１の工程において予め成形されていたフランジエッジ１ｄの周囲において更に角度を付けて更に折り曲げられ、輪郭本体３に対して押圧されてフランジ１ｅの支え面となる。これによって、金属薄板部品１が最終的にフランジ成形される。金属薄板部品２もフランジエッジ２ｄの周囲において同様にフランジ成形される。
【００４３】
図２は、最終フランジ成形工程の後、まだ加工位置にある金属薄板部品１及び２を示しており、この後、フランジ１ｅ及び２ｅは、輪郭本体３及び４に突合わされる。最終フランジ成形工程においてフランジ１ｅ及び２ｅを折曲するために使用される円筒形のフランジ成形完成ローラ５及び６も示されている。
【００４４】
輪郭本体３及び４の縁部３’及び４’は互いに平行である。フランジ成形ローラは、フランジ成形完成ローラ５を含み、各金属薄板部品１に共通のツールヘッドに回転可能に取り付けられている。ツールヘッドを調整することによって、フランジ成形ローラ（即ち、該当するフランジ成形ローラの各々）を作動位置へ選択的に移動させて運転させることが可能である。各金属薄板部品２のためのフランジ成形ローラは、フランジ成形完成ローラ６を含み、同様に、各金属薄板部品２の他のツールヘッドに継ぎ手式に配置されている。二つのツールヘッドは、空間移動ロボットアームの一端にそれぞれ取り付けられている。空間移動ロボットアームは、輪郭本体３又は４の成形縁部３’又は４’の軌道に対応している所定経路に沿って、制御手段によって自動的に制御され、これによって、フランジ成形ローラは、エッジ３’又は４’のそれぞれに沿って転動する。或いは、フランジエッジ１ｄ及び２ｄは、同一ツールヘッド上に配置された二つのフランジ成形ローラを用いて、又は、両方のタイプの金属薄板部品１及び２に対して同一フランジ成形ローラを用いて連続的に、同じ工程で成形されてもよい。前者の場合、金属薄板部品１及び２は互いに互換可能に配置される必要がある。後者の場合、第１の金属薄板部品１がフランジ成形された後に、ツールヘッドが同じロボットアームの異なる角度位置に取り付けられるか、又は、制御手段が、ロボットアームを、一つのタイプの金属薄板部品１又は２のフランジ成形から他のタイプの金属薄板部品２又は１のフランジ成形へ自動的に切替える。デカルト座標系が好適に選択されて、それぞれの金属薄板部品１又は２に対して固定された場合、経路は、金属薄板部品１及び２のいずれに対しても同一である。
【００４５】
いったんフランジ成形されると、第１の金属薄板部品１と第２の金属薄板部品２が接合位置で互いに位置決めされ、フランジ１ｅとフランジ２ｅが突合わされる。わずかな曲径があるため、非常に細い接合隙間が残るが、フランジエッジ１ｄ及び２ｄは互いにほぼ突合わされる。金属薄板部品１及び２は、突合わせ継ぎ手において互いに溶接されて接合位置で形成される。レーザ溶接ツールは、溶接のために用いられ、ロボットアームに取り付けられ、制御手段によって制御されて、継ぎ手、そして、フランジエッジ１ｄ及び２ｄに沿って、連続的に前方へ移動される。また、ツールは、好ましくは、触覚又は他のセンサーによって接合部を更にスキャンすることによって自らを微調整する。前方に移動している間、レーザ溶接ツールは、接合隙間へ更なる材料を一定して供給し、レーザによって連続的に溶融させる。これが、細い溶接継ぎ目７を形成し、溶接継ぎ目７は、接合隙間を埋め、金属薄板部品１と金属薄板部品２を互いに固定的に結合させ、その上に、隣接している金属薄板材料が溶融される。
【００４６】
固定ツールは、二つの固定半分（ハーフ）を含む。輪郭本体３とそのカウンターサポートを含む一つの固定ハーフは金属薄板部品１を挟持するが、輪郭本体４とそのカウンターサポートを含む他の固定ハーフは金属薄板部品２を挟持する。フランジ成形としては、各固定ハーフは、金属薄板部品１及び２を同時にフランジ成形するための空間を作るために固定ハーフが互いから離間されて移動される加工位置を推定する。フランジ成形の後、固定ハーフは、制御手段によって制御されながら、固定ハーフとまだ固定されている金属薄板部品１及び２が一緒に溶接継ぎ目７のための接合隙間を形成する接合位置を推定可能になるまで、互いに向かって移動される。図１及び図２は、フランジ成形のために好適な加工位置にある固定ハーフを示しており、図３は、接合位置における固定ハーフを示している。加工位置は、固定ハーフが具体的には線形移動であってよい単純な前後移動によって短い距離を一つの位置から他の位置へ移動され得るように、接合位置に対して選択される。一つの位置から他の位置へ変化するために、固定ハーフの片方が移動するだけでよく、もう片方はその接合位置で静止された状態で配置されてよい。
【００４７】
図４及び図６は、第１の金属薄板部品１１及び第２の金属薄板部品１２が溶接によって再び互いに結合される、第２の例示的な実施の形態による第１の金属薄板部品１１及び第２の金属薄板部品１２の複合体の製造方法を示している。金属薄板部品１１及び１２は、それぞれ、周囲接合領域１１ｃ又は１２ｃより大きな面積を有しているそれぞれの金属薄板部品１１又は１２の貝殻状の金属薄板領域１１ａ及び１２ａからある角度で逸れる周囲ストリップ状接合領域１１ｃ及び１２ｃを含む。他の金属薄板領域１１ａ及び１２ａは、それぞれ、一つ以上の大きな曲率の他に、凹みや他の形状特性を含んでいてよい。この点に関して、金属薄板部品１１及び１２は、第１の例示的な実施形態の金属薄板部品１及び２に対応している。
【００４８】
第２の例示的な実施の形態において、金属薄板部品１１及び１２は、フランジ成形するために接合位置において既に互いに固定されており、次の溶接のためにこの位置を推定する。図４は、フランジ成形する前の固定ツールを取り付けていない状態の接合位置において金属薄板部品１１及び１２を示している。図５は、フランジ成形後、接合位置において固定されている金属薄板部品１１及び１２を示している。金属薄板部品１１及び１２は、輪郭本体１３とカウンターサポート１５の間で周囲接合領域１１ｃに隣接している金属薄板領域１１ａ内で金属薄板部品１１を挟持して、輪郭本体１４とカウンターサポート１６の間で周囲接合領域１２ｃに隣接している金属薄板領域１２ａ内で金属薄板部品１２を挟持することによって、屈曲移行部１１ｂ及び１２ｃに隣接している二つの周囲接合領域１１ｃ及び１２ｃの領域に対して均一に互いに突合わされながら、接合位置において固定されている。周囲接合領域１１ｃ及び１２ｃは、全断面がぴったり合うように屈曲移行部１１ｂ及び１２ｂに隣接して成形され、ピンと張らなくても各断面において少なくとも略平行に維持される。
【００４９】
フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄは、接合領域１１ｃ又は１２ｃの外周を他の接合領域１２ｃ又は１１ｃの対向している外周から離間させて折曲することによって、突合わされている接合領域１１ｃ及び１２ｃの各内部において、圧延フランジ成形によって成形される。輪郭本体１３及び１４の縁部１３’及び１４’は、軌道全体にわたって接合位置において同じ高さで互いに平行に対向しており、縁部１３’の周囲で接合領域１１ｃを折曲し、縁部１４’の周囲で接合領域１２ｃを折曲して、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄの輪郭を再び画定することによって、場合によって逸れる周囲フランジ１１ｅ及び１２ｅを得ることができる。フランジ１１ｅ及び１２ｅは、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄまで、断面が例示的な実施の形態においてＶ字型である漏斗状に形成するように互いに対して向かっており、これによって、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄ間に残っている細い接合隙間が漏斗型の先端を形成する。フランジ１１ｅと１２ｅは、それぞれ、金属薄板部品１１又は１２の他の金属薄板領域の方向に４５°以下の角度で、例示的な実施の形態においては、３０°の角度で、それらの周囲ストリップ状領域に対して各々折曲され、即ち、接合領域１１ｃ又は１２及びそれから逸れるフランジ１１ｅ及び１２ｅも、同一角度方向に逸れる。約４５°までの角度のフランジ成形が単一フランジ成形工程、即ち、フランジ成形ローラの単一経路において、短周期で実行することができ、これは、連続生産には特に有利であり、金属薄板材料に安定して作用する。縁部領域においてより安定した構造を成形するために、フランジ１１ｅ及び１２ｅは複数の段で折曲されてもよい。全体として、４５°より大きな角度によってフランジ成形することは、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄをより明確に成形させ、接合隙間をより正確に区切ることを可能にする。従って、全体として４５°より大きい角度によってフランジ成形することは、好ましい選択肢である。このような場合、各フランジは好ましくは二段以上でフランジ成形される。
【００５０】
フランジ１１ｅ及び１２ｅは、同一のフランジ成形ローラによって同一経路においてフランジ成形される。例示的な実施形態において、フランジ１１ｅ及び１２ｅは、単一経路において単一のフランジ成形ローラ１０を用いてフランジ成形される。フランジ成形ローラ１０は、回転軸Ｒのまわりを回転可能であり、フランジエッジの１１ｄ及び１２ｄの方向に剛性又は弾性的に可撓性である、ツールヘッドに取り付けられる。フランジ成形ローラ１０は、等しい直径の大きな端面を介してフランジ成形ローラ１０の軸方向中心で互いに突合わされる二つの円錐台形軸方向部分を含み、これを取り囲むと、矢印状に突き出した先端が形成される。フランジ成形ローラ１０は、フランジ１１ｅ上を転動する図５の左手側に示されている半分とフランジ１２ｅ上を転動する図５の右手側に示されている他の半分を含む。
【００５１】
輪郭本体１３及び１４はそれぞれ、それぞれのフランジ１１ｅとフランジ１２ｅに対して支持表面を形成するために、フランジ成形ローラ１０に対面するとともにフランジエッジ１１ｄ又は１２ｄに沿ったすべての断面がフランジローラ１０の対向する半分と平行している表面を有する。輪郭縁部１３’及び１４’は、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄと、接合領域１１ｃ又は１２ｃが其々他の金属薄板部品から逸れるエッジと、の間の距離を小さく保つように、それぞれが接合領域１１ｃ及び１２ｃに隣接している固定された金属薄板部品１１又は１２の金属薄板領域からほんのわずか離間されていることが好ましい。
【００５２】
いったんフランジ成形されると、金属薄板部品１１と金属薄板部品１２が、接合位置で変更されないまま、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄに沿って互いに溶接される。溶接の間、金属薄板部品１１及び１２を互いに固定的に結合する均一な溶接継ぎ目１７が、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄの間の接合隙間において形成される。溶接は、第１の実施の形態と同様、レーザ溶接ツールによって行われる。
【００５３】
図７は、結合継ぎ目１７の近傍において第２の実施の形態による複合体１１、１２、及び１７を示す。断面形状において、フランジ１１ｅ及び１２ｅは、既に述べたように、漏斗の先端に継ぎ目を有する漏斗を形成する。接合領域１１ｃ及び１２ｃとフランジ１１ｅ及び１２ｅは一緒に断面形状においてＹ字形を形成する。
【００５４】
好ましいアプリケーションにおいて、第１の例示的な実施形態の金属薄板部品１、２、及び７の複合体と第２の例示的な実施形態の金属薄板部品１１、１２、及び１７の複合体の各々は、車両、好ましくは、自動車の外殻の部品である。複合体は、各々が単独又は両方で用いられる、ドア又はハッチバックなどの付属部品であってもよいし、或いは、固定的に組み立てられた車両後部などのオートボディ金属シートの部分領域であってもよい。これらの形状は複数の軸周りで湾曲されるが、このような殻構造は、多くの場合、部分的な構造から組み立てられる。好ましいアプリケーションにおいて、一方の金属薄板部品１及び２及び他方の金属薄板部品１１及び１２の各々が部分構造である。
【００５５】
第１の実施の形態のフランジ１ｅ及び２ｅがフランジエッジ１ｄ及び２ｄから逸れる周囲接合領域１ｃ及び２ｃと金属薄板部品の隣接している金属薄板領域１ａ及び２ａを含む領域は、車両の外側を向いている。即ち、外側から可視である。従って、溶接継ぎ目７は外側からも見える。可視領域はユーザが見たときに少なくとも完ぺきに美しくなければならない。この要求は、これに関して良好に画定され正確に再生可能な接合隙間がプレス機械において成形されるフランジエッジにおいて配置される溶接継ぎ目よりも良好であるので、フランジ成形によってフランジを用意することによって溶接継ぎ目７によって満たされる。溶接継ぎ目７は、塗装される前に車両の生産における外部継ぎ目に慣例とされている接合成分によって覆われる
【００５６】
第２の例示的な実施形態において、溶接継ぎ目１７は、外観が全く重要ではないか、少なくともあまり重要ではない、車両を外側から目視できないような内部領域内に形成されるのが有利である。外側から目視された時、溶接継ぎ目１７は、周囲結合領域１１ｃ及び１２ｃが、それぞれの金属薄板部品１１及び１２の隣接している金属薄板部品１１ａ及び１２ａから逸れている細い隣接外縁部、即ち、移行部１１ｂ及び１２ｂの後ろに延在している。継ぎ目は隠れ継ぎ目１７である。隣接している金属薄板部品１１ａ及び１２ａは、外側から車両上で目視できる車両の外殻領域である。好ましくは、周囲結合領域１１ｃ及び１２ｃが外縁部１１ｂ及び１２ｂとフランジエッジ１１ｄ及び１２ｄの間で互いに突き合わされた場合、一層確実に目視されないようにすることができる。一方、本発明によるフランジ成形によってフランジを形成することは、溶接継ぎ目１７の全長にわたって均一に高度な品質の提供、又は、品質への要求があまり高くない場合は溶接速度の高速化に役立つ。接行領域１１ｃ及び１２ｃの外縁部同士の間の接合隙間は、例えば、金属薄板部品１１及び１２の外側が塗装される前に、接合成分を充填してもよい。外殻領域１１ａ及び１２ａは同一側面に対面している。外殻領域１１ａは、屈曲移行部１１ｂ及び１２ｂを介して円滑に推移しながら外殻領域１２ａへ連続的に延出している。
【００５７】
圧延フランジ成形によって、特に、輪郭本体３、４、１３、１４の成形縁部３’、４’、１３’、１４’の周囲を圧延フランジ成形することによって、フランジエッジ１ｄ、２ｄ、１１ｄ、１２ｄは、有利となるように、非常に小さな曲径を有し、高度な再現性を達するように、成形される。フランジエッジは、鋭角に屈曲されているのが好ましく、これにより、フランジエッジは、それぞれのフランジ１ｅ、２ｅ、１１ｅ、１２ｅの長手方向にほぼ直線に延び、断面がほぼ点状である外部先端を含む。したがって、フランジエッジ１ｄと２ｄの間又はフランジエッジ１１ｄと１２ｄの間に残留する結合隙間は、高精度で画定され、有利となるように細く形成され得る。
【００５８】
輪郭本体３と４及び輪郭本体１３と１４は、それぞれの固定された金属薄板部品１、２、１１、又は１２に対して静止されている。しかしながら、これらの輪郭本体は、それぞれ割り当てられたフランジ成形ローラと一緒に移動する輪郭本体として使用可能であり、具体的には、割り当てられたフランジ成形ローラに対するカウンターローラとして使用可能である。このような実施の形態において、金属薄板部品は、個別に加工位置に固定され、或いは、接合位置に直接固定される。それぞれが割り当てられたフランジ成形ローラと一緒に移動される輪郭本体、好ましくは、カウンターローラは、フランジがその周囲で折曲されるエッジを形成し、これもまた、フランジ成形中はフランジ成形ローラと同期して移動される。
【００５９】
金属薄板部品１、２、７又は１１、１２、１７の複合体の安定性についての要求を満たしていれば、溶接結合に代わって半田付け結合が行われてもよい。更なる材料を使用することが必要である。更なる材料の溶融温度は、金属薄板部品が、更なる材料の溶融温度の有効な範囲まで未だ溶融していない金属薄板部品の溶融温度とは全くかけ離れている。
【００６０】
図８は、第３の例示的な実施形態における、例えば、深絞り又はエンボス加工によってプレス機において最終の形状に成形される、金属薄板部品１１及び１２の複合体の製造方法を示している。フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄとフランジ１１ｅ及び１２ｅは、プレス機において成形される。即ち、成形は一工程の作業で完全に実行される。
【００６１】
第３の例示的な実施形態による固定ツールは、第１の金属薄板部品１１のための固定本体２３、第２の金属薄板部品１２のための固定本体２４、及び固定本体２３及び２４の両方のための単一カウンターサポート２５を含む。金属薄板部品１１及び１２は、固定本体２３及び２４のいずれかの該当する固定本体と共通のカウンターサポート２５の間のそれぞれの殻領域１１ａ及び１２ａにおいて図示されている接合位置で挟持される。他の例示的な実施形態におけるように、固定本体２３および２４は、接合領域１１ｃ及び１２ｃを挟んでいる。既に成形されているフランジ１１ｅ及び１２ｅと固定本体２３および２４の該当する固定本体の表面の間には、第３の例示的な実施形態の成形加工に対応する公差を補償する細い隙間が残る。一方、接合領域１１ｃ及び１２ｃは、本発明によって成形されるフランジエッジ１１ｄ及び１２ｄとフランジ１１ｅ及び１２ｅによって補強される。剛性が高まると、それ自体が、結合継ぎ目が形成される精度に対して有利である。溶接は他の例示的な実施の形態と同様に実行される。
【００６２】
互いに対して固定的に結合された一体品またはいくつかの部分品として形成された単一のカウンターサポート２５は、他の実施の形態に代替的に選ばれてもよく、カウンターサポート１５及び１６または第１の例示的な実施形態の図示されていないカウンターサポートとして使用されてもよい。また、カウンターサポート２５を互いに対して移動され得る二つの分離カウンターサポートに分割することも第３の例示的な実施形態の代替案として選択可能である。
【００６３】
図９は、第３の実施の形態による複合体１１、１２、１７を示す。この実施の形態において、接合領域１１ｃ及び１２ｃの対向する部分の高さが異なっている。この高さは、縁部と同様に、ほんのわずかな曲径を有している屈曲移行部１１ｂ又は１２ｂから継ぎ目１７までを測定した高さである。フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄとフランジ１１ｅ及び１２ｅは、もう一度説明するが、接合領域１１ｃ及び１２ｃの各々の一部として理解されたい。高さが異なることによって、殻領域１１ａと１２ａの間に階段状の移行部が形成される。これによって、付属部品、好ましくは、薄くて板状の付属部品を収納するために使用され得る深部や凹部が作成される。複合体１１、１２、１７が、例えば、車のハッチバック又はハッチバックの部品である場合、殻領域１１ａと殻領域１２ａの間に階段状の移行部によって形成された凹部にナンバープレートを配置することもできる。階段状の移行部は、金属薄板部品１１及び１２の結合部を隠すために一役買う。図９は、車両の外殻の下殻部を形成する第１の金属薄板部品１１及び上殻部を形成する第２の金属薄板部品１２を有する複合体複合体１１、１２、１７を示す。
【００６４】
図１０〜図１２は、本発明の第４の例示的な実施形態による複合体１１、１２、及び１７の製造方法を示している。この例において、第３の例示的な実施形態における金属薄板部品１１及び１２と全く同じ金属薄板部品１１及び１２が、第２の例示的な実施形態の金属薄板部品１１及び１２と同様に、例えば、深絞りまたはエンボス加工によってプレス機において塑性変形加工において成形される。即ち、第２の実施の形態と同様、形成される継ぎ目のためのフランジはプレス機で成形されないが、その後の他のフランジ成形工程において成形される。しかしながら、フランジ成形は、成形される予定のフランジエッジ又は複数のフランジエッジの長手方向に移動するフランジ成形要素によってではなく、交差方向に移動するフランジ成形要素によって、行われる。第１及び第２の例示的な実施形態による長手方向に移動するフランジ成形要素又は複数のフランジ成形要素ではなく、成形される予定のフランジエッジの長手方向に交差する方向においてのみ固定される金属薄板部品１１及び１２に対して移動可能であるフランジ成形型を構成するフランジ成形要素２０を使用してもよい。
【００６５】
図１０において、第１の金属薄板部品１１が輪郭本体１３とカウンターサポート１５の間で挟持され、第２の金属薄板部品１２が輪郭本体１４とカウンターサポート１６の間で挟持される以外は、第２の実施の形態と同じである。輪郭本体１３及び１４は、各々が対応するカウンターサポート１５又は１６と継ぎ手式に協働して、成形される予定のフランジエッジの長手方向と交差する第１の方向において互いに対して移動可能である。輪郭本体１３及び１４とカウンターサポート１５及び１６を含む固定アセンブリ全体が、アクチュエータ、例えば、ロボットアームの端部に固定され、継ぎ手式に協働して、前記第１の交差方向に、移動可能である。第１の交差方向は矢印で示している。
【００６６】
フランジ成形要素２０は、フランジ成形要素２０のための支持体を含むフランジ成形ツールの一部である。支持体は、フランジ成形要素を成形される予定のフランジエッジの長手方向に対して交差する第２の方向に移行可能に支持する。フランジ成形要素２０は、その支持体から突出部分の自由端に形成されたフランジ成形ヘッドに向かって突き出している。フランジ成形ヘッドは、例示的な実施の形態においてある一定の角度で、フランジ成形要素２０の自由端から突出部分へテーパ状にされている。フランジ成形するため、金属薄板部品１１及び１２は別個に固定ツールによって固定される。一方の固定ツール１３及び１５ともう一方の固定ツール１４及び１６の両方がフランジ成形要素２０のフランジ成形ヘッドを覆って及びフランジ成形ツールの支持体に対して固定アセンブリを移動させることによって図１０に示されるフランジ成形位置へ継ぎ手式に移動される。カウンターサポート１５及び１６がフランジ成形ツールの支持体と既に接触している状態で、挟持された金属薄板部品１１及び１２がフランジ成形要素２０のフランジ成形ヘッドを通過した後、固定ツール１３、１５及び１４、１６が互いに向かって第１の交差方向に、及びフランジ成形要素２０の突出部分の側面方向に、移動される。フランジ成形要素２０の突出部分は、成形される予定のフランジエッジの軌道に追従している。これは、それぞれの輪郭本体１３又は１４のカウンタ支持面に対向しているフランジ成形ヘッドの二つのテーパ面に対しても同様である。図１０は、フランジ成形ヘッドを有するフランジ成形要素２０を輪郭本体１３及び１４の支持面に向かって移動させることによって、フランジ成形工程を実行する際のフランジ成形位置における金属薄板部品１１及び１２を示している。フランジ成形ヘッドのテーパ面は、輪郭本体１３及び１４のカウンタ支持面に対向しており、これらのカウンタ支持面と平行に延びている。接合領域１１ｃ及び１２ｃは、フランジ成形要素２０の突出している部分の側面と当接しているが、例示的な実施の形態において、第１の交差方向に垂直である第２の交差方向にフランジ成形要素２０を相対移動させることも可能である。
【００６７】
フランジ成形するために、フランジ成形要素２０は、その支持体、及びフランジ成形ツールを支持することによって固定ツール１３、１５及び１４、１６を介して、フランジ成形位置において支持されている金属薄板部品１１及び１２に対して、移動される。フランジ成形要素２０の前後の移動は、図１１において、フランジ成形要素２０の支持体に方向付けられた矢印によって示されている。接合領域１１ｃ及び１２ｃは輪郭本体１３及び１４の輪郭縁部１３’及び１４’の周囲でフランジ成形され、それぞれの輪郭本体１３又は１４のカウンタ支持面に押圧される。フランジ成形に続いて、固定ツール１３、１５及び１４、１６は、第１の交差方向において互いから離間されて移動され、これによって、フランジ成形要素２０が接合領域１１ｃと１２ｃの間を通過できるようになる。
【００６８】
固定ツール１３、１５及び１４、１６がフランジ成形要素２０と無関係に移動された時、固定ツールと共にフランジ成形されまだ挟持されている金属薄板部品１１及び１２が、溶接のために接合位置へ移動される。接合位置において、図１２に示されるように、接合領域１１ｃ及び１２ｃは、他の例示的な実施形態、具体的には、第３の例示的な実施形態によって、互いに突合わされ、最終的に溶接されて、結合継ぎ目１７を形成する。
【００６９】
図１３において、結合継ぎ目１７は、第１の金属薄板部品１１のフランジエッジ１１ｄに沿って延出している複合体１１、１２、１７が示されている。第２の金属薄板部品１２のフランジエッジ１２ｄは、屈曲繊維１１ｂに隣接している接合領域１１ｃの領域に平行な方向において、短い距離をフランジエッジ１１ｄから離間されてオフセットされる。従って、継ぎ目１７は、フランジエッジ１２ｄに沿って平行に延出している例示的な実施の形態において、フランジエッジ１２ｄに対して同じ距離だけオフセットされる。互いにフランジエッジ１１ｄ及び１２ｄのオフセットを除いて、図１３の実施の形態の複合体１１、１２、１７の断面形状は、図９の実施の形態の断面形状と一致している。
【００７０】
図１４に示されている複合体は、一方で屈曲移行部１１ｂ及び１２ｂと他方でフランジエッジ１１ｄ及び１２ｄの間において接合領域１１ｃ予備１２ｃ内に延びる継ぎ目１７を有する。屈曲移行部１１ｂ及び１２ｂまでの距離は、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄまでの距離よりも大きい。
【００７１】
図１５の実施の形態において、結合継ぎ目１７は、二つのフランジ１１ｅ及び１２ｅの領域内を延びており、少なくても図示されている断面図においては、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄとは接触していない。
【００７２】
図１６〜図１９は、第１の金属薄板部品１１が当該金属薄板部品１１から突出しているフランジエッジ１１ｄ及びフランジ１１ｅを有し、第２の金属薄板部品１２が屈曲移行部１２ｂを有するが、接合領域１２ｃ内でフランジエッジが延出されていない実施の形態を示している。複合体は、二つの金属薄板部品１１及び１２の断面オフセットのみが異なる。図１６において、外殻領域１１ａ及び１２ａは、当接に対して連続的に互いに延出するが、図１７の金属薄板部品１１及び１２は、図９に対して簡単に述べられているように段付きの移行部を形成する。図１８において、金属薄板部品１２は、第１の金属薄板部品１１のフランジエッジ１１ｄの高さで終端する接合領域１２ｃを有している。図１６及び図１７の実施の形態に示されるように、継ぎ目１７は、フランジエッジ１１ｄに沿って延び、さらに、第２の金属薄板部品１２の接合領域１２ｃの周囲端に沿って延びる。図１９の例示的な実施の形態において、接合領域１２は、フランジエッジ１１ｄから離間されて終端し、これによって、接合領域１１ｃは、複合体の内側で接合領域１２ｃとオーバーラップする。結合継ぎ目１７は、接合領域１１ｃ及び１２ｃの重ね継ぎ手において隅肉溶接される。
【００７３】
図２０は、屈曲移行部１１ｂ及び１２ｂへ向かって及びこれらから離間されて、フランジエッジ１１ｄ及び１２ｄに巻き付けられて延びる継ぎ目を示している。継ぎ目１７は、第１の金属薄板部品１１上にある図２０の複合体を側面視で示す図２１に示されているように、例えば、規則的又はジグザグ又は正弦波状などの不規則な形状に巻き付けられて延出され得る。
【符号の説明】
【００７４】
１：  第１の金属薄板部品
１ａ：  外殻領域
１ｂ：  屈曲移行部
１ｃ：  接合領域
１ｄ：  フランジエッジ
１ｅ：  フランジ
２：  第２の金属薄板部品
２ａ：  外殻領域
２ｂ：  屈曲移行部
２ｃ：  接合領域
２ｄ：  フランジエッジ
２ｅ：  フランジ
３：  輪郭本体
３’：  輪郭縁部
４：  輪郭本体
４’：  輪郭縁部
５：  フランジ成形ローラ
６：  フランジ成形ローラ
７：  溶接又は半田付け継ぎ目
１０：  フランジ成形ローラ
１１：  第１の金属薄板部品
１１ａ：  外殻領域
１１ｂ：  屈曲移行部
１１ｃ：  接合領域
１１ｄ：  フランジエッジ
１１ｅ：  フランジ
１２：  第２の金属薄板部品
１２ａ：  外殻領域
１２ｂ：  屈曲移行部
１２ｃ：  接合領域
１２ｄ：  フランジエッジ
１２ｅ：  フランジ
１３：  輪郭本体
１３’：  輪郭縁部
１４：  輪郭本体
１４’：  輪郭縁部
１５：  カウンターサポート
１６：  カウンターサポート
１７：  溶接又は半田付け継ぎ目
１８：
１９：
２０：  フランジ成形型
２１：
２２：
２３：  固定本体
２４：  固定本体
２５：  カウンターサポート
Ｒ：  フランジ成形ローラの回転軸
【図１】
2010516531.tif 000003
【図２】
2010516531.tif 000004
【図３】
2010516531.tif 000005
【図４】
2010516531.tif 000006
【図５】
2010516531.tif 000007
【図６】
2010516531.tif 000008
【図７】
2010516531.tif 000009
【図８】
2010516531.tif 000010
【図９】
2010516531.tif 000011
【図１０】
2010516531.tif 000012
【図１１】
2010516531.tif 000013
【図１２】
2010516531.tif 000014
【図１３】
2010516531.tif 000015
【図１４】
2010516531.tif 000016
【図１５】
2010516531.tif 000017
【図１６】
2010516531.tif 000018
【図１７】
2010516531.tif 000019
【図１８】
2010516531.tif 000020
【図１９】
2010516531.tif 000021
【図２０】
2010516531.tif 000022
【図２１】
2010516531.tif 000023
【国際調査報告】
2010516531.tif 000024
2010516531.tif 000025
2010516531.tif 000026