专利名称：金属软管连接端的制造方法和具有这种连接端的软管件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于制造具有多个金属层的软管件的、特别是卷绕的金属软管件的连接端的方法，其中较大长度的软管或连续的软管的重叠的金属层在分离点的区域内通过焊接固定，以便以后从较大长度的软管或连续的软管上分离软管件。此外本发明涉及一种软管件、特别是卷绕的金属软管件，其具有多个金属层和至少一个连接端，在连接端的区域内各重叠的金属层至少局部地相互焊接在一起。
背景技术：
这样的具有重叠的金属层的软管特别是以环形或螺旋形卷绕的软管形式用作为汽车的排气管的管道元件。由于其所述的构造，它能够就弯曲和扭转来说承受一定的长度变化，例如其通常出现在汽车运行时，或由于热膨胀或由于振动引起的。
通过一层或多层的金属带的特别是螺旋形卷绕实现这样的管道元件的制造。通过U形的成型或折合实现带或各层的邻接区域的形锁合连接。用于这样的软管的生产线或连续地运转或生产至少多米长的软管段。
为了进一步加工，将卷绕的软管切成一相应要求的尺寸是必需的。该分离过程不能仅仅通过垂直于软管轴线延伸的切割过程来实现，因为由此使邻接的层的固定局部地取消并且由于内应力使带端突然跳起，从而在带端形成锐利的尖端或楔。如果一软管件具有这样的跳起的连接端，则其不能进一步加工并且作为废件出现，必须将其废弃。特别是跳起的金属层在跳起的连接端的区域内的事后固定由于处于弯曲应力F的金属层实际上也是不可能的。
为了在从一较大长度的或连续的软管上分离一软管件以前固定连接端，已知在连接端的区域内实行软管的金属层的单纯机械固定(EP 1281904 A2)。这可以通过至少局部的挤压、冲压和压印等来实现。但为此需要耗费较大的工具，其还必须适合于相应的软管几何形状。此外，各金属层的耐久的固定，其确保特别是软管件在连接端区域的事后的扩张，例如其为了匹配于邻接的管道元件的管道直径所必需的，实际上是不可能的。
DE 44 11 246 A1和EP 0 674 964 A1描述一种用于制造上述型式的金属软管的连接端的方法，其中为了在待制造的连接端的区域内固定连续的软管的金属层，以通过激光焊接的缝合缝的形式设置大量的焊点。为了随后分离软管件提供一激光束刀具。
其不利的一方面是，在强的涂油的和涂层的金属带中要进行的点焊时形成强的飞溅物，其可能导致对加工镜组和导气装置的污染。此外，必须并列制作两个大至平行延伸的缝合缝或以显著降低的速度制作一具有较大焊点直径的缝合缝，这在时间上并从而在成本上是耗费的。此外，在各焊点的类似间距时基本上存在这样的危险，即在随后定尺寸切断一软管件以后形成小的剩余尖角或尖缘。特别是在卷绕软管的结束端上的焊接缝合缝在随后的扩张或定径过程中倾向于扯断，从而在连接端的区域内不再存在固定，这再次可能导致废件或至少显著地难以处理这样的软管件。最后，在这样的扩张或定径过程中在焊接的缝合缝上常常出现沿软管件的纵向方向形成的裂纹，其可能沿软管的一圈或甚至多圈的金属层延伸。
由DE 198 51 173 C1可得知另一方法和装置，用以制造开头所述型式的金属软管的连接端。其中在分离过程以前也通过激光焊接实现软管的金属层的固定，激光束在加上环形的包含相对于软管件的圆周方向的有限的角度的运动下连续地导过软管件的全部圆周以制造焊缝，从而产生大致正弦形或锯齿形的焊缝。虽然如此，按这种方式可以在软管件的连接端的区域内较有效和较快地固定金属层，并且特别是有效地防止点焊时出现的强的飞溅物形成。然而在这里也存在一个或多个金属层在连接端的区域内扯裂的危险，特别在这样生产的软管件的事后的扩张或定径过程的情况下是如此。
发明内容
因此本发明的目的在于，建议一种开头所述型式的简单而价廉的方法，其避免所提及的缺点并特别是可以实现生产的软管件在连接端的区域内的金属层的无缺陷的和抗负荷的连接。本发明还针对这样生产的软管件。
该目的的工艺部分按照本发明在开头所述型式的方法中这样来达到，即为了在分离点的区域内固定金属层，通过滚点焊焊接(Rollnaht-SchweiBen)设置至少一个绕软管圆周的至少一部分延伸的焊接。
滚点焊焊接方法本身是已知的。其中以滚子或轧辊的形式构成焊接电极，在它们之间使待焊接的工件—按照本发明即待定尺寸切断的软管段或连续软管的金属层经由其圆周的至少一部分—运动。在这种情况下可以产生一较大宽度的焊缝，其又可以通过采用的滚子形的焊接电极预先确定。在按照本发明的滚点焊焊接中，将软管的金属层在其通过滚子形的焊接电极之间的间隙的圆周部分平面地相互焊接在一起，其中在每一滚子上施加一大致沿软管的法向方向作用的压紧力。焊接电流可以按传统的方式，例如通过脉冲宽度的相应调节加以控制。可以通过软管本身的旋转和/或通过沿相反方向旋转的滚子形焊接电极的转速实现软管沿其圆周方向的送进。
本发明特别包括在卷绕软管，编织软管以及挤压的针织软管中，径向重叠的、已经部分地形状锁合已相互连接的软管部分和区域的材料锁合的、特别是平面的连接。借此避免这样的软管的层的不确定的重叠，特别是避免至多4个不一致定向的层的重叠。
按照本发明的方法能够在连接端的区域内极快而有效地焊接软管，其中在优选的实施形式中设定，为了在分离点的区域内固定金属层，通过滚点焊焊接设置一个绕软管的全部圆周延伸的焊缝。因此为了全圆周地固定软管的金属层只生产一个单独的滚点焊就足够了，与借助于激光焊接产生的焊缝相比，它根据采用的滚子形焊接电极的宽度可以具有与其相反显著更大的宽度，并且特别是沿软管轴向和径向的方向均可承受高负荷。
从这样的预处理的较大长度的软管或连续的软管上定尺寸地切断软管件可以按简单的方式通过在由滚点焊焊接得到的焊缝区域内的分离来实现，其中软管件的相互焊接的金属层在连接端的区域内被可靠而耐久地固定并且可靠地防止软管件在连接端的区域内的扯裂。这特别也适用于事后的扩张或定径过程的情况，其中连接端较大的扩张也是可能的，而不必进行退火过程，如按照现有技术这是必需的，以便消除由于连续软管的制造过程发生的冷作硬化。软管的金属层通过滚点焊焊接的连续而全圆周的连接还确保沿各层的全部的较宽的连接区的均匀而按规则地连接各层，从而在事后的扩张或定径过程中产生均匀的应力分布并且特别是避免应力峰值，如其在基本上点式或线式激光焊接中出现。其中焊缝的热影响区沿其绕软管圆周的全部宽度延伸，从而在该区域内存在退火的接缝，如上所说，这对软管件在连接端的区域内的事后的扩张是有利的，并且另外的单独的退火过程是不需要的。最后通过滚点焊焊接过程在必要时从软管的制造中排除存在的润滑剂残留物，否则其可能妨碍软管件与例如汽车的排气软管的焊接。
焊缝的宽度适当地调节在约2mm与12mm之间，优选在约3mm与8mm之间，从而焊缝具有足够的宽度，以便一方面可以在焊缝的区域内进行软管件的简单的分离，另一方面在其连接端的区域内耐久地连接已分离出的软管件的金属层。
本发明的方法开辟这样的可能性，即绕全部的软管圆周或只绕其一部分延伸的焊缝设置在一个基本上垂直于软管纵向中轴线的平面内或在相对于软管纵向中轴线倾斜的平面内，以便按需要得到或具有垂直的或具有倾斜的连接端的软管件或者不仅具有垂直的而且具有倾斜的连接端的软管件。
此外合乎目的的是，在设置焊缝以后基本上沿在软管的圆周方向延伸的焊缝中线或至少在同一区域内从较大长度的软管或连续的软管上分离软管件，从而从连续的软管上得到的软管件具有相互对应的连接端。
软管件从较大长度的软管或连续的软管上可以或直接在滚点焊焊接之后在同一加工过程中分离，或软管件从较大长度的软管或连续的软管上只在特别是沿软管的全部圆周通过滚点焊焊接的焊缝的完全建立以后分离。在第一所述的处理方式的情况下可以在滚子形的焊接电极的后面设置一分离装置，例如以机械切割装置、激光束切割装置等的形式，其直接在软管件的金属层的滚点焊焊接之后切出软管件。
基本上可以按任何方式在通过滚点焊焊接得到的焊缝的区域内从较大长度的软管或从连续的软管上分离软管件。这样，按照一优选的实施形式设定，借助于射束分离如激光射束分离、等离子射束分离和水射流分离等实现软管件的分离。另一优选的实施形式设定，机械地例如通过切割、熔化分离等从较大长度的软管或连续的软管上分离软管件。
本发明还涉及一种软管件、特别是一种卷绕的金属软管件，其具有多上金属层和至少一个连接端，在连接端的区域内各重叠的金属层至少局部地相互焊接在一起。为了解决基于本发明的问题，本发明在这样的软管件中设定，各金属层在连接端的区域内沿软管件圆周的至少一部分通过滚点焊焊接相互焊接在一起，各金属层由此通过滚点焊焊接平面地相互焊接在一起。其中软管件的各金属层可以优选在连接端的区域内沿软管件的全部圆周连续地通过滚点焊焊接相互焊接在一起。这样的软管件在其连接端的区域内具有最好的疲劳强度，其中特别是可靠地防止其连接端的区域内的裂纹形成。
焊缝在连接端的区域内的宽度适当地在约1mm与6mm之间，优选在约1.5mm与4mm之间，并且还具有通过连续的软管的滚点焊焊接得到的焊缝的约一半宽度的优点。
如上所述，软管件的连接端可以按需要沿一基本上垂直于软管件纵向中轴线的平面或也可沿相对于一对其倾斜的平面延伸。
在优选的实施形式中设定，软管件的两连接端按上述方式构成有沿软管件圆周的至少一部分通过滚点焊焊接相互焊接的金属层。
以下借助一个实施例参照附图更详细地说明本发明。附图中图1断裂表示的卷绕的金属软管在其金属层的滚点焊焊接过程中的示意图；图2断裂表示的卷绕的金属软管在一通过滚点焊焊接得到的焊缝的区域内的俯视图；以及图3一通过按图2沿线III-III分离软管件得到的软管件的断裂表示的连接端。
具体实施例方式
图1中示出滚点焊焊接装置1的示意图。此装置1包括两个焊接电极2、3，其构成为滚子或轧辊的形式并且分别借助于一电焊变压器4处于电压作用下。焊接电极2、3彼此间隔开设置，其中在电极2、3之间设置的间隙用于输入相互待焊接的工件。为了在焊接过程中施加必需的压紧力，电极2、3可法向方向(参见箭头A)相互加载。构成为滚子形式的电极2、3还可旋转地支承在其纵向中轴线5上并且可沿箭头B方向相互相反旋转。焊接电极2、3的宽度和因此由其可产生的焊缝的宽度为例如约6mm。
在图1中所示的情况中，在焊接电极2、3之间输入一具有多个金属层(未示出)的金属软管6，其中电极2设置在软管6的外面而电极3设置在软管6的内面。为了产生一绕软管6的全部圆周延伸的焊缝，软管6绕其纵向中轴线7(见图2)沿箭头C的方向旋转，此时得到一用阴影线表示的焊接缝8，其宽度相当于采用的滚子形的焊接电极2、3的宽度。在这里还将电极2、3沿箭头A的方向相互加载并且沿箭头B的方向旋转。
或者，可以使软管6保持固定而使电极装置2、3绕软管6的圆周绕行。软管6的金属层在焊缝8的区域内基本上平面地耐久地相互连接在一起。
图2示出按图1的软管6的俯视图，其已设有全圆周的焊缝8，此焊缝在该实施例中基本上垂直于纵向中轴线7绕着卷绕的金属软管6延伸。为了从按图2的软管6上定尺寸切断一软管件9(图3)，将软管件6在焊缝8的一个中心区域内—在该情况沿其中心线III-III—按任何方式，例如采用激光射束分离之。
按这种方式得到的按图3的软管件9具有一连接端10， 其金属层在焊缝8的区域内耐久而可靠地相互连接。该区域的宽度大致相当于在按图2的软管6设置的焊缝8的一半宽度，其中焊缝8的宽度—如上所述—例如约6mm，并且软管件9的端边区域的宽度因此可以为约3mm，在此区域中软管的金属层相互连接。
在软管件9的连接端10的区域内通过滚点焊焊接得到的金属层的平面连接可特别使其简单地进一步加工，其中例如可以进行扩张或定径过程，而没有软管件9在其连接端10的区域内扯裂的危险。在图3中未示出的软管件9的相反连接端可以相应地构成。
权利要求
1.一种用于制造具有多个金属层的软管件(9)的连接端(10)的方法，其中从较大长度的软管(6)或连续的软管上在至少一个分离点分离一软管件，特别是一卷绕的金属软管件，其中各径向重叠的金属层在分离点的区域内先通过焊接被固定；其特征在于，为了在分离点的区域内固定金属层，通过滚点焊焊接设置至少一个绕软管(6)圆周的至少一部分延伸的焊缝(8)。
2.按照权利要求1的方法，其特征在于，通过滚点焊焊接设置一个绕软管(6)的整个圆周延伸的焊缝(8)。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，焊缝(8)的宽度调节在2mm与12mm之间，特别是在3mm与8mm之间。
4.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，绕软管圆周延伸的焊缝(8)设置在一个基本上垂直于软管(6)纵向中轴线(7)的平面内。
5.按照权利要求1至3之一项所述的方法，其特征在于，绕软管圆周延伸的焊缝(8)设置在一个相对于软管(6)纵向中轴线(7)倾斜的平面内。
6.按照权利要求1至5之一项所述的方法，其特征在于，在设置焊缝(8)以后，基本上沿在软管(6)的圆周方向上延伸的焊缝(8)中心线(III-III)从较大长度的软管(6)或连续的软管上分离出软管件(9)。
7.按照权利要求1至6之一项所述的方法，其特征在于，直接在滚点焊焊接之后，在同一加工过程中从较大长度的软管(6)或连续的软管上分离出软管件(9)。
8.按照权利要求1至6之一项所述的方法，其特征在于，在通过滚点焊焊接完全建立焊缝(8)以后才从较大长度的软管(6)或连续的软管上分离出软管件(9)。
9.按照权利要求1至8之一项所述的方法，其特征在于，借助于射束分离如激光射束分离、等离子射束分离和水射流分离等从较大长度的软管(6)或连续的软管上分离出软管件(9)。
10.按照权利要求1至8之一项所述的方法，其特征在于，机械地例如通过切割、熔化分离等从较大长度的软管(6)或连续的软管上分离出软管件(9)。
11.软管件(9)，特别是卷绕的金属软管件，它具有多个金属层和至少一个连接端(10)，在连接端(10)的区域内各重叠的金属层至少局部地相互焊接在一起，其特征在于，各金属层在连接端(10)的区域内沿软管件(9)圆周的至少一部分通过滚点焊焊接相互焊接在一起。
12.按照权利要求11所述的软管件，其特征在于，各金属层在连接端(10)的区域内沿软管件(9)的整个圆周连续地通过滚点焊焊接相互焊接在一起。
13.按照权利要求11或12所述的软管件，其特征在于，焊缝(8)在连接端(10)区域内的宽度在1mm与6mm之间，特别是在1.5mm与4mm之间。
14.按照权利要求11至13之一项所述的软管件，其特征在于，连接端(10)沿一基本上垂直于软管件(9)纵向中轴线(7)的平面延伸。
15.按照权利要求11至13之一项所述的软管件，其特征在于，连接端(10)沿一相对于软管件(9)的纵向中轴线(7)倾斜的平面延伸。
16.按照权利要求11至15之一项所述的软管件，其特征在于，以按照权利要求11至15之一所述的特征构成两个连接端(10)。
全文摘要
本发明建议一种用于制造具有多个金属层的软管件的、特别是卷绕的金属软管件的连接端的方法，其中较大长度的软管或连续的软管的重叠的金属层在分离点的区域内通过焊接被固定，以便以后从较大长度的软管或连续的软管上分离软管件。为了在分离点的区域内简单而价廉地固定金属层，按照本发明设定，通过滚点焊焊接设置一个绕软管圆周的至少一部分，例如绕其全部圆周延伸的焊缝。随后可以沿着按该方式得到的焊缝，例如沿其中心线分离出软管件，此时确保金属层在连接端的区域内的耐久而可靠的固定。本发明还涉及一种具有这样得到的连接端的软管件。
文档编号B23K11/30GK1593832SQ20041007714
公开日2005年3月16日 申请日期2004年9月10日 优先权日2003年9月12日
发明者小爱德华·W·克恩, 马克·蓬特岑, 斯蒂芬·D·戈利 申请人:Iwka巴尔格－康帕萨特伦技术有限公司