DE102007002228A1

DE102007002228A1 - Method for preparing pipes with internal profiles, involves surrounding pipe from outside, by template, where rotating tool presses on pipe wall for producing different wall thickness wall areas in longitudinal direction of pipe

Info

Publication number: DE102007002228A1
Application number: DE200710002228
Authority: DE
Inventors: Jochen Dörr
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2007-01-10
Filing date: 2007-01-10
Publication date: 2008-07-31

Abstract

The method involves surrounding a pipe (2) from outside, by a template (4). A rotating tool (7) presses on the pipe wall for producing different wall thickness wall areas in a longitudinal direction (L) of the pipe. A wall thickness (W) of the pipe is reduced by five percent area wise. The pipe is elongated by material extrusion and an outer side (3) of the pipe remains even in the inner profiled areas. An independent claim is also included for a device for preparing pipes with internal profiles.

Description

Die Erfindung betrifft Verfahren sowie Vorrichtungen zur Herstellung von innenprofilierten Rohren.The The invention relates to methods and devices for the production from internally profiled tubes.

Es besteht im Bereich der Stahlrohrverarbeitung ein Bedarf an Metallrohren, die eine gezielt eingestellte, über die Länge variable Wanddicke aufweisen. Die verdickten Bereiche dienen dabei in der Regel als Verstärkungen. Es ist Stand der Technik, dass Rohre mit über der Länge variablen Querschnitten aus speziell gewalzten bzw. geschweißten Blechen, so genannten Tailored Blanks, eingeformt werden. Tailored Blanks sind beispielsweise in ihren mittleren Bereichen dünner gewalzt worden bzw. sind als Patchwork Blanks aus Blechen unterschiedlicher Dicke zusammengesetzt, bei denen z. B. im mittleren Bereich ein dünneres Blech eingeschweißt wurde, um auf diese Weise ein Rohr mit dünnerer Wandung im mittleren Bereich und dickeren Endabschnitten herzustellen. Leider lassen sich Tailored Blanks mit kontinuierlichen Rohreinformungsverfahren nicht einformen. Die daher zum Einsatz kommenden diskontinuierlichen Rohreinformungsverfahren sind auf Grund ihrer langen Taktzeiten und der daraus resultierenden geringen Ausbringung relativ kostenintensiv. Die Werkzeuge, die bei der Rohreinformung zum Einsatz kommen, müssen zudem an die Wand der Geometrie der Tailored Blanks angepasst sein, so dass für jede Geometrieänderung der Tailored Blanks auch neue Werkzeuge angefertigt werden müssen.It there is a need in the field of tubular steel processing for metal pipes, the one targeted, over the length have variable wall thickness. The thickened areas serve here usually as reinforcements. It is state of the art to design tubes with over-length variable cross-sections specially rolled or welded sheets, so-called Tailored blanks, to be molded. Tailored blanks are for example thinner in their middle areas rolled or are different as patchwork blanks of sheets Thickness composed in which z. B. in the middle area thinner Welded sheet metal became, in this way, a pipe with a thinner wall in the middle Make area and thicker end sections. Sorry Tailored blanks with continuous tube injection processes do not mold. The therefore used discontinuous Tube injection methods are due to their long cycle times and the resulting low output relatively expensive. In addition, the tools used in tube molding must be used adapted to the wall of the geometry of the tailored blanks, so that for every geometry change The Tailored Blanks also new tools must be made.

Es zählt auch zum Stand der Technik, die Wanddicke bereichsweise durch Außendrückwalzen, d. h. durch inkrementelle Massivumformung zu reduzieren, bei welcher durch wälzende, materialverdrängende Werkzeuge eine Wanddickenänderung herbeigeführt wird. Bei diesem Verfahren wird ein Wälzkörper von außen gegen ein Vorrohr gedrückt, das sich innenseitig gegen einen Dorn abstützt. Der rotatorisch bewegte Hohlkörper wird dabei ausschließlich von außen umgeformt. Nachteilig bei der Herstellung eines Tailored Tubes, d. h. eines Rohrs mit unterschiedlichen Wanddicken in Längsrichtung, ist, dass die Rohrinnenseite glatt ist, während die Dickenunterschiede nur an der Außenseite ausgeprägt sind. Prinzipbedingt muss eine Umformmaschine zum Außendrückwalzen sehr biegesteif sein und wesentlich größer bauen als das umzuformende Werkstück, was einen hohen Materialeinsatz und Raumbedarf für die Umformmaschine erforderlich macht.It counts too to the prior art, the wall thickness partially by external compression rollers, d. H. reduced by incremental massive forming, in which by rolling, material- Tools a wall thickness change brought becomes. In this method, a rolling element is pressed from the outside against a front pipe, which is supported on the inside against a mandrel. The rotationally moving hollow body is exclusively from Outside reshaped. Disadvantageous in the production of a tailored tube, d. H. a pipe with different wall thicknesses in the longitudinal direction, is that the pipe inside is smooth while the thickness differences only on the outside pronounced are. Due to the principle, a forming machine must be used for external finish rolling be very rigid and build much larger than the reshaping Workpiece, which requires a high material usage and space requirements for the forming machine power.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung von profilierten Rohren mit über der Länge variabler Wanddicke aufzuzeigen, das kontinuierlich durchgeführt werden kann und bei welchem die Außenseite des umgeformten Rohrs glatt bleibt. Ferner soll eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgezeigt werden.Of these, The invention is based on the object, a method for the production of profiled tubes with wall thickness variable over the length, that is done continuously can be and where the outside of the formed pipe stays smooth. Furthermore, a device for carrying out the inventive method be shown.

Der verfahrensmäßige Teil dieser Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.Of the procedural part This object is achieved by the measures specified in claim 1 solved.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird in Patentanspruch 7 vorgeschlagen.A Apparatus for carrying out of the method is proposed in claim 7.

Die jeweils abhängigen Patentansprüche betreffen vorteilhafte Weiterentwicklungen des Erfindungsgedankens.The each dependent claims relate to advantageous developments of the inventive concept.

Der Grundgedanke des beanspruchten Verfahrens liegt darin, das Druckwalzen von innen durchzuführen, wobei als Ausgangsmaterial ein innen und außen glattes Rohr verwendet wird und wobei die Außenfläche des Rohrs im Ergebnis glatt bleibt.Of the The basic idea of the claimed method is the pressure rolling to do from the inside, using as the starting material an inside and outside smooth tube is and where the outer surface of the Pipe in the result remains smooth.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist vorgesehen, ein umzuformendes Rohr außenseitig mit einer Matrize zu umgeben und in das Rohr ein sich drehendes Werkzeug einzuführen, welches zur Erzeugung von in Längsrichtung des Rohrs unterschiedlichen Wanddickenbereichen von innen walzend auf die Rohrwand drückt. Dabei soll die Wanddicke des Rohrs bereichsweise um wenigstens 5% reduziert werden, wobei sich das Rohr durch Materialverdrängung verlängert und wobei gleichzeitig die Außenseite des Rohrs in den innenprofilierten Bereichen glatt bleibt. Im Ergebnis soll das Rohr durch das Verfahren nur innenseitig profiliert werden, d. h. nicht bezüglich seines Außendurchmessers aufgeweitet werden. Der Innendurchmesser der Matrize entspricht daher bereits vor dem Innendrückwalzen dem Außendurchmesser des Rohrs.at the method according to the invention is provided, a reshaping tube on the outside with a die to surround and insert into the tube a rotating tool which for producing in the longitudinal direction rolling the tube from different inside wall thickness ranges presses on the pipe wall. In this case, the wall thickness of the pipe is partially reduced by at least 5% be, with the pipe lengthened by material displacement and at the same time the outside of the tube remains smooth in the internally profiled areas. In the result If the pipe is to be profiled by the process only on the inside, d. H. not regarding its outer diameter be widened. The inner diameter of the die corresponds therefore already before the internal press rolling the outer diameter of the pipe.

Das Innendrückwalzen der Rohre kann in mehreren Schritten erfolgen. Beispielsweise könnte mit jedem Schritt eine Wanddickenreduzierung von 10% der Ausgangswanddicke erfolgen, so dass die Wanddicke des Rohrs in einigen Längenabschnitten um z. B. 50% reduziert wird. Selbstverständlich können die Wanddickenreduzierungen über die Rohrlänge entsprechend den Anforderungen an das Rohr variieren, so dass beispielsweise in einem ersten Längenabschnitt eine Wanddickenreduktion von 20% und in einem weiteren Längenabschnitt eine Wanddickenreduktion von 40% erfolgt.The Internal pressure rollers The pipes can be made in several steps. For example, could with each step a wall thickness reduction of 10% of the initial wall thickness done so that the wall thickness of the tube in some lengths to z. B. 50% is reduced. Of course, the wall thickness reductions on the tube length vary according to the requirements of the pipe, so for example in a first length section a wall thickness reduction of 20% and in another length section a wall thickness reduction of 40% takes place.

Die signifikante Querschnittsveränderung grenzt das Innendrückwalzen von den bekannten Glattwalzverfahren ab, bei welchen an metallischen Werkstücken ohne Zerspanung glatte und verfestigte Oberflächen mit hohem Traganteil erzeugt werden. Beim Glattwalzen wird nur der Werkstoff an der Werkstückoberfläche plastisch verformt und das Rauheitsprofil eingeebnet. Beim Glattwalzen fließt unter den Druckspannungen Material aus den Erhebungen in die Vertiefungen. Der Grund der Vertiefungen wird dadurch angehoben, so dass es zu einem gleichmäßigeren Profil kommt. Während es beim Glattwalzen und den beim Glattwalzen verwendeten Werkzeugen nicht zu einer signifikanten Änderung des Innendurchmessers, insbesondere nicht zu einer eine Verlängerung des Rohrs bewirkenden Materialverdrängung kommt, wird dies bei dem erfindungsgemäßen Verfahren angestrebt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist daher vorgesehen, dass ein Ende des Rohrs festgelegt ist, während das andere Ende in Längsrichtung verlagerbar ist, um eine Längenänderung während des Innendrückwalzens zu ermöglichen. Während des Innendrückwalzens bewegt sich das Rohr auch relativ zur Matrize, was auf die Materialverdrängung zurückzuführen ist.The significant change in cross section delineates the internal press rolls from the known finish rolling processes, in which smooth and consolidated surfaces with a high percentage of support are produced on metal workpieces without machining. During burnishing, only the material on the workpiece surface is plastically deformed and the roughness profile is leveled. When rolling smoothly flows under the compressive stresses material from the elevations into the wells. The bottom of the wells is thereby raised, resulting in a smoother profile. While it does not come to a significant change in the inner diameter of the smooth rolling and the tools used during burnishing, in particular not to an extension of the tube causing material displacement, this is the aim of the inventive method. In the method according to the invention is therefore provided that one end of the tube is fixed, while the other end is displaced in the longitudinal direction, to allow a change in length during the internal pressure rolling. During internal pressure rolling, the tube also moves relative to the die, due to material displacement.

Das Verfahren wird gemäß der Ausführungsform des Patentanspruch 2 mit Hilfe einer Matrize und eines Werkzeugs durchgeführt werden, wobei die Matrize und das Werkzeug einen konischen Ringspalt begrenzen, dessen Breite durch Relativverlagerung des Werkzeugs und/oder der Matrize in Längsrichtung des Rohrs veränderbar ist. Zum Innenprofilieren wird entweder das Rohr relativ zur Matrize bewegt oder aber die Matrize und selbstverständlich das Werkzeug, das den konischen Ringspalt innenseitig begrenzt, werden relativ zum Rohr bewegt. Durch Veränderung der relativen Lage des Werkzeugs gegenüber der Matrize kann die Breite des Ringspalts variiert werden, so dass in Längsrichtung des Rohrs unterschiedliche Wanddickenbereiche ausgebildet werden.The Method is according to the embodiment of claim 2 with the aid of a die and a tool carried out be with the die and the tool a conical annular gap limit its width by relative displacement of the tool and / or the die in the longitudinal direction of the tube changeable is. For internal profiling, either the tube is relative to the die moved or the die and of course the tool that the conical annular gap bounded inside, are moved relative to the pipe. By change The relative position of the tool relative to the die may be the width of the tool Annular gaps are varied so that different in the longitudinal direction of the tube Wall thickness ranges are formed.

Alternativ kann der Ringspalt zwischen der Matrize und dem Werkzeug auch zylindrisch ausgebildet sein, wobei zur Veränderung der Breite des Ringspalts ein im Durchmesser veränderbares Werkzeug zum Einsatz kommt. Die Wanddickenveränderung wird also nicht durch Verlagerung des Werkzeugs bzw. der Matrize in Längsrichtung des Rohrs, d. h. in Axialrichtung, sondern durch Veränderung des Werkzeugdurchmessers, d. h. eine Veränderung in Radialrichtung, bewirkt. Aufgrund der gleichzeitigen Drehung des Werkzeugs um seine Längsachse sowie durch Verlagerung des Werkzeugs in Längsrichtung des Rohrs erfolgt ein gezieltes, längenabschnittsweises Innendrückwalzen.alternative The annular gap between the die and the tool can also be cylindrical be formed, with the change the width of the annular gap a variable diameter tool used comes. The wall thickness change So it is not by displacement of the tool or the die longitudinal of the pipe, d. H. in the axial direction, but by changing the Tool diameter, d. H. a change in the radial direction, causes. Due to the simultaneous rotation of the tool around its Longitudinal axis as well by displacement of the tool in the longitudinal direction of the tube a targeted, lengthwise section Inside pressure rollers.

Bei diesem Verfahren ist das Werkzeug umfangsseitig mit mehreren Wälzkörpern ausgerüstet, die zum Innendrückwalzen gegen die Innenseite des Rohrs gedrückt werden. Die Veränderung des Durchmessers kann beispielsweise dadurch realisiert werden, dass sich die Wälzkörper auf zwei in Längsrichtung verlagerbaren und im Winkel zueinander stehenden, werkzeugseitigen Laufflächen des Werkzeugs abstützen, wobei der Abstand zwischen den Laufflächen zur Verlagerung der Wälzkörper nach radial außen verkleinert und zur Verlagerung der Wälzkörper nach radial innen vergrößert wird. Die Laufflächen bilden gewissermaßen einen Keil, der unter die Wälzkörper geschoben wird. Dadurch können die Wälzkörper in Radialrichtung angehoben oder auch abgesenkt werden, was den Durchmesser des Werkzeugs bestimmt.at In this method, the tool is peripherally equipped with several rolling elements, the for internal press rolling pressed against the inside of the tube. The change the diameter can be realized, for example, that the rolling elements on two in the longitudinal direction displaceable and at an angle to each other, tool side treads support the tool, wherein the distance between the running surfaces for the displacement of the rolling elements after radially outside reduced and enlarged radially inward for the displacement of the rolling elements. The treads form in a sense a wedge, which pushed under the rolling elements becomes. Thereby can the rolling elements in Radial direction raised or lowered, what the diameter of the tool.

Das Werkzeug ist insbesondere am Ende einer Dornstange angeordnet, die so ausgestattet ist, dass die von dem Ende der Dornstange entferntere Lauffläche an einem in Längsrichtung verlagerbaren Laufring angeordnet ist, der mittels eines sich parallel zu der Dornstange erstreckenden Schiebers verlagert wird. Wenn die Wälzkörper als Doppelkegelstümpfe ausgebildet sind und sich jeweils ein Kegelstumpf auf einer der Laufflächen abstützt, bilden die Laufflächen gewissermaßen einen Keil, der unter die Wälzkörper geschoben wird. Dadurch können die Wälzkörper in Radialrichtung angehoben oder auch abgesenkt werden, was den Durchmesser des Umformwerkzeugs in Radialrichtung verändert.The Tool is arranged in particular at the end of a mandrel, the is equipped so that the more remote from the end of the mandrel bar tread on a longitudinal displaceable race is arranged by means of a parallel to the mandrel bar extending slider is displaced. If the Rolling elements as Double truncated cones are formed and each have a truncated cone on one of treads supported, form the treads so to speak a wedge, which pushed under the rolling elements becomes. Thereby can the rolling elements in Radial direction raised or lowered, what the diameter of the forming tool changed in the radial direction.

Doppelkegelstumpfförmige Wälzkörper haben den Vorteil, dass über die linienförmige Berührung mit den Laufflächen relativ hohe Kräfte von den Laufflächen auf die Wälzkörper und damit auf das umzuformende Rohr übertragen werden können. Gleichzeitig erlaubt die kegelstumpfförmige Geometrie die Ausbildung sanfter Übergänge zwischen den Bereichen unterschiedlicher Wanddicke, so dass es zu keinen sprunghaften Wanddickenveränderungen kommt. Die Wanddickenveränderungen sind je nach Geometrie der Wälzkörper und je nach Innenkontur fließend ausbildbar, was hinsichtlich des Spannungsverlaufs im Rohr von Vorteil sein kann.Double frustoconical rolling elements have the advantage of that over the linear contact with the treads relatively high forces from the treads on the rolling elements and thus transferred to the tube to be formed can be. simultaneously allows the frustoconical Geometry the formation of smooth transitions between the areas of different Wall thickness, so that there are no sudden changes in wall thickness. The wall thickness changes are depending on the geometry of the rolling elements and depending on the inner contour flowing formable, which is advantageous in terms of the voltage curve in the pipe can be.

Theoretisch können beide Laufflächen relativ zueinander bewegt werden. Grundsätzlich ist es jedoch ausreichend, wenn nur eine der Laufflächen in Längsrichtung der Dornstange verschoben wird, während die andere Lauffläche in Axialrichtung festgelegt ist.Theoretically can both treads be moved relative to each other. In principle, however, it is sufficient if only one of the treads longitudinal the mandrel is displaced while the other tread in the axial direction is fixed.

Ein Schieber zum Verschieben der Lauffläche kann insbesondere als Schiebehülse ausgebildet sein, welcher einen Innendorn der Dornstange umgibt. Durch eine solche Schiebehülse wird auf den gesamten Laufring gleichmäßig über den Umfang verteilt eine Druckkraft ausgeübt, die gewährleistet, dass sich der Laufring nicht auf dem Innendorn verkeilt. Zudem muss der Innendorn keine Längsbohrung aufweisen, was ebenfalls eine kostengünstigere Werkzeuggestaltung ermöglicht.One Slide for moving the tread may be formed in particular as a sliding sleeve, which surrounds an inner mandrel of the mandrel bar. By such sliding sleeve is distributed evenly over the circumference on the entire raceway one Pressing force exerted, which ensures that the race does not get wedged on the inner mandrel. In addition, the must Inner mandrel no longitudinal bore have, which also a cheaper tool design allows.

Die Vorrichtung gemäß Patentanspruch 7 umfasst zum einen eine das umzuformende Rohr außenseitig umgebende Matrize sowie zum anderen ein außenseitig mit Wälzkörpern besetztes Werkzeug, das unter einer Drehbewegung in das in der Matrize aufgenommene Rohr einbringbar ist. Das Werkzeug kann, wie zuvor beschrieben, von innen walzend auf die Rohrwand drücken, um in Längsrichtung unterschiedliche Wanddickenbereiche auszubilden.The device according to claim 7 comprises on the one hand a die to be formed around the outside surrounding die and on the other hand, a outside occupied with rolling elements, the under a rotational movement in the in the Die receiving tube is inserted. The tool can, as described above, roll rolling on the pipe wall from the inside in order to form different wall thickness regions in the longitudinal direction.

Wenn zwischen Matrize und Werkzeug ein konischer Ringspalt vorgesehen ist, kann die Breite des Ringspalts durch Relativverlagerung der Matrize gegenüber dem Werkzeug oder durch Relativverlagerung des Werkzeugs gegenüber der Matrize veränderbar gestaltet sein. Bei dieser Konfiguration können Wälzkörper mit Kegelrollen zum Einsatz kommen, die auf einer kegeligen Rollenbahn des Werkzeugs abgestützt sind.If provided between the die and tool a conical annular gap is, the width of the annular gap by relative displacement of the Matrix opposite the tool or by relative displacement of the tool relative to the Die changeable be designed. In this configuration, rolling elements with tapered rollers can be used come, which are supported on a tapered roller conveyor of the tool.

Da bei einem konischen Ringspalt eine Breitenveränderung des Ringspalts nur durch Verlagerung des Werkzeugs oder der Matrize in Axialrichtung des Rohrs möglich ist, kann bei einer weiteren Ausführungsform der Vorrichtung eine Veränderung der Breite des Ringspalts durch Veränderung des Außendurchmessers des Werkzeugs erfolgen. In diesem Fall kann der Ringspalt zylindrisch ausgebildet sein, da ausschließlich der Außendurchmesser des Werkzeugs maßgeblich für die Breite des Ringspalts ist. Ein solches Werkzeug kann, wie zuvor beschrieben, mit Wälzkörpern besetzt sein, die zum Innendrückwalzen an der Innenseite des Vorrohrs zur Anlage gelangen. Die Wälzkörper können sich auf in Längsrichtung verlagerbaren und im Winkel zueinander stehenden Laufflächen des Werkzeugs abstützen, wobei der Abstand zwischen den Laufflächen zur Verlagerung der Wälzkörper in Radialrichtung veränderbar ist, während sich das Werkzeug in dem Rohr dreht.There for a conical annular gap, a width change of the annular gap only by displacement of the tool or the die in the axial direction of the pipe possible is, in a further embodiment of the device a change of Width of the annular gap by change of the outside diameter of the tool. In this case, the annular gap can be cylindrical Be educated, since only the outside diameter of the tool for the Width of the annular gap is. Such a tool can, as before described, staffed with rolling elements be that for internal press rolling get to the inside of the front pipe to the plant. The rolling elements can become in the longitudinal direction displaceable and at an angle to each other running surfaces of the Support tool, the distance between the running surfaces for the displacement of the rolling elements in Radial direction changeable is while the tool rotates in the pipe.

Wie oben beschrieben, eignen sich bei im Durchmesser veränderbaren Werkzeugen insbesondere Wälzkörper, die als Doppelkegelstümpfe ausgebildet sind. Vorzugsweise ist die von dem Ende Dornstange entferntere Lauffläche an einem in Längsrichtung verlagerbaren Laufring angeordnet, der mittels eines sich parallel zu der Dornstange erstreckenden Schiebers verlagerbar ist. Der Schieber ist insbesondere als Schiebehülse ausgebildet, der einen Innendorn der Dornstange umgibt.As described above, are suitable for variable in diameter Tools in particular rolling elements, the as double-cone stumps are formed. Preferably, the mandrel bar is more distal from the end tread at a longitudinal direction displaceable race arranged by means of a parallel is displaceable to the mandrel bar extending slider. The slider is especially as a sliding sleeve formed, which surrounds an inner mandrel of the mandrel.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt:The invention will be described below with reference to the 1 and 2 illustrated embodiments explained in more detail. It shows:

1 eine erste Vorrichtung zur Herstellung von innenprofilierten Rohren mittels eines Innendrückwalzverfahrens und 1 a first device for the production of internally profiled tubes by means of a Innendrückwalzverfahrens and

2 eine weitere Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung von innenprofilierten Rohren. 2 a further embodiment of an apparatus for producing internally profiled tubes.

1 zeigt eine Vorrichtung 1 zur Herstellung von innenprofilierten Rohren mittels eines Innendrückwalzverfahrens. Das umzuformende Rohr 2 wird bei diesem Verfahren mit seiner Außenfläche 3 an einer Außenmatrize 4 abgestützt, die zur leichteren Entnahme des Werkstücks zweigeteilt sein kann. Die Außenmatrize 4 dient als Widerlager während des Innendrückwalzverfahrens. 1 shows a device 1 for the production of internally profiled tubes by means of an internal compression rolling process. The pipe to be formed 2 is used in this procedure with its outer surface 3 on an outer die 4 supported, which can be divided into two parts for easier removal of the workpiece. The outer die 4 serves as an abutment during the internal compression rolling process.

Zur Umformung des Rohrs 2 wird eine Dornstange 5 in das Vorrohr 2 eingeführt. Die Dornstange 5 ist an ihrem Ende 6 mit einem Werkzeug 7 versehen, dessen Außendurchmesser veränderbar ist. Das Werkzeug 7 umfasst zwei Laufringe 8, 9, auf deren radial außenseitigen Laufflächen 10, 11 Wälzkörper 12 abgestützt sind. Die Wälzkörper 12 sind als Doppelkegelstümpfe 13, 14 ausgebildet, wobei sich jeweils einer ihrer Kegelstümpfe 13, 14 auf einer Lauffläche 10, 11 abstützt.For forming the tube 2 becomes a thorn rod 5 in the front pipe 2 introduced. The mandrel 5 is at its end 6 with a tool 7 provided whose outer diameter is variable. The tool 7 includes two races 8th . 9 , on the radially outside treads 10 . 11 rolling elements 12 are supported. The rolling elements 12 are as double-cone stumps 13 . 14 formed, with each one of their truncated cones 13 . 14 on a tread 10 . 11 supported.

Während des Innendrückwalzens werden die Wälzkörper 12 gegen die Innenseite 15 des Rohrs 2 gepresst, so dass die Wanddicke W in vorbestimmten Bereichen des Rohrs 2 reduziert wird. Die auf diese Weise hergestellten Bereiche unterschiedlicher Wanddicken sind grundsätzlich auf einen bestimmten Längenabschnitt des fertig gestellten Rohrs 2 begrenzt.During internal pressure rolling, the rolling elements become 12 against the inside 15 of the pipe 2 pressed, so that the wall thickness W in predetermined areas of the tube 2 is reduced. The regions of different wall thicknesses produced in this way are basically of a certain length of the finished pipe 2 limited.

Während des Herstellungsvorgangs wird das Rohr 2 innerhalb der Matrize 4 abgestützt und die Dornstange 5 mit dem Werkzeug 7 in eine Drehbewegung versetzt, wie es durch den Pfeil P1 angedeutet wird. Gleichzeitig kann die Dornstange 5 in Längsrichtung L verlagert werden, wie der Pfeil P2 anzeigt. Die Durchmesserveränderung des Werkzeugs 7 erfolgt durch radiale Verschiebung der Wälzkörper 12, was durch den Pfeil P3 angedeutet wird. Die Verschiebung wird dadurch bewirkt, dass der Abstand zwischen den Laufringen 8, 9 vergrößert oder verkleinert wird. Wenn der Abstand zwischen den Laufringen 8, 9 verkleinert wird, bewegen sich die Laufflächen 10, 11 aufeinander zu, so dass die Wälzkörper 12 nach radial außen verlagert werden. Bei einer Abstandsvergrößerung werden die Wälzkörper 12 dementsprechend radial innen verlagert. Der endseitige Laufring 8 ist feststehend montiert und stützt sich an einem Schraubbund 16 der Dornstange 5 ab. Der Innendorn 17 ist von einem Schieber 18 in Form einer Schiebehülse umgeben, welche in Richtung des Pfeils P4 in Längsrichtung der Dornstange 5 verlagerbar ist und unmittelbar an einen Bund 19 des Laufrings 9 stößt, um diesen in Längsrichtung L zu verlagern. Die beiden Laufringe 8, 9 sind auf einem im Durchmesser gegenüber dem Sitz für den Schieber 18 reduzierten Wellenabsatz 20 gelagert, auf welchen endseitig der Schraubbund 16 angeordnet ist.During the manufacturing process, the pipe becomes 2 within the matrix 4 supported and the mandrel 5 with the tool 7 set in a rotational movement, as indicated by the arrow P1. At the same time, the mandrel can 5 be displaced in the longitudinal direction L, as indicated by the arrow P2. The diameter change of the tool 7 done by radial displacement of the rolling elements 12 , which is indicated by the arrow P3. The displacement is caused by the distance between the races 8th . 9 is increased or decreased. When the distance between the races 8th . 9 is reduced, move the treads 10 . 11 towards each other, so that the rolling elements 12 be moved radially outward. At a distance increase, the rolling elements 12 shifted radially inward accordingly. The end race 8th is fixedly mounted and supports itself on a screw collar 16 the mandrel 5 from. The inner spine 17 is from a slider 18 surrounded in the form of a sliding sleeve, which in the direction of arrow P4 in the longitudinal direction of the mandrel 5 is relocatable and directly to a federal government 19 of the race 9 abuts to shift this in the longitudinal direction L. The two races 8th . 9 are on a diameter opposite the seat for the slider 18 reduced shaft shoulder 20 stored, on which end of the screw collar 16 is arranged.

Die Ausführungsform der 2 zeigt eine Vorrichtung 21 zur Herstellung von innenprofilierten Rohren, umfassend eine Matrize 22 und ein Werkzeug 23. Ein Rohr 24 wird in Richtung des Pfeils P5 durch die Matrize 22 gezogen und dabei im Durchmesser verjüngt. Alternativ werden die Matrize 22 und das Werkzeug 23 relativ zu dem in diesem Fall feststehenden Rohr 2 bewegt (Pfeil P8).The embodiment of the 2 shows a device 21 for the production of internally profiled Tubes comprising a die 22 and a tool 23 , A pipe 24 is in the direction of arrow P5 through the die 22 pulled and thereby tapered in diameter. Alternatively, the die 22 and the tool 23 relative to the tube fixed in this case 2 moved (arrow P8).

Über das Werkzeug 23 wird der zwischen dem Werkzeug 23 und der Matrize 22 ausgebildete Ringspalt 25 in seiner Breite gezielt verändert. Hierzu ist das Werkzeug 23 im Eingriffsbereich mit dem Rohr 24 mit Wälzkörpern 26 in Form von Kegelrollen besetzt, die auf einer kegeligen Rollenbahn 27 abrollen, welche am Ende 28 des Werkzeugs 23 mittels einer Wellenmutter 29 lagefixiert ist. Die Wälzkörper 26 können durch Verlagerung des Werkzeugs 23 in Längsrichtung L des Werkzeugs 23 derart gegenüber der Matrize 22 positioniert werden, dass sich die gewünschte Wanddicke W bzw. Breite des Ringspalts 25 einstellt. Während des Ziehvorgangs wird das Werkzeug 23 nicht nur in Längsrichtung L verlagert, wie durch den Pfeil P6 angedeutet wird. Vielmehr wird das Werkzeug 23 in Drehbewegung entsprechend dem Pfeil P7 versetzt, so dass die Wälzkörper 26 über die Rollenbahn 27 angetrieben und auf der Innenseite 30 des Rohrs 2 abwälzen. Auf diese Weise erfolgt eine Ausbildung unterschiedlicher Wanddickenbereiche mittels des erfindungsgemäßen Innendrückwalzverfahrens.About the tool 23 that will be between the tool 23 and the matrix 22 trained annular gap 25 deliberately changed in width. This is the tool 23 in the engagement area with the pipe 24 with rolling elements 26 in the form of tapered rollers, which are placed on a tapered roller conveyor 27 roll out, which in the end 28 of the tool 23 by means of a shaft nut 29 is fixed in position. The rolling elements 26 can be done by relocating the tool 23 in the longitudinal direction L of the tool 23 so opposite to the die 22 be positioned so that the desired wall thickness W or width of the annular gap 25 established. During the drawing process the tool becomes 23 not only displaced in the longitudinal direction L, as indicated by the arrow P6. Rather, the tool becomes 23 offset in rotation according to the arrow P7, so that the rolling elements 26 over the roller conveyor 27 powered and on the inside 30 of the pipe 2 roll off. In this way, a different wall thickness ranges are formed by means of the Innendrückwalzverfahrens invention.

Bei den in den 1 und 2 beschriebenen Vorrichtungen wird die Wanddickenveränderung lediglich an der Innenseite des Rohrs sichtbar, während die Außenseite des umgeformten Rohrs glatt bleibt. Bei der Ausführungsform der 2 erfolgt zugleich eine Durchmesserreduzierung des Außenrohrs bei gleichzeitiger längenabschnittsweiser Veränderung der Wanddicke W. Bei beiden Vorrichtungen nimmt die Gesamtlänge des Rohrs durch Materialverdrängung zu.In the in the 1 and 2 described devices, the wall thickness change is visible only on the inside of the tube, while the outside of the formed tube remains smooth. In the embodiment of the 2 At the same time there is a reduction in the diameter of the outer tube with a simultaneous lengthwise change in the wall thickness W. In both devices, the total length of the tube by material displacement increases.

11: Vorrichtungcontraption
22: Rohrpipe
33: Außenflächeouter surface
44: Matrizedie
55: Dornstangemandrel
66: EndeThe End
77: WerkzeugTool
88th: Laufringrace
99: Laufringrace
1010: Laufflächetread
1111: Laufflächetread
1212: Wälzkörperrolling elements
1313: Kegelstumpftruncated cone
1414: Kegelstumpftruncated cone
1515: Innenseiteinside
1616: SchraubbundSchraubbund
1717: Innendorninner mandrel
1818: Schieberpusher
1919: BundFederation
2020: Wellenabsatzshaft shoulder
2121: Vorrichtungcontraption
2222: Matrizedie
2323: WerkzeugTool
2424: Rohrpipe
2525: Ringspaltannular gap
2626: Wälzkörperrolling elements
2727: Rollenbahnroller conveyor
2828: EndeThe End
2929: Wellenmuttershaft nut
3030: Innenseiteinside
P1P1: Pfeilarrow
P2P2: Pfeilarrow
P3P3: Pfeilarrow
P4P4: Pfeilarrow
P5P5: Pfeilarrow
P6P6: Pfeilarrow
P7P7: Pfeilarrow
P8P8: Pfeilarrow
LL: Längsrichtunglongitudinal direction
WW: Wanddickewall thickness

Claims

Verfahren zur Herstellung von innenprofilierten Rohren, bei welchem ein umzuformendes Rohr (2, 24) außenseitig von einer Matrize (4, 22) umgeben wird und bei welchem in das Rohr (2, 24) ein sich drehendes Werkzeug (7, 23) eingebracht wird, welches zur Erzeugung von in Längsrichtung (L) des Rohrs (2, 24) unterschiedlichen Wanddickenbereichen von innen walzend auf die Rohrwand drückt, wobei die Wanddicke (W) des Rohrs (2, 24) bereichsweise um wenigstens 5% reduziert wird, wobei sich das Rohr (2, 24) durch Materialverdrängung verlängert und wobei die Außenseite (3) des Rohrs (2, 24) in den innenprofilierten Bereichen glatt bleibt.Process for the production of internally profiled tubes, in which a tube ( 2 . 24 ) on the outside of a die ( 4 . 22 ) is surrounded and in which in the pipe ( 2 . 24 ) a rotating tool ( 7 . 23 ), which is used to generate in the longitudinal direction (L) of the tube ( 2 . 24 ) presses different wall thickness ranges rolling on the inside of the tube wall, wherein the wall thickness (W) of the tube ( 2 . 24 ) is reduced in regions by at least 5%, whereby the tube ( 2 . 24 ) extended by material displacement and the outside ( 3 ) of the pipe ( 2 . 24 ) remains smooth in the internally profiled areas.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (22) mit dem Werkzeug (23) einen konischen Ringspalt (25) begrenzt, dessen Breite durch Relativverlagerung des Werkzeugs (23) und/oder der Matrize (22) in Längsrichtung (L) veränderbar ist, wobei das Rohr (24) zum Innenprofilieren entweder relativ zur Matrize (22) bewegt wird oder die Matrize (22) relativ zum Rohr (24) bewegt wird.Method according to claim 1, characterized in that the die ( 22 ) with the tool ( 23 ) a conical annular gap ( 25 ) whose width by relative displacement of the tool ( 23 ) and / or the die ( 22 ) is variable in the longitudinal direction (L), wherein the tube ( 24 ) for internal profiling either relative to the die ( 22 ) or the die ( 22 ) relative to the tube ( 24 ) is moved.

Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (4) mit dem Werkzeug (7) einen zylindrischen Ringspalt begrenzt, wobei das Werkzeug (7) im Durchmesser veränderbar ist, so dass die Wanddicke (W) des Rohrs (2) durch Veränderung des Durchmessers des Werkzeugs (7) und gleichzeitige Drehung des Werkzeugs (7) um seine Längsachse sowie Verlagerung des Werkzeugs (7) in Längsrichtung (L) des Rohrs (2) durch Innendrückwalzen in Längsrichtung (L) variiert wird.Method according to claim 1, characterized in that the die ( 4 ) with the tool ( 7 ) defines a cylindrical annular gap, wherein the tool ( 7 ) is variable in diameter, so that the wall thickness (W) of the tube ( 2 ) by changing the diameter of the tool ( 7 ) and simultaneous rotation of the tool ( 7 ) about its longitudinal axis and displacement of the tool ( 7 ) in the longitudinal direction (L) of the tube ( 2 ) is varied by inner press rolls in the longitudinal direction (L).

Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) Wälzkörper (12) umfasst, die zum Innendrückwalzen gegen die Innenseite (15) des Rohrs (2) gedrückt werden.Method according to claim 3, characterized in that the tool ( 7 ) Rolling elements ( 12 ), which are used for internal pressure rolling against the inside ( 15 ) of the pipe ( 2 ).

Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Wälzkörper (12) auf zwei in Längsrichtung (L) verlagerbaren und im Winkel zueinander stehenden, werkzeugseitigen Laufflächen (10, 11) des Werkzeugs (7) abstützen, wobei der Abstand zwischen den Laufflächen (10, 11) zur Verlagerung der Wälzkörper (12) nach radial außen verkleinert wird und zur Verlagerung der Wälzkörper (12) nach radial innen vergrößert wird.Method according to claim 4, characterized in that the rolling bodies ( 12 ) on two in the longitudinal direction (L) displaceable and at an angle to each other, tool-side treads ( 10 . 11 ) of the tool ( 7 ), whereby the distance between the running surfaces ( 10 . 11 ) for the displacement of the rolling elements ( 12 ) is reduced radially outward and for the displacement of the rolling elements ( 12 ) is increased radially inward.

Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug (7) am Ende einer Dornstange (5) angeordnet wird, wobei die von dem Ende (6) der Dornstange (5) entferntere Lauffläche (10) an einem in Längsrichtung (L) verlagerbaren Laufring (9) angeordnet ist, der mittels eines sich parallel zu der Dornstange (5) erstreckenden Schiebers (18) verlagert wird.Method according to claim 5, characterized in that the tool ( 7 ) at the end of a mandrel bar ( 5 ) is arranged, the from the end ( 6 ) of the mandrel ( 5 ) more distant tread ( 10 ) on a longitudinal direction (L) displaceable race ( 9 ) is arranged, which by means of a parallel to the mandrel bar ( 5 ) extending slider ( 18 ) is relocated.

Vorrichtung zur Herstellung von innenprofilierten Rohren, bei welcher ein umzuformendes Rohr (2, 24) außenseitig von einer Matrize (4, 22) umgeben ist und bei welchem in das Rohr (2, 24) ein sich drehendes und außenseitig mit Wälzkörpern (12, 26) besetztes Werkzeug (7, 23) einbringbar ist, welches zur Erzeugung von in Längsrichtung (L) des Rohrs (2, 24) unterschiedlichen Wanddickenbereichen von innen walzend auf die Rohrwand druckbar ist, um die Wanddicke (W) der außenseitig an der Matrize (4, 22) anliegenden Rohrwand bereichsweise um wenigstens 5% zu reduzieren.Device for producing internally profiled tubes, in which a tube ( 2 . 24 ) on the outside of a die ( 4 . 22 ) is surrounded and in which in the pipe ( 2 . 24 ) a rotating and externally with rolling elements ( 12 . 26 ) occupied tool ( 7 . 23 ), which is used to generate in the longitudinal direction (L) of the tube ( 2 . 24 ) of different wall thickness ranges from inside rolling on the tube wall is printable to the wall thickness (W) of the outside of the die ( 4 . 22 ) adjacent pipe wall partially reduced by at least 5%.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (22) mit dem Werkzeug (23) einen konischen Ringspalt (25) begrenzt, dessen Breite durch Relativverlagerung der Matrize (22) gegenüber dem Werkzeug (23) oder durch Relativverlagerung des Werkzeugs (23) gegenüber der Matrize (22) veränderbar ist.Device according to claim 7, characterized in that the matrix ( 22 ) with the tool ( 23 ) a conical annular gap ( 25 ) whose width by relative displacement of the die ( 22 ) opposite the tool ( 23 ) or by relative displacement of the tool ( 23 ) opposite the die ( 22 ) is changeable.

Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (26) Kegelrollen sind, die auf einer kegeligen Rollenbahn (27) des Werkzeugs (23) abgestützt sind.Apparatus according to claim 8, characterized in that the rolling bodies ( 26 ) Are tapered rollers which are mounted on a tapered roller conveyor ( 27 ) of the tool ( 23 ) are supported.

Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Dornstange (5) mit einem endseitigem, in seinem äußeren Durchmesser veränderbaren Werkzeug (7) zum Innendrückwalzen des Rohrs (2) vorgesehen ist, wobei das Werkzeug (7) Wälzkörper (12) umfasst, die zum Innendrückwalzen an der Innenseite (15) des Rohrs (2) zur Anlage gelangen, wobei sich die Wälzkörper (12) auf zwei in Längsrichtung (L) verlagerbaren und im Winkel zueinander stehenden Laufflächen (10, 11) des Werkzeugs (7) abstützen, wobei der Abstand zwischen den Laufflächen (10, 11) zur Verlagerung der Wälzkörper (12) in Radialrichtung veränderbar ist, während sich das Werkzeug (7) in dem Rohr (2) befindet.Device according to claim 7, characterized in that a mandrel bar ( 5 ) with an end-side, variable in its outer diameter tool ( 7 ) for internal press rolling of the pipe ( 2 ) is provided, wherein the tool ( 7 ) Rolling elements ( 12 ), which are used for internal pressure rolling on the inside ( 15 ) of the pipe ( 2 ) come to the plant, wherein the rolling elements ( 12 ) on two longitudinally displaceable (L) and at an angle to each other running surfaces ( 10 . 11 ) of the tool ( 7 ), whereby the distance between the running surfaces ( 10 . 11 ) for the displacement of the rolling elements ( 12 ) is variable in the radial direction while the tool ( 7 ) in the pipe ( 2 ) is located.

Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Wälzkörper (12) als Doppelkegelstümpfe ausgebildet sind, wobei jeweils ein Kegelstumpf (13, 14) auf einer Lauffläche (10, 11) abgestützt ist.Device according to claim 10, characterized in that the rolling elements ( 12 ) are formed as double truncated cones, wherein in each case a truncated cone ( 13 . 14 ) on a tread ( 10 . 11 ) is supported.

Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die von dem Ende (6) der Dornstange (5) entferntere Lauffläche (10) an einem in Längsrichtung (L) verlagerbaren Laufring (9) angeordnet ist, der mittels eines sich parallel zu der Dornstange (5) erstreckenden Schiebers (18) verlagerbar ist.Device according to claim 10 or 11, characterized in that that of the end ( 6 ) of the mandrel ( 5 ) more distant tread ( 10 ) on a longitudinal direction (L) displaceable race ( 9 ) is arranged, which by means of a parallel to the mandrel bar ( 5 ) extending slider ( 18 ) is displaceable.

Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schieber (18) als Schiebehülse ausgebildet ist, der einen Innendorn (17) der Dornstange (5) umgibt.Apparatus according to claim 12, characterized in that the slide ( 18 ) is designed as a sliding sleeve having an internal mandrel ( 17 ) of the mandrel ( 5 ) surrounds.