DE102007039320B4

DE102007039320B4 - Verfahren zur Herstellung eines Rohrs

Info

Publication number: DE102007039320B4
Application number: DE102007039320A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Streubel
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2007-08-20
Filing date: 2007-08-20
Publication date: 2013-05-16
Anticipated expiration: 2027-08-21
Also published as: ITRM20080461A1; DE102007039320A1; FR2920103A1; FR2920103B1; IT1391280B1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Rohrs, bei welchem zunächst eine Blechplatine (1) in ein Umformwerkzeug (3) gelegt und in einem ersten Umformschritt unter Verformung in ein U-Profil (13) mittels eines Umformstempels (11) in eine wannenförmige Ausnehmung (6) eines Untergesenks (4) des Umformwerkzeugs (3) gepresst wird, worauf das U-Profil (13) in einem zweiten Umformschritt zwischen einem Obergesenk (5) des Umformwerkzeugs (3) und dem Untergesenk (4) zu einem Schlitzrohr (2) umgeformt wird, und dass danach die Längskanten (24) des Schlitzrohrs (2) miteinander gefügt werden, wobei bei der Verformung der Blechplatine (1) im ersten Umformschritt das hierbei erzeugte U-Profil (13) mit einer Profilierung (16, 21) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (16, 21) durch Rippen am Umformstempel (11) und/oder durch Sicken in der Ausnehmung (6) des Untergesenks (4) des Umformwerkzeugs (3) im Bogenbereich (15) des U-Profils (13) erzeugt wird.

Description

Die Erfindung betrifft gemäß den Merkmalen in den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 und 6 ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs.
Ein derartiges Verfahren zählt durch die DE 10 2005 006 579 B3 zum Stand der Technik. Hierbei wird zunächst eine Blechplatine in ein Umformwerkzeug gelegt. In einem ersten Umformschritt wird dann die Blechplatine unter Verformung in ein U-Profil in eine wannenförmige Ausnehmung eines Untergesenks des Umformwerkzeugs, gepresst. In einem anschließenden zweiten Umformschritt wird das U-Profil zwischen einem Obergesenk des Umformwerkzeugs und dem Untergesenk zu einem Schlitzrohr umgeformt. Die Längskanten des Schlitzrohrs werden danach gefügt, so dass ein geschlossenes Rohr gebildet wird. In einer Abwandlung dieses Verfahrens zählt es durch die JP 2003-285117 A zum Stand der Technik, das U-Profil vor, während oder nach dem Umformen in seitlichen Bereichen mit Sicken zu versehen.
Aus der DE 10 2006 011 626 A1 ist es bekannt, Wärmeübertragerrohre durch Rollprofilieren in die gewünschte Endform zu bringen. Die Blechplatine, die das Ausgangsmaterial für das Rohr bildet, kann zuvor mit Prägungen versehen worden sein.
Rohre, die nach den Verfahren der DE 10 2005 006 579 B3 hergestellt werden, gelangen unter anderem in der Automobilindustrie, und zwar in Form von Fahrwerkskomponenten zum Einsatz. In diesem Zusammenhang ist die Praxis bestrebt, die Gewichte der Fahrwerke zu reduzieren. Hinsichtlich der Wanddicken der Rohre stößt die Praxis bislang jedoch an ihre Grenzen.
Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs vorzustellen, das ohne Verlust seiner Steifigkeit hinsichtlich der Wanddicke reduziert werden kann.
Eine erste Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung in den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gesehen. Danach wird bei der Verformung der Blechplatine im ersten Umformschritt das hierbei erzeugte U-Profil mit einer Profilierung versehen. Auf Grund dieser Profilierung kann die Rohrsteifigkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Wanddicke des Rohrs erhöht werden. Wird das Rohr als Fahrwerkskomponente verwendet, ergibt sich hieraus in vorteilhafter Weise, dass letztlich das Gewicht des Fahrwerks vermindert werden kann. Die Konfiguration und Lage der Profilierung kann beliebig ausfallen. Sie kann an der inneren Oberfläche des U-Profils oder an seiner äußeren Oberfläche vorgenommen werden. Denkbar sind aber auch Profilierungen an beiden Oberflächen des U-Profils. Die Profilierungen am U-Profil können somit dem jeweiligen Steifigkeitsbedarf des Rohrs angepasst sein, und zwar gezielt im Hinblick auf seine Verwendung als Fahrwerkskomponente. Die Profilierung wird im Bogenbereich des U-Profils erzeugt.
Entsprechend einer vorteilhaften Ausführungsform wird gemäß Anspruch 2 die Profilierung von in die innere Oberfläche des U-Profils eingeprägten Sicken gebildet. Zur Erzeugung dieser Sicken können an einem Stempel des Umformwerkzeugs Rippen vorgesehen werden, die bei der Verformung der Blechplatine zu dem U-Profil gleichzeitig die Sicken in der inneren Oberfläche des U-Profils herstellen.
Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform wird in den Merkmalen des Anspruchs 3 erblickt. Bei dieser Ausführungsform wird die Profilierung von gegenüber der äußeren Oberfläche des U-Profils vorstehenden Rippen gebildet. Diese Rippen können dadurch hergestellt werden, dass im Untergesenk des Umformwerkzeugs Sicken angeordnet werden, in welche dann bei der Verformung der Blechplatine zum U-Profil Material aus der Wand der Blechplatine in die Sicken hinein gepresst wird.
Selbstverständlich ist es auch möglich, dass im ersten Umformschritt durch entsprechende Ausbildung eines Stempels bzw. des Untergesenks sowohl Sicken an der inneren Oberfläche als auch Rippen an der äußeren Oberfläche des U-Profils erzeugt werden.
Gemäß Anspruch 4 werden die Rippen zweckmäßig parallel zur Längserstreckung des U-Profils ausgebildet.
In diesem Zusammenhang ist es entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 von Vorteil, dass mindestens zwei Reihen von sich parallel zueinander erstreckenden Rippen erzeugt werden, wobei die Rippen in einer 1. Reihe zu den Rippen in einer 2. Reihe in Längsrichtung versetzt angeordnet werden. Die Anzahl und Länge der Rippen sowie ihre Breite und Tiefe können gezielt den jeweiligen Steifigkeitsanforderungen des späteren Rohrs als Fahrwerkskomponente angepasst werden.
Eine zweite Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe besteht in den Merkmalen des Patentanspruchs 6. Bei dieser Verfahrensweise wird bereits die Blechplatine vor dem ersten Umformschritt im Umformwerkzeug mit einer Profilierung versehen. Auf diese Weise ist es möglich, in den Bereichen der Blechplatine gezielt Profilierungen herzustellen, die hinsichtlich des später gefertigten Rohrs einen örtlich erhöhten Steifigkeitsbedarf gewährleisten. Die Profilierungen können an der äußeren oder inneren Oberfläche des U-Profils vorgesehen werden.
Die Profilierung wird von Sicken gebildet. Die Konfiguration der Sicken kann verschiedenartig gestaltet sein. Vorzugsweise werden kurze rechteckige Sicken erzeugt, die eine gezielte örtliche Profilierung der zu einem Rohr umzuformenden Blechplatine erlauben.
Die Sicken werden in mehreren, sich parallel zueinander erstreckenden Reihen angeordnet. Auch hierdurch können dann die Länge, Lage und Anzahl der Sicken den Steifigkeitsanforderungen des späteren Rohrs genau angepasst werden. Die Sicken werden parallel zur Längserstreckung der Blechplatine ausgebildet.
In diesem Zusammenhang ist es nach Anspruch 7 von Vorteil, dass die Profilierung innerhalb der Randbereiche der Blechplatine vorgesehen wird. Mithin bleiben die Längskanten des fertigen Schlitzrohrs unverformt. Dadurch wird eine einwandfreie Fügung der Schlitzkanten mittels bekannter Verfahren gewährleistet.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 in der Perspektive eine Blechplatine;
2 im vergrößerten Maßstab in der Perspektive ein Untergesenk eines Umformwerkzeugs;
3 in schematischer Stirnansicht das Untergesenk der 2 zusammen mit einer verformten Blechplatine und einem Umformstempel;
4 in schematischer Stirnansicht ein Umformwerkzeug mit einer zu einem Schlitzrohr verformten Blechplatine;
5 in der Draufsicht eine mit Sicken versehene Blechplatine;
6 einen Querschnitt durch die Darstellung der 5 entlang der Linie VI-VI in Richtung der Pfeile VIa gesehen;
7 in schematischer Stirnansicht ein Untergesenk eines Umformwerkzeugs zusammen mit einer verformten profilierten Blechplatine gemäß 5 sowie einem Umformstempel und
8 in schematischer Stirnansicht ein Umformwerkzeug mit der zu einem Schlitzrohr umgeformten Blechplatine gemäß 5.
Mit 1 ist in der 1 eine ebene rechteckige Blechplatine bezeichnet, die in nachstehend noch näher erläuterter Weise zu einem profilierten Schlitzrohr 2 umgeformt wird, wie es aus der 4 erkennbar ist.
Zu diesem Zweck wird ein Umformwerkzeug 3 eingesetzt, das unter anderem ein aus den 2 bis 4 erkennbares Untergesenk 4 und ein aus der 4 ersichtliches Obergesenk 5 aufweist.
Das Untergesenk 4 besitzt eine wannenförmige Ausnehmung 6. Im das Tiefste der Ausnehmung 6 sind zwei Reihen Sicken 7 eingearbeitet. Die Erzeugung der Sicken 7 kann durch Fräsen, Erodieren oder mittels anderer Verfahren erfolgen. Die Sicken 7 der einen 1. Reihe 8 sind, wie die 2 erkennen lässt, zu den Sicken 7 der anderen 2. Reihe 9 in Längsrichtung versetzt.
Das Obergesenk 5 des Umformwerkzeugs 3 weist unterseitig eine halbkreisförmige Kalotte 10 auf.
Zur Verformung der Blechplatine 1 gemäß 1 wird diese zunächst entsprechend 3 auf das Untergesenk 4 gelegt. Anschließend wird ein Umformstempel 11 des Umformwerkzeugs 3 mit einer glatten konvexen Stirnseite 12 gemäß dem Pfeil PF abwärts bewegt und hierbei die Blechplatine 1 unter Verformung in ein U-Profil 13 in die Ausnehmung 6 des Untergesenks 4 gepresst. Bei diesem Umformvorgang werden aus der Wand 14 des U-Profils 13 im Bogenbereich 15 Material in die Sicken 7 des Untergesenks 4 gedrückt und auf diese Weise eine Profilierung 16 in Form von Rippen 17 an der äußeren Oberfläche 18 des U-Profils 13 im Bogenbereich 15 erzeugt.
In der 3 ist in unterbrochener Linienführung eine Ausführungsform eines Umformstempels 11a dargestellt, bei welchem an seiner Stirnseite 12a zwei Rippenreihen 19 vorgesehen sind. Diese Rippenreihen 19 können wie die Sicken 7 gemäß 2 aus mehreren einzelnen Rippen bestehen. Bei der Verwendung eines solchen Umformstempels 11a wird in der inneren Oberfläche 20 des U-Profils 13 eine Profilierung 21 in Form von Sicken 22 erzeugt. Diese Sicken 22 können an Stelle der Rippen 17 hergestellt oder auch zusammen mit diesen am U-Profil 13 vorgesehen werden.
Nach dem Entfernen des Umformstempels 11 bzw. 11a wird das Obergesenk 5 gemäß dem Pfeil PF1 der 4 abwärts gefahren und es werden hierbei die vom Bogenbereich 15 des U-Profils 13 parallel nach oben ragenden Schenkel 23 (3) kreisbogenförmig umgeformt, so dass im Umformwerkzeug 3 das Schlitzrohr 2 mit Rippen 17 entsteht.
Nach dem Hochfahren des Obergesenks 5 wird das Schlitzrohr 2 aus dem Umformwerkzeug 3 genommen und es werden die Längskanten 24 des Schlitzrohrs 2 miteinander gefügt, beispielsweise verschweißt.
In der 5 ist eine rechteckige Blechplatine 1a dargestellt, die mit mehreren sich parallel zueinander erstreckenden Reihen R, R₁–Rx von Sicken 25 versehen ist. Die durch die Sicken 25 gebildete Profilierung 26 ist innerhalb der Randbereiche 27 der Blechplatine 1a vorgesehen. Die Sicken 25 sind parallel zur Längserstreckung der Blechplatine 1a ausgebildet. Sie können so über die gesamte Erstreckung der Blechplatine 1a verteilt sein, dass nur bereichsweise Sicken 25 vorgesehen sind, um an diesen Stellen, letztlich bei dem Schlitzrohr 2a gemäß 8 in bestimmten Bereichen, eine höhere Steifigkeit zu erreichen.
Bei dem Umformwerkzeug 3a der 8 besitzt das Untergesenk 4a eine wannenförmige Ausnehmung 6a ohne Vertiefungen. Auch das Obergesenk 5a weist unterseitig eine Kalotte 10a ohne Sicken auf.
Wenn die Blechplatine 1a gemäß den 5 und 6 entsprechend der Darstellung der 7 auf das Untergesenk 4a gelegt worden ist, werden ein Umformstempel 11b gemäß dem Pfeil PF2 abwärts gefahren, hierbei die Blechplatine 1a in die Ausnehmung 6a gepresst und dadurch die Blechplatine 1a zu dem U-Profil 13a umgeformt. Die Sicken 25 befinden sich dann in der äußeren Oberfläche 28 des U-Profils 13a.
Nach dem Entfernen des Umformstempels 11b werden das Obergesenk 5a gemäß dem Pfeil PF3 herabgefahren und das U-Profil 13a zu einem Schlitzrohr 2a gemäß 8 umgeformt.
Wenn das Obergesenk 5a hochgefahren wurde und das Schlitzrohr 2a aus dem Umformwerkzeug 3a genommen wurde, können die Längskanten 24a des Schlitzrohrs 2a gefügt, zum Beispiel miteinander verschweißt, werden.
Bezugszeichenliste

1: Blechplatine
1a: Blechplatine
2: Schlitzrohr
2a: Schlitzrohr
3: Umformwerkzeug
3a: Umformwerkzeug
4: Untergesenk
4a: Untergesenk
5: Obergesenk
5a: Obergesenk
6: Ausnehmung in 6
6a: Ausnehmung in 6a
7: Sicken in 6
8: 1. Reihe v. 7
9: 2. Reihe v. 7
10: Kalotte in 5
10a: Kalotte in 5a
11: Umformstempel v. 3
11a: Umformstempel v. 3
11b: Umformstempel v. 3a
12: Stirnseite v. 11
12a: Stirnseite v. 11a
13: U-Profil
13a: U-Profil
14: Wand v. 13
15: Bogenbereich v. 13
16: Profilierung
17: Rippen
18: äußere Oberfläche v. 13
19: Rippenreihen
20: innere Oberfläche v. 13
21: Profilierung
22: Sicken
23: Schenkel v. 13
24: Längskanten v. 2
24a: Längskanten v. 2a
25: Sicken an 1a
26: Profilierung an 1a
27: Randbereiche v. 1a
28: äußere Oberfläche v. 13a
PF: Pfeil in 3
PF₁: Pfeil in 4
PF₂: Pfeil in 7
PF₃: Pfeil in 8
R: Reihe in 1a
R₁: Reihe in 1a
R_x: Reihe in 1a

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rohrs, bei welchem zunächst eine Blechplatine (1) in ein Umformwerkzeug (3) gelegt und in einem ersten Umformschritt unter Verformung in ein U-Profil (13) mittels eines Umformstempels (11) in eine wannenförmige Ausnehmung (6) eines Untergesenks (4) des Umformwerkzeugs (3) gepresst wird, worauf das U-Profil (13) in einem zweiten Umformschritt zwischen einem Obergesenk (5) des Umformwerkzeugs (3) und dem Untergesenk (4) zu einem Schlitzrohr (2) umgeformt wird, und dass danach die Längskanten (24) des Schlitzrohrs (2) miteinander gefügt werden, wobei bei der Verformung der Blechplatine (1) im ersten Umformschritt das hierbei erzeugte U-Profil (13) mit einer Profilierung (16, 21) versehen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (16, 21) durch Rippen am Umformstempel (11) und/oder durch Sicken in der Ausnehmung (6) des Untergesenks (4) des Umformwerkzeugs (3) im Bogenbereich (15) des U-Profils (13) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (21) von in die innere Oberfläche (20) des U-Profils (13) eingeprägten Sicken (22) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (16) von gegenüber der äußeren Oberfläche (18) des U-Profils (13) vorstehenden Rippen (17) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Rippen (17) parallel zur Längserstreckung des U-Profils (13) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei Reihen (8, 9) von sich parallel zueinander erstreckenden Rippen (17) erzeugt werden, wobei die Rippen (17) in einer 1. Reihe (8) zu den Rippen (17) in einer 2. Reihe (9) in Längsrichtung versetzt angeordnet werden.
Verfahren zur Herstellung eines Rohrs, bei welchem zunächst eine Blechplatine (1a) mit einer Profilierung (26) versehen und anschließend in ein Umformwerkzeug (3a) gelegt und in einem ersten Umformschritt unter Verformung in ein U-Profil (13a) mittels eines Umformstempels (11a) in eine wannenförmige Ausnehmung (6a) eines Untergesenks (4a) des Umformwerkzeugs (3a) gepresst wird, worauf das U-Profil (13a) in einem zweiten Umformschritt zwischen einem Obergesenk (5a) des Umformwerkzeugs (3a) und dem Untergesenk (4a) zu einem Schlitzrohr (2a) umgeformt wird, und dass danach die Längskanten (24a) des Schlitzrohrs (2a) miteinander gefügt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (26) von Sicken (25) gebildet wird, welche sich in mehreren, sich parallel zueinander erstreckenden Reihen (R, R₁–R_x) angeordnet werden, wobei die Sicken (25) parallel zur Längserstreckung der Blechplatine (1a) ausgebildet werden.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilierung (26) innerhalb der Randbereiche (27) der Blechplatine (1a) vorgesehen wird.