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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung befaßt
sich allgemein mit Verfahrenweisen zur Herstellung von Karosserie-
und Rahmenanordnungen für
Fahrzeuge. Insbesondere befaßt
sich die Erfindung mit einem verbesserten Verfahren zum Herstellen
einer Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung, welche ein Paar von
Längsträgern umfaßt, wobei
jeder der Längsträger einen zentralen
Abschnitt hat, welcher relativ zu den Endabschnitten größer bemessen
ist.
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Viele
heutzutage im Einsatz befindliche Landfahrzeuge, wie Kraftfahrzeuge,
Kleinlastwagen und Lastwagen, umfassen eine Karosserie- und Rahmenanord nung,
welche auf einer Mehrzahl von mit dem Untergrund zusammen arbeitenden
Rädern über ein
Federungssystem abgestützt
ist. Die Auslegungsformen von bekannten Karosserie- und Rahmenanordnungen
lassen sich in zwei allgemeine Kategorien unterteilen, nämlich eine
gesonderte und eine vereinheitlichte Auslegungsform. Bei einer typischen
getrennten oder gesonderten Karosserie- und Rahmenanordnung sind
die Baukomponenten des Karosserieteils und des Rahmenteils des Fahrzeugs gesondert
und unabhängig
voneinander ausgelegt. Beim Zusammenbau wird das Rahmenteil der
Anordnung federnd nachgiebig über
die Fahrzeugräder mittels
einer Federung abgestützt
und als eine Plattform eingesetzt, auf welcher die Fahrzeugkarosserie der
Anordnung und weitere Komponenten des Fahrzeugs angeordnet werden
können.
Gesonderte Karosserie- und Rahmenanordnungen dieser allgemeinen
Bauart hat man bei den meist älteren
Fahrzeugen, diese sind aber auch noch heutzutage bei vielen relativ
großen
Fahrzeugen oder Spezialfahrzeugen auch für den modernen Einsatz vorhanden,
wie bei großen
Transportfahrzeugen, Fahrzeugen für Sportzwecke und Lastwagen.
Bei einer typischen einheitlichen Auslegungsform bei einer Karosserie-
und Rahmenanordnung werden die Baukomponenten des Karosserieteils
und des Rahmenteils miteinander zu einer einstückigen Einheit verknüpft, welche
federnd nachgiebig auf den Fahrzeugrädern über ein Federungssystem abgestützt ist.
Vereinheitliche oder einstückige
Karosserie- und Rahmenanordnungen dieser allgemeinen Bauart findet
man bei vielen relativ klein bemessenen modernen Fahrzeugen, wie
Kraftfahrzeugen und Minivans.
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Ein
an sich bekanntes Beispiel einer gesonderten Auslegungsform einer
Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung wird im allgemeinen als
eine Leitrahmenanordnung bezeichnet. Eine Leitrahmenanordnung umfaßt ein Paar
von in Längsrichtung
verlaufenden Längsträgern, welche
miteinander über eine
Mehrzahl von in Querrichtung verlaufenden Querträgern verbunden sind. Die Querträger bzw. Querelemente
verbinden die beiden Längsträger miteinander
und verleihen der Anordnung die gewünschte Seitenstabilität, Stabilität in vertikaler
Richtung und Torsionsstabilität
bei der Leiterrahmenanordnung. Die Querteile können auch eingesetzt werden,
um unterschiedliche Komponenten des Fahrzeugs zu lagern. In Abhängigkeit
von der Gesamtlänge
des Fahrzeugs und weiterer Einflussgrößen können die Längsträger einer üblichen Leiterrahmenan ordnung
entweder von einem einzigen, relativ langen Bauteil oder einer Mehrzahl
von einzelnen, relativ kurzen Bauteilen gebildet werden, welche
fest miteinander verbunden sind. Bei Fahrzeugen beispielsweise,
welche eine relativ kurze Länge
haben, ist es bekannt, Längsträger aus
einem integralen Bauteil auszubilden, welches sich über die
gesamte Länge
der Fahrzeugkarosserie- und
Rahmenanordnung erstreckt. Bei Fahrzeugen mit einer relativ großen Gesamtlänge ist
es bekannt, dass jeder Längsträger von zwei
oder mehreren einzelnen Bauteilen gebildet wird, welche fest miteinander,
beispielsweise mittels Schweißen,
verbunden sind, um ein einheitliches Bauteil zu erhalten, welches
sich über
die gesamte Länge
der Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung erstreckt.
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Üblicherweise
wurden die Längsträger von bekannten
Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung ausschließlich von
Bauteilen mit offenem Hohlprofilquerschnitt gebildet, d.h. Bauteilen,
welche keine durchgehende Querschnittsgestalt haben (beispielsweise
Bauteile mit U-förmigem
oder C-förmigem
Hohlprofilquerschnitt). Somit ist es bekannt, ein einziges, integrales
Bauteil mit offenem Hohlprofilquerschnitt einzusetzen, um einen
Längsträger zu bilden,
welcher sich über
die gesamte Längserstreckung
der Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung erstreckt, wie dies
vorstehend angegeben worden ist. Zusätzlich ist es bekannt, eine
Mehrzahl von derartigen Bauteilen mit offenem Hohlprofilquerschnitt
miteinander fest zu verbinden, um einzelne Abschnitte eines einheitlichen
Längsträgers für eine Fahrzeugkarosserie-
und Rahmenanordnung zu bilden, wie dies ebenfalls vorstehend beschrieben
worden ist. Der Einsatz von Bauteilen mit offenem Hohlprofilquerschnitt
zur Bildung von Längsträgern und Querteilen
hat sich jedoch bei Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung aus
mehreren Gründen
als unerwünscht
erwiesen. Zum einen ist es relativ zeitraubend und aufwändig, eine
Mehrzahl von Abschnitten der Längsträger zu biegen,
um eine gewünschte Endgestalt
zu bekommen, wie dies im allgemeinen erforderlich ist. Zum anderen
muß nach
dem Biegen eine relativ große
Anzahl von Haltern oder anderen Befestigungseinrichtungen im allgemeinen
fest mit dem jeweiligen Längsträger verbunden
werden, um das Anbringen von weiteren Komponenten des Fahrzeugs
an der Karosserie- und Rahmenanordnung zu erleichtern. Des weiteren
hat es sich bei Anwendungsfällen,
bei denen die Längsträger aus
einer Mehrzahl von Einzelabschnitten ausgebildet sind, als schwierig
erwiesen, über
die gesamte Längserstreckung
des Längsträger eine
ausreichende Formstabilität
aufrecht zu erhalten, wenn die einzelnen Längsträgerabschnitte fest miteinander
verbunden werden.
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Ferner
wurde in jüngster
Zeit vorgeschlagen, die Längsträger und
die Querteile aus Teilen mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
herzustellen, d.h. aus Bauteilen, welche eine durchgehende Querschnittsgestalt
haben (welche beispielsweise rohrförmig oder kastenförmig mit
Hohlprofilquerschnitt ausgebildet sind). Bei Fahrzeugkarosserie-
und Rahmenanordnung dieser Bauart ist es bekannt, dass das Bauteil
mit geschlossenem Hohlprofil zu einer gewünschten Gestalt mittels des
Hydroformens verformt werden kann. Das Hydroformen ist ein an sich bekanntes
Verfahren, bei dem ein unter Druck stehendes Fluid eingesetzt wird,
um ein Bauteil mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt zu einer
gewünschten
Gestalt zu verformen. Um dies zu erreichen wird das Bauteil mit
geschlossenem Hohlprofilquerschnitt zu Beginn zwischen zwei Formwerkzeugenteilen
einer Hydroformvorrichtung angeordnet, die im geschlossenen Zustand
dieser Teile einen Formhohlraum bilden, welcher eine gewünschte Endgestalt
hat. Anschließend
wird das Bauteil mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt mit einem
unter Druck stehenden Fluid gefüllt,
bei dem es sich in typischer Weise um eine relativ inkompressible
Flüssigkeit,
wie Wasser, handelt. Der Druck des Fluids steigt auf eine Größe an, bei
der das Bauteil mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt eine Erweiterung erfährt oder
sich auf andere Weise nach außen
derart verformt, dass es sich an den Formhohlraum anpasst. Als Folge
hiervon ist das Bauteil mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
mit der gewünschten Endgestalt
verformt.
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Wie
im deutschen Patent Nr. 196 53 509 gezeigt ist, wird ein Knotenelement
mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt mittels Hydroformen verformt. Das
Knotenelement mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt kann weiter
mittels Hydroformen verformt werden, um mit einem Tragteil verbunden
zu werden.
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Das
Hydroformen hat sich als ein zweckmäßiges Formgebungsverfahren
erwiesen, da Abschnitte eines Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt schnell
und einfach derart verformt werden können, dass man auch eine komplexe
Querschnittsgestalt erhalten kann. Bei diesen Anwendungsfällen bei
denen der Umfang des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
im wesentlichen gleich groß wie
der Umfang des Formhohlraums ist, ändert sich die Querschnittsgestalt
des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt während des
Hydroformverfahrens. In idealer Weise jedoch sollte die Wanddicke
des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt über den
gesamten verformten Bereich hinweg relativ konstant bleiben. Auch
hat sich das Hydroformen als ein gewünschtes Formgebungsverfahren
erwiesen, da Abschnitte eines Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
schnell und einfach sich von einem relativ klein bemessenen Umfang
zu einem relativ groß bemessenen
Umfang verformen lassen. Bei Anwendungsbeispielen, bei denen der
Umfang des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt etwas
kleiner als der Umfang des Formhohlraums ist, ändert sich nicht nur die Querschnittsgestalt
des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt während des
Hydroformverfahrens, sondern es nimmt auch die Wandstärke ab.
Jedoch wenigstens in idealer Weise sollte die Wandstärke des
Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt gleichmäßig über den
sich vergrößernden
Bereich hinweg abnehmen.
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Derartige
Veränderungen
hinsichtlich der Wanddicke des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
sind im allgemeinen unerwünscht,
da sie zu unerwünschten
Schwächungen
des verformten Formteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
führen.
Eine Lösung
hierfür
ist darin zu sehen, die Wanddicke des gesamten Bauteils mit geschlossenem
Hohlprofilquerschnitt derart zu vergrößern, dass die meisten extremen
Verringerungen der Wanddicke nicht in nachteiliger Weise die Gesamtfestigkeit
des Bauteils für
den bestimmungsgemäßen Einsatzzweck
beeinflussen. Eine derartige Überdimensionierung
jedoch ist im Hinblick auf das Gesamtgewicht und die Kosten des
Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt und der hieraus zusammengestellten
Fahrzeugrahmenkomponente unerwünscht.
Eine alternative Lösung
ist darin zu sehen, ein Verfahren einzusetzen, welches als so genanntes
endseitiges Aufgeben (endseitiger Vorschub) bekannt ist. Das endseitige
Aufgeben umfaßt das
Einwirken einer mechanischen Kraft gegen eine oder beide Endabschnitte
des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt gleichzeitig
mit der Expansion des Innenteils. Bei dieser Vorgehensweise kann
etwas von dem metallischen Material der Endabschnitte zu dem Innenabschnitt
fließen,
welcher einer Expansion unterworfen ist, so dass sich die Reduktion
der Wanddicke minimieren lässt.
Das endseitige Aufgeben oder Zugeben von Material hat sich bei vielen
Anwendungsfällen
insbesondere dann als zweckmäßig erwiesen,
wenn der Innenabschnitt, welcher eine Expansion erfährt, relativ
nahe an den Endabschnitten liegt, wenn die Gesamtlänge des Bauteils
mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt relativ klein ist, und wenn
die Gestalt des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
relativ geradlinig verläuft.
Die endseitige Materialaufgabe ist im Hinblick auf das Vermögen beschränkt, dass
das metallische Material von den Endabschnitten des Bauteils mit
geschlossenem Hohlprofilquerschnitt zu dem Innenabschnitt fließen kann,
welcher einer Expansionsbearbeitung ausgesetzt ist.
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Leider
hat es sich aber gezeigt, dass die Längsträger und weitere Komponenten
einiger Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnungen ausreichend lang
und hinsichtlich der Formgebung komplex sind, wodurch die endseitige
Materialaufgabe unwirksam ist, um die gewünschte Reduktion der Wanddicke
möglichst
klein zu machen, wenn der Innenabschnitt des Bauteils mit geschlossenem
Hohlprofilquerschnitt während
des Hydroformens einer Expansion unterworfen ist. Bei vielen Anwendungsfällen ist
es erwünscht,
einen oder mehrere Innenabschnitte des Längsträgers durch Expansion zu verformen,
um eine gewünschte
Größe einer
Steifigkeit insbesondere dann zu erzielen, wenn der Längsträger relativ
lang ist, und der Abstand zwischen den Vorderachsen und den Hinterachsen
relativ groß ist. Daher
ist es erwünscht,
ein verbessertes Verfahren zum Hydroformen eines relativ langen
oder eine komplexe Gestalt aufweisenden Bauteils mit geschlossenem
Hohlprofilquerschnitt zu haben, bei dem der Einsatz der endseitigen
Materialaufgabe in erleichterter Weise reduzierbar ist, um die Wanddicke
während
des Expansionsvorgangs möglichst
gering zu machen.
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OFFENBARUNG
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung stellt ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugrahmenanordnung
bereit, welches die folgenden Schritte aufweist:
- (a)
Ausbilden einer ersten Fahrzeugrahmenkomponente, welche einen zentralen
Abschnitt mit relativ großen
Abmessungen hat, welcher zwischen einem Paar von relativ klein bemessenen
Endabschnitten verläuft
durch folgende Maßgaben:
- (1) Vorsehen eines ersten Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt;
- (2) Hydroformen des ersten Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt;
- (3) Entfernen wenigstens eines Endabschnitts des ersten mittels
Hydroformen bearbeiteten Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt,
so dass erste und zweite Endabschnitte stehen bleiben, wobei der
erste Endabschnitt erste Abmessungen hat, welche größer als
zweite Abmessungen sind, die durch den zweiten Endabschnitt (16) bestimmt
sind;
- (4) Vorsehen eines zweiten Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt;
- (5) Hydroformen des zweiten Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt;
- (6) Entfernen wenigstens eines Endabschnitts des zweiten mittels
Hydroformen bearbeiteten Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt,
so dass erste und zweite Endabschnitte stehen bleiben, wobei der
erste Endabschnitt erste Abmessungen hat, welche größer als
zweite Abmessungen sind, die durch den zweiten Endabschnitt bestimmt
sind; und
- (7) festes Verbinden des ersten Endabschnitts des ersten Bauteils
mit geschlossenem Hohlprofil mit dem ersten Endabschnitt des zweiten
Bauteils mit geschlossenem Hohlprofil, um die erste Fahrzeugrahmenkomponente
zu bilden, welche einen zentralen Abschnitt mit relativ großen Abmessungen
hat, welcher zwischen einem Paar von Endabschnitten mit relativ
kleinen Abmessungen verläuft;
- (b) Vorsehen einer Mehrzahl von zweiten Fahrzeugrahmenkomponenten;
und
- c) festes Verbinden der ersten Fahrzeugrahmenkomponente mit
einer Mehrzahl von zweiten Fahrzeugrahmenkomponenten miteinander,
um die Fahrzeugrahmenanordnung zu bilden.
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Bevorzugte
Merkmale nach der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
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Weitere
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus
der nachstehenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform unter
Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Schnittansicht eines Paars von Bauteilen mit geschlossenem
Hohlprofilquerschnitt, welche in zugeordneten Hydroformwerkzeugen
angeordnet sind, bevor ein Hydroformbearbeitungsvorgang gemäß dem Verfahren
nach der Erfindung eingeleitet wird.
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2 ist
eine Schnittansicht der Bauteile mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
und den Hydroformwerkzeugen nach 1 nach dem
Abschluß der Hydroformbearbeitung.
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3 ist
eine Schnittansicht von Bauteilen mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
nach 2, nachdem sie aus den zugeordneten Hydroformwerkzeugen
entnommen worden und die Endabschnitte abgenommen worden sind.
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4 ist
eine Schnittansicht von zwei Bauteilen mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
nach 3, nachdem ihre Ausrichtung umgekehrt worden ist.
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5 ist
eine Schnittansicht von zwei Bauteilen mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
nach 4, nachdem sie fest miteinander verbunden sind, um
einen einheitlichen Längsträger zu bilden.
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6 ist
eine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung,
welche ein Paar von Längsträgern umfaßt, welche
gemäß dem Verfahren
der Erfindung gemäß den 1 bis 5 hergestellt
worden sind.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
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Unter
Bezugnahme auf die Zeichnung ist in 1 ein erstes
Bauteil mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt gezeigt, bei dem
es sich beispielsweise um ein erstes Rohr 10 handelt, welches
in Verbindung mit dem Verfahren nach der Erfindung zur Ausbildung
eines ersten Abschnitts einer Fahrzeugrahmenkomponente oder eines
anderen gewünschten Gegenstands
eingesetzt werden kann. Das erste Rohr 10 ist von an sich üblicher
Bauart und hat vorzugsweise eine gleichmäßige Wandstärke über die gesamte Längserstreckung
hinweg. Das erste Rohr 10 wird in einem ersten Hydroformwerkzeug
angeordnet, welches insgesamt mit 11 bezeichnet ist, und welches
ein erstes Formteil 12 und ein zweites Formteil 13 umfaßt. Obgleich
das Verfahren nach der Erfindung nachstehend noch näher erläutert und
im Zusammenhang mit einem linear verlaufenden ersten Rohr 10 beschrieben
wird, ist die Erfindung natürlich hierauf
nicht beschränkt,
sondern es lässt
sich auch bei einem Rohr einsetzen, welches vorgebogen ist, wie
zum Beispiel mittels einer üblichen
Rohrbiegemaschine, so dass das Rohr eine oder mehrere Biegungen
hat. Auch kann das Rohr in anderer Weise wie an sich bekannt vorgeformt
werden.
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Die
Länge des
dargestellten ersten Rohrs 10 ist etwas größer als
die Länge
des Hydroformwerkzeugs 11. Somit verlaufen die Endabschnitte 14 des ersten
Rohrs 10 von den gegenüberliegenden
Enden des ersten Hydroformwerkzeugs 11 nach außen. Die Endabschnitte 14 sind
derart beschaffen und ausgelegt, dass sie mit zugeordneten endseitigen
Aufgabezylindern (nicht gezeigt) einer ersten Hydroformvorrichtung
zusammenarbeiten können.
Die endseitigen Aufgabezylinder sind von an sich üblicher
Bauart und sind derart beschaffen und ausgelegt, dass sie einen dichten
Abschluß mit
den zugeordneten Endabschnitten 14 des ersten Rohrs 10 bilden,
und das Einleiten eines unter Druck stehenden Fluids in das Innere
des ersten Rohrs 10 auf die nachstehend beschriebene Weise
gestatten. Die endseitigen Aufgabezylinder oder Aufnahmezylinder
sind auch derart beschaffen und ausgelegt, dass sie nach innen gerichtete
Kräfte
auf die Endabschnitte 14 des ersten Rohrs 10 während der
Hydroformbearbeitung aufbringen, wie dies nachstehend noch näher beschrieben
wird.
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Die
Formteile 12 und 13 haben zugeordnete Hohlraumabschnitte 12a und 12b,
welche darin ausgebildet sind, und die in Verbindung miteinander
einen ersten Hydroformhohlraum bilden, wenn die Formteile 12 und 13 derart
bewegt worden sind, dass sie miteinander in Eingriff sind. Die innere
Fläche
des Formhohlraums des ersten Hydroformwerkzeugs 11 entspricht
vorzugsweise der Querschnittsgestalt der gewünschten Form für das erste
Rohr 10 über
einen Teil oder die gesamte Längserstreckung
hinweg, nachdem der Hydroformbearbeitungsvorgang abgeschlossen ist.
Somit kann die Innenfläche
des Formhohlraums des ersten Hydroformwerkzeugs 11 derart ausgebildet
sein, dass man irgendeine beliebige gewünschte Gestalt für das erste
Rohr 10 erhält.
Die Hohlraumabschnitte 12a und 12b liegen vorzugsweise
relativ nahe an einem der Endabschnitte 14 des ersten Rohrs 10,
und zwar aus einem der nachstehend angegebenen Gründe. Die
Umfänge
der Hohlraumabschnitte des ersten Hydroformwerkzeugs 11 sind
etwas größer als
die Umfangsteile der zugeordneten Abschnitte des ersten Rohrs 10,
welches sich durch die Hohlraumabschnitte erstreckt. Wie nachstehend
noch näher
beschrieben werden wird, wird der Umfang wenigstens eines Abschnitts
des ersten Rohrs 10 innerhalb dieser sich erweiternden
Hohlraumabschnitte des ersten Hydroformwerkzeugs 11 während der
Hydroformbearbeitung größer.
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Die
Hydroformbearbeitung als solche ist an sich bekannt und nutzt ein
unter Druck stehendes Fluid, um das erste Rohr 10 unter
Anpassung an den Formhohlraum des ersten Hydroformwerkzeugs 11 zu
verformen und aufzuweiten. Um dies zu erreichen, sind die Endabschnitte 14 des
ersten Rohrs 10 zu Beginn in Zusammenarbeitungseingriff
mit den endseitigen Aufgabezylindern. Dann wird das erste Rohr 10 mit
einem unter Druck stehenden Fluid, typischerweise einer relativ
inkompressiblen Flüssigkeit,
wie Wasser, gefüllt.
Der Druck des Fluids steigt auf eine Größe an, bei der das erste Rohr 10 nach
außen
unter Anpassung an den Formhohlraum verformt wird. Zugleich können die
endseitigen Aufgabezylinder gegebenenfalls derart betrieben werden,
dass nach innen gerichtete Kräfte
auf die Endabschnitte 14 des ersten Rohrs 10 aufgebracht
werden. Als Folge hiervon wird das erste Rohr 10 zu der
in 2 gezeigten Gestalt verformt, bei der das erste
Rohr 10 der Innenfläche
des Formhohlraums des ersten Hydroformwerkzeugs 11 entspricht.
In den Bereichen mit einem erweiterten Hohlraumabschnitt wird die
Wanddicke bzw. Wandstärke
des ersten Rohrs 10 etwas reduziert. Das endseitige Aufgabeverfahren
jedoch bewirkt, dass die Endabschnitte 14 des ersten Rohrs 10 geringfügig an das
erste Hydroformwerkzeug 11 durch die endseitigen Aufgabezylinder
bzw. Vorschubzylinder bewegt wird. Als Folge hiervon wird die Größe dieser
Wandstärkenreduktion
so gering wie möglich
gemacht, wenn der endseitige Vorschubvorgang ausgeführt wird.
Es soll noch erwähnt
werden, dass jede beliebige geeignete und bekannte Vorrichtung zur
Durchführung
der Hydroformbearbeitung eingesetzt werden kann.
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1 zeigt
ferner ein zweites Bauteil mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt,
wie ein zweites Rohr 20, das auch in Verbindung mit dem
Verfahren nach der Erfindung eingesetzt werden kann, um einen zweiten
Abschnitt einer Fahrzeugrahmenkomponente oder eines anderen gewünschten
Gegenstands auszubilden. Das zweite Rohr 20 kann ähnlich wie
das erste Rohr 10 ausgelegt sein, obgleich dies nicht notwendigerweise
der Fall zu sein braucht. Das zweite Rohr 20 kann in einem
zweiten Hydroformwerkzeug angeordnet sein, welches insgesamt mit 21 bezeichnet
ist, und welches ein erstes Formteil 22 und ein zweites
Formteil 23 umfaßt.
Die Länge
des dargestellten zweiten Rohrs 20 ist geringfügig größer als
die Länge
des zweiten Hydroformwerkzeugs 21. Somit erstrecken sich
die Endabschnitte 24 des zweiten Rohrs 20 von
den gegenüberliegenden
Enden des zweiten Hydroformwerkzeugs 21 nach außen. Die
Endabschnitte 24 sind derart beschaffen und ausgelegt,
dass sie mit den zugeordneten endseitigen Aufgabezylindern bzw.
Vorschubzylindern (nicht gezeigt) der zweiten Hydroformvorrichtung
auf die zuvor beschriebene Weise zusammenarbeiten. Die Formteile 22 und 23 haben
zugeordnete Hohlraumabschnitte 22a und 22b, welche
darin ausgebildet sind und derart zusammenarbeiten, wie dies in der
Zeichnung gezeigt ist. Der Hydroformvorgang für das zweite Rohr 20 kann
auf dieselbe wie zuvor beschriebene Weise derart durchgeführt werden,
dass das zweite Rohr 20 ebenfalls zu der in 2 gezeigten
Gestalt verformt wird.
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Die
ersten und zweiten Rohre 10 und 20 können gleichzeitig
in den zugeordneten Hydroformwerkzeugen 11 und 21 mittels
Hydroformen bearbeitet werden, wie dies zuvor gezeigt ist. Während dieses
Vorgangs können
die ersten und die zweiten Rohr 10 und 20 derart
mittels Hydroformen bearbeitet werden, dass sie entweder ähnliche
Gestaltgebungen oder unähnliche
Gestaltgebungen gegebenenfalls haben. Alternativ können die
ersten und die zweiten Rohre 10 und 20 sequentiell
gegebenenfalls in einem einzigen Hydroformwerkzeug mittels Hydroformen
bearbeitet werden. In diesem Fall werden die ersten und die zweiten
Rohre 10 und 20 derart verformt, dass sie die
gleiche Gestaltgebungen haben.
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Im
Anschluss an die Hydroformbearbeitung werden die ersten und die
zweiten Rohre 10 und 20 aus den jeweils zugeordneten
Hydroformwerkzeugen 11 und 21 entnommen. Dann
werden die Endabschnitte 14 des ersten Rohrs 10 und
die Endabschnitte 24 des zweiten Rohrs 20 auf
irgendeine an sich übliche
Weise, wie beispielsweise mittels Durchschneiden, entfernt, um kegelstumpfförmige erste
und zweite Rohre 10 und 20 zu erhalten, wie dies
in 3 gezeigt ist. Das erste konische Rohr 10 zeichnet
sich durch einen ersten Endabschnitt aus, welcher eine relativ durchmessergroße Endfläche 15 hat,
und einen zweiten Endabschnitt, welcher eine Endfläche 16 mit
einem relativ kleinen Durchmesser hat. In ähnlicher Weise zeichnet sich
das zweite kegelstumpfförmige
Rohr 20 dadurch aus, dass ein erster Innenabschnitt vorgesehen
ist, welcher einen relativ großen
Durchmesser an der Endfläche 25 hat, und
ein zweiter Innenabschnitt vorgesehen ist, welcher eine Endfläche 26 mit
einem relativ kleinen Durchmesser hat. Wie sich aus der nachstehenden Beschreibung
zeigen wird, ist es bevorzugt, dass die beiden im Durchmesser erweiterten
Endflächen 15 und 25 hinsichtlich
ihren Abmessungen und ihrer Gestaltgebung vergleichbar sind, obgleich
dies nicht zwingend erforderlich ist.
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Wie
dann in 4 gezeigt ist, werden die beiden
Rohre 10 und 20 derart ausgerichtet, dass die beiden
im Durchmesser erweiterten Endflächen 15 und 25 aneinander
stoßen.
Schließlich
werden diese durchmessererweiterten Endflächen 15 und 25 miteinander
auf an sich bekannte geeignete Weise, wie durch Stumpfschweißen nach 5,
verbunden, um ein einheitliches Teil zu bilden, welches insgesamt mit 30 bezeichnet
ist. Dieses Verbinden lässt
sich dadurch erreichen, dass die beiden durchmessererweiterten Endflächen 15 und 25 hinsichtlich
den Abmessungen und der Gestaltgebung ähnlich sind, wie dies zuvor
angegeben worden ist. Das einheitliche Teil 30 zeichnet
sich durch einen zentralen Abschnitt mit einem relativ großen Durchmesser
aus, welcher zwischen einem Paar von Endabschnitten mit relativ kleinen
Durchmesser verläuft.
Das einheitliche Teil 30 kann beispielsweise als eine Komponente
einer Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung eingesetzt werden. 6 verdeutlicht
ein Beispiel einer Fahrzeugkarosserie- und Rahmenanordnung, welche
insgesamt mit 40 bezeichnet ist, bei dem zwei derartige
einheitliche Teile 30 als Längsträger einer Leiterrahmenanordnung
vorgesehen sind, welche eine Mehrzahl von Querteilen 31 hat,
welche zwischen den Längsträgern verlaufen.
Es ist noch zu erwähnen,
dass das einheitliche Teil 30 derartige Abmessungen und
eine derartige Form haben kann, dass es bei einer beliebigen Bauart
einer Fahrzeugrahmenkomponente irgendeiner beliebigen Fahrzeugkarosserie-
und Rahmenanordnung eingesetzt werden kann.
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Bei
dem Verfahren nach der Erfindung werden die ersten und die zweiten
Rohre 10 und 20 zu Beginn verformt, so dass sie
einen ersten Endabschnitt mit einem relativ kleinen Durchmesser und
eine zweiten Endabschnitt mit einem relativ großen Durchmesser haben. Anschließend werden
die verformten Rohre 10 und 20 derart fest miteinander verbunden,
dass man abschließend
ein einheitliches Teil 30 erhält, welches einen zentralen
Abschnitt mit einem relativ großen
Durchmesser hat, welcher sich zwischen einem Paar von Endabschnitten
mit relativ kleinem Durchmesser erstreckt. Diese Verfahrensweise
ermöglicht,
dass das Hydroformexpansionsverfahren zu Beginn an oder in der Nähe der Enden der
Rohre 10 und 20 verwirklicht wird, an denen die Verformung äußerst zweckmäßig mit
einer minimalen Reduktion der Wanddicke durchgeführt werden kann. Insbesondere
erfolgt die Hydroformexpansion zu Beginn an Stellen an den Rohren 10 und 20,
an denen die endseitige Vorschubbeaufschlagungsweise am effektivsten
verwirklicht werden kann. Eine derartige endseitige Beaufschlagungsweise,
wie dies zuvor erörtert
worden ist, ist wesentlich schwieriger, wenn man versucht, das einheitliche
Teil 30 direkt auszuformen. Es ist nämlich schwierig, die endseitige
Vorschubbeaufschlagung in effektiver Weise durchzuführen, wenn
der innere Abschnitt sich ausweitet und relativ weit von den Endabschnitten
entfernt liegt, wenn die Gesamtlänge
des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt relativ groß ist, und
wenn die Gestalt des Bauteils mit geschlossenem Hohlprofilquerschnitt
nicht relativ geradlinig verläuft.
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Obgleich
voranstehend die Erfindung an Hand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beigefügte
Zeichnung näher
erläutert
und beschrieben worden ist, kann natürlich die Erfindung auch auf
andere Weise als beschrieben und verdeutlicht verwirklicht werden,
ohne den Schutzumfang zu verlassen.