DE8626975U1 - Hollow profile made of non-ferrous metals and their alloys with cold-formed bends - Google Patents

Description

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Norsk Hydro a.s. PG/GP 2972-DENorsk Hydro a.s. PG/GP 2972-DE

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BeschreibungDescription

Die Erfindung betrifft Hohlprofile aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen, insbesondere aus Aluminium und dessen Legierungen mit kaltverformten Biegungen, sowie Verfahren und Vorrichtung zu deren Herstellung, So besitzen beispielsweise die bekannten Aluminium— hohlprofile mit kaltverformten Biegungen Biegungsdurchmesser/ die den etwa doppelten Profildurchmesser nicht unterschreiten. Versuch, den Biegungsradius zu vermindern, führen in der Regel zu Rohrmaterialbruch um Biegungsbereich.The invention relates to hollow profiles made of non-ferrous metals and their alloys, in particular aluminum and its alloys with cold-formed bends, as well as methods and devices for their production. For example, the known aluminum hollow profiles with cold-formed bends have bend diameters that are not less than approximately twice the profile diameter. Attempts to reduce the bend radius usually lead to pipe material breakage in the bend area.

Die verhältnismäßig großen Biegeradien der bekannten Aluminiumhohlprofile begrenzen die Einsatzmöglichkeit von Aluminiumhohlprofilen und schließen sie in den Fällen aus, in denen kleinere Biegedurchmesser aus Raumgründen oder aus anderen technischen Gründen gefordert werden.The relatively large bending radii of the known aluminum hollow profiles limit the possible applications of aluminum hollow profiles and exclude them in cases where smaller bending diameters are required for reasons of space or other technical reasons.

Der Erfindung liegt unter Umgehung der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile die Aufgabe zugrunde, gebogene Profile aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen, insbesondere aus Aluminium und dessen Legierungen zur Verfügung zu stellen, die die Anwendungsmöglichkeit für Hohlprofile auf diesem Gebiet ganz allgemein erhöht, wobei insbesondere Kompaktbauweisen von Vorrichtungen mit gebogenen Hohlprofilen ermöglicht werden sollen, die bisher ausgeschlossen waren. Die Aufgabe umfaßt auch eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung solcher gebogenen Hohlpfofile, insbesondere aus Aluminium und dessen Legierungen.The invention is based on the object of providing curved profiles made of non-ferrous metals and their alloys, in particular aluminum and its alloys, while avoiding the disadvantages known from the prior art, which generally increases the application possibilities for hollow profiles in this field, in particular enabling compact designs of devices with curved hollow profiles, which were previously impossible. The object also includes a device and a method for producing such curved hollow profiles, in particular from aluminum and its alloys.

Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch die Hohlprofile gemäß den Ansprüchen 1 bis 5, die Verfahren gemäß den Ansprüchen 6 und 7 und die Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 8 und 9 gelöst.The object of the invention is achieved by the hollow profiles according to claims 1 to 5, the methods according to claims 6 and 7 and the device according to claims 8 and 9.

Die erfindungsgeroäßen Hohlprofile, insbesondere Aluminiumhohlprofile, insbesondere in ihrer Ausführung als Strangpreß- oder Strangzieh- rohre besitzen eine völlig glatte Innenfläche im Biegebereich und Biegungen, deren Biegeradius nur bis zum 0,4-fachen desThe hollow profiles according to the invention, in particular aluminum hollow profiles, in particular in their design as extruded or pultruded tubes, have a completely smooth inner surface in the bending area and bends whose bending radius is only up to 0.4 times the

Norsk HydroNorwegian Hydro

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Röhrdurchmessers entspricht. Erfindungsgemäß bevorzugt sind solche Hohlpröfile mit Biegungen, deren Durchmesser kleiner als das 1,5-fache des Profildurchmessers, insbesondere kleiner als der Profildurchmesser sind.tube diameter. According to the invention, preference is given to hollow profiles with bends whose diameter is smaller than 1.5 times the profile diameter, in particular smaller than the profile diameter.

Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to Figures 1 to 5.

Fig. 1 ist die Aufsicht auf den Biegungsbereich einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Älüffiiniumhohlprofils in Rohrform;Fig. 1 is a plan view of the bending area of a preferred embodiment of the hollow aluminum profile according to the invention in tubular form;

Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den nicht-gebogenen Bereich des Rohres gemäß Fig. 1;Fig. 2 is a cross-section through the non-bent portion of the tube of Fig. 1;

Fig. 3 ist die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns;Fig. 3 is a side view of a preferred embodiment of the bending mandrel according to the invention;

Fig. 4 ist der schematische Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns;Fig. 4 is a schematic cross-section through an embodiment of the bending mandrel according to the invention;

Fig. 5 zeigt schematisch im Querschnitt die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Biegedorns im Vorgang der Biegung. Fig. 5 shows a schematic cross-section of the functioning of the bending mandrel according to the invention during the bending process.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Hohlprofils, beispielsweise aus Aluminium, ist in Form eines Rohres in Fig. 1 wiedergegeben, wobei erfindungsgemäß der mit r bezeichnete Biegeiadius etwa dem 0,4-fachen des Durchmessers D des Aluminiumrohres entspricht. Bei diesem gebogenen Rohr wird von einem stranggepreßten oder stranggezogenen Aluminiumrohr ausgegangen, dessen bezüglich der späteren Biegung äußerere Randbereich 1 gegenüber dem inneren Randbereich 2 verdickt ist. Hierdurch wird gewährleistet, daß im Außenbereich derA preferred embodiment of a hollow profile according to the invention, for example made of aluminum, is shown in the form of a tube in Fig. 1, whereby according to the invention the bending radius designated r corresponds to approximately 0.4 times the diameter D of the aluminum tube. This bent tube is based on an extruded or extruded aluminum tube, the outer edge region 1 of which is thicker than the inner edge region 2 with regard to the later bending. This ensures that in the outer region of the

Norsk Hydro a.s.Norwegian Hydro a.s.

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Biegung 1 genügend Material zur Verfügung steht, um einerseits Brüche und Risse in diesem Bereich während des Biege^ Vorgangs zu vermeiden, wobei andererseits als Folge das gebogene Rohr in diesem Wandbereich 1 für die weitere Verwendung ausreichende Materialstärke aufweist.There is sufficient material available in the bend 1 to avoid breaks and cracks in this area during the bending process, while on the other hand the bent pipe has sufficient material thickness in this wall area 1 for further use.

In Fig* 2 ist das Aüsgangsrohr für das gebogene Rohr gemäß Fig. 1 im Querschnitt wiedergegeben, wobei der bezüglich der späteren Biegung äußere Bereich 1 gegenüber den't iimören Bereich 2 deutlich Verdickt iät.In Fig. 2, the outlet pipe for the bent pipe according to Fig. 1 is shown in cross-section, with the outer area 1, which is responsible for the subsequent bend, being significantly thicker than the inner area 2.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns/ der für die Herstellung beispielsweise des gebogenen Rohres gemäß Fig. 1 benötigt wird, ist in Fig. 3 wiedergegeben. Dieser Biegedorn besteht in an sich bekannter Weise aus einem stabförmigen Bauteil 3 und den daran angeordneten Gliedern 4, 5.An embodiment of the bending mandrel according to the invention, which is required for the production of the bent pipe according to Fig. 1, for example, is shown in Fig. 3. This bending mandrel consists in a manner known per se of a rod-shaped component 3 and the members 4, 5 arranged thereon.

Erfindungsgemäß bestehen die einzelnen Glieder 4, 5 aus sich überlappenden ineinander greifenden Halbkugelabschnitten, wobei der größte Durchmesser Y des letzten Gliedes 5 größer als der der übrigen Glieder 4 ist und den Durchmesser X des zu verbiegenden Rohres aufweist.According to the invention, the individual links 4, 5 consist of overlapping, interlocking hemisphere sections, wherein the largest diameter Y of the last link 5 is larger than that of the remaining links 4 and has the diameter X of the pipe to be bent.

Die schematische Querschnittswiedergabe gemäß Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Verbindungsform der einzelnen (Flieder 4, 5 mittels einer mittig geführten Gliederkette 6, die in dem stabförmigen Bauteil 3 verankert ist.The schematic cross-sectional representation according to Fig. 4 shows a preferred form of connection of the individual (lilacs 4, 5) by means of a centrally guided link chain 6, which is anchored in the rod-shaped component 3.

Ebenso geht aus dieser Figur bei A hervor, daß bevorzugt die Glieder derart ausgebildet sind, daß sie selbst in gekrümmtem Stand des Werkzeugs einander überlappen, bzw. ineinander greifen, so daß sich in Gegenrichtung zum Dornauszug keine Öffnung an der Außenseite 2 des gebogenen Rohres zwischen den einzelnen Gliedern bildet, wodurch bei Auszug des Biegedorns aus dem Rohr Rohrinnenwandverletzungen vermieden werden.It is also clear from this figure at A that the links are preferably designed in such a way that they overlap or interlock with each other even when the tool is in a curved position, so that no opening is formed on the outside 2 of the bent pipe between the individual links in the opposite direction to the mandrel extraction, whereby damage to the inner wall of the pipe is avoided when the bending mandrel is extracted from the pipe.

Im Prinzip können auch Glieder Verwendung finden, dieIn principle, links can also be used that

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in gebogenem Zustand des Werkzeugs zwischen einander eine Öffnung aufweisen; dann jedoch sind sie derart zu wählen, daß ihre untere Kante in Richtung Dornauszug auf die Verbindungsglieder 6 derart hin umgebogen sind, daß dieser Bereich einen kleineren Biegeradius als der der anliegenden verbogenen Rohrwand aufweist, so daß durch diesen Kantenbereich des Gliedes Rohrinnenwandverletzungen nicht erfolgen können.when the tool is bent, they have an opening between them; however, they must then be selected in such a way that their lower edge is bent towards the connecting links 6 in the direction of the mandrel extraction in such a way that this area has a smaller bending radius than that of the adjacent bent pipe wall, so that damage to the inner pipe wall cannot occur through this edge area of the link.

j.n uSx ITXy. j iät 5CjLiSui3.ta.3Cii SiHS ucSCHuSrS bSVOXSUg— te Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns wiedergegeben, wobei gemäß dieser Figur sich der Biegedorn noch in dem umgebogenen Rohr befindet. jn uSx ITXy. j iät 5CjLiSui3.ta.3Cii SiHS ucSCHuSrS bSVOXSUg— th embodiment of the bending mandrel according to the invention is reproduced, whereby according to this figure the bending mandrel is still located in the bent tube.

In diesem Fall bestehen die Biegedornglieder 4 aus Kugelabschnitten und das letzte Glied 5 aus einer Kugel.In this case, the bending mandrel links 4 consist of spherical sections and the last link 5 consists of a sphere.

Die slugelabschnitte sind derart ineinandergreifend und überlappend angeordnet, daß das Glied 4a, das unmittelbar am stabförmigen Bauteil 3 angeschlagen ist, das benachbarte Kugelabschnittsglied 4b überlappt, dieses wiederum das Kugelabschnittsglied 4c u.s.w.The ball sections are arranged so as to engage and overlap in such a way that the member 4a, which is directly attached to the rod-shaped component 3, overlaps the adjacent ball section member 4b, which in turn overlaps the ball section member 4c, etc.

Als erfindungswesentliches Merkmal geht aus dieser Figur hervor, daß das letzte Glied 5, das zudem als Vollkugel ausgebildet ist, den größten Durchmesser, und zwar den des zu verbiegenden Rohres (D = X) aufweist; die nachfolgenden Glieder unterscheiden sich hinsichtlich ihres größten Durchmessers entsprechend den Angaben zur Fig. 5. Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Biegeverfahrens mit dem erfindungsgemäßen Biegedorn werden im übrigen die an sich bekannten entsprechenden Sonderbiegewerkzeuge Biegeschablone, Faltenglattschuh, Spannbacke etc.The essential feature of the invention is evident from this figure that the last link 5, which is also designed as a solid ball, has the largest diameter, namely that of the pipe to be bent (D = X); the following links differ in terms of their largest diameter according to the information in Fig. 5. When carrying out the bending process according to the invention with the bending mandrel according to the invention, the corresponding special bending tools known per se are also used: bending template, folding smoothing shoe, clamping jaw, etc.

verwendet.used.

Zu den bevorzugten Nichteisenmetallen und ihren Legierungen zählen Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Mag-The preferred non-ferrous metals and their alloys include aluminum alloys, copper alloys, mag-

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nesiumlegierungen, Messinglegierungen, Siliziumlegierungen, Manganlegierungen, wobei alle angeführten Legierungen in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen untereinander angewendet werden, beispielsweise Al Mn 1 Mg Al Mn 1 Al Si 0,5 Mg Al 4 Si 1 Mg Mn 2 Al Cu 10 Al Mn Cu Al Ti 0,1 Al Si 2 0 Mg Al 6 Zu Mg Al 3 Zu.nesium alloys, brass alloys, silicon alloys, manganese alloys, whereby all of the alloys listed are used in different mixing ratios with each other, for example Al Mn 1 Mg Al Mn 1 Al Si 0.5 Mg Al 4 Si 1 Mg Mn 2 Al Cu 10 Al Mn Cu Al Ti 0.1 Al Si 2 0 Mg Al 6 To Mg Al 3 To.

Claims (7)

Norsk Hydro a.s. (u/AZ.: GP 2972-DE)Norsk Hydro a.s. (ref. no.: GP 2972-DE) Schutzansprüche (für die Stamräanmeldung)Protection claims (for the original application) 1 .<THohlprofil aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen mit kalt-verformten BiegungerjPj dadurch gekennzeichnet , daß der innere Biegerradius kleiner als der doppelte Durchmesser des zu biegenden Profils in der Biegeebene ist.1 .<THollow profile made of non-ferrous metals and their alloys with cold-formed bending jPj characterized in that the inner bending radius is smaller than twice the diameter of the profile to be bent in the bending plane. 2. Hohlprofil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein gestrecktes Hohlprofil unter Verwendung eines Biegedorns gebogen wird, der ineinandergreifende, sich überlappende Glieder in Kugel =abschnitts-, Halbkugelabschnitts- oder Scheibenform aufweist, woJ>~i sich der Durchmesser der Glieder zur Mitte der Gliederkette hin verkleinert und bis zum Ende hin bis auf den Profildurchmesser vergrößert.2. Hollow profile according to claim 1, characterized in that an elongated hollow profile is bent using a bending mandrel which has interlocking, overlapping links in spherical section, semi-spherical section or disc shape, where the diameter of the links decreases towards the middle of the link chain and increases towards the end up to the profile diameter. 3. Hohlprofil nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das zu biegende Hohlprofil einen einseitig erhöhten Wandstärkenbereich aufweist, wobei dieser Bereich bei der Biegung den nach außen weisenden Wandbereich der Biegung bildet.3. Hollow profile according to claim 1 and/or 2, characterized in that the hollow profile to be bent has a wall thickness region that is increased on one side, this region forming the outward-facing wall region of the bend during the bend. 4. Hohlprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß es aus Aluminium oder dessen Legierungen besteht.4. Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in that it consists of aluminum or its alloys. 5. Hohlprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennz eichnet, daß der innere Biegeriradius kleiner als das 1,5-fache5. Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inner bending radius is less than 1.5 times Norsk Hydro a,.s. j ··'; · · · ,■" · f*: :" PG/GP 2972-DENorsk Hydro a,.s. j ··'; · · · ,■" · f*: :" PG/GP 2972-DE ■ I 111«■ I 111« des Durchmessers des zu biegenden Profils ist.the diameter of the profile to be bent. 6. Hohlprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrinnenwand im Biegungsbereich riefen- und schabfrei geglättet ist.6. Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in that the inner wall of the pipe is smoothed in the bending area without scoring or scraping. 7. Hohlprofil nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,7. Hollow profile according to at least one of the preceding claims, characterized in &ogr; daß es in Form von Strangpreß- octer Strangziehrohren ausgebildet ist.&ogr; that it is designed in the form of extruded octer extruded tubes. 1 Il ti 11 This is 1 11 «ti « lit III11 «ti « lit III