EP0782891B1 - Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren Download PDF

Info

Publication number
EP0782891B1
EP0782891B1 EP96111405A EP96111405A EP0782891B1 EP 0782891 B1 EP0782891 B1 EP 0782891B1 EP 96111405 A EP96111405 A EP 96111405A EP 96111405 A EP96111405 A EP 96111405A EP 0782891 B1 EP0782891 B1 EP 0782891B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
tube
corrugation
corrugated
corrugated portion
height
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP96111405A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0782891A2 (de
EP0782891A3 (de
Inventor
Christian Lutz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Supervis
Original Assignee
Supervis
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Supervis filed Critical Supervis
Publication of EP0782891A2 publication Critical patent/EP0782891A2/de
Publication of EP0782891A3 publication Critical patent/EP0782891A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0782891B1 publication Critical patent/EP0782891B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D15/00—Corrugating tubes
    • B21D15/04—Corrugating tubes transversely, e.g. helically
    • B21D15/06—Corrugating tubes transversely, e.g. helically annularly

Definitions

  • the invention relates to a method for producing corrugated metal pipes with the features of the preamble of claim 1 and a tool to perform this procedure.
  • the initially smooth cylindrical tube is in a die used, the wall of which is corrugated. Then in the to be deformed Tube inserted an elastic pressing body, which is stamped from both sides is compressed, whereby the tube is deformable in sections. Each corrugation is shaped in one step. It is a very complex process Process and can only be used for thin-walled pipes.
  • DE-A-32 24 308 shows and describes a tool with which on a cylindrical Output tube a trough is stamped step by step.
  • a high hydraulic pressure is built up in the pipe and subject the tube piece as a whole to an axial compressive force and thereby shorten it, the lying between the troughs supported by the fittings Pipe sections are folded outwards. This measure is also very complex.
  • EP-A-298 832 provides a radially expandable one to be deformed Pipe piece insertable dome with a corrugation against which sector-shaped, extending over the length of the corrugation, a corresponding one Cheeks with corrugation are moved hammering.
  • the thereby achieved Deformation has a wall thickness, which is due to the extension of the tube in the corrugated area is weaker than the thickness of the undeformed tube wall.
  • FR-A-2 176 707 also sees a radially expandable mandrel with a corrugated one Surface in front.
  • the outer jaws are several that surround the tube Gears provided, the arrangement being such that the teeth of the Comb the gears with the corrugation of the dome.
  • These gears are on one Carriage mounted, which is moved along the pipe to be deformed. Also at this arrangement, it is inevitable that in the corrugated area of the tube Material is stretched excessively.
  • GB-A-2 268 429 shows and describes an expandable mandrel which is disclosed in Axial direction is divided into a plurality of disks, the surface of which one Form curl.
  • sector-shaped, disc-like, outer jaws can be set, which, in cooperation with the mandrel mentioned, the corrugation of the pipe to form.
  • corrugated pipe pieces are related to Steering columns used in motor vehicles and serve as energy consuming in the event of a crash Intermediate element. Inside the steering column has this corrugated tube record and transmit the torques required for steering.
  • the corrugated tube produced by the previously known method has in inner area the smallest wall thicknesses, although here in this inner area the greatest stresses when transmitting the torques mentioned occur. In this case, therefore, a piece of pipe must be selected, the one has a sufficiently large wall thickness so that on the corrugated tube to each inner ring zones subject to the highest stresses no impermissible stresses occur.
  • the invention which aims at a method, is based on this prior art to propose with which a very pronounced curl can be achieved can, i.e. a corrugation in which the ratio of the height of the corrugation to the wavelength is about 1: 1 1, the wall thickness of the outlet pipe for reasons of stability also not only essentially preserved in the area of the inner corrugation should remain, rather the wall thickness should be in the area of the inner corrugation be reinforced.
  • a corrugation in which the ratio of the height of the corrugation to the wavelength is about 1: 1
  • the wall thickness of the outlet pipe for reasons of stability also not only essentially preserved in the area of the inner corrugation should remain, rather the wall thickness should be in the area of the inner corrugation be reinforced.
  • the middle one Flank angle is at least 45 °, preferably 65 °.
  • corrugated tubes are obtained which in Area of the inner annular zones have a wall thickness that is detectable is greater than the wall thickness of the outlet tube, so that corrugated pipes are ideal for the above-mentioned purpose. They have the highest operational stresses wherever they are used of torques occur, even the greatest wall thickness.
  • the press jaws are on several levels provided in pairs and disc-shaped and each press jaw has a semi-circular opening, the surface delimiting the opening is stepped and the height of the paragraph at least the height of the corrugation formed by the folding corresponds.
  • a mandrel 2 In a initially cylindrical tube 1 with a smooth surface, the two sides or only can be open on one side, a mandrel 2 is used, which consists of several sector-shaped trained sections 3, between which for radial expansion a wedge shaft 4 is retractable (arrow 5). Around the tube 1 are also sector-shaped outer jaws 6 arranged. Over their length L are the outer ones Bake 6 and also the sections 3 of the mandrel 2 on the facing each other Sides with in-phase and essentially identical corrugations 7 and 8 equipped, the wave trains of this corrugation relatively narrow Show wave valleys and elongated wave crests.
  • the first tool has a relative Flat corrugation, i.e. a corrugation with a small height, is the result of the follow-up tool to follow tool this corrugation more and more pronounced, its height decreases from Tool to tool too.
  • a relative Flat corrugation i.e. a corrugation with a small height
  • the tube 1, which is initially smooth and lies between the mandrel 2 and the outer jaws 6 is now preformed in that the mandrel 2 is spread radially and the outer Jaws 6 are fed radially against the mandrel 2 (arrow 11), so that this Tube 1 receives a wave-like deformation over the length L, that of tool tool becomes more and more pronounced until it reaches the shape shown in Fig. 2 in is shown on an enlarged scale. From this illustration it can also be seen that the wave valleys 9 are relatively narrow, whereas the wave crests 10 are elongated.
  • the length of this preformed corrugation 20 according to FIG. 2 is 1 a wave several times its height H, for example three to four times.
  • the length L1 is that towards the inside of the tube directed wave troughs only a fraction of the length L2 of the outside directed wave crests 10, for example the ratio is 0.3 to 0.6, the lengths L1, L2 are measured in half the height H of the shaft.
  • the wave troughs 9 directed towards the interior of the tube are thus pronounced and deep, the mean flank angle ⁇ being at least 45 °, preferably 60 ° and more.
  • This corrugation 20 shown in FIG. 2 is carried out in several steps with several Tools achieved, whereby the individual tools differ in that that the corrugation of the interacting surfaces of the tool kit too Tool set is becoming more pronounced, i.e. the height H of the corrugation of the tool set tool set is getting bigger, the flank angles are getting bigger steeper. Usually two sets of tools will suffice.
  • the wall thickness of the tube 1 not only remains essentially along the corrugation obtained, in the wave valleys 9 this wall thickness is even increased measurably.
  • the thus preformed tube 1 which is closed on one side in the exemplary embodiment shown and has an extension 12 at its closed end now placed on a cylindrical mandrel 13 with a smooth surface, the is expediently constructed, such as that described in connection with FIG. 1 Mandrel 2, only that here the outer surfaces of the individual sector-shaped sections - As mentioned - have a smooth surface.
  • This mandrel 13 becomes radial spread so far by inserting a wedge shaft that its outer diameter abuts the inner diameter of the preformed corrugation 20.
  • the inside of the troughs 9 of the preformed tube 1 are located on the cylindrical smooth surface of the mandrel 13.
  • This tool shown in Fig. 3 is in the range of press jaws 15, of which one is shown in plan view in FIG. 7.
  • These rectangular press jaws 15, provided several times in different levels and in pairs are (Fig. 4) have a semi-circular opening 16, the boundary surface 17 is stepped, the height h at least corresponding to the height, to which the preformed corrugation (Fig. 2) is then unfolded.
  • This paired arrangement of the press jaws 15 relative to that shown in Fig. 3 Tool is illustrated in FIG. 4.
  • the arrangement is such that the projecting Heels of the press jaws 15 in the levels of the troughs 9 of the preformed Corrugation 20 of the tube 1 are.
  • press jaws 15 are now against that the preformed tube 1 located on the mandrel 13 (FIG. 5), the projecting Drive paragraphs of the press jaws 15 in the troughs 9 and the press jaws 15 enclose the pipe. Due to the deep wave valleys 9 and steep flanks a positive connection is achieved compared to the press jaws 15, which subsequent correct folding is ensured without this Folding process should be built up a pressure inside the tube. The Support for the troughs that can be achieved with the mandrel used is sufficient out.
  • a press ram 18 moves against the pair of press jaws located at the top and presses the pressing jaws 15, which are initially spaced apart from one another (FIG. 5) together.
  • the press jaws 15 lying at the bottom of the row are marked by a Supported abutment, which is indicated here by the arrows 19 (Fig. 6).
  • a Press ram 18 moves against the pair of press jaws located at the top and presses the pressing jaws 15, which are initially spaced apart from one another (FIG. 5) together.
  • the press jaws 15 lying at the bottom of the row are marked by a Supported abutment, which is indicated here by the arrows 19 (Fig. 6).
  • the pipe 1 to be deformed can be single-layer or a multi-layer Have a structure made up of several tubes pushed into each other.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Rigid Pipes And Flexible Pipes (AREA)

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 sowie auf ein Werkzeug zur Durchführung dieses Verfahrens.
Es sind zahlreiche Verfahren und Werkzeuge bekannt zur Herstellung von gewellten Metallrohren. Solche Verfahren und Werkzeuge sind gezeigt und beschrieben in folgenden Druckschriften: DE-A-30 35 234; DE-A-24 07 226; DE-A-20 27 638 (= GB-A-13 41 744); DE-A-28 51 944; DE-A-29 09 142; DE-A-32 24 308; DE-A-30 04 838; EP-A-298 832; FR-A-2 176 707; GB-A-2 268 429 und US-A-1 890 039.
Nach der DE-A-30 35 234 werden in das zu wellende Rohrstück auf einer Welle befindliche Wellenscheiben angebracht und außen an das Rohr korrespondierende, jedoch gegenüber den inneren Wellenscheiben versetzt angeordnete, ebenfalls auf einer Welle befindliche Wellenscheiben angestellt. Die sich drehenden Wellen werden gegeneinandergefahren und gleichzeitig werden die Wellenscheiben axial auf deren Wellen verschoben. Für Rohre mit kleinem Querschnitt ist diese Maßnahme ungeeignet, da die die Wellenscheiben tragenden Rohre stark und somit groß dimensioniert sein müssen, damit sie die Arbeitsdrücke ohne Verformung aufnehmen können.
Nach der DE-A-24 07 226 wird das vorerst glatte zylindrische Rohr in eine Matrize eingesetzt, deren Wandung gewellt ist. Dann wird in das zu verformende Rohr ein elastischer Preßkörper eingefügt, der von beiden Seiten her mittels Stempel zusammengedrückt wird, wodurch das Rohr abschnittsweise verformbar ist. Jede Wellung wird so in einem Arbeitsschritt geformt. Das ist ein sehr aufwendiges Verfahren und nur für dünnwandige Rohre verwendbar.
Nach der DE-A-20 27 638 (=GB-A-1 341 774) wird in das zu verformende Rohr ein radial spreizbarer Dorn eingesetzt, an den von außen radial sektorförmige Scheiben angepreßt werden. Durch das Zusammenwirken der äußeren Scheiben und des inneren Dornes wird die gewünschte Wellung am Rohr erzeugt.
Nach den DE-A-28 51 944 und 29 09 142 wird in einem Rohr durch Erzeugung eines Innendruckes und einer Faltung Welle nach Welle erzeugt. Dieses Verfahren und das zugehörende Werkzeug sind sehr aufwendig. Der Vorteil gegenüber den oben erwähnten Maßnahmen liegt darin, daß die Wandstärke des zylindrischen Ausgangsrohres auch im Bereich der Wellung beibehalten werden kann.
Die DE-A-32 24 308 zeigt und beschreibt ein Werkzeug, mit dem an einem zylindrischen Ausgangsrohr Schritt für Schritt ein Wellental eingeprägt wird. An das so vorgeformte Rohr werden von außen Formstücke an den einzelnen Wellentälern angesetzt und dann wird im Rohr ein hoher hydraulischer Druck aufgebaut und das Rohrstück als Ganzes einer axialen Druckkraft ausgesetzt und dabei verkürzt, wobei die zwischen den von den Formstücken gestützten Wellentälern liegenden Rohrabschnitte nach außen ausgefaltet werden. Auch diese Maßnahme ist sehr aufwendig.
Die EP-A-298 832 sieht einen radial aufspreizbaren, in das zu verformende Rohrstück einsetzbaren Dom mit einer Wellung vor, gegen welchen sektorförmige, sich über die Länge der Wellung erstreckende, eine korrespondierende Wellung aufweisende Backen hämmernd bewegt werden. Die dadurch erzielte Verformung weist eine Wandstärke auf, die aufgrund der Streckung des Rohres im gewellten Bereich schwächer ist als die Stärke der unverformten Rohrwandung.
Auch die FR-A-2 176 707 sieht einen radial aufspreizbaren Dorn mit einer gewellten Oberfläche vor. Als äußere Backen sind mehrere, das Rohr umgebende Zahnräder vorgesehen, wobei die Anordnung so getroffen ist, daß die Zähne der Zahnräder mit der Wellung des Domes kämmen. Diese Zahnräder sind auf einem Schlitten gelagert, der entlang des zu verformenden Rohres bewegt wird. Auch bei dieser Anordnung ist es unvermeidlich, daß im gewellten Bereich des Rohres das Material über Gebühr gestreckt wird.
Die GB-A-2 268 429 zeigt und beschreibt einen aufspreizbaren Dorn, der in Achsrichtung in eine Vielzahl von Scheiben aufgeteilt ist, deren Oberfläche eine Wellung bilden. Dagegen sind sektorförmige, scheibenartige, äußere Backen anstellbar, die im Zusammenwirken mit dem erwähnten Dorn die Wellung des Rohres formen. Eine damit vergleichbare Maßnahme offenbart und beschreibt die US-A-1 890 039.
Vor allem ist hier aber die DE-A-30 04 838 zu nennen, die ein Verfahren zeigt und beschreibt, mit welchem Rohrkörper mit einer ausgeprägten Querwellung hergestellt werden. In der dafür verwendeten Einrichtung sind eine Vielzahl von Preßbacken vorgesehen, die vorerst in axialer Richtung des zu fertigenden Rohres voneinander distanziert sind. Das zu verformende Rohrstück wird in diese Einrichtung eingebracht, wobei vorerst der glatte zylindrische Mantel des Rohrstückes an den Preßbacken anliegt. Stirnseitig wird das Rohrstück abgedichtet, und anschließend wird innerhalb des Rohrstückes ein hoher hydrostatischer Druck aufgebaut, der das Rohrstück zwischen den vorerst voneinander distanzierten Preßbacken etwas ausbuchtet. Dann werden unter Aufrechterhaltung des hydrostatischen Druckes die Preßkolben zusammengefahren und dabei die ausgebuchteten Abschnitte des Rohrstückes aufgefaltet. Durch das Ausbuchten der in axialer Richtung des Rohrstückes aufeinanderfolgenden Abschnitte unter hydrostatischem Druck werden die am Preßbacken anliegenden, ringförmigen Bereiche des Rohrstückes gestreckt und damit die Wandstärken dieser ringförmigen Bereiche etwas verjüngt und damit geschwächt. Beim nachfolgenden Zusammenfahren der Preßbacken in axialer Richtung des Rohrstückes und unter Aufrechterhaltung des hydrostatischen Druckes, der nicht nur erforderlich ist, um die ausgebuchteten Teile nach außen zu drängen, sondern auch um zwischen den Preßbacken und den daran anliegenden ringförmigen Bereichen des Rohrstückes eine ausreichend hohe Reibungskraft sicherzustellen, wird das Ausmaß dieser Streckung und damit Verjüngung der Wandstärke noch vergrößert, so daß das fertig geformte Rohrstück im Bereich der inneren Wellentäler die geringste Wandstärke aufweist. Die vorstehend erwähnte Reibungskraft muß deswegen groß sein, damit verhindert wird, daß beim Zusammenfahren der Preßbacken wegen der nur geringen Ausbuchtung der zwischen den Preßbacken liegenden Rohrabschnitte der Preßbacken gegenüber dem Rohrstück gleitet und so die gewünschte Verformung nur in unzureichendem Ausmaß erzielbar ist. Solche gewellten Rohrstücke werden im Zusammenhang mit Lenksäulen bei Kraftfahrzeugen verwendet und dienen im Crash-Fall als energieverzehrendes Zwischenelement. Innerhalb der Lenksäule hat dieses gewellte Rohr die für die Lenkung erforderlichen Drehmomente aufzunehmen und zu übertragen. Das nach dem vorbekannten Verfahren hergestellte gewellte Rohr besitzt im inneren Bereich die geringsten Wandstärken, obwohl hier in diesem Innenbereich bei der Übertragung der erwähnten Drehmomente die größten Beanspruchungen auftreten. Es muß in diesem Fall daher ein Rohrstück ausgewählt werden, das eine hinreichend große Wandstärke besitzt, so daß am gewellten Rohr an den jeweils höchstbeanspruchten inneren Ringzonen keine unzulässigen Beanspruchungen auftreten.
Von diesem Stand der Technik geht die Erfindung aus, die darauf abzielt, ein Verfahren vorzuschlagen, mit dem eine sehr ausgeprägte Wellung erzielt werden kann, d.h. eine Wellung, bei der das Verhältnis der Höhe der Wellung zur Wellenlänge etwa 1:1 1 beträgt, wobei aus Stabilitätsgründen die Wandstärke des Ausgangsrohres auch im Bereich der inneren Wellung nicht nur im wesentlichen erhalten bleiben soll, vielmehr soll die Wandstärke hier im Bereich der inneren Wellung verstärkt werden. Erreicht wird dies durch jene Maßnahmen, die Gegenstand und Inhalt des kennzeichnenden Teiles des Patentanspruches 1 sind. Zweckmäßige Verfahrensschritte sind in den Unteransprüchen 2 bis 5 festgehalten.
Den im Zusammenhang mit der DE-A-30 04 838 aufgezeigten Schwierigkeiten begegnet die Erfindung mit einfachen Mitteln und mit Erfolg: Durch die mehrstufige Vorverformung, mit der die Ausgangswellung des Rohrstückes gestaltet wird unter Verwendung der im Anspruch 1 beschriebenen Werkzeuge, wobei die Wellung fortschreitend ausgeprägter wird, wird die Wandstärke der inneren ringförmigen Bereiche nicht nur nicht beibehalten, sie wird nachweisbar und meßbar vergrößert. Dies folgt daraus, daß, ausgehend vom zylindrischen Rohrstück, das innere kleine Wellental nach innen gedrückt wird, der Durchmesser dieses ringförmigen Bereiches, bezogen auf den Durchmesser des zylindrischen Rohres, also verjüngt wird, was zu einer Materialanhäufung in diesem Bereich führt. Durch die ausgeprägte Wellung wird die innere kleine Wellung, also der innere ringförmige Bereich so stark verformt, daß deren Flanken relativ stark ansteigen. Der mittlere Flankenwinkel beträgt mindestens 45 °, vorzugsweise 65 °. Bei der nachfolgenden Faltung genügt daher die Einführung eines einfachen Werkzeuges, das nurmehr die Aufgabe hat, während des Faltvorganges diese inneren Bereiche sozusagen zu stützen, für die Faltung des zwischen den Preßbacken liegenden Bereiches wird kein Innendruck mehr benötigt, da die Preßbacken sozusagen in eng gefaltete Täler eingreifen, aus denen es für sie kein Entrinnen gibt, wenn sie in axialer Richtung verschoben werden. Es besteht also zwischen dem vorgefalteten Rohr und den außenseitig anliegenden Preßbacken ein enger und intensiver Formschluß, der die Mitnahme der Rohrabschnitte bei der axialen Verschiebung der Preßbacken sicherstellt, ohne daß von innen her mit einem hohen Druck nachgeholfen werden muß.
Dank der erfindungsgemäßen Maßnahmen werden gewellte Rohre erzielt, die im Bereich der inneren ringförmigen Zonen eine Wandstärke aufweisen, die nachweisbar größer ist als die Wandstärke des Ausgangsrohres, so daß derart hergestellte, gewellte Rohre sich für den oben erwähnten Einsatzzweck bestens eignen. Sie besitzen dort, wo betriebsmäßig die höchsten Beanspruchungen bei der Übertragung von Drehmomenten auftreten, auch die größte Wandstärke.
Um die vorgeformte Wellung zur gewünschten ausgeprägten Wellung durch anschließenden Auffalten auszubilden, sind die Preßbacken in mehreren Ebenen paarweise vorgesehen und scheibenförmig ausgebildet und jeder Preßbacken weist eine halbkreisförmige Öffnung auf, wobei die die Öffnung begrenzende Fläche stufenförmig abgesetzt ist und die Höhe des Absatzes zumindest der Höhe der durch die Auffaltung gebildeten Wellung entspricht.
Um die Erfindung zu veranschaulichen, wird sie anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1
einen Vertikalschnitt durch ein Werkzeug zur Vorformung der Wellung;
Fig. 2
die vorgeformte Wellung am Rohr;
Fig. 3
einen Vertikalschnitt durch den für die Auffaltung der Wellung vorgesehenen Dorn mit dem aufgesteckten vorverformten Rohr;
die Fig. 4, 5 und 6
je einen Vertikalschnitt wie Fig. 3, jedoch mit den Preßbacken in verschiedenen Lagen während des Fertigungsvorganges;
Fig. 7
eine Draufsicht auf einen Preßbacken;
die Figuren haben zum Teil unterschiedliche Maßstäbe.
In ein vorerst zylindrisches Rohr 1 mit glatter Oberfläche, das beidseitig oder nur einseitig offen sein kann, wird ein Dorn 2 eingesetzt, der aus mehreren sektorförmig ausgebildeten Abschnitten 3 besteht, zwischen welchen zur radialen Spreizung ein Keilschaft 4 einfahrbar ist (Pfeil 5). Um das Rohr 1 herum sind ebenfalls sektorförmige äußere Backen 6 angeordnet. Über ihre Länge L sind die äußeren Backen 6 und auch die Abschnitte 3 des Dornes 2 an den einander zugewandten Seiten mit gleichphasig liegenden und im wesentlichen gleich ausgebildeten Wellungen 7 und 8 ausgestattet, wobei die Wellenzüge dieser Wellung relativ schmale Wellentäler und langgestreckte Wellenberge aufweisen.
Ein solches Werkzeug ist nun in mehrfacher Ausfertigung vorhanden, wobei sich die einzelnen Werkzeuge jeweils dadurch unterscheiden, daß ihre Wellung von Werkzeug zu Werkzeug ausgeprägter wird. Besitzt das erste Werkzeug eine relativ flache Wellung, also eine Wellung mit geringer Höhe, so wird von Folgewerkzeug zu Folgewerkzeug diese Wellung immer ausgeprägter, ihre Höhe nimmt von Werkzeug zu Werkzeug zu. Der Einfachheit halber und der Übersichtlichkeit wegen ist hier in der Zeichnung jedoch nur ein Werkzeug dargestellt.
Das zwischen Dorn 2 und den äußeren Backen 6 liegende, vorerst glatte Rohr 1 wird nun dadurch vorgeformt, daß der Dorn 2 radial aufgespreizt und die äußeren Backen 6 radial gegen den Dorn 2 zugestellt werden (Pfeil 11), so daß dadurch das Rohr 1 über die Länge L eine wellenartige Verformung erhält, die von Werkzeug zu Werkzeug immer ausgeprägter wird, bis sie jene Form erreicht, die in Fig. 2 in einem vergrößerten Maßstab gezeigt ist. Aus dieser Darstellung ist auch ersichtlich, daß die Wellentäler 9 relativ schmal sind, die Wellenberge 10 hingegen langgestreckt. Bei dieser vorgeformten Wellung 20 nach Fig. 2 beträgt die Länge 1 einer Welle das Mehrfache ihrer Höhe H, beispielsweise das Drei- bis Vierfache. Bei einer so vorgeformten Wellung 20 beträgt die Länge L1 der nach dem Inneren des Rohres gerichteten Wellentäler nur einen Bruchteil der Länge L2 der nach außen gerichteten Wellenberge 10, beispielsweise beträgt das Verhältnis 0,3 bis 0,6, wobei die Längen L1, L2 in der Hälfte der Höhe H der Welle gemessen werden. Die nach dem Inneren des Rohres gerichteten Wellentäler 9 sind so ausgeprägt und tief, wobei der mittlere Flankenwinkel α mindestens 45 °, vorzugsweise 60 ° und mehr beträgt.
Diese in Fig. 2 gezeigte Wellung 20 wird in mehreren Arbeitsschritten mit mehreren Werkzeugen erreicht, wobei sich die einzelnen Werkzeuge dadurch unterscheiden, daß die Wellung der zusammenwirkenden Flächen von Werkzeugsatz zu Werkzeugsatz immer ausgeprägter wird, d.h. die Höhe H der Wellung von Werkzeugsatz zu Werkzeugsatz wird immer größer, die Flankenwinkel werden immer steiler. In der Regel wird ein zweifacher Werkzeugsatz ausreichen. Durch die auf diese Weise geschaffene Verformung, die diese Wellung 20 nach Fig. 2 aufweist, bleibt entlang der Wellung die Wandstärke des Rohres 1 nicht nur im wesentlichen erhalten, in den Wellentälern 9 wird diese Wandstärke sogar meßbar vergrößert.
Das so vorgeformte Rohr 1, das im gezeigten Ausführungsbeispiel einseitig verschlossen ist und an seinem verschlossenen Ende einen Fortsatz 12 aufweist, wird nun auf einen zylindrischen Dorn 13 mit glatter Oberfläche aufgesteckt, der zweckmäßigerweise aufgebaut ist, wie der im Zusammenhang mit Fig. 1 beschriebene Dorn 2, nur daß hier die Außenflächen der einzelnen sektorförmigen Abschnitte - wie erwähnt - eine glatte Oberfläche besitzen. Dieser Dorn 13 wird radial durch Einschieben eines Keilschaftes so weit gespreizt, daß sein Außendurchmesser am Innendurchmesser der vorgeformten Wellung 20 anliegt. Mit anderen Worten, die Innenseite der Wellentäler 9 des vorgeformten Rohres 1 liegen an der zylindrischen glatten Oberfläche des Dornes 13 an.
Dieses in Fig. 3 gezeigte Werkzeug liegt im Bereich von Preßbacken 15, von denen einer in Fig. 7 in Draufsicht dargestellt ist. Diese rechteckigen Preßbacken 15, die mehrfach in verschiedenen Ebenen und in paarweiser Anordnung vorgesehen sind (Fig. 4), besitzen eine halbkreisförmige Öffnung 16, deren Begrenzungsfläche 17 stufenförmig abgesetzt ist, wobei die Höhe h zumindest der Höhe entspricht, zu der die vorgeformte Wellung (Fig. 2) anschließend aufgefaltet wird. Diese paarweise Anordnung der Preßbacken 15 relativ zu dem in Fig. 3 gezeigten Werkzeug veranschaulicht die Fig. 4. Mittels hier nicht weiter dargestellter Führungs- und Stellglieder ist die Anordnung so getroffen, daß die vorspringenden Absätze der Preßbacken 15 in den Ebenen der Wellentäler 9 der vorgeformten Wellung 20 des Rohres 1 liegen. Diese Preßbacken 15 werden nun gegen das auf dem Dorn 13 befindliche vorgeformte Rohr 1 gedrückt (Fig. 5), wobei die vorspringenden Absätze der Preßbacken 15 in die Wellentäler 9 fahren und die Preßbacken 15 dabei das Rohr umschließen. Aufgrund der tiefen Wellentäler 9 und der steilen Flanken wird gegenüber den Preßbacken 15 ein Formschluß erzielt, der die anschließende ordnungsgemäße Faltung gewährleistet, ohne daß während dieses Faltvorganges im Inneren des Rohres ein Druck aufgebaut werden müßte. Die durch den eingesetzten Dorn erzielbare Stützung der Wellentäler reicht vollkommen aus.
Anschließend fährt ein Preßstempel 18 gegen das zuoberst liegende Preßbackenpaar und drückt die vorerst voneinander distanziert liegenden Preßbacken 15 (Fig. 5) zusammen. Die in der Reihe zuunterst liegenden Preßbacken 15 sind durch ein Widerlager abgestützt, das hier durch die Pfeile 19 angedeutet ist (Fig. 6). Durch dieses Zusammenpressen und Zusammenfahren der Preßbacken 15 werden die vorerst flachen Wellenberge 10 zusammengefaltet unter gleichzeitiger Verkürzung der Wellenlänge 1, so daß dadurch ein Rohr mit einer ausgeprägten Wellung entsteht. Unter einer ausgeprägten Wellung im Sinne der gegenständlichen Erfindung wird eine Wellung verstanden, bei der das Verhältnis der Wellenlänge zur Höhe der Wellung ca. 1:1 beträgt.
Ist die Wellung auf diese Weise ausgeformt (Fig. 6), so fährt der Preßstempel 18 hoch und die Preßbacken 15 werden seitlich ausgefahren (Fig. 4), so daß in der Folge nach radialer Verjüngung des Domes 13 durch Zurückziehung des Keilschaftes das fertig geformte Rohr abgenommen werden kann.
Für die Führungs- und Stellglieder der Preßbacken gibt es verschiedene konstruktive Lösungen, die nicht Gegenstand dieser Erfindung sind und die daher hier auch nicht weiter dargestellt und beschrieben sind.
Das zu verformende Rohr 1 kann einschichtig sein oder einen mehrschichtigen Aufbau aus mehreren ineinander geschobenen Rohren aufweisen.
Legende zu den Hinweisziffern:
1
zylindrisches Rohr
2
Dorn
3
sektorförmiger Abschnitt
4
Keilschaft
5
Pfeil
6
Backen
7
Wellung
8
Wellung
9
Wellental
10
Wellenberg
11
Pfeil
12
Fortsatz
13
Dorn
14
sektorförmiger Abschnitt
15
Preßbacken
16
halbkreisförmige Öffnung
17
Begrenzungsfläche
18
Preßstempel
19
Pfeil
20
Wellung

Claims (7)

  1. Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren, wobei in das zu wellende, vorerst glatte, zylindrische Metallrohr ein radial spreizbarer Dom mit einer in seiner Achsrichtung verlaufenden Wellung eingebracht wird und mit - bezogen auf das Metallrohr - äußeren, gegen das Rohr zuzustellenden Bakken mit einer zur Wellung des Dornes zumindest annähernd korrespondierenden Wellung eine erste Wellung eingeprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorverformung der Wellung (20) des Rohres (1) in mehreren, gleichartigen, aufeinanderfolgenden Arbeitsschritten mit Dornen (2) und Backen (6) unterschiedlich hoher Wellungen (7, 8) erzeugt wird, wobei ausgehend vom zylindrischen Rohrstück das innere Wellental (9) nach innen gedrückt wird und anschließend in das so vorgeformte Rohr (1) ein radial spreizbarer Dorn (13) mit einem Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser der vorgeformten Wellung (20) entspricht, eingesetzt wird, und daß in die Wellentäler (9) der vorgeformten Wellung (20) radial von außen scheibenförmige, voneinander vorerst distanzierte, das Rohr (1) umschließende Preßbacken (15) angestellt und diese Preßbacken (15) anschließend axial unter Auffaltung der Wellung (20) des Rohres (1) zusammengedrückt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorverformung eine Wellung (20) erzeugt wird, bei der die Länge (1) einer Welle das Mehrfache ihrer Höhe (H), beispielsweise das Drei- bis Vierfache beträgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Vorverformung eine Wellung (20) erzeugt wird, bei der die Länge (l1) der nach dem Inneren des Rohres gerichteten Wellentäler (9) nur einem Bruchteil der Länge (I2) der nach außen gerichteten Wellenberge (10) entspricht, beispielsweise 0,3 bis 0,6 beträgt, wobei die Längen ((I1, I2) in der Hälfte der Höhe (H) der Welle gemessen sind.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die nach dem Inneren des Rohres gerichteten Wellentäler (9) mit einem mittleren Flankenwinkel (α) von mindestens 45°, vorzugsweise 65°, ausgebildet werden.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die vorgeformte Wellung (20) in der Folge so weit aufgefaltet wird, daß das Verhältnis von Wellenlänge zu ihrer Höhe ca. 1 : 1 beträgt.
  6. Vorrichtung zur Herstellung eines gewellten Metallrohres mittels des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, mit Werkzeuge bestehend aus (Dornen (2) und Backen (6)) unterschiedlich hoher Wellungen zur Erzeugung der Vorverformung der Wellung des Rohrs (1) und mit einem Werkzeug, welches einen radial spreizbaren Dom (13) mit einem Außendurchmesser, der dem Innendurchmesser der vorgeformten Wellung (20) entspricht, und das Rohr (1) außen umgebende Preßbacken (15) umfaßt, die in mehreren Ebenen paarweise vorgesehen und scheibenförmig ausgebildet sind, wobei jeder Preßbacken eine halbkreisförmige Öffnung (16) aufweist und die die Öffnung (16) begrenzende Fläche (17) stufenförmig abgesetzt ist und die Höhe (h) des Absatzes zumindest der Höhe der durch die Auffaltung gebildeten Wellung entspricht.
  7. Gewelltes Rohr, welches Wellenberge (10) und innere ringförmige Bereiche des Rohres bildende Wellentäler (9) umfaßt, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der inneren ringförmigen Bereiche größer ist als die der anderen Bereiche des Rohres.
EP96111405A 1995-08-12 1996-07-16 Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren Expired - Lifetime EP0782891B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19529731 1995-08-12
DE1995129731 DE19529731A1 (de) 1995-08-12 1995-08-12 Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren

Publications (3)

Publication Number Publication Date
EP0782891A2 EP0782891A2 (de) 1997-07-09
EP0782891A3 EP0782891A3 (de) 1997-11-05
EP0782891B1 true EP0782891B1 (de) 2001-12-12

Family

ID=7769359

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP96111405A Expired - Lifetime EP0782891B1 (de) 1995-08-12 1996-07-16 Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren

Country Status (7)

Country Link
EP (1) EP0782891B1 (de)
JP (1) JP4022273B2 (de)
KR (1) KR970009918A (de)
BR (1) BR9604092A (de)
CA (1) CA2182811C (de)
DE (2) DE19529731A1 (de)
ES (1) ES2169777T3 (de)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10211743A1 (de) 2002-03-14 2003-11-06 Thyssenkrupp Presta Ag Eschen Lenkspindel einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
DE102006005736A1 (de) 2006-02-07 2007-08-09 Thyssenkrupp Presta Ag Wellrohr
JP2011121103A (ja) * 2009-12-14 2011-06-23 Jtekt Corp 中空ラック軸の製造方法及び中空ラック軸
JP5745785B2 (ja) * 2010-06-18 2015-07-08 坂本工業株式会社 筒型成形品の成形方法および装置
EP2845664A1 (de) * 2013-09-10 2015-03-11 Nexans Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines gewellten Rohres aus Metall
KR101968665B1 (ko) * 2017-05-22 2019-04-12 정원재 파이프의 레벨홈 성형장치
CN109047424B (zh) * 2018-07-13 2023-05-30 浙江和良智能装备有限公司 一种波纹管成形机
CN111545591A (zh) * 2020-05-19 2020-08-18 王清伟 一种双层复合铝箔风管制作成型加工方法
CN112958670B (zh) * 2021-03-29 2022-12-27 西安恒热热力技术有限责任公司 一种补偿器加工设备及加工方法
CN113399491B (zh) * 2021-06-03 2022-06-21 浙江长兴和良智能装备有限公司 一种多工位式管端挤鼓成型设备、***及复合模具组件

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE34537C (de) * S. FOX in Leeds-Forge, New -Wortley, Leeds, York, England Prefswerk zur Herstellung gewellter Röhren mit Nuthen zum Schutze der Naht
US3577621A (en) * 1969-05-14 1971-05-04 Koppy Tool Corp Stretch method for making a tubular product
DE3004838C2 (de) * 1980-02-09 1984-09-13 Benteler-Werke Ag Werk Neuhaus, 4790 Paderborn Vorrichtung zur Herstellung eines Rohrkörpers mit Querwellen
DE3514485A1 (de) * 1985-04-22 1986-10-23 Heinz 4000 Düsseldorf Regenhardt Verfahren und vorrichtung zur herstellung von schlitzbruecken-filterrohren
FR2617415B1 (fr) * 1987-07-02 1991-08-09 Nacam Procede et dispositif pour le faconnage par martelage d'un tube a ondes et son application a des tubes pour l'industrie automobile

Also Published As

Publication number Publication date
KR970009918A (ko) 1997-03-27
DE19529731A1 (de) 1997-02-13
DE59608440D1 (de) 2002-01-24
CA2182811A1 (en) 1997-02-13
EP0782891A2 (de) 1997-07-09
ES2169777T3 (es) 2002-07-16
JP4022273B2 (ja) 2007-12-12
CA2182811C (en) 2008-12-09
EP0782891A3 (de) 1997-11-05
JPH09103826A (ja) 1997-04-22
BR9604092A (pt) 1998-06-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2633039C3 (de) Aus einem becherförmigen Blechteil geformte Keilriemenscheibe und Verfahren zu deren Herstellung
DE19614656A1 (de) Verfahren zum Erhöhen der Wandungsstärke bei Hohlprofilen
EP0782891B1 (de) Verfahren zur Herstellung von gewellten Metallrohren
DE102013006150B4 (de) Bauteil mit Innen- und Außenverzahnung sowie Verfahren zur Herstellung des Bauteils und Werkzeugsatz zur Ausführung des Verfahrens
DE1750662B2 (de) Verfahren zum herstellen eines becherfoermigen kolbens
DE2804995A1 (de) Manuell betaetigbares werkzeug zur rohrerweiterung
DE2057187A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Waelzlagern
DE7935982U1 (de) Wälzlagerkäfig
AT401677B (de) Hydraulikzylinder
DE19955694A1 (de) Verfahren zum Umformen eines Ausgangsprofils o. dgl. Werkstückes sowie Profil dafür
WO2005018846A1 (de) Verfahren zum innenhochdruckumformen von konischen rohren aus metall
DE10018093C2 (de) Verzahnung für eine Synchronisiereinheit
DE3422040A1 (de) Stuelp-umformverfahren zur herstellung von doppelwandigen zylindrischen werkstuecken sowie umformwerkzeug hierfuer
WO1998001654A1 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für einen verbrennungsmotor sowie verfahren zu ihrer herstellung
EP0157204B1 (de) Klemmelement
DE1931266B2 (de) Verfahren zur herstellung kaltverformter kupplungsteile
DE4133340C2 (de) Kondensatorbechergehäuse mit Sollberstbereich sowie Verfahren und Werkzeug zu seiner Herstellung
EP1570926A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Rohrbogens für ein Regenfallrohr, ein Rohrbogenstück und ein Regenfallrohr
EP1344708B1 (de) Lenkspindel einer Lenksäule für ein Kraftfahrzeug
EP1622733A2 (de) Verfahren zur herstellung eines napfförmigen ringteiles mit innenverzahnung, nappförmige vorform und nappförmiges ringteil
DE4322902A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Wellrohren
DE3935666C2 (de)
DE19943805B4 (de) Verfahren zum Entformen eines Stempels aus einem hohlen Gegenstand und Werkzeug zum Bearbeiten von Rillen an der Innenmantelfläche eines solchen hohlen Gegenstands
EP3444494B1 (de) Synchronring für eine synchronisationseinheit eines schaltgetriebes und verfahren zu dessen herstellung
DE2027638C (de) Vorrichtung zum Herstellen eines quer gewellten Rohrs

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A2

Designated state(s): DE ES FR GB IT SE

PUAL Search report despatched

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009013

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A3

Designated state(s): DE ES FR GB IT SE

17P Request for examination filed

Effective date: 19971205

17Q First examination report despatched

Effective date: 20000412

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): DE ES FR GB IT SE

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: IF02

REF Corresponds to:

Ref document number: 59608440

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20020124

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20020314

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2169777

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20090716

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20110616

Year of fee payment: 16

PGRI Patent reinstated in contracting state [announced from national office to epo]

Ref country code: IT

Effective date: 20110616

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20110610

Year of fee payment: 16

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20110713

Year of fee payment: 16

Ref country code: SE

Payment date: 20110722

Year of fee payment: 16

Ref country code: FR

Payment date: 20110816

Year of fee payment: 16

Ref country code: DE

Payment date: 20110926

Year of fee payment: 16

REG Reference to a national code

Ref country code: SE

Ref legal event code: EUG

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20120716

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20130329

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20130201

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120717

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120731

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120716

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120716

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R119

Ref document number: 59608440

Country of ref document: DE

Effective date: 20130201

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20131021

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20120717