EP1190784A2 - Method for producing a tube with partially different wall thickness - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a tube partially different wall thicknesses.
- metal sheets have so far been welded together then formed into a tube and also welded so that a partial reinforcement in the areas that should be thickened.
- the present invention has for its object a method of the generic type Art to train so that a simple, all requirements manufacturing is possible without impairing the material properties.
- This method is particularly characterized by its simplicity with regard to the implementation.
- the individual process steps can be done in one continuous process can be carried out, so that especially in the automotive industry high quantities can be easily produced.
- the outer tube is stretched, the original wall being pressed into the recess of the mandrel and the subsequent areas is diluted with thinning the wall thickness.
- the lesser Wall thickness is determined by the distance between the clear Diameter of the drawing ring and the largest outside diameter of the mandrel.
- the stretching of the material causes strain hardening, particularly in the thin-walled area Area that can be defined according to the functional requirements can.
- the invention offers the possibility of several sections of the outer tube edit accordingly, which in addition to the advantages mentioned also results in a weight saving, which is particularly remarkable as Especially in the automotive industry, special efforts are made to everywhere minimize the weight of components.
- tubes with smooth outer surfaces are used in so-called hydroforming used in which the tube is surrounded by an outer shape is and so pressurized inside by means of a pressure medium is that the wall of the tube fits the contour of the outer shape.
- a gradation-free, smooth surface of the pipe is required.
- FIG. 1 an output pipe 1 is shown, which is initially connected to one end inwardly directed stop 3 is formed ( Figure 2).
- This mandrel 6, which is as circular in cross section as the outlet tube 1, is approximately in the middle area with a partially extending in the axial direction Provide depression, the depth of which is at most the wall thickness of the outlet pipe 1 equivalent.
- the regions of the mandrel 6 adjoining the recess 7 on both sides correspond the inside diameter of the inside diameter of the outlet pipe 1.
- FIG. 7 shows the finished tube 2.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit partiell unterschiedlichen Wandstärken.The present invention relates to a method for producing a tube partially different wall thicknesses.
Rohre mit unterschiedlichen Wandstärken, wobei die Bereiche mit einer dickeren Wand beidseitig von Bereichen mit dünnerer Wand begrenzt werden.Pipes with different wall thicknesses, the areas with a thicker Wall must be delimited on both sides by areas with a thinner wall.
Diese Rohre werden beispielsweise im Automobilbau eingesetzt, hier unter anderem im Bereich von Stoßdämpfern, Verbindungsknoten und Elementen im Fahrwerksbereich. Dabei ist ein Kriterium für die Forderung nach unterschiedlichen Wandstärken eines Rohres die wünschenswerte Gewichtseinsparung, der man dadurch Rechnung trägt, daß die Wandstärken entsprechend der auftretenden Belastung dimensioniert werden.These pipes are used, for example, in automobile construction, here among others in the area of shock absorbers, connection nodes and elements in the chassis area. There is one criterion for calling for different ones Wall thickness of a pipe is the desirable weight saving that you get Takes into account that the wall thicknesses according to the load be dimensioned.
Um solche Rohre herzustellen, werden bislang Bleche miteinander verschweißt und anschließend zu einem Rohr geformt und ebenfalls geschweißt, so daß sich eine partielle Verstärkung in den Bereichen ergibt, die verdickt sein sollen. In order to produce such pipes, metal sheets have so far been welded together then formed into a tube and also welded so that a partial reinforcement in the areas that should be thickened.
Weiter ist es bekannt, Rohrabschnitte unterschiedlicher Wandstärken miteinander durch Schweißen zu verbinden.It is also known to pipe sections of different wall thicknesses with each other to connect by welding.
Neben diesen aufwendigen Fertigungsverfahren, die eine kostengünstige Herstellung nicht zulassen, ist die durch das Schweißen entstehende Gefügeveränderung mit den damit verbundenen Problemen hinsichtlich der Festigkeit als nachteilig zu beklagen.In addition to these complex manufacturing processes, which are inexpensive to manufacture not allow is the structural change caused by welding with the associated strength problems being disadvantageous complain.
Weiter ist ein gattungsgemäßes Verfahren bekannt, bei dem beidseitig jeweils ein Dorn in das Außenrohr gesteckt wird, wobei die einander zugewandten Dornenden Vertiefungen, beispielsweise umlaufend aufweisen, in die durch Hämmern die Wandung des Außenrohres eingedrückt wird unter gleichzeitiger Streckung der benachbarten Wandung, die dann gegenüber der eingedrückten eine geringere Stärke aufweist.Furthermore, a generic method is known, in which one on each side The mandrel is inserted into the outer tube, the mutually facing mandrel ends Have depressions, for example all around, into which by hammering Wall of the outer tube is pressed in while simultaneously stretching the neighboring one Wall, which then has a lower thickness compared to the indented having.
Allerdings kann mittels dieses Verfahrens außenseitig keine glatte Oberfläche hergestellt werden, da die Vertiefungen in jedem Fall sichtbar bleiben. Viele Anwendungsfälle erfordern jedoch eine glatte Außenseite, so daß dieses Verfahren nur eingeschränkt den Anforderungen entspricht.However, this method cannot produce a smooth surface on the outside because the indentations remain visible in any case. Many use cases however, require a smooth outside, so this method only meets the requirements to a limited extent.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so auszubilden, daß eine einfache, allen Anforderungen gerecht werdende Herstellung ohne Beeinträchtigung der Materialeigenschaften möglich ist.The present invention has for its object a method of the generic type Art to train so that a simple, all requirements manufacturing is possible without impairing the material properties.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1
aufweist.This object is achieved by a method which has the features of
Dieses Verfahren zeichnet sich insbesondere durch seine Einfachheit hinsichtlich der Durchführung aus. Dabei können die einzelnen Verfahrensschritte in einem kontinuierlichen Ablauf durchgeführt werden, so daß die vor allem im Automobilbau hohen Stückzahlen problemlos zu fertigen sind.This method is particularly characterized by its simplicity with regard to the implementation. The individual process steps can be done in one continuous process can be carried out, so that especially in the automotive industry high quantities can be easily produced.
Prinzipiell erfolgt durch den Einsatz des Ziehringes eine Streckung des Außenrohres, wobei die ursprüngliche Wand in die Vertiefung des Dornes gedrückt und die anschließenden Bereiche unter Verdünnung der Wandstärke gelängt wird. Die geringere Wanddicke wird bestimmt durch den Abstand zwischen dem lichten Durchmesser des Ziehringes und dem größten Außendurchmesser des Dornes.In principle, by using the drawing ring, the outer tube is stretched, the original wall being pressed into the recess of the mandrel and the subsequent areas is diluted with thinning the wall thickness. The lesser Wall thickness is determined by the distance between the clear Diameter of the drawing ring and the largest outside diameter of the mandrel.
Die Streckung des Materials bewirkt eine Kaltverfestigung insbesondere im dünnwandigen Bereich, die entsprechend den funktionalen Anforderungen definiert sein kann.The stretching of the material causes strain hardening, particularly in the thin-walled area Area that can be defined according to the functional requirements can.
Grundsätzlich besteht die Möglichkeit, die partielle Wandstärkenveränderung innerhalb eines Abschnitts über den gesamten Umfang des Rohres gleichmäßig zu erzielen. Denkbar ist aber auch, diese als sich in axialer Richtung erstreckende Rippen auszubilden.Basically, there is the possibility of changing the partial wall thickness within to achieve a section evenly over the entire circumference of the tube. It is also conceivable, however, that these ribs extend in the axial direction train.
In jedem Fall bietet die Erfindung die Möglichkeit, mehrere Abschnitte des Außenrohres entsprechend zu bearbeiten, wodurch sich neben den genannten Vorteilen auch eine Gewichtseinsparung ergibt, die vor allem deshalb bemerkenswert ist, als gerade im Automobilbau besondere Anstrengungen unternommen werden, um allenthalben das Gewicht von Bauteilen zu minimieren.In any case, the invention offers the possibility of several sections of the outer tube edit accordingly, which in addition to the advantages mentioned also results in a weight saving, which is particularly remarkable as Especially in the automotive industry, special efforts are made to everywhere minimize the weight of components.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß vor dem Einschieben des Dornes endseitig an das Ausgangsrohr, und zwar an der Seite, von der aus der Ziehring aufgeschoben wird, ein radial sich nach innen erstreckender Ansatz angeformt wird, der sich beim Aufschieben des Ziehringes am Dorn abstützt, so daß das Ausgangsrohr in Schieberichtung des Ziehringes sicher gehalten wird. According to an advantageous development of the invention it is provided that before Insert the end of the mandrel onto the exit tube, on the side of which is pushed out of the drawing ring, a radially extending inward Approach is formed, which is supported on the mandrel when the pull ring is pushed on, so that the outlet pipe is held securely in the sliding direction of the drawing ring becomes.
Nach dem Verformen durch den Ziehring, bei dem das Ausgangsrohr gestreckt und die Wandung in die Vertiefung eingedrückt wird, wird der Dorn aus dem hinsichtlich des Ziehringes frei liegenden Rohr gezogen, wobei sich durch das dickere Ende des Dornes die nach innen gerichtete dickere Wandung des Rohres nach außen drückt, wodurch außenseitige Abstufungen entstehen.After being deformed by the drawing ring, in which the outlet pipe is stretched and the wall is pressed into the recess, the mandrel is out of respect of the drawing ring is exposed tube, passing through the thicker end of the mandrel, the thicker wall of the tube facing inwards presses, which creates outside gradations.
Um eine glatte Außenfläche zu erhalten, wird in einem weiteren Verfahrensschritt erneut der Ziehring über das Rohr gepreßt, in dessen Folge der erhabene Außenseitenbereich wieder nach innen gedrückt wird.In order to obtain a smooth outer surface, in a further process step again the drawing ring is pressed over the pipe, as a result of which the raised outside area is pushed in again.
Somit entsteht eine für viele Anwendungsbereiche wünschenswerte bzw. erforderliche glatte, sogar blanke Außenfläche.This creates a desirable or necessary for many areas of application smooth, even bare outer surface.
So werden beispielsweise Rohre mit glatten Außenflächen beim sogenannten Innenhochdruckumformen eingesetzt, bei denen das Rohr von einer Außenform umschlossen wird und innen mittels eines Druckmediums mit Druck so beaufschlagt wird, daß sich die Wandung des Rohres an die Kontur der Außenform anlegt. Hierzu ist eine abstufungsfreie, glatte Oberfläche des Rohres erforderlich.For example, tubes with smooth outer surfaces are used in so-called hydroforming used in which the tube is surrounded by an outer shape is and so pressurized inside by means of a pressure medium is that the wall of the tube fits the contour of the outer shape. For this a gradation-free, smooth surface of the pipe is required.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.Further advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.The method according to the invention is described below with reference to the accompanying drawings described.
Es zeigen:
- Fig. 1-7
- ein erfindungsgemäßes Rohr in einem Längsschnitt jeweils in verschiedenen Verfahrensschritten dargestellt.
- Fig. 1-7
- a pipe according to the invention is shown in a longitudinal section in each case in different process steps.
In der Figur 1 ist ein Ausgangsrohr 1 gezeigt, an das zunächst an einem Ende ein
nach innen gerichteter Anschlag 3 angeformt wird (Figur 2).In FIG. 1, an
Im nächsten Verfahrensschritt, der in der Figur 3 gezeigt ist, wird in das Ausgangsrohr
1 ein Dorn 6 eingeschoben, wobei der Anschlag 3 an der Stirnseite des Dornes
6 anliegt.In the next process step, which is shown in Figure 3, is in the output pipe
1 a
Dieser Dorn 6, der im Querschnitt ebenso kreisrund ist wie das Ausgangsrohr 1, ist
etwa im Mittenbereich mit einer sich partiell in axialer Richtung erstreckenden
Vertiefung versehen, deren Tiefe maximal der Wanddicke des Ausgangsrohres 1
entspricht.This
Die beidseitig an die Vertiefung 7 angrenzenden Bereiche des Dornes 6 entsprechen
in ihrem Außendurchmesser dem lichten Durchmesser des Ausgangsrohres 1.The regions of the
Von der Stirnseite des Dornes 6 her wird ein Ziehring 8 über das Ausgangsrohr 1
geschoben, wobei der lichte Durchmesser des Ziehringes 8 geringer ist als der Außendurchmesser
des Ausgangsrohres 1.From the end face of the
Durch den Bewegungspfeil am Ziehring 8 in der Figur 4 ist kenntlich gemacht, daß
dieser nachdem er vollständig das Ausgangsrohr 1, das nun zu einem verformten
Rohr 2 geworden ist, überfahren hat, außer Eingriff gebracht wird, wobei zu erkennen
ist, daß während des Überfahrens eine Streckung des Ausgangsrohres erfolgte,
bei der die ursprüngliche Wandung des Ausgangsrohres 1 in die Vertiefung 7 des
Dornes 6 eingedrückt wurde und so gegenüber den angrenzenden Bereichen 5 eine
Verdickung 4 bildet, während die Bereiche 5 auf ein Wandstärkenmaß gestreckt
sind, das den Abstand zwischen dem an die Vertiefung 7 angrenzenden Bereich und
dem zugeordneten lichten Maß des Ziehrings 8 entspricht.The movement arrow on the
Wie weiter sehr deutlich in der Figur 4 erkennbar ist, führt die Wandstärkenverdünnung
der Bereiche 5 zu einer Verlängerung des Rohres 2. As can be seen very clearly in FIG. 4, the thinning of the wall thickness leads
the
Als nächstes wird der Dorn aus dem Rohr 2 herausgezogen, wobei das der Vertiefung
7 benachbarte dickere Ende den Verdickungsbereich 4 nach außen drückt, so
daß dieser gegenüber den Bereichen 5 erhaben ist.Next, the mandrel is pulled out of the
Um eine glatte, d. h. in axialer Richtung gesehen gerade Oberfläche zu bekommen,
wird der Ziehring 8 erneut auf das Rohr 2 aufgeschoben und dabei der verdickte Bereich
wieder nach innen gedrückt.To ensure a smooth, d. H. in the axial direction to get a straight surface
the
Anschließend erfolgt ein Abschneiden des Anschlages 3 und gegebenenfalls ein
stirnseitiges Bearbeiten des Rohres 2. Die Figur 7 zeigt das fertige Rohr 2.Then the
Anstelle lediglich einer Verdickung, wie sie in dem Ausführungsbeispiel gezeigt ist, sind selbstverständlich auch in axialer Richtung verteilte mittlere Verdickungen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar.Instead of just a thickening, as shown in the exemplary embodiment, are of course also medium thickenings distributed in the axial direction can be produced by the method according to the invention.
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