DE10027306C1 - Verfahren zur Umformung eines Endbereiches eines Rohres - Google Patents

Abstract

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Umformun g eines Endbereiches eines Rohres (2) mit kreisrundem Ausgangsquerschnitt in einen mehreckigen Querschnitt. DOLLAR A Erfindungsgemäß wird der umzuformende Endbereich des Rohres (2) in einem ersten Schritt in einem Preßwerkzeug in eine bombierte Querschnittsform umgeformt. Danach wird in den verformten Endbereich des Rohres (2) ein Stützdorn (4) mit mehreckiger Außenkontur eingeführt und danach wird mittels eines Kalibrierringes (7) der Endbereih des Rohres (2) bis zur Anlage am Stützdorn (4) in einen mehreckigen Querschnitt verformt. DOLLAR A Es wird insoweit ein zweistufiges Umformverfahren realisiert mit dem Vorteil, dass hierfür einfache und preiswert herstellbare Werkzeuge verwendet werden und relativ hohe Taktfrequenzen erzielt werden können.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Umformung eines Endberei­ ches eines Rohres mit kreisrundem Ausgangsquerschnitt in einen mehreckigen Querschnitt.

In vielen Bereichen der Technik, insbesondere aber der Automobiltechnik, werden häufig rohrartige, stangenartige Bauteile mit unterschiedlicher Querschnittsform benötigt.

So werden beispielsweise für die Längslenker einer Verbundlenkerhinterachse für Kraftfahrzeuge rohrförmige Bauteile benötigt, deren Endbereich einen rechteckigen Querschnitt aufweisen soll. Hierbei werden üblicherweise als Ausgangsmaterial ge­ schweißte Stahlrohre mit rundem Querschnitt eingesetzt und der entsprechende Endbereich wird dann wie gewünscht in eine rechteckige Querschnittsform umge­ formt. Speziell in diesen Fällen wird dann auch gefordert, dass die Außenmaße des verformten Querschnittsbereiches in gewissen Toleranzgrenzen liegen.

Bekannt ist hierbei das Umformen durch eine Innenhochdruckumformung, wobei die Nachteile dieses Umformverfahrens einerseits in den hohen Investitionskosten für entsprechende Werkzeuge und hydraulische Hochdruckanlagen mit aufwendi­ gen Pressen zum Erreichen der erforderlichen hohen Schließkräfte und andererseits in den relativ langen Taktzeiten bestehen.

Bekannte Umformverfahren sind in der EP 0 294 034 B1 sowie in der EP 0 945 193 A1 beschrieben.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Umfor­ mung eines Endbereiches eines Rohres mit kreisrundem Ausgangsquerschnitt in ei­ nen mehreckigen Querschnitt aufzuzeigen, mittels dessen die angestrebte Umfor­ mung mit relativ einfachen Mitteln und preiswerten Werkzeugen möglich ist.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren geht von einem zweistufigen Umformprozess aus, wobei für beide Stufen jeweils einfache Werkzeuge zum Einsatz kommen.

Im ersten Schritt wird der umzuformende Endbereich in einem Presswerkzeug, vor­ zugsweise in einem Prismenwerkzeug, in einen bombierten Querschnitt umgeformt. Eine vollständige Umformung eines kreisrunden Rohres in einem mehreckigen Querschnitt durch ein Preßwerkzeug ist nicht möglich, da hierbei die Seitenflächen konkav nach innen einfallen würden. Dieser Nachteil wird durch die zweistufige Umformung vermieden.

Nach der ersten Teilumformung in einen etwa bombierten Querschnitt wird ein Stützdorn in den zu verformenden Endbereich des Rohres eingeführt und anschlie­ ßend kann durch einen Kalibrierring die bereits bombierte Querschnittsform in den endgültigen mehreckigen Querschnitt umgeformt werden.

Für alle Umformprozesse werden nur einfache und preiswert herstellbare Werkzeu­ ge benötigt und es wird ein verformter Endquerschnitt von hoher Präzision erreicht.

Sofern hinsichtlich der Maßhaltigkeit des verformten Endbereiches besondere An­ forderungen gestellt werden, ist es vorteilhaft wenn als Stützdorn ein aufspreizbarer Stützdorn verwendet wird.

Ein aufspreizbarer Stützdorn kann vor der entgültigen Verformung durch den Kali­ brierring auf ein Maß eingestellt werden, durch welches sichergestellt ist, dass die entgültigen Außenabmessungen des verformten Bereiches in vorgegebenen Tole­ ranzbereichen liegen.

Dabei kann sogar die Toleranz unterschiedlicher Wandstärken der jeweils verwen­ deten Ausgangsmaterialien berücksichtigt werden.

Von besonderem Vorteil ist es, wenn im ersten Presswerkzeug im Bereich der Au­ ßenflächen partielle, sickenartige Einprägungen eingebracht werden, die exakt den Außenabmessungen des endgültig verformten Endbereiches entsprechen und der aufspreizbare Stützdorn innenseitig an die Einprägungen angelegt wird.

Diese Verfahrensweise stellt auf einfachste Art sicher, dass eine Verformung des Endbereiches auf exakt vorgegebene Außenmaße erfolgt, ohne dass sich hierbei die Wandstärke des verformten Endbereiches verändert, was zu einer unerwünschten Längenänderung führen würde.

Dabei spielen unterschiedliche Toleranzen bezüglich der Wandstärke der Aus­ gangsmaterialien praktisch keine Rolle, da die sickenartigen Einprägungen in jedem Falle die Außenabmessungen vorgeben und sich der aufspreizbare Stützdorn in je dem Falle auch an die inneren Begrenzungen der sickenartigen Einprägungen an­ liegt.

Anhand der beigefügten Zeichnungen wird das erfindungsgemäße Verfahren im folgenden noch einmal ausführlich erläutert.

Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 ein noch geöffnetes Presswerkzeug zur Umformung eines kreisrunden Rohres in einen bombierten Querschnitt

Fig. 2 eine Seitenansicht des Presswerkzeuges gemäß Fig. 1

Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht des Presswerkzeuges in geschlos­ senem Zustand mit umgeformten Querschnitt des Rohres

Fig. 4 einen Längsschnitt durch einen aufspreizbaren Stützdorn mit rechtecki­ ger Außenkontur

Fig. 5 ein Querschnitt des Stützdornes gemäß Fig. 4

Fig. 6 einen Längsschnitt durch einen bombiert verformten Endbereich eines Rohres mit eingeführtem Stützdorn

Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie VII in Fig. 6

Fig. 8 einen der Fig. 6 entsprechenden Längsschnitt durch einen Kalibrierring zur Umformung des bombierten Querschnittes in einen rechteckigen Querschnitt

Fig. 9 einen Schnitt nach der Linie IX in Fig. 8

In den Fig. 1 bis 3 ist mit den Bezugszeichen 1 insgesamt ein Presswerkzeug in Form eines Prismenwerkzeuges bezeichnet, mittels dessen in einem ersten Arbeits­ schritt ein zunächst kreisrunder Endquerschnitt eines Rohres 2 in einen bombierten Querschnitt 2a umgeformt wird.

Gleichzeitig wird im umzuformenden Bereich durch entsprechend vorstehende Ab­ schnitte 1a des Werkzeuges 1 je zu erzeugender Fläche eine Sicke sickenartige Einprägung 3, nachfolgend als Sicke bezeichnet, eingeprägt.

Diese Sicken 3 geben sowohl das Außenmaß wie auch das lichte Innenmaß des ent­ gültig zu einem rechteckigen Querschnitt zu verformenden Endbereiches des Roh­ res 2 vor, wobei gleichzeitig die jeweilige Wanddickentoleranz der verwendeten Rohre 2 berücksichtigt wird.

Nach dem Umformen des Endbereiches in die bombierte Form 2a und dem Ein­ bringen der sickenartigen Einprägungen 3 wird in den umzuformenden Endbereich des Rohres 2 ein aufspreizbarer Stützdorn 4 eingeführt. Dieser Stützdorn 4 besteht aus einem stangenartigen, konischen Innenteil 5 und - bei der hier dargestellten Rechteckform - aus insgesamt vier Außenteilen 6, die am Innenteil 5 anliegen und durch Längsverschiebung des Innenteiles 5 im Sinne des Doppelpfeiles A in Fig. 4 unterschiedlich stark aufgeweitet werden können.

Nach dem Einführen des Stützdornes 4 in den zu verformenden Endbereich des Rohres 2 wird der aufspreizbare Stützdorn 4 aufgeweitet bis zur Anlage an den In­ nenkanten der Sickenartigen Einprägungen 3. Hierdurch ist exakt das lichte Innen­ maß des rechteckigen Querschnittes unter Berücksichtigung des Wanddickentole­ ranzen eingestellt. Diese Situation ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt.

Anschließend wird durch einen Kalibrierring 7 der zu verformende Endbereich des Rohres 2 an den Stützdorn 4 angelegt und in die gewünschte rechteckige Form um­ geformt. Diese Situation ist in den Fig. 8 und 9 schematisch dargestellt, wobei die Fig. 8 die Wirkung des Kalibrierringes 7 zeigt.

Anschließend wird der Stützdorn 4 durch Verschieben des Innenteiles 5 gelöst und danach komplett aus dem verformten Endbereich des Rohres 2 herausgezogen.

Für die Umformung des Endbereiches eines zunächst kreisrunden Rohres 2 zu ei­ nem mehreckigen Querschnitt werden also nur relativ einfache und robuste Werk­ zeuge benötigt, außerdem können alle notwendigen Arbeitsschritte relativ rasch und problemlos durchgeführt werden, so dass die verfahrensgemäße Umformung durchaus im Taktbereich automatischer Fertigungsanlagen möglich ist.

Claims (3)

1. Verfahren zur Umformung eines Endbereiches eines Rohres (2) mit kreisrundem Ausgangsquerschnitt in einen mehreckigen Querschnitt, wobei der umzuformende Endbereich des Rohres (2) in einem ersten Schritt in einem Preßwerkzeug (1) in einen bombierten Querschnitt (2a) umgeformt wird, dass danach in den verformten Endbereich des Rohres (2) ein Stützdorn (4) mit mehreckiger Außenkontur einge­ führt und dann mittels eines Kalibrierringes (7) der Endbereich bis zur Anlage am Stützdorn (4) in einen mehreckigen Querschnitt verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aufspreizbarer Stützdorn (4) verwendet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Preßwerkzeug (1) im Bereich der Außenflächen des Endbereichs des Rohres (2) partielle, sickenartige Einprägungen (3) eingebracht werden, die exakt den Außen­ abmessungen des endgültig verfomten Endbereiches entsprechen und dass der aufspreizbare Stützdorn (4) innenseitig an die sickenartigen Einprägungen (3) an­ gelegt wird.