DE10045938C1 - Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles

Info

Publication number
DE10045938C1
DE10045938C1 DE10045938A DE10045938A DE10045938C1 DE 10045938 C1 DE10045938 C1 DE 10045938C1 DE 10045938 A DE10045938 A DE 10045938A DE 10045938 A DE10045938 A DE 10045938A DE 10045938 C1 DE10045938 C1 DE 10045938C1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
hollow profile
ring segment
blank
section
edges
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 - Fee Related
Application number
DE10045938A
Other languages
English (en)
Inventor
Kai-Uwe Dudziak
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.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
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 DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Priority to DE10045938A priority Critical patent/DE10045938C1/de
Priority to CA002357368A priority patent/CA2357368C/en
Priority to US09/953,368 priority patent/US6588084B2/en
Application granted granted Critical
Publication of DE10045938C1 publication Critical patent/DE10045938C1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D26/00Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces
    • B21D26/02Shaping without cutting otherwise than using rigid devices or tools or yieldable or resilient pads, i.e. applying fluid pressure or magnetic forces by applying fluid pressure
    • B21D26/033Deforming tubular bodies
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D51/00Making hollow objects
    • B21D51/02Making hollow objects characterised by the structure of the objects
    • B21D51/10Making hollow objects characterised by the structure of the objects conically or cylindrically shaped objects
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K10/00Welding or cutting by means of a plasma
    • B23K10/02Plasma welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K26/00Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
    • B23K26/20Bonding
    • B23K26/21Bonding by welding
    • B23K26/24Seam welding
    • B23K26/26Seam welding of rectilinear seams
    • B23K26/262Seam welding of rectilinear seams of longitudinal seams of tubes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/04Tubular or hollow articles
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49616Structural member making
    • Y10T29/49622Vehicular structural member making
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49805Shaping by direct application of fluent pressure
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49826Assembling or joining
    • Y10T29/49947Assembling or joining by applying separate fastener
    • Y10T29/49966Assembling or joining by applying separate fastener with supplemental joining
    • Y10T29/49968Metal fusion joining
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00Metal working
    • Y10T29/49Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/49995Shaping one-piece blank by removing material

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Shaping Metal By Deep-Drawing, Or The Like (AREA)
  • Butt Welding And Welding Of Specific Article (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen, abschnittsweise kegelstumpfförmigen Hohlprofils aus einem Blechplatinenzuschnitt. Um in möglichst einfacher Weise derartige Hohlprofile prozeßsicher herzustellen, wird vorgeschlagen, daß die Platine derart zugeschnitten wird, daß ein Zuschnitt mit einem rechteckigen Abschnitt und einem mit dem Scheitelpunkt an die Mitte einer Rechteckseite sich anschließenden Ringsegment, dessen äußerer dem Rechteck zugewandter Bogen etwa gleich lang wie die Länge der Rechteckseite ist, entsteht, wobei am Zuschnitt zudem außerhalb des Scheitelpunktes zwischen dem Ringsegment und der Rechteckseite Platinenmaterial belassen ist, welches das Ringsegment mit der Rechteckseite allerorts einstückig und die einander nächstliegenden Ecken von Ringsegment und Rechteck unter Bildung einer abgerundeten Randkontur verbindet. Danach werden die seitlichen Ränder des Zuschnittes zueinander um dessen Mittenlängsachse auf Stoß gebogen. Nach dem Biegevorgang werden die Ränder des Platinenzuschnittes miteinander durch eine Längsnahtschweißung unter Bildung einer Vorform des Hohlprofils verbunden, welche dann mittels fluidischem Innenhochdruck in die Endform umgeformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines um­ fänglich geschlossenen Hohlprofiles gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der WO 00/10748 A1 bekannt. Darin wird ein Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofiles be­ schrieben, bei dem ein Platinenzuschnitt zu einem Hohlprofil gerollt oder geformt wird, dann an den einander zugewandten Rändern verschweißt und schließlich gemäß der Gravurform eines Innenhochdruck-Umformwerkzeuges fluidisch aufgeweitet wird. Dies funktioniert problemlos bei rein zylindrischen oder rein kegelstumpfförmigen Hohlprofilen. Im Falle von gewünschten un­ terschiedlichen Geometrien über die Längserstreckung des Hohl­ profiles hinweg kann jedoch insbesondere die Fig. 5 und 6 keine zufriedenstellende Lösung bieten, da dort beim Rollen oder For­ men der gezeigten Platinenzuschnitte die einander gegenüberlie­ genden Kanten in keiner Weise vollständig auf Stoß gebracht werden können, um sie dann miteinander in einfacher Weise ver­ schweißen zu können. Vielmehr sind größere Schweißarbeiten mit Zusatzwerkstoff oder gar mit Zusatzblechen erforderlich, um die entstehenden Lücken zu schließen. Die entstehenden Schweißnähte verlaufen außerdem gerade an diesen Stellen derart, daß sie für eine anschließende Innenhochdruckumformung aufgrund ihrer in Umfangsrichtung gerichtete Komponente höchst ungünstig sind und dabei zum Reißen neigen.
Der Erfindung liegt der Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, daß in möglichst einfacher Weise umfänglich geschlossene Hohlprofile mit abschnitts­ weise kegelstumpfförmiger Geometrie prozeßsicher hergestellt werden können.
Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patent­ anspruches 1 gelöst.
Dank der Erfindung wird durch die spezielle Ausbildung des Pla­ tinenzuschnittes und die Kombination aus Biege- und Stauchbewe­ gung des Platinenzuschnittes ermöglicht, daß die seitlichen Ränder auf Stoß gebracht werden können. Aufgrund dessen können die Ränder in einfacher Weise ohne Zusatzwerkstoffe und sonsti­ ge Hilfsmaterialien miteinander unter Bildung der endformnahen Vorform des gewünschten Hohlprofiles längsnahtverschweißt wer­ den, ehe diese in die Endform mittels fluidischen Innenhoch­ druckes umgeformt wird. Die Vorform wird hierbei aus einem zy­ lindrischen Anteil und einem sich axial an diesen anschließen­ den kegelstumpfförmigen Anteil gebildet, wobei sich die Kegel­ stumpfform vom Anschluß weg nach außen verjüngt. Infolge des speziellen Zuschnittes, der nach dem Biegevorgang für einen lückenlosen Übergang zwischen dem Kegelstumpfabschnitt und dem zylindrischen Abschnitt der Hohlprofilvorform sorgt, wird eine reine Längsnahtverschweißung ermöglicht, bei der die Hohlpro­ filvorform keine Nahtkomponenten in Umfangsrichtung aufweist, so daß die fluidische Aufweitung der Vorform in die Endform oh­ ne die Gefahr von Nahtrissen prozeßsicher vonstatten gehen kann. Insgesamt gesehen können mit dem erfindungsgemäßen Ver­ fahren Hohlprofile prozeßsicher erzeugt werden, bei denen Quer­ schnittsänderungen mit einem Aufweitverhältnis vorgesehen sind, bei dem - ausgehend von einem herkömmlichen Rohrrohling mit konstantem Durchmesser - die Bruchdehnung des eingesetzten Werkstoffes überschritten werden und somit die Gefahr von Plat­ zern oder Reißern während des Aufweitvorganges unweigerlich entstehen würde. Somit können Bauteile, die variierende Quer­ schnitte in Achsrichtung aufweisen, hergestellt werden. Auch Bauteile, die eine Schweißnaht in Umfangsrichtung nicht zulassen, wie z. B. Achskörper, können auf diese Art gefertigt wer­ den.
Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung können den Unteran­ sprüchen entnommen werden; im übrigen ist die Erfindung anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele nachfolgend näher erläutert; dabei zeigt:
Fig. 1 in einer Draufsicht einen erfindungsgemäßen Platinenzu­ schnitt mit zwei Ringsegmentabschnitten, die einstückig mit ei­ nem Rechtecksabschnitt verbunden sind,
Fig. 2 in einem Querschnitt den Platinenzuschnitt aus Fig. 1 beim Biegevorgang,
Fig. 3 in einem Querschnitt den Platinenzuschnitt aus Fig. 1 zu einer Hohlprofilvorform fertiggebogen und an den Rändern ver­ schweiß gemäß dem Schnitt III-III aus Fig. 4,
Fig. 4 in einer seitlichen Ansicht die fertiggebogene, ge­ stauchte und verschweißte Hohlprofilvorform aus Fig. 3,
Fig. 5 in einer seitlichen Ansicht die Endform des Hohlprofils nach Einebnung und Aufweitung der Vorform aus Fig. 4,
Fig. 6 in einer Ansicht von oben die Hohlprofilform aus Fig. 4 in einer abgeplatteten Variante,
Fig. 7 in einer seitlichen Ansicht die Hohlprofilform aus Fig. 6 nach Einebnung des Umfangswulstes.
In Fig. 1 ist ein Platinenzuschnitt 1 oder ein Zuschnitt aus von einem Coil abwickelbaren Bandmaterial aus Stahl, insbeson­ dere - wegen seiner sehr guten Umformungseigenschaften - einem Warmbandstahl, oder einem Leichtmetallwerkstoff dargestellt, wobei sich der Zuschnitt 1 in der Grundform aus zwei geometri­ schen Formen zusammensetzt. Die Formen bestehen aus einem rechteckigen Abschnitt 2 und jeweils einem auf sich einander gegenüberliegenden Seiten 3, 4 (strichliert dargestellt) des Rechtecks befindlichen Ringsegment 5. Das Ringsegment 5 berührt - ausgehend von der geometrischen Betrachtung - mit dem Schei­ telpunkt 6 die Mitte der zugewandten Rechteckseite 3, 4. Der äu­ ßere längere, der Rechteckseite 3, 4 zugewandte Bogen 7 (strichliert dargestellt) des Ringsegmentes 5 besitzt eine Län­ ge, die in etwa der Länge der Rechteckseite 3, 4 entspricht. Der innere kürzere Bogen 19 und der äußere längere Bogen 7 des Ringsegmentes 5 bilden jeweils einen Kreisabschnitt und verlau­ fen konzentrisch zueinander. Dies ist die Ausführung für den optimalen Zuschnitt. Außerdem ist am Zuschnitt 1 außerhalb des Scheitelpunktes 6 zwischen dem Ringsegment 5 und der Rechteck­ seite 3, 4 ein oberer und ein unterer Abschnitt 8, 9 mit Plati­ nenmaterial belassen, welches den Bogen 7 des Ringsegmentes 5 mit der Rechteckseite 3, 4 allerorts einstückig verbindet. Der Abschnitt 8, 9 ist jeweils als zweiseitig gekrümmtes Dreieck mit einer linearen Seite, der der halben Rechteckseite, ausgebil­ det, wobei die einander nächstliegenden Ecken 10 (hier der obe­ re bzw. untere Endpunkt des Bogens 7) und 11 von Ringsegment 5 und Rechtecksseite 3, 4 unter Bildung einer konvex abgerundeten Randkontur verbunden sind. Die Abschnitte 8, 9 in Fig. 1 sind rein aus der Theorie heraus sich ergebende Flächen, die gefüllt werden müssen, um ein geschlossenes Bauteil zu erhalten. Diese Flächen müssen aber im Einzelfall ermittelt werden, anhand von theoretischen Betrachtungen, wie z. B. Umformsimulationsrechnun­ gen (FEM) oder experimentellen Untersuchungen.
Nach Erstellung des beschriebenen Zuschrittes 1 wird dieser ge­ mäß Fig. 2 in einem Form- bzw. Biegewerkzeug zu einer rotati­ onssymetrischen Vorform 12 um die Mittenlängsachse 13 des Zu­ schnittes gebogen oder rollgeformt, wobei dessen seitliche Rän­ der 14, 15 auf Stoß gebracht werden (Fig. 3). Während des Biege­ vorganges, der vorzugsweise durch ein Gesenkbiegen repräsen­ tiert wird, wird der Blechzuschnitt 1 mittels zumindest eines Axialstempels beiderends axial gestaucht wird, wodurch sich ein zylindrischer Abschnitt 16 und an beiden Enden dieses Abschnittes 16 jeweils ein sich an diesen axial anschließenden kegel­ stumpfförmigen Abschnitt 17 der Hohlprofilvorform 12 ausbildet (Fig. 4). Das zwischen dem Ringsegment 5 und dem rechteckigen Abschnitt 2 belassene Platinenmaterial der Abschnitte 8 und 9 bildet aufgrund der Materialverdrängung durch das axiale Stau­ chen und dem Biegen einen radial abstehenden im Übergang vom zylindrischen Abschnitt 16 zum Kegelstumpfabschnitt 17 befind­ lichen Umfangswulst 18, der am Außenumfang oder am Innenumfang ausgebildet sein kann. Die Form des Umfangswulstes 18 kann in seiner Dicke über den Umfang gesehen variieren.
Der Stauchvorgang sollte vor dem Hintergrund der mit dem Biege­ fortschritt hinsichtlich der Steifigkeit zunehmenden Stabilität des Zuschnittes 1 mit einer diesem Prozeß Rechnung tragenden Axialkraft betrieben werden, d. h. bei noch gering ausgebildeten Radien im Anfang des Biegeprozesses sollte aufgrund der Knick­ gefahr des Zuschnittes 1 die Axialkraft entsprechend gering sein. Gegebenenfalls sollte der Stauchvorgang erst in der letz­ ten Phase des Biegevorganges einsetzen. Da das zu verdrängende Material in Umfangsrichtung des zu fertigenden Hohlprofiles un­ gleichmäßig, d. h. vom Rand bis zu dem Scheitelpunkt 6 des Ringsegmentes 5 abnehmend verteilt ist, ist beim Stauchvorgang auf eine an das jeweilige lokale Materialvorkommen angepaßte Stauchkraft zu achten, d. h. auf eine höhere Kraft bei größerem Vorkommen. Der Umfangswulst bzw. der Einfall am Geometrieüber­ gang 18 (nach außen abstehender Wulst bzw. nach innen einragen­ der Wulst) nimmt demgemäß in seiner Dicke von der Stoßstelle der Ränder 14, 15 zu dem Scheitelpunkt 6 des Ringsegmentes 5 hin ab. Die Ausführung des Umfangswulstes 18 ist in der Fig. 4 da­ hingehend nur schematisch anzusehen. Das Ringsegment 5 des Zu­ schnittes 1 weist auf der dem Rechteck 2 abgewandter Seite ei­ nen inneren kürzeren Bogen 19 auf, der konzentrisch zum länge­ ren äußeren Bogen 7 liegt. Je kürzer nun der innere Bogen 19 relativ zum äußeren Bogen 7 ist, desto steiler ergibt sich die Verjüngung des als gerader Kegelstumpf ausgebildeten Kegel­ stumpfabschnittes 17.
Als Variante zu dem geschilderten Vorgehen kann der Zuschnitt 1 allein durch die Biegebewegung in den Bereichen 8, 9 tangential gestaucht werden, wodurch sich der Abschnitt 16 und der Ab­ schnitt 17 der Hohlprofilvorform 12 ausbildet. Je nach der Ab­ rundungsform der Randkontur des Zuschnittes 1 im Bereich des Übergangs zwischen dem Ringsegment 5 und dem rechteckigen Ab­ schnitt 2 ergibt sich dort ein Materialüberschuß (konvexe Form) oder ein Materialunterschuß (konkave Form). Bei der konvexen Form treten beim Biegen Druckspannungen auf, währenddessen sich bei der konkaven Form Zugspannungen ergeben, welche zu Mate­ rialausdünnungen im Übergangsbereich führen können. Das zwi­ schen dem Ringsegment 5 und dem rechteckigen Abschnitt 2 belas­ sene Platinenmaterial der Abschnitte 8 und 9 bildet durch die aus dem Biegen resultierenden axialen Druck- oder Zugspannungen einen undefinierten Übergang vom zylindrischen Abschnitt 16 zum Kegelstumpfabschnitt 17. Dieser Übergang kann sich in Form ei­ nes am Außenumfang der so erzeugten Vorform 12 des Hohlprofiles radial nach außen stehenden Wulstes 18 (Materialüberschuß und dadurch Druckspannungen) oder als Verrundung oder als Einfall nach innen (Zugspannungen) unter Ausbildung eines radial nach innen gerichteten Umfangswulstes am Innenumfang der Vorform 12 des Hohlprofiles ausbilden.
Die seitlichen Ränder 14, 15 werden alsdann miteinander entlang der Stoßlinie längsnahtverschweißt. Die Herstellung der sich ergebenden Schweißnaht 28 erfolgt vorzugsweise mittels eines Strahlschweißverfahrens, insbesondere mittels Laser oder Plas­ maimpuls. Hierbei ist eine entsprechende Vorrichtung erforder­ lich, die den Strahl zweidimensional führt (Fig. 3 und 4). Da­ nach wird die so erreichte der Endform 20 des herzustellenden Hohlprofiles angenäherte Vorform 12 in ein Innenhochdruck- Umformwerkzeug gelegt und in diesem in die Endform 20 aufgewei­ tet.
Gemäß Fig. 5, die schematisch den aufgeweiteten Zustand des Hohlprofiles wiederspiegelt, wird beim Stauchen aus dem ver­ drängten Platinenmaterial, das zwar für die ausreichend flächige Einstückigkeit zwischen der Ringsegmentform und der Recht­ ecksform des Platinenzuschnittes 1 und damit für die Vermeidung von Umfangsschweißnähten notwendig jedoch nach Ausbildung der gewünschten Vorform 12 des Hohlprofiles überschüssig ist, her­ aus entstehende und den Formverlauf der Außenkontur störende Umfangswulst 18 bei der Aufweitung aufgrund des hydraulischen Druckes ohne weitere Verfahrenseigenheiten bzw. -schritte ein­ geebnet, so daß lediglich eine nach innen gerichtete Wandver­ dickung 21 an der Stelle des Wulstes 18 verbleibt. Alternativ zur verfahrensökonomischen Einebnung des Wulstes 18 mittels Fluidhochdruck kann diese auch vor dem Innenhochdruckprozeß durch mechanisches Strecken der geschweißten Vorform 12 erfol­ gen.
Falls der Umfangswulst 18 beispielsweise aus Montagegründen be­ stehen bleiben soll, kann durch geeignete Ausgestaltung der Werkzeuggravur eine Umfangsrille vorgesehen sein, in die der Umfangswulst 18 bei der Innenhochdruckumformung hinein aufge­ weitet wird und somit seine Form weitgehend beibehält.
Des weiteren sind Formen denkbar, bei denen die Kegel nicht ro­ tationssymetrisch zur Hauptmittelachse ausgeführt sind. Dabei können sich Sonderzuschnitte ergeben, aber die oben beschriebe­ nen Verfahren bleibt generell erhalten. Eine Variante hierzu zeigt Fig. 6 und 7. Bei dieser Variante wird zwischen dem Bie­ gevorgang und der Längsnahtschweißung die noch nicht an den Rändern 14, 15 gefügte Vorform 12 des Hohlprofiles im Bereich der Ränder 14, 15 von oben auf die Ebene der Oberkante 22 der Öffnung 23 des Kegelstumpfabschnittes 17 hinunter in eine Zwi­ schenform 24 abgeplattet und anschließend an den stoßenden Rän­ dern 14, 15 längsnahtverschweißt. Die Abplattung ermöglicht hierzu ein mit relativ einfachen Mitteln auszuführendes, im we­ sentlichen - bis auf die Stelle des Umfangswulstes 18 - eindi­ mensionales lineares Strahlschweißen unter Bildung der Schweiß­ naht 27. Abschließend wird die Zwischenform 24 in die Endform 25 im Innenhochdruckumformwerkzeug aufgeweitet, wobei auch hier der Umfangswulst 18 eingeebnet wird. Wie aus Fig. 7 deutlich wird, ist die gewonnene Endform 25 nicht rotationssymmetrisch. Durch das Abplatten wird für die Aufweitung in vorteilhafter Weise durch die erreichte Materialansammlung besonders viel Hohlprofilmaterial zur Verfügung gestellt, was die Prozeßsi­ cherheit während des Innenhochdruckumformverfahrens erheblich steigert. Die in Fig. 7 gezeigte Endform 25 ist unterhalb sei­ ner ebenen Fläche 26 als schiefer Kegelstumpf 29 ausgebildet, wodurch dem gesamten umfänglich geschlossenen Hohlprofil eine abschnittsweise Kegelstumpfform gegeben ist. Es ist anderer­ seits auch denkbar, daß in Abweichung der in Fig. 7 dargestell­ ten Endform 25 die Zwischenform 24 in eine rotationssymmetri­ sche Endform aufgeweitet wird.
Alternativ ist die Herstellung eines Hohlprofils mit einem schiefen Kegelstumpf 29 dahingehend möglich, daß der Zuschnitt derart ausgebildet wird, daß der innere kürzere Bogen 19 des Ringsegmentes 5 einen Ellipsenabschnitt und der äußere längere Bogen 7 einen Kreisabschnitt bildet. Der Zuschnitt 1 im Bereich des Ringsegmentes 5 wird dann zu einem schiefen Kegelstumpf 29 gebogen, derart, daß dessen Ränderstoßlinie sich an die des zy­ lindrischen Abschnittes 16 kollinear anschließt. Dadurch wird eine eindimensionale Strahlführung beim Laserstrahlschweißen entlang der Ränderstoßlinie auf einer gekrümmten Umfangsfläche des Hohlprofiles ermöglicht. Gegebenenfalls entfällt hier auch der Umfangswulst, so daß keine noch so kleinen Unstetigkeiten in der Strahlführung auf treten.
Bei jedem denkbaren Ausführungsbeispiel kann die Vorform des Hohlprofiles vor dem Innenhochdruckumformprozeß zwischengeglüht weden, so daß eine bessere Umformbarkeit der Vorform insbeson­ dere nach einer eine Kaltverfestigung erbringende Abplattung erreicht wird.
Während die Endformen der gezeigten Ausführungsbeispiele beid­ seitig mit einem Kegelstumpf oder -abschnitt versehen sind, kann im Rahmen der Erfindung das zu erzeugende Hohlprofil auch nur einseitig als Kegelstumpf oder Kegelstumpfabschnitt ausge­ bildet sein.
Das Verfahren kann beispielsweise bei der Herstellung von Achs­ körpern, insbesondere Hinterachskörpern (Träger, Lenker, Stre­ ben, usw.) bei Kraftfahrzeugen verwendet werden. Dies um­ schließt auch Längs- und Quersträger mit stark variierenden Querschnitten im Mittenbereich, die bei konventionellen IHU- Fertigungsschritten eine IHU-Vorform oder IHU-Voraufweitung er­ fordern.

Claims (10)

1. Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen, abschnittsweise kegelstumpfförmigen Hohlprofiles aus einem Blechplatinenzuschnitt, wobei die seitlichen Ränder des Zu­ schnittes zueinander in Stoß gebracht werden, wonach die anein­ ander stoßenden Ränder miteinander entlang der Stoßlinie ver­ schweißt werden und wonach die so erreichte der Endform des herzustellenden Hohlprofiles angenäherte Vorform in die Endform mittels fluidischem Innenhochdruck umgeformt wird, dadurch gekennzeichnet,
daß die Platine derart zugeschnitten wird, daß ein Zuschnitt (1) mit einem rechteckigen Abschnitt (2) und einem mit dem Scheitelpunkt (6) an die Mitte einer Rechteckseite (3, 4) sich anschließenden Ringsegment (5), dessen äußerer dem Rechteck (2) zugewandter Bogen (7) etwa gleich lang wie die Länge der Recht­ eckseite (3, 4) ist, entsteht, wobei am Zuschnitt (1) zudem au­ ßerhalb des Scheitelpunktes (6) zwischen dem Ringsegment (5) und der Rechteckseite (3, 4) Platinenmaterial belassen ist, wel­ ches das Ringsegment (5) mit der Rechteckseite (3, 4) allerorts einstückig und die einander nächstliegenden Ecken (10, 11) von Ringsegment (5) und Rechteck (3, 4) unter Bildung einer abgerun­ deten Randkontur Verbindet,
daß danach die seitlichen Ränder (14, 15) des Schnittes (1) zueinander um dessen Mittenlängsachse (13) auf Stoß unter Bil­ dung eines zylindrischen (16) und eines sich an diesen an­ schließenden kegelstumpfförmigen Hohlprofilabschnittes (17) ge­ bogen werden,
und daß nach dem Biegevorgang die auf Stoß gebogenen Ränder (14, 15) des Platinenzuschnittes (1) miteinander allein durch eine Längsnahtschweißung verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 17 dadurch gekennzeichnet, daß während des Biegevorganges der Blechzuschnitt (1) axial ge­ staucht wird, so daß das zwischen dem Ringsegment (5) und dem rechteckigen Abschnitt (2) belassene Platinenmaterial einen ra­ dial abstehenden im Übergang vom zylindrischen Hohlprofilab­ schnitt (16) zum Kegelstumpfabschnitt (17) befindlichen Um­ fangswulst (18) bildet.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein sich während des Biegevorganges bildender Umfangswulst (18) nach dem Biegevorgang eingeebnet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Biegevorgang und der Längsnahtschweißung die noch nicht an den Rändern (14, 15) gefügte Vorform (12) des Hohlprofil im Bereich der Ränder (14, 15) von oben auf die Ebene der Oberkarte (22) der Öffnung (23) des Kegelstumpfabschnittes (17) hinunter abgeplattet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangswulst (18) des noch nicht fertigumgeformten Hohlprofiles durch Innenhochdruckumformung eingeebnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Umfangswulst (18) des noch nicht fertigumgeformten Hohlprofiles durch Strecken der Hohlprofilvorform (12) eingeeb­ net wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Innenhochdruckumformprozeß die Vorform (12) des Hohlprofiles zwischengeglüht wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Platinenmaterial ein Warmbandstahl verwendet wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (1) derart ausgebildet wird, daß der innere kürzere Bogen (19) des Ringsegmentes (5) einen Ellipsenab­ schnitt und der äußere längere Bogen (7) einen Kreisabschnitt bildet, und daß der Zuschnitt (1) im Bereich des Ringsegmentes (5) zu einem schiefen Kegelstumpf (29) gebogen wird, derart, daß dessen Ränderstoßlinie sich an die des zylindrischen Ab­ schnittes (16) kollinear anschließt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschnitt (1) derart ausgebildet wird, daß der innere kürzere Bogen (19) und der äußere längere Bogen (7) des Ringsegmentes (5) jeweils einen Kreisabschnitt bilden und kon­ zentrisch zueinander verlaufen, und daß der Zuschnitt (1) im Bereich des Ringsegmentes (5) zu einem geraden Kegelstumpf ge­ bogen wird.
DE10045938A 2000-09-16 2000-09-16 Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles Expired - Fee Related DE10045938C1 (de)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10045938A DE10045938C1 (de) 2000-09-16 2000-09-16 Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles
CA002357368A CA2357368C (en) 2000-09-16 2001-09-13 Process for producing a circumferentially closed hollow profile
US09/953,368 US6588084B2 (en) 2000-09-16 2001-09-17 Process for producing a circumferentially closed hollow profile

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE10045938A DE10045938C1 (de) 2000-09-16 2000-09-16 Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE10045938C1 true DE10045938C1 (de) 2001-10-31

Family

ID=7656508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE10045938A Expired - Fee Related DE10045938C1 (de) 2000-09-16 2000-09-16 Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6588084B2 (de)
CA (1) CA2357368C (de)
DE (1) DE10045938C1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10337193A1 (de) * 2003-08-13 2005-03-10 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Achskörpers für ein Fahrzeug
WO2012171875A1 (de) 2011-06-17 2012-12-20 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur herstellung geschlitzter hohlprofile

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10044682C2 (de) * 2000-09-08 2002-08-29 Thyssenkrupp Stahl Ag Verfahren und Platine zur Herstellung eines kaltumgeformten Bauteils aus Stahlblech und Verwendung einer Platine
US20040250404A1 (en) * 2003-01-14 2004-12-16 Cripsey Timothy J. Process for press forming metal tubes
US8516947B1 (en) * 2003-04-22 2013-08-27 Food Equipment Technologies Company, Inc Food equipment housing with arcuate panels
US20060096099A1 (en) * 2003-05-08 2006-05-11 Noble Metal Processing, Inc. Automotive crush tip and method of manufacturing
US7163241B2 (en) * 2004-06-25 2007-01-16 F.Tech R&D North America Inc. Vehicle bumper beam having non-uniform cross sections
US7484298B2 (en) 2006-02-21 2009-02-03 Gm Global Technology Operations, Inc. Method for forming a complex-shaped tubular structure
DE102009025780A1 (de) * 2009-05-08 2010-11-11 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Lehnenrahmen eines Fahrzeugsitzes
RU2451572C1 (ru) * 2011-04-26 2012-05-27 Владимир Павлович Серёдкин Способ изготовления заготовок втулок из листового материала

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000010748A1 (en) * 1998-08-25 2000-03-02 R.J. Tower Corporation Method of hydroforming tubular members

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3209432A (en) * 1963-12-23 1965-10-05 Ford Motor Co Method for fabricating a structural member
US3238610A (en) * 1964-04-13 1966-03-08 Bendix Corp Method of preparing and fluid pressure forming welded blanks
US3564896A (en) * 1965-09-03 1971-02-23 North American Rockwell Method of making axle beam
US3890696A (en) * 1973-05-10 1975-06-24 Earl R Buske Tow truck boom and method of constructing same
JPS5246254A (en) * 1975-10-09 1977-04-12 Toshiba Corp Joint manufacturing process
JP2569963B2 (ja) * 1990-12-26 1997-01-08 住友金属工業株式会社 角形鋼管の製造方法
US5333775A (en) * 1993-04-16 1994-08-02 General Motors Corporation Hydroforming of compound tubes
JP3509217B2 (ja) * 1994-09-20 2004-03-22 株式会社日立製作所 異形断面管の成形方法並びに成形装置
US6182487B1 (en) * 1998-02-18 2001-02-06 Nippon Sanso Corporation Metal vessel and a fabrication method for the same
US6349521B1 (en) * 1999-06-18 2002-02-26 Shape Corporation Vehicle bumper beam with non-uniform cross section

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000010748A1 (en) * 1998-08-25 2000-03-02 R.J. Tower Corporation Method of hydroforming tubular members

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10337193A1 (de) * 2003-08-13 2005-03-10 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Achskörpers für ein Fahrzeug
WO2012171875A1 (de) 2011-06-17 2012-12-20 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur herstellung geschlitzter hohlprofile
DE102011051160A1 (de) 2011-06-17 2012-12-20 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Verfahren zur Herstellung geschlitzter Hohlprofile
US8833128B2 (en) 2011-06-17 2014-09-16 Thyssenkrupp Steel Europe Ag Method for producing slit hollow profiles

Also Published As

Publication number Publication date
US6588084B2 (en) 2003-07-08
CA2357368C (en) 2004-11-23
CA2357368A1 (en) 2002-03-16
US20020069502A1 (en) 2002-06-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60200731T2 (de) Platteninnenhochdruckumformung und Vorrichtung
DE102005014940B4 (de) Fitting und Verfahren zur Herstellung eines Fittings
DE19861391B4 (de) Verfahren zum Formen einer Nabenscheibe und Drückrolle zur Verwendung beim Formen einer Nabenscheibe
DE10045938C1 (de) Verfahren zur Herstellung eines umfänglich geschlossenen Hohlprofiles
EP1292423B1 (de) Verfahren zur herstellung einer nocke für eine nockenwelle
DE4214557C2 (de)
EP3548197B1 (de) Verfahren zur herstellung eines wenigstens partiell gehärteten profilbauteils
EP2205371B1 (de) Verfahren zur herstellung von rohr-in-rohr-systemen
EP3065895A2 (de) SCHWEIßHILFSFÜGETEIL, MATRIZE ZUM SETZEN DES SCHWEIßHILFSFÜGETEILS, EIN VERBINDUNGSVERFAHREN FÜR DAS SCHWEIßHILFSFÜGETEIL SOWIE HERSTELLUNGSVERFAHREN FÜR DAS SCHWEIßHILFSFÜGETEIL UND DIE MATRIZE
DE19839526C1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Umformen eines Hohlkörpers
EP1126937B1 (de) Verfahren und zwischenprodukt zum herstellen eines hohlkörpers sowie ein durch ein derartiges verfahren hergestellter hohlkörper
EP0945193A1 (de) Verfahren zum Herstellen eines Hohlkörpers aus einem rohrförmigen Rohling durch Innenhochdruckumformung
DE19849981C5 (de) Verfahren zum Formen eines scheibenförmigen Teiles mit Nabe und Drückrolle für das Verfahren
EP1138408A2 (de) Verfahren zur Herstellung von grossvolumigen Hohlkörpern
DE19727599B4 (de) Verfahren zur Herstellung von Metallrädern
DE69322945T2 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Fixieren eines mit zumindest einer zylindrischen Bohrung versehenen metallischen Stückes um ein metallisches Rohr
DE102016115798B3 (de) Verfahren und Einrichtung zur Herstellung von Kolbenringen
EP1911604B1 (de) Stahlrad und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1708832B1 (de) Verfahren zur herstellung eines hohlprofils
DE10148451C2 (de) Verfahren zur Herstellung eines Hohlkörpers und Vorform
DE10151659B4 (de) Verfahren zum Fügen von zumindest zwei Bauteilen und Vorrichtung hierfür
DE19750858B4 (de) Verfahren zum Herstellen einer Stranggießkokille
EP0895819A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Montageanbindung an einem Hohlprofil
WO2024175151A1 (de) Gewindespindel und verfahren zur herstellung einer gewindespindel
DE102007009823B4 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbundkörpers sowie Verbundkörper

Legal Events

Date Code Title Description
8100 Publication of patent without earlier publication of application
D1 Grant (no unexamined application published) patent law 81
8364 No opposition during term of opposition
8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE

8327 Change in the person/name/address of the patent owner

Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE

8320 Willingness to grant licences declared (paragraph 23)
8339 Ceased/non-payment of the annual fee