DE10108170A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer eingebuchteten Aufnahmeöffnung - Google Patents

Abstract

Um an einem Hohlrohrteil (3) auf fertigungstechnisch einfache Weise eine Aufnahmeöffnung mit einem einstückig nach innen angeformten Randabschnitt herzustellen, wird erfindungsgemäß zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallele Wandabschnitte des Hohlrohrteils eine aus gelenkig miteinander verbundenen Einzelsegmenten (9) bestehende Gliedermatrize (6) eingeschoben, das Rohrmaterial im Bereich zumindest eines der Wandabschnitte mit Hilfe eines zur Gliedermatrize konformen Formstempels unter Bildung der Aufnahmeöffnung einschließlich des Randabschnitts an die Gliedermatrize angeformt und anschließend mindestens eine Segmentverbindung (11) der Gliedermatrize gelöst und diese aus dem Hohlrohrteil entfernt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Her­ stellen einer mit einer nach innen gezogenen Randfläche versehenen, seitli­ chen Aufnahmeöffnung an einem im Querschnitt geschlossen Hohlrohrteil, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 4.

Seitliche, nach innen eingebuchtete Aufnahmeöffnungen an im Querschnitt geschlossenen Hohlrohrteilen, sogenannte Durchstellungen, wie sie etwa im Kraftfahrzeugbau als Lagersitze für die Elastomerlager von Hinterachs-Trag­ rohren benötigt werden, werden üblicherweise dadurch hergestellt, dass ent­ weder in das Hohlrohr zunächst eine seitliche Montageöffnung eingestanzt oder ausgeschnitten und in diese dann eine das Elastomerlager aufnehmende Lagerbuchse eingeschweißt wird, oder dass das Hohlrohr aus zwei getrennten Halbschalen zusammengeschweißt wird, in die zuvor jeweils eine Lagersitz­ hälfte eingeformt wurde. Beide Maßnahmen erfordern einen hohen Fertigungs­ aufwand und bergen zudem, bedingt durch den Schweißprozess, das Risiko eines Wärmeverzugs und/oder höchst unerwünschter Eigenspannungen oder Gefügeänderungen des Tragrohrs.

Bei einer weiteren bekannten Fertigungsmethode, nach welcher das Hohlrohr­ teil im Wege der Innenhochdruckverformung mit integral angeformten Lager­ sitzflächen ausgebildet wird, stellt sich das Problem solcher schweißbedingten Qualitätseinbußen zwar nicht, jedoch ist diese Methode fertigungstechnisch so aufwändig, dass sie nur in begrenzten Anwendungsfällen zum Einsatz kommen kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen sich Aufnahmeöffnungen mit nach in­ nen gezogenen Randflächen (Durchstellungen) an Hohlrohrteilen auf ferti­ gungstechnisch einfache Weise herstellen lassen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeich­ nete Verfahren bzw. die im Anspruch 4 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

Erfindungsgemäß wird die Schwierigkeit, dass ein in das Rohr eingeschobenes Formwerkzeug durch die nach dem Umformen in dieses formschlüssig ein­ greifenden Randbereiche der Aufnahmeöffnung blockiert wird und dann nicht mehr aus dem Rohr entfernt werden kann, dadurch behoben, dass das Form­ werkzeug als Gliedermatrize ausgebildet wird, deren gelenkig miteinander ver­ bundenen Matrizensegmente sich nach dem Lösen einer der Segmentverbin­ dungen im Anschluss an den Umformvorgang auffalten und so die Engstelle zwischen dem eingebuchteten Öffnungsrand und der Rohrinnenseite passieren können, so dass sich die Gliedermatrize als Ganzes problemlos wieder aus dem Rohrteil herausziehen lässt. Dies ergibt eine ganz erhebliche Fertigungs­ vereinfachung, da die Rohrdurchstellung nunmehr nach Art eines Tiefziehvor­ gangs einstückig am Hohlrohrteil angeformt werden kann, ohne dass es einer aufwändigen Innenhochdruckverformung oder des Verschweißens mehrerer, getrennt vorgefertigter Einzelteile bedarf.

Eine weitere Fertigungsvereinfachung wird nach Anspruch 2 vorzugsweise da­ durch erreicht, dass einander bezüglich der Rohrachse diametral gegenüberlie­ gende Aufnahmeöffnungen einschließlich der eingebuchteten Randabschnitte in einem einzigen Umformschritt gemeinsam ausgebildet werden.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich zwar auch sacklochartige Aufnahmeöffnungen herstellen, für viele Anwendungen werden aber nach in­ nen freie Aufnahmeöffnungen, also solche ohne Bodenteil benötigt; dieses kann dabei gleichzeitig mit dem Umformprozess ausgestanzt werden, wird aber nach Anspruch 3 vorzugsweise zunächst mitausgeformt und nach dem Entfer­ nen der Gliedermatrize vom Randbereich der Aufnahmeöffnung abgetrennt.

Um die von der Gliedermatrize im aufgefalteten Zustand der Matrizenglieder benötigte Durchziehbreite möglichst klein zu halten, liegt in besonders bevor­ zugter Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 mindestens eine der Ge­ lenkverbindungen in einer durch die Mittelachse der Aufnahmeöffnung verlau­ fenden, zur Rohrachse senkrechten Ebene, und aus dem gleichen Grund sind die Gelenkverbindungen nach Anspruch 6 zweckmäßigerweise nahe am Matri­ zenumfang angeordnet.

Nach Anspruch 7 schließlich empfiehlt es sich, die Außenkontur der Glieder­ matrize formgleich zum Innenquerschnitt des Hohlrohrteils im Bereich der pa­ rallelen Rohrabschnitte auszubilden, um so einen möglichst spielfreien Sitz der Gliedermatrize im Hohlrohrteil während des Umformvorgangs zu gewährleisten.

Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a, b ein gebogenes, im Querschnitt geschlossenes Hohlrohrteil mit im Bereich der Rohrendabschnitte parallel zueinander verlaufenden Wandabschnitten in der Aufsicht (a) und im Schnitt (b);

Fig. 2 einen der Rohrendabschnitte nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit eingeschobener Gliedermatrize im geschlos­ senen und - punktiert dargestellten - aufgefalteten Zustand; und

Fig. 3 eine teilweise geschnittene Ansicht der Gliedermatrize nach dem Umformvorgang.

In Fig. 1 ist ein gebogenes, im Querschnitt geschlossenes Hohlrohrteil 2 in Form eines Kraftfahrzeug-Hinterachsträgers mit einem kreisförmigen, an den Endabschnitten 3.1, 3.2 rechteckigen Querschnitt (Fig. 1b) dargestellt, wobei an den zueinander parallelen Rohrwandungen 4.1 und 4.2 der Endabschnitte 3.1, 3.2 jeweils eine - in Fig. 1 gestrichelt dargestellte - Aufnahmeöffnung mit nach innen eingezogenem Randbereich, eine sog. Durchstellung, ausgebildet werden soll, die einen Lagersitz für ein (nicht gezeigtes) Gummilager zur Be­ festigung des Hinterachsträgers 2 an der Fahrzeugkarosserie bildet.

Zur Herstellung der Durchstellung 5 dient die in Fig. 2 näher dargestellte Glie­ dermatrize 6. Diese besteht aus einem formgleich in den Rohrendabschnitt 3 einschiebbaren Grundkörper 7 mit einer in der Aufsicht halbkreisförmigen Formfläche 8.1 sowie mehreren, gelenkig miteinander verbundenen Einzel­ segmenten 9.1 . . . 9.4, die im geschlossenen Zustand die andere Formflächen­ hälfte 8.2 der Gliedermatrize 6 bilden. Die Gelenkverbindungen 10.1 . . . 10.4 der Einzelsegmente 9 sind nahe dem Außenrand der Gliedermatrize 6 ange­ ordnet, wobei die Gelenkverbindung 10.1 zwischen dem Grundkörper 7 und dem Endsegment 9.1 ebenso wie die Segmentverbindung 11 zwischen dem gegenüberliegenden Endsegment 9.4 und dem Grundkörper 7 in einer durch die Mittelachse M der Gliedermatrize 6 verlaufenden, zur Rohrachse A senk­ rechten Ebene liegen.

Beim Einschieben der Gliedermatrize 6 ist die Segmentverbindung 11, etwa ein von außen schnell lösbarer Schraub- oder Bajonettverschluss, geschlossen und wird erst nach Beendigung des weiter unten beschriebenen Umformpro­ zesses gelöst, woraufhin sich die einzelnen Matrizensegmente 9 um ihre zuge­ hörigen Gelenkverbindungen 10 nach außen in die in Fig. 2 gepunktet darge­ stellte Strecklage auffalten lassen und in dieser Lage die Engstelle zwischen einer an die Formfläche 8 der Gliedermatrize 6 angeformten, nach innen ein­ gebuchteten Rohrdurchstellung und der Rohrseitenwand 4.3 passieren kön­ nen.

Zu Beginn des Umformprozesses werden die Wandabschnitte 4.1, 4.2 durch je einen Blechhalter 12 (Fig. 3) gegen die Ober- bzw. Unterseite der in den Rohr­ endabschnitt 3 im verschlossenen Zustand eingeschobenen Gliedermatrize 6 angedrückt, woraufhin die Wandabschnitte 4.1, 4.2 mit Hilfe zweier gegensin­ nig zusammenfahrbarer Formstempel 13.1, 13.2, welche jeweils eine zur Form­ fläche 8 der Gliedermatrize 6 korrespondierende Gegenfläche 14 besitzen, nach Art eines Tiefziehvorgangs unter Bildung der Aufnahmeöffnungen 5 ein­ schließlich der einstückig nach innen angeformten Randabschnitte 15 napfför­ mig eingebuchtet werden. Anschließend werden die Blechhalter 12 und Form­ stempel 13 hochgefahren und die Gliedermatrize 6 wird geöffnet und aus dem Rohrende 3 entfernt, woraufhin die Bodenteile 16 der napfförmigen Einbuch­ tungen abgetrennt werden können und die Rohrdurchstellung mit den von den Rohrabschnitten 15 gebildeten Lagersitzen für die Elastomerlager fertiggestellt ist.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen einer mit einer nach innen eingebuchteten Randfläche versehenen, seitlichen Aufnahmeöffnung an einem im Quer­ schnitt geschlossenen Hohlrohrteil, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallelen Wandabschnitten des Hohlrohrteils eine aus gelenkig miteinander verbundenen Einzel­ segmenten bestehende Gliedermatrize angeordnet, das Rohrmaterial im Bereich zumindest eines der Wandabschnitte mit Hilfe eines zur Glie­ dermatrize konformen Formstempels unter Bildung der Aufnahmeöff­ nung einschließlich der Randfläche an die Gliedermatrize angeformt und anschließend mindestens eine Segmentverbindung der Gliedermatrize gelöst und diese aus dem Hohlrohrteil entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an beiden zueinander parallelen Wandabschnitten gleichzeitig jeweils eine Aufnahmeöffnung einschließlich der zugehörigen Randfläche mit Hilfe zweier mit der Matrizenober- bzw. -unterseite zusammenwirkender Formstempel ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Bodenteil der durch die Umformung des Rohrwandabschnitts er­ zeugten Einbuchtung nach dem Entfernen der Gliedermatrize abgetrennt wird.

4. Vorrichtung zum Herstellen einer mit einer nach innen eingebuchteten Randfläche versehenen, seitlichen Aufnahmeöffnung an einem im Quer­ schnitt geschlossenen Hohlrohrteil, gekennzeichnet durch eine in das Hohlrohrteil (2) zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallele Wandabschnitte (4.1, 4.2) einführbare, aus gelenkig miteinan­ der verbundenen Einzelsegmenten (9) bestehende Gliedermatrize (6) mit zumindest einer von außen lösbaren Segmentverbindung (11) und einem zugehörigen, zur Gliedermatrize konformen, die Rohrwandung unter Bildung der Aufnahmeöffnung (5) einschließlich der Randfläche (15) nach innen an die Gliedermatrize anformenden Formstempel (13).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Gelenkverbindungen (9.1) in einer durch die Mittel­ achse (M) der Aufnahmeöffnung (5) verlaufenden, zur Rohrachse (A) senkrechten Ebene liegt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkverbindungen (9) im Bereich des Matrizen-Außenumfangs angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeich­ net, dass die Außenkontur der Gliedermatrize (6) und die Innenkontur des Hohl­ rohrteils (2) im Bereich der zueinander parallelen Wandabschnitte (4.1, 4.2) formgleich gestaltet sind.