DE102005012777A1

DE102005012777A1 - Verfahren zur Herstellung eines Rohres sowie nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr

Info

Publication number: DE102005012777A1
Application number: DE102005012777A
Authority: DE
Inventors: Walter Glasl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2005-03-19
Filing date: 2005-03-19
Publication date: 2006-09-21

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Rohres, das, in Umfangsrichtung des Rohres gesehen, einen aus einem ersten Material hergestellten Rohrabschnitt und einen aus einem zweiten Material hergestellten Rohrabschnitt aufweist, mit folgenden Schritten: DOLLAR A - Bereitstellen eines ersten Blechs, das aus dem ersten Material besteht, wobei das erste Blech einen Mittelabschnitt und zwei Randabschnitte aufweist, zwischen denen sich der Mittelabschnitt befindet, wobei die Randabschnitte erhaben in Bezug auf den Mittelabschnitt sind, DOLLAR A - Bereitstellen eines zweiten Blechs, das aus dem zweiten Material hergestellt ist, DOLLAR A - Aufeinanderlegen der beiden Bleche, so dass die Randabschnitte des ersten Blechs an dem zweiten Blech anliegen, DOLLAR A - Walzen der beiden Bleche im Bereich der Randabschnitte, wobei im Bereich der Randabschnitte ein hinreichend hoher Walzdruck aufgebracht wird, so dass das zweite Blech im Bereich der Randabschnitte mit den Randabschnitten des ersten Blechs kalt verschweißt ist, und DOLLAR A - Aufweiten der beiden miteinander verschweißten Bleche zu einem Rohr, indem in den Bereich des Mittelabschnitts ein Aufweitwerkzeug zwischen die beiden Bleche geschoben wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohres gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 1 sowie ein nach diesem Verfahren hergestelltes Rohr gemäß den Merkmalen des Patentanspruches 8.
Es ist bereits bekannt, Rohre aus ebenen Blechen mit unterschiedlichen Werkstoffen herzustellen. Hierzu werden zwei Bleche aufeinander gelegt. Anschließend werden die Randbereiche der Bleche mittels hohem Walzdruck miteinander kaltverschweißt. In einem weiteren Schritt werden die Bleche in ihren Mittelbereichen zu einem Rohr aufgeweitet.
Bekannt ist ferner, auf die einander zugewandten Innenflächen der beiden Bleche eine Substanz aufzubringen, die unter Hitzeeinwirkung zu einem Gas expandiert. Durch das expandierende Gas können die Blechhälften rohrförmig aufgeweitet werden. Die Verwendung derartiger chemischer Substanzen ist unter Umweltschutzgesichtspunkten nicht unproblematisch. Hinzu kommt, dass dieses Herstellverfahren vergleichsweise zeit- und kostenaufwändig ist und zudem mit einer erheblichen Menge an Materialabfällen verbunden ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Herstellung von Rohren anzugeben, insbesondere zur Herstellung von Rohren, die zwei, aus unterschiedlichen Materialien bestehende "Rohrhälften" aufweisen.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Die Erfindung geht von einem Verfahren zur Herstellung eines Rohrs aus. Das herzustellende Rohr weist, in Umfangsrichtung des Rohrs gesehen, einen aus einem ersten Material hergestellten Rohrabschnitt, der auch als "erste Rohrhälfte" bezeichnet werden kann, und einen aus einem zweiten Material hergestellten Rohrabschnitt, der auch als "zweite Rohrhälfte" bezeichnet werden kann, auf. Es sei ausdrücklich darauf hingewiesen, dass es sich bei den beiden Rohrabschnitten nicht notwendigerweise um "Hälften" handeln muss, in dem Sinne, dass sie sich jeweils über einen Umfangsabschnitt von 180° erstrecken. Die eine Rohrhälfte kann sich auch über einen Umfangsbereich von mehr als 180° und die andere Rohrhälfte über einen Umfangsbereich von entsprechend weniger als 180° erstrecken.

In einem ersten Verfahrensschritt wird ein erstes Blech bereitgestellt, das aus einem ersten Material, z.B. aus Aluminium, besteht. Das erste Blech kann beispielsweise durch Walzplattieren hergestellt sein. Das erste Blech weist einen Mittelabschnitt und zwei Randabschnitte auf. Der Mittelabschnitt befindet sich zwischen den beiden Randabschnitten. Die Randabschnitte zeichnon sich dadurch aus, dass sie in Bezug auf den Mittelabschnitt erhaben sind. Die Randabschnitte stehen also geringfügig von dem Mittelabschnitt nach oben ab, z.B. 0,5 mm bis mehrere mm. Im Querschnitt ähnelt das erste Blech also, überspitzt gesagt, einem U-Profil (Taylored Blank/Taylored Blank).

Ferner wird ein zweites Blech bereit gestellt, das aus einem zweiten Material hergestellt ist. Bei dem zweiten Blech kann es sich beispielsweise um ein Stahlblech handeln, das eben sein kann. Anschließend werden die beiden Bleche aufeinander gelegt und zwar derart, dass die Randabschnitte des ersten Blechs an dem zweiten Blech anliegen. In einem weiteren Verfahrensschritt werden die beiden Bleche gewalzt und zwar primär oder ausschließlich im Bereich der Randabschnitte des ersten Blechs. Dabei wird ein hinreichend hoher Walzdruck aufgebracht, so dass das zweite Blech im Bereich der Randabschnitte des ersten Blechs mit den Randabschnitten des ersten Blechs kalt verschweißt. Nach dem Walzen sind die beiden Bleche also stoffschlüssig im Bereich der Randabschnitte miteinander verbunden.

In einem weiteren Verfahrensschritt werden die beiden miteinander verschweißten Bleche zu einem Rohr aufgeweitet. Da die beiden Randabschnitte des ersten Blechs erhaben in Bezug auf den Mittelabschnitt sind, verbleibt zwischen dem Mittelabschnitt des ersten Blechs und dem zweiten Blech ein dem "Überstand" der Randabschnitte entsprechender Spalt. In diesen Spalt wird ein Aufweitwerkzeug eingeschoben. Der Querschnitt des Aufweitwerkzeugs entspricht im Wesentlichen der Innenkontur des herzustellenden Rohrs. Bei dem Aufweitwerkzeug kann es sich beispielsweise um einen Dorn handeln, dessen Ende, das in den Spalt zwischen den beiden Blechen eingeführt wird, spitz zuläuft. Der Dorn kann beispielsweise eine kreiszylindrische Form haben. Alternativ dazu sind auch andere Dornquerschnittsformen denkbar, z.B. ein Vierkantquerschnitt, ein Mehrkantquerschnitt, ein elliptischer Querschnitt, etc.

Nach einer Weiterbildung der Erfindung wird das Rohr dann entlang der beiden Schweißnähte, d.h. entlang der Randabschnitte, beschnitten bzw. abgekantet.

Mit dem oben beschriebenen Verfahren kann sehr kostengünstig ein Rohr mit unterschiedlichen "Rohrhälften" hergestellt werden. Für die Herstellung werden nur wenige Arbeitsschritte benötigt. Auch der Energieaufwand zur Herstellung eines derartigen Rohrs ist vergleichsweise gering. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass kaum Materialabfälle entstehen. Im Vergleich zu dem eingangs beschriebenen Verfahren werden auch keinerlei umweltbelastende Substanzen benötigt.

Im Folgenden wird die Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Die 1–6 erläutern die einzelnen Verfahrensschritte.

Wie in 1 gezeigt, werden in einem ersten Verfahrensschritt ein erstes Blech 1 und ein zweites Blech 2 bereit gestellt. Das erste Blech 1 weist einen Mittelabschnitt 3 und zwei Randabschnitte 4, 5 auf. Der Mittelabschnitt 3 befindet sich zwischen den beiden Randabschnitten 4, 5. Wie am besten aus 3 ersichtlich ist, ist der Randabschnitt 4, wie auch der hier nicht näher dargestellte Randabschnitt 5, erhaben in Bezug auf den Mittelabschnitt 3. Die beiden Randabschnitte 4, 5 stehen also ein Stück weit nach oben von dem Mittelabschnitt 3 ab. Wenn man die Bleche 1, 2, wie in den 2, 3 dargestellt, aufeinander legt, liegen die Randabschnitte 4, 5 des ersten Blechs 1 an dem zweiten Blech 2 an. Im Mittelbereich des ersten Blechs 1 verbleibt ein gewisser Luftspalt 6 zwischen den beiden Blechen 1, 2.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden die beiden Bleche 1, 2 im Bereich der Randabschnitte 4, 5 gewalzt, was in 2 dargestellt ist. Durch die beiden Walzen 7, 8 wird dabei ein hinreichend hoher Walzdruck aufge bracht, so dass die beiden Bleche entlang der Randabschnitte 4, 5 miteinander verschweißen.
Anschließend wird in den Spalt 6 ein Dorn 9 eingeführt. Der in den 4, 5 dargestellte Dorn hat einen kreiszylindrischen Querschnitt und ein spitz zulaufendes Ende 10, welches das Einführen des Dorns 9 in den Spalt 6 erleichtert. Anschließend wird der Dorn 9 "durch" die beiden Bleche 1, 2 hindurchgezogen. Wie in 5 dargestellt ist, werden die beiden Bleche 1, 2 dabei zu einem Rohr 11 aufweitet. Das fertige Rohr 11 ist in 6 dargestellt.
Bei dem ersten Blech 1 kann es sich beispielsweise um ein Aluminiumblech und bei dem zweiten Blech 2 um ein Stahlblech handeln. Prinzipiell ist dieses Verfahren jedoch auch für Bleche, die aus anderen Materialien hergestellt sind, geeignet.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Rohres (11), das, in Umfangsrichtung des Rohres (11) gesehen, einen aus einem ersten Material hergestellten Rohrabschnitt (1) und einen aus einem zweiten Material hergestellten Rohrabschnitt (2) aufweist, mit folgenden Schritten: – Bereitstellen eines ersten Blechs (1), das aus dem ersten Material besteht, wobei das erste Blech (1) einen Mittelabschnitt (3) und zwei Randabschnitte (4, 5) aufweist, zwischen denen sich der Mittelabschnitt (3) befindet, wobei die Randabschnitte (4) erhaben in Bezug auf den Mittelabschnitt (3) sind, – Bereitstellen eines zweiten Blechs (2), das aus dem zweiten Material hergestellt ist, – Aufeinanderlegen der beiden Bleche (1, 2), so dass die Randabschnitte (4, 5) des ersten Blechs (1) an dem zweiten Blech (2) anliegen, – Walzen der beiden Bleche (1, 2) im Bereich der Randabschnitte, wobei im Bereich der Randabschnitte (4, 5) ein hinreichend hoher Walzdruck aufgebracht wird, so dass das zweite Blech (2) im Bereich der Randabschnitte (4, 5) mit den Randabschnitten (4, 5) des ersten Blechs (1) kalt verschweißt, und – Aufweiten der beiden miteinander verschweißten Bleche (1, 2) zu einem Rohr (11), indem in den Bereich des Mittelabschnitts (3) ein Aufweitwerkzeug (9) zwischen die beiden Bleche eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Blech ein Aluminiumblech ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Blech ein walzplattiertes Aluminiumblech ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Blech (2) ein Stahlblech ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass das Werkzeug ein Dorn (9) ist, dessen Ende (10) spitz zuläuft.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (9) einen kreiszylindrischen Querschnitt hat.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1–6, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Aufweiten der Bleche (1, 2) das Rohr (11) entlang der Randabschnitte beschnitten wird.
Rohr, dadurch gekennzeichnet, dass es nach dem Verfahren eines der Ansprüche 1–7 hergestellt ist.