DE102007018823A1 - Manufacturing hollow profile, especially hollow shafts in automobiles, involves forming profile with determined profile contour with shaping process on peripheral surface of tubular body - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen, insbesondere von Hohlwellen im Automobilbau. Die Erfindung betrifft darüber hinaus eine Hohlprofil bzw. ein Antriebssystem für ein Fahrzeug mit einem Hohlprofil, sowie ein Fahrzeug mit einem entsprechenden Antriebssystem. Die Erfindung findet demnach insbesondere im Automobilbau Anwendung.The The present invention relates to a process for the preparation of Hollow profiles, in particular of hollow shafts in the automotive industry. The invention concerns about it In addition, a hollow profile or a drive system for a vehicle with a hollow profile, as well as a vehicle with a corresponding drive system. The Accordingly, the invention finds particular application in the automotive industry.
Bei der Herstellung von Hohlprofilen, wie beispielsweise Hohlwellen zur Drehmomentübertragung, werden besondere Anforderungen hinsichtlich der Lebensdauer solcher Bauteile aufgestellt. Als problematisch haben sich die bei Hohlwellen verwendeten Hohlprofile im Hinblick auf die bei der Herstellung erzeugten Schweißverbindungen erwiesen. Solche Schweißverbindungen verlaufen beispielsweise parallel zur Längsachse der Hohlwellen. Sie ragen regelmäßig bis in einen Anschlussbereich hinein. Im dem Anschlussbereich sind Hohlwellen und insbesondere Antriebswellen häufig mit Verzahnungen ausgestattet, welche zur formschlüssigen Anbindung der Hohlwellen an nachfolgende Elemente von Antriebssträngen vorgesehen sind. Diese können beispielsweise in Form der genannten Verzahnungen ausgebildet sein. Bei der Herstellung der Verzahnungen kommt es jedoch gelegentlich vor, dass die Bereiche der Schweißverbindung einer größeren Formänderung unterzogen werden. Dies führt zu einer Anfälligkeit der Hohlwellen in diesem Bereich und reduziert die Lebensdauer des Bauteils erheblich.at the production of hollow profiles, such as hollow shafts for torque transmission, be special requirements for the life of such Set up components. The problem with hollow shafts have used hollow profiles in terms of in the production generated welded joints proved. Such welds run, for example, parallel to the longitudinal axis of the hollow shafts. she stand up regularly into a connection area. In the connection area are hollow shafts and especially drive shafts often equipped with gears, which form-fitting Connection of the hollow shafts provided on subsequent elements of drive trains are. these can be formed for example in the form of said gears. In the manufacture of the gears, however, it happens occasionally suggest that the areas of the weld joint a larger change in shape be subjected. this leads to to a vulnerability the hollow shafts in this area and reduces the life of the Component considerably.
Das Umformen von Hohlprofilen wird im Automobilbau mit unterschiedlichen Verfahren durchgeführt. Dabei werden Hohlprofile regelmäßig rohrförmig ausgebildet und im Rahmen einer nachfolgenden Umformung mit einer Struktur, wie etwa einer Verzahnung, versehen. Dabei erfahren die Hohlprofile eine Änderung ihres Außendurchmessers.The Forming of hollow sections is used in the automotive industry with different Procedure performed. Hollow profiles are regularly formed tubular and in the context of a subsequent transformation with a structure, such as a toothing provided. Here are the hollow profiles a change its outer diameter.
Die Umformung solcher Hohlprofile muss regelmäßig besonderen Qualitätskriterien genügen. Dies gilt insbesondere, wenn die Hohlwellen im Einsatz besonderen statischen und dynamischen Kräften oder einer hohen Drehmomentbelastung ausgesetzt sind. So muss einerseits vermieden werden, dass sich bei der Umformung Risse im Material bilden. Demzufolge ist der Umformgrad während eines solchen Umformprozesses begrenzt. Andererseits besteht weiterhin das Bestreben, solche Kraftfahrzeugbauteile besonders leicht auszuführen, so dass hier der Wunsch nach dünnwandigen Hohlprofilen gegeben ist. Gerade bei einem Verfahren zum Umformen von Hohlprofilen gemäß dem so genannten Vorwärtsfließpressen, treten jedoch bei dünnwandigen Hohlprofilen Probleme bei der Krafteinleitung auf, während das Hohlprofil mit hohem Umformgrad durch eine entsprechende Matrize hindurchgeführt wird. Darüber hinaus müssen, je nach Auswahl des Materials, teilweise aufwändige Schmiedeprozesse während der Umformung vorgenommen werden. Je nach Anwendung können ergänzend thermische oder oberflächenspezifische Vorbereitungen der Hohlprofile vor dem einen Umformschritt bzw. zwischen einer Mehrzahl von Teilumformschritten vorgenommen werden.The Forming such hollow sections must regularly have special quality criteria suffice. This especially applies if the hollow shafts in use special static and dynamic forces or a high torque load are exposed. So on the one hand To avoid that during the formation of cracks in the material form. Consequently, the degree of deformation during such a forming process limited. On the other hand, there is still the desire to such motor vehicle components very easy to carry out, so here's the desire for thin-walled Hollow profiles is given. Especially in a process for forming of hollow profiles according to the so mentioned forward extrusion presses, However, occur in thin-walled Hollow profiles problems in the force application, while the Hollow profile with high degree of deformation through a corresponding die is passed. About that addition, Depending on the choice of material, sometimes complex forging processes during the Forming be made. Depending on the application, additional thermal or surface-specific Preparations of the hollow sections before the forming step or be made between a plurality of Teilumformschritten.
Hiervon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen anzugeben, welches die mit Bezug auf den Stand der Technik geschilderten Probleme zumindest teilweise zu lösen, wobei bevorzugt eine besonders langlebige Verbindungen geschaffen werden soll. Das Verfahren soll des Weiteren zu einer besonders hinsichtlich größerer Toleranzschwankungen unempfindlichen Herstellung führen, so dass ein Hohlprofil auch bei relativ großen Fertigungstoleranzen prozesssicher und mit guten Ergebnissen zu fertigen ist.Of these, It is an object of the present invention to provide a method specify for the production of hollow profiles, which with reference at least partially described in the prior art to solve, wherein preferably a particularly durable compounds are created should. The method is further intended to provide a particular with regard to greater tolerance fluctuations lead to insensitive production, so that a hollow profile process reliable even with relatively large manufacturing tolerances and to produce with good results.
Diese Aufgaben werden mit einem Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 sowie einem Hohlprofil gemäß Patentanspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweils abhängig formulierten Patentansprüchen angegeben. Es ist darauf hinzuweisen, dass die in den Patentansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale in beliebiger, technologisch sinnvoller, Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Merkmale werden zudem in der Beschreibung weiter erläutert bzw. spezifiziert, so dass hier auch vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung aufgezeigt werden.These Tasks are achieved by a method according to the features of the claim 1 and a hollow profile according to claim 8 solved. Further advantageous embodiments of the invention are formulated in each dependent claims specified. It should be noted that the individual in the claims listed Features in any, technologically meaningful way with each other can be combined and show further embodiments of the invention. The characteristics are further explained or specified in the description, so that here also advantageous developments of the invention shown become.
Demnach umfasst das Verfahren zur Herstellung eines Hohlprofils, insbesondere von Hohlwellen im Automobilbau, wenigstens die folgenden Schritte:
- a) Bereitstellen eines Rohrkörpers mit wenigstens einer Verbindung,
- b) Definieren einer imaginären Profilkontur mit wenigstens einer Gruppe von zusammenhängenden und in einer Umfangsrichtung des Rohrkörpers hinterschnittig ausgebildeten Abschnitten,
- c) Ermitteln einer Profilkontur mit Vorsehen wenigstens eines verbreiterten Abschnitts der Gruppe, so dass die Verbindung in einem Bereich des verbreiterten Abschnitts liegt, der ungekrümmt bleibt oder der mit einem Krümmungsradius ausgeführt wird, der mindestens das 0,5fache eines Radius des Hohlprofils ist,
- d) Ausbildung eines Profils mit der ermittelten Profilkontur mittels eines formgebenden Verfahrens an der Umfangsfläche des Rohrkörpers.
- a) providing a tubular body with at least one connection,
- b) defining an imaginary profile contour with at least one group of contiguous and undercut sections in a circumferential direction of the tubular body,
- c) determining a profile contour with provision of at least one widened portion of the group so that the connection lies in a region of the widened portion which remains un-curved or which is executed with a radius of curvature which is at least 0.5 times a radius of the hollow profile,
- d) forming a profile with the determined profile contour by means of a shaping process on the peripheral surface of the tubular body.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen, welches insbesondere zur Herstellung von Hohlwellen im Automobilbau angewandt werden kann, wird zunächst ein Rohrkörper bereitgestellt, der eine Längsachse hat und eine Umfangsfläche, wobei auf der Umfangsfläche wenigstens teilweise über die Längsachse eine (insbesondere stoffschlüssige) Verbindung vorgesehen ist.In the inventive method for the production of hollow profiles, which in particular For the production of hollow shafts in automotive engineering, a tubular body is first provided, which has a longitudinal axis and a peripheral surface, wherein on the peripheral surface at least partially over the longitudinal axis of a (in particular cohesive) connection is provided.
Der bereitgestellte Rohrkörper kann mit verschiedenen Querschnitten ausgeführt sein, wie rund, oval, kantig – allerdings sind rotationssymmetrische Querschnitte bevorzugt. Als Werkstoff kommen insbesondere metallische Werkstoffe in Frage, welche eine nachfolgende Bearbeitung mittels eines Umformverfahrens zulassen. Hierzu sind in der Technik eine Vielzahl von Stahllegierungen oder auch sonstigen metallischen Legierungen bekannt.Of the provided tubular body can be made with different cross sections, such as round, oval, edgy - however rotationally symmetric cross sections are preferred. As a material come in particular metallic materials in question, which a allow subsequent processing by means of a forming process. For this purpose, in the art a variety of steel alloys or also known other metal alloys.
Für die Bereitstellung eines solchen Rohrkörpers können folgende Prozesse verwirklicht werden:
- a.1) Formung zumindest eines Rohrkörpers unter Ausbildung wenigsten einer Stoßstelle und
- a.2) Schaffung einer Verbindung an einer Stoßstelle zur Erzeugung eines geschlossenen Rohrkörpers.
- a.1) forming at least one tubular body while forming at least one joint and
- a.2) Creating a connection at a joint to produce a closed tubular body.
Somit kann in einem ersten Prozess ein Rohrkörper aus einem (flächigen) Werkstoff unter Ausbildung wenigstens einer Stoßstelle geformt (gebogen) werden. Später wird an dieser Stoßstelle eine Verbindung zur Erzeugung eines geschlossenen Rohrkörpers geschaffen. Eine besonders einfache und beispielhaft zu nennende Vorgehensweise zur Formung eines Rohrkörpers besteht darin, ein Blech mit einer Wandstärke von beispielsweise 4 mm, welche als flächiger Ausgangswerkstoff dient, zu einem Rohrkörper zu biegen. Die Fertigung kann beispielsweise mittels einer Dreiwalzenbiegemaschine geschehen. Bei einem so ausgebildeten Rohr liegen sich zwei längs zwei Stoßkanten des neu gebildeten Rohrkörpers gegenüber, die bei ausreichend genauer Fertigung im Wesentlichen stumpf bzw. längs der Längsachse aufeinanderstoßen. Der Bereich mit den beiden Stoßkanten ist die so genannte Stoßstelle. Die Stoßstelle ist dann zur Erzeugung eines geschlossenen Rohrkörpers noch zu verbinden. Diese Verbindung erfolgt beispielsweise durch ein fügetechnisches (und insbesondere stoffschlüssiges) Fügeverfah ren, bevorzugt durch eine Schweißnaht, welche im Wesentlichen längs bzw. parallel einer Langsachse des Rohrkörpers verläuft.Consequently In a first process, a tubular body can be made from a (flat) Material to be formed with the formation of at least one joint (bent). Later will be at this joint created a connection to produce a closed tubular body. A particularly simple and exemplary procedure for forming a tubular body consists of a sheet with a wall thickness of for example 4 mm, which as a flat Starting material serves to bend to a tubular body. Production can be done for example by means of a three-roll bending machine. In such a tube formed are two along two abutting edges of the newly formed tubular body across from, which, with sufficiently accurate production, is essentially blunt or along the longitudinal axis clash. The area with the two abutting edges is the so-called joint. The joint is then still to connect to produce a closed tubular body. This connection For example, by a technical joining (and in particular substance-coherent) Joining process, preferably by a weld, which essentially longitudinal or parallel to a longitudinal axis of the tubular body.
In einem weiteren Schritt wird eine imaginäre Profilkontur mit wenigstens einer Gruppe von zusammenhängenden und in Umfangsrichtung hinterschnittig ausgebildeten Abschnitten definiert. Der Hinweis auf eine „Gruppe von zusammenhängenden ... Abschnitten" ist so zu verstehen, dass die Abschnitte (besonders bevorzugt) um den gesamten Umfang des Rohrkörpers vorgesehen werden können, dies ist aber nicht zwingend. Demnach kann sich die wenigstens eine Gruppe auch nur über einen Teilumfang erstrecken. Vorteilhafter Weise sind höchstens vier Gruppen vorgesehen. Hinterschnittig bedeutet, dass mit Teilen der Abschnitte in Richtung des Umfangs gesehen Hinterschnitte gebildet sind. Dies kann z. B. in einem Abschnitt mit einer Erhebung und einer Senke bezogen auf die Richtung des Umfangs erreicht werden. Dabei sind die Abschnitte bzw. Erhebungen und/oder Senken einer Gruppe der imaginären Profilkontur bevorzugt gleichartig ausgebildet.In a further step is an imaginary profile contour with at least a group of related and in the circumferential direction undercut sections Are defined. The reference to a "group of related ... sections "is to understand that the sections (particularly preferred) around the entire circumference of the tubular body can be provided but this is not mandatory. Accordingly, the at least one Group only about extend a partial extent. Advantageously, at most four Provided for groups. Undercut means that with parts of Sections formed in the direction of the circumference undercuts are. This can be z. B. in a section with a survey and a Valley can be achieved based on the direction of the circumference. there are the sections or elevations and / or sinks of a group the imaginary Profile contour preferably formed similar.
Dann ist die Lage der Verbindung in Bezug auf die imaginäre Profilkontur zu identifizieren, die einen Bereich zumindest eines Abschnitts der Gruppe überlagern würde. Der identifizierte wenigstens eine Bereich zumindest eines Abschnitts der Gruppe ist so zu verbreitern, dass die Verbindung in einem Bereich der Profilkontur liegt, der ungekrümmt bleiben soll oder dessen Krümmungsradius mindestens das 0,5fache (bevorzugt in etwa gleich oder sogar zumindest das Doppelte) eines Außenradius des Hohlprofils nicht unterschreiten soll. Diese Abwandlung der imaginären Profilkontur wird ermittelte Profilkontur genannt. Sodann wird tatsächlich ein Profil mit der ermittelten Profilkontur mittels eines formgebenden Verfahrens an der Umfangsfläche des Rohrkörpers ausgebildet. Ziel ist hierbei, einen Bereich des Rohrkörpers nicht und nur gering zu verformen bei der Herstellung der Profilkontur, den die Verbindung überlagerten Bereich also auszulassen.Then is the location of the connection with respect to the imaginary profile contour to identify an area of at least a section superimpose the group would. The identified at least one area of at least one section The group is to be widened so that the connection in one area of the Profile contour lies, the unbent should remain or its radius of curvature at least 0.5 times (preferably approximately the same or even at least twice) of an outer radius the hollow profile should not fall below. This modification of the imaginary profile contour is called determined profile contour. Then it is actually a Profile with the determined profile contour by means of a shaping process on the peripheral surface formed of the tubular body. The goal here is not an area of the tubular body and only small to deform during the production of the profile contour, which superimposed the compound Omit the area.
Damit hat der identifizierte Bereich nach Schritt d) bevorzugt im Wesentlichen den gleichen Radius wie der Rohrkörper in Schritt a).In order to the identified area after step d) preferably has substantially the same radius as the tubular body in step a).
Verbreitert man die Breite des Abschnitts, so vergrößert sich der Abstand der Verbindung zu den jeweils seitlich liegenden und besonders starken Verformungen unterworfenen Bereichen, wie etwa den Zahnflanken der Keilverzahnung. Die Breite des Abschnitts kann dabei in unterschiedlicher Weise festgelegt werden. Bei einer Keilverzahnung mit gleichmäßiger Teilung ist es etwa möglich, den Abschnitt mit einer ganzzahligen ein- oder mehrfachen Breite einer Zahnteilung festzulegen. Die Breite kann aber auch definiert werden, indem ein Mindestabstand eines Abschnittrandes von der Verbindung definiert wird, um dadurch ein Maß für eine Sicherheit gegen ein unerwünscht starkes Verformen der Verbindung anzugeben. So kann das Maß beispielsweise eine Längenangabe sein, um die der Abschnitt an beiden Seiten der Verbindung über diese hinausragen soll.widens the width of the section increases the distance of the connection to the respective lateral and particularly strong deformations subjected areas, such as the tooth flanks of the spline. The width of the section can in different ways be determined. With a spline with uniform pitch is it possible, the section with an integer one or more times a width To specify tooth pitch. The width can also be defined by a minimum distance of a cut-off from the connection is thereby defined as a measure of security against undesirable indicate strong deformation of the connection. For example, the measure a length specification be aware of the the section on both sides of the connection over this should protrude.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es somit möglich sicherzustellen, dass die Verbindung, beim nachfolgenden Erzeugen der Profilkontur keiner übermäßigen Verformung ausgesetzt wird. So kann die Verbindung beispielsweise im Bereich eines ausreichend breiten Zahnkopfes oder Zahnfußes liegen, je nachdem, wie der jeweilige Abschnitt ausgebildet ist. Nur (wenigstens) im Bereich eines Zahnkopfes oder eines Zahnfußes hat die Profilkontur einen Krümmungsradius der ausreichend groß ist. Ein solcher Bereich ist beispielsweise ein Abschnitt des Außen- oder Innenumfangs des Rohrkörpers, der einen konstanten Biegeradius bzw. einen konstanten Konturverlauf aufweist. Der Bereich wird dabei umso breiter in Richtung des Umfangs gewählt, je größer der auf dem Umfang des Rohrkörpers erfasste Abschnitt ist. Je größer der gerade oder mit konstantem Krümmungsradius ausgebildete Abschnitt ist, umso besser ist die Verbindung gegen eine nachträgliche Verformung durch ein nachfolgendes Umformverfahren geschützt. Der Bereich des Abschnitts ist dabei bevorzugt mindestens um ein Vielfaches der Verbindung breiter (so dass z. B. eine Wärmeeinflusszone der Verbindung überspannt ist). Bei einer solchen Ausführung schließen sich dann seitlich an dem so ausgebildeten verbreiterten Abschnitt bzw. Bereich Zonen an, die während des nachfolgenden Umformverfahrens einer besonders starken Verformung unterliegen.With the aid of the method according to the invention, it is thus possible to ensure that the connection is not subjected to excessive deformation during the subsequent generation of the profile contour. For example, the connection may lie in the region of a sufficiently wide tooth tip or tooth root Depending on how the respective section is formed. Only (at least) in the region of a tooth tip or tooth root does the profile contour have a radius of curvature that is sufficiently large. Such a region is, for example, a section of the outer or inner circumference of the tubular body which has a constant bending radius or a constant contour. The area is chosen to be wider in the direction of the circumference, the larger the detected on the circumference of the tubular body section. The larger the section formed straight or with a constant radius of curvature, the better the connection is protected against subsequent deformation by a subsequent forming process. The area of the section is preferably wider at least by a multiple of the connection (so that, for example, a heat-affected zone of the connection is spanned). In such an embodiment, then laterally adjoin to the widened portion or region thus formed zones which are subject to a particularly strong deformation during the subsequent forming process.
Mit anderen Worten kann das Verfahren zur Herstellung einer Hohlwelle mit einem Hohlprofil auch mit folgenden Schritten veranschaulicht werden:
- – Bereitstellen eines Hohlkörpers mit einer Längsachse und einem Umfang, wobei sich wenigstens eine fügetechnische bzw. stoffschlüssige Verbindung zumindest über einen Teil der Langsachse erstreckt,
- – Einbringen einer Profilkontur mit wenigstens einer Gruppe von in Umfangsrichtung zusammenhängenden und Hinterschnitte bildenden Verformungsabschnitten, wobei wenigstens zwischen zwei Verformungsabschnitten eine (bereichsweise) Aussparung vorgesehen wird, die sich zumindest über den Teil der Längsachse erstreckt und die Verbindung überlagert.
- Providing a hollow body with a longitudinal axis and a circumference, wherein at least one joining or material-locking connection extends over at least part of the longitudinal axis,
- - Introducing a profile contour with at least one group of circumferentially contiguous and undercuts forming deformation sections, wherein at least between two deformation sections a (regional) recess is provided which extends at least over the part of the longitudinal axis and superimposed on the connection.
Nach einer anderen vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass das Profil mit dem wenigstens einen Abschnitt einen Flächenschwerpunkt aufweist, der auf einer Längsachse des Hohlprofils liegt. „Auf einer Längsachse" soll dabei zum Ausdruck bringen, dass der Flächenschwerpunkt (geometrischer Schwerpunkt der Querschnittsfläche des Hohlprofils) im Wesentlichen zentrisch liegt, also z. B. mit einer maximalen Abweichung von höchstens 1 Millimeter. Hohlprofile müssen in ihrer späteren Einbaulage mit sehr hohen Drehzahlen von beispielsweise 3.000 bis 8.000 Umdrehungen pro Minute drehen. Hierbei ist es wünschenswert, dass diese eine möglichst geringe Unwucht aufweisen. Dazu sieht die Erfindung vor, dass das erfindungsgemäße Profil mit der ermittelten Profilkontur einen Flächenschwerpunkt aufweist, der möglichst exakt mit einer Längsachse des Hohlprofils übereinstimmt. Bei der Langsachse handelt es sich dabei um die Drehachse des Hohlprofils, um die dieses sich in seiner späteren Einbaulage dreht. So werden Unwuchten durch ungleichmäßige Materialverteilungen wirksam vermieden. Somit wird insbesondere vorgeschlagen, dass die verbreiterten Abschnitte diametral gegenüberliegend gleich ausgeführt sind.To another advantageous embodiment The invention provides that the profile with the at least a section a centroid having on a longitudinal axis of the Hollow profile lies. "On a longitudinal axis "is intended to express bring that the centroid (geometric center of gravity of the cross-sectional area of the hollow profile) substantially Centric lies, so z. B. with a maximum deviation of at most 1 millimeter. Hollow profiles must in her later Installation position with very high speeds of, for example, 3,000 to Turn 8,000 revolutions per minute. It is desirable to that one as possible have low imbalance. For this purpose, the invention provides that the profile according to the invention with the determined profile contour has a centroid, the preferably exactly with a longitudinal axis of the hollow profile matches. In the case of the longitudinal axis, this is the axis of rotation of the hollow profile, around this in its later installation position rotates. This unbalance effect by uneven material distributions avoided. Thus, it is proposed in particular that the broadened Sections diametrically opposite executed the same are.
Grundsätzlich ist selbstverständlich auch möglich, mit dem hier vorgeschlagenen Verfahren ein zugehöriges Gegenstück mit einer zumindest teilweise komplementärer geformten Kontur herzustellen. Auf diese Weise kann nicht nur eine Hohlwelle sondern auch ein zugehöriges Anschlussstück ausgestaltet werden. Dies kann beispielsweise eine Buchse sein, welche an ihrer Innenseite eine zur Profilkontur des Hohlprofils komplementär ausgebildete Oberfläche aufweist.Basically Of course also possible, with the method proposed here an associated counterpart with a at least partially complementary to produce a shaped contour. This way, not just one Hollow shaft but also an associated connector be designed. This can be, for example, a socket which on its inner side to the profile contour of the hollow profile complementary trained surface having.
Besonders gute Festigkeitseigenschaften ergeben sich, wenn der Krümmungsradius des verbreiterten Bereichs durch die Längsachse des Hohlprofils verläuft. Die so gestalteten Hohlprofile können beispielsweise über einem Dorn mittels Hämmern hergestellt werden. Sie erhalten dabei ein besonders widerstandsfähiges Werkstoffgefüge.Especially good strength properties arise when the radius of curvature of the widened region extends through the longitudinal axis of the hollow profile. The Hollow profiles designed in this way can be used, for example, via a Mandrel made by hammering become. You will receive a particularly resistant material structure.
Ganz besonders vorteilhaft ist es, wenn das Profil als Keilverzahnung ausgebildet wird, da eine solche Verzahnung besonders zuverlässig ist und relativ kostengünstig hergestellt werden kann. Zur näheren Erläuterungen wird hier auf die Ausführungen zu den Zahnköpfen, Zahnflanken und Zahnfüßen verwiesen.All it is particularly advantageous if the profile as a spline is formed, since such a toothing is particularly reliable and relatively inexpensive can be produced. For closer Explanations is here to the comments too the tooth heads, Tooth flanks and tooth feet referenced.
Als weiterhin besonders bevorzugtes Verfahren kommt wenigstens eines aus der Gruppe der folgenden zum Einsatz: Axialumformung, Vorschubhämmern, Hämmern über einen Dorn, Verzahnungswalzen. Das Axialumformen meint insbesondere ein Umformen, bei dem der Rohrkörper in Richtung der Längsachse durch eine das Profil ausbildende Matrize gedrückt bzw. gezogen wird (wobei die Matrize bevorzugt über den Umfang mit gleichartigen Strukturen versehen ist, die Strukturen im „verbreiterten Abschnitt" jedoch geblockt sind – also keine Umformung durchführen). Beim Hämmern wird der Rohrkörper über seine (innere und/oder äußere) Umfangsfläche mechanisch bearbeitet und in eine Matrize hineingedrückt (wobei auch hier die Matrize bevorzugt über den Umfang mit gleichartigen Strukturen ausgeführt ist, die Strukturen im „verbreiterten Abschnitt" jedoch nicht zum Einsatz gelangen). Diese Verfahren sind großtechnisch gut beherrschbar, relativ günstig und im Zusammenhang mit der Erfindung besonders einfach anwendbar.When furthermore particularly preferred method comes at least one from the group of the following: axial forming, feed hammering, hammering over one Mandrel, gear rolls. The axial forming means in particular a forming, in which the tubular body in the direction of the longitudinal axis is pressed or pulled by a profile forming die (where the template prefers over the circumference is provided with similar structures, the structures in the "widened Section "however are blocked - so do not reshape). When hammering is the tubular body over his (inner and / or outer) peripheral surface mechanically edited and pressed into a die (here also the die preferred over the Scope is carried out with similar structures, the structures in the "widened Section "but not to be used). These processes are easy to control on an industrial scale, relatively cheap and particularly easy to use in connection with the invention.
Ganz besonders bevorzugt ist, dass der Bereich beiderseits von Stoßkanten einer Stoßstelle gleich ausgebildet wird. Damit ist insbesondere gemeint, dass die Verbindung bezüglich des verbreiterten Bereiches zentrisch positioniert ist.It is very particularly preferred that the region is formed the same on both sides of abutting edges of a joint. This is in particular ge means that the connection is centrically positioned with respect to the widened area.
Einem weiteren Aspekt der Erfindung zufolge wird auch ein Hohlprofil mit einer Längsachse und einem Umfang vorgeschlagen, wobei sich wenigstens eine fügetechnische oder stoffschlüssige Verbindung zumindest über einen Teil der Längsachse erstreckt und eine Profilkontur mit wenigstens einer Gruppe von in Richtung des Umfangs zusammenhängenden und Hinterschnitte bildenden Abschnitten, wobei wenigstens zwischen zwei Abschnitte eine Aussparung vorgesehen wird, die sich zumindest über den Teil der Langsachse erstreckt und die Verbindung überlagert. Dieses Hohlprofil lässt sich insbesondere mit einem hier erfindungsgemäß beschriebenen Verfahren herstellen. Deshalb wird auf die dortigen Erläuterungen zur Beschreibung des Hohlprofils Bezug genommen, wobei gleichzeitig darauf hingewiesen wird, dass diese Erläuterungen teilweise auch ohne Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gelten können.a Another aspect of the invention is also a hollow profile with a longitudinal axis and a scope proposed, wherein at least one technical joining or cohesive Connection at least over extends a part of the longitudinal axis and a profile contour with at least one group of in the direction related to the scope and undercuts forming sections, at least between two sections a recess is provided which extends at least over the Part of the longitudinal axis extends and overlays the connection. This hollow profile leaves in particular produced with a method described herein according to the invention. Therefore, to the explanations there for description the hollow profile reference, being simultaneously noted is that these explanations sometimes without any connection with the method according to the invention can apply.
Besonders vorteilhaft hat es sich dabei erwiesen, wenn der Abschnitt einen geschützten Bereich zwischen 1 mm und 20 mm (insbesondere 5 bis 12 mm) beider seits der Verbindung umfasst, wodurch ein ausreichender Abstand zu den Bereichen mit stärkerer Verformung (außerhalb des Abschnitts) gewährleistet ist.Especially Advantageously, it has proved, when the section a protected Range between 1 mm and 20 mm (especially 5 to 12 mm) on both sides the connection comprises, whereby a sufficient distance to the Areas with stronger Deformation (outside of the section) is.
Bevorzugter Weise wird die Erfindung bei Hohlprofilen eingesetzt, die eine Länge zwischen 300 mm und 2000 mm aufweisen. Diese Längen können insbesondere bei Fahrzeugen besonders vorteilhaft eingesetzt werden.preferred Way, the invention is used in hollow sections, which have a length between 300 mm and 2000 mm. These lengths can be especially for vehicles be used particularly advantageous.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist das Hohlprofil einen Durchmesser zwischen 30 und 150 mm auf, insbesondere zwischen 40 und 100 mm. Mit Hohlprofilen, deren Durchmesser in diesen Bereichen liegen, lassen sich bei gängigen Wandstärken ausreichend hohe Drehmomente übertragen.at a further advantageous embodiment of the invention, the Hollow profile has a diameter between 30 and 150 mm, in particular between 40 and 100 mm. With hollow sections whose diameter in these areas lie, can be with common wall thickness transmit sufficiently high torques.
Günstig ist es dazu, wenn das Hohlprofil eine Wandstärke zwischen 1 und 7 mm aufweist, wodurch eine Anpassung der Masse des Hohlprofils an den jeweiligen Anforderungsfall gewährleistet ist.Cheap is if the hollow profile has a wall thickness between 1 and 7 mm, whereby an adaptation of the mass of the hollow profile to the respective Requirement case guaranteed is.
Des Weiteren wird an dieser Stelle auch ein Antriebssystem für ein Fahrzeug vorgeschlagen, welches ein erfindungsgemäßes bzw. erfindungsgemäß hergestelltes Hohlprofil umfasst. Ein solches Antriebssystem kann beispielsweise einen Hohlwelle und ein komplementär geformtes Gegenstück aufweisen, die beide nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausgebildet sind. Dabei umfasst der verbreiterte Abschnitt die Verbindung, so dass dieser gegen eine übermäßige Verformung geschützt ist.Of Furthermore, at this point, a drive system for a vehicle proposed which an inventive or inventively produced Hollow profile includes. Such a drive system can, for example have a hollow shaft and a complementarily shaped counterpart, both by the method according to the invention are formed. In this case, the widened section comprises the compound, so that this against excessive deformation protected is.
Schließlich wird auch ein Kraftfahrzeug umfassend ein Antriebssystem nach einer der vorstehend genannten Art als vorteilhaft erachtet. Mit einem so ausgestalteten Fahrzeug wird dessen Leistungsfähigkeit, Laufruhe und vor allem Haltbarkeit durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Antriebssystems gesteigert.Finally will also a motor vehicle comprising a drive system according to one of mentioned above considered advantageous. With a like that designed vehicle is its performance, smoothness and, above all Durability through the use of a drive system according to the invention increased.
Weitere Vorteile der Erfindung, sowie das technische Umfeld sind im Zusammenhang mit den nachfolgenden Ausführungsbeispielen und der Zeichnung beschrieben. Die Darstellungen in den Figuren sollen die Erfindung jedoch nicht begrenzen. Es zeigt darin schematisch:Further Advantages of the invention, as well as the technical environment are related with the following embodiments and the drawing. The illustrations in the figures however, should not limit the invention. It shows schematically in it:
In
In
Im
oberen Bereich der
In
In
Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde
im Bereich
Im
Weiteren ist festzustellen, dass die vorliegende Erfindung nicht
auf die dargestellten Ausführungsbeispiele
beschränkt
ist. Es sind im Rahmen der Erfindung vielmehr zahlreiche Abwandlungen möglich, die
den unter Schutzbereich der Patentansprüche fallen. So können beispielsweise
anstelle der konzentrisch angeordneten konstanten Radien auch nicht
konzentrische konstante Radien zur Anwendung kommen. Des Weiteren
ist es auch möglich,
neben der gezeigten umlaufenden Konturierung des Außenumfangs
des Rohrkörpers
- 11
- Fahrzeugvehicle
- 22
- Antriebssystemdrive system
- 33
- Hohlprofilhollow profile
- 44
- Radwheel
- 55
- Achseaxis
- 66
- Rohrkörperpipe body
- 77
- Erstes Segmentfirst segment
- 88th
- Zweiter Segmentsecond segment
- 99
- Dritter Segmentthird segment
- 1010
- Profilkonturprofile Silhouette
- 1111
- Stirnseitefront
- 1212
- Profilprofile
- 1313
- Verbindungconnection
- 1414
- Zahntooth
- 1515
- Flankeflank
- 1616
- Zahnkopfaddendum
- 1717
- WellenmittelpunktShaft center
- 1818
- BereichArea
- 1919
- WellendrehachseShaft axis of rotation
- 2020
- Zahnfußtooth root
- 2121
- Linke Stoßkanteleft impact edge
- 2222
- Rechte Stoßkanteright impact edge
- 2323
- Durchmesserdiameter
- 2424
- Umfangscope
- 2525
- Verbindungsbreitelink width
- 2626
- Zahnbreitetooth width
- 2727
- Längsachselongitudinal axis
- 2828
- Radiusradius
- 2929
- Stoßstellejoint
- 3030
- FlächenschwerpunktCentroid
- 3131
- Hinterschnittundercut
- 3232
- Aussparungrecess
- 3333
- Längelength
- 3434
- WandstärkeWall thickness
- 3535
- Umfangsflächeperipheral surface
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