-
Die Erfindung betrifft ein Umformteil, mit einem aus einem metallischen Material hergestellten Formkörper, welcher einen mit dem Formkörper einstückig ausgebildeten Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einem weiteren Bauteil aufweist.
-
Umformteile der vorstehend genannten Art kommen insbesondere in der Großserienfertigung zum Einsatz. Es ist bekannt, Formkörper herzustellen, welche einen integral mit dem Formkörper ausgebildeten Verbindungsabschnitt aufweisen. Ein Beispiel für einen solchen Verbindungsabschnitt ist ein Flanschabschnitt, welcher mittels weiterer Verbindungselemente, beispielsweise mittels Schrauben, mit einem weiteren Bauteil verschraubt werden kann, so dass der Formkörper und das weitere Bauteil miteinander verbunden sind.
-
Es besteht Bedarf an einem Umformteil, bei welchem die grundsätzlichen wirtschaftlichen Vorteile der Umformtechnik erhalten bleiben, jedoch die Möglichkeit der Verbindung mit einem weiteren Bauteil vereinfacht wird.
-
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Umformteil der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass es möglichst einfach mit einem weiteren Bauteil verbindbar ist.
-
Diese Aufgabe wird bei einem Umformteil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass der Verbindungsabschnitt in Form einer durch Umformung hergestellten Materialanhäufung gebildet ist.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Umformteil ist der Verbindungsabschnitt durch eine Materialanhäufung gebildet, welche durch Umformung hergestellt ist. Die Materialanhäufung eignet sich besonders gut zur Ausbildung einer stoffschlüssigen Verbindung mit einem weiteren Bauteil. Bei stoffschlüssigen Verbindungen, welche unter Wärmeeintrag hergestellt werden, kann die Materialanhäufung genutzt werden, ohne dabei die Stabilität des Formkörpers zu gefährden oder zu schwächen.
-
In Abkehr üblicher Konstruktionsregeln, nach welchen Materialanhäufungen in der Umformtechnik zu vermeiden und möglichst gleichmäßige Wandstärken vorzusehen sind, ermöglicht das erfindungsgemäße Umformteil eine besonders einfache und wirtschaftliche Herstellung einer Baugruppe.
-
Es ist denkbar, die Materialanhäufung für besonders stabile reib- oder formschlüssige Verbindungen mit dem weiteren Bauteil zu nutzen. Bevorzugt ist es jedoch, dass die Materialanhäufung für eine stoffschlüssige Verbindung mit dem weiteren Bauteil vorgesehen ist.
-
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Materialanhäufung einen Materialvorrat für eine Schweißverbindung mit dem weiteren Bauteil bildet. Dies hat den Vorteil, dass das Umformteil selbst das für eine Verschweißung mit dem weiteren Bauteil benötigte Material bereitstellt, ohne dass es erforderlich wäre, zusätzliches Schweißmaterial einzubringen. Hierdurch wird eine erhebliche Vereinfachung des Schweißvorgangs erreicht. Beispiele für besonders gut geeignete Schweißverfahren sind das Metallschutzgasschweißen (MSG) mit inerten Gasen (MIG) oder mit aktiven Gasen (MAG). Ebenfalls besonders gut geeignet ist das Wolfram-Inertgasschweißen (WIG), welches ein sauberes Schweißergebnis für eine Vielzahl metallischer Materialien ermöglicht. Ein Wärmeeintrag in die Materialanhäufung lässt sich besonders gut kontrollieren, wenn das WIG-Impulsschweißen verwendet wird.
-
Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist vorgesehen, dass die Materialanhäufung eine Lötspaltbegrenzung für eine Lötverbindung mit dem weiteren Bauteil bildet. Dies hat den Vorteil, dass die Materialanhäufung gegenüber dem während des Herstellens der Lötverbindung in die Materialanhäufung eingebrachten Wärmeeintrag besonders unempfindlich ist.
-
Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Materialanhäufung mindestens eine Positionierfläche zur Positionierung des Formkörpers relativ zu dem weiteren Bauteil entlang mindestens einer Positionierachse oder innerhalb mindestens einer Positionierebene aufweist. Dies ermöglicht die Integration einer weiteren Funktion in den Verbindungsabschnitt beziehungsweise in die Materialanhäufung. Mittels der Positionierfläche kann also die Relativlage des Formkörpers relativ zu dem weiteren Bauteil bestimmt oder zumindest mitbestimmt werden.
-
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn die Materialanhäufung mindestens zwei zueinander winklig angeordnete Positionierflächen aufweist, so dass eine Relativpositionierung zwischen dem Formkörper und dem weiteren Bauteil in mehreren Richtungen und/oder Ebenen erfolgen kann.
-
Im Rahmen der Erfindung ist es möglich, dass die Materialanhäufung an einen im Vergleich zur Materialanhäufung dünneren Materialabschnitt des Formkörpers angrenzt. Besonders bevorzugt ist es, wenn die Materialanhäufung eine Dicke aufweist, welche größer ist als eine Wandstärke des Formkörpers. Hierdurch kann die Wandstärke des Formkörpers entsprechend den konstruktiven Erfordernissen optimiert werden und hiervon ausgehend eine Materialanhäufung mit einer bezogen auf die Wandstärke des Formkörpers größeren Dicke vorgesehen werden.
-
Bevorzugt ist es, wenn die Dicke um einen Faktor von mindestens ungeführt 1,2 größer ist als die Wandstärke. Typische Faktoren liegen beispielsweise in einem Bereich von zwischen ungefähr 1,5 und 2,5.
-
Ferner ist es bevorzugt, wenn die Dicke um einen Faktor von höchstens ungefähr 5 größer ist als die Wandstärke, so dass die Materialanhäufung beispielsweise durch einen einfachen Stauchvorgang hergestellt werden kann.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass die Materialanhäufung ein Randabschnitt des Formkörpers ist. In diesem Bereich des Formkörpers ist es besonders einfach, metallisches Material durch Umformung anzuhäufen.
-
Bei dem Formkörper handelt es sich insbesondere um einen Rohrkörper, welcher besonders einfach herstellbar ist und eine Vielzahl von Verwendungsmöglichkeiten bietet.
-
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der Formkörper ein Tiefziehteil, wodurch der Formkörper besonders wirtschaftlich herstellbar ist.
-
Bevorzugt ist es, wenn die Materialanhäufung durch Kaltumformung hergestellt ist, insbesondere durch einen Stauchvorgang. Dies ermöglicht eine wirtschaftliche Herstellung der Materialanhäufung.
-
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung handelt es sich bei dem Formkörper um eine Halterung zum Halten einer Sensoreinrichtung. Diese Halterung kann mittels der Materialanhäufung stoffschlüssig und insbesondere mediendicht mit einem weiteren Bauteil verbunden werden, insbesondere mit einer abgasführenden Abgasleitung.
-
Die Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe, umfassend ein vorstehend beschriebenes Umformteil und ein mittels der Materialanhäufung stoffschlüssig mit dem Umformteil verbundenes weiteres Bauteil.
-
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines vorstehend beschriebenen Umformteils sowie ein Verfahren zur Herstellung einer vorstehend beschriebenen Baugruppe.
-
Vorteile und Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Baugruppe, des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines Umformteils sowie des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung einer Baugruppe sind bereits vorstehend im Zusammenhang mit den Vorteilen und Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Umformteils erläutert worden.
-
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
-
In den Zeichnungen zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform einer Baugruppe mit einem Umformteil und mit einem weiteren Bauteil;
-
2 eine in 1 mit II markierte Draufsicht des Umformteils;
-
3 eine Seitenansicht der Baugruppe gemäß 1 längs einer in 2 mit III-III markierten Schnittebene;
-
4 eine Seitenansicht der Baugruppe gemäß 1 längs einer in 2 mit IV-IV markierten Schnittebene;
-
5 eine vergrößerte Ansicht eines in 4 mit V markierten Ausschnitts;
-
6 eine der 4 entsprechende Seitenansicht einer weiteren Ausführungsform einer Baugruppe; und
-
7 eine vergrößerte Ansicht eines in 6 mit VII markierten Ausschnitts eines Umformteils der Baugruppe.
-
In der 1 ist eine Ausführungsform einer Baugruppe insgesamt mit dem Bezugszeichen 10 bezeichnet. Die Baugruppe 10 umfasst ein metallisches Umformteil 12 sowie ein weiteres Bauteil 14. Das Umformteil 12 weist einen Formkörper 16 auf, welcher sich entlang einer Formkörperachse 18 erstreckt. Das weitere Bauteil 14 ist als Rohr 20 ausgebildet, welches sich entlang einer Rohrachse 21 erstreckt.
-
Das Rohr 20 dient insbesondere zur Führung von Abgas. Das Umformteil 16 dient insbesondere als Halterung für einen (nicht dargestellten) Sensor zur Erfassung eines Zustands eines innerhalb des Rohrs 20 geführten Abgases.
-
Das Umformteil 12 weist einen ringförmigen Endabschnitt 22 auf, welcher bezogen auf die Formkörperachse 18 an einem Ende des Umformteils 12 angeordnet ist. Ferner weist das Umformteil 12 einen rohrförmigen Abschnitt 24 auf, welcher sich an den Endabschnitt 22 anschließt. Der rohrförmige Abschnitt 24 endet an einem Verbindungsabschnitt 26, welcher zur Verbindung des Umformteils 12 mit dem weiteren Bauteil 14 dient. An der Innenseite des Abschnitts 24 ist ein Innengewinde 28 in den Formkörper 16 eingeformt.
-
Das weitere Bauteil 14 weist eine Rohrwand 30 auf, in welcher eine in der Draufsicht gemäß II kreisförmige Durchbrechung 32 ausgespart ist. Die Durchbrechung 32 dient zur Verbindung eines Innenraums 34 des weiteren Bauteils 14 mit einem an dem Umformteil 12 über das Innengewinde 28 gehaltenen Sensor.
-
Im Folgenden wird insbesondere auf die 5 Bezug genommen. Der Verbindungsabschnitt 26 ist in Form einer Materialanhäufung 36 ausgebildet. Die Materialanhäufung 36 weist eine Dicke 38 auf, welche größer ist als eine Wandstärke 40 des sich an den Verbindungsabschnitt 26 anschließenden rohrförmigen Abschnitts 24. Die Dicke 38 und die Wandstärke 40 werden in zueinander parallelen Richtungen gemessen.
-
Die Materialanhäufung 36 ist durch eine erste, ringförmige Positionierfläche 42 begrenzt. Die Positionierfläche 42 wirkt mit einer Außenfläche 44 des weiteren Bauteils 14 zusammen, so dass mittels der ersten Positionierfläche 42 die Position des Umformteils 12 relativ zu dem weiteren Bauteil 14 entlang der Formkörperachse 18 definiert ist.
-
Die Materialanhäufung 36 weist eine zweite Positionierfläche 46 auf, welche nach radial außen weist, winklig zu der ersten Positionierfläche 42 angeordnet ist und sich an diese anschließt. Die zweite Positionierfläche 46 wirkt mit einer Begrenzungsfläche 48 der Durchbrechung 32 zusammen. Mittels der zweiten Positionierfläche 46 ist das Umformteil 12 in einer Ebene quer zu der Formkörperachse 18 relativ zu dem weiteren Bauteil 14 positioniert.
-
Die Materialanhäufung 36 ist ringförmig und verläuft, der Form des Rohrkörpers 20 entsprechend, bezogen auf die Formkörperachse 18 in unterschiedlichen Ebenen. Es ist jedoch auch möglich, dass der Wandabschnitt 30 des Rohrkörpers 20 eben ist und dass sich die Materialanhäufung 36 ringförmig innerhalb derselben Ebene erstreckt.
-
Bei dem Umformteil 12 handelt es sich insbesondere um ein tiefgezogenes Metall- oder Blechteil. Eine typische Wandstärke 40 des Umformteils 12 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 1 Millimeter und ungefähr 3 Millimeter. Eine typische Dicke der Materialanhäufung 36 beträgt beispielsweise zwischen ungefähr 1,2 und ungefähr 8 Millimeter. Die Materialanhäufung 36 ist insbesondere durch Kaltumformung hergestellt.
-
Die Materialanhäufung 36 ermöglicht eine stoffschlüssige Verbindung des Umformteils 12 mit dem weiteren Bauteil 14. Hierfür kann zumindest ein Teil der Materialanhäufung 36 während eines Schweißvorgangs aufgeschmolzen werden, so dass dieser stoffschlüssig mit der Wandung 30 des weiteren Bauteils 14 verbunden wird. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, dass der Zwischenraum zwischen der ersten Positionierfläche 42 des Umformteils 12 und der Außenfläche 44 des weiteren Bauteils 14 als Lötspalt 50 verwendet wird. In diesem Fall bildet die erste Positionierfläche 42 gleichzeitig eine Lötspaltbegrenzung. Die stoffschlüssige Verbindung des Materialabschnitts 36 mit der Wandung 30 des weiteren Bauteils 14 ermöglicht es insbesondere, das Umformteil 12 und das weitere Bauteil 14 mediendicht miteinander zu verbinden.
-
Bei der in den 6 und 7 dargestellten Ausführungsform einer Baugruppe 10 weist das Umformteil 12 eine Materialanhäufung 36 auf, deren Dicke 38 das ungefähr 3-fache der Wandstärke 40 des Umformteils 12 beträgt. Diese Materialanhäufung 36 weist eine besonders große erste Positionierfläche 42 auf.
