DE102012003174A1

DE102012003174A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärke

Info

Publication number: DE102012003174A1
Application number: DE201210003174
Authority: DE
Inventors: Markus Werner
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2013-08-22
Anticipated expiration: 2032-02-18
Also published as: DE102012003174B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils, insbesondere einer Rohres, mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärke.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärken.
Es ist bekannt im Rohrleitungsbau, insbesondere bei Abgasanlagen, verschiedene Rohrabschnitte über Montageabschnitte miteinander zu verbinden, um eine bestimmten Verlauf der Rohrleitungen zu erzielen. Diese Montageabschnitte können entweder an den jeweiligen Einzelelementen der Rohrleitung ausgebildet sein, wie Flansche, oder sind ein Bestandteil der aneinander zu montierenden Rohre.
Der Montageabschnitt der zu verbindenden Rohrabschnitte ist besonderen Belastungen ausgesetzt, weswegen der Montageabschnitt bei Rohrelementen üblicherweise mit einer größeren Wandstärke ausgeführt wird. Dies kann zur Folge haben, dass wenn ein Rohrelement verwendet werden muss, das an dem Montageabschnitt oder der Montagestelle nicht die erforderliche Wandstärke aufweist, die gesamte Rohrleitung des Rohrelements die erforderliche Wandstärke wie an der Montagestelle aufweisen, um die auftretenden Kräfte an der Montagestelle wirksam weiterleiten zu können. Dies hat den Nachteil, dass der von der Montagestelle abgewandte Rohrbereich hinsichtlich seiner Belastung und Funktion eine unnötig hohe Wanddicke aufweist, wodurch das Gewicht der Rohrleitung steigt und unnötig Material verschwendet wird, wodurch die Kosten steigen und die Wirtschaftlichkeit sinkt.
Aus dem allgemeinen Stand der Technik Ist bekannt, Rohrenden durch Auftrags-Schweißen einer zusätzlichen Schicht, durch Anschweißen eines Rohrs mit einer dickeren Wandung oder durch Bördeln eines Rohrendabschnitts aufzudicken, um einen geeigneten Montageabschnitt an dem Rohr auszubilden.
Zum Ausbilden eines geeigneten Montageabschnittes an einem Rohr, kann ein Rohrendabschnitt mittels Bördeln ausgebildet werden. Das Bördeln eines Rohrendabschnitts hat den Nachteil, dass die den Bördelabschnitt bildenden Wandabschnitte nicht ausreichend gegeneinander anliegen können. Dies hat den Nachteil, dass am Überlappungsbereich des Bördelabschnitts beispielsweise Feuchtigkeit eindringen und nicht ausreichend abgeführt werden und zu einer Korrosion führen kann.
Das Auftragsschweißen einer zusätzlichen Schicht zur Erhöhung der Wandstärke eines Rohrs ist technisch aufwändig und bedingt eine höhere Eigenspannung des Rohres, die zu einer Rissbildung in dem Rohr führen kann.
Das Anschweißen eines dickwandigeren Rohrs an einem dünnwandigeren Rohr hat den Nachteil, dass die Schweißnaht eine Sollbruchstelle bilden kann und die Einbringung der Schweißnaht die benachbarten Materialbereiche des dünnwandigen und dickwandigen Rohrs beansprucht.
Sowohl das Auftragsschweißen als auch das Anschweißen eines Rohres kann die Materialeigenschaften des Rohres nachteilig beeinflussen. So kann ein zu schnelles Abkühlen der Schweißstelle zu einer Aufhärtung oder Versprodung des an die Schweißstelle angrenzenden Rohrmaterials führen.
Die Verwendung von maßgeschneiderten Walzblechen mit unterschiedlichen Wanddicken ist für eine Massenanfertigung unwirtschaftlich, da die Walzbleche in einem ersten Verfahrensschritt auf die gewünschte Wandstärke geformt werden und dann zu einem Rohr, insbesondere einem Rohr mit einer Schweißnaht zusammengeführt werden müssen. Aus DE 196 04 357 B4 ist ein derartiges Verfahren zur Herstellung von Rohren mit unterschiedlichen Wanddicken von zuvor gezielt gewalzten Walzblechen mit vorbestimmten Wanddicken bekannt.
Ferner ist aus dem Stand der Technik bekannt, dass Rohre mit einer besonders dicken Wandstärke durch ein Stauchungsverfahren auf die gewünschte Wanddicke gestaucht werden. DE 440 840 beschreibt eine Vorrichtung zum Ausbilden einer Wulst an Rohren, bei der ein zu stauchendes Rohr a, das auf einem Stützdorn b angeordnet ist, in einen zweiteiligen zylindrischen Behälter eingebracht wird. Beim Schließen des Behälters wird ein Endabschnitt des Rohres mitgenommen und dadurch die Wulst am Rohr ausgebildet. Diese Stauchungsvorrichtung ist jedoch nicht bei dünnwandigen Rohren anwendbar, da der Stauchungsschritt zu einem ungewünschten Einknicken und Einfalten der zu stauchenden Stelle des Rohrs führen kann.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofils mit unterschiedlichen Abschnitten und unterschiedlichen Wandstärken bereitzustellen, bei dem auf einfache und unaufwändige Weise eine Verdickung der Wandstärke möglich ist.
Diese Aufgabe wird mit einem erfindungsgemäßen Verfahren und einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärke nach den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche 1 und 9 gelöst.
Die Grundidee der Erfindung besteht darin, dass ein vorbestimmter Rohrbereich durch eine mechanische und/oder thermische Wirkung und gegebenenfalls elektrische Wirkung aufgedickt wird, so dass ein homogener Materialbereich mit einer belastungsgerecht dick ausgebildeten Wandstärke vorliegt. Die Aufdickung wird maßgeblich durch eine Überlagerung eines Stauchungsvorgangs mit longitudinalen und/oder transversalen Schwingungen erzielt. Der Umformwiderstand des Materials wird durch eine geeignete Erwärmung und/oder Wirkung von Strom (Elektroplastizität) verringert bzw. die Umformbarkeit des Materials im gewünschten Bereich verbessert. Der Übergangsbereich an der Aufdickung von der Ausgangswandung zur verdickten Wandung ist nicht sprunghaft, so dass bei einer Lasteintragung und/oder Lastübertragung keine Kerbwirkung am Übergangsbereich auftreten kann. Durch das Anlegen einer Schwingung wird eine Faltenbildung vermieden, wie dies bei Stauchverfahren aus dem Stand der Technik für dünnwandige Hohlprofile der Fall sein kann.
Nach einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofils, insbesondere eines Rohres, mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärken, vorgesehen, wobei das Hohlprofil aus einem verformbaren Material, insbesondere rohrförmigen Halbzeug ausgebildet ist, aufweisend die Schritte:

– Festlegen eines ersten und eines zweiten Abschnittes des Hohlprofils an zueinander beabstandeten Haltestellen, einer Stauchungsvorrichtung und Ausbilden eines Stauchungsbegrenzungsraumes,
– Aufeinanderzubewegen der ersten und zweiten Haltestelle, so dass ein zu stauchender Abschnitt des rohrförmigen Hohlprofils, der zwischen der ersten und zweiten Haltestelle angeordnet ist, in den Stauchungsbegrenzungsraum gestaucht wird,

Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Bewegen der ersten Haltestelle hin zu der anderen Haltestelle an dem zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils eine mechanische und/oder thermische Schwingung angelegt wird. Unter mechanischen Schwingungen sind hierbei jedes Einbringen von oszillierenden erzwungene oder fremderregte Schwingungen zu verstehen, die mittels einer geeigneten Vibrations-Vorrichtung an dem umzuformenden Hohlprofil angelegt werden. Unter thermischer Schwingung ist insbesondere das geeignete Erwärmen des Hohlprofils, beispielsweise durch Hitzebestrahlung oder durch Anregung mittels elektrischen Stromes zu verstehen, so dass ein Umformen erleichtert wird. Das Anlegen einer mechanischen und/oder thermischen Schwingung an dem zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils hat insbesondere den Vorteil, dass die erforderlichen Umformkräfte herabgesetzt werden.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass beim Bewegen der einen Haltestelle hin zu der anderen Haltestelle an dem zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils eine Schwingung angelegt wird, die im Wesentlichen in Richtung einer der Achsen des Hohlprofils verläuft und/oder eine Torsions-Schwingung angelegt wird, die im Wesentlichen um eine der Achsen des Hohlprofils herum verläuft, Dies hat den Vorteil, dass die Schwingungen in Vorschubrichtung der Umformung aufgebracht werden, was das Umformen vereinfacht.
Nach einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass der zu stauchende Abschnitt des Hohlprofils vor und/oder während dem Stauchen in eine thermische Schwingung versetzt wird, in dem der zu stauchende Abschnitt erwärmt und/oder mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird. Dies hat den Vorteil, dass durch die Erwärmung ein plastisches Verformen möglich ist. Es liegt jedoch auch im Bereich der Erfindung, dass die Umformung kalt erfolgen kann, d. h. ohne eine entsprechende Erwärmung.
Nach einem anderen Aspekt der Erfindung ist Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils mit unterschiedlichen Wandstärken, insbesondere eines Rohres, mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärken, wobei das Hohlprofil aus einem verformbaren Material, insbesondere rohrförmigen Hohlprofil ausgebildet ist, vorgesehen, wobei die Vorrichtung aufweist eine erste Haltestelle und/oder eine zweiten Haltestelle zum Fixieren eines ersten Endabschnittes des Hohlprofils, wobei die eine Haltestelle gegenüber der anderen Haltestelle bewegbar ist und an der ersten Haltestelle und/oder an der zweiten Haltestelle wenigstens eine Schwingungserzeugungsvorrichtung vorgesehen ist, die an einem zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils eine Schwingung, die im Wesentlichen parallel zu einer Achsrichtung des Hohlprofils verläuft und/oder eine Torsionsschwingung erzeugen kann, die im Wesentlichen um eine Achsrichtung des Hohlprofils herum verläuft.
Das Anlegen einer Schwingung hat den Vorteil, dass insbesondere bei dünnwandigen Hohlprofilen beim Stauchen kein Knicken oder Falten auftritt. Ferner entsteht am Übergangsbereich zwischen gestauchten und ungestauchten Abschnitten des Hohlprofils keine Kerbwirkung, die zu Spannungsspitzen führen kann, da kein sprunghafter Anstieg zwischen den unterschiedlichen Wandungen vorliegt. Durch die Schwingungsüberlagerung wird eine Faltenbildung vermieden, die bei klassischen Stauchen dünnwandiger Hohlprofile auftreten kann. Das Einbringen der Schwingungen kann nicht nur über die die Haltestellen definierenden Elemente der erfindungsgemäßen Vorrichtung erfolgen, sondern auch an anderen Elementen der erfindungsgemäßen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Stützdorn und/oder einer Begrenzungshülse, die zu einer Stauchungsbegrenzungshülse der erfindungsgemäßen Vorrichtung gehören. An den Haltestellen, dem Stützdorn und/oder der Begrenzungshülse können thermische und oder mechanische Schwingungserzeugungsvorrichtungen in Form von Vibratoren und/oder Oszillatoren angeordnet sein. Die Schwingungserzeugungsvorrichtungen können auch nur mit dem umzuformenden Bauteil, dem Hohlprofil, in Kontakt bringbar gestaltet sein.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, dass die Vorrichtung eine Stauchungsbegrenzungsvorrichtung aufweist, die einen Stauchungsbegrenzungsraum für den zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils definiert ist. Dies hat den Vorteil, dass eine vorbestimmte Umformung des Hohlprofils möglich ist.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, die Stauchungsbegrenzungsvorrichtung einen Stützdorn aufweist, der in das Hohlprofil einsetzbar ist.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, der Stützdorn eine Ausnehmung aufweist, die wenigstens teilweise den Stauchungsbegrenzungsraum definiert.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, die Stauchungsbegrenzungsvorrichtung eine Begrenzungshülse aufweist, die auf den zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils aufsetzbar ist.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass die Begrenzungshülse eine Ausnehmung definiert, die zwischen der Außenumfangsfläche des zwischen dem ersten und zweiten Spannmittel eingespannten Hohlprofils und der Innenumfangsfläche der Begrenzungshülse den Stauchungsbegrenzungsraum definiert.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, zum Erzeugen einer thermischen Schwingung eine Temperiervorrichtung zum Erwärmen des zu stauchenden Abschnitts des Hohlprofils vorgesehen ist, die in einem ersten Spannmittel der erstes Haltestelle, einem zweiten Spannmittel der zweiten Haltestelle, der Begrenzungshülse und/oder dem Stützdorn untergebracht ist. Dies hat den Vorteil, dass mittels der Temperiervorrichtung mögliche Eigenspannungen in dem Hohlprofil abgebaut werden können, in dem das Hohlprofil an geeigneten Bereichen gezielt erwärmt werden kann, wenn die Temperiervorrichtung eine Mehrzahl von Heizelementen aufweist, die jeweils einzeln angesteuert werden können. Ferner kann durch Erwärmung die plastische Verformung des zu stauchenden Abschnittes des Hohlprofils vereinfacht werden. Ferner kann die Temperiervorrichtung der Gestalt sein, dass auch ein gezieltes Abkühlen nach dem Stauchen möglich ist, um den Aufbau von Eigenspannungen zu vermeiden. Mittels der Temperiervorrichtung kann eine konduktive Erwärmung erzielt werden.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, zum Erzeugen einer thermischen Schwingung eine Induktionsvorrichtung vorgesehen ist, die Induktoren innerhalb und/oder außerhalb des zu stauchenden Abschnitts des Hohlprofils aufweist.
Mittels Induktion können insbesondere thermische Schwingungen in dem zu stauchenden Abschnitt aufgebaut werden, so dass die notwendigen Umformkräfte herabgesetzt werden können. Ferner kann durch eine geeignete Variation der Induktion, eine gezielte Erwärmung des zustauchenden Abschnitts erzielt werden.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, eine Kontaktvorrichtung vorgesehen ist, die Kontaktstellen zum Anlegen eines elektrischen Stroms an den zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils aufweist.
Nach einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist vorgesehen, dass, die Kontaktvorrichtung eine induktive und/oder konduktive Kontaktvorrichtung ist, die Kontaktstellen und/oder Kontaktelemente zum Anlegen eines elektrischen Stroms an den zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils aufweist.
Mittels des elektrischen Stromes können insbesondere thermische Schwingungen in dem zu stauchenden Abschnitt aufgebaut werden, so dass die notwendigen Umformkräfte herabgesetzt werden können. Ferner kann durch eine geeignete Variation des elektrischen Stromes, eine gezielte Erwärmung des zu stauchenden Abschnitts des Hohlprofils erreicht werden.
Die induktive Kontaktvorrichtung kann beispielsweise von niederfrequenten Wechsel-Strom durchflossene Spulen zum Erzeugen eines magnetischen Wechselfeldes aufweisen, das im Material des zu stauchenden Abschnittes Wirbelströme erzeugt, so dass das Material erwärmt bzw. in thermische Schwingung versetzt wird.
Bei der konduktiven Kontaktvorrichtung wird bevorzugt ein hochfrequenter elektrischer Strom verwendet. Durch die hohe Frequenz des elektrischen Stroms können die Kontaktstellen eine besonders kleine Kontaktfläche mit dem zu bearbeitenden Bereich des Hohlprofils aufweisen. Mit dem hochfrequenten Strom kann der zu stauchende Abschnitt auf Härtetemperatur gebracht werden.
Mittels des elektrischen Stromes und dessen geeignete Variation können die Phänomene der Elektroplastizität aktiviert werden, so dass die notwendigen Umformkräfte herabgesetzt werden können.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines Hohlprofils mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärken und der erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung zum Herstellen eines Hohlprofils mit unterschiedlichen Wandstärken sind in den Unteransprüchen angegeben.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind ferner folgende Vorteile erzielbar. Der gestauchte Abschnitt weist eine besondere Homogenität auf. Durch das überlagerte Einbringen der thermischen und mechanischen Schwingung an der Haltestelle bzw. Wirkstelle des zu stauchenden Abschnittes kann das Wandungsmaterial besser fließen und der Versagensfall des Faltens oder Knickens verhindert werden. Ferner kann durch einen geririgeren Materialeinsatz durch die gezielte Materialanpassung im gestauchten Abschnitt ein besserer Material-Nutzungsgrad erzielt werden.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen erläutert. Diese zeigen:
1 in einer Längsschnittansicht ein zu stauchendes Hohlprofil,
1a bis 1c Querschnittsansichten unterschiedlicher Hohlprofilformen des Hohlprofils gemäß der Schnittführung A-A aus 1,
2 eine Längsschnittansicht des zu stauchenden Hohlprofils, das in einer ersten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung angeordnet ist,
2a eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung gemäß der Schnittführung B1-B1 aus 2,
3 eine Längsschnittansicht des zu stauchenden Hohlprofils von 1, das in einer zweiten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung angeordnet ist,
3a eine Querschnittsansicht der erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung gemäß der Schnittführung B2-B2 aus 3,
4 eine Längsschnittansichten des wenigstens teilweise gestauchten Hohlprofils,
4a mechanische Schwingungsverläufe einer in der erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung verwendeten Schwingungserzeugungsvorrichtung,
5 eine Längsschnittansichten des vollständig gestauchten Hohlprofils, und
6 eine Längsschnittansicht des gestauchten Hohlprofils von 1.
Es wird Bezug genommen auf 1.
1 zeigt in einer Längsschnittteilansicht ein Hohlprofil 1, insbesondere ein Halbzeug eines Rohr, mit einer vorbestimmten Wandstärke w und einem Innendurchmesser D_i und einen Außendurchmesser D_a. Ferner ist in 1 als Referenzlinie die Mittelachse M dargestellt, an der ein Bezugssystem mit X-Y-Z-Achsen angezeigt ist. Bei dem Hohlprofil oder Rohr 1 kann es sich beispielsweise um ein Rohr 1 einer Abgasanlage, wie einer Abgasanlage eines Verbrennungsmotors handeln. Die Rohre für Abgasanlagen in Verbrennungsmotoren haben üblicherweise eine Wandstärke w im Bereich von etwa 1,5 bis 2,5 mm. Um die Rohre der Abgasanlage miteinander zu verbinden, werden diese mit einem Montageabschnitt 17 versehen. Der Montageabschnitt 17 ist bevorzugt eine Verdickung der Wandung w des Rohres 1. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind zum knickfreien Verdicken bzw. Stauchen der Wandungen w derartiger dünnwandiger Rohre 1 vorgesehen.
Es wird nun Bezug genommen auf 1a bis 1c.
1a bis 1c zeigen unterschiedliche Querschnittsformen des Hohlprofils 1 bzw. Rohres, gemäß der Schnittführung A-A aus 1. Wie aus 1a bis 1c ersichtlich, kann das Hohlprofil eine kreisförmige, polygone und/oder rechteckförmige Form aufweisen. Wesentlich ist hierbei nur, dass die Wandstärke w des Halbzeuges 1 in Längsrichtung X nach dem Bezugssystem B im Wesentlichen konstant ist. Es ist jedoch auch möglich, das in dem erfindungsgemäßen Verfahren und in der erfindungsgemäßen Vorrichtung Hohlprofile verformt werden können, die vor dem Verformen oder Stauchen unterschiedliche Wandstärken aufweisen.
Es wird nun Bezug genommen auf 2.
2 zeigt eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zum Herstellen eine Hohlprofils 1 mit unterschiedlichen Wandstärken oder kurz einer Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 mit einem in der Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 bereits angeordnetem Hohlprofil 1. Bei dem Hohlprofil 1 kann es sich um ein Rohr mit einem konstanten Querschnitt und einer konstanten Wandstärke oder Wandung w handeln, wie in 1a bis c dargstellt.
Die Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 weist ein erstes Spannmittel 50 auf, das an einem ersten Endabschnitt 12 des Hohlprofils 1 zum Stachen eines Abschnittes 16 des Hohlprofils 1 festlegbar ist und eine erste Haltestelle 51 definiert. Das Hohlprofil 1 wird an der Haltestelle 51 von dem ersten Spannmittel 50 derart festhält, dass beim Bewegen des ersten Spannmittels 50 der Endabschnitt 12 mitbewegt wird, hier in entgegengesetzter X-Richtung, um die Wandung w zu stauchen.
Ferner weist die Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 ein zweites Spannmittel 20 auf, das in X-Richtung mit einem vorgegebenen Abstand A von dem ersten Spannmittel 50 beabstandet ist. Das zweite Spannmittel 20 definiert eine zweite Haltestelle 21, die das Hohlprofil 1 an einem Abschnitt 13 festhält, der von dem ersten Abschnitt 12 beabstandet ist.
Mittels des zweiten Spannmittels 20 wird das Hohlprofil 1 an dem Abschnitt 13 derart festgehalten, dass ein Stauchen des Hohlprofils 1 an einer vorbestimmten Stelle 16 möglich ist. Das erste und zweite Spannmittel 20, 50 halten das Hohlprofil 1, an dessen Oberfläche 11 derart fest, dass, wenn das erste Spannmittel 50 in Längsrichtung X hin zu dem zweiten Spannmittel 20 bewegt wird, der von dem zweiten Spannmittel 20 festgehaltene Abschnitt 13 des Hohlprofils 11 an Ort und Stelle verbleibt und keine translatorische Bewegung in X-, Y- oder Z-Richtung erfährt und der zu stauchende Abschnitt 16 gestaucht wird. Erfindungsgemäß ist das erste Spannmittel 50 derart bewegbar ausgebildet, dass ein Stauchen des zu stauchenden Abschnittes 16 möglich ist, wobei das zweite Spannmittel 20 stationär bleibt.
Es liegt im Bereich der Erfindung, dass das zweite Spannmittel 20 zum Stauchen der Wandung w des Hohlprofils bewegbar ausgebildet ist, wobei das erste Spannmittel 50 stationär bleibt. Es liegt ebenfalls im Bereich der Erfindung, dass beide Spannmittel 50, 20 zum Umformen oder Stauchen der Wandung w des Hohlprofils 1 aufeinander zu bewegbar sind.
Bei den Spannmitteln 20, 50 kann es sich um alle zum Festhalten des Hohlprofils 1 geeigneten Vorrichtungen handeln, die ein Stauchen oder Umformen des zwischen den beiden Spannmitteln 20, 50 angeordneten Bereiches 16 erlauben und gleichzeitig zum Einbringen einer mechanischen und/oder thermischen Schwingung in X, Y, und/oder Z-Richtung geeignet sind. Die mechanischen und thermischen Schwingungen können auch in anderen Richtungen als den X-Y-Z-Richtungen des Bezugsystems B auf das Hohlprofil 1 angelegt werden.
Zum definierten Stauchen der Wandung w des Hohlprofils 1 weist die Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 ferner eine Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60 auf. Die Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60 weist in dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel einen Stützdorn 30.1 auf, der in das Hohlprofil 1 einsetzbar ist und der eine derartige Querschnittsform aufweist, die im Wesentlichen mit der Querschnittsform des von dem Hohlprofils 1 definierten Hohlraum korrespondiert, so dass die Oberfläche 31 des Stützdorns 30 im Wesentlichen bündig in Längsrichtung X- und Querrichtungen Y, Z anliegt, wobei ein Verlagern der Wandung w des Hohlprofils 1 entlang der Oberfläche 31 des Stützdorns 30.1 während des Stauchens oder Umformens möglich ist. Der Stützdorn 30.1 kann zusätzlich hierfür mit einem geeigneten Schmiermittel versehen sein.
Ferner weist die Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60 eine Begrenzungshülse 40 auf, die den zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 wenigstens teilweise umgibt. Die Begrenzungshülse 40 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel im Bereich des zu stauchenden Abschnittes 16 mit einem vorbestimmten Umfangsabstand ua von der Oberfläche 11 des Hohlprofils 1 beabstandet, um einen definierten Stauchungsbegrenzungsraum 100 zwischen der Umfangs-Oberfläche 11 des Hohlprofils 1 und der Innenumfangs-Oberfläche 41 der Begrenzungshülse 40.1 zu definieren. Der Stauchungsbegrenzungsraum 100 ist zur Aufnahme der zu stauchenden Wandung w des zu stauchenden Abschnittes 16 des Hohlprofils 1 vorgesehen, so dass das die mittels dem oder den Spannmittel 20, 50 gestauchte Wandung w in den dafür vorgesehenen Stauchungsbegrenzungsraum 100 umformbar ist.
Es wird nun Bezug genommen auf 2a, die in einer Querschnittsansicht gemäß der Schnittführung B1-B1 von 2 die Anordnung des Stützdorns 30, des Halbzeuges 1 und der Begrenzungshülse 40 zueinander darstellen sollen.
Wie aus 2a ersichtlich, ist die Begrenzungshülse 40.1 zum Ausbilden des Stauchungsbegrenzungsraums 100 von der Außenfläche 11 des Hohlprofils 1 mit einem konstanten vorbestimmten Umfangsabstand ua angeordnet, so dass eine gestauchte Wandung 1b des Hohlprofils 1 in den Stauchungsbegrenzungsraum 100 bei Betätigung der Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 eingebracht werden kann.
Um das Stauchen der Wandung w des Hohlprofils 1 zu erleichtern, wird in einer Ausführungsform erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung 1 der zu stauchende Abschnitt 16, der sich zwischen dem ersten Spannmittel 50 und dem zweiten Spannmittel 20 erstreckt, bevorzugt mittels einer Temperiervorrichtung 110 erwärmt, so dass das den stauchenden Abschnitt 16 ausbildenden Material in eine thermische Schwingung versetzt wird, was eine plastische Verformung vereinfacht.
Die Temperiervorrichtung 110 kann in dem Stützdorn 30 ausgebildet sein, wobei geeignete Heizelemente in dem Stützdorn 30 ausgebildet sind, mit deren Hilfe eine geeignete Wärmeübertragung auf den zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 erfolgen kann. Bei den Heizelementen kann es sich beispielsweise um Heizdrähte handeln, die über elektrischen Strom betreiben werden.
Es liegt auch im Bereich der Erfindung, dass die Temperiervorrichtung 110 nur oder zusätzlich in der Begrenzungshülse 40 der Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60 vorgesehen ist. Durch das Anlegen einer thermischen Schwingung, die durch eine Wärmeeinwirkung verursacht wird, soll die plastische Verformungsobergrenze des jeweiligen Halbzeugmaterials des Hohlprofils oder Halbzeugs herabgesetzt werden.
Zum Erwärmen des zu stauchenden Abschnitts 16 können jedoch auch andere Vorrichtungen und Mittel vorgesehen werden, wie beispielsweise Mikrowellen- und Infrarot-Bestrahlungsvorrichtungen, die den zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 derart erwärmen, dass eine plastische Verformung des Materials des Hohlprofils 1 erleichtert wird.
Das Hohlprofil 1 ist bevorzugt aus einem Metall, wie Aluminium oder Edelstahl, gebildet, wobei auch der Stützdorn 30 bevorzugt wenigstens eine metallische Ummantelung aufweist, so dass eine entsprechende Wärmeübertragung von dem Stützdorn 30 hin zu dem Stauchungsraum 100 möglich ist. Das Hohlprofil 1 kann jedoch auch aus geeigneten Kunststoff- und oder Kompost-Materialien bestehen, die mittels thermischer und mechanischer Schwingungen plastisch verformbar sind.
Es liegt auch im Bereich der Erfindung, dass eine Erwärmung des Stauchungsbegrenzungsraumes 100 bzw. des darin befindlichen Hohlprofils 1 durch Anlegen eines elektrischen Stromes direkt an dem Hohlprofil 1 erfolgt, um die Umformbarkeit des Materials der Wandung w des Hohlprofils 1 zu erleichtern. Das Material der Wandung w kann durch den daran angelegten elektrischen Strom in thermische Schwingung versetzt werden, was ein plastisches Verformen der Wandung w erleichtern kann. Hierfür können an einer geeigneten Stelle des Hohlprofils 1 Elektroden 201, 202 angebracht werden. Die Elektroden werden hierfür mit einer geeigneten elektrischen Stromquelle 200 gekoppelt und können in den Spannmitteln 20, 50, wie in 2 dargestellt, integriert sein.
Die Elektroden 201, 202 können zusätzlich oder ausschließlich am Stützdorn 30 und/oder an der Begrenzungshülse 40 vorgesehen sein. Die Elektroden können auch direkt an dem Hohlprofil 1 während des Stauchungs- bzw. Umform-Verfahrens elektrisch angekoppelt sein. Es sind auch andere hier nicht aufgeführte elektrische Kopplungsstellen an der Stauchungs-Vorrichtung 10 und an dem Hohlprofil 1 vorstellbar. Wesentlich ist hierbei, dass durch das elektrischen Ankoppeln der jeweiligen Elektroden der zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 von einem geeigneten elektrischen Strom durchströmt wird, so dass eine Elektro-Plastifizierung möglich ist, um den Umformungswiderstand des zu stauchenden Abschnittes 16 abzumindern.
Zum Erzeugen einer thermischen Schwingung in dem zu stauchenden Abschnitt 16 können auch konduktiv oder induktiv wirkende Kontaktvorrichtungen vorgesehen sein, die Kontaktstellen oder Kontaktelemente zum Anlegen eines elektrischen Stromes an den zu stauchenden Abschnitten 16 des Hohlprofils 1 aufweisen.
Mit den konduktiven der induktiven Kontaktvorrichtungen kann niederfrequenter oder hochfrequenter elektrischer Strom eingebracht werden, um den zu stauchenden Abschnitt zu erweichen und/oder zu härten.
Ferner ist an einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 eine Schwingungserzeugungsvorrichtung 400 (nicht dargestellt) vorgesehen.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Schwingungserzeugungsvorrichtung 400 in wenigstens einem der Spannmittel 20, 50 ausgebildet. Die Schwingungserzeugungsvorrichtung 400 kann auch an anderen Elementen der Stauchungs-Vorrichtung 10 ausgebildet sein. Wesentlich ist hierbei, dass die von der Schwingungserzeugungsvorrichtung 400 erzeugten mechanischen Schwingungen auf geeignete Weise dem zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 zugeführt bzw. an demselben angelegt werden können. Die Schwingungserzeugungsvorrichtung 400 ist bevorzugt derart ausgelegt, dass sie weinigsten eine Längsschwingung S und eine Drehschwingung oder Torsionsschwingung T erzeugen kann. Unter Längsschwingungen sind in diesem Zusammenhang Schwingungen zu verstehen, die in Richtung einer der X, Y, Z-Achsen des Bezugssystems B verlaufen, wobei unter Drehschwingungen oder Torsionsschwingungen Schwingung zu verstehen sind, die um die X, Y, Z-Achsen des Bezugssystems B herum verlaufen.
Es wird Bezug genommen auf 4a, die die verschiedener Längs- und Querschwingungen Sx, Sy, Sz und Torsionsschwingungen Tx, Ty, Tz veranschaulichen soll, die mit der Schwingungserzeigungsvorrichtung 400 bevorzugt über die Spannmittel 20, 50 an dem zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 angelegt werden können, um die notwendigen Umformkräfte des zu stauchenden Abschnitts 16 des Hohlprofils 1 zu verkleinern.
Zum Stauchen bzw. Umformen der Wandung w des Hohlprofils wird bevorzugt eine Längsschwingung Sx und eine Torsionsschwingung Tx angelegt. Mit den Pfeilsymbol 200 wird die Richtung der Längs-Schwingung S, mit dem Parabelverlauf 202, die Amplitude der Schwingung und mit den Pfeilköpfen 201 eine oszillierende Schwingrichtung angezeigt. Mit den Pfeilsymbol 300 wird die Richtung der Torsions- oder Dreh-Schwingung T, mit dem Drehschwingverlauf 302, die Amplitude der Dreh-Schwingung und mit den Pfeilköpfen 201 die Schwingrichtung angezeigt. Durch diese mechanischen Schwingungen Sx und Tx jeweils in Vorschubrichtung entlang der X-Richtung lassen sich die notwendigen Umformkräfte zum Ausbilden einer aufgedickten Wandung 1b signifikant senken. Die für die Bezugszeichen 200, 201, 202 und 300, 301, 302 gemachten Erläuterungen gelten auch für die mechanischen Schwingungen Sy, Sz, und die Torsionsschwingungen Ty, Tz.
Die unterschiedlichen Längs- und Torsionsschwingungen sind in 4a mit Sx, Sy, Sz und TX, Ty und Tz angezeigt. Mit der erfindungsgemäßen Stauchungs-Vorrichtung 10 können aber auch mechanische Schwingungen in Achsrichtungen an dem zu stauchenden Abschnitt 16 angelegt werden, die von dem Achsrichtungen X-Y-Z des Bezugssystems B abweichen.
Die Längsschwingung Sx und/oder Querschwingung Sy, Sz, die mit Torsionsschwingungen Tx, Ty, Tz überlagerbar sind, führen in dem zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 zu einer Herabsetzung der notwendigen Umformkräfte, wobei eine ungewollte Faltenbildung insbesondere bei sehr dünnwandigen Halbzeugen und Hohlprofilen, durch die Längs- und Querschwingungen und Torsionsschwingungen vermieden werden kann. Unter dünnwandigen Hohlprofilen 1 sind hierbei Hohlprofile mit einer Wandstärke im Bereich von weniger als 3 mm zu verstehen. Das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung sind jedoch auch für Hohlprofile mit einer Wandstärke größer oder gleich 3 mm verwendbar.
Beim Ausbilden der gewünschten Wandstärke 1b durch Stauchung wird neben einer Erwärmung des zu stauchenden Abschnittes 16 des Hohlprofils zum Erzeugen einer thermischen Schwingung in einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung 10 zusätzlich oder ausschließlich eine mechanische Schwingung an dem zu stauchenden Abschnitt 16 angelegt.
Die mechanische Schwingung wird bevorzugt mittels des ersten und/oder des zweiten Spannmittels 20, 50 auf das Hohlprofil 1 übertragen. Die mechanische Schwingungen werden mit einer vorbestimmten Frequenz erzeugt und verlaufen bevorzugt in Längsrichtung X wobei auch mechanische Schwingung in Querrichtung Y und/oder Querrichtung Z, auf das umzuformende Halbzeug 1 aufgebracht werden können, so dass die durch die mechanischen Langs- und Quer-Schwingungen Sx, Sy, Sz und/oder Torsionsschwingungen Tx, Ty, Tz erzeugten Vibrationen ein Stauchen der Wandung w im Abschnitt 16 des Halbzeuges 1 erleichtert wird, in dem durch die mechanischen Schwingungen die notwendigen Umformkräfte herabgemindert werden.
Es wird nun Bezug genommen auf 3 und 3a.
3 zeigt in einer Längsschnittansicht eine andere Ausführungsform der Rohrstauchungs-Vorrichtung 10, wobei sich die Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 von der in 2 gezeigten Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 im Wesentlichen darin unterscheidet, dass der Stauchungsbegrenzungsraum 100 von der Innenoberfläche 15 des Hohlprofils 10 und von einer in dem Stützdorn 30.2 ausgebildeten Ausnehmung 31 definiert ist, die in dem Stützdorn 30.2 über dessen Umfangsquerschnitt ausgebildet ist, wobei die Ausnehmung 31 mit einem Abstand ui von der Innenoberfläche 15 des Hohlprofils 1 beabstandet ist.
Es wird nun Bezug genommen auf 3a, die in einer Schnittansicht gemäß Schnittführung B2-B2 die Anordnung des Hülsenprofils 1 mit der Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60 von 3 zeigt.
Wie aus 3a ersichtlich, ist das Hohlprofil 10 mit seiner Außenumfangsfläche 11 direkt an der Innenumfangsfläche einer Begrenzungshülse 40.2 der Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60, insbesondere der Begrenzungshülse 40.2 angeordnet, so dass zwischen der Außenumfangsoberfläche 11 des Hohlprofils 1 und der Innenoberfläche 41 der Begrenzungshülse 40.2 kein Zwischenraum ausgebildet ist. Der Stauchungsbegrenzungsraum 100 wird in dem in 3 und 3a gezeigten Ausführungsbeispiel der Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 im Wesentlichen von der Ausnehmung 31 des Stützdorns 30.2 und der Innenfläche 15 des Hohlprofils 1 gebildet, wobei der Stauchungsbegrenzungsraum 100 von dem Wandmaterial des Hohlprofils 1 beim Stauchungsprozess ausgefüllt wird, so dass eine gewünschte Wandstärke 1b der Wandung w des Hohlprofils 1 ausgebildet wird.
Bei beiden Ausführungsformen, die in 2 und 3 gezeigt sind, wird die gewünschte Wandstärke jeweils durch den Stauchungsbegrenzungsraum 100 definiert, Auch bei der zweiten Ausführungsform der Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 wird das Stauchen und Umformen der Wandung w im zu stauchenden Abschnitt 16 durch thermische und/oder mechanische Schwingungen unterstützt.
Es wird nun Bezug genommen auf 4 und 5, die jeweils unterschiedliche Stauchungssituationen des Hohlprofils 1 bei dem erfindungsgemäßen Stauchungsvorgang zum Erzielen einer einstöckigen und einstoffliches Stauchungswandverstärkung 16 an dem Halbzeug 1, insbesondere einem Hohlprofilhalbzeug, wie einem Rohr, zeigen, wobei hierbei die erste Ausführungsform der Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 gezeigt ist.
5 zeigt in einem Zwischenstadium ein bereits verformtes bzw. gestauchtes Hohlprofil 1, wobei ein Abschnitt 1b des zu stauchenden Wandungsabschnittes 16 des Hohlprofils 1 bereits teilweise in dem Stauchungsbegrenzungsraum 100 eingeformt worden ist. Hierfür ist das erste Spannmittel 50 um einen vorbestimmten Verfahrweg in negativer X-Richtung hin zu dem zweiten Spannmittel 30 bewegt worden, wobei das erste und das zweite Spannmittel derart an der Außenumfangsfläche des Hohlprofils 1 befestigt worden sind, dass eine Bewegung des ersten Spannmittels 50 hin zu dem zweiten Spannmittel 20 eine Stauchung der Rohrwandung 1c bewirkt. Hierbei wird eine thermische und/oder mechanische Schwingung mittels der entsprechenden Elemente der Stauchungs-Vorrichtung 10 an dem Hohlprofil 1 erzeugt.
Um eine definierte Stauchung des Wandungsmaterials in dem zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1 zu erzielen, wird mit Hilfe der Stauchungsbegrenzungsvorrichtung 60, die den Stützdorn 30.1 oder 30.2 und die Begrenzungshülse 40.1 oder 40.2 aufweist, ein Stauchungsraum 100 definiert, in den auf eine definierte Art und Weise Wandmaterial 1c des Hohlprofils 10 durch den Stauchungsvorgang eindringen kann. In dem erfindungsgemäßen Verfahren wird neben dem Bewegen des ersten Spannmittels 50 hin zu dem zweiten Spannmittel 20 zusätzlich in dem zu stauchenden Abschnitt 16 des Hohlprofils 1, der sich zwischen dem ersten Spannmittel 50 und dem zweiten Spannmittel 20 erstreckt und im Wesentlichen von der Begrenzungshülse 40.1, 40.2 und/oder der Ausnehmung 31 des Stützdorns 30.1, 30.2 (s. 2 und 3) umgeben ist, eine mechanische und/oder thermische Schwingung während der Vorschubbewegung eines der Spannmittel 20, 50 zum Umformen der Wandung w angelegt. Die thermischen Schwingungen werden bevorzugt durch Erwärmen des zu stauchenden Abschnittes 16 erzeugt, während die mechanischen Schwingungen durch eine Vibration des zu stauchenden Abschnittes 16 durch Langs- und Querschwingungen Sx, Sy, Sz und/oder Torsionsschwingungen Tx, Ty, Tz erzeugt werden.
Es wird nun auf 5 Bezug genommen, die eine Endsituation darstellt, wenn das Hohlprofil 1 die gewünschte Wandstärke 1b aufweist. Wie aus 5 ersichtlich, ist der Stauchungsbegrenzungsraum 100 nun fast vollständig mit Wandmaterial 1c des Hohlprofils 1 gefüllt, wobei die gewünschte Wandstärke 1b in der Wandung w des Hohlprofils 1 ausgebildet worden ist. Das erste Spannmittel 50 ist hin zu dem zweiten Spannmittel 20 verfahren worden, wobei der Verfahrweg im Wesentlichen durch den von der Begrenzungshülse 40 und dem ersten Spannmittel 50 freigelassenen Verfahrweg A bestimmt wird, wobei beim Bewegen des einen Spannmittels 20, 50 hin zu dem anderen Spannmittel 50, 20 eine thermische und oder mechanischen Schwingung an dem Hohlprofil 1 angelegt werden.
Es wird nun auf 6 Bezug genommen, die das Hohlprofil 1 in der Endsituation nach dem Stauchen und ohne die Rohrstauchungs-Vorrichtung 10 zeigt. Das gestauchte Hohlprofil 1 weist zwischen seinem ersten Endabschnitt 12 und dem Abschnitt 13 einen gestauchten Montageabschnitt 17 auf, der nun die gewünschte Wandstärke 1b der aufgedickten Wandung 1b aufweist, um die an einer möglichen Montagestelle auftretenden Kräfte aufzunehmen.
Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren und der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird mittels der mechanischen Längs-Schwingung Sx, Sy, Sz, und/oder der mechanischen Torsionsschwingung Tx, Ty, Tz um eine der Achsen, die an einer der Haltestellen oder an beiden Haltestellen des ersten Spannmittels 50 und des zweiten Spannmittels 20 eingebracht werden, eine Stauchung von dünnwandigen Hohlprofilen ermöglicht.
Als mechanische Schwingungen sind die mechanischen Längs- und Querschwingungen Sx, Sy, Sz und mechanische Torsionsschwingungen Tx, Ty, Tz zu verstehen, die entweder in Richtung der jeweiligen X-Y-Z-Richtung verlaufen oder torsionsartig um die jeweilige X-, Y-, Z-Achse herum verlaufen und durch mechanische Mittel, wie Vibratoren, erzeugbar sind. Die mechanische Längs,- Quer,- und Torsionsschwingung kann oszillierenden aufgebrachte werden.
Bevorzugt wird neben der mechanischen Schwingung an den zu stauchenden Abschnitt 16 auch eine thermische Schwingung aufgebracht, die beispielsweise durch Erwärmen mittels eines elektrischen Stromes erzeugbar ist.
Die Erfindung wurde anhand unterschiedlicher Ausführungsformen beschrieben, wobei die unterschiedlichen Ausführungsformen untereinander kombinierbar sind.
Beispielsweise kann der Stauchungsbegrenzungsraum 100 sowohl von der Ausnehmung 31 des Stützdorns als auch einer zu dem Hohlprofil 1 beabstandeten Begrenzungshülse 40.1 definiert werden.
Ferner können die gezeigten Ausführungsformen der Stauchungsvorrichtung 10 mit Vibrations-, Temperier-, Induktions- und/oder induktiven oder konduktiven Kontaktvorrichtungen versehen sein, wobei die einzelnen Vorrichtungen an den jeweiligen Elementen der Stauchungsvorrichtung 10 ausgebildet und/oder an dem Hohlprofil 1 montierbar sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19604357 B4 [0009]
DE 440840 [0010]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofils (1), insbesondere eines Rohres, mit Abschnitten (1b, 1c) unterschiedlicher Wandstärken, wobei das Hohlprofil aus einem verformbaren Material, insbesondere rohrförmigen Halbzeug ausgebildet ist, aufweisend die Schritte: – Festlegen eines ersten und eines zweiten Abschnittes des Hohlprofils an zueinander beabstandeten Haltestellen (20, 50), einer Stauchungsvorrichtung (10) und Ausbilden eines Stauchungsbegrenzungsraumes (100), – Aufeinanderzubewegen der ersten und zweiten Haltestelle (21, 51), so dass ein zu stauchender Abschnitt (16) des rohrförmigen Hohlprofils (1), der zwischen der ersten und zweiten Haltestelle angeordnet ist, in den Stauchungsbegrenzungsraum (100) gestaucht wird, wobei beim Aufeinanderzubewegen der ersten und zweiten Haltestelle (21, 51) der zu stauchende Abschnitt (16) des Hohlprofils mit einer Schwingung beaufschlagt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bewegen der ersten Haltestelle (21, 51) hin zu der anderen Haltestelle (21, 51) an dem zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils eine mechanische und/oder thermische Schwingung angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Bewegen der einen Haltestelle hin zu der anderen Haltestelle an dem zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) eine Schwingung (Sx, Sy, Sz) angelegt wird, die im Wesentlichen in Richtung einer der Achsen des Hohlprofils (1) verläuft und/oder eine Torsions-Schwingung (Tx, Ty, Tz) angelegt wird, die im Wesentlichen um eine der Achsen des Hohlprofils (1) herum verläuft.
Verfahren nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zu stauchende Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) vor und/oder während dem Stauchen in eine thermische Schwingung versetzt wird, in dem der zu stauchende Abschnitt (16) erwärmt und/oder mit einem elektrischen Strom beaufschlagt wird.
Vorrichtung (10) zum Herstellen eines Hohlprofils (1) mit unterschiedlichen Wandstärken, insbesondere eines Rohres, mit Abschnitten (1b, 1c) unterschiedlicher Wandstärken, wobei das Hohlprofil (1) aus einem verformbaren Material, insbesondere rohrförmigen Hohlprofil (1) ausgebildet ist, wobei die Vorrichtung (10) aufweist eine erste Haltestelle und/oder eine zweiten Haltestelle (21, 51) zum Fixieren eines ersten Endabschnittes (12) des Hohlprofils (1), wobei die eine Haltestelle (21, 51) gegenüber der anderen Haltestelle (51, 21) bewegbar ist und an der ersten Haltestelle (51) und/oder an der zweiten Haltestelle (21) wenigstens eine Schwingungserzeugungsvorrichtung (400) vorgesehen ist, die an einem zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) eine Schwingung (Sx, Sy, Sz), die im Wesentlichen parallel zu einer Achsrichtung des Hohlprofils (1) verläuft und/oder eine Torsionsschwingung (Tx, Ty, Tz) erzeugen kann, die im Wesentlichen um eine Achsrichtung des Hohlprofils (1) herum verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (10) eine Stauchungsbegrenzungsvorrichtung (3, 4, 6) aufweist, die einen Stauchungsbegrenzungsraum (100) für den zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) definiert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchungsbegrenzungsvorrichtung (3, 4, 6) einen Stützdorn (30.1, 30.2) aufweist, der in das Hohlprofil (1) einsetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Stützdorn (30.2) eine Ausnehmung (31) aufweist, die wenigstens teilweise den Stauchungsbegrenzungsraum (100) definiert.
Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stauchungsbegrenzungsvorrichtung (3, 4,6) eine Begrenzungshülse (4) aufweist, die auf den zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) aufsetzbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die die Begrenzungshülse (4) eine Ausnehmung (31) definiert, die zwischen der Außenumfangsfläche (1) des zwischen dem ersten und zweiten Spannmittel eingespannten Hohlprofils (1) und der Innenumfangsfläche (41) der Begrenzungshülse (40.1) den Stauchungsbegrenzungsraum (100) definiert.
Vorrichtung nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen einer thermischen Schwingung eine Temperiervorrichtung (110) zum Erwärmen des zu stauchenden Abschnitts (16) des Hohlprofils (1) vorgesehen ist, die in einem ersten Spannmittel (50) der ersten Haltestelle (51), einem zweiten Spannmittel (21) der zweiten Haltestelle (21), der Begrenzungshülse (40.1, 40.2) und/oder dem Stützdorn (30.1, 30.2) untergebracht ist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erzeugen einer thermischen Schwingung eine Induktionsvorrichtung vorgesehen ist, die Induktoren innerhalb und/oder außerhalb des zu stauchenden Abschnitt des Hohlprofils (1) aufweist.
Vorrichtung nach zumindest einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kontaktvorrichtung vorgesehen ist, die Kontaktstellen zum Anlegen eines elektrischen Stroms an den zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontaktvorrichtung eine induktive und/oder konduktive Kontaktvorrichtung ist, die Kontaktstellen und/oder Kontaktelemente zum Anlegen eines elektrischen Stroms an den zu stauchenden Abschnitt (16) des Hohlprofils (1) aufweist.