DE102013106422B3

DE102013106422B3 - Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens für eine Luftfeder für Kraftfahrzeuge sowie derartiger Abrollkolben

Info

Publication number: DE102013106422B3
Application number: DE201310106422
Authority: DE
Inventors: Stephan Koller; Uwe Nestlen; Daniel Berger; Horst Siefermann; Gerhard Mayer
Original assignee: Progress Werk Oberkirch AG
Current assignee: PWO AG
Priority date: 2013-06-19
Filing date: 2013-06-19
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2033-06-20

Abstract

Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens (10) für eine Luftfeder für ein Kraftfahrzeug, wobei der Abrollkolben (10) ein rohrförmiges Hohlprofil (12) aufweist, das an einem ersten Längsende (14) einen Balgsitz (16) zum Anbringen eines Balges und an einem zweiten Längsende (18) einen Dichtsitz (20) zum Anbringen einer Dichtung aufweist, wird zunächst eine Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) in Form eines Tiefziehteils gefertigt, wobei die Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) in einem ersten Bereich mit einer größeren Wandstärke (W₁) geformt wird als in einem vom ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich, und dass in einem nachfolgenden Schritt der erste Bereich durch Drücken ausgeformt wird. Ferner wird ein derart hergestellter Abrollkolben beschrieben.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens für eine Luftfeder für ein Kraftfahrzeug, wobei der Abrollkolben ein rohrförmiges Hohlprofil aufweist, das an einem ersten Längsende einen Balgsitz zum Anbringen eines Balges und an einem zweiten Längsende einen Dichtsitz zum Anbringen einer Dichtung aufweist.
Die Erfindung betrifft ferner einen Abrollkolben für eine Luftfeder für ein Kraftfahrzeug, mit einem rohrförmigen Hohlprofil, das an einem ersten Längsende einen Balgsitz zum Anbringen eines Balges und an einem zweiten Längsende einen Dichtsitz zum Anbringen einer Dichtung aufweist.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens sowie ein Abrollkolben sind allgemein bekannt.
In Kraftfahrzeugen werden zur Fahrzeugfederung zunehmend Luftfedern eingesetzt. Der Abrollkolben ist Teil der Luftfeder und dient der Befestigung des Balges. Im Betriebszustand bewegt sich der Abrollkolben relativ zum Balg, der eine Rollfalte bildet, die über den Außenmantel des Abrollkolbens abrollt. Der Abrollkolben weist an seinem dem Balgsitz entgegengesetzten Längsende einen Dichtsitz für eine Dichtung auf. In dem Abrollkolben kann ferner ein Stoßdämpfer angeordnet sein.
Abrollkolben werden derzeit unter anderem aus längsnahtgeschweißten Rohren hergestellt. Ausgangswerkstück für den herzustellenden Abrollkolben ist somit ein Rohr, das durchgängig eine gleiche Wandstärke aufweist. Das Rohr wird anschließend durch Drücken bzw. Rollieren abschnittsweise auf unterschiedliche Durchmesser und Konturen umgeformt. Das Rohr, das als Ausgangswerkstück für den Abrollkolben dient, muss mit einer durchgängig gleichmäßigen, vergleichsweise großen Wandstärke bereitgestellt werden, um nach der Umformung in den funktionskritischen Bereichen, insbesondere im Bereich des Balgsitzes, noch eine ausreichende Restwandstärke zu erhalten. Dadurch weisen die nicht bzw. nur sehr schwach umgeformten Bereiche nachteiligerweise jedoch eine höhere Wandstärke auf, als eigentlich benötigt wird. Damit sind auch der Materialeinsatz bei der Herstellung und das Gewicht des Abrollkolbens nachteilig erhöht.
Ein weiterer Nachteil der bekannten Herstellungsverfahren und Abrollkolben, die auf der Basis eines längsnahtgeschweißten Rohres als Ausgangswerkstück beruhen, besteht darin, dass die Umformgeschwindigkeit beim Drücken bzw. Rollieren bzw. die Bauteilgenauigkeit aufgrund der Schweißnahtüberhöhung im Innenbereich des Rohrs durch die springende Materialstärke am Umfang negativ beeinflusst wird. So ist beispielsweise im Bereich des Dichtsitzes während des Umformprozesses eine mehrfache Überwalzung der nach innenstehenden Schweißnaht notwendig, um diese zu glätten, damit sie am fertigen Abrollkolben im Dichtbereich nicht übersteht und dadurch die Dichtigkeit des Abrollkolbens negativ beeinflusst, und außerdem die Dichtung, üblicherweise ein O-Ring, nicht beschädigt wird.
Durch das Glätten der Schweißnaht wird das Material der Schweißnaht teilweise stark beansprucht, wodurch Scherkräfte auftreten können und die Schweißnaht unter Umständen aufplatzen bzw. reißen kann. Zum Beispiel bei Ungänzen oder inhomogenen Schweißnahtgefügen erfordern geschweißte Bauteile in der Regel eine sehr strenge Dichtprüfung, um deren Dichtigkeit nachzuweisen bzw. zu garantieren.
Aus DE 10 2008 031 421 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen etwa topfförmigen Bauteils mit rotationssymmetrischen Abschnitten durch Umformung aus einem Flachmaterial bekannt, wobei zunächst aus dem Flachmaterial in einem einen oder mehrere Schritte umfassenden Tiefziehprozess ein topfförmiger Rohling hergestellt wird, der als Ausgangswerkstück für einen weiteren Umformprozess dient, der mindestens einen Schritt umfasst, in dem ein Drücken des Werkstücks vorgesehen ist. Durch kombiniertes Tiefziehen und Drücken solle es so möglich sein, sehr komplex geformte Bauteile mit exzentrischen Abschnitten und Bereichen geringerer Materialstärke herzustellen, bei denen es bislang notwendig war, zunächst zwei separate Bauteile zu formen und dann miteinander zu verschweißen. Da die Schweißnaht eingespart wird, lassen sich beispielsweise topfförmige Bauteile mit hoher Dichtigkeit für unter Druck stehende Gase herstellen.
Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens dahingehend weiterzubilden, dass der Abrollkolben mit geringerem Materialeinsatz, geringerem Gewicht und geringerem Aufwand hergestellt werden kann.
Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde, einen Abrollkolben der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, dass der Abrollkolben mit geringerem Materialeinsatz und Gewicht sowie geringerem Aufwand herstellbar ist.
Erfindungsgemäß wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe hinsichtlich des eingangs genannten Verfahrens dadurch gelöst, dass zunächst eine Vorstufe des Hohlprofils in Form eines Tiefziehteils gefertigt wird, dass die Vorstufe des Hohlprofils in einem ersten Bereich mit einer größeren Wandstärke geformt wird als in einem vom ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich, und dass in einem nachfolgenden Schritt der erste Bereich durch Drücken ausgeformt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens löst sich somit von dem bekannten Konzept, als Ausgangswerkstück ein Rohr, insbesondere ein längsnahtgeschweißtes Rohr zu verwenden. Stattdessen umfasst das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren eine Kombination aus den Umformverfahren Tiefziehen und Drücken, wobei zunächst eine Vorstufe des späteren fertigen Hohlprofils in Form eines Tiefziehteils gefertigt wird. Aufgrund der Fertigung der Vorstufe des Hohlprofils in Form eines Tiefziehteils weist dieses keine Schweißnaht auf, sondern die Wand des Tiefziehteils ist durchgehend ohne Unterbrechung ausgebildet. Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass die Vorstufe des Hohlprofils in verschiedenen Bereichen mit verschiedenen Wandstärken geformt wird. Hierdurch wird das Hohlprofil lediglich in demjenigen Bereich oder denjenigen Bereichen mit einer größeren Wandstärke gefertigt, der bzw. die funktionsgemäß oder umformbedingt eine höhere Festigkeit aufweisen kann oder soll. In dem oder den anderen Bereichen, die keine erhöhte Wandstärke aufweisen müssen, wird die Vorstufe des Hohlprofils mit einer geringeren Wandstärke geformt. Durch diese Maßnahme wird zum einen der Materialeinsatz abgesenkt, und zum anderen wird damit einhergehend auch Gewicht eingespart. Dies war bei dem bekannten Verfahren nicht möglich, vielmehr musste dort das Rohr als Ausgangswerkstück mit durchgängig hoher Wandstärke bereitgestellt werden, um genügend Wandstärke für die nachfolgenden Umformvorgänge (Drücken) vorzuhalten.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Vorstufe des Hohlprofils in Form des Tiefziehteils in späteren Arbeitsgängen nur noch partiell umgeformt, insbesondere wird der erste Bereich, d. h. der Bereich mit der größeren Wandstärke, durch Drücken bzw. Rollieren später ausgeformt. Die Vorstufe des Hohlprofils kann demgegenüber bereits in einigen Bereichen mit der jeweiligen Endkonturierung durch das Tiefziehen ausgeformt sein, wie beispielsweise mit unterschiedlichen Außendurchmesserbereichen ausgebildet sein.
Hinsichtlich des eingangs genannten Abrollkolbens wird die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe dadurch gelöst, dass das Hohlprofil im Wesentlichen als Tiefziehteil gefertigt ist, und dass das Hohlprofil in einem ersten Bereich eine größere Wandstärke aufweist als in einem vom ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich.
Die sich bei dem erfindungsgemäßen Abrollkolben ergebenden Vorteile wurden oben bereits genannt.
Vorzugsweise wird bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Vorstufe des Hohlprofils aus einer Platine mit homogener Wandstärke als Ausgangswerkstück tiefgezogen.
Hierbei ist von Vorteil, dass das Ausgangswerkstück im Unterschied zu dem bekannten Verfahren besonders kostengünstig, beispielweise als Coilware bereitgestellt werden kann. Rohre als Ausgangswerkstücke wie bei den bekannten Verfahren sind demgegenüber deutlich kostenaufwendiger, da die Rohre aufwändig vorgefertigt werden müssen, insbesondere wenn es sich um längsnahtgeschweißte Rohre oder nahtlos gezogene Rohre bzw. fließgepresste Rohlinge handelt.
Weiter vorzugsweise wird beim Tiefziehen der Vorstufe auch der zweite Bereich bereits fertig ausgeformt.
Der zweite Bereich mit der geringeren Wandstärke lässt sich beim Tiefziehen der Vorstufe des Hohlprofils ohne erhöhten Aufwand in einer oder mehreren Ziehstufen ausformen, wodurch ein oder mehrere weitere Arbeitsgänge eingespart werden.
Je nach Bauform bzw. Design des herzustellenden Abrollkolbens ist der erste Bereich der Bereich des Balgsitzes und der zweite Bereich der Bereich des Dichtsitzes und/oder ein Bereich zwischen dem Balgsitz und dem Dichtsitz, oder der erste Bereich ist der Bereich des Dichtsitzes und der zweite Bereich der Bereich des Balgsitzes und/oder ein Bereich zwischen dem Balgsitz und dem Dichtsitz.
So kann es sein, dass der Bereich des Balgsitzes eine komplexere Formgebung aufweist als der Bereich des Dichtsitzes, so dass im Bereich des Balgsitzes Umformvorgänge erforderlich sind, die eine höhere Wandstärke erfordern. Dies kann aber auch umgekehrt bei einem anderen Design des Abrollkolbens im Bereich des Dichtsitzes der Fall sein, so dass die Vorstufe des Hohlprofils dann im Bereich des Dichtsitzes eine höhere Wandstärke benötigt.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung wird die größere Wandstärke der Vorstufe im ersten Bereich durch Aufdicken der Wand der Vorstufe gebildet.
Vorzugsweise wird dabei das Aufdicken der Wand während des Tiefziehens durchgeführt.
Hierbei ist zusätzlich von Vorteil, dass auch das Bilden der größeren Wandstärke der Vorstufe des Hohlprofils auf einer Umformpresse durchgeführt werden kann, auf der die eine oder mehreren Tiefziehstufen zur Herstellung der Vorstufe des Hohlprofils durchgeführt werden. Hierdurch wird nicht nur die Herstellungszeit verkürzt, sondern auch der werkzeugmaschinelle Aufwand verringert.
Alternativ oder kumulativ zum Aufdicken der Wand der Vorstufe im ersten Bereich kann die geringere Wandstärke der Vorstufe im zweiten Bereich auch durch Abstrecken der Wand gebildet werden, wobei weiter vorzugsweise das Abstrecken der Wand während des Tiefziehens durchgeführt werden kann.
Die vorstehend genannten Maßnahmen des Aufdickens und/oder Abstreckens sind insbesondere in Verbindung mit der Verwendung einer Platine mit homogener Wandstärke als Ausgangswerkstück vorteilhaft, wobei es grundsätzlich ausreichend ist, die Wand der Vorstufe partiell aufzudicken oder partiell abzustrecken.
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird die Vorstufe beim Tiefziehen in Längsrichtung mit zumindest zwei unterschiedlichen Außendurchmesserbereichen geformt.
Auch hierbei ist von Vorteil, dass die Formgebung des Hohlprofils, soweit wie möglich, durch Tiefziehen realisiert wird, d. h. die tiefgezogene Vorstufe kommt dem fertigen Hohlprofil hinsichtlich ihrer Formgebung so nahe wie möglich. Grundsätzlich werden also alle Umformvorgänge, die dem Tiefziehen zugänglich sind, bereits beim Tiefziehen der Vorstufe des Hohlprofils durchgeführt, um nur so wenige zusätzliche anschließende Arbeitsgänge wie möglich durchführen zu müssen. Dies verringert auch den Werkzeugeinsatz.
Andere Umformvorgänge, wie Einziehvorgänge, oder das Einbringen von Riffelungen am Außenumfang des Hohlprofils, werden nach dem Tiefziehen der Vorstufe des Hohlprofils im Wege des Drückens (Rollierens) durchgeführt.
Vorzugsweise weist das Hohlprofil entsprechend zumindest zwei unterschiedliche Außendurchmesserbereiche auf.
Weiterhin ist es bevorzugt, wenn an der Vorstufe nach dem Tiefziehen zusätzlich eine nach innen gewölbte Abrollfläche für den Balg durch Drücken geformt wird.
Da die Vorstufe des Hohlprofils durch das Tiefziehen partiell eine erhöhte Materialfestigkeit aufweisen kann, kann die Vorstufe bereits während des Tiefziehens und/oder nach dem Tiefziehen und/oder vor oder während des Drückens, wärmebehandelt werden, abhängig von Umformgrad/Vorverfestigung und der notwendigen Kundenfunktion/-spezifikation bzw. von der Komplexität der Formgestaltung.
Die vorstehend genannte Wärmebehandlung erhöht die Umformbarkeit und vermeidet Rissbildungen während der Umformvorgänge.
Der Abrollkolben kann besonders gewichtsarm hergestellt werden, wenn das Hohlprofil, wie in einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen ist, aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, aus Stahl oder anderen Materialien mit feinkörniger Struktur gefertigt wird.
Bei dem erfindungsgemäßen Abrollkolben ist das Hohlprofil entsprechend vorzugsweise aus einem der vorstehend genannten Materialien gefertigt.
Weiter vorzugsweise wird zusätzlich in das erste Längsende ein Einleger eingefügt und durch Verpressen und optional Bördeln des Randes des Längsendes festgelegt.
In dem ersten Längsende des Hohlprofils des fertigen Abrollkolbens ist entsprechend ein Einleger angeordnet.
Insgesamt werden bei dem erfindungsgemäßen Verfahren selbst unter Einbeziehung des vorstehend genannten weiteren Schritts des Einfügens des Einlegers in das erste Längsende weniger Arbeitsgänge benötigt als bei dem bekannten Verfahren. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren entfällt die Fertigung eines Rohres, insbesondere eines längsnahtgeschweißten Rohres, das Einziehen des Rohres auf einer Presse und das Rollieren/Bedrehen des Dichtsitzes.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird mit Bezug auf diese hiernach näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Abrollkolben für eine Luftfeder für ein Kraftfahrzeug im Längsschnitt;
2 eine Vorstufe eines Hohlprofils des Abrollkolbens in 1 in Form eines Tiefziehteils im Längsschnitt; und
3a)–3d) verschiedene Stufen eines Verfahrens zum Herstellen des Abrollkolbens in 1, wobei 3a) die Vorstufe des Hohlprofils in 2, 3b) und c) nachfolgende Umformvorgänge an der Vorstufe des Hohlprofils in 3a) und 3d) den fertigen Abrollkolben in 1 zeigen.
In 1 ist ein mit dem allgemeinen Bezugszeichen 10 versehener Abrollkolben für eine Luftfeder für ein Kraftfahrzeug gezeigt. Die weiteren Bestandteile der Luftfeder, wie ein Balg, Dichtungen und ggf. ein Dämpfer sind in der Zeichnung nicht dargestellt.
Der Abrollkolben 10 weist ein rohrförmiges Hohlprofil 12 auf. Das Hohlprofil weist an einem ersten Längsende 14 einen Balgsitz 16 zum Anbringen des vorstehend genannten Balges auf. An einem zweiten Längsende 18 weist das Hohlprofil 12 einen Dichtsitz 20 zum Anbringen der vorstehend genannten Dichtung auf.
Im ersten Längsende 14 ist in dem Hohlprofil 12 ein sogenannter Einleger 22 angeordnet, der aus einem eigentlichen Einleger und einem an den eigentlichen Einlegerangeschweißten Puffergebildet sein kann. Der Einleger 22 ist in dem Hohlprofil 12 im Bereich des ersten Längsendes 14 durch Verpressen und optional durch Bördeln eines Randes 28 des Längsendes 14 festgelegt.
Der Balgsitz 16 weist auf seiner Außenseite eine Riffelung 30 zur sicheren Festlegung des Balges auf.
Das an beiden Längsenden 14 und 18 offene Hohlprofil 12 weist entlang seiner Längsrichtung drei unterschiedliche Außendurchmesserbereiche auf, und zwar einen ersten Außendurchmesserbereich 32 mit einem größten Außendurchmesser, einen zweiten Außendurchmesserbereich 34 mit einem mittleren Außendurchmesser und einen dritten Außendurchmesserbereich 36 mit einem kleinsten Außendurchmesser.
Am Dichtsitz 20 bzw. am zweiten Längsende 18 weitet sich das Hohlprofil 12 radial auf.
Das Hohlprofil 12 weist über seine Längsrichtung unterschiedliche Wandstärken auf. Im ersten Außendurchmesserbereich 32 sowie am Balgsitz 16 weist das Hohlprofil 12 eine Wandstärke W₁ auf, die größer ist als eine Wandstärke W₂ im zweiten Außendurchmesserbereich 34 und im dritten Außendurchmesserbereich 36 sowie am Dichtsitz 20. Die Wandstärke W₁ liegt beispielsweise im Bereich von 1,8 mm bis 2,2 mm, und die Wandstärke W₂ liegt beispielsweise im Bereich von 1,3 mm bis 1,7 mm.
Bei anderen nicht dargestellten Designs von Abrollkolben kann die Wandstärkenverteilung auch anders sein. So kann beispielsweise die Wandstärke des Hohlprofils 12 im Bereich des Dichtsitzes 20 eine größere Wandstärke aufweisen als im Bereich des Balgsitzes 16. Die hier bei dem Abrollkolben 10 vorgesehene Wandstärkenverteilung ist somit nur beispielhaft zu verstehen.
Im ersten Außendurchmesserbereich 32 ist die Wand des Hohlprofils 12 nach innen gewölbt, um eine gewölbte Abrollfläche 38 für den Balg zu bilden.
Das Hohlprofil 12 ist insgesamt einstückig ohne Schweißnähte ausgebildet. Das Hohlprofil 12 ist insbesondere aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung gefertigt. Als weitere Materialien kommen auch andere Leichtmetalle wie Magnesium, aber auch Stahl und andere Materialien mit feinkörniger Struktur in Betracht. Insgesamt ist der Abrollkolben 10 gewichtsarm ausgebildet.
Mit Bezug auf 2 und 3a) bis 3d) wird ein Verfahren zum Herstellen des Abrollkolbens 10 nachfolgend beschrieben.
Ausgangswerkstück für die Herstellung des Hohlprofils 12 des Abrollkolbens 10 ist eine Platine, aus der zunächst eine in 2 und 3a) gezeigte Vorstufe 40 des Hohlprofils 12 in Form eines Tiefziehteils gefertigt wird. Dazu wird die Platine auf einer Umformpresse (vertikal, horizontal, einstufig oder mehrstufig) in einer oder mehreren Tiefziehstufen zu der Vorstufe 40 umgeformt.
Beim Tiefziehen der Vorstufe 40 des Hohlprofils 12 wird demnach auch der Dichtsitz 20 mit seiner endgültigen Formgebung ausgeformt. Des Weiteren werden auch die Außendurchmesserbereiche 34 und 36 nebst dem Übergang vom Außendurchmesserbereich 34 zum Außendurchmesserbereich 36 und dem Übergang vom Außendurchmesserbereich 34 zum Außendurchmesserbereich 32 durch den Tiefziehvorgang so ausgeformt, dass nachfolgend keine weiteren Umformvorgänge in diesen Bereichen der Vorstufe 40 vorgenommen werden müssen. Lediglich der erste Außendurchmesserbereich 32 und der Balgsitz 16 erfordern an der Vorstufe 40 nachfolgende weitere Umformvorgänge. In 2 und in 3a) ist der erste Außendurchmesserbereich daher mit dem Bezugszeichen 32' und der Balgsitz mit dem Bezugszeichen 16' versehen.
Die Vorstufe 40 ist nach dem Tiefziehen bereits mit unterschiedlichen Wandstärken W₁ und W₂ geformt (in 2 ist die Wandstärke W₁ gegenüber der Darstellung in 1 lediglich aus Gründen der deutlicheren Darstellung zur Unterscheidung von der Wandstärke W₂ etwas dicker gezeichnet). Das Formen der Vorstufe 40 mit den unterschiedlichen Wandstärken W₁ und W₂ wird vorzugsweise während des Tiefziehens durch Aufdicken der Wand der Vorstufe 40 im Bereich des Balgsitzes 16' und des ersten Außendurchmesserbereichs 32' auf die Wandstärke W₁ und/oder durch Abstrecken der Wand der Vorstufe 40 im zweiten und dritten Außendurchmesserbereich 34, 36 sowie am Dichtsitz 20 auf die Wandstärke W₂ bewerkstelligt.
Dies bedeutet, dass als Ausgangswerkstück eine Platine verwendet werden kann, die die Wandstärke W₂ aufweist, wobei dann die Wand der Vorstufe 40 im Bereich des Balgsitzes 16' und des ersten Außendurchmesserbereichs 32' aufgedickt wird, oder es wird als Ausgangswerkstück eine Platine mit der Wandstärke W₁ verwendet, wobei dann die Vorstufe 40 im zweiten Außendurchmesserbereich 34, im dritten Außendurchmesserbereich 36 und im Bereich des Dichtsitzes 20 abgestreckt wird.
Es versteht sich, dass auch eine Kombination aus Aufdicken und Abstrecken vorgenommen werden kann, oder dass beispielsweise eine Platine mit einer Wandstärke verwendet wird, die noch größer ist als die Wandstärke W₁, wobei dann die Vorstufe 40 sowohl auf die Wandstärke W₁ als auch auf die noch geringere Wandstärke W₂ abgestreckt wird. Ebenso lässt sich dies in umgekehrter Weise durch Aufdicken der Wandstärke einer Platine, die kleiner ist als die Wandstärke W₂, realisieren.
Nach dem Tiefziehen der Vorstufe 40 des Hohlprofils 12 sind auch die Außendurchmesserverringerungen im zweiten und dritten Außendurchmesserbereich 34, 36 sowie der Dichtsitz 20 vollständig ausgeformt. In diesen Bereichen der Vorstufe 40 sind nachfolgend keine weiteren Umformvorgänge mehr erforderlich.
Gemäß 3b) wird in einem nachfolgenden Herstellungsschritt der erste Außendurchmesserbereich 32 durch Drücken bzw. Rollieren fertig ausgeformt, wobei durch das Drücken bzw. Rollieren die Wand der Vorstufe 40 im ersten Außendurchmesserbereich 32 eingezogen wird, um die nach innen gerichtete Wölbung der Wand in diesem Bereich zu formen. Des Weiteren wird gemäß 3b) der Balgsitz 16 durch Drücken bzw. Rollieren einschließlich der Riffelung 30 vollständig ausgeformt. Vor oder während des Drückens bzw. Rollierens kann das Werkstück wärmebehandelt werden, um eine Rissbildung bei diesen Umformvorgängen zu vermeiden. Eine Wärmebehandlung kannn auch während des Tiefziehens oder nach dem Tiefziehen der Vorstufe 40 vorgenommen werden.
Nach dem Ausformen des Balgsitzes 16 einschließlich der Riffelung 30 kann der Rand des ersten Längsendes 14 einen Längsüberstand aufweisen. Der Rand ist in 3b) daher mit dem Bezugszeichen 28' versehen. Dieser Überstand kann nachfolgend gemäß 3c) abgenommen werden, beispielsweise schneidend oder spanend, so dass der Rand 28 entsteht. Danach wird der Einleger 22 in das erste Längsende 14 eingesetzt, im Bereich des Balgsitzes 16 verpresst. Der Rand 28 wird optional mit dem Rand des Einlegers 22 gebördelt. Der Abrollkolben 10 ist nun fertig hergestellt.
Wie sich aus der vorstehenden Beschreibung ergibt, entfallen bei dem Abrollkolben 10 und dem Verfahren zum Herstellen desselben gegenüber dem Stand der Technik gleich mehrere Arbeitsgänge. So muss bei dem Abrollkolben 10 nicht zunächst ein Rohr gefertigt werden, insbesondere kein längsgeschweißtes Rohr, das Einziehen des Rohrs auf einer Presse, um die unterschiedlichen Außendurchmesserbereiche zu erhalten, entfällt ebenso, und ebenso entfällt das Rollieren bzw. Bedrehen des Dichtsitzes. Außerdem ist der Abrollkolben 10 mit einem unterschiedlichen Wandstärkenverlauf fertigbar, wodurch Material und Gewicht eingespart werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Abrollkolbens (10) für eine Luftfeder für Kraftfahrzeuge, wobei der Abrollkolben (10) ein rohrförmiges Hohlprofil (12) aufweist, das an einem ersten Längsende (14) einen Balgsitz (16) zum Anbringen eines Balges und an einem zweiten Längsende (18) einen Dichtsitz (20) zum Anbringen einer Dichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst eine Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) in Form eines Tiefziehteils gefertigt wird, dass die Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) in einem ersten Bereich mit einer größeren Wandstärke (W₁) geformt wird als in einem vom ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich, und dass in einem nachfolgenden Schritt der erste Bereich durch Drücken ausgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) aus einer Platine mit homogener Wandstärke als Ausgangswerkstück tiefgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass beim Tiefziehen der Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) auch der zweite Bereich bereits ausgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich der Bereich des Balgsitzes (16) und der zweite Bereich der Bereich des Dichtsitzes (20) und/oder ein Bereich zwischen dem Balgsitz (16) und dem Dichtsitz (20) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich der Bereich des Dichtsitzes (20) und der zweite Bereich der Bereich des Balgsitzes (16) und/oder ein Bereich zwischen dem Balgsitz (16) und dem Dichtsitz (20) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die größere Wandstärke (W₁) der Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) im ersten Bereich durch Aufdicken der Wand gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Aufdicken der Wand während des Tiefziehens durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die geringere Wandstärke (W₂) im zweiten Bereich durch Abstrecken der Wand gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Abstrecken der Wand während des Tiefziehens durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe (40) beim Tiefziehen in Längsrichtung mit zumindest zwei unterschiedlichen Außendurchmesserbereichen (32, 34, 36) geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an der Vorstufe (40) nach dem Tiefziehen zusätzlich eine nach innen gewölbte Abrollfläche (38) für den Balg durch Drücken geformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorstufe (40) des Hohlprofils (12) während des Tiefziehens und/oder nach dem Tiefziehen und/oder vor oder während des Ausformens des des zweiten Bereichs durch Drücken wärmebehandelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (12) aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, oder aus Stahl oder anderen Materialien mit feinkörniger Struktur gefertigt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich in das erste Längsende (14) ein Einleger eingefügt und durch Verpressen und optional Bördeln des Randes des Längsendes (14) festgelegt wird.
Abrollkolben für eine Luftfeder für Kraftfahrzeuge, mit einem rohrförmigen Hohlprofil (12), das an einem ersten Längsende (14) einen Balgsitz (16) zum Anbringen eines Balges und an einem zweiten Längsende (18) einen Dichtsitz (20) zum Anbringen einer Dichtung aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (12) im Wesentlichen als Tiefziehteil gefertigt ist, und dass das Hohlprofil (12) in einem ersten Bereich eine größere Wandstärke (W₁) aufweist als in einem von dem ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich.
Abrollkolben nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich der Bereich des Balgsitzes (16) und der zweite Bereich der Bereich des Dichtsitzes (20) und/oder ein Bereich zwischen dem Balgsitz (16) und dem Dichtsitz (20) ist.
Abrollkolben nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Bereich der Bereich des Dichtsitzes (20) und der zweite Bereich der Bereich des Balgsitzes (16) und/oder ein Bereich zwischen dem Balgsitz (16) und dem Dichtsitz (20) ist.
Abrollkolben nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (12) aus Metall, insbesondere aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung, oder aus Stahl oder anderen Materialien mit feinkörniger Struktur gefertigt ist.
Abrollkolben nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (12) zumindest zwei unterschiedliche Außendurchmesserbereiche (32, 34, 36) aufweist.
Abrollkolben nach einem der Ansprüche 15 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass in dem ersten Längsende (14) ein Einleger angeordnet ist.