DE102013110612A1 - Method for producing a fluid line - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fluidleitung (100) mit einer Dichtgeometrie (101), die einen ersten Bereich (101-1) mit einer ersten Materialfestigkeit und einen zweiten Bereich (101-2) mit einer zweiten Materialfestigkeit umfasst, aus einem Halbzeug (103), mit den Schritten eines Einlegen (S101) des Halbzeugs (103) in ein Werkzeug (105) mit einem ersten Werkzeugbereich (107-1), dessen Kontur einer Verarbeitungskontur (109) des Halbzeugs (103) entspricht und einem zweiten Werkzeugbereich (107-2), dessen Kontur von der Verarbeitungskontur (109) des Halbzeugs (103) abweicht; und Massivumformen (S102) des Halbzeugs (103) mittels des Werkzeugs (105) zum Herstellen der Dichtgeometrie mit der ersten Materialfestigkeit in dem ersten Werkzeugbereich (107-1) und der zweiten Materialfestigkeit in dem zweiten Werkzeugbereich (107-2).The present invention relates to a method for producing a fluid line (100) having a sealing geometry (101), which comprises a first region (101-1) with a first material strength and a second region (101-2) with a second material strength A semi-finished product (103) comprising the steps of inserting (S101) the semifinished product (103) into a tool (105) having a first tool region (107-1) whose contour corresponds to a processing contour (109) of the semifinished product (103) and a second one Tool area (107-2) whose contour deviates from the processing contour (109) of the semifinished product (103); and massive forming (S102) the semifinished product (103) by means of the tool (105) for producing the sealing geometry with the first material strength in the first tool region (107-1) and the second material strength in the second tool region (107-2).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fluidleitung mit einer Dichtgeometrie aus einem Halbzeug, die einen ersten Bereich mit einer ersten Materialfestigkeit und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Materialfestigkeit umfasst.The present invention relates to a method for producing a fluid line having a sealing geometry from a semifinished product, which comprises a first region having a first material strength and a second region having a second material strength.
Bei dickwandigen Fluidleitungen, wie diese beispielsweise für direkteinspritzende Dieselmotoren verwendet werden, kann eine Anschlussgeometrie mit einer Massivumformung an den Rohrenden der späteren Kraftstoffleitung angeformt werden. Die so aufgebrachte Dichtgeometrie wird im Fahrzeug mit dem Anschlussbauteil dichtend verbunden, beispielsweise einem Injektor, einer Kraftstoffverteilerleiste oder einer Pumpe. Durch die Massivumformung verhärtet sich jedoch das Material der Fluidleitung, so dass oftmals keine ausreichende Dichtfläche mit einem Verbindungspartner hergestellt werden kann. For thick-walled fluid lines, as used for example for direct injection diesel engines, a connection geometry can be formed with a massive deformation at the tube ends of the later fuel line. The thus applied sealing geometry is sealingly connected in the vehicle with the connection component, such as an injector, a fuel rail or a pump. Due to the massive forming but hardened the material of the fluid line, so that often no sufficient sealing surface can be made with a connection partner.
Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung einer Fluidleitung anzugeben, die eine ausreichend elastische und weiche Dichtfläche aufweist.It is the object underlying the invention to provide a method for producing a fluid line, which has a sufficiently elastic and soft sealing surface.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand mit den Merkmalen nach dem unabhängigen Anspruch gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Figuren, der Beschreibung und der abhängigen Ansprüche.This object is achieved by the subject matter having the features of the independent claim. Advantageous embodiments of the invention are the subject of the figures, the description and the dependent claims.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen einer Fluidleitung mit einer Dichtgeometrie, die einen ersten Bereich mit einer ersten Materialfestigkeit und einen zweiten Bereich mit einer zweiten Materialfestigkeit umfasst, aus einem Halbzeug, mit den Schritten eines Einlegens des Halbzeugs in ein Werkzeug mit einem ersten Werkzeugbereich, dessen Kontur einer Verarbeitungskontur des Halbzeugs entspricht und einem zweiten Werkzeugbereich, dessen Kontur von der Verarbeitungskontur des Halbzeugs abweicht; und Massivumformen des Halbzeugs mittels des Werkzeugs zum Herstellen der Dichtgeometrie mit der ersten Materialfestigkeit in dem ersten Werkzeugbereich und der zweiten Materialfestigkeit in dem zweiten Werkzeugbereich. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass die Oberfläche eines Dichtbereiches der Dichtgeometrie weicher gestaltet werden kann und sich im Verbindungsfall besser an die entgegengesetzte Dichtgeometrie eines Dichtpartners anlegt. Dahingegen wird mit einem höheren Umformgrad eine höhere Verformungsverfestigung in einem Teil der Dichtgeometrie erreicht, der nicht unmittelbar der Abdichtung dient. Es kann somit ein insgesamt höherfestes Bauteil hergestellt werden, ohne das Dichtverhalten der Dichtgeometrie nachteilig zu beeinflussen.According to a first aspect of the invention, the object is achieved by a method for producing a fluid line having a sealing geometry, which comprises a first region having a first material strength and a second region having a second material strength, from a semifinished product, with the steps of inserting the semifinished product into a tool having a first tool region whose contour corresponds to a processing contour of the semifinished product and a second tool region whose contour deviates from the processing contour of the semifinished product; and massive forming of the semifinished product by means of the tool for producing the sealing geometry with the first material strength in the first tool area and the second material strength in the second tool area. As a result, for example, the technical advantage is achieved that the surface of a sealing region of the sealing geometry can be made softer and applies better in the connection case to the opposite sealing geometry of a sealing partner. On the other hand, with a higher degree of deformation, a higher strain hardening is achieved in a part of the sealing geometry which does not serve directly the sealing. It can thus be made a total higher-strength component, without adversely affecting the sealing behavior of the sealing geometry.
In einer vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt eines Herausschneidens der Verarbeitungskontur des Halbzeugs mittels eines Trennverfahrens. Dadurch wird beispielsweise vor dem Einlegen des Halbzeugs in das Werkzeug der technische Vorteil erreicht, dass eventuelle Schlagstellen, Kratzer oder Fehlstellen, die sich an der Oberfläche des Halbzeuges befinden, vor der Massivumformung vom Halbzeug abgetrennt werden. Hierdurch liegen an der Dichtfläche der Dichtgeometrie keine Oberflächenunregelmäßigkeiten mehr vor.In an advantageous embodiment of the method, the method comprises the step of cutting out the processing contour of the semifinished product by means of a separation method. As a result, for example, prior to insertion of the semifinished product into the tool, the technical advantage is achieved that any impact points, scratches or imperfections that are located on the surface of the semifinished product are separated from the semifinished product before massive forming. As a result, surface irregularities are no longer present at the sealing surface of the sealing geometry.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist das Trennverfahren ein spanabhebendes Verfahren mit formgebundener Schneide. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Trennverfahren auf einfache und schnelle Weise durchgeführt werden kann.In a further advantageous embodiment of the method, the separation method is a cutting method with a shaped edge. As a result, the technical advantage is achieved, for example, that the separation process can be carried out in a simple and fast manner.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist das Halbzeug ein Metallrohr mit einem Rohrende. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Dichtgeometrie mit einer hohen Stabilität erzeugt werden kann. In a further advantageous embodiment of the method, the semifinished product is a metal tube with a tube end. As a result, for example, the technical advantage is achieved that a sealing geometry can be produced with a high stability.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens entspricht die Verarbeitungskontur des Rohrendes der Kontur des ersten Werkzeugbereichs. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Rohrende beim Massivumformen nicht verformt wird und seine weichen Materialeigenschaften behält. In a further advantageous embodiment of the method, the processing contour of the tube end corresponds to the contour of the first tool region. As a result, for example, the technical advantage is achieved that the pipe end is not deformed during massive forming and retains its soft material properties.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens wird die Verarbeitungskontur des Rohrendes durch eine abgerundete Kante des Rohrendes gebildet, deren Krümmungsradius einem Krümmungsradius des ersten Werkzeugbereichs entspricht. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Kugelkontur mit guten Dichteigenschaften verwendet wird.In a further advantageous embodiment of the method, the processing contour of the pipe end is formed by a rounded edge of the pipe end whose radius of curvature corresponds to a radius of curvature of the first tool region. As a result, for example, the technical advantage is achieved that a spherical contour is used with good sealing properties.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist die erste Materialfestigkeit geringer als die zweite Materialfestigkeit. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass ein härterer Bereich mit besseren Stabilitätseigenschaften und ein weicherer Bereich mit besseren Dichteigenschaften entsteht.In a further advantageous embodiment of the method, the first material strength is less than the second material strength. As a result, for example, the technical advantage is achieved that a harder area with better stability properties and a softer area with better sealing properties arises.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens geht der zweite Werkzeugbereich kontinuierlich in den ersten Werkzeugbereich über. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine Dichtgeometrie mit einem kontinuierlichen und kantenlosen Übergang erzeugt werden kann. In a further advantageous embodiment of the method, the second tool area continuously merges into the first tool area. As a result, for example, the technical advantage is achieved that a sealing geometry can be produced with a continuous and edgeless transition.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens vergrößert sich ein Abstand des zweiten Werkzeugbereichs von dem Halbzeug entlang der Länge des Halbzeugs. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Halbzeug zunehmend verformt und dadurch verfestigt wird.In a further advantageous embodiment of the method, a distance of the second tool region from the semifinished product increases along the length of the semifinished product. As a result, for example, the technical advantage is achieved that the semifinished product is increasingly deformed and thereby solidified.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens sind der erste Werkzeugbereich und der zweite Werkzeugbereich in einer ringförmigen Aussparung des Werkzeugs gebildet. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine hohe Festigkeit des Werkzeugs erreicht wird. In a further advantageous embodiment of the method, the first tool area and the second tool area are formed in an annular recess of the tool. As a result, for example, the technical advantage is achieved that a high strength of the tool is achieved.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Werkzeug einen vorstehenden Einsatzabschnitt zum Einsetzen in eine Öffnung des Halbzeugs. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass eine genaue Positionierung und Zentrierung des Werkzeugs ermöglicht wird.In a further advantageous embodiment of the method, the tool comprises a projecting insert section for insertion into an opening of the semifinished product. As a result, for example, the technical advantage is achieved that an accurate positioning and centering of the tool is made possible.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt eines Erwärmens des Halbzeugs vor dem Einlegen in das Werkzeug. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Halbzeug leichter Verformt werden kann. In a further advantageous embodiment of the method, the method comprises the step of heating the semifinished product before insertion into the tool. As a result, for example, the technical advantage is achieved that the semifinished product can be easily deformed.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Verfahren den Schritt eines Abkühlens des Halbzeugs nach einem Massivumformen mittels des Werkzeugs. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass das Halbzeug mittels einer Abschreckung gehärtet werden kann. In a further advantageous embodiment of the method, the method comprises the step of cooling the semifinished product after a massive forming by means of the tool. As a result, for example, the technical advantage is achieved that the semifinished product can be cured by means of a quench.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform des Verfahrens ist das Massivumformen ein Kaltumformen. Dadurch wird beispielsweise der technische Vorteil erreicht, dass sich während einer plastischen Verformung die Versetzungsdichte im Metall erhöht. In a further advantageous embodiment of the method, the massive forming is a cold forming. As a result, the technical advantage is achieved, for example, that increases during a plastic deformation, the dislocation density in the metal.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch eine Fluidleitung mit einer Dichtgeometrie gelöst, die durch das Verfahren nach dem ersten Aspekt hergestellt ist.According to a second aspect of the invention, the object is achieved by a fluid line with a sealing geometry, which is produced by the method according to the first aspect.
Dadurch werden beispielsweise die entsprechenden technischen Vorteile wie durch das jeweilige Verfahren erreicht.As a result, for example, the corresponding technical advantages as achieved by the respective method.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail below.
Es zeigen:Show it:
Die Verarbeitungskontur
In diesem Fall kann mit einer Formschneide die gewünschte Verarbeitungskontur
Dabei wird der Vorteil erreicht, dass keine Drehriefen in Längsrichtung des Halbzeugs
Das Werkzeug
Bei der Massivumformung wird im Gesenk des Werkzeugs
Bei Metallen erfolgt im Allgemeinen eine Verfestigung des Werkstoffes durch die Verformung. Da jedoch die Oberfläche des dichtenden Abschnittes durch die Formunterstützung im Werkzeugbereichs
Der zweite Werkzeugbereich
Hierdurch liegen an der Dichtfläche der späteren Fluidleitung
Im Schritt S101 wird das Halbzeug
Im Schritt S102 wird das Halbzeug
Während eines Verschraubens der Fluidleitung
Demgegenüber entsteht der Bereich
Es kann somit eine höherfeste Fluidleitung
Alle in Verbindung mit einzelnen Ausführungsformen der Erfindung erläuterten und gezeigten Merkmale können in unterschiedlicher Kombination in dem erfindungsgemäßen Gegenstand vorgesehen sein, um gleichzeitig deren vorteilhafte Wirkungen zu realisieren.All of the features explained and shown in connection with individual embodiments of the invention may be provided in different combinations in the article according to the invention in order to simultaneously realize their advantageous effects.
Der Schutzbereich der vorliegenden Erfindung ist durch die Ansprüche gegeben und wird durch die in der Beschreibung erläuterten oder den Figuren gezeigten Merkmale nicht beschränkt.The scope of the present invention is given by the claims and is not limited by the features illustrated in the specification or shown in the figures.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 100100
- Fluidleitung fluid line
- 101101
- Dichtgeometrie sealing geometry
- 101-1101-1
- Bereich Area
- 101-2101-2
- Bereich Area
- 103103
- Halbzeug Workpiece
- 105105
- Werkzeug Tool
- 107-1107-1
- Werkzeugbereich tool area
- 107-2107-2
- Werkzeugbereich tool area
- 109109
- Verarbeitungskontur processing contour
- 111111
- Rohrende pipe end
- 113113
- Aussparung recess
- 115115
- Einsatzabschnitt insert portion
- 117117
- Öffnung opening
- 119119
- Spannungs-Dehnungslinie Stress-strain curve
- 121121
- Spannungs-Dehnungslinie Stress-strain curve
- 123123
- linear-elastischer Bereich linear-elastic range
- S101S101
- Herausschneiden edit out
- S101S101
- Einlegen insert
- S102S102
- Massivumformen massive forming
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