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Ein Verfahren zur Herstellung eines Anlageabschnittes an einem Zylinderrohr für einen Schwingungsdämpfer findet in der Automobilindustrie seit langer Zeit Anwendung.
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Die
EP 1 355 080 B1 offenbart ein Verfahren, wonach ein rohrförmiges, einen Innenraum aufweisendes, aus mehreren Längssegmenten zusammengesetztes Dehnwerkzeug im Inneren eines Zylinderrohrs angeordnet wird und ein konusförmiger Dorn in das Innere des Zylinderrohrs und des Dehnwerkzeugs, zwischen dessen Längssegmente unter einer definierten Krafteinwirkung hineingetrieben wird, wodurch die einzelnen Längssegmente des Zylinderrohrs radial nach außen gedrückt werden und das Zylinderrohr radial nach außen verformen.
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Das Zylinderrohr eines Schwingungsdämpfers wird überwiegend aus einer gewalzten Metallplatine hergestellt, die in eine Rohrform gebogen und dann verschweißt wird. Oft muss eine Möglichkeit gefunden werden an dem Zylinderrohr weitere Anbauteile, wie beispielsweise einen Federteller, zu befestigen. Ein Federteller kann an dem Zylinderrohr angeschweißt werden, was jedoch einen zusätzlichen Montageschritt bei der Herstellung eines Schwingungsdämpfers darstellt und die Herstellkosten in die Höhe treibt. Des Weiteren bedarf die Schweißnaht einer Nachbearbeitung, und ist korrosionsanfällig.
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Die
EP 1 355 080 B1 offenbart eine Befestigung des Federtellers an dem Zylinder mittels eines Formschlusses. Dabei ist an dem Zylinderrohr ein Anlageabschnitt ausgeformt, an dem sich der Federteller axial abstützt. Der Federteller weist einen hülsenförmigen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Zylinderrohrs auf, welcher sich an dem Anlageabschnitt des Zylinderrohrs abstützt. Der Aufnahmeabschnitt des Zylinderrohrs und der Anlageabschnitt des Zylinderrohrs sind derart ausgeführt, dass deren Überlappungsbereich möglichst groß ist, was eine hohe Flächenpressung ermöglicht, welche den Federteller gegenüber dem Zylinderrohr verdrehsicher macht. Bei einem geschweißten Zylinderrohr gestaltet sich eine derartige Ausformung des Zylinderrohrs jedoch als problematisch. Bei einer Verformung eines Zylinderrohres gemäß einem gattungsbildendem Verformungsverfahren wird das Zylinderrohr durch das Dehnwerkzeug in eine definierte Form gezwungen. Bei einem längsgeschweißten Zylinderrohr verhält sich die Schweißnaht anders als das Zylinderrohrblech und es kann zu einem Ausknicken, zur Bildung von Unebenheiten, wie Ausbuchtungen an dem Endprodukt kommen. Das resultiert aus der Tatsache, dass der natürliche Verlauf der Materialfasern an der Schweißnaht unterbrochen und undefiniert verändert ist. Das wiederum führt dazu, dass die Kontaktfläche zwischen dem Federteller und dem Zylinderrohr deutlich reduziert wird, wodurch die definierte Reibkraft zwischen den zwei vorgenannten Baueinheiten also auch die Verdrehsicherung nicht mehr gewährleistet werden kann.
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Die
JP H06-34825 U offenbart ebenfalls ein Verfahren, wonach ein aus mehreren Längssegmenten zusammengesetztes Dehnwerkzeug im Inneren eines Zylinderrohrs angeordnet wird und einen konusförmigen Dorn aufweist, welcher in das Innere des Zylinderrohrs und des Dehnwerkzeugs, zwischen dessen Längssegmente hineingetrieben wird, wodurch die einzelnen Längssegmente des Zylinderrohrs radial nach außen gedrückt werden und das Zylinderrohr radial nach außen verformen. Des Weiteren weist eines der Längssegmente in dessen radialem Randbereich ausgeführte Entlastungsausnehmung auf. Das für die Aufweitung vorgesehene Zylinderrohr soll so positioniert werden, dass die Schweißnaht des Zylinderrohrs innerhalb der am Längssegment ausgeführten Ausnehmung liegt, damit diese sich während der Ausdehnung des Zylinderrohrs innerhalb der Ausnehmung definiert verformen kann und nicht reisst.
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Ausgehend aus der vorstehend erläuterten Problematik besteht die Aufgabe dieser Erfindung darin, das gattungsbildende Verformungsverfahren so weiter zu entwickeln, dass beim Verformen eines längsgeschweißten Zylinderrohres keine undefinierten Verformungen in der Region der Schweißnaht entstehen.
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Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Somit wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass zumindest ein Längssegment des Dehnwerkzeugs im Bereich des Druckabschnitts des Dehnwerkzeugs mindestens eine durch den Wulst axial durchgehende Ausnehmung aufweist und dass das Zylinderrohr und das Dehnwerkzeug in Umfangsrichtung derart zueinander positioniert werden, dass die Schweißnaht innerhalb der Ausnehmung liegt. Dadurch kann die Schweißnaht entlastet werden und sich innerhalb der Ausnehmung frei verformen. Während des Umformvorgangs wird das Zylinderrohr radial gespannt. Die Schweißnaht versinkt in der Ausnehmung und kann sich dort frei verformen. Dadurch liegen die durch die Verformung der Schweißnaht entstandenen Unebenheiten radial tiefer als die Kontaktfläche im Überlappungsbereich der Baueinheiten Zylinderrohr und Federteller. Dadurch wird eine erforderliche hohe Flächenpressung zwischen Zylinderrohr und Federteller ermöglicht. Des Weiteren weist der Druckabschnitt einen Freiformabschnitt auf, welcher an der vom Anschlag abgewandten Seite des Wulstes angrenzend ausgeführt ist. Dadurch werden die während der Verformung des Zylinderrohres entstehenden Material-Spannungsspitzen deutlich reduziert.
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Um die Zugkräfte an der Schweißnaht weiter zu reduzieren und somit auch ein Aufreißen der Schweißnaht zu verhindern, ist an dem Zwangspressabschnitt mindestens eine Abflachung vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsvariante weist die Ausnehmung zwei abgeflachte Anlageflächen für das Zylinderrohr auf. Somit wird eine größere Auflagefläche für das Zylinderrohr an beiden Seiten der Schweißnaht ermöglicht, wodurch die Zugbelastung der Schweißnaht während der Verformung deutlich reduziert wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Figuren näher erläutert. Es zeigen:
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1 ein gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Zylinderrohr mit einem Anlageabschnitt für einen Federteller;
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2 eine Schnittdarstellung eines Dehnwerkzeugs;
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3 eine perspektivische Darstellung eines Längssegments;
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4 eine Darstellung des ersten Endabschnitts mit dem Druckabschnitt.
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Die 1 zeigt ein Zylinderrohr 1 mit einem Anlageabschnitt 2 für einen Federteller, welches gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Es ist natürlich ebenfalls möglich auch andere Anbauteile, außer einem Federteller an dem Zylinderrohr mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens zu befestigen. Die 1 zeigt beispielsweise, dass an einem Ende des Zylinderrohrs, welches dem Ende 15 gegenüberliegt, eine Befestigungsanordnung zur Befestigung des Zylinderrohrs an einem weiteren Bauteil festgelegt ist.
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Die 2 zeigt ein rohrförmiges, einen Innenraum aufweisendes, aus mehreren Längssegmenten 5 zusammengesetztes Dehnwerkzeug 3, zum definierten Vergrößern eines Durchmessers des Zylinderrohrs 1. Das Dehnwerkzeug 3 weist einen ersten Endabschnitt 6 auf, an dem ein Druckabschnitt 7 mit einer äußeren Oberfläche 8 ausgeformt ist. Des Weiteren weist das Dehnwerkzeug 3 einen zweiten Endabschnitt 9 auf, an welchem ein Anschlag 10 mit einer Anschlagfläche 11 angeordnet ist. Zwischen dem Anschlag 10 und dem Druckabschnitt 7 ist ein Längenabschnitt 12 angeordnet, dessen Länge die axiale Position der Verformung im Zylinderrohr 1 festlegt. Des Weiteren weist der Druckabschnitt 7 des Dehnwerkzeugs 3 einen in Umlaufrichtung des Dehnwerkzeugs 3 ausgeführten Wulst 13 und einen an den Wulst 13 angrenzende, axial zwischen dem Wulst 13 und dem Anschlag 10 ausgeführten Zwangspressabschnitt 14 auf.
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In der 3 ist ein Längssegment 5 dargestellt, wobei die 4 die einzelnen Merkmale des Druckabschnitts 7 an einem Längssegment 5 noch deutlicher zeigt. Es ist zweifelsfrei erkennbar, dass das dargestellte Längssegment 5 im Bereich des Druckabschnitts 7 des Dehnwerkzeugs 3 mindestens eine durch den Wulst 13 axial durchgehende Ausnehmung 17 aufweist. Des Weiteren ist in den 3 und 4 ein Freiformabschnitt 19 dargestellt, welcher angrenzend an die vom Anschlag 10 abgewandte Seite des Wulstes 13 ausgeführt ist. Es ist ebenfalls erkennbar, dass der Zwangspressabschnitt 14 drei die Zugkräfte an der Schweißnaht 18 während der Verformung des Zylinderrohrs 1 reduzierende Abflachungen 20 aufweist. Außerdem sind radial an beiden Seiten der Ausnehmung 17 ausgeführte Anlageflächen 21 für das Zylinderrohr 1 in den Figuren 3 und 4 eindeutig erkennbar.
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Im Folgenden soll das erfindungsgemäße Verfahren näher erläutert werden.
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In einem ersten Verfahrensschritt werden das Dehnwerkzeug 3 und das Zylinderrohr 1 derart relativ zueinander positioniert, dass der Druckabschnitt 7 und der Längenabschnitt 12 des Dehnwerkzeugs 3 im Inneren des Zylinderrohrs 1 angeordnet sind, wobei das eine Ende 15 des Zylinderrohrs 1 und die Anschlagfläche 11 des Anschlags 10 sich berühren. Dabei ist es für das Verfahren irrelevant, ob das Dehnwerkzeug 3 in das zuvor in einer Verformungseinrichtung eingespannte Zylinderrohr 1 bis zum Anschlag 10 eingeführt, oder ob das Zylinderrohr 1 auf dem Dehnwerkzeug 3 aufgesteckt wird. Dabei werden das Zylinderrohr 1 und das Dehnwerkzeug 3 in Umfangsrichtung derart relativ zueinander positioniert, dass die Schweißnaht 18 innerhalb der Ausnehmung 17 liegt.
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In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein konusförmiger Dorn in den Innenraum 4 des Dehnwerkzeugs 3 eingeführt. Dabei füllt der Dorn, den Innenraum 4 des Dehnwerkzeugs 3, bezogen auf eine Längserstreckungsachse 16 des Dehnwerkzeugs 3 radial nahezu vollständig aus. Die Längssegmente 5 des Dehnwerkzeugs 3 werden dabei radial auseinander gedrückt und kommen im Inneren des Zylinderrohrs 1 an der Innenwandung des Zylinderrohrs 1 zur Anlage. In einem darauffolgenden Verfahrensschritt wird der Dorn unter einer definierten Krafteinwirkung in Richtung zum Druckabschnitt 7 gedrückt, sodass dieser die Längssegmente 5 des Dehnwerkzeugs 3 weiter radial auseinander drückt, wodurch die Längssegmente 5 des Dehnwerkzeugs 3 das Zylinderrohr 1 radial nach außen verformen. Dabei legt sich das Zylinderrohr 1 radial an beiden Seiten der Ausnehmung 17 an, wodurch die im Bereich der Ausnehmung 17 liegende Schweißnaht 18 entlastet wird. Durch die entstehenden Zugkräfte im Bereich der Verformung versinkt die Schweißnaht 18 in der Ausnehmung 17, wodurch die evtl. entstandenen Unebenheiten an der Schweißnaht aus dem Überlappungsbereich zwischen dem Zylinderrohr 1 und einem weiteren Anbauteil, wie beispielsweise einem Federteller geräumt werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Zylinderrohr
- 2
- Anlageabschnitt
- 3
- Dehnwerkzeug
- 4
- Innenraum
- 5
- Längssegment
- 6
- erster Endabschnitt
- 7
- Druckabschnitt
- 8
- äußere Oberfläche
- 9
- zweiter Endabschnitt
- 10
- Anschlag
- 11
- Anschlagfläche
- 12
- Längenabschnitt
- 13
- Wulst
- 14
- Zwangspressabschnitt
- 15
- Ende des Zylinderrohrs
- 16
- Längserstreckungsachse
- 17
- Ausnehmung
- 18
- Schweißnaht
- 19
- Freiformabschnitt
- 20
- Abflachung
- 21
- Anlagefläche
