DE102014104775A1

DE102014104775A1 - Verfahren zum Umformen eines Endes eines Rohrs, zur Durchführung des Verfahrens zugehörige Vorrichtung, Walzkörper sowie ein damit geformter Flansch an einem Ende eines Rohrs

Info

Publication number: DE102014104775A1
Application number: DE102014104775.3A
Authority: DE
Inventors: Manfred Klever
Original assignee: Efs Euro Forming Service GmbH
Current assignee: Efs Euro Forming Service GmbH
Priority date: 2014-04-03
Filing date: 2014-04-03
Publication date: 2015-10-08
Also published as: WO2015172940A1; EP3126070A1; US20170021401A1

Abstract

Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle vorgeschlagen. Ein Walzkörper rotiert um seine Längsachse mit einer ersten Drehzahl und weist im Wesentlichen eine kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt auf. Der Walzkörper weist um seine Längsachse eine rotationssymmetrische Walzfläche auf, wobei die Kontur der Walzfläche zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt ist. Das Rohr rotiert um seine Längsachse mit einer zweiten Drehzahl. Der Walzkörper und das Rohr rotieren in die gleiche Drehrichtung. Die Längsachse des Walzkörpers wird zu der Längsachse des Rohrs parallel angeordnet. Die Längsachse des Walzkörpers wird zu der Längsachse des Rohrs um einen vorbestimmten Normalabstand exzentrisch angeordnet. Der Walzkörper und das Rohr werden derart in Berührung gebracht, dass die Walzfläche des Walzkörpers das Rohr im Bereich des Endes des Rohrs an einer an einer inneren Rohrwandung befindlichen Kontaktfläche berührt. Die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl sind derart eingestellt, dass der Betrag der Differenz berechnet aus einer Umfangsgeschwindigkeit des Walzkörpers abzüglich einer Umfangsgeschwindigkeit des Rohrs an der Kontaktfläche, bezogen auf die Umfangsgeschwindigkeit des Walzkörpers, im Bereich von 0 bis 10%, bevorzugt von 0 bis 5%, besonders bevorzugt von 0 bis 2%, ist. Durch eine Relativbewegung zwischen dem Walzkörper und dem Rohr überträgt der Walzkörper eine Kraft auf die innere Rohrwandung des Rohrs im Bereich der Kontaktfläche derart, dass das Ende des Rohrs radial nach außen umgeformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, eine zur Ausführung des Verfahrens zugehörige Vorrichtung, einen Walzkörper sowie einen damit an einem Ende eines Rohrs geformten Flansch.
Zur Übertragung der Antriebskraft von einer Verbrennungskraftmaschine als Antriebseinheit eines Fahrzeugs zu den Antriebsrädern werden üblicherweise Wellen verwendet, wie z. B. eine Kardanwelle oder einer Achswelle. Herkömmliche Achswellen eines Nutzfahrzeugs bestehen aus einem Vollmaterial, so dass die Achswelle eine Vollwelle ist. Ein Ende der Achswelle ist mit dem Differenzial verbunden und an einem gegenüberliegenden anderen Ende sind verschiedene Baugruppen, wie Radträger, Bremseinrichtung, Radlager und das entsprechende Antriebsrad, angebracht. Damit das Antriebsrad an dem anderen Ende befestigbar ist, wird mittels Aufstauchen ein Flansch vorgesehen.
Mit Blick auf die von verschiedenen Behörden und Kommissionen vorgegebenen strengen Emissionsgrenzwerte, wie z. B. die Abgasnorm Euro-6-Norm, trägt die Gewichtseinsparung der einzelnen im Fahrzeug integrierten Bauteile wesentlich dazu bei, diese Vorgaben und gesteckten Ziele zu erfüllen. Demnach wurden Versuche unternommen, solche Achswellen als Hohlwellen auszugestalten, da die Biegebelastung im Inneren der Achswelle im Vergleich zu Außen geringer ist und somit der Kern einer Vollwelle weniger zur Stabilität beiträgt.
Eine Achshohlwelle wird beispielsweise von der Firma U.S. Manufacturing Cooperation (USM) angeboten. Allerdings wird bei dieser Achshohlwelle der für die Bremseinrichtung und das Antriebsrad benötigte Flansch an die Achshohlwelle angeschweißt. Das Vorsehen einer verbindenden Schweißnaht an einer im Antriebsstrang verwendeten Welle zur Übertragung des Kraftflusses von der Verbrennungskraftmaschine zu den Antriebsrädern bringt jedoch zahlreiche Probleme, wie z. B. Einschlüsse, Poren- und Blasenbildung in der Schweißnaht, ungenügende Durchschweißung, usw., mit sich. Trotz unterschiedlicher Prüfverfahren für Schweißnähte können in der Praxis diese Probleme, Fehler oder Qualitätsunterschiede der Schweißnähte auftreten. Daher kann die Schweißnaht bei hohen Belastungen, wie dies beispielsweise bei der Übertragung der Antriebskraft von der Verbrennungskraftmaschine zu den Antriebsrädern vorliegt, unerwünscht reißen.
Aus der US 8,291,737 ist eine Druckvorrichtung zum Aufbiegen eines Endes eines metallischen Rohrs für Klima-, Kälte-, Sanitär- und Heizungstechnik offenbart. Dabei wird ein Dorn über eine Mittelwelle angetrieben. Der Dorn trifft schräg auf die randseitige Innenwandung des Rohrendes auf, sodass nur ein Teilbereich des Rohrendes in Umfangsrichtung bearbeitet wird. Bei dieser Druckvorrichtung handelt es sich jedoch um eine mobile Vorrichtung, mit der nur Rohre mit einer geringen Wanddicke bearbeitet werden können, wie im Bereich der Klima-, Kälte-, Sanitär- und Heizungstechnik üblich.
Die US 3,192,758 lehrt eine Aufweiteinrichtung zum Ausbilden von Öffnungen in einem Metallrohr. Durch eine koaxiale Relativbewegung zwischen dem Rohr und dem Dorn wird eine Aufweitung des Rohrendes ausgeführt. Nachteilig stellte sich jedoch heraus, dass, wenn der Dorn und das Rohr eine Relativbewegung zueinander ausführen, die Oberfläche des Dorns vollumfänglich im Bereich des Endes des Rohrs anliegt. Zur Aufweitung des Rohrs benötigt die Aufweiteinrichtung daher einen leistungsstarken Vorschubantrieb, da der gesamte Umfang des Rohrendes aufgeweitet wird.
Die US 3,494,162 beschreibt eine Vorrichtung zum Umformen eines Endabschnitts einer Dose, wodurch an deren Ende ein Flansch ausgebildet ist. Das Ende der Dose ist für dessen Bearbeitung mittels eines Halters auf einer Basis befestigt. Zur Bearbeitung des Dosenendes werden mehrere Bearbeitungsköpfe offenbart. Einer der Bearbeitungsköpfe weist drei nach innen gewölbte Walzen auf, die das Dosenende zur Ausbildung eines Flansches nach außen umformen. Zur Aufweitung der Dose benötigt die Aufweiteinrichtung einen leistungsstarken Vorschubantrieb, da der gesamte Umfang des Dosenendes aufgeweitet wird.
Aus der US 6,016,678 ist ein Verfahren zum Aufweiten und Ausbilden eines Flansches an einem Boilerrohr bekannt. Das Verfahren ist dabei auf die Verbindung von Boilerrohren mit einem Rohrboden zur Verwendung in Dampfkesseln gerichtet. Dazu wird eine Vorrichtung verwendet, bei der eine Mehrzahl von Aufweitwalzen in einem Käfig gehalten und durch einen rotierenden Dorn radial angetrieben wird. Dadurch wird bei einer koaxialen Relativbewegung zwischen dem Rohr und der Aufweitvorrichtung der Durchmesser des Rohrs radial vergrößert. Ferner weist die Aufweitvorrichtung eine ebenfalls durch einen Dorn radial angetriebene Formwalze auf, die derart angepasst ist, dass am Rohrende ein zurückgebogener Flansch ausgebildet wird. Der Flansch dient zur festen Verbindung des Rohrs mit dem Rohrboden. Die Vorrichtung weist eine komplexe Struktur und aufgrund der radial abrollenden Walzen und einhergehenden höheren Reibung eine geringere Wirtschaftlichkeit auf.
Der Stand der Technik offenbart jedoch weder ein Verfahren noch eine geeignete Vorrichtung zur Ausbildung eines Flansches für ein Rohr, insbesondere für eine eine Antriebskraft einer Verbrennungskraftmaschine übertragende Hohlwelle.
Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines nicht angeschweißten Flansches an einem Ende eines Rohrs bereitzustellen, wobei der Außendurchmesser des Flansches wenigstens das 1,5-fache des Außendurchmessers des Ende des Rohrs vor dessen Umformung beträgt und der Flansch mit einer geringen Umformkraft ausbildbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
Erfindungsgemäß wird Verfahren zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle vorgeschlagen. Dabei rotiert ein Walzkörper um seine Längsachse mit einer ersten Drehzahl und weist eine im Wesentlichen kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt auf. Der Walzkörper weist um seine Längsachse eine rotationssymmetrische Walzfläche auf, wobei die Kontur der Walzfläche zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt ist. Das Rohr rotiert um seine Längsachse mit einer zweiten Drehzahl. Der Walzkörper und das Rohr rotieren in die gleiche Drehrichtung. Die Längsachse des Walzkörpers wird zu der Längsachse des Rohrs parallel angeordnet. Die Längsachse des Walzkörpers wird zu der Längsachse des Rohrs um einen vorbestimmten Normalabstand exzentrisch angeordnet. Der Walzkörper und das Rohr werden derart in Berührung gebracht, dass die Walzfläche des Walzkörpers das Rohr im Bereich des Endes des Rohrs an einer an einer inneren Rohrwandung befindlichen Kontaktfläche berührt. Die erste Drehzahl und die zweite Drehzahl sind derart eingestellt, dass der Betrag der Differenz berechnet aus einer Umfangsgeschwindigkeit des Walzkörpers abzüglich einer Umfangsgeschwindigkeit des Rohrs an der Kontaktfläche, bezogen auf die Umfangsgeschwindigkeit des Walzkörpers, im Bereich von 0 bis 10%, bevorzugt von 0 bis 5%, besonders bevorzugt von 0 bis 2%, ist. Durch eine Relativbewegung zwischen dem Walzkörper und dem Rohr überträgt der Walzkörper eine Kraft auf die innere Rohrwandung des Rohrs im Bereich der Kontaktfläche derart, dass das Ende des Rohrs radial nach außen umgeformt wird.
Im Rahmen der Erfindung ist unter der zumindest abschnittsweise nach innen gewölbten Kontur der Walzfläche zu verstehen, dass die Kontur beispielsweise nach innen gebogen bzw. gewölbt, quasi konvex ist. Dabei ist die Kontur stetig oder nicht stetig ausbildbar. Die Kontur kann neben einem oder mehreren nach innen gekrümmten Abschnitten auch einen oder mehrere geradlinige Abschnitte aufweisen, die zusammen die nach innen gewölbte Walzfläche vorsehen. Die geradlinigen Abschnitte können eine unterschiedliche Steigung aufweisen und die nach innen gekrümmten Abschnitte können eine unterschiedliche Krümmung aufweisen.
Im Sinne dieser Erfindung ist unter „Walzfläche” des Walzkörpers die Fläche zu verstehen, die mit der inneren Wandung des Endes des Rohrs während der Umformung in Kontakt kommt.
Unter „Bearbeitungsfläche” ist die vollumfängliche Fläche der inneren Wandung des Endes des Rohrs zu verstehen, die durch die Walzfläche des Walzkörpers umgeformt wird bzw. wurde.
Die „Kontaktfläche” ist die Fläche, bei der sich die Walzfläche des Walzkörpers und die Bearbeitungsfläche der inneren Wandung des Endes des Rohrs während der Umformung miteinander berühren. Die Kontaktfläche ändert sich in Abhängigkeit vom Fortschritt des Umformungsvorgangs und ist damit eine Funktion der Zeit. Bei der Berührung der Walzfläche mit dem Ende des Rohrs zu Beginn der Umformung umfasst die innere Rohrwandung ebenso die Innenkante des Rohrs.
Die für die Umformung benötigte Relativbewegung zwischen Walzkörper und Rohr kann dadurch erreicht werden, dass a) der Walzkörper auf das Rohr oder b) das Rohr auf den Walzkörper zu bewegt wird oder c) das Rohr und der Walzkörper gemeinsam aufeinander zubewegt werden.
Durch die exzentrische Anordnung der Längsachse des Walzkörpers zu der Längsachse des Rohrs liegt die Walzfläche nicht vollumfänglich an der inneren Wandung des Endes des Rohrs an. Folglich erstreckt sich die Kontaktfläche nicht über den gesamten Umfang der Bearbeitungsfläche. Dadurch ist der auf die Kontaktfläche übertragbare und zur Umformung erzeugbare Druck größer als bei vollumfänglichem Anliegen der Walzfläche an der inneren Wandung des Endes des Rohrs bei konstant gehaltener Antriebskraft. Dies führt dazu, dass entweder Rohre mit größerer Wanddicke bzw. Außendurchmesser umformbar sind oder dass eine Vorrichtung mit kleineren Abmessungen, geringerem Stromverbrauch und geringem Drehmoment verwendbar ist.
Der Leistungsbedarf der Vorrichtung ist somit nur ein Bruchteil, nämlich etwa 10%, verglichen zu herkömmlichen Aufweitvorrichtungen, insbesondere zu der in der vorstehend beschriebenen US 3,192,758 offenbarten Aufweiteinrichtung.
Die erfindungsgemäße Ausbildung des Walzkörpers, insbesondere die zumindest abschnittsweise nach innen gewölbte Kontur der Walzfläche, ermöglicht auf vorteilhafte Weise, dass während der Umformung der Werkstoff des Endes des Rohrs entlang der Kontur der Walzfläche radial nach außen fließt.
Dadurch, dass das Rohr und der Walzkörper in gleicher Richtung bei im Wesentlichen gleichen Umfangsgeschwindigkeiten rotieren, wird wirksam ein Abschmieren des Walzkörpers von dem Rohr, nämlich an der Kontaktfläche, oder umgekehrt vermieden. Somit wird eine unnötige Reibung vermieden und das Rohr wird an dessen inneren Rohrwandung nicht beschädigt.
Mit diesem Verfahren ist erstmalig ein Flansch an einem Rohr, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, ohne Vorsehen von Schweißnähten herstellbar, wobei der Flansch solche Abmessungen aufweist, um ein Antriebsrad daran zu befestigen. Die zur Verwendung in einem Fahrzeug geeignete Hohlwelle kann eine Kardanwelle, eine Achswelle, eine Seitenwelle, eine Verbindungswelle, eine bei der Lenkeinheit oder von Kompressoren verwendete Welle, usw. sein.
Weitere Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.
Die auf die innere Wandung des Rohrs übertragene Kraft kann auf höchstens 500 kN (50 t), bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 (0,1 t) und 400 kN (40 t), bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 (0,5 t) und 300 kN (30 t), besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 (1 t) und 250 kN (25 t), beschränkt sein. Da aufgrund der Exzentrizität der Längsachse des Walzkörpers zur Längsachse des Rohrs die Walzfläche nur an der Kontaktfläche an der inneren Wandung des Endes des Rohrs anliegt, wird für die Umformung nur ein Bruchteil der Kraft benötigt, wodurch das Verfahren insbesondere für verhältnismäßig kleine Fertigungsmaschinen geeignet ist.
Bei einer Projektion der Kontaktfläche und einer Projektion der Walzfläche auf eine zur Längsachse des Walzkörpers senkrechte Ebene kann die Projektion der Kontaktfläche in einem Kreisausschnitt der Projektion der Walzfläche vollständig enthalten sein. Der Kreisausschnitt kann einen Mittelpunktswinkel von höchstens 240°, vorzugsweise höchstens 180°, bevorzugt höchstens 150°, besonders bevorzugt höchstens 120°, aufweisen. Der Kreisausschnitt kann einen Mittelpunktswinkel von höchstens 210°, vorzugsweise höchstens 170°, bevorzugt höchstens 130°, besonders bevorzugt höchstens 105°, aufweisen. Je kleiner die Kontaktfläche eingestellt wird, desto kleiner ist der Mittelpunktswinkel und desto höher ist der auf die Kontaktfläche wirkende Druck.
Der Werkstoff des Endes des Rohrs ist ab einem ersten Anliegen an einer Innenseite eines an einem Außenumfang des Walzkörpers umlaufenden Bunds für die Dauer eines Zeitraums während der Umformung an der Innenseite des Bunds abstützbar. Mit dieser Ausbildung kann wirksam vermieden werden, dass der Werkstoff an einem umgeformten Ende des Rohrs spitzförmig ausläuft. Insbesondere ist es für einen nachfolgenden Druckumformprozess wünschenswert, dass der durch die Umformung ausgebildete Flansch eine konstante Wanddicke oder an einem Randabschnitt des umgeformten Rohrs sogar eine zur ursprünglichen Wanddicke größere Wanddicke aufweist.
Die erste Drehzahl des Walzkörpers kann zwischen 300 bis 1500 U/min, bevorzugt zwischen 450 bis 1100 U/min, besonders bevorzugt zwischen 600 bis 700 U/min, liegen. Die zweite Drehzahl des Rohrs kann zwischen 300 bis 1500 U/min, bevorzugt zwischen 450 bis 1100 U/min, besonders bevorzugt zwischen 600 bis 700 U/min, liegen. Gerade in diesen Drehzahlbereichen wird das Verfahren zum Umformen eines Endes des Rohrs vorteilhaft ausgeführt.
Das Ende des Rohrs kann, wenigstens während der Walzkörper mit einer inneren Wandung des Endes des Rohrs in Berührung ist, eine Temperatur zwischen 700 bis 1300°C, bevorzugt zwischen 1000 bis 1250°C, besonders bevorzugt zwischen 1150 bis 1200°C, aufweisen. Der Walzkörper kann, wenigstens während er mit einer inneren Wandung des Endes des Rohrs in Berührung ist, eine Temperatur zwischen 100 bis 250°C, bevorzugt zwischen 140 bis 210°C, besonders bevorzugt zwischen 150 bis 200°C, aufweisen. Der Walzkörper und/oder das Ende des Rohrs sind beispielsweise induktiv erwärmbar. In diesen Temperaturbereichen des Rohrs und des Walzkörpers wird das Verfahren zum Umformen eines Endes des Rohrs vorteilhaft ausgeführt.
Neben einem konventionell gefertigten Rohr mit gleichmäßigem Außendurchmesser und/oder mit gleichmäßiger Wanddicke kann bei dem Verfahren ebenso ein vor der mit dem Walzkörper durchgeführten Umformung warm aufgestauchtes Rohr verwendet werden.
Nach der Umformung mittels des Walzkörpers ist das aufgeweitete Ende des Rohrs durch wenigstens einen Druckumformprozess weiter umformbar. Druckumformprozesse sind beispielsweise Formpressen, Gesenkschmieden, Kalteinsenken, Stauchen, usw.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird nach Anspruch 11 ein Flansch vorgeschlagen. Der erfindungsgemäße Flansch ist an einem Ende eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren hergestellt. Erstmalig ist es mit diesem Verfahren möglich, einen Flansch an einem Rohr, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, ohne Vorsehen von Schweißnähten auszubilden, wobei am Flansch beispielsweise ein Antriebsrad über unterschiedliche Baugruppen angebracht ist.
Ein Außendurchmesser des umgeformten Endes des Rohrs kann zu einem Außendurchmesser eines nicht umgeformten Abschnitts des Rohrs ein Verhältnis von größer 1,5:1, bevorzugt größer 2:1, bevorzugt größer 3:1, besonders bevorzugt größer 4:1, aufweisen. Ein Außendurchmesser des umgeformten Endes des Rohrs kann zu einem Außendurchmesser eines nicht umgeformten Abschnitts des Rohrs aber auch ein Verhältnis von größer 1,5:1, bevorzugt größer 1,8:1, bevorzugt größer 2,5:1, besonders bevorzugt größer 3,5:1, aufweisen. Damit ein solches Verhältnis erzielt werden kann, muss die Walzfläche eine entsprechende Abmessung in radiale Richtung aufweisen.
Das umgeformte Ende des Rohrs kann wenigstens einen Abschnitt mit einer Wanddicke aufweisen, die größer ist als eine Wanddicke eines nicht umgeformten Abschnitts des Rohrs. Eine solche Ausbildung des Flansches ist besonders bei einem nachfolgenden Druckumformprozess wichtig, um einen nachfolgenden Druckumformprozess zur Formgebung der endgültigen Flanschkontur durchzuführen.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird nach Anspruch 14 eine Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, vorzugsweise geeignet zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, vorgeschlagen. Die Vorrichtung weist einen Walzkörper mit einer Längsachse auf. Der Walzkörper weist im Wesentlichen eine kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt und um seine Längsachse eine rotationssymmetrische Walzfläche auf, wobei die Kontur der Walzfläche zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt ist. Ferner weist die Vorrichtung eine drehbare Einrichtung zum Aufnehmen und Befestigen des Rohrs auf. Die Längsachse des Walzkörpers ist um einen vorbestimmten Normalabstand exzentrisch und parallel zu einer Längsachse des Rohrs angeordnet, wenn das Rohr an der Einrichtung befestigt ist. Hierbei werden die gleichen erfindungsgemäßen Wirkungen des vorstehend beschriebenen Verfahrens erreicht.
Das Verhältnis von dem Normalabstand zu einem Außendurchmesser des Endes des Rohrs vor der Umformung kann in einem Bereich von 1:60 bis 1:2, bevorzugt von 1:30 bis 1:3, besonders bevorzugt von 1:6 bis 1:3, liegen. Bei einem Rohr mit einem Außendurchmesser von 60 mm kann der Normalabstand zwischen 1 und 40 mm, bevorzugt zwischen 5 und 30 mm, besonders bevorzugt von 10 bis 20 mm, liegen.
Der Walzkörper ist axial, vorzugsweise mittels einer Antriebswelle, um seine Längsachse antreibbar. Der Walzkörper ist beim axialen Antreiben mittels seines Schafts oder durch Aufstecken auf eine Antriebswelle einer Vorrichtung zum Umformen eines Endes des Rohrs antreibbar.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird nach Anspruch 17 ein Walzkörper zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, vorzugsweise geeignet zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, vorgeschlagen. Der Walzkörper weist im Wesentlichen eine kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt und um seine Längsachse eine rotationssymmetrische Walzfläche auf. Die Kontur der Walzfläche ist zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt. An einem Außenumfang des Walzkörpers ist ein umlaufender Bund angeordnet. Die nach innen gewölbte bzw. gebogene, quasi konvexe Kontur der Walzfläche geht radial nach außen nahtlos in den Bund über. Der Bund weist vorzugsweise eine Entformungsschräge von größer 0°, bevorzugt größer 1°, besonders bevorzugt größer 5°, auf. Der Bund ist integral mit dem Walzkörper ausbildbar oder in einer anderen Art und Weise, wie z. B. durch Schweißen, an den Walzkörper anordbar. Mit dem erfindungsgemäßen Walzkörper werden die gleichen erfindungsgemäßen Wirkungen des vorstehend beschriebenen Verfahrens erhalten.
Eine an einem radial außenliegenden Randabschnitt der Walzfläche angelegte Tangente kann mit der Längsachse einen Winkel von größer 70 bis 105°, bevorzugt von größer 75 bis 100°, besonders bevorzugt von größer 80 bis 95°, einschließen. Bei Betrachtung von einer Spitze bzw. einer Abflachung in Richtung einer Basis ist es derjenige Winkel zwischen Längsachse und Tangente, der von der Spitze abgewandt aufgespannt wird. Der Werkstoff des Endes des Rohrs fließt dementsprechend entlang der Kontur der Walzfläche vorteilhaft radial entsprechend der vorstehenden Winkelangaben nach außen, sodass ein nachfolgender Druckumformprozess zur Formgebung der endgültigen Flanschkontur durchführbar ist.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Walzkörper zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, vorzugsweise geeignet zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, vorgeschlagen. Der Walzkörper weist eine Walzfläche und eine Längsachse auf, wobei eine an einem beliebigen Punkt der Walzfläche angelegte Tangente mit der Längsachse einen Winkel von größer 0 bis 120°, bevorzugt von größer 0 bis 105°, besonders bevorzugt von größer 0 bis 90°, einschließt, wobei in einem Abschnitt der Walzfläche der Winkel größer 45°, bevorzugt größer 60°, besonders bevorzugt 70° ist, wobei der Abschnitt einen Randbereich der Walzfläche umfasst, und wobei der Winkel mit zunehmendem Normalabstand des Punktes von der Längsachse wenigstens abschnittsweise zunimmt. Bei Betrachtung von einer Spitze bzw. einer Abflachung in Richtung einer Basis ist es derjenige Winkel zwischen Längsachse und Tangente, der von der Spitze abgewandt aufgespannt wird.
Gemäß einem noch weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Walzkörper zum Umformen eines Endes eines Rohrs, vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, vorzugsweise geeignet zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens, vorgeschlagen. Der Walzkörper weist eine Längsachse und eine Walzfläche mit einer Kontur auf, wobei die Kontur der Walzfläche derart ausgebildet ist, dass während einer Umformung einer Rohrwandung eines Endes des Rohrs in einem Bereich zwischen 70° und 120° zur Längsachse des Walzkörpers radial nach außen umformbar ist.
Die vorstehend beschriebenen Merkmale und Funktionen der vorliegenden Erfindung sowie weitere Aspekte und Merkmale werden nachfolgend anhand einer detaillierten Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren weiter beschrieben. Hierbei zeigt/zeigen:
1a bis 1c Schnittdarstellungen von erfindungsgemäßen Walzkörpern;
2 eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs;
3 bis 5 Schnittdarstellungen, die verschiedene Zeitpunkte eines Verfahrens zur Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs darstellen;
6 und 7 Projektionen einer Kontaktfläche und einer Walzfläche auf einer Ebene; und
8 und 9 eine Vorrichtung zum Durchführen eines Druckumformprozesses mit einem Stempel und einer Matrize.
1a stellt eine Schnittdarstellung eines erfindungsgemäßen Walzkörpers W gemäß einer Ausführungsform eines Walzkörpers dar. Der Walzkörper W ist rotationssymmetrisch um seine Längsachse LW mit einer zum Umformen, genauer Walzen, eines Werkstücks dienenden Walzfläche WF ausgebildet. Die Walzfläche WF ist nach innen gewölbt ausgebildet und erstreckt sich von einer auf der Längsachse LW liegenden dornartigen Spitze S nach innen gewölbt radial nach außen. Eine an einem in 1 dargestellten beliebigen Punkt P der Walzfläche WF angelegte Tangente T schließt mit der Längsachse LW einen Winkel α ein. Aufgrund der nach innen gewölbten Ausbildung der Walzfläche LW nimmt der Winkel α von der dornartigen Spitze S radial nach außen hin zu, sodass beliebige Punkte P der Walzfläche WF einen Winkel α von größer 0° bis etwa 85° einschließen. Bei Betrachtung von einer Spitze S in Richtung einer Basis BA ist es derjenige Winkel α zwischen Längsachse LW und Tangente, der von der Spitze S abgewandt aufgespannt wird. An einem Randabschnitt der Walzfläche WF, bei dem der Punkt P den größten Winkel α aufweist, ist ein an einem Außenumfang des Walzkörpers W umlaufender Bund B vorgesehen. Der Bund B ist integral mit dem Walzkörper W ausgebildet und weist eine Innenseite I mit einer Entformungsschräge β von 5° auf. Der Walzkörper W weist einen nicht gezeigten Schaft zur Aufnahme in einer Vorrichtung auf.
1b stellt eine Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Walzkörpers W' dar. Der Walzkörper W' mit einer Längsachse LW' weist im Vergleich zu dem Walzkörper W gemäß 1a eine unterschiedliche Walzfläche WF' auf. Die Walzfläche WF' weist drei Abschnitte A₁, A₂, A₃ mit unterschiedlicher Steigung auf, in denen die bei beliebigen Punkten P in jeweils einem Abschnitt A₁, A₂, A₃ der Walzfläche WF' angelegten Tangenten T mit der Längsachse LW' den gleichen Winkel α aufweisen. Der Winkel α der in den Punkten P im Abschnitt A₁ der Walzfläche WF' angelegten Tangenten beträgt 45°, der Winkel α der in den Punkten P im Abschnitt A₂ der Walzfläche WF' angelegten Tangenten beträgt 70° und der Winkel α der in den Punkten P im Abschnitt A₃ der Walzfläche WF' angelegten Tangenten beträgt 90°. Bei Betrachtung von einer Spitze S' in Richtung einer Basis BA' ist es derjenige Winkel α zwischen Längsachse LW' und Tangente, der von der Spitze S' abgewandt aufgespannt wird.
1c stellt eine Schnittdarstellung eines weiteren erfindungsgemäßen Walzkörpers W'' dar. Der Walzkörper W'' mit einer Längsachse LW'' weist im Vergleich zu dem Walzkörper W gemäß 1a keine dornartige Spitze S, sondern eine Abflachung AB auf, sodass der Walzkörper eine kegelstumpfförmige Gestalt besitzt. Die Abflachung AB dient nicht zur Umformung eines Endes eines Rohrs und stellt keinen Teil der Walzfläche WF'' dar. Ein Übergang zwischen Abflachung AB zur Walzfläche WF'' ist so ausgebildet, dass der Winkel α einer an einem Punkt P anliegenden Tangente zur Längsachse LW'' der Walzfläche WF'' 45° beträgt. Bei Betrachtung von einer Abflachung AB in Richtung einer Basis BA'' ist es derjenige Winkel α zwischen Längsachse LW'' und Tangente, der von der Abflachung AB abgewandt aufgespannt wird.
2 stellt eine Schnittdarstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs R gemäß einer Ausführungsform einer solchen Vorrichtung dar. Bei der Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs R wird der erfindungsgemäße Walzkörper W gemäß 1a verwendet.
Der an einer Antriebswelle über einen Schaft Z befestigte Walzkörper W wird rotierend durch einen ersten nicht gezeigten Antriebsmotor mit einer ersten Drehzahl D₁ angetrieben. Die Antriebswelle ist zusammen mit dem Walzkörper W mittels eines nicht gezeigten Vorschubmotors in axialer Richtung und für eine genaue Positionierung quer zur axialen Richtung über ein Schlittensystem bestehend aus mehreren Schlitten bewegbar und einstellbar.
Das Rohr R ist in einer drehbaren Einrichtung H zum Aufnehmen und Befestigen des Rohrs R befestigt. Das in der Einrichtung H befestigte Rohr R wird durch einen weiteren nicht gezeigten Antriebsmotor drehend mit einer zweiten Drehzahl D₂ angetrieben. Für eine genaue Positionierung quer zur axialen Richtung enthält die drehbare Einrichtung H ebenfalls ein nicht gezeigtes Schlittensystem bestehend aus mehreren Schlitten.
In 2 sind der Walzkörper W mit seiner Längsachse LW und das Rohr R mit seiner Längsachse LR parallel und exzentrisch mit einem Normalabstand a zueinander angeordnet.
Die 3 bis 5 stellen Schnittdarstellungen dar, welche verschiedene Zeitpunkte bzw. Momentanaufnahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Umformen eines Endes eines warm aufgestauchten Rohrs R' zeigen. Das warm aufgestauchte Rohr R' bestehend aus Stahl besitzt einen Außendurchmesser von 115 mm und eine Wanddicke l von 18 mm. Der Normalabstand a zwischen der Längsachse LW des Walzkörpers W und der Längsachse LR des warm aufgestauchten Rohrs R' beträgt 15 mm. Die erste Drehzahl D₁ des Walzkörpers W und die zweite Drehzahl D₂ des warm aufgestauchten Rohrs R' werden während der gesamten Umformung bei 600 U/min eingestellt, sodass eine Umfangsgeschwindigkeit U₁ des Walzkörpers W und eine Umfangsgeschwindigkeit U₂ des warm aufgestauchten Rohrs R' gleich sind. Zur Umformung wird das warm aufgestauchte Rohr R' auf 1150°C und der Walzkörper W auf 150°C induktiv erwärmt.
Das warm aufgestauchte Rohr R' mit einer ersten Drehzahl D₁ wird auf die Walzfläche WF des Walzkörpers W mit einer zweiten Drehzahl D₂ in axiale Richtung bewegt. Zu Beginn der Umformung mittels des Walzkörpers W berühren sich das umzuformende Ende des warm aufgestauchten Rohrs R' und die Walzfläche WF an einer Innenkante IN des Endes des warm aufgestauchten Rohrs R', sodass eine Kontaktfläche KF bei dreidimensionaler Betrachtung eine in Umfangsrichtung verlaufende Linie ist und bei zweidimensionaler Betrachtung, wie in 3 gezeigt, ein Punkt ist.
Bei kontinuierlicher Bewegung des warm aufgestauchten Rohrs R' in axialer Richtung zur Walzfläche WF des Walzkörpers W, wie in 4 dargestellt, wird der Werkstoff des Endes des Rohrs R' entlang der Kontur der Walzfläche WF kontinuierlich radial nach außen umgeformt, d. h., der Werkstoff fließt radial nach außen. Dadurch vergrößert sich die Kontaktfläche KF, bei der sich die Walzfläche WF des Walzkörpers W mit einer gerade in Kontakt stehenden Bearbeitungsfläche BF einer inneren Rohrwandung RI des warm aufgestauchten Rohrs R' berühren, und ist bei dreidimensionaler Betrachtung als Fläche und bei zweidimensionaler Betrachtung, wie in 4 dargestellt, als Linie zu erkennen. Die Bearbeitungsfläche BF bildet die gesamte, während der Umformung bearbeitete Fläche, nämlich eine in 4 aufgeweitete Innenseite des warm aufgestauchten Rohrs R'.
Am Ende der Umformung mittels des Walzkörpers W, wie in 5 gezeigt, ist die Kontaktfläche KF am größten. Bereits kurz zuvor stößt das Ende des warm aufgestauten Rohrs R' an die Innenseite I des an dem Außenumfang des Walzkörpers W umlaufenden Bunds B, sodass sich eine Verdickung des Endes des Rohrs R' ausbildet. Das umgeformte Ende weist in der Nähe seiner Stirnseite eine größere Wanddicke l₁ als eine Wanddicke l₂ eines nicht umgeformten Bereichs des warm aufgestauchten Rohrs R' und/oder eines umgeformten, weiter in der Mitte des warm aufgestauchten Rohrs R' liegenden Bereichs des Rohrs R' auf. Die Entformungsschräge β ermöglicht das Trennen des warm aufgestauten Rohrs R' vom Walzkörper W in entgegengesetzter, axialer Richtung oder umgekehrt.
Die 6 und 7 stellen Projektionen der Kontaktfläche KF und der Walzfläche WF auf einer in der Zeichenebene liegenden Ebene zu unterschiedlichen Zeitpunkten der Umformung dar. Eine schraffierte Projektion PK der Kontaktfläche KF und eine Projektion PW der Walzfläche WF sind auf einer zur Längsachse LW senkrechten Ebene dargestellt, wobei die Projektion PK der Kontaktfläche KF in einem Kreisausschnitt der Projektion PW der Walzfläche WF vollständig enthalten ist. In 6 weist der Kreisausschnitt einen Mittelpunktswinkel φ von 65° und in 7 weist der Kreisausschnitt einen Mittelpunktswinkel φ von 120° auf. Die in 6 projizierte Projektion PK der Kontaktfläche KF entspricht in etwa der in 4 gezeigten Kontaktfläche KF. Die in 7 projizierte Projektion PK der Kontaktfläche KF entspricht in etwa der in 5 gezeigten Kontaktfläche KF.
Da die schraffiert dargestellte Projektion PK der Kontaktfläche KF nur einen Kreisausschnitt der Projektion PW der Walzfläche WF einnimmt, sich also nicht um den gesamten Umfang des warm aufgestauchten Rohrs R' erstreckt, wird weniger Vorschubkraft (max. 250 kN bzw. ca. 25 t) für die Umformung des Endes des warm aufgestauchten Rohrs R' benötigt. Der Walzkörper W bringt ferner bei konstant über die gesamte Umformung eingestellter Vorschubkraft den größten Druck zu Beginn der Umformung auf das Ende des warm aufgestauchten Rohrs R' auf, da zu diesem Zeitpunkt die Kontaktfläche KF am kleinsten ist.
Die 8 und 9 stellen eine Vorrichtung zum Durchführen eines Druckumformprozesses mit einem Stempel S und einer Matrize M dar. Das Ende des warm aufgestauchten Rohrs R' wird als Rohling in die Matrize M eingeführt und erhält durch Zusammenwirken von Matrize M und Stempel S dessen endgültige Form, so dass ein Flansch an einem warm aufgestauchten Rohr R' entsteht.
Die Erfindung lässt neben den erläuterten Ausführungsformen auch weitere Gestaltungsansätze zu.
Der Walzkörper W' weist drei Abschnitte mit unterschiedlicher Steigung auf. Die Walzfläche eines erfindungsgemäßen Walzkörpers ist jedoch auch so ausbildbar, dass sie einen, zwei, vier, fünf oder eine beliebige Anzahl von geradlinigen Abschnitten und/oder einen, zwei, drei oder eine beliebige Anzahl von nach innen gekrümmten Abschnitten aufweist.
Die vorstehend beschriebenen Walzkörper weisen einen nicht gezeigten Schaft zur Aufnahme in einer Vorrichtung auf; allerdings können die Walzkörper auch als Aufsteckwerkzeuge ausgebildet sein.
Bei der Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs R ist der Walzkörper nicht auf den in den 2 bis 5 dargestellten Walzkörper W beschränkt, sondern es ist die Verwendung anderer Walzkörper, wie z. B. des Walzkörpers W' gemäß 1b, des Walzkörpers W'' gemäß 1c usw. möglich.
Obgleich vorstehend ein warm aufgestauchtes Rohr R' mit einer Wanddicke l von 18 mm umgeformt wird, können erfindungsgemäß auch Rohre umgeformt werden, die eine Wanddicke zwischen 5 mm bis 100 mm, vorzugsweise zwischen 10 mm bis 80 mm, besonders bevorzugt zwischen 15 mm bis 70 mm, aufweisen.
Obschon das in der Ausführungsform bearbeitete warm aufgestauchte Rohr R' aus Stahl besteht, können erfindungsgemäß auch Rohre aus Aluminium oder einer Legierung aus Stahl und/oder Aluminium umgeformt werden.
Obwohl nicht in den 8 und 9 gezeigt, können in dem Flansch an dem warm aufgestauchten Rohr R' noch Öffnungen, wie z. B. Bohrungen, Gewindebohrungen, usw., vorgesehen werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 8291737 [0005]
US 3192758 [0006, 0019]
US 3494162 [0007]
US 6016678 [0008]

Claims

Verfahren zum Umformen eines Endes eines Rohrs (R, R'), vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, wobei ein Walzkörper (W, W', W'') um seine Längsachse (LW, LW', LW'') mit einer ersten Drehzahl (D₁) rotiert, wobei der Walzkörper (W, W', W'') eine im Wesentlichen kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, wobei der Walzkörper (W, W', W'') um seine Längsachse (LW, LW', LW'') eine rotationssymmetrische Walzfläche (WF, WF', WF'') aufweist, und wobei die Kontur der Walzfläche (WF, WF', WF'') zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt ist, das Rohr (R, R') um seine Längsachse (LR, LR') mit einer zweiten Drehzahl (D₂) rotiert, der Walzkörper (W, W', W'') und das Rohr (R, R') in die gleiche Richtung rotieren, die Längsachse (LW, LW', LW'') des Walzkörpers (W, W', W'') zu der Längsachse (LR, LR') des Rohrs (R, R') parallel angeordnet wird, die Längsachse (LW, LW', LW'') des Walzkörpers (W, W', W'') zu der Längsachse (LR, LR') des Rohrs (R, R') um einen vorbestimmten Normalabstand (a) exzentrisch angeordnet wird, der Walzkörper (W, W', W'') und das Rohr (R, R') derart in Berührung gebracht werden, dass die Walzfläche (WF, WF', WF'') des Walzkörpers (W, W', W'') das Rohr (R, R') im Bereich des Endes des Rohrs (R, R') an einer an einer inneren Rohrwandung befindlichen Kontaktfläche (KF) berührt, wobei die erste Drehzahl (D₁) und die zweite Drehzahl (D₂) derart eingestellt sind, dass der Betrag der Differenz berechnet aus einer Umfangsgeschwindigkeit (U₁) des Walzkörpers (W, W', W'') abzüglich einer Umfangsgeschwindigkeit (U₂) des Rohrs (R, R') an der Kontaktfläche (KF), bezogen auf die Umfangsgeschwindigkeit (U₁) des Walzkörpers (W, W', W''), im Bereich von 0 bis 10%, bevorzugt von 0 bis 5%, besonders bevorzugt von 0 bis 2%, ist, und wobei durch eine Relativbewegung zwischen dem Walzkörper (W, W', W'') und dem Rohr (R, R') der Walzkörper (W, W', W'') eine Kraft auf die innere Rohrwandung des Rohrs (R, R') im Bereich der Kontaktfläche (KF) derart überträgt, dass das Ende des Rohrs (R, R') radial nach außen umgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft höchstens 500 kN (50 t), bevorzugt in einem Bereich zwischen 1 und 400 kN, bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 300 kN, besonders bevorzugt in einem Bereich zwischen 10 und 250 kN, ist.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Projektion (PK) der Kontaktfläche (KF) und einer Projektion (PW) der Walzfläche (WF, WF', WF'') auf zur Längsachse (LW, LW', LW'') des Walzkörpers (W, W', W'') senkrechten Ebene die Projektion (PK) der Kontaktfläche (KF) in einem Kreisausschnitt der Projektion (PW) der Walzfläche (WF, WF', WF'') vollständig enthalten ist, und wobei der Kreisausschnitt einen Mittelpunktswinkel (φ) von höchstens 240°, vorzugsweise höchstens 180°, bevorzugt höchstens 150°, besonders bevorzugt höchstens 120°, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Endes des Rohrs (R, R') ab einem ersten Anliegen an einer Innenseite (I) eines an einem Außenumfang des Walzkörpers (W, W', W'') umlaufenden Bunds (B) für die Dauer eines Zeitraums während der Umformung an der Innenseite (I) des Bunds (B) abstützt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Drehzahl (D₁) des Walzkörpers (W, W', W'') zwischen 300 bis 1500 U/min, bevorzugt zwischen 450 bis 1100 U/min, besonders bevorzugt zwischen 600 bis 700 U/min, liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Drehzahl (D₂) des Rohrs (R, R') zwischen 300 bis 1500 U/min, bevorzugt zwischen 450 bis 1100 U/min, besonders bevorzugt zwischen 600 bis 700 U/min, liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens während der Walzkörper (W, W', W'') mit einer inneren Wandung des Endes des Rohrs (R, R') in Berührung ist, das Ende des Rohrs (R, R') eine Temperatur zwischen 700 bis 1300°C, bevorzugt zwischen 1000 bis 1250°C, besonders bevorzugt zwischen 1150 bis 1200°C, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens während der Walzkörper (W, W', W'') mit einer inneren Wandung des Endes des Rohrs (R, R') in Berührung ist, der Walzkörper (W, W', W'') eine Temperatur zwischen 100 bis 250°C, bevorzugt zwischen 140 bis 210°C, besonders bevorzugt zwischen 150 bis 200°C, aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (R, R') warm aufgestaucht wird, bevor es mittels des Walzkörpers (W, W', W'') umgeformt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Umformung mittels des Walzkörpers (W, W', W'') das aufgeweitete Ende des Rohrs (R, R') mittels wenigstens eines Druckumformprozesses weiter umgeformt wird.
Flansch an einem Ende eines Rohrs (R, R'), vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10.
Flansch nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Außendurchmesser (d₁) des umgeformten Endes des Rohrs (R, R') zu einem Außendurchmesser (d₂) eines nicht umgeformten Abschnitts des Rohrs (R, R') ein Verhältnis (d₁/d₂) von größer 1,5:1, bevorzugt größer 2:1, bevorzugt größer 3:1, besonders bevorzugt größer 4:1, aufweist.
Flansch nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass das umgeformte Ende des Rohrs (R, R') wenigstens einen Abschnitt mit einer Wanddicke (l₁) aufweist, die größer ist als eine Wanddicke (l₂) eines nicht umgeformten Abschnitts des Rohrs (R, R').
Vorrichtung zum Umformen eines Endes eines Rohrs (R, R'), vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, vorzugsweise geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei die Vorrichtung aufweist: einen Walzkörper (W, W', W'') mit einer Längsachse (LW, LW', LW'') wobei der Walzkörper (W, W', W'') im Wesentlichen eine kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, wobei der Walzkörper (W, W', W'') um seine Längsachse (LW, LW', LW'') eine rotationssymmetrische Walzfläche (WF, WF', WF'') aufweist, und wobei die Kontur der Walzfläche (WF, WF', WF'') zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt ist, einer drehbaren Einrichtung (H) zum Aufnehmen und Befestigen des Rohrs (R, R') wobei die Längsachse (LW, LW', LW'') des Walzkörpers (W, W', W'') um einen vorbestimmten Normalabstand (a) exzentrisch und parallel zu einer Längsachse (LR, LR') des Rohrs (R, R') angeordnet ist, wenn das Rohr (R, R') an der Einrichtung (H) befestigt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von dem Normalabstand (a) zu einem Außendurchmesser des Ende des Rohrs (R, R') vor der Umformung in einem Bereich von 1:60 bis 1:2, bevorzugt von 1:30 bis 1:3, besonders bevorzugt von 1:6 bis 1:3, liegt.
Vorrichtung nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzkörper (W, W', W'') axial, vorzugsweise mittels einer Antriebswelle (A), um seine Längsachse (LW, LW', LW'') antreibbar ist.
Walzkörper (W, W', W'') zum Umformen eines Endes eines Rohrs (R, R'), vorzugsweise einer zur Verwendung in einem Fahrzeug geeigneten Hohlwelle, insbesondere einer Achshohlwelle, vorzugsweise geeignet zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Walzkörper (W, W', W'') im Wesentlichen eine kegel- oder kegelstumpfförmige Gestalt aufweist, wobei der Walzkörper (W, W', W'') um seine Längsachse (LW, LW', LW'') eine rotationssymmetrische Walzfläche (WF, WF', WF'') aufweist, und wobei die Kontur der Walzfläche (WF, WF', WF'') zumindest abschnittsweise nach innen gewölbt ist, wobei an einem Außenumfang des Walzkörpers (W, W', W'') ein umlaufender Bund (B) angeordnet ist, und vorzugsweise der Bund (B) eine Entformungsschräge (β) von größer 0°, bevorzugt größer 1°, besonders bevorzugt größer 5°, aufweist.
Walzkörper nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass wobei eine an einem radial außenliegenden Randabschnitt der Walzfläche (WF, WF', WF'') angelegte Tangente (T) mit der Längsachse (LW, LW', LW'') einen Winkel (α) von größer 70 bis 105°, bevorzugt von größer 75 bis 100°, besonders bevorzugt von größer 80 bis 95°, einschließt.