DE102014216674A1

DE102014216674A1 - Rohrförmiges Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE102014216674A1
Application number: DE102014216674.8A
Authority: DE
Inventors: Sebastian Krüger
Original assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Current assignee: Schaeffler Technologies AG and Co KG
Priority date: 2014-08-21
Filing date: 2014-08-21
Publication date: 2016-02-25

Abstract

Rohrförmiges Bauteil (12) mit einem Rohrabschnitt (6) und einem an einem Rohrende (7) angeordneten Gewinde, wobei der Innendurchmesser des Rohrendes (7) durch ein Warmstauchverfahren verringert ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Bauteil mit einem Rohrabschnitt und einem an einem Rohrende angeordneten Gewinde.
Aus der DE 10 2012 106 423 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Bauteils bekannt, bei dem ein Rohr mit konstantem Querschnitt abschnittsweise in einer Knetvorrichtung geknetet wird, um den Außendurchmesser zu verringern.
Derartige rohrförmige Bauteile kommen beispielsweise bei Wankstabilisatoren zum Einsatz. Ein Wankstabilisator umfasst einen mechatronischen Aktuator, bei dem an entgegengesetzten Seiten jeweils ein Drehstab angebracht ist. Mittels des Aktuators können die beiden Drehstäbe gegeneinander verdreht werden, wodurch das Wankverhalten eines Kraftfahrzeugs beeinflusst werden kann. Eine Wankbewegung tritt beispielsweise bei einer Kurvenfahrt auf. Durch einen aktiven Wankstabilisator kann der Wankwinkel beeinflusst, insbesondere verringert werden. An ihren äußeren Enden weisen die Drehstäbe eine mechanische Schnittstelle auf, an der z. B. eine Koppelstange zur Kraftanleitung befestigt ist. Bei einem rohrförmigen Drehstab wird zumeist eine Buchse in das Ende des rohrförmigen Bauteils eingesetzt und verschweißt.
1 zeigt ein herkömmliches rohrförmiges Bauteil 1, das mehrachsig gekrümmt ist und an seinem Rohrende 2 eine eingeschweißte Gewindebuchse 3 aufweist. 2 zeigt ein vergrößertes Detail des Rohrendes des in 1 gezeigten rohrförmigen Bauteils 1. In 2 erkennt man, dass die Buchse 3 mittels einer umlaufenden Schweißnaht 4 stoffschlüssig mit dem Rohrende 2 verbunden ist. Die Gewindebuchse 3 weist ein Gewindesackloch 5 auf. Obwohl sich ein derartiges rohrförmiges Bauteil grundsätzlich bewährt hat, wird es als nachteilig angesehen, dass zu dessen Herstellung mehrere Bauteile benötigt werden, die vergleichsweise aufwendig durch ein Schweißverfahren verbunden werden. Zudem wird durch den Schweißprozess Wärme in das zuvor gehärtete Rohr eingebracht, wodurch dessen Festigkeit verringert wird.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein rohrförmiges Bauteil anzugeben, das die genannten Nachteile vermeidet und das einfach und kostengünstig herstellbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem rohrförmigen Bauteil der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Rohrendes durch ein Warmstauchverfahren verringert ist.
Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass eine wesentlich einfachere Herstellung des rohrförmigen Bauteils möglich ist, indem dieses einteilig, d. h. aus einem einzigen Bauteil bestehend, hergestellt wird, wobei während des Herstellvorgangs auch das Gewinde ausgebildet wird. Das erfindungsgemäße Bauteil weist den Vorteil auf, dass auf ein Schweißverfahren verzichtet werden kann, so dass keine Beeinträchtigung des Werkstoffs, insbesondere keine Verringerung der Festigkeit auftritt. Durch das Warmstauchen wird der Innendurchmesser des Rohrendes verringert, d. h. die Wandstärke des Rohrs wird erhöht. Der Innendurchmesser wird dabei soweit verringert, bis das Gewinde hergestellt werden kann. Beim Warmstauchen ist es ausreichend, lediglich das Rohrende zu erwärmen, während der übrige Teil des rohrförmigen Bauteils nicht erwärmt wird.
Das erfindungsgemäße rohrförmige Bauteil ist sowohl für aktive als auch für passive Stabilisatoren geeignet.
Bei dem erfindungsgemäßen rohrförmigen Bauteil wird es bevorzugt, dass das Rohrende einen konstanten Außendurchmesser aufweist. Der Außendurchmesser bleibt unverändert, da er in einem für das Warmstauchen benötigten Werkzeug gehalten ist. Die Materialaufdickung am Rohrende entsteht durch das Stauchen, wobei sich die Länge des rohrförmigen Bauteils bzw. die Länge des Rohrendes verringert. Nach der Herstellung des Innengewindes kann die Axialseite des Rohrendes plan gedreht werden. Gegebenenfalls kann anschließend eine Wärmebehandlung zur Erhöhung mechanischer Kennwerte, insbesondere zur Erhöhung der Festigkeit, vorgenommen werden. Dadurch ergibt sich der Vorteil, dass auch die Festigkeit des Innengewindes und der geplanten Fläche erhöht wird.
Obwohl das erfindungsgemäße rohrförmige Bauteil vorzugsweise einen konstanten Durchmesser aufweist, kann es sich auch um ein Rohr mit inkonstantem Durchmesser handeln, das wenigstens zwei unterschiedliche Durchmesser aufweist.
Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, dass bei dem rohrförmigen Bauteil das Rohrende denselben Außendurchmesser wie der Rohrabschnitt, d. h. der sich an das Rohrende anschließende Abschnitt des rohrförmigen Bauteils, aufweist. Dementsprechend sind die unterschiedlichen Innendurchmesser in dem Rohrabschnitt einerseits und in dem Rohrende andererseits von außen nicht sichtbar.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass bei dem rohrförmigen Bauteil zwischen dem Rohrende mit verringertem Innendurchmesser und dem Rohrabschnitt ein Abschnitt ausgebildet ist, der einen kleineren Durchmesser als den verringerten Durchmesser aufweist. Die Kontur dieses Abschnitts, der einen Übergangsbereich darstellt, kann durch die Wahl eines entsprechenden Stauchwerkzeugs angepasst werden.
In diesem Zusammenhang kann es auch vorgesehen sein, dass der Abschnitt mit verkleinertem Durchmesser, d. h. der Übergangsbereich, durch einen Stopfen verschlossen ist. Auf diese Weise kann bei Bedarf die Dichtheit des rohrförmigen Bauteils sichergestellt werden.
Daneben betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Bauteils, mit einem Rohrabschnitt und einem an einem Rohrende angeordneten Gewinde.
Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass der Innendurchmesser des Rohrendes durch ein Warmstauchverfahren verringert wird.
In den Unteransprüchen sind weitere Ausgestaltungen der Erfindung beschrieben.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:
1 ein herkömmliches rohrförmiges Bauteil;
2 ein Detail des in 1 gezeigten rohrförmigen Bauteils im Bereich des Rohrendes;
3 ein erfindungsgemäßes rohrförmiges Bauteil; und
4 ein Detail des in 3 gezeigten erfindungsgemäßen rohrförmigen Bauteils im Bereich des Rohrendes.
3 zeigt ein rohrförmiges Bauteil 12, das grundsätzlich wie das in 1 gezeigte herkömmliche rohrförmige Bauteil aufgebaut ist. 4 zeigt das Rohrende des in 3 gezeigten rohrförmigen Bauteils. Ein als Stabilisatorrohr ausgebildeter Rohrabschnitt weist einen konstanten Durchmesser sowie eine mehrfach gebogene bzw. gekrümmte Form auf. An den Rohrabschnitt 6 schließt sich ein Rohrende 7 an, das einen gegenüber dem Rohrabschnitt 6 verringerten Innendurchmesser 8 aufweist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Innendurchmesser 8 des Rohrendes 7 etwa halb so groß wie der Innendurchmesser des Rohrabschnitts 6. Der Innendurchmesser des Rohrendes 7 wird jeweils so gewählt, dass ein Gewinde 13 mit einer festgelegten Größe in das Rohrende 7 geschnitten werden kann. Das Rohrende 7 mit verringertem Innendurchmesser 8 ist durch ein Warmstauchverfahren hergestellt. Dazu wird das Rohrende 7 durch eine Wärmequelle, beispielsweise ein induktives Halteelement, erwärmt und durch ein Stauchwerkszeug verformt. Das Rohrende 7 befindet sich während des Warmstauchverfahrens in einem Werkzeug und wird außenseitig gehalten, so dass der Außendurchmesser des Rohrendes 7 bei dem Warmstauchverfahren unverändert bleibt. Dementsprechend ist in 4 erkennbar, dass der Rohrabschnitt 6 und das Rohrende 7 den gleichen Außendurchmesser aufweisen. Der Außendurchmesser des Rohrendes 7 ist konstant.
In der geschnittenen Ansicht von 4 erkennt man, dass zwischen dem Rohrabschnitt 6 und dem Rohrende 7 ein Abschnitt 9 gebildet ist, der einen Übergangsbereich darstellt und in dem sich der größere Innendurchmesser des Rohrabschnitts 6 konisch bis auf einen kleineren Innendurchmesser 10 an der am freien Ende des Rohrendes 7 zugewandten Seite verringert. Von dort vergrößert sich der Innendurchmesser wieder etwas bis zu dem Innendurchmesser 8 in dem Rohrende 7. Die genaue Form des Übergangsbereichs 9 kann durch die Wahl eines entsprechenden Werkzeugs für das Warmstauchverfahren beeinflusst werden.
In dem Übergangsbereich 9 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Stopfen 11 angeordnet, durch den das Innere des Rohrabschnitts 6 nach außen verschlossen wird.
Im Vergleich zu dem herkömmlichen rohrförmigen Bauteil 1, das in den 1 und 2 gezeigt ist, benötigt das in 3 und 4 gezeigte rohrförmige Bauteil 12 weniger Bauraum, darüber hinaus zeichnet es sich durch eine geringere Masse aus.
Bezugszeichenliste

1: Bauteil
2: Rohrende
3: Gewindebuchse
4: Schweißnaht
5: Gewindesackloch
6: Rohrabschnitt
7: Rohrende
8: Innendurchmesser
9: Abschnitt
10: Innendurchmesser
11: Stopfen
12: Bauteil
13: Gewinde

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102012106423 A1 [0002]

Claims

Rohrförmiges Bauteil (12) mit einem Rohrabschnitt (6) und einem an einem Rohrende (7) angeordneten Gewinde, dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Rohrendes (7) durch ein Warmstauchverfahren verringert ist.
Rohrförmiges Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (7) einen konstanten Außendurchmesser aufweist.
Rohrförmiges Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohrende (7) denselben Außendurchmesser wie der Rohrabschnitt (6) aufweist.
Rohrförmiges Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Rohrende (7) mit verringertem Innendurchmesser und dem Rohrabschnitt (6) ein Übergangsbereich ausgebildet ist, der einen kleineren Durchmesser als der verringerte Innendurchmesser aufweist.
Rohrförmiges Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abschnitt mit verringertem Durchmesser durch einen Stopfen (11) verschlossen ist.
Rohrförmiges Bauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es einer Wärmebehandlung zur Erhöhung mechanischer Kennwerte wie der Festigkeit unterzogen worden ist.
Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Bauteils (12), mit einem Rohrabschnitt (6) und einem an einem Rohrende (7) angeordneten Gewinde (13), dadurch gekennzeichnet, dass der Innendurchmesser des Rohrendes (7) durch ein Warmstauchverfahren verringert wird.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Anschluss an das Warmstauchverfahren das Gewinde (13) in dem Rohrende (7) hergestellt wird.