DE102018115975A1

DE102018115975A1 - Verfahren zur Herstellung eines Hüllrohrs, Hüllrohr hergestellt nach dem Verfahren, sowie Teleskoprohr mit einem derartigen Hüllrohr

Info

Publication number: DE102018115975A1
Application number: DE102018115975.7A
Authority: DE
Inventors: Paul Heigl; Harald Schachinger; Edwin Pfisterer; Holger Kerstan
Original assignee: WELSER PROFILE AUSTRIA GmbH
Current assignee: WELSER PROFILE AUSTRIA GmbH
Priority date: 2018-07-02
Filing date: 2018-07-02
Publication date: 2020-01-02
Also published as: EP3590618B1; DK3590618T3; EP3590618A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Hüllrohrs aus einem Blech, wobei das Hüllrohr einen ins Innere des Hüllrohrs weisenden Vorsprung aufweist, wobei der Vorsprung nach Art einer Verdrehsicherung für ein Einschubrohr wirkt.Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Blech einen ersten Längsrand und einen zweiten Längsrand aufweist, wobei der erste und zweite Längsrand parallel zur Längsausrichtung des Blechs sind, wobei der erste Längsrand zu einem ersten Umschlag mit einer ersten Umschlagkante und der zweite Längsrand zu einem zweiten Umschlag mit einer zweiten Umschlagkante gebogen wird, wobei das Blech derart gebogen wird, dass der erste Umschlag und der zweite Umschlag innerhalb des Hüllrohr liegen, wobei die erste Umschlagkante und die zweite Umschlagkante in direktem Kontakt stehen, wobei die erste Umschlagkante und die zweite Umschlagkante miteinander verschweißt werden, sodass der erste Umschlag und der zweite Umschlag zusammen den Vorsprung bilden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Hüllrohrs aus einem Blech. Dabei weist das Hüllrohr einen ins Innere des Hüllrohrs weisenden Vorsprung auf, wobei der Vorsprung nach Art einer Verdrehsicherung für ein Einschubrohr wirkt.
Hüllrohre werden in Kombination mit Einschubrohren als Teleskoprohre verwendet. Dabei weißt ein Einschubrohr einen äußeren Durchmesser auf, welcher dem inneren Durchmesser des Hüllrohrs entspricht, sodass das Einschubrohr in das Hüllrohr eingesetzt werden kann, und gegenüber diesem verschiebbar ist. Das so gebildete Teleskoprohr ist in seiner Länge verstellbar, und ist durch weitere Hüllrohre erweiterbar, wobei das vorherige Hüllrohr ein Einschubrohr für das umschließende Hüllrohr bildet.
Ein Verfahren entsprechend dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 ist unter anderem aus DE 2 210 006 A1 bekannt. Verfahren dieser Art zur Herstellung von rohrförmigen Teleskopstäben verwendet. Jedoch erfordert das zur Bereitstellung einer Verdrehsicherung für das Hüllrohr verwendete Verfahren des Fließdrückens einen zusätzlichen Herstellungsschritt, und führt durch die lokale Materialschwächung zu einer geringeren Stabilität des Hüllrohres.
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Hüllrohres mit einer Verdrehsicherung aus einem Blech, welches einfach in der Herstellung ist und eine hohe Stabilität aufweist.
Die Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1. Demnach liegt bei einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 1 dann eine erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe vor, wenn das Blech einen ersten Längsrand und einen zweiten Längsrand aufweist, wobei der erste und zweite Längsrand parallel zur Längsausrichtung des Blechs sind, wobei der erste Längsrand zu einem ersten Umschlag mit einer ersten Umschlagkante und der zweite Längsrand zu einem zweiten Umschlag mit einer zweiten Umschlagkante gebogen wird, wobei das Blech derart gebogen wird, dass der erste Umschlag und der zweite Umschlag innerhalb des Hüllrohr liegen, wobei die erste Umschlagkante und die zweite Umschlagkante in direktem Kontakt stehen, wobei die erste Umschlagkante und die zweite Umschlagkante miteinander verschweißt werden, sodass der erste Umschlag und der zweite Umschlag zusammen den Vorsprung bilden.
Durch das Bereitstellen einer Verdrehsicherung durch die nach innen gebogenen Umschläge kann auf einen zusätzlichen Herstellungsschritt des Fließdrückens oder den Einsatz eines zusätzlichen Materialstreifens zu diesem Zweck verzichtet werden, und die Herstellung vereinfacht werden. Außerdem kann durch Verschweißen der ersten Umschlagkante mit der zweiten Umschlagkante eine dickere und stabilere Verschweißung bereitgestellt werden, als durch das direkte Verschweißen zweier Längsränder.
Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Schritt des Verschweißens durch einen Schritt des Hochfrequenzschweißens oder durch einen Schritt des Schmelzschweißens gebildet. Zusammen mit dem Nachinnenbiegen der Umschläge kann durch das HF-Schweißverfahren eine besonders hohe Oberflächengüte und Stabilität der Verschweißung erreicht werden.
Alternativ zu einem HF-Schweißverfahren kann auch ein Schmelzschweißverfahren wie zum Beispiel ein Metall-Aktivgas-Schweißverfahren oder ein Kohlenstoffdioxidlaser-Schweißverfahren genutzt werden.
Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst der Schritt des Hochfrequenzschweißens die Verwendung eines Impederkerns. Insbesondere wird ein Stab aus ferritischem Material im Bereich der Induktionsspule im inneren des Trägerprofils gehalten, wobei der Wärmeeintrag weiter auf die zu verschweißenden Kanten konzentriert werden kann.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Herstellung des Hüllrohrs einen zusätzlichen Schritt des Nachbearbeitens einer durch das Verschweißen gebildeten Schweißnaht, sodass die Schweißnaht weder eine Nahtüberhöhung noch eine Nahtunterwölbung aufweist. Dadurch kann eine besonders hohe Oberflächenqualität im Bereich der Schweißnaht sichergestellt werden.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beträgt die Breite einer durch das Verschweißen gebildeten Schweißnaht zumindest das Einfache einer Dicke des Blechs, beträgt jedoch höchstens das Dreifache einer Dicke des Blechs.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden der erste und zweite Umschlag um 180° gebogen, wobei der erste und der zweite Umschlag an der Innenseite des Hüllrohrs anliegen. Dadurch kann die Steifigkeit und das Flächenträgheitsmoment des Hüllrohrs weiter gesteigert werden. Insbesondere kann durch den elektrischen Kontakt zwischen den Umschlägen und dem Hüllrohr die Wirkung der Wirbelströme und damit des Wärmeeintrags auf die zu verschweißenden Kanten durch den Schritt des Hochfrequenzschweißens verbessert werden.
Weiter vorzugsweise betragen eine erste Breite des ersten Umschlags senkrecht zur Längserstreckung des Hüllrohrs und eine zweite Breite des zweiten Umschlags senkrecht zur Längserstreckung des Hüllrohrs jeweils zumindest das Doppelte einer Dicke des Blechs. Dadurch kann insbesondere der unmittelbar an die Schweißnaht angrenzende Bereich des Trägerprofils verstärkt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist eine durch das Verschweißen gebildete Schweißnaht keine Wurzelüberhöhung gegenüber dem Vorsprung auf. Dadurch wird das problemlose Einsetzen eines Einschubrohrs in das Hüllrohrs sichergestellt.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Herstellung des Hüllrohrs einen zusätzlichen Schritt einer mechanischen Nachbearbeitung einer durch das Verschweißen gebildeten Schweißnaht. Insbesondere umfasst die mechanische Nachbearbeitung ein Verfahren des Schabens oder Hobelns der Schweißnaht. Dadurch kann die Qualität der Oberfläche der Schweißnaht weiter verbessert werden, sodass besonders hohe Oberflächentoleranzen erreicht werden können.
Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Hüllrohr, welches durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus einem Blech hergestellt ist, bereit.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung ein Teleskoprohr mit einem Hüllrohr und einem Einschubrohr bereit, wobei das Einschubrohr in das Hüllrohr einsetzbar ist und gegenüber dem Hüllrohr verschiebbar ist, wobei das Einschubrohr zumindest eine längsseitig entlang einer Außenseite des Einschubrohrs verlaufende Nut aufweist, wobei das Hüllrohr zumindest einen längsseitig entlang einer Innenseite des Hüllrohrs verlaufenden Vorsprung aufweist, wobei die Nut und der Vorsprung nach Art einer Verdrehsicherung zusammenwirken, wobei das Hüllrohr durch ein Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche aus einem Blech hergestellt ist.
Ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird im Folgenden anhand von Zeichnungen näher erläutert.

1 zeigt einen Querschnitt eines durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Hüllrohrs 1.
2 zeigt einen detaillierten Querschnitt einer Schweißnaht 2 eines durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Hüllrohrs 1.
3 zeigt ein erfindungsgemäßes Teleskoprohr 20 mit einem erfindungsgemäßen Hüllrohr1 und einem Einschubrohr 18.

Das in 1 gezeigte Hüllrohr 1 wird aus einem Blech 10, insbesondere einem Blechstreifen geformt, wobei das Blech 10 einen ersten um 180° gebogenen Umschlag 3 mit einer ersten Umschlagkante 5 und einen zweiten um 180° gebogenen Umschlag 4 mit einer zweiten Umschlagkante 6 aufweist. Durch Biegen parallel zur Längserstreckung des Blechs 10, und somit parallel zum ersten Längsrand 7 und dem zweiten Längsrand 8, wird das Blech 10 in die Form des Hüllrohrs 1 gebracht, wobei die erste Umschlagkante 5 und die zweite Umschlagkante 6 des geformten Blechs 10 aneinander liegen. Der zwischen der ersten Umschlagkante 5 und der zweiten Umschlagkante 6 liegende Bereich des Blechs 10 bildet somit ein Hüllblech 11 des Hüllrohrs 1. Die Umschläge 3 und 4 werden dabei derart nach innen gebogen, dass der erste Längsrand 7 und der zweite Längsrand 8 innerhalb des Hüllrohrs 1 liegen. Das Biegen und die Mittel zu dessen Durchführung sind bereits bekannt und werden hier nicht näher beschrieben.
Die Umschläge 3 und 4 sind durch das 180°-Biegen fest an das Hüllblech 11 des Hüllrohrs 1 gepresst, sodass die Umschläge 3 und 4 mit dem Hüllblech 11 einen doppelwandigen Bereich des Hüllrohrs 1 bilden. Dabei weißt der erste Umschlag 3 eine erste Breite 13 senkrecht zur Längserstreckung des Hüllrohrs 1 und der zweite Umschlag 4 eine zweite Breite 14 senkrecht zur Längserstreckung des Hüllrohrs 1 auf, wobei die erste Breite 13 und die zweite Breite 14 jeweils zumindest das Doppelte einer Dicke des Blechs 10 betragen.
Im Schritt des Hochfrequenzverschweißens wird das Hüllrohr 1 kontinuierlich durch zumindest eine mit Wechselstrom durchflossene Induktionsspule geführt, wobei zwischen der ersten Umschlagkante 5 und der zweiten Umschlagkante 6 ein Spalt vorliegt, welcher nach Durchgang durch die Induktionsspule durch Aneinanderpressen der ersten Umschlagkante 5 und der zweiten Umschlagkante 6 geschlossen wird. Dabei wird das Hüllrohr 1 durch Profilrollen zusammengepresst, sodass das auf eine Schweißtemperatur erhitzte Material der Umschlagkanten 5 und 6 zu einer Schweißnaht 2 zusammengeschweißt wird.
Wie in 2 zu sehen ist, beträgt die Breite 15 der Schweißnaht 2 dabei in etwa das Doppelte der Dicke des Blechs 10, sodass die Umschlagkanten 5 und 6 über ihre gesamte Dicke miteinander verschweißt sind, die Umschläge 3 und 4 selbst jedoch im Wesentlichen nicht mit dem Hüllblech 11 verschweißt sind. Die Mittel zur Durchführung des Hochfrequenzschweißens sind bereits bekannt und werden nicht näher beschrieben.
Durch das Verschweißen bilden der erste Umschlag 3 und der zweite Umschlag 4 gemeinsam einen ins Innere 12 des Hüllrohrs 1 ragenden Vorsprung 9, welcher als Verdrehsicherung für ein Einschubrohr 20 wirkt. Dabei steht die Wurzel 17 der Schweißnaht 2 nicht über den durch die Umschläge 3 und 4 gebildeten Vorsprung 9 hinaus, sodass die Schweißnaht 2 keine Wurzelüberhöhung aufweist. Durch einen anschließenden Schritt einer mechanischen Nachbearbeitung der Schweißnaht 2 durch einen Schritt des Schabens oder Hobelns, wird die Oberflächenqualität des Hüllrohrs weiter verbessert, sodass eine Nahtüberhöhung 16 entfernt wird.
Wie in 3 gezeigt, bildet das Hüllrohr 1 zusammen mit einem Einschubrohr 18 ein Teleskoprohr 20. Dabei greift der Vorsprung 9 des Hüllrohrs 1 in eine auf der Außenseite des Einschubrohrs 18 befindliche Nut 19, sodass der Vorsprung 9 als Verdrehsicherung für das Einschubrohr 18 wirkt. Das Einschubrohr 18 ist in das Hüllrohr 1 einsetzbar und gegenüber diesem verschiebbar.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 2210006 A1 [0003]

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Hüllrohrs (1) aus einem Blech (10), wobei das Hüllrohr (1) einen ins Innere (12) des Hüllrohrs (1) weisenden Vorsprung (9) aufweist, wobei der Vorsprung (9) nach Art einer Verdrehsicherung für ein Einschubrohr (18) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (10) einen ersten Längsrand (7) und einen zweiten Längsrand (8) aufweist, wobei der erste (7) und zweite (8) Längsrand parallel zur Längsausrichtung des Blechs (10) sind, wobei der erste Längsrand (7) zu einem ersten Umschlag (3) mit einer ersten Umschlagkante (5) und der zweite Längsrand (8) zu einem zweiten Umschlag (4) mit einer zweiten Umschlagkante (6) gebogen wird, wobei das Blech (10) derart gebogen wird, dass der erste Umschlag (3) und der zweite Umschlag (4) innerhalb des Hüllrohr (1) liegen, wobei die erste Umschlagkante (5) und die zweite Umschlagkante (6) in direktem Kontakt stehen, wobei die erste Umschlagkante (5) und die zweite Umschlagkante (6) miteinander verschweißt werden, sodass der erste Umschlag (3) und der zweite Umschlag (4) zusammen den Vorsprung (9) bilden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Verschweißens durch einen Schritt des Hochfrequenzschweißens oder durch einen Schritt des Schmelzschweißens gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Hochfrequenzschweißens die Verwendung eines Impederkerns umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Herstellung des Hüllrohrs (1) einen zusätzlichen Schritt einer mechanischen Nachbearbeitung einer durch das Verschweißen gebildeten Schweißnaht (2) umfasst, sodass die Schweißnaht (2) weder eine Nahtüberhöhung (16) noch eine Nahtunterwölbung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite (17) einer durch das Verschweißen gebildeten Schweißnaht (2) zumindest das Einfache einer Dicke des Blechs (10) beträgt, jedoch höchstens das Dreifache einer Dicke des Blechs (10) beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste (3) und zweite (4) Umschlag um 180° gebogen werden, wobei der erste (3) und der zweite (4) Umschlag an der Innenseite des Hüllrohrs (1) anliegen.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Breite (13) des ersten Umschlags (3) senkrecht zur Längserstreckung des Hüllrohrs (1) und eine zweite Breite (4) des zweiten Umschlags (4) senkrecht zur Längserstreckung des Hüllrohrs (1) jeweils zumindest das Doppelte einer Dicke des Blechs (10) betragen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine durch das Verschweißen gebildete Schweißnaht (2) keine Wurzelüberhöhung (17) gegenüber dem Vorsprung (9) aufweist.
Hüllrohr (1) aus einem Blech (10) hergestellt, wobei das Hüllrohr (1) einen Vorsprung (9) aufweist, wobei der Vorsprung (9) nach Art einer Verdrehsicherung für ein Einschubrohr (18) wirkt, dadurch gekennzeichnet, dass das Blech (10) einen ersten Längsrand (7) und einen zweiten Längsrand (8) aufweist, wobei der erste Längsrand (7) zu einem ersten Umschlag (3) mit einer ersten Umschlagkante (5) und der zweite Längsrand (8) zu einem zweiten Umschlag (4) mit einer zweiten Umschlagkante (6) gebogen ist, wobei das Blech (10) derart gebogen ist, dass der erste Umschlag (3) und der zweite Umschlag (4) innerhalb des Hüllrohr (1) sind, wobei die erste Umschlagkante (5) und die zweite Umschlagkante (6) in direktem Kontakt sind, wobei die erste Umschlagkante (5) und die zweite Umschlagkante (6) miteinander verschweißt sind, sodass der erste Umschlag (3) und der zweite Umschlag (4) zusammen den Vorsprung (9) bilden, wobei das Hüllrohr (1) durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 hergestellt ist.
Teleskoprohr (20) mit einem Hüllrohr (1) und einem Einschubrohr (18), wobei das Einschubrohr (18) in das Hüllrohr (1) einsetzbar ist und gegenüber dem Hüllrohr (1) verschiebbar ist, wobei das Einschubrohr (18) zumindest eine längsseitig entlang einer Außenseite des Einschubrohrs (18) verlaufende Nut (19) aufweist, wobei das Hüllrohr (1) zumindest einen längsseitig entlang einer Innenseite des Hüllrohrs (1) verlaufenden Vorsprung (9) aufweist, wobei die Nut (19) und der Vorsprung (9) nach Art einer Verdrehsicherung zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass das Hüllrohr (1) durch ein Hüllrohr nach Anspruch 9 gebildet ist.