DE10250045A1

DE10250045A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Prägen von Kerben an Hohlrohren

Info

Publication number: DE10250045A1
Application number: DE2002150045
Authority: DE
Inventors: Manuel Burger
Original assignee: BURGER AG AUTOMATION TECHNOLOG; BURGER AG AUTOMATION TECHNOLOGY
Current assignee: Felss Burger GmbH
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-06
Also published as: WO2004037459A1; AU2003276132A1

Abstract

Verfahren zum Prägen von Kerben (2) an Hohlrohren (3), Vorrichtung und Rohr (3), wobei ein zu prägendes Rohr (3) oder Rohrbündel in einer Spannvorrichtung (4, 5) eingespannt und von dieser umschlossen wird und mittels eines oder mehrerer Prägestempel (7) die Prägungen von außen her ausgeführt werden, wobei entweder ein mit Ausnehmungen (11) entsprechend den zu fertigenden Prägungen versehener Innendorn (10) in das Rohr (3) formschlüssig eingeführt wird oder das Rohr (3) durch Innenhochdruck gehalten oder aufgeweitet wird.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Prägen von Kerben an Hohlrohren.
Es sind verschiedene Vorrichtungen und Verfahren bekannt, die ein Prägen von Kerben z.B. für Verrastungen erlauben. Allen diesen Vorrichtungen und Verfahren wohnt jedoch das Problem inne, daß eine unerwünschte Deformation des Rohres nicht ausgeschlossen werden kann und daß die geformten Kerben nicht exakt vordefiniert und scharf ausgebildet werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung vorzuschlagen, welche die exakte und scharfe Ausformung von Kerben an Hohlrohren erlauben und eine Deformation des Rohres dabei verhindern.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein zu prägendes Rohr oder Rohrbügel in einer Spannvorrichtung eingespannt und umschlossen wird, und mittels eines oder mehrerer Prägestempel die Prägungen von außen her ausgeführt werden, wobei entweder ein mit Ausnehmungen entsprechend den zu fertigenden Prägungen versehener Innendorn in das Rohr formschlüssig eingeführt wird oder das Rohr durch Innenhochdruck gehalten oder aufgeweitet wird.
Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn nach Beendigung des Prägevorganges der Innendorn aus dem Rohr entnommen wird.
Erfindungsgemäß ist es auch sehr vorteilhaft, wenn der Innendorn zur Entnahme aus dem geprägten Rohr relativ zu diesem gedreht wird, bis dessen mit einer Abfachung versehene Seite mit den Prägungen korrespondiert.
Dadurch lässt sich der Innendorn auf einfache An und Weise aus dem Rohr entfernen.
Desweiteren ist es sehr vorteilhaft, wenn ein mehrteiliger Innendorn vorgesehen ist, dessen Teile sich zum Entnehmen des Innendornes vorzugsweise relativ zueinander verschieben lassen, so daß sich die radialen Abmessungen des Innendornes verkleinern.
Dies ist eine weitere Möglichkeit zur Entnahme des Innendornes, die auch im. Zusammenspiel mit anderen Möglichkeiten angewandt werden kann.
Eine weitere sehr vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist auch darin zu sehen, daß die Prägungen gleichzeitig an den beiden Schenkeln eines U-Rohres ausgeführt werden.
Hierdurch kann in einem einzigen Arbeitschritt ein U-Rohr, wie es oftmals für Kopfstützen in Kraftfahrzeugen verwendet wird mit Kerben versehen werden.
Als sehr vorteilhaft hat es sich auch erwiesen, wenn das U-Rohr in einem vorangeschalteten Arbeitsschritt aus einem Rohrstück gebogen wird.
Hiermit wird die Effizienz erheblich gesteigert. Gesonderte Bearbeitungsmaschinen, von denen die Rohrstücke mühsam weitergeleitet werden müssen, entfallen.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch sehr vorteilhaft, wenn nach der Prägung des Rohres und nach Entnahme des Innendornes das Rohr bzw. der Bügel nochmals gebogen wird.
Manche Fertigprodukte sollen eine Biegung in den zu prägenden Abschnitten der Hohlrohre aufweisen. Diese kann durch ein nachgeschaltetes Biegen erzeugt werden.
Es hat sich ebenfalls als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn bei Verwendung eines Innendruckes eine vorzugsweise zweiteilige, mit Prägestempeln versehene Auaßenform vorgesehen ist
Das Rohr kann durch den Innendruck, der mittels eines Mediums wie zum Beispiel Öl aufgebaut werden kann, gehalten werden. Unerwünschte Verformungen finden dadurch nicht statt. Es ist aber auch möglich, daß das Rohr durch den Innendruck aufgeweitet und dabei gegen Prägestempel gedrückt wird.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn das erfindungsgemäße Verfahren auf einer Vorrichtung angewandt wird, bei der eine Spannvorrichtung für das zu prägende Rohr vorgesehen ist, welche das Rohr wenigstens im Prägebereich umschließt, und wenn ein Innendorn vorgesehen ist, welcher in das Rohr während des Prägevorganges eingeführt ist.
Dadurch ist sichergestellt, daß beim Prägen keine unerwünschten Deformierungen des Rohres auftreten.
Es hat sich dabei als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn wenigstens ein Prägestempel vorgesehen ist.
Hiermit werden die Prägungen ausgeformt.
Eine weitere sehr vorteilhafte Fortbildung der Erfindung liegt darin, daß soviele Prägestempel vorgesehen sind, wie Prägungen gewünscht werden.
Hierdurch lassen sich alle Prägungen in einem Arbeitsschritt ausführen.
Es hat sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Prägestempel senkrecht auf das Rohr zeigend angeordnet sind.
Damit lassen sich vor allem gleichförmige Kerben erzeugen.
Äußerst vorteilhaft ist es aber auch, wenn die Prägestempel schräg auf das Rohr zeigend angeordnet sind.
Dadurch können asymmetrische Kerben erzeugt werden.
Gemäß einer Fortbildung der Erfindung ist es auch sehr vorteilhaft, wenn der Innendorn Ausnehmungen aufweist, die den Prägungen entsprechen.
Hierduch lässt sich der Mantel des Rohres in diese Ausnehmungen hineindrücken. Die Prägungen sind sowohl durch die Form des Prägestempels als auch durch die Ausnehmungen festgelegt.
Es hat sich erfindungsgemäß als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der Innendorn entlang seiner Längsrichtung eine Abflachung aufweist.
Nach Beendigung des Prägevorganges wird der Innendorn so gedreht, daß die Abflachung über den Prägungen zu liegen kommt. Dann kann der Innendorn entnommen werden.
Es hat sich ebenfalls als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn der Innendorn mehrteilig ausgebildet ist.
Hierbei ist es äußerst vorteilhaft, wenn die Trennflächen der Teile schräg verlaufen.
Hiermit können die Teile des Innendornes nach Beendigung des Prägevorganges gegeneinander verschoben werden, wodurch sich die Abmessungen des Innendornes verändern. Der Dorn kann dadurch entnommen werden.
Es hat sich erfindungsgemäß auch als äußerst vorteilhaft erwiesen, wenn eine Spannvorrichtung für das zu prägende Rohr vorgesehen ist, welche das Rohr wenigstens im Prägebereich umschließt und wenn eine Einrichtung vorgesehen ist, welche das Rohr mit einem hohen Druck zu beaufschlagen vermag.
Durch den auf das Rohr einwirkenden Innendruck wird dieses stabilisiert und gehalten. Unerwünschte Verformungen beim Prägen werden damit vermieden. Es ist aber auch denkbar, daß durch den Innendruck das Rohr aufgeweitet und in die Spannvorrichtung hineingedrückt und dabei geprägt wird.
Eine weitere äußerst vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch darin, daß eine Betätigungsvorrichtung vorgesehen ist, welche mehrere Prägestempel gleichzeitig zu betätigen vermag.
Dadurch ist sichergestellt, daß die Prägestempel gleichmäßig betätigt werden, Eine weitere, sehr vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung liegt auch darin, daß der Vorrichtung eine Biegevorrichtung vorgeordnet ist.
Es hat sich ebenfalls als vorteilhaft erwiesen, wenn der Vorrichtung eine Biegevorrichtung nachgeordnet ist.
Hierdurch können z.B. komplette Rohrbügel mit eingeprägten Kerben hergestellt werden.
Als sehr vorteilhaft hat sich das gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren auf der erfindungsgemäßen Vorrichtung hergestellte Produkt erwiesen, wobei entlang; der Längsachse des Rohres eingeprägte Vertiefungen vorgesehen sind.
Durch eine Anordnung von Vertiefungen entlang der Längsachse des Hohlrohres kann das Hohlrohr z.B. gegen eine Rasteinrichtung verstellt werden.
Eine ebenfalls sehr vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Hohlbügels liegt darin, daß die Vertiefungen auf den einander zugekehrten Seiten des Bügels vorgesehen sind.
Auf der Innenseite des Bügels fallen die Vertiefungen besonders wenig auf.
Eine weitere, erfindungsgemäß sehr vorteilhafte Ausgestaltung ist auch darin zu sehen, daß das Rohr eine Biegung senkrecht zu der Achse der Prägungen aufweist.
Hierdurch lässt sich auch noch die horizontale Position des Bügels gegenüber einer Rasteinrichtung entsprechend der vertikalen Position bestimmen.
Dabei hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, wenn die Biegung einen Radius von etwa 300mm aufweist.
Durch diesen relativ großen Biegeradius werden die zuvor angebrachten Vertiefungen nicht negativ beeinflusst.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels in der Zeichnung veranschaulicht.
Dabei zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Anbringen von Vertiefungen an Hohlrohren und Hohlbügeln,
2 einen erfindungsgemäßen Innendorn zur Stabilisierung des Hohlrohres und
3 einen Schnitt durch ein erfindungsgemäßes Hohlrohr im Bereich einer Prägung.
Mit 1 ist in 1 eine Vorrichtung zum Prägen von Vertiefungen 2 an Hohlruhren 3 bezeichnet. Das Hohlrohr 3 ist zu einem U-förmigen Bügel gebogen und in Widerlagern 4 und 5 eingespannt. Diese Widerlager 4 und 5 umschließen jeweils das Rohr 3 wenigstens nahezu vollständig. Die Widerlager 5 weisen Ausnehmungen 6 auf, in die Prägestempel 7 eingreifen. Die Ausnehmungen 6 sind auf der Innenseite des Rohrbügels angeordnet, können aber je nach gewünschter Position der Vertiefungen 2 auch anderweitig angeordnet sein. Es sind soviele Prägestempel 7 vorgesehen, wie Vertiefungen 2 erzeugt werden sollen. Die Prägestempel sind in einer Führung 8 gelagert. Eine Betätigungsvorrichtung 9 betätigt die Prägestempel 7, so daß diese die Vertiefungen 2 ausformen. Die Betätigungsvorrichtung 9 betätigt dabei alle Prägestempel 7 gleichzeitig. Es ist aber auch denkbar, daß nur ein Teil der Prägestempel 7 während eines Arbeitsschrittes betätigt wird, oder daß mehrere, unabhängige Betätigungsvorrichtungen 9 vorgesehen sind.
Während des Prägevorganges ist ein Innendorn 10 in die zu prägenden Bereiche des Hohlrohres 3 eingeführt. Dieser Innendorn 10 weisst entsprechend den angeordneten Prägestempeln 7 Ausnehmungen 11 auf, die den zu formenden Vertiefungen 2 entsprechen. In Umfangsrichtung weist der Innendorn 10 anschließend an die Ausnehmungen 11 eine Abflachung 12 auf. Nach dem Prägen der Vertiefungen 2 wird der Innendorn 10 derart gedreht, daß die Vertiefungen 2 nicht mehr in den Ausnehmungen 11 liegen sondern mit der Abflachung 12 korrespondieren. Der Innendorn lässt sich nach dieser Drehung einfach herausziehen.
Es ist aber auch denkbar, daß der Innendorn 10 in Längsrichtung geteilt ist, wobei nur an dem einen Teil die Ausnehmungen 11 angeordnet sind. Die beiden Teile lassen sich derart gegeneinander verschieben, daß die radiale Ausdehnung des Innendorns 10 wenigstens in einer Richtung ändert. Die beiden Teile sind auf den Innendurchmesser des Hohlrohres 3 abgestimmt. Nach dem Prägevorgang werden die beiden Teile gegeneinander verschoben, so daß die radiale Ausdehnung des Innendornes 10 verringert wird. Der Innendorn 10 kann aus dem Rohr herausgezogen werden.
Die dem Rohr 3 zugewandten Enden der Prägestempel 7 weisen je nach gewünschter Ausgestaltung der Vertiefungen 2 unterschiedliche Ausgestaltungen auf. Zusätzlich können die Prägestempel 7 noch gegenüber dem Hohlrohr 3 verkippt angeordnet sein, wodurch sich z.B. schräg verlaufende Vertiefungen 2 erzeugen lassen.
Durch die Umschließung des Hohlrohres 3 wenigstens im Prägebereich durch die Widerlager 5 und durch die Stabilisierung des Rohres 3 durch den Innendorn 10 wird sichergestellt, daß beim Prägen der Vertiefungen 2 das Hohlrohr nur entsprechend den Prägestempeln 7 verformt wird. Weitergehende, ungewünschte Verformungen werden dadurch verhindert.
Nach dem Prägen der Vertiefungen 2 kann das Hohlrohr 3 noch gebogen werden. Vor allem bei Einsatz derartiger Rohre 3 für Kopfstützen bei Automobilen ist es oftmals erwünscht, daß zusammen mit der Höhenverstellung der Kopfstütze eine horizontale Positionsänderung erfolgt. Hierfür werden gebogene Rohre 3 benötigt. Der Biegeradius beträgt vorzugsweise 300mm, da bei diesem relativ großen Radius keine Beeinträchtigung der zuvor eingeprägten Vertiefungen 2 erfolgt.
Es ist auch denkbar, daß das Hohlrohr 3 mit einem Innendruck beaufschlagt wird, welcher das Rohr zu stabilisieren vermag, wodurch unerwünschte Verformungen beim Prägen vermieden werden. Desweiteren besteht auch die Möglichkeit durch den Innendruck das Hohlrohr 3 aufzuweiten (Innenhochdruckumformen) und dabei gegen Prägestempel 7 zu drücken, wodurch die Vertiefungen 2 ausgeformt werden. Die Prägestempel 7 können dabei feststehen.

Claims

Verfahren zum Prägen von Kerben (2) an Hohlrohren (3), dadurch gekennzeichnet, daß ein zu prägendes Rohr (3) oder Rohrbügel in einer Spannvorrichtung (4,5) eingespannt und von dieser umschlossen wird, und mittels eines oder mehrerer Prägestempel (7) die Prägungen von außen her ausgeführt werden, wobei entweder ein mit Ausnehmungen (11) entsprechend den zu fertigenden Prägungen versehener Innendorn (10) in das Rohr (3) formschlüssig eingeführt wird oder das Rohr (3) durch Innenhochdruck gehalten oder aufgeweitet wird.
Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Innendornes, dadurch gekennzeichnet, daß nach Beendigung des Prägevorganges der Innendorn (10) aus dem Rohr (3) entnommen wird.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendorn (10) zur Entnahme aus dem geprägten Rohr (3) relativ zu diesem gedreht wird, bis dessen mit einer Abflachung (12) versehene Seite mit den Prägungen (2) korrespondiert.
Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein mehrteiliger Innendorn (10) vorgesehen ist, dessen Teile sich zum Entnehmen des Innendornes vorzugsweise relativ zueinander verschieben lassen, so daß sich die radialen Abmessungen des Innendornes verkleinern.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägungen (2) gleichzeitig an den beiden Schenkeln eines U-Rohres (3) ausgeführt werden.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das U-Rohr (3) in einem vorangeschalteten Arbeitsschritt aus einem Rohrstück gebogen wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Prägung des Rohres (3) und nach Entnahme des Innendornes (10) das Rohr (3) bzw. der Bügel nochmals gebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung eines Innendruckes, dadurch gekennzeichnet, daß eine vorzugsweise zweiteilige, mit Prägestempeln (7) versehene Außenform vorgesehen ist.
Vorrichtung (1) zum Prägen von Kerben (2) an Hohlrohren (3) gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannvorrichtung (4,5) für das zu prägende Rohr (3) vorgesehen ist, welche das Rohr (3) wenigstens im Prägebereich umschließt, und daß ein Innendorn (10) vorgesehen ist, welcher in das Rohr (3) während des Prägevorganges eingeführt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Prägestempel (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß soviele Prägestempel (7) angeordnet sind, wie Prägungen (2) vorgesehen sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägestempel (7) senkrecht auf das Rohr (3) zeigend angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Prägestempel (7) schräg auf das Rohr (3) zeigend angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendorn (10) Ausnehmungen (11) aufweist, die den Prägungen (2) entsprechen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichhnet, daß der Innendorn (10) entlang seiner Längsrichtung eine Abflachung (12) aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Innendorn (10) mehrteilig ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennflächen der Teile schräg verlaufen.
Vorrichtung zum Prägen von Kerben an Hohlrohren gemäß dem Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine Spannvorrichtung (4, 5) für das zu prägende Rohr (3) vorgesehen ist, welche das Rohr (3) wenigstens im Prägebereich umschließt, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, weiche das Rohr (3) mit einem hohen Druck zu beaufschlagen vermag.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Betätigungsvorrichtung (9) vorgesehen ist, welche mehrere Prägestempel(7) gleichzeitig zu betätigen vermag.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) eine Biegevorrichtung vorgeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorrichtung (1) eine Biegevorrichtung nachgeordnet ist.
Hohlrohr (3) bzw. Hohlrohrbügel gefertigt entsprechend einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und/oder mittels einer Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 9 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß entlang der Längsachse des Rohres (3) eingeprägte Vertiefungen (2) vorgesehen sind.
Hohlrohr bzw. Hohlrohrbügel nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vertiefungen (2) auf den einander zugekehrten Seiten des Bügels vorgesehen sind.
Hohlrohr bzw. Hohlrohrbügel nach Anspruch 22 oder 23, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (3) eine Biegung senkrecht zu der Achse der Prägungen aufweist.
Hohlrohr bzw. Hohlrohrbügel nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegung einen Radius von etwa 300mm aufweist.