DE10321863A1 - Rohr, Verfahren zur Herstellung eines Rohrs und Verwendung eines Rohrs - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rohr, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs und die Verwendung des Rohrs. DOLLAR A Um ein neuartiges Rohr bzw. ein wirtschaftlicheres Verfahren zum Herstellen von Rohren zu entwickeln, wird im Rahmen der Erfindung vorgeschlagen, daß das Rohr aus einem im wesentlichen ebenen metallischen Blech hergestellt ist, wobei die Längskanten des Bleches durch formschlüssig ineinandergreifende Elemente miteinander verbunden sind. DOLLAR A Ein entsprechendes Herstellungsverfahren und eine Verwendung des Rohres sind ebenfalls Gegenstand der Erfindung.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Rohr, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs und die Verwendung des Rohrs.
• Unter Rohren versteht man in der Regel an beiden Enden offene Hohlkörper, deren Längserstreckung größer als der Querschnitt ist. Sie können einen zylindrischen, ovalen oder polygonalen Querschnitt aufweisen.
• Rohre werden auf verschiedene Weise hergestellt. Insbesondere ist es bekannt, durch Warmumformen, gegebenenfalls in Kombination mit Kaltziehen und Längsnahtverschweißung nahtlose bzw. verschweißte Rohre herzustellen. Diese Herstellverfahren sind abgestellt auf die Herstellung von Rohren von großer Länge, die anschließend je nach Bedarf auf die erforderliche Länge zugeschnitten werden. Bei besonderen Anforderungen an die Stirnseite bzw. an die geometrische Form sind hierbei zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich.
• In vielen Anwendungsbereichen werden perforierte Rohre benötigt, beispielsweise in Auspuffanlagen, in denen die Mittel- oder Endschalldämpfer häufig Labyrinthe aus perforierten Rohren aufweisen, welche den Abgasstrom leiten und gleichzeitig Schall in Dämmwolle entweichen lassen, wo dieser absorbiert wird. Üblicherweise sind diese perforierten Rohre längsnahtgeschweißte Edelstahlrohre, die in mehreren Arbeitsgängen abgelängt, entgratet, perforiert, aufgeweitet und gewaschen werden müssen. Die Herstellung solcher Rohre ist dementsprechend mit relativ hohen Kosten verbunden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein neuartiges Rohr bzw. ein wirtschaftlicheres Verfahren zum Herstellen von Rohren zu entwickeln.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Rohr aus einem im wesentlichen ebenen metallischen Blech hergestellt ist, wobei die Längskanten des Bleches durch formschlüssig ineinandergreifende Elemente miteinander verbunden sind.
• Es hat sich überraschender Weise herausgestellt, daß derartige Rohre bei gleicher Qualität wie längsnahtgeschweißte Rohre deutlich kostengünstiger hergestellt werden können, da nur ein Umformschritt erforderlich ist. Die Rohre sind gratfrei, präziser gefertigt (es können geringere Toleranzen eingehalten werden als bei längsnahtgeschweißten Rohren) und – da keine Schweißnaht vorliegt – besteht auch keine Korrosionsgefahr, wie sie bei längsnahtgeschweißten Rohren im Schweißnahtbereich aufgrund des Zusammentreffens verschiedener Werkstoffe gegeben ist.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Rohr einen zylindrischen, ovalen oder polygonalen Querschnitt aufweist.
• Es können praktisch beliebige Querschnitte hergestellt werden.
• Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die formschlüssig ineinandergreifenden Elemente im wesentlichen schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind.
• Derartige Verbindungselemente gewährleisten einen sicheren Formschluß im Verbindungsbereich.
• Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Rohr eingestanzte Öffnungen, Nuten oder Kerben aufweist.
• Da bei längsnahtgeschweißten Rohren gerade das nachträgliche Einbringen der Öffnungen, seien dies zylindrische Bohrungen oder solche mit anderer Form, wie Langlöcher, etc., am runden Rohr sehr aufwendig ist, bietet sich das erfindungsgemäße Rohr besonders dann an, wenn perforierte Rohre benötigt werden.
• Es können sowohl durchgehende Öffnungen als auch partielle Perforationen, wie Nuten oder Kerben, in beliebiger Form und Anordnung in das Rohr eingestanzt werden. Somit ist es möglich, durch gezieltes Einbringen von Nuten oder Kerben Sollbruchstellen zu erzeugen, die beispielsweise bei Fahrzeugen im Crashfall der Energieaufnahme dienen.
• Es kann zweckmäßig sein, daß die miteinander verbundenen Längskanten zusätzlich zumindest in Teilbereichen eine Schweißverbindung aufweisen.
• Diese Schweißverbindung kann eine Punktschweißung oder eine Längsnaht sein.
• Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß das Rohr Aufweitungen oder Einziehungen im Endbereich aufweist.
• Insbesondere Aufweitungen sind bei dem erfindungsgemäßen Rohr leicht zu realisieren, Einziehungen sind nur bis zu einem gewissen Grad möglich.
• Eine Ausführungsform der Erfindung besteht darin, daß das Rohr eine Stirnkontur aufweist. Mit einer solchen Stirnkontur, die bei dem erfindungsgemäßen Rohr ohne weiteres vorgesehen werden kann, ist es möglich, das Rohr über eine Rastverbindung mit dem benachbarten Bauteil zu verbinden, was eine weitere Schweißverbindung einspart.
• Erfindungsgemäß ist insbesondere vorgesehen, daß das Rohr aus umformbarem metallischen Material, beispielsweise Aluminium oder Stahl, besteht.
• Es sind jedoch auch andere metallische Werkstoffe denkbar.
• Im Rahmen der Erfindung liegt auch ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrs, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte
• – Stanzen eines im wesentlichen rechteckigen metallischen Bleches mit Elementen zur formschlüssigen Verbindung an den Längskanten
• – Rollen des Bleches zu einem Rohr mit dem gewünschten Querschnitt, wobei die Elemente zur formschlüssigen Verbindung ineinandergreifen.
• Dieses Verfahren ist insofern von Vorteil, als es besonders rationell ist und zudem eine höhere Präzision ermöglicht als bei geschweißten Rohren.
• Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt
• – Herstellen einer Schweißverbindung zumindest in Teilbereichen der miteinander verbundenen Längskanten.
• Auf diese Weise kann ein flüssigkeits- und gasdichtes Rohr hergestellt werden. In gleicher Weise ist eine solche Struktur in der Lage, hohe mechanische Belastungen zu ertragen bzw. große mechanische Kräfte zu übertragen.
• Eine besonders bevorzugte Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt
• – Einstanzen von Öffnungen, Nuten oder Kerben in das metallische Blech während des Stanzvorganges.
• Da hierbei die Öffnungen, Nuten oder Kerben in das noch im wesentlichen ebene Blech gestanzt werden, kann mit hoher Präzision und dennoch geringen Kosten ein beliebiges Bild erzeugt werden.
• Weiterhin ist es möglich, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt
• – Versehen des Rohres mit Aufweitungen oder Einziehungen im Endbereich.
• Derartige Aufweitungen oder Einziehungen können beispielsweise eine formschlüssige Verbindung mit dem benachbarten Bauteil ermöglichen.
• Es ist erfindungsgemäß auch vorgesehen, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt
• – Versehen des Rohres mit einer Stirnkontur im Endbereich.
• Dies ermöglicht eine Einrastverbindung mit benachbarten Bauteilen und kann eine Schweißverbindung in vorteilhafter Weise ersetzen.
• Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Verwendung von erfindungsgemäßen Rohren in Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere in Schalldämpfern von Auspuffanlagen. Wie oben bereits ausgeführt, werden in Auspuffanlagen insbesondere perforierte längsgeschweißte Edelstahlrohre verwendet, die durch Edelstahlrohre gemäß der Erfindung vorteilhaft ersetzt werden können. Da ohnehin eine Perforation vorliegt, ist eine zusätzliche Schweißverbindung im Bereich der formschlüssigen Verbindung kaum vonnöten.
• Ebenfalls erfindungsgemäß ist die Verwendung von erfindungsgemäßen Rohren für kraftübertragende Strukturen, insbesondere in Kraftfahrzeugen. Derartige kraftübertragende Strukturen sind beispielsweise Antriebswellen für Kraftfahrzeuge.
• Weiterhin liegt im Rahmen der Erfindung die Verwendung von erfindungsgemäßen Rohren zum Erstellen von Strukturen für die Verteilung von Gasströmen, wie sie beispielsweise in Airbags vorhanden sind.
• Eine andere Verwendung von erfindungsgemäßen Rohren ist das Erstellen von druckbeaufschlagten oder druckspeichernden Strukturen. Derartige druckbeaufschlagte Strukturen kommen beispielsweise in Kühlsystemen von Fahrzeugen vor. Als Beispiel für die druckbeaufschlagten Strukturen seien Airbags genannt.
• Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand von Zeichnungen beschrieben.
• Es zeigen
• 1a bis 1c die Verfahrensschritte bei der Herstellung eines erfindungsgemäßen Rohres.
• Wie aus 1a ersichtlich, wird als Rohmaterial Spaltband 1 vom Coil 2 verwendet. Dieses Spaltband 1 wird mit einem Massenlocher mit der gewünschten Perforation 3 (hier zylindrische Öffnungen 3) versehen.
• In 1b ist dargestellt, wie die im wesentlichen rechteckige Platine 4 für die Herstellung eines Rohres mit formschlüssig ineinandergreifenden Elementen 5 zur Verkrallung an den Längskanten ausgestanzt wird. Die Anzahl der Elemente 5 hängt von der jeweiligen Beanspruchung des Rohres ab und beträgt mindestens zwei. In diesem Arbeitsgang können zusätzlich Stirnkonturen in den Endbereich des Rohres mittels Stanzung eingebracht werden.
• 1c zeigt schließlich, wie aus der Platine 4 durch Vorrollen und anschließendes Zurollen das – im vorliegenden Falle zylindrische – Rohr 6 hergestellt wird. Bei Bedarf werden dann noch Aufweitungen bzw. Einziehungen an einem oder an beiden Enden des Rohres 6 ausgebildet.
• Anschließend kann noch ein Waschvorgang stattfinden, bevor das Rohr 6 der weiteren Bearbeitung bzw. dem Versand zugeführt wird.

Claims (17)

1. Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) aus einem im wesentlichen ebenen metallischen Blech hergestellt ist, wobei die Längskanten des Bleches durch formschlüssig ineinandergreifende Elemente (5) miteinander verbunden sind.
2. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) einen zylindrischen, ovalen oder polygonalen Querschnitt aufweist.
3. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die formschlüssig ineinandergreifenden Elemente (5) im wesentlichen schwalbenschwanzförmig ausgebildet sind.
4. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) eingestanzte Öffnungen (3), Nuten oder Kerben aufweist.
5. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die miteinander verbundenen Längskanten zusätzlich zumindest in Teilbereichen eine Schweißverbindung aufweisen.
6. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) Aufweitungen oder Einziehungen im Endbereich aufweist.
7. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) eine Stirnkontur aufweist.
8. Rohr gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (6) aus umformbarem metallischen Material, beispielsweise Aluminium oder Stahl, besteht.
9. Verfahren zum Herstellen eines Rohrs, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte – Stanzen eines im wesentlichen rechteckigen metallischen Bleches mit Elementen (5) zur formschlüssigen Verbindung an den Längskanten – Rollen des Bleches zu einem Rohr (6) mit dem gewünschten Querschnitt, wobei die Elemente (5) zur formschlüssigen Verbindung ineinandergreifen.
10. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt – Herstellen einer Schweißverbindung zumindest in Teilbereichen der miteinander verbundenen Längskanten.
11. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt – Einstanzen von Öffnungen in das metallische Blech während des Stanzvorganges.
12. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt – Versehen des Rohres (6) mit Aufweitungen oder Einziehungen im Endbereich.
13. Verfahren gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich folgender Verfahrensschritt vorliegt – Versehen des Rohres (6) mit einer Stirnkontur im Endbereich.
14. Verwendung von Rohren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 in Auspuffanlagen von Kraftfahrzeugen, insbesondere in Schalldämpfern von Auspuffanlagen.
15. Verwendung von Rohren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 für kraftübertragende Strukturen, insbesondere in Kraftfahrzeugen.
16. Verwendung von Rohren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 zum Erstellen von Strukturen für die Verteilung von Gasströmen.
17. Verwendung von Rohren gemäß den Ansprüchen 1 bis 8 zum Erstellen von druckbeaufschlagten oder druckspeichernden Strukturen.