DE1752080C - Verfahren zur Herstellung quergewellter Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung quergewellter Rohre durch Anbringung einer Wellung der Rohrwandung und anschließendes axial« Stauchen des Rohres.

Zur Herstellung quergewellter Rohre, die die Fähigkeit haben, im Wege einer vorbestimmten Deformierungsarbeit Energie von Stoßkräften aufzunehmen und deshalb, insbesondere in der Kraftfahvzeugindustrie, z. B. als stoßaufnehmende:} Element in Lenkwellenanordnungen. Verwendung finden, beschreitet man allgemein den Weg, die Rohrwand als eine Längsreihe, von einzeln zusammendrückbaren Segmenten auszubilden, wobei die einzelnen Segmentrippen mit durchbrochenen Mustern versehen sein können, je nachdem, welche Umfarigsspannungen erwartet «erden.

Bei einem bekannten Vorgehen (USA.-Patentschrift 3 012 604) wird ein Rohr in seiner Achse gelagert, und die Deformierungskräfte an der äußeren Umfangswandfläche des Rohres werden durch eine Reihe von konvergierenden Gesenkabschnitten zugeführt, wobei diese so angeordnet sind, daß die Rohrwand mit einem einzigen Gesenkhub vorgeweiit wird. Dabei erfolgt eine Einschnürung der Rohrwandung oder eine ilohrquerschnittsverringerung nur im Bereich der späteren Wellentäler, während sich die Rohrabschnitte der späteren Wellenberge im Ausschnitt vergrößern. Als Folge dieses Verfahrens ergibt sica ein ungleichmäßiger Metallfluß, der zu einer Dikkenverminderung oder sogar zu einem Bruch der Rohrwand führen kann, da die die Rippen ausbildenden Radialkräfte in den Rohrwänden Längsspannungen erzeugen, die die Neigung haben, die Länge des Rohres zu verkürzen. Durch die Gesenkflächen werden jedoch wiederum entgegenwirkende, das Rohr an

ao einer Verkürzung hindernde Längskräfte erzeugt, wodurch sich Spannungskonzentrationen ergeben, die neben einem ungleichmäßigen Metallfluß zum Reißen der Rohrwand führen können. Ein derart hergestelltes Rohr entspricht daher auch nicht den Anforderungen

aj an gleichmäßige Verformungseigenschaften, auf die es bei seiner Verwendung im oben angegebenen Rahmen ankommt.

Von daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das hier in Rede stehende Verfahren so auszubilden, daß das damit hergestellte Rohr gleichmäßige Verformungseigenschaften besitzt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Weliung durch Verrin£srn des Rohrausgangsquerschnitts auf der gesamten Rohrlänge mit in den an die höchsten Linien der späteren Wellenberge anschließenden Wandungsbereichen, den späteren Wellentälern entsprechend zunehmender Querschnittsverringerung erfolgt.

Dadurch wird die Wirkung erreicht, daß eine Streckung des Rohrwandungsmaterials, die eine Dikkenverminderung und ungleichmäßige Vei'ormungseigenschaften zur Folge hätte, bei dem Anbringen der Wellung nicht mehr auftreten kann.

Um ein quergewelltes Rohr genauer, vorbestimmter axialer Länge zu erhalten, wird dabei in erfindungsgemäßer Weiterbildung so vorgegangen, daß die axiale Stauchung des quergeweliten Rohres zunächst bis zu einer Verformung der Querwellen des Rohres durchgeführt wird, die die Sollverformung übersteigt, und daß das so gestauchte Rohr anschließend durch Aufbringen von axialen Zugkräften auf das Rohr auf die Sollverformung der Rohrwellen gestreckt wird. Vorzugsweise wird die Stauchung dabei bis zur Anlage der die Querwellen bildenden Rohrwandabschnitte aneinanderdurchgeführt.

Die Streckung des Rohres nach der vorausgehenden Stauchung kann dabei alternativ so erfolgen, daß die Innenflächen der Querwellen unter einem vorbe- ■ stimmten Winkel zu der Längsachse des Rohres stehen, oder daß der mit Querwellen versehene Teil des Rohres eine vorbestimmte Länge hat.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Vorwellen der Rohre so durchgeführt, daß beim Vorwellen das Maß der Querschnittsverringerung bei aufeinanderfolgender Wellen allmählich zunimmt. Die Querwellen des fertigen, rohrförmigen Teils falten sich daher beim Stauchvorgang fortschreitend nacheinander und nicht

in einem regellosen oder gleichzeitigen Faltvorgang, und 28 aneinander, werden die Rippen 16, 18, 20. 22

bei dem eine gleichmäßige Form der verschiedenen und 24 radial erweitert, da die einzelnen ringförmigen

Qnerwellen nicht gewährleistet werden könnte. Teile, welche jede Rippe bilden, um ihren größeren

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung Durchmesser gefaltet werden, und benachbarte Rip-

von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit Figu- 5 pen bewegen sich axial zueinander, bis sie in Anlage

ren näher erläutert, und zwar zeigt aneinander sind. Daher faltet sich z. B., wie in F i g. 3

Fig. 1 eine Ansicht, welche ein bevorzugtes Ver- ersichtlich ist, die Rippe 16 um einen größeren Durchfahren zum Vorformen des rohrförmigen Rohlings messer, der mit »A« bezeichnet ist, zu zwei ringförmidarstellt, gen Teilen 30 und 32. Die Innenflächen der ringförmi-

F i g. 2 eine Ansicht im Längsschnitt eines vorge- io gen Teile 30 und 32 bewegen sich zueinander, bis sie

formten, rohrförmigen Rohlings, bei 34 in Anlage aneinander sind, welche Stelle sich in

F i g. 3 die Maßnahme der Ausübung einer axialen der Nähe eines kleineren Durchmessers befindet, der

Druckkraft zum Zusammenfalten der Wände des vor- mit »fl« bezeichnet ist und die Rippe 16 mit der ihr

geformten, rohrförmigen Rohlings, · benachbarten Rippe 18 verbindet.

F i g. 4 einen f.kernativen Längsquerschnitt, der 15 F i g. 6 zeigt die Ausübung einer axialen Zugkraft

durch ein volles Zusammenfalten der Wände des rohr- auf die entgegengesetzten Enden 26 und 28 des Roh-

förmigen Rohlings erhalten wird, lings, durch welche die Znden voneinander weg in

Fig. 5 den zusammengefalteten, rohrförmigen Richtung zu ihrer ursprünglichen, ungefalteten Stel-

Rohiing nach F i g. 4, mit einer Reihe von Umfangs- lung bewegt werden. Durch die Zugkraft werden die

einkerbungen versehen und so Rippen 16 bis 24 teilweise gestreckt bzw. auseinander-

F i g. 6 die Maßnahme der teilweisen Rückführung gefaltet, welche Zugkraft fortgesetzt wird, bis die Rip-

der Enden des Rohlings in ihre ursprünglichen Stel- pen einen bestimmten Durchmesser erhalten, der mit

lungen, so daß die ringförmigen Rippen teilweise aus- »C« bezeichnet ist

einandergefaltet sind. Die Länge des Rohres ist so gewählt, daß der ter-

Bei dem bevorzugten Verfahren gemäß Erfin- 35 tige, gestreckte, mit Rippen versehene Teil, der mit dung werden die Seifenwände eines rohrförmigen, me- »D« bezeichnet ist, eine bestimmte Länge einnimmt, tallischen Rohlings 10 so verformt, daß die Ausübung Ferner werden die Seiten der Rippen so auseinandereiner axialen Druckkraft auf die entgegengesetzten gefaltet, daß sie einen bestimmten Winkel »£« mit Be-Enden desselben zur Folge hat, daß der Rohling in . zug auf die Achse des Rohres einnehmen,
einer bestimmten Weise zusammngefaltet wird. Wie 30 Fig.4 zeigt eine andere Durchführungsform des sich am besten aus Fig. 1 und2 ergibt, wird der vor- erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verbesserung der geformte Rohling 10 dadurch hergestellt, daß die Regelung der Größe der Umfangsbeanspruchungen, Wände des rohrförmigen Rohlings 10 von gleichmäßi- welche in jeder der Rippen 16 bis 24 auftreten, wenn gen Querschnitt über seine Länge radial zusammenge- der rohrförmige Teil 10 einer .axialen Zusammenfaltdrückt werden. Der Rohling 10 wird so gelagert, daß 35 kraft ausgesetzt wird. Bei der in F i g. 4 gegebenen eine Reihe von konvergierenden Gesenken 12 gleich- Darstellung sind die Rippen 16 bis 24 völlig soweit zuzeitig an der äußeren Wand fläche angreifen können. sammengefaltet, daß die Flächen zwischen benach-Wie am besten in F i g. 2 ersichtlich ist, weisen die Ge- harten Rippen voll aneinander anliegen. F i g. 4 zeigt, senke 12 Gesenkflächen 14 auf, die so vorgesehen wie im zusammengefalteten Zustand die Rippe 24 sind, daß die Wand des Rohlings 10 zu einer zusam- 40 zusammengedrückt worden ist, bis sie im wesentlichen menhängenden Reihe von ringförmigen Rippen 15, in einer Ebene senkrecht zur Rohrachse liegt.
18, 20, 22 und 24 verformt wird. Vorzugsweise verfor- F i g. 5 zeigt eine Reihe von in der Umfangsrichtung men die Gesenke 12 die Seitenwände des Rohlings 10 voneinander in Abstand befindlichen Einkerbungen mit einem einzigen Hub. Die durch die Gesenke 12 38, die im äußeren radialen Teil jeder der Rippen ausgeübte Druckkraft reicht aus, die Wände des Roh- 45 durch ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise durch res 10 zu verformen, ist jedoch nicht ausreichend, eine eine Säge od. dgl., geformt worden ist. Vorzugsweise Ve-dünnung oder ungleichmäßige Metallverdrängung sind die Einkerbungen 38 in regelmäßigen Umfangsder Rohrwände zu verursachen. Vorzugsweise nimmt abständen vorgesehen und bis zu einer bestimmten rader größere Durchmesser jeder nachfolgenden Rippe dialen Tiefe geformt Wie ersichtlich, bilden die Einallmählich von der Rippe 16 zur Rippe 24 ab. Auf 50 kerbungen 38 eine Reihe von Umfangsunterbrechundicse Weise wird die Reihenfolge beeinflußt, in wel- gen in den Rippen, so daß sie sich radial erweitern, ctier die Rippen als Reaktion auf eine axiale Kraft zu- wenn eine verringerte, axiale, progressive Kraft auf sammengefaltet werden. das Rohr 10 ausgeübt wird. Daher kann durch eine

Der Rohling 10 wird mit unverformten Endab- sorgfältige Wahl der Zahl der Einkerbungen 38 und schnitten 26 und 28 geformt. Die nächste Maßnahme 55 der Tiefe, bis zu welcher sie geformt werden, eine gebesteht darin, daß eine axiale Druckkraft auf die En- naue Regelung der bestimmten Kraft erfolgen, die erden 26 und 28 ausgeübt wird, so daß sich diese zuein- . forderlich ist, um das Zusammenfalten des vollständiander bewegen. Bei der Annäherung der Enden 26 gen Bauelementes einzuleiten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung quergewellter Rohre durch Anbringung eir er Wellung der Rohrwandung und anschließendes axiales Stauchen des Rohres, dadurch gekennzeichnet, daß die Weliung durch Verringern des Rohrausgangsquerschnitts auf der gesamten Rohrlänge mit in den an die höchsten Linien der späteren Wellenberge anschließenden Wandungsbereichen, den späteren Wellentälern entsprechend zunehmender Querschnittsverringerung erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axiale Stauchung des mit einer Wellung versehenen Rohres zunächst bis zu einer Verforrrmng der Querwellen des Rohres durchgeführt wsrd, die die Sollverformung übersteigt und daß das so gestauchte Rohr anschließend durch Aufbringen von axialen Zugkräften auf das Rohr auf die Sollverformung der Rohrwellen gestreckt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stauchung bis zur Anlage der Querwellen bildenden Rohrwandabschnitte aneinander durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, .'aß das Rohr nach der vorausgehenden Stauchung soweit gestreikt wird, daß die Innenflächen der Querwellen unter einem vorbestimmten Winkel zu der LäVigsac'-se des Rohres stehen.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr nach der vorausgehenden Stauchung soweit gestreckt wird, daß der mit Querwellen versehene Teil des Rohres eine vorbestimmte Länge erhält.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß beim Vorwellen das Maß der Querschnittsverringerung bei aufeinanderfolgenden Wellen allmählich zunimmt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, da3 die Querwellen in voll gestauchtem Zustand mit mindestens einer, vorzugsweise einer Reihe von gleichmäßig am Umfang verteilt angeordneten Einkerbungen versehen sind, bevor das Rohr anschließend auf Sollmaß gestreckt wird.