DE19645928A1

DE19645928A1 - Verfahren zur Herstellung eines Rohrs

Info

Publication number: DE19645928A1
Application number: DE19645928A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl Ing Streubel; Udo Dr Ing Klasfauseweh
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1996-11-07
Filing date: 1996-11-07
Publication date: 1998-05-14

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit Bereichen aus unterschiedlichen Werk stoffen.

Rohre finden als metallische Konstruktionselemente in un terschiedlichsten Industriezweigen Anwendung. Sie zeich nen sich unter anderem durch ihr hohes Widerstandsmoment bei gewichtssparender Gestaltung aus. Geschweißte Rohre werden aus Bandstahl oder Platinen zu Schlitzrohren ge formt und anschließend entlang ihrer Längskanten ver schweißt.

Aus Rohren hergestellte Bauteile bzw. Formkörper sind je nach Anwendungsfall in verschiedenen Bereichen unter schiedlich starken Belastungen unterworfen. Die auftre tenden Spannungen liegen aufgrund der Bauteilkonstruk tionen über das Bauteil verteilt in unterschiedlicher Höhe vor. Beispiele für derart unterschiedlich stark be lastete Bauteile sind Karosserieteile oder Fahrwerkskom ponenten von Kraftfahrzeugen. Aus diesen Gründen ist es bekannt, derartige Bauteile mit unterschiedlichen Wand stärken zu versehen, um auf diese Weise einerseits den zu erwartenden Belastungen gerecht zu werden und anderer seits entsprechend Material einzusparen.

Im Rahmen der EP 0 279 866 B1 wird vorgeschlagen, Kon struktionselemente entweder aus schon verformten einzel nen Blechteilen unterschiedlicher Dicke zusammenzu schweißen oder unterschiedlich dicke Blechteile zunächst zusammenzuschweißen und dann insgesamt zu einem Tragkör per zu verformen.

Die bereichsweise Wanddickenreduktion ist ein vielver sprechender Schritt zur Gewichtsreduktion.

Aus Wirtschaftlichkeits- und Produktivitätsgründen ist man stets bestrebt, die Bauteilgestaltung der Konstruk tionselemente insbesondere für Leichtbauteile weiter zu verbessern und die Anpassungsfähigkeit der Produkte an die sich unter Umständen rasch ändernden Forderungen und Bedingungen des Marktes zu erhöhen.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von Rohren zu schaffen, aus denen Konstruk tionsbauteile gefertigt werden, wobei die Gestal tungsmöglichkeiten vergrößert werden und die Rohre eine gezielte Anpassung auf ihre spätere Verwendung erfahren.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Maßnahmen.

Kernpunkt der Erfindung bildet die Maßnahme, ein Rohr aus einer Platine herzustellen, die aus verschiedenen Werk stoffen besteht. Hierzu werden einzelne Abschnitte, die aus den unterschiedlichsten Werkstoffen bestehen können, fügetechnisch zu einer Platine verbunden.

Die Größe und Form der einzelnen Abschnitte kann vari ieren. Diese werden ebenso wie die Werkstoffauswahl auf die spätere Bauteilbelastung abgestimmt. Die zusammenge setzten Abschnitte weisen die erforderliche Geometrie der Platine auf. Die Platine entspricht dann der Abwicklung des aus ihr herzustellenden Rohrs. Üblicherweise sind die Abmessungen rechteckig. Selbstverständlich sind auch an dere Konfigurationen denkbar, um Rohre mit sich im Durch messer verändernden Querschnitten herzustellen.

Aus der Platine wird dann ein Schlitzrohr geformt und die Längskanten fügetechnisch verbunden.

Falls erforderlich, kann die Platine vor der Umformung bedarfsgerecht zugeschnitten werden.

Die Eigenschaften eines aus dem Rohr hergestellten Kon struktionsbauteils werden durch die Werkstoffwahl und -kombination der einzelnen Abschnitte beeinflußt. Auf diese Weise wird ein Rohr geschaffen mit Eigenschaften hinsichtlich des Festigkeits-, Tragfähigkeits- oder Um formverhaltens, welche optimal auf die Verwendung des aus dem Rohr hergestellten Konstruktionsbauteils abgestimmt ist. Gleichzeitig kann durch die gezielte Verwendung von Leichtmetallen oder -legierungen ein weiterer Beitrag zur Gewichtsreduzierung geleistet werden.

Bei der Herstellung der Platine können sowohl unter schiedliche Stähle bzw. Stahllegierungen als auch Leicht metalle kombiniert werden.

Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 2. Danach weisen wenigstens zwei Abschnitte voneinander abweichende Wand dicken auf.

Ein solches bereichsweise wanddickenreduziertes und aus einer Kombination unterschiedlicher Werkstoffe bestehen des Rohr wird für die Herstellung von Bauteilen verwen det, die unter äußerer Belastung stehen und bei denen die auftretenden Spannungen aufgrund der Bauteilkonstruktion verteilt über das Bauteil in unterschiedlicher Höhe vor liegen. Das Rohr ist daher besonders gut geeignet für die Herstellung von Karosserieteilen oder Fahrwerkskomponen ten von Kraftfahrzeugen (Anspruch 4).

Somit wird ein Rohr geschaffen, welches ein auf seine spätere Verwendung abgestimmtes Belastungsverhalten auf weist und ein hohes Maß an Gewichtseinsparung erlaubt. Mit dem erfindungsgemäßen Rohr lassen sich zwei häufig gegenläufige Tendenzen vereinigen. Es lassen sich nämlich technisch anspruchsvollere Konstruktionsbauteile bei gleichzeitiger Senkung des Bauteilgewichts realisieren. Dies trägt gerade im Automobilbau zu einer weiteren Wirkungsgradverbesserung bei.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 3 können einzelne Ab schnitte oder alle Abschnitte und auch die ganze Platine mit einer Beschichtung versehen sein, welche die Oberflä chenqualität oder auch die Materialfestigkeit verbessert.

Grundsätzlich können die einzelnen Abschnitte mit Be schichtungen unterschiedlicher Qualität und Eigenschaften versehen werden. Auch auf diese Weise kann den Kriterien, die sich aus der Verwendung des Rohrs ergeben, gezielt Rechnung getragen werden.

Durch eine geeignete Oberflächenbehandlung, beispiels weise durch Verzinken, können besonders gefährdete Berei che des späteren Bauteils korrosionsgeschützt werden. Auch können Beschichtungen vorgesehen werden, welche die Verschleißfestigkeit verbessern, der Isolation dienen oder die Reibung erhöhen bzw. verringern.

Desweiteren kann durch eine geeignete Einbrennlackierung die erforderliche Materialfestigkeit erzeugt werden.

Die Erfindung ist nachfolgend mit Bezug auf die Zeichnung beschrieben, welche eine Draufsicht auf eine geschweißte Platine zur Herstellung von Rohren mit unterschiedlichen Wanddicken und Werkstoffen zeigt.

In der Fig. 1 ist eine Platine 1 dargestellt, welche aus insgesamt vier Abschnitten 2, 3, 4, 5 besteht, die je weils aus verschiedenen Werkstoffen W1-W4 bestehen. Darüberhinaus weisen die Abschnitte 2-5 eine unterschied liche Dicke S1-S4 auf. Jeder Abschnitt 2-5 ist auch mit einer unterschiedlichen Beschichtung B1-B4 versehen.

Die einzelnen Abschnitte 2-5 sind schweißtechnisch mit einander verbunden. Für das Herstellen der Schweißverbin dung können alle geeigneten Schweißverfahren zur Anwen dung kommen. Als besonders geeignet bietet sich das Laser- oder Quetschnahtverschweißen an.

Die verwendungsspezifisch hergestellte Platine 1 weist gezielt variierende Werkstoffe W1-W4 und Platinendicken S1-S4 auf. Die Platine 1 vermittelt damit entsprechend der späteren Verwendung des aus ihr gefertigten Rohrs di versen Bereichen genau diejenigen Materialeigenschaften und Wanddicken, die auf die jeweiligen Belastungen und damit auch die örtlich voneinander abweichenden Span nungsspitzen abgestimmt sind, denen diese Bereiche im praktischen Einsatz unterliegen. Eine Verwendung von Leichtmetallen in den geeigneten Abschnitten führt neben der Wanddickereduktion zu einer weiteren Gewichtseinspa rung.

Durch eine gezielte Beschichtung B1-B4 wird die Oberflä chenqualität eines Rohrs bzw. des daraus hergestellten Bauteils zusätzlich verbessert.

Die Platine 1 wird anschließend durch geeignete umform technische Maßnahmen zu einem Schlitzrohr geformt. Übli cherweise wird die Platine 1 hierbei zunächst U-förmig und anschließend O-förmig umgeformt. Anschließend werden die aneinanderliegenden Längskanten 6, 7 der umgeformten Platine 1 verschweißt.

Das so hergestellte Rohr kann ergänzenden Vergütungs schritten unterworfen werden. Hierbei wird das Rohr ins gesamt oder abschnittsweise erwärmt und definiert abge schreckt, wodurch hochfeste Eigenschaften erzielt werden. Denkbar ist es auch, die Vergütung nur auf einzelne Ab schnitte 2-5 zu beschränken.

Bezugszeichenliste

1

Platine

2

Abschnitte

3

Abschnitte

4

Abschnitte

5

Abschnitte

6

Längskante

7

Längskante
W1 Werkstoff 1
W2 Werkstoff 2
W3 Werkstoff 3
W4 Werkstoff 4
S1 Dicke 1
S2 Dicke 2
S3 Dicke 3
S4 Dicke 4
B1 Beschichtung 1
B2 Beschichtung 2
B3 Beschichtung 3
B4 Beschichtung 4

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Rohrs mit Bereichen aus unterschiedlichen Werkstoffen, bei welchem zunächst eine Platine (1) durch fügetechnische Ver bindung von aus verschiedenen Werkstoffen (W1-W4) be stehenden Abschnitten (2-5) hergestellt wird, diese anschließend zu einem Schlitzrohr umgeformt und dann die Längskanten (6, 7) fügetechnisch verbunden wer den.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens zwei Ab schnitte (2-5) mit voneinander abweichenden Dicken (S1-S4) versehen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Abschnitte (2-5) und/oder die Platine (1) mit einer die Oberflächen qualität und/oder die Materialfestigkeit verbessern den Beschichtung (B1-B4) versehen werden.

4. Anwendung eines Rohrs mit Bereichen aus unterschied lichen Werkstoffen (W1-W4) und Wanddicken (S1-S4) als Kraftfahrzeugbauteil.