DE19915381A1

DE19915381A1 - Verfahren zum Herstellen eines rohrartigen Strukturelements

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Publication number: DE19915381A1
Application number: DE1999115381
Authority: DE
Inventors: Peter Amborn
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1999-04-06
Filing date: 1999-04-06
Publication date: 2000-10-26

Abstract

Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form, die große und kleine Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs ihrer Länge aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: DOLLAR A (I) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Rohrmaterials, wobei das erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge, DOLLAR A (II) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart zu der ersten Länge, wobei die zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb dieses zweiten Bereichs mit relativ großen Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Rohrmaterials hat, wobei das zweite Rohr eine konstante Wanddicke und längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist, DOLLAR A (III) Verbinden benachbarter Enden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Bilden überlappender Endteile, die fest aneinander befestigt werden und DOLLAR A (IV) Ausführen von Formoperationen an den ersten und zweiten Rohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines rohrartigen Strukturelements und ein rohrartiges Strukturelement, welches insbesondere, aber nicht ausschließlich zur Verwendung bei der Konstruktion von Fahrzeugen geeignet ist.

Bei der Konstruktion von Fahrzeugen werden rohrartige Strukturelemente weitver breitet verwendet, die von komplexer Form sind, und Querschnittsabmessungen variieren stark längs ihrer Länge. Beispiele solcher Elemente in einem Automobil sind die A-Säule, die B-Säule oder der Instrumententafelträger.

Diese Elemente werden üblicherweise in ihre endgültige Form aus einem Rohr geformt, welches vor dem Formverfahren konstanten Querschnitt hat. Das Form verfahren wird in einem Gesenk ausgeführt und verwendet Kalt- oder Warmfluid druckformen. Das Formen von Rohren in gewünschte Formen unter Verwendung eines fluiden Mediums, welches innerhalb des Rohrs unter Druck zugeführt wird, ist bekannt. Das Medium können kleine feste Bälle sein, welche gemeinsam wie ein Fluid wirken, oder kann eine Flüssigkeit sein, wie geeignetes Öl, oder kann ein Gas sein, wie Luft oder Dampf. In dieser Beschreibung wird das Formverfahren, das innerhalb eines Gesenks ausgeführt wird und welches ein fluides Druckmedi um verwendet, als ein Hydroformverfahren bezeichnet. Das Hydroformverfahren kann ausgeführt werden unter Verwendung eines warmen oder kalten Gesenks und/oder Rohrs.

Das Hydroformverfahren ist beschränkt durch das Hydroformdehnungsverhältnis des Materials, aus dem das Rohr besteht, und so ist es bei einem einzelnen Rohr für die maximalen und minimalen Querschnittsabmessungen der endgültigen Form des Elements nur möglich, um das doppelte des Hydroformdehnverhältnis ses des Materials zu differieren.

In der vorliegenden Beschreibung ist der Begriff "Hydroformdehnungsverhältnis" eines Materials der Betrag, um welchen das Material unter den Bedingungen ei nes Hydroformverfahrens gedehnt werden kann.

Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum For men, vorzugsweise unter Verwendung von Kalt- oder Warmhydroformtechniken, eines rohrartigen Strukturelements zu schaffen, das maximale und minimale Querschnittsabmessungen hat, welche um mehr als das doppelte des Hydro formdehnungsverhältnisses des Materials differieren können, aus welchem das Element besteht.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form geschaffen, die von großen und kleinen Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs ihrer Län ge ist, welches Verfahren die Schritte enthält:

a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs re lativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhält niseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Quer schnittsabmessung längs seiner Länge hat,
b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Län ge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Ele ments Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs relativ großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigen schaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebildet ist, welches zweite Rohr eine konstante Wanddicke hat und längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
c) Verbinden benachbarter Enden der ersten und zweiten Rohre miteinander, und
d) Ausführen von Formoperationen an den ersten und zweiten Rohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

Falls es gewünscht ist, kann der Schritt (iv) vor dem Schritt (iii) ausgeführt werden.

Vorzugsweise liegen die ersten und zweiten konstanten Querschnittsabmessun gen jeweils außerhalb der zweiten und ersten Bereiche von Querschnittsabmes sungen, und das Verbinden der ersten und zweiten Rohre enthält die Schritte:

a) Ausweiten eines Endes des ersten Rohrs, um eine erste Verbindungsausbil dung von größerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die erste konstante Querschnittsabmessung, und/oder
b) Verengen eines Endes des zweiten Rohrs, um eine zweite Verbindungsaus bildung von geringerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die zweite konstante Querschnittsabmessung,
c) Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsausbildungen miteinander, um die ersten und zweiten Rohre miteinander zu verbinden.

Der Schritt (v) und/oder der Schritt (vi) können ausgeführt werden unter Verwen dung jeglicher kalten oder heißen Deformiertechnik, einschließlich Gesenk schmieden, Ziehen oder Heiß- oder Kalthydroformen.

Die ersten und zweiten Verbindungsausbildungen können fest miteinander ver bunden werden durch Verbindungstechniken, wie Schweißen.

Alternativ oder zusätzlich können die ersten und zweiten Verbindungsausbildun gen geformt werden, um geringfügig überlappende Endteile zu haben, die fest aneinander befestigt werden durch eine Formoperation, die die geringfügig über lappenden Endteile veranlaßt, zusammengedrückt zu werden. Vorzugsweise wird eine relative axiale Bewegung zwischen den geringfügigen Teilen der ersten und zweiten Verbindungsteile gesteuert, wenn die jeweiligen geringfügigen Teile zu sammengedrückt werden. In dieser Hinsicht können die geringfügig überlappen den Teile angepaßt werden durch Formen, um eine mechanische Verriegelung dazwischen bereitzustellen, die einer relativen axialen Bewegung zwischen den geringfügig überlappenden Teilen widersteht.

Alternativ oder zusätzlich kann Reibmaterial zwischen den geringfügig überlap penden Teilen angeordnet werden, um eine relative axiale Bewegung dazwischen zu unterbinden.

Es ist zu verstehen, daß das Material des ersten Rohrs dasselbe sein kann wie das oder verschieden sein kann zu dem Material des zweiten Rohrs und von der selben oder unterschiedliche Wanddicke sein kann.

Die Rohre können symmetrisch oder asymmetrisch in der Querschnittsform sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form geschaffen, das große und kleine Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs seiner Länge hat, welches Verfahren die Schritte enthält:

a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs re lativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhält niseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Quer schnittsabmessung längs seiner Länge hat,
b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Län ge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Ele ments Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs relativ großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigen schaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebildet ist, welches zweite Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine zweite konstante Quer schnittsabmessung längs seiner Länge hat, die verschieden von der ersten kon stanten Querschnittsabmessung ist,
c) Auswählen eines Zwischenverbindungsrohrs, das ein erstes Ende von relativ kleiner Querschnittsabmessung und ein zweites Ende von relativ großer Quer schnittsabmessung hat,
d) Verbinden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Verbinden eines Endes des ersten Rohrs mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs und durch Verbinden eines Endes des zweiten Rohrs mit dem zweiten Ende des Verbin dungsrohrs, und
e) Ausführen von Formoperationen an den ersten, zweiten und Verbindungsroh ren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

Vorzugsweise wird das Verbindungsrohr mit den ersten und zweiten Rohren durch Schweißen verbunden.

Vorzugsweise nimmt das Verbindungsrohr progressiv in den Querschnittsabmes sungen von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende mit einer im wesentli chen konstanten Rate längs seiner Länge zu. Bei einer bevorzugten Ausführung ist das Verbindungsrohr in der Form eines stumpfen Kegels.

Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Be zugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines länglichen Teils eines fertiggestellten rohrartigen Strukturelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 2 eine genauere schematische Darstellung des Elements, das in der Fig. 1 gezeigt ist, im Verbindungsbereich zwischen benachbarten Rohren ist,

Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die erste und zweite Rohre zum Bilden jeweiliger erster und zweiter Längen des Elements in der Fig. 1 zeigt,

Fig. 4, 5 und 6 schematisch alternative Konfigurationen zum Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsausbildungen darstellen,

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich zur Fig. 1 ist, die eine unterschiedliche Ausfüh rung zeigt,

Fig. 8 eine Darstellung ist, die Rohre vor der Formung zu dem rohrartigen Ele ment zeigt, das in der Fig. 7 gezeigt ist.

Unter Bezugnahme anfänglich auf die Fig. 1 ist dort ein längliches Wandteil ei nes rohrartigen Strukturelements 10 gezeigt.

Das Element 10 ist in Längsabschnitte L₁, L₂ geteilt, wobei innerhalb des Ab schnittes L₁ die Querschnittsabmessungen des Elements 10 innerhalb eines er sten Abmessungsbereichs D₁ variieren, und wobei innerhalb des Abschnittes L₂ die Querschnittsabmessungen des Elements innerhalb eines zweiten Abmes sungsbereichs D₂ variieren.

Das Element 10 ist allgemein aus Rohren T₁ und T₂ geformt, die Ende an Ende verbunden sind, um ein einzelnes Element 10 zu formen, das eine kontinuierliche strukturelle Integrität längs seiner Länge hat.

Das Element 10 ist durch Deformieren des Materials der Rohre T₁ und T₂ unter Verwendung von Kalt- oder Heißhydroformtechniken geformt und hängt so von den Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften der Materialien der Rohre T₁ und T₂ und den Temperaturbedingungen des Kalt- oder Heißhydroformverfahrens ab. Die maximalen und minimalen Querschnittsabmessungen, zu deren Formung das Rohr T₁ unter diesen Bedingungen geeignet ist, ist durch Linien T₁, E_max bzw. T₁, E_min dargestellt, und für das Rohr T₂ durch Linien T₂, E_max bzw. T₂, E_min dargestellt.

Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, sind die Rohre T₁ und T₂ an einer Stelle T_D verbun den, und diese Stelle ist auszuwählen, so daß sie an einer Längsposition längs des Elements 10 auftritt, an der die folgende Bedingung gilt, d. h. die maximale Querschnittsabmessung T₁, C_max, die durch Dehnung des Rohrs T₁ (durch jegliche herkömmliche Technik) erzielbar ist, ist größer oder gleich der minimalen Quer schnittsabmessung T₂, C_max, die durch Dehnung des Rohrs T₂ (durch jegliche her kömmliche Technik) erzielbar ist.

In der Fig. 1 ist T₁, C_max als gleich mit T₂, C_min gezeigt. Jedoch ist, wie in der Fig. 2 diagrammartig dargestellt ist, wenn T₁, C_max größer als T₂, C_min ist, dann, um so größer der Unterschied zwischen T₁, C_max und T₂, C_min ist, die Längenzone J_Z um so länger, längs welcher die Verbindung T_D selektiv angeordnet sein kann.

Entsprechend ist es möglich, durch Analysieren der Variation der Quer schnittsabmessungen längs der Länge des Elements 10 Längenabschnitte L₁, L₂, . . . etc. zu identifizieren, die Querschnittsabmessungen haben, die innerhalb vor gegebener Bereiche variieren, und geeignete Längen von Rohren T₁, T₂ etc. aus zuwählen, die vorgegebene Dehnungseigenschaften zum Formen entsprechender Längenabschnitte L₁, L₂ etc. haben.

Um ein einzelnes Element 10 zu formen, das eine strukturelle Integrität längs sei ner Länge hat, ist es erforderlich, Rohre T₁, T₂ Ende an Ende in einer starren Weise an einer Stelle T_D zu verbinden.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, das Rohr T₁ von einer konstanten Querschnittsabmessung C₁, die geringer als die minimale Abmessung T₂, E_min des Rohrs T₂ ist, und ist das Rohr T₂ von einer konstanten Querschnittsabmessung C₂, die größer als die maximale Abmessung T₁, E_max des Rohrs T₁ ist. Dies ist bevorzugt, da es in Kombination solche Rohre T₁, T₂ ermög lichen, daß eine weite Variation von Querschnittsabmessungen erzielt wird, d. h. von der unteren Grenze von D₁ zur oberen Grenze von D₂, wie in dem Fall, in dem T₁, E_max = T₂, E_min.

Entsprechend müssen bei dieser Anordnung, um die Rohre T₁, T₂ miteinander zu verbinden, wenigstens ein Ende oder vorzugsweise beide jeweiligen Enden der Rohre deformiert werden, um entsprechend erste und zweite Verbindungsausbil dungen 30, 31 zu erzeugen.

Die Verbindungsausbildung 30 wird gebildet durch Aufweiten des Endes des Rohrs T₁ auf eine Querschnittsabmessung C_E, die größer als seine konstante Querschnittsabmessung C₁ ist.

Die Verbindungsausbildung 31 ist gebildet durch Verengen des Endes des Rohrs T₂ auf eine Querschnittsabmessung C_R, die geringer als seine konstante Quer schnittsabmessung C₂ ist.

Die Deformation des Rohrs T₁ und/oder Rohrs T₂, um entsprechend Verbin dungsausbildungen C₁, C₂ zu bilden, kann erzielt werden durch jegliche herkömm liche Technik, z. B. Kaltformen, wie Gesenkschmieden, oder Heißschmiedetechni ken. Entsprechend kann der Deformationsbetrag, um C_E und/oder C_R zu erzielen, so sein, daß jeweilige Hydroformdehnungsverhältnisse der Rohre T₁, T₂ entspre chend überstiegen werden.

Die Querschnittsabmessungen C_E und C_R werden gewählt, so daß die Verbin dungsausbildungen 30, 31 miteinander verbunden werden können.

In dieser Hinsicht können C_E und C_R in der Größenordnung gleich sein, um eine Stoßverbindung 36 zu bestimmen, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, wobei die je weiligen aneinanderstoßenden Enden 37, 38 der Rohre T₁ und T₂ miteinander verbunden sind durch geeignete Verbindungstechniken, wie Schweißen oder Lö ten.

Alternativ können, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, die Verbindungsaus bildungen 30, 31 geformt sein, um geringfügig überlappende Endteile 41, 42 zu haben, die praktisch teleskopartig in Eingriff sind.

Überlappende Endteile 41, 42 können eine kalte Lötstelle durch Ausdehnung des Innenteils 41 in Druckkontakt mit dem Außenteil 42 während des Formverfahrens zum Formen der Endform des Elements 10 aus den Rohren T₁, T₂ bereitstellen.

Vorzugsweise werden die überlappenden Teile 41, 42 während dieses Formver fahrens gesteuert, so daß sie von relativer axialer Bewegung abgehalten werden. Entsprechend ist bei der Ausführung, die in der Fig. 5 dargestellt ist, Reibmateri al vorzugsweise zwischen gegenüberliegenden Seiten der Teile 41, 42 angeord net.

Bei der Ausführung von Fig. 6 sind die gegenüberliegenden Seiten der Teile 41, 42 mit einer oder mehreren Ausnehmungen 44 und entsprechend kooperierenden Rippen 45 versehen, welche nach einer anfänglichen Ausdehnung des Innenteils 41 kooperieren, um eine mechanische Verriegelung zu bilden, um eine relative axiale Bewegung zu unterbinden. Es ist jedoch zu verstehen, daß Reibmaterial auch zwischen den Teilen 41, 42 bei der Ausführung von Fig. 6 vorgesehen sein kann, falls es gewünscht ist.

Es ist auch vorstellbar, daß die überlappenden Teile 41, 42 durch Niettechniken, wie Blindniete, aneinander befestigt sein können.

In dem obigen Beispiel sind zwei Rohre T₁, T₂ beschrieben zum Bilden eines Län genteils des Elements 10. Es ist zu verstehen, daß zwei Rohre T₁, T₂ ausreichend sein können, um die gesamte Länge des Elements 10 zu bilden, oder das zusätz liche Rohre, die verschiedene Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften zu den Rohren T₁, T₂ haben, inkorporiert werden können.

In dieser Hinsicht ist zu verstehen, daß die Wahl, welches Rohr an einer gegebe nen Stelle längs der Länge des Elements 10 angeordnet sein sollte, durch die konstanten Querschnittsabmessungen des Rohrs und das Material, aus dem es besteht, beeinflußt sein kann.

Zum Beispiel ist es vorstellbar, daß Rohre desselben oder verschiedener Materia lien Ende an Ende verbunden sein können. Zum Beispiel kann das Element 10 aus verformten Rohren zusammengesetzt sein, die aus Stahl und Aluminium be stehen.

Das Formverfahren zum Deformieren der Rohre T₁, T₂ wird vorzugsweise nach dem Verbinden der Rohre ausgeführt und ist vorzugsweise ein Kalt- oder Warm hydroformen.

Es ist vorstellbar, daß, falls es gewünscht ist, eines der Rohre T₁, T₂ eine kon stante Querschnittsabmessung C₁ bzw. C₂ haben kann, die innerhalb des Abmes sungsbereichs D₁ oder D₂ des anderen Rohrs liegt. In einem solchen Fall ist zu verstehen, daß das Ende von nur einem Rohr deformiert werden muß, um eine Verbindungsausbildung zur Verbindung mit dem Ende des anderen Rohrs zu bil den.

Es ist auch vorstellbar, daß eine Deformation durch Hydroformen nur an einem Rohr ausgeführt werden kann, und daß das andere Rohr von konstantem Quer schnitt längs seiner Länge oder durch andere herkömmliche Techniken deformiert sein kann. Wenn diese Rohre verbunden werden sollen, wie bei den Ausführun gen der Fig. 5 und 6, dann werden überlappende Teile 41, 42 vorzugsweise durch ein Hydroformverfahren gebildet.

Es ist zu verstehen, daß die Rohre T₁, T₂ aus symmetrischer oder asymmetrischer Querschnittsform relativ zu ihrer Längsachse sein können.

Es ist auch zu verstehen, daß die Verbindungsausbildungen 30 und/oder 31 ge formt sein können, um symmetrisch oder asymmetrisch relativ zur Längsachse der jeweiligen Rohre T₁, T₂ sind/ist.

Entsprechend können die Rohre T₁, T₂ nach dem Verbinden koaxial sein oder Achsen haben, die gegeneinander versetzt sind.

Eine weitere Ausführung ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt.

Wie in der Fig. 7 dargestellt ist, hat das Element 10 zwei Längen L₁ und L₂, die aus jeweiligen Rohren T₁ und T₂ gebildet sind. Jedoch haben die Rohre T₁ und T₂ nicht die Eigenschaft, so deformiert zu werden, daß T₁ C_max < T₂ C_min. Statt des sen ist in der Fig. 7 T₁ C_max < T₂ C_min, und so ist eine direkte Verbindung zwi schen den Enden der Rohre T₁ und T₂ nicht möglich.

Um die Rohre T₁ und T₂ aneinander zu befestigen, ist ein Verbindungsrohr T_c vor gesehen, welches zwischen den Rohren T₁ und T₂ angeordnet ist. Das Verbin dungsrohr T_c hat ein erstes axiales Ende 60 von relativ kleiner Querschnittsab messung und ein zweites axiales Ende 61 von relativ großer Querschnittsabmes sung.

Die Querschnittsform und -abmessung des ersten axialen Endes 60 nähern sich jenen des Endes des Rohrs T₁ an, mit welchem es verbunden ist, und ähnlich nä hern sich die Querschnittsform und -abmessung des zweiten axialen Endes 61 jenen des Endes des Rohrs T₂ an, mit welchem es verbunden ist. Dies ist sche matisch in der Fig. 8 dargestellt.

Die jeweiligen Enden der Rohre T₁, T_c und T₂ sind miteinander verbunden unter Verwendung herkömmlicher Verbindungstechniken, wie Schweißen oder Löten.

Nach dem Verbinden der Rohre T₁, T_c und T₂ werden die verbundenen Rohre durch Hydroformen deformiert, um das Element 10 zu bilden.

In dem Beispiel, das in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, hat die axiale Länge L_J des Rohrs T_c einen minimalen Wert, der durch den Unterschied zwischen T₁ C_max und T₂ C_min bestimmt ist. Dieser minimale Wert ist in den Fig. 7 und 8 wieder gegeben. Jedoch ist zu verstehen, daß die Länge L_J gewählt werden kann, daß sie länger ist, unter Berücksichtigung des Deformationsbetrages, der während der Hydroformstufe durch die Rohre T₁ und T₂ erforderlich ist.

Es ist auch zu verstehen, daß die Verwendung eines Verbindungsrohrs T_c nicht auf die Situation beschränkt ist, in der T₁ C_max < T₂ C_min, und daß ein Verbindungs rohr T_c bei den Ausführungen verwendet werden kann, die im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 und 3 beschrieben wurden.

Es ist auch zu verstehen, daß jegliche der Rohrverbindungstechniken, die im Zu sammenhang mit den Fig. 4, 5 oder 6 beschrieben wurden, verwendet werden kann, um das Rohr T_c mit dem Rohr T₁ und/oder dem Rohr T₂ zu verbinden.

Das Material, aus dem das Rohr T_c gebildet ist, kann dasselbe oder verschieden von jenem sein, das für die Rohre T₁ oder T₂ verwendet wurde.

Es ist zu verstehen, daß die Querschnittsform der ersten und zweiten Enden 60, 61 jeweils des Rohrs T_c der Form der Enden der Rohre T₁ und T₂ entspricht, mit welchen sie verbunden sind. Jedoch kann die Querschnittsform des Rohrs T_c zwi schen seinen ersten und zweiten Enden 60, 61 von jeglicher geeigneten Form sein unter Berücksichtigung der erforderlichen Querschnittsform des Elements 10.

Üblicherweise wird das Verbindungsrohr T_c von konstanter Querschnittsform längs seiner Länge sein und wird progressiv in der Querschnittsabmessung vom Ende 60 zum Ende 61 zunehmen. Somit wird das Rohr T_c üblicherweise in der Form eines stumpfen Kegels sein.

Die Wanddicke jedes der Rohre T₁, T₂ und T_c ist konstant längs seiner Länge. Die Wanddicke jedes Rohrs T₁, T₂, T_c kann dieselbe sein oder kann unterschiedlich sein.

Claims

1. Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form, die von großen und kleinen Querschnittsabmessungen an beabstan deten Stellen längs ihrer Länge ist, welches Verfahren die Schritte enthält:

a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs relativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydro formdehnungsverhältniseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und ei ne erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge hat,
b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs rela tiv großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsver hältniseigenschaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebil det ist, welches zweite Rohr eine konstante Wanddicke hat und längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
c) Verbinden benachbarter Enden der ersten und zweiten Rohre miteinan der durch Bilden überlappender Endteile, die fest aneinander befestigt wer den, und
d) Ausführen von Formoperationen an den ersten und zweiten Rohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (iv) vor dem Schrift (iii) aus geführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten und zweiten konstanten Querschnittsabmessungen jeweils außerhalb der zweiten und ersten Berei che von Querschnittsabmessungen liegen, und das Verbinden der ersten und zweiten Rohre die Schritte enthält:

a) Ausweiten eines Endes des ersten Rohrs, um eine erste Verbindungs ausbildung von größerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die erste konstante Querschnittsabmessung, und/oder
b) Verengen eines Endes des zweiten Rohrs, um eine zweite Verbindungs ausbildung von geringerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die zweite konstante Querschnittsabmessung,
c) Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsausbildungen miteinan der, um die ersten und zweiten Rohre miteinander zu verbinden.

4. Verfahren nach jeglichem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Schritt (iv) wenig stens eines der Rohre unter Verwendung von Hydroformtechniken deformiert wird.

5. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die ersten und zweiten Rohre aus demselben Material gebildet sind und dieselben oder unterschiedliche Wanddicke haben.

6. Verfahren nach jeglichem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten und zweiten Rohre aus verschiedenen Materialien gebildet sind und dieselbe oder unterschiedliche Wanddicke haben.

7. Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form, das große und kleine Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs seiner Länge hat, welches Verfahren die Schritte enthält:

a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs relativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydro formdehnungsverhältniseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine erste konstante Querschnittsab messung längs seiner Länge hat,
b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs rela tiv großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsver hältniseigenschaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebil det ist, welches zweite Rohr längs seiner Länge eine zweite konstante Quer schnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Quer schnittsabmessung ist,
c) Auswählen eines Zwischenverbindungsrohrs, das ein erstes Ende von relativ kleiner Querschnittsabmessung und ein zweites Ende von relativ gro ßer Querschnittsabmessung hat,
d) Verbinden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Verbinden eines Endes des ersten Rohrs mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs und durch Verbinden eines Endes des zweiten Rohrs mit dem zweiten Ende des Verbindungsrohrs, welches Verbinden des einen Endes des ersten Rohrs mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs und/oder das Verbinden des einen Endes des zweiten Rohrs mit dem zweiten Ende des Verbin dungsrohrs das Bilden überlappender Endteile enthält, die fest aneinander befestigt werden, und
e) Ausführen von Formoperationen an den ersten, zweiten und Verbin dungsrohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die ersten, zweiten und Verbindungsrohre aus demselben Material gebildet sind und dieselbe oder unterschiedliche Wanddicke haben.

9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die ersten, zweiten und Verbindungsrohre aus unterschiedlichem Material gebildet sind und dieselbe oder unterschied liche Wanddicke haben.

10. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die überlappen den Endteile durch Schweißen aneinander befestigt werden.

11. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die überlappen den Endteile durch mechanisches Fixieren aneinander befestigt werden.

12. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die überlappen den Endteile durch Verbinden aneinander befestigt werden.

13. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Schicht aus Reibmaterial zwischen den überlappenden Endteilen angeordnet wird.

14. Rohrartiges Strukturelement, enthaltend wenigstens zwei Rohre, die Ende an Ende verbunden sind, wobei wenigstens eines der Rohre durch ein Hy droformverfahren geformt ist.