DE19962958C2 - Verfahren zum Herstellen eines Formbauteils aus mindestens zwei Metallrohren und danach herstellbares Formbauteil - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Formbauteils aus mindestens zwei Metallrohren und auf ein danach herstellbares Formbauteil.

Die EP 0 620 056 B1 beschreibt bereits ein derartiges Verfahren sowie ein derar­ tiges Formbauteil. Hierbei werden Rohre unterschiedlichen Querschnittes, unter­ schiedlicher Wandstärke und unterschiedlicher Materialeigenschaften in einem ersten Arbeitsschritt stirnseitig zu einem Halbzeug verschweißt. Dieses rohrför­ mige Halbzeug kann anschließend in einem Innenhochdruck-Umformverfahren zu einem rohrförmigen Formbauteil aufgeweitet werden. Durch die Verwendung des aus verschiedenen Rohren zusammengesetzen Halbzeuges können Formbauteile mit stärkeren Variationen der Wanddicke und stärkeren Variationen der Quer­ schnittsfläche hergestellt werden, als es bei Verwendung eines einfachen Rohres als Halbzeug möglich ist, bei dem in Bereichen größerer radialer Aufweitung eine stärkere Verdünnung der Wandstärke bewirkt wird. Indem das rohrförmige Halb­ zeug durch Verschweißen herkömmlicher, kostengünstiger Rohre erzeugt wird, kann es relativ kostengünstig hergestellt werden und dennoch für die Herstellung unterschiedlicher Formbauteile mit größeren Variationen entlang seiner axialen Länge verwendet werden.

Bei diesem Herstellungsverfahren können jedoch im Verbindungsbe­ reich der beiden Metallrohre, insbesondere wenn Metallrohre unter­ schiedlicher Wandstärken und unterschiedlichen Ausdehnungsverhal­ tens verwendet werden, Probleme auftreten. So kann bei dem Innen­ hochdruck-Umformverfahren das Rohr mit der geringeren Wandstärke zuerst aufgeweitet werden, so daß es in seinem Endbereich, d. h. im Verbindungsbereich des Halbzeuges bei der Schweißnaht, stärker gestreckt und ausgedünnt wird. Hierbei können bei stärkerer Aus­ dünnung gegebenenfalls auch Risse in der Schweißnaht, in einer Wärmeeinflußzone neben der Schweißnaht und/oder in einem Grund­ werkstoff außerhalb der Wärmeeinflußzone des Metallrohres auftre­ ten. Weiterhin kann es beim nachfolgenden Aufweiten des Rohres mit größerer Wandstärke in dem zuvor stärker gestreckten Endbereich des Rohres mit geringerer Wandstärke zu einer unerwünschten Fal­ tenbildung kommen.

Desweiteren haben die Durchmesser von konventionell hergestellten, kostengünstigen Rohren, insbesondere kontinuierlich im Rollform­ verfahren hergestellten Rohre, Toleranzen, die zum Beispiel bei einer Wandstärke von einem oder mehreren Millimetern einige Zehn­ tel Millimeter betragen können. Somit kann beim einfachen stirnseitigen Verschweißen der Rohre, insbesondere von Rohren mit geringer Wandstärke, eventuell eine schlechte oder unvollständige Verbindung der Rohrenden bzw. eine unerwünschte Stufenbildung er­ reicht werden. Hierzu können zwar zunächst die Endbereiche der Rohre überprüft und vermessen werden; dies erfordert jedoch wie­ derum einen zusätzlichen Arbeitsschritt.

Durch die relativ feste Schweißnaht zwischen den Rohrenden kann weiterhin beim Innenhochdruck-Umformverfahren auf Dauer die Innen­ fläche der Außenform beschädigt werden, insbesondere wenn die Schweißnaht im Verbindungsbereich keilförmig nach außen ragt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbesserungen gegenüber dem Stand der Technik zu schaffen und insbesondere ein Verfahren zum Herstellen eines Formbauteils sowie ein entsprechendes Form­ bauteil zu schaffen, die mit relativ geringem Aufwand eine sichere und vorzugsweise kostengünstige Herstellung von Formbauteilen aus verschiedenen Rohren, insbesondere auch Formbauteilen mit stärke­ rer Variation entlang der axialen Länge ermöglichen.

Diese Aufgabe wird zum einen gelöst durch ein Verfahren zum Her­ stellen eines Formbauteils, bei dem bei mindestens einem Metall­ rohr von mindestens zwei Metallrohren unterschiedlichen Quer­ schnittes und/oder unterschiedlicher Wandstärke und/oder unter­ schiedlicher Materialeigenschaften der Querschnitt mindestens ei­ nes Endbereiches derartig verändert wird, daß stirnseitige Endflä­ chen der Endbereiche der beiden Metallrohre an einander angepaßt sind und die Querschnitte der Endbereiche der Metallrohre den ent­ sprechenden Querschnitten des Formbauteils bzw. einer beim Innen­ hochdruck-Umformverfahren benutzten Außenform zumindest im wesent­ lichen entsprechen. Die Metallrohre werden an den stirnseitigen Endflächen nachfolgend miteinander zu einem rohrförmigen Halbzeug verschweißt, das nachfolgend in einem Innenhochdruck- Umformverfahren verformt wird.

Weiterhin wird diese Aufgabe bei dem eingangs genannten Formbau­ teil gelöst, indem die die beiden rohrförmigen Abschnitte verbin­ dende Schweißnaht zumindest weitgehend spannungsfrei ist. Dieses Formbauteil ist insbesondere nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herstellbar. Indem ein rohrförmiger Endbereich bzw. rohrförmige Endbereiche beider Metallrohre in ihrem Querschnitt einer Endform des Formbauteils zumindest weitgehend entsprechen, muss der Be­ reich der Schweißnaht beim nachfolgenden Innenhochdruck-Umformver­ fahren lediglich ein wenig aufgeweitet werden, so dass das Metall im Bereich der Schweißnaht vorteilhafterweise lediglich in einem Maße aufgeweitet wird, dass es in seinem fließfähigem Bereich ver­ bleibt und somit keine bzw. lediglich geringe Spannungen in den Bereich der Schweißnaht erzeugt werden.

Erfindungsgemäß werden der Querschnitt des Endbereiches eines Me­ tallrohres oder die Querschnitte der Endbereiche beider Metallroh­ re somit derartig verändert, daß die stirnseitigen Endflächen der Endbereiche aneinander angepaßt sind, so daß eine gute Verbindung der Rohrenden beim Schweißverfahren gewährleistet werden kann. Somit können nicht nur präzise, gezogene Rohre bzw. gezogene und geglühte Rohre, sondern beispielsweise kostengünstige, kontinuier­ lich rollgeformte oder diskontinuierlich rollgewalzte oder gesenk­ gebogene Rohre verwendet werden. Die Stirnflächen von Metallrohren unterschiedlicher Wandstärke können dabei z. B. zum Umfang hin bün­ dig angepaßt werden, so daß sich eine glatte Außenfläche des rohr­ förmigen Halbzeuges und später des Formbauteils ergibt, so daß die unterschiedlichen Wandstärken der Rohrmaterialien von außen nicht erkennbar sind. Weiterhin ist eine mittige Verbindung der Stirn­ flächen oder eine zur Innenfläche hin bündige Verbindung der Stirnflächen der Metallrohre unterschiedlicher Wandstärke möglich. Diese Anpassung der Stirnflächen der Metallrohre kann in Abhängig­ keit der nachfolgenden Verfahrensschritte wie z. B. Biegen mit Dorn erfolgen.

Erfindungsgemäß werden die Querschnitte der Endbereiche der Metallrohre dem entsprechenden Querschnitt der Endform, das heißt dem Querschnitt des Formbauteils, bzw. dem Bereich der Außenform, der die Endbereiche der Rohre bzw. den Verbindungsbereich des Halbzeuges bei Einlage in die Außenform umgibt, zumindest weitge­ hend angeglichen bzw. angepasst. Hierbei kann insbesondere ein gleichmäßiger Spalt zwischen dem Verbindungsbereich des Halbzeuges und der Innenfläche der Außenform verbleiben; es ist jedoch auch die Ausbildung eines ungleichmäßigen Spaltes möglich, so dass beim anschließenden IHU-Verformen eine stärkere Verformung eines Teils des Verbindungsbereiches erreicht wird. Der Spalt zwischen dem Verbindungsbereich und der Innenfläche der Außenform kann bei­ spielsweise einige Millimeter oder einige zehntel Millimeter be­ tragen. Vorteilhafterweise wird der Spalt derartig gewählt, dass das Metall bei der anschließenden Innenhochdruck-Umformverformung lediglich eine relative Dehnung erfährt, bei der es noch in seinem fließfähigen Bereich ist, so dass im Bereich der Schweißnaht keine oder lediglich geringe Spannungen erzeugt werden.

Die Endbereiche der Metallrohre können insbesondere mechanisch verformt werden. Zum Aufweiten der Rohrenden kann beispielsweise ein Aufweitdorn verwendet werden, eine Verjüngung kann beispiels­ weise mittels eines Verengungsringes und/oder einer Endenzieh­ einrichtung erreicht werden. Der veränderte Querschnitt des Me­ tallrohres ist von den Toleranzen der Ausgangswerkstücke unabhän­ gig und wird lediglich durch diese Werkzeuge bestimmt. Somit er­ fährt der Endbereich des Metallrohres bzw. erfahren die Endberei­ che beider Metallrohre eine weggebundene Umformung, die unabhängig von der Wandstärke bzw. den Materialeigenschaften der Rohre erfol­ gen kann. Nach dem Verschweißen der Rohrenden erfolgt dann eine kraftgebundene Umformung durch die Beaufschlagung des Innenraumes des Halbzeuges mit Fluid. Da der Verbindungsbereich des Halbzeuges im Bereich der Schweißnaht lediglich noch geringfügig aufgeweitet werden muss, treten die beim Stand der Technik vorhandenen Proble­ me der ungleichmäßigen Aufweitung der verschiedenen Rohrenden nur noch in geringem bzw. vernachlässigbarem Umfang auf. Weiterhin werden beim hydraulischen Aufweiten keine bzw. lediglich geringe Spannungen im Metall der Schweißnaht erzeugt, so dass dieser pro­ blematische Bereich weitgehend geschont wird und allenfalls in geringem Umfang verhärtet wird.

Erfindungsgemäß kann vorteilhafterweise das zur Querschnittsver­ änderung des Endbereiches verwendete Werkzeug beim nachfolgenden Schweißprozeß am Metallrohr verbleiben, so daß durch das Werkzeug eine gute Fixierung des Endbereiches des Rohres erreicht wird, ohne daß durch ein Rückfedern des Metalles nach der Querschnitts­ veränderung wieder eine Formänderung des Endbereiches auftritt. Hierdurch wird eine genaue und schnelle Herstellung und somit eine hohe Produktivität gewährleistet, da zwischen den beiden Arbeits­ schritten nicht zunächst das zur Querschnittsveränderung verwende­ te Werkzeug entfernt werden muß, bevor die Schweißvorrichtung an­ gesetzt wird. Die Schweißvorrichtung kann insbesondere schon wäh­ rend oder vor dem Arbeitsschritt der Querschnittsveränderung, d. h. insbesondere dem Aufweitvorgang oder dem Einengvorgang, an die Rohrenden angelegt werden.

Falls die Endbereiche beider Rohre aufgeweitet oder eingeengt wer­ den, kann dies durch ein gemeinsames Werkzeug erfolgen, z. B. einen gemeinsamen Verengungsring, in den die Rohrenden von beiden Seiten eingesteckt werden oder durch einen gemeinsamen Aufweitdorn, auf den die beiden Rohrenden von zwei Seiten aufgeschoben werden. Falls der gemeinsame Aufweitdorn als ein- und ausfahrbarer Auf­ spreizdorn ausgebildet ist, kann er nach dem Verschweißen einge­ fahren bzw. zusammengefaltet und axial aus dem rohrförmigen Halb­ zeug entfernt werden. Das gemeinsame Werkzeug kann aber beim an­ schließenden Schweißvorgang grundsätzlich auch in das Schweißver­ fahren einbezogen werden, z. B. als Elektrode zum Verschweißen die­ nen; falls das Werkzeug nicht beim Schweißprozeß mitverwendet wird, kann es vorteilhafterweise geerdet sein.

Erfindungsgemäß kann auch lediglich der Endbereich eines der bei­ den Rohre im Querschnitt verändert werden, wenn der, Querschnitt eines Rohres bereits im wesentlichen der Endform des Formbauteils entspricht. Hierbei kann insbesondere der Querschnitt des Endbe­ reiches des Rohres mit geringerer Wandstärke verändert werden. Die Toleranzen im Rohr mit größerer Wandstärke sind insbesondere dann nicht erheblich, wenn das Rohr mit geringerer Wandstärke innerhalb des Toleranzbereiches jeweils mit seiner gesamten stirnseitigen Endfläche an der stirnseitigen Endfläche des Rohres mit größerer Wandstärke anliegt.

In der Außenform bzw. der Innenfläche der Außenform kann eine in Umfangsrichtung verlaufende Nut ausgebildet sein, die zur Aufnahme der Schweißnaht zwischen den Rohrenden dient. Hierdurch wird ei­ nerseits eine Nachbearbeitung des Halbzeuges im Bereich der Schweißnaht und andererseits eine Belastung der Außenform durch die verfestigte, im allgemeinen keilförmige Schweißnaht beim hy­ draulischen Aufweitvorgang vermieden oder zumindest gering gehal­ ten, so daß die Lebensdauer der Außenform erhöht wird. Weiterhin wird die Belastung der Schweißnaht und die problematische Verfor­ mung der Schweißnaht beim hydraulischen Aufweiten vermieden oder zumindest gering gehalten. Die Nut kann dabei auch zur axialen Fixierung des Halbzeuges während des Innenhochdruck-Umformverfahrens genutzt werden.

Eine Außenform bzw. ein Gesenk bzw. eine Vorrichtung zur Innen­ hochdruck-Umformverformung, bei der in der Innenfläche der Außen­ form eine derartige in Umfangsrichtung verlaufende Nut zur Aufnah­ me einer Schweißnaht ausgebildet ist, wird bereits für sich in Alleinstellung als erfindungswesentlicher Gedanke angesehen.

Die Nut kann dabei im Verhältnis zur Schweißnaht derartig tief ausgebildet sein, daß auch während des Aufweitens die Schweißnaht nicht am Nutgrund zur Auflage kommt und lediglich die Rohrendbe­ reiche neben der Schweißnaht an der Außenform aufliegen; in diesem Fall wird die Schweißnaht lediglich durch die axialen Kräfte beim Aufweiten belastet. Alternativ hierzu kann die Nut mit einer ge­ ringeren Tiefe ausgebildet werden, so daß die Schweißnaht während des Aufweitens am Nutgrund aufliegt und gegebenfalls etwas ver­ formt wird.

Erfindungsgemäß kann nach dem Verschweißen der Rohrenden auf eine Nachbehandlung der Schweißnaht verzichtet werden, wenn die Außen­ form mit der in Umfangsrichtung verlaufenden Nut ausgebildet ist, da in diesem Fall eine Beschädigung des Werkzeuges und die Bela­ stung der Schweißnaht sowie die Belastung des die Schweißnaht um­ gebenden Metalles beim Aufweiten vermieden wird oder zumindest gering ist.

Zum Verschweißen der Stirnflächen können Elektroden verwendet wer­ den oder ein Reibschweißverfahren verwendet werden. Vorteilhafter­ weise werden die Stirnflächen jedoch mittels eines magnetisch ge­ steuerten Lichtbogen-Schweißverfahrens miteinander verschweißt.

Während des Innenhochdruck-Umformverfahrens kann das Halbzeug in axialer Richtung nachgeführt werden, um ein allzu starkes Ausdün­ nen des Rohrmaterials in Bereichen stärkerer Aufweitung zu verhin­ dern. Hierdurch können somit rohrförmige Formbauteile mit beliebi­ gen Querschnittsflächen und beliebiger Wanddickenverteilung er­ reicht werden. Durch das axiale Nachführen des Rohrmaterials kann vorteilhafterweise eine im Verbindungsbereich der Endbereiche von Metallrohren unterschiedlicher Wandstärke ausgebildete Stufe abge­ schrägt bzw. vergleichmäßigt werden, wodurch die Festigkeit der Verbindung erhöht wird und eine glattere Verbindungsfläche erzeugt wird. Das Rohrmaterial kann dabei sowohl lediglich von einer axia­ len Richtung (zum Beispiel von der Seite des Rohres mit geringerer Wandstärke und/oder geringerem Durchmesser oder des Rohres mit größerer Wandstärke und/oder größerem Durchmesser) oder von beiden axialen Richtungen nachgeführt werden. Die Nachführung aus den beiden axialen Richtungen kann gleich oder vorteilhafterweise auf unterschiedliche Weise, zum Beispiel mit unterschiedlicher Ge­ schwindigkeit und/oder zeitlich versetzt und/oder über eine kürze­ re bzw. längere Wegstrecke erfolgen. Sowohl bei dem Nachführen aus einer axialen Richtung als auch aus beiden axialen Richtungen kann bei Verwendung einer Außenform mit Nut an ihrer Innenfläche eine Fixierung der Schweißnaht des Halbzeuges in axialer Richtung er­ reicht werden; es ist jedoch auch eine entsprechende axiale Nach­ führung ohne eine derartige Fixierung möglich.

Erfindungsgemäß können insbesondere Stahlrohre verwendet werden; es ist jedoch auch die Verwendung von anderen Metallen, insbeson­ dere Leichtmetallen, wie Magnesium, Aluminium oder einer Magnesi­ um- oder Aluminiumlegierung möglich. Erfindungsgemäß können hier­ bei auch Metallrohre mit unterschiedlichen Materialeigenschaften verbunden werden, z. B. unterschiedliche Stahlsorten, wie z. B. Stahlsorten mit unterschiedlicher Zusammensetzung oder unter­ schiedlichem Gefüge.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der beiliegenden Zeichnung an einigen Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 die Endbereiche von zwei Metallrohren vor dem erfin­ dungsgemäßen Aufweiten der Rohre;

Fig. 2 die aufgeweiteten Rohrenden nach dem erfindungsgemäßen Aufweiten;

Fig. 3 ein in eine IHU-Form eingelegtes erfindungsgemäßes Halb­ zeug vor dem hydraulischen Aufweiten gemäß dem erfin­ dungsgemäßen Verfahren.

Gemäß Fig. 1 werden ein erstes Metallrohr 1 und zweites Metallrohr 2 verwendet, die z. B. einen kreisförmigen Querschnitt, einen rechteckigen Querschnitt oder einen anderen Querschnitt aufweisen. Die Metallrohre 1, 2 weisen, wie Fig. 1 gezeigt, unterschiedliche Wandstärken und/oder unterschiedliche Durchmesser auf.

Gemäß Fig. 2 werden Endbereiche 3, 4 der Metallrohre derartig auf­ geweitet, daß stirnseitige Endflächen 5, 6 der Endbereiche 3, 4 an einander angepaßt sind und nachfolgend somit die Metallrohre 1, 2 an ihren Stirnflächen 5, 6 aneinander gelegt werden können, so daß vorteilhafterweise zumindest eine Stirnfläche, z. B. wie in Fig. 2 gezeigt die kleinere Stirnfläche 5, vollständig an der anderen Stirnfläche 6 anliegt.

Die Endbereiche 3, 4 sind dabei bereits derartig aufgeweitet, daß ihre Querschnitte dem Querschnitt der Endform, das heißt des spä­ teren Formbauteils an dieser Stelle, zumindest weitgehend ent­ sprechen, bzw. ihre Außendurchmesser dem Innendurchmesser der im späteren IHU-Aufweitvorgang verwendeten, in Fig. 3 gezeigten Au­ ßenform 9 zumindest weitgehend entsprechen. Hierbei kann insbeson­ dere lediglich ein kleiner Spalt 11 zwischen den Endbereichen 3, 4 und der Außenform 9 verbleiben. Die Rohrenden 3, 4 können im auf Fig. 2 folgenden Verschweißvorgang z. B. durch ein Pressschweißver­ fahren, insbesondere ein magnetisch gesteuertes Lichtbogen- Schweißverfahren miteinander verschweißt werden. Bei Metallrohren 1, 2 mit rundem Querschnitt kann z. B. auch ein Reibschweißverfah­ ren verwendet werden; weiterhin kann ein Elektroden-Schweißverfah­ ren verwendet werden, bei dem gegebenfalls ein zum Aufweiten der Rohrenden 3, 4 verwendeter, in Fig. 2 nicht gezeigter Aufweitdorn als eine der Elektroden verwendet werden kann.

Durch Verschweißen der Stirnflächen 5, 6 wird gemäß Fig. 3 ein rohrförmiges Halbzeug 8 gebildet, das einen aufgeweiteten Verbin­ dungsbereich 13 aufweist, der den Endbereichen 3, 4 der als Aus­ gangsmaterial verwendeten Metallrohre 1, 2 entspricht. Im Verbin­ dungsbereich 13 ist eine Schweißnaht 7 ausgebildet, die wie in Fig. 3 gezeigt insbesondere nach außen vorstehen kann. Zum Innen­ hochdruck-Umformen wird das Halbzeug 8 in an sich bekannter Weise in eine Außenform 9 eingelegt, die die Endform des späteren rohr­ förmigen Formbauteiles bestimmt. Zum Aufweiten wird hierbei in be­ kannter Weise Fluid, wie mit Pfeil F gezeigt, in das Innere des Halbzeuges 8 gepreßt, wobei im allgemeinen das andere Ende des Halbzeuges 8 verschlossen wird.

Da der Verbindungsbereich 13 beim vorherigen Aufweiten bereits dem ihn umgebenden Bereich der Außenform 9 zumindest weitgehend ange­ paßt ist und vorteilhafterweise lediglich ein kleiner, ringförmi­ ger Spalt 11 zwischen dem Verbindungsbereich 13 und der Außenform 9 verbleibt, wird dieser Verbindungsbereich beim Innenhochdruck- Umformverfahren nur noch gering gestreckt, so daß insbesondere auch die Belastung des Endbereiches 3 des Metallrohres mit gerin­ gerer Wandstärke in der Nähe der Schweißnaht 7 gering gehalten wird, so dass in der Schweißnaht keine bzw. lediglich geringe Spannungen erzeugt werden. Hierbei sind der Durchmesser des Me­ tallrohres und der Spalt derartig aufeinander abgestimmt, dass die Dehnung des Metalls in radialer Richtung innerhalb des Fließbe­ reichs des Metalls stattfindet.

In der Außenform 9 kann eine ringförmige Nut 10 ausgebildet sein, die zur Aufnahme der Schweißnaht 7 geeignet ist. Beim Innenhoch­ druck-Umformverfahren gelangt somit die Schweißnaht 7 in die Nut, so daß ein Flachpressen der Schweißnaht 7 an einer glatten Innen­ flächen der Außenform 9 vermieden werden kann. Die Nut 10 kann dabei so tief ausgebildet werden, daß die Schweißnaht 7 gar nicht oder lediglich teilweise am Nutgrund zur Auflage kommt, so daß die Belastung der Schweißnaht 7 gering ist. Alternativ hierzu kann eine bewußte Verformung der Schweißnaht bei Verwendung einer Nut mit einer geringeren Tiefe erreicht werden, so daß die Schweißnaht 7 etwas abgeflacht wird.

Während des Innenhochdruck-Umformvorgangs kann in an sich bekann­ ter Weise das Halbzeug 8 in einer axialen Richtung P bzw. in der zu P entgegengesetzten axialen Richtung nachgeführt werden, um die Wandstärke des Formbauteils in gewünschten Bereichen, insbesondere in Bereichen mit stärkerer Querschnittsvergrößerung, zu erhöhen. Hierdurch kann insbesondere die Stufe zwischen den Endbereichen 3, 4 der Rohre etwas abgeflacht werden und somit die Verbindung der Metallrohre 1, 2 verbessert werden.

Die axiale Länge der in ihrem Querschnitt veränderten Endbereiche 3, 4 kann beim erfindungsgemäßen mechanischen Aufweiten vor dem Verschweißen bei den beiden Metallrohren unterschiedlich ausgebil­ det sein. So kann z. B. in Fig. 2 die axiale Länge des Endbereiches 3 des Metallrohres 1 mit geringerer Wandstärke größer oder kleiner als die axiale Länge des Endbereiches 4 des Metallrohres 2 gewählt werden, je nach der gewünschten Belastung des Rohrmaterials beim mechanischen Aufweiten sowie beim nachfolgenden Innenhochdruck- Umformen.

Alternativ zu dem in Fig. 2 gezeigten Aufweiten der Endbereiche 3, 4 können auch einer oder beide Endbereiche verengt werden. Bei Verwendung eines ersten Rohres mit kleinerem Durchmesser und eines zweiten Rohres mit größerem Durchmesser kann beispielsweise der Endbereich des ersten Rohres aufgeweitet und der Endbereich des zweiten Rohres verengt werden, so daß die Endbereiche aneinander angepaßt sind. Eine Einengung beider Endbereiche kann beispiels­ weise vorgenommen werden, wenn der Verbindungsbereich im späteren Formbauteil einen geringeren Durchmesser als die umgebenden Bereiche des Formbauteils aufweisen soll und beispielsweise nachfol­ gend das Formbauteil im relativ biegeweichen Verbindungsbereich gebogen werden soll.

Erfindungsgemäß können insbesondere aus Blechen kontinuierlich rollgeformte oder diskontinuierlich rollgewalzte oder gesenkgebo­ gene, relativ kostengünstige Rohre verwendet werden. Hierbei kann auf ein anschließendes Ziehen und gegebenfalls Glühen der Rohre zur Vergleichmäßigung verzichtet werden, da aufgrund des erfindungsgemäßen nachträglichen Aufweitens der Rohrenden auch größere Toleranzen der Ausgangsrohre in Kauf genommen werden kön­ nen. Somit kann auch eine Materialschwächung durch das Ziehen und Glühen der Rohre vermieden werden.

Erfindungsgemäß können Rohre 1, 2 mit konstanter oder ungleichmä­ ßiger Wandstärke verwendet werden. Eine ungleichmäßige Wandstärke kann zum Beispiel durch eine Vorbehandlung der für die Rohrher­ stellung verwendeten Bleche erreicht werden.

Claims (18)

1. Verfahren zum Herstellen eines Formbauteils aus mindestens zwei Metall­ rohren (1, 2) unterschiedlichen Querschnitts und/oder unterschiedlicher Wandstärke und/oder unterschiedlicher Materialeigenschaften, bei dem
bei mindestens einem Metallrohr(1, 2) der Querschnitt mindestens eines Endbereiches (3, 4) derartig verändert wird, dass stirnseitige Endflächen (5, 6) der Endbereiche (3, 4) der beiden Metallrohre (1, 2) aneinander an­ gepasst sind und die Querschnitte der angepassten Endbereiche (3, 4) der Metallrohre (1, 2) Querschnitte einer Endform des Formbauteils zumindest im Wesentlichen entsprechen,
die Metallrohre (1, 2) an den stirnseitigen Endflächen (5, 6) miteinander zu einem rohrförmigen Halbzeug (8) verschweißt werden, und
das rohrförmige Halbzeug (8) nachfolgend zumindest bereichsweise in ei­ nem Innenhochdruck-Umformverfahren verformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei beiden Metallrohren (1, 2) jeweils mindestens der Querschnitt eines Endbereiches verändert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Endbereich (3, 4) mindestens eines Metallrohres, vorzugsweise die Endbereiche (3, 4) beider Metallrohre (1, 2) mechanisch aufgeweitet und/oder verjüngt werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass min­ destens der Endbereich (3, 4) eines der Metallrohre (1, 2) mittels eines axial eingeführten Aufweitdornes aufgeweitet wird, der während des Verschweißens der stirnseitigen Endflä­ chen (5, 6) in dem Endbereich (3, 4) des Metallrohres ver­ bleibt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Endbereiche (3, 4) beider Metallrohre (1, 2) durch einen ge­ meinsamen Aufweitdorn, insbesondere einen gemeinsamen Auf­ spreizdorn, aufgeweitet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn­ zeichnet, dass bei der Veränderung des Querschnittes des min­ destens einen Endbereiches (3, 4) die geometrische Form des Querschnittes verändert wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn­ zeichnet, dass der Querschnitt des rohrförmigen Halbzeuges (8) in einem Verbindungsbereich (13) der Metallrohre (1, 2) dem Querschnitt einer beim Innenhochdruck-Umformverfahren verwendeten Außenform (9) zumindest im wesentlichen ent­ spricht.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei Einlage des rohrförmigen Halbzeuges (8) in die Außenform (9) zwischen dem Verbindungsbereich (13) der Metallrohre und der Außenform (9) ein im wesentlichen gleichmäßiger Spalt (11) ausgebildet ist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in einer Endfläche einer beim Innenhochdruck- Umformverfahren verwendeten Außenform (9) eine in Umfangs­ richtung verlaufende Nut (10) zur Aufnahme einer Schweißnaht (7) eines Verbindungsbereiches (13) der Metallrohre (1, 2) ausgebildet ist.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekenn­ zeichnet, dass nach dem Verschweißen der stirnseitigen End­ flächen (5, 6) der Endbereiche (3, 4) das Halbzeug (8) ohne eine vorherige Nachbearbeitung einer Schweißnaht (7) durch das Innenhochdruck-Umformverfahren verformt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Halbzeug (8) vor dem Innenhochdruck-Um­ formverfahren gebogen wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die stirnseitigen Endflächen (5, 6) durch ein Pressschweißverfahren, insbesondere ein magnetisch gesteuer­ tes Lichtbogen-Schweißverfahren oder ein Reibschweißverfah­ ren, miteinander verschweißt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, dass während des Innenhochdruck-Umformverfahrens das Halbzeug in mindestens einer axialen Richtung (P), vor­ zugsweise in zwei entgegengesetzten axialen Richtungen in gleicher oder unterschiedlicher Weise nachgeführt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt die Metall­ rohre aus einem Blech durch ein diskontinuierliches Verfah­ ren, wie z. B. Rollwalzen- oder Gesenkbiegen, oder ein konti­ nuierliches Verfahren, wie z. B. ein Rollformverfahren, her­ gestellt werden und ohne ein nachfolgendes Ziehverfahren oder Glühverfahren die Querschnitte ihrer Endbereiche (3, 4) ver­ ändert und aneinander angepaßt werden.

15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekenn­ zeichnet, dass ein Metallrohr oder beide Metallrohre (1, 2) vor dem Verschweißen gebogen wird/werden.

16. Rohrförmiges Formbauteil aus Metall, herstellbar mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, mit mindestens zwei rohrförmigen Abschnitten aus Metall, die über eine Schweißnaht (7) miteinander verbunden sind, wobei die Schweißnaht zumindest weitgehend spannungsfrei ist.

17. Rohrförmiges Formbauteil nach Anspruch 16, dadurch gekenn­ zeichnet, dass die Schweißnaht (7) an einem Außenumfang des Formbauteils hervorragt.

18. Formbauteil nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschnitte unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, vorzugsweise aus unterschiedlichen Metallen beste­ hen.