DE2037323A1 - Method and apparatus for the manufacture of transverse corrugations in a tubular component - Google Patents

Method and apparatus for the manufacture of transverse corrugations in a tubular component

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DE2037323A1 DE19702037323 DE2037323A DE2037323A1 DE 2037323 A1 DE2037323 A1 DE 2037323A1 DE 19702037323 DE19702037323 DE 19702037323 DE 2037323 A DE2037323 A DE 2037323A DE 2037323 A1 DE2037323 A1 DE 2037323A1
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James Henry London Smith Kenneth Sidney Sidcup Kent Weston, (Groß bntannien) P
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    • B21D15/00—Corrugating tubes
    • B21D15/04—Corrugating tubes transversely, e.g. helically
    • B21D15/06—Corrugating tubes transversely, e.g. helically annularly

Description

Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von querlaufenden Wellungen in einem rohrförmigen BauteilMethod and device for producing transverse corrugations in a tubular component

Die Erfindung bezieht eich auf Verfahren und Vorrichtungen von querlaufenden Wellungen in einem rohrförmigen Bauteil.The invention relates to methods and devices of transverse corrugations in a tubular component.

In Querrichtung gewellte rohrförmlge Bauteile werden insbesondere für verformbare Lenksäulen von Motorfahrzeugen verwendet. Eine derartige Lenksäule muß den verschiedensten Erfordernissen gerecht werden, d.h. sie darf sich bei der Beanspruchung durch Axialdrücke» die niedriger sind als ein bestimmter angegebener Wert, nicht verformen, sie muß sich bei Druckbelastungen noch vor Erreichung eines weiteren bestimmten Wertes verformen und sie muß sich um einen festgelegten Betrag bei einer bestimmten Axialbelastung verformen, d.h. die Wellungen müssen ein bestimmtes Verhältnis von Tiefe zu Breite aufweisen, wobei der gesamte Betrag, um den sich die Lenksäule verformt, vorher genau festgelegt werden muß. Darüber hinaus muß das Verfahren zur Herstellung der querlaufenden Wellungen so beschaffen sein, daß keine übermäßige Härtung oder Streckung des Rohrmaterials - für gewöhnlich handelt es sich hierbei um Metall - verursacht wird. Es ist auch wesentlich, daß alle Wellungen einander gleich sind, damit sich das rohrförmige Bauteil gleichmäßig verformt, wenn die Enden des genannten Teils mit Druck beaufschlagt werden.Tubular components corrugated in the transverse direction are used in particular for deformable steering columns of motor vehicles. Such a steering column must be the most diverse Requirements, i.e. it may be less than a certain specified value, do not deform, it must deform under pressure loads before a further specific value is reached and it must deform by a specified amount under a certain axial load, i.e. the corrugations must have a certain ratio of depth to width, the total amount by which the steering column deformed, must be precisely determined beforehand. In addition, the method of making the transverse corrugations must be such that no excessive Hardening or stretching of the pipe material - usually metal - is caused. It is also essential that all corrugations are equal to each other so that the tubular member deforms evenly when the ends of said part are pressurized.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung eines solchen in Querrichtung gewellten rohrförmigen Bauteils besteht darin, daß über die gesamte Länge des rohrförmigen Bauteils flache, querlaufende Wellungen angebracht werden, wobei die Enden deeA known method for producing such a tubular component which is corrugated in the transverse direction consists in that over the entire length of the tubular component flat, transverse corrugations are attached, the ends dee

-2--2-

1 09H ] 'j I 1 1 2 01 09H] 'j I 1 1 2 0

■It flachen Wellungen versehenen Bauteile mit Ax&Ldruck beaufschlagt werden, dergestalt, daß sich das Teil verformt und man ein rohrförmiges Bauteil mit der erforderlichen Anzahl von querlaufenden Wellungen erhält.■ Components with flat corrugations are subjected to axial pressure in such a way that the part is deformed and a tubular member with the required number of transverse corrugations is obtained.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, verschiedene Verfahren und Vorrichtungen für die Herstellung von querlaufenden Wellungen in einem rohrförmigen Bauteil bereitzustellen.The present invention aims to provide various methods and to provide apparatus for making transverse corrugations in a tubular member.

Ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung besteht aus einem Verfahren zur Herstellung von querlaufenden Wellungen in einem rohrförmigen Bauteil, wobei die Wandstärke des Rohrmaterials nicht verringert und das Rohrmaterial nicht gehärtet wird. Bei diesem Verfahren wird das Rohr in einen Rahmen eingebracht, der wenigstens drei Rollierwerkzeuge trägt, von denen eines ein Formwerkzeug ist, wobei diese Rollierwerkzeuge auf einer Ebene im rechten Winkel zur Achse des Rohrs und in gleichem Abstand um das Rohr herum angeordnet sind. Bei dem genannten Verfahren wird ein kontrollierender Druck auf ein Ende oder beide Enden des Rohrs ausgeübt und eine relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und dem Rahmen hervorgerufen, wodurch die Außenfläche des Rohrs von den Rollierwerkzeugen überlaufen wird und die Rollierwerkzeuge in die Außenfläche des Rohrs gedrückt werden, während zur Bildung der querlaufenden Wellung ein Ende oder beide Enden des Rohrs mit Druck beaufschlagt werden.An essential part of the invention consists of one Process for the production of transverse corrugations in a tubular component, whereby the wall thickness of the tube material is not reduced and the pipe material is not hardened. In this method, the pipe is placed in a frame that carries at least three roller burnishing tools, one of which one is a molding tool, these roller burnishing tools on a plane at right angles to the axis of the pipe and equidistantly around the pipe. In which called procedure is a controlling pressure on one End or both ends of the pipe exerted and a relative Rotational movement is caused between the pipe and the frame, removing the outer surface of the pipe from the burnishing tools is overflowed and the burnishing tools are pressed into the outer surface of the pipe, while one or both ends of the pipe is used to form the transverse corrugation Pressure can be applied.

Ein anderer wesentlicher Bestandteil der Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zur Bildung querlaufender Wellungen in einem rohrförmigen Teil, wobei diese Vorrichtung einen Rahmen aufweist, der wenigstens drei Rollierwerkzeuge trägt und so beschaffen ist, daß er das rohrförmig© Teil aufnehmen kann,Another essential part of the invention is from a device for forming transverse corrugations in a tubular part, this device being a frame has at least three roller burnishing tools and is designed so that it can accommodate the tubular © part,

-3--3-

10 9 8 12/112610 9 8 12/1126

wobei die genannten Rollierwerkzeuge, von denen wenigstens eines ein Formwerkzeug ist, auf einer Ebene im rechten Winkel zur Achse des Rohrs und in gleichem Abstand um das Rohr herum angeordnet sind und außerdem Mittel vorgesehen sind, um ein Ende oder beide Enden des Rohrs mit Druck zu beaufschlagen sowie Mittel, die geeignet sind, eine relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und dem Rahmen hervorzurufen, dergestalt, daß die Außenfläche des Rohrs von den Rollierwerkzeugen in Querrichtung überlaufen wird sowie Mittel, die geeignet sind, die Rollierwerkzeuge relativ zur Außenfläche des Rohrs zu bewegen, dergestalt, daß die Rollierwerkzeuge zwecks Bildung einer querlaufenden Wellung allmählich in die Außenfläche des Rohrs gedrückt werden.said roller burnishing tools, of which at least one is a forming tool, on a plane at right angles are arranged to the axis of the pipe and at the same distance around the pipe and also means are provided to a To pressurize the end or both ends of the tube and means suitable for relative rotational movement cause between the tube and the frame, such as that the outer surface of the pipe is traversed by the burnishing tools in the transverse direction, as well as means that are suitable, move the burnishing tools relative to the outer surface of the pipe, such that the roller burnishing tools to form a transverse corrugation gradually into the outer surface of the Pipe.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind nachstehend anhand von Zeichnungen beschrieben.Embodiments of the invention are described below with reference to drawings.

Es zeigenShow it

Figur 1 eine Profilansicht der verlaufenden WellungenFigure 1 is a profile view of the extending corrugations

gemäß einem Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens,according to an embodiment of the invention Procedure,

Figur 2 die Profilansicht eines Rollier-Formwerkzeugs,FIG. 2 the profile view of a roller burnishing molding tool,

Figur 3 drei Rollierwerkzeuge in einer Endansicht, die um ein rohrförmiges Teil herum angeordnet sind und Figur k die ue das rohrförmige Teil herum gruppiertenFigure 3 shows three roller burnishing tools in an end view arranged around a tubular part; and Figure k shows the grouping around the tubular part

Rollierwerkzeuge schematisch in einer Seitenansicht. Roller burnishing tools schematically in a side view.

Das rohrförmige Teil 1 (Figuren 3 und 4), auf dem die querlaufenden Wellungen angebracht werden sollen, kann beispiels- The tubular part 1 (Figures 3 and 4), on which the transverse corrugations are to be attached, can for example

-4--4-

1 0 9 ", 17/11261 0 9 ", 17/1126

weise aus einem nahtgeschweißten Metallrohr bestehen. Das Rohr 1 1st an beiden Enden in jeweils einer Halterung 2 befestigt gemäß Figur 4, wobei diese Halterungen so angeordnet sind, daß während der Bildung der Wellungen ein kontrollierter Druck auf ein oder beide Enden des Rohrs 1 ausgeübt werden kann. Die Rollierwerkzeuge 3 sind in einem Rahmen (nicht abgebildet) um das Rohr herum in Abständen von 12o° angeordnet, wie in Figur 3 gezeigt. Der Rahmen ist in Bezug auf das Rohr drehbar und die Rollierwerkzeuge 3 sind in Bezug auf den Rahmen drehbar und in Bezug auf das Rohr 1 radial beweglich angeordnet. Eines oder mehrere der Rollierwerkzeuge 3 enthalten Formwerkzeuge mit Profilen gemäß Figur 2. Die Werkzeuge 3, die keine Formwerkzeuge sind, stellen Führungsrollen dar.consist of a seam-welded metal tube. The tube 1 is fastened in a holder 2 at both ends according to Figure 4, these holders are arranged so that a controlled during the formation of the corrugations Pressure can be applied to one or both ends of the tube 1. The roller burnishing tools 3 are in a frame (not shown) around the pipe at intervals of 120 °, as shown in Figure 3. The framework is in terms of the tube is rotatable and the burnishing tools 3 are rotatable with respect to the frame and radially movable with respect to the tube 1 arranged. One or more of the roller burnishing tools 3 contain forming tools with profiles according to FIG. 2. The tools 3, which are not molding tools, provide guide rollers represent.

Das Verfahren zur Herstellung von querlaufenden Wellungen im Rohr 1 gemäß diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, umfaßt folgende Arbeitsstufen. Das Rohr 1 wird an beiden Enden in die Halterungen 2 gelegt und die Rollierwerkzeuge 3 werden mit dem Rohr 1 in Kontakt gebracht. Die Rollierwerkzeuge 3 und deren Rahmen drehen sich um das Rohr und die Rollierwerkzeuge werden allmählich in das Rohr 1 gedrückt, während gleichzeitig ein Ende oder beide Enden des Rohrs 1 kontrolliert mit Druck beaufschlagt werden.The process of making transverse corrugations in the Tube 1 according to this embodiment of the present invention comprises the following work steps. The pipe 1 is on both ends are placed in the holders 2 and the burnishing tools 3 are brought into contact with the tube 1. The burnishing tools 3 and their frames rotate around the pipe and the burnishing tools are gradually pushed into the pipe 1, while at the same time one or both ends of the pipe 1 can be pressurized in a controlled manner.

Der Betrag, um den sich die Halterungen, die den Druck auf die Enden des Rohrs ausüben, bewegen, ist auf die Bewegung der Rollierwerkzeuge 3 zum Rohr 1 hin abgestimmt, dergestalt, daß der auf das Rohr ausgeübte Längsdruck nicht hoch genug ist, um die Verformung einer bereits gebildeten querlaufenden Wellung herbeizuführen, wobei jedoch dieser Längsdruck ausreicht, um den axialen Formdruck herabzusetzen mit dem Ergebnis, daß das Material de· Rohrs nicht gehärtet und dessen WandstärkeThe amount that the brackets that put pressure on the ends of the tube move is due to the movement the roller burnishing tools 3 are matched to the tube 1 in such a way that the longitudinal pressure exerted on the tube is not high enough, to cause the deformation of a transverse corrugation that has already been formed, but this longitudinal pressure is sufficient, in order to reduce the axial molding pressure with the result that the material of the tube and its wall thickness do not harden

-5- ■ --5- ■ -

109;; ί v/1 1 26109 ;; ί v / 1 1 26

nicht verringert wird. Nachdem eine Wellung im Rohr 1 gebildet worden ist, bewegen sich die Rollierwerkzeuge vom Rohr hinweg an die Stelle, wo die nächstfolgende Wellung gebildet werden soll.is not decreased. After a corrugation is formed in the tube 1 has been, the roller burnishing tools move away from the pipe to the point where the next subsequent corrugation should be formed.

Um sicherzustellen, daß die vorher gebildete Wellung nicht durch die Bildung der nächstfolgenden Wellung verformt wird, kann eine zusätzliche Führungsrolle oder ein Satz Führungsrollen am Rahmen angebracht sein, wobei die zusätzlichen Führungerollen während der Bildung der nächstfolgenden Wellung in die zuvor gebildete Wellung gesetzt werden. Durch die zusätzlichen Führungsrollen wird ein korrekter und regelmäßiger Abstand zwischen den Wellungen sichergestellt.To ensure that the previously formed corrugation is not deformed by the formation of the next corrugation, an additional guide roller or a set of guide rollers can be attached to the frame, with the additional Guide rolls during the formation of the next following corrugation placed in the previously formed corrugation. The additional leadership roles make a more correct and regular one Distance between the corrugations ensured.

In einem anderen Verfahren bleibt der Rahmen selbst in Bezug auf das Rohr unbeweglich, während die Rollierwerkzeuge in Bezug auf den Rahmen drehbar und in Bezug auf das Rohr radial beweglich angeordnet sind. Bei diesem Verfahren wird das Rohr in Bezug auf den Rahmen gedreht, damit, die Rollierwerkzeuge den gesamten Umfang des Rohrs erreichen können. Die Enden des Rohrs werden mit Druck beaufschlagt und die Rollierwerkzeuge werden alimählich in die Außenfläche des Rohr gedrückt, ähnlich wie bereite zuvor beschrieben.In another method, the frame itself remains related immovable on the tube, while the burnishing tools are rotatable with respect to the frame and radially with respect to the tube are movably arranged. In this process, the pipe is rotated in relation to the frame, so that the burnishing tools can reach the entire circumference of the pipe. The ends of the tube are pressurized and the burnishing tools are gradually pushed into the outer surface of the pipe, similar to the one previously described.

Die Verfahren zur Herstellung eines in Querrichtung gewellten rohrförmigen Teils - wie zuvor beschrieben - können zur Herstellung Jeder beliebigen Art von rohrförmigen Teilen, die verformbar sein miles en, herangezogen werden.The process of making a transversely corrugated tubular part - as previously described - can be used to manufacture Any type of tubular parts that are miles deformable can be used.

1 0 SJ ; / ι 12 61 0 SJ; / ι 12 6

Claims (1)

PatentansprücheClaims ( T . J Verfahren zur Herstellung quer laufender Wallungen: in einem rohrförmigen Bauteil, wobei das genannte Verfahren so beschaffen ist, daß die Wandstärke des Rohrmaterials nicht verringert und das Rohrmaterial nicht gehärtet wird, ein Verfahren, in dem das Rohr in einem Rahmen gelagert wirdy der wenigstens drei Rollierwerkzeuge tragt, von denen. wenigstens eines ein Formwerkzeug ist, wobei di.& genannten Rollierwerkzeuge auf einer Ebene im rechten Winkel zur Achse des Rohrs und in gleichem Abstand um das Rohr herum angeordnet sind, ein Verfahren, in. dem ein. Ende oder beide Enden des Rohrs mit kontrolliertem Druck beaufschlagt werden und eine relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und dem Rahmen verursacht wird, dergestalt, daß die Außenfläche des Rohrs von den Rolllerwerkzeugen in Querrichtung überlaufen wird und die Rollierwerkzeuge allmählich in die Außenfläche des Rohrs gedrückt werden, während zur Bildung einer querlaufenden Wellung ein Druck auf ein Ende oder beide Enden des Rohrs ausgeübt wird.(T. J method for producing transversely running waves: in a tubular component, said method being such that the wall thickness of the pipe material is not reduced and the pipe material is not hardened, a method in which the pipe is stored in a frame y the at least three roller burnishing tools carries out, one of which, at least one of a mold, where di. & roller burnishing tools being arranged on a plane at right angles to the axis of the tube and equally spaced around the tube, a process in. which a. end or both ends of the pipe are subjected to a controlled pressure and relative rotational movement is caused between the pipe and the frame, such that the outer surface of the tube is overrun by Rolllerwerkzeugen in the transverse direction, and the roller burnishing tools are gradually pushed into the outer surface of the tube, while a pressure on one end or both ends is used to form a transverse corrugation s Rohrs is exercised. 2. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 beschrieben, in dem die Rollierwerkzeuge - nachdem eine Wellung gebildet worden ist - vom Rohr hinwegbewegt werden und eine Relativbewegung zwischen dem Rahmen und dem Rohr hervorgerufen wird, wodurch die Rollierwerkzeuge zur Bildung einer zweiten Wellung neben der bereits bestehenden Wellung neu gerichtet werden.2. A method as described in claim 1, in which the Rolling tools - after a corrugation has been formed - are moved away from the pipe and a relative movement caused between the frame and the tube, thereby realigning the roller burnishing tools to form a second corrugation next to the existing corrugation will. 10 9 . ι /11210 9. ι / 112 3. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 oder 2 beschrieben, in dem die relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und dem Rahmen dadurch erzielt wird, daß sich der Rahmen um das Rohr dreht, während das Rohr in Bezug auf die Drehbewegung unbeweglich bleibt.3. A method as described in claim 1 or 2, in which the relative rotational movement between the tube and the frame is achieved by the frame rotating about the tube, while the tube remains immobile with respect to the rotary motion. k. Ein Verfahren wie in Anspruch 1 oder 2 beschrieben, in dem die relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und dea Rahmen dadurch erzielt wird, daß das Rohr innerhalb des Rahmens gedreht wird, während der Rahmen in Bezug auf die Drehbewegung unbeweglich bleibt. k. A method as described in claim 1 or 2, in which the relative rotational movement between the tube and the frame is achieved by rotating the tube within the frame while the frame remains immovable with respect to the rotational movement. Eine Vorrichtung zur Bildung querlaufender Wellungen in einem rohrförmigen Bauteil, wobei diese Vorrichtung einen Rahmen aufweist, der wenigstens drei Rollierwerkzeuge trägt und so beschaffen 1st, daß er das rohrförmige Teil aufnehmen kann, wobei die genannten Rollierwerkzeuge, von denen wenigstens «ines ein Formwerkzeug ist, auf einer Ebene im rechten Winkel car Achse des Rohrs und in gleichem Abstand um das Rohr herum angeordnet sind und außerdem Mittel vorgesehen sind, um ein Ende oder beide Enden des Rohrs mit Druck zu beaufschlagen sowie Mittel, die geeignet sind, eine relative Drehbewegung zwischen dem Rohr und dem Rahmen hervorzurufen, dergestalt, daß die Außenfläche des Rohrs von den Rollierwerkzeugen in Querrichtung überlaufen wird sowie Mittel, die geeignet sind, die Rollierwerkzeuge relativ zur Außenfläche des Rohrs zu bewegen, dergestalt, daß die Rollierwerkzeuge zwecks Bildung einer querlaufenden Wellung allmählich in die Außenfläche des Rohrs gedrückt werden.A device for forming transverse corrugations in a tubular component, this device being a Has frame which carries at least three roller burnishing tools and is designed so that it can receive the tubular part, said roller burnishing tools, of which at least one is a molding tool, on a plane at right angles to the axis of the pipe and in the same way Spaced around the tube and means are also provided around one or both ends of the To pressurize the pipe and means capable of relative rotational movement between the pipe and causing the frame to remove the outer surface of the tube from the burnishing tools in the transverse direction is overflowed as well as means which are suitable to move the roller burnishing tools relative to the outer surface of the pipe, so that the roller burnishing tools for the purpose of formation a transverse corrugation gradually into the outer surface of the pipe. -3--3- ■ 109 b 1 ?/1126■ 109 b 1? / 1126 6. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5> welch® Mittel sur starren Befestigung des Rohrs in Bezug auf die Drehbewegung vorsieht, wobei die Mittel für di© relative Dreh-» bewegung so gestaltet sind,- daß es dem Rahmen möglich ist, sich um das Rohr zu drehen.6. A device according to claim 5> welch® means sur provides a rigid fastening of the pipe with respect to the rotational movement, whereby the means for the relative rotational » movement are designed so that it is possible for the frame to rotate around the pipe. Eine Vorrichtung gemäß Anspruch 5» welche Mittel zur starren Befestigung des Rahmens in Bezug auf die Drehbewegung vorsieht, wobei die Mittel für die relative Drehbewegung so gestaltet sind, daß es dem Rohr gestattet ist, sich innerhalb des Rahmens zu drehen.An apparatus according to claim 5 »which means for provides rigid attachment of the frame with respect to the rotational movement, the means for the relative Rotational movement are designed to allow the tube to rotate within the frame. 8. Eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 5 - 7» in der die Rolllerwerkzeuge in Bezug auf den Rahmen drehbar sind.8. A device according to claims 5-7 »in which the Rolller tools are rotatable with respect to the frame. 9· Eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 5-8, in der die Rollierwerksseuge, soweit si© keine Formwerkzeuge sind, Führungsrolle!! darstellen.9 · A device according to claims 5-8, in which the Rolling works, as far as they are not forming tools, Leadership role !! represent. 1o. Eine Vorrichtung gemäß den Ansprüchen 5-9» dadurch g e kennz el ohne t, daß am Rahmen zusätzliche Führungs« rollen angebracht sind, dergestalt, daß diese Führungsrollen mit einer bereits bestehenden Wellung während der Bildung der nächstfolgenden Wellung zusammenarbeiten, um eine Verformung der bereits bestehenden Wellung zu verhindern. 1o. A device according to claims 5-9 "characterized in that there is no additional guide on the frame" rollers are attached, such that these guide rollers with an already existing corrugation during the Work together to form the next corrugation to prevent deformation of the already existing corrugation. 11. Ein Verfahren gemäß den Ansprüchen 1 - 4 , dadurch gekennzeichnet, daß das rohrförmig© Teil aus nahtgeschweißtem Stahlrohr besteht.11. A method according to claims 1-4, characterized in, that the tubular © part consists of seam-welded steel tube. 1 0 S j·'; I 2/11261 0 S j · '; I 2/1126 12. Ein Verfahren zur Bildung querlaufender Wellungen in einem rohrförmigen Teil, im wesentlichen wie zuvor anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.12. A method of forming transverse corrugations in one tubular part, essentially as previously described with reference to the accompanying drawings. 13. Eine Vorrichtung zur Bildung querlaufender Wellungen in einem rohrförmigen Bauteil, im wesentlichen wie zuvor anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.13. A device for forming transverse corrugations in a tubular component, essentially as described above with reference to the accompanying drawings. 10 9 '/112610 9 '/ 1126
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