DE4018365A1 - Verfahren zum herstellen von blechformteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Blechformteilen und ein nach dem Verfahren hergestelltes Formteil.

Blechformteile werden üblicherweise durch Tiefziehen hergestellt. Beim Tiefziehen bestehen jedoch gewisse Einschränkungen. So ist es beispielsweise nicht möglich, Hinterschneidungen herzustellen. Die Ziehtiefe ist ebenfalls begrenzt. Das durch Tiefziehen hergestellte Formteil erhält eine innere Spannung, die zu einem elastischen Rückfedern des Blechteils führen.

Im Kraftfahrzeugbau tritt das Problem auf, daß für Auspuffkrümmer häufig Rohre hergestellt werden müssen, die kompliziert gebogen und gekrümmt verlaufen. Diese Rohre sind immer häufiger doppelwandig. In den Zwischen­ raum wird Dämpfungsmaterial eingesetzt. Daher können die Rohre nicht aus Vollmaterial hergestellt werden, sondern müssen aus zwei Halbschalen hergestellt werden, die dann nach Zusammensetzen miteinander verschweißt werden. Die Herstellmöglichkeit durch Tiefziehen macht bestimmte Formen unmöglich.

Zur Verformung von geschlossenen Rohren ist das Innen­ hochdruckumformen bekannt. Hierbei wird ein Rohr in eine geteilte Form eingelegt und von der Innenseite mit hohem Druck beaufschlagt. Gleichzeitig kann je nach gewünsch­ tem Ergebnis das Rohr auch beidseitig gestaucht werden. Auf diese Weise lassen sich ohne Innenform Rohre unterschiedlicher Außenform herstellen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Möglich­ keit zur Herstellung von Blechformteilen zu schaffen, die im Ergebnis spannungsfrei sind und Formen aufweisen können, wie sie durch Tiefziehen nicht hergestellt werden können.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung ein Verfahren nach dem Hauptanspruch vor.

Das Formteil wird also so hergestellt, daß ein Rohr durch Innenhochdruckformen so verformt wird, daß es die Form dieser Halbschale aufweist. Nach Entnehmen des Rohrs wird dieses durch zwei Schnitte so zerschnitten, daß das Formteil übrig bleibt. Es hat sich überra­ schender Weise herausgestellt, daß ein derart durch Aufschneiden eines verformten Rohres hergestelltes Blechformteil spannungsfrei ist.

In Weiterbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß das umgeformte Rohr längs einer von der Trennungslinie der Form verschiedenen Linie zerschnitten wird. Beim Tiefziehen ist dies ja nicht möglich, da die Trennlinie des hergestellten Teils dem Werkzeug entspricht. Bei dem durch Innenhochdruckverformen herstellten Rohr kann jedoch die Schnittlinie beliebig gewählt werden. Es ist daher auch möglich, hinterschnittene Formteile herzu­ stellen, was die Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung wesentlich erweitert.

Die Erfindung schlägt vor, die Schnittlinie auf beiden Seiten des Rohres unterschiedlich zu legen. Es braucht also die Schnittlinie nicht etwa in einer Ebene zu liegen, sondern sie kann unterschiedlich geführt sein. Dadurch können auch mehrfach gebogene Halbschalen als Formteile hergestellt werden.

Insbesondere schlägt die Erfindung vor, das umgeformte Rohr mit Hilfe eines Lasers zu zerschneiden. Bei diesem ist die Energie so stark konzentriert, daß auch bei kleinen Rohren nur eine Wand des Rohres an der Stelle zerschnitten wird, wo der Laser geführt wird.

Sollen die Formteile Halbschalen zur Herstellung eines aus Halbschalen zusammengesetzten mehrfach gekrümmten Rohres sein, so schlägt die Erfindung vor, beide Halbschalen gemeinsam aus einem Rohr herzustellen. Beide auf diese Weise gebildeten Halbschalen sind span­ nungsfrei und können anschließend ohne jede Schwierig­ keit miteinander verbunden werden. Insbesondere kann vorgesehen sein, daß die zur Befestigung der beiden Halbschalen aneinander erforderlichen Stöße bei der Verformung mit eingeformt werden. Es kann sich hierbei um Überlappungsstöße, Bördelstöße, oder dergleichen handeln.

Die Erfindung schlägt ebenfalls ein Blechformteil nach dem Anspruch 7 vor. Dieses Blechformteil hat den großen Vorteil, daß es spannungsfrei ist. In gewissen Grenzen läßt sich auch die Wandstärke beeinflussen, wobei insbesondere auch dafür gesorgt sein kann, daß die Wandstärke auch bei komplizierten Formen überall gleich ist. Die Maßhaltigkeit ist ebenfalls sehr gut.

In Weiterbildung kann vorgesehen sein, daß zwei Halbschalen zu einem Rohr zusammengesetzt werden. Aufgrund der Maßhaltigkeit und Spannungsfreiheit ist dies sehr einfach möglich.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorzüge der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigen:

Fig. 1 eine Aufsicht auf ein Teilrohr eines Auspuffkrümmers;

Fig. 2 eine Ansicht des Rohres von oben in Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch das Rohr der Fig. 2 etwa Längslinie III-III;

Fig. 4 einen Querschnitt durch eine Form zur Herstellung eines Rohres.

Der in den Fig. 1 bis 3 dargestellte doppelwandige aus je zwei Halbschalen hergestellte Krümmerteil ist ein Beispiel für eine Form, die sich durch Tiefziehen nicht herstellen läßt, die aber für einen bestimmten Kraft­ fahrzeugtyp gewünscht wird.

Das Rohr 1 enthält an seinem einen Ende einen Flansch 2, mit dem es an einem Motorblock angeschraubt werden kann. Von diesem Flansch 2 aus erstreckt es sich in einer aus Fig. 2 hervorgehenden gekrümmten Form nach unten, siehe Fig. 1. Wie der in Fig. 2 dargestellte Querschnitt zeigt, ist das Rohr aus einer Außenwand 3 und einer Innenwand 4 aufgebaut. Zwischen beiden Wänden 3, 4 ist ein Zwischenraum 5 gebildet, der mit Hilfe eines Isoliermaterials ausgefüllt wird. Links in Fig. 3 ist eine Öffnung 6 zu sehen, in die ein weiterführendes Rohr eingeschoben wird.

Sowohl die Außenwand 3 als auch die Innenwand 4 besteht aus zwei Halbschalen, die aus Fig. 3 jedoch nicht hervorgehen, da der Querschnitt der Fig. 3 durch nur jeweils eine Halbschale gelegt ist, wie sich aus Fig. 2 ergibt. Die Verbindung der beiden äußeren Halbschalen erfolgt durch einen Überlappungsstoß 7, der in Fig. 1 zu erkennen ist.

Fig. 4 zeigt nun stark vereinfacht die Möglichkeit zur Herstellung zweier Halbschalen zur Bildung eines zusammengesetzten Rohres. Die Fig. 4 stellt einen Querschnitt durch eine Form 8 dar, die längs einer Trennungsfläche 9 getrennt ist. Die Trennungsfläche 9 ist im dargestellten Beispiel zwar eine Ebene, jedoch ist dies nicht erforderlich, da selbstverständlich die Trennungsfläche auch anders gelegt sein kann.

Die Form läßt eine Höhlung 10 frei, in die ein Rohr eingelegt und verformt werden soll. Im dargestellten Beispiel wird der Querschnitt der Höhlung 10 von zwei halbrunden Abschnitten 11 und zwei die halbrunden Abschnitte 11 verbindenden geraden Abschnitten 12 mit je einer Stufe gebildet. Die geraden Abschnitte 12 enthalten mittig je eine Stufe. Die Versetzung nach außen entspricht der Dicke des verwendeten Blechs.

In die in Fig. 4 dargestellte Form 8 wird ein mög­ licherweise schon oval geformtes Rohr eingelegt. Das Rohr wird dann beispielsweise mit Wasser gefüllt und mit hohem Innendruck beaufschlagt. Da der Druck auf der Wand des Rohres überall senkrecht steht, erfolgt eine gleichmäßige Verformung des Rohres, das sich an die Innenwand der Höhlung 10 anlegt. Je nach Verfahren kann während des Verformens auch das Rohr axial beaufschlagt werden.

Nach Fertigung ist ein verformtes Rohr mit einem Querschnitt entstanden, das dem Querschnitt der Höhlung 10 entspricht. Anschließend wird das Rohr auf beiden Seiten längs einer Linie 13 mit Hilfe eines Lasers aufgeschnitten, die im Bereich der Stufe in und dem gradlinigen Abschnitt 12 liegt. Aufgrund der Formhaltig­ keit und Spannungsfreiheit der erzeugten Halbschalen können diese dann so ineinander geschoben werden, daß die geradlinigen Abschnitte einen Überlappungsstoß bilden. Hier können sie dann miteinander verschweißt werden.

Claims (10)

1. Verfahren zum Herstellen von aus Blech bestehenden Formteilen durch Verformen, dadurch gekennzeichnet, daß ein Rohr in eine geteilte Form (8) eingelegt, durch Innenhochdruckumformen verformt und nach dem Entnehmen aus der Form (8) zerschnitten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das verformte Rohr längs einer von der Trennungslinie (9) der Form (8) verschiedenen Linie (13) zerschnitten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schnittlinie (13) des Rohrs an beiden Seiten des Rohrs unterschiedlich gelegt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr mit Hilfe eines Lasers zerschnitten wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung eines aus zwei Halbschalen zusammengesetzten Rohrs beide Halbschalen gemeinsam aus einem Rohr verformt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Befestigung der beiden Halbschalen aneinander erforderlichen Stöße mit eingeformt werden.

7. Aus Blech durch Verformen hergestelltes Formteil, dadurch gekennzeichnet, daß es aus einem durch Innenhochdruckverformen verformten und anschließend zerschnittenen Rohr hergestellt ist.

8. Aus Halbschalen zusammengesetztes gebogenes bzw. gekrümmtes Rohr, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei als Formteile nach Anspruch 7 ausgebil­ deten Halbschalen zusammengesetzt ist.

9. Rohr nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beide Halbschalen aus einem gemeinsamen Rohr umgeformt sind.

10. Rohr nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die beiden Halbschalen einen Oberlap­ pungsstoß oder einen Bördelstoß aufweisen, der beim Innenhochdruckformen mithergestellt ist.