DE4240906A1 - Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Bauteilen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Her­ stellung von rohrförmigen Bauteilen mit mindestens ei­ nem abzweigendem Rohrabschnitt, wobei alle Rohrab­ schnitte in einer Ebene liegen.

Bei der Herstellung von rohrförmigen Bauteilen, bei denen bspw. von einem Hauptrohr nach einer oder auch nach beiden Seiten jeweils einzelne Rohrstutzen abzwei­ gen - wie das bspw. auch in Fig. 1 dargestellt ist - ist das Herstellungsverfahren wegen der räumlich ge­ krümmten Verschneidungslinien der einzelnen Rohrstücke sehr aufwendig. Zur Herstellung derartiger rohrförmiger Bauteile entsprechend Fig. 1 ist es nach den bisher üb­ lichen Verfahren erforderlich, zunächst entsprechende Rohrabschnitte abzustechen und die Verbindungsflächen entsprechend auszufräsen bzw. auszuklinken. Anschlie­ ßend müssen gegebenenfalls vorhandene Verjüngungsquer­ schnitte gezogen werden. Sollen diese Rohrabschnitte auch ein Gewinde aufweisen, so ist dieses Gewinde in die entsprechenden Rohrstücke einzuschneiden. Abschlie­ ßend werden dann die einzelnen Rohrstücke miteinander verschweißt, wobei sich durch die Dicke und Ungleich­ förmigkeit der Schweißnaht im allgemeinen ein schlech­ ter optischer Eindruck ergibt, wobei darüberhinaus auch Festigkeitsprobleme auftreten können.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Herstellungsverfahren zu schaffen, mit dem auf sehr einfache Weise ein solches Bauteil mit Abzwei­ gungen in wenigen Arbeitsgängen hergestellt werden kann und das dennoch ein optimales Fertigteil ergibt.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgese­ hen, daß das gesamte Verzweigungsbauteil aus zwei ebe­ nen Blechen entsprechend der Abwicklung einer Halb­ schale des Verzweigungsbauteils mittels Kaltverformung zu einer entsprechenden Halbschale verformt und beide Halbschalen in der Trennungsebene mittels Laserschwei­ ßung miteinander verbunden werden.

Mit einem derartigen Herstellungsverfahren ist es auf sehr einfache Weise möglich, ein derartiges Verzwei­ gungsbauteil zu schaffen, das allen geforderten Festig­ keitsansprüchen genügt und keinerlei nach außen über­ stehenden Schweißnähte aufweist.

Wenn einer oder mehrere der Rohrabschnitte mit einem Gewinde versehen werden sollen, so ist es in Weiterbil­ dung der Erfindung möglich, diese Gewindegänge bereits in die ebene Fläche flach einzuprägen und mit den Ble­ chen unter Abstützung zu den entsprechenden Halbschalen zu verformen.

Damit ist also ein nachträgliches Einspannen und Ein­ schneiden eines Gewindes nicht mehr erforderlich.

Die Verschweißung der Halbschalen sollte dabei ohne zu­ sätzliche Materialzugabe nacharbeitungsfrei erfolgen.

Zweckmäßigerweise weisen die ebenen Bleche im Bereich der abzweigenden Rohrabschnitte ausgerundete Radien zur kraftflußoptimierenden Gestaltung auf.

Anhand einer schematischen Zeichnung sind Aufbau und Funktionsweise eines Ausführungsbeispiels nach der Er­ findung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 Die perspektivische Ansicht eines Ver­ zweigungsbauteils in herkömmlicher Fer­ tigung,

Fig. 2 die Abwicklung einer Halbschale als Stanzteil,

Fig. 3 eine teilweise verformte Halbschale und

Fig. 4A bis E die einzelnen Verformungsschritte einer solchen Halbschale und einen fertigen Rohrabschnitt.

In Fig. 1 ist ein Verzweigungsbauteil in perspektivi­ scher Ansicht dargestellt, das nach den bisher üblichen Verfahren hergestellt ist. Dieses Verzweigungsbauteil weist dabei ein zentrales Rohrstück 1 auf, an das seit­ lich ein Rohrstutzen 2 und ein Rohrstutzen 3 mit einer Erweiterung 4 am Ende angesetzt sind. Diese Rohrstutzen 2 und 3 sind mit entsprechenden Verschneidungen über Schweißnähte 5 und 6 mit dem Hauptrohr 1 verbunden, wo­ bei am linken Ende des Rohrstutzens 3 noch eine ent­ sprechende nicht verschweißte Verschneidungskante 7 mit dem Hauptrohr 1 sichtbar ist. Das Hauptrohr 1 weist da­ bei zusätzlich noch am unteren Ende ein Innengewinde 8 auf.

Nach dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren werden zunächst zwei ebene Bleche entsprechend der Abwicklung einer Halbschale des Verzweigungsbauteils ausgestanzt, wobei das untere Bleche 10 in Fig. 2 näher dargestellt ist. Dabei sind die entsprechenden abgewickelten Blechabschnitte für das Hauptrohr 1 den Rohrstutzen 3 mit der Erweiterung 4 und der Rohrstutzen 2 als jeweils integrale Ansätze zu erkennen. Das Gewinde 8 ist dabei unmittelbar in den ebenen Blechzuschnitt 1 flach einge­ prägt.

Aus umformtechnischen Gründen sind im Bereich der ab­ zweigenden Rohrabschnitte 2 und 3 zum Hauptrohr 1 noch entsprechende Materialzugaben 11 im Zuschnitt darge­ stellt, die im Verlauf des Tiefziehprozesses kraftopti­ mierte abgerundete Radien zwischen den einzelnen Rohr­ stücken ergeben.

Der ebene ausgestanzte Blechzuschnitt 10 wird dann mit­ tels Kaltverformung zu einer Halbschale 12 verpreßt, wie diese in Fig. 3 dargestellt ist. Hierbei sind die entsprechenden Bereiche des Blechzuschnittes 10 ent­ sprechend Fig. 2 deutlich zu erkennen, nämlich das Hauptrohr 1, die Rohrstutzen 2 und 3 mit der Erweite­ rung 4 sowie das Gewinde 8, das unter entsprechender Abstützung ebenfalls rundgebogen ist.

In den Fig. 4A bis D sind die einzelnen Verformungs­ schritte einer solchen Halbschale gezeigt. Dabei ist in Fig. 4A eine Seitenansicht des ebenen Blechzuschnittes 10 dargestellt, von dem entsprechend Fig. 4B eine er­ ste Verformung mit einem Hochbiegen der seitlichen Rän­ der dargestellt ist.

Fig. 4C zeigt einen weiteren Verformungsschritt, bei dem das Blech 10 schon fast zu einer Halbschale gebogen ist, während nach Fig. 4D bereits die fertige Halb­ schale 12 erhalten ist.

Die obere Halbschale ist dabei in gleicher Weise in spiegelbildlicher Kontur dargestellt.

Zwei solche Halbschalen, nämlich die Halbschalen 12 und 13 werden dann entsprechend Fig. 4E zueinander ju­ stiert und an ihren Berührungsflächen 14 und 15 bspw. mittels Laserschweißung ohne zusätzliche Materialzugabe miteinander verschweißt. Ein derartiges Verschweißen kann sehr exakt erfolgen und erfordert keinerlei Nach­ arbeitung des fertigen Teils, da keine überstehenden Schweißraupen beseitigt werden müssen.

Auch das entsprechende Gewinde 8 kann so genau in das ebene Blech 10 eingeprägt werden, daß nach entsprechen­ der Verformung zu Halbschalen und dem Verschweißen zweier Halbschalen die entsprechenden Gewindegänge ge­ nau fluchten, so daß üblicherweise ein Nacharbeiten nicht erforderlich ist.

Mit dem beschriebenen Verfahren ist also auf sehr ein­ fache und schnelle Weise die Herstellung eines solchen Verzweigungsbauteils, daß auch eine andere als die dar­ gestellte Konfiguration aufweisen kann, möglich, wobei die geforderte Festigkeit gewährleistet ist und ein Nacharbeiten üblicherweise nicht erforderlich wird.

Claims (4)

1. Verfahren zur Herstellung von rohrförmigen Bau­ teilen mit mindestens einem abzweigendem Rohrab­ schnitt, wobei alle Rohrabschnitte in einer Ebene liegen, dadurch gekennzeichnet, daß das gesamte Verzweigungsbauteil aus zwei ebenen Blechen ent­ sprechend der Abwicklung einer Halbschale des Ver­ zweigungsbauteils mittels Kaltverformung zu einer entsprechenden Halbschale verformt und beide Halb­ schalen in der Trennungsebene mittels Laserschwei­ ßung miteinander verbunden werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rohrabschnitte mit einem Gewinde versehen werden, derart, daß die Gewindegänge bereits in die ebenen Bleche flach eingeprägt und mit den Blechen unter Abstützung zu den Halbschalen verformt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung der Halbschalen ohne zusätz­ liche Materialzugabe nacharbeitungsfrei erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenen Bleche im Bereich der abzweigenden Rohrabschnitte ausgerundete Radien zur kraftflußop­ timierenden Gestaltung aufweisen.