EP0264082B1

EP0264082B1 - Hohlprofile aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen mit kalt-verformten Biegungen

Info

Publication number: EP0264082B1
Application number: EP87114801A
Authority: EP
Inventors: Harald Kremnitz; Hans Allgäuer; Martin Obersberger
Original assignee: Norsk Hydro ASA
Current assignee: Norsk Hydro ASA
Priority date: 1986-10-10
Filing date: 1987-10-09
Publication date: 1992-09-02
Anticipated expiration: 2007-10-09
Also published as: DE3781501D1; EP0264082A2; EP0264082A3; DE3634654A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Biegedorn zum Biegen von Hohlprofilen aus Nichtmetallen und ihren Legierungen sowie ein Verfahren zur Herstellung derartiger Hohlprofile unter Verwendung des Biegedorns.
Aus der US-A-1 978 452 ist ein Hohlprofil bekannt, das aus einer Legierung von Nichtmetallen besteht, und das eine kaltverformte Biegung mit einem inneren Biegungsradius aufweist, der kleiner als der doppelte Durchmesser des gebogenen Teils des Profils ist. Zur Herstellung des Rohrprofils wird ein Biegedorn beschrieben, der ein stabförmiges Bauteil aufweist, an den ineinandergreifende, sich überlappende Glieder in Kugelabschnitts- oder Halbkugelabschnittsform angeordnet sind.
Dieser seit mehr als 50 Jahren vorbekannte Biegedorn hat sich offenkundig nicht durchsetzen können, wie sich beispielsweise aus dem Umstand ergibt, daß zwar kleinere Biegedurchmesser der genannten Hohlprofile aus Raumgründen oder aus anderen technischen Gründen gefordert werden, aber dennoch derartige Hohlprofile nicht in befriedigender Weise hergestellt werden können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Biegedorn der zuvor geschilderten Art zur Verfügung zu stellen, mit dem kaltverformte Biegungen bei Hohlprofilen aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen hergestellt werden können, wobei der Bruch des Rohrmaterials im Biegungsbereich tatsächlich ausgeschlossen wird und mit dem Hohlprofile herstellbar sind, die Biegungen aufweisen, deren Biegungsdurchmesser nicht nur etwa den doppelten Profildurchmesser unterschreiten, sondern das Herstellen von Biegungen ermöglichen, deren Durchmesser ggfs. kleiner als das 1,5-fache, oder des einfachen Profildurchmessers sind.
Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Biegedorn gemäß Anspruch 1 gelöst. Die nachfolgenden Ansprüche 2 und 3 betreffen Verfahren zur Herstellung von Hohlprofilen aus Nichteisenmetallen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Biegedorns.
Die mit dem erfindungsgemäßen Biegedorn hergestellten Hohlprofile, insbesondere Aluminiumhohlprofile, insbesondere in ihrer Ausführung als Strangpreß- oder Strangziehrohre besitzen eine völlig glatte Innenfläche im Biegebereich und Biegungen, deren Biegeradius bis zum 0,4-fachen des Rohrdurchmessers entspricht. Erfindungsgemäß werden bevorzugt solche Hohlprofile mit Biegungen hergestellt, deren Durchmesser kleiner als das 1,5-fache des Profildurchmessers, insbesondere kleiner als der Profildurchmesser ist.
Die Erfindung wird anhand der Figuren 1 bis 5 näher erläutert.

Fig. 1 ist die Aufsicht auf den Biegungsbereich eines Aluminiumhohlprofils in Rohrform;
Fig. 2 ist ein Querschnitt durch den nicht-gebogenen Bereich des Rohres gemäß Fig. 1;
Fig. 3 ist die Seitenansicht einer bevorzugten Ausführungsform des erfindinngsgemäßen Biegedorns;
Fig. 4 ist der schematische Querschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns;
Fig. 5 zeigt schematisch im Querschnitt die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Biegedorns im Vorgang der Biegung.

Eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäß hergestellten Hohlprofils, beispielsweise aus Aluminium, ist in Form eines Rohres in Fig. 1 wiedergegeben, wobei erfindungsgemäß der mit r bezeichnete Biegeradius etwa dem 0,4-fachen des Durchmessers D des Aluminiumrohres entspricht.
Bei diesem gebogenen Rohr wird von einem stranggepreßten oder stranggezogenen Aluminiumrohr ausgegangen, dessen bezüglich der späteren Biegung äußerere Randbereich 1 gegenüber dem inneren Randbereich 2 verdickt ist.
Hierdurch wird gewährleistet, daß im Außenbereich der Biegung 1 genügend Material zur Verfügung steht, um einerseits Brüche und Risse in diesem Bereich während des Biegevorgangs zu vermeiden, wobei andererseits als Folge das gebogene Rohr in diesem Wandbereich 1 für die weitere Verwendung ausreichende Materialstärke aufweist.
In Fig. 2 ist das Ausgangsrohr für das gebogene Rohr gemäß Fig. 1 im Querschnitt wiedergegeben, wobei der bezüglich der späteren Biegung äußere Bereich 1 gegenüber dem inneren Bereich 2 deutlich verdickt ist.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns, der für die Herstellung beispielsweise des gebogenen Rohres gemäß Fig. 1 benötigt wird, ist in Fig. 3 wiedergegeben.
Dieser Biegedorn besteht in an sich bekannter Weise aus einem stabförmigen Bauteil 3 und den daran angeordneten Gliedern 4, 5.
Erfindungsgemäß bestehen die einzelnen Glieder 4, 5 aus sich überlappenden ineinander greifenden Halbkugelabschnitten, wobei der größte Durchmesser Y des letzten Gliedes 5 größer als der der übrigen Glieder 4 ist und den Durchmesser X des zu verbiegenden Rohres aufweist.
Die schematische Querschnittswiedergabe gemäß Fig. 4 zeigt eine bevorzugte Verbindungsform der einzelnen Glieder 4, 5 mittels einer mittig geführten Gliederkette 6, die in dem stabförmigen Bauteil 3 verankert ist.
Ebenso geht aus dieser Figur bei A hervor, daß bevorzugt die Glieder derart ausgebildet sind, daß sie selbst in gekrümmtem Stand des Werkzeugs einander überlappen, bzw. ineinander greifen, so daß sich in Gegenrichtung zum Dornauszug keine öffnung an der Außenseite 2 des gebogenen Rohres zwischen den einzelnen Gliedern bildet, wodurch bei Auszug des Biegedorns aus dem Rohr Rohrinnenwandverletzungen vermieden werden.
Im Prinzip können auch Glieder Verwendung finden, die in gebogenem Zustand des Werkzeugs zwischen einander eine Öffnung aufweisen; dann jedoch sind sie derart zu wählen, daß ihre untere Kante in Richtung Dornauszug auf die Verbindungsglieder 6 derart hin umgebogen sind, daß dieser Bereich einen kleineren Biegeradius als der der anliegenden verbogenen Rohrwand aufweist, so daß durch diesen Kantenbereich des Gliedes Rohrinnenwandverletzungen nicht erfolgen können.
In der Fig. 5 ist schematisch eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Biegedorns wiedergegeben, wobei gemäß dieser Figur sich der Biegedorn noch in dem umgebogenen Rohr befindet.
In diesem Fall bestehen die Biegedornglieder 4 aus Kugelabschnitten und das letzte Glied 5 aus einer Kugel.
Die Kugelabschnitte sind derart ineinandergreifend und überlappend angeordnet, daß das Glied 4a, das unmittelbar am stabförmigen Bauteil 3 angeschlagen ist, das benachbarte Kugelabschnittsglied 4b überlappt, dieses wiederum das Kugelabschnittsglied 4c u.s.w.
Als erfindungswesentliches Merkmal geht aus dieser Figur hervor, daß das letzte Glied 5, das zudem als Vollkugel ausgebildet ist, den größten Durchmesser, und zwar den des zu verbiegenden Rohres (D = X) aufweist; die nachfolgenden Glieder unterscheiden sich hinsichtlich ihres größten Durchmessers entsprechend den Angaben zur Fig. 5.
Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Biegeverfahrens mit dem erfindungsgemäßen Biegedorn werden im übrigen die an sich bekannten entsprechenden Sonderbiegewerkzeuge Biegeschablone, Faltenglattschuh, Spannbacke etc. verwendet.
Zu den bevorzugten Nichteisenmetallen und ihren Legierungen zählen Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Magnesiumlegierungen, Messinglegierungen, Siliziumlegierungen, Manganlegierungen, wobei alle angeführten Legierungen in unterschiedlichen Mischungsverhältnissen untereinander angewendet werden, beispielsweise
Al Mn 1 Mg 1
Al Mn 1
Al Si 0,5
Mg Al 4 Si 1
Mg Mn 2
Al Cu 10
Al Mn Cu
Al Ti 0,1
Al Si 2 0
Mg Al 6 Zu 1
Mg Al 3 Zu.

Claims

Biegedorn zum Biegen von Hohlprofilen aus Nichtmetallen und deren Legierungen, nämlich aus Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Magnesiumlegierungen, Messinglegierungen, Siliciumlegierungen und Manganlegierungen auf einen inneren Biegeradius, der kleiner als der doppelte Durchmesser des zu biegenden Hohlprofils ist, der ein stabförmiges Bauteil (3) aufweist, an den ineinandergreifende, sich überlappende Glieder (4/5) in Kugelabschnitts-, Halbkugelabschnitts- oder Scheibenform angeordnet sind, wobei sich der Durchmesser der Glieder (4) im Anschluß an das Bauteil (3) kontinuierlich zur Mitte der Gliederkette hin verkleinert und zum Ende hin bis auf den Profildurchmesser, den das letzte Glied (5) aufweist, vergrößert.
Verfahren zur Herstellung zum Hohlprofilen aus Nichteisenmetallen und deren Legierungen, nämlich aus Aluminiumlegierungen, Kupferlegierungen, Magnesiumlegierungen, Messinglegierungen, Siliciumlegierungen und Manganlegierungen auf einen inneren Biegeradius, der kleiner als der doppelte Durchmesser des zu biegenden Hohlprofils ist, unter Verwendung des Biegedorns nach Anspruch 1.
Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man den Biegedorn nach Anspruch 1 verwendet, bei dem das vordere Kettenglied (4) etwas kleiner (etwa 1 mm) als der Profildurchmesser und der kleinste Durchmesser im Mittelbereich der Gliederkette 8/10 bis 9/10 des Profildurchmessers ist.