EP2914392A1 - Verfahren zur herstellung unterschiedlicher wanddicken eines behälterrohres - Google Patents

Verfahren zur herstellung unterschiedlicher wanddicken eines behälterrohres

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Publication number
EP2914392A1
EP2914392A1 EP12798622.2A EP12798622A EP2914392A1 EP 2914392 A1 EP2914392 A1 EP 2914392A1 EP 12798622 A EP12798622 A EP 12798622A EP 2914392 A1 EP2914392 A1 EP 2914392A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
blank
tube
container tube
wall thickness
male
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP12798622.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Friedhelm GÜNTHER
Marco Schmidt
Ralf Dirscherl
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SchmitterGroup AG
Original Assignee
SchmitterGroup AG
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Filing date
Publication date
Application filed by SchmitterGroup AG filed Critical SchmitterGroup AG
Publication of EP2914392A1 publication Critical patent/EP2914392A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C3/00—Profiling tools for metal drawing; Combinations of dies and mandrels
    • B21C3/02—Dies; Selection of material therefor; Cleaning thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, bars, wire, tubes or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
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    • B21C37/16—Making tubes with varying diameter in longitudinal direction
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    • B60G2206/012—Hollow or tubular elements
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    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/80—Manufacturing procedures
    • B60G2206/81—Shaping

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a container tube.
  • the container tube which finds use, for example, as container, support and / or suspension means for a motor vehicle shock absorber, has longitudinal longitudinal sections successive longitudinal tube sections with different wall thicknesses and / or inner and / or outer diameters.
  • the above-mentioned method is based on a hollow or tubular blank which is extended by means of repeated ironing with the aid of at least one ironing die applied to the blank exterior against a male part in contact with the blank, for example a punch or mandrel. During ironing at least a portion of the longitudinal sections is reduced in its wall thickness and / or in its inner and / or outer diameter by a respective predetermined amount.
  • Propeller shafts produced by the method of the aforementioned type are known (DE 10 2007 045 719 A1). Accordingly, cardan shafts are changed in wall thickness and in the inner and / or outer diameter.
  • a die is pushed over the blank and the mandrel located therein.
  • the mandrel used for this purpose has two different diameters and a transition region which is conical. Up to the transition region is stretched to the thinner diameter of the mandrel. Subsequently, starting from the transition region, the die is stretched over the thicker region of the mandrel by means of a die which is larger in diameter. This results in increased strength for the deformed areas compared to the blank.
  • the reduction of the wall thicknesses and the diameter of the blank results in an extension in the axial direction.
  • different matrices are used to obtain different wall thicknesses.
  • an output tube is fitted onto a mandrel having a reduced diameter in the axial center.
  • a drawing ring with a clear width smaller than the outer diameter of the tube is then pulled over the tube in full length. This results in a wall thickness reduction in the radially expanded areas of the mandrel and a wall thickness thickening in the radially reduced region of the mandrel.
  • the mandrel is pulled out of the tube. It thus creates a tubular shape with radially outwardly enlarged thickened pipe sections.
  • By again overlaying the drawing ring finally results in turn a smooth cylindrical outer surface for the tube, ie the areas of the tube with greater wall thickness are again pressed radially inward.
  • a container tube in at least part of the longitudinal sections to be reduced before its stripping a Patrizen ultrasound made This means that a previously used male is replaced in each case against a differently executed and / or specifically adapted male.
  • the to be used for example, rotationally symmetrical male has in the longitudinal profile at least one cross-sectional change. Accordingly, the male has a smaller and / or thinner and a larger and / or thicker cross-section / outer diameter.
  • These two cross sections or outer diameter are connected to each other by means of at least one Patrizenabsatz.
  • the Patrizenabsatz can be performed in different embodiments. For one thing, here is one Transition region and thus be formed a conical embodiment and on the other hand, this paragraph can be achieved by a simple to the axial direction perpendicular diameter increase of the male.
  • the face of the smaller diameter of the male is always first inserted into the blank.
  • This means that the first introduced and / or smaller diameter or cross section of the male is arranged in the region of the driving edge.
  • the largest diameter or cross section of the male is, however, always arranged remotely in relation to the Mit supportivekante out.
  • the male parts to be used have at least two radially different diameters or cross sections. It can therefore also be more Patrizenab mechanisms available. It is important, however, that the diameter or the cross-sections of the male are arranged in size, so that there are only ascending Patrizenab engines in the axial direction.
  • the male has a shape that always tapers in the axial direction and does not widen again.
  • a first longitudinal section is formed with a reduced wall thickness in a first ironing operation.
  • Forming a cam edge at one end of the blank where a wall thickness reduction is caused is considered to be a pre-reduction. It is not absolutely necessary that a driver edge is formed.
  • the blank may also be designed as a cup shape, that is, the blank has only one end opening and is closed at the other side / at the other end. However, it is absolutely necessary in order to be able to use the method according to the invention to form a stop for the male in some form inside the pipe or to have it already.
  • the actual ironing process does not start until an ironing die having a smaller opening diameter or a smaller inside diameter than the blank, which has an inserted male part, is pulled / pushed up to a certain axial length compared to the outside diameter of the blank.
  • the respective pipe wall thickness is suitably dimensioned over the one or more outer dimensions of the one or more male and the respective associated and / or opposite inner dimensions of the one or more ironing dies.
  • the diameter or cross section of the male is thus selected so that the difference between the outer diameter of the male and the inner diameter of the ironing die correspond to the wall thicknesses.
  • the ironing die is only partially raised to the container tube up to a certain axial length and then retracted again.
  • one or more stripping means are provided on an end opening of the container tube serving to insert the male or the male part.
  • stripping means for example, stripping jaws or the like can be used.
  • the stripping jaws travel radially behind the blank or the container tube, so that they have a smaller opening diameter than the outer diameter of the blank and / or container tube, but do not touch the inserted male.
  • the number of Patrizen lymph depends on the number of desired wall thickness changes. With each patrix infinitely many changes in the wall thickness of the container tube can be achieved. However, only a consecutive inner diameter increases can be achieved with a male. As soon as an inner diameter reduction is desired, a Patrice change done. In the case of the die, however, a change must always be made in the case of a desired change in the outer diameter of the container tube.
  • the wall thickness of the container tube or of the blank can be increased or thickened even without changing the male, by a die with a larger opening diameter / inner diameter is pushed.
  • the replacement of a male is independent of a die change. This means that the wall thickness can already change by means of a male with different cross sections and / or diameters when using a female mold. As more dies and / or dies are used, the number of possible wall thickness changes is infinite.
  • each longitudinal tube section only has to be processed once. After the ironing die has been drawn over a respective axial length of the blank, this ironed area need not be re-machined. This means that the area which has only been ironed once by an ironing die constitutes a finished section of the container pipe.
  • the container tube produced by the method according to the invention is again optimized in weight as well as in its strength.
  • a lightweight material is aluminum.
  • the container tube produced by the method according to the invention is again optimized in weight as well as in its strength.
  • an aluminum container tube for example, an extruded front tube or hollow and / or tubular blank is used. Due to the lower strength values of, for example, aluminum alloys compared to steel, the wall thicknesses and / or the differences between outer and inner diameters of the container tube are made stronger when using a lightweight material.
  • An advantageous development of the invention is the production of a polygonal profile and / or tube, for example a square tube, also with varying wall thicknesses.
  • the male part can not be designed as a round but as an angular solid profile.
  • the ironing die must have a design adapted to the male part. This means that the male and the associated female die can be round and / or square as well as rotationally symmetric or asymmetrical.
  • FIG. 1 shows a hollow and / or tubular blank for the manufacturing method according to the invention in cross section
  • FIG. 2 shows the molding of a driving edge against the hollow and / or tubular blank of FIG. 1 in cross section
  • FIG. 3 shows an ironing operation of a first pipe longitudinal section
  • FIG. 4 shows an ironing process of a second pipe longitudinal section with previous die change in cross section
  • Figure 5 shows a ironing operation of a third pipe longitudinal section with previous Patrizen Touch in cross section
  • Figure 6 shows a ironing operation of a fourth pipe longitudinal section with previous Patrizen Touch in cross section
  • Figure 7 shows an inventive embodiment of a finished container tube in cross section
  • FIGS. 1 to 7 show an exemplary embodiment of the special and inventive ironing process for producing a weight and strength-optimized container pipe.
  • a hollow and / or tubular blank 1 is shown, from which a container tube is produced by means of the inventive method.
  • the hollow and / or tubular blank 1 has a certain or predefined outer diameter 2 and an inner diameter 3.
  • the two ends of the hollow and / or tubular blank 1 are referred to as end openings 4.
  • a plunger 5 is inserted into the tube interior to the stop of the plunger 5 '.
  • the part of the plunger 5, which is located in the tube interior, has an equal to or smaller than the inner diameter of the blank 3 3 outer diameter.
  • an ironing die 6 is pushed onto the blank 1 at the opposite end opening 4 of the inserted plunger 5 by a specific or desired axial length. As a result, a pre-reduction of the blank 1 is achieved and a driving edge 7 is formed. Subsequently, the plunger 5 is pulled out or retracted.
  • a male part 9, such as a punch or mandrel, at the end opening 4 of the hollow and / or tubular blank 1 is inserted until the end face of the male part 9 abuts against the driving edge 7.
  • the male part 9 is with a partially extending in the axial direction increase
  • the outer dimension 11 of the male part 9 toward the driving edge 7 is smaller than the outer dimension 12 which is farthest away from the driving edge 7 and is connected to a certain predefined or predetermined male shoulder 10.
  • a first longitudinal pipe section I is formed in the axial direction by the driving edge 7.
  • the resulting stretched area already constitutes a section of the finished container tube 15 to be produced or produced.
  • a second longitudinal tube section II is produced.
  • a further ironing die 16 which has a larger inner diameter 14 than the previous die used, is used.
  • the use of a larger inside diameter 14 ironing die 16 creates a heel and / or an outer diameter increase 17 of the container tube 15.
  • the ironing die 16 is from the Mit Conversekante 7 on the blank 1 and the male located therein 9 with two different outer dimensions 11, 12 and a Patrizenabsatz 10 pushed to the end of the second longitudinal tube section II.
  • the Patrizenabsatz 10 is located within the second longitudinal tube section II, so that there is a desired reduction in wall thickness in this section.
  • the different wall thicknesses of the container tube 15 result from the inner diameters 14 of the ironing dies and the opposite and / or associated axially extending outer diameter / outer dimensions 10, 11, 12 of the male part 9.
  • stripping means 18, such as stripping jaws which are used in a Patrizen LCD to strip the container tube 15 and / or the blank 1 of the male part 9.
  • a Patrizen LCD takes place after the produced extending longitudinal tube section II, whereby a subsequent wall thickness increase is achieved.
  • a further longitudinal tube section III is produced by means of the previously used Abstreckmatrize 16.
  • a further male part 19 which in the axial direction a plurality of different outer dimensions 11, 12 and thus also a Patrizenabsatz 10, which is displaced compared to the previously used male part 9 axially towards the end opening 4, inserted into the blank to the driving edge 7 ,
  • the Patrizenabsatz 10 is thus in the third longitudinal tube section III.
  • the smaller area or the outer dimension 11 of the male part 19 corresponds to the smallest inner dimension and / or the smallest inner diameter of the container tube 15. Due to the smaller outer dimension 11 in the front third partially divided longitudinal tube section III, there is an inner diameter reduction 20 of the container tube 15th The Patrizenabsatz 10 corresponds to the desired inner diameter increase 21 of the container tube 15.
  • FIG. 7 an exemplary, finished container tube is shown.
  • the two ends 23 of the container tube 15 are processed.
  • the first longitudinal tube section I was an outer diameter increase 17 of the.
  • the ironing die 16 with a certain or predetermined inner diameter or a predetermined inner dimension 14 is pushed over the pipe longitudinal section II, III, IV. It is as long as the same ironing die 16 used until a relieab less- or outer diameter change 17, 24 of the container tube 15 is to take place.
  • the male part 9 is used from the beginning of the tube longitudinal section I to the end of the tube longitudinal section II.
  • the male part 9 used has a Patrizenabsatz 10, whereby an inner diameter increase 21 of the container tube 15 takes place. Subsequently, a Patrizen flick, whereby a wall thickness increase and thus an inner diameter reduction 20 of the container tube 15 in the next longitudinal tube section III is achieved.
  • the male part used for the production of the longitudinal tube section III 19 also has a Patrizenabsatz 10, whereby again an inner diameter increase 21 of the container tube 15 is achieved. According to Fig. 7 takes place after the pipe longitudinal section III again a Patrizencic. Due to this, it comes through the Patrizenabsatz 10 of the newly used male part 22 to an inner diameter increase 21 of the container tube 15. This generated wall thickness is maintained until the end of the container tube 15.
  • the radially thicker wall thickness range a degree of deformation of, for example, 5% to 20% and the thinner wall thickness range a degree of deformation of, for example, 40% to 60%.
  • the higher the degree of deformation the stronger the strain hardening.
  • a low strength drop and thus a desired low strain hardening is achieved for the thicker wall thickness ranges.
  • a high work hardening is achieved by the degree of deformation. This result is desirable because it saves weight.

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Behälterrohres (15), insbesondere eines Tragmittels für ein Kraftfahrzeug-Federbein, mit in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Rohr-Längsabschnitten (I -I V) unterschiedlicher Wanddicken und/oder Innen- und/oder Außendurchmessern, ausgehend von einem hohlen und/oder rohrformigen Rohling (1), mittels mehrmaligen Abstreckens mittels mindestens einer an das Rohlingsäußere angelegten Abstreckmatrize (6, 13, 16) gegen eine im Inneren des Rohlings anliegende Patrize (9, 19, 22), beispielsweise Stempel oder Dorn, wobei bei zumindest einem Teil der Längsabschnitte (I - IV) vor dessen Abstrecken ein Patrizenwechsel vorgenommen wird.

Description

Verfahren zur Herstellung unterschiedlicher Wanddicken eines
Behälterrohres
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälterrohres. Das Behälterrohr, das beispielsweise Verwendung als Behältnis-, Stütz- und/oder Tragmittel für ein Kraftfahrzeug-Federbein findet, weist in Längsrichtung aufeinanderfolgende Rohr-Längsabschnitte mit unterschiedlichen Wanddicken und/oder Innen- und/oder Außendurchmessern auf. Das obig genannte Verfahren geht von einem hohlen oder rohrformigen Rohling aus, der mittels mehrmaligen Abstreckens mit Hilfe von mindestens einer an das Rohlingsäußere angelegten Abstreckmatrize gegen eine im Inneren des Rohlings anliegende Patrize, beispielsweise ein Stempel oder Dorn, verlängert wird. Während des Abstreckens wird zumindest ein Teil der Längsabschnitte in seiner Wanddicke und/oder in seinem Innen- und/oder Außendurchmesser um ein jeweils vorgegebenes Maß reduziert. [0002] Gelenkwellen hergestellt nach dem Verfahren der zuvor genannten Art, sind bekannt (DE 10 2007 045 719 A1 ). Demnach werden Gelenkwellen in der Wandstärke und im Innen- und/oder Außendurchmesser verändert. Bei diesem bekannten und so genannten Kaltumformverfahren wird nach dem Aufschieben des Rohlings auf einen Dorn eine Matrize über den Rohling und dem darin befindenden Dorn geschoben. Der dafür verwendete Dorn weist zwei unterschiedliche Durchmesser sowie einen Übergangsbereich, der konisch ausgeführt ist, auf. Bis zum Übergangsbereich wird auf den dünneren Durchmesser des Dorns abgestreckt. Anschließend, ab dem Übergangsbereich, wird mittels einer im Öffnungsdurchmesser größeren Matrize über den dickeren Bereich des Dorns abgestreckt. Daraus resultiert für die verformten Bereiche eine im Vergleich zum Rohling erhöhte Festigkeit. Des Weiteren ergibt sich durch die Reduzierung der Wanddicken und der Durchmesser des Rohlings eine Verlängerung in axialer Richtung. Während des genannten bereits bekannten Kaltumformverfahrens werden, um unterschiedliche Wandstärken zu erhalten, unterschiedliche Matrizen verwendet. Jedoch gibt es nach diesem Verfahren keine Möglichkeit, die gewünschten Innen- und/oder Außendurchmesser unabhängig voneinander anzupassen, wodurch auch keine Wandstärkenerhöhung / Wandstärkenverdickung bei gleich bleibendem Außendurchmesser erreichbar ist.
[0003] Die üblicherweise verwendeten Werkstoffe, wie zum Beispiel Stahl der Güte E355+N (europäische Norm EN 10305-2 vom November 2002 oder EN 10305-3 vom Mai 2010), für dieses bekannte Umformverfahren sind relativ kostenintensiv. Aus diesem Grund ist ein geringer Materialverbrauch wünschenswert. Außerdem wird in der Kraftfahrzeugindustrie eine Gewichtsverringerung und somit eine Optimierung der Bauteile gewünscht. [0004] Eine weitere Druckschrift (EP 1 190 784 A2) befasst sich auch mit einem Verfahren zur Herstellung eines Rohres mit partiell unterschiedlichen Wandstärken. Die Fertigung der unterschiedlichen Wandstärken dient ebenfalls der Gewichtseinsparung, wobei die Wandstärken entsprechend der auftretenden Belastung dimensioniert werden. [0005] Bei diesem in der Druckschrift EP 1 190 784 A2 offenbarten
Verfahren wird ein Ausgangsrohr auf einen Dorn aufgesteckt, welcher axial mittig einen reduzierten Durchmesser aufweist. Ein Ziehring mit lichter Weite kleiner dem Außendurchmesser des Rohres wird dann in voller Länge über das Rohr gezogen. Dadurch erfolgen eine Wandstärkenreduzierung in den radial erweiterten Bereichen des Dorns sowie eine Wandstärkenverdickung im radial reduzierten Bereich des Dorns. Anschließend wird der Dorn aus dem Rohr herausgezogen. Es entsteht somit eine Rohrform mit radial nach außen erweiterten verdickten Rohrbereichen. Durch erneutes Überstreifen des Ziehrings ergibt sich schließlich wiederum eine glatte zylindrische Außen-Oberfläche für das Rohr, d.h. die Bereiche des Rohres mit größerer Wandstärke werden wieder radial einwärts gedrückt. Dies birgt Nachteile, da die radial einwärts gedrückten dickeren Wandabschnitte zunächst radial nach außen gedrückt beziehungsweise verformt werden müssen, um anschließend erneut radial nach innen gedrückt zu werden. Des Weiteren können gemäß diesem Verfahren keine unterschiedlichen Aussendruchmesser des Rohres hergestellt werden. [0006] Außerdem müssen des Öfteren in der Industrie Bauteile an ein Rohr angefügt werden, beispielsweise mittels Schweißen. Durch das Anfügen eines Bauteiles wird das Rohr an diesen Stellen geschwächt. Diese so genannten Kraft- und/oder Schweißknotenbereiche müssen deshalb mit einer dickeren Wand versehen werden, um den Anforderungen stand zu halten beziehungsweise deren Aufgaben gerecht zu werden.
[0007] Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, bei dem die gewünschten Wanddicken sowie Innen- und/oder Außendurchmesser hinsichtlich der erforderlichen Festigkeit, beispielsweise eine mäßigere Festigkeit in den Kraft- und Schweißknotenbereichen anhand von einer dickeren Wand, ohne Nachbearbeitungen und ohne zusätzliche Bearbeitungsschritte flexibler hergestellt werden. Durch die hergestellten, partiell unterschiedlichen Wanddicken des Behälterrohres wird außerdem eine von der Industrie gewünschte Gewichtsreduzierung beziehungsweise eine Optimierung erreicht. [0008] Zur Lösung der Aufgabe wir das im Anspruch 1 angegebene
Verfahren vorgeschlagen. Optionale vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen.
[0009] Demnach wird bei der Herstellung eines Behälterrohres bei zumindest einem Teil der zu reduzierenden Längsabschnitte vor dessen Abstrecken ein Patrizenwechsel vorgenommen. Das bedeutet, dass eine bisher eingesetzte Patrize jeweils gegen eine unterschiedlich ausgeführte und/oder spezifisch angepasste Patrize ausgetauscht wird. Die zu verwendende, zum Beispiel rotationssymmetrische Patrize besitzt im Längsprofil mindestens eine Querschnittsänderung. Demnach weist die Patrize einen kleineren und/oder dünneren sowie einen größeren und/oder dickeren Querschnitt / Außendurchmesser auf. Diese zwei Querschnitte beziehungsweise Außendurchmesser sind anhand von mindestens einem Patrizenabsatz miteinander verbunden. Der Patrizenabsatz kann in unterschiedlichen Ausführungsformen ausgeführt werden. Zum einen kann hier ein Übergangsbereich und somit eine konische Ausführungsform ausgebildet sein und zum anderen kann dieser Absatz durch eine einfache zur Axialrichtung hin senkrechte Durchmessererhöhung der Patrize erreicht werden.
[0010] Die Stirnseite des kleineren Durchmessers der Patrize wird immer zuerst in den Rohling eingeführt. Das bedeutet, dass der zuerst eingeführte und/oder kleinere Durchmesser oder Querschnitt der Patrize im Bereich der Mitnehmerkante angeordnet ist. Der größte Durchmesser oder Querschnitt der Patrize ist hingegen immer am Entferntesten in Bezug zur Mitnehmerkante hin angeordnet. Die zu verwendenden Patrizen weisen mindestens zwei in Radialrichtung unterschiedliche Durchmesser oder Querschnitte auf. Es können somit auch mehr Patrizenabsätze vorhanden sein. Wichtig ist hierbei jedoch, dass die Durchmesser beziehungsweise die Querschnitte der Patrize der Größe nach angeordnet sind, so dass in Axialrichtung nur aufsteigende Patrizenabsätze vorliegen. Somit weist die Patrize eine Form auf, die sich in Axialrichtung stets verjüngt und nicht erneut erweitert.
[0011] Bei einer beispielhaften Herstellungsvariante gemäß Erfindung wird in einem ersten Abstreckvorgang ein erster Längsabschnitt mit reduzierter Wanddicke geformt. Das Anformen einer Mitnehmerkante an einem Ende des Rohlings, bei dem eine Wanddickenreduzierung hervorgerufen wird, wird als Vorreduzierung angesehen. Es ist nicht zwingend notwendig, dass eine Mitnehmerkante angeformt wird. Der Rohling kann auch als eine Becherform ausgeführt sein, dass heißt der Rohling besitzt nur eine Stirnöffnung und ist an der anderen Seite / an dem anderen Ende geschlossen. Es ist allerdings zwingend erforderlich, um das erfindungsgemäße Verfahren anwenden zu können, einen Anschlag für die Patrize in irgendeiner Form im Rohrinneren anzuformen beziehungsweise diesen bereits zu besitzen. Der eigentliche Abstreckvorgang startet erst, wenn über den Rohling, der eine eingeführte Patrize aufweist, eine Abstreckmatrize mit einem kleineren Öffnungsdurchmesser beziehungsweise einem kleineren Innendurchmesser im Vergleich zum Außendurchmesser des Rohlings bis zu einer gewissen Axiallänge gezogen / geschoben wird. [0012] Die jeweilige Rohr-Wanddicke wird zweckmäßig über die eine oder mehreren Außenabmessungen der einen oder der mehreren Patrizen und die jeweils zugeordneten und/oder gegenüberliegenden Innenabmessungen der einen oder mehreren Abstreckmatrizen dimensioniert. Der Durchmesser oder Querschnitt der Patrize wird somit so gewählt, dass die Differenz zwischen dem Außendurchmesser der Patrize und dem Innendurchmesser der Abstreckmatrize den Wanddicken entsprechen. Die Abstreckmatrize wird nur jeweils abschnittsweise bis zu einer gewissen Axiallänge auf das Behälterrohr aufgefahren und dann wieder zurückgezogen. [0013] Nach einer beispielhaften Erfindungsausbildung sind ein oder mehrere Abstreifmittel an einer dem Einführen der Patrize beziehungsweise dem Patrizenwechsel dienenden Stirnöffnung des Behälterrohres vorgesehen. Als Abstreifmittel können zum Beispiel Abstreifbacken oder Ähnliches verwendet werden. Durch mindestens eines am gegenüberliegenden Ende der Mitnehmerkante angebrachte Abstreifmittel wird eine Erleichterung des Patrizenwechsels erreicht. Hierbei fahren zum Beispiel die Abstreifbacken hinter den Rohling oder des Behälterrohres radial zusammen, so dass sie einen kleineren Öffnungsdurchmesser als den Außendurchmesser des Rohlings und/oder Behälterrohr besitzen, jedoch nicht die eingeführte Patrize berühren. Anschließend wird die Patrize, im Behälterrohr und/oder Rohling sitzend, zurückgezogen, so dass die beispielhaft genannten und in Radialrichtung zusammengefahrenen Abstreifbacken an der Stirnfläche des Behälterrohres und/oder Rohlings anliegen und dieses / diesen fixieren, während die Patrize weiter zurückgezogen wird und somit aus dem Behälterrohr beziehungsweise Rohling entfernt wird.
[0014] Nach einer weiteren beispielhaften Erfindungsausbildung ist die Anzahl der Patrizenwechsel abhängig von der Anzahl der gewünschten Wanddicke-Änderungen. Mit jeder Patrize können unendlich viele Änderungen in den Wanddicken des Behälterrohres erzielt werden. Es können jedoch mit einer Patrize auch nur aufeinander folgende Innendurchmessererhöhungen erreicht werden. Sobald eine Innendurchmesserreduzierung erwünscht ist, muss ein Patrizenwechsel erfolgen. Bei der Matrize hingegen muss stets bei einer gewünschten Änderung im Aussendruchmesser des Behälterrohres ein Wechsel durchgeführt werden.
[0015] Die Wanddicke des Behälterrohres beziehungsweise des Rohlings kann auch ohne Patrizenwechsel erhöht beziehungsweise verdickt werden, indem eine Matrize mit einem größeren Öffnungsdurchmesser / Innendurchmesser aufgeschoben wird. Der Patrizenwechsel ist unabhängig von einem Matrizenwechsel. Das bedeutet, die Wanddicke kann sich mittels einer Patrize mit unterschiedlichen Querschnitten und/oder Durchmessern bei Verwendung einer Matrize bereits ändern. Sobald weitere Matrizen und/oder Patrizen verwendet werden/wird, ist die Anzahl der möglichen Wanddicken- Änderungen unendlich.
[0016] Des Weiteren muss mittels dieses Verfahrens jeder Rohr- Längsabschnitt nur einmal bearbeitet werden. Nachdem die Abstreckmatrize über eine jeweilige Axiallänge des Rohlings gezogen wurde, braucht dieser abgestreckte Bereich nicht erneut bearbeitet zu werden. Das bedeutet, dass der von einer Abstreckmatrize nur einmal abgestreckte Bereich einen fertigen Abschnitt des Behälterrohres darstellt.
[0017] Eine weitere Möglichkeit besteht darin, das Behälterrohr mit einem Leichtbaumaterial auszuführen. Ein Beispiel für ein Leichtbaumaterial ist Aluminium. Durch Verwendung eines solchen Werkstoffes wird das mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellte Behälterrohr erneut im Gewicht sowie auch in seiner Festigkeit optimiert. Zur Fertigung eines Aluminium- Behälterrohres wird zum Beispiel ein stranggepresstes Vorrohr beziehungsweise hohler und/oder rohrförmiger Rohling eingesetzt. Aufgrund der geringeren Festigkeitswerte von zum Beispiel Aluminium-Legierungen im Vergleich zu Stahl, werden die Wanddicken und/oder die Differenzen zwischen Außen- und Innendurchmessern des Behälterrohres bei Verwendung eines Leichtbaumaterials stärker ausgebildet. [0018] Eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung ist die Herstellung eines eckigen Profiles und/oder Rohres, beispielsweise ein Vierkantrohr, mit ebenfalls unterschiedlich variierenden Wanddicken. Dies kann dadurch erreicht werden, wenn statt den vorherigen genannten Durchmessern viereckige Abmessungen und/oder Querschnitte verwendet werden. Zum Beispiel kann die Patrize nicht als rundes sondern als eckiges Vollprofil ausgeführt sein. Neben der anders ausgeführten Patrize muss auch die Abstreckmatrize eine an die Patrize angepasste Ausgestaltung besitzen. Das bedeutet, die Patrize sowie die dazugehörige Matrize können rund und/oder eckig sowie rotationssymmetrisch oder asymmetrisch sein.
[0019] Weitere Einzelheiten, Merkmale, Merkmalskombinationen und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter, beispielhafter Ausführungsformen der Erfindung sowie aus den Zeichnungen. Diese zeigen in:
Figur 1 einen hohlen und/oder rohrförmigen Rohling für das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren im Querschnitt;
Figur 2 das Anformen einer Mitnehmerkante an den hohlen und/oder rohrförmigen Rohling aus Fig. 1 im Querschnitt;
Figur 3 einen Abstreckvorgang eines ersten Rohrlängsabschnitts mit
Außendurchmessererhöhung des Rohlings im Querschnitt;
Figur 4 einen Abstreckvorgang eines zweiten Rohrlängsabschnitts mit vorherigen Matrizenwechsel im Querschnitt;
Figur 5 einen Abstreckvorgang eines dritten Rohrlängsabschnitts mit vorherigen Patrizenwechsel im Querschnitt;
Figur 6 einen Abstreckvorgang eines vierten Rohrlängsabschnitts mit vorherigen Patrizenwechsel im Querschnitt; Figur 7 ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel eines endbearbeiteten Behälterrohres im Querschnitt;
[0020] Die Fig. 1 bis Fig. 7 zeigen ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel des speziellen und erfinderischen Abstreckverfahrens zur Herstellung eines gewichts- und festig keitsoptimierten Behälterrohres.
[0021] In der Fig. 1 ist ein hohler und/oder rohrförmiger Rohling 1 dargestellt, aus dem ein Behälterrohr mittels des erfinderischen Verfahrens hergestellt wird. Der hohle und/oder rohrförmige Rohling 1 weist einen gewissen beziehungsweise vordefinierten Außendurchmesser 2 sowie einen Innendurchmesser 3 auf. Die beiden Enden des hohlen und/oder rohrförmigen Rohlings 1 werden als Stirnöffnungen 4 bezeichnet.
[0022] Gemäß Fig. 2 wird an einem Ende beziehungsweise an einer Stirnöffnung 4 des hohlen und/oder rohrförmigen Rohlings 1 ein Stößel 5 in das Rohrinnere bis zum Anschlag des Stößels 5' eingeführt. Der Teil des Stößels 5, der sich im Rohrinneren befindet, weist einen im Vergleich zum Innendurchmesser 3 des Rohlings 3 gleichgroßen oder kleineren Außendurchmesser auf. Anschließend wird eine Abstreckmatrize 6 an der gegenüberliegenden Stirnöffnung 4 des eingeführten Stößels 5 auf den Rohling 1 um eine bestimmte oder gewünschte Axiallänge aufgeschoben. Dadurch wird eine Vorreduzierung des Rohlings 1 erreicht sowie eine Mitnehmerkante 7 angeformt. Anschließend wird der Stößel 5 herausgezogen oder zurückgefahren. Mittels eines Ausstoßers 8, der an der angeformten Mitnehmerkante 7 sitzt, wird der hohle und/oder rohrförmige Rohling 1 aus der Abstreckmatrize 8 hinausgeschoben. Eine andere Möglichkeit besteht darin, den Ausstoßer 6 vor der Mitnehmerkante 7 zu befestigen und die Abstreckmatrize 8 herunterzuziehen.
[0023] In der Fig. 3 wird eine Patrize 9, wie zum Beispiel ein Stempel oder Dorn, an der Stirnöffnung 4 des hohlen und/oder rohrförmigen Rohlings 1 eingeschoben bis die Stirnseite der Patrize 9 an der Mitnehmerkante 7 anliegt. Die Patrize 9 ist mit einer sich partiell in axialer Richtung erstreckenden Erhöhung versehen, einem so genannten Patrizenabsatz 10. Die Außenabmessung 11 der Patrize 9 zur Mitnehmerkante 7 hin ist kleiner als die zur Mitnehmerkante 7 entfernteste Außenabmessung 12 und wird mit einem gewissen vordefinierten oder vorbestimmten Patrizenabsatz 10 verbunden. Gemäß Fig. 3 wird mit einer anderen beziehungsweise weiteren Abstreckmatrize 13, die einen anderen vorgegebenen Innendurchmesser 14 aufweist, in axialer Richtung von der Mitnehmerkante 7 aus ein erster Rohr-Längsabschnitt I geformt. Der dadurch entstehende abgestreckte Bereich stellt bereits einen Abschnitt des fertigen beziehungsweise herzustellenden Behälterrohres 15 dar. [0024] Gemäß Fig. 4 wird ein zweiter Rohr-Längsabschnitt II hergestellt. Hierzu wird eine weitere Abstreckmatrize 16, die einen größeren Innendurchmesser 14 als die vorherige verwendete Matrize aufweist, verwendet. Durch die Verwendung einer im Innendurchmesser 14 größeren Abstreckmatrize 16 entsteht eine Absatz- und/oder eine Außendurchmessererhöhung 17 des Behälterrohres 15. Die Abstreckmatrize 16 wird von der Mitnehmerkante 7 aus über den Rohling 1 und der sich darin befindenden Patrize 9 mit zwei unterschiedlichen Außenabmessungen 11 , 12 sowie einem Patrizenabsatz 10 bis zum Ende des zweiten Rohr-Längsabschnittes II geschoben. Der Patrizenabsatz 10 befindet sich innerhalb des zweiten Rohr-Längsabschnittes II, sodass sich eine gewünschte Wanddickenreduzierung in diesem Abschnitt ergibt. Die unterschiedlichen Wanddicken des Behälterrohres 15 ergeben sich aus den Innendurchmessern 14 der Abstreckmatrizen und dem dazu gegenüberliegenden und/oder zugeordneten axial verlaufenden Außendurchmesser/Außenabmessung 10, 11 , 12 der Patrize 9. Auf der gegenüberliegenden Seite der angeformten Mitnehmerkante 7, somit an der Stirnöffnung 4 des Rohlings 1 , befinden sich Abstreifmittel 18, beispielsweise Abstreifbacken, die bei einem Patrizenwechsel genutzt werden, um das Behälterrohr 15 und/oder den Rohling 1 von der Patrize 9 abzustreifen. Gemäß Fig. 4 findet ein Patrizenwechsel nach dem hergestellten sich erstreckenden Rohr-Längsabschnitt II statt, wodurch eine darauf folgende Wanddickenerhöhung erzielt wird. [0025] In der Fig. 5 wird mittels der vorherig verwendeten Abstreckmatrize 16 ein weiterer Rohr-Längsabschnitt III hergestellt. Hierzu wird eine weitere Patrize 19, die in axialer Richtung mehrere unterschiedliche Außenabmessungen 11 , 12 und somit ebenfalls einen Patrizenabsatz 10, der im Vergleich zur vorherig benutzten Patrize 9 axial in Richtung Stirnöffnung 4 verschoben ist, aufweist, in den Rohling bis zur Mitnehmerkante 7 eingeschoben. Der Patrizenabsatz 10 befindet sich somit im dritten Rohr-Längsabschnitt III. Der kleinere Bereich beziehungsweise die Außenabmessung 11 der Patrize 19 entspricht der kleinsten Innenabmessung und/oder dem kleinsten Innendurchmesser des Behälterrohres 15. Auf Grund der kleineren Außenabmessung 11 im vorderen dritten partiell unterteilten Rohr-Längsabschnitt III, kommt es zu einer Innendurchmesserreduzierung 20 des Behälterrohres 15. Der Patrizenabsatz 10 entspricht der gewünschten Innendurchmessererhöhung 21 des Behälterrohres 15. Die bereits vorher verwendete Abstreckmatrize 16 wird um einen vordefinierten Bereich beziehungsweise bis zum gewünschten Ende des dritten Rohr-Längsabschnitts III weiter Richtung Stirnöffnung des Rohlings 1 aufgeschoben. Nach dem die gewünschte Länge der reduzierten Wanddicke erreicht wurde, findet erneut ein Patrizenwechsel mit Hilfe der Abstreifmittel 18 statt. [0026] In der Fig. 6 wird der letzte Abstreckvorgang des speziellen
Herstellungsverfahrens durchgeführt. Dabei wird eine andere Patrize 22, die wiederum mehrere Außenabmessungen 11 , 12 und somit einen in Axialrichtung verschobenen Patrizenabsatz 10 besitzt, in das Rohrinnere eingefügt. Anschließend wird die Abstreckmatrize 16 bis zum Ende über den Rohling 1 geschoben/gezogen. Das Abstreckverfahren und die dazugehörige Wanddickenreduzierung führt zu einer Verlängerung des Behälterrohres 15.
[0027] Gemäß Fig. 7 ist ein beispielhaftes, fertiges Behälterrohr dargestellt. Am Ende eines jeden Abstreckverfahrens werden die beiden Enden 23 des Behälterrohres 15 bearbeitet. In dem ersten Rohr-Längsabschnitt I wurde mittels eines Abstreckmatrizenwechsels eine Außendurchmessererhöhung 17 des Behälterrohres 15 erzielt. Die Abstreckmatrize 16 mit einem gewissen beziehungsweise vorgegebenen Innendurchmesser oder einer vorgegebenen Innenabmessung 14 wird über die Rohr-Längsabschnitt II, III, IV geschoben. Es wird solange die gleiche Abstreckmatrize 16 benutzt, bis eine Außenabmessungs- oder Außendurchmesseränderung 17, 24 des Behälterrohres 15 stattfinden soll.
[0028] Die Patrize 9 wird vom Anfang des Rohr-Längsabschnitts I bis zum Ende des Rohr-Längsabschnitts II verwendet. Die verwendete Patrize 9 weist einen Patrizenabsatz 10 auf, wodurch eine Innendurchmessererhöhung 21 des Behälterrohres 15 erfolgt. Anschließend erfolgt ein Patrizenwechsel, wodurch eine Wanddickenerhöhung und somit eine Innendurchmesserreduzierung 20 des Behälterrohres 15 im nächsten Rohr-Längsabschnitt III erreicht wird. Die für die Herstellung des Rohr-Längsabschnitts III verwendete Patrize 19 weist ebenfalls einen Patrizenabsatz 10 auf, wodurch erneut eine Innendurchmessererhöhung 21 des Behälterrohres 15 erzielt wird. Gemäß Fig. 7 findet nach dem Rohr- Längsabschnitt III erneut ein Patrizenwechsel statt. Auf Grund dessen kommt es durch den Patrizenabsatz 10 von der neu verwendeten Patrize 22 zu einer Innendurchmessererhöhung 21 des Behälterrohres 15. Diese erzeugte Wanddicke wird bis zum Ende des Behälterrohres 15 beibehalten.
[0029] Durch den beschriebenen Umformprozess erfährt der radial dickere Wanddickenbereich einen Umformgrad von zum Beispiel 5% bis 20% und der dünnere Wanddickenbereich einen Umformgrad von zum Beispiel 40% bis 60%. Je höher der Umformgrad ist, desto stärker ist die Kaltverfestigung. Dadurch wird für die dickeren Wanddickenbereiche ein geringer Festigkeitseinbruch und somit eine gewünschte geringe Kaltverfestigung erreicht. Im dünneren Wanddickenbereich hingegen wird durch den Umformgrad eine hohe Kaltverfestigung erzielt. Dieses Ergebnis ist erwünscht, da dies Gewicht spart.
Bezugszeichenliste 1 hohler und/oder rohrförmiger Rohling
2 Außendurchmesser des Rohlings
3 Innendurchmesser des Rohlings
4 Stirnöffnung
5 Stößel
5' Anschlag des Stößels
6 Abstreckmatrize 1
7 Mitnehmerkante
8 Ausstoßer
9 Patrize 1
10 Patrizenabsatz
1 1 Außenabmessung 1 der Patrize
12 Außenabmessung 2 der Patrize
13 Abstreckmatrize 2
14 Innenabmessung/Innendurchmesser der Abstreckmatrize
15 Behälterrohr
16 Abstreckmatrize 3
17 Außendurchmessererhohung des Behälterrohres
18 Abstreifmittel
19 Patrize 2
20 Innendurchmesserreduzierung des Behälterrohres
21 Innendurchmessererhöhung des Behälterrohres
22 Patrize 3
23 bearbeitete Enden
I - IV Rohrlängsabschnitte
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Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung eines Behälterrohres (15) mit in Längsrichtung aufeinanderfolgenden Rohr-Längsabschnitten (l-IV) unterschiedlicher Wanddicken und/oder Innen- und/oder Außendurchmessern, insbesondere zur Verwendung als Behältnis-, Stütz- und/oder Tragmittel für ein Kraftfahrzeug-Federbein, ausgehend von einem hohlen und/oder rohrförmigen Rohling (1 ), der mittels mehrmaligen Abstreckens mittels mindestens einer an das Rohlingsäußere angelegten Abstreckmatrize (6, 13, 16) gegen eine im Inneren des Rohlings anliegende Patrize (9, 19, 22), beispielsweise Stempel oder Dorn, verlängert und bei zumindest einem Teil der Längsabschnitte (l-IV) in seiner Wanddicke und/oder seinem Innen- und/oder Außendurchmesser um ein jeweils vorgegebenes Maß reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, dass bei zumindest einem Teil der zu reduzierenden Längsabschnitte (l-IV) vor dessen Abstrecken ein Patrizenwechsel vorgenommen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , bei dem in einem ersten Abstreckvorgang ein erster Längsabschnitt mit reduzierter Wanddicke geformt wird.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über die eine oder mehreren Außenabmessungen
(1 1 , 12) der einen oder der mehreren Patrizen (9, 19, 22) und die jeweils zugeordneten und/oder gegenüberliegenden Innenabmessungen (14) der einen oder mehreren Abstreckmatrizen (6, 13, 16) die jeweilige Rohr- Wanddicke dimensioniert wird.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Abstreifmittel (18) an einer dem Einführen der Patrize (9, 19, 22) beziehungsweise dem Patrizenwechsel dienenden Stirnöffnung (4) des Behälterrohres (15) vorgesehen werden.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Patrizenwechsel abhängig von der Anzahl der gewünschten Wanddicke-Änderungen ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Behälterrohr (15) mit einem Leichtbaumaterial, wie auch zum Beispiel Aluminium, ausgeführt ist.
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