EP3450041A1 - Method for producing a tubular hollow body from a blanked metallic sheet, and undercarriage or body components with a hollow body produced according to the method - Google Patents

Method for producing a tubular hollow body from a blanked metallic sheet, and undercarriage or body components with a hollow body produced according to the method Download PDF

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EP3450041A1
EP3450041A1 EP17188318.4A EP17188318A EP3450041A1 EP 3450041 A1 EP3450041 A1 EP 3450041A1 EP 17188318 A EP17188318 A EP 17188318A EP 3450041 A1 EP3450041 A1 EP 3450041A1
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EP
European Patent Office
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shaped
hollow body
reinforcing element
tubular
board
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EP17188318.4A
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German (de)
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Ivan Correas Larreategui
Iñaki Arroyo Llanos
Bidatz Arrieta Aldazabal
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.)
Autotech Engineering Deutschland GmbH
Autotech Engineering SL
Original Assignee
Autotech Engineering Deutschland GmbH
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Publication date
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    • B21D5/00Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves
    • B21D5/01Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments
    • B21D5/015Bending sheet metal along straight lines, e.g. to form simple curves between rams and anvils or abutments for making tubes
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    • B21D47/00Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B21D47/04Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures composite sheet metal profiles

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a tubular, preferably tubular sheet-shaped hollow body from a cut metal circuit board, in which the hollow body is produced from the board using a UO-forming, so that the hollow body after UO-forming the board a slot or edge impact along two abutting edges of the formed board.
  • Tubular, in particular tubular-arc-shaped hollow bodies made of metallic material are nowadays frequently used in motor vehicle construction, for example as components of rear-end carriers and front and rear subframes.
  • a known method for producing complex-shaped tubular body is the so-called hydroforming (hydroforming).
  • the tubular body to be produced from a tube using a liquid active medium (usually a water-oil emulsion) is formed by applying internal pressure.
  • the pressures required in this process for forming can be up to several thousand bar and are mainly dependent on the material to be formed, the material thickness and the smallest redesignbormenden radii.
  • This hydraulic forming process requires technically complex and expensive tools whose use is often not worthwhile for amortization reasons or has a high unit price for the parts to be produced.
  • a method for producing a curved tubular hollow body wherein the hollow body in the course of its length has round and angularly shaped areas and follows its length in the axial direction vertical and / or horizontal bends.
  • a sheet metal blank is first punched, wherein the sheet metal blank is selected so that it has a certain excess in width over the dimensions of the theoretical development of the finished hollow body.
  • the sheet metal blank is pre-bent in a bending device designed as a die by the side areas of the sheet metal blank are raised to a U-shape.
  • the upper part of the raised sides of the workpiece is bent in the angularly shaped areas of the hollow body in an inwardly directed inclination, while in the round areas of the hollow body to be formed an inward rounding of the ends of the raised pages.
  • the thus pre-bent workpiece is then pressed in a pressing tool in its final form by the slanted and rounded side portions of the sheet metal blank are joined together at the longitudinal seam of the hollow body under pressure without gaps.
  • the hollow body is still welded at the seam.
  • Components having one or more complex shaped tubular body such as rear axle and front or rear subframe of motor vehicles are usually provided with reinforcements and / or cross members, which are welded to the outside of the tubular body.
  • reinforcements and / or cross members When dimensioning and arranging the reinforcements or cross members, constructive specifications must be taken into account, so that weight specifications are not exceeded and / or required installation space is not lost.
  • the present invention has for its object to provide a method for producing a tubular hollow body of the type mentioned, with which such hollow body for weight-optimized and / or space-optimized chassis and body parts can be produced economically.
  • the invention thus proposes, in a method of the type mentioned above, that after a work process in which the board is at least partially U-shaped, at least one reinforcing element is inserted into an at least partially U-shaped section of the formed blank and internally with the same cohesively connected, preferably welded, and that subsequently at least one further operation is performed, in which the U-shaped reshaped board is formed into the tubular hollow body.
  • the inventive arrangement of one or more reinforcing elements in the tubular hollow body can be economically produced with such a hollow body weight-optimized and / or space-optimized suspension and body parts.
  • the at least one reinforcing element is preferably arranged inside at a specific point of the at least partially U-shaped portion of the workpiece and integrally connected to the same, so that a peak load on a strength-relevant portion of the finished chassis and body component, for example, at a connecting portion at which the tubular hollow body is connected to a further component of the component is significantly reduced. Due to the internal partial reinforcement of the tubular hollow body of this and / or a component connected thereto can be designed lighter weight.
  • the inner partial reinforcement of the tubular hollow body allows the inner partial reinforcement of the tubular hollow body, a reduction in the sheet thickness of the metallic board used for the production of the tubular hollow body (sheet metal blank).
  • the inner partial reinforcement of the tubular hollow body may sometimes omit external reinforcing or stiffening elements of the chassis or body component, whereby the total weight of the chassis or body component is reduced and space for other vehicle units, such as vehicle drive components, can be obtained.
  • An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the abutting edges of the tubular hollow body which define the slot or edge joint are joined together by welding, preferably metal-active-gas welding (MAG welding) or laser beam welding.
  • MAG welding metal-active-gas welding
  • laser beam welding By welding the abutting edges of the tubular hollow body, the dimensional stability of the hollow body is improved.
  • the interior of the hollow body can be protected by a continuous weld along the abutting edges against ingress of moisture.
  • the MAG welding which is preferably used for joining the abutting edges, enables high welding speeds, even in the case of an arcuate abutting edge course.
  • the welding speed may be, for example, at least 10 m / min, preferably at least 15 m / min in MAG welding.
  • the welding wire (additional wire) supplied to the welding point during MAG welding melts there in the arc or in the molten bath. With the melting filler material of the welding wire can be reliably limited by the welded edges to be welded slot.
  • the laser beam welding which can alternatively be used to connect the abutting edges, is also distinguished by high welding speeds and the feasibility of complicated seam geometries. Due to the precise, very concentrated energy input results in laser beam welding, a low heat influence and consequently is expected only with a very low thermal distortion of the workpiece.
  • the laser beam welding is preferably carried out with a corresponding embodiment of the method according to the invention also using welding wire (filler wire).
  • the filler wire may have substantially the same material composition as the board from which the tubular hollow body is formed, both in MAG welding and in laser beam welding.
  • the filler wire may also contain one or more strength-increasing alloying constituents, e.g. Manganese, nickel and / or carbon included.
  • the active gas for example, argon or carbon dioxide or a mixture of these gases is used.
  • the active gas may also contain oxygen and / or helium as the mixed gas.
  • Argon or an argon-rich mixed gas having up to 25% by volume of carbon dioxide and / or up to about 5% by volume of oxygen and / or about 20-30% by volume of helium is preferably used as the active gas (protective gas).
  • the protective gas used is preferably argon or helium or carbon dioxide or a mixture of at least two of these gas components.
  • a further preferred embodiment of the invention is characterized in that the hollow body is formed tubular arc-shaped, wherein before and / or during the work process in which the board is at least partially U-shaped, bending of the board takes place, so that the at least partially U Formed-shaped board defines a groove whose elongated groove base line is arcuate.
  • the tubular-arc-shaped hollow body can also be referred to as a curved tubular hollow body. It follows along its length in the axial direction vertical and / or horizontal bends. With a correspondingly designed tubular hollow body weight-optimized and space-optimized chassis and body components can be produced very beneficial.
  • the bending of the board is carried out such that the at least partially U-shaped deformed board defines a groove whose elongated groove base line is formed at least partially convex.
  • a concavely formed channel section can adjoin the convexly formed section of the channel.
  • the at least one reinforcing element is inserted at least into the convexly formed gutter section and connected on the inside with the same material fit, preferably welded.
  • the at least one reinforcing element can be embodied in various geometric shapes.
  • An advantageous embodiment provides that it is designed as a plate-shaped or disc-shaped reinforcing element.
  • Such a reinforcing element can be produced inexpensively, for example by being punched out of a metal sheet. Due to the plate-shaped or disc-shaped design of the reinforcing element, a considerable increase in stability, in particular increase in flexural strength, can be achieved with a relatively low weight of the reinforcing element. With regard to a weight reduction, it is also advantageous if the plate-shaped or disc-shaped reinforcing element has a plurality of through holes.
  • a further embodiment of the invention is characterized in that the at least one reinforcing element is an annular or U-shaped reinforcing element.
  • the annular or U-shaped reinforcing element has at least one transverse strut.
  • a further advantageous embodiment provides that the annular or U-shaped reinforcing element has a collar.
  • the shape stiffness of the reinforcing element is increased. Accordingly, the sheet thickness (sheet thickness) of the annular or U-shaped reinforcing element can be reduced and thus save material and weight.
  • the formation of a collar at the respective through-hole of the annular or U-shaped reinforcing element is also an option if the reinforcing element according to the above-mentioned embodiment has a plurality of through holes, so that then at least one or more of the through holes have a collar.
  • the at least one reinforcing element is designed in such a way that the tubular hollow body, viewed in cross-section, lies completely against the outer peripheral contour of the reinforcing element along its inner contour. This gives the tubular hollow body optimum radial dimensional stability.
  • the at least one reinforcing element can also be designed such that the tubular hollow body, viewed in cross-section, rests partially against the outer peripheral contour of the reinforcing element along its inner contour.
  • the peripheral contour of the reinforcing element arranged in the tubular hollow body and the adjacent inner contour of the tubular hollow body thus bound at least one passage opening.
  • this embodiment favors a weight reduction of the tubular Hollow body, since the reinforcing element arranged therein in this case compared to a reinforcing element, which lies with its peripheral contour substantially completely against the inner contour of the tubular hollow body, significantly smaller and therefore lighter.
  • the at least one reinforcing element defines with the inside of the hollow body a passage opening which lies in the region of the slot or edge impact.
  • a further advantageous embodiment of the invention provides that at least two reinforcing elements of the type mentioned are inserted into the at least partially U-shaped section of the formed blank and are connected on the inside with the same material fit, preferably welded.
  • This design favors a reliable and weight-optimized design of curved tubular hollow bodies by U-O-forming a metallic board when the slot or edge joint of the formed board along a convexly curved portion of the tubular hollow body (tubular body) extends.
  • three reinforcing elements of the type mentioned can be inserted into an at least partially U-shaped as well as S-shaped section of the blank as a workpiece and welded on the inside to the deformed section, wherein one of the reinforcing elements in a first substantially straight trough portion of the formed workpiece, a second of the reinforcing elements are arranged in a transition region between a convexly curved and a concave curved trough portion of the formed workpiece and the third of the reinforcing elements in a second substantially straight trough portion of the formed workpiece.
  • the at least two reinforcing elements are formed differently; they may in particular have different outer peripheral contours.
  • This embodiment favors the weight-optimized production of a complex-shaped tubular body by UO-forming a metallic circuit board.
  • the invention relates to a chassis or body component with a tubular, preferably tubular-arc-shaped hollow body produced by the process according to the invention.
  • Fig. 1 shows a portion of a torsion beam rear axle 1 as an example of a chassis component of a motor vehicle.
  • the torsion beam rear axle 1 has a left arm 1.1 and a right arm (not shown), which are fixedly connected to each other by a load on torsion cross member 1.2.
  • Both the cross member 1.2 and the link arms 1.1 are formed as tubular hollow body.
  • cup-shaped console plates 1.3 and cross struts 1.4 are welded.
  • the bracket plate 1.3 serves to support and support a suspension spring and a shock absorber (not shown).
  • the respective link arm 1.1 has at one of its ends a hinge bush (bearing bush) 1.5 and at the other end a connecting flange 1.6 for attaching a rear wheel bearing.
  • the link arm 1.1 is designed as a tubular sheet-shaped hollow body. It is made of a sheet metal blank, preferably sheet steel, by UO-forming.
  • FIG. 2 An auxiliary frame 2 is shown as a further example of a chassis component of a motor vehicle.
  • the subframe 2 serves in particular for the articulated mounting of wishbones to be connected to the rear wheel carriers (not shown). It has two lateral, substantially longitudinally to the vehicle longitudinal central axis extending side support (side member) 2.1, which are fixedly connected to a front cross member 2.2 and a rear cross member 2.3.
  • the front cross member 2.2 and the side support 2.1 of the rear axle subframe 2 are formed as tubular hollow body, in particular, the cross member has 2.2 arcuate portions.
  • the side members 2.1 and / or the cross member 2.2 are made of sheet metal blanks, preferably sheet steel blanks, produced by UO-forming.
  • a conventional process for producing a bent tubular body using UO forming is in Fig. 3 outlined.
  • the conventional manufacturing process comprises at least four work steps (OP10, OP30, OP50, OP70).
  • a substantially flat, suitably cut to achieve the finished tubular body 5 sheet metal blank is partially formed U-shaped (OP10).
  • OP10 work steps
  • Fig. 3 left upper and lower left, a groove 3 defined, the elongated or axial groove base line is arcuate.
  • the gutter baseline is concave.
  • the thus formed workpiece (sheet metal blank) 4 has two mutually parallel side sections (legs) 4.1, which laterally connect to the channel-shaped section 4.2 and are bent according to the groove base line. Viewed in cross-section, the side sections (legs) 4.1 initially protrude in opposite directions from the channel-shaped section 4.2 of the workpiece 4.
  • a subsequent forming step (operation) OP30 the side sections 4.1 are upshifted, i. bent upwards, so that the workpiece 4 then viewed in cross section has a total of a U-shaped profile.
  • a further working step (OP50) the raised side sections 4.1 of the workpiece 4 are then reshaped such that their longitudinal edges 4.3 are moved toward one another and define a slot or edge joint 4.4.
  • This step can also be referred to as O-forming.
  • the workpiece 4 now has a tubular cross-section.
  • the two longitudinal edges (abutting edges) 4.3 are then welded together (OP70), so that the slot or edge joint 4.4 is preferably completely closed.
  • Fig. 3 right above 4.5 is the weld at the edge joint 4.4.
  • the inventive method differs from that in Fig. 3 sketched conventional process in that after the operation (OP10 and OP30), in which the board (workpiece 4) is at least partially U-shaped, at least one reinforcing element 6 inserted into the at least partially U-shaped section 4.2 of the workpiece 4 and inside with the same cohesively connected, preferably welded. Subsequently, at least one further operation (OP50) is carried out, in which the in When viewed in cross-section, U-shaped workpiece 4 is shaped into a tubular hollow body 5.
  • the at least one reinforcing element 6 for example, annular, in particular annular disk-shaped. Further embodiments of the at least one reinforcing element 6 are in the FIGS. 5 to 8 outlined.
  • the reinforcing element 6 is formed with respect to the inner contour of the tubular hollow body 5 such that it in the finished state of the tubular hollow body 5, for example along at least 30%, preferably at least 40%, more preferably at least 50% of its outer contour with the inner contour of the hollow body 5 cohesively is connected or at least touching touches it.
  • the at least one reinforcing element 6 is preferably inserted into the U-shaped and thus channel-shaped section 4.2 of the workpiece 4 and the inside materially connected to the same, after the adjoining the channel-shaped portion 4.2, laterally projecting side sections 4.1 up, that is. were bent upwards.
  • the workpiece 4 is further formed into a tubular hollow body (tubular body) 5. Subsequently, the two longitudinal edges (abutting edges) 4.3 of the workpiece 4 are welded together, so that the slot or edge joint 4.4 is preferably completely closed by the weld 4.5.
  • the reinforcing element 6 is designed or dimensioned such that it after the O-forming of the cross-sectionally U-shaped workpiece 4, in which the workpiece 4 is formed into a tubular cross-section, with the inside of the hollow body (tubular body). 5 defines a passage opening 7, which is located in the region of the slot or edge impact 4.4.
  • the formed workpiece 4 is preferably subjected to an additional calibration process.
  • Steps of a variant of the method according to the invention are outlined, in which the at least one reinforcing element 6 'or at least one of the reinforcing elements 6' designed or dimensioned such that after the O-forming of the cross-sectionally U-shaped workpiece 4 of the tubular hollow body. 5 along its inner contour completely against the outer peripheral contour 6.1 of the reinforcing element 6 '.
  • the reinforcing element 6 ' is integrally connected, preferably welded, to the inside of the channel-shaped workpiece 4.
  • the cohesive connection or weld for example, extends along approximately 50 to 60% of the outer peripheral contour of the reinforcing element 6 '.
  • the cohesive connection of the reinforcing element 6 'to the inside of the workpiece 4 may be executed as a single continuous joining or welding seam 8 or comprise a plurality of connecting or welding seams.
  • the outer contour of the reinforcing element 6 ' is welded to the mutually facing abutting edges 4.3 of the tubular workpiece 4 with the abutting edges 4.3.
  • Fig. 6 shows a tubular arc-shaped hollow body 5, which has a reinforcing element 6 'welded on the inside and according to the in the FIGS. 5a and 5b sketched variant of the method according to the invention can be produced.
  • FIGS. 7a to 7h 5 various exemplary embodiments of the at least one reinforcing element 6, 6 ', 6 "to be welded on the inside to the U-shaped workpiece 4 are shown, for example, in the form of a closed sheet-metal disc (US Pat. Fig. 7a ) or annular disc 6 '( Fig. 7b ), wherein the annular sheet-metal disc 6 'can also have a peripheral collar 6.3 at its passage opening 6.2 ( Fig. 7c ).
  • the passage opening 6.2 is in the in the FIGS. 7b and 7c and 5 and 6 embodiments shown circular.
  • reinforcing elements 6 ', 6 are dimensioned so that after the O-forming of the cross-sectionally U-shaped workpiece 4, the tubular hollow body 5 along its inner contour completely against the outer peripheral contour 6.1 of the reinforcing element 6', 6".
  • the in the FIGS. 7d to 7h shown reinforcing elements 6, however, are dimensioned so that after the O-forming of the viewed in cross section U-shaped workpiece 4, the tubular hollow body 5 along its inner contour only partially abuts the outer peripheral contour 6.1 of the reinforcing member 6, wherein the reinforcing member 6 with the inside of the hollow body 5 defines a passage opening 7, which lies in the region of the slot or edge impact 4.4 (see. Fig. 4 ).
  • Fig. 7f shown reinforcing element 6 has two through holes 7, which are separated by a transverse strut 6.4.
  • the in the Fig. 7g and 7h shown reinforcing elements 6 are designed as U-shaped or bow-shaped sheet-metal discs, wherein the reinforcing element 6 according to Fig. 7h has a collar 6.3 on the inner circumference.
  • the tube body 5 produced by the method according to the invention using a UO molding can in particular also be produced in the manner that in the cut sheet metal plate, a channel 3 is formed, the elongated or axial groove base line convex or convex and concave.
  • Fig. 8 is exemplified such an arcuate tubular body 5 'shown.
  • the laterally projecting side sections 4.1 of the workpiece 4 are raised after the formation of the channel 3 (cf. Fig. 4 such as Fig. 5a ). Subsequently, for example, three reinforcing elements 6 'inserted into the viewed in cross-section U-shaped workpiece 4 and inside welded to the same.
  • the reinforcing elements 6 ' are in this case positioned so that a first reinforcing element 6' is arranged in a first, essentially straight section of the formed workpiece 4, a second reinforcing element 6 'is arranged in a transition region between the convexly curved and the concavely curved channel section, and the third reinforcing member 6 'is disposed in a second, substantially straight trough portion of the formed workpiece 4.
  • the first and the third reinforcing element 6 ' are preferably arranged at a very small distance from the convexly or concavely curved channel section.
  • the reinforcing elements 6, 6 'used in the trough-shaped or U-shaped workpiece 4 can be designed differently, preferably have different outer peripheral contours.
  • the at least one reinforcing element 6 is preferably arranged in the curved tubular link arm 1.1 in the region of the connected cross member 1.2 or in the curved tubular cross member 2.2 in the region of the connected side member 2.1.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen, vorzugsweise rohrbogenförmigen Hohlkörpers (5') aus einer zugeschnittenen metallischen Platine, bei welchem der Hohlkörper (5') aus der Platine unter Anwendung einer U-O-Umformung hergestellt wird, so dass der Hohlkörper (5') nach der U-O-Umformung der Platine einen Schlitz oder Kantenstoß (4.4) entlang zweier Stoßkanten (4.3) der umgeformten Platine aufweist. Um derartige Hohlkörper, insbesondere rohrbogenförmige Hohlkörper (5') für gewichtsoptimierte und/oder bauraumoptimierte Fahrwerks- sowie Karosseriebauteile (1, 2) wirtschaftlich herzustellen, sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass nach einem Arbeitsvorgang (OP10, OP30), bei welchem die Platine zumindest teilweise U-förmig umgeformt wird, mindestens ein Verstärkungselement (6, 6', 6") in einen zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der umgeformten Platine (4) eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird, und dass nachfolgend mindestens ein weiterer Arbeitsvorgang (OP50) durchgeführt wird, bei dem die U-förmig umgeformte Platine (4) zu dem rohrförmigen Hohlkörper (5, 5') umgeformt wird.The invention relates to a method for producing a tubular, preferably tubular curved hollow body (5 ') from a cut metal circuit board, wherein the hollow body (5') is produced from the board using a UO-forming, so that the hollow body (5 ' ) after the UO-forming of the board has a slot or edge impact (4.4) along two abutting edges (4.3) of the formed board. In order to economically produce such hollow bodies, in particular tubular-arc-shaped hollow bodies (5 ') for weight-optimized and / or space-optimized chassis and body components (1, 2), the method according to the invention provides for at least one after a work operation (OP10, OP30) is partially U-shaped, at least one reinforcing element (6, 6 ', 6 ") inserted into an at least partially U-shaped portion of the formed board (4) and the inside connected to the same material fit, preferably welded, and that subsequently at least a further operation (OP50) is performed, in which the U-shaped formed board (4) to the tubular hollow body (5, 5 ') is transformed.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen, vorzugsweise rohrbogenförmigen Hohlkörpers aus einer zugeschnittenen metallischen Platine, bei welchem der Hohlkörper aus der Platine unter Anwendung einer U-O-Umformung hergestellt wird, so dass der Hohlkörper nach der U-O-Umformung der Platine einen Schlitz oder Kantenstoß entlang zweier Stoßkanten der umgeformten Platine aufweist.The invention relates to a method for producing a tubular, preferably tubular sheet-shaped hollow body from a cut metal circuit board, in which the hollow body is produced from the board using a UO-forming, so that the hollow body after UO-forming the board a slot or edge impact along two abutting edges of the formed board.

Derartige Verfahren sind bekannt (siehe z. B. EP 2 616 197 B1 ).Such methods are known (see eg EP 2 616 197 B1 ).

Rohrförmige, insbesondere rohrbogenförmige Hohlkörper aus metallischem Werkstoff werden heutzutage vielfach im Kraftfahrzeugbau verwendet, beispielsweise als Komponenten von Hinterachsträgern sowie vorderen und hinteren Hilfsrahmen.Tubular, in particular tubular-arc-shaped hollow bodies made of metallic material are nowadays frequently used in motor vehicle construction, for example as components of rear-end carriers and front and rear subframes.

Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung komplex geformter Rohrkörper ist das sogenannte Hydroforming (Innenhochdruckumformen). Dabei wird der herzustellende Rohrkörper aus einem Rohr unter Verwendung eines flüssigen Wirkmediums (meist einer Wasser-Öl-Emulsion) durch Aufbringen von Innendruck geformt. Die bei diesem Verfahren zur Umformung benötigten Drücke können bis zu mehreren Tausend Bar betragen und sind im Wesentlichen vom umzuformenden Werkstoff, der Materialdicke und den kleinsten auszuformenden Radien abhängig. Dieses hydraulische Umformverfahren erfordert technisch aufwendige und teure Werkzeuge, deren Einsatz sich oft aus Amortisationsgründen nicht lohnt oder einen hohen Stückpreis für die herzustellenden Teile zur Folge hat.A known method for producing complex-shaped tubular body is the so-called hydroforming (hydroforming). In this case, the tubular body to be produced from a tube using a liquid active medium (usually a water-oil emulsion) is formed by applying internal pressure. The pressures required in this process for forming can be up to several thousand bar and are mainly dependent on the material to be formed, the material thickness and the smallest auszubormenden radii. This hydraulic forming process requires technically complex and expensive tools whose use is often not worthwhile for amortization reasons or has a high unit price for the parts to be produced.

Aus der DE 100 62 836 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines gebogenen rohrförmigen Hohlkörpers bekannt, wobei der Hohlkörper im Verlauf seiner Länge runde und eckig geformte Bereiche aufweist und auf seiner Länge in Achsrichtung vertikalen und/oder horizontalen Biegungen folgt. Hierzu wird zunächst eine Blechplatine gestanzt, wobei der Blechzuschnitt so gewählt wird, dass dieser in seiner Breite ein bestimmtes Übermaß gegenüber den Abmessungen der theoretischen Abwicklung des fertiggestellten Hohlkörpers aufweist. Anschließend wird die Blechplatine in einer als Gesenk ausgebildeten Biegevorrichtung vorgebogen, indem die Seitenbereiche der Blechplatine zu einer U-Form hochgestellt werden. In einem weiteren Biegewerkzeug wird dann der obere Teil der hochgestellten Seiten des Werkstücks in den eckig zu formenden Bereichen des Hohlkörpers in eine nach innen gerichtete Schrägstellung gebogen, während in den zu formenden Rundbereichen des Hohlkörpers eine nach innen gerichtete Anrundung der Enden der hochgestellten Seiten erfolgt. Das so vorgebogene Werkstück wird anschließend in einem Presswerkzeug in seine endgültige Form gepresst, indem die schräggestellten und angerundeten Seitenbereiche des Blechzuschnitts an der in Längsrichtung verlaufenden Nahtstelle des Hohlkörpers unter Druck lückenlos zusammengefügt werden. Gegebenenfalls wird der Hohlkörper an der Nahtstelle noch verschweißt.From the DE 100 62 836 A1 a method for producing a curved tubular hollow body is known, wherein the hollow body in the course of its length has round and angularly shaped areas and follows its length in the axial direction vertical and / or horizontal bends. For this purpose, a sheet metal blank is first punched, wherein the sheet metal blank is selected so that it has a certain excess in width over the dimensions of the theoretical development of the finished hollow body. Subsequently, the sheet metal blank is pre-bent in a bending device designed as a die by the side areas of the sheet metal blank are raised to a U-shape. In a further bending tool then the upper part of the raised sides of the workpiece is bent in the angularly shaped areas of the hollow body in an inwardly directed inclination, while in the round areas of the hollow body to be formed an inward rounding of the ends of the raised pages. The thus pre-bent workpiece is then pressed in a pressing tool in its final form by the slanted and rounded side portions of the sheet metal blank are joined together at the longitudinal seam of the hollow body under pressure without gaps. Optionally, the hollow body is still welded at the seam.

Bauteile, die einen oder mehrere komplex geformte Rohrkörper aufweisen, wie z. B. Hinterachsträger und vordere oder hintere Hilfsrahmen von Kraftfahrzeugen, sind üblicherweise mit Verstärkungen und/oder Querträgern versehen, die an die Außenseite des Rohrkörpers angeschweißt werden. Bei der Dimensionierung und Anordnung der Verstärkungen bzw. Querträger sind konstruktive Vorgaben zu berücksichtigen, damit Gewichtsvorgaben nicht überschritten werden und/oder benötigter Bauraum nicht verloren geht.Components having one or more complex shaped tubular body, such. As rear axle and front or rear subframe of motor vehicles are usually provided with reinforcements and / or cross members, which are welded to the outside of the tubular body. When dimensioning and arranging the reinforcements or cross members, constructive specifications must be taken into account, so that weight specifications are not exceeded and / or required installation space is not lost.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Hohlkörpers der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich derartige Hohlkörper für gewichtsoptimierte und/oder bauraumoptimierte Fahrwerks- sowie Karosseriebauteile wirtschaftlich herstellen lassen.The present invention has for its object to provide a method for producing a tubular hollow body of the type mentioned, with which such hollow body for weight-optimized and / or space-optimized chassis and body parts can be produced economically.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den in Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by a method having the features specified in claim 1. Preferred and advantageous embodiments of the method according to the invention are specified in the subclaims.

Die Erfindung schlägt somit bei einem Verfahren der eingangs genannten Art vor, dass nach einem Arbeitsvorgang, bei welchem die Platine zumindest teilweise U-förmig umgeformt wird, mindestens ein Verstärkungselement in einen zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der umgeformten Platine eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird, und dass nachfolgend mindestens ein weiterer Arbeitsvorgang durchgeführt wird, bei dem die U-förmig umgeformte Platine zu dem rohrförmigen Hohlkörper umgeformt wird.The invention thus proposes, in a method of the type mentioned above, that after a work process in which the board is at least partially U-shaped, at least one reinforcing element is inserted into an at least partially U-shaped section of the formed blank and internally with the same cohesively connected, preferably welded, and that subsequently at least one further operation is performed, in which the U-shaped reshaped board is formed into the tubular hollow body.

Durch die erfindungsgemäße Anordnung von einem oder mehreren Verstärkungselementen in dem rohrförmigen Hohlkörper lassen sich mit einem solchen Hohlkörper gewichtsoptimierte und/oder bauraumoptimierte Fahrwerkssowie Karosseriebauteile wirtschaftlich herstellen. Das mindestens eine Verstärkungselement wird dabei vorzugsweise gezielt an einer bestimmten Stelle des zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitts des Werkstücks innenseitig angeordnet und mit demselben stoffschlüssig verbunden, so dass eine Spitzenbelastung an einem festigkeitsrelevanten Abschnitt des fertigen Fahrwerkssowie Karosseriebauteils, z.B. an einem Verbindungsabschnitt, an welchem der rohrförmige Hohlkörper mit einer weiteren Komponente des Bauteils verbunden ist, deutlich reduziert wird. Durch die innere partielle Verstärkung des rohrförmigen Hohlkörpers können dieser und/oder eine damit verbundene Komponente leichtgewichtiger ausgelegt werden. Beispielsweise ermöglicht die innere partielle Verstärkung des rohrförmigen Hohlkörpers eine Reduzierung der Blechdicke der zur Herstellung des rohrförmigen Hohlkörpers verwendeten metallischen Platine (Blechplatine). Alternativ oder zusätzlich können durch die innere partielle Verstärkung des rohrförmigen Hohlkörpers mitunter äußere Verstärkungs- bzw. Versteifungselemente des Fahrwerks- oder Karosseriebauteils fortgelassen werden, wodurch das Gesamtgewicht des Fahrwerks- oder Karosseriebauteils reduziert und Bauraum für andere Fahrzeugaggregate, z.B. Fahrzeugantriebskomponenten, gewonnen werden kann.The inventive arrangement of one or more reinforcing elements in the tubular hollow body can be economically produced with such a hollow body weight-optimized and / or space-optimized suspension and body parts. The at least one reinforcing element is preferably arranged inside at a specific point of the at least partially U-shaped portion of the workpiece and integrally connected to the same, so that a peak load on a strength-relevant portion of the finished chassis and body component, for example, at a connecting portion at which the tubular hollow body is connected to a further component of the component is significantly reduced. Due to the internal partial reinforcement of the tubular hollow body of this and / or a component connected thereto can be designed lighter weight. For example, allows the inner partial reinforcement of the tubular hollow body, a reduction in the sheet thickness of the metallic board used for the production of the tubular hollow body (sheet metal blank). Alternatively or additionally, the inner partial reinforcement of the tubular hollow body may sometimes omit external reinforcing or stiffening elements of the chassis or body component, whereby the total weight of the chassis or body component is reduced and space for other vehicle units, such as vehicle drive components, can be obtained.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, dass die den Schlitz oder Kantenstoß definierenden Stoßkanten des rohrförmigen Hohlkörpers durch Schweißen, vorzugsweise Metall-Aktivgas-Schweißen (MAG-Schweißen) oder Laserstrahlschweißen miteinander verbunden werden. Durch das Verschweißen der Stoßkanten des rohrförmigen Hohlkörpers wird die Formstabilität des Hohlkörpers verbessert. Zudem kann der Innenraum des Hohlkörpers durch eine kontinuierliche Schweißnaht entlang der Stoßkanten vor Eindringen von Feuchtigkeit geschützt werden.An advantageous embodiment of the method according to the invention provides that the abutting edges of the tubular hollow body which define the slot or edge joint are joined together by welding, preferably metal-active-gas welding (MAG welding) or laser beam welding. By welding the abutting edges of the tubular hollow body, the dimensional stability of the hollow body is improved. In addition, the interior of the hollow body can be protected by a continuous weld along the abutting edges against ingress of moisture.

Das zum Verbinden der Stoßkanten bevorzugt verwendete MAG-Schweißen ermöglicht hohe Schweißgeschwindigkeiten auch bei bogenförmigem Stoßkantenverlauf. Die Schweißgeschwindigkeit kann beim MAG-Schweißen zum Beispiel bei mindestens 10 m/min, vorzugsweise mindestens 15 m/min liegen. Der beim MAG-Schweißen der Schweißstelle zugeführte Schweißdraht (Zusatzdraht) schmilzt dort im Lichtbogen bzw. im Schmelzbad ab. Mit dem abschmelzenden Zusatzmaterial des Schweißdrahtes lässt sich der von den zu verschweißenden Stoßkanten begrenzte Schlitz zuverlässig füllen.The MAG welding, which is preferably used for joining the abutting edges, enables high welding speeds, even in the case of an arcuate abutting edge course. The welding speed may be, for example, at least 10 m / min, preferably at least 15 m / min in MAG welding. The welding wire (additional wire) supplied to the welding point during MAG welding melts there in the arc or in the molten bath. With the melting filler material of the welding wire can be reliably limited by the welded edges to be welded slot.

Auch das zum Verbinden der Stoßkanten alternativ verwendbare Laserstrahlschweißen zeichnet sich durch hohe Schweißgeschwindigkeiten sowie die Ausführbarkeit komplizierter Nahtgeometrien aus. Aufgrund des präzisen, sehr konzentrierten Energieeintrags ergibt sich beim Laserstrahlschweißen ein geringer Wärmeeinfluss und folglich ist nur mit einem sehr geringen thermischen Verzug des Werkstücks zu rechnen. Das Laserstrahlschweißen wird bei entsprechender Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens vorzugsweise ebenfalls unter Verwendung von Schweißdraht (Zusatzdraht) durchgeführt.The laser beam welding, which can alternatively be used to connect the abutting edges, is also distinguished by high welding speeds and the feasibility of complicated seam geometries. Due to the precise, very concentrated energy input results in laser beam welding, a low heat influence and consequently is expected only with a very low thermal distortion of the workpiece. The laser beam welding is preferably carried out with a corresponding embodiment of the method according to the invention also using welding wire (filler wire).

Der Zusatzdraht kann sowohl beim MAG-Schweißen als auch beim Laserstrahlschweißen im Wesentlichen die gleiche Werkstoffzusammensetzung aufweisen wie die Platine, aus welcher der rohrförmige Hohlkörper geformt wird. Nach einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung kann der Zusatzdraht allerdings auch ein oder mehrere festigkeitserhöhende Legierungsbestandteile, wie z.B. Mangan, Nickel und/oder Kohlenstoff enthalten.The filler wire may have substantially the same material composition as the board from which the tubular hollow body is formed, both in MAG welding and in laser beam welding. However, according to a further advantageous embodiment of the invention, the filler wire may also contain one or more strength-increasing alloying constituents, e.g. Manganese, nickel and / or carbon included.

Wenn die Stoßkanten des rohrförmigen Hohlkörpers mittels MAG-Schweißen miteinander verschweißt werden, so wird als Aktivgas (Schutzgas) beispielsweise Argon oder Kohlendioxid oder ein Gemisch aus diesen Gasen verwendet. Das Aktivgas kann dabei als Mischgas auch Sauerstoff und/oder Helium enthalten. Vorzugsweise wird als Aktivgas (Schutzgas) Argon oder ein argonreiches Mischgas mit bis 25 Vol.-% Kohlendioxid und/oder bis zu etwa 5 Vol.-% Sauerstoff und/oder ca. 20-30 Vol.-% Helium verwendet. Wenn die Stoßkanten des rohrförmigen Hohlkörpers mittels Laserstrahlschweißen miteinander verschweißt werden, so wird als Schutzgas vorzugsweise Argon oder Helium oder Kohlendioxid oder ein Gemisch aus mindestens zwei dieser Gaskomponenten verwendet.When the abutting edges of the tubular hollow body are welded together by MAG welding, as the active gas (shielding gas), for example, argon or carbon dioxide or a mixture of these gases is used. The active gas may also contain oxygen and / or helium as the mixed gas. Argon or an argon-rich mixed gas having up to 25% by volume of carbon dioxide and / or up to about 5% by volume of oxygen and / or about 20-30% by volume of helium is preferably used as the active gas (protective gas). If the abutting edges of the tubular hollow body are welded together by means of laser beam welding, the protective gas used is preferably argon or helium or carbon dioxide or a mixture of at least two of these gas components.

Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper rohrbogenförmig ausgebildet wird, wobei vor und/oder während des Arbeitsvorgangs, bei welchem die Platine zumindest teilweise U-förmig umgeformt wird, ein Biegen der Platine erfolgt, so dass die zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine eine Rinne definiert, deren längliche Rinnengrundlinie bogenförmig ausgebildet ist. Der rohrbogenförmige Hohlkörper kann auch als gebogener rohrförmiger Hohlkörper bezeichnet werden. Er folgt auf seiner Länge in Achsrichtung vertikalen und/oder horizontalen Biegungen. Mit einem entsprechend ausgeführten rohrförmigen Hohlkörper lassen sich gewichtsoptimierte sowie bauraumoptimierte Fahrwerks- sowie Karosseriebauteile sehr vorteilhaft herstellen.A further preferred embodiment of the invention is characterized in that the hollow body is formed tubular arc-shaped, wherein before and / or during the work process in which the board is at least partially U-shaped, bending of the board takes place, so that the at least partially U Formed-shaped board defines a groove whose elongated groove base line is arcuate. The tubular-arc-shaped hollow body can also be referred to as a curved tubular hollow body. It follows along its length in the axial direction vertical and / or horizontal bends. With a correspondingly designed tubular hollow body weight-optimized and space-optimized chassis and body components can be produced very beneficial.

In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Biegen der Platine derart durchgeführt wird, dass die zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine eine Rinne definiert, deren längliche Rinnengrundlinie zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet ist. An den konvex ausgebildeten Abschnitt der Rinne kann sich gegebenenfalls ein konkav ausgebildeter Rinnenabschnitt anschließen. Insbesondere wird vorgeschlagen, dass das mindestens eine Verstärkungselement zumindest in den konvex ausgebildeten Rinnenabschnitt eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird. Seitens der Anmelderin wurde gefunden, dass sich hierdurch ein aus einer Metallplatine hergestellter gebogener rohrförmiger Hohlkörper, dessen Schlitz oder Kantenstoß konvex verläuft, zuverlässig durch U-O-Umformung herstellen lässt.In this context, a further embodiment of the invention that the bending of the board is carried out such that the at least partially U-shaped deformed board defines a groove whose elongated groove base line is formed at least partially convex. If appropriate, a concavely formed channel section can adjoin the convexly formed section of the channel. In particular, it is proposed that the at least one reinforcing element is inserted at least into the convexly formed gutter section and connected on the inside with the same material fit, preferably welded. On the part of the Applicant, it has been found that a bent tubular hollow body produced from a metal plate and whose slot or edge joint runs convexly can thereby be reliably produced by U-O forming.

Das mindestens eine Verstärkungselement kann in verschiedenen geometrischen Formen ausgeführt werden. Eine vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass es als platten- oder scheibenförmig ausgebildetes Verstärkungselement ausgeführt ist. Ein solches Verstärkungselement lässt sich kostengünstig herstellen, zum Beispiel indem es aus einem Metallblech ausgestanzt wird. Durch die platten- oder scheibenförmige Ausführung des Verstärkungselements lässt sich ein erheblicher Stabilitätszuwachs, insbesondere Biegesteifigkeitszuwachs, bei relativ geringem Gewicht des Verstärkungselements erzielen. Hinsichtlich einer Gewichtsreduzierung ist es auch vorteilhaft, wenn das platten- oder scheibenförmig ausgebildete Verstärkungselement mehrere Durchgangslöcher aufweist.The at least one reinforcing element can be embodied in various geometric shapes. An advantageous embodiment provides that it is designed as a plate-shaped or disc-shaped reinforcing element. Such a reinforcing element can be produced inexpensively, for example by being punched out of a metal sheet. Due to the plate-shaped or disc-shaped design of the reinforcing element, a considerable increase in stability, in particular increase in flexural strength, can be achieved with a relatively low weight of the reinforcing element. With regard to a weight reduction, it is also advantageous if the plate-shaped or disc-shaped reinforcing element has a plurality of through holes.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement ein ringförmig oder U-förmig ausgebildetes Verstärkungselement ist. Durch diese Ausgestaltung lässt sich ebenfalls eine Gewichtsreduzierung erzielen, wobei die Verstärkungswirkung dennoch hoch bleibt.A further embodiment of the invention is characterized in that the at least one reinforcing element is an annular or U-shaped reinforcing element. As a result of this embodiment, it is likewise possible to achieve a reduction in weight, while the reinforcing effect nevertheless remains high.

Für eine Gewichtsoptimierung bei im Wesentlichen gleichbleibenden oder vorzugsweise verbesserten Festigkeitseigenschaften des betreffenden Fahrwerks- oder Karosseriebauteils ist es ferner günstig, wenn nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das ringförmig oder U-förmig ausgebildete Verstärkungselement mindestens eine Querstrebe aufweist.For weight optimization with substantially constant or preferably improved strength properties of the respective chassis or body component, it is also advantageous if, according to a further embodiment the invention, the annular or U-shaped reinforcing element has at least one transverse strut.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, dass das ringförmig oder U-förmig ausgebildete Verstärkungselement einen Kragen aufweist. Hierdurch wird die Formsteifigkeit des Verstärkungselements erhöht. Dementsprechend lässt sich die Blechstärke (Blechdicke) des ringförmig oder U-förmig ausgebildeten Verstärkungselements verringern und somit Material und Gewicht sparen. Die Ausbildung eines Kragens an dem betreffenden Durchgangslochs des ringförmig oder U-förmig ausgebildeten Verstärkungselements ist auch eine Option, wenn das Verstärkungselement entsprechend der oben genannten Ausgestaltung mehrere Durchgangslöcher aufweist, so dass dann mindestens eines oder mehrere der Durchgangslöcher einen Kragen aufweisen.A further advantageous embodiment provides that the annular or U-shaped reinforcing element has a collar. As a result, the shape stiffness of the reinforcing element is increased. Accordingly, the sheet thickness (sheet thickness) of the annular or U-shaped reinforcing element can be reduced and thus save material and weight. The formation of a collar at the respective through-hole of the annular or U-shaped reinforcing element is also an option if the reinforcing element according to the above-mentioned embodiment has a plurality of through holes, so that then at least one or more of the through holes have a collar.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird das mindestens eine Verstärkungselement derart ausgeführt, dass der rohrförmige Hohlkörper im Querschnitt betrachtet entlang seiner Innenkontur vollständig an der Außenumfangskontur des Verstärkungselements anliegt. Hierdurch erhält der rohrförmige Hohlkörper eine optimale radiale Formstabilität.According to a further embodiment of the invention, the at least one reinforcing element is designed in such a way that the tubular hollow body, viewed in cross-section, lies completely against the outer peripheral contour of the reinforcing element along its inner contour. This gives the tubular hollow body optimum radial dimensional stability.

Alternativ kann nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung das mindestens eine Verstärkungselement jedoch auch derart ausgeführt werden, dass der rohrförmige Hohlkörper im Querschnitt betrachtet entlang seiner Innenkontur teilweise an der Außenumfangskontur des Verstärkungselements anliegt. Die Umfangskontur des in dem rohrförmigen Hohlkörper angeordneten Verstärkungselements und die benachbarte Innenkontur des rohrförmigen Hohlkörpers begrenzen somit mindestens eine Durchgangsöffnung. Diese Ausgestaltung lässt mehr Ausgleichsspielraum für den mindestens einen bzw. abschließenden Umformvorgang, bei dem der zuvor zumindest teilweise U-förmig umgeformte Abschnitt der Platine zu einem rohrförmigen Querschnitt des Hohlkörpers umgeformt wird. Abgesehen davon begünstigt diese Ausgestaltung eine Gewichtsreduzierung des rohrförmigen Hohlkörpers, da das darin angeordnete Verstärkungselement in diesem Fall im Vergleich zu einem Verstärkungselement, welches mit seiner Umfangskontur im Wesentlichen vollständig an der Innenkontur des rohrförmigen Hohlkörpers anliegt, deutlich kleiner und dementsprechend leichter ist. In diesem Zusammenhang besteht eine weitere bevorzugte Ausgestaltung darin, dass das mindestens eine Verstärkungselement mit der Innenseite des Hohlkörpers eine Durchgangsöffnung begrenzt, die im Bereich des Schlitzes oder Kantenstoßes liegt.Alternatively, according to a further embodiment of the invention, however, the at least one reinforcing element can also be designed such that the tubular hollow body, viewed in cross-section, rests partially against the outer peripheral contour of the reinforcing element along its inner contour. The peripheral contour of the reinforcing element arranged in the tubular hollow body and the adjacent inner contour of the tubular hollow body thus bound at least one passage opening. This embodiment allows more clearance for the at least one or final forming process, in which the previously at least partially U-shaped section of the board is formed into a tubular cross-section of the hollow body. Apart from this, this embodiment favors a weight reduction of the tubular Hollow body, since the reinforcing element arranged therein in this case compared to a reinforcing element, which lies with its peripheral contour substantially completely against the inner contour of the tubular hollow body, significantly smaller and therefore lighter. In this context, a further preferred embodiment is that the at least one reinforcing element defines with the inside of the hollow body a passage opening which lies in the region of the slot or edge impact.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass mindestens zwei Verstärkungselemente der genannten Art in den zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der umgeformten Platine eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt werden. Diese Ausgestaltung begünstigt eine zuverlässige sowie gewichtsoptimierte Ausführung von gebogenen rohrförmigen Hohlkörpern mittels U-O-Formung einer metallischen Platine, wenn der Schlitz oder Kantenstoß der umgeformten Platine entlang eines konvex gebogenen Abschnitts des rohrförmigen Hohlkörpers (Rohrkörpers) verläuft.A further advantageous embodiment of the invention provides that at least two reinforcing elements of the type mentioned are inserted into the at least partially U-shaped section of the formed blank and are connected on the inside with the same material fit, preferably welded. This design favors a reliable and weight-optimized design of curved tubular hollow bodies by U-O-forming a metallic board when the slot or edge joint of the formed board along a convexly curved portion of the tubular hollow body (tubular body) extends.

Beispielsweise können in einen zumindest teilweise U-förmig sowie S-förmig umgeformten Abschnitt der Platine als Werkstück drei Verstärkungselemente der genannten Art eingesetzt und innenseitig mit dem umgeformten Abschnitt verschweißt werden, wobei eines der Verstärkungselemente in einem ersten im Wesentlichen geraden Rinnenabschnitt des umgeformten Werkstücks, ein zweites der Verstärkungselemente in einem Übergangsbereich zwischen einem konvex gebogenen und einem konkav gebogenen Rinnenabschnitt des umgeformten Werkstücks und das dritte der Verstärkungselemente in einem zweiten im Wesentlichen geraden Rinnenabschnitt des umgeformten Werkstücks angeordnet werden.For example, three reinforcing elements of the type mentioned can be inserted into an at least partially U-shaped as well as S-shaped section of the blank as a workpiece and welded on the inside to the deformed section, wherein one of the reinforcing elements in a first substantially straight trough portion of the formed workpiece, a second of the reinforcing elements are arranged in a transition region between a convexly curved and a concave curved trough portion of the formed workpiece and the third of the reinforcing elements in a second substantially straight trough portion of the formed workpiece.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die mindestens zwei Verstärkungselemente unterschiedlich ausgebildet; sie können insbesondere unterschiedliche Außenumfangskonturen aufweisen. Diese Ausgestaltung begünstigt die gewichtsoptimierte Herstellung eines komplex geformten Rohrkörpers mittels U-O-Formung einer metallischen Platine.According to a further embodiment of the invention, the at least two reinforcing elements are formed differently; they may in particular have different outer peripheral contours. This embodiment favors the weight-optimized production of a complex-shaped tubular body by UO-forming a metallic circuit board.

Um ein Rückfedern der hochgestellten Schenkel des U-förmig umgeformten Abschnitts des Werkstücks beim stoffschlüssigen Verbinden (z.B. Verschweißen) des Verstärkungselements mit dem U-förmig umgeformten Abschnitt zu vermeiden, sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass nach dem Einsetzen des mindestens einen Verstärkungselements und vor dem stoffschlüssigen Verbinden, vorzugsweise Verschweißen, des Verstärkungselements mit dem zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der Platine ein Kalibrieren des umgeformten Abschnitts durchgeführt wird. Hierdurch wird die Zuverlässigkeit der nachfolgenden Umformung des zumindest teilweise U-förmig vorgeformten Werkstücks zu einem rohrförmigen Querschnitt weiter verbessert.In order to avoid springing back of the raised limbs of the U-shaped portion of the workpiece during cohesive bonding (eg welding) of the reinforcing member with the U-shaped section, provides a further embodiment of the invention, that after insertion of the at least one reinforcing element and before the cohesive bonding, preferably welding, the reinforcing element is performed with the at least partially U-shaped section of the board a calibration of the deformed portion. As a result, the reliability of the subsequent deformation of the at least partially U-shaped preformed workpiece is further improved to a tubular cross-section.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrwerks- oder Karosseriebauteil mit einem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten rohrförmigen, vorzugsweise rohrbogenförmigen Hohlkörper.Furthermore, the invention relates to a chassis or body component with a tubular, preferably tubular-arc-shaped hollow body produced by the process according to the invention.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer mehrere Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1
einen Abschnitt einer Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 2
einen Hinterachshilfsrahmen für ein Kraftfahrzeug in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 3
vier Arbeitsschritte eines herkömmlichen Prozesses zur Herstellung eines bogenförmigen Rohres mittels U-O-Umformung, wobei die Arbeitsschritte durch perspektivische Darstellungen und zugehörige Querschnittansichten des umgeformten, nach Durchführung des jeweiligen Arbeitsschrittes vorliegenden Werkstücks schematisch gezeigt sind;
Fig. 4
mehrere Arbeitsschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines bogenförmigen Rohres mittels U-O-Umformung, wobei die Arbeitsschritte durch Querschnittansichten des umgeformten, nach Durchführung des jeweiligen Arbeitsschrittes vorliegenden Werkstücks schematisch gezeigt sind;
Fig. 5a und 5b
Arbeitsschritte einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung eines bogenförmigen Rohres mittels U-O-Umformung, wobei die Arbeitsschritte wiederum durch Querschnittansichten des umgeformten, nach Durchführung des jeweiligen Arbeitsschrittes vorliegenden Werkstücks schematisch gezeigt sind;
Fig. 6
ein mittels U-O-Umformung hergestellter rohrbogenförmiger Hohlkörper, ein ringscheibenförmiges Verstärkungselement und ein erfindungsgemäß mittels U-O-Umformung hergestellter rohrbogenförmiger Hohlkörper mit einem darin angeordneten ringscheibenförmigen Verstärkungselement, in einer perspektivischen Darstellung;
Fig. 7a bis 7h
verschiedene Verstärkungselemente zur Anordnung in einem rohrförmigen, vorzugsweise rohrbogenförmigen Hohlkörper während dessen Herstellung mittels U-O-Umformung, jeweils in einer perspektivischen Darstellung; und
Fig. 8
ein erfindungsgemäß hergestellter rohrbogenförmiger Hohlkörper mit drei darin angeordneten ringscheibenförmigen Verstärkungselementen, in einer perspektivischen Darstellung.
The invention will be explained in more detail with reference to a drawing illustrating several embodiments. Show it:
Fig. 1
a section of a torsion beam rear axle for a motor vehicle in a perspective view;
Fig. 2
a Hinterachshilfsrahmen for a motor vehicle in a perspective view;
Fig. 3
four steps of a conventional process for the production of an arcuate tube by means of UO-forming, the steps by perspective views and associated cross-sectional views of the formed, after performing the respective work step present workpiece are shown schematically;
Fig. 4
several steps of the inventive method for producing an arcuate tube by means of UO-forming, wherein the steps are shown schematically by cross-sectional views of the formed, present after performing the respective step workpiece;
Fig. 5a and 5b
Steps of a variant of the inventive method for producing an arcuate tube by means of UO-forming, wherein the steps in turn are shown schematically by cross-sectional views of the formed, present after performing the respective work step workpiece;
Fig. 6
a tube-shaped hollow body produced by means of UO deformation, an annular disk-shaped reinforcing element and a tube-shaped hollow body produced according to the invention by means of UO deformation with an annular disk-shaped reinforcing element arranged therein, in a perspective representation;
Fig. 7a to 7h
Various reinforcing elements for arrangement in a tubular, preferably tubular arc-shaped hollow body during its production by means of UO-forming, each in a perspective view; and
Fig. 8
an inventively produced tubular tubular hollow body with three annular disk-shaped reinforcing elements arranged therein, in a perspective view.

Fig. 1 zeigt einen Abschnitt einer Verbundlenker-Hinterachse 1 als Beispiel für ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeuges. Die Verbundlenker-Hinterachse 1 weist einen linken Lenkerarm 1.1 und einen rechten Lenkerarm (nicht gezeigt) auf, die durch einen auf Torsion belastbaren Querträger 1.2 miteinander fest verbunden sind. Sowohl der Querträger 1.2 als auch die Lenkerarme 1.1 sind als rohrförmige Hohlkörper ausgebildet. An den Lenkerarme 1.1 und dem Querträger 1.2 sind schalenförmige Konsolbleche 1.3 bzw. Querstreben 1.4 angeschweißt. Das Konsolblech 1.3 dient der Lagerung und Abstützung einer Fahrwerksfeder sowie eines Stoßdämpfers (nicht gezeigt). Der jeweilige Lenkerarm 1.1 weist an einem seiner Enden eine Gelenkbuchse (Lagerbuchse) 1.5 und am anderen Ende einen Verbindungsflansch 1.6 zur Befestigung einer Hinterradlagerung auf. Der Lenkerarm 1.1 ist als rohrbogenförmiger Hohlkörper ausgeführt. Er ist aus einer Blechplatine, vorzugsweise Stahlblechplatine, durch U-O-Umformen hergestellt. Fig. 1 shows a portion of a torsion beam rear axle 1 as an example of a chassis component of a motor vehicle. The torsion beam rear axle 1 has a left arm 1.1 and a right arm (not shown), which are fixedly connected to each other by a load on torsion cross member 1.2. Both the cross member 1.2 and the link arms 1.1 are formed as tubular hollow body. At the link arms 1.1 and the cross member 1.2 cup-shaped console plates 1.3 and cross struts 1.4 are welded. The bracket plate 1.3 serves to support and support a suspension spring and a shock absorber (not shown). The respective link arm 1.1 has at one of its ends a hinge bush (bearing bush) 1.5 and at the other end a connecting flange 1.6 for attaching a rear wheel bearing. The link arm 1.1 is designed as a tubular sheet-shaped hollow body. It is made of a sheet metal blank, preferably sheet steel, by UO-forming.

In Fig. 2 ist ein Hilfsrahmen 2 als ein weiteres Beispiel für ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeuges gezeigt. Der Hilfsrahmen 2 dient insbesondere der gelenkigen Lagerung von mit den Hinterradträgern zu verbindenden Querlenkern (nicht gezeigt). Er weist zwei seitliche, im Wesentlichen längs zur Fahrzeuglängsmittelachse verlaufende Seitenträger (Längsträger) 2.1 auf, die mit einem vorderen Querträger 2.2 und einem hinteren Querträger 2.3 fest verbunden sind. Der vordere Querträger 2.2 und die Seitenträger 2.1 des Hinterachs-Hilfsrahmens 2 sind als rohrförmige Hohlkörper ausgebildet, wobei insbesondere der Querträger 2.2 bogenförmige Abschnitte aufweist. Die Seitenträger 2.1 und/oder der Querträger 2.2 sind aus Blechplatinen, vorzugsweise Stahlblechplatinen, durch U-O-Umformen hergestellt.In Fig. 2 An auxiliary frame 2 is shown as a further example of a chassis component of a motor vehicle. The subframe 2 serves in particular for the articulated mounting of wishbones to be connected to the rear wheel carriers (not shown). It has two lateral, substantially longitudinally to the vehicle longitudinal central axis extending side support (side member) 2.1, which are fixedly connected to a front cross member 2.2 and a rear cross member 2.3. The front cross member 2.2 and the side support 2.1 of the rear axle subframe 2 are formed as tubular hollow body, in particular, the cross member has 2.2 arcuate portions. The side members 2.1 and / or the cross member 2.2 are made of sheet metal blanks, preferably sheet steel blanks, produced by UO-forming.

Ein herkömmlicher Prozess zur Herstellung eines gebogenen Rohrkörpers unter Anwendung einer U-O-Umformung ist in Fig. 3 skizziert. Der herkömmliche Herstellungsprozess umfasst mindestens vier Arbeitsschritte (OP10, OP30, OP50, OP70). Zunächst wird eine im Wesentlichen ebene, für die Erzielung des fertigen Rohrkörpers 5 passend zugeschnittene Blechplatine teilweise U-förmig umgeformt (OP10). Zuvor oder vorzugsweise während dieser Umformung wird die Blechplatine derart umgeformt, dass sie nach diesem Umformschritt (OP10), wie in Fig. 3 links oben sowie links unten dargestellt, eine Rinne 3 definiert, deren längliche oder axiale Rinnengrundlinie bogenförmig ausgebildet ist. In Fig. 3 ist die Rinnengrundlinie konkav ausgebildet. Das so umgeformte Werkstück (Blechplatine) 4 weist zwei parallel zueinander verlaufende Seitenabschnitte (Schenkel) 4.1 auf, die sich an den rinnenförmigen Abschnitt 4.2 seitlich anschließen und entsprechend der Rinnengrundlinie gebogen sind. Im Querschnitt betrachtet stehen die Seitenabschnitte (Schenkel) 4.1 zunächst in entgegengesetzten Richtungen von dem rinnenförmigen Abschnitt 4.2 des Werkstücks 4 ab.A conventional process for producing a bent tubular body using UO forming is in Fig. 3 outlined. The conventional manufacturing process comprises at least four work steps (OP10, OP30, OP50, OP70). First, a substantially flat, suitably cut to achieve the finished tubular body 5 sheet metal blank is partially formed U-shaped (OP10). Before or preferably during this deformation, the sheet metal blank so transformed that after this forming step (OP10), as in Fig. 3 left upper and lower left, a groove 3 defined, the elongated or axial groove base line is arcuate. In Fig. 3 the gutter baseline is concave. The thus formed workpiece (sheet metal blank) 4 has two mutually parallel side sections (legs) 4.1, which laterally connect to the channel-shaped section 4.2 and are bent according to the groove base line. Viewed in cross-section, the side sections (legs) 4.1 initially protrude in opposite directions from the channel-shaped section 4.2 of the workpiece 4.

In einem nachfolgenden Umformschritt (Arbeitsschritt) OP30 werden die Seitenabschnitte 4.1 hochgestellt, d.h. nach oben gebogen, so dass das Werkstück 4 dann im Querschnitt betrachtet insgesamt ein U-förmiges Profil aufweist.In a subsequent forming step (operation) OP30, the side sections 4.1 are upshifted, i. bent upwards, so that the workpiece 4 then viewed in cross section has a total of a U-shaped profile.

In einem weiteren Arbeitsschritt (OP50) werden dann die hochgestellten Seitenabschnitte 4.1 des Werkstücks 4 derart umgeformt, dass ihre Längskanten 4.3 aufeinander zu bewegt werden und einen Schlitz oder Kantenstoß 4.4 definieren. Dieser Arbeitsschritt kann auch als O-Umformung bezeichnet werden. Das Werkstück 4 weist nun einen rohrförmigen Querschnitt auf. Die beiden Längskanten (Stoßkanten) 4.3 werden anschließend miteinander verschweißt (OP70), so dass der Schlitz oder Kantenstoß 4.4 vorzugsweise vollständig geschlossen wird. In Fig. 3, rechts oben ist mit 4.5 die Schweißnaht am Kantenstoß 4.4 bezeichnet.In a further working step (OP50), the raised side sections 4.1 of the workpiece 4 are then reshaped such that their longitudinal edges 4.3 are moved toward one another and define a slot or edge joint 4.4. This step can also be referred to as O-forming. The workpiece 4 now has a tubular cross-section. The two longitudinal edges (abutting edges) 4.3 are then welded together (OP70), so that the slot or edge joint 4.4 is preferably completely closed. In Fig. 3 , right above 4.5 is the weld at the edge joint 4.4.

Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von dem in Fig. 3 skizzierten herkömmlichen Prozess dadurch, dass nach dem Arbeitsvorgang (OP10 und OP30), bei welchem die Platine (Werkstück 4) zumindest teilweise U-förmig umgeformt wird, mindestens ein Verstärkungselement 6 in den zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt 4.2 des Werkstücks 4 eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird. Anschließend wird mindestens ein weiterer Arbeitsvorgang (OP50) durchgeführt, bei dem das im Querschnitt betrachtet U-förmig umgeformte Werkstück 4 zu einem rohrförmigen Hohlkörper 5 umgeformt wird.The inventive method differs from that in Fig. 3 sketched conventional process in that after the operation (OP10 and OP30), in which the board (workpiece 4) is at least partially U-shaped, at least one reinforcing element 6 inserted into the at least partially U-shaped section 4.2 of the workpiece 4 and inside with the same cohesively connected, preferably welded. Subsequently, at least one further operation (OP50) is carried out, in which the in When viewed in cross-section, U-shaped workpiece 4 is shaped into a tubular hollow body 5.

Wie in Fig. 4 gezeigt, kann das mindestens eine Verstärkungselement 6 beispielsweise ringförmig, insbesondere ringscheibenförmig ausgebildet sein. Weitere Ausführungsbeispiele des mindestens einen Verstärkungselements 6 sind in den Figuren 5 bis 8 skizziert. Das Verstärkungselement 6 ist in Bezug auf die Innenkontur des rohrförmigen Hohlkörpers 5 derart ausgebildet, dass es im fertigen Zustand des rohrförmigen Hohlkörpers 5 beispielsweise entlang mindestens 30%, vorzugsweise mindestens 40%, besonders bevorzugt mindestens 50% seiner Außenkontur mit der Innenkontur des Hohlkörpers 5 stoffschlüssig verbunden ist oder daran zumindest berührend anliegt.As in Fig. 4 shown, the at least one reinforcing element 6, for example, annular, in particular annular disk-shaped. Further embodiments of the at least one reinforcing element 6 are in the FIGS. 5 to 8 outlined. The reinforcing element 6 is formed with respect to the inner contour of the tubular hollow body 5 such that it in the finished state of the tubular hollow body 5, for example along at least 30%, preferably at least 40%, more preferably at least 50% of its outer contour with the inner contour of the hollow body 5 cohesively is connected or at least touching touches it.

Das mindestens eine Verstärkungselement 6 wird vorzugsweise in den U-förmig umgeformten und somit rinnenförmigen Abschnitt 4.2 des Werkstücks 4 eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, nachdem die sich an den rinnenförmigen Abschnitt 4.2 anschließenden, seitlich vorstehenden Seitenabschnitte 4.1 hochgestellt, d.h. nach oben gebogen wurden.The at least one reinforcing element 6 is preferably inserted into the U-shaped and thus channel-shaped section 4.2 of the workpiece 4 and the inside materially connected to the same, after the adjoining the channel-shaped portion 4.2, laterally projecting side sections 4.1 up, that is. were bent upwards.

Es liegt jedoch auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung, das mindestens eine Verstärkungselement 6 bereits in den rinnenförmigen Abschnitt 4.2 des Werkstücks 4 einzusetzen und innenseitig mit demselben stoffschlüssig zu verbinden, bevor die seitlich vorstehenden Seitenabschnitte 4.1 nach oben gebogen werden.However, it is also within the scope of the present invention to use the at least one reinforcing element 6 already in the channel-shaped section 4.2 of the workpiece 4 and to connect the inside materially with the same, before the laterally projecting side sections 4.1 are bent upwards.

Nachdem das Verstärkungselement 6 mit der Innenseite des rinnen- bzw. U-förmig umgeformten Werkstücks 4 stoffschlüssig verbunden wurde, wird das Werkstück 4 weiter zu einem rohrförmigen Hohlkörper (Rohrkörper) 5 umgeformt. Anschließend werden die beiden Längskanten (Stoßkanten) 4.3 des Werkstücks 4 miteinander verschweißt, so dass der Schlitz oder Kantenstoß 4.4 vorzugsweise vollständig durch die Schweißnaht 4.5 geschlossen wird.After the reinforcing element 6 has been materially bonded to the inside of the trough-shaped or U-shaped workpiece 4, the workpiece 4 is further formed into a tubular hollow body (tubular body) 5. Subsequently, the two longitudinal edges (abutting edges) 4.3 of the workpiece 4 are welded together, so that the slot or edge joint 4.4 is preferably completely closed by the weld 4.5.

Bei dem in Fig. 4 skizzierten Ausführungsbeispiel ist das Verstärkungselement 6 derart ausgeführt bzw. bemessen, dass es nach der O-Umformung des im Querschnitt betrachtet U-förmigen Werkstücks 4, bei welcher das Werkstück 4 zu einem rohrförmigen Querschnitt umgeformt wird, mit der Innenseite des Hohlkörpers (Rohrkörper) 5 eine Durchgangsöffnung 7 begrenzt, die im Bereich des Schlitzes oder Kantenstoßes 4.4 liegt.At the in Fig. 4 sketched embodiment, the reinforcing element 6 is designed or dimensioned such that it after the O-forming of the cross-sectionally U-shaped workpiece 4, in which the workpiece 4 is formed into a tubular cross-section, with the inside of the hollow body (tubular body). 5 defines a passage opening 7, which is located in the region of the slot or edge impact 4.4.

Nach dem Einsetzen des mindestens einen Verstärkungselements 6 und vor dem Verschweißen desselben mit der Innenseite des U-förmig umgeformten Werkstücks 4 wird das umgeformte Werkstück 4 vorzugsweise einem zusätzlichen Kalibriervorgang unterzogen.After inserting the at least one reinforcing element 6 and before welding it to the inside of the U-shaped formed workpiece 4, the formed workpiece 4 is preferably subjected to an additional calibration process.

In den Figuren 5a und 5b sind Arbeitsschritte einer Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens skizziert, bei der das mindestens eine Verstärkungselement 6' bzw. mindestens eines der Verstärkungselemente 6' derart ausgeführt bzw. bemessen, dass nach der O-Umformung des im Querschnitt betrachtet U-förmigen Werkstücks 4 der rohrförmige Hohlkörper 5 entlang seiner Innenkontur vollständig an der Außenumfangskontur 6.1 des Verstärkungselements 6' anliegt. Vor der O-Umformung wird das Verstärkungselement 6' mit der Innenseite des rinnenförmigen Werkstücks 4 stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt. Die stoffschlüssige Verbindung bzw. Schweißnaht erstreckt sich beispielsweise entlang etwa 50 bis 60% des Außenumfangskontur des Verstärkungselements 6'. Die stoffschlüssige Verbindung des Verstärkungselements 6' mit der Innenseite des Werkstücks 4 kann als einzelne kontinuierliche Verbindungs- bzw. Schweißnaht 8 ausgeführt sein oder mehrere Verbindungs- bzw. Schweißnähte umfassen. Zudem wird die Außenkontur des Verstärkungselements 6' an den einander zugewandten Stoßkanten 4.3 des rohrförmigen Werkstücks 4 mit den Stoßkanten 4.3 verschweißt.In the FIGS. 5a and 5b Steps of a variant of the method according to the invention are outlined, in which the at least one reinforcing element 6 'or at least one of the reinforcing elements 6' designed or dimensioned such that after the O-forming of the cross-sectionally U-shaped workpiece 4 of the tubular hollow body. 5 along its inner contour completely against the outer peripheral contour 6.1 of the reinforcing element 6 '. Before the O-forming, the reinforcing element 6 'is integrally connected, preferably welded, to the inside of the channel-shaped workpiece 4. The cohesive connection or weld, for example, extends along approximately 50 to 60% of the outer peripheral contour of the reinforcing element 6 '. The cohesive connection of the reinforcing element 6 'to the inside of the workpiece 4 may be executed as a single continuous joining or welding seam 8 or comprise a plurality of connecting or welding seams. In addition, the outer contour of the reinforcing element 6 'is welded to the mutually facing abutting edges 4.3 of the tubular workpiece 4 with the abutting edges 4.3.

Fig. 6 zeigt einen rohrbogenförmigen Hohlkörper 5, der ein innenseitig angeschweißtes Verstärkungselement 6' aufweist und gemäß der in den Figuren 5a und 5b skizzierten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt werden kann. Fig. 6 shows a tubular arc-shaped hollow body 5, which has a reinforcing element 6 'welded on the inside and according to the in the FIGS. 5a and 5b sketched variant of the method according to the invention can be produced.

In den Figuren 7a bis 7h sind verschiedene Ausführungsbeispiele des mindestens einen an das U-förmig umgeformte Werkstück 4 innenseitig anzuschweißende Verstärkungselements 6, 6', 6" dargestellt. Das Verstärkungselement 6" kann beispielsweise in Form einer geschlossenen Blechscheibe (Fig. 7a) oder ringförmigen Blechscheibe 6'(Fig. 7b) ausgebildet werden, wobei die ringförmige Blechscheibe 6' an ihrer Durchgangsöffnung 6.2 auch einen umlaufenden Kragen 6.3 aufweisen kann (Fig. 7c). Die Durchgangsöffnung 6.2 ist in den in den Figuren 7b und 7c sowie 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispielen kreisrund ausgeführt.In the FIGS. 7a to 7h 5, various exemplary embodiments of the at least one reinforcing element 6, 6 ', 6 "to be welded on the inside to the U-shaped workpiece 4 are shown, for example, in the form of a closed sheet-metal disc (US Pat. Fig. 7a ) or annular disc 6 '( Fig. 7b ), wherein the annular sheet-metal disc 6 'can also have a peripheral collar 6.3 at its passage opening 6.2 ( Fig. 7c ). The passage opening 6.2 is in the in the FIGS. 7b and 7c and 5 and 6 embodiments shown circular.

Die in den Figuren 7a bis 7c gezeigten Verstärkungselemente 6', 6" sind so bemessen, dass nach der O-Umformung des im Querschnitt betrachtet U-förmigen Werkstücks 4 der rohrförmige Hohlkörper 5 entlang seiner Innenkontur vollständig an der Außenumfangskontur 6.1 des Verstärkungselements 6', 6" anliegt. Die in den Figuren 7d bis 7h gezeigten Verstärkungselemente 6 sind dagegen so bemessen, dass nach der O-Umformung des im Querschnitt betrachtet U-förmigen Werkstücks 4 der rohrförmige Hohlkörper 5 entlang seiner Innenkontur nur teilweise an der Außenumfangskontur 6.1 des Verstärkungselements 6 anliegt, wobei das Verstärkungselement 6 mit der Innenseite des Hohlkörpers 5 eine Durchgangsöffnung 7 begrenzt, die im Bereich des Schlitzes oder Kantenstoßes 4.4 liegt (vgl. Fig. 4).The in the FIGS. 7a to 7c shown reinforcing elements 6 ', 6 "are dimensioned so that after the O-forming of the cross-sectionally U-shaped workpiece 4, the tubular hollow body 5 along its inner contour completely against the outer peripheral contour 6.1 of the reinforcing element 6', 6". The in the FIGS. 7d to 7h shown reinforcing elements 6, however, are dimensioned so that after the O-forming of the viewed in cross section U-shaped workpiece 4, the tubular hollow body 5 along its inner contour only partially abuts the outer peripheral contour 6.1 of the reinforcing member 6, wherein the reinforcing member 6 with the inside of the hollow body 5 defines a passage opening 7, which lies in the region of the slot or edge impact 4.4 (see. Fig. 4 ).

Das in Fig. 7f gezeigte Verstärkungselement 6 weist zwei Durchgangsöffnungen 7 auf, die durch eine Querstrebe 6.4 voneinander getrennt sind. Die in den Fig. 7g und 7h gezeigten Verstärkungselemente 6 sind als U-förmige oder bügelförmige Blechscheiben ausgeführt, wobei das Verstärkungselement 6 gemäß Fig. 7h am Innenumfang einen Kragen 6.3 aufweist.This in Fig. 7f shown reinforcing element 6 has two through holes 7, which are separated by a transverse strut 6.4. The in the Fig. 7g and 7h shown reinforcing elements 6 are designed as U-shaped or bow-shaped sheet-metal discs, wherein the reinforcing element 6 according to Fig. 7h has a collar 6.3 on the inner circumference.

Der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren unter Anwendung einer U-O-Formung hergestellte Rohrkörper 5 kann insbesondere auch in der Weise hergestellt werden, dass in die zugeschnittene Blechplatine eine Rinne 3 geformt wird, deren längliche oder axiale Rinnengrundlinie konvex oder sowohl konvex als auch konkav verläuft. In Fig. 8 ist beispielhaft ein solcher bogenförmiger Rohrkörper 5' dargestellt.The tube body 5 produced by the method according to the invention using a UO molding can in particular also be produced in the manner that in the cut sheet metal plate, a channel 3 is formed, the elongated or axial groove base line convex or convex and concave. In Fig. 8 is exemplified such an arcuate tubular body 5 'shown.

Zur Herstellung eines solchen rohrförmigen Hohlkörpers 5' werden nach der Formung der Rinne 3 die seitlich vorstehenden Seitenabschnitte 4.1 des Werkstücks 4 hochgestellt (vgl. Fig. 4 sowie Fig. 5a). Anschließend werden beispielsweise drei Verstärkungselemente 6' in das im Querschnitt betrachtet U-förmige Werkstück 4 eingesetzt und innenseitig mit demselben verschweißt. Die Verstärkungselemente 6' werden dabei so positioniert, dass ein erstes Verstärkungselement 6' in einem ersten, im Wesentlichen geraden Abschnitt des umgeformten Werkstücks 4 angeordnet ist, ein zweites Verstärkungselement 6' in einem Übergangsbereich zwischen dem konvex gebogenen und dem konkav gebogenen Rinnenabschnitt angeordnet ist, und das dritte Verstärkungselement 6' in einem zweiten, im Wesentlichen geraden Rinnenabschnitt des umgeformten Werkstücks 4 angeordnet ist. Das erste und das dritte Verstärkungselement 6' werden dabei vorzugsweise mit sehr geringem Abstand von dem konvex bzw. konkav gebogenen Rinnenabschnitt angeordnet.For the production of such a tubular hollow body 5 ', the laterally projecting side sections 4.1 of the workpiece 4 are raised after the formation of the channel 3 (cf. Fig. 4 such as Fig. 5a ). Subsequently, for example, three reinforcing elements 6 'inserted into the viewed in cross-section U-shaped workpiece 4 and inside welded to the same. The reinforcing elements 6 'are in this case positioned so that a first reinforcing element 6' is arranged in a first, essentially straight section of the formed workpiece 4, a second reinforcing element 6 'is arranged in a transition region between the convexly curved and the concavely curved channel section, and the third reinforcing member 6 'is disposed in a second, substantially straight trough portion of the formed workpiece 4. The first and the third reinforcing element 6 'are preferably arranged at a very small distance from the convexly or concavely curved channel section.

Die in das rinnen- bzw. U-förmig umgeformte Werkstück 4 eingesetzten Verstärkungselemente 6, 6' können unterschiedlich ausgebildet sein, vorzugsweise unterschiedliche Außenumfangskonturen aufweisen. Insbesondere liegt es im Rahmen der vorliegenden Erfindung mindestens zwei verschiedene Verstärkungselemente 6, 6' der in den Fig. 7a bis 7h gezeigten Verstärkungselemente 6, 6' in das rinnen- bzw. U-förmig umgeformte Werkstück 4 einzusetzen und vor der O-Umformung des Werkstücks 4 innenseitig mit dem rinnen- bzw. U-förmig umgeformten Werkstück 4 zu verschweißen.The reinforcing elements 6, 6 'used in the trough-shaped or U-shaped workpiece 4 can be designed differently, preferably have different outer peripheral contours. In particular, it is within the scope of the present invention, at least two different reinforcing elements 6, 6 'in the Fig. 7a to 7h Insert shown reinforcing elements 6, 6 'in the trough or U-shaped workpiece 4 and to weld before the O-forming of the workpiece 4 on the inside with the trough-shaped or U-shaped workpiece 4.

Bei einem Fahrwerksbauteil gemäß Fig. 1 oder Fig. 2 ist das mindestens eine Verstärkungselement 6 vorzugsweise in dem gebogenen rohrförmigen Lenkerarm 1.1 im Bereich des angebundenen Querträgers 1.2 bzw. in dem gebogenen rohrförmigen Querträger 2.2 im Bereich des angebundenen Seitenträgers 2.1 angeordnet.In a chassis component according to Fig. 1 or Fig. 2 the at least one reinforcing element 6 is preferably arranged in the curved tubular link arm 1.1 in the region of the connected cross member 1.2 or in the curved tubular cross member 2.2 in the region of the connected side member 2.1.

Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei von den gezeigten Beispielen abweichender Gestaltung von der in den Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen.The embodiment of the invention is not limited to the embodiments shown in the drawing. On the contrary, numerous variants are conceivable which make use of the invention specified in the claims even if the design deviates from the examples shown.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrwerksbauteil, z.B. Verbundlenker-HinterachseChassis component, e.g. Torsion beam rear axle
1.11.1
Lenkerarmcontrol arm
1.21.2
Querträgercrossbeam
1.31.3
KonsolblechKonsolblech
1.41.4
Querstrebecrossmember
1.51.5
Gelenkbuchsejoint bush
1.61.6
Verbindungsflanschconnecting flange
22
Hilfsrahmen, z.B. Hinterachs-HilfsrahmenSubframe, e.g. Rear axle subframe
2.12.1
Seitenträgerside beams
2.22.2
vorderer Querträgerfront cross member
2.32.3
hinterer Querträgerrear cross member
33
Rinnegutter
44
umgeformte Blechplatine / Werkstückformed sheet metal plate / workpiece
4.14.1
Seitenabschnitte (Schenkel)Side sections (thighs)
4.24.2
rinnenförmiger Abschnitttrough-shaped section
4.34.3
Stoßkanten (Längskanten)Abutting edges (longitudinal edges)
4.44.4
Schlitz / KantenstoßSlot / edge impact
4.54.5
SchweißnahtWeld
5, 5'5, 5 '
rohrförmiger Hohlkörper (Rohrkörper)tubular hollow body (tubular body)
6, 6', 6"6, 6 ', 6 "
Verstärkungselementreinforcing element
6.16.1
AußenumfangskonturOuter circumferential contour
6.26.2
DurchgangsöffnungThrough opening
6.36.3
Kragencollar
6.46.4
Querstrebecrossmember
77
DurchgangsöffnungThrough opening
88th
SchweißnahtWeld
OP10OP10
Arbeitsschritt "Rinne formen"Work step "Form channel"
OP30OP30
Arbeitsschritt "Seitenabschnitte hochstellen"Work step "Elevate page sections"
OP40OP40
Arbeitsschritt "Verstärkungselement einsetzen und innenseitig anschweißen"Step "Insert reinforcing element and weld inside"
OP50OP50
Arbeitsschritt "O-Formen"Work step "O-forms"
OP70OP70
Arbeitsschritt "Schweißen von 4.4"Step "Welding of 4.4"

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen, vorzugsweise rohrbogenförmigen Hohlkörpers (5, 5') aus einer zugeschnittenen metallischen Platine, bei welchem der Hohlkörper (5, 5') aus der Platine unter Anwendung einer U-O-Umformung hergestellt wird, so dass der Hohlkörper (5, 5') nach der U-O-Umformung der Platine einen Schlitz oder Kantenstoß (4.4) entlang zweier Stoßkanten (4.3) der umgeformten Platine aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass nach einem Arbeitsvorgang (OP10, OP30), bei welchem die Platine zumindest teilweise U-förmig umgeformt wird, mindestens ein Verstärkungselement (6, 6', 6") in einen zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der umgeformten Platine (4) eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird, und dass nachfolgend mindestens ein weiterer Arbeitsvorgang (OP50) durchgeführt wird, bei dem die U-förmig umgeformte Platine (4) zu dem rohrförmigen Hohlkörper (5, 5') umgeformt wird.Method for producing a tubular, preferably tubular-arc-shaped hollow body (5, 5 ') from a cut-to-size metallic blank, in which the hollow body (5, 5') is produced from the blank using UO forming, such that the hollow body (5, 5) 5 ') after the UO deformation of the board has a slot or edge impact (4.4) along two abutting edges (4.3) of the formed board, characterized in that after a working operation (OP10, OP30), in which the board at least partially U-shaped is formed, at least one reinforcing element (6, 6 ', 6 ") inserted into an at least partially U-shaped portion of the formed blank (4) and on the inside with the same materially connected, preferably welded, and that subsequently at least one further operation ( OP50) is performed, in which the U-shaped formed plate (4) to the tubular hollow body (5, 5 ') is transformed. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den Schlitz oder Kantenstoß (4.4) definierenden Stoßkanten (4.3) des rohrförmigen Hohlkörpers (5, 5') durch Schweißen, vorzugsweise Metall-Aktivgas-Schweißen oder Laserstrahlschweißen miteinander verbunden werden.A method according to claim 1, characterized in that the slot or edge joint (4.4) defining abutting edges (4.3) of the tubular hollow body (5, 5 ') by welding, preferably metal-active gas welding or laser beam welding are interconnected. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (5, 5') rohrbogenförmig ausgebildet wird, wobei vor und/oder während des Arbeitsvorgangs (OP10), bei welchem die Platine zumindest teilweise U-förmig umgeformt wird, ein Biegen der Platine erfolgt, so dass die zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine eine Rinne (3) definiert, deren längliche Rinnengrundlinie bogenförmig ausgebildet ist.A method according to claim 1 or 2, characterized in that the hollow body (5, 5 ') is formed tubular arc, wherein before and / or during the operation (OP10), in which the board is at least partially U-shaped, bending the Board takes place, so that the at least partially U-shaped formed board defines a groove (3) whose elongated groove base line is arcuate. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen der Platine derart durchgeführt wird, dass die zumindest teilweise U-förmig umgeformte Platine eine Rinne (3) definiert, deren längliche Rinnengrundlinie zumindest abschnittsweise konvex ausgebildet ist.A method according to claim 3, characterized in that the bending of the board is performed such that the at least partially U-shaped formed board defines a channel (3) whose elongated groove base line is at least partially convex. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6, 6', 6") zumindest in den konvex ausgebildeten Rinnenabschnitt eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt wird.Method according to Claim 4, characterized in that the at least one reinforcing element (6, 6 ', 6 ") is inserted at least into the convexly formed gutter section and is materially connected, preferably welded, to the inside thereof. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6, 6', 6") ein platten- oder scheibenförmig ausgebildetes Verstärkungselement (6, 6', 6") ist.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the at least one reinforcing element (6, 6 ', 6 ") is a plate-shaped or disk-shaped reinforcing element (6, 6', 6"). Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das platten- oder scheibenförmig ausgebildete Verstärkungselement (6) mehrere Durchgangslöcher (6.2) aufweist.A method according to claim 6, characterized in that the plate or disc-shaped reinforcing element (6) has a plurality of through holes (6.2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6, 6') ein ringförmig oder U-förmig ausgebildetes Verstärkungselement (6, 6') ist.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the at least one reinforcing element (6, 6 ') is an annular or U-shaped reinforcing element (6, 6'). Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das ringförmig oder U-förmig ausgebildete Verstärkungselement (6, 6') mindestens eine Querstrebe (6.4) und/oder einen Kragen (6.3) aufweist.A method according to claim 8, characterized in that the annular or U-shaped reinforcing element (6, 6 ') has at least one transverse strut (6.4) and / or a collar (6.3). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6', 6") derart ausgeführt wird, dass der rohrförmige Hohlkörper (5, 5') im Querschnitt betrachtet entlang seiner Innenkontur vollständig an der Außenumfangskontur des Verstärkungselements (6') anliegt.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one reinforcing element (6 ', 6 ") is designed such that the tubular hollow body (5, 5') viewed in cross-section along its inner contour completely on the outer peripheral contour of the reinforcing element (6 ') is present. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6) derart ausgeführt wird, dass der rohrförmige Hohlkörper (5, 5') im Querschnitt betrachtet entlang seiner Innenkontur teilweise an der Außenumfangskontur des Verstärkungselements (6) anliegt.Method according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one reinforcing element (6) is designed such that the tubular hollow body (5, 5 ') viewed in cross-section along its inner contour partially against the outer peripheral contour of the reinforcing element (6) , Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Verstärkungselement (6) mit der Innenseite des Hohlkörpers (5, 5') eine Durchgangsöffnung (7) begrenzt, die im Bereich des Schlitzes oder Kantenstoßes (4.4) liegt.A method according to claim 11, characterized in that the at least one reinforcing element (6) with the inside of the hollow body (5, 5 ') defines a passage opening (7) which lies in the region of the slot or edge impact (4.4). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei solche Verstärkungselemente (6, 6', 6") in den zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der umgeformten Platine (4) eingesetzt und innenseitig mit demselben stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise verschweißt werden, wobei die mindestens zwei Verstärkungselemente (6, 6', 6") vorzugsweise unterschiedlich ausgebildet sind, vorzugsweise unterschiedliche Außenumfangskonturen (6.1) aufweisen.Method according to one of claims 1 to 12, characterized in that at least two such reinforcing elements (6, 6 ', 6 ") inserted into the at least partially U-shaped portion of the deformed blank (4) and the inside materially connected to the same, preferably be welded, wherein the at least two reinforcing elements (6, 6 ', 6 ") are preferably designed differently, preferably have different outer peripheral contours (6.1). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einsetzen des mindestens einen Verstärkungselements (6, 6') und vor dem stoffschlüssigen Verbinden, vorzugsweise Verschweißen, des Verstärkungselements (6, 6') mit dem zumindest teilweise U-förmig umgeformten Abschnitt der Platine (4) ein Kalibrieren des umgeformten Abschnitts durchgeführt wird.Method according to one of claims 1 to 13, characterized in that after the insertion of the at least one reinforcing element (6, 6 ') and before the cohesive bonding, preferably welding, the reinforcing element (6, 6') with the at least partially U-shaped deformed portion of the board (4) a calibration of the deformed portion is performed. Fahrwerks- oder Karosseriebauteil (1, 2) mit einem gemäß dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14 hergestellten rohrförmigen, vorzugsweise rohrbogenförmigen Hohlkörper (5, 5').Chassis or body component (1, 2) with a tubular, preferably tubular arc-shaped hollow body (5, 5 ') produced according to the method according to one of claims 1 to 14.
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