Verfahren zum Verformen von rohrförmigen Hohlkörpern aus Metall

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verformen von rohrförmigen Hohlkörpern aus Metall gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

[0002] Zum Verformen von rohrförmigen Hohlkörpern aus Metall ist es bekannt, den Hohlkörper weichzuglühen, je nach Erfordernis der angestrebten endgültigen Form weiter zu bearbeiten und schließlich in einem Gesenk durch ein in den Hohlkörper eingeleitetes Medium hydroumzuformen.

[0003] Da sich das Material mit fortschreitender Verformung beim Hydroumformen verfestigt und dadurch einer weiteren Verformung widersetzt oder gar reißt, sind bei einem Zyklus des Hydroumformens in der Praxis lediglich Änderungen des Querschnittes bis etwa 10% gegenüber dem Ausgangsquerschnitt möglich.

[0004] Ein entsprechendes Verfahren zum Hydroumformen von längsnahtgeschweißten Rohren aus Aluminium ist aus der EP 0 548 859 A1 bekannt.

[0005] Aus der EP 0 372 360 A2 ist dagegen bekannt, einen Hohlkörper mechanisch vorzuexpandieren bevor dieser hydroumgeformt wird. Einzelheiten zum mechanischen Vorexpandieren werden jedoch nicht offenbart.

[0006] Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise größere Änderungen des Querschnittes innerhalb eines rohrförmigen Hohlkörpers zu ermöglichen.

[0007] Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die Merkmale dieses Anspruchs gelöst.

[0008] Weiterbildung und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

[0009] Durch die vorgeschaltete Bearbeitungsphase kann dem rohrförmigen Hohlkörper bereits eine vorläufige Querschnittsform aufgeprägt werden, die zu der endgültigen Querschnittsform tendiert. Dabei wird durch das anschließende Weichglühen erreicht, dass zum Hydroumformen wieder der maximale Umformweg zur Verfügung steht. Beim abschließenden Hydroumformen lässt sich so eine endgültige Querschnittsform erreichen, die gegenüber der ursprünglichen Querschnittsform des rohrförmigen Hohlkörpers nach der Längsnahtschweißung erheblich über den bisher erzielbaren Maximalwerten liegt.

[0010] Gemäß einer Weiterbildung können die Bearbeitungsphasen mechanisch partiell Aufweiten und Weichglühen mehrfach nacheinander durchgeführt werden. Dadurch lassen sich noch größere Umformwege erzielen.

[0011] Außerdem kann der rohrförmige Hohlkörper auch vor der vorgeschalteten Bearbeitungsphase weichgeglüht werden. Dadurch werden auch Verfestigungen durch den Umformvorgang zu einem geschlossenen Rohr beseitigt und eine hohe Verformungsreserve für die vorgeschalteten Bearbeitungsphasen erzielt.

[0012] Die partielle Aufweitung des rohrförmigen Hohlkörpers kann an denjenigen Stellen vorgenommen werden, an denen die größte Änderung des Querschnittes nach dem Hydroumformen gegenüber dem Ausgangsquerschnitt auftritt.

[0013] Zwischen der Bearbeitungsphase Weichglühen und Hydroumformen können an sich übliche weitere Bearbeitungsphasen, wie mechanisches Biegen und mechanisches Verformen vorgenommen werden.

[0014] Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Diese zeigt schematisch eine Reihe von aufeinanderfolgenden Bearbeitungsphasen.

[0015] Ausgegangen wird von einem rohrförmigen Hohlkörper 10 aus Aluminium mit konstanter kreisringförmiger Querschnittsfläche, wie er bei a) dargestellt ist.

[0016] Dieser Hohlkörper 10 wird nun durch ein Bearbeitungswerkzeug partiell aufgeweitet, hier durch einen konischen Dorn 12, der axial in den Hohlkörper 10 eingetrieben wird. Um eine Aufweitung nur innerhalb des rohrförmigen Hohlkörpers 10 vorzunehmen, wird ein spreizbarer Dorn verwendet, der zuerst eingeführt, anschließend gespreizt und dann axial über eine begrenzte Strecke weiter getrieben wird.

[0017] Anschließend wird der aufgeweitete Hohlkörper 10', wie bei b) dargestellt, bei ca. 300 Grad Celsius weichgeglüht.

[0018] Nach eventuellen weiteren Bearbeitungsphasen, wie Biegen und/oder mechanisches Vorformen erfolgt ein Hydroumformen in einem Gesenk 14.

[0019] Dazu wird der aufgeweitete Hohlkörper 10' gemäß c) in das Gesenk 14 eingesetzt, dessen Innenraum die künftigen Außenabmessungen des Hohlkörpers 10' darstellen.

[0020] Nach Einfüllen eines Mediums 16 und Druckbeaufschlagung durch Stempel 18 erfolgt dann die Umformung in die endgültige Form des Hohlkörpers 10'' gemäß d).

Ansprüche

1. Verfahren zum Verformen von rohrförmigen Hohlkörpern (10) aus Metall, insbesondere aus Aluminium, wobei nach Umformen eines plattenförmigen Halbzeugs zu einem geschlossenen Querschnittsprofil und Längsnahtschweißung der gegenüberliegenden Kanten des Halbzeugs der gebildete rohrförmige Hohlkörper weichgeglüht und schließlich in einem Gesenk (14) durch ein in den Hohlkörper (10) eingeleitetes Medium hydroumgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Hohlkörper (10) in einer vorgeschalteten Bearbeitungsphase erst mechanisch partiell aufgeweitet wird und anschließend weichgeglüht wird, wobei ein spreizbarer Dorn verwendet wird, der zuerst axial eingeführt, anschließend gespreizt und axial über eine begrenzte Strecke weiter getrieben wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bearbeitungsphasen mechanisch partiell Aufweiten und anschließendes Weichglühen mehrfach nacheinander durchgeführt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Hohlkörper (10) auch vor der vorgeschalteten Bearbeitungsphase weichgeglüht wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die partielle Aufweitung des rohrförmigen Hohlkörpers an denjenigen Stellen vorgenommen wird, an denen die größte Änderung des Querschnittes nach dem Hydroumformen gegenüber dem Ausgangsquerschnitt auftritt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Bearbeitungsphase Weichglühen und Hydroumformen weitere Bearbeitungsphasen, wie mechanisches Biegen und mechanisches Vorformen vorgenommen werden.

Claims

1. A method for deforming tubular hollow bodies (10) made from a metal, particularly aluminium, wherein after a panel-like semi-finished product has been reshaped to give a closed cross-sectional profile and the opposing edges of the semi-finished product have been seam heat sealed, the tubular hollow body obtained thereby is annealed and finally hydroformed in a die (14) via a medium that is introduced into the hollow body (10),
characterised in that
the tubular hollow body (10) is first partly flared by mechanical means in a preceding processing phase, and is then annealed, wherein an expandable mandrel is used and is first introduced axially, then expanded and advanced axially over a delimited distance.

2. The method in accordance with claim 1,
characterised in that
the processing phases of partial flaring by mechanical means and subsequent annealing are performed multiple times consecutively.

3. The method in accordance with either of claims 1 or 2,
characterised in that
the tubular hollow body (10) is also annealed before the preceding processing phase.

4. The method in accordance with any of claims 1 to 3,
characterised in that
the tubular hollow body is partially flared at the points where the greatest change in the cross section compared with the original cross section occurs following hydroforming.

5. The method in accordance with any of claims 1 to 4,
characterised in that
additional processing phases, such as mechanical bending and mechanical preforming are carried out between the annealing and hydroforming phases.

Revendications

1. Procédé pour le moulage de pièces creuses (10) en métal ayant une forme tubulaire, en particulier en aluminium, dans lequel, postérieurement à la transformation d'un produit demi-élaboré ayant une forme de plateau en un profil transversal fermé et, une fois réalisée la couture longitudinalement soudée des arêtes situées, l'une face à l'autre, du produit demi-élaboré, la pièce creuse ayant une forme tubulaire déjà formée est détrempée et finalement, elle est hydrauliquement transformée en une matrice (14) par un moyen introduit dans la pièce creuse, caractérisé en ce que la pièce creuse, ayant une forme tubulaire, (10) est, tout d'abord, , partiellement élargie, de façon mécanique, lors d'une étape d'élaboration préalable et, par la suite, celle-ci est détrempée à la fois qu'un mandrin élargible est employé, lequel est, tout d'abord, introduit de façon axiale et, par la suite, celui-ci est élargit à la fois qu'il continue à être poussé, de façon axiale, le long d'un parcours limité.

2. Procédé, conformément à la revendication 1, caractérisé en ce que les étapes d'élaboration de l'élargissement partiel, de forme mécanique, et le détrempage mené à bout, par la suite, sont réalisés à plusieurs reprises, de façon consécutive.

3. Procédé, conformément aux revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la pièce creuse, ayant une forme tubulaire, (10) est également détrempée avant de l'étape d'élaboration préalable.

4. Procédé, conformément à l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'élargissement partiel de la pièce creuse, ayant une forme tubulaire, est mené à bout à partir des positions dans lesquelles est réalisée la plus grande modification de la coupe transversale, postérieurement à la transformation hydraulique face à la section transversale initiale.

5. Procédé, conformément à l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'entre l'étape d'élaboration du détrempage et la transformation hydraulique, sont menées à bout d'autres étapes d'élaboration comme le cintrage mécanique et le prémoulage mécanique.

Zeichnung