Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen

Abstract

 Verfahren zum Herstellen von Rohren (11) und Profilen mit über der Länge variabler Wanddicke, mit den Schritten,
flexibles Walzen von endlosem Bandmaterial mit in Längsrichtung des Bandmaterials variabler, durchgehend gegenüber der Ausgangsdicke reduzierter Enddicke,
Umformen des Bandmaterials zu einem endlosen Rohr (11) oder Profil,
Ablängen einzelner Rohr- oder Profilstücke vom endlosen Rohr (11) oder Profil.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen mit über der Länge variabler Wandstärke.

[0002] Aus der DE 104 875 ist es bekannt, tafel- oder streifenförmige Blechstücke so auszuwalzen, daß parallele Streifen unterschiedlicher Wandstärke an dem Blechstück entstehen. Danach wird das Blechstück quer zu diesen Streifen rundgebogen und zu einem Rohr verlötet, wodurch das Rohr Längsabschnitte unterschiedlicher Wandstärke erhält.

[0003] Aus der EP 0 788 849 A1 ist ein gleichartiges Verfahren zur Herstellung von Rohren mit Abschnitten unterschiedlicher Wandstärke bekannt, bei dem aus einem anfangsebenen Blech durch gezielte partielle Wanddickenreduktion Bereiche unterschiedlicher Wanddicke mit zueinander parallelen Verlauf entstehen. Hierbei wird das gewalzte Blech zugeschnitten, zu einem Rohr umgeformt und entlang der Stoßkanten gefügt, insbesondere verschweißt.

[0004] Aus der DD 244 083 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Rohren und Hohlprofilen mit in Längsrichtung sich änderndem Innendurchmesser bekannt. Hierbei werden vorbestimmte Abschnitte eines Metallbandes ausgewalzt, während die übrigen Abschnitte ihre ungewalzte Form und damit die ursprüngliche Materialstärke beibehalten. Das so unterschiedlich ausgewalzte Metallband wird in einer Profilanlage dann zum Rohr oder Hohlprofil profiliert.

[0005] Der periodische Wechsel von ausgewalzten zu ungewalzten Bandabschnitten beschränkt die Walzgeschwindigkeit und kann zu Schwachstellen im Band an den Übergängen führen. Beim Durchlauf der ungewalzten Bandabschnitte durch die Walzeinrichtung ist keine Führung des Metallbandes gegeben. Damit ist keine exakte Längenbemessung der ungewalzten Bandabschnitte möglich.

[0006] Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Herstellungsverfahren mit erhöhter Produktivität für Rohre und Profile der genannten Art in verbesserter Qualität bereitzustellen. Die Lösung hierfür besteht in einem Verfahren mit den erfindungsgemäßen Schritten:

flexibles Walzen von endlosem Bandmaterial mit in Längsrichtung des Bandmaterials variabler, durchgehend gegenüber der Ausgangsdicke reduzierter Enddicke,

Umformen des Bandmaterials zu einem endlosen Rohr oder Profil,

Ablängen einzelner Rohr- oder Profilstücke vom endlosen Rohr oder Profil.

[0007] Mit diesem Verfahren wird die Technik des flexiblen Walzen von endlosem Bandmaterial, wie sie z. B. in der Deutschen Patentanmeldung 103 15 357.8 der Anmelderin beschrieben ist, für die Herstellung von Rohren und Profilen der genannten Art zur Erhöhung der Produktivität erschlossen.

[0008] Hierbei ist es grundsätzlich möglich, die Walzgeschwindigkeit an die bestmögliche Umformgeschwindigkeit für das Umformen zum endlosen Rohr oder Profil anzupassen, so daß sämtliche Verfahrensschritte synchron ablaufen können. In bevorzugter Verfahrensführung wird jedoch das Bandmaterial nach dem mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden flexiblen Walzen mit einer ersten Wickelgeschwindigkeit auf einen Coil aufgewickelt und zum Umformen des Bandmaterials zum endlosen Rohr oder Profil mit einer zweiten geringeren Wickelgeschwindigkeit, die auf das Umformen zum endlosen Rohr oder Profil optimiert ist, von diesem Coil abgewickelt.

[0009] Anlagen zum Rundbiegen zu einem Rohr in Längsrichtung des Bandmaterials bzw. zum Umformen zu einem Profil in Längsrichtung des Bandmaterials mit entsprechender Walzenanordnung mit formgebenden Walzen sind in der Technik bekannt. Solche Anlagen umfassen eine Vielzahl von in Produktionsrichtung hintereinanderliegenden Formwalzen mit sich regelmäßig ändernder Walzenform und/oder Achslage.

[0010] Bei den Rohren und Profilen kann es sich um im Querschnitt offene Schlitzrohre oder Profile oder im Querschnitt geschlossene Rohre oder Profile handeln. In bevorzugter Verfahrensführung wird das endlose Rohr oder Profil zum geschlossen Rohr oder Profil längs - insbesondere in stumpfem Stoß - verschweißt. Hierbei kann der Innendurchmesser oder -querschnitt konstant gehalten werden, während sich die variable Wanddicke am Außendurchmesser oder -querschnitt abbildet.

[0011] Nach einer weiterführenden günstigen Verfahrensgestaltung werden die einzelnen Rohr- oder Profilstücke nach dem Ablängen derart umgeformt, daß sie über der Länge variable Querschnitte aufweisen. Derartige Rohrstücke werden insbesondere im Kraftfahrzeugbau in vielen Verwendungszwecken eingesetzt, insbesondere als Träger mit definiertem ungleichförmigen Verformungsverhalten (Crashelemente) oder mit definiertem ungleichförmigen Belastungsverhalten (Biegeträger).

[0012] Nach einer besondere Verfahrensführung werden zunächst über der Länge gleichbleibend runde Rohre so umgeformt, daß zumindest ein Längsabschnitt unrund, insbesondere im Querschnitt seitlich abgeflacht ist.

[0013] Beim flexiblen Walzen werden stetige Übergänge zwischen den einzelnen Bandabschnitten bezüglich der Dicke hergestellt. Es findet insbesondere eine Reduzierung der Ausgangsdicke von durchgehend mindestens 5 % statt. Hierbei sollten sich aneinander anschließende Bandabschnitte in der Enddicke um mindestens 20 %, insbesondere mehr als 25 % unterscheiden. Die Übergänge zwischen einzelnen Bandabschnitten unterschiedlicher konstanter Bandenddicke sollen so gestreckt sein, daß ein Gradient aus Dickenänderung zu Bandlänge von höchstens 1:40 entsteht.

[0014] Ein Ausführungsbeispiel für ein solches Rohr ist in der einzigen Zeichnung dargestellt. Diese zeigt in Darstellung a ein erfindungsgemäßes Rohr 11 im Längsschnitt. An dem Rohr sind erste Abschnitte 12, 13, 14 mit größerer Wandstärke und einseitigen Abflachungen 18 sowie zwei Abschnitte 16, 17 geringerer Wandstärke mit unverformtem kreisrunden Querschnitt erkennbar. Weiterhin ist eine Längsnaht 19 markiert, die vom nachträglichen Umformen des Rohres nicht unmittelbar betroffen ist.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen mit über der Länge variabler Wanddicke,
mit den Schritten,
flexibles Walzen von endlosem Bandmaterial mit in Längsrichtung des Bandmaterials variabler, durchgehend gegenüber der Ausgangsdicke reduzierter Enddicke,
Umformen des Bandmaterials zu einem endlosen Rohr oder Profil,
Ablängen einzelner Rohr- oder Profilstücke vom endlosen Rohr oder Profil.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß nach dem flexiblen Walzen das endlose Bandmaterial mit einer ersten Wickelgeschwindigkeit auf einen Coil aufgewickelt wird und daß das endlose Bandmaterial von diesem Coil zum Umformen des Bandmaterials mit einer zweiten geringeren Wickelgeschwindigkeit abgewickelt wird.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Bandmaterial nach dem Umformen und vor dem Ablängen zum geschlossenen Rohr oder Profil längs verschweißt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einzelnen Rohr- oder Profilstücke nach dem Ablängen zu über der Länge variablen Querschnitten umgeformt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Umformung durch hydraulische Innendruckumformverfahren erfolgt.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein zunächst über der Länge gleichbleibend rundes Rohrstück so umgeformt wird, daß zumindest ein Längsabschnitt unrund, insbesondere einseitig abgeflacht ist.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Profilstück mit zunächst über der Länge gleichbleibendem Querschnitt so umgeformt wird, daß zumindest ein Längsabschnitt im Querschnitt davon abweicht.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim flexiblen Walzen eine Reduzierung der Ausgangsdicke von durchgehend mindestens 5 % stattfindet.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß sich aneinander anschließende Bandabschnitte um mindestens 20 %, insbesondere mehr als 25 % in der Enddicke unterscheiden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Übergänge zwischen den einzelnen Bandabschnitten ein Gradient aus Dickenänderung zu Bandlänge von höchstens 1:40 erzeugt wird.

Zeichnung