Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer eingebuchteten Aufnahmeöffnung

Beschreibung

[0001] Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer mit einer nach innen gezogenen Randfläche versehenen, seitlichen Aufnahmeöffnung an einem im Querschnitt geschlossen Hohlrohrteil, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 bzw. 4.

[0002] Seitliche, nach innen eingebuchtete Aufnahmeöffnungen an im Querschnitt geschlossenen Hohlrohrteilen, sogenannte Durchstellungen, wie sie etwa im Kraftfahrzeugbau als Lagersitze für die Elastomerlager von Hinterachs-Tragrohren benötigt werden, werden üblicherweise dadurch hergestellt, dass entweder in das Hohlrohr zunächst eine seitliche Montageöffnung eingestanzt oder ausgeschnitten und in diese dann eine das Elastomerlager aufnehmende Lagerbuchse eingeschweißt wird, oder dass das Hohlrohr aus zwei getrennten Halbschalen zusammengeschweißt wird, in die zuvor jeweils eine Lagersitzhälfte eingeformt wurde. Beide Maßnahmen erfordern einen hohen Fertigungsaufwand und bergen zudem, bedingt durch den Schweißprozess, das Risiko eines Wärmeverzugs und/oder höchst unerwünschter Eigenspannungen oder Gefügeänderungen des Tragrohrs.

[0003] Bei einer weiteren bekannten Fertigungsmethode, nach welcher das Hohlrohrteil im Wege der Innenhochdruckverformung mit integral angeformten Lagersitzflächen ausgebildet wird, stellt sich das Problem solcher schweißbedingten Qualitätseinbußen zwar nicht, jedoch ist diese Methode fertigungstechnisch so aufwändig, dass sie nur in begrenzten Anwendungsfällen zum Einsatz kommen kann.

[0004] Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen sich Aufnahmeöffnungen mit nach innen gezogenen Randflächen (Durchstellungen) an Hohlrohrteilen auf fertigungstechnisch einfache Weise herstellen lassen.

[0005] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das im Anspruch 1 gekennzeichnete Verfahren bzw. die im Anspruch 4 gekennzeichnete Vorrichtung gelöst.

[0006] Erfindungsgemäß wird die Schwierigkeit, dass ein in das Rohr eingeschobenes Formwerkzeug durch die nach dem Umformen in dieses formschlüssig eingreifenden Randbereiche der Aufnahmeöffnung blockiert wird und dann nicht mehr aus dem Rohr entfernt werden kann, dadurch behoben, dass das Formwerkzeug als Gliedermatrize ausgebildet wird, deren gelenkig miteinander verbundenen Matrizensegmente sich nach dem Lösen einer der Segmentverbindungen im Anschluss an den Umformvorgang auffalten und so die Engstelle zwischen dem eingebuchteten öffnungsrand und der Rohrinnenseite passieren können, so dass sich die Gliedermatrize als Ganzes problemlos wieder aus dem Rohrteil herausziehen lässt. Dies ergibt eine ganz erhebliche Fertigungsvereinfachung, da die Rohrdurchstellung nunmehr nach Art eines Tiefziehvorgangs einstückig am Hohlrohrteil angeformt werden kann, ohne dass es einer aufwändigen Innenhochdruckverformung oder des Verschweißens mehrerer, getrennt vorgefertigter Einzelteile bedarf.

[0007] Eine weitere Fertigungsvereinfachung wird nach Anspruch 2 vorzugsweise dadurch erreicht, dass einander bezüglich der Rohrachse diametral gegenüberliegende Aufnahmeöffnungen einschließlich der eingebuchteten Randabschnitte in einem einzigen Umformschritt gemeinsam ausgebildet werden.

[0008] Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich zwar auch sacklochartige Aufnahmeöffnungen herstellen, für viele Anwendungen werden aber nach innen freie Aufnahmeöffnungen, also solche ohne Bodenteil benötigt; dieses kann dabei gleichzeitig mit dem Umformprozess ausgestanzt werden, wird aber nach Anspruch 3 vorzugsweise zunächst mitausgeformt und nach dem Entfernen der Gliedermatrize vom Randbereich der Aufnahmeöffnung abgetrennt.

[0009] Um die von der Gliedermatrize im aufgefalteten Zustand der Matrizenglieder benötigte Durchziehbreite möglichst klein zu halten, liegt in besonders bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 4 mindestens eine der Gelenkverbindungen in einer durch die Mittelachse der Aufnahmeöffnung verlaufenden, zur Rohrachse senkrechten Ebene, und aus dem gleichen Grund sind die Gelenkverbindungen nach Anspruch 6 zweckmäßigerweise nahe am Matrizenumfang angeordnet.

[0010] Nach Anspruch 7 schließlich empfiehlt es sich, die Außenkontur der Gliedermatrize formgleich zum Innenquerschnitt des Hohlrohrteils im Bereich der parallelen Rohrabschnitte auszubilden, um so einen möglichst spielfreien Sitz der Gliedermatrize im Hohlrohrteil während des Umformvorgangs zu gewährleisten.

[0011] Die Erfindung wird nunmehr anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1a, b

ein gebogenes, im Querschnitt geschlossenes Hohlrohrteil mit im Bereich der Rohrendabschnitte parallel zueinander verlaufenden Wandabschnitten in der Aufsicht (a) und im Schnitt (b);

Fig. 2

einen der Rohrendabschnitte nach Fig. 1 in vergrößertem Maßstab mit eingeschobener Gliedermatrize im geschlossenen und - punktiert dargestellten - aufgefalteten Zustand; und

Fig. 3

eine teilweise geschnittene Ansicht der Gliedermatrize nach dem Umformvorgang.

[0012] In Fig. 1 ist ein gebogenes, im Querschnitt geschlossenes Hohlrohrteil 2 in Form eines Kraftfahrzeug-Hinterachsträgers mit einem kreisförmigen, an den Endabschnitten 3.1, 3.2 rechteckigen Querschnitt (Fig. 1b) dargestellt, wobei an den zueinander parallelen Rohrwandungen 4.1 und 4.2 der Endabschnitte 3.1, 3.2 jeweils eine - in Fig. 1 gestrichelt dargestellte - Aufnahmeöffnung mit nach innen eingezogenem Randbereich, eine sog. Durchstellung, ausgebildet werden soll, die einen Lagersitz für ein (nicht gezeigtes) Gummilager zur Befestigung des Hinterachsträgers 2 an der Fahrzeugkarosserie bildet.

[0013] Zur Herstellung der Durchstellung 5 dient die in Fig. 2 näher dargestellte Gliedermatrize 6. Diese besteht aus einem formgleich in den Rohrendabschnitt 3 einschiebbaren Grundkörper 7 mit einer in der Aufsicht halbkreisförmigen Formfläche 8.1 sowie mehreren, gelenkig miteinander verbundenen Einzelsegmenten 9.1 ... 9.4, die im geschlossenen Zustand die andere Formflächenhälfte 8.2 der Gliedermatrize 6 bilden. Die Gelenkverbindungen 10.1 ... 10.4 der Einzelsegmente 9 sind nahe dem Außenrand der Gliedermatrize 6 angeordnet, wobei die Gelenkverbindung 10.1 zwischen dem Grundkörper 7 und dem Endsegment 9.1 ebenso wie die Segmentverbindung 11 zwischen dem gegenüberliegenden Endsegment 9.4 und dem Grundkörper 7 in einer durch die Mittelachse M der Gliedermatrize 6 verlaufenden, zur Rohrachse A senkrechten Ebene liegen.

[0014] Beim Einschieben der Gliedermatrize 6 ist die Segmentverbindung 11, etwa ein von außen schnell lösbarer Schraub- oder Bajonettverschluss, geschlossen und wird erst nach Beendigung des weiter unten beschriebenen Umformprozesses gelöst, woraufhin sich die einzelnen Matrizensegmente 9 um ihre zugehörigen Gelenkverbindungen 10 nach außen in die in Fig. 2 gepunktet dargestellte Strecklage auffalten lassen und in dieser Lage die Engstelle zwischen einer an die Formfläche 8 der Gliedermatrize 6 angeformten, nach innen eingebuchteten Rohrdurchstellung und der Rohrseitenwand 4.3 passieren können.

[0015] Zu Beginn des Umformprozesses werden die Wandabschnitte 4.1, 4.2 durch je einen Blechhalter 12 (Fig. 3) gegen die Ober- bzw. Unterseite der in den Rohrendabschnitt 3 im verschlossenen Zustand eingeschobenen Gliedermatrize 6 angedrückt, woraufhin die Wandabschnitte 4.1, 4.2 mit Hilfe zweier gegensinnig zusammenfahrbarer Formstempel 13.1, 13.2, welche jeweils eine zur Formfläche 8 der Gliedermatrize 6 korrespondierende Gegenfläche 14 besitzen, nach Art eines Tiefziehvorgangs unter Bildung der Aufnahmeöffnungen 5 einschließlich der einstückig nach innen angeformten Randabschnitte 15 napfförmig eingebuchtet werden. Anschließend werden die Blechhalter 12 und Formstempel 13 hochgefahren und die Gliedermatrize 6 wird geöffnet und aus dem Rohrende 3 entfemt, woraufhin die Bodenteile 16 der napfförmigen Einbuchtungen abgetrennt werden können und die Rohrdurchstellung mit den von den Rohrabschnitten 15 gebildeten Lagersitzen für die Elastomerlager fertiggestellt ist.

Ansprüche

1. Verfahren zum Herstellen einer mit einer nach innen eingebuchteten Randfläche (15) versehenen, seitlichen Aufnahmeöffnung (5) an einem im Querschnitt geschlossenen Hohlrohrteil (2), dadurch gekennzeichnet, dass
zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallelen Wandabschnitten (4.1,4.2) des Hohlrohrteils (2) eine aus gelenkig miteinander verbundenen Einzelsegmenten (9.1-9.4) bestehende Gliedermatrize (6) angeordnet, das Rohrmaterial im Bereich zumindest eines der Wandabschnitte mit Hilfe eines zur Gliedermatrize (6) konformen Formstempels (13.1,13.2) unter Bildung der Aufnahmeöffnung (5) einschließlich der Randfläche (15) an die Gliedermatrize (6) angeformt und anschließend mindestens eine Segmentverbindung (10.1-10.4,11) der Gliedermatrize (6) gelöst und diese aus dem Hohlrohrteil (2) entfernt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass
an beiden zueinander parallelen Wandabschnitten (4.1,4.2) gleichzeitig jeweils eine Aufnahmeöffnung (5) einschließlich der zugehörigen Randfläche (15) mit Hilfe zweier mit der Matrizenober- bzw. -unterseite zusammenwirkender Formstempel (13.1,13.2) ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass
das Bodenteil (16) der durch die Umformung des Rohrwandabschnitts (4.1,4.2) erzeugten Einbuchtung (5) nach dem Entfernen der Gliedermatrize (6) abgetrennt wird.

4. Vorrichtung zum Herstellen einer mit einer nach innen eingebuchteten Randfläche (15) versehenen, seitlichen Aufnahmeöffnung (5) an einem im Querschnitt geschlossenen Hohlrohrteil (2), gekennzeichnet durch
eine in das Hohlrohrteil (2) zwischen zwei zueinander im wesentlichen parallele Wandabschnitte (4.1, 4.2) einführbare, aus gelenkig miteinander verbundenen Einzelsegmenten (9) bestehende Gliedermatrize (6) mit zumindest einer von außen lösbaren Segmentverbindung (11) und einem zugehörigen, zur Gliedermatrize konformen, die Rohrwandung unter Bildung der Aufnahmeöffnung (5) einschließlich der Randfläche (15) nach innen an die Gliedermatrize anformenden Formstempel (13).

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass
mindestens eine der Gelenkverbindungen (9.1) in einer durch die Mittelachse (M) der Aufnahmeöffnung (5) verlaufenden, zur Rohrachse (A) senkrechten Ebene liegt

6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkverbindungen (9) im Bereich des Matrizen-Außenumfangs angeordnet sind.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenkontur der Gliedermatrize (6) und die Innenkontur des Hohlrohrteils (2) im Bereich der zueinander parallelen Wandabschnitte (4.1, 4.2) formgleich gestaltet sind.

Claims

1. A method of producing a lateral receiving opening (5) with an inwardly bent edge surface (15) on a closed cross-section hollow tube part (2), characterised in that a matrix (6) of links consisting of pivotably connected individual segments (9.1 - 9.4) is disposed between two substantially parallel wall portions (4.1, 4.2) of the hollow tube part (2), the tube material is moulded in the region of at least one of the wall portions, using a moulding punch (13.1, 13.2) similar in shape to the link matrix (6), to form the receiving opening (5) including the edge surface (15) on the link matrix (6), and then at least one connection (10.1-10.4, 11) between the segments of the link matrix (6) is undone and the matrix is removed from the hollow tube part (2).

2. A method according to claim 1, characterised in that a receiving opening (5) including the associated edge surface (15) is simultaneously formed on both parallel wall portions (4.1, 4.2), using two moulding punches (13.1, 13.2) co-operating with the top and bottom respectively of the matrix.

3. A method according to claim 1 or claim 2, characterised in that the bottom part (16) of the indentation (5) formed by shaping the tube wall portion (4.1, 4.2) is cut off after removing the matrix (6).

4. A device for producing a lateral receiving opening (5), with an inwardly bent edge surface (15), on a closed cross-section hollow tube part (2), characterised by a matrix (6) of links comprising of pivotably connected individual segments (9), insertable into the hollow tube part (2) between two substantially parallel wall portions (4.1, 4.2) and comprising at least one externally releasable connection (11) between segments and an associated moulding punch (13) similar in shape to the link matrix and moulding the tube wall and forming the receiving opening (5) including the inward edge surface (15) on the link matrix.

5. A device according to claim 4, characterised in that at least one of the connections (9.1) between links lies in a plane extending through the centre axis (M) of the receiving opening (5) and at right angles to the tube axis (A).

6. A device according to claim 4 or claim 5, characterised in that the connections (9) are disposed near the outer periphery of the matrix.

7. A device according to any of claims 4 to 6, characterised in that the outer contour of the link matrix (6) and the inner contour of the hollow tube part (2) are identically shaped in the region of the parallel wall portions (4.1, 4.2).

Revendications

1. Procédé pour fabriquer une ouverture de réception (5) latérale munie d'une surface de bord (15) échancrée vers l'intérieur et placée sur une pièce tubulaire creuse (2) à section transversale fermée,
caractérisé en ce qu'
une matrice articulée (6), composée de segments distincts (9.1 à 9.4) reliés les uns aux autres par articulation, est placée entre deux segments de paroi (4.1, 4.2) pratiquement parallèles l'un à l'autre de la pièce tubulaire creuse (2),
dans la zone d'au moins un des segments de paroi, le matériau du tube est façonné à l'aide d'un poinçon de façonnage (13.1, 13.2) adapté à la matrice articulée (6) pour former sur la matrice articulée (6) l'ouverture de réception (5) ainsi que la surface de bord (15), et
ensuite au moins une liaison de segments (10.1 à 10.4, 11) de la matrice articulée (6) est détachée et la matrice articulée est retirée de la pièce tubulaire creuse (2).

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'
une ouverture de réception (5) ainsi que la surface de bord (15) correspondante est façonnée sur les deux segments de paroi (14.1, 14.2) parallèles l'un à l'autre à l'aide de deux poinçons de façonnage (13.1, 13.2) qui interagissent soit avec le côté supérieur, soit avec le côté inférieur de la matrice.

3. Procédé selon la revendication 1 ou 2,
caractérisé en ce que
la partie de fond (16) de l'échancrure (5) produite en déformant la portion de paroi tubulaire (4.1, 4.2) est séparée après avoir retiré la matrice articulée (4).

4. Dispositif pour fabriquer une ouverture de réception (5) latérale munie d'une surface de bord (15) échancrée vers l'intérieur et placée sur une pièce tubulaire creuse (2) à section transversale fermée,
caractérisé par
une matrice articulée (6) susceptible d'être introduite dans la pièce tubulaire creuse (2) entre deux segments de paroi (4.1, 4.2) pratiquement parallèles l'un à l'autre,
composée de segments distincts (9) reliés les uns aux autres par articulation, et
comportant au moins une liaison de segments (11) détachable de l'extérieur et un poinçon de façonnage (13) correspondant, adapté à la matrice articulée, qui façonne vers l'intérieur sur la matrice articulée la paroi de tube pour former l'ouverture de réception (5) ainsi que la surface de bord (15).

5. Dispositif selon la revendication 4,
caractérisé en ce qu'
au moins une des liaisons articulées (9.1) se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe de tube (A), et qui passe par l'axe central (M) de l'ouverture de réception (5).

6. Dispositif selon la revendication 4 ou 5,
caractérisé en ce que
les liaisons articulées (9) sont placées dans la zone du pourtour extérieur de la matrice.

7. Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6,
caractérisé en ce que
le contour extérieur de la matrice articulée (6) et le contour intérieur de la pièce tubulaire creuse (2) ont une forme identique dans la zone des segments de paroi (4.1, 4.2) parallèles l'un à l'autre.

Zeichnung