EP1479458A2 - Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen - Google Patents

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EP1479458A2 EP04012217A EP04012217A EP1479458A2 EP 1479458 A2 EP1479458 A2 EP 1479458A2 EP 04012217 A EP04012217 A EP 04012217A EP 04012217 A EP04012217 A EP 04012217A EP 1479458 A2 EP1479458 A2 EP 1479458A2
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Muhr und Bender KG
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    • Y10T29/51—Plural diverse manufacturing apparatus including means for metal shaping or assembling
    • Y10T29/5185—Tube making

Definitions

  • the invention relates to a method for producing pipes and profiles with over the length of variable wall thickness.
  • EP 0 788 849 A1 discloses a similar process for the production of pipes with sections of different wall thickness, in which an initial level Sheet metal by targeted partial wall thickness reduction areas of different Wall thickness arise with parallel course. This is the rolled Sheet metal cut, formed into a tube and along the abutting edges joined, in particular welded.
  • DD 244 083 A1 discloses a process for the production of pipes and hollow profiles with longitudinally changing inner diameter known.
  • the so differently rolled out metal strip is then in a profile plant profiled to the tube or hollow profile.
  • the periodic change from rolled to unrolled strip sections limited the rolling speed and can cause weak spots in the band at the Transitions lead.
  • the passage of the non-rolled band sections through the Rolling device is given no guidance of the metal strip. This is not an exact one Length measurement of the non-rolled band sections possible.
  • process control becomes the strip material after the high speed taking flexible rolls with a first winding speed on a Coil wound and for forming the strip material to the endless tube or Profile with a second lower winding speed, which on the forming optimized for endless tube or profile, unwound from this coil.
  • Systems for bending round to a tube in the longitudinal direction of the strip material or for forming into a profile in the longitudinal direction of the strip material with corresponding Roller assemblies with forming rollers are known in the art. Such systems include a plurality of consecutively in the production direction Forming rolls with regularly changing roll shape and / or axis position.
  • the tubes and profiles may be open in cross-section slotted tubes or Profile or cross-section closed tubes or profiles act.
  • preferred Procedure is the endless pipe or profile to the closed pipe or Longitudinal profile - especially in blunt joint - welded.
  • the inner diameter or cross-section are kept constant while the variable Wall thickness at the outer diameter or cross-section maps.
  • the individual Pipe or profile pieces formed after cutting to such an extent that they over the length have variable cross-sections.
  • Such pieces of pipe are used in particular Automotive engineering used in many applications, especially as a carrier with defined non-uniform deformation behavior (crash elements) or with defined non-uniform load behavior (bending beam).
  • the length remains constant over the length Round tubes formed so that at least one longitudinal section out of round, in particular is flattened laterally in cross section.
  • FIG. 1 An embodiment of such a tube is shown in the single drawing.
  • This shows in representation a an inventive tube 11 in longitudinal section.
  • first sections 12, 13, 14 with greater wall thickness and one-sided Flattening 18 and two sections 16, 17 of lesser wall thickness with undeformed circular cross section recognizable.
  • a longitudinal seam 19 is marked, which is not directly affected by the subsequent forming of the tube.

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. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen mit über der Länge variabler Wandstärke.
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.
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.
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.
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.
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.
    • 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.
    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.
    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.
    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.
    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).
    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.
    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.
    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.

    Claims (10)

    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.
    EP04012217A 2003-05-22 2004-05-24 Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen Active EP1479458B1 (de)

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    EP1479458B1 EP1479458B1 (de) 2007-08-08

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