EP1479458B1 - Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen - Google Patents

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EP1479458B1 EP04012217A EP04012217A EP1479458B1 EP 1479458 B1 EP1479458 B1 EP 1479458B1 EP 04012217 A EP04012217 A EP 04012217A EP 04012217 A EP04012217 A EP 04012217A EP 1479458 B1 EP1479458 B1 EP 1479458B1
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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 with the steps flexible rolling of endless strip material with variable in the longitudinal direction of the strip material, continuously reduced compared to the initial thickness final thickness, Forming the strip material into an endless tube or profile, Cutting of individual pipe and profile pieces from the endless pipe or profile.
  • a method for producing tubes and hollow profiles with a longitudinally varying inner diameter For example, a method is known for producing tubes and hollow profiles with a longitudinally varying inner diameter.
  • predetermined portions of a metal strip are rolled, while the remaining portions maintain their un-rolled shape and thus the original material thickness.
  • the so differently rolled metal strip is profiled in a profile plant then to the pipe or hollow profile.
  • the periodic change from rolled to unwrought strip sections limits rolling speed and can lead to weak spots in the strip at the transitions.
  • no guidance of the metal strip is given.
  • no exact length measurement of the unalloyed band sections is possible.
  • Plants for round bending into 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 a corresponding roller arrangement with forming rollers are known in the art.
  • Such systems comprise a multiplicity of shaping rollers arranged one behind the other in the direction of production and with a regularly changing roller shape and / or axial position.
  • the tubes and profiles may be slotted tubes or profiles open in cross section or tubes or profiles closed in cross section.
  • the inner diameter or cross-section can be kept constant, while the variable wall thickness is formed on the outer diameter or cross-section.
  • the individual tube or profile pieces are transformed after cutting to such an extent that they have variable cross-sections over the length.
  • Such pieces of pipe are used in particular in motor vehicle construction in many applications, in particular as a carrier with defined non-uniform deformation behavior (crash elements) or with defined non-uniform load behavior (bending beam).
  • first round tubes are shaped over the length so that at least one longitudinal section is non-circular, in particular laterally flattened in cross section.
  • FIG. 1 An embodiment of such a tube is shown in the drawings. These show in Figure 1 an inventive tube 11 in longitudinal section and in Figures 2 and 3 in cross section. First sections 12, 13, 14 of greater wall thickness and one-sided flattenings 18 and two sections 16, 17 of lesser wall thickness with an undeformed circular cross-section can be seen on the tube. Furthermore, a longitudinal seam 19 is marked, which is not directly affected by the subsequent forming of the tube.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohren und Profilen mit über der Länge variabler Wandstärke 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- und Profilstücke vom endlosen Rohr oder Profil.
  • 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.
  • Aus der EP 0 938 937 A1 ist ein Verfahren der eingangs genannten Art zur Herstellung von Karosserie- und Fahrzeugteilen bekannt, bei dem ein flachbandförmiges planes Halbwerkzeug aus einem Magazin einer ersten Bearbeitungsstation zugeführt wird, in der es mittels Walzen selektiv über seiner Breite und gegebenenfalls zusätzlich auch über seiner Länge umgeformt wird. In einer zweiten Bearbeitungsstation wird das zunächst noch plane Band mittels umformender Walzen nach und nach zu einem Rohrprofil oder einem offenen Profil umgeformt. Gegebenenfalls werden die ursprünglich seitlichen Kanten in einer dritten Bearbeitungsstation längsnahtverschweißt. Abschließend wird der kontinuierliche Rohr- oder Profilstrang in Rohr- oder Profilabschnitte vereinzelt. In allen Stationen herrscht eine einheitliche Durchlaufgeschwindigkeit vor.
  • 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 der genannten Art 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,
    wobei das Bandmaterial nach dem mit hoher Geschwindigkeit erfolgenden flexiblen Walzen mit einer ersten Wickelgeschwindigkeit auf einen Coil aufgewickelt wird 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, wird.
  • 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 den Zeichnungen dargestellt. Diese zeigen in Figur 1 ein erfindungsgemäßes Rohr 11 im Längsschnitt und in Figuren 2 und 3 in Querschnitt. 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 (9)

  1. 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,
    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.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    schlossenen Rohr oder Profil längs verschweißt wird.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die einzelnen Rohr- oder Profilstücke nach dem Ablängen zu über der Länge variablen Querschnitten umgeformt werden.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Umformung durch hydraulische Innendruckumformverfahren erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein zunächst über der Länge gleichbleibend rundes Rohrstück so umgeformt wird, daß zumindest ein Längsabschnitt unrund, insbesondere einseitig abgeflacht ist.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 oder 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß ein Profilstück mit zunächst über der Länge gleichbleibendem Querschnitt so umgeformt wird, daß zumindest ein Längsabschnitt im Querschnitt davon abweicht.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beim flexiblen Walzen eine Reduzierung der Ausgangsdicke von durchgehend mindestens 5 % stattfindet.
  8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß sich aneinander anschließende Bandabschnitte um mindestens 20 %, insbesondere mehr als 25 % in der Enddicke unterscheiden.
  9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß im Bereich der Übergänge zwischen den einzelnen Bandabschnitten ein Gradient aus Dickenänderung zu Bandlänge von höchstens 1:40 erzeugt wird.
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