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Dokumentenidentifikation DE19915381A1 26.10.2000
Titel Verfahren zum Herstellen eines rohrartigen Strukturelements
Anmelder Amborn, Peter, Dr.-Ing., 53819 Neunkirchen-Seelscheid, DE
Erfinder Amborn, Peter, Dr.-Ing., 53819 Neunkirchen-Seelscheid, DE
Vertreter Walther, Walther & Hinz, 34130 Kassel
DE-Anmeldedatum 06.04.1999
DE-Aktenzeichen 19915381
Offenlegungstag 26.10.2000
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.10.2000
IPC-Hauptklasse B21C 37/06
IPC-Nebenklasse B21C 37/15   B21D 26/02   B21D 53/88   F16L 13/02   
Zusammenfassung Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form, die große und kleine Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs ihrer Länge aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält:
(I) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Rohrmaterials, wobei das erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge,
(II) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart zu der ersten Länge, wobei die zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb dieses zweiten Bereichs mit relativ großen Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Rohrmaterials hat, wobei das zweite Rohr eine konstante Wanddicke und längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
(III) Verbinden benachbarter Enden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Bilden überlappender Endteile, die fest aneinander befestigt werden und
(IV) Ausführen von Formoperationen an den ersten und zweiten Rohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines rohrartigen Strukturelements und ein rohrartiges Strukturelement, welches insbesondere, aber nicht ausschließlich zur Verwendung bei der Konstruktion von Fahrzeugen geeignet ist.

Bei der Konstruktion von Fahrzeugen werden rohrartige Strukturelemente weitverbreitet verwendet, die von komplexer Form sind, und Querschnittsabmessungen variieren stark längs ihrer Länge. Beispiele solcher Elemente in einem Automobil sind die A-Säule, die B-Säule oder der Instrumententafelträger.

Diese Elemente werden üblicherweise in ihre endgültige Form aus einem Rohr geformt, welches vor dem Formverfahren konstanten Querschnitt hat. Das Formverfahren wird in einem Gesenk ausgeführt und verwendet Kalt- oder Warmfluiddruckformen. Das Formen von Rohren in gewünschte Formen unter Verwendung eines fluiden Mediums, welches innerhalb des Rohrs unter Druck zugeführt wird, ist bekannt. Das Medium können kleine feste Bälle sein, welche gemeinsam wie ein Fluid wirken, oder kann eine Flüssigkeit sein, wie geeignetes Öl, oder kann ein Gas sein, wie Luft oder Dampf. In dieser Beschreibung wird das Formverfahren, das innerhalb eines Gesenks ausgeführt wird und welches ein fluides Druckmedium verwendet, als ein Hydroformverfahren bezeichnet. Das Hydroformverfahren kann ausgeführt werden unter Verwendung eines warmen oder kalten Gesenks und/oder Rohrs.

Das Hydroformverfahren ist beschränkt durch das Hydroformdehnungsverhältnis des Materials, aus dem das Rohr besteht, und so ist es bei einem einzelnen Rohr für die maximalen und minimalen Querschnittsabmessungen der endgültigen Form des Elements nur möglich, um das doppelte des Hydroformdehnverhältnisses des Materials zu differieren.

In der vorliegenden Beschreibung ist der Begriff "Hydroformdehnungsverhältnis" eines Materials der Betrag, um welchen das Material unter den Bedingungen eines Hydroformverfahrens gedehnt werden kann.

Es ist ein allgemeines Ziel der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Formen, vorzugsweise unter Verwendung von Kalt- oder Warmhydroformtechniken, eines rohrartigen Strukturelements zu schaffen, das maximale und minimale Querschnittsabmessungen hat, welche um mehr als das doppelte des Hydroformdehnungsverhältnisses des Materials differieren können, aus welchem das Element besteht.

Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form geschaffen, die von großen und kleinen Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs ihrer Länge ist, welches Verfahren die Schritte enthält:

  • a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs relativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge hat,
  • b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs relativ großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebildet ist, welches zweite Rohr eine konstante Wanddicke hat und längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
  • c) Verbinden benachbarter Enden der ersten und zweiten Rohre miteinander, und
  • d) Ausführen von Formoperationen an den ersten und zweiten Rohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

Falls es gewünscht ist, kann der Schritt (iv) vor dem Schritt (iii) ausgeführt werden.

Vorzugsweise liegen die ersten und zweiten konstanten Querschnittsabmessungen jeweils außerhalb der zweiten und ersten Bereiche von Querschnittsabmessungen, und das Verbinden der ersten und zweiten Rohre enthält die Schritte:

  • a) Ausweiten eines Endes des ersten Rohrs, um eine erste Verbindungsausbildung von größerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die erste konstante Querschnittsabmessung, und/oder
  • b) Verengen eines Endes des zweiten Rohrs, um eine zweite Verbindungsausbildung von geringerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die zweite konstante Querschnittsabmessung,
  • c) Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsausbildungen miteinander, um die ersten und zweiten Rohre miteinander zu verbinden.

Der Schritt (v) und/oder der Schritt (vi) können ausgeführt werden unter Verwendung jeglicher kalten oder heißen Deformiertechnik, einschließlich Gesenkschmieden, Ziehen oder Heiß- oder Kalthydroformen.

Die ersten und zweiten Verbindungsausbildungen können fest miteinander verbunden werden durch Verbindungstechniken, wie Schweißen.

Alternativ oder zusätzlich können die ersten und zweiten Verbindungsausbildungen geformt werden, um geringfügig überlappende Endteile zu haben, die fest aneinander befestigt werden durch eine Formoperation, die die geringfügig überlappenden Endteile veranlaßt, zusammengedrückt zu werden. Vorzugsweise wird eine relative axiale Bewegung zwischen den geringfügigen Teilen der ersten und zweiten Verbindungsteile gesteuert, wenn die jeweiligen geringfügigen Teile zusammengedrückt werden. In dieser Hinsicht können die geringfügig überlappenden Teile angepaßt werden durch Formen, um eine mechanische Verriegelung dazwischen bereitzustellen, die einer relativen axialen Bewegung zwischen den geringfügig überlappenden Teilen widersteht.

Alternativ oder zusätzlich kann Reibmaterial zwischen den geringfügig überlappenden Teilen angeordnet werden, um eine relative axiale Bewegung dazwischen zu unterbinden.

Es ist zu verstehen, daß das Material des ersten Rohrs dasselbe sein kann wie das oder verschieden sein kann zu dem Material des zweiten Rohrs und von derselben oder unterschiedliche Wanddicke sein kann.

Die Rohre können symmetrisch oder asymmetrisch in der Querschnittsform sein.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form geschaffen, das große und kleine Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs seiner Länge hat, welches Verfahren die Schritte enthält:

  • a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs relativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge hat,
  • b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs relativ großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebildet ist, welches zweite Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine zweite konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
  • c) Auswählen eines Zwischenverbindungsrohrs, das ein erstes Ende von relativ kleiner Querschnittsabmessung und ein zweites Ende von relativ großer Querschnittsabmessung hat,
  • d) Verbinden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Verbinden eines Endes des ersten Rohrs mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs und durch Verbinden eines Endes des zweiten Rohrs mit dem zweiten Ende des Verbindungsrohrs, und
  • e) Ausführen von Formoperationen an den ersten, zweiten und Verbindungsrohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.

Vorzugsweise wird das Verbindungsrohr mit den ersten und zweiten Rohren durch Schweißen verbunden.

Vorzugsweise nimmt das Verbindungsrohr progressiv in den Querschnittsabmessungen von seinem ersten Ende zu seinem zweiten Ende mit einer im wesentlichen konstanten Rate längs seiner Länge zu. Bei einer bevorzugten Ausführung ist das Verbindungsrohr in der Form eines stumpfen Kegels.

Verschiedene Aspekte der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines länglichen Teils eines fertiggestellten rohrartigen Strukturelements gemäß der vorliegenden Erfindung ist,

Fig. 2 eine genauere schematische Darstellung des Elements, das in der Fig. 1 gezeigt ist, im Verbindungsbereich zwischen benachbarten Rohren ist,

Fig. 3 eine schematische Darstellung ist, die erste und zweite Rohre zum Bilden jeweiliger erster und zweiter Längen des Elements in der Fig. 1 zeigt,

Fig. 4, 5 und 6 schematisch alternative Konfigurationen zum Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsausbildungen darstellen,

Fig. 7 eine Darstellung ähnlich zur Fig. 1 ist, die eine unterschiedliche Ausführung zeigt,

Fig. 8 eine Darstellung ist, die Rohre vor der Formung zu dem rohrartigen Element zeigt, das in der Fig. 7 gezeigt ist.

Unter Bezugnahme anfänglich auf die Fig. 1 ist dort ein längliches Wandteil eines rohrartigen Strukturelements 10 gezeigt.

Das Element 10 ist in Längsabschnitte L1, L2 geteilt, wobei innerhalb des Abschnittes L1 die Querschnittsabmessungen des Elements 10 innerhalb eines ersten Abmessungsbereichs D1 variieren, und wobei innerhalb des Abschnittes L2 die Querschnittsabmessungen des Elements innerhalb eines zweiten Abmessungsbereichs D2 variieren.

Das Element 10 ist allgemein aus Rohren T1 und T2 geformt, die Ende an Ende verbunden sind, um ein einzelnes Element 10 zu formen, das eine kontinuierliche strukturelle Integrität längs seiner Länge hat.

Das Element 10 ist durch Deformieren des Materials der Rohre T1 und T2 unter Verwendung von Kalt- oder Heißhydroformtechniken geformt und hängt so von den Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften der Materialien der Rohre T1 und T2 und den Temperaturbedingungen des Kalt- oder Heißhydroformverfahrens ab. Die maximalen und minimalen Querschnittsabmessungen, zu deren Formung das Rohr T1 unter diesen Bedingungen geeignet ist, ist durch Linien T1, Emax bzw. T1, Emin dargestellt, und für das Rohr T2 durch Linien T2, Emax bzw. T2, Emin dargestellt.

Wie in der Fig. 1 gezeigt ist, sind die Rohre T1 und T2 an einer Stelle TD verbunden, und diese Stelle ist auszuwählen, so daß sie an einer Längsposition längs des Elements 10 auftritt, an der die folgende Bedingung gilt, d. h. die maximale Querschnittsabmessung T1, Cmax, die durch Dehnung des Rohrs T1 (durch jegliche herkömmliche Technik) erzielbar ist, ist größer oder gleich der minimalen Querschnittsabmessung T2, Cmax, die durch Dehnung des Rohrs T2 (durch jegliche herkömmliche Technik) erzielbar ist.

In der Fig. 1 ist T1, Cmax als gleich mit T2, Cmin gezeigt. Jedoch ist, wie in der Fig. 2 diagrammartig dargestellt ist, wenn T1, Cmax größer als T2, Cmin ist, dann, um so größer der Unterschied zwischen T1, Cmax und T2, Cmin ist, die Längenzone JZ um so länger, längs welcher die Verbindung TD selektiv angeordnet sein kann.

Entsprechend ist es möglich, durch Analysieren der Variation der Querschnittsabmessungen längs der Länge des Elements 10 Längenabschnitte L1, L2, . . . etc. zu identifizieren, die Querschnittsabmessungen haben, die innerhalb vorgegebener Bereiche variieren, und geeignete Längen von Rohren T1, T2 etc. auszuwählen, die vorgegebene Dehnungseigenschaften zum Formen entsprechender Längenabschnitte L1, L2 etc. haben.

Um ein einzelnes Element 10 zu formen, das eine strukturelle Integrität längs seiner Länge hat, ist es erforderlich, Rohre T1, T2 Ende an Ende in einer starren Weise an einer Stelle TD zu verbinden.

Bei einer bevorzugten Ausführung ist, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, das Rohr T1 von einer konstanten Querschnittsabmessung C1, die geringer als die minimale Abmessung T2, Emin des Rohrs T2 ist, und ist das Rohr T2 von einer konstanten Querschnittsabmessung C2, die größer als die maximale Abmessung T1, Emax des Rohrs T1 ist. Dies ist bevorzugt, da es in Kombination solche Rohre T1, T2 ermöglichen, daß eine weite Variation von Querschnittsabmessungen erzielt wird, d. h. von der unteren Grenze von D1 zur oberen Grenze von D2, wie in dem Fall, in dem T1, Emax = T2, Emin.

Entsprechend müssen bei dieser Anordnung, um die Rohre T1, T2 miteinander zu verbinden, wenigstens ein Ende oder vorzugsweise beide jeweiligen Enden der Rohre deformiert werden, um entsprechend erste und zweite Verbindungsausbildungen 30, 31 zu erzeugen.

Die Verbindungsausbildung 30 wird gebildet durch Aufweiten des Endes des Rohrs T1 auf eine Querschnittsabmessung CE, die größer als seine konstante Querschnittsabmessung C1 ist.

Die Verbindungsausbildung 31 ist gebildet durch Verengen des Endes des Rohrs T2 auf eine Querschnittsabmessung CR, die geringer als seine konstante Querschnittsabmessung C2 ist.

Die Deformation des Rohrs T1 und/oder Rohrs T2, um entsprechend Verbindungsausbildungen C1, C2 zu bilden, kann erzielt werden durch jegliche herkömmliche Technik, z. B. Kaltformen, wie Gesenkschmieden, oder Heißschmiedetechniken. Entsprechend kann der Deformationsbetrag, um CE und/oder CR zu erzielen, so sein, daß jeweilige Hydroformdehnungsverhältnisse der Rohre T1, T2 entsprechend überstiegen werden.

Die Querschnittsabmessungen CE und CR werden gewählt, so daß die Verbindungsausbildungen 30, 31 miteinander verbunden werden können.

In dieser Hinsicht können CE und CR in der Größenordnung gleich sein, um eine Stoßverbindung 36 zu bestimmen, wie in der Fig. 3 dargestellt ist, wobei die jeweiligen aneinanderstoßenden Enden 37, 38 der Rohre T1 und T2 miteinander verbunden sind durch geeignete Verbindungstechniken, wie Schweißen oder Löten.

Alternativ können, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, die Verbindungsausbildungen 30, 31 geformt sein, um geringfügig überlappende Endteile 41, 42 zu haben, die praktisch teleskopartig in Eingriff sind.

Überlappende Endteile 41, 42 können eine kalte Lötstelle durch Ausdehnung des Innenteils 41 in Druckkontakt mit dem Außenteil 42 während des Formverfahrens zum Formen der Endform des Elements 10 aus den Rohren T1, T2 bereitstellen.

Vorzugsweise werden die überlappenden Teile 41, 42 während dieses Formverfahrens gesteuert, so daß sie von relativer axialer Bewegung abgehalten werden. Entsprechend ist bei der Ausführung, die in der Fig. 5 dargestellt ist, Reibmaterial vorzugsweise zwischen gegenüberliegenden Seiten der Teile 41, 42 angeordnet.

Bei der Ausführung von Fig. 6 sind die gegenüberliegenden Seiten der Teile 41, 42 mit einer oder mehreren Ausnehmungen 44 und entsprechend kooperierenden Rippen 45 versehen, welche nach einer anfänglichen Ausdehnung des Innenteils 41 kooperieren, um eine mechanische Verriegelung zu bilden, um eine relative axiale Bewegung zu unterbinden. Es ist jedoch zu verstehen, daß Reibmaterial auch zwischen den Teilen 41, 42 bei der Ausführung von Fig. 6 vorgesehen sein kann, falls es gewünscht ist.

Es ist auch vorstellbar, daß die überlappenden Teile 41, 42 durch Niettechniken, wie Blindniete, aneinander befestigt sein können.

In dem obigen Beispiel sind zwei Rohre T1, T2 beschrieben zum Bilden eines Längenteils des Elements 10. Es ist zu verstehen, daß zwei Rohre T1, T2 ausreichend sein können, um die gesamte Länge des Elements 10 zu bilden, oder das zusätzliche Rohre, die verschiedene Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften zu den Rohren T1, T2 haben, inkorporiert werden können.

In dieser Hinsicht ist zu verstehen, daß die Wahl, welches Rohr an einer gegebenen Stelle längs der Länge des Elements 10 angeordnet sein sollte, durch die konstanten Querschnittsabmessungen des Rohrs und das Material, aus dem es besteht, beeinflußt sein kann.

Zum Beispiel ist es vorstellbar, daß Rohre desselben oder verschiedener Materialien Ende an Ende verbunden sein können. Zum Beispiel kann das Element 10 aus verformten Rohren zusammengesetzt sein, die aus Stahl und Aluminium bestehen.

Das Formverfahren zum Deformieren der Rohre T1, T2 wird vorzugsweise nach dem Verbinden der Rohre ausgeführt und ist vorzugsweise ein Kalt- oder Warmhydroformen.

Es ist vorstellbar, daß, falls es gewünscht ist, eines der Rohre T1, T2 eine konstante Querschnittsabmessung C1 bzw. C2 haben kann, die innerhalb des Abmessungsbereichs D1 oder D2 des anderen Rohrs liegt. In einem solchen Fall ist zu verstehen, daß das Ende von nur einem Rohr deformiert werden muß, um eine Verbindungsausbildung zur Verbindung mit dem Ende des anderen Rohrs zu bilden.

Es ist auch vorstellbar, daß eine Deformation durch Hydroformen nur an einem Rohr ausgeführt werden kann, und daß das andere Rohr von konstantem Querschnitt längs seiner Länge oder durch andere herkömmliche Techniken deformiert sein kann. Wenn diese Rohre verbunden werden sollen, wie bei den Ausführungen der Fig. 5 und 6, dann werden überlappende Teile 41, 42 vorzugsweise durch ein Hydroformverfahren gebildet.

Es ist zu verstehen, daß die Rohre T1, T2 aus symmetrischer oder asymmetrischer Querschnittsform relativ zu ihrer Längsachse sein können.

Es ist auch zu verstehen, daß die Verbindungsausbildungen 30 und/oder 31 geformt sein können, um symmetrisch oder asymmetrisch relativ zur Längsachse der jeweiligen Rohre T1, T2 sind/ist.

Entsprechend können die Rohre T1, T2 nach dem Verbinden koaxial sein oder Achsen haben, die gegeneinander versetzt sind.

Eine weitere Ausführung ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt.

Wie in der Fig. 7 dargestellt ist, hat das Element 10 zwei Längen L1 und L2, die aus jeweiligen Rohren T1 und T2 gebildet sind. Jedoch haben die Rohre T1 und T2 nicht die Eigenschaft, so deformiert zu werden, daß T1 Cmax > T2 Cmin. Statt dessen ist in der Fig. 7 T1 Cmax < T2 Cmin, und so ist eine direkte Verbindung zwischen den Enden der Rohre T1 und T2 nicht möglich.

Um die Rohre T1 und T2 aneinander zu befestigen, ist ein Verbindungsrohr Tc vorgesehen, welches zwischen den Rohren T1 und T2 angeordnet ist. Das Verbindungsrohr Tc hat ein erstes axiales Ende 60 von relativ kleiner Querschnittsabmessung und ein zweites axiales Ende 61 von relativ großer Querschnittsabmessung.

Die Querschnittsform und -abmessung des ersten axialen Endes 60 nähern sich jenen des Endes des Rohrs T1 an, mit welchem es verbunden ist, und ähnlich nähern sich die Querschnittsform und -abmessung des zweiten axialen Endes 61 jenen des Endes des Rohrs T2 an, mit welchem es verbunden ist. Dies ist schematisch in der Fig. 8 dargestellt.

Die jeweiligen Enden der Rohre T1, Tc und T2 sind miteinander verbunden unter Verwendung herkömmlicher Verbindungstechniken, wie Schweißen oder Löten.

Nach dem Verbinden der Rohre T1, Tc und T2 werden die verbundenen Rohre durch Hydroformen deformiert, um das Element 10 zu bilden.

In dem Beispiel, das in den Fig. 7 und 8 dargestellt ist, hat die axiale Länge LJ des Rohrs Tc einen minimalen Wert, der durch den Unterschied zwischen T1 Cmax und T2 Cmin bestimmt ist. Dieser minimale Wert ist in den Fig. 7 und 8 wiedergegeben. Jedoch ist zu verstehen, daß die Länge LJ gewählt werden kann, daß sie länger ist, unter Berücksichtigung des Deformationsbetrages, der während der Hydroformstufe durch die Rohre T1 und T2 erforderlich ist.

Es ist auch zu verstehen, daß die Verwendung eines Verbindungsrohrs Tc nicht auf die Situation beschränkt ist, in der T1 Cmax < T2 Cmin, und daß ein Verbindungsrohr Tc bei den Ausführungen verwendet werden kann, die im Zusammenhang mit den Fig. 1, 2 und 3 beschrieben wurden.

Es ist auch zu verstehen, daß jegliche der Rohrverbindungstechniken, die im Zusammenhang mit den Fig. 4, 5 oder 6 beschrieben wurden, verwendet werden kann, um das Rohr Tc mit dem Rohr T1 und/oder dem Rohr T2 zu verbinden.

Das Material, aus dem das Rohr Tc gebildet ist, kann dasselbe oder verschieden von jenem sein, das für die Rohre T1 oder T2 verwendet wurde.

Es ist zu verstehen, daß die Querschnittsform der ersten und zweiten Enden 60, 61 jeweils des Rohrs Tc der Form der Enden der Rohre T1 und T2 entspricht, mit welchen sie verbunden sind. Jedoch kann die Querschnittsform des Rohrs Tc zwischen seinen ersten und zweiten Enden 60, 61 von jeglicher geeigneten Form sein unter Berücksichtigung der erforderlichen Querschnittsform des Elements 10.

Üblicherweise wird das Verbindungsrohr Tc von konstanter Querschnittsform längs seiner Länge sein und wird progressiv in der Querschnittsabmessung vom Ende 60 zum Ende 61 zunehmen. Somit wird das Rohr Tc üblicherweise in der Form eines stumpfen Kegels sein.

Die Wanddicke jedes der Rohre T1, T2 und Tc ist konstant längs seiner Länge. Die Wanddicke jedes Rohrs T1, T2, Tc kann dieselbe sein oder kann unterschiedlich sein.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form, die von großen und kleinen Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs ihrer Länge ist, welches Verfahren die Schritte enthält:
    1. a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs relativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine konstante Wanddicke hat und eine erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge hat,
    2. b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs relativ großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebildet ist, welches zweite Rohr eine konstante Wanddicke hat und längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
    3. c) Verbinden benachbarter Enden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Bilden überlappender Endteile, die fest aneinander befestigt werden, und
    4. d) Ausführen von Formoperationen an den ersten und zweiten Rohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt (iv) vor dem Schrift (iii) ausgeführt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die ersten und zweiten konstanten Querschnittsabmessungen jeweils außerhalb der zweiten und ersten Bereiche von Querschnittsabmessungen liegen, und das Verbinden der ersten und zweiten Rohre die Schritte enthält:
    1. a) Ausweiten eines Endes des ersten Rohrs, um eine erste Verbindungsausbildung von größerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die erste konstante Querschnittsabmessung, und/oder
    2. b) Verengen eines Endes des zweiten Rohrs, um eine zweite Verbindungsausbildung von geringerer Querschnittsabmessung zu bilden, als die zweite konstante Querschnittsabmessung,
    3. c) Verbinden der ersten und zweiten Verbindungsausbildungen miteinander, um die ersten und zweiten Rohre miteinander zu verbinden.
  4. 4. Verfahren nach jeglichem der Ansprüche 1 bis 3, wobei im Schritt (iv) wenigstens eines der Rohre unter Verwendung von Hydroformtechniken deformiert wird.
  5. 5. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die ersten und zweiten Rohre aus demselben Material gebildet sind und dieselben oder unterschiedliche Wanddicke haben.
  6. 6. Verfahren nach jeglichem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ersten und zweiten Rohre aus verschiedenen Materialien gebildet sind und dieselbe oder unterschiedliche Wanddicke haben.
  7. 7. Verfahren zum Formen eines länglichen Strukturelements gewünschter Form, das große und kleine Querschnittsabmessungen an beabstandeten Stellen längs seiner Länge hat, welches Verfahren die Schritte enthält:
    1. a) Auswählen eines ersten Rohrs zum Formen einer ersten ausgewählten Länge des Elements mit Querschnittsabmessungen innerhalb eines ersten Bereichs relativ kleiner Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials, aus welchem das erste Rohr gebildet ist, welches erste Rohr eine erste konstante Querschnittsabmessung längs seiner Länge hat,
    2. b) Auswählen eines zweiten Rohrs zum Formen einer zweiten ausgewählten Länge des Elements benachbart der ersten Länge, welche zweite Länge des Elements Querschnittsabmessungen innerhalb eines zweiten Bereichs relativ großer Querschnittsabmessungen innerhalb der Hydroformdehnungsverhältniseigenschaften des Materials hat, aus welchem das zweite Rohr gebildet ist, welches zweite Rohr längs seiner Länge eine zweite konstante Querschnittsabmessung hat, die verschieden von der ersten konstanten Querschnittsabmessung ist,
    3. c) Auswählen eines Zwischenverbindungsrohrs, das ein erstes Ende von relativ kleiner Querschnittsabmessung und ein zweites Ende von relativ großer Querschnittsabmessung hat,
    4. d) Verbinden der ersten und zweiten Rohre miteinander durch Verbinden eines Endes des ersten Rohrs mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs und durch Verbinden eines Endes des zweiten Rohrs mit dem zweiten Ende des Verbindungsrohrs, welches Verbinden des einen Endes des ersten Rohrs mit dem ersten Ende des Verbindungsrohrs und/oder das Verbinden des einen Endes des zweiten Rohrs mit dem zweiten Ende des Verbindungsrohrs das Bilden überlappender Endteile enthält, die fest aneinander befestigt werden, und
    5. e) Ausführen von Formoperationen an den ersten, zweiten und Verbindungsrohren, um die gewünschte Form des Elements herzustellen.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6, wobei die ersten, zweiten und Verbindungsrohre aus demselben Material gebildet sind und dieselbe oder unterschiedliche Wanddicke haben.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 7, wobei die ersten, zweiten und Verbindungsrohre aus unterschiedlichem Material gebildet sind und dieselbe oder unterschiedliche Wanddicke haben.
  10. 10. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die überlappenden Endteile durch Schweißen aneinander befestigt werden.
  11. 11. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die überlappenden Endteile durch mechanisches Fixieren aneinander befestigt werden.
  12. 12. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei die überlappenden Endteile durch Verbinden aneinander befestigt werden.
  13. 13. Verfahren nach jeglichem vorhergehenden Anspruch, wobei eine Schicht aus Reibmaterial zwischen den überlappenden Endteilen angeordnet wird.
  14. 14. Rohrartiges Strukturelement, enthaltend wenigstens zwei Rohre, die Ende an Ende verbunden sind, wobei wenigstens eines der Rohre durch ein Hydroformverfahren geformt ist.






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