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Dokumentenidentifikation DE102005048076A1 12.04.2007
Titel Verfahren zur Herstellung einer Buchse an einem Hohlprofil
Anmelder DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart, DE
Erfinder Augustin, Helmut, Dipl.-Ing., 21149 Hamburg, DE;
Buchal, Harald, Dipl.-Ing., 71522 Backnang, DE;
Hass, Jochen, 21073 Hamburg, DE;
Kroß, Matthias, Dipl.-Ing., 21077 Hamburg, DE;
Kuschel, Stephan, Dipl.-Ing., 22393 Hamburg, DE
DE-Anmeldedatum 07.10.2005
DE-Aktenzeichen 102005048076
Offenlegungstag 12.04.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 12.04.2007
IPC-Hauptklasse B21D 35/00(2006.01)A, F, I, 20060216, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21D 26/02(2006.01)A, L, I, 20060216, B, H, DE   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Buchse (15) an einem Hohlprofil (1), wobei ein Lochrand (3) des mit einem Loch (2) am Umfang versehenen Hohlprofils (1) senkrecht zur Hohlprofilwandung (11) in das Hohlprofilinnere (8) hinein unter Ausbildung der Buchse (15) umgestellt wird. Um mit relativ geringem apparativem Aufwand die Herstellung einer Buchse (15) auch hoher Traglänge an einem Hohlprofil (1) prozesssicher zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Lochrand (3) vor dem Umstellen in mehrere radial zur Lochmitte (4) weisende Laschen (5) geschlitzt wird und dass der Umstellvorgang des Lochrandes (3) durch Umbiegen der Laschen (5) erfolgt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Buchse an einem Hohlprofil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Ein gattungsgemäßes Verfahren ist aus der WO 01/60544 A2 bekannt. Dort wird ein Hohlprofil verwandt, das an zwei gegenüberliegenden Umfangsbereichen vorgelocht wird, wonach in das Hohlprofil eine Buchse eingeschoben wird, die dann so im Hohlprofil positioniert wird, dass sie mit den beiden einander gegenüberliegenden Löchern fluchtet. Die Buchse besitzt dabei einen Innendurchmesser, der um zwei Wandungsstärken des Hohlprofils größer ist als der der Löcher. Hiernach werden beidseitig Stempel durch die Löcher gefahren, die den Lochrand senkrecht zur Hohlprofilwandung in das Hohlprofilinnere hinein umstellen. Der dabei entstehende Lochkragen bildet nun mit dem hohlzylindrischen Körper eine Buchse des Hohlprofils aus.

In gleicher Weise ist ein gattungsgemäßes Verfahren aus der US 618 6696 B1 bekannt. In Abweichung von der erstgenannten Druckschrift werden hier beidseitig die überstehenden Lochränder von zwei Stempeln derart umgestellt, dass sie jeweils nahezu die Hälfte der Breite des Hohlprofils durchsetzen. Dadurch bilden allein schon die umgestellten Lochränder die Buchse am Hohlprofil aus.

Die Ausbildung der Buchse wird bei dem zitierten Stand der Technik durch aufweitende Umformung betrieben, wobei nach Schaffung eines Loches der Lochdurchmesser durch die Umstellbewegung des Stempels erweitert wird. Eine derartige Erstellung der Buchse funktioniert dann reibungslos, wenn bei der Buchse nur kurze Traglängen zu erzielen sind. Wird die Buchsenlänge und damit deren Traglänge größer, so wird bei dem aufweitenden Umformprozess die Dehnung des Hohlprofilmaterials schnell überschnitten, was zu Reißern im Buchsenbereich am Hohlprofil führt. Zudem sind zur Bewerkstelligung der Umformung relativ große Presskräfte erforderlich, was mit einem erheblichen apparativen Aufwand verbunden ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein gattungsgemäßes Verfahren dahingehend weiterzubilden, dass mit relativ geringem apparativem Aufwand die Herstellung einer Buchse auch großer Traglänge an einem Hohlprofil prozesssicher ermöglicht wird.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Auf Grund dessen, dass der Lochrand vor dem Umstellen in mehrere radial zur Lochmitte weisende Laschen geschlitzt wird und dass der Umstellvorgang des Lochrandes durch Umbiegen der Laschen erfolgt, entfällt eine aufweitende Umformung. Die Dehnung des Hohlprofilmaterials beschränkt sich allein auf eine Biegedehnung, welche durch die Erzeugung der Laschen sehr hoch ist. Je mehr Laschen erzeugt werden, desto flexibler wird der umzustellende Lochrand. Um der von den umgestellten Laschen gebildeten Buchse eine ausreichende Steifigkeit zu verleihen, ist allerdings die Anzahl der zu erzeugenden Laschen in geeigneter Weise zu beschränken, da sich mit abnehmender Zahl der Laschen deren Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit erhöht. Die Anzahl der ausbildbaren Laschen ist natürlich auch abhängig von dem zu erzeugenden Buchsendurchmesser, wobei ein größerer Buchsendurchmesser eine höhere Anzahl von ausbildbaren Laschen zur Verfügung stellen kann. Die Länge der Laschen ist ebenfalls vom Buchsendurchmesser und zusätzlich vom Lochdurchmesser bestimmt. Wird der Lochdurchmesser klein gewählt, so ist es möglich, dass die von einer Seite des Hohlprofils umgestellten Laschen sich über die gesamte Buchsenlänge erstrecken, falls das Verhältnis von Buchsendurchmesser zu Buchsenlänge nicht einen bestimmten Wert unterschreitet. Um in diesem Fall durch die Laschen die gewünschte Buchse ausbilden zu können, kann auf der gegenüberliegenden Seite des Hohlprofils ebenfalls ein Loch in dieses eingebracht und dessen Lochrand in einzelne Laschen geschlitzt und umgestellt werden. Durch geeignete Wahl der Lochdurchmesser und damit der Länge der erzeugten einander gegenüberliegenden Laschen können diese gemeinsam die Buchse ausbilden. Hierdurch sind besonders lange Buchsen herstellbar. Während im ersten Fall die erzeugten Buchsen einseitig geschlossen sein können, sind im zweiten Fall die Buchsen verfahrensbedingt mit einer Durchgangsöffnung versehen. Bei einer einseitig geschlossenen Buchse kann die geschlossene Hohlprofilwandung in einfacher Weise einen Anschlag für beispielsweise ein in die Buchse eingepresstes Gummilager bilden. Hierdurch wird immer eine definierte Stellung des Lagers beim Einpressen erreicht. Der Lochvorgang und der Schlitzvorgang sind gemäß Anspruch 2 verfahrensökomomisch in einem Arbeitsgang ausführbar.

Dadurch, dass keine hohen Presskräfte auf die Hohlprofilwandung ausgeübt werden müssen, sondern zur Umstellung nur geringe Biegekräfte erforderlich sind, ist der apparative Aufwand zur Herstellung der Buchse denkbar gering. In Folge dessen, dass durch das erfindungsgemäße Verfahren mit dem Schlitzen in einzelne Laschen dem Lochrand zum Umstellen eine höhere Dehnfähigkeit hinsichtlich der Biegedehnung gegeben wird, sind auch Buchsen größerer Traglänge ohne dass Reißer auftreten prozesssicher am Hohlprofil herstellbar.

In einer bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 3 wird das Hohlprofil aus zwei Halbschalen gefügt, wobei vor dem Fügen in zumindest eine der Halbschalen das Loch und die Schlitze geschnitten werden. Hierbei ist es vorteilhaft, dass die Halbschale bei ihrer Herstellung im Tiefziehprozess in einfacher Weise mit einem in die Tiefziehvorrichtung integrierten Stanzstempel beaufschlagt werden kann, durch welchen die Schlitze und das Loch erzeugt werden können. Es treten dabei keine Einfallstellen auf, wie sie bei Hohlprofilen durch die drückende Beaufschlagung des Stanzstempels verursacht werden, da die Halbschalen im Tiefziehwerkzeug unterseitig abgestützt werden können. Weiterhin können die beim Lochen anfallenden Lochbutzen in einfacher Weise entsorgt werden, da sie nicht in das Innere eines Hohlprofils fallen können. Des Weiteren ist es denkbar, dass nach dem Tiefziehvorgang an Stelle des Stanzens ein Laserschneidverfahren zum Einsatz kommt, durch welches hochpräzise Löcher und Schlitze beliebiger Form hergestellt werden können.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 4 werden das Loch und die Schlitze in das Hohlprofil geschnitten. Die beiden Halbschalen, aus denen ein Hohlprofil zusammengesetzt werden kann, werden in der Regel unter Ausbildung des Hohlprofils miteinander verschweißt. Dadurch, dass das Loch und die Schlitze in das bereits gefügte Hohlprofil geschnitten werden, haben Schweißverzüge aus dem vorangegangenen Fügevorgang der Halbschalen keinen Einfluss auf das Lochmaß und den präzisen Verlauf der Laschen beziehungsweise der Schlitze.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 5 wird das Hohlprofil in einem Innenhochdruckumformwerkzeug mittels fluidischen Innenhochdrucks ausgeformt und bei bleibendem Innenhochdruck gelocht und geschlitzt. Hierdurch erhält das Hohlprofil bei seiner Ausbildung eine hochexakte Kontur, die gestützt durch den Innenhochdruck auch während des Loch- und Schlitzvorganges erhalten bleibt. Bei ausreichender Abdichtung des Lochstempels und der Schlitzvorrichtung gegenüber dem unter Druck stehenden Hohlprofil wird ein Druckabfall innerhalb des Hohlprofils unterbunden, so dass sich präzise Schlitzschnitte und Lochmaße ergeben, ohne dass Einfallungen in dem Bereich der Hohlprofilwandung auftreten, die vom Lochstempel und der Schlitzvorrichtung beaufschlagt werden. Dies ist ebenfalls dem Innenhochdruck zu verdanken, der beim Lochen und Schlitzen das übrige Hohlprofilmaterial mit großer Kraft abstützt.

In einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung nach Anspruch 6 wird vor dem Umbiegevorgang in das Hohlprofil ein ringförmiger Stützkörper eingeschoben, dessen Innendurchmesser um eine doppelte Hohlprofilwandungsstärke größer ist als der Lochdurchmesser und der so im Hohlprofil positioniert wird, dass er mit dem Loch fluchtet. Beim Umbiegen werden die Laschen dann an den Stützkörper angepresst. Der Stützkörper, der nach dem Umbiegen der Laschen an der Innenseite durch deren allseitige Anlage von diesen fixiert wird, verleiht der Buchse eine besonders hohe Festigkeit und dient durch die Anpressung der Laschen an seine Innenseite als Konturvorgabe für die Buchse. Des Weiteren dient der Stützkörper als Anschlag für die Laschen, so dass verhindert wird, dass diese beim Biegevorgang nicht ungebührlich überbogen werden.

In einer weiteren bevorzugten Weiterbildung nach Anspruch 7 werden die Laschen mittels eines Klebstoffes an der Innenseite des Stützkörpers angeklebt. Hierbei kann der Klebstoff an der Innenseite des Stützkörpers und/oder an der dieser gegenüber liegenden Seite der Lasche appliziert sein. Der Klebstoff kann entweder sofort wirksam sein oder in Anpresslage der Laschen an der Innenseite des Stützkörpers durch eine Wärmebehandlung aktiviert werden. Durch das Verkleben wird zum einen erreicht, dass der Stützkörper klapperfrei an dem Hohlprofil fixiert wird und zum anderen, dass ein Rückfedern der Laschen nach dem Biegevorgang verhindert wird, wodurch die Laschen in jeden Fall positionsgerecht verbleiben und damit die gewünschte Kontur der Buchse gewahrt ist.

In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens nach Anspruch 8 wird beim Schlitzen ein Längsspalt zwischen den Laschen freigeschnitten. Durch die Erzeugung von Längsspalten zwischen den Laschen werden nach Umbiegen der Laschen zwischen diesen freie Zwischenräume geschaffen, in die Material eines später in die Buchse eingebrachten Lagers, beispielsweise eines Gummilagers, beim Einpressen des Lagers in die Buchse hineingedrängt wird. Dadurch wird ein Verdrehen des Lagers in der Buchse unterbunden.

In einer weiteren besonders bevorzugten Weiterbildung der Erfindung nach Anspruch 9 wird das geschlossene Ende des Längsspaltes in abgerundeter Form, insbesondere kreisförmig geschnitten. Durch die Abrundung des geschlossenen Endes des Längsspaltes wird die Kerbwirkung des Längsspaltes auf die Buchse beim Umbiegevorgang erheblich verringert, was zu einer Steigerung der Prozesssicherheit in der Herstellung der Buchse am Hohlprofil führt. Die Kreisform des Endes reduziert dabei die Kerbwirkung besonders stark.

Nachfolgend ist die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Dabei zeigt:

1 in einer Draufsicht einen Ausschnitt eines Hohlprofils, welches erfindungsgemäß gelocht und geschlitzt ist vor dem Umbiegen der Laschen,

2 in einem seitlichen Längsschnitt das Hohlprofil aus 1 mit ausgebildeter Buchse nach dem Umbiegen der Laschen.

In 1 ist ein Hohlprofil 1 dargestellt, welches aus zwei miteinander verschweißten Halbschalen besteht. In das Hohlprofil 1 sind an zwei gegenüberliegenden Umfangsbereichen zwei miteinander fluchtende Löcher 2 gleichen Lochdurchmessers geschnitten. Deren Lochrand 3 ist in mehrere radial zur Lochmitte 4 weisende Laschen 5 geschlitzt. Zwischen den Laschen 5 ist ein Längsspalt 6 freigeschnitten, dessen geschlossenes Ende 7 kreisförmig geschnitten ist.

Das Schneiden der Löcher 2 kann gleichzeitig mit dem Schlitzen oder vor dem Schlitzen des Lochrandes 3 erfolgen. Die Erzeugung der Löcher 2 und der Schlitze, die durch die zusätzliche Freischneidung zu dem Längsspalt 6 erweitert sind, kann bereits vor dem Verschweißen der beiden Halbschalen in deren Herstellungsprozess vorgenommen werden. Alternativ können die Löcher 2 und die Schlitze auch später in das fertiggeformte Hohlprofil 1 geschnitten werden, wobei das Hohlprofil 1 in einem Innenhochdruckumformwerkzeug mittels fluidischen Innenhochdrucks ausgeformt wird.

Alsdann wird in das Innere 8 des Hohlprofils 1 gemäß 2 ein ringförmiger Stützkörper 9 eingeschoben, dessen Innendurchmesser um eine doppelte Hohlprofilwandungsstärke größer ist als der Lochdurchmesser. Der Stützkörper 9 wird nun im Hohlprofilinneren 8 so positioniert, dass seine Durchgangsöffnung 11 mit den Löchern 2 fluchtet. Der Lochrand 3 wird nun senkrecht zur Hohlprofilwandung 11 in das Hohlprofilinnere 8 hinein umgestellt, in dem die Laschen 5 entsprechend umgebogen werden. Die Biegekraft ist dabei umso geringer, je mehr Laschen 5 ausgebildet sind und je länger die Laschen 5 sich erstrecken. Der Umbiegevorgang währt so lange, bis die Unterseite 12 der Laschen 5 an die Innenseite 13 des Stützkörpers 9 vollständig angepresst wird. Die Innenseite 13 des Stützkörpers 9 kann mit einem Klebstoff bestrichen oder beschichtet sein, wonach beim Anpressen der Laschen 5 an den Stützkörper 9 diese mit ihrer Unterseite 12 an der Innenseite 13 des Stützkörpers 9 festgeklebt werden. Die Längsspalten 6 weiten sich beim Umbiegen auf und bilden Freiräume 14, in denen sich Material eines in die durch die Umstellung der Laschen 5 erzeugte Buchse 15 eingepressten Lagers verankern kann, so dass dieses in der Buchse 15 unverdrehbar festgesetzt ist.

Im Übrigen ist es denkbar, dass die Laschen 5 und die Längsspalte 6 der Lochränder 3 der beiden Löcher 2 zueinander in Umfangsrichtung versetzt ausgebildet sind. Beim Umbiegen der Laschen 5 ergibt sich dann eine gegenseitige Verzahnung der Laschen 5 der beiden Lochränder 3, wodurch die Tragfähigkeit der Buchse 15 erhöht wird. Die Freiräume 14 werden dabei allerdings reduziert oder können auch ganz entfallen.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung einer Buchse an einem Hohlprofil, wobei der Lochrand des mit einem Loch am Umfang versehenen Hohlprofils senkrecht zur Hohlprofilwandung in das Hohlprofilinnere hinein unter Ausbildung der Buchse umgestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Lochrand (3) vor dem Umstellen in mehrere radial zur Lochmitte (4) weisende Laschen (5) geschlitzt wird und dass der Umstellvorgang des Lochrandes (3) durch Umbiegen der Laschen (5) erfolgt. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erzeugung des Loches (2) gleichzeitig mit dem Schlitzen des Lochrandes (3) erfolgt. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (1) aus zwei Halbschalen gefügt wird, wobei vor dem Fügen in zumindest eine der Halbschalen das Loch (2) und die Schlitze geschnitten werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in das Hohlprofil (1) das Loch (2) und die Schlitze geschnitten werden. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlprofil (1) in einem Innenhochdruckumformwerkzeug mittels fluidischen Innenhochdrucks ausgeformt wird und dass bei bleibendem Innenhochdruck das ausgeformte Hohlprofil (1) gelocht und geschlitzt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umbiegevorgang in das Hohlprofil (1) ein ringförmiger Stützkörper (9) eingeschoben wird, dessen Innendurchmesser um eine doppelte Hohlprofilwandungsstärke größer ist als der Lochdurchmesser und der so im Hohlprofil (1) positioniert wird, dass er mit dem Loch (2) fluchtet, und dass die Laschen (5) beim Umbiegen an den Stützkörper (9) angepresst werden. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (5) mittels eines Klebstoffes an der Innenseite (13) des Stützkörpers (9) angeklebt werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass beim Schlitzen ein Längsspalt (6) zwischen den Laschen (5) freigeschnitten wird. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Ende (7) des Längsspaltes (6) in abgerundeter Form, insbesondere kreisförmig geschnitten wird.






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