CN103501930A

CN103501930A - 用于制造连接口的方法

Info

Publication number: CN103501930A
Application number: CN201280020315.1A
Authority: CN
Inventors: H-U·巴尔
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-04-27
Filing date: 2012-04-26
Publication date: 2014-01-08
Anticipated expiration: 2032-04-26
Also published as: DE102011018748B3; WO2012146379A3; WO2012146379A2; CN103501930B

Abstract

本发明涉及一种用于在由金属板制成的薄壁构件的外周上——特别是在内燃机排气系统的构件上——制造连接口的方法，通过金属板的局部变形而在所述构件中直接加工出至少一个连接口。通过将板材（10）预先制成为具有至少一个局部材料加厚部（10b）的和/或在至少一个连接口（12）的区域中具有不同材料特性的定制坯件，然后使所述板材（10）变形成为构件（14），实现了在制造技术方面有利的方法。

Description

用于制造连接口的方法

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、在由薄壁金属板制成的构件的外周上制造连接口/连接衬套的方法，以及一种优选的部件应用。

背景技术

在专利US2003/0010017A1中公开了一种相同类型的方法，其中在催化器的由金属板制成的外周中直接形成带有内螺纹的连接口，用以固定λ传感器。其中借助圆锥形的工具通过旋转和轴向压力在相应的材料挤出时深拉和扩展出连接口。当然，此种方法以相应的材料厚度为前提，用于确保λ传感器的可靠的、抗振的接纳。

此外，在专利NL8101502A中还公开了，为了在由金属板制成的型材（例如管道）中制造出连接口，局部地焊上加强板作为加厚部从而如前面所述的那样加工出连接口。

发明内容

本发明的任务在于，提出一种所述类型的方法，其中即使在无附加的加强板的情况下也能在薄壁构件上制造出可靠的连接件保持部。

该任务由权利要求1所述的特征解决。该方法的进一步特征和本发明的优选的应用在其它的权利要求中列出。

根据本发明，将板材（板料）预先制成为在连接口的区域中具有不同材料特性和/或具有局部材料加厚部的定制坯件，然后使所述板材变形成为构件。本发明方法的基础在于，确定出此后（形成）的构件的外周的板材通过使用定制坯件（所述坯件是金属板，其通过接合方法——特别是焊接——或者通过变形方法——特别是轧制——而具有不同的材料强度和/或材料特性）便已经匹配于为加工出连接口所必须的条件，然后进行进一步的加工（成型），由此可实现特别是在制造技术方面的优点，并且也可以为成型后的加强板安装消除材料变形的风险。构件在连接口中或者在连接口上的连接可以以任意的方式和方法实现，也就是说，也尤其可以是形状锁合的和/或力锁合的和/或材料锁合的。

在该发明思想的改进中，可以在制造板材后但是在其进一步变形到构件的外周几何结构之前或者之后，至少在无切削加工方面加工出连接口。这一点可以直接地利用对板材的切削进行或者在一后续的加工过程中进行，其中通过这一预加工，在制造技术简化的同时也避免了不允许的材料变形或扭曲（Materialverformung）。在此，可以优选地通过铰孔（扩孔）和/或深拉而在局部区域上加工出连接口。

定制坯件或板材可以优先地在连接口的区域中被加厚到构件的其余部分壁厚的至少两倍，其中假定其余的相对薄壁的金属板为例如1.5mm厚或者更薄。

但也可能有利的是，仅在定制坯件变形到构件的外周几何结构之后，在连接口中形成螺纹用以连接能螺纹连接的带外螺纹的连接构件，特别是传感器。由于在后加工内螺纹而可以消除在板材变形到构件的外周几何结构时的微小扭曲，并且确保了连接部件的随后的无障碍的安装。

最后，作为本发明方法的尤其优选的应用而提出一种尤其是在机动车辆中的用于内燃机排气系统的构件，该构件由具有优选较低的材料强度的定制坯件制造，该定制坯件在用于传感器——例如温度传感器和/或λ传感器——的连接口的区域中具有不同的材料特性和/或具有局部的加厚部。构件可以特别为消声器和/或催化器和/或柴油颗粒过滤器和/或排气管道。

附图说明

接下来将结合附图对本发明的实施例进行进一步的阐述。其中：

图1：实施为定制坯件的板材的部分示意图，该板材带有用于连接口局部加厚部（虚线示出）。

图2：根据图1中的线II-II的板材加厚部的剖视图，其通过焊入材料加强的部段而形成。

图3：在加厚的部段中通过材料变形而制成的连接口，该连接口具有加工出的内螺纹，以及

图4：用于内燃机排气系统的催化器的局部，其中用于排气测量的λ传感器插入到该催化器的由板材而根据图1至图3变形制成的圆筒形的外壳中。

具体实施方式

图1以简化的原理图示出了由薄壁金属板制成的或作为定制坯件10并由此作为“定制板材”而制成的平坦板材10，其具有用虚线表示的材料强度较高的部段10b。

定制坯件10（参照图2）优选包括例如0.8mm厚的薄壁的轧制的金属板区域10a以及集成或者说嵌入在该板区域10a中的由相对较厚的——例如2mm厚——金属板形成的局部部段10b，所述金属板区域10a与所述部段10b——例如通过焊接——彼此材料结合地连接。围绕的焊缝在此用11表示。

部段10b还可以与此不同地由具有不同的材料特性的材料——例如具有更高的刚度或者更高的可变形性的材料——实施成。

定制坯件10也可以不同于图2地是一种具有统一/均匀的材料组成的卷起的定制坯件，其中局部部段10b在轧制过程或者压制过程中被轧入或者压入到相对的薄壁区域10a中。

通过规定的影响制造性能的措施而在制造（例如轧制）中，例如通过不同的温度处理（例如对规定的区域进行受控的、不同的冷却），也可以使定制坯件具有不同的强度特性，尤其是在部段10b中——必要时甚至是在更小的壁厚下——形成更高的刚度。

使经加强的部段10b有针对性地局部地位于定制坯件10的如下位置处：在定制坯件10变形为带有例如圆筒形外壳的尚待描述的构件后希望在所述位置处加工出用于连接构件的连接口12（图3）。

为了在板材10上制造出连接口12，在相应的加工工位中（未示出）借助旋转对称的圆锥形的逐渐变尖的工具14在旋转的情况下利用轴向进给而以组合的铰孔和深拉过程加工出圆筒形的开口，在该组合的铰孔和深拉过程中在部段10b中的材料——如图3所示地——被以接口形或漏斗形地向上并且向下挤出。

在定制坯件10变形到构件形状之后，以未示出的方式在连接口12中切出内螺纹。必要时可能出于制造技术的原因而紧接在连接口12的无切削成形之后切出内螺纹。

随后，该定制坯件10被变形为规定的构件，优选地为制造催化器16（图4）或内燃机排气系统的管道部段（未示出）而变形为圆筒形的外壳14，其中，如上所述的加强的连接口12一在结构上已经在定制坯件10上规定好的位置并优选用于接纳可螺纹连接的传感器，例如λ传感器18（或温度传感器）

在此仅部分示出的催化器16的圆筒状外壳14按已知的未详细示出的方式与流入口和流出口/漏斗状口16a以及连接管道16b相焊接并且包围起催化作用的插入物16c，其中λ传感器18为了确定内燃机排气中的氧含量而相应地伸入排气流中。

本发明不限制于所展示的实施例。根据本发明提议的具有连接口的构件也可以相应地实施为消声器或者内燃机排气系统的排气管或者其他由板材包套的构件或由板材10形成的构件。

Claims

1.一种用于在由金属板制成的薄壁构件的外周上——特别是在内燃机排气系统的构件上——制造连接口的方法，通过金属板的局部变形而在所述构件中直接加工出至少一个连接口，其特征在于，将板材（10）预先制成为在至少一个连接口（12）的区域中具有不同材料特性和/或具有至少一个局部材料加厚部（10b）的定制坯件，然后使之变形成为构件（14）。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在制造板材（10）后并且在其进一步变形到构件（14）的外周几何结构之前或者之后——特别是至少在连接口（12）的无切削加工方面——形成所述至少一个连接口（12）。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，漏斗形地通过铰孔和/或深拉而在局部区域（10b）上加工出连接口（12）。

4.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，定制坯件或板材（10）在连接口（12）的区域（10b）中被加厚到板材（10）的其余部分壁厚的至少两倍。

5.根据前述权利要求中的一项或多项所述的方法，其特征在于，在定制坯件（10）变形到构件（14）的外周几何结构之后，在连接口（12）中形成内螺纹用以连接能螺纹连接的带外螺纹的构件，该带外螺纹的构件特别是排气系统的传感器（18）。

6.特别是在机动车中的用于内燃机排气系统的构件，所述构件按照前述权利要求中的一项或多项地被制造为定制坯件（10）并且在至少一个连接口（12）的区域中具有不同的材料特性和/或具有至少一个局部的材料加厚部（10b），该至少一个连接口用于至少一个传感器（18），特别是用于至少一个温度传感器和/或至少一个λ传感器（18）。

7.根据权利要求6所述的构件，其特征在于，所述构件是消声器和/或催化器（16）和/或柴油颗粒过滤器和/或内燃机的排气管道。