CN105234309A - 用于由管状空心型材制造扭转型材的方法以及扭转型材 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于由管状空心型材(1)制造扭转型材的方法，其中，所述扭转型材在它的整个长度上设置有隔开间距的壁，具有如下步骤：a)将所述管状空心型材(1)置入第一变形凹模(2)中，b)分别借助一向扭转区域(3)中延伸的逐渐收缩的第一芯棒(4，5)在第一变形凹模(2)中将所述管状空心型材(1)在端部定位，c)将所述管状空心型材(1)经越它的纵长延伸部在第一变形凹模(2)中定位，d)借助第一压头(6)在所述扭转区域(3)中的管横截面减小的情况下使所述管状空心型材(1)在它的纵长延伸部上在所述扭转区域(3)中变形，e)去除第一压头(6)和第一芯棒(4，5)。

Description

用于由管状空心型材制造扭转型材的方法以及扭转型材

技术领域

本发明涉及一种用于由管状空心型材制造扭转型材的方法以及一种扭转型材。

背景技术

由EP0752332B1和DE19653959C1公开了由管状空心型材制造扭转型材的方法。在该方法中，管状空心型材在它的长度的显著部分上成型为在横截面中凹陷为U型或V型的扭转区段。在此，该扭转型材的壁在横截面凹陷为U型或V型的扭转区段以如下方式彼此贴靠：使得这些壁在整个扭转区段上相互接触。尽管以该方式制造的扭转型材尤其对于在汽车领域中的运用而言具有足够的抗扭强度，该抗扭强度在汽车领域中特别是在与安全性相关的区域中对于这种扭转型材是必须的。但是，在这种扭转型材中存在不好的特性：在扭转负荷下在有些情况下会产生不希望的噪音，因为扭转型材的内壁和外壁在扭转区域中相互摩擦。在此这种噪音可能处于令人的听觉不舒适甚至可能疼痛的频率区域中，使得这种扭转型材不适用于机动车的舒适运行。

发明内容

本发明的任务在于，提供用于由管状空心型材制造扭转型材的方法以及扭转型材，其中，不希望的噪音不会出现。

该任务在方法上通过具有权利要求1所有特征的方法解决。关于所述扭转型材，该任务通过具有权利要求11所有特征的扭转型材解决。本发明的有利构型可在从属权利要求中得到。

在根据本发明的用于由管状空心型材制造扭转型材的方法中，该扭转型材在它的整个长度上设置有隔开间距的壁，该方法具有如下方法步骤：

a)将所述管状空心型材置入第一变形凹模中，

b)分别借助延伸到扭转区域中的逐渐收缩的第一芯棒将该管状空心型材在端部固定在第一变形凹模中，

c)将该管状空心型材在它的纵长延伸部上固定在第一变形凹模中，

d)借助第一压头在扭转区域中的管横截面减小的情况下将该管状空心型材在它的纵长延伸部上在所述扭转区域中变形，

e)去除第一压头和第一芯棒。

在所述管状空心型材变形为扭转型材可以进行之前，将该管状空心型材放置到第一变形凹模中并且在端部处分别借助向扭转区域中延伸的逐渐收缩的芯棒来固定，其中，所述芯棒优选布置在相应的保持件上。为了所述管状空心型材在它变形前安全地布置在所述变形凹模中，优选还将该管状空心型材在它的纵长延伸部上用相应的跟踪元件或者保持件固定。

根据本发明的方法的特征是，所述管状空心型材在它的纵长延伸部上在所述扭转区域中能通过第一压头在扭转区域中的管横截面减小的情况下持续变形，直到借助压头变形为凹腔状的扭转区域用它的内壁贴靠在第一芯棒上，而变形为凹腔状的扭转区域的外壁一方面与所述变形凹模接触并且另一方面也与第一芯棒接触。在管状空心型材以这种方式变形后，将第一压头和第一芯棒从该成型的空心型材去除并且将该成型的空心型材从第一变形凹模取出。通过这种方式现在已经产生具有成型的空心型材形状的扭转型材，其中，该扭转型材的内壁和外壁不仅在端部区域中、而且也在扭转区域中相互隔开间距。

现在通过本发明方法已制成扭转型材，该扭转型材在扭转区域具有希望的扭转特性。在此根据本发明，在扭转区域中该扭转型材的内壁和外壁隔开间距，使得在扭转负荷情况下内壁和外壁不能相互摩擦或滑动，由此可靠避免不希望的噪声形成。在扭转区域中在扭转型材的内壁和外壁之间在此可产生5mm到50mm、优选10mm到20mm的间隙尺寸。

在此，为制造这种扭转型材所使用的管状空心型材由金属构成，优选由钢构成，其中，该管状空心型材能在不同的焊接工艺中焊接，例如HF焊，激光焊，激光混合焊，等离子焊，MAG焊或类似的。但当然也可以使用拉伸管作为空心型材。此外该管状空心型材可以不镀锌或者为了防腐蚀保护而镀锌并且在它的纵长延伸部上也可以是弯曲的。

借助第一芯棒也可能的是，使扭转型材的端部相应于它的进一步加工来成形。为此只需要将第一芯棒在端部区域中相应成形，使得该形状能在将第一芯棒导入所述管状空心型材时传递到该管状空心型材的端部上。附加地也可能的是，空心型材的端部在该管成型时成形。在此尤其也可以压制凹槽和冲孔或者可以成形其他类似元件。

按照本发明方法的第一有利构型，使此时已存在的成型的空心型材再次变形。为此将该成型的空心型材置入第二变形凹模中并且又在端部处固定。并且，也在它的纵长延伸部上在第一变形凹模中固定。在此，该成型空心型材在第二变形凹模中的端部固定分别借助延伸到扭转区域中的逐渐收缩的第二芯棒实现。

在此借助第二芯棒也可能的是，使扭转型材的端部相应于它的进一步加工而变形。为此只需要将第二芯棒在端部区域中相应成形，使得该形状能在将第二芯棒导入所述成型的空心型材中时传递到该成型的空心型材的端部上。

该成型的空心型材在它的纵长延伸部上在扭转区域中的变形现在借助第二压头在该成型的空心型材在扭转区域中的横截面进一步减小的情况下进行。在此，该成型的空心型材的变形可以一直进行，直到扭转型材的内壁在第二芯棒的逐渐收缩的区域中形成贴靠。在此，可借助第二芯棒的逐渐收缩的形状调整内壁和外壁在扭转区域的范围内相对彼此的预定间距。因此，第二芯棒的逐渐收缩的形状对于该扭转型材在扭转区域中内壁和外壁的间距并从而对在那里形成的气隙起决定性作用。在该成型的空心型材此时被以这种方式进一步变形后，将第二压头和第二芯棒从进一步成型的空心型材去除并将该进一步成型的空心型材从第二变形凹模中取出。

通过该进一步的方法步骤此时能将要制造的扭转型材的内壁和外壁的预定间距很精确地调整至1mm。这意味着，通过使用具有不同的逐渐收缩的不同第二芯棒，能改变扭转型材的内壁和外壁之间的间距。由此能够在同一制造设备上通过更换第二芯棒来制造不同的扭转型材。

按照本发明方法的一特别有利的构型，使用在横截面中为圆形、椭圆形或类似形状的封闭的管状空心型材作为原始型材。即原则上必要的只是，用作原始型材的是一种封闭的空心型材。由此，用本发明方法可针对不同的用途制成多种不同的扭转型材。但也可想到，该管状空心型材在它的端部区域中与在要成型为扭转型材的扭转区域的区域中相比具有不同的横截面和/或周长。

然而，尤其对于在汽车领域中的运用，特别有利的是，将该管状空心型材成型为在扭转区域中横截面呈V型、U型或类似凹腔状成形的型材。即这种型材被证实特别适合于在汽车领域中的运用，也特别适合于与安全性相关的运用。

为了提高要制造的扭转型材的抗扭强度，在此可以使在本发明方法中使用的第一和第二芯棒至少区段地设置有一凹槽，该凹槽优选与所述压头或者变形凹模的相应突起相对应。

按照本发明方法的另一有利构思，使用构造为下凹件的第一或第二变形凹模，其中，优选第一和第二变形凹模也能构造相同。这种下凹件已经被证明在用于以变形制造型材时是有利的并且能够特别好地与使用的压头共同作用，使得由此能以简单的方式并且低成本地制造在扭转区域构造为凹腔状的扭转型材。为了进一步降低工具成本，在此特别有利的是，使用唯一一个构造为下凹件的变形凹模作为第一和第二变形凹模。

为了使扭转型材在扭转区域中特别形状相同地构造，被证明有利的是，第一芯棒在被引入到管状空心型材中后延伸到管状空心型材的三分之一、优选到中部并且特别优选在该管状空心型材的端部区域上被保持在保持件上。通过这些措施，一方面能够使第一芯棒精确地在所述管状空心型材中定位，而另一方面通过逐渐收缩的第一芯棒延伸到管状空心型材的三分之一、优选到中部能够保证，该管状空心型材在扭转区域中特别相同地变形。

为了进一步降低工具费用并且加速扭转型材的制造，被证实有利的是，同一压头被用作第一和第二压头。特别地，当第一和第二变形凹模也构造为唯一的变形凹模时，能在一个变形凹模中并且用同一个压头实施所述管状空心型材的变形和成型的空心型材的进一步变形。

按照本发明方法的另一有利构思，成型的空心型材的在所述进一步变形时本身不再承受进一步变形的区域通过跟踪元件来跟踪。这不仅意味着能对这些区域良好处理，而是由此也能确保，通过有目的的跟踪，制造的扭转型材仅具有非常小的公差偏差。

按照本发明的一种独立构思，也保护一种由管状空心型材制造的扭转型材，其特征是，该扭转型材具有扭转区域，在该扭转区域中该扭转型材的外壁在该扭转区域的整个纵长延伸部上相对于扭转型材的内壁具有间距。这种根据本发明的扭转型材具有对于所述运用必需的扭转特性，但其中避免了在受扭转负荷期间发出噪音，因为在扭转区域中该扭转型材的内壁和外壁不相互摩擦或者说不相互滑动。

按照本发明的另一特别有利的构思，该扭转型材具有凹腔状构造的扭转区域，该扭转区域的外壁在扭转区域的整个纵长延伸部上相对于该扭转区域的内壁具有均匀的间距。在此对于“均匀的”理解为，在扭转区域中内壁相对于外壁的间距经越纵长延伸部是不变的，但其中，内壁和外壁相互之间的间距在垂直于纵长延伸的横截面上不必是不变的。

有利地，根据本发明的扭转型材按照根据本发明的方法制造。

附图说明

本发明的其它目的、优点、特征和应用可能性从下面参考附图对实施例的说明中得知。在此，所有说明的和/或图示出的特征单地或以任意有意义的组合地构成本发明的主题，甚至不依赖于它们在权利要求中的概括或权利要求的引用关系。

附图示出：

图1本发明的扭转型材的实施例在制造期间的第一纵剖图；

图2本发明的扭转型材的实施例在制造期间的第二纵剖图；

图3本发明的扭转型材的实施例在制造期间的第三纵剖图；

图4图1的沿截面A-A的剖视图；

图5图2的沿截面B-B的剖视图；

图6图3的沿截面C-C的剖视图；

图7用于制造根据本发明的扭转型材的装置在图1中示出的制造步骤期间在部分区域中的俯视图；

图8用于制造根据本发明的扭转型材的装置在图2中示出的制造步骤期间在部分区域中的俯视图；

图9用于制造根据本发明的扭转型材的装置在图3中示出的制造步骤期间在部分区域中的俯视图。

具体实施方式

在图1到9中示出根据本发明的扭转型材的实施例在利用根据本发明的用于由管状空心型材1制造扭转型材的方法制造期间的不同图示。

在此，图1，4和7以不同的图示示出相同的布置，其中，管状空心型材1已经布置在构造为下凹件的变形凹模2中。在此，尤其在图1中可看出，第一芯棒4，5也已经在管状空心型材的端部19处插入到管状空心型材中。在此，第一芯棒4，5构造为朝向管状空心型材1的通过图1中的中轴线15示出的中部逐渐收缩。在此，第一芯棒4，5分别几乎延伸到管状空心型材1的中部。在该实施例中，管状空心型材1具有圆形的横截面，使得管状空心型材1的壁具有初始间距d1。

在根据图4的横剖面图中可看出，管状空心型材1在变形前被置于构造为下凹件的变形凹模2中并且经越该管状空心型材的纵长延伸部在其整个纵长延伸部上被跟踪元件14可靠固定在变形凹模2中，该跟踪元件也同时构造为保持件。管状空心型材1在端部处通过第一芯棒4，5固定。此外在图7中可看出保持件13，该保持件在变形期间在空心型材的端部区域19中压住空心型材1。

在图4中还示出压头6，管状空心型材1借助该压头随后通过该压头的下压向变形凹模2中变形。由此在扭转区域3中产生凹腔状的型材。

图7以俯视图示出用于制造根据本发明的扭转型材的装置的部分区域，然而，其中，为了提高该管状空心型材的横截面的可辨识性，只示出一半。在此可清楚看出压紧元件14，这些压紧元件在该实施例中在整个管状空心型材1的纵长延伸部上延伸。保持件13也可清楚地看出，该保持件在变形中在管状空心型材1的端部区域19处压紧管状空心型材。

图2，5和8示出成型为成型的空心型材7后的管状空心型材1。如特别从图2中可获知，空心型材1以如下方式变形：使得成型的空心型材7在扭转区域3中贴靠到第一芯棒4，和5上。在此，第一芯棒4和5在扭转区域3的范围中具有比在成型的空心型材7的端部区域19中明显较小的厚度。因此，第一芯棒4和5在端部区域19中逐渐收缩，直到它们在扭转区域3中又具有几乎不变的厚度。

图5示出沿着图2的截面B-B的剖视图，其中，在此附加示出压头6。在此已经可清楚地看出，图1，4和7的原始的管状空心型材1在扭转区域3中已经变形为基本上V型成型的空心型材7，其中，该空心型材具有内壁17和外壁18，该内壁和外壁在凹腔的区域中以间距d2间隔开。沿着外壁18和内壁17在它们到构造为保持件的跟踪元件14的延伸中，外壁18相对于内壁17的间距也可变化，尤其能增大，即，所述间距不必具有不变的值d2。

在图8中也可特别清楚地看出成型的空心型材7的V型构型。

即使图2，5和8的成型的空心型材7已经具有希望的扭转特性，也可以在进一步的方法步骤中在扭转区域3中精确地调整外壁18相对于内壁17在凹腔区域中的希望的间距d3。可从图3，6和9的描述中获知这怎样发生。即，为此，将成型的空心型材7布置在也构造为下凹件的变形凹模中并且在端部处在端部区域19上借助第二芯棒9，10固定。在第二变形凹模8中为了固定也在所述纵长延伸部上布置了构造为保持件的压紧元件16。第二芯棒9，10以如下方式构造：使得第二芯棒虽然逐渐收缩，但是仅在端部区域19中而不到达扭转区域3中。在其它的、在此未示出的实施例中也可能的是，第二芯棒9，10一直延伸到扭转区域3中。此时则所述芯棒9，10用于校准管端部并且还定义第二压头11的终端位置，从而也定义外壁18和内壁17之间在凹腔区域中的间隙或者说间距d3的尺寸。

如特别从图6可获知，成型的空心型材7成型为进一步成型的空心型材12，其中，第二压头11下沉到构造为下凹件的第二变形凹模8中并且此时成型的空心型材7在扭转区域3中变形为进一步成型的空心型材12，该进一步成型的空心型材刚好在进一步成型的空心型材12在端部区域19中贴靠在第二芯棒9和10的收缩部上时达到。即刚好在此时在进一步成型的空心型材12的凹腔中调整到所述希望的间距d3。在该成形过程期间，该进一步成型的空心型材12的上部区域可以借助压紧元件来跟踪，使得在那在变形期间发生特别良好的加工。

如特别从图6可获知，在进一步成型的空心型材12中内壁17相对于外壁18的间距在上部区域中比在凹腔区域大，在凹腔区域中该间距具有所希望的间距d3。

在原始管状空心型材1成型为该进一步成型的管状型材12结束之后，将第二压头11从第二变形凹模8移出并且第二芯棒9，10也从该进一步成型的空心型材12拔出。此时可以将该进一步成型的空心型材12作为完成的扭转型材从第二变形凹模8取出并且输送给进一步的使用或者加工。

在此还要注意，原始管状空心型材1和成型的空心型材7的变形在相应的压头6，11向对应的变形凹模2，8中移动的情况下被变薄拉伸并因此冷强化。由此在成型的空心型材7或者进一步成型的空心型材12被从工具凹模2，8取出后仅产生小的反弹，使得能非常准确地制造所需要的间距d2和d3。

参考标号列表

1管状空心型材

2第一变形凹模

3扭转区域

4第一芯棒

5第一芯棒

6第一压头

7成型的空心型材

8第二变形凹模

9第二芯棒

10第二芯棒

11第二压头

12进一步成型的空心型材

13保持件

14压紧元件

15中轴线

16跟踪元件

17内壁

18外壁

19端部区域

A-A截面

B-B截面

C-C截面

d1初始间距

d2间距

d3间距

Claims (13)

1.用于由管状空心型材(1)制造扭转型材的方法，其中，所述扭转型材在它的整个长度上设置有隔开间距的壁，具有如下步骤：

a)将所述管状空心型材(1)置入第一变形凹模(2)中，

b)分别借助一向扭转区域(3)中延伸的逐渐收缩的第一芯棒(4，5)在第一变形凹模(2)中将所述管状空心型材(1)在端部定位，

c)将所述管状空心型材(1)经越它的纵长延伸部在第一变形凹模(2)中定位，

d)借助第一压头(6)在所述扭转区域(3)中的管横截面减小的情况下使所述管状空心型材(1)在它的纵长延伸部上在所述扭转区域(3)中变形，

e)去除第一压头(6)和第一芯棒(4，5)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征是，如下进一步的方法步骤：

f)分别借助朝向所述扭转区域(3)延伸的逐渐收缩的第二芯棒(9，10)在第二变形凹模(8)中将所述成型的空心型材(7)在端部固定，

g)将所述成型的空心型材(7)经越它的纵长延伸部在第二变形凹模(8)中固定，

h)借助第二压头(11)在所述扭转区域中所述成型的空心型材(7)的横截面减小的情况下使所述成型的管状空心型材(7)在它的纵长延伸部上在所述扭转区域(3)中变形，

i)去除第二压头(11)和第二芯棒(9，10)，

j)取出所述进一步成型的空心型材(12)。

3.如权利要求2所述的方法，其特征是，所述成型的空心型材(7)的变形以如下方式进行：所述成型的空心型材(7)在第二芯棒(9，10)的区域中贴靠在所述第二芯棒的逐渐收缩部上。

4.如前述权利要求之一所述的方法，其特征是，使用在横截面中成圆形、椭圆形或者变化的或类似的、封闭的管状空心型材(1)作为原始型材。

5.如前述权利要求之一所述的方法，其特征是，将管状空心型材(1)成型为在横截面中成V形、U形或类似形状的型材。

6.如前述权利要求之一所述的方法，其特征是，使用第一和/或第二芯棒(4，5；9，10)，所述芯棒至少区段地设置有凹槽，所述凹槽优选与压头(6，11)的或者变形凹模(2，8)的相应突起对应。

7.如前述权利要求之一所述的方法，其特征是，使用第一和/或第二变形凹模(2，8)，所述变形凹模构造为下凹件，其中，优选第一和第二变形凹模(2，8)同样地构造。

8.如前述权利要求之一所述的方法，其特征是，第一芯棒(4，5)在被引入所述管状空心型材(1)中后延伸至所述管状空心型材(1)的三分之一，优选至所述管状空心型材(1)的中部。

9.如前述权利要求之一所述的方法，其特征是，使用相同构造的第一和第二压头(6，11)。

10.如权利要求2至9之一所述的方法，其特征是，所述成型的空心型材(7)的在所述进一步变形时本身不承受进一步变形或仅承受小的进一步变形的区域通过跟踪元件(16)来跟踪。

11.由管状空心型材(1)制造的扭转型材，其特征是，所述扭转型材具有扭转区域(3)，在该扭转区域中，所述扭转型材的外壁(18)在所述扭转区域(3)的整个纵长延伸部上相对于所述扭转区域(3)的内壁具有间距。

12.如权利要求11所述的扭转型材，其特征是，所述外壁(18)相对于所述内壁(17)的间距经越所述扭转区域(3)的纵长延伸部是均匀的。

13.如权利要求11或12所述的扭转型材，用如权利要求1到10之一所述的方法制造。