CN105324191A - 在开槽或闭合的金属板型材中制造至少一个底切部的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在开槽或闭合的金属板型材中制造至少一个底切部的装置，包括芯体(1)，该芯体被插入到金属板型材中或用作用于半加工的金属板产品的支撑芯体，金属板型材由该半加工的金属板产品制成。该装置的特征在于：芯体(1)具有至少两个外芯体部分(1.1,1.2)，其中至少一个外芯体部分具有用于成形金属板型材中的底切部的至少一个凹部(2,3)或至少一个凸出部；并且在至少两个外芯体部分(1.1,1.2)之间布置有内芯体部分(1.3)，所述内芯体部分能相对于外芯体部分(1.1,1.2)移动，并具有至少一个工作面(1.31,1.32)，这些工作面设计为呈凸轮形状或沿内芯体部分(1.3)的预定运动方向(P1)相对于外芯体部分(1.1,1.2)倾斜。通过沿预定运动方向(P1)相对于外芯体部分(1.1,1.2)移动内芯体部分(1.3)，使得外芯体部分(1.1,1.2)彼此远离，随后，通过沿相反的运动方向(P4)移动内芯体部分(1.3)，使得外芯体部分朝向彼此移动。
Description
技术领域
本发明涉及一种在开槽或闭合的金属板型材中制造至少一个底切部的装置，该装置包括芯体，该芯体被插入到金属板型材中或用作用于半加工的金属板产品的支撑芯体，金属板型材由该半加工的金属板产品制成。
背景技术
在制造至少局部闭合的型材(开槽的型材)或这种半成品期间，可以使用连续成形方法或间断成形方法。例如，利用辊压成形法进行连续成形。当因复杂的型材或半成品的几何形状而不能应用连续辊压成形法时，优选地采用间断成形方法。例如，在间断地制造至少局部闭合的型材或半成品中，所谓的U-O成形法是已知的。
现有技术包括利用级进模(progressivedie)方法(例如，见US2002/0162297A1，图6至图8)制造金属板的三维成形部件。
在汽车工业中，由金属板制成的闭合型材用作结构部件，例如，作为保险杠或减震空心部。有时还需要具有例如横越空心部的纵轴线而延伸的褶皱、压花、凸起部或相似成形元件等底切部的开槽或闭合的金属板型材。在碰撞的情况中，这种底切部可以用于例如增加部件的刚度和/或影响变形情况下的性能。
在DE102004046687B3(见段落[0032])中提出了借助于布置在由金属板毛坯生产的空心型材中的心轴(mandrel)来在纵向焊接空心型材中制造例如褶皱或相似的压花等辅助成形元件。在该情况下，心轴具有用于对缠绕在所述心轴上的金属板进行压花的压花(embossing)装置。如果可以在成形之后移除心轴的话，例如锥形基本结构的情况，这种心轴也可以具有长度不恒定的用于压花的辅助结构。为了也能够以可靠的方式构造相对大体积的成形元件，因此，压花装置可以构造作为可移动到心轴的圆周之外的压花模，并且作为将要成形的配对件的成形元件由压花装置生产且可以设置在将心轴封闭起来的半模的空隙中。
然而，因为在该情况下在压花制出底切部之后不能再次从闭合的空心型材中移除所述心轴，所以DE102004046687B3中所公开的提议无法适于或几乎不适于制造具有底切部(特别是向内取向的底切部)的大致圆筒形空心型材。
发明内容
以此为出发点，本发明的目的在于提供一种能够以简单的方法在开槽或闭合的金属板型材中以合算的成本效益制造底切部的装置。
基于本发明利用具有权利要求1所述的特征的装置实现以上目的。根据本发明的装置的进一步优选的实施例可以从从属权利要求中得到。
根据本发明的装置包括芯体，所述芯体被插入到开槽或闭合的金属板型材中或用作用于半加工的金属板产品的支撑芯体，所述开槽或闭合的金属板型材由所述半加工的金属板产品制成，此外其特征在于：所述芯体具有至少两个外芯体部分，所述至少两个外芯体部分中的至少一个外芯体部分具有用于成形所述金属板型材中的底切部的至少一个凹部或至少一个凸出部；并且在所述至少两个外芯体部分之间布置有内芯体部分，所述内芯体部分能够相对于所述外芯体部分移动，并具有至少一个工作面，所述至少一个工作面构造为沿所述内芯体部分的预定运动方向相对于所述外芯体部分倾斜或为凸轮形状，其中，通过沿所述预定运动方向相对于所述外芯体部分移动所述内芯体部分，使得所述外芯体部分分开，随后，通过沿相反的运动方向移动所述内芯体部分，使得所述外芯体部分会合。
使用根据本发明的装置可以以成本效益合算的方法制造具有底切部的开槽及闭合的金属板型材。
根据本发明的装置的一个优选实施例的特征在于，所述内芯体部分能够相对于所述外芯体部分以线性方式移动。该实施例极佳地对应于转移或直线过程中的操作步骤，使得根据本发明构造的芯体单元可以以相对简单且可靠的方式整合到这种过程中。被分成外芯体部分和内芯体部分的芯体单元也可以称为可拆卸的芯体。
根据本发明的装置的一个进一步优选的实施例的特征在于，所述内芯体部分的所述工作面构造成波状，其中，所述外芯体部分中的至少一个外芯体部分具有内表面，所述内表面分配于所述工作面并同样构造成波状。结果，可以以非常可靠的方式实现外芯体部分的平行且无级的分开以及后续的会合。具体而言，即使外芯体部分分开，由外芯体部分和内芯体部分限定的支撑表面也可以保持为彼此大致齐平。
根据本发明的装置的一个进一步优选的实施例提供：所述内芯体部分的所述工作面呈现为一对，其中，所述两个工作面构造为位于所述内芯体部分的相反两侧，并且在各情况下所述外芯体部分具有内表面，所述内表面构造为波状并与所述内芯体部分的所述工作面中的一个工作面附接。结果，借助于内芯体部分的相对小的线性移动，可以导致外芯体部分相对宽的展开。
根据基于本发明的装置的一个进一步优选的实施例，所述外芯体部分被保持在安装件上而能够移动，其中，所述安装件具有被所述内芯体部分穿过的开口。该实施例简化了所述三个芯体部分的处理。这里，所述安装件优选地设置有用于所述外芯体部分的引导部，所述外芯体部分被保持在所述引导部上而能够移动。这有助于使由所述芯体部分构成的芯体单元的可靠功能。此外，安装件上的引导部的布置有利于根据本发明的装置的紧凑构造，特别是有利于所述芯体单元。
根据本发明的装置的一个进一步优选的实施例的特征在于，所述内芯体部分抵抗至少一个压缩弹簧的作用而能相对于所述外芯体部分沿所述预定运动方向移动，其中，所述压缩弹簧被支撑在所述安装件上。结果，当在开槽或闭合的金属板型材中制造至少一个底切部之后必须再次从开槽或闭合的金属板型材中取回芯体单元时，以简单且可靠的方式发生内芯体部分相对于外芯体部分的重置(反向移动)以及与以上重置连带的外芯体部分的重置(即，会合)。因此，所述内芯体部分可以优选地被紧固至加压体，所述加压体具有被引导杆穿过的至少一个开口，其中，在该情况下，所述引导杆被紧固至所述安装件。此外，这里，所述引导杆可以布置在所述压缩弹簧中，使得所述压缩弹簧径向地被支撑在所述引导杆上。这里，一个或多个压缩弹簧的弹簧力选择为比为了使内芯体部分以自动的方式相对于外芯体部分重置而必须克服的摩擦力大。
在根据本发明的装置的一个特别优选的实施例中，所述外芯体部分能够与所述内芯体部分一起以大致线性方式移动，其中，所述外芯体部分分配于端部止挡件，并且当所述外芯体部分压在所述端部止挡件上时，所述内芯体部分沿所述预定运动方向相对于所述外芯体部分向前移动。由于该实施例，所以根据本发明的装置在简单、可靠的功能以及被整合到转移或直线过程中方面得到进一步改进。
根据本发明的一个进一步的实施例，所述端部止挡件设置有用于所述外芯体部分的所述引导部，使得所述外芯体部分分开且随后会合。该引导部允许对在转移或直线过程中根据本发明的装置的可靠功能进行进一步的优化。所述引导部优选地由腹板状的引导元件形成，所述引导元件具有朝所述外芯体部分的方向渐缩的横截面轮廓，其中，用于收纳所述引导元件的间隙构造成位于所述外芯体部分和所述内芯体部分的面对所述引导元件的这些端侧。同时，引导元件用于锁定外芯体部分和内芯体部分。
当根据一个进一步优选的实施例的端部止挡件具有限制所述外芯体部分的分开运动的相互面对的止动表面时，得到外芯体部分和内芯体部分的特别可靠的锁定。
附图说明
在下文中借助于示出了多个示例性实施例的附图来对本发明进行更详细的说明。用透视图示出附图及各种情况：
图1至图5示出了在开槽或闭合的金属板型材(空心型材)中制造底切部的操作循环期间根据本发明的装置的芯体单元的各个位置；
图6以另一个视角示出了在朝着芯体安装板的对外芯体部分进行引导的一侧观察的情况下的图1的芯体单元的一部分；
图7是示出了图3所示的芯体单元的可以与端部止挡件连接的端部的一部分的局部放大视图；
图8示出了闭合的金属板型材，在闭合的金属板型材中，利用根据基于图1至图5的发明的装置制造了向内取向的底切部；以及
图9示出了闭合的金属板型材，在闭合的金属板型材中，利用根据本发明的装置制造了向外取向的底切部。
具体实施方式
附图中所示的装置用于在由金属板制成的开槽或闭合的空心型材中制造底切部。该装置包括三部件芯体1，该三部件芯体1也可以称为芯体单元或可拆卸的芯体。
芯体单元1构造为细长的并包括两个外芯体部分1.1和1.2，每个外芯体部分1.1、1.2具有多个凹部2和3，该多个凹部2和3用于在例如闭合的金属板型材中成形向内取向的底切部。在两个外芯体部分1.1和1.2之间布置有内芯体部分1.3，该内芯体部分1.3可以相对于外芯体部分1.1和1.2以线性方式移动并具有波状的工作面1.31和1.32。外芯体部分1.1和1.2的与内芯体部分1.3的工作面1.31和1.32面对的内表面1.11和1.12同样构造为波状。内芯体部分1.3的波状的工作面1.31、1.32和外芯体部分1.1、1.2的内表面1.11、1.21优选地构造成大致上相互互补。三个芯体部分1.1、1.2和1.3分别具有大致相同的宽度或深度，使得可拆卸的芯体1的彼此平行延伸的侧面具有在各情况下布置为相互齐平的侧部面1.12、1.22和1.33。
通过使内芯体部分1.3沿图1中的箭头P1所示的运动方向相对于外芯体部分1.1和1.2以线性方式移动，将芯体单元1展开，结果，使得外芯体部分1.1和1.2分开。
用于在开槽或闭合的金属板型材中成形向内取向的底切部的凹部2和3布置在相应的外芯体部分1.1和1.2的背离内芯体部分1.3的外侧。凹部2和3构造为呈例如沟渠形状，并向横越可拆卸芯体(芯体单元)1的纵轴线而延伸。此外，凹部2和3还可以构造为呈凹陷(dent)或圆顶的形状。
外芯体部分1.1和1.2借助于外芯体部分1.1和1.2的端部之一被保持在板状安装件4上，以便可以移动。安装件(芯体安装板)4具有贯穿开口4.1，内芯体部分1.3的大致笔直部分1.34穿过该贯穿开口4.1。内芯体部分的笔直部分1.34具有例如大致矩形横截面，其中，芯体安装板4的贯穿开口4.1具有相应的横截面轮廓并用作引导部。芯体安装板4的面对外芯体部分1.1和1.2的一侧设置有用于外芯体部分1.1和1.2的引导部4.2(见图6)。引导部4.2构造成沟槽状并与贯穿开口4.1相交。
彼此平行延伸的引导螺栓(引导杆)5附接在芯体安装板4的背离外芯体部分1.1和1.2的一侧。引导螺栓5与可拆卸芯体(芯体单元)1的纵轴线平行地延伸，并在板状加压体(加压板)6中(经由通孔6.1)被引导。加压板6与内芯体部分1.3的笔直部分的端部固定地连接(例如焊接或拧紧)。引导螺栓5设置有压缩弹簧(螺旋弹簧)7，该压缩弹簧7布置在芯体安装板4与加压板6之间，并被压配合到引导螺栓5上。
外芯体部分1.1和1.2可以与内芯体部分1.3一起以大致线性方式移动，其中，芯体部分1.1、1.2和1.3分配有端部止挡件8。在图2中所示的可拆卸的芯体1的位置，外芯体部分1.1和1.2借助于外芯体部分1.1和1.2的背离芯体安装板4的端部抵靠端部止挡件8，其中，内芯体部分1.3的背离芯体安装板4的端部(初始时)设置为与端部止挡件8显著地间隔开。现在，如果通过在相对于外芯体部分1.1和1.2压缩压缩弹簧7的同时进一步移动加压板6来使内芯体部分1.3朝端部止挡件8的方向向前移动，则由于外芯体部分1.1、1.2的波状的内表面1.11、1.21和内芯体部分1.3的波状的工作面1.31、1.32而使得外芯体部分1.1和1.2分开。在图3中，用相反的箭头P2和P3示出以上内容。
端部止挡件8设置有用于外芯体部分1.1和1.2的引导部8.1。引导部8.1构造为腹板状引导元件，该腹板状引导元件具有例如朝外芯体部分1.1和1.2的方向渐缩的梯形轮廓。外芯体部分1.1、1.2和内芯体部分1.3的面对引导元件8.1的这些端侧形成有用于收纳引导元件8.1的间隙1.13、1.23和1.35。同时，引导元件8.1用于锁定芯体部分1.1、1.2和1.3。端部止挡件8还具有相互面对的止动表面8.2和8.3，该止动表面8.2和8.3限定外芯体部分1.1和1.2的分开运动。
将再次借助于图1至图5对根据本发明的可拆卸的芯体的功能性概念进行简要说明。
图1示出了压缩弹簧7大大松弛而三部件芯体单元(可拆的卸芯体)1没有展开的起始位置。
图2示出了在如下步骤之后的中间位置：芯体单元1朝端部止挡件8的方向以线性方式移动并且两个外芯体部分1.1和1.2借助于两个外芯体部分1.1和1.2的背离芯体安装板4的端部来接触端部止挡件8。
图3示出了根据图2的中间位置之后的结束位置。在该结束位置，抵抗压缩弹簧7的弹簧力，加压板6先前已经沿箭头P1的方向向前以线性方式移动。结果，已经引起内芯体部分1.3移动，使得两个外芯体部分1.1和1.2分别被推动至外侧，因而进行升起或展开运动。这里以例如叉型或U型方式构造的端部止挡件8同样用作两个外芯体部分的分别升起或展开运动的限制器。
图4示出了在芯体单元1的收回运动期间的情况。可以看到的是，从端部止挡件8沿箭头P4方向以线性方式拉出芯体单元1，其中，由于先前已经压缩了压缩弹簧7，所以加压板6首先与内芯体部分1.3一起移动，而两个外芯体部分1.1和1.2起初保持为与端部止挡件8接合。结果，内芯体部分1.3被拉出，同时可拆卸的三部件芯体1的总高度或外芯体部分1.1和1.2的间隔分别减小，以上内容在图4中用箭头P5和P6附加地示出。结果，可以在转移或直线过程中制造具有底切部的闭合的空心型材和开槽的型材。
图5示出了在操作循环期结束时的情况。在拉出内芯体部分1.3之后，整个芯体单元1已经从端部止挡件8离开且收回(参考箭头P4)。因此，芯体单元1松开设置有底切部的金属板型材以用于在转移或直线过程中向前传送。根据图5的情况与图1所示的起始位置对应。
图8示出了闭合的金属板型材B的实例，该闭合的金属板型材B具有向内取向的底切部9.1和9.2并且可以借助于根据图1至图7的芯体单元1来制造。底切部9.1构造为呈沟渠形状或褶皱形状，而底切部9.2构造为呈凹陷形状。当然，对于制造空心型材而言其他几何形状也是可行的。具体而言，如图9中的示例性方法所示那样，使用根据发明的装置也可以制造具有向外取向的底切部10的闭合的金属板型材B'。
根据本发明的装置的实施例不限于附图中所示的示例性实施例。确切的说，在相对于示例性实施例进行改型的设计中，可以设想出同样使用所附权利要求书中所述的发明的多种变型。例如，还可以设想的是，借助于可旋转的内芯体部分(未示出)来对外芯体部分1.1和1.2执行分开(展开)，其中，可旋转的内芯体部分此时具有至少一个工作面，该至少一个工作面构造成沿预定的旋转方向(即，相对于外芯体部分1.1和1.2的旋转方向)呈凸轮形状。这里在外芯体部分的非展开位置，可旋转的内芯体部分的凸轮形状的工作面或凸轮(未示出)以一间隙被分别收纳在例如外芯体部分中一者的中空腔中，从该位置，所述凸轮因内芯体部分的旋转可以向外枢转并按压在外芯体部分中另一者的内表面上，从而外芯体部分1.1和1.2分别因该旋转或枢转运动的继续而分开(展开)。
Claims (13)
1.一种在开槽或闭合的金属板型材(B，B')中制造至少一个底切部的装置，所述装置包括芯体(1)，所述芯体(1)被插入到所述金属板型材中或用作用于半加工的金属板产品的支撑芯体，所述金属板型材(B，B')由所述半加工的金属板产品制成，其特征在于：所述芯体(1)具有至少两个外芯体部分(1.1，1.2)，所述至少两个外芯体部分(1.1，1.2)中的至少一个外芯体部分具有用于成形所述金属板型材(B，B')中的底切部(9.1，9.2；10)的至少一个凹部(2，3)或至少一个凸出部；并且在所述至少两个外芯体部分(1.1，1.2)之间布置有内芯体部分(1.3)，所述内芯体部分(1.3)能够相对于所述外芯体部分(1.1，1.2)移动并具有至少一个工作面(1.31，1.32)，所述至少一个工作面(1.31，1.32)构造为沿所述内芯体部分(1.3)的预定运动方向相对于所述外芯体部分(1.1，1.2)倾斜或为凸轮形状，其中，通过沿所述预定运动方向(P1)相对于所述外芯体部分(1.1，1.2)移动所述内芯体部分(1.3)，使得所述外芯体部分(1.1，1.2)分开，随后，通过沿相反的运动方向(P4)移动所述内芯体部分(1.3)，使得所述外芯体部分(1.1，1.2)会合。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述内芯体部分(1.3)能够相对于所述外芯体部分(1.1，1.2)以线性方式移动。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述内芯体部分(1.3)的所述工作面(1.31，1.32)构造成波状，其中，所述外芯体部分(1.1，1.2)中的至少一个外芯体部分具有内表面(1.11，1.21)，所述内表面(1.11，1.21)分配于所述工作面(1.31，1.32)并同样构造成波状。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的装置，其特征在于，所述内芯体部分(1.3)的所述工作面呈现为一对，其中，所述两个工作面(1.31，1.32)构造为位于所述内芯体部分(1.3)的相反两侧，并且在各情况下所述外芯体部分(1.1，1.2)具有内表面(1.11，1.21)，所述内表面(1.11，1.21)构造为波状并分配于所述内芯体部分(1.3)的所述工作面(1.31，1.32)中的一个工作面。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置，其特征在于，所述外芯体部分(1.1，1.2)被保持在安装件(4)上而能够移动，其中，所述安装件(4)具有被所述内芯体部分穿过的开口(4.1)。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述安装件(4.1)设置有用于所述外芯体部分(1.1，1.2)的引导部(4.2)，所述外芯体部分(1.1，1.2)被保持在所述引导部(4.2)上而能够移动。
7.根据权利要求5或6所述的装置，其特征在于，所述内芯体部分(1.3)抵抗至少一个压缩弹簧(7)的作用而能相对于所述外芯体部分(1.1，1.2)沿所述预定运动方向(P1)移动，其中，所述压缩弹簧(7)被支撑在所述安装件(4)上。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的装置，其特征在于，所述内芯体部分(1.3)被紧固至加压体(6)，所述加压体(6)具有被引导杆(5)穿过的至少一个通孔(6.1)，其中，所述引导杆(5)被紧固至所述安装件(4)。
9.根据权利要求7或8所述的装置，其特征在于，所述引导杆(5)布置在所述压缩弹簧(7)中，使得所述压缩弹簧(7)径向地被支撑在所述引导杆(5)上。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的装置，其特征在于，所述外芯体部分(1.1，1.2)能够与所述内芯体部分(1.3)一起以大致线性方式移动，其中，所述外芯体部分(1.1，1.2)分配有端部止挡件(8)，并且当所述外芯体部分(1.1，1.2)压在所述端部止挡件(8)上时，所述内芯体部分(1.3)沿所述预定运动方向(P1)相对于所述外芯体部分(1.1，1.2)向前移动。
11.根据权利要求10所述的装置，其特征在于，所述端部止挡件(8)设置有用于所述外芯体部分(1.1，1.2)的所述引导部(8.1)，使得所述外芯体部分(1.1，1.2)分开且随后会合。
12.根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述引导部(8.1)由腹板状的引导元件形成，所述引导元件具有朝所述外芯体部分(1.1，1.2)的方向渐缩的横截面轮廓，其中，用于收纳所述引导元件(8.1)的间隙(1.13、1.23，1.35)构造成位于所述外芯体部分(1.1，1.2)和所述内芯体部分(1.3)的面对所述引导元件(8.1)的端侧。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的装置，其特征在于，所述端部止挡件(8)具有相互面对的止动表面(8.2，8.3)，所述止动表面(8.2，8.3)限制所述外芯体部分(1.1，1.2)的分开运动。
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