CN110038975A - 用于制造弯曲的扭转型材的方法以及扭转型材 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造弯曲的扭转型材(1)的方法，其具有以下方法步骤：a)提供由平的金属板(3)制成的板坯(2)，b)通过在板坯(2)的中间纵向区段(6)中与板坯(2)的端侧边沿(9、10)有间距(7、8)地引入在板坯纵向方向(4)上定向的弯曲的凹腔(5)、在所述板坯(2)的凹腔(5)和纵向边沿(13、14)之间形成腿(11、12)的情况下改型板坯，c)改型腿(11、12)使得产生敞开的型材(15)，d)改型腿(11、12)使得产生空心型材(16)，在两个腿(11、12)之间在其整个纵向延伸上形成纵向间隙(17)，在腿(11、12)和凹腔(5)之间在凹腔(5)的区域中形成气隙(18)，e)在整个纵向间隙(17)上接合两个腿(11、12)。

Description

用于制造弯曲的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制造弯曲的扭转型材的方法以及这类弯曲的扭转型材。
背景技术
弯曲的扭转型材尤其使用在具有全轮驱动的机动车中的轴系统中，在所述机动车中应使用复合导杆轴。在此，弯曲的扭转型材的使用是有意义的，因为由此能够在轴系统或者扭转型材的区域中提供用于安装对应于驱动系的模块的必要空间。
这类弯曲的扭转型材已经以多种方式已知。从EP 2 020 314 A1和EP 2 310 217B1已知使用弯曲的扭转型材。在此，这些扭转型材由管状的半成品制造，所述半成品相应地弯曲并且在扭转型材的中间纵向区域中改型为U形、V形、L形或者X形，其中，但是扭转型材的壁在所述区域中相互贴靠。这类制造的扭转型材虽然具有足够的尤其应用于汽车领域中的抗扭强度，所述抗扭强度在汽车领域中的安全相关的领域中对于这类扭转型材是必要的。然而这类扭转型材固有让人不快的特性：在扭转应变的情况下可能产生不希望的噪声，因为扭转型材的壁在中间纵向区段中相互摩擦，所述壁在所述中间纵向区段中相互贴靠并且能够给所述中间纵向区段加载扭转负荷。在此，这些噪声会处于对于人类听觉而言让人不快可能甚至痛苦的频率范围内，从而这类的扭转型材不适合用于机动车的舒适的运行。
为了消除这些噪声，必须使用专门的润滑油。但是，甚至在使用这类润滑油时，也不能够完全地排除噪声消除，因为由工艺决定地会发生润滑油的不恰当配量。
在一些扭转型材中也已知这种噪声问题，所述扭转型材由金属板制成的板坯制造，并且具有直的、即不弯曲的走向。在这里，然而已经在改型板坯时采取一些措施，所述措施通过在扭转型材的整个纵向延伸上的引入气隙而消除壁的相互摩擦，从而也不会出现干扰的噪声。例如从DE 10 2015 114 943 A1和DE 10 2014 109 680 A1已知由金属板制成的板坯制成的这类扭转型材。然而由金属板的板坯制成的这类扭转型材不能够简单地弯曲，因为所引入的气隙至少局部地又闭合并且因此壁又会相互摩擦，这又会引起干扰的噪声形成。
发明内容
因此，本发明的任务在于，提供一种用于制造弯曲的扭转型材的方法以及一种弯曲的扭转型材，在所述扭转型材中，不出现不希望的噪声形成。
根据本方法，该任务通过具有权利要求1的所有特征的方法解决。在扭转型材方面，该任务通过具有权利要求11的所有特征的扭转型材解决。在从属权利要求中得出本发明的有利构型。
在此，用于制造弯曲的扭转型材的、根据本发明的方法具有以下方法步骤：
a)提供由平的金属板制成的板坯，
b)通过在所述板坯的中间纵向区段中与所述板坯的端侧边沿有间距地引入在板坯纵向方向上定向的弯曲的凹腔、在所述凹腔和所述板坯的纵向边沿之间形成腿的情况下改型所述板坯，
c)改型所述腿，使得产生敞开的型材，
d)改型所述腿，使得产生空心型材，其中，在两个腿之间在其整个纵向延伸上形成纵向间隙，其中，在腿和凹腔之间在凹腔的区域中形成气隙，
e)在整个纵向间隙上接合两个腿。
在此，要提供的由金属板制成的板坯能够具有所有可行的轮廓。尤其是，所述板坯也能够矩形地设计，其中，但是在此必要时板坯的纵向边沿在最后的接合之前还必须与凹腔的弯曲部或者曲率相匹配。然而有利的是，板坯已经在其改型之前以其纵向边沿与凹腔的弯曲部或者曲率相匹配，从而在改型或者弯折所述腿时，所述腿在它们整个纵向延伸上具有大致相同的宽度。通过在与板坯的端侧边沿邻近的区域中改型所述腿和在具有凹腔的纵向区段中与凹腔的轮廓相匹配地改型所述腿，弯曲的腿或者板坯的纵向边沿在其整个纵向延伸上对置地相碰或者在形成纵向间隙的情况下搭接地布置。在这里，在板坯或者侧腿的端部区域中的改型不应限于圆形的、椭圆的或者类似的几何结构。更确切地说，这应理解为所有的改型，从而能够将这样产生的型材的端部区段模制到其它的构件上，其中，所述其他的构件自然相应地抗扭刚性地构造。
现在，本发明的特征在于，通过将气隙引入腿和凹腔之间，在中间纵向区段或者凹腔的区域中使弯曲的腿和凹腔的限界壁保持间距。由此，在腿或者板坯的纵向边沿接合之后，弯曲的腿和凹腔的限界壁在中间纵向区段中隔开间距，在扭转型材中能够给所述中间纵向区段加载扭转负荷。由此，根据本发明实现，弯曲的腿和限界壁在扭转负荷的情况下不再相互摩擦或者滑动，从而极为有效地避免尤其在一些频率范围内的噪声产生，所述频率范围对于人类的耳朵是让人不快的或者甚至是痛苦的。
根据本发明的有利的第一构型，板坯的纵向边沿设有弯曲部或者曲率，所述弯曲部或者曲率对应于凹腔的弯曲部或者曲率。由此确保接合焊缝构造为直线，所述直线在制成的弯曲的扭转型材中均匀地并且恰好与凹腔的最深点对置地布置。
在此，能够在提供所述板坯之前或者在板坯的第一改型之前实现将板坯的纵向边沿设置弯曲部或者曲率。
然而也可行的是，在方法步骤b)和c)之间、c)和d)之间或者d)和e)之间实现将板坯的纵向边沿设置弯曲部或者曲率。
在方法技术上特别有利的是，所述板坯在方法步骤c)中如此改型，以至于敞开的型材在中间纵向区段中具有大致w形状或者M形状并且在端侧边沿和凹腔之间具有大致u形状或者n形状。由此，在将板坯改型为敞开的型材时已经产生用于要制造的扭转型材的基本轮廓，从而在将所述敞开的型材进一步改型为空心型材时已经通过凹腔预先给定扭转型材的形状。
在本发明的另一有利的构型中，接下来所述板坯或者敞开的型材在方法步骤d)中如此改型，以至于在形成空心型材的情况下在两个腿之间在纵向边沿处产生对接接头或者搭接接头，在所述对接接头或者搭接接头上构造纵向间隙。在该纵向间隙上能够以简单的方式实现将腿或板坯或者空心型材的纵向边沿接合为制成的扭转型材。
此外，有利的是，板坯或者敞开的型材在方法步骤d)中如此改型，以至于所述空心型材在中间纵向区段中具有大致V形状并且在凹腔和端侧边沿之间的区段中具有大致O形状。通过在中间纵向区段中的V形状实现扭转型材具有所希望的扭转特性，而在凹腔和端侧边沿之间的区域中的O形状实现扭转型材简单地附接到机动车的模块上，必要时扭转型材在凹腔和端侧边沿之间的区域中相应地简单加工之后实现扭转型材简单地附接到机动车的模块上。
证明特别有利的是，借助于深冲和/或拉伸和/或压印-竖起来实现凹腔的引入。这类方法在汽车领域中已经充分地被证明并且能够工艺可靠地使用。
为了实现用于扭转型材的所希望的扭转特性，证明有利的是，提供由钢、尤其高强度的或者超高强度的钢构成的板坯。
有利地借助于熔焊、钎焊、粘接或者机械式接合工艺实现最后两个腿在整个纵向间隙上的接合，因为这些工艺也多次地被证明并且也是工艺可靠的。
有利地，根据本发明的弯曲的扭转型材根据之前所说明的根据本发明的方法制造。
附图说明
从接下来的实施例说明根据附图得出本发明的另外的目标、优点、特征和应用可行性。在此，所有说明的和/或图解地示出的特征自身或者以任意有意义的组合构成本发明的主题，也与其在权利要求中或者在所述权利要求的引用关系中的概括无关。
其示出了：
图1：在俯视图中的用于制造根据本发明的扭转型材的、由金属板制成的板坯的实施例，
图2：在俯视图中的图1的板坯，其具有引入的凹腔，
图3：在侧视图中相应于图2的、具有引入的凹腔的板坯，
图4：用于制造弯曲的扭转型材的根据本发明的方法的实施例，具有在不同的方法步骤期间的板坯的七个横截面示图，
图5：在立体视图中的根据本发明的扭转型材的实施例，和
图6：图5的扭转型材在凹腔的区域中的横截面示图。
具体实施方式
在图1中以俯视图示出用于制造弯曲的扭转型材1的、由金属板3制成的板坯2的实施例。在此，板坯2具有在板坯2的纵向方向4上定向并且基本上彼此平行地布置的两个纵向边沿13、14，所述纵向边沿已经设有弯曲部或者曲率。在此，这种弯曲部或者曲率已经基本上相当于要制造的扭转型材1应具有的弯曲部或者曲率。就这点而言，纵向边沿13、14的这些弯曲部或者曲率也能够被视为板坯2的弯曲轮廓。在纵向边沿13和14旁，所述板坯还具有两个端侧边沿9和10，所述端侧边沿分别从一个纵向边沿13向另一纵向边沿14延伸并且相对彼此呈锐角地布置。
现在，在图2中以另外的俯视图示出图1的板坯，然而其中，在板坯2的中间纵向区段6中已经布置有弯曲的凹腔5，所述凹腔布置在板坯2的纵向方向4上并且分别具有与相应的端侧边沿9、10的间距7、8。凹腔5也与纵向边沿13和14隔开间距，从而在纵向边沿13、14和弯曲的凹腔5之间分别构成腿11、12。如纵向边沿13、14的弯曲部或者曲率那样，凹腔5的弯曲部或者曲率基本上相当于要制造的扭转型材1应具有的弯曲部或者曲率。
在图3中沿着板坯的根据纵向方向4的纵向延伸以侧视图示出图2的设有凹腔5的板坯2。在这里可清楚地看到两个端侧边沿9、10以及一个纵向边沿13，在该示图中直接地看到该一个纵向边沿上。在该示图中也可以好地看到间距7、8，凹腔5以所述间距与相应的端侧边沿9、10隔开间距。
现在，在图4的示图中以横截面示图示出用于制造弯曲的扭转型材1的实施例的七个方法步骤，所述方法步骤用罗马数字I至VII标出。
从步骤I的示图出发，提供呈平的金属板3的形式的平的板坯2。在此，板坯1已经在纵向边沿13、14上被剪切并且相应于图1中所示出的板坯2。
在步骤II中，在这里不可见的端侧边沿9、10与中间长度区域6之间的两个端部的区域中改型板坯2，使得相应地产生凸肩19。然后，通过深冲和/或拉伸改型板坯1，使得产生敞开的型材15，该敞开的型材具有在板坯2的纵向方向4上延伸的通道，如其在步骤III中示出。
在步骤IV中，所述通道在反方向上变形并且现在具有曲率的形状，所述曲率的形状相应于图2的弯曲的凹腔5的形状。
接着，将板坯2的在中间的凹腔5旁延伸的腿11、12朝向凹腔5的方向改型，如在步骤V中示出。
接着，进一步改型板坯2的腿11、12，其中，产生相应于在步骤VI中的示图的、具有纵向缝隙17的空心型材16。在这里已经可见在腿11、12和凹腔5的壁之间的气隙18，所述气隙在中间纵向区段6的整个纵向延伸上延伸，通过所述气隙使腿11、12和凹腔5的壁的接触中断，并且因此使后来由于腿11、12和凹腔5的壁相互摩擦引起的噪声发展中断。
最后，通过焊接纵向间隙17或者腿11、12的边沿接头产生闭合的空心型材或者制成的弯曲的扭转型材1，其中，产生使两个腿11、12连接起来的焊缝20，如这在步骤VII中示出。在该示图中也可以清楚地看到气隙18，通过所述气隙使腿11、12和凹腔5的壁的接触中断，并且因此使后来由于腿11、12和凹腔5的壁相互摩擦引起的噪声发展中断。
现在，图5以立体示图示出根据本发明的弯曲的扭转型材1的实施例，其中，可清楚地看到凹腔5。
图6的示图示出图5的扭转型材1在凹腔5的区域中的横截面。在这里，可清楚地看到气隙18，所述气隙在腿11、12和凹腔5的壁之间形成，通过所述气隙使腿11、12和凹腔5的壁的接触中断，并且因此使后来由于腿11、12和凹腔5的壁相互摩擦引起的噪声发展中断。此外也可见在腿11、12的纵向边沿13、14之间的接合缝20。
附图标记列表
1 扭转型材
2 板坯
3 金属板
4 板坯纵向方向
5 凹腔
6 纵向区段
7 间距
8 间距
9 端侧边沿
10 端侧边沿
11 腿
12 腿
13 纵向边沿
14 纵向边沿
15 型材
16 空心型材
17 纵向间隙
18 气隙
19 凸肩
20 接合缝

Claims (11)

1.用于制造弯曲的扭转型材(1)的方法，其具有以下方法步骤：
a)提供由平的金属板(3)制成的板坯(2)，
b)通过在所述板坯(2)的中间纵向区段(6)中与所述板坯(2)的端侧边沿(9、10)有间距(7、8)地引入在板坯纵向方向(4)上定向的、弯曲的凹腔(5)并且在所述凹腔(5)和所述板坯(2)的纵向边沿(13、14)之间形成腿(11、12)的情况下改型所述板坯，
c)改型所述腿(11、12)，使得产生敞开的型材(15)，
d)改型所述腿(11、12)，使得产生空心型材(16)，其中，在两个腿(11、12)之间在所述两个腿的整个纵向延伸尺寸上形成纵向间隙(17)，其中，在所述腿(11、12)和所述凹腔(5)之间在所述凹腔(5)的区域中形成气隙(18)，
e)在整个纵向间隙(17)上接合两个腿(11、12)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述板坯(2)的纵向边沿(13、14)设有曲率，所述曲率与所述凹腔(5)的曲率相对应。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在提供所述板坯之前或者在所述板坯(2)的第一改型之前给所述板坯(2)的纵向边沿(13、14)设置曲率。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在方法步骤b)和c)之间、c)和d)之间或者d)和e)之间给所述板坯(2)的纵向边沿(13、14)设置曲率。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(2)在方法步骤c)中如此改型，以至于所述敞开的型材(15)在所述中间纵向区段(6)中具有大致w形状或者M形状并且在所述端侧边沿(9、10)和所述凹腔(5)之间具有大致u形状或者n形状。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(2)或者所述敞开的型材(15)在方法步骤d)中如此改型，以至于在形成所述空心型材(16)的情况下在所述两个腿(11、12)之间在所述纵向边沿(13、14)处产生对接接头或者搭接接头，在所述对接接头或者搭接接头上构造所述纵向间隙(17)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述板坯(2)或者所述敞开的型材(15)在方法步骤d)中如此改型，以至于所述空心型材(16)在所述中间纵向区段(6)中具有大致V形状并且在所述凹腔(5)和所述端侧边沿(13、14)之间的区段中具有大致O形状。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于深冲和/或拉伸和/或压印-竖起实现所述凹腔(5)的引入。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，提供由钢、尤其高强度钢或者超高强度钢构成的板坯(2)。
10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，借助于熔焊、钎焊、粘接或者机械式接合工艺实现所述两个腿(11、12)在整个纵向间隙(17)上的接合。
11.一种扭转型材(1)，由根据以上权利要求中任一项所述的方法制造。
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