CN113396023B - 用于管的轴向成型的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于管(200)借助于在管(200)中引导的芯轴(110)和在管(200)的外侧处引导的呈环形的模子(120)的轴向成型的方法和装置。为了管(200)的成型已知如下，该管被夹紧在夹紧装置(140)中。如下是同样已知的，通过呈环形的模子在推力方向S上的移动减小管(200)在管(200)的自由区段上的外径。为了在如此成型的管(200)中不仅使得轴向的拉伸而且使得在管(200)的外侧处和内部中的底切(220,240)的构造成为可能，根据本发明的方法此外设置有如下步骤：模子(120)和芯轴(110)的运动方向在达到终端位置时从推力方向反转到相反的拉力方向Z上。在第一设置步骤中，然后模子(120)和芯轴(110)被彼此相对地朝向预先确定的第一环隙设置移动且在紧接着的第一成型步骤中模子(120)和芯轴(110)在拉力方向Z上在保持预设的环隙的情形下移动以为了管(200)的成型。
Description
技术领域
本发明涉及用于管借助于在管中引导的芯轴和在管的外侧处引导的呈环形的模子的轴向成型的根据本发明的方法和根据本发明的装置。
背景技术
管的轴向成型自数十年来在金属工业中建立。缩进、扩大和特殊轮廓(例如齿部、四方形等等)属于标准应用。轴向成型意味着资源效率、不间断的纤维伸延、管材料的冷作硬化和经成型的区域的良好的表面质量。对于管的轴向成型而言的主要应用领域是用于汽车工业和一般机械制造的构件的生产。借助于轴向成型，轻质构件尤其同样可被容易地制造；因此轴向成型同样有助于当前的主题、例如电动汽车或CO2排放的减少。该成型借助于在管中引导的芯轴(Dorn)和在管的外侧处引导的呈环形的、其内径一般而言小于管的原始外径的模子(Matrize,有时称为模具)实现。用于成型工作的能量不仅通过液压系统而且通过机电系统来提供。
一般的管成型的子集是管的所谓的轴向拉伸或者展薄拉伸；对此例如参见专业书籍“Fritz Schulze的Fertigungstechnik,Springer Vieweg出版社,第10版,445页,5.4.3.章节。在轴向拉伸的情形中，在模子与芯轴之间的环隙(Ringspalt,有时称为环形间隙)典型地被设置到小于待成型的管的原始壁厚的间距上。模子和芯轴的模具对于是在轴向方向上沿着待成型的管被引导且在此管的壁厚被相应减小。
文献DE 3016135 A1,DE3021481 A1,DE3506220A1和US 6779375 B1相应地公开了一种方法步骤。
例如在国际专利申请WO 2006/053590 A1中同样公开了针对管成型的例子。在该处描述了一种用于由带有原始恒定壁厚的管制造带有更大壁厚的端部区段且带有减小壁厚的至少一个中间区段的空心轴的方法。该制造以如下方式进行，即，首先带有在其长度上被分级的直径的芯轴被放入到待成型的管中且紧接着环形模子由带有芯轴的逐渐变细的直径的侧部起在纵向方向上被移动经过带有处在内部的芯轴的管。在此，首先原始管的外径被减小且同时管的被挤压的材料被按压到在环形模子与分级的芯轴之间的环隙中。在此，由于芯轴的分级，在管的内部中形成分级的底切(Hinterschneidung)。管的以该方式形成的内轮廓互补地与分级的芯轴的轮廓相对应。在芯轴的分级的区域上，以该方式形成在管的内部中的底切，其通常具有大于原始管的壁厚。当在模子与芯轴的带有最大外径的区段之间的环隙小于芯轴的原始壁厚时，则在该区域中进行管的拉伸，在其中原始壁厚被减小到更小的壁厚上。
在由WO 2006/053590 A1已知的处理方法的情形中如下是不利的，即，在管内部中的底切的构造仅能够以各个离散的壁厚实现，只要其通过在芯轴的外径上的分级预设。此外，多个底切在外侧处在管的纵向方向上的构造是不可能的。
带有在其内侧和外侧处的底切的管由"Schmittergroup"公司是同样已知的；参见互联网上的如下链接：https://www.schmittergroup.de/de/produkte/details/rohre-mit-variabler-wanddicke.html。
发明内容
由现有技术出发，本发明基于如下目的，即，如此地改进一种用于管成型的已知的方法和已知的装置，即使得以在极限方面可变地能设置的壁厚不仅在管的内部中而且在管的外侧处构造底切变得可能。
该目的通过根据本发明的方法来实现。该方法的特征在于，在模子达到的终端位置时在芯轴在前面的情况下实施如下步骤：
将模子和芯轴的运动方向由推力方向(Schubrichtung)反转到相反的拉力方向(Zugrichtung)上；第一设置步骤：模子和芯轴相对彼此地朝向预先确定的第一环隙设置移动；和第一成型步骤：模子和芯轴在拉力方向上在自由的管区段的第一部分区段上在保持预先确定的第一环隙设置的情形下移动以为了管成型。
第一设置步骤以及之后可能紧接着的另外的设置步骤相应地使如下成为可能：模子和芯轴相对于彼此移动且进而在模子与芯轴之间的环隙可变地设置到任意的、优选最大地以原始外径限制的尺寸上。通过圆锥形的过渡区段不仅在呈环形的模子中而且在芯轴中的存在，由于环隙的可变设置可实现在管的成型区域中、尤其在原始的管壁厚内的底切。依据圆锥形的过渡区段是否朝向管的自由端部逐渐变细或扩大，可实现在管的内部区域且/或外部区域中的底切。在管的内部中和在管的外侧处的底切的构造可在一个工序中在同一管中在相应不同的纵向区段处被实现。作为其子集同样可实现带有恒定内孔的厚-薄管(Dick-Dünnrohr)，在其中仅局部的底切构造在外侧处。备选地，厚-薄管在恒定的外径、然而带有在管的内部中的底切的情形中同样可期望地构造成带有不同的壁厚。
上述底切的构造通过鉴于环隙预先设置的模子和芯轴的模具对在自由的管区段的部分区段上的移动实现。模子和芯轴的移动为了构造底切根据本发明在拉力方向上进行，这也就是说在模具对朝向成型装置的运动的情形中，在其中模子和芯轴被可移动地支承且操控。拉力方向尤其同样意味着在其中待成型的管被加载以拉力的方向。区别于模子和芯轴在相反于拉力方向的推力方向上的移动，在拉力方向的情形中不存在如下危险，即，管在模具对的移动的情形中以非期望的方式变形、尤其被压缩或弯曲。
有利地，被要求保护的方法使得在管处鉴于直径公差和工件厚度的完全不同的几何形状通过在程序技术上被控制的成型过程的产生成为可能，而在此模具(即模子和芯轴)的几何形状在成型过程期间无须改变。根据本发明的方法使得简单的(预制)管的使用成为可能，其无须在单独的方法步骤中已被预成型，且进而使得在部件制造中的更好的价值创造潜力成为可能。模子-芯轴模具对的向前和向后运动应用于管成型意味着资源效率。根据本发明的方法使得管在被限制的局部的管区段中的壁厚根据先前所做的结构设计的有针对性的减小成为可能。管的壁厚的局部减小例如为了引入理论断裂部位可能是期望的。另一优点是使用作为更贵的根据标准DIN EN 10305-2的质量的目前所需要的管的替代的根据德国工业标准DIN EN 10305-3的价格适宜的预制管的可能性。
定义：
概念“自由的管区段”意味着：未被夹紧的管区段。
概念“推力”或“推力方向”意味着从成型装置离开的方向，模子和芯轴从其中运动出来且去到夹紧装置上。尤其地，推力方向意味着在其中待成型的管被加载以压力的方向。
概念“拉力方向”意味着相反于推力方向的方向。在拉力方向中，待成型的管始终被加载以拉力。在此不存在管的压缩或弯曲的危险。然而，当拉力负荷变得太大时，在拉力方向上成型的情形中存在待成型的管的断开或断裂的危险。
概念“同步”在该说明书中意味着模子和芯轴以相同的速度在相同的轴向方向上的移动。同步的移动始终以固定设置的环隙进行。环隙尺寸的变化始终要求模子和芯轴以不同速度的相对运动，这排除了模子和芯轴的同步移动。
概念“竖直”针对坐标系的y方向，如在图1中所显示的那样。
概念“负的环隙”意味着这样的环隙，其通过模子和芯轴的在附图中朝向管的自由端部或者朝向芯轴杆或者朝向成型装置逐渐变细的圆锥形的过渡区段撑开。与此独立地，模子和芯轴的圆锥形的过渡侧面可相对彼此收敛地、平行地或发散地构造。在此，圆锥形的过渡区段可在竖直方向上至少一定程度地重叠或者相对而置。在附图中，芯轴于是关于模子向左偏移。换而言之，负的环隙在拉力方向上观察处在模子的背侧上。带有负的环隙的管的加工引起在管的外侧处的底切的构造。
概念“最小环隙”意味着带有在模子与芯轴之间的最小的竖直间距的环隙。其尤其在呈环形的模子的最狭窄的位置与芯轴的相对而置的一般而言圆柱形的(过渡)区段之间构造。一般而言，模子-芯轴模具对在管成型开始之前已被如此选出，即使得最小的环隙尺寸与待成型的管的之后所期望的最小壁厚相对应。最小壁厚一般而言小于或等于管的原始壁厚地选择。其之后可通过管的轴向拉伸来实现。
概念“正的环隙”意味着通过模子和芯轴的在附图中朝向管的自由端部或者朝向芯轴杆或者朝向成型装置扩大的圆锥形的过渡区段撑开的环隙。与此独立地，模子和芯轴的圆锥形的过渡侧面可相对彼此收敛地、平行地或发散地构造。在此，圆锥形的过渡区段可在竖直方向上至少一定程度地相对而置。在附图中，芯轴于是关于模子的中间被向右偏移。换而言之，正的环隙在拉力方向上观察处在模子的前侧上。带有正的环隙的管的加工引起在管的内侧处的底切的构造。
根据本发明的第一实施例，在第一成型步骤之后步骤顺序，设置步骤和紧接着的成型步骤可任意频次地重复，其中，然后在每个另外的设置步骤的情形中环隙可被重新设置。步骤的该可重复性使得在管的内部中且在管的外侧处的底切在自由的待加工的管区段的纵向方向上的多重构造成为可能。
圆柱形区段在芯轴的纵向方向上的设置使得如下成为可能：当芯轴的上述圆柱形的带有最大外径的区段与环形模子的最狭窄的位置相对而置时，最小环隙设置在模子与芯轴之间。当模子和芯轴在该相对彼此的相对位置中在管的纵向方向上被移动时，当在模子与芯轴之间的所设置的最小环形间距小于管的在拉力方向上前置的壁厚时，进行管的轴向拉伸。
备选地，在芯轴与模子之间的环隙可负地或正地设置以用于在管的内部中或在管的外侧处构造底切。
按照管的当前情况和先前所实现的成型，模子和芯轴的相对运动在设置步骤的范畴中可以不同的方式实现。因此，具体地在被要求保护的、在其中发生模子和芯轴的运动方向的反转的第一设置步骤中如下是有意义的，即，模子短时地停住且然后仅芯轴相对于模子运动，以便于设置所期望的环隙。在其它情况中如下可为有意义的，即，模子在拉力方向上连续地被继续移动且环隙设置的变化通过芯轴相对于移动的模子的移动实现。在又另一情况中如下可为有意义的，即，模子临时在一定程度上逆着拉力方向、也就是说在推力方向上被移动(在同时静止的芯轴的情形中)，以便于以期望的方式设置环隙。
不仅为了在管的内部区域和外部区域中构造底切而且为了执行管的所提及的轴向拉伸，模子和芯轴典型地彼此同步地在保持环隙的先前所进行的设置的情形下移动。模子和芯轴的同步移动相应地一直进行，直至待成型的管的在其中应进行相应的底切或拉伸的期望的纵向区段被经过(abgefahren)。
如下是特别有利的，即根据本发明的方法被用于在待成型的管区段处在管的纵向方向上交替地实施底切的构造和管的拉伸。
此外，本发明的上述目的通过一种用于执行根据本发明的方法的根据本发明的装置来实现。该装置的优点与上面参考被要求保护的方法所提及的优点相符。
对于执行根据本发明的方法必要的用于模子和芯轴的单独的操控的控制装置尤其作为电子操控器构造成用于单独地设置环隙以用于实现底切和拉伸。为了设置最小环隙(如其尤其对于管的轴向拉伸被需要的那样)，控制装置然而同样能够以机械强制耦联的形式来构造。相对电子控制，机械强制耦联的构造特别简单且鲁棒。最后如下是有利的，即芯轴尤其在纵向方向上成特定轮廓地构造。借助于芯轴的成特定轮廓的构造，例如当芯轴具有呈齿轮状的横截面时，以该芯轴可在管的壁的内侧处穿入或者构造纵向凹槽。
附图说明
该说明书附录了18个附图，其中，
图1显示了在起始位置中的用于执行根据本发明的方法的根据本发明的装置；
图2显示了用于减小管的外径的在开始位置中的芯轴和模子；
图3显示了在减小管的外径之后在终端位置中的模子和芯轴；
图4显示了自终端位置开始的管的第一拉伸的开始；
图5显示了管在管的自由端部的第一部分区段上的拉伸的结束；
图6显示了在管的外侧处的底切的构造开始时负的环隙的设置；
图7显示了在外侧处的底切的构造的结束和第二拉伸过程的开始；
图8显示了第二拉伸过程的结束；
图9显示了在第二拉伸结束时环隙设置的改变；
图10显示了用于引入在管内部中的底切的构造的带有正增长的环隙的设置；
图11显示了在管内部中的底切的构造的结束；
图12显示了用于引入第三轴向拉伸过程的环隙的设置的重新改变；
图13显示了带有从管取下的模子和在很大程度上被抽出的芯轴的整个管成型的结束；
图14显示了在执行先前所描述的成型步骤之后的经成型的管；
图15显示了在管内侧处的纵向凹槽通过使用带有呈齿轮状的横截面的芯轴的构造；
图16显示了在外径减小开始时带有用于模子的强制耦联或者强制引导的构造的根据本发明的成型装置；
图17显示了带有在夹紧装置处的左侧止挡的在推力方向上移动到终端位置中的成型装置；
图18显示了相对于其运动方向在拉力方向上以模子的此时在左侧的止挡反转之后的成型装置。
具体实施方式
本发明在下面在参照上述附图的情形下以实施例的形式来详细描述。在所有附图中，相同的技术元件标以相同的附图标记。
图1显示了根据本发明的装置。其包括用于如此地夹紧待成型的管200的夹紧装置140，从而使得自由的区段210、也就是说管200的未被夹紧的区段保留用于成型。在管200的自由端部处可看出成型装置150，在其中呈环形的模子120以及与此同轴布置的芯轴110可移动地支承。模子120在此处所显示的实施例中包括两个圆锥形的在内侧处的过渡区段，其中第一过渡区段120-I朝向管200的自由端部逐渐变细而第二过渡区段120-II朝向管200的自由端部扩大。芯轴110在其外侧处具有第一圆锥形过渡区段110-I，其朝向管200的自由端部且朝向成型装置150逐渐变细，且具有过渡区段110-II，其朝向管200的自由端部且朝向成型装置150扩大。在其之间构造有带有恒定的最大外径的圆柱形的过渡区段110-III。呈环形的模子120和芯轴110的配对如此地选择，即使得在其最狭窄位置处的模子与带有最大外径的芯轴110的圆柱形的区段110-III之间的最小间距小于或等于管200的原始壁厚。
为了执行根据本发明的方法如下不是强制必要的，即，模子120和芯轴110相应地具有两个圆锥形的过渡区段。为了实现在管200的外侧处的底切220,240，仅在模子120和芯轴110处的圆锥形的过渡区段是必要的，其朝向自由的管端部215逐渐变细。为了仅在管200的内部中构造底切220,240，仅在模子120和芯轴110处的过渡区段是必要的，其朝向自由的管端部215且朝向成型装置150扩大。当仅管200的拉伸被期望时，仅圆柱形的区段110-III的存在在带有最大外径的芯轴110的情形中在不带有圆锥形的过渡区段的情形中是必要的。按照管200的期望的成型相应地选择带有相应必要的过渡区段和最小环隙的模子120和芯轴110。
成型装置150关联有控制装置152用于模子120和芯轴110彼此独立地沿着管200的自由区段110在推力方向S和拉力方向Z上的移动。在模子120在推力方向上的运动的情形中，管200被加载以压力且存在管200的弯曲和压缩的危险。在模子120和芯轴110的模具对在拉力方向上移动的情形中，尤其在太窄地设置的环隙的情形中存在管200断裂的危险。
图1显示了用于执行根据本发明的方法的芯轴110和模子120的起始位置。芯轴110和模子120布置在管200的自由端部处且相对其同轴地定向。芯轴110已一定程度地移入到被夹紧的管200的自由端部中。
图2显示了管200的外径通过呈环形的模子120在推力方向S上朝向夹紧装置140的推移动的期望的减小的开始。因为模子120的最小的净内径DM小于管200的外径DR，在模子120在推力方向上移动的情形中产生外径的期望的减小。在此，管200的壁沿着模子120的过渡区段120-I滑动。在此，芯轴110在推力方向S上在模子120前面；其自身不参与成型过程，因为其表面不有助于成型、也就是说具体地不有助于外径的减小。在该成型过程中，其大多数时候用于管200引导和支承以防止弯曲。
区别于紧接着的在其中模子120和芯轴110在拉力方向上被移动的成型步骤，外径通过模子120在推力方向上的运动的减小不取决于在模子120与芯轴110之间的环隙；其尺寸是不重要的，尤其地芯轴110可如此程度地前移在模子120前面，即使得当管200的壁通过模子120的移动被减小时，芯轴110的面对模子120的圆锥形的过渡区段不影响管200的壁。
根据图3实现管200的外径DR在自由区段210的主要部分上的减小，此处具体地直至模子120止档到夹紧装置140处。显然，被减小的管区段的由此所定义的端部仅是示例的；实际上管200的减小同样可在达到夹紧装置140之前已结束。
在图3中可良好地看出如下，即，在外径减小的情形中被挤压的材料引起在被减小的外径的区域中的管200的壁厚的增大。
为了至少在管200的自由端部的第一部分区段T1中又将壁厚的该增大撤销，根据图4模子120和芯轴110在第一设置步骤中朝着其最小的环形间距dmin移动。为了该目的，芯轴110的运动方向由推力方向S反转到相反的拉力方向Z中且芯轴110朝向模子120移动。为了设置最小的环隙dmin，如所述的那样，芯轴110如此地相对于模子120运动，即使得芯轴的圆柱形的区段110-III与带有最小的环形直径的环形模子的位置相对而置。
通过改变模子120和芯轴110彼此相对的位置设置最小的环隙一方面可电子地或另一方面(如在图16至18中所显示的那样)借助于模子120和芯轴110在成型装置150内的机械强制耦联实现。在成型装置150内设置有移动滑块153，用于模子120在推力方向和拉力方向上的轴向移动。同轴于移动滑块153布置有芯轴杆113，用于芯轴110在推力方向和拉力方向上的轴向移动。在电子操控的情形中，移动滑块153与模子120且芯轴杆113与芯轴110一起-电子控制地-彼此独立地在轴向方向上移动。
在强制耦联的情况中，模子120在移动滑块153中或者在其处以轴向间隙x在轴向方向上可移动地支承。其运动通过两个止挡150-I和150-II在轴向方向上限制。在图16中所显示的在推力方向上用于减小外径的运动开始时的起始位置中，模子120止档在移动滑块153内的右侧的止挡150-I处。从该起始位置出来，移动滑块153与模子120且同步地与芯轴110一起在推力方向S上朝向夹紧装置140运动。图17显示了移动滑块153在夹紧装置140处的止档。在推力方向S上的上述运动期间，模子120始终止档在右侧的止挡150-I处。在带有上述强制耦联的成型装置的设计方案的情形中，成型装置150的移动滑块153与芯轴110或者与芯轴杆113机械耦联。这意味着如下，即，滑块153在轴向方向上的运动使得芯轴110与芯轴杆113相同地一起参与。
在到达在夹紧装置140处的滑块153的在图17中所显示的止挡位置时，模子120如所述的那样保留在其右侧的止挡位置150-I处。同时，芯轴110由于与移动滑块153的强制耦联(如同在整个预先的推力运动期间那样)相对模子120向左偏移或者前移。为了在该情况中实现环隙到最小环隙dmin上的设置的变化，滑块153的运动方向-且进而与此同样相关联地芯轴110的运动方向-从推力方向S被反转到拉力方向Z上且移动滑块153与芯轴110一起首先一定程度地相应于轴向间隙x在轴向方向上移动。只要模子120的位置保持不变，而芯轴110在拉力方向上朝向模子120运动。由此，在模子120与芯轴110之间的环隙变化。间隙x根据本发明如此来确定尺寸，即使得根据图18恰好芯轴110的圆柱形的区段110-III在模子120的最小的净直径之下运动。以该方式，根据图18预先设置对于轴向拉伸的紧接着的成型步骤而言的最小环隙dmin。
最小环形间距dmin可小于等于管200的原始壁厚。无论如何，其根据图4小于管200的通过减小外径被增大的壁厚。图4就此而言显示了紧接着的第一成型步骤的开始，在其中同样地模子120的运动方向从推力方向S被反转到拉力方向Z上。在该第一成型步骤的范畴中，然后模子120和芯轴110在保持经预先设置的最小环形间距dmin的情形下在拉力方向Z上被移动。在此进行管的上述轴向拉伸，为了将增大的壁厚减小到环隙dmin的尺寸上。优选地，模子120和芯轴110在此同步移动。该同步的移动然而在轴向拉伸期间不是强制必要的；前提条件仅是如下，即，在模子120和芯轴110相对于彼此移动的情形中模子120的最小内径的区域在芯轴110的圆柱形区段的区域中运动，从而使得最小的环隙dmin在轴向拉伸期间维持恒定。
图5显示了在自由的管区段的第一部分区段T1上的轴向拉伸的结束。
在该位置处，根据图6在第一成型步骤之后进行第二设置步骤，在其中在模子120与芯轴之间的环隙被重新设置。具体地，该环隙此处以负的方式设置，这也就是说该设置如此地进行，即使得环隙由芯轴110的圆锥形的过渡区段110-I和模子120的120-I撑开，其朝向管200的自由端部215逐渐变细或者朝向其逐渐变窄。在竖直方向上观察，这些过渡区段局部相对而置。经如此重新设置的环隙在拉力方向Z上观察处在模子120的背侧处。模子120和芯轴110相对彼此的位置变化在紧接于第一部分区段T1的管区段TE2的区域中实现。
模子120和芯轴110的模具对于是以该新的负的环隙设置在拉力方向Z上被进一步移动且在第二成型区段T2中形成在先前厚度减小的管的外侧处的底切220。
图7显示了第二成型区段T2的结束。
在期望的长度T2的端部处，模子120和芯轴110此处示例地又被设置到最小的环形间距dmin上，也就是说相对彼此移动。这在另外的设置区段TE3上实现，参见图7。
根据图8然后实现模子120和芯轴110在维持最小环隙dmin的情形下在自由的管区段210的另外的部分区段T3上的移动。在该第三部分区段T3中因此实现管200的重新的轴向拉伸用于将壁厚减小到最小的环隙dmin上。
根据图9和10然后实现环隙设置的重新改变；这次到正的环隙上。在该正的环隙的情形中，环隙通过模子120和芯轴110的圆锥形的过渡区段120-II和110-II撑开，其朝向自由的管端部215扩大。在该正的环隙设置的情形中，这些圆锥形的带有朝向管端部的扩大的过渡区段在竖直方向上观察一般而言至少部分区段地相对而置。正的环隙在拉力方向上观察构造在模子120的前侧处。根据图9，正的环隙设置由此来实现，即，模子120在第三部分区段T3的端部处暂时将其运动方向反转到推力方向上且以该方式如此地改变其相对于静止的芯轴110的相对位置，即使得出现上述正的环隙。环隙设置的改变的该形式然而仅是示例的；显然在T3端部处的相对位置同样可通过芯轴110在拉力方向上相对于例如静止的模子120的进一步的移动实现，虽然同样在力耗费的情形下。当然，不仅模子120而且芯轴110相对彼此的运动是可设想的。
模子120和芯轴110在维持此时所设置的正的环隙的情形下的移动引起在管200的内侧处的底切240的构造，如在图11中所显示的那样。底切220,240的构造在任意期望长度的部分区段T4上延伸。在第四部分区域T4的端部处又可实现环隙的改变，例如又到最小的环形间距dmin上。然后在另外的设置区段TE5之后产生又带有被轴向拉伸的管的第五部分区段T5；参见图12和13。
图14显示了在执行所有先前所描述的各个步骤之后的完成加工的管200。
重要的是应提及如下，即，此处所说明的步骤顺序和在图14中所显示的关于被执行的加工步骤的最终结果仅是示例的。因此，在管200的外径的一次地执行的减小之后轴向拉伸、底切220,240在管200的外侧处的构造和底切在管200的内侧处的构造的任意顺序是可行的。尤其地，带有轴向拉伸和底切220,240的构造的区段的此处所提出的顺序不是强制必要的。相反地，在外侧处所构造的底切220,240同样可直接地被在管200的内侧处所构造的底切220,240在拉力方向上跟随；且反之亦然。在其上相应地发生管200的成型的部分区段原则上可以是任意长的；其仅通过管200的自由区段210的长度限制。因此，轴向的拉伸、底切220,240在外侧处的构造或底切220,240在管200的内侧处的构造同样可连续地在整个自由区段210上实现。
管200在底切220,240的区域中的壁厚取决于实际所设置的正的或负的环形间距，也就是说在圆锥形的过渡区段之间的实际间距。基于模子120和芯轴110相对彼此的电子设置，该间距且进而在底切220,240的区域中的壁厚可被非常精确地设置到任意期望的尺寸上。
图15示例地显示了在使用成特定轮廓的芯轴110的情形中成型的管200，具体地在使用带有呈齿轮状的横截面的芯轴110的情形中。以该方式然后例如可在非常薄壁的管200中在较大的长度上实现管200的内齿部260。同样地，外齿部的制造在使用相应成特定轮廓的环形模子的情形中是可能的。用于实现这样的齿部的必要的力、尤其拉力明显小于不带有相应的齿部的模子120和芯轴110的使用。
附图标记列表
110芯轴
110-I芯轴的轴向延伸的圆锥形的过渡区段，其朝向自由的管端部逐渐变细；
110-II芯轴的轴向延伸的圆锥形的过渡区段，其朝向自由的管端部扩大；
113芯轴杆
120模子
120-I模子的轴向延伸的圆锥形的过渡区段，其朝向自由的管端部逐渐变细，120-II模子的轴向延伸的圆锥形的过渡区段，其朝向自由的管端部扩大，130环隙
140夹紧装置
150成型装置
150-I用于模子的右侧止挡
150-II用于模子的左侧止挡
152控制装置
153移动滑块
200管
210管的自由区段
215管的自由端部
220在管的外侧处的底切
240在管的内侧处的底切
260管的内齿部
S推力方向
Z拉力方向
E终端位置
T1,T2,T3带有成型部的自由的管区段的部分区段
TE1,TE2,TE3用于改变环隙设置的自由的管区段的过渡区段
DR管的原始外径
DM呈环形的模子的最小的净内径
dmin最小的环隙。
Claims (11)
1.一种用于管(200)的轴向成型的方法，所述方法借助于在所述管(200)中引导的芯轴(110)和在所述管(200)的外侧处引导的呈环形的、其内径小于所述管(200)的原始外径的模子(120)；
其中，所述呈环形的模子(120)在其内侧处具有至少一个圆锥形的轴向延伸的过渡区段(120-I,120-II)，其中，所述芯轴(110)在其外侧处具有至少一个圆锥形的轴向延伸的过渡区段(110-I,110-II)，且其中，所述模子和所述芯轴在其相对位置中撑开环隙用于所述管(200)的壁的引导穿过和成型；
其中，所述方法具有如下步骤：
-将带有原始壁厚的所述管(200)如此地夹紧在夹紧装置(140)中，即使得所述管(200)的至少一个自由区段(210)保留用于所述管(200)的成型；
a)将所述芯轴(110)推入到所述管(200)中；
b)通过所述呈环形的模子(120)在推力方向(S)上朝向所述夹紧装置(140)在所述管(200)的所述自由区段(210)上的推移动减小所述管(200)的外径，其中，所述芯轴(110)在推力方向上在所述模子(120)之前；并且
其中，在达到终端位置(E)时如下步骤被实施：
c)将所述模子(120)和所述芯轴(110)的运动方向从所述推力方向(S)反转到相反的拉力方向(Z)上；
d')第一设置步骤：所述模子(120)和所述芯轴(110)相对彼此移动到预先确定的第一环隙设置上；和
e')第一成型步骤：所述模子(120)和所述芯轴(110)在所述拉力方向(Z)上在所述自由区段(210)的第一部分区段(T1)上在保持所述预先确定的第一环隙设置的情形下移动以为了所述管(200)的成型；
其特征在于，
在所述第一成型步骤之后，步骤顺序设置步骤和紧接着的成型步骤被至少再一次重复，其中，在每个另外的设置步骤中所述模子(120)和所述芯轴(110)设置到区别于相应先前的环隙设置的新的环隙设置上；并且
在所述设置步骤中的至少一个中所述模子(120)和所述芯轴(110)相对彼此移动到负的环隙设置上，在其中所述模子(120)和所述芯轴(110)的朝向所述管(200)的自由端部逐渐变细的所述圆锥形的过渡区段(110-I,120-I)在所述模子的背侧处撑开所述环隙。
2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述芯轴(110)除了所述至少一个圆锥形的过渡区段(110-I,110-II)之外在其外侧处同样具有圆柱形的区段(110-III)；且
在所述设置步骤中的至少一个中所述模子(120)和所述芯轴(110)相对彼此设置到在所述呈环形的模子的最狭窄的位置与所述芯轴(110)的相对而置的圆柱形的区段(110-III)之间的最小的竖直的环隙上。
3.根据权利要求2所述的方法，
其特征在于，
在所述紧接着的成型步骤中进行所述管(200)在拉力方向(Z)上到与所述最小的竖直的环隙相对应的壁厚上的轴向拉伸。
4.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
在所述设置步骤中的至少一个中所述模子(120)和所述芯轴(110)相对彼此移动到正的环隙设置上，在其中所述模子(120)和所述芯轴(110)的朝向所述管(200)的自由端部扩大的所述圆锥形的过渡区段(110-II,120-II)在所述模子的前侧处撑开所述环隙。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述设置步骤中的至少一个中所述模子(120)被停住而所述芯轴(110)相对于所述模子(120)被移动。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述设置步骤中的至少一个中进行所述模子(120)和所述芯轴(110)相对彼此的移动：-通过所述芯轴(110)在连续地在拉力方向(Z)上继续移动的模子(120)的情形中的移动。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，
其特征在于，
在所述成型步骤中的至少一个中所述模子(120)和所述芯轴(110)同步地移动。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，
其特征在于，
所述芯轴(110)除了所述至少一个圆锥形的过渡区段(110-I,110-II)之外在其外侧处同样具有圆柱形的区段(110-III)，在所述设置步骤中的一个中将所述模子(120)和所述芯轴(110)相对彼此设置到在所述呈环形的模子的最狭窄的位置与所述芯轴(110)的相对而置的圆柱形的区段(110-III)之间的最小的竖直的环隙上；
在所述紧接着的成型步骤中进行所述管(200)在拉力方向(Z)上到与所述最小的竖直的环隙相对应的壁厚上的轴向拉伸；且
在紧接着的另外的设置步骤中进行负的环隙设置，从而在紧接着的另外的成型步骤中在所述管(200)的外侧处构造底切(220)；或
在所述紧接着的另外的设置步骤中进行正的环隙设置，从而在所述紧接着的另外的成型步骤中在所述管(200)的内侧处构造成底切(240)。
9.根据权利要求8所述的方法，
其特征在于，
在所述底切(220,240)的构造之后重新进行设置步骤以为了设置最小环隙；且在紧接着的另外的成型步骤中进行所述管(200)的拉伸。
10.一种用于管(200)的轴向成型的装置，具有：
夹紧装置(140)，其用于如此地夹紧所述管(200)，即使得自由区段保留；
相对所述夹紧装置(140)轴向定向的成型装置(150)，其带有可轴向移动的呈环形的模子(120)和在所述呈环形的模子(120)内同轴地引导的芯轴(110)，其中，所述模子(120)和所述芯轴相应具有圆锥形的轴向延伸的过渡区段(110-I,110-II,120-I,120-II)，其中，所述模子(120)和所述芯轴(110)在其相对位置中撑开环隙用于所述管(200)的壁的引导穿过和成型；和
关联于所述成型装置(150)的控制装置(152)，其用于所述模子(120)和所述芯轴(110)彼此独立地沿着所述管(200)的自由区段移动，以为了所述管(200)在推力方向(S)和拉力方向(Z)上的成型；
其特征在于，
所述控制装置(152)此外构造成用于执行根据权利要求1-9中任一项所述的方法；且所述控制装置(152)为了将所述模子(120)和所述芯轴(110)设置到相对彼此的最小的环隙上以在所述模子(120)与所述芯轴(110)之间的机械强制耦联的形式来构造，其中，所述成型装置(150)具有：
用于所述模子(120)的移动滑块(153)和带有芯轴(110)的芯轴杆(113)，所述芯轴(110)被牢固地固定在所述芯轴杆(113)处，
其中，所述移动滑块(153)和所述芯轴杆(113)机械彼此耦联以为了同步移动；
其中，所述模子(120)以间隙x轴向可移动地被支承在所述移动滑块(153)中；
其中，所述间隙x代表与所述移动滑块(153)相耦接的芯轴(110)在左侧与右侧的止挡(150-I；150-II)之间相对于所述模子(120)的移动距离；且
其中，所述芯轴(110)在右侧的止挡位置中以其圆柱形的区段(110-III)与所述模子(120)的最窄的位置相对而置，从而在所述芯轴(110)与所述模子(120)之间构造所述最小环隙dmin。
11.根据权利要求10所述的装置，
其特征在于，
所述芯轴(110)在纵向方向上成特定轮廓地构造成带有呈齿轮状的横截面。
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