專(zhuān)利名稱(chēng)：制造具有縱向法蘭的空心型材的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造具有縱向法蘭的空心型材的方法，其中通過(guò)將沖頭引入第一鑄模中使設(shè)置于沖頭和第一鑄模之間的板材預(yù)成型為具有第一個(gè)支部和第二個(gè)支部的U 形型材，而且其中，該U形型材通過(guò)第二鑄模成型為帶有一個(gè)縱向法蘭的O形型材。
背景技術(shù)：
制造具有縱向法蘭的空心型材的方法在文獻(xiàn)DE 10 2005 Oil 764A1中有描述。 在已知方法中，在第一彎曲鑄模中通過(guò)沖頭制造具有平行的支部的截面呈U形的型材。然后該U形的型材在第二彎曲鑄模中借助該彎曲鑄模變形為具有閉合的橫截面的管體。其中在至少一個(gè)支部中形成縱向延伸的法蘭。在文獻(xiàn)DE 10 2005 011 764 Al中已知的方法中， 必須將U形的型材從第一彎曲鑄模中取出然后放入第二彎曲鑄模，以便變形為O形的型材。
具有縱向法蘭的空心型材特別在機(jī)動(dòng)車(chē)構(gòu)造中用作機(jī)動(dòng)車(chē)車(chē)身部件。縱向法蘭的作用例如為連接車(chē)身板。對(duì)于空心型材的尺寸精準(zhǔn)度一直提出更高的要求。該要求特別適用于空心型材的這個(gè)部分，借助該部分空心型材與其他部件相連。對(duì)于以傳統(tǒng)方法制成的具有縱向法蘭的空心型材該要求不是始終得到滿(mǎn)足，因?yàn)槿绻麤](méi)有采取非常繁瑣且昂貴的措施，U形的型材從第一彎曲鑄模中輸送到第二彎曲鑄模中的過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)一定的非精確性。特別是對(duì)于彎曲的空心型材。發(fā)明內(nèi)容
從前述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的在于，提供一種可靠的制造具有縱向法蘭的空心型材的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第一原理，該目的通過(guò)制造具有縱向法蘭的空心型材的方法實(shí)現(xiàn)， 其中通過(guò)將沖頭引入第一鑄模中，使設(shè)置于沖頭和第一鑄模之間的板材預(yù)成型為具有第一個(gè)支部和第二個(gè)支部的U形型材然后該U形型材通過(guò)第二鑄模成型為帶有一個(gè)縱向法蘭的O形型材，其中在板材成型為U形型材的過(guò)程中至少在第一個(gè)支部?jī)?nèi)塑造出縱向法蘭支部區(qū)域并且該縱向法蘭支部區(qū)域在U形型材成型為O形型材的過(guò)程中形成縱向法蘭的一部分。
根據(jù)本發(fā)明在預(yù)成型步驟(該過(guò)程中制造U形型材)中形成縱向法蘭的至少一個(gè)部分，由此可以準(zhǔn)確設(shè)定縱向法蘭的一個(gè)部分的尺寸?？招男筒牡目偟某叽缇_性可以由此得到提高，因?yàn)樵谏院蟮某尚筒襟E中不再必須仔細(xì)地顧及縱向法蘭的較高尺寸精確度。根據(jù)本發(fā)明的“引入”的意義是，沖頭和第一鑄模彼此移動(dòng)，即沖頭和第一鑄模的相對(duì)移動(dòng)。可以通過(guò)或者移動(dòng)沖頭或者移動(dòng)第一鑄模達(dá)到，然而也可以通過(guò)既移動(dòng)沖頭又移動(dòng)第一鑄模達(dá)到。
本方法的第一設(shè)計(jì)方案提供了，在預(yù)成型階段的開(kāi)始縱向法蘭支部區(qū)域通過(guò)沖頭的沿前述引入方向預(yù)定位的、可移動(dòng)的部分沖頭和第一鑄模的前述引入反方向上預(yù)定位的、可移動(dòng)的側(cè)壁成型，通過(guò)進(jìn)一步將沖頭引入第一鑄模，分別將部分沖頭和側(cè)壁從之前的位置推到齊平的位置由此板材預(yù)成型為U形型材。由此縱向法蘭支部區(qū)域可以盡可能早地成型。在該成型的時(shí)間點(diǎn)，板材的位置已經(jīng)預(yù)先準(zhǔn)確給出，并且由于同時(shí)進(jìn)行的深沖過(guò)程， 發(fā)生扭曲的危險(xiǎn)在很大程度上減少了。
此外本方法可以進(jìn)一步由此拓展，應(yīng)用至少含有一個(gè)可移動(dòng)第一側(cè)壁的第一鑄模并且該第一側(cè)壁在U形型材成型為具有縱向法蘭的O形型材的過(guò)程中由第二鑄模在引入方向上推入。以這樣的方式側(cè)壁可以在成型為具有縱向法蘭的O形型材的過(guò)程中從側(cè)面支撐 U形型材，由此改善該過(guò)程方法的可靠性。
在本方法的另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中應(yīng)用第二鑄模，其包含一個(gè)對(duì)應(yīng)于縱向法蘭支部區(qū)域的第一部分沖頭，和至少另外一個(gè)部分沖頭，通過(guò)另一個(gè)部分沖頭在第一部分沖頭之前下降，U形型材成型為O形型材。通過(guò)將第二沖頭分段可以進(jìn)一步改善U形型材成型為O形型材的過(guò)程可靠性。
另一擴(kuò)展方案提供了，U形型材形成為具有雙重縱向法蘭的O形型材。雙重縱向法蘭的特點(diǎn)是提高的堅(jiān)固性，由此可以借助其排導(dǎo)較大的力。
此外本方法可以進(jìn)一步擴(kuò)展，在U形型材成型為具有縱向法蘭的O形型材前將支撐芯，特別是分段支撐芯引入U(xiǎn)形型材。借助支撐芯，U形型材可以在變型為O形型材的過(guò)程中得到內(nèi)部支撐并避免斷裂。在應(yīng)當(dāng)使U形型材成型為彎曲的空心型材時(shí)，應(yīng)用分段支撐芯實(shí)現(xiàn)了支撐。特別是分段支撐芯可以從彎曲的空心型材中不造成損害地抽出。
本方法可以進(jìn)一步擴(kuò)展，通過(guò)U形型材成型為具有縱向法蘭的O形型材形成邊緣接縫并且該O形型材沿著邊緣接縫至少部分材料配合地閉合。應(yīng)用激光電焊閉合邊緣接縫時(shí)可以使進(jìn)入空心型材的熱量減少。可以一定程度上避免由閉合引起的空心型材的材料性質(zhì)轉(zhuǎn)變。
在另一個(gè)設(shè)計(jì)方案中，在材料配合的閉合之前或之后將支撐芯拉出。在材料配合的閉合之前將支撐芯拉出可以簡(jiǎn)化支撐芯取出過(guò)程。例如減少無(wú)意的支撐芯和O形型材的材料配合的連接的風(fēng)險(xiǎn)。此外以該方式可以從里面閉合邊緣接縫。另一方面將支撐芯拉出實(shí)現(xiàn)了待制造空心型材較高的尺寸精確度。
根據(jù)下一個(gè)擴(kuò)展方案，空心型材由一塊整體板材、激光拼焊板或者拼縫版制成。整體板材這樣理解，其由具有固定厚度和單一材料的單一片材構(gòu)成。整體板材可以特別廉價(jià)地由冷軋帶鋼或熱軋帶鋼裁成。作為“激光拼焊板”指的是由不同厚度、強(qiáng)度和/或表面鍍膜的單塊片材集合成的板材。由此一方面可以在具有較高負(fù)載的位置施用較厚和/或較薄但是較大強(qiáng)度的材料，由此實(shí)現(xiàn)在較高負(fù)載下的較小質(zhì)量。另一方面可以在其它位置應(yīng)用較薄的片材。激光拼焊板由此實(shí)現(xiàn)保持同樣的強(qiáng)度特性的前提下質(zhì)量減少。對(duì)于“拼縫板” 指通過(guò)將單一的額外的加固片固定來(lái)增強(qiáng)局部的基板?；搴图庸唐S后可以很容易地一起塑形。由此可以避免增強(qiáng)后續(xù)組件的操作復(fù)雜的、昂貴的裝配工作。特別是激光拼焊板作為拼縫板的基板，其中可以通過(guò)加固片實(shí)現(xiàn)小范圍局部的加固，由此可以選擇進(jìn)一步減小的厚度或者其它材料作為激光拼焊板的單塊板材。


下面借助根據(jù)實(shí)施例的附圖進(jìn)一步闡述本發(fā)明。附圖中
圖I示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的空心型材的板材；
圖2示出了位于沖頭和第一鑄模之間的圖I中的板材；
圖3示出了由圖I中所示的板材預(yù)成型的U形型材的斷面；
圖4以斷面視圖形式示出了圖3中所示的U形型材成型為O形型材的中間步驟；
圖5示出了由圖I中所示的板材制成的含有縱向法蘭的空心型材；
圖6示出了圖I至圖5中所示的制造方法的說(shuō)明原理圖7示出了用于制造根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的空心型材的板材；
圖8示出了位于沖頭和第一鑄模之間的圖7所示的板材；
圖9示出了預(yù)成型為U形型材的圖7所示的板材；
圖10示出了引入圖9所示的U形型材的支撐芯和用于將U形型材成型為O形型材的第二鑄模；
圖11示出了部分成型為O形型材的圖9所示的U形型材；
圖12示出了由圖7所示的板材制成的空心型材；
圖13示出了圖7至圖12中所示的制造方法的說(shuō)明原理圖。
具體實(shí)施方式
圖I示出了一塊板材1，其特別為制造具有縱向法蘭的空心型材而剪裁。板材I的剪裁首先取決于空心型材的幾何形狀，然而也取決于在預(yù)成型中形成的縱向法蘭支部區(qū)域10。如圖2所不，剪裁后的板材I安放在沖頭2和第一鑄模3之間。第一鑄模3由兩個(gè)側(cè)壁4和一個(gè)基底部件5組成。通過(guò)沖頭2將板材I引入第一鑄模3，使板材I預(yù)成型為U形型材7。如圖3所示的斷面圖可以看出，形成一個(gè)第一個(gè)支部8和第二個(gè)支部9和第一個(gè)支部?jī)?nèi)的縱向法蘭支部區(qū)域10。接著，將支撐芯11引入這樣形成的U形型材7中。
在下一個(gè)過(guò)程步驟中，通過(guò)第二鑄模12將U形型材成型為具有縱向法蘭的O形型材。圖4示出還未完全成型為O形型材的U形型材13。為了解釋說(shuō)明，用于成型的第二鑄模的位置略微提高。借助第二鑄模12，U形型材13圍繞著支撐芯11成型?？v向法蘭支部區(qū)域10的形狀基本上保持不變。在縱向法蘭支部區(qū)域10區(qū)域材料加倍。通過(guò)第二鑄模12 的進(jìn)一步下降，U形型材13的該區(qū)域彼此擠壓，因此形成具有雙重?cái)D壓法蘭的O形型材。圖 5示出了在通過(guò)將兩個(gè)支部形成的邊緣接縫進(jìn)行激光焊接和拉出支撐芯11之后的相應(yīng)的空心型材14。沿著彎曲的空心型材14形成有縱向法蘭15，其它部件可以通過(guò)該法蘭裝配在空心型材14上。
圖6示出了極度簡(jiǎn)化的制造空心型材的過(guò)程步驟，其中分別示出了產(chǎn)生的橫截面區(qū)域。由板材16開(kāi)始，首先預(yù)成型為具有第一個(gè)支部18和第二個(gè)支部19的U形型材17。 其中在第一個(gè)支部18內(nèi)形成縱向法蘭支部區(qū)域20。接著U形型材17成型為O形型材21。 縱向法蘭支部區(qū)域20基本上在此過(guò)程中重疊并且擠壓成縱向法蘭22。因此縱向法蘭22具有特別出色的材料精確性并且由于雙重重疊具有極大的堅(jiān)固性?？v向法蘭22可以非常適宜地應(yīng)用為空心型材的固定或者將其他部件固定在空心型材上。最后邊緣接縫23通過(guò)激光焊接至少部分閉合，由此空心型材獲得極高的剛性。優(yōu)選使用支撐芯，如實(shí)施例中所述。 對(duì)復(fù)雜成型的空心型材使用支撐芯。在簡(jiǎn)單的幾何形狀時(shí)可以放棄使用支撐芯。
圖7示出了另一個(gè)用于制造空心型材的經(jīng)過(guò)剪裁的板材24。其放入沖頭25和第一鑄模26之間，如圖8所示。其中沖頭25具有在引入方向R上突出定位的部分沖頭27。第一鑄模26的可移動(dòng)側(cè)壁28從屬于部分沖頭27,該側(cè)壁同樣突出定位。在沖頭26的引入過(guò)程中首先在部分沖頭27和側(cè)壁28之間形成位于圖9所示的U形型材31內(nèi)的第一個(gè)支部30內(nèi)的縱向法蘭支部區(qū)域29。接下來(lái)通過(guò)將沖頭25進(jìn)一步引入第一鑄模26，將部分沖頭27和側(cè)壁28推到齊頭位置并且形成第一個(gè)支部30和第二個(gè)支部32。然后將分段支撐芯33引入安置在第一鑄模26中的U形型材31中。第二鑄模34由對(duì)應(yīng)縱向法蘭支部區(qū)域 29的第一部分沖頭35和另一部分沖頭36組成，見(jiàn)圖10。根據(jù)圖11首先是部分沖頭36沿第一鑄模方向移動(dòng)。其中形成U形型材的遠(yuǎn)離縱向法蘭支部區(qū)域29的部分。接著部分沖頭35下降，由此形成O形型材。在抽出支撐芯33并且完成邊緣接縫的焊接后，就得到了圖 12所示的具有縱向法蘭38的空心型材37。如圖12所示，空心型材37可以形成為非常復(fù)雜的形狀，例如彎曲狀。但是根據(jù)本發(fā)明的方法實(shí)現(xiàn)了具有高的尺寸精確性的縱向法蘭38 的空心型材的制造。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的制造空心型材的第二個(gè)實(shí)施例的根據(jù)過(guò)程步驟中的各個(gè)截面形狀的逐個(gè)過(guò)程步驟(未示出支撐芯)。首先板材39預(yù)成型為具有第一個(gè)支部41和第二個(gè)支部42的U形型材40。其中在第一個(gè)支部41中形成縱向法蘭支部區(qū)域43。然后U形型材40成型為O形型材45并對(duì)邊緣接縫46進(jìn)行焊接。包含空心腔的輪廓與縱向法蘭47 共同形成讓人聯(lián)想到數(shù)字“6”的形狀。
權(quán)利要求
1.一種制造具有縱向法蘭的空心型材的方法，其中通過(guò)將沖頭(2、25)引入第一鑄模 (3、26)中使設(shè)置于所述沖頭(2)和第一鑄模(3、26)之間的板材(1、24)成型為具有第一個(gè)支部(8、30)和第二個(gè)支部(9、32)的U形型材(7、31)，其中所述U形型材(7、31)通過(guò)第二鑄模(12、34)成型為帶有一個(gè)縱向法蘭(15、38)的O形型材(14、37)，其特征在于，在所述板材(1、24)預(yù)成型為所述U形型材(7、31)的過(guò)程中至少在所述第一個(gè)支部(8、30)內(nèi)形成一個(gè)縱向法蘭支部區(qū)域(10、29)并且所述縱向法蘭支部區(qū)域(10、29)基本上保持形狀地在所述U形型材(7、31)成型為所述O形型材(14、37)的過(guò)程中逐漸形成為所述縱向法蘭(15、 38)的一個(gè)部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，在預(yù)成型的開(kāi)始階段通過(guò)所述沖頭(25) 的沿引入方向處于突出位置的、可移動(dòng)的部分沖頭(27)和所述第一鑄模(26)的沿引入方向的相反方向處于突出位置的、可移動(dòng)的側(cè)壁(28)形成所述縱向法蘭支部區(qū)域(29)，通過(guò)使所述沖頭(25)繼續(xù)引入第一鑄模(26)，將所述部分沖頭(27)和側(cè)壁(28)分別從突出位置推入齊平位置并且使所述板材(24)預(yù)成型為所述U形型材(31)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的方法，其特征在于，使用具有至少一個(gè)可移動(dòng)的第一側(cè)壁(28 )的第一鑄模(26 )并且所述第一側(cè)壁在所述U形型材(31)成型為帶有一個(gè)縱向法蘭(38)的O形型材(37)的過(guò)程中可通過(guò)第二鑄模(34)沿引入方向推進(jìn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，使用具有從屬于所述縱向法蘭支部區(qū)域(29)的第一部分沖頭(35)和至少另一個(gè)部分沖頭(36)的第二鑄模(34)，并且通過(guò)使所述另一個(gè)部分沖頭(36)在第一部分沖頭(35)之前下降，使所述U形型材(31) 成型為O形型材(37)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述U形型材(7)成型為一個(gè)具有雙重縱向法蘭(15)的O形型材(14)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述U形型材(7、31) 成型為帶有一個(gè)縱向法蘭(15、38)的0形型材(14、37)之前，將一個(gè)支撐芯(11、33)特別是分段支撐芯插入U(xiǎn)形型材。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述U形型材(7、31) 成型為帶有一個(gè)縱向法蘭(15、38)的O形型材(14、37)形成邊緣接縫(23)，并且所述O形型材(14、37)沿所述邊緣接縫(23)至少部分地，特別是通過(guò)激光焊接材料配合地閉合。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述支撐芯(11、33)在材料配合的閉合之前或者之后抽出。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至8的任意一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述空心型材(14、37)由整體板材、激光拼焊板或者拼縫版制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制造具有縱向法蘭的空心型材的方法，其中通過(guò)將沖頭引入第一鑄模中，使設(shè)置于沖頭和第一鑄模之間的板材成型為具有第一個(gè)支部和第二個(gè)支部的U形型材，其中該U形型材通過(guò)第二鑄模成型為帶有一個(gè)縱向法蘭的O形型材。提供一種制造具有縱向法蘭的空心型材的、實(shí)現(xiàn)了對(duì)縱向法蘭的尺寸和形狀更好的控制的可靠方法的目的由此實(shí)現(xiàn)，在板材成型為U形型材的過(guò)程中至少在第一個(gè)支部?jī)?nèi)形成一個(gè)縱向法蘭支部區(qū)域并且該縱向法蘭支部區(qū)域基本上在U形型材成型為O形型材的過(guò)程中形成為縱向法蘭的一個(gè)部分。
文檔編號(hào)B21D19/08GK102947021SQ201180031747
公開(kāi)日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2011年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月14日
發(fā)明者托馬斯·弗萊米希, 米夏埃爾·布呂根布羅克, 約爾格·戈施呂特 申請(qǐng)人:蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司