用于生產(chǎn)不同壁厚的容器管的方法
【專利說明】用于生產(chǎn)不同壁厚的容器管的方法
[0001]本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)容器管的方法。例如作為機(jī)動(dòng)車減震架的容納機(jī)構(gòu)、支承機(jī)構(gòu)和/或承載機(jī)構(gòu)來使用的容器管在縱向方向上具有連續(xù)的管縱向部段，這些管縱向部段具有不同的壁厚和/或不同的內(nèi)徑和/或外徑。上述方法基于中空的或者說管狀的坯件，該坯件通過借助至少一個(gè)安置在坯件的外側(cè)的拉伸凹模朝向貼靠在坯件的內(nèi)部的凸模進(jìn)行多次拉伸而被伸長(zhǎng)，該凸模例如為沖頭或者芯棒。在拉伸過程中，管縱向部段中的至少一部分管縱向部段在其壁厚和/或在其內(nèi)徑和/或外徑方面縮減相應(yīng)的預(yù)定的尺寸。
[0002]根據(jù)前述的方法所生產(chǎn)的鉸接軸在(DE 10 2007 045 719 Al)中是已知的。其中，該鉸接軸在壁厚以及內(nèi)徑和/或外徑方面發(fā)生改變。在這個(gè)已知的所謂冷成型方法中，在將坯件推至芯軸上之后，推動(dòng)凹模經(jīng)過坯件和位于該坯件中的芯軸。為此所使用的芯軸具有兩個(gè)不同的直徑并且具有被實(shí)施為錐形的過渡區(qū)域。在芯軸的較薄直徑上拉伸直至過渡區(qū)域。隨后，從該過渡區(qū)域起，借助開口直徑較大的凹模而被拉伸經(jīng)過芯軸的較厚區(qū)域。由此產(chǎn)生比坯件更高的強(qiáng)度以用于該變形區(qū)域。此外，通過降低坯件的壁厚和直徑而在軸向方向上伸長(zhǎng)。在所述已知的冷成型方法中使用不同的凹模以獲取不同的壁厚。然而根據(jù)該方法無(wú)法將所期望的內(nèi)徑和/或外徑獨(dú)立地相互匹配，因此也不能在保持外徑相同的情況下增大壁厚/增厚壁厚。
[0003]通常所使用的材料，像是例如優(yōu)度為E355+N(2002年11月的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10305-2或者2010年5月的歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN10305-3)的鋼對(duì)于該已知的成型方法來說成本相當(dāng)高。因此期望實(shí)現(xiàn)較小的材料消耗。此外，期望能在汽車工業(yè)中減輕重量并進(jìn)而優(yōu)化部件。
[0004]另一個(gè)文獻(xiàn)(EP I 190 784 A2)也包含一種用于生產(chǎn)局部壁厚不同的管的方法。制造不同的壁厚同樣起到減輕重量的作用，其中根據(jù)所產(chǎn)生的負(fù)載來確定壁厚的尺寸。
[0005]在文獻(xiàn)EP I 190 784 A2中公開的這種方法將出口管拉伸至芯軸上，該芯軸在軸向中間位置具有縮減的直徑。因此具有比管的外徑要小的寬度的拉模環(huán)被拉動(dòng)通過管的整個(gè)長(zhǎng)度。由此實(shí)現(xiàn)了在芯軸的徑向擴(kuò)展區(qū)域內(nèi)的壁厚的縮減以及在芯軸徑向縮減區(qū)域內(nèi)的壁厚的增加。隨后將芯軸從管中拉出。因此產(chǎn)生了具有徑向向外擴(kuò)展且變厚的管區(qū)域的管的形狀。通過再次套上拉模環(huán)最終再次產(chǎn)生用于管的平滑圓柱形外表面，即，具有較大壁厚的管的區(qū)域被再次徑向向內(nèi)壓。這樣隱含著缺點(diǎn)，這是因?yàn)閺较蛳騼?nèi)壓的較厚的壁部段首先必須被徑向向外壓或者變形，以便隨后再次被徑向向內(nèi)擠壓。此外根據(jù)該方法不能生產(chǎn)管的不同外徑。
[0006]另外，在工業(yè)生產(chǎn)中常常需要例如借助焊接將部件附接到管上。由于附接部件而使得所述管在該位置處被削弱。因此這些所謂的施力區(qū)域和/或焊接點(diǎn)區(qū)域必須設(shè)有較厚的壁，以確保需求和滿足其目的。
[0007]因此，本發(fā)明的目的在于提供一種方法，其中在無(wú)需再加工和額外的加工工序的情況下更靈活地生產(chǎn)與所需強(qiáng)度相關(guān)的希望的壁厚以及內(nèi)徑和/或外徑(例如在施力區(qū)域和/或焊接點(diǎn)區(qū)域內(nèi)具有較厚的壁)。此外，通過所生產(chǎn)的容器管的局部不同的壁厚來實(shí)現(xiàn)工業(yè)所需的重量降低以及優(yōu)化。
[0008]為了實(shí)現(xiàn)該目的而提供權(quán)利要求1中所給出的方法。本發(fā)明可選的有利的實(shí)施方式由從屬權(quán)利要求以及以下描述和附圖產(chǎn)生。
[0009]在生產(chǎn)容器管時(shí)在拉伸至少一部分待縮減的縱向部段之前進(jìn)行凸模的更換。也就是說，將目前所使用的凸模分別替換成被實(shí)施為不同的和/或特定匹配的凸模。待使用的例如旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的凸模在縱向輪廓上具有至少一個(gè)橫截面變化。因此該凸模具有較小的和/或較薄的以及較大的和/或較厚的橫截面/外徑。這兩種橫截面或外徑借助至少一個(gè)凸模分段部而彼此相連?？梢砸圆煌膶?shí)施方式來實(shí)施凸模分段部。這里一方面構(gòu)造一個(gè)過渡區(qū)域并且進(jìn)而構(gòu)造成錐形的實(shí)施方式，另一方面，該分段部能夠通過凸模沿軸向方向垂直進(jìn)入的直徑增大來簡(jiǎn)單實(shí)現(xiàn)。
[0010]凸模的較小直徑的端面?zhèn)仁冀K首先被插入坯件中。也就是說，凸模首先被插入的和/或較小的直徑或者橫截面布置在傳動(dòng)邊的區(qū)域內(nèi)。相反地，凸模的最大直徑或橫截面始終布置在最遠(yuǎn)離傳動(dòng)邊處。待使用的凸模具有至少兩個(gè)在徑向方向上不同的直徑或橫截面。因此也可能存在多個(gè)凸模分段部。然而在這里重要的是，將凸模的直徑或橫截面按大小布置，使得在軸向方向上僅存在增大的凸模分段部。因此，凸模具有在軸向方向上始終縮窄并且不再次擴(kuò)展的形狀。
[0011]在根據(jù)本發(fā)明的示例性的生產(chǎn)變型中，在第一拉伸過程中形成具有縮減的壁厚的第一縱向部段。在坯件端部處的傳動(dòng)邊的模制(引起壁厚的縮減)被看作是預(yù)縮減。不必非要模制傳動(dòng)邊。坯件也可被實(shí)施為杯狀形狀，即，坯件僅具有一個(gè)端面開口并且在另一側(cè)/另一端處封閉。然而必須具有用于凸模的擋塊，且該擋塊以任意形式在管內(nèi)部模制或者已經(jīng)存在，以便能夠使用根據(jù)本發(fā)明的方法。只有當(dāng)拉伸凹模(具有比坯件的外徑小的開口直徑或較小的內(nèi)徑)經(jīng)由坯件被拉動(dòng)/推動(dòng)至一定的軸向長(zhǎng)度時(shí)才開始實(shí)際的拉伸過程。
[0012]通過一個(gè)或多個(gè)凸模的一個(gè)或多個(gè)外部尺寸或一個(gè)或多個(gè)拉伸凹模的分別相關(guān)的和/或?qū)χ玫膬?nèi)部尺寸來有針對(duì)性地確定各個(gè)管壁厚的尺寸。因此如下選擇凸模的直徑或者橫截面，使得凸模的外徑與拉伸凹模的內(nèi)徑之間的差與壁厚相對(duì)應(yīng)。拉伸凹模僅以部段的方式朝向容器管移動(dòng)至一定的軸向長(zhǎng)度并且隨后則被再次拉回。
[0013]根據(jù)示例性的發(fā)明構(gòu)造，在用于插入凸模以及更換凸模的容器管的端面開口處設(shè)置一個(gè)或多個(gè)剝離裝置。例如拉伸剝離爪等可以用作剝離裝置。通過至少一個(gè)安置在傳動(dòng)邊的對(duì)置端部的剝離裝置來簡(jiǎn)化凸模的更換。在此，坯件或容器管后部的剝離爪一起徑向移動(dòng)，使其具有較小的開口直徑以作為坯件和/或容器管的外徑，而不觸碰插入的凸模。隨后，將位于容器管和/或坯件中的凸模拉回，使得示例性示出的并且一起在徑向方向上移動(dòng)的剝離爪位于容器管和/或坯件的端面處并且將該容器管/坯件固定，同時(shí)凸模被進(jìn)一步拉回并且進(jìn)而從容器管或者坯件中移出。
[0014]根據(jù)另一個(gè)示例性的發(fā)明構(gòu)造，凸模更換的次數(shù)取決于所期望的壁厚變化的次數(shù)。借助每個(gè)凸模能夠?qū)崿F(xiàn)在容器管的壁厚方面的無(wú)限多的變化。然而借助凸模也僅能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)的內(nèi)徑的增大。一旦需要降低內(nèi)徑，則必須更換凸模。相反在使用凹模時(shí)，必須始終在期望改變?nèi)萜鞴艿耐鈴綍r(shí)執(zhí)行更換。
[0015]容器管或者坯件的壁厚也能夠在不更換凸模的情況下得以提高或變厚，其中具有較大開口直徑/內(nèi)徑的凹模被推動(dòng)。凸模的更換與凹模的更換無(wú)關(guān)。也就是說，壁厚在使用一個(gè)凹模的情況下就已經(jīng)能夠借助具有不同橫截面和/或直徑的凸模發(fā)生改變。一旦使用其它的凹模和/或凸模，則可能的壁厚變化的次數(shù)將無(wú)限多。
[0016]此外，利用該方法，每個(gè)管縱向部段僅需被加工一次。在將拉伸凹模拉動(dòng)經(jīng)過坯件的相應(yīng)軸向長(zhǎng)度拉伸凹模之后，無(wú)需對(duì)該被拉伸的區(qū)域再次進(jìn)行加工。也就是說，僅由拉伸凹模拉伸一次的區(qū)域表示容器管的完成加工的部段。
[0017]另一個(gè)可能性在于，將容器管實(shí)施為具有輕型材料。一個(gè)輕型材料的示例為鋁。通過使用這樣的材料而使得利用本發(fā)明的方法所生產(chǎn)的容器管在重量方面以及還在其強(qiáng)度方面被再次優(yōu)化。例如使用擠壓式的前置管或者中空的和/或管狀的坯件來制造鋁制容器管。由于例如鋁合金與鋼相比具有較小的強(qiáng)度值，容器管的壁厚和/或容器管內(nèi)外徑之間的差在使用輕型材料時(shí)被構(gòu)造的更大。
[0018]本發(fā)明進(jìn)一步的有利改進(jìn)在于生產(chǎn)同樣具有不同變化的壁厚的帶角的輪廓和/或管，例如方形管。這能夠在以下情況下得以實(shí)現(xiàn)，即，取代前述直徑而使用四邊形尺寸和/或橫截面。例如能夠?qū)⑼鼓５恼w輪廓實(shí)施為帶角的而不是圓形。除了以其它方式實(shí)施的凸模，拉伸凹模還必須具有與凸模相匹配的結(jié)構(gòu)。也就是說，凸模及與之相關(guān)的凹?？梢允菆A形的和/或帶角的以及可以是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱式的或非對(duì)稱的。
[0019]基于本發(fā)明的其它特性、特征、特征組合以及效果由以下對(duì)本發(fā)明優(yōu)選的、示例性的實(shí)施方式的描述中以及附圖中產(chǎn)生。其中:
[0020]圖1示出了用于根據(jù)本發(fā)明的生產(chǎn)方法的中空的和/或管狀坯件的剖視圖；
[0021]圖2示出了在根據(jù)圖1的中空的和/或管狀坯件上模制傳動(dòng)邊的剖視圖；
[0022]圖3示出了坯件的外徑增大的第一管縱向部段的拉伸過程的剖視圖；
[0023]圖4示出了包括此前凹模更換的第二管縱向部段的拉伸過程的剖視圖；
[0024]圖5示出了包括此前凸模更換的第三管縱向部段的拉伸過程的剖視圖；
[0025]圖6示出了包括此前凸模更換的第四管縱向部段的拉伸過程的剖視圖；
[0026]圖7示出了結(jié)束加工的容器管的一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的剖視圖。
[0027]圖1至圖7示出了用于生產(chǎn)重量和強(qiáng)度均被優(yōu)化的容器管的特殊且具有創(chuàng)造性的示例性實(shí)施方式。
[0028]在圖1中示出了一種中空的和/或