用于校准弯拱的金属空心室型材的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于制造弯拱的金属空心室型材的方法，包括：提供具有两个敞开的端部区域的金属空心室型材，在整个纵向伸展范围上延伸至少一个空心室；将型材放入敞开的挤压工具的模腔中；将可扩张的内部工具在型材的两个端部区域导入到空心室中，至少一个内部工具具有弯拱的成型区段，该成型区段沿着型材的纵轴线延伸；将布置在空心室中的内部工具扩张；闭合挤压工具；使内部工具的扩张恢复并且从空心室导出；打开挤压工具；将此时已校准的空心室型材取出。

Method for calibrating hollow metal chamber profiles for curved arches

【技术实现步骤摘要】
用于校准弯拱的金属空心室型材的方法
本专利技术涉及一种用于校准弯拱的金属空心室型材(Hohlkammerprofil)的方法。
技术介绍
当今，在汽车和机动车建造中，对于许多应用而言，将由铝或钢合金作为材料构成的型材(尤其是空心室型材)用于各类应用，譬如：机动车的马达载体(或前纵梁或者后纵梁)。因为由挤压成型工艺或挤出成型工艺或者在钢材料的情况下以及还有辊压成型工艺所制成的空心室型材(特别是壁厚、外部尺寸等)的制造误差相对较大，从而将这些单个部件相互耦合(或将其接合)的难度增大。由此，当今通过在时间和成本方面耗费地对接合区域进行切削加工或者以耗费更高的且关于所生产的构件特性方面存在弊端的方法(如液压成型法)来减少(或补偿)这些大的误差。在此，型材所需的加工余量还会导致更高的总重，这是因为所选择的壁厚必须要高于使用强度所需的壁厚。这在经济性和生态方面都是值得商榷的。此外，EP1534443B1公开了一种用于在机动车建造领域中由铝挤压成型型材制造结构构件的方法。为了提高关于型材横截面的尺寸方面的准确性，该文献中建议：在温度得以维持的情况下在热改型工艺中(特别是借助于内高压改型法)在其敞开的型材端部区域中锻造或冲压仍热的挤压成型型材，用以关于型材横截面的准确性方面实现优化。这也是在经济性和生态方面都值得商榷的。US9,370,811B2还公开了这样地校准用于车辆建造中的挤出成型管，使得挤出成型管被布置在校准工具的模腔中，其中，在端部上安装有钳子，这些钳子在纵长方向上拉伸所述管直至4％并在此进行相应的校准，在这种校准方式中，应当减少(或消除)扭曲和其它形变。但是，通过这种方式，型材的敞开的端部区域的型材横截面关于其匹配准确性方面无法在随后的接合中得到适配或者仅得到不充分的适配。因此，所有已知的用于减少这类空心室型材(特别是弯拱的空心室型材)的误差的方法尚不令人满意，从而需要进一步的改善，以便使得这种空心室型材的外表面(或外壁)能够根据其未来的功能关于其误差方面实现过程可靠地制造。
技术实现思路
因此，本专利技术的任务在于，提供一种用于制造弯拱的金属空心室型材的方法以及一种相应的空心室型材，其中，使得在所述空心室型材的制造过程中出现的误差(特别是在其整个外表面或外壁上)进一步得以减少或甚至消除。该任务通过一种具有权利要求1所有特征的用于制造弯拱的金属空心室型材的方法解决。在从属权利要求中给出本专利技术有利的构造方案。在此，根据本专利技术的用于制造弯拱的金属空心室型材的方法包括如下方法步骤：a)提供金属空心室型材，该金属空心室型材具有两个敞开的端部区域，其中，所述空心室型材具有至少一个在其整个纵向伸展范围上延伸的空心室，b)将所述空心室型材放入到敞开的挤压工具的模腔中，c)将可扩张的内部工具在所述空心室型材的上述两个端部区域中导入到所述至少一个空心室中，其中，这些内部工具中的至少一个内部工具具有弯拱的成型区段，该成型区段沿着所述空心室型材的纵轴线延伸，d)使布置在所述空心室型材的至少一个空心室中的可扩张的内部工具扩张(Aufweiten)，e)闭合所述挤压工具，f)将这些内部工具的扩张进行恢复/还原(Zurückführen)并将其从所述空心室型材的至少一个空心室中导出，g)打开所述挤压工具，h)将此时已校准的空心室型材取出。在此，本专利技术的核心在于：被引入到挤压工具的模腔中的空心室型材是借助于扩张的内部芯轴和挤压工具来实现关于该空心型材的外表面(或外壁)的规模(或尺寸)方面的校准，所述内部芯轴基本上(或部分地)支撑在所述空心型材的内壁上，在此，在必要情况下，所述空心型材发生塑性变形，而所述挤压工具则促成所述空心型材在其闭合期间发生塑性变形。在此，所述空心型材(或其外部形状)在根据本专利技术的方法期间校准(或变形)到额定尺寸，而对该空心型材的结构特性(特别是关于其承载能力方面)没有消极影响。特别是不应超出材料(或构件)的物理极限和应用相关极限，譬如：最大拉伸比率或最大局部壁可变薄程度(Wandausdünnungen)。在将所述空心室型材放入到敞开的挤压工具的模腔中并将具有弯拱的成型区段的、至少一个可扩张的内部工具导入到所述至少一个空心室之后，这个弯拱的或者也可能是笔直的初始空心型材的外表面(或外壁)这样地变形：不仅使得上述两个端部区域的型材横截面具有明显更窄的误差带，其中，在所述误差带中调设这些外壁彼此的间距以及调设所需的角位置；而且也使得相应地调设出该空心型材的曲率。因此，所述空心型材的校准既在其端部区域中也关于其曲率方面得以实现。在采用笔直的初始空心型材的情况下，与校准的同时进行曲率的构建。为此，闭合所述挤压工具，并从外部将力施加到所述空心室型材上，该力促成所述空心室型材的塑性变形，同时借助所述内部工具通过它们的扩张来将反作用力从内部施加到所述空心室型材中(或施加到单个空心室中)，该反作用力优选也促成塑性变形。在此，这种校准过程在最简单的情况下可以通过呈相对彼此可移动的内部及外部工具形式的机械加工进行。在此，采用已经描述的且具有用于放入空心室型材的模腔的挤压工具作为外部工具，而采用譬如相应可扩张的芯轴(Dorne)作为内部工具。将待校准的空心室型材在其原本通过挤压成型(Strangpressen)、挤出成型(Extrudieren)或辊压成型(Rollformen)的制造过程以及相应地纵向切割之后放入到相应的挤压工具中，从而使得该挤压工具将所述空心室型材至少区段式地(有利完全地)包围。然后，将呈可扩张的芯轴形式的一个或多个内部工具至少区段式地引入到所述空心室型材中，从而使得至少所述空心室型材的外壁(或外表面)布置在这两种工具(内部及外部工具)之间。然后，通过相应的驱动器使得这两种工具相对彼此相向运动，其方式是，闭合所述挤压工具，并使呈芯轴形式的内部工具扩张。在此，所述空心室型材的一个或多个相应的壁区域(或外壁)发生塑性变形。在此，优选采用多件式的楔形内部工具(譬如呈可扩张的芯轴的形式)，这些内部工具通过在型材纵长方向上的移位来促成所述空心室型材的端部区域的至少一个壁区段向外变形。在此特别优选地，这种机械式校准过程在所述挤压工具中进行，所述挤压工具作为外部工具并在闭合状态中限定出在校准之后所述空心室型材的端部区域的外部区域中的额定几何构型。在此，这种构造成芯轴的内部工具构造成精准制造的且可扩张的内部芯轴，借此使得在所述空心室型材的至少一个空心室的内部区域中所期望的额定几何构型能够在所述空心室型材的端部区域中制成。如上所述，根据本专利技术的第一有利的构造方案，这种可扩张的内部工具的扩张是通过所述空心室型材超出该空心室型材的材料弹性极限的塑性变形进行。根据本专利技术的一种优选的构造方案，为了校准所述空心室型材(或其外壁)而使该空心室型材发生塑性变形，这基本上仅在所述挤压工具闭合期间进行。根据本专利技术的一种有利的构造方案，被用作内部工具的可扩张的芯轴是通过楔形移动机构(特别是通过双楔形移动机构)扩张。为此设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于制造弯拱的金属空心室型材(1)的方法，包括如下方法步骤：/na)提供金属空心室型材(1)，该空心室型材具有两个敞开的端部区域(2,3)，其中，所述空心室型材(1)具有在其整个纵向伸展范围上延伸的至少一个空心室(4,5)，/nb)将所述空心室型材(1)放入到敞开的挤压工具(7)的模腔(6)中，/nc)将可扩张的内部工具(8,9；10,11)在所述空心室型材(1)的两个端部区域(2,3)中导入到所述至少一个空心室(4,5)中，其中，所述内部工具(8,9；10,11)中的至少一个内部工具具有弯拱的成型区段，该成型区段沿着所述空心室型材的纵轴线延伸，/nd)将布置在所述空心室型材(1)的至少一个空心室(4,5)中的可扩张的内部工具(8,9；10,11)扩张，/ne)闭合所述挤压工具(7)，/nf)使所述内部工具(8,9；10,11)的扩张恢复，并且将所述内部工具从所述空心室型材(1)的至少一个空心室(4,5)导出，/ng)打开所述挤压工具(7)，/nh)将此时已校准的空心室型材(1)取出。/n

【技术特征摘要】
20181212 DE 102018131967.31.一种用于制造弯拱的金属空心室型材(1)的方法，包括如下方法步骤：
a)提供金属空心室型材(1)，该空心室型材具有两个敞开的端部区域(2,3)，其中，所述空心室型材(1)具有在其整个纵向伸展范围上延伸的至少一个空心室(4,5)，
b)将所述空心室型材(1)放入到敞开的挤压工具(7)的模腔(6)中，
c)将可扩张的内部工具(8,9；10,11)在所述空心室型材(1)的两个端部区域(2,3)中导入到所述至少一个空心室(4,5)中，其中，所述内部工具(8,9；10,11)中的至少一个内部工具具有弯拱的成型区段，该成型区段沿着所述空心室型材的纵轴线延伸，
d)将布置在所述空心室型材(1)的至少一个空心室(4,5)中的可扩张的内部工具(8,9；10,11)扩张，
e)闭合所述挤压工具(7)，
f)使所述内部工具(8,9；10,11)的扩张恢复，并且将所述内部工具从所述空心室型材(1)的至少一个空心室(4,5)导出，
g)打开所述挤压工具(7)，
h)将此时已校准的空心室型材(1)取出。


2.根据权利要求1所述的方法，
其特征在于，
所述可扩张的内部工具(8,9；10,11)的扩张是在所述空心室型材(1)的材料的弹性极限以上进行。


3.根据权利要求1或2所述的方法，
其特征在于，
闭合所述挤压工具(7)，这促成所述空心型材(1)的塑性变形，特别是沿着型材纵轴线的拉伸弯曲。


4.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
使用芯轴作为内部工具(8,9；10,11)，所述芯轴优选能够通过楔形移动机构、特别是通过双楔形移动机构来扩张。


5.根据前述权利要求任一项所述的方法，
其特征在于，
所述内部工具(8...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·E·马克森，
申请(专利权)人：本特勒汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE