41]IHU构件120沿其纵轴线L构成有不同的横截面几何形状，从而各横截面关于其横截面形状和/或其横截面周长是不同的。示例性地，在内高压成形中达到的周长伸长率在图1c中所示的IHU构件120的轴向的构件端部上大约为10%并且在中间的区域中大约为
[0042]IHU构件120可以不同于在图1c中示出的示例而具有复杂的、在空间上多次弯曲的和/或曲折的纵向走向，例如在EP 0195157 BI中示出那样。特别地，对于该情况可以规定的是，如上面已经提到那样，原始管件100在预成形之前首先进行弯曲或预弯曲。后续说明以类似的方式也涉及该情况。
[0043]图2以示意性的剖面图示例性示出在纵轴线L的部位X上(参见图1)在内高压成形之前的按照现有技术预成形的并且放入多件式IHU模具300的型腔330中的原始管件110’。预成形的原始管件110’至少在所示的部位上具有与要制造的IHU构件120近似的横截面几何形状。如开头所述那样，在内高压成形时，预成形的原始管件110’的管外壳朝向型腔壁331被挤压并且在此时根据型腔壁331的轮廓被成形。
[0044]在内高压成形期间，在以A表示的角区域中会出现所述预成形的原始管件110’的强烈成形，这同时伴随着管壳材料的强烈变薄并且可能伴随着裂纹或裂缝的产生，而在以B表示的区域中只进行较小的成形。所制成的IHU构件120因此沿其周长具有不同的壁厚，随之带来多个缺点。
[0045]此外，为此也参考现有技术中的对应的解释(例如参见DE 102006028099 Al，段落
[0061]和
[0062]，以及 DE 19946010 B4，段落
[0042]、
[0043]、
[0052]和
[0053])。
[0046]为了消除现有技术中的缺点，按本发明的用于对原始管件100进行预成形的模具200(参见图3)的型腔230具有不仅由要制造的IHU构件120的形状得出的而且与要成形的原始管件100的周长Ul相适配的轮廓。为此规定，沿着通过原始管件100预定的型腔纵轴线L，每个型腔横截面的横截面形状分别相应于位置相同的IHU构件横截面的变小的横截面形状，但是，每个型腔横截面的周长分别正好与原始管件100的周长Ul —致。
[0047]这由图1直观地得出。在纵轴线L上的部位x(如以箭头示出)上，由IHU构件120在相同部位X上的横截面形状和由原始管件100的周长Ul得到所述预成形的原始管件110的横截面几何形状，其中，该横截面几何形状基本上与预成形模具200的实施成型的型腔230的横截面几何形状相同，从而适用的是:U1 = U2。这类似地适用于在纵轴线L上的其它任何部位。通常适用的是，预成形的原始管件110的几何形状基本上与预成形模具200的型腔几何形状230相同。
[0048]因此，型腔230的与通过原始管件100预定的型腔纵轴线L垂直的每个型腔横截面与位置相同的IHU构件横截面的在其横截面周长中准确地减小到原始管件100周长的横截面形状一致或者说与此相同。
[0049]图3以在部位x(参见图1)上的剖面图示出用于对原始管件100进行预成形的按本发明的模具200。装入压机中的模具200包括模具下部件220和可与之相对运动的模具上部件210，所述模具下部件和模具上部件在闭合状态中在它们之间限定用于容纳和成形出原始管件100的型腔230。型腔230在所示的部位上的横截面几何形状如上述那样得到。模具上部件210的可运动性以双箭头M示出。
[0050]为了进行预成形，在模具200打开时将原始管件100放入型腔230中。随后通过模具上部件210的下降使模具200闭合，其中，通过施加挤压力将位于型腔230中的原始管件100在没有周长变化(即:U2 = Ul)的情况下成形为预成形的原始管件110。因为型腔230的轮廓刚好与原始管件110的周长相适配，所述不仅在所示的部位上而且在其它任何部位上实现原始管件100的确定的、精确的并且无压缩的预成形。
[0051]在按本发明的模具200中的预成形过程可以称为在冲模中的成形，其中，该预成形可以尤其是在没有支承压力的情况下、但必要时也具有支承压力并且尤其是具有低的支承压力的情况下(所谓的压力支承的低压预成形)实现。在打开模具200之后可以将预成形的原始管件110取出并且接着将其直接放入IHU模具300中以进行内高压成形。
[0052]图4以在部位X上的剖面图示出在内高压成形之前的利用按本发明的模具200预成形的并且被放入IHU模具300的型腔330中的原始管件110。预成形的原始管件110不贴靠在IHU模具300的型腔壁331上，而是在该原始管件的整个横截面周长上与型腔壁331具有恒定的间距，从而在预成形的原始管件110的管外壳和型腔壁331之间存在环绕的并且基本上宽度相同的间隙S。因此预成形的原始管件110在内高压成形时基本上均匀地扩张和变形，由此得到在周长上的均匀的壁厚。通过间隙S的间隙宽度来预定在内高压成形时在该轴向部位上要达到的塑性的周长延伸。间隙S的间隙宽度可以与IHU构件120的形状相关地沿纵轴线L变化。
[0053]附图标记列表
[0054]100原始管件
[0055]110预成形的原始管件
[0056]120 IHU 构件
[0057]200预成形模具
[0058]210模具上部件
[0059]220模具下部件
[0060]230 型腔
[0061]231型腔壁
[0062]300IHU 模具
[0063]330型腔
[0064]331型腔壁
[0065]A区域
[0066]B区域
[0067]L纵轴线
[0068]M打开/闭合运动
[0069]S间隙
[0070]T分离面
[0071]Ul原始管件的周长
[0072]U2预成形的原始管件的周长或在相同部位上的型腔横截面的横截面周长
[0073]X在纵轴线上的位置(或部位)
【主权项】
1.用于对金属的原始管件(100)进行预成形的模具(200)，该输出构件随后要进行内高压成形，以制造管状的IHU构件(120)，所述模具包括多个彼此可相对运动的模具部件(210、220)，这些模具部件在它们之间限定用于容纳和成形出原始管件(100)的实施成型的型腔(230)， 其特征在于， 所述型腔(230)具有不仅由要制造的IHU构件(120)的形状导出的而且与要成形的原始管件(100)的周长(Ul)适配的轮廓，使得与通过原始管件(100)预定的型腔纵轴线(L)垂直的每个型腔横截面与位置相同的IHU构件横截面的如此横截面形状一致，该横截面形状在IHU构件横截面的横截面周长中正好减小为原始管件(100)的周长。2.按照权利要求1所述的模具(200)， 其特征在于， 所述模具是包括模具下部件(220)和能与之相对运动的模具上部件(210)的与压机结合的模具(200)。3.用于制造按照权利要求1或2所述的模具(200)的方法，该方法包括如下步骤: a.提供确定要制造的IHU构件(120)的形状的几何形状数据； b.确定要使用的原始管件(100)的周长； c.借助于多个引导截面确定对于原始管件(100)的预成形所需的实施成型的型腔(230)的轮廓，对此首先沿IHU构件(120)的纵轴线(L)产生多个横截面并且随后使这些横截面关于其周长减小为原始管件(100)的已确定的周长；并且 d.制造模具(200)，该模具的型腔(230)具有该轮廓。4.按照权利要求3所述的方法， 其特征在于， 步骤a.、b.和c.利用CAD程序实施、尤其是自动化地实施。5.用于通过内高压成形制造管状的IHU构件(120)的方法，该方法包括如下步骤: -提供原始管件(100); -在按照权利要求1或2所述的模具(200)中对原始管件(100)进行预成形；并且 -在IHU模具(300)中对预成形的原始管件(110)进行内高压成形。6.按照权利要求5所述的方法， 其特征在于， 所述原始管件(100)在先于预成形的步骤中首先进行弯曲。7.按照权利要求5或6所述的方法， 其特征在于， 所述原始管件(100)由铝材或钢材制成并且尤其是具有圆形的或椭圆形的横截面。8.按照权利要求5至7之一所述的方法(100)， 其特征在于， 在内高压成形时在预成形的原始管件(110)的纵轴线(L)上得到不同的周长伸长率，这些周长伸长率尤其是处于3%和10%之间的范围中。9.按照权利要求5至8之一所述的方法， 其特征在于， 将所述预成形的原始管件(110)这样放入IHU模具(300)的型腔(330)中，使得该原始管件在其纵轴线(L)的每个部位上在相应的横截面周长上与型腔壁(331)具有相同的间距⑶。10.按照权利要求5至9之一所述的方法， 其特征在于， 所述要制造的IHU构件(120)是机动车构件。
【专利摘要】本发明涉及一种用于对金属的原始管件(100)进行预成形的模具(200)，该输出构件随后要进行内高压成形，以制造管状的IHU构件，所述模具包括多个彼此可相对运动的模具部件(210、220)，这些模具部件在它们之间限定用于容纳和成形出原始管件(100)的实施成型的型腔(230)。规定的是，所述型腔(230)具有不仅由要制造的IHU构件的形状导出的而且与要成形的原始管件(100)的周长(U1)适配的轮廓，使得与通过原始管件(100)预定的型腔纵轴线(L)垂直的每个型腔横截面与位置相同的IHU构件横截面的在其横截面周长中正好减小为原始管件(100)的周长的横截面形状一致。本发明还涉及一种用于制造这种模具(200)的方法和一种用于利用这种模具(200)制造管状的IHU构件的方法。
【IPC分类】B21D26/033, B21D26/047
【公开号】CN105163879
【申请号】CN201480024391
【发明人】J-S·莱尔希, T·施莫尔克
【申请人】宝马股份公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2014年6月24日
【公告号】DE102013212758A1, WO2014206981A1