连续渐进成形金属带以形成具有纵向变化横截面的型材的装置与方法_2

文档序号:9775058阅读:来源:国知局
或椭圆形的一段的形状。该轮廓设计允许制造具有圆形、多边形或卵形横截面或其组合的封闭型材。
[0016]进一步对于该配置特别是对于圆形弧段的配置来说,至少一个工具的压力面的轮廓的半径在圆周方向上在最小半径和最大半径之间变化。该轮廓设计允许制造具有纵向变化圆形横截面的封闭型材。
[0017]进一步对于该配置特别是对于多边形配置来说,至少一个工具套件的压力面的轮廓的相应横截面的分段长度在圆周方向上在最小长度和最大长度之间变化。该轮廓设计允许制造具有带变化分段长度的纵向变化多边形横截面的封闭型材。
[0018]根据装置的另一实施例,被定位为面向彼此的至少一个工具套件的工具的压力面的轮廓形成了具有开口的圆周整体轮廓。特别预成形的金属带通过该开口被馈送。从而,工具不仅成形金属带,而且还在成形期间对其进行定位和引导。开口例如可以是圆形、多边形或卵形(特别是椭圆形)的形状。
[0019]在进一步的配置中,装置可以补充有上游连接的用于展开及必要时矫直金属带以及用于切割金属带的设备。这些设备可以用来将金属带的均匀度、形状和相应宽度匹配于待实现的最终几何形状。特别地在制造具有极大变化横截面的型材过程中,可以将金属带的宽度精确匹配于待实现的圆周。例如,这导致了波浪状的轮廓。金属带例如可以使用激光束来切割。或者可以使用诸如切割辊的可旋转安装工具来切割,例如刀片辊和支撑辊。
[0020]根据另一实施例,装置可以补充有下游连接的用于焊接封闭金属带的设备。这对于制造完全封闭型材来说是特别需要的,因为这样的型材在通过辊压成形制造时总是具有至少一个纵向缝隙。将焊接设备集成到装置中还可以与成形过程同时且连续地执行焊接,从而可以省略后续的焊接工序。用于焊接封闭金属带的设备优选是可高度调节的,以便能够确保在每种情形中相对于纵向缝隙的恒定距离。
[0021]装置可以补充有进一步下游连接的用于后成形封闭的特别是完全封闭的金属带的设备。这对于制造精确形状的型材或者对于最终成形以形成预期最终几何形状仅在封闭和焊接(完全封闭)的状态下才是可行的情形来说,是特别需要的。该设备的实施例实质上对应于用来封闭开口的预成形金属带的成形第一工具套件中的设备,其中(后成形)工具的压力面的轮廓匹配于将为型材设定的最终几何形状。
[0022]装置可以补充有进一步下游连接的用于分离封闭的特别是完全封闭的金属带的设备。使用该设备,封闭的金属带(型材线)被切割成预期长度。其优选是“飞行”分离设备,优选为锯,其在分离过程中可沿着纵轴移动并且具有与型材线相同的速度。
[0023]介绍部分描述的目的还可以利用连续渐进成形金属带以形成具有纵向变化横截面的型材的方法来实现。所述方法包括以下步骤:a)提供具有至少两个可旋转安装且相互关联的工具的装置,以及b)利用所述工具成形金属带。使用的材料可以是钢、镁、铝或其它金属或它们的组合,例如是多层材料的形式,并且使用的工具例如可以是辊子或辊。
[0024]根据本发明,该方法提出,在步骤b)中,金属带由工具成形,从而形成具有纵向槽的封闭中空型材(封闭金属带)。如已经结合装置所描述的那样,该方法还是基于以下想法,即完全通过连续渐进成形过程由金属带制造具有纵向槽的封闭、纵向变化的中空型材。这样做的优点是仅需要补充一个后续制造步骤,即封闭特别是焊接纵向槽。优选地,在该上下文中,封闭金属带的两个边缘尽量紧密地彼此抵靠(“边缘对接”)。这允许通过激光器焊接。对于间隙宽度最高达2_的情形,例如可以使用感应或导电焊接方法。
[0025]根据本发明的方法的一种配置提出,在步骤a)中,提供有根据权利要求1-11中任一权利要求所述的装置。在所有列明的配置中,上述装置是特别适于执行该方法的,因为压力面轮廓的极大凹入形状代表了在结构上简单的制造具有纵向槽的封闭中空型材(封闭金属带)的方式。
[0026]根据基于本发明的方法的另一配置,步骤b)包括以下分步骤:bl)成形金属带以形成在一侧开口且在纵向上未变化的型材(“U形型材”),其具有基本垂直的腿,其中引入了最终几何形状的至少部分最小半截面尺寸和/或最小半径,以及b2)进一步成形一侧开口的型材,以形成具有纵向槽的封闭中空型材(封闭金属带)。使用多阶段过程可以实现更为复杂的几何形状。
[0027]进一步对于该配置来说,分步骤bl)和b2)在单独的工具套件上执行,每个工具套件都具有至少两个相互关联且可旋转安装的工具。通过使用具有改进型材终端形状的工具套件,还可以制造具有复杂几何形状的封闭中空型材(封闭金属带)。
[0028]根据一种配置,方法可以补充以下述步骤,其在步骤b)之前执行:ba)展开及必要时矫直以及切割金属带。如已结合装置所描述的那样,展开及必要时矫直以及切割用来将金属带适应于待实现的最终几何形状。在该上下文中,切割例如可以通过使用激光束或利用可旋转安装的切割工具例如切割辊来执行。
[0029]同样,该方法进一步可以补充以下述步骤,其在步骤b)之后执行:c)沿着纵向槽焊接封闭金属带。焊接纵向槽允许在成形的同时连续制造完全封闭的金属带(型材线),从而可以省略后续的焊接。
[0030]最后,该方法可以补充以下述步骤,其在步骤c)之后执行:d)利用工具套件中的至少两个相互关联且可旋转安装的工具成形/后成形焊接的金属带(型材线/中空型材线),以及e)切割成段以形成个体型材。该后续的成形可以确保特别精确的最终几何形状,因为在焊接期间可能发生的不良形变可以得到矫正。后续成形同样还可以制造待形成的最终几何形状,即上述成形工具仅仅产生被焊接的预成形,并且随后最终几何形状通过成形来产生或设定。
【附图说明】
[0031]下文将参考附图更为详细地说明本发明,附图仅仅示出了优选的示例性实施例。附图中:
[0032]图1A示出了根据本发明的装置的工具套件的第一种配置;
[0033]图1B示出了根据本发明的装置的工具套件的第二种配置;
[0034]图2A示出了根据本发明的装置的工具套件的第三种配置;
[0035]图2B示出了根据本发明的装置的工具套件的第四种配置;
[0036]图3示出了在金属带成形期间图1B的工具套件;
[0037]图4示出了在金属带成形期间图2B的工具套件;以及
[0038]图5简要示出了根据本发明的方法的步骤序列。
【具体实施方式】
[0039]图1A示出了用于根据本发明的装置的工具套件I的第一种配置。图1A中示出的工具套件I包括两个相互关联的工具,其是辊2A、2B。辊2A、2B是可旋转地安装的,并且每个具有旋转轴3A、3B。在图1A示出的工具套件I中,两个辊2A、2B的旋转轴3A、3B彼此平行布置。辊2A、2B每个在圆周方向上具有周向压力面4A、4B,周向压力面4A、4B具有用于成形金属带的轮廓5A、5B。两个辊2A、2B的轮廓5A、5B是圆形弧段的形式,并且在圆周方向上在最小半径1?_和最大半径R_之间周期性改变其形状。这些是凹入的即向内弯曲的轮廓5A、5B。轮廓5A、5B每个近似沿着半圆延伸,从而轮廓5A、5B两者一起形成完全周向圆形的整体轮廓。作为两个轮廓5A、5B
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