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_3

文档序号:9775058阅读:来源:国知局
形状的结果以及两个辊2A、2B布置的结果,在相互关联的辊2A、2B的两个轮廓5A、5B之间形成了开口 6,其中待成形的金属带通过开口 6被馈送。因此轮廓5A、5B的形状确定了成形后型材或工件的横截面形状。因此可以使用图1A中示出的工具套件I来制造具有周向圆形横截面的金属带,其周向圆形横截面的直径在直径0_(=2 X Rnin)和0_( = 2 X Rnax)之间周期变化。两个辊2A、2B在接触面7的区域中可接触。
[0040]图1B示出了用于根据本发明的装置的工具套件I’的第二种配置。已经结合图1A描述的工具套件I’的那些区域在图1B中设有相同的参考标号。工具套件I的第一种配置与工具套件I’的第二种配置之间的实质性不同之处在于,图1B中示出的工具套件I’包括不是两个而是四个相互关联的工具,其是辊2A、2B、2C、2D。在图1B示出的工具套件I’中,两个辊2A、2B的旋转轴3A、3B如前一样彼此平行布置。两个额外的辊2C、2D的旋转轴3C、3D也是彼此平行布置。然而,这些旋转轴3C、3D与另两个旋转轴3A、3B成直角(90° )。同样在该配置中,四个辊2六、28、2(:、20的轮廓5A、5B、5CjD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_之间周期性改变它们的形状。这些再次是凹入的即向内弯曲的轮廓5A、5B、5C、5D。由于现在存在四个轮廓5A、5B、5C、5D,每个轮廓5A、5B、5C、5D近似在整个四分之一圆上延伸,从而四个轮廓5A、5B、5C、f5D —起形成了完全周向圆形的整体轮廓。作为四个轮廓5A、5B、5CjD形状的结果以及四个辊2A、2B、2C、2D布置的结果,在该配置中同样在四个轮廓5A、5B、5CjD之间形成了开口 6,其中待成形的金属带通过开口 6被馈送。由于开口 6的圆形形状,图1B中示出的工具套件I’还可以用来制造具有周向圆形横截面的工件,周向圆形横截面的直径在直径0_( = 2 X Rnin)和D_ ( = 2 X Rnax)之间周期变化。四个辊2A、2B、2C、2D在两个接触面7’、7”的区域中可接触。
[0041]图2A示出了用于根据本发明的装置的工具套件I”的第三种配置。已经结合图1A和图1B描述的工具套件I”的那些区域在图2A中同样设有相同的参考标号。前两种配置与工具套件I”的第三种配置之间的实质性不同之处在于,图2A中示出的工具套件I”制造具有矩形特别是正方形横截面的工件,其宽度在宽度8_和宽度Bniax之间周期性变化。为了实现该横截面形状,压力面4A、4B具有U形轮廓5A、5B而非圆形弧段形式的轮廓。这些轮廓5a、5B包括周向基础表面8和两个相对侧表面9,其中在基础表面8和两个侧表面9之间形成直角(90° )。两个侧表面9之间的距离被称作宽度,并且在宽度8_和宽度Bniax之间周期性变化。对高度来说同样如此,即两个辊2A、2B的基础表面8之间的距离在高度11_和高度Hniax之间周期性变化。在基础表面8和侧表面9之间设有半径10,该半径处于0.3mm至6mm之间的范围内,特别是在0.4mm至4mm之间,优选在0.5mm至3mm之间。
[0042]图2B示出了用于根据本发明的装置的工具套件I”’的第四种配置。已经结合图1A至图2A描述的工具套件I”’的那些区域在图2B中同样设有相同的参考标号。工具套件I”的第三种配置与工具套件I”’的第四种配置之间的实质性不同之处在于,图2B中示出的工具套件I”’包括不是两个而是四个相互关联的工具,其是辊2A、2B、2C、2D。在图2B示出的工具套件I”’中,两个辊2A、2B的旋转轴3A、3B如前一样彼此平行布置。两个额外的辊2C、2D的旋转轴3C、3D也是彼此平行布置。然而,这些旋转轴3C、3D与另两个旋转轴3A、3B成直角(90° )。图2B中示出的工具套件Γ”同样意在用于制造具有矩形特别是正方形横截面的工件。为此,轮廓5A、5B、5CjD每个包括周向基础表面8和周向侧表面9,其中在基础表面8和侧表面9之间形成直角(90° )。同样在该配置中,基础表面8的宽度和侦U表面9的高度周期性变化,从而开口 6具有在宽度B_和宽度Bniax之间周期性变化的宽度,并且具有在高度H_和高度Hniax之间周期性变化的高度。
[0043]在上文示出的所有配置中,最小半径1?_可以位于5mm至1mm之间的范围内,并且最大半径Rmax可以位于200mm至500mm之间的范围内。此外,最小宽度B min可以位于5mm至1mm之间的范围内,并且最大宽度Bmax可以位于200mm至500mm之间的范围内。最后,最小高度Hmin可以位于5mm至1mm之间的范围内,并且最大高度H _可以位于200mm至500mm之间的范围内。
[0044]图3示出了在成形金属带11进而形成封闭金属带(型材线)期间图1B的工具套件I’。金属带11首先从线圈(这里未示出)展开,并且被馈送进入用于矫直金属带的矫直机(这里未示出)。在下一步骤中,金属带11被馈送通过用于切割的设备12,在那里其被切害J。特别地,金属带的宽度被调节。设备12包括刀片辊13和支撑辊14。经裁剪的金属带11随后被成形以形成在一侧开口的型材,其中优选地最终几何形状的至少部分最小半截面尺寸和/或最小半径首先被成形到在一侧开口的纵向不变的型材中。在该上下文中使用的工具未在图3中示出,但是该步骤例如可以利用介绍部分描述的以及现有技术已知的方法之一来进行。在一侧开口的型材随后通过使用本发明的工具套件I’而被成形,用以形成具有纵向槽的封闭型材(封闭金属带)。在该步骤之后,型材可以沿着纵向槽被焊接,并且如果需要的话被进一步成形并且被切割成段(均未在图3中示出)。所得是具有圆形横截面的对称或非对称的封闭中空型材,其直径沿着中空型材(“锥形型材”)的长度周期性变化。
[0045]图4示出了在金属带成形期间图2B的工具套件I”’。相对于图3的实质性不同之处在于使用了不同的工具套件。如此做的效果是所获为具有正方形横截面的对称或非对称的封闭中空型材,其中正方形横截面的高度和宽度沿着中空型材(“四边形型材”)的长度周期性变化。
[0046]图5最后简要示出了根据本发明的方法序列。根据(可选的)步骤I,金属带首先被展开。这对于金属带被绕成卷的情形来说是特别需要的。然后,在步骤II中,金属带被矫直,这也仅是可选步骤。如此做的目的是使得后续步骤可以特别的精准度执行。然后,在步骤III中,金属带被切割,其例如可以使用上述具有刀片辊13和支撑辊14的设备12来执行。该步骤也仅是可选的,因为其仅在所提供金属带的尺寸不匹配待实现的最终几何尺寸的情况下才需要执行。在后续的步骤IV和V中,金属带被成形,包括首先成形以形成在一侧开口的纵向不变型材(步骤IV),其中优选地最终几何形状的至少部分最小半截面尺寸和/或最小半径首先被成形到一侧开口的型材中,随后通过成形来形成具有纵向槽的封闭纵向变化型材(封闭金属带)(步骤V)。在成形之后,具有纵向变化横截面的封闭金属带可以沿着纵向槽被焊接(步骤VI)。该步骤也仅是可选的,作为替代可以使用其他结合方法例如粘结接合方法。最后还是可选地可以成形/后成形经焊接的中空型材(步骤VII)。利用任何一个后续的成形工序,可以确保特别精确的最终几何
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