説明

ねじれプロフィールの形態の自動車構成部材を製造する方法

【課題】ねじれプロフィールの機械的特性が出来るだけ可変な積分法を考慮して結合連結稈後軸線に正確に決定され得て、金属プラチナから成るねじれプロフィールの形態で自動車構成部材を製造する方法を創作すること。
【解決手段】この方法では、矩形金属プラチナがまず最初にU状窪み(11)を備えていてうる。その後にプラチナの脚が窪み(11)の傍に実質的に互いに平行に且つ窪み(11)に対して折り曲げられていて、引き続いてその長手辺の接触の下で端部分(2)において管状且つ窪み(11)を備える長手部分(3)にU状に変形されている。その後に、変形された脚の長手辺が互いに接合され、例えば溶接される。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、請求項1の上位概念における特徴事項によるプラチナから成るねじれプロフィールの形態の自動車構成部材を製造する方法に関する。
【背景技術】
【0002】
この種の方法は先行技術としてのドイツ特許第102007061198号明細書(特許文献1)の範囲に挙げられている。この場合には、矩形プラチナが圧延によって狭い側から或いは長い側から出発して、異なった厚さ領域が生じるように変形される。引き続いて、そのように輪郭を形成されたプラチナがスリット管に彎曲されて、そのとき長手辺に沿って溶接される。その後にこの溶接された管はU状剣を備えて、ねじれ堅い円筒状端部分と、ねじれの弱いU状中間長手部分と、端部分と中間長手部分の間に端部分の円筒状横断面からU状横断面に交換する移行部分とが形成されるように、変形される。周辺側に閉鎖された管における中間長手部分のU状窪みの鍛造が行われるので、造形では材料は多数の箇所にてねじれプロフィールの種々の機械的特性量(変形処理と結び付いた延性、伸長と限界変形)が所望精度で決定され得ないという結果を強く要求される。
【0003】
同様な問題は、ねじれプロフィールが直接に溶接された或いは引き抜きされた管から同じままの壁厚で仕上げられる方法でも、生じる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】ドイツ特許第102007061198号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
この発明の課題は、先行技術から出発して、ねじれプロフィールの機械的特性が出来るだけ可変な積分法を考慮して結合連結稈後軸線に正確に決定され得て、金属プラチナから成るねじれプロフィールの形態で自動車構成部材を製造する方法を創作することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この課題の解決手段は、この発明によると、請求項1の特徴事項にある。
【0007】
この発明による方法の第一作業行程は、プラチナが少なくとも一つの仕上げ段に長手方向に向いたU状窪みを備えていることである。この場合には、プラチナの脚が窪みの傍に同じ幅或いは異なった幅を有する。窪みのそのような鍛造は、接合部の位置が閉鎖されたねじれプロフィールに柔軟に保持され得て、長手辺の接合せの際に(溶接、半田、貼付けなど)有利な仕上げ条件を保証させる利点と結び付いている。材料と材料厚に応じて、窪みが鍛造の際に直接に最終形状に形成される。しかし、二つ或いは複数の互いに連続した鍛造過程も、特別に窪みの壁からその底への彎曲された移行領域と窪みの傍の横脚上で直接造形が可能である目標を考慮できる。これは、最終的に製造されたねじれプロフィールの機械的特性の明確に改良された決定を許容する。
【0008】
プラチナは矩形に輪郭を形成され得るか、或いは他の輪郭を有する。これによってねじれプロフィールの構成における変動幅が著しく増加される。
【0009】
窪みを製造するために、各作業行程では、上工具が窪みの内部輪郭を形成する剣の形態に、そして逆軸受として下工具が窪みの外部輪郭を決定する刻型を備えて使用される。
【0010】
今や、変形されたプラチナの脚が窪みの傍にプラチナの全長さにわたり実質的に互いに平行に且つ窪みで包囲される。この方法では、ねじれプロフィールの後の耳部に且つ窪みと管状端部分の間の移行部分に同様に直接造形が機械的特性の造形により条件付けられた精密な調整により達成され得る。
【0011】
そのために、広範囲にU状上下工具が使用されて、それぞれに丸くなった端領域上まで窪みにされ、さらに変形されたプラチナの外径或いは内径を決定する。
【0012】
それに続いて、包囲された脚がその長手辺の接触の下でプラチナの前端に隣接した領域に管状に且つ窪みを備える長手部分にU状に変形される。この場合には、ねじれ堅さの管状端部分、ねじれの弱いU状中間長手部分、管状端部分と中間長手部分の間の移行部分が形成されている。それにより端側耳を受ける中間長手部分には、二重層工作材が生じ、横断面形状のパラメータ、しかも窪みの二重層壁間の拡張角度、工作材の二重層背面並びに耳部の形状と大きさが狙って決定され得る。横断面形状の影響に基づいて、後のねじれプロフィールの剪断中心点が正確に位置決めされ得る。
【0013】
長手辺に関して接合されないねじれプロフィールを製造するために、工作材が例えば180°だけ回転されるので、窪みが下方へ、脚が上方へ示す。しかし、他のねじれ角度が端造形に応じて選択され得る。今は、ねじれプロフィールの外部輪郭を決定するフード状上工具と長手に向いた突起を備えて窪みに収容する下工具としての逆ホルダーとによってねじれプロフィールが鍛造される。脚が異なった幅を有するならば、包囲された脚の接触する長手辺がねじれプロフィールの背面の傍の領域に位置する。
【0014】
ねじれプロフィールの造形後に、最終的に変形された脚の長手辺が互いに接合され、特に溶接される。これは、特に緊張された状態で行われ、この場合に、接合部が延性によって変形作業に基づいて負荷されていないから、接合部位置の状態が遠い領域に自由に選択できる。
【0015】
プラチナの前端に隣接した領域をプラチナの長手方向にS状に変形させることが利点である。このS状鍛造は平らなプラチナには実施され得るか、或いは窪みの鍛造と同時に実施され得る。さらに、S状鍛造が窪みの仕上げに基づいて考慮できる。プラチナの前端に隣接した領域のS状鍛造がねじれプロフィールの管状端部分を形成する準備として用いられる。
【0016】
S状端領域を鍛造するために、適した上下工具が使用される。
【0017】
ねじれプロフィールの端部分が円形或いは非円形に変形され得る。非円形鍛造は、ねじれプロフィールと結合すべき長手連結稈が結合連結稈後軸線に一致する結束領域を有するときに、例えば行われる。非円形変形が既に最後の作業行程の枝で変形された脚の長手辺の接合の前に行われる。
【0018】
プラチナの前端に隣接した領域の変形が心棒にわたり実施され得る。これは、結合連結稈後軸線の長手連結稈にて後の結付けを考慮してねじれプロフィールの端部分の横断面の精度を高める。
【0019】
さらに、端部分が窪みを備える長手部分に対してねじれプロフィールの長手軸線を中心にねじれることが考慮できる。これによって、ねじれの度合に応じて、結合連結稈後軸線の長手連結稈におけるそれぞれ最善結付けが達成され得る。
【0020】
結合連結稈後軸線の長手連結稈とねじれプロフィールとを結合する品質は、プラチナの前端に隣接した領域が円錐状に拡大されることによってさらに改良される。この方法では、より大きい結束横断面がその他に変更されない形状では達成される。さらに、修正された切断辺がねじれプロフィールの背面の変更されない高さの際に達成される。この変形が既に窪みの傍に位置する脚の変形中に実施され得る。このために、適切に形成された心棒が使用される。
【0021】
この発明の他の実施態様は、ねじれプロフィールが長手方向に波状に変形されることを認められる。この種の変形がS打撃輪郭として示されている。この変形は、特殊な構造空間要件の際に有効である剪断中心点の移動に用いられる。このときに、ねじれプロフィールの中間領域は管状端部分に比べて窪みの中間長手平面にずれて配置されている。
【0022】
ねじれプロフィールを仕上げるために既に形成されたプラチナはその全拡張にわたり一定厚さを有し得る。しかし、プラチナから成るねじれ形鋼がその長さにわたり十分に異なった壁厚で仕上げられることが考慮できる。可変な壁厚を備えるプラチナ(仕立て圧延ブランク)は、中間U状長手部分から移行部分へ且つ移行部分から端側管状端部分への移行におけるねじれプロフィールの際により高い強度が必要とされるときに、使用され得る。これと、しかも僅かな重量増加が結合されるけれども、より高いロール強度が得られる。
【0023】
金属プラチナは特に鋼或いは軽金属、特にアルミニウムから成り得る。
【0024】
さらに、プラチナがハイブリッド工作材から仕上げられることが紹介できる。
【0025】
プラチナが変形の前段階で円形に鍛造され得るか、或いは他の適した方法で処理されている。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】結合連結稈後軸線用のねじれプロフィールを概略的斜視図で示す。
【図2】矢印IIaの方向において線IIーIIに沿って図1の表示を通して縦横断面を拡大寸法で示す。
【図3】二つの加工位置における強靱なプラチナを概略的斜視図で示す。
【図4】一作業行程用の上工具を斜視図で示す。
【図5】一作業行程用の下工具を斜視図で示す。
【図6】図4と5による工具による変形後の図3のプラチナを斜視図で示す。
【図7】縦横断面における図4と5による上下工具と一緒に図3と6のプラチナを示す。
【図8】図6と7によるさらに変形されたプラチナと一緒に図4による第2作業行程用の他の上下工具を縦横断面で示す。
【図9】図8の上下工具によってさらに変形されたプラチナを概略的斜視図で示す。
【図10】第3作業行程用の上工具を斜視図で示す。
【図11】図9のプラチナを斜視図で示す。
【図12】第3作業行程用の下工具を斜視図で示す。
【図13】図10と12の上下工具によって変形されたプラチナを斜視図で示す。
【図14】第4作業行程用の上工具を斜視図で示す。
【図15】180°ねじれた位置における図13のプラチナを斜視図で示す。
【図16】第4作業行程用の下工具を斜視図で示す。
【図17】仕上げ形成されたねじれプロフィールを斜視図で示す。
【図18】他の実施態様によるねじれプロフィールを斜視図で示す。
【図19】第3実施態様によるねじれプロフィールを斜視図で示す。
【図20】十分に異なった壁厚を備えるプラチナから成るねじれプロフィールを斜視図で示す。
【図21】他の実施態様による矢印IIaの方向において線IIーIIに沿って図1の表示を通して縦横断面を示す。
【発明を実施するための形態】
【0027】
この発明は、次に、図面に具体的に説明された実施例に基づいて詳細に説明される。
【実施例】
【0028】
図1と2には、1によりねじれプロフィールが自動車のその他に詳細に具体的に説明されていない結合連結稈後軸線の構成部材として示されている。このねじれプロフィール1は、ねじれ堅さの円形管状端部分2、ねじれの弱いU状中間長手部分3と、中間長手部分3と端部分2の間にU状から管状横断面に変換する移行部分4とを有する。特に、図2は、ねじれプロフィール1が中間長手部分3では横脚5並びにアーチ状背面6の領域で二重層に構成されていることが認識される。背面6に対向位置する長手縁部7は耳状に形成されている。
【0029】
ねじれ形鋼1は矩形強靱なプラチナ8から製造され、図3には、半分が図示されている。他の半分は鏡像的に構成されるので、次に、(図18を除いて)これのみが半分を具体的に説明され且つ記載される。
【0030】
ねじれプロフィール1を仕上げるために、まず最初に、プラチナ8の前端9に輪郭した領域10がS状に変形される。このために使用された工具が詳細に図示されていない。
【0031】
それに引き続いて、そのように変形されたプラチナ8aがS状領域10の間にU状窪み11を備えていて、その縦中間長手平面VMEが変形されていないプラチナ8bの縦中間長手平面VME1の傍に延びている(図6と7を参照)。窪み11を製造するために、図3によるプラチナ8aが図4と7から認識できる上工具12と図5と7から認識できる下工具13の間に植え込まれる。上工具12は隆起16により窪み11の内部輪郭を決定し、一方、下工具13は溝17により逆軸受として用いられて外部輪郭を決定する。図4の上工具が横羽根46を備えていて、図5から引き出されるように、プラチナ8aを欠陥なく変形できる。上工具12と下工具13の協働後にプラチナ8bが図6から認識できる異なった幅広脚14と15を備える輪郭を有する。
【0032】
ねじれプロフィール1のより良い造形のために、他の作業行程では、図6と7のプラチナ8bが上工具18と下工具19(互いに移行できる)によって窪み11に関して、窪み11の異なった幅広脚14と15に限定する壁部分20が幅広く互いに平行に延びているようにより幅広に変形される(図8)。そのために、上工具18が適切に形成された隆起21を備えて、下工具19が窪み11の外部輪郭を決定する溝22を備えている。この作業行程によりさらに変形されたプラチナ8cがさらに図9と11から認識できる。
【0033】
次の作業行程では、図10から明らかである上工具23と図12から認識できる下工具24によってプラチナ8cの異なった幅広な脚14、15が窪み11の傍に実質的に互いに平行に且つ窪み11に折り曲げられている。そのために、上工具23が二つの斜めに互いに調整された脚25、26の間に端側U状領域28の間に延びている隆起27を有する。逆軸受としての下工具24が収容みぞ29の傍に二つの支持脚30を有する。窪み11の外部輪郭を決定する収容みぞ29が端側でU状支持領域31に移行する。その点で変形されたプラチナ8dが図13と15から明らかである。このプラチナはS状領域10から変形されたU状端部32を有する。
【0034】
図13と15によるこの変形されたプラチナ8dは引き続いて図14による上工具33と図16による下工具34の使用の下で、脚14、15がその長手辺35、36の接触の下で端部32で管状に且つ窪み11を備える長手部分でU状に変形される(図17)ように、変更される。長手辺35、36になお溶接されていなかったねじれプロフィール1が形成されている。
【0035】
180°だけねじれたプラチナ8dでこの作業行程を及ぼすために、上工具33は形状みぞ37と限定して拡大された脚38を備えている。下工具34は窪み11に係合する支持隆起39並びにプラチナ8dの長手縁7用の限定して溝になった長手部分40を有する。さらに、下工具34は端部32用の収容領域41を備えている。
【0036】
その後に、変形された脚14、15の長手辺35、36並びに端部分2は互いに溶接されるので、ほぼ直線に延びる溶接継目42が形成されている(図17)。
【0037】
図13と15によるプラチナ8dの図17によるねじれプロフィール1への変形は図示されていない心棒によって行われ、それにより端部32が周りに打撃される。この心棒は円筒状に或いは円錐状に構成され得る。
【0038】
端部分2の丸くない変形が例えば図19から明らかになるように、ねじれプロフィール1aの端部分2の丸くない変形も考慮できる。さらに、図19は、端部分2が窪み11を備える長手部分3に対してねじれプロフィール1aの長手軸線を中心にねじれていることが認識される。
【0039】
図18から、長手方向に波状に変形されているねじれプロフィール1bの実施態様が認識できる。中間領域43は端部分2に比べてねじれプロフィール1bの縦中心長手平面で矢印PFの方向に変位されている。そのような変形が特に長手辺35、36の溶接前にねじれプロフィール1にて実施される。
【0040】
図20は、プラチナがねじれプロフィール1cを仕上げるためにその長さにわたり領域的に異なった壁厚を有する実施態様を示す。これら異なった壁厚44、45は図20のねじれプロフィール1cにおいて中間長さ部分3と移行部分4の間並びに移行部分4と管状端部分2の間の領域で認識できる。プラチナは挙げられた既製された圧延ブランクに仕上げられる。
【0041】
図21では、最後に、適した、詳細に図示されていない工具によって窪み11の底47から隆起48が耳状長手縁7に対する方向に形成されたねじれプロフィール1dの実施態様が図示されている。この方法では、長手辺35、36の接合の際に底47の溶解やそれに伴うねじれプロフィール1dの弱化を阻止する自由空間49が形成されている。溶接継目42は、図示されるように、背面6の中心に或いは横に設けられている。
【符号の説明】
【0042】
1.....ねじれプロフィール
1a....ねじれプロフィール
1b....ねじれプロフィール
1c....ねじれプロフィール
1d....ねじれプロフィール
2.....ねじれプロフィールの端部分
3.....ねじれプロフィールの中間長手部分
4.....移行部分
5.....端部分における脚
6.....端部分における背面
7.....端部分における長手縁
8.....プラチナ
8a,8b,8c,8d....プラチナ
9.....プラチナの前端
10....プラチナ8a,8b,8cのS状領域
11....プラチナ8b,8c,8dの窪み
12....上工具
13....下工具
14....プラチナ8b,8c,8dの脚
15....プラチナ8b,8c,8dの脚
16....上工具における隆起
17....下工具におけるみぞ
18....上工具
19....下工具
20....プラチナの壁部分
21....上工具における隆起
22....下工具におけるみぞ
23....上工具
24....下工具
25....上工具における脚
26....上工具における脚
27....上工具における隆起
28....上工具におけるU状領域
29....下工具におけるみぞ
30....下工具における支持脚
31....下工具における支持脚
32....プラチナ8dにおける端部
33....上工具
34....下工具
35....脚の長手辺
36....脚の長手辺
37....上工具における形状みぞ
38....上工具における脚
39....下工具における支持隆起
40....下工具における長手部分
41....端部用の収容領域
42....ねじれプロフィールにおける溶接継目
43....ねじれプロフィール1bの中間領域
44....ねじれプロフィール1cの壁領域
45....ねじれプロフィール1cの壁領域
46....下工具におけるみぞの傍の羽根
47....プラチナ8b,8c,8dの窪みの底
48....窪みの底における隆起
49....自由空間
PR....方向矢印
VMLE....プラチナ8b,8c,8dの窪みの縦中間長手平面
VMLE1...プラチナ8b縦中間長手平面

【特許請求の範囲】
【請求項1】
ねじれ堅い管状端部分(2)、ねじれ弱いU状中間長手部分(3)、中間長手部分(3)及び端部分(2)の間にU状から管状横断面に変更する移行部分(4)を有するプラチナ(8)から成るねじれプロフィール(1,1a,1b,1c,1d)の形態の自動車構成部材を製造する方法において、
a)プラチナ(8)が少なくとも一つの仕上げ段階におけるその前端(9)に対する間隔で長手方向に向けられたU状窪み(11)を備えていて;
b)窪み(11)の傍の変形されたプラチナ(8b,8c)の脚(14、15)が実質的に互いに平行に且つ窪み(11)に対して折り曲げられていて;
c)折り曲げられた脚(14、15)がその長手辺(35、36)の接触の下でプラチナ(8a,8b,8c)の前端(9)に隣接した領域(10)において管状且つ窪み(11)を備える長手部分(3)において窪み(11)の輪郭の適合してU状に変形されていて;
d)変形された脚(14、15)の長手辺(35、36)が互いに接合されるという作業行程を特徴する方法。
【請求項2】
プラチナ(8a,8b,8c)の前端(9)に隣接したプラチナ(8a,8b,8c)の領域(10)がS状に変形されることを特徴とする請求項1に記載の方法。
【請求項3】
プラチナ(8a,8b,8c)の前端(9)に隣接した領域(10)が丸くなく変形されることを特徴とする請求項1或いは2に記載の方法。
【請求項4】
プラチナ(8a,8b,8c)の前端(9)に隣接した領域(10)が心棒によって変形されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の方法。
【請求項5】
プラチナ(8a,8b,8c)の前端(9)に隣接した領域(10)が窪み(11)を備える長手部分(3)に対してねじれプロフィール(1)の長手軸線を中心にねじられることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の方法。
【請求項6】
プラチナ(8a,8b,8c)の前端(9)に隣接した領域(10)が円錐状に拡大されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の方法。
【請求項7】
ねじれプロフィール(1)が長手方向において波状に変形されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の方法。
【請求項8】
窪み(11)の底(47)から、長手縁(7)に対する方向に突き出す隆起(48)が形成されていることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の方法。
【請求項9】
プラチナから成るねじれプロフィール(1)がその長さにわたり部分的に異なった厚い壁領域(44、45)を備えて仕上げられることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか一項に記載の方法。
【請求項10】
プラチナから成るねじれプロフィール(1)がハイブリッド工作材から仕上げられることを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の方法。
【請求項11】
プラチナ(8a,8b,8c)がその変形前に円形鍛造されることを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の方法。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【公開番号】特開2010−194611(P2010−194611A)
【公開日】平成22年9月9日(2010.9.9)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−37214(P2010−37214)
【出願日】平成22年2月23日(2010.2.23)
【出願人】(504258871)ベンテラー アウトモビールテヒニク ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング (60)
【氏名又は名称原語表記】Benteler Automobiltechnik GmbH
【住所又は居所原語表記】Elsener Strasse 95, D−33102 Paderborn, Germany