CN118103154A - 用于改形管状空心体的设备和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于改形管状空心体(1)的设备(5)具有改形模具(9)、芯轴(10)以及改形驱动器(20),所述改形模具用于布置在所述空心体(1)的外侧上,所述芯轴用于布置在所述空心体(1)的内部,所述改形驱动器具有模具驱动器(19)。所述改形模具(9)的模具型廓(12)的布置在空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具型廓凸出部(13)和芯轴型廓(15)的布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴型廓中间空间(17)以及所述模具型廓(12)的布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具型廓中间空间(14)和所述芯轴型廓(15)的布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴型廓凸出部(16)分别在所述空心体壁(2)上在空心体轴线(3)的径向方向上彼此对置。借助上述设备(5)执行一种用于改形管状空心体(1)的方法。在此,借助所述模具驱动器(19)使所述改形模具(9)以轴向模具运动沿着所述空心体轴线(3)相对于所述空心体(1)并且在此沿着布置在所述空心体(1)的内部的芯轴(10)运动。由于所述轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体壁(2)的材料在构造所述空心体壁(2)的内部型廓(18)的情况下流动到所述芯轴(10)的芯轴型廓中间空间(17)中。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于改形管状空心体的设备,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁和在所述空心体的纵向方向上延伸的空心体轴线,所述设备:
·具有改形模具,所述改形模具构造为用于布置在所述空心体的外侧上,并且所述改形模具设有模具开口,所述模具开口构造为用于接收所述空心体,
·具有芯轴,所述芯轴构造为用于布置在所述空心体的内部,并且所述芯轴在其周缘上设有造型芯轴型廓,所述造型芯轴型廓具有芯轴型廓凸出部和芯轴型廓中间空间,所述芯轴型廓中间空间构造在所述芯轴型廓凸出部之间,其中,在布置在所述空心体的内部的芯轴上,所述芯轴型廓凸出部和所述芯轴型廓中间空间沿着所述空心体轴线延伸并且所述芯轴型廓中间空间朝向所述空心体壁的轴向平行的内侧敞开,以及
·具有改形驱动器,所述改形驱动器具有模具驱动器,借助所述模具驱动器能够使所述改形模具以轴向模具运动沿着所述空心体轴线相对于所述空心体并且在此沿着布置在所述空心体的内部的芯轴运动,其中,由于所述轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁的材料的流变极限的超过,所述空心体壁的材料在构造所述空心体壁的内部型廓的情况下流动到所述芯轴的芯轴型廓中间空间中。
此外,本发明涉及一种用于改形管状空心体的组件,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁和在所述空心体的纵向方向上延伸的空心体轴线,
·其中,所述组件包括第一改形设备和第二改形设备,并且在改形过程中所述第二改形设备布置在所述第一改形设备的下游,
·其中,所述第一改形设备构造为用于由在初始状态中的空心体产生改形完成的空心体的预成型件,
·其中,所述预成型件构造为管状空心体,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的预成型件壁并且具有与所述空心体轴线重合的预成型件轴线,并且
·其中,所述第二改形设备构造为用于产生所述预成型件的后续成型件,尤其是用于产生改形完成的空心体,所述改形完成的空心体具有后续成型件壁。
另外,本发明涉及一种能够借助上述设备和借助上述组件执行的用于改形管状空心体的方法,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁和在所述空心体的纵向方向上延伸的空心体轴线。
背景技术
例如在生产用于机动车的空心轴时,由能够塑性变形的金属材料制成的轴坯件需要设有外齿部和/或内齿部,并且需要尤其通过部分拉长在其直径方面和/或在其壁厚度方面减小。常用的用于制造轴坯件上的齿部的生产方法是借助改形工具进行的轴向成形,该改形工具包括在外侧上环绕轴坯件的改形模具和在该轴坯件的内部支撑该轴坯件的芯轴。视应用情况而定,改形模具和/或芯轴设有造型齿部。常见的用于减少轴坯件的直径和/或壁厚度的生产方法是拉伸(Einziehen)。
根据本类属的现有技术在DE 10 2019 103 926 A1中公开。
该文件涉及一种用于管的轴向改形的工具和方法。该工具包括在管的外侧上被引导的环形模具和在管的内部被引导的芯轴。在减少壁厚度的同时,管壁设有内齿部。为了在管壁上制造内齿部,使用具有齿轮形横截面的芯轴。在芯轴上的齿中间空间中,通过管壁的由于改形过程塑化的材料,构造内齿部的齿。
发明内容
本发明的任务在于,提供如下设备和方法:借助所述设备和所述方法,管状空心体可以设有高质量的内齿部。
根据本发明,该任务通过根据权利要求1所述的设备、根据权利要求9所述的组件和根据权利要求15和16所述的方法。
在本发明的情况下,为了在由优选金属材料制成的且具有优选圆形横截面的管状空心体上产生内齿部,使用改形工具,该改形工具具有改形模具和芯轴,该改形模具具有型廓化的模具开口,该芯轴具有型廓化的周缘。对于本发明而言重要的是如下情况:改形模具和芯轴围绕待改形的空心体的轴线相对于彼此这样转动,使得改形模具的布置在空心体壁的一侧上的模具型廓凸出部和布置在空心体壁的另一侧上的芯轴型廓中间空间彼此在空心体轴线的径向方向上对置。由于模具型廓凸出部和芯轴型廓中间空间的根据本发明的相互定位,模具型廓凸出部在改形过程期间导致,芯轴型廓中间空间完全填充以空心体壁的塑化材料以及可能也还将流入到芯轴型廓中间空间中的壁材料压缩。因此,芯轴的型廓将空心体壁的待产生的内部型廓的目标几何形状映射为阴模,该芯轴产生空心体壁的具有实际几何形状的内部型廓,该实际几何形状在任何情况下与所述目标几何形状的偏差最小并且因此具有极高的质量。
根据本发明,空心体壁的内部型廓的产生可以在单阶段式或者多阶段式过程中实现。
借助根据权利要求1所述的改形设备并且按照根据权利要求15所述的方法,在一个步骤中给空心体壁设置具有目标几何形状的内部型廓。
借助根据权利要求9所述的组件并且按照根据权利要求16所述的方法,具有目标几何形状的内部型廓的产生分布到多个方法阶段上。
在第一方法阶段中,借助第一改形设备由在初始状态中的空心体产生改形完成的空心体的预成型件。接下来,对该预成型件的内部型廓进行优化。
对该预成型件的内部型廓的优化在至少一个另外的方法阶段中进行,在该至少一个另外的方法阶段中,借助另外的改形设备由预成型件壁的内部型廓产生预成型件的后续成型件、尤其是改形完成的空心体的内部型廓。
根据本发明,具有用于执行两阶段式改形过程的两个改形设备的组件被优选作为多阶段式组件。在这种情况下,由预成型件作为后续成型件直接产生改形完成的空心体,该改形完成的空心体在空心体壁上具有内部型廓的目标几何形状。
在根据本发明的设备和方法的情况下,轴向模具运动可以实施为在改形方向上的连续运动,但是也可以实施为具有交替实施的在改形方向上的长行程和在反方向上的短回程的运动(“递归轴向成形”)。
根据独立权利要求1、9、15和16所述的设备和方法的特别实施型式由从属权利要求2至8和10至14得出。
从属权利要求2至8的措施可以以相应的方式也在根据本发明的具有多个改形设备且用于执行多阶段式改形方法的组件的情况下设置。
根据权利要求2,在本发明的优选构型中,内齿部制造为在空心体壁上的内部型廓。
根据本发明,在制造空心体壁的内部型廓时,空心体横截面的尺寸可以保持不变,该空心体横截面垂直于空心体轴线延伸。
在这种情况下,根据权利要求1,在根据本发明的设备上,使用型廓化的改形模具,该改形模具具有模具型廓,该模具型廓的齿根线在到初始状态中的空心体壁的端侧上的垂直投影中位于该空心体壁之外或者与该空心体壁的外侧重合。模具型廓的齿顶线在到在初始状态中的空心体壁的端侧上的垂直投影中位于如下区域中:该区段可以从空心体壁的内部延伸直到空心体的空腔的内部中。
在具有带造型齿部的圆形模具开口的改形模具用于改形柱形空心体的应用的情况下,与此相应地,模具齿部的设置为齿根线的齿根圆具有齿根圆直径,所述齿根圆直径大于或者等于在初始状态中的待改形的空心体的外直径。模具齿部的齿顶圆的直径小于在初始状态中的柱形空心体的外直径。
相应地,显示出根据本发明的多阶段式组件的结构类型的关系,在该多阶段式组件的情况下,借助第一改形模具由在初始状态中的空心体制造具有不改变的横截面尺寸的预成型件和/或借助第二改形模具由预成型件制造具有不改变的横截面尺寸的后续成型件。
在本发明的优选构型中,根据本发明的设备和根据本发明的组件以及根据本发明的方法这样实现,使得空心体壁的内部型廓或预成型件壁和/或后续成型件壁的制造伴随着空心体横截面或预成型件横截面的减小(权利要求3、14)。
在本发明的意义上,横截面减小应理解为:
·在空心体壁或预成型件壁的厚度不改变的情况下,仅减小待改形的空心体或待改形的预成型件的空腔横截面(在柱形管的情况下仅减小管的内直径),或者
·在空心体或预成型件的空腔横截面不改变的情况下,仅减小空心体壁或预成型件壁的厚度,或者
·不仅减小待改形的空心体或该改形的预成型件的空腔横截面,还减小空心体壁或预成型件壁的厚度。
为了通过减小空心体壁的厚度来减小空心体的横截面,设计根据本发明的设备或根据本发明的组件的一种结构类型,在该结构类型的情况下,在初始状态中芯轴和空心体壁的共同的横截面大于模具开口的开口横截面,或者说在该结构类型的情况下,在初始状态中第一芯轴和空心体壁的共同的横截面大于第一模具开口的开口横截面,和/或在该结构类型的情况下,在初始状态中第二芯轴和预成型件壁的共同的横截面大于第二模具开口的开口横截面。
根据权利要求4,在本发明的另一构型中,为空心体设置位置固定的轴向支座,该空心体在通过改形模具加载时在轴向模具运动的方向上支撑在该轴向支座上。
根据权利要求5所述的设备和借助该设备执行的改形方法设置用于如下应用情况:在所述应用情况中,存在由于模具运动在待改形的空心体上出现镦粗现象(Stauchungserscheinung)的危险。
为了避免对空心体的镦粗,改形驱动器除了模具驱动器之外具有芯轴驱动器。借助芯轴驱动器,使布置在空心体的外侧上的改形模具以轴向模具运动主动地沿着空心体轴线运动。由于改形模具相对于空心体的主动运动,由改形模具加载的空心体壁通过改形模具在轴向模具运动的方向上被主动地施加压力。同时,由于与轴向模具运动反向的轴向芯轴运动,空心体壁在轴向芯轴运动的方向上受到拉力。
借助根据本发明的改形驱动器的驱动控制装置,主动的轴向芯轴运动和布置在空心体的外侧上的改形模具的主动的轴向模具运动相互叠加。由于所提到的两个运动的叠加,在空心体壁中由于改形模具的加载而在壁横截面上构建的压应力至少部分地通过在空心体壁中的由于主动的轴向芯轴运动引起的拉应力来补偿。
在通过改形模具引起的空心体的压应力和通过芯轴引起的空心体的拉应力的相应的、例如经验性的尺寸确定(Bemessung)以及相互协调的情况下,即使没有空心体的附加的加强件,也至少在很大程度上避免:在加载空心体壁的改形模具的在轴向模具运动的方向上的侧上以不期望的方式镦粗空心体壁。同时,由于主动的模具运动和主动的芯轴运动的叠加,能够实现高的改形速度。
一般来说,不仅轴向芯轴运动、而且轴向模具运动可以受位置调节并且受力调节。
根据本发明的设备和根据本发明的方法的改形速度很大程度上与待改形的空心体的材料强度无关。在高强度材料的情况下,虽然需要相对高的改形力,但同时由高强度材料制成的空心体的镦粗倾向性是相对低的。反过来,虽然由低强度材料制成的管状空心体相对强地倾向于被镦粗,但这种类型的空心体的横截面减小借助相对小的改形力就已经能够实现。
根据权利要求6,在本发明的情况下,借助改形驱动器的驱动控制装置,根据空心体在初始状态中的横截面与空心体在改形过程之后的横截面的比例,调设布置在空心体的外侧上的改形模具的轴向芯轴运动的速度与轴向模具运动的速度的比例。尤其是在横截面减小的情况下,布置在空心体的外侧上的改形模具的轴向模具运动的速度的量值可以大于、但是也可以小于轴向芯轴运动的速度的量值。在本发明的试验应用的框架内,高质量的加工结果能够在30mm/s至60mm/s的模具速度和21mm/s至43mm/s的芯轴速度的情况下实现。
根据权利要求7,在本发明的另一构型中,在改形过程期间轴向芯轴运动的量值与轴向模具运动的量值的比例和在改形过程期间轴向芯轴运动的速度与轴向模具运动的速度的比例成倒数。由此确保,尽管芯轴和改形模具的速度不同,但在达到改形长度时同时结束为了使空心体改形而在改形长度上所实施的主动的芯轴运动和主动的改形模具运动。
权利要求8在本发明的另一有利构型中设置,改形模具能够借助模具驱动器以定位运动从远离待改形的空心体的位置运动到如下位置中:在该位置中,改形模具布置在空心体的外侧上,并且借助设备驱动器的驱动控制装置这样控制芯轴驱动器和模具驱动器,使得在改形模具由于改形模具的定位运动加载空心体壁之前,芯轴驱动器启动轴向芯轴运动。在改形模具与待改形的空心体第一次接触时,芯轴和由该芯轴沿着空心体轴线驱动的且在改形过程期间受到拉力的空心体因此已经处于运动中。优选地,改形模具的定位运动在轴向模具运动的方向上实施。
为了执行多阶段式改形方法,可以使用如下改形设备:所述改形设备的芯轴的芯轴型廓中间空间具有不同大小的中间空间横截面。借助第二芯轴,由预成型件的内部型廓优选产生具有目标几何形状的内部型廓。在此,通过第二改形模具给预成型件的内部型廓的在第一改形模具的芯轴型廓中间空间中产生的型廓凸出部供应壁材料。与此相应地,第一芯轴的第一芯轴型廓中间空间需要接收的壁材料比第二芯轴的第二芯轴型廓中间空间需要接收的壁材料少。如果同时第一芯轴型廓中间空间的横截面的尺寸确定得比第二芯轴型廓中间空间的横截面大,则第一芯轴型廓中间空间相对于预成型件的在第一芯轴型廓上产生的内部型廓具有余量,由于所述余量,在完成第一方法阶段之后,可以借助相对小的力耗费使第一芯轴和预成型件彼此分开。
在本发明的优选构型中,第一芯轴的第一造型芯轴型廓和第二芯轴的第二造型芯轴型廓在其几何形状方面相互一致(权利要求10)。通过这种方式可以特别确保,借助第二芯轴实施的改形过程导致对借助第一芯轴产生的内部型廓的优化。借助第一芯轴产生的内部型廓的几何形状在第二改形设备上借助第二改形模具和与该第二改形模具共同作用的第二芯轴与通过相同的芯轴型廓预给定的目标几何形状相一致或者至少进一步接近该目标几何形状。
如果在第二方法阶段中使用与在第一方法阶段中相同的芯轴,则能够实现特别高质量的加工结果(权利要求11)。在这种情况下,芯轴可以在结束第一方法阶段之后留在随后存在的预成型件的内部。因此,通过第二改形设备对预成型件的加工不必假设在预成型件上进行可能损坏加工质量的芯轴更换。
根据权利要求12,在本发明的扩展方案中,多阶段式改形组件的第一改形模具具有模具开口,该模具开口具有光滑的壁。与此相应地,仅在根据本发明的改形方法的第二方法步骤中,以根据本发明优化的方式用空心体壁的塑化材料填充芯轴型廓中间空间。
与此不同地,在根据权利要求13的发明结构类型的情况下,也已经在多阶段式组件的第一改形设备上为以优化的方式用空心体壁的塑化材料填充芯轴型廓中间空间做出预防措施。
附图说明
下面,根据示例性的示意性图示更详尽地阐述本发明。附图示出:
图1示出在初始状态中的待改形的管,
图2示出在单阶段式改形方法中根据图1的用于改形管的单阶段式设备,该单阶段式改形方法具有横截面减小并且具有对管壁的型廓化,
图3a示出两阶段式改形组件的第一改形设备,其用于在两阶段式改形方法的框架中产生改形完成的管的预成型件,
图3b示出两阶段式改形组件的第二改形设备,其用于在两阶段式改形方法的框架中由根据图3a的预成型件产生改形完成的管,和
图4示出在单阶段式改形方法中根据图1的用于改形管的单阶段式设备,该单阶段式改形方法具有对管壁的型廓化、但是不具有对管壁的横截面减小。
具体实施方式
根据图1,由能够塑性变形的金属材料制成的管1设置为待改形的空心体。管1具有管壁2作为空心体壁和在管2的纵向方向上延伸的管轴线3作为空心体轴线。管1柱形地构造,其具有在图1中的管的端侧视图中能够看到的管横截面4作为空心体横截面并且具有圆环形的壁横截面。
由管1能够制造用于机动车的转向轴。
为此目的,使用在图2和图4中示出的单阶段式设备5、5a或者替代地在图3a和3b中示出的多阶段式、在所示出的示例性情况中两阶段式组件6。两阶段式组件6包括第一改形设备7和第二改形设备8。
带有分别被改形的工件的设备5、5a和改形设备7、8在图2中和在图3a、3b和4中分别在高度示意性侧视图中并且此外在该侧视图中的右端侧的视图中示出。
根据图2的设备5安装在常规结构类型的轴向成形机上,例如由FELSS SystemsGmbH公司(75203-Stein,德国)以产品名称“Aximus”所提供的轴向成形机。
设备5的构造为用于布置在管1的外侧上的改形模具9安装在轴向成形机的沿着管轴线3可运动的工具接收部中。轴向成形机的同样沿着管轴线3可运动的芯轴保持器用于固定设备5的芯轴10。在图2中,为了简单起见,未示出用于改形模具9的工具接收部和用于芯轴10的芯轴保持器。
改形模具9具有模具开口11(“校准段”),该模具开口构造为用于接收管1。在模具开口11上,改形模具9设有呈造型模具齿部12的形式的造型模具型廓。模具齿部12具有模具齿13作为模具型廓凸出部和构造在模具齿13之间的模具齿中间空间14作为模具型廓中间空间。模具开口11的齿根圆直径小于在尚未变形的管1的情况下在初始状态中的管横截面4的直径。
芯轴10构造为用于布置在管1的内部,并且在其周缘上设有构造为造型芯轴齿部15的造型芯轴型廓。造型芯轴齿部15由呈芯轴齿16的形式的芯轴型廓凸出部且由芯轴齿中间空间17形成,所述芯轴齿中间空间布置在芯轴齿16之间作为芯轴型廓中间空间。
在位于管1的外侧上的改形模具9上,模具齿13和模具齿中间空间14沿着管轴线3延伸。模具齿中间空间14在此朝向管壁2的轴向平行的外侧敞开。
在管1内部的芯轴10上,芯轴齿16和芯轴齿中间空间17同样沿着管轴线3延伸。芯轴齿中间空间17朝向管壁2的轴向平行的内侧敞开。
改形模具9和芯轴10围绕管轴线3相对于彼此这样定位,使得布置在管壁2的轴向平行的外侧上的模具齿13和布置在管壁2的轴向平行的内侧上的芯轴齿中间空间17以及布置在管壁2的轴向平行的外侧上的模具齿中间空间14和布置在管壁2的轴向平行的内侧上的芯轴齿16分别在管壁2上在管轴线3的径向方向上彼此对置。
借助设备5减小管横截面4、具体而言减小管壁2的壁厚度,并且同时管壁2在内侧上设有呈内齿部18形式的内部型廓。
设备5的改形驱动器20的模具驱动器19用于产生改形模具9的为此所需要的轴向模具运动。除了模具驱动器19之外,改形驱动器20包括芯轴驱动器21和驱动控制装置22。
在改形过程开始时,模具驱动器19使轴向成形机的工具接收部与改形模具9一起沿着管轴线3运动,直到改形模具9从远离管1的位置到达管1的在图1中的右端部上,并且该管端部与模具开口11的管侧入口直接相邻。管1在该时间点仍然处在其未变形的初始状态中。
此外,芯轴驱动器21使轴向成形机的芯轴保持器与芯轴10一起沿着管轴线3从在图1中在管1的左侧的位置出发向右移动,直到在管1内部的、固定在芯轴保持器上的芯轴10占据根据图2的位置。
在轴向成形机上,待改形的管1以其在图1和2中的左端部支承在沿着管轴线3固定的轴向支座23上。
为了使管1改形,现在借助模具驱动器19使改形模具9从其在管1的右端部上的初始位置出发以相对于管1的轴向模具运动在朝向固定的轴向支座23的方向上运动,该管支撑在固定的轴向支座23上并且因此同样是固定的。在轴向模具运动的情况下,改形模具9沿着管轴线3相对于管1并且在此也沿着布置在管1的内部的芯轴10移动。在图2中通过箭头24示出在轴向模具运动的情况下改形模具9的运动方向。
由于未变形的管横截面4相对于模具开口11的开口横截面的过盈,改形模具9的轴向模具运动导致:在改形模具9的在箭头24的方向上的侧上,管壁2的材料的流变极限被超过。由于该轴向模具运动,使管横截面4减小,并且管壁2的材料在构造管壁2的内齿部18的情况下并且在同时拉长管壁2的情况下流动到芯轴10的芯轴齿中间空间17中。
在此,模具齿部12的模具齿13由于其相对于芯轴10的芯轴齿中间空间17的布置确保,芯轴齿中间空间17完全被管壁2的流动的材料填充并且管壁2的内齿部18因此精确地以其通过芯轴齿部15预给定的目标几何形状产生。
在图2中示出改形过程的如下时间点:在该时间点,对管1的加工尚未完成,并且改形模具9因此还需要走完在朝向轴向支座23的方向上的剩余路程。
如果在管1的情况下例如由于管长度的原因而存在在改形过程期间镦粗管1的危险,则对该改形过程的上述运动学进行改变。
与上述流程不同,为了避免对管1的镦粗,借助驱动控制装置22给改形模具9的轴向模具运动叠加芯轴10的轴向芯轴运动,该轴向芯轴运动与所述轴向模具运动相反并且在图2中的箭头25的方向上实施。
轴向模具运动的速度和轴向芯轴运动的速度在此可以具有不同大小。例如,可以借助驱动控制装置22将改形模具9在箭头24的方向上的轴向模具运动的速度调设为60mm/s并且将芯轴10在箭头25的方向上的轴向芯轴运动的速度调设为15mm/s。
在改形过程开始时,随着管1的自由端部进入到模具开口11中,在相关区域中将管壁2压向芯轴10。由此,在管壁2与芯轴10之间产生力锁合。
同时,管壁2由于轴向模具运动而通过改形模具9在该改形模具的在箭头24的方向上的侧上受到压力,并且管壁2的材料的流变极限由此被超过。即使在轴向模具运动和轴向芯轴运动相互叠加的情况下,在通过改形模具9沿着管轴线3加载管1期间,支撑由改形模具9加载的管1的轴向支座23也是位置固定的。
由于管壁2与芯轴10之间的力锁合,在外侧上被改形模具9加载的管壁2借助芯轴10在箭头25的方向上受到拉力。因此,借助芯轴驱动器21驱动的芯轴10主动地在箭头25的方向上拉动管壁2通过模具开口11,并且管壁2的厚度在同时拉长管1的情况下和在同时在管壁2上产生内齿部18的情况下被减小。
由于在箭头24的方向上的轴向模具运动和在箭头25的方向上的轴向芯轴运动的相应协调,即通过借助驱动控制装置22对模具驱动器19和芯轴驱动器21的相应控制,实现对管壁2的改形,而不在改形模具9的在箭头24的方向上的侧上出现对管1的镦粗。因此,为了避免对管1的镦粗,在设备5的情况下,在管1的外侧上也不需要附加的加强件(Armierung)。
通过对模具驱动器19和芯轴驱动器21的相应控制确保,在管1上达到期望的改形长度时,可以使模具驱动器19和芯轴驱动器21同时停止。
由于同时实施轴向模具运动和与此相反的轴向芯轴运动的情况,能够实现高的改形速度。不论高的改形速度如何,都在管1上产生高质量的加工结果。
借助根据图2和根据图4的设备5、5a在单阶段式改形过程中在管壁2上产生内齿部,而在图3a和3b中示出的组件6用于执行两阶段式改形方法,该组件具有第一改形设备7和第二改形设备8。
组件6的第一改形设备7(图3a)包括第一改形模具26以及第一芯轴27,该第一改形模具用于布置在管1的外侧上,该第一芯轴用于布置在管1的内部。
第一改形设备7的第一改形模具26构造为具有第一模具开口28,该第一模具开口用于接收管1。在示出的示例性情况中,第一模具开口28是壁光滑的。第一模具开口28的直径相应于在根据图2的改形模具9上的齿形的模具开口11的齿根圆直径,并且因此同样小于在未变形的初始状态中的管1的管横截面4的直径。
第一改形设备7的第一芯轴27在其周缘上具有第一造型芯轴齿部29作为第一造型芯轴型廓,该第一造型芯轴齿部具有呈第一芯轴齿30的形式的第一芯轴型廓凸出部和构造在第一芯轴齿30之间的第一芯轴齿中间空间31作为第一芯轴型廓中间空间。在布置在管1的内部的第一芯轴27上,第一芯轴齿30和第一芯轴齿中间空间31沿着管轴线3延伸。第一芯轴齿中间空间31朝向管壁2的轴向平行的内侧敞开。第一改形设备7的齿形的第一芯轴27的齿部几何形状映射在改形完成的管上的管壁2的齿形的内侧的目标几何形状。
在两阶段式改形过程的第一方法阶段中,由在初始状态中的未变形的管1产生改形完成的管的预成型件32。
两阶段式改形过程的第一方法阶段的流程基本上相应于根据图2的单阶段式改形过程的在上文中详细描述的流程。
第一改形设备7的第一改形驱动器34的第一模具驱动器33产生位于管1上的第一改形模具26相对于管1沿着管轴线3且沿着布置在管1的内部的第一芯轴27的轴向模具运动。
在存在镦粗危险的情况下,给第一改形模具26的轴向模具运动叠加第一芯轴27的轴向芯轴运动,该轴向芯轴运动借助改形驱动器34的第一芯轴驱动器35实施且与第一改形模具26的轴向模具运动相反。必要时,第一改形模具26的主动的轴向模具运动和第一芯轴27的主动的轴向芯轴运动由第一改形驱动器34的第一驱动控制装置36以彼此协调的方式控制。
作为两阶段式改形过程的第一方法阶段的成果,产生改形完成的管的预成型件32,该预成型件具有与管轴线3重合的预成型件轴线37和预成型件壁38。预成型件壁38的壁厚度相对于管壁2的壁厚度被减小。此外,预成型件壁38设有呈内齿部39的形式的内部型廓。
由于在预成型件壁38上的内齿部39的几何形状相对于改形完成的管的目标几何形状仍具有过大的公差,因此,在根据图3a的第一方法阶段之后紧接着两阶段式改形过程的第二方法阶段,该第二方法阶段借助第二改形设备8执行。
根据图3b,第二改形设备8包括第二改形模具40和第二芯轴41,该第二改形模具用于布置预成型件32的外侧上,该第二芯轴用于布置在预成型件32的内部。
第二改形模具40的第二模具开口42构造为用于接收预成型件32,并且在开口壁上具有造型模具齿部43作为造型模具型廓。造型模具齿部43由呈模具齿44的形式的模具型廓凸出部和模具齿中间空间45形成,所述模具齿中间空间在模具齿44之间构造为模具型廓中间空间。
在布置预成型件32的外侧上的第二改形模具40中,模具齿44和模具齿中间空间45沿着预成型件轴线37延伸。模具齿中间空间45朝向预成型件壁38的轴向平行的外侧敞开。在第二改形模具40的第二模具开口42上的模具齿部43的齿根圆直径相应于在第一改形设备7的第一改形模具26上的壁光滑的第一模具开口28的直径。
第二改形设备8的第二芯轴41与第一改形设备7的第一芯轴27结构相同。
第二芯轴41在其周缘上具有第二造型芯轴齿部46作为第二造型齿型廓,该第二造型芯轴齿部具有呈第二芯轴齿47的形式的第二芯轴型廓凸出部并且具有第呈第二芯轴齿中间空间48的形式的第二芯轴型廓中间空间。第二造型芯轴齿部46也映射在改形完成的管上待产生的、具有其目标几何形状的内齿部。
在布置在预成型件32的内部的第二芯轴41上,第二芯轴齿47和第二芯轴齿中间空间48沿着预成型件轴线37延伸。第二芯轴齿中间空间48朝向预成型件壁38的轴向平行的内侧敞开。
第二改形模具40和第二芯轴41围绕预成型件轴线37相对于彼此这样布置,使得布置在预成型件壁38的轴向平行的外侧上的模具齿44和布置在预成型件壁38的轴向平行的内侧上的第二芯轴齿中间空间48以及布置在预成型件壁38的轴向平行的外侧上的模具齿中间空间45和布置在预成型件壁38的轴向平行的内侧上的第二芯轴齿47分别在预成型件壁38上在预成型件轴线37的径向方向上彼此对置。在此,在该改形过程的第二方法阶段开始时,芯轴齿中间空间48接收预成型件32的在第一方法阶段中产生的内部型廓39。
两阶段式改形过程的第二方法阶段的流程也基本上相应于根据图2的借助设备5执行的单阶段式改形过程的流程。
第二改形驱动器50的第二模具驱动器49使位于预成型件32上的第二改形模具40以相对于预成型件32的轴向模具运动沿着预成型件轴线37且沿着布置在预成型件37的内部的第二芯轴41运动。
在存在镦粗危险的情况下,给第二改形模具40的轴向模具运动叠加第二芯轴41的相反的轴向芯轴运动,该轴向芯轴运动借助第二芯轴驱动器51产生。在此,第二模具驱动器49和第二芯轴驱动器51通过第二改形驱动器50的第二驱动控制装置52以彼此协调的方式控制。
在第二方法阶段期间,在第二改形模具40上的模具齿部43的模具齿44由于其相对于第二芯轴41的第二芯轴齿中间空间48的布置确保,第二芯轴齿中间空间48完全被预成型件壁38的流动的材料填充并且因此在改形完成的管上产生内齿部53作为内部型廓,该内齿部的几何形状精确地相应于该内齿部的通过第二芯轴齿部46预给定的目标几何形状。
与根据图2的设备5以及根据图3a、3b的改形设备7、8一样,根据图4的设备5a也安装在常规结构类型的轴向成形机上。
设备5a的改形模具9a具有模具开口11a(“校准段”),该模具开口构造为用于接收管1。在模具开口11a上,改形模具9a设有呈造型模具齿部12a的形式的造型模具型廓。模具齿部12a具有模具齿13a作为模具型廓凸出部和构造在模具齿13a之间的模具齿中间空间14a作为模具型廓中间空间。
与根据图2的改形模具9不同,在改形模具9a上,模具齿部12a的齿根圆直径大于在尚未变形的管1的情况下在初始状态中的管1的外直径。模具齿部12a的齿顶圆直径略微小于在初始状态中的管1的内直径。
芯轴10a构造为用于布置在管1的内部,并且在其周缘上设有构造为造型芯轴齿部15a的造型芯轴型廓。造型芯轴齿部15a由呈芯轴齿16a的形式的芯轴型廓凸出部并且由在芯轴齿16a之间作为芯轴型廓中间空间布置的芯轴齿中间空间17a形成。
在位于管1的外侧上的改形模具9a上,模具齿13a和模具齿中间空间14a沿着管轴线3延伸。在此,模具齿中间空间14a朝向管壁2的轴向平行的外侧敞开。
在管1内部的芯轴10a上,芯轴齿16a和芯轴齿中间空间17a同样沿着管轴线3延伸。芯轴齿中间空间17a朝向管壁2的轴向平行的内侧敞开。
改形模具9a和芯轴10a围绕管轴线3相对于彼此这样定位,使得布置在管壁2的轴向平行的外侧上的模具齿13a和布置在管壁2的轴向平行的内侧上的芯轴齿中间空间17a以及布置在管壁2的轴向平行的外侧上的模具齿中间空间14a和布置在管壁2的轴向平行的内侧上的芯轴齿16a分别在管壁2上在管轴线3的径向方向上彼此对置。
基于对在模具齿部12a上的齿顶圆直径和齿根圆直径的尺寸确定,设备5a在管壁2的内侧上产生呈内齿部18a的形式的内部型廓,而在此不减小管壁2的壁厚度。
在借助设备5a改形管1时的流程同样相应于在根据图2的设备5上的流程。
设备5a的改形驱动器20a的模具驱动器19a用于产生改形模具9a的轴向模具运动。除了模具驱动器19a之外,改形驱动器20a附加地包括芯轴驱动器21a和驱动控制装置22a。
为了使管1改形,借助模具驱动器19a使改形模具9a从其在管1的右端部上的初始位置出发以相对于管1的轴向模具运动在朝向固定的轴向支座23的方向上运动,该管支撑在固定的轴向支座23上并且因此同样是固定的。在轴向模具运动的情况下,改形模具9a在箭头24的方向上沿着管轴线3相对于管1并且在此也沿着布置在管1的内部的芯轴10a移动。
由于未变形的管壁2相对于模具齿部12a的齿顶圆直径的过盈,管壁2的材料在构造管壁2的内齿部18a的情况下流动到芯轴10a的芯轴齿中间空间17a中。
模具齿部12a的模具齿13a由于其相对于芯轴10a的芯轴齿中间空间17a的布置也确保,芯轴齿中间空间17a完全被管壁2的流动的材料填充并且管壁2的内齿部18a因此精确地以其通过芯轴齿部15a预给定的目标几何形状产生。
Claims (16)
1.用于改形管状空心体(1)的设备,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁(2)和在所述空心体(1)的纵向方向上延伸的空心体轴线(3),所述设备:
·具有改形模具(9、9a),所述改形模具构造为用于布置在所述空心体(1)的外侧上,并且所述改形模具设有模具开口(11、11a),所述模具开口构造为用于接收所述空心体(1),
·具有芯轴(10、10a),所述芯轴构造为用于布置在所述空心体(1)的内部,并且所述芯轴在其周缘上设有造型芯轴型廓(15、15a),所述造型芯轴型廓具有芯轴型廓凸出部(16、16a)和芯轴型廓中间空间(17、17a),所述芯轴型廓中间空间构造在所述芯轴型廓凸出部(16、16a)之间,其中,在布置在所述空心体(1)的内部的所述芯轴(10、10a)上,所述芯轴型廓凸出部(16、16a)和所述芯轴型廓中间空间(17、17a)沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述芯轴型廓中间空间(17、17a)朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧敞开,以及
·具有改形驱动器(20、20a),所述改形驱动器具有模具驱动器(19、19a),借助所述模具驱动器能够使所述改形模具(9、9a)以轴向模具运动沿着所述空心体轴线(3)相对于所述空心体(1)并且在此沿着布置在所述空心体(1)的内部的所述芯轴(10、10a)运动,其中,由于所述轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体壁(2)的材料在构造所述空心体壁(2)的内部型廓(18、18a)的情况下流动到所述芯轴(10、10a)的所述芯轴型廓中间空间(17、17a)中,
其特征在于,所述改形模具(9、9a)在所述模具开口(11、11a)上设有造型模具型廓(12、12a),所述造型模具型廓具有模具型廓凸出部(13、13a)和模具型廓中间空间(14、14a),所述模具型廓中间空间构造在所述模具型廓凸出部(13、13a)之间,其中,在改形模具(9、9a)以所述轴向模具运动移动的情况下,
·所述模具型廓凸出部(13、13a)和所述模具型廓中间空间(14、14a)沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述模具型廓中间空间(14、14a)朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧敞开,并且
·布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具型廓凸出部(13、13a)和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴型廓中间空间(17、17a)以及布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具型廓中间空间(14、14a)和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴型廓凸出部(16、16a)分别在所述空心体壁(2)上在所述空心体轴线(3)的径向方向上彼此对置,其中,所述模具型廓凸出部(13、13a)在构造所述空心体壁(2)的所述内部型廓(18、18a)的情况下在朝向与所述模具型廓凸出部(13、13a)对置的芯轴型廓中间空间(17、17a)的方向上加载所述空心体壁(2)的材料。
2.根据权利要求1所述的设备,其特征在于,
·芯轴侧的齿部型廓设置为造型芯轴型廓(15、15a),所述芯轴侧的齿部型廓具有芯轴齿作为芯轴型廓凸出部(16、16a)并且具有芯轴齿中间空间作为芯轴型廓中间空间(17、17a),并且
·模具侧的齿部型廓设置为造型模具型廓(12、12a),所述模具侧的齿部型廓具有模具齿作为模具型廓凸出部(13、13a)并且具有模具齿中间空间作为模具型廓中间空间(14、14a),
其中,布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具齿和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴齿中间空间以及布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具齿中间空间和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴齿分别在所述空心体壁(2)上在所述空心体轴线(3)的径向方向上彼此对置,其中,所述模具齿在构造所述空心体壁(2)的所述内部型廓(18、18a)的情况下在朝向与所述模具齿对置的所述芯轴齿中间空间的方向上加载所述空心体壁(2)的材料。
3.根据上述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,所述模具开口(11)具有开口横截面,所述开口横截面小于在初始状态中的垂直于所述空心体轴线(3)延伸的空心体横截面(4),并且由于所述轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体(1)的横截面(4)被减小。
4.根据上述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,为所述空心体(1)设置轴向支座(23),所述空心体(1)在所述轴向模具运动的方向上支撑在所述轴向支座上,并且所述轴向支座在由所述改形模具(9)相对于所述空心体(1)实施沿着所述空心体轴线(3)的轴向模具运动时是位置固定的。
5.根据上述权利要求中任一项所述的设备,其特征在于,
·所述改形驱动器(20、20a)除了所述模具驱动器(19、19a)之外还具有芯轴驱动器(21、21a)以及驱动控制装置(22、22a),
·借助所述芯轴驱动器(21、21a)能够使布置在所述空心体(1)的内部的所述芯轴(10、10a)以与所述轴向模具运动相反的轴向芯轴运动沿着所述空心体轴线(3)运动通过所述模具开口(11、11a),
·所述空心体壁(2)能够由于所述轴向芯轴运动借助所述芯轴(10、10a)在所述轴向芯轴运动的方向上受到拉力,并且能够由此相对于所述改形模具(9、9a)在所述轴向芯轴运动的方向上被拉动通过所述模具开口(11、11a),并且
·借助所述改形驱动器(20、20a)的驱动控制装置(22、22a)能够控制所述芯轴驱动器(21、21a)和所述模具驱动器(19、19a),使得所述轴向芯轴运动和所述轴向模具运动彼此叠加。
6.根据权利要求5所述的设备,其特征在于,借助所述驱动控制装置(22、22a)能够控制所述模具驱动器(19、19a)和所述芯轴驱动器(21、21a),使得所述轴向芯轴运动的速度与所述轴向模具运动的速度的比例和所述空心体(1)在所述初始状态中的横截面与所述空心体(1)在所述改形过程之后的横截面的比例有关。
7.根据权利要求5或者权利要求6所述的设备,其特征在于,所述轴向芯轴运动的量值与所述轴向模具运动的量值的比例和所述轴向芯轴运动的速度与所述轴向模具运动的速度的比例成倒数。
8.根据权利要求5至7中任一项所述的设备,其特征在于,
·所述改形模具(9、9a)能够借助所述模具驱动器(19、19a)以定位运动从远离待改形的空心体(1)的位置运动到如下位置中:在所述位置中,所述改形模具(9、9a)布置在所述空心体(1)的外侧上,并且
·借助所述驱动控制装置(22、22a)能够控制所述模具驱动器(19、19a)和所述芯轴驱动器(21、21a),使得在所述改形模具(9、9a)由于所述改形模具(9、9a)的所述定位运动布置在所述空心体(1)的外侧上之前,所述芯轴驱动器(21、21a)启动所述轴向芯轴运动。
9.用于改形管状空心体(1)的组件,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁(2)和在所述空心体(1)的纵向方向上延伸的空心体轴线(3),
·其中,所述组件包括第一改形设备(7)和第二改形设备(8),并且在改形过程中所述第二改形设备(8)布置在所述第一改形设备(7)的下游,
·其中,所述第一改形设备(7)构造为用于由在初始状态中的空心体(1)产生改形完成的空心体的预成型件(32),
·其中,所述预成型件(32)构造为管状空心体,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的预成型件壁(38)并且具有与所述空心体轴线(3)重合的预成型件轴线(37),并且
·其中,所述第二改形设备(8)构造为用于产生所述预成型件(32)的后续成型件,尤其是用于产生改形完成的空心体,所述改形完成的空心体具有后续成型件壁,
其特征在于,
如下改形设备设置为第一改形设备(7):所述改形设备
·具有第一改形模具(26),所述第一改形模具构造为用于布置在所述空心体(1)的外侧上,并且所述第一改形模具设有第一模具开口(28),所述第一模具开口构造为用于接收所述空心体(1),
·具有第一芯轴(27),所述第一芯轴构造为用于布置在所述空心体(1)的内部,并且所述第一芯轴在其周缘上设有第一造型芯轴型廓(29),所述第一造型芯轴型廓具有第一芯轴型廓凸出部(30)和第一芯轴型廓中间空间(31),所述第一芯轴型廓中间空间构造在所述第一芯轴型廓凸出部(30)之间,其中,在布置在所述空心体(1)的内部的所述第一芯轴(27)上,所述第一芯轴型廓凸出部(30)和所述第一芯轴型廓中间空间(31)沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述第一芯轴型廓中间空间(31)朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧敞开,以及
·具有第一改形驱动器(34),所述第一改形驱动器具有第一模具驱动器(33),借助所述第一模具驱动器能够使所述第一改形模具(26)以轴向模具运动沿着所述空心体轴线(3)相对于所述空心体(1)并且在此沿着布置在所述空心体(1)的内部的所述第一芯轴(27)运动,其中,由于所述第一改形模具(26)的轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体壁(2)的材料在构造所述预成型件壁(38)的内部型廓(39)的情况下流动到所述第一芯轴(27)的所述第一芯轴型廓中间空间(31)中,并且
如下改形设备设置为第二改形设备(8):所述改形设备
·具有第二改形模具(40),所述第二改形模具构造为用于布置在所述预成型件(32)的外侧上,并且所述第二改形模具具有第二模具开口(42),所述第二模具开口构造为用于接收所述预成型件(32),
·具有第二芯轴(41),所述第二芯轴构造为用于布置在所述预成型件(32)的内部,并且所述第二芯轴在其周缘上设有第二造型芯轴型廓(46),所述第二造型芯轴型廓具有第二芯轴型廓凸出部(47)和第二芯轴型廓中间空间(48),所述第二芯轴型廓中间空间构造在所述第二芯轴型廓凸出部(47)之间,其中,在布置在所述预成型件(32)的内部的芯轴(41)上,所述第二芯轴型廓凸出部(47)和所述第二芯轴型廓中间空间(48)沿着所述预成型件轴线(37)延伸并且所述第二芯轴型廓中间空间(48)朝向所述预成型件壁(38)的轴向平行的内侧敞开并且接收所述预成型件壁(38)的所述内部型廓(39),以及
·具有第二改形驱动器(50),所述第二改形驱动器具有第二模具驱动器(49),借助所述第二模具驱动器能够使所述第二改形模具(40)以轴向模具运动沿着所述预成型件轴线(37)相对于所述预成型件(32)并且在此沿着布置在所述预成型件(32)的内部的所述第二芯轴(41)运动,其中,由于所述第二改形模具(40)的所述轴向模具运动和与此相关的对所述预成型件壁(38)的材料的流变极限的超过,所述预成型件(32)的材料在构造所述后续成型件壁的内部型廓(53)的情况下流动到所述第二芯轴(41)的所述第二芯轴型廓中间空间(48)中,
其中,所述第二改形模具(40)在所述第二模具开口(42)上设有造型模具型廓(43),所述造型模具型廓具有模具型廓凸出部(44)和模具型廓中间空间(45),所述模具型廓中间空间构造在所述模具型廓凸出部(44)之间,其中,在第二改形模具(40)以所述轴向模具运动移动的情况下,
·所述第二改形模具(40)的所述模具型廓凸出部(44)和所述模具型廓中间空间(45)沿着所述预成型件轴线(37)延伸并且所述模具型廓中间空间(45)朝向所述预成型件壁(38)的轴向平行的外侧敞开,并且
·布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的外侧上的模具型廓凸出部(44)和布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的内侧上的第二芯轴型廓中间空间(48)以及布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的外侧上的模具型廓中间空间(45)和布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的内侧上的第二芯轴型廓凸出部(47)分别在所述预成型件壁(38)上在所述预成型件轴线(37)的径向方向上彼此对置,其中,所述模具型廓凸出部(44)在构造所述后续成型件壁的内部型廓(53)的情况下在朝向与所述模具型廓凸出部(44)对置的所述第二芯轴型廓中间空间(48)的方向上加载所述预成型件壁(38)的材料。
10.根据权利要求9所述的组件,其特征在于,所述第一芯轴(27)的所述第一造型芯轴型廓(29)和所述第二芯轴(41)的所述第二造型芯轴型廓(46)在其几何形状方面相互一致。
11.根据权利要求10所述的组件,其特征在于,所述第一芯轴(27)设置为第二芯轴(41)。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的组件,其特征在于,所述第一改形模具(26)的所述第一模具开口(28)具有光滑的开口壁。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的组件,其特征在于,所述第一改形模具(26)在所述第一模具开口(28)上设有第一造型模具型廓,所述第一造型模具型廓具有第一模具型廓凸出部和第一模具型廓中间空间,所述第一模具型廓中间空间构造在所述第一模具型廓凸出部之间,其中,在第一改形模具(26)以所述轴向模具运动移动的情况下,
·所述第一模具型廓凸出部和所述第一模具型廓中间空间沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述第一模具型廓中间空间朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧敞开,并且
·布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的第一模具型廓凸出部和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的第一芯轴型廓中间空间以及布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的第一模具型廓中间空间和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的第一芯轴型廓凸出部分别在所述空心体壁(2)上在所述空心体轴线(3)的径向方向上彼此对置,其中,所述第一模具型廓凸出部在构造所述预成型件壁(38)的内部型廓(39)的情况下在朝向与所述第一模具型廓凸出部对置的所述第一芯轴型廓中间空间的方向上加载所述空心体壁(2)的材料,并且
所述第二改形模具(40)具有第二造型模具型廓作为造型模具型廓,所第二造型模具型廓具有第二模具型廓凸出部和第二模具型廓中间空间,所述第二模具型廓中间空间构造在所述第二模具型廓凸出部之间。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的组件,其特征在于,
·所述第一改形模具(26)的所述第一模具开口(28)具有开口横截面,所述开口横截面小于在所述初始状态中的空心体(1)的垂直于所述空心体轴线(3)延伸的空心体横截面(4),其中,由于所述第一改形模具(26)的轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体(1)的横截面(4)被减小,和/或
·所述第二改形模具(40)的所述第二模具开口(42)具有开口横截面,所述开口横截面小于所述预成型件(32)的垂直于所述预成型件轴线(37)延伸的预成型件横截面,其中,由于所述第二改形模具(40)的轴向模具运动和与此相关的对所述预成型件壁(38)的材料的流变极限的超过,所述预成型件(32)的横截面被减小。
15.用于改形管状空心体(1)的方法,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁(2)和在所述空心体(1)的纵向方向上延伸的空心体轴线(3),
·其中,在所述空心体(1)的外侧上布置改形模具(9、9a),所述改形模具设有模具开口(11、11a),所述模具开口构造为用于接收所述空心体(1),
·其中,在所述空心体(1)的内部布置芯轴(10、10a),所述芯轴在其周缘上设有造型芯轴型廓(15、15a),所述造型芯轴型廓设有芯轴型廓凸出部(16、16a)和芯轴型廓中间空间(17、17a),所述芯轴型廓中间空间构造在所述芯轴型廓凸出部(16、16a)之间,其中,在布置在所述空心体(1)的内部的芯轴(10、10a)上,所述芯轴型廓凸出部(16、16a)和所述芯轴型廓中间空间(17、17a)沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述芯轴型廓中间空间(17、17a)朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧敞开,并且
·其中,借助改形驱动器(20、20a)的模具驱动器(19、19a)使所述改形模具(9、9a)以轴向模具运动沿着所述空心体轴线(3)相对于所述空心体(1)并且在此沿着布置在所述空心体(1)的内部的所述芯轴(10、10a)运动,其中,由于所述轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体壁(2)的材料在构造所述空心体壁(2)的所述内部型廓(18、18a)的情况下流动到所述芯轴(10、10a)的所述芯轴型廓中间空间(17、17a)中,
其特征在于,
借助所述模具驱动器(19、19a)以所述轴向模具运动使改形模具(9、9a)相对于所述空心体(1)运动,所述改形模具在所述模具开口(11、11a)上设有造型模具型廓(12、12a),所述造型模具型廓具有模具型廓凸出部(13、13a)和模具型廓中间空间(14、14a),所述模具型廓中间空间构造在所述模具型廓凸出部(13、13a)之间,其中,在改形模具(9、9a)以所述轴向模具运动移动的情况下,
·所述模具型廓凸出部(13、13a)和所述模具型廓中间空间(14、14a)沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述模具型廓中间空间(14、14a)朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧敞开,并且
·布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具型廓凸出部(13、13a)和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴型廓中间空间(17、17a)以及布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的外侧上的模具型廓中间空间(14、14a)和布置在所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧上的芯轴型廓凸出部(16、16a)分别在所述空心体壁(2)上在所述空心体轴线(3)的径向方向上彼此对置,其中,所述模具型廓凸出部(13、13a)在构造所述空心体壁(2)的内部型廓(18、18a)的情况下在朝向与所述模具型廓凸出部(13、13a)对置的所述芯轴型廓中间空间(17、17a)的方向上加载所述空心体壁(2)的材料。
16.用于改形管状空心体(1)的方法,所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的空心体壁(2)和在所述空心体(1)的纵向方向上延伸的空心体轴线(3),
·其中,所述方法包括第一方法阶段和第二方法阶段,并且在所述方法中所述第二方法阶段跟随在所述第一方法阶段之后,
·其中,在所述第一方法阶段中,由在初始状态中的空心体(1)产生改形完成的空心体的预成型件(32),
·其中,所述预成型件(32)构造为管状空心体(1),所述空心体具有由能够塑性变形的材料制成的预成型件壁(38)并且具有与所述空心体轴线(3)重合的预成型件轴线(37),并且
·其中,在所述第二方法阶段中产生所述预成型件(32)的后续成型件、尤其是所述改形完成的空心体,所述后续成型件具有后续成型件壁,
其特征在于,
在所述第一方法阶段中,
·第一改形设备(7)的第一改形模具(26)布置在所述空心体(1)的外侧上,使得所述第一改形模具(26)在第一模具开口(28)上接收所述空心体(1),
·在所述空心体(1)的内部布置所述第一改形设备(7)的第一芯轴(27),所述第一芯轴在其周缘上设有第一造型芯轴型廓(29),所述第一造型芯轴型廓具有第一芯轴型廓凸出部(30)和第一芯轴型廓中间空间(31),所述第一芯轴型廓中间空间构造在所述第一芯轴型廓凸出部(30)之间,其中,在布置在所述空心体(1)的内部的所述第一芯轴(27)上,所述第一芯轴型廓凸出部(30)和所述第一芯轴型廓中间空间(31)沿着所述空心体轴线(3)延伸并且所述第一芯轴型廓中间空间(31)朝向所述空心体壁(2)的轴向平行的内侧敞开,并且
·借助第一改形驱动器(34)的第一模具驱动器(33)使所述第一改形模具(26)以轴向模具运动沿着所述空心体轴线(3)相对于所述空心体(1)并且在此沿着布置在所述空心体(1)的内部的所述第一芯轴(27)运动,其中,由于所述第一改形模具(26)的轴向模具运动和与此相关的对所述空心体壁(2)的材料的流变极限的超过,所述空心体壁(2)的材料在构造所述预成型件壁(38)的内部型廓(39)的情况下流动到所述第一芯轴(27)的所述第一芯轴型廓中间空间(31)中,并且
在所述第二方法阶段中,
·第二改形设备(8)的第二改形模具(40)布置在所述预成型件(32)的外侧上,使得所述第二改形模具(40)在第二模具开口(42)上接收所述预成型件(32),
·在所述预成型件(32)的内部布置所述第二改形设备(8)的第二芯轴(41),所述第二芯轴在其周缘上设有第二造型芯轴型廓(46),所述第二造型芯轴型廓具有第二芯轴型廓凸出部(47)和第二芯轴型廓中间空间(48),所述第二芯轴型廓中间空间构造在所述第二芯轴型廓凸出部(47)之间,其中,在布置在所述预成型件(32)的内部的所述第二芯轴(41)上,所述第二芯轴型廓凸出部(47)和所述第二芯轴型廓中间空间(48)沿着所述预成型件轴线(37)延伸,其中,所述第二芯轴型廓中间空间(48)朝向所述预成型件壁(38)的轴向平行的内侧敞开并且接收所述预成型件壁(38)的内部型廓,并且
·借助所述第二改形设备(8)的第二改形驱动器(40)的第二模具驱动器(49)使所述第二改形模具(40)以轴向模具运动沿着所述预成型件轴线(37)相对于所述预成型件(32)并且在此沿着布置在所述预成型件(32)的内部的所述第二芯轴(41)运动,其中,由于所述第二改形模具(40)的轴向模具运动和与此相关的对所述预成型件壁(38)的材料的流变极限的超过,所述预成型件(32)的材料在构造所述后续成型件壁的内部型廓(53)的情况下流动到所述第二芯轴(41)的所述第二芯轴型廓中间空间(48)中,
其中,借助所述模具驱动器(49)以所述轴向模具运动使第二改形模具(40)相对于所述预成型件(32)运动,所述第二改形模具在所述第二模具开口(42)上设有造型模具型廓(43),所述造型模具型廓具有模具型廓凸出部(44)和模具型廓中间空间(45),所述模具型廓中间空间构造在所述模具型廓凸出部(44)之间,其中,在第二改形模具(40)以所述轴向模具运动移动的情况下,
·所述第二改形模具(40)的所述模具型廓凸出部(44)和所述模具型廓中间空间(45)沿着所述预成型件轴线(37)延伸并且所述模具型廓中间空间(45)朝向所述预成型件壁(38)的轴向平行的外侧敞开,并且
·布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的外侧上的模具型廓凸出部(44)和布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的内侧上的第二芯轴型廓中间空间(48)以及布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的外侧上的模具型廓中间空间(45)和布置在所述预成型件壁(38)的轴向平行的内侧上的第二芯轴型廓凸出部(47)分别在所述预成型件壁(38)上在所述预成型件轴线(37)的径向方向上彼此对置,其中,所述模具型廓凸出部(44)在构造所述后续成型件壁的内部型廓(53)的情况下在朝向与所述模具型廓凸出部(44)对置的所述第二芯轴型廓中间空间(48)的方向上加载所述预成型件壁(38)的材料。
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