专利名称：制造由金属材料制成的管子的方法和这种管子的制作方法
制造由金属材料制成的管子的方法和这种管子 本发明涉及一种制造由金属材料制成的管子的方法，在管壁的至少一个圆周位置
处，在管子的管壁内形成至少一个冲孔。 本发明还涉及一种由金属材料制成的管子，该管子包括管壁，在该管壁的至少一 个第一圆周位置处形成有至少一个冲孔。 上文所述的方法和这种类型的管子通常通过它们的应用和用途被认识。 在没有通用性限制的情况下，这种管子用于机动车辆构造中，例如大约水平地在
位于机动车辆挡风玻璃下方的两A柱之间延伸的大梁的张力管。 在这种管子的管壁内形成一个或多个冲孔，这种冲孔被实现为例如为了形成螺纹 而用于自切割或自成型螺丝的陷入部(Plunging)。在这种管子中，冲孔用于紧固其它部件； 例如，在将这种管子用作大梁的张力管的情况下，通过冲孔用螺丝紧固其它部件，例如，将 被紧固至大梁的连接元件。 在本发明的范围内，例如通过前述的具有预先打孔或没有预先打孔的陷入部、还 通过穿孔或通过接缝，可实现在管壁内形成(尤其是无屑地形成)至少一个冲孔。
已经发现，在管子的管壁内形成至少一个冲孔的情况下，管子在形成冲孔的区域 内弯曲。尽管作为规则这种不必要的弯曲的半径相对较小并且仅有几毫米，然而这种制造 公差对于管子的进一步利用来说通常仍然太大。因此，在通常方法的情况下，在形成冲孔之 后，要求管子基本是直的，这需要附加的处理步骤，因而以不期望的方式增加了这种管子的 生产成本并且延长了其生产周期。如果在管子内形成沿着管子的纵向方向分布的多个冲 孔，使管子重新变直则尤其是资源密集型的。这是因为，在这种情况下，在管子的整个长度 上可产生具有不同的曲率半径的多个弯曲部，这些弯曲部还可能位于不同的曲率平面。在 这种情况下管子的重新变直尤其浪费时间。 因此，本发明的目的在于说明在本文开始处所述的这种类型的方法，其不必在形 成至少一个冲孔之后将管子弄直。 本发明的目的在于提供以这种方法生产的管子。 根据本发明，实现关于本文开始所述方法的这个目的，在圆周方向上与第一圆周 位置背对的至少一个第二圆周位置处，在管壁上配备至少一个成形部，该成形部选自管壁 的至少一个凹陷部和/或管壁中的至少一个通孔。 同样地，实现了关于本文开始处描述的管子的目的，在圆周方向上与第一圆周位 置背对的至少一个第二圆周位置处，在管壁配备至少一个成形部，该成形部选自管壁的至 少一个凹陷部和/或管壁中的至少一个通孔。 通过根据该方法的方法，至少减轻通常方法中在形成至少一个冲孔后管子弯曲的 倾向，或者减轻或消除已经发生的弯曲，这是因为，从圆周方向观察，在与第一圆周位置背 对的至少一个第二圆周位置处，在管壁上配备有至少一个成形部。已经发现，在公知的方法 中，在形成至少一个冲孔后发生不期望的弯曲的平面近似位于冲孔方向所在的平面内。根 据本发明，在与形成至少一个冲孔的位置背对的圆周侧上设置的至少一个成形部产生对在 形成至少一个冲孔后的不期望的弯曲趋势进行抵消的反作用力，或者，如果已经形成冲孔，则通过反作用力可至少部分地反向抵消弯曲。根据本发明，可通过管壁的凹陷部的形式和/或通过管壁内通孔的形式实现至少一个再成形部。关于这一点，凹陷部意味着在第二圆周位置处使管壁被压入离开其原始位置，使得与形成凹陷部之前相比，管子在形成凹陷部之后在第二圆周位置区域中具有较小的内径或者不同的横截面。在本发明的范围内，管壁中的通孔被理解为意味着在第二圆周位置处，在管壁上配备有冲孔，该冲孔在原理上能够通过与形成至少一个冲孔相同的方式来实现。 由于根据本发明的方法和根据本发明的管子，不再需要在形成至少一个冲孔之后将管子弄直，因此尽管根据本发明的方法需要在管子的管壁内形成至少一个成形部的附加步骤，但是其需要较少的时间，而且能够具有成本效益地被生产。 在优选的改进中，至少一个成形部包括在管壁内形成的至少一个凹陷部，管壁中不存在通孔。 以不对管壁打孔的凹陷部形式形成至少一个成形部的优点在于在第二圆周位置处的管壁中不会使材料变弱，而在管壁中形成通孔则会使材料变弱。换句话说，以凹陷部的形式形成至少一个成形部而不在管壁中形成通孔时，凹陷部区域的管壁不会被"破坏"。
在进一步优选的改进中，至少一个第二圆周位置位于在管子的纵向方向上与第一圆周位置具有近似相同的轴向高度处。 如上所述，在第二圆周位置的区域内的管壁的成形部能够使管子变硬，从而抵消
在形成至少一个冲孔的情况下管子的弯曲趋向或者至少减轻由于冲孔而发生的弯曲。由于
在与冲孔自身具有近似相同轴向高度处形成成形部，因此这种弯曲趋向或弯曲以尤其有效
的方式被抵消，这是因为弯曲趋向或弯曲在围绕冲孔的轴向区域内最大。 在进一步优选的改进中，在管壁内圆周方向上近似相同并且在管子的纵向方向上
彼此隔开的第一圆周位置处形成至少两个冲孔，成形部形成于在圆周方向与第一圆周位置
背对的至少一个第二圆周位置处并且在纵向方向被设置于两个第一圆周位置之间。 在这种情况下，仅通过一个成形部抵消由于形成两相邻的孔而发生的弯曲趋向或
弯曲是有利的，因此花费较少的时间就能实现根据本发明的方法。 在优选的改进中，凹陷部的各种设计被认为是有利的。 因此，根据第一种改进，至少一个凹陷部可在管壁内形成为具有球帽形状的凹陷部。 这一点可通过非常简单的方法实现，例如通过在第二圆周位置处将球压入管壁来实现。 在进一步的设计中，至少一个凹陷部形成为在管子的纵向方向上的椭圆凹陷部。
有利地，在成形部在管壁上延伸一段距离，该距离大于冲孔的纵向延伸范围，并因此能够非常有效地抵消弯曲趋向。例如还能够通过将杆压入管壁或通过压入球并且在管子的纵向方向移动球容易地形成这种椭圆形状的凹陷部。 在进一步优选的改进中，至少一个凹陷部在管壁中形成为相对于管子的纵向方向成横向的椭圆凹陷部。 同样地，凹陷部的这种设计不仅容易地形成于管壁中而且作用足够的反作用力以减轻在形成至少一个冲孔的情况下管子的弯曲趋向，或者减轻形成冲孔之后的弯曲。
在进一步的优选改进中，至少一个凹陷部在管壁内形成为管壁的压平部。
4
在该情况下，通过平坦的冲压工具(例如，模具形式)实现成形部。尽管从外部朝管壁观察时至少一个凹陷部的前述改进能够构成凹入的凹陷部，但是通过前述的改进在管壁内形成大约平坦形状的凹陷部。 可理解，如果适用于将被生产的管子，可将凹陷部的前述改进相互组合设置在同一个管子上，或者在管壁内仅可形成一种类型的凹陷部。 同样地，可理解，可在管子的管壁内形成多个冲孔，这些冲孔能够以分布的方式设
置在管子的纵向方向上和管子的圆周方向上，在该情况下，然后以分布的方式在管壁上形
成优选地以凹陷部形式的多个成形部。成形部在管子的纵向方向上可相对于冲孔偏移。 在进一步优选的改进中，至少一个冲孔形成为管壁中的陷入部。 在这种情况中，至少一个冲孔例如用作螺纹轴套，以拧入自切割或自成型螺丝。 在进一步优选的改进中，在形成至少一个冲孔之前，在管壁上配备有至少一个成形部。 在这种情况下，有利地，预先抵消由于形成冲孔而发生的弯曲趋向，这是由于在与
将要形成的冲孔相对的圆周位置处，管壁充分变硬或者被提供了相应的反作用力。 然而，还可以在形成至少一个冲孔之后在管壁内形成这种至少一个成形部，在该
情况下，通过至少一个成形部抵消或者至少减轻由于冲孔而发生的弯曲。
同样地，如果在形成至少一个冲孔时(g卩，大约同时)在管壁内形成至少一个成形
部，则这是有利的。这个方法的优点包括进一步减少加工管子所花费的时间，因为在这种情
况下在相近的时间内执行至少两个处理步骤，因此避免为各个相应的处理步骤重复固定管子。 此外，通过下面的描述和附图公开进一步的优点和特征。 可理解，在不背离本发明的范围的情况下，上述特征和将在下面进行解释的内容
不仅能够应用于各个具体的组合中，还能够应用于其它组合或者单独使用。 附图描绘了本发明的示例性实施方式并在下面参照附图对本发明的示例性实施
方式进行更完整地解释，在附图中
图1通过第一侧视图示出了管子的一部分； 图2通过相对于图1的纵向轴线转动90。得到的又一侧视图示出了图1中的管子； 图3通过沿图1的III-III线的剖面示出了图1和2中的管子的纵剖面；
图4通过沿图1的IV-IV线的剖面示出了图1和2中的管子的纵剖面；
图5通过沿图2的V-V线的剖面示出了图1和2中的管子的横截面；
图6通过沿图2的VI-VI线的剖面示出了图1和2的管子的横截面；以及
图7通过沿图2的VII-VII线的剖面示出了图1和2的管子的横截面。
图1至7描绘了由通用的标号10表示的管子。
管子10由例如钢的金属材料生产，钢尤其可以是高强度钢。 管子10的示例性应用是在车辆构造中用作大梁的张力管，其水平地安装在位于挡风玻璃下方的车体的两A柱之间。 图1至4中的纵向轴线12表示管子10的纵向方向。 如图3至7所示，管子IO具有管壁14。管壁14具有例如几毫米(例如，l至5毫米)的壁厚度。 在至少一个第一圆周位置处，在管壁14内形成冲孔，在所示示例性实施方式中，分别在三个第一圆周位置16、 18、22处形成冲孔，包括在第一圆周位置16处形成冲孔24，在第一圆周位置18处形成冲孔26，和在第一圆周位置22处形成冲孔30。
如图2所示，从相对于纵向轴线12的圆周方向观察，第一圆周位置16和18相对于纵向轴线12成相同角度地位于圆周上并且彼此轴向隔开，从相对于纵向轴线12的圆周方向观察，第一圆周位置22则位于与第一圆周位置16和18相对处。在本发明的意义内，形成有冲孔24、26和30的第一圆周位置能够以任何方式分布在相对于纵向轴线12的圆周方向上。 在所示的示例性实施方式中，冲孔24、26和30分别实现为陷入部(plunging) 32、34和36。在管子10的进一步利用中，陷入部32、34和36用作轴套或凸缘，以拧入自切割或自成型的螺丝(未示出)。在管子10的管壁14内形成冲孔24、26和30之前，或者在形成冲孔24、26和30
之后，在圆周方向上与第一圆周位置背对的至少一个第二圆周位置处，在管壁14内形成至
少一个成形部，该成形部选自管壁14的至少一个凹陷部和/或管壁14中的至少一个通孔。 还能够基本在形成冲孔24、26和30的同时形成至少一个成形部。 如果在形成冲孔24、26和30之前在管壁14内形成至少一个成形部，则减轻了管
子10弯曲的趋向，这是因为至少一个成形部(优选地，几个成形部)产生抵消弯曲趋向的
反压力。 在所示的示例性实施方式中，示出了各种类型的成形部，这些成形部适用于当在管壁14内形成冲孔24至30时减轻管子10弯曲的趋向。 在相对于纵向轴线12与第一圆周位置16背对、并且优选地相对于圆周位置16偏移大约180°的第二圆周位置38处，将成形部40分配给第一圆周位置16。
成形部40通过凹陷部42的形式形成，相对于管子10的纵向方向横向延伸，并且以相对于纵向轴线12横向的椭圆形凹陷部的形式实现。如图7所示，在这种情况下的凹陷部42形成为管壁14的压平部。在图4中，将凹陷部42表示在纵向轴线12方向的截面中。例如可在管壁14内形成凹陷部42，其中，将其纵向轴线相对于管子10的纵向轴线12成横向的椭圆形模具推入或压入管壁14中。因此产生对管子10的弯曲进行抵消的珠型凹陷部。
在第二圆周位置44处被分配给冲孔26的是凹陷部48形式的成形部46，从相对于纵向轴线12的圆周方向观察，成形部46与冲孔26相对。如图3和6所示，在管壁14内形成凹陷部48形式的成形部46，凹陷部48在管壁14内被压入为管子10的纵向方向内的椭圆形凹陷部。 从外部观察，与凹陷部42不同的是，凹陷部48在管子10的纵向方向是直的，在相对于管子10的纵向方向横向的方向上是凹入弯曲的。 例如通过将其纵向轴线与管子10的纵向方向平行的圆条压入管壁14内来形成凹陷部48。 在圆周方向上与第一圆周位置22背对的第二圆周位置50处，分配给冲孔30的是与冲孔30相对的成形部52，成形部52实现为凹陷部54并且在管壁14内形成为具有球帽形状的凹陷部。
应该理解，能够在同一个管子上以任何数量和组合使用上述示例性描述的凹陷部42、48和54。相同地，可设想在同一个管子上仅形成一种类型的凹陷部42、48和54。
尽管第二圆周位置38、44和50被设置在纵向轴线12的方向上相对于第一圆周位置16、 18和22具有近似相同的轴向高度处，然而，第二圆周位置38、44和50也能够相对于第一圆周位置16、18和22轴向偏移。 因此，在两个相邻冲孔(例如，冲孔24和26)的情况下，还能够在两个第二圆周位置38和44之间轴向设置的第二圆周位置处实现成形部，例如，图2中的凹陷部48可被设置在由标号56表示的圆周位置处来取代第二圆周位置44。在管子10的管壁14内形成冲孔16之后和形成冲孔18之后，这种凹陷部均可减轻管子10弯曲的趋向，或者，如果先前已经形成冲孔16和18，则这种凹陷部能够减轻管子10已经发生的弯曲。
在管壁14设置的上述成形部在不剌穿管壁14的情况下构成了在管壁14内形成的凹陷部。管壁14不会被这些凹陷部形式的成形部打开，并且防止了成形部区域中的材料变薄。 然而在本发明的范围内，为了在形成冲孔24、26和30的情况下避免管子弯曲的倾向，或者为了减轻在已经形成冲孔24、26和30之后减轻弯曲的目的，成形部还能够在管壁14内以通孔的形式形成，这些通孔例如能够精确地具有例如与冲孔24、26和30自身相同的形状。
权利要求
一种用于制造由金属材料制成的管子(10)的方法，其中，在所述管子(10)的管壁(14)的至少一个第一圆周位置(16，18，22)处，在所述管壁(14)内形成至少一个冲孔(24，26，30)，其特征在于，在圆周方向上与所述第一圆周位置(16，18，22)背对的至少一个第二圆周位置(38，44，50)处，所述管壁(14)配备有至少一个成形部(40，46，52)，所述至少一个成形部(40，46，52)选自所述管壁(14)的至少一个凹陷部(42，48，54)和/或所述管壁(14)中的至少一个通孔。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述至少一个成形部(40，46，52)包括在所 述管壁(14)内形成的至少一个凹陷部(42，48，54)，所述管壁(14)内不存在通孔。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述至少一个第二圆周位置(38,44， 50)位于在所述管子(10)的纵向方向上与所述第一圆周位置(16， 18， 22)具有大约相同的 轴向高度处。
4. 如权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，在圆周方向近似相同并且在 所述管子(10)的纵向方向彼此隔开的第一圆周位置(16,18)处，在所述管壁(14)内形成 至少两个冲孔(24，26)，所述成形部(46)形成于在圆周方向与所述第一圆周位置(16,18) 背对的至少一个第二圆周位置(56)处，并且在纵向方向被设置于所述两个第一圆周位置 (16,18)之间。
5. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个凹陷部(54)在 所述管壁(14)内形成为具有球帽形状的凹陷部。
6. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个凹陷部(48)在 所述管壁(14)内形成为在所述管子(10)的纵向方向的椭圆凹陷部。
7. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个凹陷部(42)在 所述管壁(14)内形成为相对于所述管子(10)的纵向方向为横向的椭圆凹陷部。
8. 如权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个凹陷部(42)在 所述管壁(14)内形成为所述管壁(14)的压平部。
9. 如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在形成所述至少一个冲孔 (24， 26， 30)之前，在所述管壁(14)上配备所述至少一个成形部(40， 46， 52)。
10. 如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，在形成所述至少一个冲孔 (24， 26， 30)之后，在所述管壁(14)上配备所述至少一个成形部(40， 46， 52)。
11. 如权利要求1至8中任一项所述的方法，其特征在于，当形成所述至少一个冲孔 (24， 26， 30)时，在所述管壁(14)上配备所述至少一个成形部(40， 46， 52)。
12. 如权利要求1至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述至少一个冲孔(24,26， 30)形成为所述管壁(14)中的陷入部。
13. —种由金属材料制成的管子，包括管壁(14)，在所述管壁(14)的至少一个第一圆 周位置(16， 18， 22)处形成有至少一个冲孔(24，26，30)，其特征在于，在圆周方向上与所述 第一圆周位置(16， 18， 22)背对的至少一个第二圆周位置(38， 44， 50)处，所述管壁(14)上 配备有至少一个成形部(40，46，52)，所述至少一个成形部(40， 46， 52)选自所述管壁(14) 的至少一个凹陷部(42，48，54)和/或所述管壁(14)中的至少一个通孔。
14. 权利要求13所述的管子，其是根据权利要求1至12中任一项所述的方法生产的。
全文摘要
在用于制造由金属材料制成的管子的方法中，在管子的管壁的至少一个第一圆周位置处在管壁内形成至少一个冲孔，在圆周方向上与第一圆周位置背对的至少一个第二圆周位置处，在管壁上提供选自管壁的至少一个凹陷部和管壁中的至少一个通孔的至少一个成形部。
文档编号B21D28/24GK101722405SQ20091020666
公开日2010年6月9日 申请日期2009年10月27日 优先权日2008年10月27日
发明者克劳斯·斯秦德勒尔, 史蒂芬·卡斯波尔, 弗朗兹·梅耶尔, 马提亚斯·绍尔 申请人:前进工厂-奥伯基尔希股份公司