制作用于操作门的门操作器的呈环形的功能体的方法

制作用于操作门的门操作器的呈环形的功能体的方法
【专利摘要】本发明涉及一种制作用于操作门的门操作器(1)的呈环形的功能体(10、11、12、13)的方法，其中，所述门操作器(1)具有壳体(14)，在该壳体中容纳功能体(10、11、12、13)。根据本发明，所述用于制作功能体(10、11、12、13)的方法包括至少一个轴向成型管轧制的步骤。本发明还涉及一种具有呈环形的功能体(10、11、12、13)的、用于操作门的门操作器(1)。
【专利说明】制作用于操作门的门操作器的呈环形的功能体的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制作用于操作门的门操作器的呈环形的功能体的方法，其中，门操作器具有壳体，在该壳体中容纳功能体。
【背景技术】
[0002]本文意义中的呈环形的功能体描述的是门操作器的构件，它们是门操作器的机械装置或液压装置的构件，并且基本上具有旋转对称的形状。例如，功能体可以构成支承壳体，它们用于支承在门操作器的壳体内的闭合轴。在此，闭合轴描述的是在铰接系统上的机械接合元件，用于将门的门板联接在门操作器上。在这里门操作器描述的仅是构成机械式的能量存储件的闭门器，并且以广泛公知的方式利用机械式夹紧单元引起门板的闭合运动，并且通过液压的阻尼单元对其进行阻尼。然而此外，当前对于门操作器还要理解为电动液压的或机电的门操作器，其除了实施门板的关闭运动以外还能够额外地用于打开门板。在电动液压的或机电的门操作器中也存在有呈环形的功能体，它们除了涉及用于支承闭合轴的支承壳体以外、或者除了例如能够与凸轮体共同协作的挤压轮以外，还可以涉及滚动环，并且构成在用于驱动闭合轴的驱动传动装置中的旋转元件。
[0003]容纳在门操作器的壳体内的、并且因此成为门操作器机械装置的构件的呈环形的功能体通常通过切削加工法制作。例如像转动这样的切削加工法几乎应用在金属加工工业的所有领域。为了自动化地制作呈环形的、在内侧和/或外侧可以具有功能造型的功能体，以公知的方式在转动中心来制作，并且功能体能够通过对管状连续材料的转动操作被加工并且随后被分离。在此，不仅能够在内侧而且也能够在外侧对管状连续材料进行切削加工，从而将功能造型引入到内侧中或外侧上。
[0004]在门操作器中的呈环形的功能体(例如构造为用于支承闭合轴的支承壳体)要承受大的机械负载，因此，经常在实施转动操作后和把功能体从管状连续材料分开以后对其进行热处理，并且随后需要打磨加工的情况并不少见。还公知由材料锁合体制成的呈环形的功能体，并且，例如为了构成轴承套管，支承壳体可以例如具有由可硬化的钢材制成的罩环，在该罩环中压入由非铁金属制成的滑环。在此，制作这种类型的由多种组件构成的呈环形的功能体是高成本且高费用的。
[0005]在此，即使在制作门操作器时，对研发和应用节约材料、能源和工作时间的、总体上低费用的加工方法的需要也是居首位的，所以，虽然切削加工法实现了高灵活性，但是由于产生的切屑部分而引起高的材料投入，并且经常引起较长的加工时间，其伴随有同样较长的附加时间，例如更换刀具的时间。
[0006]切削加工法的另一个缺点是由缺少影响功能体的材料结构的途径而产生的，并且经常要在对呈环形的功能体进行旋转操作后设置热处理，并且之后才能对功能体的功能表面进行打磨加工。因此对呈环形的功能体，特别是对这类承受高机械负载的功能体形成总体上较长的加工链。
【发明内容】

[0007]本发明的任务是提供一种制作用于操作门的门操作器的呈环形的功能体的方法，其中，该方法必须以简单并且低费用的方式实施。该任务特别是提供一种用于制作门操作器的呈环形的功能体的方法，该方法由很少的方法步骤组成，并且实现功能体的高的功能性质量，特别是就功能体的材料属性而言。
[0008]该任务从一种用于制作根据权利要求1的前序部分所述的门操作器的呈环形的功能体的方法出发，结合标志性特征得以解决。本发明的有利的改进方案在从属权利要求中给出。
[0009]本发明包含以下技术准则:所述用于制作功能体的方法至少包括轴向成型管轧制的步骤。
[0010]本发明从以下理念出发:将为了制作滚动轴承环而已设立的轴向成型管轧制法应用到门操作器的呈环形的功能体的制作中。在此已指出，呈环形的功能体作为门操作器的门操作机械装置的构件，必须具有能够借助轴向成型管轧制的应用以特别有利的方式提供的几何外形以及机械属性和/或材料属性。因此，由现有技术中公知的用于制作呈环形的功能体的切削加工法能够被轴向成型管轧制法取代，从而以廉价、简单、节约时间并且可靠的方式制作功能体。此外还能够通过轴向成型管轧制实现物料的改进的材料属性，而且已经显示出这些用于呈环形的功能体的材料属性特别有利于在门操作器中使用。
[0011]轴向成型管轧制属于具有主要为轴向的材料流的横向轧制法，也就是说，管或环在轧制过程中相应于由刀具轮廓排挤的材料量变得更长或更宽。下文描述就功能体的表面和材料而言的特殊的属性，它们能够通过借助轴向成型管轧制法进行的制作得以实现。
[0012]无缝轧制环在环绕方向上通常具有均质的结构和不间断的、闭合的材料纤维走向(Faserverlauf),这能够通过金相法得以证实。由此获得在周向上高强度的优点，因为在纤维走向的切线方向上实现了材料的高负载能力。
[0013]轴向成型管轧制特别是可以实施为冷轧法，从而通过伴随发生的冷作硬化特别是在材料的接近表面的区域内实现特别的表面硬化，这能够通过在功能体的接近表面的位置点上发现有相比构件内部的位置点更高的硬度得以证实。
[0014]轴向成型管轧制特别是可以伴随有表面抛光，并且这使得在表面上的工件材料在受压的情况下通过在工件表面上进行的轮廓轧制而可塑地变形，并且使得粗糙轮廓变平整。在此，成型轧辊在表面上的凸起区域中产生压力残余应力，该应力使得材料在朝向凹部的方向上流动，并且在此提升其底部。因此，最终粗糙度仅由起始粗糙度的塑性变形产生。通过该属性实现了具有最小粗糙度的表面、耐磨性提升、原材料的材料成分的最大增加，并且表面微观结构的坚固性提升多达30%。这些表面属性特别是可以在轧制的功能体的非切削再加工的表面上得到证实，优选在如下构件自由表面上证实，所述构件自由表面不构成功能体的底座面、摩擦面或滑动面。粗糙度的值可以是Rz < IOym或Ra< Ιμπι，并且在特殊情况下甚至可以是Rz < I μ m或Ra < 0.1 μ m。
[0015]为了实施轴向成型管轧制设置两个对置的成型轧辊，它们朝向用于构成功能体的工件彼此相对地进给。该方法在此可以利用导入到呈管形的工件内的轧制芯轴来实施，因为用于构成功能体的原材料可以由至少一个管体提供。
[0016]通过轴向成型管轧制将轧制造型滚压到构成功能体后续的功能造型的工件的内面上或者也滚压到外周面上，在完成轴向成型管轧制之后可以进行轧制刺穿的方法步骤，以便轧制刺穿至少部分地将工件与提供的管体分离开。把部分地分离开理解为至少一个刺穿轧辊，其大幅度减少已加工的工件和管体之间的剩余横截面，并且例如能够通过最终的切削分离以非常简单的方式使该工件被分开。
[0017]另一个优点是，可以利用轴向成型管轧制将工件轧制成接近最终轮廓的形状，由此，在轴向成型管轧制之后把利用几何外形不固定的刀具的切削加工法实施为后续的方法步骤。切削加工法例如可以包括打磨操作，并且必要时包括抛光操作、研磨操作、珩磨操作或诸如此类。
[0018]作为用于制作门操作器的呈环形的功能体的方法的另一实施途径可以设置的是，作为用于构成功能体的原材料提供第一管体和第二管体，并且所述管体能够以例如独立的、共轴的材料复合体的形式被提供。例如这两个管体能够以如下方式彼此确定大小，即，能够用手将它们套叠插入。如果随后实施轴向成型管轧制，那么在内部管体和外部管体之间形成压入配合，特别是可以通过引入的轧制造型作为力锁合的压入配合的补充或代替形成形状锁合的压入配合，从而以特别安全的方式避免内部的管体在轴向上从外部的管体中向外移出。
[0019]如果两个套叠插入的管体一起通过轴向成型管轧制由在径向上从外部施加在周面上的轧制力加工，那么管体能够通过可看到的形状锁合相互拼接，例如通过滚压凹槽或沟纹，使得管体在轧制加工之后在轴向上由于构成的形状锁合不再能够相互脱开。在邻接或接近轧制接缝处两个可能由不同的金属构成的管体的组织结构具有彼此大致相同的纤维走向，这可以用金相法得以证明，因为两个管体在轧制接缝附近的材料经历大致相同的变形方向和大致相同的变形程度。
[0020]例如，通过轴向成型管轧制制作的功能体可以构成门操作器的闭合轴的支承壳体。特别是支承壳体由罩环和滑环制成，并且罩环例如可以由第一管体提供，滑环可以由在内部的第二管体提供，并且两个管体在共轴的布置中通过轴向成型管轧制一起被加工。在此，罩环可以由钢材制成，滑环可以由非铁金属制成，并且滑环特别是能够由滑动轴承材料构造。
[0021]根据所述方法的另一实施例可以如下地进行轴向成型管轧制:功能体作为门操作机械装置的构件，构成用于与凸轮体作用连接(Wirkverbindung)的挤压轮。挤压轮如凸轮体本身一样是机械负载很大的构件，并且与挤压轮作用连接的凸轮体可以构成施加给门操作器的闭合轴的关闭力矩。在此，挤压轮由闭合弹簧施加力，并且以较大的力压挤凸轮体。由此形成了高材料强度的要求，其通过轴向成型管轧制法特别是即使在随后不进行热处理的情况下也能够被实现。
[0022]结果是，不仅为了制作用于支承闭合轴的支承壳体，而且还为了制作用于与在门操作器中的凸轮体作用连接的挤压轮或其他功能体，通过轴向成型管轧制获得一种用于制作这种类型的呈环形的功能体的有利的加工方法。其他的呈环形的功能体例如可以是在机电式门操作器的传动装置中的滚动环，它同样旋转对称地构造而成并且具有功能造型。
[0023]此外，本发明还针对一种具有呈环形的功能体的、用于操作门的门操作器，其中，门操作器具有容纳功能体的壳体，并且其中，该功能体构成至少一个用于支承闭合轴的支承壳体和/或用于与凸轮体作用连接的挤压轮，其中，该功能体至少由轴向成型管轧制法制作。在本发明的意义上，用于制作功能体的整个生产方法不局限于轴向成型管轧制。门操作器的功能体可以附加地例如用轧制刺穿步骤进行加工，由此使工件至少部分地与所提供的管体分离开。除了轴向成型管轧制以外，还可以例如利用几何外形固定的或者优选利用几何外形不固定的刀刃进行其他的切削加工步骤。虽然通过应用轴向成型管轧制在大部分情况下可以取消对所提供的工件进行热处理，然而为了进一步提高材料强度可以进行随后的热处理步骤。结合根据本发明的方法所描述的特征和相关的优点同样可以考虑用于具有至少一个这种类型的呈环形的功能体的门操作器。
【专利附图】

【附图说明】
[0024]下面结合附图连同对本发明的优选实施例的说明更详尽地示出其他的、改进本发明的措施。其中:
[0025]图1示出轴向成型管轧制的示意性立体图；
[0026]图2示出两个成型轧辊和受根据图1所示的轴向成型管轧制的工件的布局的侧视图；
[0027]图3示出在根据图1所示的轴向成型管轧制布局中的成型轧辊和工件的横截面视图；
[0028]图4示出具有彼此共轴地布置的管体的轴向成型管轧制的另一实施方式；
[0029]图5示出功能体的实施例，该功能体利用轴向成型管轧制法制作，并且构成用于在门操作器中支承闭合轴的支承壳体；
[0030]图6示出具有功能体的门操作器的横截面示图，这些功能体构成用于与凸轮体作用连接的挤压轮；
[0031]图7示出具有闭合轴的门操作器的另一局部视图；
[0032]图8按照第一实施方式示出用于在门操作器的壳体内支承闭合轴的支承壳体的布置方案；
[0033]图9按照第二实施方式示出用于在门操作器的壳体内支承闭合轴的支承壳体的
布置方案。
【具体实施方式】
[0034]图1用立体图示出一种用于执行呈环形的功能体的制作方法的布置方案，该功能体仍处于加工过程中，并且因此作为工件16表示。这种布置方法相当于轴向成型管轧制，其是横向轧制法，并且具有大部分在轴向上的材料流。在此，工件的物料在轧制过程中相应于通过刀具轮廓所排挤的材料量变得更长或更宽。因此，工件16在其工件轴线24的方向上延长。该方法基本上具有两个成型轧辊15，它们具有各自的轧制造型22并且在各自轧辊轴线23上同向地旋转。在两个成型轧辊15之间存在有工件16，该工件通过成型轧辊的旋转运动被驱动，产生同样绕其工件轴线24的旋转。在工件16中的内侧从自由端部侧导入轧制芯轴17，通过该轧制芯轴实现:尽管工件16被塑性变形，但其内部轮廓基本上保持不变。根据所示实施例，通过成型轧辊15对工件16的挤压，存在于成型轧辊15中的轧制造型22构造到工件16的外表面上。如果工件16达到它的最终形状，特别是达到被设置用于轴向成型管轧制的最终轮廓，那么重新分开成型轧辊15与工件16的嵌合，特别是通过拉回成型轧辊15，并且工件16能够与管体18 (工件还仍然成型在管体18上)分离开。
[0035]在图2和3中示出轴向成型管轧制的所示第一实施方式的其他视图，并且图2在轧辊轴线23或工件轴线24的方向上示出成型轧辊15和工件16的布置方案，以及图3沿着图2中的剖线A-A示出轴向成型管轧制的横截面的侧视图。两个成型轧辊15在所示箭头方向上同向地旋转，由此使得工件16也同样产生旋转。在图3中示出，工件16构成管体18的端部，在其之中导入轧制芯轴17，该轧制芯轴连同管体18—起绕着工件轴线24旋转。在此，当管体18由实心材料制成时，用于容纳轧制芯轴17的内侧容纳室也可以事先以切削的方式被引入。
[0036]此外，图3利用两个彼此相对的箭头示出绕轧辊轴线23旋转的成型轧辊15的进给方向，用于在工件16的外侧上制作轧制造型22，随后该工件能够通过轧制刺穿步骤(Walzeinstechschritt),例如通过更换至少一个成型轧棍15,与所示的管体18分离开。在其之中导入轧制芯轴17的工件16的内部轮廓可以事先通过切削加工操作制作。工件16的实施例例如可以构成在门操作器I中的功能体10，如在图5和8中所示的那样。
[0037]不同的加工操作，例如用于制作工件16的内部轮廓的切削加工、所示的轴向成型管轧制、以及例如用于将工件16从管体18上分离开的后续的轧制刺穿，它们能够一起在一个单独的自动加工机械中实施。例如可以设置换刀器，其不仅容纳用于切削加工的刀具，还容纳用于轧制加工的刀具。由此能够实现整体加工时间的最小化，并且理想的是，只需对一开始承载工件16的管体18进行一次单独修整，就能在加工中心制作出门操作器的功能体成品。
[0038]图4示出一种用于由工件16制作呈环形的功能体的变化的方法，该工件由两个管体18和19制成。此外，第一管体18具有内部直径，第二管体19例如作为独立的工件复合体导入该内部直径中。在此，能够在第一管体18的内侧与第二管体19的外侧之间设置间隙配合或过盈配合，并且例如能够用手拼接管体18和19。
[0039]如果成型轧辊15根据所示箭头分别对着工件16进给，那么第一管体18的外侧可以首先设有轧制造型22，然而同时也进行第一管体18与第二管体19的压合。这样制作的材料锁合体能够以有利的方式构成门操作器的功能体，如示例性地在图5中所示的功能体，其具有由钢材制作的罩环25，并且具有由非铁金属制作的滑环26。在此，第一管体18的内侧能够在不存在几何形状锁合的情况下与第二管体19的外侧以如下方式压合:形成以摩擦锁合为基础的材料复合体。
[0040]图5示例性地示出一种功能体10，它能够在门操作器I中构成用于可转动地容纳闭合轴20的支承壳体10。在此，闭合轴20在滑环26内旋转，该滑环可以由滑动轴承材料构成，特别是由非铁金属构成。在此，包围着滑环26的罩环25可以由更高强度的物料制作，例如由钢材制成。两个环25和26能够通过压合以力锁合的方式彼此连接或者还能够通过在它们共同的拼接区内的变形以形状配合的方式彼此连接，其中，两个环25、26之间的连接能够通过根据本发明的轴向成型管轧制法产生。
[0041]在此，引入到罩环25外侧上的轧制造型22能够通过成型轧辊15以根据图4的方法制作。此外，还示例性地在罩环25内的内部轮廓中引入密封环27，其被示为O形密封环，并且该内部轮廓例如能够通过对罩环25的切削加工制作。
[0042]图6示例性地示出具有壳体14的门操作器I的实施方式，并且在门操作器I中，功能体12、13作为门操作机械装置的构件被示出。就此，除了用于可转动地容纳闭合轴20的支承壳体10，功能体12、13还能够构成挤压轮12、13，它们示例性地与凸轮体21共同协作。在壳体14中引入闭合弹簧31，它通过闭合活塞29压挤挤压轮12抵靠凸轮器21。在此，挤压轮12构成在门操作器I的机械夹紧单元33与凸轮体21之间的作用连接，凸轮体可以是闭合轴的构件。此外还示出挤压轮13，它是液压阻尼单元32的构件，并且该挤压轮13同样与凸轮体21的轮廓共同协作。壳体14在端侧被闭锁螺栓28封闭，这些闭锁螺栓示例性地同样能够构成门操作器I的呈环形的功能体，并且它们能够用轴向成型管轧制法制作。
[0043]图7示出具有壳体14的门操作器I的另一局部视图，并且在门操作器I中绕闭合轴轴线34可转动地支承有闭合轴20。
[0044]图8通过根据图7中的剖线B-B穿过门操作器I的横截面示出功能体10的第一实施例,该功能体实施为支承壳体10，并且例如可以相应于根据图5的功能体10。通过两个支承壳体10，闭合轴20沿其闭合轴轴线34可转动地支承在壳体14内，并且这些支承壳体10必须承受很大的机械力。支承壳体10仅在外侧具有轧制造型，然而，如已结合图5所描述的，支承壳体10示例性地由罩环25和滑环26制成，从而能够根据图4所示的方法制作该支承壳体10，所述方法用于具有共轴地布置的第一管体18和第二管体19的轴向成型管轧制。
[0045]最后图9示出按照剖线B-B截取的门操作器I的另一实施例，以及支承壳体11的另一个实施方式，该支承壳体11用于在门操作器I的壳体14内绕闭合轴轴线34可转动地支承闭合轴20。在此，所示的支承壳体11仅一体式地实施，然而它不仅在内侧上而且还在外侧上具有轧制造型。
[0046]本发明在其实施方 案方面不局限于前面给出的优选实施例。确切的说可以考虑许多种变化方案，它们即使在完全不同类型的实施方案下也能够利用所示解决方案。所有从权利要求、说明书或附图中获得的特征和/或优点，包括构造细节或空间布置，不仅本身而且还能够以不同的组合方式成为本发明的重要部分。
[0047]特别是根据本发明应用轴向成型管轧制制作呈环形的功能体10、11、12、13，它们作为门操作器I中的门操作器机械装置的构件不局限于支承壳体10、11和挤压轮12、13的实施例。其他的功能体能够构成其他类型的门操作器中的滚动环，例如具有机电的或电动液压的工作原理的门操作器I。特别有利的是，当功能体承受大的机械负载时，那么可以应用轴向成型管轧制法，并且能够以其他的特别有利的方式使用轴向成型管轧制法，从而，不仅能够在功能体10、11、12、13的外表面上或内表面上引入轧制造型22，并且同时能够将两个管体18、19彼此连接。
[0048]附图标记列表
[0049]I门操作器
[0050]10功能体、支承壳体
[0051]11功能体、支承壳体
[0052]12功能体、挤压轮
[0053]13功能体、挤压轮
[0054]14壳体[0055]15成型轧辊
[0056]16工件
[0057]17轧制芯轴
[0058]18第一管体
[0059]19第二管体
[0060]20闭合轴
[0061]21凸轮体
[0062]22轧制造型
[0063]23轧辊轴线
[0064]24工件轴线
[0065]25罩环
[0066]26滑环
[0067]27密封环
[0068]28闭锁螺栓
·[0069]29闭合活塞
[0070]30弹簧调节栓
[0071]31闭合弹簧
[0072]32液压阻尼单元
[0073]33机械夹紧单元
[0074]34闭合轴轴线
【权利要求】
1.一种制作用于操作门的门操作器(I)的呈环形的功能体(10、11、12、13)的方法，其中，所述门操作器(I)具有壳体(14)，在所述壳体中容纳功能体(10、11、12、13)，其特征在于，所述用于制作功能体(10、11、12、13)的方法包括至少一个轴向成型管轧制的步骤。
2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法利用至少两个对置的成型轧辊(15)实施，它们朝向用于构成所述功能体(10、11、12、13)的工件(16)彼此相对地进给。
3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，利用轧制芯轴(17)实施所述方法，其中用于构造所述功能体(10、11、12、13)的原材料由至少一个管体(18、19)提供，在所述管体中导入轧制芯轴(17)。
4.按照权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，所述轴向成型管轧制包括轧制刺穿步骤，通过所述轧制刺穿步骤将工件(16)从提供的管体(18、19)至少部分地分离开。
5.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，利用所述轴向成型管轧制将工件(16)轧制成接近最终轮廓的形状，由此，在轴向成型管轧制之后把切削加工法实施为后续的方法步骤。
6.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，作为用于构成功能体(10、11、12、13)的原材料提供在共轴的材料复合体中的第一管体(18)和至少一个第二管体(19)。
7.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过轴向成型管轧制以如下方式构造所述功能体(10、11)，所述功能体构成门操作器(I)的闭合轴(20)的支承壳体(iouDo
8.按照前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，通过轴向成型管轧制以如下方式构造所述功能体(12、13)，所述功能体构成用于与凸轮体(21)作用连接的挤压轮(12、13)。
9.具有呈环形的功能体(10、11、12、13)的、用于操作门的门操作器(1)，其中，所述门操作器(I)具有容纳功能体(10、11、12、13)的壳体(14)，并且其中，所述功能体(10、11、12、13)构成至少一个用于支承闭合轴(20)的支承壳体(10、11)和/或用于与凸轮体(21)作用连接的挤压轮(12、13)，其特征在于，所述功能体(10、11、12、13)至少由轴向成型管轧制的方法制作。
10.按照权利要求9所述的门操作器(I)，其由按照权利要求2至8中任一项所述的方法制作。
【文档编号】B21H1/06GK103861976SQ201310669744
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2013年12月10日 优先权日:2012年12月10日
【发明者】亚历山大·赫尔维格 申请人:多玛两合有限公司