CN104994970A - 端侧流体密封封闭的柱形管及其生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产柱形管(2)的方法，该柱形管由坯件(30)制成且在端侧以流体密封方式封闭。根据本发明，借助冷成型工艺将坯件(30)这样成型为柱形管(2)，使得在所述柱形管(2)的端侧的端部区域(6)处在柱形管(30)中存留有开口(8)，在所述端部区域(6)的径向外边缘区域(10)中产生安装区(12)，并且通过在安装区(12)处以流体密封方式附接(尤其是焊接)端件(14)来封闭所述柱形管(2)，该端件封闭所述开口(8)。柱形管(2)包括由坯件(30)通过冷成型形成的柱形管(2)，该柱形管具有端侧开口(8)、安装区(12)以及以流体密封方式附接至该安装区(12)的端件(14)。该方法和柱形管可以针对用于机动车减震器的减震器管来使用。

Description

端侧流体密封封闭的柱形管及其生产方法

本发明涉及一种端侧流体密封封闭的柱形管及其生产方法。这样的柱形管尤其用作或用于机动车减震器的减震器管的加工，即，对用于机动车减震器的柱形管部件的加工，该机动车减震器通常设有焊接保持部。“流体密封”意味着针对液体和/或气体的密封性。尤其是这里所说的气密密封的柱形管。

已知的是，生产由例如符合DIN EN 10305-2、E235+C标准的精密管制成的柱形管。因此，该精密管在所期望的管端或者各个端侧通过冷成型和/或热成型被流体密封。因此，在这样产生的、具有加厚壁的底部或者管底部处焊接保持部，从而产生焊接保持部。该保持部通常具有叉形或者环形(也被称作眼孔)形状。因此，相应的环形保持部也实现了橡胶轴承的插装或装配。该保持部用于将减震器固定在机动车车身上或者行驶机构部分上。该橡胶轴承也被称作无声轴承并且通常用于避免出现拍板声。

还已知的是，利用深拉法借助非常多的成型步骤和中间热处理来生产这样的柱形管。因此，该焊接保持部被焊接在已经在柱形管上成型的底部，即，管底部上。

本发明的任务在于，提供一种改进的柱形管以及改进的生产该柱形管的方法。

该任务关于方法的部分将通过根据权利要求1的方法来解决。该方法尤其用于生产机动车减震器的减震器管形式的柱形管。该柱形管由管状坯件制造而成。该柱形管尤其在周向上和轴向方向上皆具有恒定的壁厚。该方法包括以下步骤：

首先借助冷成型工艺以期望的几何结构及期望的状态将坯件成型为柱形管。该坯件由可冷成型的材料制成，尤其由纵向焊接标准化钢管制成。在此尤其考虑用牵拉(也被称作拉伸)作为冷成型工艺。成型这样进行，即，在柱形管的正面的、流体焊接的端部区域处存留有一个位于坯件或柱形管中的开口。换句话说，在坯件上本身不产生密封的管底部。在进一步的方法步骤中，在该端部区域的径向外边缘区域中产生用于随后附接端件的安装区。在进一步的方法步骤中，将柱形管密封，因而将以流体密封方式封闭开口的端件以流体密封的方式附接在安装区中。该附接尤其通过流体密封方式的焊接来实现。因此该安装区是适于焊接的焊接区，该焊接区对于焊接过程来说尺寸也是合适的，即，足以负载，足够厚且足够坚固。通过将端件附接在柱形管上产生流体密封的管底部。

根据本发明的方法的优势在于，该柱形管在冷成型的区域内能够分别具有所期望的，即，有针对性的壁厚和强度。因为通过为成型方法确定合适的参数能够很好地设置或实现该特性。对有针对性的壁厚和强度的设置能够例如通过坯件的厚度和基材、对坯件的预处理、用于拉伸的凹模的形式在冷成型区域内进行设置。在冷成型时，尤其通过一次或多次牵拉来尤其减小壁厚或壁厚度并且/或者改变改变坯件的内径和/或外径，从而通常在轴向方向上将坯件拉长。

因此，必要时在冷成型后实现对相应端部的柱形管的长度切割，该端部位于与流体密封的端部相对的位置。

在该方法优选的实施方式中，借助冷成型工艺在坯件的端部区域处构造围绕端侧的管开口的挡边。在此，安装区的至少一部分被构造成该挡边的至少一部分。该挡边供将坯件成型为柱形管的冷成型工艺使用，尤其用于牵拉工艺，即，当借助压凹模拉伸该坯件时，将该坯件反向保持在芯棒上。在此，安装区的尺寸尤其被制定为适合焊接的焊接区，使得挡边的尺寸与之相对应。换句话说，产生一个挡边，该挡边不只自身用作挡边，而且能够实现用作安装区的双重作用，尤其能够实现用作焊接区的作用。因此，例如将该挡边生产为以及该挡边的尺寸制定为具有较大或体积较大的或者具有广泛的材料特性，如同实际的牵拉工艺以及成型法所需要的那样。

在本方法的另一个优选的实施方式中，安装区与柱形管的至少一部分一起在冷成型工艺单个工序中由坯件产生或加工而成。因此例如尤其当在坯件上模制出挡边之后以及将坯件串在芯棒上之后，将坯件从相应的端侧拉伸出来。其中同时拉伸挡边的区域以及连接至挡边区域的柱形管的区域并且从而使得位于该挡边的区域内的安装区与至少一部分柱形管一起也得以被处理，尤其是被加工完成。

在本方法的另一个优选的实施方式中，坯件被这样成型，即，按照轻型构件的特性在施力点和/或焊接点的区域内比在柱形管的其它区域上实现更大的壁厚和/或强度。根据本方法的该实施方式能够实现的是，将柱形管生产为符合要求且成本有利的轻型构件。为了生产轻型构件，这里将冷成型的优点，尤其是牵拉工艺的优点与根据本发明特别简单的、柱形管在端侧流体密封方式地封闭的特性和方式相结合。使用牵拉工艺来生产管状轻型构件的特点和优点例如摘引自该申请人的文献DE102007045719A1。尤其是在该文献中提出的变型和可能性也可被转载到本方法上或被用在这里。

上述实施方式的一个优选的变型中，坯件按照轻型构件的特性在轴向连接到端部区域的第一区或者轴向区域内被这样成型，即，使得该第一区被构造成具有较小的壁厚。换句话说，该第一区被实施为相对于柱形管的其它区域具有较薄的壁厚。因此，该第一区在使用减震器管的情况下被用作活塞行进区。该方法变型尤其提供的是，根据上述方法在单个工序中，既生产第一区也生产安装区。尤其将借助唯一的第一凹模来拉伸这两个区域，其中因此在安装区中实现较大壁厚的施力点或焊接点。

在上述实施方式的另一个优选的变型中，坯件在第二轴向区域中被这样成型，使得该第二区域按照轻型构件的特性被构造为在力学方面稳定的固定区。该第二区尤其为在轴向上连接至第一区的区域或轴向区域，该区域被实施为相对于柱形管的其它区域，尤其是相对于第一区域具有较大的壁厚。因此在第二区域中产生施力点或者焊接点，该施力点或者焊接点在使用减震器管时被用于安装活塞杆导向部。

在另一个优选的方法变型中，冷成型工艺，尤其是端部区域、第一区以及第二区中的冷成型工艺被共同实施在插入坯件中的同一芯棒上。该芯棒尤其是呈柱形，即：其至少在待生产的柱形管的区域内具有恒定的直径。在此情况下，恒定的直径以及柱形形状也包括略微呈圆锥形的形状，从而用芯棒以已知的方式来减轻已完成成型的柱形管的松动。因此，通常根据本发明在安装区处附接端件之前，尤其是在焊接前用芯棒将已成型的坯件剥离。

在本方法的一个特别优选的实施方式中使用这样一种端件，该端件具有减震器的叉形保持部或者环形保持部。换句话说，减震器已知的叉形保持部或环形保持部也被安在端件上或者被实施为与该端件是一体的，该过程能够在将该端件附接在柱形管上之前或者之后实现。

在该实施方式的一个优选的变型中使用一种这样的端件，该端件形成叉形保持部的中间部件。其中，该叉形保持部尤其被实施为与端件是一体的。相应的叉形保持部通常被设计为U形形状和条形形状。因此，该叉形保持部的中间部分实现了作为柱形管的端件的双重功能。

在上述实施方式的另一个变型中使用这样一种端件，该端件具有附接在环形保持部上的垫片。换句话说，该环形保持部被附接在该垫片上，尤其被焊接在该垫片上。在此不必进行流体密封方式的焊接，因为在垫片与柱形管之间已产生了流体密封性。

关于柱形管，本发明的该任务通过根据权利要求11的端侧流体密封封闭的柱形管来完成。有利的改进被陈述在相应的从属权利要求中。该柱形管已与根据本发明的方法相结合地与其结构和优点一起被加以说明，其中借助该方法将实现各个具体的特征。

如上所述，根据本发明的方法尤其能被用于生产用于机动车减震器的、柱形管形式的减震器管。

根据本发明的柱形管可被相应地用作用于机动车减震器的减震器管。

参照附图中的实施例来进一步描述本发明。其中，分别以示意性概略图示出了：

图1是根据本发明被构造为具有叉形保持部的减震器管的柱形管；

图2是具有环形保持部的替代柱形管；

图3是用于根据本发明的方法的管状坯件；

图4是在图3中的坯件上模制挡边；

图5是柱形管的端部区域以及第一区的冷成型过程；

图6是柱形管的第二区的冷成型过程；

图7是最终完成加工的柱形管；

图8是通过将端件附接在图7中的柱形管上来在端侧进行流体密封封闭；以及

图9是用另选的端件封闭柱形管的过程。

图1示出了柱形管2，该柱形管在其端侧4处以流体密封方式封闭。在实施例中，该柱形管是机动车减震器的减震器管。如以下将进一步阐述的那样，柱形管2借助冷成型工艺(此处为牵拉工艺)由管状坯件30加工成型。在被设于端侧4上的端部区域6内，该柱形管具有开口8。在柱形管2中，在端侧的端部区域6中借助冷成型工艺来构造包围开口8而供冷成型工艺(此处为牵拉工艺)使用的挡边(Mitnehmerkante)16。该端部区域6的径向外边缘区域10表示安装区12，例如焊接区。在安装区12处以流体密封的方式附接端件14，以便以流体密封的方式封闭开口8，并且在此情况下气密密封式地焊接该端件。

该安装区12的一部分此时构成为挡边16的一部分。安装区12的其余部分伸入柱形管2中以及该柱形管的第一轴向区18中。坯件30在用于实施例中这样成型为柱形管2，即，使得在柱形管上按照轻型构件的特性在施力点和/或焊接点的区域内实现比在柱形管的其它区域处更大的壁厚和强度。轴向连接至端部区域6处的柱形管2的第一区18按照轻型构件的特性被构造为具有减小的壁厚。此外，在柱形管2上按照轻型构件的特性将连接至第一区18上的第二轴向区20构造为在力学方面稳定的固定区。

在实施例中，在柱形管2上附接有叉形保持部22，该叉形保持部一体式地构成并且其中心部分24为端件14。在实施例中，在第一区18中壁厚的值定为d1＝1.2mm，在第二区20中壁厚的值定为d2＝1.7mm，使得区域18中的壁厚小于区域20中的壁厚。在此产生不同的材料强度。在实施例中，第一区18表示减震器的活塞行进区域，而第二区20则表示用于活塞杆导向部的固定区域。该描述的所有给定值仅为举例之用。总之，在这样制定尺寸的情况下，在柱形管2上通过将该柱形管2实施为轻型构件而不是实施为如在第二区20中那样的到处都具有的相同的材料厚度的传统构件，以便节省20％至30％的重量。

图2示出了图1中柱形管2的剖视图，但用环形保持部26代替了叉形保持部22。作为根据图1的实施方式的替代，此处的端件14也是在安装区12处以流体密封方式附接(在此为以流体密封方式焊接)的垫片28。垫片28又被附接在环形保持部26上(在此情况下为焊接在环形保持部26上)。此时，上一处焊接不必被实施为流体密封方式的。

图3示出了根据图1或图2被用作用于生产柱形管2的初始材料的柱形坯件30。该坯件30具有的尺寸为42mmx2.5mm，并且该尺寸与DIN EN 10305-3,E235+M或者E235+CR1标准相对应。

图4示出了如何在第一方法步骤中在图3中所示的坯件30上将挡边16模制在该坯件的端部区域6中，即，模制在端侧4。在此，借助冲头32沿箭头34的方向，即，在坯件30或者柱形管2的轴向方向上将坯件30压入凹模36中。坯件30在端侧4处径向向内拱起，从而产生挡边16。此时在端侧4处存留有开口8，该开口由挡边16来限定。随后沿着与箭头34相反的方向反向拉动冲头32并且借助推料装置(Ausstosser)40将坯件30沿着与箭头34相反的方向从凹模36中移出。因此，可在箭头34的方向上再次反向拉动推料装置40。通过模制挡边16来准备安装区12。为此，挡边关于坯件30和成型过程的尺寸被制定为足够大、足够硬等等。

图5示出如何冷成型(在此为拉伸)出柱形管2的第一区18的过程。根据图4所示的坯件被串在芯棒42上并且随后从端侧4出发沿着与箭头34相反的方向将拉伸环44拉动通过该坯件30。其中，在区域18中坯件30变形至柱形管2中。同时，也完成对安装区12的加工，其中在挡边16的区域内以及在该区域18的连接部中借助拉伸环44也将该安装区置于相应的外径上。

图6示出了如何在同一芯棒42上由坯件30模制出柱形管2的第二区域20。在此使用区别于拉伸环44而具有较大内径的另一个拉伸环46。该拉伸环也沿着与箭头34相反的方向移动。至少在区域20和18中具有相同直径的同一个柱形芯棒42，第二拉伸环46的较大内径的柱形芯棒在区域20中存留有对于柱形管2来说比在区域18中和端部区域6中更大的壁厚。在拉伸过程结束后，沿箭头34的方向将拉伸环46从柱形管2拉出并且以此处不详细说明的已知的方式将剥离装置48围绕柱形管2沿箭头34的方向从芯棒42剥离。在此，剥离装置48通过双箭头以径向可移动的方式来表示。

图7示出了如何根据图6最终加工柱形管2，其中在与端侧4对置的端部50处将坯件30的剩余部分切下并且进行相应的最终加工。

严格来说迄今为止，即，根据图7所生产的“柱形管2”仅仅是一个柱形管体，该管体通过装上端件14才被加工成真正的、完成加工的柱形管2。然而为了描述更简单地描述和更便于阅读内容之便而忽略区别。

源自图7的图8最终示出了柱形管2的生产完成。在安装区12处以流体密封方式附接叉形保持部22(已结合图1进行说明)和由此该端件14以流体密封方式附接，在该情况下以气体密封方式焊接。因此，开口8且因此柱形管2的位于端侧4处的端部以流体密封方式被柱形封闭。

源自图7的图9与图2相对应地示出了呈垫片28形式的端件14的流体密封方式的附接(这里同样是气体密封方式的焊接)，该垫片具有焊接在该垫片上的环形保持部26。

附图标记列表：

2 柱形管

4 端面

6 端部区域

8 开口

10 边缘区域

12 安装区

14 端件

16 挡边

18 第一区

20 第二区

22 叉形保持部

24 中心部分

26 环形保持部

28 垫片

30 坯件

32 冲杆

34 箭头

36 凹模

40 推料装置

42 芯棒

44、46 拉伸环

48 剥离装置

50 端部

d_1，2 壁厚

Claims (20)

1.一种用于生产端侧流体密封封闭的柱形管(2)的方法，所述柱形管尤其是用于机动车减震器的减震器管，该柱形管由管状坯件(30)制成，该方法的特征在于包括以下步骤：

(a)借助冷成型工艺尤其是牵拉工艺将所述坯件(30)加工成型为柱形管(2)，使得在所述柱形管(2)的端侧的端部区域(6)处在柱形管(30)中存留有开口(8)；

(b)在所述端部区域(6)的径向外边缘区域(10)中产生安装区(12)；

(c)通过在安装区(12)处以流体密封方式附接尤其是焊接端件(14)来封闭所述柱形管(2)，该端件以流体密封方式封闭所述开口(8)。

2.根据权利要求1所述的方法，其中借助冷成型工艺在所述坯件(30)的端部区域(6)处构造包围所述开口(8)的挡边(16)，该挡边供将所述坯件(30)成型为柱形管(2)的冷成型工艺使用。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述安装区(12)与至少一部分所述柱形管(2)一起在所述冷成型工艺的单个工作过程中产生。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述坯件(30)如此成型，即，按照轻型构件的特性在施力点和/或焊接点的区域内比在柱形管(2)的其他区域上实现更大的壁厚(d_1，2)和/或强度。

5.根据权利要求4所述的方法，其中所述坯件(30)在连接至所述端部区域(6)的第一区(18)中按照轻型构件的特性如此成型，即，所述第一区(18)被构造成具有减小的壁厚。

6.根据权利要求4或5所述的方法，其中所述坯件(30)在第二区(20)中如此成型，即，所述第二区(20)按照轻型构件的特性被构造成在力学方面稳定的固定区。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述冷成型工艺尤其是在端部区域(6)中以及在第一区(18)和第二区(20)中在插入所述坯件(30)中的同一芯棒(42)上进行。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中使用这样的端件(14)，即，该端件具有减震器的叉形保持部(22)或者环形保持部(26)。

9.根据权利要求8所述的方法,其中使用这样的端件(14)，即，该端件构成叉形保持部(22)的中心部分(24)。

10.根据权利要求8所述的方法,其中使用这样的端件(14)，即，该端件构成附接在环形保持部(26)上的垫片(28)。

11.一种端侧流体密封封闭的柱形管(2)，该柱形管(2)尤其是用于机动车减震器的减震器管，其特征在于，

-该柱形管(2)由管状坯件(30)借助冷成型工艺尤其是牵拉工艺成型；

-该柱形管(2)在端侧的端部区域(6)中具有开口(8)；

-该柱形管(2)在所述端部区域(6)的径向外边缘区(10)中具有安装区(12)；以及

-该柱形管(2)具有在安装区(12)处以流体密封方式附接的尤其是焊接的端件(14)，并且所述端件以流体密封方式封闭所述开口(8)。

12.根据权利要求11所述的柱形管(2)，其中在所述坯件(30)的端侧的端部区域(6)处构造有借助所述冷成型工艺构成的围绕所述开口(8)的供牵拉工艺使用的挡边(16)，并且至少一部分所述安装区(12)被构造为所述挡边(16)的至少一部分。

13.根据权利要求11至12中任一项所述的柱形管(2)，其中所述坯件(30)被如此成型，即，按照轻型构件的特性在施力点和/或焊接点的区域内实现比所述柱形管(2)的其它区域更大的壁厚(d1，2)和/或强度。

14.根据权利要求13所述的柱形管(2)，其中所述坯件(30)在连接至所述端部区域(6)的第一区(18)中按照轻型构件的特性如此成型，即，所述第一区(18)被构造成具有减小的壁厚。

15.根据权利要求13至14中任一项所述的柱形管(2)，其中所述坯件(30)在第二区(20)中如此成型，即，所述第二区(20)按照轻型构件的特性被构造成在力学方面稳定的固定区。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的柱形管(2)，其中所述端件(14)具有减震器的叉形保持部(22)或环形保持部(26)。

17.根据权利要求16所述的柱形管(2)，其中所述叉形保持部(22)的中间部分(24)是所述端件(14)。

18.根据权利要求16所述的柱形管(2)，其中所述端件(14)是被附接在环形保持部(26)上的垫片(28)。

19.一种根据权利要求1至10中任一项所述的方法的用途，该方法用于生产柱形管(2)形式的、用于机动车减震器的减震器管。

20.一种根据权利要求11至18中任一项所述的柱形管(2)的用途，该柱形管用作机动车减震器的减震器管。