(57)【要約】  本発明は、プレート（５）から中空外形を製造する方法であって、前記プレートが、所望の外形形状を有しかつ相互に関連して移動可能である２つのダイハーフ（３，４）の間に配置され、そしてダイハーフの閉鎖運動によって溝付き中空外形に成型される、前記製造方法に関する。そして、本発明は、相互に関連して移動可能に配置され、製造すべき中空外形の所望の外形形状を有する２つのダイハーフ及び場合によりベースプレート（２）を有する、中空外形の製造装置に関する。成型は無芯のダイハーフにより行われ、そして溝付き中空外形を成型するためのダイの閉鎖運動中に、前記プレートの縁部（６，７）は前方へのスライドが防止される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の外形形状を有しかつ相互に関連して移動することができる２つのダイハーフの間にブランクを導入し、そして２つのダイハーフの閉鎖運動により前記ブランクを溝付き中空部材に成型する、前記ブランクから中空部材を製造する方法であって、
前記ブランクの成型を、無芯ダイハーフによって実施し、そしてダイの閉鎖運動中に前記ブランクの縁部が前方にスライドすることを防止して、溝付き中空部材を製造することを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
ブランクの縁部が前方へスライドすることを防止するために、無芯形状の空洞に突出している少なくとも１つの舌部を使用することを特徴とする、請求項１に記載の中空部材の製造方法。
【請求項３】
ダイハーフの間か、又はダイハーフの一方に位置する舌部を使用することを特徴とする、請求項１又は２に記載の中空部材の製造方法。
【請求項４】
ダイハーフの閉鎖操作中に、中空部材を完全に較正することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項５】
舌部を使用せずに中空部材を完全に較正することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項６】
ブランクの縁部を変形方向に予め曲げることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項７】
ブランクを、曲げ軸の方向への移動に対して確実に対抗させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項８】
舌部を取り除いた後、特に同じ装置内で、中空部材に直線状ビード溶接を行うことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項９】
「テーラードチューブ」を製造することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項１０】
深絞りプレス、プレスブレーキ又は圧延装置を使用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項１１】
装置が、相互に関連して移動可能に配置され、所望の外形形状を有する２つのダイハーフ、及び場合によりベースプレートを有し、特に請求項１〜１０に記載の方法を実施するための、中空部材の製造装置であって、
ダイハーフ（３，４）が芯を有さず、そして前記ダイハーフ（３，４）が閉鎖する場合に、前記ブランク（５）の前記縁部（６，７）が前方にスライドすることを防止して溝付き中空部材（５）を製造する手段（８）を備えることを特徴とする、前記装置。
【請求項１２】
ダイハーフ（３，４）の無芯形状の空洞（１２）に突出している舌部（８）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の中空部材の製造装置。
【請求項１３】
舌部（８）を、ダイハーフ（３，４）の間か、又は一方のダイハーフ（４）内に配置することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の中空部材の製造装置。
【請求項１４】
直線状ビード溶接の操作を実施するための手段を備えることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の中空部材の製造装置。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、所望の外形形状（Ｐｒｏｆｉｌｆｏｒｍ）を有しかつ相互に関連して移動することができる２つのダイハーフ（Ｇｅｓｅｎｋｈａｅｌｆｔｅｎ）の間にブランク（Ｐｌａｔｉｎｅ）を導入し、そして前記ブランクをダイハーフの閉鎖運動により溝付き中空部材に成型する、ブランクからの中空部材の製造方法に関する。そして、本発明は、相互に関連して移動可能に配置され、成型すべき中空部材の所望の外形形状を有する２つのダイハーフ及び場合によりベースプレートを有する、中空部材の製造装置にも関する。
【０００２】
自動車工業では、いわゆる立体骨組構造の強度及び重量に関して課される要求を満たすために、ますます複雑な中空部材が使用されている。荷重に耐えるように設計されている閉鎖中空部材を、直線状ビード溶接パイプ（ｌａｅｎｇｓｎａｈｔｇｅｓｃｈｗｅｉｓｓｔｅｎ  ｒｏｈｒｅｎ）から成型することに加え、中空部材の製造に関する種々の方法が従来技術から公知である。本出願人に属する独国特許出願公開第１９８２７７９８（Ａ1）号明細書から公知である「圧延」方法は、荷重に耐えることができる中空部材の、特に柔軟性がありさらに経済的な製造を可能にする。この方法では、ブランクは、溝付き室内で成型される。すなわち、前記ブランクは、相互に横方向の反対側に位置している２つの成型具ハーフによって形成される半円筒状成型ギャップに、前記ブランクの縦方向のそれぞれの縁部で導入され、そして成型具の頂上において成型ギャップから現れる前記縦方向の縁部を溶接して一体化する。溶接中、縦方向の縁部は、成型具ハーフによって、適切な位置で保持される。この方法の1つの欠点は、成型ギャップを有する工具、つまり内部マンドレル（ｉｎｎｅｒｅｎ  Ｄｏｒｎ）又は内部マンドレルハーフ（ｉｎｎｅｒｅｎ  Ｄｏｒｎｈａｅｌｆｔｅｎ）をもつ工具は、それに応じて複雑な構造となり、従って投資費用が相対的に高くなる。さらに、マンドレルハーフ又はダイの表面は、ブランクに関連するそれらの動きのせいで、常に損傷する。その後、表面の欠陥は、後続のプロセスにおいてさらなる欠陥、例えば、シート金属ブランクが、成型ギャップ（Ｆｏｒｍｓｐａｌｔ）内で詰まる原因となる。
【０００３】
上記の方法に加えて、独国特許第９６６１１１号明細書は、シート金属ストリップを丸く曲げ、大口径パイプを成型する装置を開示しており、この装置は、半円形断面を有し、垂直方向に対向する２つの無芯チークプレート（ｋｅｒｎｌｏｓｅｎ  Ｐｒｅｓｓｂａｃｋｅｎ）からなり、前記プレートは、開始位置において、シート金属ストリップの全体の長さにわたって、シート金属ストリップの縦方向の側面を、それらの下方縁部で丸く囲み、そして接触と同時に、シート金属ストリップをパイプに丸める。この成型プロセス中に、シート金属ストリップは、締め付け装置によって、中心縦軸に沿って堅固に締め付けられる。しかし、内部マンドレルを用いずに、シート金属ストリップを丸く曲げてパイプにする公知の操作では、成型された金属シートの相互に対向する縦方向の縁部において、溶接に必要な突合せ接合は、一定のシーム溶接を達成する保障はなく、その結果、中空部材の信頼性のある直線状ビード溶接が保障されない。さらに、この方法で製造されたパイプは、さらなる較正操作を受ける必要がある。
【０００４】
従って、本発明の目的は、低い製造費用と高い操作信頼性とを伴って、ブランクから中空部材を製造することができる一般的な方法及び一般的な装置を提供することであり、前記中空部材は、必要により、直線状ビード溶接が可能である。
本発明の第１開示によれば、中空部材の一般的な製造方法のための前記目的は、成型操作を無芯のダイハーフで実施し、そしてブランクの縁部がダイの閉鎖運動の間に前方にスライドすることを防止することにより、溝付き中空部材を製造することで達成される。容易に成型可能なすべての金属、特に鋼又は鋼合金は、ブランク材料とみなされる。
【０００５】
驚くべきことに、ダイの芯と外側のダイハーフとにより形成される成型ギャップ内において、成型すべきブランクの成型操作を実施することを不要にすることが可能であり、得られる溝付き中空部材の品質が、結果として損なわれないことが見出された。ブランクの縁部、あるいは縦軸に平行な縁部、又はダイハーフ内で成型すべき中空部材の曲げ軸が、前方へスライドする作用を、最初に防止することにより、ダイハーフの閉鎖運動を続行するのに伴って、ブランクは周辺方向に向かって圧力を受ける。ブランクは、外側のダイハーフに寄り掛かることにより、周辺方向にかかるこの圧力に従うことのみが可能性である。従って、ダイハーフに寄り掛かっている間に、内部マンドレル又はダイ芯が無くても、製造すべき中空部材分の形状は、ダイハーフの外形形状のみによって形成される。成型ギャップが不要であるため、ダイハーフの内部で自由にブランクを成型することができるので、例えば、ダイ芯内の表面欠陥のためにブランクが詰まる危険性を排除され、中空部材の製造操作の信頼性が著しく改善される。同時に、例えば、ブランクの縁部が前方にスライドすることを防ぐための舌部（Ｓｃｈｗｅｒｔ）又は他の手段を利用して、操作上信頼できる直線状ビード溶接を可能にする正確な溝を、ブランクの縁部全体を曲げる間に、中空部材内で製造する。
【０００６】
本発明方法の有利な第１実施態様によれば、ブランクの縁部が前方にスライドすることを防ぐために、無芯の成型空洞に突出している少なくとも１つの舌部を使用する。上述したように、ダイの閉鎖運動の間に、ブランクの縁部が、無芯の成型空洞に突出している舌部に接触するまで、ブランクの縁部が、ダイハーフの内部表面に沿ってスライドする。ダイをさらに閉鎖させると、続いて、舌部が、ブランク内において、周辺方向へ向けての圧力が確実に生成し、ブランクの周辺部へ拡張し、続いて２つのダイハーフの内部の成型空洞に対してブランクを正確に配置する。同時に、舌部は、ブランクの各々の反対側縁部によって形成される溝が実質的に一定の幅を有することを、容易に保障することができる。舌部は、例えば、次の中空部材の縦軸方向の全体にわたって延びることができる。しかし、成型の空洞の一部分の領域にのみ延びている舌部を使用することも可能である。
【０００７】
本発明による中空部材の製造方法の発展した実施態様によれば、ダイハーフの間か、又は一方のダイハーフに配置された舌部を使用する。ダイハーフの間に位置する舌部は、成型プロセス後、舌部の容易な除去を可能にし、そして、一方のダイハーフに位置する舌部は、かなりな程度の改良手段なしに、スタンピング（Ｇｅｓｅｎｋ）又はベンディングプレス（Ｂｉｅｇｅｐｒｅｓｓｅｎ）の使用を広げる。
【０００８】
ダイハーフの閉鎖操作中に、中空部材を完全に較正されることが好ましい。つまり、ダイハーフにより形成される成型空洞に相当し、寸法的に正確なブランク成型が誘導される程度に、周辺方向に圧力を増加する。寸法を正確にするための後加工は、これらの中空部材に関しては、もはや必要ではない。
【０００９】
本発明方法の実施態様によれば、較正操作を、舌部を使用せずに、実施することもできる。この場合は、成型操作の終わりに、ブランクの各反対側縁部を、相互に寄り掛かからせて、周辺方向に圧力を生成させることができるという事実を利用する。
【００１０】
ブランクの縁部が成型方向に予め曲げられる場合には、決められた方法で、成型操作を開始することができ、その結果、成型操作中における操作の信頼性はさらに向上する。
【００１１】
本発明による中空部材の製造方法は、ブランクが曲げ軸の方向への移動に対して確実に対抗させる（ｇｅｓｉｃｈｅｒｔ）ことでさらに有利に発展する。この手段の結果として、曲げ軸の方向に発生する力、例えば、製造される中空部材の縦軸に沿って変化する直径のせいで起こる、中空部材の縦方向に不均一に分布する成型力を吸収する可能性があり、そして成型サイクル中にブランクの移動を防止する可能性がある。この目的のために、例えば、曲げ軸の方向への移動を妨げる制御装置を使用することが可能である。ある点でのブランクの複雑な「締め付け（Ｅｉｎｓｐａｎｎｅｎ）」操作は必要ではない。
【００１２】
舌部を取り除いた後、特に同じ装置内で、中空部材が直線状ビード溶接である場合、少しの作業操作しか含まない経済的な方法で、閉じた中空部材を提供することができる。
【００１３】
「テーラードチューブ（Ｔａｉｌｏｒｅｄ  Ｔｕｂｅｓ）」は、成型方法により製造されることが好ましい。「テーラードチューブ」は、特に荷重状態に適用される閉じた中空部材であり、そして種々の材料の厚さ又は材料の品質を有する。「テーラードチューブ」の特定の用途分野は、立体骨組構造の様々な領域における種々の荷重を考慮し、同時に最小重量を確実にする必要がある、自動車製造の分野である。
【００１４】
本発明による方法は、深絞りプレス、プレスブレーキ又は圧延装置を使用することにより、特に経済的な方法で実施することができる。深絞りプレス及びプレスブレーキは、ダイハーフを合わせることにより容易に適用することができ、これは、本発明による方法を実施することが可能であるプロセスを可能にする。上述したように、無芯を用いることにより、独国特許出願公開第１９８２７７９８（Ａ１）号明細書で公知である圧延装置を容易に使用することができ、そして、それは、その後の部分の直線状ビード溶接を同時に可能にすることが好ましい。従って、比較的低い投資費用で、本発明による方法を実施することができる。
【００１５】
本発明の第２の開示によれば、前記目的は、ダイハーフが芯を有さず、そして、ダイハーフを閉鎖させると、ブランクの縁部が前方にスライドすることを防止し、溝付き中空部材を製造する手段を提供する、一般的な装置により達成される。
【００１６】
上述の通り、本発明による装置の利点は、従来使用された方法よりも、より高い操作の信頼性を有する本発明による方法により実施することができることで理解される。さらに、無芯ダイハーフの使用の結果、複雑な内部マンドレル又はマンドレルハーフをもつ従来使用された装置よりも、対応する装置が、対応するより低い投資費用しか必要としない。
【００１７】
本発明による装置の次の有利な実施態様によれば、ダイハーフ内部に突出している舌部を備えているので、ダイハーフの移動方向に対して縦方向に伸びるブランクの縁部の間で一定の幅を有する溝の形成を容易に実現する。ダイハーフの移動方向に対して縦方向に伸びるブランクの縁部の接触点の領域における舌部の厚さが、これら縁部の間の溝の厚さを決定し、そして、舌部の表面が縁部の端面に対して縦方向に伸びる所で、２つの縁部を一緒に溶接するための理想的な突合せ接合の成型を確実にする。舌部は、成型すべき中空部材の曲げ軸に対して、少なくとも部分的に平行に伸びることが好ましい。
【００１８】
本発明によれば、舌部は、２つのダイハーフの間か、又は一方のダイハーフに位置する。舌部が一方のダイハーフに位置する場合、本発明による装置でのこの実施態様によって、中空部材製造用の深絞りプレス又はプレスブレーキの使用を可能にする。他方、２つのダイハーフの間に位置する舌部は、舌部の成型後の容易な取り出し、及びさらなる中間操作がない中空部材の直線状ビード溶接の可能性をもたらす。
【００１９】
本発明による装置の次の発展した実施態様によれば、成型操作の終了後、一体化した直線状ビード溶接を可能にする、直線状ビード溶接プロセスを実施するための手段を備えることが好ましい。
【００２０】
本発明による中空部材の製造方法及び製造装置を、発展及び改良するための多くの可能性が存在する。この点については、一方においては、請求項１及び請求項１１の従属項、そして下記の図面と共に２つの代表的な実施態様の記載を参照されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１ａ）及びｂ）は、本発明による方法を実施している間の、２つの異なる時間での、本発明による装置の代表的な第１実施態様の、曲げ軸に対して縦方向の模式的な断面図である。
【図２】図２ａ）〜ｆ）は、６つの異なる時間での、本発明による製造方法の第２の代表的な実施態様のシミュレーションの模式的な断面図である。
【００２２】
図１ａ）は、本発明による中空部材１の製造装置の代表的な第１実施態様の模式的な断面図であり、前記装置は、ベースプレート２、及び相互に移動可能に配置されそして製造すべき所望の中空部材の外形形状を有する２つの無芯ダイハーフ３、４を含む。ブランク５は、変形方向に予め曲げられており、そして曲げ軸１４に対して水平に伸びる縁部６、７を有する。さらに、図１ａ）は、空洞形状１２に突出しており、そして２つのダイハーフ３、４の間に配置する、舌部８も示している。
【００２３】
現在の代表的な実施態様では、舌部８は、ダイの長さ全体にわたって、曲げ軸１４に対して平行に伸びる。しかし、繰り返し中断されるか又は空洞形状１２に少数だけ突出している舌部８を使用することも可能である。
【００２４】
本発明による方法を実施する場合、ダイハーフ３、４は、移動矢印１０、１１に向かって相互に近づき、その結果空洞形状１２の内部に位置するブランク５は、ダイハーフに応じて成型される。
【００２５】
図１ｂ）は、本発明による装置の、成型方法の終わりでの代表的な実施態様を示す。ブランクは、曲げ軸１４を取り囲み、依然として開口している中空部材５、例えばパイプ形状をここに成型する。成型操作で要求される舌部８は、中空部材５の縦軸に対して垂直に移動する舌部保持手段９により、移動方向１３に従って中空部材５から移動し、その結果、中空部材又はパイプ５を今なお直線状ビード溶接とすることが可能である。代表的な実施態様は、パイプ状の特に簡単な中空部材を示す。しかし、本発明による装置又は本発明による方法によっても、平面に広げられることができる多くの外形形状の製造が可能である。従って、例えば、直線部分を有する楕円形の円錐部を製造することも可能である。特に、舌部を引き抜いた後、縁部のさらなる再成型及び／又はその後の直線状ビード溶接方法を、例えばレーザーを使用して、その後実施することができる。この直線状ビード溶接操作を、本発明による装置内で、一体化し、実施することも好ましい。
【００２６】
図２ａ）〜２ｆ）は、ここで再び、種々の時間におけるパイプ状の中空部材５の製造を断面図に基づき、本発明による中空部材の製造方法の代表的な第２実施態様のシミュレーションを、個々のステップで示す。最初に、変形方向にあらかじめ曲げられている縁部６、７を有することが好ましいブランク５を、代表的な第２実施態様に従って、本発明による中空部材の製造装置１に導入する。装置１は、全体のダイハーフ４の縦方向に伸びているか、又は曲げ軸１４に対して平行に伸びている、舌部８を有するダイハーフ４を含む。
【００２７】
ダイハーフ３、４が、今なお、相互に向かって移動している場合、ブランクのあらかじめ曲げられた縁部７は舌部８に強く接触し、そしてこのブランクの縁部７は前方にスライドすることから防止される。他方では、図２ｂ）に示すように、空洞形状１２に突出している舌部８にブランクの反対の縁部６も強く接触するまで、ブランクの反対の縁部６を自由に成型することができる。ダイハーフ３、４のさらなる移動中に、圧力は、挿入されたブランクの周辺方向へ大きくなり、ブランクをますます大きい周辺に押し込む。最後に、図２ｅ）に示すように、ブランクは、ダイハーフ３、４に強く接触し、その結果、さらなる閉鎖運動が、成型された中空部材を完全に較正するように、ブランク内の周辺方向に存在する圧力を増加する。
【００２８】
驚いたことに、成型操作の間で、図２ｂ）及び２ｅ）に示すように、ブランク５は、操作的に信頼できる成型を確実にするために、さらなる誘導手段、例えば内部にあるダイ芯若しくはダイギャップによる手段、又は固定型締付け手段を必要とせず、所望の中空部材５を製造する。今まで、この分野における当業者は、ダイ中に欠陥の無い中空部材を成型するために、少なくともダイ芯が必要であるか、又は中空部材を少なくとも曲げ軸に対して平行な軸に沿って固定して締めなければならないと考えていたので、これはなおさら驚きである。
【００２９】
図２ｆ）は、本発明による装置１から移動した直後の、代表的な第２実施態様に従って製造された溝付き中空部材５の外形形状を示す。中空部材の溝１５が明らかに見える。装置１の内部ですでに完全な較正を行うことができるので、製造される中空部材は、特に寸法的に正確であり、そして特に効果的な方法で直線状ビード溶接を行うことができる。従って、本発明による方法及び装置は、「テーラードチューブ」の製造に特に適している。
【図１】
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【図２ａ】
2009517222.tif 000004
【図２ｂ】
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【図２ｃ】
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【図２ｄ】
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【図２ｅ】
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【図２ｆ】
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【手続補正書】
【提出日】平成19年9月26日(2007.9.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所望の外形形状を有しかつ相互に関連して移動することができる２つのダイハーフ（３，４）の間にブランク（５）を導入し、そして２つのダイハーフ（３，４）の閉鎖運動により前記ブランク（５）を溝付き中空部材に成型する、前記ブランク（５）から中空部材を製造する方法であって、
前記ブランク（５）の成型を、無芯ダイハーフ（３，４）によって実施し、そしてダイの閉鎖運動中に前記ブランク（５）の縁部（６，７）が前方にスライドすることを防止して、溝付き中空部材を製造することを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
ブランク（５）の縁部（６，７）が前方へスライドすることを防止するために、無芯形状の空洞（１２）に突出している少なくとも１つの舌部（８）を使用することを特徴とする、請求項１に記載の中空部材の製造方法。
【請求項３】
ダイハーフ（３，４）の間か、又はダイハーフ（３，４）の一方に位置する舌部（８）を使用することを特徴とする、請求項１又は２に記載の中空部材の製造方法。
【請求項４】
ダイハーフ（３，４）の閉鎖操作中に、中空部材を完全に較正することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項５】
舌部（８）を使用せずに中空部材を完全に較正することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項６】
ブランク（５）の縁部（６，７）を変形方向に予め曲げることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項７】
ブランク（５）を、曲げ軸（１４）の方向への移動に対して確実に対抗させることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項８】
舌部（８）を取り除いた後、特に同じ装置内で、中空部材に直線状ビード溶接を行うことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項９】
「テーラードチューブ」を製造することを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項１０】
深絞りプレス、プレスブレーキ又は圧延装置を使用することを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の中空部材の製造方法。
【請求項１１】
装置が、相互に関連して移動可能に配置され、所望の外形形状を有する２つのダイハーフ（３，４）、及び場合によりベースプレート（２）を有し、特に請求項１〜１０に記載の方法を実施するための、中空部材の製造装置であって、
ダイハーフ（３，４）が芯を有さず、そして前記ダイハーフ（３，４）が閉鎖する場合に、前記ブランク（５）の前記縁部（６，７）が前方にスライドすることを防止して溝付き中空部材（５）を製造する手段（８）を備えることを特徴とする、前記装置。
【請求項１２】
ダイハーフ（３，４）の無芯形状の空洞（１２）に突出している舌部（８）を備えることを特徴とする、請求項１１に記載の中空部材の製造装置。
【請求項１３】
舌部（８）を、ダイハーフ（３，４）の間か、又は一方のダイハーフ（４）内に配置することを特徴とする、請求項１１又は１２に記載の中空部材の製造装置。
【請求項１４】
直線状ビード溶接の操作を実施するための手段を備えることを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の中空部材の製造装置。
【国際調査報告】
2009517222.tif 000010
2009517222.tif 000011
2009517222.tif 000012
2009517222.tif 000013