CN104936807A - 用于机动车车门的中间壳体、用于制造中间壳体的方法和用于机动车的车门 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种用于机动车车门、特别是机动车侧门的中间壳体(1)。该中间壳体(1)的特征在于，它至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成。

Description

用于机动车车门的中间壳体、用于制造中间壳体的方法和用于机动车的车门

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分的用于机动车车门的中间壳体、一种按权利要求6的前序部分的用于制造用于机动车车门的中间壳体的方法，以及一种按权利要求10的前序部分的用于机动车的车门。

背景技术

这里所提及类型的中间壳体、用于制造该壳体的方法和车门是已知的。用于机动车的、尤其是用于轿车的相应的车门典型地构成为侧门，其具有中间壳体，在该中间壳体上在第一侧面上布置有外部覆板，而在第二侧面上布置有内壳，所述第二侧面是(在车门安装在机动车上的状态下沿机动车的横向方向看)与所述第一侧面相对置的侧面。这里，所述内壳典型地起到布置内室应用件的作用，或者说内室应用件设置在或构成在该内壳中。所述中间壳体通常由金属制成。由德国公开文献DE 10 2007 061 209 A1提出一种用于汽车的侧门，其具有这种被称为车门内部部件的中间壳体，其中该中间壳体构成为由铸造材料制成的框架部件。备选的是，该中间或者可以一件式地制造成板材压制件，或者可以由多个单个构件制造成装配件，所述多个单个构件构成为板材制件或铸件。为了尤其能够满足针对事故情况所规定的强度要求，在所有此类变型方案中，或者统一增大整个所述中间壳体上的壁厚，或者增设起到加强车门作用的附加构件。这两个方案都有缺陷，因为无论是统一增大壁厚还是附加的增强件都会导致中间壳体并进而整个车门的重量相当高。再者，由多个单个构件进行制造造成了大量的接合操作，其成本是相当高的。尤其是在混合构造形式的制造方案中，需要复杂的接合工艺，才能使材料不同的构件彼此接合。此外，无论是铸造构件还是板材构件都需要高成本的再加工。

发明内容

本发明所基于的目的在于，提出一种用于机动车车门的中间壳体、一种用于制造所述中间壳体的方法以及一种用于机动车的车门，其中在无需高成本和再加工的前提下实现了高强度、特别是事故稳定性，并且其中同时还考虑到轻量化结构理念。

该目的通过提出具有权利要求1所述特征的中间壳体来解决。优选地设置用于机动车侧门的该中间壳体的特征在于，该中间壳体至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成。与铸造构件或板材构件相比，体积成型的部件、尤其是锻造构件具有提高的机械负载能力。这主要是因为，在体积成型、特别是在锻造过程中，可以合适地设计或影响所述构件中的纤维走向。尤其是可以使纤维聚集在特定的区域中，从而在此区域中产生特别高的机械负载能力。由此可以在所述中间壳体中根据局部需求对机械负载能力进行调节。在此还可以在体积成型、尤其是在锻造过程中将所述中间壳体的壁厚或横截面选择得非连续并且符合局部需要，其中机械负载较高的区域可以设计带有比机械负载较低的区域更大的壁厚。同时，所述纤维在机械负载更高的区域中聚集，从而该区域能承受非常高的负载。

可以看到，正是在壁厚更大的区域中，体积成型的、特别是锻造的构件比铸件有优势，因为不存在夹杂缩孔的危险。与此相反，体积成型的、优选锻造的构件具有非常均质的、高度压缩的构造，这种构造具有高强度和延展性。基于这些特性，可以相对于板材制造方式或铸件制造从整体上减小所述体积成型的、优选锻造的中间壳体的壁厚，从而考虑到轻量化结构理念。

正是由于可以根据负载需求对所述中间壳体进行量身定做并且按区域区别对待地对其机械负载能力和壁厚进行调节，所以可以大大减轻重量。此外，所述中间壳体的在局部并且还在整体上可以实现的减缩设计还提供了结构空间。除此以外，与制造成钣金件或铸件相比，至少局部体积成型的、优选锻造的中间壳体的再加工成本得到减小。

迄今为止的、尤其是传统的接合工艺可以无障碍地继续得到使用。通过体积成型、优选锻造尤其获得了经改善的抗拉强度、延伸极限和断裂伸长率以及可延展性。至少在中间壳体的体积成型的、优选锻造的区域的方面，不需要任何铸造工具、不需要专门的接合装置并且仅需要少量的再加工。此外，还可以在体积成型、优选在锻造时实现功能集成。这样，就在整体上获得了重量和成本潜力。除此以外，可以针对事故过程中的行为对体积成型的、优选锻造的构件进行最佳的设计。

优选一种中间壳体，其特征在于，该中间壳体由至少两个构件制成，其中至少一个构件由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成。所述构件优选通过焊接彼此进行接合。所述中间壳体优选由多个构件制成。尤其优选的是，所使用的所有构件都是体积成型的、优选为锻造的、特别优选为由同一种材料制成。在此情况下，在制造中不会产生任何问题，特别是不会产生任何有问题的接合连接。尤其可以避免在焊缝上出现机械薄弱点。不同的构件可以借助所有常规焊接技术进行连接，尤其是力锁合、形锁合和/或材料锁合地连接，尤其优选通过螺接、铆接、咬合连接、钎焊、粘接或优选通过焊接进行连接。

备选的是，优选一种中间壳体，其特征在于，该中间壳体由轻金属坯件一件式地制造为体积成型的、特别是锻造的构件。这里，通过体积成型、优选通过锻造进行制造的优点对于整个中间壳体有特别显著的影响。同时，通过一件式的制造实现了非常高的精度，因为消除了不同构件的公差链。此外，取消了其它情况下所需要的接合操作，这节省了成本并且在物流方面也是有利的。尤其优选的是，一件式制造的中间壳体包括一个整体的车门框，该车门框优选具有一个车窗框。备选地或附加地，它还可以包括一个带线(腰线，环行线)。

下述中间壳体也是优选的，其特征在于，该中间壳体包括轻金属或轻金属合金，优选由轻金属或轻金属合金所组成。尤其优选的是，该中间壳体包括从由铝、镁、铝合金以及镁合金构成的组中所选择的材料或者由该材料所组成。尤其优选的是，所述中间壳体包括AlMgSi-合金或者由该合金组成，其中该中间壳体尤其优选地构成为6000系或6xxx系的可锻合金。所述中间壳体优选至少局部由轻金属坯件制成，该轻金属坯件包括这里所述材料中的至少一种，优选由该种材料所组成。

还优选一种中间壳体，其特征在于，至少一个加强元件和/或至少一个用于与机动车白车身的其它构件连接的连接元件在该中间壳体上锻造出来、锻接到该中间壳体上和/或锻入到该中间壳体中。这里，术语“从某物锻造出来”指的是，所述至少一个加强元件和/或连接元件是在锻造过程中一件式地从被成型的材料中形成或成型。术语“锻接到某物上”指的是，所述加强元件和/或连接元件首先与在锻造过程中成型的材料分开，然而与该材料在锻造工艺过程中通过锻造连接或接合。这里，其优选局部与所述材料重新锻造(重铸)。所述至少一个加强元件和/或连接元件优选为此具有至少一个开口，在锻造过程中所述轻金属坯件的材料可以穿过该开口，其中该材料与其余的、特别是(沿所述开口方向看)对置的轻金属材料以材料锁合方式连接。由此产生了轻金属坯件的材料与所述至少一个加强元件和/或连接元件的尤其牢固的、形锁合和力锁合连接。术语“锻入”在加强元件方面尤其指的是，该加强元件完全与轻金属坯件的材料重铸。在锻造过程之后，所述增强元件在此情况下完全布置在经锻造的构件之内。

所述至少一个加强元件优选构成为用于门锁、车门铰链和/或斜撑(支架)的加强部分，以用于侧面碰撞保护、特别是侧面碰撞支撑。所述至少一个连接元件优选构成为凸缘、斜撑、力锁合点或旋紧点，尤其用于建立与机动车白车身结构的各邻接元件的接合连接。尤其是当这样的连接元件与中间壳体的体积成型的、优选锻造的区域一体式构成亦或与体积成型或锻造的中间壳体一体式构成时，实现了功能集成，这获得了重量和成本优点以及提高了强度。此外，还可以节省制造步骤、特别是接合步骤。

该目的还通过提出具有权利要求6所述特征的用于制造机动车车门所用的中间壳体的方法来解决。所述方法特别用来制造用于机动车的侧门的中间壳体，尤其特别是用来制造按前述实施例中任一项所述的中间壳体。该方法的特征在于，所述中间壳体至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造进行制造。在此获得了结合所述中间壳体所实现的优点。

至少局部通过体积成型、优选通过锻造来制造中间壳体的优点还在于，通过所使用的轻金属材料的冷作硬化增加了强度和可延展性。这样，整体上制成了具有高强度和高可延展性的可延展轻量化构件。

所述中间壳体优选至少局部通过半热锻造(温锻)进行制造。这就是说，成型过程中的工作温度优选低于被处理材料的再结晶温度。这种情况下的一个优点在于，在所述材料的表面上不会产生或仅产生少量的氧化皮。相比较而言，可以体现出狭小的尺寸公差。备选地优选的是，所述中间壳体至少局部通过热锻进行制造。这就是说，成型过程中的工作温度优选高于材料的再结晶温度。这种情况下的优点在于，所需要的成型力相对较小。

优选的是，紧接着体积成型、特别是紧接着锻造之后实施热处理，其中可以在热处理过程中对所述构件属性进行最佳的调节并且根据需求进行调节。

优选一种方法，其特征在于，所述中间壳体一件式地制造为体积成型的、优选锻造的构件。在此，该中间壳体优选制造为整个车门框，该车门框优选包括车窗框和/或带线。这是非常有利的，因为取消了接合操作和制造步骤，或者说因为可以体现尤其小的公差，这是因为消除了因不同元件接合而产生的公差链。

或者，优选所述中间壳体由至少两个、优选由多个构件接合而成。在此情况下，至少一个构件由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造进行制造。尤其优选的是，所有构件都由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造进行制造。这些构件优选通过焊接彼此接合。备选地或附加地的是，其它接合方法也是可行的，其中所述构件优选力锁合、形锁合和/或材料锁合地彼此连接，尤其通过螺接、铆接、咬合连接、钎焊或粘接或者以其它适当的方式彼此连接。

还优选一种方法，其特征在于，使用了轻金属坯件，该轻金属坯件包括轻金属或轻金属合金，优选由轻金属或轻金属合金组成。优选使用从由铝、铝合金、镁、镁合金以及AlMgSi合金所组成的组中所选择的材料。尤其优选的是，使用6000系或6xxx系的可锻合金。

还优选一种方法，其特征在于，至少一个加强元件和/或至少一个用于与机动车白车身的其它构件连接的连接元件在所述中间壳体上锻造出来、锻接在该中间壳体上和/或锻入到该中间壳体中。这里，“从某物锻造出来”这一概念指的是，所述至少一个加强元件和/或连接元件在锻造过程中一件式地由被成型的材料形成。“锻接在某物上”这一概念指的是，所述加强元件和/或连接元件首先与在锻造过程中被成型的材料分开，其中所述元件在锻造工艺过程中通过锻造与所述被成型的材料接合，特别是局部与所述材料重新锻造。在此，优选在所述至少一个加强元件和/或连接元件上设置至少一个开口，在锻造过程中所述被成型的材料可以穿过该开口，从而使所述元件在与所述开口相对的一侧上与布置在那里的轻金属材料以材料锁合的方式连接。由此可以产生轻金属坯件的材料与所述至少一个加强元件和/或连接元件的形锁合和力锁合的尤其牢固的连接。优选以所述方式中的一种方式在所述中间壳体上设置用于门锁、门铰链和/或斜撑的加强部分，以用于侧面碰撞保护、尤其是侧面碰撞支撑。

所述方法的下述特别的实施形式是优选的，这些实施形式的特征在于至少一个工艺步骤，该工艺步骤由至少一个结合所述中间壳体所说明的装置特征、优选由这些特征的组合所决定或者规定用于实现所述特征。与此相反地，所述中间壳体的下述实施例是优选的，这些实施例具有至少一个特征，该特征由至少一个在所述方法框架中公开的工艺步骤、优选由其组合所实现的或由此所造成。就此而言，对所述中间壳体进行的说明与对所述方法进行的说明要互为补充地进行理解。

最后，该目的通过提出具有权利要求10所述特征的用于机动车的车门来解决。所述车门尤其构成为轿车的车门。优选构成为侧门。所述车门具有中间壳体，在该中间壳体上在第一侧面上布置有外部覆板而在与所述第一侧面—沿横向方向—对置的第二侧面上布置有内壳，该内壳优选具有内室应用件或者设置用来布置内室应用件。这里，所述横向方向优选一方面指的是车门自身的横向方向，另一方面指的是车门按规定所要安装到的机动车的横向方向。在车门按规定安装在机动车上的状态下，车门和机动车的横向方向彼此平行地取向。所述中间壳体优选近似于一方面构成用于外部覆板的载体，另一方面构成用于内壳的载体。该车门的特征在于，所述中间壳体至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造进行制造。尤其优选的是，所述中间壳体构成为按照前述实施例中的一个所述的中间壳体和/或按照前述方法的实施形式中的一种进行制造。

因此，结合所述车门实现了在所述中间壳体以及所述方法方面已经描述过的相同的优点。

附图说明

下面借助附图对本发明进行详细说明。在此，唯一的附图示出了用于机动车车门的中间壳体的一个实施例的示意图。

具体实施方式

唯一的附图示出了用于机动车车门的中间壳体1的一个实施例的示图，其中中间壳体1构成为用于轿车的侧门。

中间壳体1包括车门框2或者下方框架部件3、车窗框5以及带线7。

中间壳体1优选一件式地由轻金属坯件锻造而成，其中下方框架部件3、车窗框5以及带线7在锻造过程中由所述轻金属坯件成型。在此，中间壳体1尤其优选通过印模锻造、特别是通过在上模与下模之间使所述轻金属坯件成型制成。

优选的是，铰链加强件9和车锁加强件11锻接到中间壳体1上，其中这些加强件优选局部与中间壳体1的材料被重新锻造。

备选的是，铰链加强件9和车锁加强件11可以一件式地在中间壳体1上锻造出来。

总而言之，借助所述方法可以制造中间壳体1，该中间壳体在其抗拉强度、延伸极限、断裂伸长率和可延展性方面的构件性能得到改善，其中同时可以促进轻量化结构。由此，可以在无需高成本且无需大规模再加工的情况下制造轻量化且同时稳定的用于机动车的车门。

Claims (10)

1.一种用于机动车车门、特别是机动车侧门的中间壳体(1)，其特征在于，所述中间壳体(1)至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成。

2.根据权利要求1所述的中间壳体(1)，其特征在于，所述中间壳体(1)由至少两个、优选多个构件制成，其中至少一个构件由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成，其中这些构件优选通过焊接彼此接合。

3.根据权利要求1所述的中间壳体(1)，其特征在于，所述中间壳体(1)由轻金属坯件一件式地制造为体积成型的、优选锻造的构件，该构件优选包括车窗框(5)和/或带线(7)。

4.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(1)，其特征在于，所述中间壳体(1)包括轻金属或轻金属合金，特别是铝、镁、或铝合金或镁合金、尤其优选AlMgSi合金，优选该中间壳体由所述材料中的一种材料组成。

5.根据前述权利要求中任一项所述的中间壳体(1)，其特征在于，至少一个加强元件和/或至少一个用于与机动车白车身的其它构件连接的连接元件在所述中间壳体(1)上锻造出来、锻接到所述中间壳体(1)上和/或锻入到所述中间壳体中。

6.一种用于制造中间壳体(1)的方法，该中间壳体用于机动车车门、特别是用于机动车侧门，该中间壳体特别是根据权利要求1至5中任一项所述的中间壳体，其特征在于，该中间壳体至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，该中间壳体(1)被制造为优选包括车窗框(5)和/或带线(7)的体积成型的一体件、优选锻造的构件；或者所述中间壳体(1)由至少两个、优选多个构件接合而成，其中至少一个构件由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成，并且这些构件优选通过焊接彼此接合。

8.根据权利要求6和8中任一项所述的方法，其特征在于，使用轻金属坯件，该轻金属坯件包括轻金属或轻金属合金，特别是铝或铝合金、镁或镁合金、尤其优选AlMgSi合金，优选该轻金属坯件由所述材料中的一种材料组成。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，至少一个加强元件和/或至少一个用于与机动车白车身的其它构件连接的连接元件在该中间壳体(1)上锻造出来、锻接到该中间壳体(1)上和/或锻入到该中间壳体中。

10.一种用于机动车、特别是轿车的车门，其中，所述车门优选构成为侧门，该车门具有中间壳体(1)，在所述中间壳体上在第一侧面上布置有外部覆板，而在沿横向方向看与所述第一侧面相反的第二侧面上布置有内壳，其特征在于，所述中间壳体(1)至少局部由轻金属坯件通过体积成型、优选通过锻造制成，其中所述中间壳体(1)优选构造为根据权利要求1至5中任一项所述的中间壳体(1)和/或按照权利要求6至9中任一项所述方法制成。