CN105522897B - 机动车门制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车门(1)以及用于制造机动车门(1)的方法，根据本发明，框架板(2)与增强构件连接，并且所有增强构件(12、14、16、19、21、22、25)中的至少一半制造为挤压型材，这些挤压型材随后被三维加压成形。挤压型材在此具有互不相同的壁厚。

Description

机动车门制造方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造机动车门的方法。

背景技术

由现有技术已知，机动车借助于承载式车身进行生产。机动车车身在此具有开口、尤其是侧向开口，门被装入这些开口中。如今在此对机动车门提出了多种要求。一方面，机动车门必须是极高度地配合精确的，以便确保在制成的机动车车身上的精确的且特别小的间隙尺寸。同时，机动车门本身须容纳多个系统部件、例如电动的车窗玻璃升降器、中央闭锁装置、扬声器或类似物。为此，机动车门本身必须构造成尽可能坚固的。此外，在机动车门的侧向碰撞的情况下尤为重要的是，该机动车门应提供高的碰撞安全性。

另外，机动车门在此应具有尽可能小的自重，从而可减轻机动车的总重量以实现低的燃料消耗。此外，机动车门应经济地进行制造。

由现有技术已知用于制造机动车门的各种不同方法来满足上述要求。例如由EP0803389 A2已知一种机动车门，在该机动车门中提供有由轻金属铸件和挤压型材组成的门框架，然后再将外壁以及内壁连接到该门框架上。

发明内容

因此，本发明的任务在于，能够实现经济地制造一种重量优化的且具有高承载能力的机动车门。

本任务借助于一种用于制造机动车门的方法来解决。

由轻金属制成的机动车门包括框架板，其中，在框架板上连接有门槛增强件、窗腰增强件、镜增强件、锁增强件、铰链增强件和可选 地门防撞架，其特征在于，上述增强构件中的至少一半分别制造为单独的挤压型材构件，其中，每个挤压型材构件随后被三维成形并且与框架板连接，并且至少两个构件具有在横截面中不同的壁厚。

因此，根据本发明，优选所有增强构件由相同的轻金属材料制成。

因此，可以首先提供框架板作为门框结构，该框架板构造成在门窗腰(其大致位于机动车乘员的上臂的高度上)、机动车的侧向门槛(其位于车辆底板的高度上)、带铰链连接部的前侧和带锁连接部的后侧之间的环绕框架。因此，该框架板可理解为环绕框架。作为选择地，车窗玻璃框或者说窗框已经可以一体式且材料一致地一同构造在框架板上，或者可将单独的车窗玻璃框连接到框架板上。

现在根据本发明规定，框架板尤其是构造成加压成形构件。现在为了满足对机动车门的不同要求，将对应的增强构件连接到框架板上。根据本发明在此尤其是这样经济地制造这些增强构件，即，首先将它们制造成挤压型材，该挤压型材优选具有互不相同的壁厚。然后对于相应的增强构件制造特定的挤压型材。例如门防撞架由不同于门槛增强件的挤压型材制成。然后将挤压型材截断为单个的挤压型材件并且随后根据本发明在晚些时候再次进行三维成形。这尤其是以加压成形的形式实现。挤压型材本身制造成具有在横截面中并且可选地沿着纵向方向互不相同的壁厚。因此，在本发明的范畴中可以以简单且经济的方式有针对性地在机动车门上提供壁厚或者说材料厚度和与此有关的强度特性。例如在机动车门的窗下边缘的区域中的窗腰增强件可以以特定成形的空心型材的形式提供，而门槛增强件则构造成扁平的或在横截面中轮廓化的型材，但例如不制造成空心型材。同样地，门槛增强件也可制造为空心型材。

因此结果可实现显著的材料节省并且由此在至少保持相同的强度或提高强度情况下实现机动车门的重量减轻。可以避免复杂的生产过程、例如由于混合部件具有互为不同的材料而引起的复杂的生产过程或者可以避免使用昂贵的特殊材料例如纤维复合材料以及避免高成本的生产工作。

在本发明的范畴中，各个增强构件、例如门槛增强件、窗腰增强件、镜增强件、锁增强件、铰链增强件以及可选的门防撞架和尤其是另外的铰链增强件或锁增强件本身分别被看作一个构件，其中，这些增强构件中的至少一半被制造为具有互不相同的壁厚并且在晚些时候被三维成形的挤压构件。这意味着，在例如十个增强构件时至少五个增强构件具有上述特征。这就是50％的构件。在本发明的范畴中还特别优选规定，60％、尤其是70％、特别优选80％和尤其是90％的增强构件根据上述制造方法制成并且随后与框架板连接。

另外，上述增强构件中的至少两个在其横截面中分别具有互不相同的壁厚。这意味着，具有互不相同的壁厚的每个构件在其自身的横截面中具有互不相同的壁厚。作为选择地，窗框增强件同样也可以一同构造为增强构件。窗框增强件可以至少在三侧环绕在窗框上，即关于行驶方向在前部、上部和后部环绕在窗框上。但在本发明的范畴中，窗框增强件也可在所有侧环绕、即也在窗腰区域中环绕。在本发明的范畴中，窗框增强件在此可构造为一体式且材料一致的。但窗框增强件也可构造成多件式的，使得窗框增强件的部件始终仅局部地设置。但窗框增强件也可构造成多件式的并且至少在部分区段上环绕的。因此各个部件不仅贴靠在框架板上，而且彼此间也连接。

为此，特别地，挤压型材构件还由6000系列或7000系列的铝合金制成，并且框架板由5000系列或7000系列的铝合金制成。这尤其是可以首先使增强构件具有在150MPa和550MPa之间、尤其是在200MPa和500MPa之间的强度。由此由于较高的变形度显著提高了成形可能性。此外，在接下来的热时效过程或自然时效过程中可实现相应的增强构件的期望强度。

可能未通过挤压和复杂的三维成形制成的增强构件(它们也由其它轻金属合金制成)在本发明的范畴中在此可以按照其它常规的制造方法来制造并且与框架板连接。

此外，特别优选挤压型材构件和/或增强构件(增强构件是成形后的挤压型材构件)在另外的加工步骤中被冲裁、打孔和/或修剪。这例 如对于形成对应的外轮廓或在构件中构成贯通口或安装口是必要的。

然后使增强构件与框架板形锁合地和/或材料锁合地连接。为此尤其是使用粘接方法、热接合方法、尤其是焊接方法和/或形锁合方法、例如铆接方法或冲压铆接。各种连接方法可根据应用情况各自单独地或以组合的方式被使用。此外，在本发明的范畴中特别优选地规定，至少一个增强构件这样与框架板连接，使得该增强构件在两个区域中与框架板形锁合地贴靠。由此在增强构件和框架板之间产生空心腔或者说空心型材结构、也称为空腔。但空腔并非必须在所有侧完全封闭，而是也可以在一侧并且尤其在两侧是开放的。

此外，特别地，在增强构件上构成并且尤其是成形出成形部、凸缘、贯通部和/或接片，在此，增强构件以上述区域形锁合地贴靠在框架板上并且借助接合方法形锁合地和/或材料锁合地与框架板连接。

此外，特别优选在框架板上连接有窗框，窗框特别优选地也具有上述的特征。这意味着，首先制成挤压型材，该挤压型材随后在另外的方法步骤中被弯曲并且同时和/或之后被三维成形、尤其是加压成形，以便所期望的外轮廓例如具有朝向车顶倾斜的弯曲。然后窗框尤其是与框架板连接、特别优选通过热接合与框架板连接。

此外，特别优选在框架板上连接有外板以及可选地内板。外板在此相应于机动车车身的外壳。然后与安装的密封件以及系统部件一起构成整个机动车门。

本发明还涉及一种用于制造机动车门的方法，其中，提供由轻金属合金制成的框架板，将至少一个增强构件连接到该框架板上，其特征在于下述方法步骤：

-由铝合金制造挤压型材，该挤压型材沿着纵向方向和/或沿着横向方向具有互不相同的壁厚；

-将挤压型材截断为单个的挤压型材件；

-将挤压型材件三维加压成形为增强构件；

-优选对挤压型材件和/或增强构件进行冲裁和/或打孔；

-将增强构件与框架板连接。

因此，在本发明的范畴中，整个机动车门可以由大致相同的材料制成，这能够实现各个部件彼此间良好的连接、尤其是可焊接性。另外，通过按本发明方法可以特别经济地提供高度复杂的构件：车门。通过增强构件的单独连接能够实现有针对性地在例如在碰撞情况下承受高负荷的位置上提供材料增厚部和/或横截面几何结构。但为此所需的制造方法尤其是相对于铸铝件和/或相对于使用例如由钢制成的增强部件来说是显著简化的。无需提供例如由高强度的钢合金制成的门防撞架，该门防撞架只能借助于复杂的并且因而成本高的连接方法连接到此外由铝制成的车门上。例如同样适用于锁支架或铰链支架。

借助于按本发明的方法尤其是制成前面所述的机动车门。为了制造不同的增强构件、即窗腰增强件、锁增强件、铰链增强件、门防撞架和/或镜增强件，由互不相同的挤压型材件制造各个增强构件。但在本发明的范畴中基于三维加压成型也尤为有利的是，可以由相同的挤压型材制造多个、在理想情况下甚至全部的增强构件。例如可通过沿着纵向方向对多腔空心型材的分离来制造挤压型材，这些挤压型材可以通过进一步的三维成形和截断而用作门增强件、铰链增强件和/或锁增强件。空心型材又可用于制造窗框增强件和/或门防撞架。通过对空心型材的对应的压缩或压扁又可制造门槛增强件。特别地，通过后续的三维加压成形，挤压型材不仅可在其初始的横截面轮廓中被使用，而且这些挤压型材也可特定地适配于所需的增强构件。

挤压型材件在三维加压成形前尤其是在优选400℃至550℃的温度下进行固溶退火并且在成形之前、之后或期间进行淬火。接着与待形成的期望强度相关地进行自然时效处理和/或人工时效处理。增强构件、例如门防撞架或窗腰增强件以及门槛增强件例如可由高质量的铝合金制成，该铝合金具有较高地可达到的强度级和用于实现较高强度级的较复杂的时效工艺，而例如锁增强件或铰链增强件与之相比只需较小的强度。

通过三维加压成形制成的增强构件随后通过材料锁合和/或形锁合的接合与框架板连接。为此增强构件尤其是与连接强度要求相关地 粘接和/或铆接或拧接到框架板上。反之，如果在一个区域中要求极高的精度，则例如也可优选使用粘接工艺，从而最大程度地避免由焊接引起的热变形。但在本发明的范畴中也可设想通过焊接的热接合。

此外，特别优选地，安装的增强构件具有用于其它附件的容纳部或者说安装口。在铰链增强件的情况下，它是门铰链的容纳部。在锁增强件的情况下，它是门锁的容纳可能性。在窗腰增强件上例如可以连接有电动的车窗玻璃升降器和/或侧向安全气囊模块。这些容纳部、尤其是在门铰链和门锁中的容纳部部分地具有高精度要求。

此外，设有用于机动车门的门防撞架，该门防撞架由轻金属合金的多腔挤压空心型材构成，该多腔挤压空心型材具有在横截面中互不相同的壁厚，其中，门防撞架沿着其纵向方向具有Y形轮廓并且该Y形轮廓的臂的每一个端部位于机动车门的铰链连接部的高度上，并且所述臂分别具有一个空腔，中间部段在横截面中具有两个、尤其是三个空腔，并且相应的端部可选地构造成扁平的。

这在本发明的范畴中意味着，整个门防撞架在侧视图中具有Y形形状。朝向门铰链连接部的、即主要沿着行驶方向向前的臂构成Y的两个臂。这两个臂这样弯曲分开地延伸，使得Y的臂的相应的端部位于机动车门的铰链连接部的高度上或者说区域中。Y的臂的桥接部在此构成中间部段以及门防撞架沿着纵向方向与Y的臂相对置的端部部段。桥接部构造成多腔空心型材、尤其是双腔、优选三腔空心型材。Y的两个臂在双腔空心型材的情况下分别具有一个空腔。

门防撞架在每个端部上(门防撞架具有三个端部，两个端部分别在Y的臂上并且另一个端部在桥接部上)被压扁。在这些压扁的部位上门防撞架连接到机动车门中、尤其是连接到机动车门的门框上。

本发明优点在于，可特别经济地制造门防撞架。首先提供挤压型材，该挤压型材构造有期望的横截面、尤其是中间部段的横截面。挤压型材已经具有在横截面中互不相同的壁厚，从而在挤压成形期间就已经可以特定地考虑优选待形成的弯曲强度。

然后截断已制成的挤压型材并且对要被形成Y的臂的区域进行切 开并且将臂弯曲分开。然后进行三维加压成形，使得门防撞架优选沿着纵向方向、尤其是在桥接部区域中具有互不相同的横截面变化。这可通过对相应横截面部段的镦击或拉伸实现，从而例如改变横截面的宽度或高度。附加地，随后将端部压扁并且Y的臂分别仅构成有一个空腔。

按本发明的门防撞架尤其是构造成材料一致的且一体式的。为此另外已证实有利的是，使用6000系列或7000系列的铝合金，因为这些铝合金尤其是可以在固溶退火的状态中变形并且在此具有高的成形自由度。在成形之后对制成的成形件进行淬火并且在随后的、可选的自然时效和人工时效步骤中形成期望的强度。

沿着纵向方向改变的横截面、尤其是中间部段、即Y形形状的下部的桥接部的横截面特别优选这样构造，即，该横截面从Y叉点起朝向各个桥接部的自由端部在其高度上减小并且在其宽度上增大。随后该横截面在端部上又被压扁，在此高度增大并且宽度变得极小。

附图说明

本发明的其它优点、特征、特性和方面是后续说明的内容。优选的实施方案在示意性附图中示出。这些附图有助于本发明的理解。在附图中：

图1是按本发明的机动车门的侧视图；

图2是按本发明的窗腰增强件的透视图；

图3是无窗框的车门的前视图；

图4是门槛增强件型材的透视图；

图5a和5b是门铰链增强件的从上方看的剖视图和透视的后视图；

图6是镜增强件的透视图；

图7是窗框增强件的透视图；

图8是按本发明的锁增强件的透视图；并且

图9是按本发明的门防撞架带剖切线的横截面图。

具体实施方式

在附图中对于相同或相似的构件使用同一附图标记，即使出于简化原因省却了重复说明。

图1示出按本发明的机动车门1，该机动车门构成在此示出的框架板2连同装上的窗框3。框架板2在此构造成环绕的，并且具有下部的门槛区域4、上部的窗腰区域5、后部的锁区域6以及前部的铰链区域7，该窗腰区域在未详细示出的窗玻璃的下侧，该锁区域例如在前门情况下贴靠在B柱区域中，该铰链区域同样在前门情况下贴靠在A柱区域中。框架板2本身在此构造为一体式的且材料一致的板材构件。该框架板可以与窗框一同构成，其方式为：将该窗框一体式并且材料一致地成形出并且利用在图7中所示的窗框增强件21连接，或者窗框增强件21也可直接与窗框一同构成。该窗框以已知方式(在此未示出)与框架板2、即与下部的门部段连接。

框架板2具有一体式的且材料一致的窗框。

图3为此示出无窗框的侧视图，在此附加地在框架板2上安装有内板8和外板9。在内板8中存在例如已示出的扬声器凹口10，并且外板9可以说构成机动车的外壳11。

现在为了使框架板2满足足够的刚性要求并且具有足够的刚性，将该框架板与增强构件连接。这在窗腰区域5中是一个在图2中所示的窗腰增强件12。窗腰增强件12在此具有互不相同的壁厚w1、w4，所述壁厚可通过制造挤压型材而特定地形成。窗腰增强件12在此关于图1可以覆盖门的整个长度L亦或仅覆盖部分区域。根据本发明在此所示的窗腰增强件12构造为空腔型材、尤其是构造为双腔空心型材，该双腔空心型材具有一个沿着机动车竖直方向向上的附加的部分开放的腔。

由此例如可以容纳门内护板和窗框密封件。通过各个腔在小的自重的情况下也提供高的刚性。另外，该窗腰增强件具有开口13，用于借助铆钉连接件或螺纹连接件例如与框架板2连接或与其它附件连接，例如用于拧接未详细示出的门内护板或在门的前部区域中的未详 细示出的镜子。窗腰增强件12首先由挤压型材制成并且随后被三维加压成形，使得该窗腰增强件具有沿着门的纵向方向L轻微变化的弯曲。

另外，门具有在图4中所示的门槛增强件14。门槛增强件14在此以增强条的形式构成，该增强条具有本身s形的横截面。为此设置沿着机动车横向方向延伸的加强筋15，这些加强筋确保附加的加固以及沿着车辆横向方向的碰撞安全性。门槛增强件14在此也制造为挤压构件并且附加地被三维冲压、尤其是通过压模被三维冲压，使得该门槛增强件与在按本发明的框架板2的门槛区域4中的轮廓相适配并且在此同时通过冲裁在形成多个空腔的情况下贴靠在框架板2上。例如门槛增强件14可以粘接到框架板2上、尤其是框架板2的内侧上。冲压部也可以以成形部的形式构成。因此，在与框架板2的相互配合中构成空腔，这些空腔显著提高由此制成的机动车门1的强度。

另外，在图5a和5b中示出铰链增强件16，该铰链增强件同样连接到框架板2的外侧17上。铰链增强件16在此也制造为挤压构件，该挤压构件随后进行三维成形、冲裁并且在此用于容纳未详细示出的铰链。根据本发明，铰链增强件16具有互不相同的壁厚、在此示例性地具有壁厚w1至w4，其中，壁厚w1<壁厚w2<壁厚w3<壁厚w4。由此可在优化地充分利用重量的情况下特定地考虑所要求的负荷。另外，铰链增强件16具有成形部18、例如以冲裁出的凸缘形式的成形部。该凸缘又用于形成与框架板2的贴靠接触和/或用于形成不同的空腔。

另外，在图6中示出镜增强件19，镜增强件19同样具有特定的互不相同的各个壁厚。另外，镜增强件19具有安装口20，从而可将镜三角座亦或外后视镜拧到这些安装口上和/或使对应的电缆线穿过这些安装口。

此外，在图7中示出窗框增强件21的横截面，该窗框增强件构造成横截面为P形的空腔型材。在此也可借助挤压工艺构成互不相同的壁厚w1、w2，并且通过后续的三维成形、尤其是以弯曲或加压成形形式的三维成形形成特定的外轮廓或者说造型。

此外，在图8中示出锁增强件22，该锁增强件同样构造成横截面为S形的挤压构件。特别地，该锁增强件是经冲裁的，从而存在用于对应门锁的对应容纳口23以及贯通口24。

最后，在图9中示出按本发明的门防撞架25。所述门防撞架25在此具有沿着其纵向方向为Y形的轮廓。所述Y形轮廓在此具有两个用于形成Y叉的臂27以及一个从Y叉点在中间部段28上延伸的桥接部29。臂27的端部30以及桥接部29的端部31在横截面中分别构造成扁平的，这根据剖切线D-D和E-E示出。臂27本身在剖切线A-A中示出并且分别构造为单腔空心型材。在中间部段28中，三腔空心型材具有根据剖切线B-B的横截面轮廓。

为了制造按本发明的门防撞架25，首先提供具有三个空腔的挤压型材。该挤压型材具有互不相同的壁厚w1、w2。另外，在长度33上切开中间腔32，该长度等于之后的臂27的长度。然后将臂27弯曲分开，并且在弯曲分开之后特别优选对如此制成的弯曲坯件进行三维加压成形。此外，在此也可实现改变根据剖切线C-C的横截面。根据剖切线C-C的横截面也可用作初始轮廓并且随后通过对应的三维加压在横截面中产生剖切线B-B。因此，门防撞架25可优化地与机动车门1的所要求的轮廓以及弯曲变化相适配。之后可以对相应的端部30、31进行压扁或相互挤压或斜裁并且优选例如可以进行打孔(在此未示出)，以便可以形成用于螺旋连接的通孔。

附图标记列表

1 机动车门

2 框架板

3 窗框

4 门槛区域

5 窗腰区域

6 锁区域

7 铰链区域

8 内板

9 外板

10 用于扬声器的凹口

11 外壳

12 窗腰增强件

13 开口

14 门槛增强件

15 门槛增强件的加强筋

16 铰链增强件

17 框架板的外侧

18 成形部

19 镜增强件

20 开口

21 窗框增强件

22 锁增强件

23 开口

24 贯通口

25 门防撞架

26 门防撞架的纵向方向

27 臂

28 中间部段

29 桥接部

30 臂的端部

31 桥接部的端部

32 中间腔

33 臂的长度

L 机动车门的长度

Y 机动车横向方向

w1 壁厚

w2 壁厚

w3 壁厚

w4 壁厚

X 机动车X方向

Z 机动车Z方向

Claims (11)

1.用于制造机动车门的方法，其中，提供由轻金属合金制成的框架板(2)，所述框架板构造为加压成形构件，将至少一个增强构件(12、14、16、19、21、22、25)连接到该框架板上，所述增强构件构造为一体式的，其特征在于下述方法步骤：

-由铝合金制造挤压型材，该挤压型材沿着纵向方向和/或沿着横向方向具有互不相同的壁厚(w1、w2、w3、w4)；

-将挤压型材截断为单个的挤压型材件；

-将挤压型材件三维加压成形为增强构件(12、14、16、19、21、22、25)；

-将增强构件(12、14、16、19、21、22、25)与框架板(2)连接。

2.根据权利要求1的方法，其特征在于，对挤压型材件和/或增强构件(12、14、16、19、21、22、25)进行冲裁和/或打孔。

3.根据权利要求1的方法，其特征在于，所述挤压型材件在成形前进行固溶退火并且成形并且在成形之前、之后或期间进行淬火。

4.根据权利要求2的方法，其特征在于，所述挤压型材件在成形前进行固溶退火并且成形并且在成形之前、之后或期间进行淬火。

5.根据权利要求3或4的方法，其特征在于，对经淬火的增强构件(12、14、16、19、21、22、25)进行人工时效处理和/或自然时效处理。

6.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述增强构件(12、14、16、19、21、22、25)通过材料锁合和/或形锁合的接合与框架板(2)连接。

7.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述增强构件(12、14、16、19、21、22、25)与框架板(2)粘接和/或铆接。

8.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述增强构件(12、14、16、19、21、22、25)通过粘接与形锁合连接相结合地与框架板(2)连接。

9.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述增强构件在两个区域中与框架板连接，由此在增强构件和框架板之间产生空心腔或空心型材结构。

10.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，所述增强构件为具有Y形轮廓的门防撞架，所述具有Y形轮廓的门防撞架构造为一体式的。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述门防撞架的全部的三个端部均被压扁，门防撞架在这些压扁的端部上连接到机动车门中。