CN107257762B - 用于制造具有多个彼此不同壁厚的区域的金属板成型件的方法以及车桥副车架 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于由钢材料或轻金属材料制造具有多个彼此不同壁厚(W、W1)的区域的金属板成型件(15)、尤其是机动车构件的方法，其特征在于下述步骤：提供具有恒定壁厚(W)的金属板材料；借助压紧压机(2)将金属板材料预成型为预制件(6)，在此在内部区域中制成至少一个隆起(4)，使得材料被拉伸并且具有减小的壁厚(W1)；压平和/或拉平制出的预制件(6)；在预成型之前、期间或之后将金属板材料分割成板坯(7)；可选地对板坯(7)进行剪切和/或冲孔；将板坯(7)成型为金属板成型件(15)。也公开了一种由此制造的车桥副车架(201)。

Description

用于制造具有多个彼此不同壁厚的区域的金属板成型件的方 法以及车桥副车架

技术领域

本发明涉及一种用于制造具有多个彼此不同壁厚的区域的金属板成型件的方法。

本发明还涉及一种用于机动车的车桥副车架。

背景技术

由现有技术已知机动车车身由金属板构件制成。为此制造通常自支承的车身，其由机动车结构构件组装而成。这包括机动车支柱、横梁、纵梁、传动轴通道、车底部件，车顶梁等。这些构件大多制造成金属板成型件。为此，近年来热成型和加压淬火技术被广泛用于制造具有高强度或甚至超高强度特性的构件。对此使用可淬火的钢合金并且提供板坯形式的原料。这些板坯被加热到高于AC3点的温度上，这被称为奥氏体化并且随后在该状态中进行热成型。接着在压制成型模具本身中或在单独的保持模具中进行快速冷却，从而通过淬火获得相对硬的组织。

但现在一方面需要在一个构件中实现彼此不同的强度特性。同时又应维持低的生产成本和材料费用。

例如DE 10048312 B4公开了一种用于板坯的拉伸装置，在其中通过两个辊在一个板坯中制造彼此不同的厚度区域。基于彼此不同的壁厚获得具有彼此不同强度的构件。此外，EP1621453 A2描述了一种借助热成型技术的制造方法，在其中也加工具有彼此不同壁厚的构件。

然而，彼此不同的壁厚在构件上通常通过一个在先的轧制过程来制造。但相应的轧制过程引起制造成本并且因此对于单个板坯是不可行的。

发明内容

因此，本发明的任务在于提供一种用于制造一种具有彼此不同壁厚的构件的方法，该方法与由现有技术公开的方法相比可更加低成本地实施并且待加工材料的材料使用更少。

根据本发明上述任务借助一种用于制造具有多个彼此不同壁厚的区域的金属板成型件的方法来解决。

作为替代方案，上述任务借助另一种用于制造具有多个彼此不同壁厚的区域的金属板成型件的本发明方法来解决。

在实物方面所述任务借助一种用于机动车的车桥副车架来解决。

用于由钢材料或轻金属材料制造金属板成型件、尤其是机动车金属板成型件(所述金属板成型件具有多个彼此不同壁厚的区域)的方法的特征在于下述步骤：

－提供具有恒定壁厚的金属板材料；

－借助压紧压机将金属板材料预成型为预制件，在此在内部区域中制成至少一个隆起，使得隆起中的材料被拉伸并且具有减小的壁厚；

－压平和/或拉平制出的预制件；

－在预成型之前、期间或之后将金属板材料分割成板坯；

－可选地对板坯进行剪切和/或冲孔；

－将板坯成型为金属板成型件。

因此根据本发明规定，彼此不同的壁厚通过拉伸和随之而来的内部区域或者说内置区域中的壁厚减小产生。为此使用压紧模具、尤其是压紧压机，在此为了实施拉伸过程这样提高压紧力，使得材料不滑动或显著减少滑动或补充流入并且通过至少一个隆起、优选波纹形状拉伸材料以便产生隆起。这意味着，在内部区域中通过隆起或波纹形状引起有利于长度变化的壁厚减小。

因此，通过有针对性地控制如压紧力可在预成型过程的特定时间在隆起或波纹形状中引起有针对性均匀分布的拉伸。这意味着，在隆起区域中形成具有均匀横截面延伸的减小的壁厚并且在位于压紧器之间的区域之外的区域中保持所提供金属板材料的原始壁厚。

有利的是，压紧压机并非必须构造成完全单独的模具。也可在制造带材后使用嵌入的带材张紧器，随后在带材张紧器闭合并且成型冲头驶入时利用拉伸制造相应隆起。

在一种用于由钢材料或轻金属材料制造具有多个彼此不同壁厚的区域的金属板成型件、尤其是机动车构件的替代解决方案中，该方法的特征在于下述方法步骤：

－提供具有恒定壁厚的金属板材料；

－将金属板材料预成型为预制件，在此借助压制模具在内部区域中制成至少一个隆起；

－在限定内部区域的边缘表面上分别制造边缘隆起，该边缘隆起的幅度大于所述隆起的幅度；或者

－在闭合压制模具时在相对置的两侧上产生截止弯边，该截止弯边引起在截止弯边外部的材料减速地补充流入在截止弯边之间的区域中，使得在闭合压制模具时内部区域中的金属板材料被拉伸；

－压平和/或拉平制出的预制件；

－在预成型之前、期间或之后将金属板材料分割成板坯；

－可选地对板坯进行剪切和/或冲孔；

－将板坯成型为金属板成型件。

在此特别有利的是无需使用压紧器，而是制造至少三个隆起，即一个内部隆起以及分别界定内部区域的边缘隆起。为此使用压制模具，其包括上模和下模并且为了制造边缘隆起这样设计相应模具，使得首先是制造相应边缘隆起的冲头与待成型金属板材料初次接触。在压制模具继续下降过程中待预成型金属板材料随后在边缘隆起区域中与模具接触并且因此提高摩擦，该摩擦导致位于边缘隆起之外的金属板材料区域减速地并且受控地补充流入内部区域中。在制造内部区域中的隆起时，材料基于减速的补充流入被拉伸，因此产生有利于长度变化的壁厚减小。

作为替代方案，也可在相对置的两侧通过闭合压制成型模具产生截止弯边，该截止弯边引起位于截止弯边外部的材料向由截止弯边限定的内部区域中减速的补充流入。通过同时成型内部区域中的至少一个隆起，材料因此被拉伸，这导致壁厚减小。通过闭合成型模具尤其是将截止弯边制造为金属板坯的45°至90°弯边。

下述的有利方案既适用于借助压紧器的方法也适用于借助边缘隆起的方法。为简单起见下述说明仅针对一个或另一方法，出于简化原因省略针对第二种方法的完全重复。

在上述两种方法中，金属板材料、即原料以板坯或金属带材的形式被提供且这样构造，使得其至少在一个区域中具有恒定壁厚。该区域随后借助本发明所描述的方法被拉伸，即壁厚减小。其余区域也可具有减小或增大的壁厚。该方法尤其是用于完全具有恒定壁厚的金属板材料。

如此制造的预制件也可称为半成品。随后预制件被矫直，这尤其是通过压平和/或拉平进行。矫直因此可通过压力成型、如在压制模具中进行，但也可通过拉力成型实现，使得被拉伸的预制件板坯通过侧面拉力被拉直或者说拉平。也可组合拉力和压力成型、即压平和拉平。上述步骤同样适用于金属带材的矫直。矫直的金属带材随后可被分割成板坯。

由此获得板坯，其在内部区域中具有相对于界定内部区域的外部区域减小的壁厚。当板坯或金属带材分别在整个宽度上预成型时，则在本发明中内部区域是指被两个外部区域界定的区域。但在本发明范围中也可想到，制造内置区域，使得预制件并非仅被两个相对置的相邻区域界定，而是在所有四个侧面上、即完全包围地被未预成型的并且因此具有原始壁厚的区域界定。随后也可对预制件或展平的板坯进行剪切，使得不仅可在内部区域中，而且也可沿切边在外侧边缘上实现壁厚减小。随后也可对板坯进行剪切，使得不仅可在内部区域中，而且也可沿切边在外侧边缘上实现壁厚减小。

接下来，将如此制成的、矫直且具有彼此不同壁厚的板坯送入成型模具中并且在此成型为金属板成型件。成型在此优选作为冷成型或尤其是作为热成型和加压淬火过程进行。作为优选的钢类型使用22Mnb5钢或冷成型钢5235。也可想到成型具有TRIP性质的钢或DC04钢。在轻金属合金中尤其是成型5000或6000系列铝合金。

在本发明方法中不仅可对单个板坯进行局部拉伸而且也可在金属带材上进行预成型操作，在此金属带材从带卷上退绕并且在预成型之后被剪切或分离为金属带材的预成型部分。在最简单的方案中制造一个简单弯曲的波纹形状。因此内部区域通过预成型仅具有一个隆起。在此这样定义内部区域，其至少在放置有压紧器的两个侧面被界定。但内部区域也可在所有侧面上被界定。在该区域中放置一个优选环绕的压紧器或四个侧面各一个压紧器。

隆起优选构造为波纹形状。在本发明范围中波纹形状也可以是多次弯曲的。因此内部区域具有正弦形曲线。由此产生这样的优点：长度变化并非仅决定性地通过一个隆起引起，而是通过正弦形曲线的多个波峰和波谷引起，不会出现一个隆起的过大幅度仅在一侧具有较大的长度变化，在此流入长度变化的材料引起壁厚的均匀减小，这可通过压紧器来控制。

借助本发明方法，壁厚可相对于原始壁厚减小1％至40％。通过预先设计待制造金属板成型件的外部尺寸和/或矫直板坯的外侧切边，可这样考虑在拉伸时出现的长度变化，使得矫直的板坯适应构件外部轮廓尺寸。因此可相对于传统轧制方法可减少用于提供金属板坯或金属带材的材料使用量。此外成型自由度更高，因为由现有技术公开的轧制方法始终受到两个相对置的辊对及辊对的纵向延伸限制，这恰恰在生产变化时意味着成本增加。当例如轧制金属带材时，不能轧制局部内部区域，而是在金属带材的整个宽度上在特定长度区段上轧制金属带材。借助根据本发明的拉伸可在内部区域中有针对性地引起局部壁厚减小。在上文和下文中，术语“内侧区域”和“内部区域”可互换使用。内置区域表示在所有侧面被包围的区域。

特别优选实施下述方法步骤。

一种特别优选的过程流程规定：首先金属带材从带卷上退绕并且优选在两侧被夹紧，以便在长度区段上在整个宽度上进行预成型。根据所使用的材料出现冷作硬化，其通过拉伸过程引起的材料减弱至少部分被补偿。

随后通过拉力和/或压力成型进行压平和/或拉平。该成型可作为简单的碰撞成型实施且没有进一步夹紧或调整。由此产生定制成型板(Tailored Formed Blank)，在此通过之前选择的波纹轮廓避免在矫直过程或展平过程中继续起皱。构件因此仅被展平。

接着将金属带材剪切为具有彼此不同壁厚的板坯。随后进行成型操作。这优选作为冷成型在至少一个模具级中进行。产生这样的金属板成型件，其在具有减小的壁厚的区域中壁厚相对于原始壁厚减小5％至30％、尤其是5％至10％。因此壁厚减小区域中的壁厚具有约90％的原始壁厚。

另一种优选方法规定，一种可选具有涂层的金属带材从带卷上退绕、被拉直并且随后被剪切为金属板坯。这些金属板坯随后在炉中被加热，在预涂层情况下被合金化并且接着在两侧被夹紧并且在表面区段中在局部拉伸的情况下被热预成型。在此产生波纹轮廓或盆状轮廓。基于至少仍有余热的金属板坯可实现高变形度和基于此的高拉伸率。多侧夹紧也可实现多个方向上的拉伸以及与此关联的壁厚减小。随后进行矫直操作，其又通过借助拉力成型和/或压力成型的压平和/或拉平进行。这尤其是又可作为简单的碰撞成型实施且不需要进一步调整和/或夹紧制出的预制件。由此也获得定制成型板，在此也通过之前有针对性地选择波纹轮廓避免在矫直操作中起皱。接着将展平的预制件至少局部奥氏体化、优选完全奥氏体化并将其运输至热成型模具中进行热成型，之后进行加压淬火。由于预成型在升高的温度下进行，因此可在局部区域中制造相对于原始壁厚减少2％至50％的壁厚。

借助本发明所描述的方法也可加工具有预涂层的金属板材料。

另一种优选方法规定，金属带材从带卷上退绕、被拉直并且随后被剪切为金属板坯。这些金属板坯随后在炉中被热处理以便合金化并且立即、至少在两侧被夹紧。在内部的面积区段中在局部拉伸的情况下通过预成型产生波纹轮廓，在此也可通过至少余热在壁厚减小时实现更高的变形度或拉伸率。

随后优选在仍然余热状态中借助拉力成型和/或压力成型进行压平和/或拉平。在此也可通过简单的碰撞形式的压力成型在没有进一步夹紧或调整的情况下获得定制成型板，在此避免在预成型中产生的波纹轮廓在矫直操作中起皱。随后进行冷却，优选在室温下进行并且必要时暂时存储制出的预制件。

接着再次进行奥氏体化，尤其是快速奥氏体化，之后进行热成型和加压淬火过程。由此也可在构件上实现相对于金属板坯的原始壁厚减少5％至30％的壁厚。

借助本发明方法例如可制造保险杠支架、传动轴通道或车辆支柱。

本发明的另一种替代优选方案规定，金属带材从带卷上退绕、至少在两侧被夹紧并且在表面区段中在局部拉伸的情况下被预成型。在此再次制造波纹轮廓或盆状轮廓。在多侧夹紧时可实现多个方向上的拉薄，但也可实现金属带材部分宽度上的拉薄。之后通过拉力成型和/或压力成型进行压平和/或拉平。在此也可通过简单的碰撞成型在没有进一步夹紧或调整的情况下制造出定制成型板，在此通过预定义的波纹轮廓避免在矫直操作中起皱。在矫直操作之前或之后在本方法中优选分离各个制出的预制件或金属板坯。随后尤其是在炉中将预成型并且矫直的金属板坯、即具有彼此不同壁厚的板坯加热到奥氏体温度上。在加热之前或之后优选分割成各个板坯。随后进行热成型过程以及接下来的加压淬火。在本方法中优选可制造这样的金属板成型件，其具有壁厚相对于原始壁厚减小5％至10％的区域。

尤其是在本发明范围中完成的金属板成型件在通过预成型拉伸的区域之外的壁厚相应于原始壁厚。

在本发明范围中在所有所描述的方法中作为金属板材料可使用金属带材或提前分离的金属板坯。在使用金属板坯的情况下，对其进行预成型、展平、可选地剪切和/或打孔并且随后将如此预加工的板坯在成型模具中成型为金属板成型件。

在金属带材的情况下在本发明范围中可在金属带材本身上进行预成型并且随后也将如此预成型的金属带材压平和/或拉平并且之后才分割成板坯。但在本发明范围中金属带材也可在预成型后被分离并且将分离的预制件分别单独压平和/或拉平并供应于后续加工。

在加工金属带材时尤其适宜从金属带材边缘的两侧起在至少部分宽度上对其加设切口。这尤其是在预成型之前进行，但也可在预成型期间或之后进行。这样做的优点在于：金属带材随后可更加简单地预成型和/或展平，且不会在生产过程中看到上游金属带材上出现翘曲。是否以及何时在侧面上加设切口取决于拉伸尺寸或者说预成型率、即长度变化，其在金属带材中意味着，金属带材的宽度基于预成型减小。通过至少部分切口这样补偿金属带材宽度变化，使得这不会不利于之前供应给过程的金属带材和/或供应给后续加工的金属带材。

此外，所述任务的实物部分借助用于机动车的车桥副车架解决，所述车桥副车架被制造为金属板成型件。车桥副车架特征在于，车桥副车架被制造为一体的并且材料统一的且具有彼此不同壁厚区域的金属板成型件，尤其是壳式构件。车桥副车架在俯视图中具有蝴蝶形状，其包括两个扇形延伸的端部区段。此外，车桥副车架具有一个连接所述端部区段的中间区段，所述中间区段具有大致恒定的宽度。中间区段包括具有减小的壁厚的区域。减小的壁厚在此在中间区段纵向方向的一部分上并且在中间区段的整个宽度上延伸。此外，在每个端部区段中构造有具有减小的壁厚的区域，该区域沿横向方向部分延伸并且构造在端部区段的部分长度上。

车桥副车架尤其是借助上述方法之一制造。由此与轧制的、具有彼此不同壁厚的金属板坯相反，不仅可制造沿一个方向部分定向不同的厚度区域，而且也可在一体的金属板构件中制造具有彼此不同壁厚的多个区域，其沿不同方向延伸。

为此优选端部区段中具有减小的壁厚的区域从自由端部沿纵向方向向内扇形变细地构造。这意味着，自由端部上的边缘区域中构造减小的壁厚。此外，沿横向方向从两侧在端部区段中构造具有较大壁厚的区域，该区域部分包围具有减小的壁厚的区域。在俯视图中具有减小的壁厚的区域扇形变细地朝向中间减小并且随后完全过渡到具有较大壁厚的区域中。

此外，在所述端部区段中分别构造有凹口，所述凹口尤其是构造成圆形的。凹口例如可通过冲压和切除设置并且例如设置用于穿过不同部件或也可用于安装或重量减轻。

此外，在车桥副车架上设置不同的装配面、耦合面和/或用于连接拉杆和/或弹簧腿的轴承容纳部，其可通过成型技术一同成形出或通过连接方法、如焊接连接。

此外，车桥副车架构造成壳式的，即构造有至少部分在外部环绕的法兰边缘。可这样构造该法兰边缘，使得其作为环绕的边缘相对于基面突出并且在环绕的边缘外侧又构造一个指向外侧的法兰。由此车桥副车架尤其是可构造成双壳的，每个壳如上所述单独制造并且随后将这两个壳上下叠置，使它们形成至少一个在部分区段上封闭的空腔。这两个壳可通过突出的法兰相互热接合。

附图说明

本发明的其它优点、特征、特点和方面是下述说明的主题。优选实施方式在示意图中被说明。它们用于简单理解本发明。附图如下：

图1以侧视图以及透视图示出本发明方法的一种实施方式；

图2示出借助金属带材的本发明方法的一种实施方式；

图3示出借助热成型的本发明方法的一种实施方式；

图4示出借助热成型和多次加热的一种替代实施方式；

图5示出在单独的各模具级中借助带材延长的本发明方法；

图6示出在级进模具中的图5的方法；

图7a和b示出用于第二种本发明方法的预成型模具的一种实施方式；

图8示出由此制出的预制件；

图9示出具有一个隆起和与此相关的局部拉伸的板坯坯件；

图10示出处于模具中的根据图9的板坯坯件；

图11示出展平的板坯坯件；

图12以俯视图和剖面图示出制造成壳状的车桥副车架；

图13示出制造成双壳的车桥副车架剖面图；

图14示出用于制造车桥副车架横梁的板坯；

图15a至c以不同视图和实施方式示出用于组合拉杆轴的转矩管；

图16示出用于机动车轴的拉杆；

图17a和b示出借助本发明方法制造的B柱；和

图18a和b示出借助本发明方法制造的纵梁。

具体实施方式

在附图中为相同或相似构件使用同一附图标记，即使出于简化原因省略了重复说明。

图1在图平面中在上方以侧视图并且在图平面中在下方以透视图示出金属板坯1。金属板坯1在一个方法步骤中被放入压紧压机2中，该压紧压机2在相对置的两侧上分别具有压紧器3。通过使压紧器3以增加的压紧力加载支座，在金属板坯1上制造隆起4。该隆起4导致金属板坯1原始长度L的延长。在下方的图平面中清晰可见，隆起4在金属板坯1的整个宽度B上延伸地构造。流入长度改变的材料引起隆起4该区域中的壁厚W1相对于最初的壁厚W、即原始壁厚的减小。在下一方法步骤中在此示出压力成型模具5，在其中制出的预制件6被压平并且因此形成具有中间拉伸区域8的板坯7，该中间拉伸区域具有减小的壁厚W1。所述板坯7具有长度L1，该长度L1长于原始金属板坯1的长度L并且拉伸区域8中的壁厚W1小于原始金属板坯1的壁厚W，原始金属板坯壁厚还存在于板坯7的相应边缘区域中或未预成型的区域中。压平尤其是以碰撞成型进行，从而不需要进一步的定心或调整。在晚些时候于在此未详细示出的成型模具中待实施的成型中，基于厚度过渡部24或也基于从具有减小的壁厚W1的拉伸区域8到具有常规壁厚W的区域的隆起(预成型)在成型模具中进行自定心。

图2在图平面中在上方以俯视图并且在下方以侧视图示出本发明方法作为级进模具中的连续过程。为此首先原料在带卷9上被提供并且从带卷9退绕成金属带材10。接着在校准工具11中进行校准操作，随后在预成型模具21中基于借助压紧器3的夹紧产生波纹形状12，该波纹形状沿垂直于金属带材纵向方向13的横向方向Q延伸。波峰相对于金属带材10的上侧25和/或下侧26突出。在相互间隔开的金属带材区段22中分别制造波纹形状12，其随后又在压力成型模具5中被压平。因此在波纹形状12的预成型区域中的带宽B12相对于金属带材的原始带宽B10变宽。此外，在相对置的金属带材边缘28上借助剪切站16'进行侧向切口27。因此避免金属带材10通过在压力成型模具5中的压平而沿纵向方向13出现变形。接着，(例如在压制成型模具14中)进行成型，以便形成各个尚且彼此连接的金属板成型件15。随后，在剪切站16中将尚且彼此连接的金属板成型件15分离为各单个金属板成型件15。

图3示出热成型过程中的本发明方法。为此原料仍在带卷9上被提供并且退绕成金属带材10并且在校准工具11中矫直或校准。接下来是组合的预成型和分离工具17，在其中同时沿金属带材的纵向方向13制造未详细示出的、波纹形状12形式的隆起，使得各个预制件6同时通过分离产生。这些预制件随后又在压力成型模具5中被压平，这又可作为碰撞成型进行且不需要进一步的调整或校准。随后具有彼此不同壁厚W、W1的各个板坯7被输送通过奥氏体化炉18并且被加热到奥氏体化温度以上。然后这些板坯被送入组合的热成型和加压淬火模具19中并且在其中成型为金属板成型件15。金属板成型件15在此包括具有彼此不同壁厚W、W1的区域。波纹形状12的方向在此沿金属带材10的纵向方向13产生。

图4示出一种替代方法，在其中原料首先也在带卷9上被提供并且退绕成金属带材并且在接下来的校准工具11中矫直或校准。接着，在剪切站16中被分离为单个金属板坯1，它们接下来经过加热站、尤其是奥氏体化炉18。随后金属板坯被运输到压紧压机2中，在其中各个被加热的金属板坯1被成型为具有波纹形状12的预制件6并且在此被拉伸并且在紧随其后的压力成型模具5中被压平。由此制出具有彼此不同壁厚W、W1区域的板坯7，在此W1小于W，所述板坯随后在至少局部的再加热站20中再次被调温、尤其是奥氏体化并且接着被送入热成型和加压淬火模具19中，以便最终成型为金属板成型件15并被淬火。该金属板成型件15也包括具有彼此不同壁厚W、W1的区域。

图5示出一种本发明方法的替代实施方式，在其中原料也以带卷9的形式被提供，金属带材10从带卷上退绕并且经过接下来的校准工具11。之后在压紧压机2中制造相应的预制件6并且在接下来的在剪切站16中进行分离。由此制成预制件6，其又具有沿金属带材10纵向方向13的波纹形状12。这些预制件6在压力成型模具5中被压平，使得具有彼此不同壁厚W、W1的各个板坯7在接下来的压制成型模具14中被最终成型为所希望的、具有彼此不同壁厚W、W1的金属板成型件15。

图6示出图5所示方法在级进模具23中的一种替代实施方式。金属带材10连续被加工直至如此制成的金属带材区段最终成型并被分离为单个具有彼此不同壁厚W、W1的金属板成型件15。

图7a和7b示出一种用于制造预制件105的预制模具。该预制模具构造为压制模具，包括上模100和下模101。金属板坯102被放入压制模具中，在上模100的外侧上分别设有两个冲头区段103用于在制出的预制件105上产生边缘隆起104。所述冲头区段103驶入凹模106中，根据图7b在上模100下降时冲头区段103区域在接触边缘区域107中首先与金属板坯102接触。此外，在图7b中还可看到两个截止弯边113，在其之间在上模和下模进一步靠近时有针对性地进行拉伸或拉薄。

根据图7b，下降的上模100在第一接触边缘区域107中这样驶入，使得金属板坯102竖起并且在接触边缘区域107中出现增大的摩擦。这导致板坯的外部区域108不能足够快地进入内部区域109中，从而在此通过上模100和下模101上的另外显示的波峰110和波谷111在内部区域109中制造波纹轮廓或者说波纹形状112。在此壁厚减小有利于长度改变地进行。因此外部区域108的壁厚W108大于内部区域109的壁厚W109，这在图8中清晰可见。

随后，可将如此制出的、根据图8的预制件105通过施加压力FD压平和/或通过施加拉力FZ拉平，这也在图8中示出。另外还示出边缘隆起104的幅度A104大于内部区域109中波纹形状112的幅度A112。

图9示出用于制造图12所示车桥副车架201的板坯200。该板坯200在此在俯视图中构造成蝴蝶形的，相对于中间区段202关于图平面左侧和右侧构造有两个端部区段203、204，所述端部区段203、204扇形扩宽。现在为了在中间区段202中构造具有减小壁厚的区域205以及在端部区段203、204中分别构造具有减小壁厚的区域206、207，借助上述方法这样预成型板坯200，使得不仅在中间区段202的区域205中而且也在端部区段203、204的区域206、207中制造出隆起208，该隆起引起拉伸。这在局部剖面图A-A中清晰可见，在其中板坯200的壁厚W200大于通过产生隆起208而变形的区域205的壁厚W205，。为了制造该隆起208，在图10中可清楚地看到，相应压紧器209界定区域205、206、207地设置，使得在制造相应隆起208时壁厚在该区域中基于减速流入的材料被拉伸并因此减小。

在将制造有隆起208的板坯200放入压制成型模具之前，将其展平，在此展平的板坯200的外部轮廓210在图9和图10中分别以虚线示出。清楚的是，板坯因此一开始要小于用于随后成型构件通常所需的，但基于拉伸和展平，板坯在展平后具有更大的外部轮廓210，其足够用于成型构件。

展平的板坯200在图11中示出，其中在俯视图中可清楚地看到具有彼此不同壁厚W205、W206和W207的区域205、206、207。区域205在中间区段202的整个宽度211上延伸并且也在中间区段202纵向方向212的一部分上延伸地构造。区域206、207在端部区段203、204中也在纵向方向212的一部分上并且仅在端部区段203、204的部分宽度上延伸。所述区域206、207被具有恒定壁厚W200的相应区域213界定，所述恒定壁厚基本上相应于原始板坯的原始壁厚。此外设有凹口214，其例如通过冲压设置或借助激光或水射流切割切除。

如此制出的、具有拉伸和由此减小的壁厚W205、W206、W207的板坯200随后在压制成型模具中成型为图12中所示的车桥副车架201。在切线B-B和C-C中清晰可见，分别形成具有减小的壁厚W205、W206、W207的区域205、206、207，所述壁厚W205、W206、W207小于原始板坯200的壁厚W200。此外可见，车桥副车架201构造为壳式构件，即，设有局部环绕的法兰边缘215，在该法兰边缘215上又向外突出地构造有法兰216。

具有法兰216的法兰边缘215尤其是用于形成根据图13的车桥副车架201，其包括两个壳，两个壳式构件的至少在部分区段上环绕的法兰216相互贴靠并且例如通过材料锁合接合。图13在此也示出根据图12切线C-C的板坯200或壳的一种变型方案。

图14示出用于制造车桥副车架前梁或后梁的、加工后的板坯300。该板坯分别在左侧和右侧具有外部区段301、302，在其中设有原始壁厚。中间区段303与此相对具有减小的壁厚。在区段301、302之间构造有过渡区段304。过渡区段304具有至少10mm且最大100mm的宽度305。优选该说明的每毫米壁厚是所制造板坯300的原始壁厚。特别优选过渡区段304设有20mm至50mm的宽度。每毫米壁厚同样也特别优选是板坯300的壁厚。用于制造横梁的板坯300外形优选构造成狗骨头的形式。端部区段301、302因此沿纵向方向306构造得比中间区段303要长。

图15示出本发明的另一种应用。在此以俯视图示出用于组合拉杆轴的转矩管400并且根据图15b以沿图15a切线b-b的剖面图示出该转矩管。转矩管400在其端部401上具有用于与相应未详细示出的纵向摇杆耦合的容纳口402。转矩管400在横截面中构造成U形的。沿转矩管400的纵向方向403转矩管具有彼此不同的壁厚。在中间区段中构造有较薄的壁厚W400M。在端部区段中与此相对构造有较厚的壁厚W400E。转矩管400以下述方式制造：首先拉伸板坯，使得在中间区段中形成较薄的壁厚W400M，然后以成型技术加工转矩管400。

图15c另外示出一种用于制造替代图15a所示的转矩管400的板坯404。该板坯404具有相应过渡区段405，在其中壁厚从较厚向较薄壁厚过渡。较厚壁厚相应于原始壁厚、如在中央区域406中以及端部区域407中所显示的。各一个中间区域408与此相对具有减小的壁厚。也可想到，板坯404具有三个不同壁厚的区域并且它们从相应端部区域407经过第一过渡区域过渡到具有较薄壁厚的中间区域408中并且分别经过另一过渡区段过渡到中央区域406中最薄的壁厚中。

图16另外示出一种借助本发明方法制造的、用于机动车车轴的拉杆500。该拉杆500在横截面中构造成U形的并且具有腹板501和从腹板501延伸出的支臂502以及又从支臂502突出的法兰503。在拉杆500的端部504上构造有轴承凹口505，例如用于插入未详细示出的橡胶金属轴承。拉杆500也包括具有较薄壁厚的中间区段506以及具有较厚壁厚的端部区段507，在此端部区段507中的壁厚相应于待加工板坯的原始壁厚。在端部区段507和中间区段506之间分别构造有过渡区段508。

图17a和17b示出用于机动车B柱600的制造方法。在图17b中示出外部轮廓601。该外部轮廓具有宽度B601，其小于图17a中示出的并且负荷和剪切优化调整的、用于制造B柱的板坯602的宽度B602。板坯602因此构造得比原始板坯要宽。在变形区段603中B柱、以及板坯602具有相对于上部区段和下部区段604、605减小的壁厚。在其之间在板坯602和B柱600本身中构造有过渡区段606，在所述过渡区段中壁厚从较厚壁厚过渡到减小的壁厚中。此外，在上部区域中构造有用于连接车顶梁的区段607并且在下部区域中构造有用于连接车门槛的区段608，所述区段分别又被过渡区段606包围。连接区段607和608优选至少在部分面积区段上构造得薄于上部和下部区段604和605。应指出，B柱600——其关于所显示区段基本上相应于板坯602——是所谓的B柱增强件，但也可以是所谓的外部或内部B柱。B柱因此是壳式金属板构件，其由适配的板坯602通过压制成型最终成型。

图18a和18b分别示出用于纵梁700的一种方案。该纵梁分别关于机动车X方向定向地构造。因此机动车前侧位于下部图平面中。图18a中所示的纵梁700在其前部区段701中具有减小的壁厚并且在其后部区段702中具有与此相对增大的壁厚。在过渡区段703中壁厚从减小的壁厚过渡到增大的壁厚。区段701因此沿纵向方向704延长。图18b中所示的纵梁700包括具有增大的壁厚的前部区段705和与此相对具有减小的壁厚的后部区段706。后部区段被过渡区段707包围。在后部区域中壁厚通过拉伸减小。因此纵梁的宽度B707在该区段706中增加。

上述实施例的过渡区段具有10mm和100mm之间的宽度，优选过渡区段707具有20mm和50mm之间的宽度。较薄区段的壁厚分别比较厚区段的壁厚小至少20％。

附图标记列表

1 金属板坯

2 压紧压机

3 压紧器

4 隆起

5 压力成型模具

6 预制件

7 板坯

8 拉伸区域

9 带卷

10 金属带材

11 校准工具

12 波纹形状

13 10的纵向方向

14 压制成型模具

15 金属板成型件

16 剪切站

17 预成型和分离工具

18 奥氏体化炉

19 热成型和加压淬火模具

20 再加热站

21 预成型模具

22 金属带材区段

23 级进模具

24 W至W1的厚度过渡部

25 上侧

26 下侧

27 切口

28 金属带材边缘

100 上模

101 下模

102 金属板坯

103 冲头区段

104 边缘隆起

105 预制件

106 凹模

107 接触边缘区域

108 外部区域

109 内部区域

110 波峰

111 波谷

112 波纹形状

113 截止弯边

200 板坯

201 车桥副车架

202 中间区段

203 端部区段

204 端部区段

205 202的区域

206 203的区域

207 204的区域

208 隆起

209 压紧器

210 外部轮廓

211 202的宽度

212 213的纵向方向

213 具有W200的区域

214 凹口

215 法兰边缘

216 法兰

300 板坯

301 区段

302 区段

303 中间区段

304 过渡区段

305 宽度

306 纵向方向

400 转矩管

401 端部

402 容纳口

403 纵向方向

404 板坯

405 过渡区段

406 中央区域

407 端部区域

408 中间区域

W400M 壁厚

W400E 壁厚

500 拉杆

501 腹板

502 支臂

503 法兰

504 端部

505 轴承凹口

506 中间区段

507 端部区段

508 过渡区段

600 机动车B柱

601 外部轮廓

602 板坯

603 变形区段

604 长度区段

605 长度区段

606 过渡区段

607 区段

608 区段

B601 宽度

B602 宽度

700 纵梁

701 区段

702 区段

703 过渡区段

704 纵向方向

705 前部区段

706 后部区段

707 过渡区段

B707 宽度

A104 104的幅度

A112 112的幅度

B 1的宽度

B10 10的宽度

B12 在5之后12处10的宽度

FD 压力

FZ 拉力

L 1的长度

L1 7的长度

W 壁厚

W1 减小的壁厚

W108 108的壁厚

W109 109的壁厚

W200 200的壁厚

W205 205的壁厚

W206 206的壁厚

W207 207的壁厚

X 机动车X方向

Claims (23)

1.一种用于由钢材料或轻金属材料制造具有多个彼此不同壁厚(W、W1)的区域的金属板成型件(15)的方法，其特征在于下述步骤：

－提供具有恒定壁厚(W)的金属板材料；

－借助压紧压机(2)将金属板材料预成型为预制件(6)，在此在内部区域中制成至少一个隆起(4)，使得材料被拉伸并且具有减小的壁厚(W1)；

－压平和/或拉平制出的预制件(6)；

－在预成型之前、期间或之后将金属板材料分割成板坯(7)；

－将板坯(7)成型为金属板成型件(15)，

其中，所述压平和/或拉平的板坯(7)的长度(L1)比原始状态中金属板材料的长度(L)大1％至50％，具有减小的壁厚(W1、W109)的区域具有相对于原始状态中金属板材料的壁厚(W、W108)减小5至40％的壁厚(W1、W109)，所述压紧压机(2)至少在相对置的两侧上具有压紧器(3)。

2.一种用于由钢材料或轻金属材料制造具有多个彼此不同壁厚(W108、W109)的区域的金属板成型件(15)的方法，其特征在于下述步骤：

－提供具有恒定壁厚(W108)的金属板材料；

－将金属板材料预成型为预制件(6)，在此借助压制模具在内部区域(109)中制成至少一个隆起；

－在限定内部区域(109)的外部区域(108)上分别制造边缘隆起(104)，该边缘隆起的幅度(A104)大于内部区域(109)中的隆起的幅度(A112)；或者

－在闭合压制模具时在相对置的两侧上产生截止弯边(113)，该截止弯边引起在截止弯边(113)外部的材料减速地补充流入在截止弯边(113)之间的区域中并且在截止弯边(113)之间的区域中成型隆起，使得在闭合压制模具时在该隆起内部区域中的金属板材料被拉伸；

－压平和/或拉平制出的预制件(105)；

－在预成型之前、期间或之后将金属板材料分割成板坯；

－将板坯成型为金属板成型件，

其中，所述压平和/或拉平的板坯(7)的长度(L1)比原始状态中金属板材料的长度(L)大1％至50％，具有减小的壁厚(W1、W109)的区域具有相对于原始状态中金属板材料的壁厚(W、W108)减小5至40％的壁厚(W1、W109)，所述压紧压机(2)至少在相对置的两侧上具有压紧器(3)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属板成型件(15)是机动车构件。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对板坯进行剪切和/或冲孔。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，提供金属板坯(1)作为金属板材料或提供金属带材(10)作为金属板材料。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，相对于金属板材料的原始平面产生两个在相反方向上定向的隆起(4)或者产生两个在相同方向上定向的隆起(4)或者产生多次弯曲的波纹形状(12、112)或正弦波纹形状(12、112)。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述隆起(4)或波纹形状(12、112)在金属板材料的整个宽度(B)上延伸或隆起(4)构造在金属板材料的内置区域、即完全位于边缘内部的区域中。

8.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，剪切并且随后预成型金属带材(10)，或者同时剪切和预成型金属带材(10)，或者预成型并且随后剪切金属带材(10)。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在预成型之前、期间或之后在两个相对置的金属带材边缘(28)上在部分宽度上对金属带材(10)加设切口。

10.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述金属板材料通过预成型基于拉伸具有相应于原始宽度的宽度，或者金属板材料通过预成型具有相对于原始宽度减小的宽度。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属板材料通过预成型具有相对于原始宽度减小了0.1％至20％的宽度。

12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述金属板材料通过预成型具有相对于原始宽度减小了1％至10％的宽度。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述预成型的板坯(7)至少在部分区域上奥氏体化、热成型并且淬火。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，将所述金属板材料奥氏体化，并且随后预成型。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，将所述金属板材料至少局部再加热，随后热成型并且淬火。

16.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，具有减小的壁厚(W1、W109)的区域具有相对于原始状态中金属板材料的壁厚(W、W108)减小10至30％的壁厚(W1、W109)。

17.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述压紧压机(2)在四侧具有压紧器(3)，在此每两侧相对置。

18.一种用于机动车的车桥副车架(201)，其中，所述车桥副车架(201)根据权利要求1至17之一所述的方法制造为金属板成型件，其特征在于，所述车桥副车架被制造为具有彼此不同壁厚(W205、W206、W207)的区域(205、206、207)的金属板成型件，所述车桥副车架(201)具有蝴蝶形状，其包括两个扇形延伸的端部区段(203、204)和一个将所述端部区段相连接的中间区段(202)，并且在中间区段(202)中构造有具有减小的壁厚(W205)的区域(205)，该壁厚在中间区段的整个宽度(211)上并且在中间区段(202)纵向方向(212)的一部分上构造，并且在每个端部区段(203、204)中构造有具有减小的壁厚(W206、W207)的区域(206、207)，该区域沿横向方向部分延伸并且沿纵向方向(212)构造在端部区段(203、204)的部分长度上。

19.根据权利要求18所述的车桥副车架，其特征在于，所述端部区域中具有减小的壁厚(W206、W207)的区域(206、207)从自由端部沿纵向方向(212)向内扇形变细地构造。

20.根据权利要求18或19所述的车桥副车架，其特征在于，所述端部区段(203、204)中具有减小的壁厚(W206、W207)的区域(206、207)沿横向方向在两侧被具有与此相对较大的壁厚(W206、W207)的区域(206、207)包围。

21.根据权利要求18或19所述的车桥副车架，其特征在于，在所述端部区段(203、204)中分别构造有凹口(214)。

22.根据权利要求18或19所述的车桥副车架，其特征在于，所述车桥副车架(201)构造成壳式的且具有至少部分环绕的法兰边缘(215)。

23.根据权利要求18或19所述的车桥副车架，其特征在于，所述车桥副车架(201)构造成双壳的，这两个壳在横截面中构成至少在部分区段上封闭的空心轮廓。