CN108136479A - 用于制造机动车构件的方法 - Google Patents

用于制造机动车构件的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108136479A
CN108136479A CN201680015380.3A CN201680015380A CN108136479A CN 108136479 A CN108136479 A CN 108136479A CN 201680015380 A CN201680015380 A CN 201680015380A CN 108136479 A CN108136479 A CN 108136479A
Authority
CN
China
Prior art keywords
wall thickness
section
cross
roll
extrusion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201680015380.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN108136479B (zh
Inventor
G·弗罗斯特
J·格雷韦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Benteler Automobiltechnik GmbH
Original Assignee
Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Benteler Automobiltechnik GmbH filed Critical Benteler Automobiltechnik GmbH
Publication of CN108136479A publication Critical patent/CN108136479A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN108136479B publication Critical patent/CN108136479B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/20Deep-drawing
    • B21D22/26Deep-drawing for making peculiarly, e.g. irregularly, shaped articles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D47/00Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures
    • B21D47/01Making rigid structural elements or units, e.g. honeycomb structures beams or pillars
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C23/00Extruding metal; Impact extrusion
    • B21C23/02Making uncoated products
    • B21C23/04Making uncoated products by direct extrusion
    • B21C23/14Making other products
    • B21C23/142Making profiles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C35/00Removing work or waste from extruding presses; Drawing-off extruded work; Cleaning dies, ducts, containers, or mandrels
    • B21C35/02Removing or drawing-off work
    • B21C35/023Work treatment directly following extrusion, e.g. further deformation or surface treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/02Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling by rollers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D28/00Shaping by press-cutting; Perforating
    • B21D28/24Perforating, i.e. punching holes
    • B21D28/26Perforating, i.e. punching holes in sheets or flat parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D35/00Combined processes according to or processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/002Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00
    • B21D35/005Processes combined with methods covered by groups B21D1/00 - B21D31/00 characterized by the material of the blank or the workpiece
    • B21D35/006Blanks having varying thickness, e.g. tailored blanks
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/88Making other particular articles other parts for vehicles, e.g. cowlings, mudguards
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/095U-or channel sections

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种用于由轻金属合金制造机动车构件(9)的方法,其特征在于下述方法步骤:挤出在横截面中具有至少两个互不相同的壁厚(w1、w2)的型材(2);沿挤出方向(17)在部分区段上对挤出型材(2)进行辊压,其中,辊在其辊间距方面可改变;将挤出的和在部分区段上被辊压的型材(2)截断为半成品(7);将半成品(7)成型、尤其是压制成型为机动车构件(9)。

Description

用于制造机动车构件的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1中特征的、用于由轻金属合金制造机动车构件的方法。
背景技术
由现有技术已知将机动车构件制造为压制成型构件。为此提供板坯,将其放入压制成型模具中并且进行三维成型,从而在压制成型过程结束后轮廓符合要求(konturgetreu)地制造机动车构件。
依据对机动车车身轻质结构以及改善机动车车身碰撞特性的要求,在现有技术中还公开了制造具有在部分区域上互不相同的壁厚的机动车构件。
为了在横截面中制造互不相同的壁厚,由现有技术还已知借助挤出制造型材,使得可通过选择实施成型的挤出模具来设定互不相同的壁厚。但这只能制造具有横向于挤出方向互不相同壁厚的型材。
发明内容
因此,本发明的任务在于,基于现有技术提出一种制造具有在部分区域上互不相同的壁厚的机动车构件的可能性,该机动车构件在重量方面优化并且同时在碰撞方面优化并且可在生产线上以低复杂度过程经济地制造。
根据本发明,上述任务通过具有权利要求1特征的方法来解决。
按本发明的方法的有利实施方式在从属权利要求中说明。
用于由轻金属合金制造机动车构件的方法的特征在于下述方法步骤:
-挤出在横截面中具有至少两个互不相同的壁厚的型材;
-尤其是沿挤出方向在部分区段上对挤出型材进行辊压,其中,辊在其辊间距方面可改变;
-将挤出的和在部分区段上被辊压的型材截断为半成品;
-将半成品成型、尤其是压制成型为机动车构件。
据此规定,首先制造在横截面中具有至少两个互不相同的壁厚的型材、尤其是连续型材。
在挤出之后立即沿挤出方向在部分区段上对挤出型材进行辊压。这意味着,对挤出型材的确定的长度区段进行辊压。为此使用的辊——其至少包括一对辊——在其辊间距方面可改变。由此可制造挤出型材的这样的长度区段,其具有通过辊压减小的壁厚。尤其是在此挤出型材的所述至少两个互不相同的壁厚被辊压为相应于较小壁厚的壁厚或另一小于挤出型材的较小壁厚的第三壁厚。但所述长度区段也可在壁厚无变化的情况下仅变宽和/或展平。
将如此挤出的和借助辊技术加工的型材分离为板坯。半成品在此可具有板坯形状或已经具有预制形状。在被辊压的长度区段中预制形状被展平或辊压。如此获得的半成品在接下来的压制成型步骤中被压制成型并且在此尤其是最终成型为机动车构件。
如此制造的机动车构件的特点在于在简单且低成本的生产可能性下能够局部有针对性地调节所需壁厚。所制造的机动车构件因此可在低生产成本下重量优化和碰撞优化地制造。在下文中术语“壁厚”和“壁厚度”作为同义词使用。
借助按本发明的方法制造尤其是从下述组中选择的机动车构件:机动车立柱、门槛、车顶梁、在车身中的结构构件、纵梁、横梁等。
但也可设想借助本发明方法制造车轴构件、如拉杆。
此外,特别优选半成品在压制成型之前或期间被剪切和/或穿孔。尤其是当半成品已经相应于待制造机动车构件的预制形状时,材料使用量是优化的,从而减少废料。基于较少的材料使用量以及较少的废料量生产成本降低。
在型材挤出之后互不相同的壁厚相差至少10%。优选各壁厚具有至少15%、优选至少20%的差异。可以设想,在壁厚跳跃部或壁厚度跳跃部中壁厚差异高达300%。通常壁厚彼此应具有介于10%至100%之间的差异。因此例如当一个壁厚区域具有1mm厚度时,第二壁厚可具有1.1mm和2mm之间、优选1.2mm与1.8mm之间的厚度。
在横截面中在壁厚之间产生的过渡区域可构造成流畅的。从较薄到较厚的壁厚的过渡区域可线性、递增或递减地延伸。过渡区域可构造在挤出型材的两侧、即上侧和下侧上。但过渡区域也可仅是单侧的。对置侧在过渡区域中是平面或平坦的。
尤其是可设想,借助本发明方法在使用轻金属合金、尤其是铝合金的情况下在薄壁区域中可加工壁厚为1至4.5mm、优选为1.5至3mm的金属板厚度并且在与此相比的厚壁区域中加工4至6mm壁厚。它们随后能以多层的方式被进一步加工为法兰或构件边缘,在此,所有接合层的总厚度须小于7至8mm。与此相比,最厚的单层壁厚——例如在圆角区域中——通过根据本发明的挤出方法可构造有4至6mm壁厚。因此尤其是至少部分环绕的法兰区域可制造为薄壁区域,其可与其它构件耦联。基于在法兰区域中相同的壁厚,可在进一步加工中处处使用相同的接合技术和/或相同的接合辅助工具,例如铆接、冲压铆接、点焊,激光焊接等。但同时可在碰撞相关的区域中基于挤出方法在经济的材料使用量下实现更高的壁厚。
通过挤出方法也可构造无过渡区域的厚度跳跃部。即实现厚度跳跃。在此优选仅构造单侧的壁厚跳跃部。这意味着,挤出型材的一侧是平面或平坦的,而阶梯状的厚度跳跃部位于对置侧上。
尤其是应构造1至5倍、优选1.5至3倍范围内的壁厚跳跃。这意味着,较大的壁厚是直接相邻的较薄壁厚的1.5至3倍。
按本发明的方法的另一优点在于,首先挤出具有不同于平面板坯的横截面的型材。优选选择波形横截面、尤其是帽形横截面。但横截面也可构造成C形或Ω形的。较小的挤出宽度结合接下来的辊压能实现截断的型材件或制出的半成品可更简单地运输和/或储存。通过挤出下游的辊压现在可使横截面变宽和/或展平。通过挤出装置下游的所述至少一个辊对的辊间距可使挤出型材这样展平和/或变宽,即,通过辊压过程壁厚沿挤出方向在一个长度区段上减小。该长度区段被辊压成平面或板坯。制出的型材在辊后方被引导地抽出。根据待制造的机动车构件,具有不平坦横截面、即波形横截面或帽形截面的挤出型材沿型材纵向方向在部分区段上通过辊压变宽。横截面也可通过辊压在挤出型材的整个长度上变宽。在此,型材变宽直至平面板坯,但至少在一个长度区段上保留互不相同的挤出壁厚。但挤出壁厚度也可至少在部分区段上、尤其是完全减小。这尤其是涉及较大的挤出壁厚。
例如在制造机动车立柱时有利的是,将待制造的机动车立柱的上部的车顶连接区域和下部的门槛连接区域轧平或轧扁并且尤其是使其具有均匀的壁厚。相反,根本不辊压和/或仅最小程度辊压位于其之间的立柱区域,使得该立柱区域基本上保持具有互不相同壁厚的C形或帽形横截面轮廓。因此,在截断最初连续挤出的型材后获得这样的半成品,其在上述情况下已经相应于预制形状。“连续”在此意味着,所述挤出型材根据提供用于挤出的原料是具有有限长度的挤出型材。但这要比待剪断用于制造和进一步加工的坯料长许多倍。
但尤其是通过辊压下游的剪断提供这样的半成品,其至少在部分区段上具有如下宽度,该宽度大于包围挤出型材横截面的包络圆的直径。挤出型材因此位于包络圆中,该包络圆包围型材横截面外侧的点。在辊压之后被辊压的型材或半成品的至少一个长度区段在横截面中具有大于包络圆直径的宽度。因此可制造这样的构件,其具有比挤出模具通常可最大制造的构件更大的宽度。
在挤出之后立即进行辊压,优选型材的材料在辊压时仍具有来自挤出的余热。
在挤出之后的余热尤其是介于250℃至600℃之间、优选350℃至550℃、尤其是400℃至500℃、特别优选420℃至480℃之间并且最优选约为450℃。
下游的辊压成型可在余热状态中、即在上述温度下立即进行。但辊压成型也可在半成品冷却之后进行,优选冷却至最高200℃温度、特别优选20℃至150℃并且特别优选20℃至80℃。
为此尤其是使用铝塑合金。铝塑合金尤其是沉淀硬化。优选使用根据DIN ENT573-3的5000或6000或7000系列的铝塑合金。
根据本发明的方法尤其是可挤出这样的帽形型材,其在横截面中在圆角区域中具有相对于帽形型材的支腿或接片区域更大的壁厚。圆角区域中的壁厚也将大于帽形型材的法兰的壁厚。
因此,尤其是在制造机动车立柱时,可对之后构造在机动车立柱上的车顶连接区域以及之后构造在机动车立柱上的门槛连接区域进行辊压,使得它们一方面变得平坦,但另一方面也具有统一壁厚。因此在挤出时较大的壁厚至少被辊压为较小壁厚的程度。在位于它们之间的立柱区段中在横截面中壁厚互不相同。
门槛连接区域的壁厚和车顶连接区域的壁厚又可以是相同的。但它们也可互不相同。
本发明还涉及一种由轻金属合金制造的机动车立柱、尤其是机动车B柱。所述机动车立柱包括连接车顶梁的上部连接区域和连接门槛的下部连接区域以及在它们之间延伸的立柱区域。立柱区域沿纵向方向至少在部分区段上在横截面中构造成C形的、尤其是帽形的。根据本发明,机动车立柱的特征在于,在立柱区域的横截面中构造至少两个互不相同的壁厚,在上部连接区域的横截面中和/或下部连接区域的横截面中分别构造均匀的壁厚。
机动车立柱借助按本发明的方法制造。据此首先挤出这样的型材,其在横截面中具有两个互不相同的壁厚。该型材在下一加工步骤中沿纵向方向被局部辊压,使得型材一方面变宽和/或展平,但另一方面互不相同的壁厚也被辊压、尤其是被辊压为均匀的壁厚。根据本发明的机动车立柱因此可仅以较少量的原料投入制造。与立柱区域相反地变宽的车顶连接区域和/或门槛连接区域可通过辊压制造,从而立柱区域几乎具有其最终形状并且在此基于切割加工技术几乎不产生切割废料。
机动车立柱还可与封闭板沿纵向方向至少部分、优选完全耦联。
上部连接区域也称为车顶连接区域并且下部连接区域也称为门槛连接区域。车顶连接区域和/或门槛连接区域还可三维成型。因此,横截面不能仅理解为平面板坯,而也可具有三维形状、即在横截面中均匀的壁厚,在此横截面例如弯曲地或以其它方式三维成型。这以下述方式实现:在挤出和辊压后进行进一步的成型加工,例如以压制成型的形式。在此可在挤出后通过有针对性的辊压过程将上部连接区域的壁厚和下部连接区域的壁厚构造成相同的。但上部连接区域的壁厚和下部连接区域的壁厚也可构造成不同的。
按本发明的机动车立柱的另一种有利实施方式规定,下部连接区域沿机动车立柱的纵向方向再次分为两个互不相同的区段,其中,上部区段的壁厚构造得不同于下部区段的壁厚。为此优选在下部连接区域中下部区段的壁厚小于上部区段的壁厚。下部区段因此例如可用作门槛连接部,下部连接区域的上部区段例如在侧向碰撞的情况下再次有针对性地将力分布到门槛上和/或构造为变形区域。下部连接区域的下部区段也可构造得比下部连接区域的上部区段更厚。
下部区段在此沿机动车立柱的纵向方向以高度h1延伸,该高度h1等于或大于高度h3,上部连接区域以高度h3沿机动车立柱的纵向方向延伸。
立柱区域中的最小壁厚大于或等于上部连接区域中的壁厚和/或下部连接区域中的壁厚。因此可对挤出型材进行辊压,直至在辊压的长度区段中形成均匀的壁厚。该均匀的壁厚优选小于等于挤出型材的最小壁厚、即立柱区域中的最小壁厚。
此外,特别优选上部连接区域中的壁厚和/或下部连接区域中的壁厚小于等于立柱区域的最大壁厚。根据进行的辊压过程,在横截面中横截面变化尤其是可这样进行,使得对横截面进行立辊轧(Stauchwalzen)并且使立柱区域中较小的壁厚增厚。
立柱区域本身沿纵向方向至少在部分区段上在横截面中特别优选构造为帽形的。作为替代方案也可设想,立柱区域在横截面中构造为Ω形或π形的。此外,优选立柱区域的横截面沿纵向方向变化。这尤其是可通过辊压过程和/或在辊压过程之后的压制成型过程实现。
此外优选规定,在立柱区域的上部区段中的最大壁厚大于等于在立柱区域的下部区段中的最大壁厚。因此,下部区段构造为变形区域并且上部区段具有较高的抗变形能力。作为替代方案,立柱区域下部区段中的最大壁厚也可大于等于立柱区域上部区段中的最大壁厚。在此也可借助根据本发明的制造方法通过沿纵向方向至少局部的辊压改变在挤出型材的立柱区域中的壁厚。
此外,优选立柱区域的C形横截面、尤其是帽形横截面至少部分过渡到上部连接区域和/或下部连接区域中。特别是C形横截面、尤其是帽形横截面逐渐渐收并且因此流畅地过渡到均匀的横截面中、尤其是平面横截面或略微弯曲的横截面中。该流畅的过渡尤其是可通过制造过程期间的辊压过程和/或在接下来的压制成型本身中产生。
此外,特别优选在立柱区域的横截面中构造一个接片,其在侧向具有与其成角度突出的支腿,在从接片到支腿的过渡部中构造有圆角区域并且在圆角区域中的壁厚构造得大于位于其之间的接片区域的壁厚和/或接片或支腿的壁厚。通过挤出可将圆角区域到接片的过渡部以及圆角区域到支腿的过渡部构造成阶梯状的。但过渡部也可流畅地过渡,因此不存在壁厚跳跃。此外,特别优选在立柱区域中构造有在横截面中从支腿突出的法兰,所述法兰具有相对于支腿和/或接片较小的壁厚。因此,机动车立柱可重量优化和强度优化地挤出并且同时通过辊压过程进一步实现重量优化和强度优化,并且同时减少了生产时产生的废料。
上述支腿和/或接片以及法兰在横截面中无需直线地延伸,而是也可弯曲地延伸。
此外,特别优选机动车立柱关于其安装位置在外侧上具有平滑表面,壁厚变化尤其是在立柱区域中构造在内侧上。这在B柱的情况下允许乘客在打开前车门和/或后车门时看到平滑且因此外形美观的表面。关于互不相同壁厚的强度增加特征则在其后方设置在空腔内并且因此乘客或车辆驾驶者在视觉上不能察觉。特别优选在机动车立柱的后侧上设置有封闭板。该封闭板尤其是与法兰焊接。
本发明还涉及一种用于机动车的横梁。这种横梁通常安装在机动车的前侧或后侧上,使得在追尾事故中通过横梁吸收在此产生的碰撞能量并且导入机动车车身中。为此,横梁通常悬挂在碰撞盒上,碰撞盒以变形方式消减导入其的能量。
横梁由轻金属合金制成并且在横截面中构造成帽形的。这意味着,横梁具有一个中央接片,从接片端部起支腿成角度突出地延伸出并且在支腿端部上又构造有法兰。法兰在此沿相反方向定向地从支腿突出。横梁具有沿横梁纵向方向变化的横截面。沿纵向方向的变化在此可在不同的横截面高度和/或横截面宽度和/或横截面形状中表现出。但横截面变化也可表示相应横截面沿纵向方向变化的壁厚。
根据本发明,横梁的特征在于,在横截面中构造有互不相同的壁厚,优选在一个长度区段中也构造有互不相同的壁厚。
横梁借助按本发明的方法制造。因此首先可由轻金属合金挤出在横截面中具有互不相同壁厚的型材。该型材随后借助按本发明的方法沿纵向方向被局部辊压。在辊压过程中又沿纵向方向影响壁厚。这可这样进行,使得在横截面中互不相同的壁厚通过辊压过程完全展平为均匀的壁厚。但也可通过借助异形辊的辊压过程改变互不相同的壁厚,使得在辊压过程后也存在两个互不相同的壁厚,但至少一个壁厚小于挤出后产生的壁厚。
由此可重量优化且负荷优化地制造用于制造横梁的原始材料,使得因此根据本发明提供这样的横梁,其在使用最少所需原料的情况下重量优化且负荷优化地制造。特别优选横梁在安装位置中在中间区域中具有相对于关于机动车横向方向的端部区域更大的壁厚。
尤其是这样构造帽形横截面型材,使得其具有一个中央接片,从接片端部分别突出地延伸出一个支腿。在支腿的与接片相对置的端部上又设有法兰,该法兰也成角度从支腿突出地构造。在法兰和支腿之间以及在支腿和接片之间分别延伸有一个圆角区域。圆角区域优选具有相对于法兰和/或支腿和/或接片更大的壁厚。圆角区域的更大壁厚沿纵向方向至少在部分区段上延伸。横梁本身因此具有较大的抗变形阻力矩。抗弯曲阻力矩通过支腿、接片和/或法兰的高度产生。但这在尤其是支腿的较小壁厚情况下大致具有相同水平,从而在负荷优化的同时实现重量减轻。
在另一种优选实施方案中,两个支腿在横截面中具有互不相同的壁厚。由此例如可在具有高度偏移的保险杠-保险杠碰撞情况下有针对性地使一个支腿具有更大壁厚,以便实现改善的碰撞特性。例如在越野车中在安装位置中下部支腿可相对于上部支腿具有更大壁厚,因为在具有高度偏移的保险杠-保险杠碰撞情况下,另一辆机动车的保险杠更有可能碰撞到下部支腿上。
此外,特别优选接片的壁厚和/或支腿的壁厚和/或至少一个圆角区域的壁厚沿横梁的纵向方向变化。优选至少两个上述区域具有互不相同的壁厚,尤其也可能的是,所有区域、即圆角区域和/或接片和/或支腿和/或法兰在横截面中具有互不相同的壁厚。这可通过挤出实现。
沿横梁纵向方向的变化通过挤出下游的辊压过程产生。
此外,特别优选这样构造横梁,使得壁厚从中间区域关于横梁纵向方向朝向端部减小。由此在正面碰撞、如撞到桩上时中间区域可具有更高的抗弯曲阻力矩。因此可在重量优化设计中调整良好的碰撞特性。作为替代方案也可设想,壁厚从中间区域关于横梁纵向方向朝向端部增加。在本发明范围内也可实现上述可能性的组合,使得例如在中间区域中支腿的壁厚大于在端部区域中支腿的壁厚。
优选横梁在纵剖面图中还具有弯曲延伸。根据本发明这由此实现:挤出并被截断以及至少沿纵向方向被局部辊压的型材在下一加工步骤中三维压制成型并且在同时或后续的方法步骤中横向于纵向方向弯曲。
优选横梁在其安装位置中关于机动车横向方向在其端部区域的横截面中具有均匀壁厚,其中,在中间区域的横截面中构造有不同的壁厚。
此外,特别优选关于横梁安装位置在其外侧或外周面上构造具有壁厚跳跃的壁厚变化并且在此内侧构造成基本上平滑的。但壁厚跳跃也可既构造在外侧上又构造在内侧上。此外,在本发明范围中可在外侧上构造平滑表面并且在内侧上构造相应壁厚跳跃。但优选在外侧上构造壁厚跳跃并且内侧构造成平滑的。此外,通过壁厚跳跃可提供突起或超出部,从而在碰撞情况下实现钩挂(Verklankung)或钩住。由此可避免横梁在另一横梁上滑动。基于内侧上的平滑表面横梁又可与碰撞盒耦联,碰撞盒优选部分伸入横梁中。
此外,特别优选关于纵向方向在横梁端部中在法兰上设置有侧向凹口。由此例如可连接碰撞盒或者也可固定行人保护装置。由此也可调整端部区域的有针对性的折叠特性。
此外,特别优选横梁可关于纵向方向至少在部分区段上、特别优选完全与封闭板耦联。封闭板在此尤其是连接到法兰上。
此外,至少在横截面中沿纵向方向在部分区段上构造均匀的壁厚,该均匀的壁厚尤其是小于在横梁中在另一横截面中存在的最大壁厚。特别优选该均匀的壁厚小于等于在横梁中在另一横截面中存在的最小壁厚。因此,可在挤出型材上沿纵向方向至少局部进行辊压以便形成均匀的壁厚。
本发明还涉及一种用于设置在机动车车身上的门槛,该门槛由轻金属合金制成并且沿纵向方向至少在部分区段上具有帽形横截面形状,该门槛沿纵向方向具有变化的横截面。根据本发明,门槛的特征在于,在至少一个横截面中存在互不相同的壁厚并且壁厚沿纵向方向也变化。
这种门槛尤其是焊接到机动车车身中、特别优选自承载的机动车车身中。借助按本发明的制造方法可首先挤出这样的型材,其尤其是具有设有互不相同壁厚的帽形横截面形状。通过在挤出下游的、至少局部沿纵向方向进行的辊压过程可使横截面变宽和/或改变壁厚、尤其是相对于挤出壁厚使其减小。因此可制造重量优化且同时负荷优化的门槛。
为此,门槛可在一个区域中具有均匀的壁厚,该均匀的壁厚小于等于、尤其是小于门槛中的最大壁厚。优选,该均匀的壁厚小于等于在门槛其余部分中存在的最小壁厚。在挤出之后存在的、具有互不相同壁厚的横截面因此可通过辊压减小或展平。借助接下来的压制成型步骤可制造沿纵向方向具有互不相同横截面形状的不同长度区段。因此,一个长度区段在横截面中构造成帽形的,而另一长度区段在横截面中则构造成L形或例如也可构造成C形或I形的。
优选门槛在横截面中具有一个接片和至少一个从接片突出的支腿。在支腿端部上特别优选构造有从支腿突出的法兰。在接片和支腿之间以及在支腿和法兰之间分别构造有一个圆角区域。在至少一个长度区段中圆角区域的壁厚优选构造得大于接片的壁厚和/或门槛的壁厚和/或法兰的壁厚。因此,可提供足够的刚度以防止门槛通过接片和/或支腿挠曲,但同时这些区域可进行重量优化设计。此外,通过圆角区域中的较大壁厚可改善在事故或侧向碰撞情况下关于门槛本身变形的碰撞特性。在相反承受较少负荷的区域中可通过沿纵向方向的局部辊压减小互不相同的壁厚,从而在此门槛也再次重量优化。门槛尤其是机动车车身的侧门槛。
门槛可沿纵向方向至少在部分区域上、尤其是完全通过封闭板或与之耦联的内门槛连接成在横截面中封闭的空心型材。
在另一种优选的实施方式中,可在法兰中在横截面中构造相对于同一法兰的相邻区域更大的壁厚。因此可有针对性地增大壁厚用于设置焊点、电缆套管或类似物。因此也可有针对性地构造用于安置汽车千斤顶的托顶区段。
此外,优选门槛的内侧构造成平滑的并且外侧具有壁厚跳跃,在横截面中互不相同的壁厚以壁厚跳跃形式的壁厚过渡部构造在外侧上。
但也可设想,壁厚过渡部构造在内侧上,而外侧构造成平滑的。在本发明范围中这意味着,平滑侧面也可具有三维形状,但不具有阶梯状壁厚跳跃本身。
壁厚过渡部在横截面中从较大壁厚到较小壁厚构造成阶梯状的。在此未考虑挤出后存在的最小半径。但由此不能理解为完全弯曲的延伸。但这也可能的是,从而在横截面中从较小壁厚到较大壁厚形成以圆角形式的递增或递减或圆形的过渡部。
本发明还涉及一种用于设置在机动车车身上的车顶梁,该车顶梁由轻金属合金制成并且沿其纵向方向具有弓形形状并且在横截面中至少在部分区段上构造成C形的。根据本发明,所述车顶梁的特征在于,该车顶梁在一个横截面中具有互不相同的壁厚并且在另一横截面中具有均匀的壁厚。
在此也可借助按本发明的制造方法首先挤出在横截面中具有互不相同壁厚的型材。在挤出过程之后,该型材沿纵向方向至少在部分区段上被辊压,使得所述互不相同的壁厚在至少一个长度区段中被辊压成均匀的壁厚。在下一成型制造步骤中,车顶梁被三维压制成型并且在此沿其纵向方向获得弓形轮廓以及具有互不相同横截面形状的长度区段。由此可由轻金属合金简单且低成本地制造在重量和负荷方面优化的车顶梁。
车顶梁在横截面中具有互不相同的接片,在此,各个接片或接片区域分别在一个圆角区域中过渡到彼此中。在圆角区域中优选构造有比接片区域中更大的壁厚。
优选车顶梁关于其纵向方向在中间区域中具有相对于从中间区域延伸出的端部区域更大的壁厚。这在车顶压力测试中、但也在滚翻情况下是有利的。此外,优选在端部区域中构造均匀的壁厚和/或小于中间区域的壁厚。因此,壁厚从车顶梁的中间区域朝向相应端部沿纵向方向减小。
此外,特别优选车顶梁在安装位置在外侧上具有平滑表面。在横截面中互不相同的壁厚还具有壁厚跳跃部,其构造在内侧上。因此,对于进入机动车的乘客或车辆驾驶者产生外观美观的平滑外侧。因此,从外部看不到基于在横截面中互不相同的壁厚产生的较高负荷承载能力的功能。
在横截面中从较小壁厚到较大壁厚的壁厚过渡构造为壁厚过渡部和/或壁厚跳跃部。其优选在横截面中仅构造在一侧上。相对置侧基本上平滑地构造。
借助本发明方法还可制造机动车立柱、尤其是机动车B柱,其由轻金属合金制成,包括连接到车顶梁上的上部连接区域21和连接到门槛上的下部连接区域22以及在其之间延伸的立柱区域23,立柱区域23至少在部分区段上在横截面中构造成C形的,该机动车立柱的特征在于,在立柱区域23的横截面中构造有至少两个互不相同的壁厚w3、w4,在上部连接区域21的横截面中和/或在下部连接区域22的横截面中分别构造均匀的壁厚(w5)。
根据上述特征的机动车立柱,上部连接区域21的壁厚w3和下部连接区域22的壁厚w4构造成相同或彼此不同的,相应壁厚在横截面中是均匀的。
根据上述特征的机动车立柱,下部连接区域22沿机动车立柱纵向方向分为两个区段,其中,上部区段26的壁厚w2不同于下部区段25的壁厚w1,尤其是下部区段25的壁厚w2小于上部区段26的壁厚w1。
根据上述特征的机动车立柱,下部区段25沿纵向方向16以高度h1延伸,高度h1等于或大于高度(h3),上部连接区域26以高度h3沿纵向方向16延伸。
根据上述特征的机动车立柱,在立柱区域23中的最小壁厚大于等于在上部连接区域26中的壁厚和/或在下部连接区域25中的壁厚。
根据上述特征的机动车立柱,在上部连接区域26中的壁厚和/或在下部连接区域25中的壁厚小于等于在立柱区域23中的最大壁厚。
根据上述特征的机动车立柱,在上部连接区域26中的壁厚和/或在下部连接区域25中的壁厚大于等于在立柱区域23中的最大壁厚。
根据上述特征的机动车立柱,立柱区域23沿纵向方向16至少在部分区段上在横截面中构造成帽形的。
根据上述特征的机动车立柱,立柱区域23具有沿纵向方向16变化的横截面。
根据上述特征的机动车立柱,在立柱区域23的上部部分中的最大壁厚大于等于在立柱区域23的下部部分中的最大壁厚。
根据上述特征的机动车立柱,立柱区域23的C形横截面、尤其是帽形横截面至少部分地过渡到上部连接区域26和/或下部连接区域25中。
根据上述特征的机动车立柱,在立柱区域23的横截面中构造一个接片,其在侧向具有与其成角度突出的支腿,在从接片到支腿的过渡部中构造有圆角区域24并且在圆角区域24中的壁厚构造得大于位于其之间的接片区域或门槛区域的壁厚。
根据上述特征的机动车立柱,从圆角区域24到接片的过渡部和/或从圆角区域到支腿的过渡部构造成阶梯状的、尤其是具有壁厚跳跃部。
根据上述特征的机动车立柱,在立柱区域23中构造在横截面中从支腿突出的法兰,所述法兰具有相对于支腿和/或接片更小的壁厚。
根据上述特征的机动车立柱,至少一个所述支腿和/或接片在横截面中具有弯曲延伸。
根据上述特征的机动车立柱,所述机动车立柱关于其安装位置在外侧上具有平滑表面并且壁厚变化构造在内侧上。
此外,可制造用于设置在机动车上的横梁,该横梁100由轻金属合金制成并且在横截面中构造成帽形的并且具有沿横梁100纵向方向101变化的横截面,横梁的特征在于,在横截面中构造互不相同的壁厚并且在一个长度区段中构造互不相同的壁厚。
根据上述特征的横梁,所述帽形横截面轮廓具有一个接片106,从接片成角度α突出地延伸出支腿107并且从支腿107突出法兰108,在接片106和支腿107之间分别构造有一个圆角区域109和/或在支腿107和法兰108之间分别构造一个圆角区域110。
根据上述特征的横梁,在圆角区域109、110中构造相对于法兰108和/或支腿107和/或接片106较大的壁厚。
根据上述特征的横梁,两个支腿107在横截面中具有互不相同的壁厚。
根据上述特征的横梁,接片106的壁厚和/或支腿107的壁厚和/或圆角区域109、110的壁厚沿横梁100纵向方向101变化。
根据上述特征的横梁,壁厚从中间区域103关于纵向方向101朝向端部减小或壁厚从中间区域103关于纵向方向101朝向端部增加。
根据上述特征的横梁,壁厚变化关于横梁100的安装位置构造在其外侧113上和/或在内侧114上构造平滑表面和/或壁厚过渡在横截面中构造成阶梯状的。
根据上述特征的横梁,关于纵向方向101在端部区域钟在法兰108上设置侧向凹口111。
根据上述特征的横梁,在一个横截面中构造有均匀的壁厚,该均匀的壁厚尤其是小于等于在横梁100的另一横截面中存在的最大壁厚、优选小于等于在横梁100的另一横截面中存在的最小壁厚。
此外,可制造用于设置在机动车车身上的门槛,该门槛200由轻金属合金制成并且沿纵向方向201至少在部分区段上具有帽形横截面形状,该门槛200沿纵向方向201具有变化的横截面并且其特征在于,在至少一个横截面中存在互不相同的壁厚并且壁厚沿纵向方向201变化。
根据上述特征的门槛,在一个横截面中存在均匀的壁厚,该均匀的壁厚尤其是小于等于在门槛200中存在的最大壁厚,优选该壁厚小于等于在门槛200中存在的最小壁厚。
根据上述特征的门槛,门槛200在横截面中具有一个接片202和至少一个从接片202突出的支腿203,在从接片202到支腿203的过渡部中构造圆角区域205并且圆角区域205具有相对于支腿203和/或接片202更大的壁厚。
根据上述特征的门槛,在横截面中在法兰204中构造相对于在同一法兰204中的相邻壁厚更大的壁厚。
根据上述特征的门槛,在安装位置中门槛200的内侧构造成平滑的并且外侧具有壁厚过渡部。
根据上述特征的门槛,在横截面中从较大壁厚到较小壁厚的壁厚过渡部构造成阶梯状的。
此外,可制造用于设置在机动车车身上的车顶梁,该车顶梁300由轻金属合金制成并且沿其纵向方向301具有弓形形状并且在横截面中至少在部分区段上构造成C形的并且其特征在于,在一个横截面中构造有互不相同的壁厚并且在另一横截面中具有均匀的壁厚。
根据上述特征的车顶梁,在一个横截面中构造均匀的壁厚,该均匀的壁厚优选小于等于车顶梁300的最大壁厚或该均匀的壁厚尤其是小于等于车顶梁的最小壁厚。
根据上述特征的车顶梁,关于安装位置车顶梁300的外侧306具有平滑表面并且内侧308具有壁厚过渡部。
根据上述特征的车顶梁,在横截面中的壁厚沿纵向方向301从中间区域朝向端部减小。
根据上述特征的车顶梁,车顶梁300具有一个接片302和至少一个从接片302成角度延伸出的支腿303,在接片302和支腿303之间构造有圆角区域305并且圆角区域305的壁厚大于接片302和/或支腿303的壁厚。
根据上述特征的车顶梁,在横截面中壁厚过渡部构造成阶梯状的。
所有上述特征和不同产品、尤其是机动车立柱、门槛、车顶梁和横梁的分别与之相关的特点可任意相互组合并且用于相应另一产品或构件。
附图说明
本发明的其它优点、特征、特点和方面是后续说明的内容。优选实施方式在示意图中示出。这些示意图用于简单理解本发明。在附图中:
图1为按本发明的方法的示意性简图;
图2为挤出型材;
图3a和b为辊压之后的挤出型材;
图4为根据图3中的剖切线A-A的剖面图;
图5为借助按本发明的方法制造的机动车立柱;
图6为根据图5中的剖切线B-B的机动车立柱横截面图;
图7为借助按本发明的方法制造的机动车立柱的一种替代实施方式;
图8a至e为按本发明的横梁的不同横截面图和纵剖面图;
图9a至f为按本发明的门槛的透视图、侧视图和不同横截面图;
图10a至d为按本发明的车顶梁的侧视图以及不同横截面图;以及
图11a至g为按本发明的横梁的另一种实施方式的俯视图、透视图以及剖面图。
具体实施方式
在附图中对于相同或相似的构件使用相同的附图标记,尽管为简单起见省略了重复说明。下面提到的壁厚适用于一个附图。
图1示出按本发明的方法的示意性简图。为此设置有挤出装置1,由其首先挤出型材2。紧邻挤出装置1之后设置有包括辊对4的辊装置3。辊对4的间距5能可变化地调整,即可增大或减小。为此在辊上设置未详细示出的执行器。紧接着辊对4是剪切装置6,用于将挤出且辊压的型材2分离为半成品7。半成品7随后被送入成型压机8并且在此压制成型为机动车构件9。在成型压机8之前、期间或之后,半成品7或成型的机动车构件9可被剪切和/或穿孔。挤压和辊压以及压制成型的过程可节拍解耦。优选节拍解耦在分离之后进行。
图2以透视细节图示出挤出型材2。可以看到互不相同的壁厚w1和w2。壁厚w2在此构造得大于壁厚w1。挤出型材2在横截面中具有帽形形状,其包括接片10、从接片10延伸出的支腿11以及又从这些支腿突出的法兰12,围绕帽形型材横截面的包络圆13具有直径14,该直径14小于图3中所示的辊压型材2的宽度15。此外,图2示出在横截面中在圆角区域24中比在接片10和支腿11区域中构造有更大的壁厚w2。在它们之间分别延伸有过渡区域。壁厚w2在此是壁厚w1的1.5-3倍。
根据图3a,对挤出型材2进行辊压。为此,型材沿型材2的纵向方向16完全被辊压并且因此延长,但也变宽,其中,纵向方向16大致也相应于挤出方向17。然而,在确定的长度区段18中型材2被更强地辊压,以致横截面轮廓沿纵向方向16再次变化。根据图3a的正视图,在不太强地被辊压的长度区段25中仍构造有互不相同的壁厚w1和w2。
图4示出沿剖切线A-A的剖面图,根据该图板坯在长度区段18中被这样辊压,使得其延长并且变宽并且壁厚也已改变为均匀的壁厚w18。该均匀的壁厚w18相应于挤出型材2的较小壁厚w1或构造得小于挤出型材2的壁厚w1。宽度B18大于宽度15。
此外,在图3b中以虚线示出用于稍后待制造的机动车构件9的预制件的板坯轮廓19。可以清楚地看到,相应的边缘区域20通过切割加工被去除。
根据图4可见,在长度区段18中型材2并未完全被轧扁或展平。型材在横截面中始终具有帽形轮廓。但通过辊压过程壁厚被辊压为均匀的壁厚w18。但作为替代方案也可设想,长度区段18被完全辊压,使得一方面壁厚w1、w2减小为w18,另一方面得到平坦的横截面。
图5示出制成的B柱形式的机动车构件9。该构件包括车顶连接区域21、门槛连接区域22以及在它们之间延伸的立柱区段23。在立柱区段23中,机动车构件9根据剖切线B-B(图6所示)也构造为具有互不相同壁厚w1、w2的帽形形状。横截面线B-B与图2是不同的,因为挤出和辊压的型材2已被压制成型。在车顶连接区域21和门槛连接区域22中相应的机动车构件9平坦地构造且具有均匀壁厚w1或更小的壁厚、如w18、但尤其是小于根据剖切线B-B的较大壁厚w2。因此,机动车构件9可碰撞优化和重量优化地构造,因为可有针对性地通过借助挤出制造预制件在碰撞相关区域中设置较大的壁厚w2,其构成较高的使用刚度。壁厚w2在此优选是壁厚w1的1.5至2.5倍、尤其是1.8至2.2倍、特别优选2倍。可选地,可设置封闭板S,其尤其是与法兰28耦联。
图7示出了图5的一种替代的变型方案。机动车立柱27也包括车顶连接区域21、门槛连接区域22以及在它们之间延伸的立柱区段23。但与图5不同,门槛连接区域22再次分为两部分。该门槛连接区域包括具有壁厚w1的下部区段25,该壁厚小于位于其上方的上部区段26的壁厚w2。壁厚差异w1、w2通过沿纵向方向16的不同辊压实现。根据剖切线A-A和B-B可见,壁厚在横截面上分别是均匀的。对此,在车顶连接区域21中也可在横截面中均匀地构造与之不同的壁厚w3,该壁厚也通过沿纵向方向16的辊压产生。壁厚w3在此不等于壁厚w2并且也不等于壁厚w1。壁厚w3可大于壁厚w1、但小于壁厚w2。
在它们之间延伸的立柱区段23在横截面中具有帽形轮廓。在横截面中通过挤出方法制出互不相同的壁厚w4、w5。在待制造的横截面轮廓的相应的圆角区域24中的壁厚w4在此大于等于壁厚w2。此外,帽形横截面具有与此不同的壁厚w5。壁厚w5小于壁厚w4,优选壁厚w5大于等于壁厚w2。沿纵向方向16机动车立柱具有总高度h4。与此相应,车顶连接区域21以高度h3延伸。在机动车立柱的下部中的整个变形区域具有高度h2,该高度大约在高度h4的三分之一上延伸。此外,下部的门槛连接区域22构造成两部分,在高度为h1的下部区段25中构造有均匀壁厚w1并且在位于其上方的上部区段26上构造有壁厚w2。
帽形横截面轮廓分别在从车顶连接区域21到立柱区段23并且从立柱区段23到门槛连接区域22的过渡部处过渡为平坦的、通过辊压制生的轮廓。但优选可将首先通过辊压制出的车顶连接区域21和/或门槛连接区域22再次三维成型。在此情况下,根据图7示出半成品或坯件,其随后未详细示出地被放入成型压机中,以便再次三维成型。连接区域21和22尤其是具有分别匹配于车顶框架和门槛的3D轮廓,其例如在下游的成型步骤中形成。尤其是关于安装位置最上方或最下方的部分可被再次折弯,以便部分包围例如车顶梁或车顶框架。这也补充或替代地适用于门槛。
此外,根据剖切线E-E示出可选的额定变形区。该额定变形区尤其是能以高度hE沿机动车立柱27的纵向方向16延伸,其中,高度hE构造为至少为20mm、优选至少30mm并且特别优选小于高度H4的三分之一。此外,根据剖切线E-E的额定变形区优选在位于两个圆角区域之间的接片区域29中具有壁厚w6。根据剖面图C-C,接片区域的壁厚w6优选也构造在区段23中的立柱区段其余部分中。支腿30中的壁厚w7e优选构造得小于立柱区段其余部分中的壁厚w7c。在相应圆角区域中的壁厚w4E构造得小于例如根据剖切线C-C的立柱区域其余部分中的壁厚w4。由此可通过在额定变形区中较小的壁厚w7e和w4e在机动车立柱的下三分之一处的过渡部中构造额定弯曲点。因此,额定变形区设置在整个机动车立柱的下三分之一和上三分之二之间的过渡区域处。
在另一种实施方式中特别优选法兰的壁厚w5、壁厚w1和壁厚w3构造成相同的。这尤其是具有以下优点:可在四周使用相同的接合技术、如焊接铆接、冲压铆接、电阻点焊亦或激光焊接或其它接合技术。不需要单独使用适应于总层厚的接合方法。优选壁厚介于1至3mm之间,使得待接合的层连同其它构件的总厚度小于等于8mm、尤其是小于等于7mm。此外,为了实现相应高的弯曲刚度,壁厚w4优选可具有在3和6mm之间的厚度。相应的支腿30的壁厚w7优选介于壁厚w4和w1之间。此外,特别优选壁厚w2也小于壁厚w4。图8a至e以前视图、不同的横截面图和纵剖面图示出根据本发明的横梁100。该横梁100在此沿其纵向方向101具有基本上相同的横截面高度102。横梁100还具有一个中间区域103以及分别连接到中间区域103上的端部区域104。
图8e在此示出根据图8a的剖切线E-E的纵剖面图。可以看出,横梁100沿纵向方向101具有弯曲延伸。这意味着,横梁沿其纵轴线弯曲地构造,其中,弯曲弧在安装位置中关于行驶方向105向前定向。可以看出,横梁100具有沿纵向方向101变化的壁厚w104、w103。在中间区域103中构造壁厚w103,而在端部区域104中分别构造壁厚w104并且壁厚w104小于壁厚w103。
还示出沿剖切线B-B、C-C和D-D的三个横截面图。可以清楚地看出,在横截面中分别构造至少两个互不相同的壁厚。在根据剖切线B-B和D-D的端部区域104中的壁厚构造得小于在根据剖切线C-C的中间区域103中的壁厚。
根据本发明,横梁100在横截面中具有帽形轮廓,其包括一个设置在中央的接片106。从接片106分别与之成角度α地延伸出一个支腿107并且又分别在支腿107的端部上设置向外突出的法兰108,在此,两个法兰108优选朝向相反方向定向。支腿107从接片106上突出的角度α可沿纵向方向101变化,使得在中间区域103中的角度α构造得小于在端部区域104中的角度α。由此,尤其是基于中间区域103中支腿107与接片106更接近直角的设置实现更高的抗弯阻力矩。
支腿107在中间区域103中具有壁厚w107,相对于在端部区域104中的壁厚w1077构造得更大。中间区域103中的法兰108也具有相对于壁厚w1088构造得更大的壁厚w108。因此,在该实施方式中相应壁厚从中间区域103向端部区域104减小。在接片106和各支腿107之间分别构造有一个圆角区域109并且在各支腿107和法兰108之间又构造有一个圆角区域110。根据图8c,圆角区域109、110的壁厚w109、w110分别大于接片106和/或支腿107和/或法兰108的壁厚w106、w107、w108。在端部区域104中也构造有圆角区域109、110,其也具有相对于壁厚w104、w1077和w1088构造得更大的壁厚w1099和w1100。但在端部区域104中的圆角区域109、110的壁厚w1099和w1100小于在中间区域103中的圆角区域109、110的壁厚w109、w110。
此外,横梁100在端部区域104中在法兰108上具有凹口111。在此例如可设置碰撞盒。
此外,可选地设置有安装孔112,通过该安装孔可安装未详细示出牵引钩。此外,根据图8b至d的横截面图可以看出,横梁100具有外侧113和内侧114。在此,在外侧113上示出厚度跳跃部,借助该厚度跳跃部在一个横截面中构造互不相同的壁厚。内侧114因此三维成型,但其本身是平滑的。因此在内侧114上不构造有厚度跳跃部。厚度跳跃部的相反或对称设置是可能的。
图9e和f以透视图和侧视图示出根据本发明的门槛200。该门槛200在此沿其纵向方向201具有变化的横截面,其中,在图9a至d中示出不同的横截面图。在图9b和9d中可以看出门槛200沿纵向方向201至少在部分区段上具有帽形横截面轮廓。该横截面轮廓具有接片202、从接片202延伸出的支腿203和又从支腿203突出的法兰204。在法兰204和支腿203之间以及在支腿203和接片202之间分别构造有圆角区域205形式的过渡区域。在根据图9d的横截面中可清楚地看到,在横截面中构造有至少两个互不相同的壁厚w202、w203和w204以及又在圆角区域205中构造有与此不同的壁厚w205。在圆角区域205中的壁厚w205在此尤其是构造得大于所有其它壁厚。法兰204、支腿203和接片202的壁厚w204、w203和w202可构造成相同的,但也可互不相同。
根据图9a和9b的剖切线,分别构造有例如相应于壁厚w202的均匀壁厚。这通过如下方式来实现:在挤出之后存在的互不相同的壁厚通过辊压过程辊压沿纵向方向至少局部被展平。根据图9a或图9b中的横截面的壁厚w202a和w202b可小于等于接片的壁厚w202。根据图9c的横截面图也具有互不相同的壁厚,其基本上相应于图9d的不同壁厚,但在此选择其它的横截面轮廓。互不相同的横截面轮廓通过在挤压和辊压下游的三维压制成型过程来调整。向外部定向的厚度跳跃部也可位于内侧。此外,优选w202a小于w202b、尤其是以1.5至3倍小于其。
图10a至10d以侧视图和三个不同的横截面图示出根据本发明的车顶梁300。该车顶梁300在此具有沿其纵向方向301变化的横截面。在整体上车顶梁300具有沿纵向方向301弓形弯曲的延伸。图10b示出中间区域中的一个横截面,根据该图可清楚地看出,车顶梁300在接片302、支腿303以及从接片302和支腿303突出的法兰304上具有互不相同的壁厚。壁厚w302、w303、w304可以全部都相同,但也可全部都不相同。在法兰304和接片302之间和在接片302和支腿303之间以及在支腿303和法兰304之间构造有圆角区域305形式的相应过渡区域。圆角区域305具有增大的壁厚w305。所有的圆角区域305在横截面中又可具有相同的壁厚w305。但关于图纸平面上部的圆角区域和右侧的圆角区域也可具有不同于中间圆角区域的壁厚。关于安装位置的外侧306构造成平滑的,其中,相应的厚度跳跃部307、即壁厚变化构造在内侧308上。关于纵向方向301,根据剖切线A-A和C-C的端部区域分别具有均匀壁厚w302a、w302c,其小于或等于壁厚w302。因此,沿车顶梁300的纵向方向301局部地对端部区域进行辊压,从而将互不相同的壁厚构造成均匀的。
此外,可设置封闭板S,其在整个车顶梁上延伸并且与法兰通过接合技术耦联。封闭板具有壁厚ws,其优选在整个封闭板S上恒定。此外,壁厚w302a以及壁厚w302c是均匀或恒定的。w302a和w302c尤其是也可构造成相同的。壁厚w305优选具有1.5至4mm的厚度。壁厚w304优选具有1至3mm的厚度。壁厚w302和w303尤其是小于壁厚w305。它们可与壁厚w304一样大、即1至3mm。
图11示出一种替代的横梁400。该横梁根据纵剖面图具有沿其纵向方向401恒定的壁厚w402。根据图11a,横梁400在其横截面中具有帽形轮廓,其包括接片402、从接片延伸出的支腿403和又突出的法兰404。该横截面具有多个互不相同的壁厚w402、w403、w404。在接片402中构造有壁厚w402。该壁厚通过与之相比具有较大的壁厚w402R的圆角区域405过渡到支腿403中。在支腿403中又构造有壁厚w403,该壁厚w403小于壁厚w402并且也小于壁厚w402R。壁厚w403朝向法兰404方向过渡到壁厚w403F中,该壁厚w403F构造得小于壁厚w403,壁厚w403F又过渡到法兰404的壁厚w404中。
在整体上,根据图11b的横梁具有弯曲部和再次弯折的端部区域408。此外,在上部法兰和下部法兰中设置有凹口406。另外,可选地在下部法兰404中构成有一个大的缺口407。
在剖切线B-B的区域中连接有碰撞盒。在此在圆角区域中不构造有较大的壁厚w405和w402。但在接片402区域中的壁厚w402相同地构造。在法兰的区域中的壁厚w404也相对于剖切线A-A相同地构造。但在支腿区域中的壁厚w403b构造得小于在剖切线A-A区域中的壁厚w403,从而可形成更薄弱的设计用于连接碰撞盒。在剖切线C-C区域中又构造有更大的壁厚,以便为碰撞情况提供小的重叠的端部区段。端部区段根据剖切线C-C在圆角区域405中再次具有较大的壁厚w405。但在接片区域中的壁厚w402以及在法兰区域中的壁厚w404仍与根据剖切线A-A以及剖切线B-B的壁厚w402、w404相同地构造。
优选在挤压时厚度跳跃部既可位于内侧也可位于外侧。在圆角区域中的壁厚w405优选是在圆角区域中的壁厚w405的1.5至3倍、尤其是壁厚w402的1.5至3倍。
此外,如根据图11c的纵剖面图中的剖切线F-F的剖面图11f所示,在沿纵向方向401观察的中间区段中在此构造有增大的壁厚w402r,这也可在图11a中看到。根据图11a构造有壁厚w402r并且其朝向端部减小。根据在图11g中的剖切线G-G,再次仅构造有壁厚w402,其小于壁厚w402r。可选地,在根据图11c的剖切线H-H的图11e中示出壁厚w402r以及圆角区域中的壁厚w405。但这在图11f中未示出,因为它仅是可选的。因此尤其是在根据剖切线G-G的碰撞盒连接区域中构造有相应较薄的壁厚w402。在法兰区域404中可处处构造相同的壁厚w404,以便使用相同的接合技术用来在横梁的整个纵向延伸上与封闭板连接。
附图标记列表
1 挤出装置
2 型材
3 辊装置
4 辊对
5 间距
6 剪切装置
7 半成品
8 成型压机
9 机动车构件
10 接片
11 支腿
12 法兰
13 包络圆
14 包络圆的直径
15 宽度
16 纵向方向
17 挤出方向
18 长度区段
19 板坯轮廓
20 边缘区域
21 车顶连接区域
22 门槛连接区域
23 立柱区段
24 圆角区域
25 下部区段
26 上部区段
27 机动车立柱
28 法兰
29 接片区域
30 支腿
100 横梁
101 纵向方向
102 横截面高度
103 中间区域
104 端部区域
105 行驶方向
106 接片
107 支腿
108 法兰
109 圆角区域
110 圆角区域
111 凹口
112 安装孔
113 外侧
114 内侧
200 门槛
201 纵向方向
202 接片
203 支腿
204 法兰
205 圆角区域
300 车顶梁
301 纵向方向
302 接片
303 支腿
304 法兰
305 圆角区域
306 外侧
307 厚度跳跃部
308 内侧
400 横梁
401 纵向方向
402 接片
403 支腿
404 法兰
405 圆角区域
406 凹口
407 缺口
408 端部区域
w1 壁厚
w2 壁厚
w3 壁厚
w4 壁厚
w5 壁厚
w18 壁厚
w103 壁厚
w104 壁厚
w107 壁厚
w108 壁厚
w1077 壁厚
w1088 壁厚
w202 壁厚
w203 壁厚
w204 壁厚
w205 壁厚
w302 壁厚
w302a 壁厚
302b 壁厚
w303 壁厚
w304 壁厚
w305 壁厚
w402 壁厚
w403 壁厚
w404 壁厚
w405 壁厚
w402R 壁厚
w403F 壁厚
ws 壁厚
B18 宽度
h4 总高度
h3 高度
h2 高度
h1 高度
hE 高度
α 角度
S 封闭板

Claims (14)

1.用于由轻金属合金制造机动车构件的方法,其特征在于下述方法步骤:
-挤出在横截面中具有至少两个互不相同的壁厚(w1、w2)的型材(2);
-在部分区段上对挤出的型材(2)进行辊压,其中,辊在其辊间距(5)方面可改变;
-将挤出的和在部分区段上被辊压的型材(2)截断为半成品(7);
-将半成品(7)成型、尤其是压制成型为机动车构件(9)。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在压制成型之前或期间对所述半成品(7)进行剪切和/或穿孔,和/或在部分区段上的所述辊压沿挤出方向进行。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其特征在于,所述两个互不相同的壁厚(w1、w2)相差至少10%。
4.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,将所述型材(2)以波形横截面、尤其是以帽形横截面作为帽形型材挤出。
5.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,沿纵向方向在部分区段上通过所述辊压使型材(2)的横截面变宽、尤其是通过所述辊压设定壁厚(w18),该壁厚小于等于挤出的型材(2)的较小壁厚(w1)。
6.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,通过辊压使所述横截面在挤出的型材(2)的整个长度上变宽,尤其是通过辊压设定壁厚(w18),该壁厚小于等于挤出的型材(2)的较小壁厚(w1)。
7.根据权利要求4至6之一所述的方法,其特征在于,所述半成品(7)沿纵向方向(16)至少在部分区段上具有一个宽度(15),所述宽度(15)大于包围挤出的型材(2)的横截面的包络圆(13)的直径(14)。
8.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,在所述挤出之后立即进行辊压,尤其是挤出材料在辊压时仍有余热。
9.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,对铝塑合金进行挤出,其尤其是属于根据DIN ENT 573-3的5000或6000或7000系列的铝塑合金。
10.根据权利要求4至9之一所述的方法,其特征在于,在挤出的帽形型材的横截面中在所制造的机动车构件(9)的圆角区域(24)中产生相对于接片(10)或支腿(11)更大的壁厚(w2)。
11.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述型材(2)在挤出之后具有在350℃和550℃之间、尤其是在400℃和500℃之间的余热。
12.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,所述辊压和/或成型在余热状态中进行,优选在350℃至550℃、尤其是在400℃至450℃时进行,或者所述辊压和/或成型在半成品(7)冷却之后进行,优选在20℃至100℃、尤其是在30℃至70℃、特别优选在50℃时或在室温下进行。
13.根据前述权利要求之一所述的方法,其特征在于,制造机动车立柱,其中构成有上部的车顶连接区域(21)和下部的门槛连接区域(22)并且在所述车顶连接区域和所述门槛连接区域之间延伸有立柱区段(23),在立柱区段(23)的横截面中构造有至少两个互不相同的壁厚(w4、w5、w6)并且在车顶连接区域(21)的横截面中和在门槛连接区域(22)的横截面中分别构造一个均匀的壁厚(w1、w2、w3)。
14.根据权利要求13所述的方法,其特征在于,所述门槛连接区域(22)的壁厚(w1、w18)和车顶连接区域(21)的壁厚(w1、w18)互不相同。
CN201680015380.3A 2015-10-23 2016-10-11 用于制造机动车构件的方法 Expired - Fee Related CN108136479B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102015118099.5 2015-10-23
DE102015118099.5A DE102015118099A1 (de) 2015-10-23 2015-10-23 Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils
PCT/DE2016/100472 WO2017067537A1 (de) 2015-10-23 2016-10-11 Verfahren zur herstellung eines kraftfahrzeugbauteils

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN108136479A true CN108136479A (zh) 2018-06-08
CN108136479B CN108136479B (zh) 2019-03-22

Family

ID=57345620

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201680015380.3A Expired - Fee Related CN108136479B (zh) 2015-10-23 2016-10-11 用于制造机动车构件的方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10486221B2 (zh)
CN (1) CN108136479B (zh)
DE (1) DE102015118099A1 (zh)
WO (1) WO2017067537A1 (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110723214A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 丰田自动车株式会社 车体的横梁及横梁的制造方法
JP2020124726A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 フタバ産業株式会社 プレス成形品及びプレス加工方法

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017030191A1 (ja) * 2015-08-20 2017-02-23 新日鐵住金株式会社 鋼板部材組合せ構造、自動車用構造部材、センターピラー、バンパー、及びドアビーム
KR101881893B1 (ko) * 2016-12-09 2018-07-26 주식회사 엠에스 오토텍 열간 성형부품 제조방법
DE102018004387B4 (de) 2018-06-01 2020-01-23 Ulrich Bruhnke Anlage zur Herstellung von Blechtafeln aus Strangpressprofilen geringer Dicke oder von Hohlkammerplatten aus Leichtmetall
DE102018115740A1 (de) * 2018-06-29 2020-01-02 Airbus Operations Gmbh Verfahren zum Herstellen eines Querträgers für ein Fahrzeug sowie ein Querträger für ein Fahrzeug
JP7063207B2 (ja) * 2018-09-12 2022-05-09 トヨタ自動車株式会社 サスペンションサポートブラケットおよびサスペンションサポートブラケットの製造方法
JP6870674B2 (ja) * 2018-11-16 2021-05-12 Jfeスチール株式会社 プレス成形方法
JP6733773B1 (ja) * 2019-04-22 2020-08-05 Jfeスチール株式会社 プレス成形方法
JP6733772B1 (ja) * 2019-04-22 2020-08-05 Jfeスチール株式会社 プレス成形方法
EP3733318B1 (de) * 2019-04-30 2024-01-03 Schmitz Cargobull AG Verfahren zur herstellung eines umgeformten strangpressprofils und nutzfahrzeugaufbau mit einem solchen strangpressprofil
US11173777B2 (en) * 2019-05-16 2021-11-16 Ford Global Technologies, Llc Battery pack mounting system and mounting method
US11766828B2 (en) * 2020-07-15 2023-09-26 Spirit Aerosystems, Inc. Method of manufacturing folded structure with additive features
CN112338034A (zh) * 2020-10-19 2021-02-09 中国第一汽车股份有限公司 一种半包围下门槛式侧围外板拉延模具及拉延方法
US11642712B1 (en) * 2022-02-24 2023-05-09 GM Global Technology Operations LLC Method of manufacturing vehicle body structure component to include reinforced regions

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4241146A (en) * 1978-11-20 1980-12-23 Eugene W. Sivachenko Corrugated plate having variable material thickness and method for making same
US4967473A (en) * 1988-08-11 1990-11-06 Wessel Kenneth C Method of forming a bow beam for a truck trailer
CN1768154A (zh) * 2003-04-07 2006-05-03 社团法人日本航空宇宙工业会 耐腐蚀性优良的高强度铝合金挤压材料及其制造方法
CN101875079A (zh) * 2009-04-29 2010-11-03 上海和达汽车配件有限公司 一种用于加工汽车加强梁的滚压成型系统
CN102179422A (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 山东华盛荣镁业科技有限公司 金属平面板材的制备方法
CN104412428A (zh) * 2012-03-22 2015-03-11 江森自控汽车电池有限责任公司 制造用于铅酸电池的电极

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3235954A (en) * 1964-07-23 1966-02-22 Howard A Fromson Method of producing a composite structure or laminate
US5194199A (en) * 1991-02-20 1993-03-16 Volkswagen Ag Method of producing a beam-like structural part having a core of light-weight material
DE4231213C2 (de) * 1992-09-18 1997-04-03 Benteler Werke Ag Verfahren zum Herstellen eines trägerartigen Formkörpers
DE4333500C2 (de) * 1993-10-01 1996-03-14 Daimler Benz Ag Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt gestuften Bleches mit unterschiedlichen Wandstärken sowie Verwendung eines Paares stranggepreßter Profile
DE19819484B4 (de) * 1998-04-30 2008-08-14 Volkswagen Ag Karosseriesäule bzw. Verfahren zur Herstellung einer Karosseriesäule für eine Fahrzeugkarosserie
US6705145B1 (en) 1999-11-19 2004-03-16 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Method of processing bent and deformed portion of metal material
DE102004037206A1 (de) 2004-07-30 2006-03-23 Muhr Und Bender Kg Fahrzeugkarosserie
DE102008000219A1 (de) * 2008-02-01 2009-08-06 Hilti Aktiengesellschaft Kaltwalzverfahren zur Herstellung eines Profils
US8499607B2 (en) 2009-08-28 2013-08-06 GM Global Technology Operations LLC Forming of complex shapes in aluminum and magnesium alloy workpieces
JP6053558B2 (ja) * 2013-02-20 2016-12-27 アイシン軽金属株式会社 押出材のプレスの成形品の製造方法
DE102014108111A1 (de) 2014-04-10 2015-10-15 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Kraftfahrzeugbauteils aus Aluminium
DE102014110320B4 (de) 2014-07-22 2016-11-24 Benteler Automobiltechnik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetall Blechbauteils

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4241146A (en) * 1978-11-20 1980-12-23 Eugene W. Sivachenko Corrugated plate having variable material thickness and method for making same
US4967473A (en) * 1988-08-11 1990-11-06 Wessel Kenneth C Method of forming a bow beam for a truck trailer
CN1768154A (zh) * 2003-04-07 2006-05-03 社团法人日本航空宇宙工业会 耐腐蚀性优良的高强度铝合金挤压材料及其制造方法
CN101875079A (zh) * 2009-04-29 2010-11-03 上海和达汽车配件有限公司 一种用于加工汽车加强梁的滚压成型系统
CN102179422A (zh) * 2010-12-29 2011-09-14 山东华盛荣镁业科技有限公司 金属平面板材的制备方法
CN104412428A (zh) * 2012-03-22 2015-03-11 江森自控汽车电池有限责任公司 制造用于铅酸电池的电极

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110723214A (zh) * 2018-07-17 2020-01-24 丰田自动车株式会社 车体的横梁及横梁的制造方法
CN110723214B (zh) * 2018-07-17 2022-09-06 丰田自动车株式会社 车体的横梁及横梁的制造方法
JP2020124726A (ja) * 2019-02-05 2020-08-20 フタバ産業株式会社 プレス成形品及びプレス加工方法
JP7144338B2 (ja) 2019-02-05 2022-09-29 フタバ産業株式会社 プレス加工方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN108136479B (zh) 2019-03-22
DE102015118099A1 (de) 2017-04-27
WO2017067537A1 (de) 2017-04-27
US20180304341A1 (en) 2018-10-25
US10486221B2 (en) 2019-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108136479B (zh) 用于制造机动车构件的方法
CN106536076B (zh) 用于由挤出的铝型材制造的机动车构件的方法
JP5010117B2 (ja) 自動車用アルミ押出中空パネル及びその製造方法
RU2610643C2 (ru) Способ и устройство для изготовления формованного прессованием изделия
US10239388B2 (en) Impact beam and method for producing an impact beam
US7273247B2 (en) Support structure for vehicles, made from hollow steel sections
US10391533B2 (en) Method for producing a motor vehicle component from an extruded light metal profile
CA2923211C (en) Vehicle bumper
US9126247B2 (en) Outer panel for pillar of vehicle, and method and rolling apparatus for manufacturing the same
CN101898586A (zh) 车身结构
CN108063197A (zh) 具有公差补偿元件的电池支架
US20110030438A1 (en) Method for manufacturing a structural component for a motor vehicle
JP2015037917A (ja) バンパーリインフォース及びその製造方法
US20170129429A1 (en) Impact beam for a motor vehicle and method for production thereof
CN108216371A (zh) 用于汽车的轴件或底盘部件
CN109318692A (zh) 用于电池托盘的电池托盘型材
CN106994582B (zh) 纵梁以及用于制造该纵梁的方法
CN104981393B (zh) 用于机动车的柱部件,尤其是b柱部件
US6247344B1 (en) Method of producing a hollow profile with flange
US20140252807A1 (en) Top & bottom channel assembly section for vehicle frame and method of making the same
JP4527613B2 (ja) バンパステイおよびバンパ装置
CN104859719B (zh) 汽车的车身构造
CN107139668A (zh) 挤制悬挂连杆
CN204978885U (zh) 一种汽车门槛梁总成及汽车
CN106428217A (zh) 车身框架结构以及其制造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20190322