CN111605218A - 用于制造具有弯曲部位的构件的方法和这种构件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于制造具有弯曲部位的构件的方法和这种构件，具体而言为了实现一种用于制造构件、尤其是车辆的车轮罩壳的方法，其中，所述构件以张开的或翻开的形式制造并且在稍后的时间点翻转成弯曲的或折叠的形式，其中，在弯曲部位的区域中，构件的材料厚度与邻近的区域的材料厚度相比减小，将提出，在弯曲部位的区域中的最小材料厚度比邻近区域的材料厚度小40%至60%、优选45%至55%、特别优选约50%地成形。

Description

用于制造具有弯曲部位的构件的方法和这种构件

技术领域

本发明涉及一种用于制造构件、尤其是机动车的车轮罩壳的方法，其中，所述构件以张开或翻开形式制造并且在稍后的时间点翻转成弯曲的或折叠的(eingeklappt，有时称为翻入的)形式，其中，在弯曲部位的区域中，所述构件的材料厚度与邻近区域的材料厚度相比减小。此外，本发明涉及一种利用方法制造的构件。

背景技术

这种方法已经从制造技术中已知，例如由塑料以注塑方法（Spritzgussverfahren）或压铸方法（Spritzpressverfahren）制造构件。然而，如果构件具有强烈的弯曲部或Ω形，在此通常必需多个构件，因为所注塑的塑料不能充分地填充具有强烈的弯曲部的模具。多个部件的操作导致更加花费高昂的安装，并且在安装车间内的加工线处需要更多的空间以及更多的部件号来管理。因此，多部件系统的生产还导致与成本相关的显著的物流花费。此外，为了将多个构件接合成弯曲的构件，通常必须将昂贵的滑动件（Schieber）安置在多个构件的连接部处。

用于制造具有弯曲部的一件式构件的方法也是已知的。然而，一件式的弯曲的构件通常是不可堆叠的或不可有效堆叠的，因为在一个构件的外侧和下一个构件的内侧之间大量空间保持未被使用，并且由于减小的包装密度和/或更多或更大的运输箱使得运输显著昂贵。

替代地，具有弯曲部的构件的包装密度可以通过将经典的薄膜铰链安装到构件中来解决，因为构件可以在薄膜铰链处翻开，并且因此可更好地堆叠以用于运输。此外，薄膜铰链使得能够在模具中一体地制造构件。然而，在此在注塑方法中恰好经常存在的问题是，在薄膜铰链处产生狭窄部（Engpass，有时称为隘口）并且塑料不再能够最佳地压入到位于其后面的空腔中。因此，在注塑方法中，这种狭窄部应通过更好的构件结构来避免。此外，经典的薄膜铰链不具有最佳的弯折表现，因为材料在弯折部位处非常薄地构造。在此，通常出现材料弱化、在弯折部位处的裂纹或白断裂（Weißbruch），这也可导致材料的断裂和弯曲的构件的各个部件的分离。

由DE 10 2006 054 172 B4已知一种用于制造拱形的、自承载的构件的方法，其中，板状的单层或多层的半成品尤其是在变形模具中变形并且形成拱形的最终构件的形状并且将预成形的单个元件在安装地点处才形成最终的拱形的构件形状，其中，半成品在此预成形为联接的单个元件。该专利文本的构件在此由多个层组成，其中在联接的单个元件的连接部位处，使核心层强烈地变薄或者留空(aussparen)。

发明内容

本发明的目的在于，这样制造一种构件，尤其是弯曲的或部分弯曲的构件，使得在弯曲部位的区域内，构件可以翻转或弯曲成其最终形式，但在此不会使材料在弯曲部位处弱化或甚至造成裂纹或白断裂。此外，应避免在弯曲的构件处的狭窄部，由此，此构件例如还可在传统的注塑方法中无限制地制造。

为了解决该任务，本发明设置一种用于制造构件、尤其是弯曲的或部分弯曲的构件、特别是机动车的车轮罩壳的方法，其中，所述构件以张开或翻开的形式制成并且在稍后的时间点翻转或弯曲成弯曲的或折叠的形式。所述构件如此成形，使得在弯曲部位的区域中，弯曲的构件的材料厚度与相邻区域的材料厚度相比减小。在此，弯曲部位的区域中的材料厚度成形(ausformen，有时称为成型)为比邻近区域的材料厚度小40%至60%、优选45%至55%、尤其大约50%。

弯曲的或拱形的构件在此是在一个或多个方向上具有弯曲部或拱形部的构件，其中，对于多个弯曲部或拱形部的情况，这些弯曲部或拱形部优选彼此相向地弯曲，即具有相同的趋向（Vorzeichen）。在此，这些弯曲部或拱形部可以具有不同的曲率半径或拱形半径。

张开的或翻开的形式是在构件制成的形式，即模具的空腔的形式的模具状态。在张开或者翻开的形式中，构件是伸展的，其中弯曲部位的区域中的弯曲方向优选是反转的，也就是说，曲率半径的圆周的中心点位于构件的与弯曲的状态相比的另一侧上。在此，该构件可以是任意的形式并且除了弯曲部位的区域之外例如由弯曲的或拱形的或由至少两个直线的区段构成。

在此，弯曲部位的区域表示构件的这样的部位，在该部位处弯曲部在折合时改变成弯曲状态的形式，其中，在弯曲部位的区域中材料厚度降低并且再次增加。在此，弯曲部位的区域是在弯曲部位的纵向方向上材料厚度的下降和增大的整个区域，从一侧的邻近区域的材料厚度出发直至这样的部位，在该部位处再次达到另一侧的邻近区域的材料厚度。

弯曲或折叠形式表示构件在弯曲部位处折叠或弯曲之后的形式。在此，这在此优选是构件的最终形式或者说原始设计的构件形式，以及在其中进一步加工或安装该构件的形式，也就是装入状态。在根据本发明的方法中，因此在模具中不产生构件的最终形式，因为在随后的时间点通过构件的翻转或弯曲才获得所述构件的最终形式。

在稍后的时间点进行翻转或折叠或弯曲在此意味着构件的形式变化不在构件的生产中或直接在构件生产后以张开、翻开或伸展的形式出现，而是可以在一个或多个方法步骤之间发生，例如张开、翻开或伸展形式的构件的存储、包装或运输。由此，制造地点通常不是构件被翻转或弯曲的地点。

邻近弯曲部位的区域处的区域也被称为邻近区域。在此，指的是构件的那些与弯曲部位直接连接的区域，然而在该区域以外存在减小和增加的材料厚度。在此，邻近区域的材料厚度整体大于在弯曲部位的区域中的材料厚度。然而，在更远的区域中，材料厚度可以再次减小和/或增加。

在此，材料厚度表示相应部位处的材料(在截面中)的厚度或高度。在此，根据本发明，在弯曲部位的区域中的最小材料厚度成形为比邻近区域的材料厚度小40%至60%、优选45%至55%、特别优选约50%。在此，将在弯曲部位的区域中、即在这样的弯曲部位的区域（在该处获得最薄的材料厚度）中的最小材料厚度与在邻近的区域中的最大材料厚度相比较。在邻近区域的区域之后，材料厚度例如在构件的另外的区域中可以具有不同的值，也就是说再次下降或上升。优选地，最大材料厚度甚至在邻近区域之后再次减小一些，因为邻近区域以增强的材料厚度制成。

邻近的区域到弯曲部位的区域中的最小材料厚度的材料厚度的减小连续地进行，也就是说没有突然的材料厚度改变或材料厚度中的阶梯。在此，构件的上侧和下侧的弯曲部在弯曲部位的区域中以类似的曲率半径成形，也就是说，在弯曲部位的区域中，构件的上侧和下侧也几乎平行地伸延。这阻止了材料厚度的不连续性，并且因此阻止了在弯曲部位的区域中直至最小材料厚度的持续的或缓慢的材料厚度过渡。

这种从邻近区域中的较厚材料厚度到邻近区域中的材料厚度的40%至60%范围内、优选45%至55%范围内、特别优选大约50%的材料厚度的缓慢的材料厚度过渡具有多个优点。通过弯曲部位的更宽的区域使得在弯曲或翻转期间能够更好地分布应力，因此在构件翻转或弯曲期间产生更和谐的应力分布以及因此更低的断裂或裂纹的风险。这同样阻止了塑料中经常可观察到的白断裂。此外，与传统的、具有非常薄的薄膜铰链的注塑方法相比，在根据本发明的方法中在将塑料注入到模具中时在模具中不产生狭窄部。由此，塑料能够更均匀地流进或流入到模具中并且存在更小的例如在狭窄部处堵塞的危险。这附加地改善了塑料在注塑方法中的流动特性。由于同时一起制成了稳定的铰链，因此也不需要使用昂贵的滑动件，这不仅减少了安装时间，而且降低了整个构件的成本。

优选地，通过本方法，弯曲部位的区域的宽度在邻近区域的材料厚度的两倍至三十倍、优选五倍至二十倍、特别优选十倍至十二倍的厚度上成形。在此，弯曲部位的区域可以突出于邻近的面，或者与其处于一个平面上，即形成一个平的弯曲部位。材料厚度的厚度或材料的厚度是构件从其上侧到其下侧的距离，并且因此是用于制造构件的模具的高度。弯曲部位的区域的大的宽度改善了在构件翻转或弯曲时的应力分布，并因此导致显著更稳定的构件。因此，其是降低裂纹和白断裂中的重要因素。

优选地，通过本方法在弯曲部位的区域中成形恒定材料厚度的区域。恒定材料厚度的区域是在其中材料厚度不改变而是在最小材料厚度的水平上保持不变的区域。此具有恒定材料厚度的区域优选是弯曲部位的区域的材料厚度的两倍那么长至一半那么长。特别优选地，恒定材料厚度的区域具有与弯曲部位区域的材料厚度的厚度相同的宽度。

在一个优选的方法形式中，在制造弯曲的构件时，恒定材料厚度的区域以最小的材料厚度成形。最小材料厚度是在弯曲部位的区域中最小的材料厚度，所述弯曲部位的区域即这样的区域，在该区域中具有邻近区域的材料厚度降低40%至60%、优选45%至55%、特别优选约50%的材料厚度。特别优选地，具有最小材料厚度的区域在弯曲部位的区域的中部成形。优选地，弯曲部位的区域成形为对称的，特别优选轴对称地成形，其中，最小材料厚度的区域在此位于对称轴上，也就是说对称轴伸延通过最小材料厚度的区域的中间。

优选地，当翻转或弯曲成弯曲或折叠形式时，构件在至少一个方向上保持打开。因此，该构件并不是在所有方向上都是封闭的，优选在至少两个方向上是打开的。也就是说，还在弯曲或折叠的形式中，构件优选形成不封闭、而是打开的形式。

优选地在此，在弯曲或翻转成弯曲或折叠形式时，构件在与弯曲部位相对而置的方向上保持打开。然而，优选地，构件在此还具有不与弯曲部位相对而置的另外的开口。这并不排除构件在弯曲部位的侧面上也包含开口。

在一个优选的方法步骤中，当构件翻转或弯曲成弯曲或折叠形式时，产生一个开口宽度，该开口宽度比构件的平行于开口的最大内部宽度更短。开口宽度在此理解为在开口所处的平面中的构件的彼此相对而置的侧面的距离。例如，在构件的端部处，即在开口开始的地方，从一个边缘到相对而置的边缘测量距离。最大内部宽度在此平行于构件的开口宽度确定，但是不在开口的平面中，而是在构件的最大扩展部、优选最大内部扩展部的高度上。在圆形或椭圆形的构件中，此最大内部宽度例如相应于直径或两倍的大的半轴。在此重要的是，开口宽度和最大内部宽度彼此平行地位于构件中，使得能够比较。

优选地，当构件翻转或弯曲成弯曲或折叠的形式时，如此地翻转或弯曲构件，使得在构件的一侧上产生下陷(Hinterschnitt，有时称为底切)，优选地为至少7°的下陷，特别优选地在此在构件的现在彼此相对而置的侧面上各自产生下陷，优选地为至少7°的下陷。在此，下陷是构件的从最大内部宽度的边缘、即最大内部宽度的平面的线出发以弯曲又朝向相反的侧面倾斜的区域，即平行于最大内部宽度的平面的平面的宽度随着距其的距离的增大而减小。这意味着，在最大内部宽度的平面之后，构件优选通过先前存在的弯曲部或拱形部来弯曲，其中，在下陷的区域中相对而置的侧面之间的距离减小。从最大内部宽度的平面出发引导直至开口的下陷在此优选是弯曲的或直的并且朝向构件的相对而置的侧面倾斜，使得开口宽度短于最大内部宽度。因此，构件从内部宽度的平面出发在开口的方向再次变细并且在此优选地，在观察整个弯曲的或折叠的形式时具有Ω形状。

如果现在观察穿过通过优选方法步骤制造的构件的截面，该截面不仅包含最大内部宽度的扩展部，还垂直于内部宽度的平面和开口的平面，则可以确定下陷的角度。在此，如果在构件的一侧上的截平面中延长直线通过构件的端点(即构件的开口处的边缘或其与截平面的交点)，并且延伸该直线到最大内部宽度的端点(即构件的内壁处的点，该点是最大内部宽度的一部分并且最靠近开口的先前确定的端点)，则获得角度的边。在此，该角度本身由刚刚描述的直线和构件内壁上的内部宽度的端点处的切线构成。因此，角度的顶点位于内部宽度的端点上，即在构件的内壁处的点，从该点出发可以测量最大内部宽度。在此，刚刚描述的该角度优选至少为7°，然而优选更大。

优选地，构件的张开的或翻开的形式以注塑方法制造。在此，在注塑方法中用合适的热塑性塑料或合适的热塑性颗粒材料填充模具。因此，该构件优选由塑料，特别优选由热塑性塑料成形。在注塑方法中，在注塑热塑性塑料时，特别是通过根据优选方法制造的构件的较厚的最小材料厚度得到大的优点，因为该热塑性塑料明显较少地结块(verklumpen)或在模具中不会像在经典的薄膜铰链中那样出现狭窄部。

在优选的方法中，构件仅由一种材料和/或单一的层成形。因此，与多层的形式或使用多种材料相反，可明显更简单地操作构件并且更简单地制造。在此，材料本身不必是均匀的，但它不是由多层形成，和/或不将膜zai 上面或下面施加到材料上。同样，在构件的中间不设置增强层或填充层。

优选地，在制造后，以张开或翻开的形式包装和运输构件，并且后来或之后才进行将构件折弯、弯曲或翻转成弯曲或折叠的形式。在此，在制造和折弯、弯曲或翻转构件之间可以存在多个步骤，例如构件的运输、包装、存储或堆叠。在此，构件可以以张开或翻开的形式非常有效地包装，并且尽管如此，由于在弯曲部位的区域中的大的材料厚度而具有高的稳定性和在弯曲部位的区域中受到损坏的小的可能性。

同样地，本发明的主题是一种根据本方法构造的构件，尤其是弯曲的、拱形的或部分弯曲的构件，特别是机动车的车轮罩壳。在此，所述构件具有弯曲部位并且在该弯曲部位的区域中具有构件的材料厚度，该材料厚度与邻近区域的材料厚度相比更小地构造。在此，在弯曲部位的区域中的最小材料厚度根据本发明比邻近区域的材料厚度小40%至60%、优选45%至55%、尤其约50%。

优选地，弯曲部位的区域具有这样的宽度，该宽度是如邻近区域的材料厚度的两倍至三十倍、优选五倍至二十倍、特别优选十倍至十二倍那样厚。

优选地，构件具有恒定材料厚度的区域，该区域优选地布置在弯曲部位的区域的中部。特别优选地，在恒定材料厚度的区域中的材料厚度是最小材料厚度。

在一个优选的实施方式中，构件以弯曲或折叠的形式在至少一个方向上、优选在与弯曲部位相对而置的侧上具有开口。此外，构件优选以弯曲或折叠的形式具有优选至少7°的下陷。

附图说明

下面借助附图更详细阐述借助于本方法制造的构件的优选的实施例。在纯示意性的图示中：

图1示出了张开或翻开和弯曲或折叠形式的构件，

图2示出了根据截面线A-A或A1-A1的穿过构件的剖面图，

图3示出了穿过弯曲或折叠的形式的构件的剖面图。

参考符号列表

100张开或翻开形式的构件

110弯曲或折叠形式的构件

10 弯曲部位

11 开口宽度

12 最大内部宽度

13 下陷

14 最大内部宽度的内边缘

15 开口的边缘

16 在最大内部宽度的内边缘处的切线

17 下陷的角度

20 弯曲部位的区域

21 邻近区域

22 材料厚度

22a 最小材料厚度

22b 邻近区域的材料厚度

23 弯曲部位的区域的宽度

24 恒定材料厚度的区域

25 弯曲部位的区域的曲率半径。

具体实施方式

在图1中示意性地示出了张开或翻开形式100的构件以及弯曲或折叠形式110的构件。在此，该构件的弯曲部位10位于构件的一半长度上、位于构件的中部。在弯曲或折叠的形式110中，开口宽度11从开口的一个边缘15指引到开口的相对而置的边缘15。弯曲或折叠形式110的构件的最大的内部宽度12在弯曲或折叠形式110的构件的最大直径的部位处连接最大的内部宽度的两个内边缘14。图的箭头示出了构件从其张开或翻开形式100到其弯曲或折叠形式110的翻转或弯曲。在弯曲或折叠的形式中，开口宽度11的开口位于弯曲部位10的相对而置的侧上。

图2示出根据来自图1的张开或翻开的形式100的构件的截面线A-A或根据来自图1的弯曲或折叠的形式110的构件的截面线A1-A1的截面。在轴对称的截面的中部，存在弯曲部位的区域20，其左右各自为邻近区域21。该构件具有材料厚度22，其在截面走向上变化。最小材料厚度22a位于弯曲部位的区域20的在弯曲部位的纵向方向上的中部，其中，在最小材料厚度22a的位置处，存在恒定材料厚度的区域24，其中材料厚度22不变化。邻近区域的材料厚度22b比弯曲部位区域中心的最小材料厚度22a更厚。从邻近区域的材料厚度22b到最小材料厚度22a的材料厚度过渡连续地伸延。在此，弯曲部位的区域在其上侧和其下侧上在弯曲的或折叠的形式110的构件中具有类似的曲率半径25。因此弯曲部位的区域20的上侧和下侧类似地强烈弯曲，其中曲率半径25在弯曲部位的区域上恒定。恒定材料厚度的区域24位于弯曲部位的区域20的中心、在最小材料厚度22a的部位处。在此，恒定的材料厚度的区域24是最小材料厚度22a厚度的一半宽。双曲率半径25是邻近区域的材料厚度22b的10倍。在此，最小材料厚度22a是邻近区域的材料厚度22b的一半。在邻近区域21之后，则材料厚度22还可以再次减小或增加，这取决于弯曲构件所需的。

在图3中示出了穿过弯曲或折叠形式的构件的截面。在此，最大内部宽度12的长度从最大内部宽度的内边缘14指引到最大内部宽度的内边缘14的相对而置的侧面。开口宽度11在相对而置的侧面上连接开口的两个边缘15。在最大内部宽度的内边缘14和开口的边缘15之间，构件的两侧的距离减小，由此开口宽度11比最大内部宽度12短。因此，在此区域中产生所谓的下陷。在此，通过最大的内部宽度的内边缘14和开口的边缘15的直线在各个侧面上与在最大的内部宽度的内边缘处的切线构成至少7°的角度。这个角度是下陷17的角度。

Claims (16)

1.一种用于制造构件、尤其是弯曲的或部分弯曲的构件、特别是机动车的车轮罩壳的方法，其中，所述构件以张开的或翻开的形式100制造并且在稍后的时间点带到弯曲的或折叠的形式110中，其中，所述构件具有弯曲部位10，并且在弯曲部位的区域20中，所述构件的材料厚度22与邻近的区域的材料厚度22b相比减小地或更小地设计，其特征在于，在弯曲部位的区域20中的最小材料厚度22a比邻近区域的材料厚度22b小40%至60%、优选45%至55%、尤其约50%地成形。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，弯曲部位的区域20的宽度在邻近的区域的材料厚度22b的两倍至三十倍、优选五倍至二十倍、特别优选十倍至十二倍的厚度上成形。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在弯曲部位的区域20中成形恒定材料厚度的区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，恒定材料厚度的区域以最小的材料厚度22a成形。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，当弯曲或折叠成弯曲或折叠的形式110时，所述构件在至少一个方向上打开地成形。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当弯曲或折叠成弯曲或折叠形式110时，所述构件在与弯曲部位10相对而置的方向上保持打开。

7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于，当所述构件弯曲或折叠成弯曲或折叠的形式110时，产生开口宽度11，所述开口宽度11比构件的平行于所述开口的最大内部宽度12更短。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，当所述构件弯曲或折叠成弯曲或折叠的形式110时，所述构件现在具有至少7°的下陷13。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述构件的张开的或翻开的形式100以注塑方法来制造。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述构件仅由一种材料和/或单一的层成形。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在制造后，以张开或翻开的形式或状态100来包装和运输所述构件，并且在安装之前才进行将所述构件弯曲或折叠成所述弯曲或折叠的形式110。

12.一种构件，尤其是弯曲的或部分弯曲的构件，特别是机动车的车轮罩壳，其中，所述构件具有弯曲部位10并且在弯曲部位的区域20中，构件的材料厚度22与邻近的区域的材料厚度22b相比更小，其特征在于，在弯曲部位的区域20中的最小材料厚度22a具有比邻近的区域的材料厚度22b小40%至60%、优选45%至55%、尤其约50%的材料厚度22。

13.根据权利要求12所述的构件，其特征在于，弯曲部位的区域20的宽度具有邻近的区域的材料厚度22b的两倍至三十倍、优选五倍至二十倍、特别优选十倍至十二倍的厚度。

14. 根据权利要求12或13所述的构件，其特征在于，所述构件具有恒定材料厚度的区域，所述区域优选具有最小材料厚度22 a。

15.根据权利要求12至14所述的构件，其特征在于，所述构件在弯曲或折叠的形式110中在至少一个方向上、优选在与弯曲部位10相对而置的方向上具有开口。

16.根据权利要求12至15所述的构件，其特征在于，所述构件在弯曲的或折叠的形式110中具有优选至少7°的下陷13。

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