用于制造機動車用管形結構件的方法以及結構件技術

本發明專利技術涉及用于制造機動車用管形結構件的方法以及結構件。在用于制造機動車用管形結構件（1）的方法中，可以首先對金屬的板坯（5）進行輪廓構造，以及然后使其在至少一個變形加工步驟中成形為管體（9）。接著，將管體（9）借助內高壓在自由的接觸區域彼此緊靠的情況下最終成形為結構件（1）。此后對結構件（1）至少部分地加熱以及然后在可施加有冷卻劑的保持工具（14）中進行驟冷。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術一方面涉及一種用于制造機動車用管形結構件的方法。另一方面本專利技術針對用于機動車、特別是轎車的管形的結構件。
技術介紹
在EP 1172281A1中描述了一種用于制造轎車用A柱的方法，在該方法中，首先從鋼卷材料中分割出板坯并且接著將該板坯按照多級方式彎曲成沿其縱向延伸呈弧形的基本結構，同時圍繞其縱軸線形成雙邊的縱向法蘭。此后，該基本結構通過液壓內高壓被置于最終形狀。此時，將縱向法蘭的各邊沿著平行的取向接合并且最終經由基本結構與覆板連接。·沿著縱向方向較強彎曲的基本結構件卻不可以用上述方法制造。在DE2452486AUDE 102005028010B3 以及DE 2603618A1 中描述了用于熱成型和加壓淬火金屬板材的方法。
技術實現思路
從現有技術出發，本專利技術的目的在于，創建一種用于制造機動車用管形結構件的方法以及一種結構件，其中，能夠實現結構件的橫截面減小，而仍然可以達到提高其剛性的效果。就該目的的方法部分而言，它通過在權利要求1、3、4或5中給出的特征來達到。權利要求2和6 — 12的主題內容形成該方法的有利的發展設計。按照不同的方法變型方案，現在按有利的方式能夠這樣制造出機動車車身的A柱和B柱，使得在重要相關的橫截面優化的情況下在小重量和高能量吸收特性的同時不僅實現了視角改善而且實現了較高的剛性。此外，通過按照本專利技術的方法變型方案能夠制造出用于機動車的門檻、車頂框架、橫梁、端壁以及縱梁。在這里按照本方法的一種有利的變型方案，可以使裁剪好的金屬板坯首先U形地預成形以及接著管形地繼續變形。管體的側面的縱向區域可以法蘭形地彼此重疊定位并且在最后的最終成形過程中在內高壓成型時緊密地壓緊在一起。但是也可以設想各縱向區域直線形的接觸。通過在模具之一中或者在一個單獨的保持工具中加熱板坯或預成形的半成品來實施為了硬化目的的調質處理。在對裁剪好的板坯進行U形成型或深沖之后，可以進行縱向區域的縱向棱邊的修邊，如果這例如在深沖時由幾何特點決定是必需的話。此后，對U形半成品的端部區段進行至少一次單級的管形彎曲。有利地，這可以通過對應止擋在內部以至少一個芯軸的形式實現。特別有利地，為了達到沿管體縱向方向小的彎曲，而采用分段的或者說分節相連在一起的芯軸，例如插入式芯軸，或者是兩個分開的、從管體的兩端部區段可置入的芯軸。在此可以與其對應地設計至少一個芯軸段，該芯軸段是要支撐構件最大彎曲的區域。作為材料，采用的是高強度的硼合金鋼，例如AlSi-或有鋅鍍層的熱成形鋼，或者是BTR 165。BTR 165的成分和特性在DE 10348086A1中有介紹。對于在各方法步驟過程中的加熱來說，就是使得變形加工步驟之前的這種加熱能實現較低的擠壓力或較高的變形度。通過直接在驟冷之前大于(>)AC3的構件溫度，可以制成完全硬化的構件。較大的變形度、特別是較小的彎曲半徑，尤其是相對只采用內高壓成型而言是有重要意義的。當要在內高壓成型之前硬化或者只進行最后的調質時，可以按照鐵一碳曲線(相圖)來加熱到高于(>)AC3。當要進行后來的調質時，可以在U形或管形成型之前也加熱到小于AC3。如所述的那樣，可以直接在內高壓成型之前、在內高壓工具或也在后置的固定的加熱裝置中實施加熱或保溫。此外可設想通過隨同運動的加熱裝置在后置的轉移中進行加熱或保溫。可以以感應的、電阻的、電容的、傳導的方式或者通過紅外輻射進行所述加熱。 在分開專設的保持工具中或者也在內高壓工具中的冷卻可以通過噴淋、吹風或浸浴來進行。這特別是在內高壓成型期間在受冷卻的模具中或者在另外的保持工具中實現。再者，在本專利技術的范圍內重要的是，在內高壓成型期間封住(Zuhalten)管體時優選可以這樣進行加工，即，使得限定管體縱縫的直線形接觸區域彼此壓靠，以便因此能夠通過相應高的表面壓力承受內高壓。此外，在本專利技術方法的范圍內可能有利的是，在內高壓成型時通過在內高壓工具的成形腔中與冷卻劑接觸而使結構件得以硬化。為此，例如通過入流通道將冷卻劑導入成形腔中。在此重要的是，冷卻劑的聚集態(Aggregatzustand,物態)是可調節的，其中，特別是壓力為直至25MPa的冷卻劑被置入、特別是注射到成形腔中。由此可達到通過冷卻劑從結構件帶走足夠大的熱量。在這里另一種變型方案是，采用壓力高于其蒸汽壓力的冷卻劑。結構件的各端部區段可以優選配有至少大致圓形的橫截面。這一點可經由已述及的芯軸予以實現。在用于制造轎車用A柱的優選應用中，特別有利的是在周邊側被修邊的板坯首先得到U形的橫截面，該橫截面具有凸形和凹形彎曲的周邊區域以及縱向側的法蘭，接著將該U形的橫截面在法蘭面狀接觸的情況下成型為沿縱向方向彎曲的管體，該管體具有在彎曲部內側上的側面的接板(板條)。在這里，管體的各端部區段優選得到不同大小的大致圓形的橫截面。優選地，較小橫截面的端部區段與管體其余的長度區域相比，得到沿管體縱向方向較小的曲率半徑。上述目的的物的主題部分的解決方案在權利要求13的特征中提到。有利的發展設計是權利要求14至17的組成部分。轎車用A柱形式的結構件包括沿縱向方向彎曲的管體，該管體在彎曲部的內側上設有橫向伸出的接板(板條)，該接板由彼此貼靠的法蘭組成，其中，管體的一個端部區段比其余的長度區域更強地彎曲。在本專利技術的一個方面中，兩個端部區段都配有至少大致圓形的橫截面并且在各端部區段之間的長度區域具有一種多重凸形和凹形彎曲的橫截面。按一種簡單的變型方案，該凸形和/或凹形彎曲的橫截面在整個構件長度上延伸。在這里，管體的沿縱向方向更強地彎曲的端部區段與另一端部區段相比可以配有更小的橫截面。此外可能有利的是,更強地彎曲的端部區段具有200mm與400mm之間、優選300mm的曲率半徑。與具有更強曲率半徑的端部區段相接的長度區域的曲率半徑可以為1500mm與3000mm之間，優選為約2000mm。附圖說明下面借助在附圖中示出的實施例詳細地描述本專利技術。在附圖中圖I示出在制造結構件時的流程情況的示意圖；圖2示出U形成型的板坯的橫截面圖； 圖3示出成型為管體的板坯的橫截面圖；圖4示出通過內高壓成型而形成的結構件的橫截面圖；圖5示出圖4的結構件的側視圖；和圖6示出圖4和5的結構件的透視圖。具體實施例方式下面借助圖I至6描述用于機動車車身的、A柱形式的結構件I的制造以及該結構件I的幾何特點。首先，按照圖1，從料卷3中抽出金屬帶2并且將金屬帶導入沖壓(沖裁)裝置4。在該沖壓裝置中，由金屬帶2分割出對于繼續加工正確地裁剪的板坯5。接著，將每個板坯5在第一變形加工步驟中在相應設計的壓力機6中U形地預成形。由圖2可看出，預成形的板坯7的U形形狀的確切的橫截面，包括縱向側的自由的接觸區域10。該預成形的板坯7然后在下游的一個另外的壓力機8中被成型為管體9 (也參見圖3)。該管體9在很大程度上具有A柱的輪廓，其中，管體9的縱向側的自由的各接觸區域10在彼此貼靠的法蘭11處構成。按照圖3，接著在內高壓工具12中使管體9最終成形為結構件I (A柱)并且在這里進行校準。法蘭11在這里被彼此緊密地壓靠(圖4至6)。在一個后置的固定式的加熱裝置13中對結構件I進行加熱。這可以以感應的、電阻的、電容的、傳導的方式或者通過紅外輻射實現。接著，對經加熱的結構件I在保持工具1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于制造機動車用管形結構件（1）的方法，在該方法中，首先對金屬的板坯（5）在周邊側進行修邊，以及然后使該板坯在至少一個變形加工步驟中成形為管體（9），該管體具有彼此對置的邊緣側的接觸區域（10）；此后借助內高壓將管體（9）在接觸區域（10）彼此緊靠的情況下最終成形為結構件（1）；接著對結構件（1）至少部分地加熱以及然后在可施加有冷卻劑的保持工具（14）中進行驟冷。

【技術特征摘要】
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【專利技術屬性】
技術研發人員：H·德爾斯曼，H·J·克瑙普，R·G·戈梅，
申請(專利權)人：本特勒爾汽車技術有限公司，
類型：發明
國別省市：