[发明专利]用于制造机动车用管形结构件的方法以及结构件

说明书

技术领域

本发明一方面涉及一种用于制造机动车用管形结构件的方法。 

另一方面本发明针对用于机动车、特别是轿车的管形的结构件。 

背景技术

在EP 1172281A1中描述了一种用于制造轿车用A柱的方法，在该方法中，首先从钢卷材料中分割出板坯并且接着将该板坯按照多级方式弯曲成沿其纵向延伸呈弧形的基本结构，同时围绕其纵轴线形成双边的纵向法兰。此后，该基本结构通过液压内高压被置于最终形状。此时，将纵向法兰的各边沿着平行的取向接合并且最终经由基本结构与覆板连接。 

沿着纵向方向较强弯曲的基本结构件却不可以用上述方法制造。 

在DE 2452486A1、DE 102005028010B3以及DE 2603618A1中描述了用于热成型和加压淬火金属板材的方法。 

发明内容

从现有技术出发，本发明的目的在于，创建一种用于制造机动车用管形结构件的方法以及一种结构件，其中，能够实现结构件的横截面减小，而仍然可以达到提高其刚性的效果。 

就该目的的方法部分而言，它通过在权利要求1、3、4或5中给出的特征来达到。 

权利要求2和6－12的主题内容形成该方法的有利的发展设计。 

按照不同的方法变型方案，现在按有利的方式能够这样制造出机动车车身的A柱和B柱，使得在重要相关的横截面优化的情况下在小 重量和高能量吸收特性的同时不仅实现了视角改善而且实现了较高的刚性。此外，通过按照本发明的方法变型方案能够制造出用于机动车的门槛、车顶框架、横梁、端壁以及纵梁。 

在这里按照本方法的一种有利的变型方案，可以使裁剪好的金属板坯首先U形地预成形以及接着管形地继续变形。管体的侧面的纵向区域可以法兰形地彼此重叠定位并且在最后的最终成形过程中在内高压成型时紧密地压紧在一起。但是也可以设想各纵向区域直线形的接触。通过在模具之一中或者在一个单独的保持工具中加热板坯或预成形的半成品来实施为了硬化目的的调质处理。 

在对裁剪好的板坯进行U形成型或深冲之后，可以进行纵向区域的纵向棱边的修边，如果这例如在深冲时由几何特点决定是必需的话。 

此后，对U形半成品的端部区段进行至少一次单级的管形弯曲。有利地，这可以通过对应止挡在内部以至少一个芯轴的形式实现。特别有利地，为了达到沿管体纵向方向小的弯曲，而采用分段的或者说分节相连在一起的芯轴，例如插入式芯轴，或者是两个分开的、从管体的两端部区段可置入的芯轴。在此可以与其对应地设计至少一个芯轴段，该芯轴段是要支撑构件最大弯曲的区域。 

作为材料，采用的是高强度的硼合金钢，例如AlSi-或有锌镀层的热成形钢，或者是BTR 165。BTR 165的成分和特性在DE 10348086A1中有介绍。 

对于在各方法步骤过程中的加热来说，就是使得变形加工步骤之前的这种加热能实现较低的挤压力或较高的变形度。通过直接在骤冷之前大于（>）AC3的构件温度，可以制成完全硬化的构件。较大的变形度、特别是较小的弯曲半径，尤其是相对只采用内高压成型而言是有重要意义的。 

当要在内高压成型之前硬化或者只进行最后的调质时，可以按照铁－碳曲线（相图）来加热到高于（>）AC3。当要进行后来的调质时，可以在U形或管形成型之前也加热到小于AC3。如所述的那样，可以直接在内高压成型之前、在内高压工具或也在后置的固定的加热装置 中实施加热或保温。此外可设想通过随同运动的加热装置在后置的转移中进行加热或保温。可以以感应的、电阻的、电容的、传导的方式或者通过红外辐射进行所述加热。 

在分开专设的保持工具中或者也在内高压工具中的冷却可以通过喷淋、吹风或浸浴来进行。这特别是在内高压成型期间在受冷却的模具中或者在另外的保持工具中实现。 

再者，在本发明的范围内重要的是，在内高压成型期间封住（Zuhalten）管体时优选可以这样进行加工，即，使得限定管体纵缝的直线形接触区域彼此压靠，以便因此能够通过相应高的表面压力承受内高压。 

此外，在本发明方法的范围内可能有利的是，在内高压成型时通过在内高压工具的成形腔中与冷却剂接触而使结构件得以硬化。为此，例如通过入流通道将冷却剂导入成形腔中。在此重要的是，冷却剂的聚集态（Aggregatzustand，物态）是可调节的，其中，特别是压力为直至25MPa的冷却剂被置入、特别是注射到成形腔中。由此可达到：通过冷却剂从结构件带走足够大的热量。 

在这里另一种变型方案是，采用压力高于其蒸汽压力的冷却剂。