CN119487222A - 用于制造用于机动车的加压硬化的门环和至少一个另外的加压硬化的构件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造用于机动车的加压硬化的门环(210)和至少一个另外的加压硬化的构件(220)的方法，包括：‑提供成型坯料，该成型坯料具有带有门开口切口的第一区域和第二区域，从所述第一区域中成型门环(210)，从所述第二区域中成型另外的构件(220)，其中，第二区域布置在门开口切口内；‑加热成型坯料；‑将经加热的成型坯料放入到加压硬化工具中，并且实施加压硬化过程，在该加压硬化过程中不仅门环(210)而且另外的构件(220)改型成分别设置的最终几何形状并硬化，其中，在加压硬化工具中还实施切断门环(210)和另外的构件(220)的分离切割。

Description

用于制造用于机动车的加压硬化的门环和至少一个另外的加 压硬化的构件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造用于机动车的加压硬化的(有时称为冲压硬化的或模压淬火的)门环(Türring)和至少一个另外的加压硬化的构件的方法。

背景技术

在所谓的加压硬化中，将适合于加压硬化的钢板材材料加热到奥氏体化温度，并且在经冷却的工具(加压硬化工具(有时称为加压硬化模具))中成型(geformt)和同时冷却，其中，由于马氏体硬化效应而出现硬度或者强度提高(典型地硬度和强度相关)。加压硬化本身从现有技术中是已知的，为此接下来参考相应的专利和技术文献。

所谓的门环(Door-Ring)是侧壁车身构件，其完全包围至少一个门开口，即前门开口和/或后门开口。这样的门环可以由多个板材成型件组装而成。此外，这样的门环也可以作为一件式板材成型件制造，这伴随着许多优点，如例如取消对公差敏感的接合工序、减少生产时间、减轻重量(通过省去接合法兰)和改善尺寸稳定性(Maβhaltigkeit)。

DE 112017003027 T5描述了一种用于生产门环的方法，该门环包括围绕至少一个门开口的多个柱和梁。该方法首先包括提供门环坯件，该门环坯件限定至少一个门开口区段。门环坯件此外包括至少一个加强区段，该加强区段延伸通过所述至少一个门开口区段。该方法通过加热门环坯件并将被加热的门环坯件布置在冲制模具中来继续。接着该方法通过在模具中热冲制门环坯件以构造门环和所述至少一个加强部来继续。在热冲制步骤期间，所述至少一个加强部处于门环坯件的柱和梁区段之间的自由空间中。在热冲制步骤之后，该方法通过将经冲制的门环和加强部从冲制模具中移除并将所构造的构件转移到分开的站点以用于例如通过激光或切割从门环中移除所述至少一个加强部来继续。在移除所述至少一个经冲制的加强部之后，该方法通过将所述至少一个加强部在门环处安设在期望的部位处来继续。

因此，在从DE 112017003027 T5中预先已知的方法中，在否则应作为板材废料清理的门切口(有时称为门落料或门切除部)的区域中共同成型加强件。如在DE 112017003027T5中所解释的那样，这伴随着许多优点。此外，但也改善或者提高材料利用率。

发明内容

从前面解释的现有技术出发，本发明的任务是给出一种改善的且尤其是在经济观点下优化的用于制造加压硬化的门环和至少一个另外的加压硬化的构件的方法。

该任务通过专利权利要求1的根据本发明的方法来解决。本发明的有利的改进方案和设计方案由从属专利权利要求、下文的本发明描述(这明确还包括示例性且可选地描述的特征在内)以及图中得出。

根据本发明的用于制造(即用于共同制造)用于机动车的加压硬化的门环和用于机动车的至少一个另外的加压硬化的构件的方法至少包括以下步骤：

-提供成型坯料(Formplatine，有时称为成型板坯)，该成型坯料具有带有门开口切口(有时称为门开口落料或门开口切除部)的第一区域和第二区域，从所述第一区域中成型门环，从所述第二区域中成型(至少一个)另外的构件，其中，第二区域布置在门开口切口内；

-加热成型坯料；

-将经加热的成型坯料放入到加压硬化工具中，并且实施加压硬化过程，在该加压硬化过程中不仅门环而且所述(至少一个)另外的构件改型(umformen，有时称为形变或成形)成其分别设置的最终几何形状(从而此后不再进行另外的改型)并还硬化或者加压硬化，其中，在加压硬化工具中还实施或者引入切断门环和另外的构件的分离切割。

如此制造的门环和几乎同时制造的另外的构件(其接下来是指至少一个另外的构件)可以作为单独的构件从加压硬化工具中取出，并且立即彼此独立地被进一步处理。因此，不再需要特意设置成用于分离构件的站点。由此减少生产时间并降低设备成本。此外，但也产生能量节省。因此，根据本发明的方法特别经济并此外具有许多另外的优点。

根据本发明，门环和另外的构件几乎同时由同一坯料(成型坯料；见下文)制造。门环是一件式的(即以单个件制造的)加压硬化的板材成型件，该板材成型件具有至少一个被完全包围或者环绕闭合的门开口，该门开口尤其是前门开口。门环也可以具有两个被完全包围或者环绕闭合的门开口(前门开口和后门开口)(Double-Door-Ring(双门环))。另外的构件同样是一件式的加压硬化的板材成型件，该板材成型件尤其是车身或行驶机构构件(Fahrwerksbauteil，有时称为底盘构件)。但另外的构件也可以是用于门环的补充构件。

坯料是所谓的成型坯料，该成型坯料一件式地构造，并且具有由待制造的构件或者板材成型件确定的周线几何形状(Umrissgeometrie，有时称为轮廓几何形状)(见下文)。成型坯料由适合于加压硬化的钢板材材料(例如22MnB5或CR1500)形成，该钢板材材料也可以具有氧化皮和/或腐蚀防护覆层(例如AlSi或Zn覆层)。成型坯料优选平坦地构造。成型坯料优选整体式(monolithisch，有时称为单块地)(即在没有接合部位的情况下由单个板材件组成)构造，并且尤其是还具有均匀或者统一的板材品质和板材厚度。(板材品质尤其是指钢板材材料的机械特性，如例如强度和应变特性值)。因此，门环和另外的构件尤其不仅是一件式而且是整体式板材成型件。因此，在本发明中不出现伴随着经焊接的坯料(定制焊接坯料(TailoredWeldedBlanks，有时称为裁焊坯料)或者TWB)的缺点。

成型坯料也可以部分区域地具有不同的板材厚度，使得由此制造的门环和/或由此制造的另外的构件可以具有带有不同的板材厚度的相应区域，由此可以一方面实现特别有利地匹配于局部不同的强度和/或碰撞要求，并且另一方面实现重量优化。这样的成型坯料可以通过所谓的柔性轧制来形成。柔性轧制和经柔性轧制的板材材料从现有技术中是已知的，对此例如参考DE 102012110972B3(以及参考其中另外提及的现有技术)。通过柔性轧制产生的坯料或者成型坯料也可以称为定制轧制坯料(TRB)。

成型坯料具有第一区域，从该第一区域中成型或者产生门环，其中，该第一区域包括至少一个相应于门环的被完全包围的门开口的门开口切口。也就是说，该门开口切口设置成用于构造门环的被完全包围或者环绕闭合的门开口，并且因此同样完全包围或者自身闭合地构造。优选地，第一区域的周线几何形状(即门开口切口的外周线以及还有内周线)至少近似相应于待制造的门环的平坦展开部的周线几何形状。

成型坯料此外具有第二区域，从该第二区域中成型或者产生另外的构件，其中，该第二区域完全布置在(第一区域的)门开口切口内，或者处于该门开口切口内。优选地，第二区域的周线几何形状至少近似相应于待制造的另外的构件的平坦展开部的周线几何形状。

成型坯料的第一区域和第二区域相互连接。优选地，成型坯料具有多个连接第一区域和第二区域的连接接片或类似物，其中尤其地设置有至少三个、至少四个或至少五个连接接片。

优选地设置成，成型坯料在前面的制造或者生产步骤中通过从板材半成品(例如板材块或板材带)、尤其是经柔性轧制的板材半成品中切除来产生。切除可以通过机械切割例如在带有相应构造的工具的切割或模锻压力机中进行，或者借助于激光例如在激光切割站点中进行。

首先加热成型坯料，其是指加热到奥氏体化温度，这可以例如在炉中进行。接着将被加热的且还未变形的或者平坦的坯料放入到加压硬化工具中，在该处然后在加压硬化过程的范围内进行改型(热改型)和硬化。这种优选做法还称为直接加压硬化。然而，本发明也可以应用于间接加压硬化，在该间接加压硬化中，首先进行坯料的预先成型。优选地，如此实施根据本发明的方法，即，不仅门环而且另外的构件完全加压硬化，并且因此具有基本上马氏体组织。但也可以如此实施根据本发明的方法，即，使得通过(成型坯料)的局部不同的加热和/或通过加压硬化工具中的局部不同的冷却和/或通过其他措施来产生不同的材料组织或者组织成分，从而在已制造的门环和/或另外的构件中部分区域地出现不同的机械特性值(尤其是强度和应变特性值)。也可以如此实施根据本发明的方法，即，使得仅进行部分的或者片面的(partiell，有时称为局部的)加压硬化，尤其是带有如下目的，即，已制造的门环和/或另外的构件具有至少一个部分区域，该部分区域软地且易延展地构造(所谓的软区域)。尤其是设置成，这样的软区域中的强度或者硬度相应于成型坯料的钢板材材料的初始强度或硬度，即不进行硬化或加压硬化。例如，这可以通过在相关工具区域中加热加压硬化工具来实现。

根据本发明，在加压硬化工具中还进行分离切割，即执行分离操作，由此使门环和另外的构件相互分离并由此分开。分离切割可以包括多个分离部位、尤其是所有的连接接片(见上文)，其中，优选地如此切断连接接片，即，使得所述连接接片保留在门环或另外的构件处，并且然后可能还可以在稍后的轮廓裁切(Konturbeschnitt)中被切开。此外可以设置成，连接接片不仅在门环处而且在另外的构件处被切开或者切断，并且然后作为废料件经由落井(Fallschacht)或类似物从加压硬化工具中清理。优选地，在板材材料(钢板材材料)在所述至少一个分离部位处或者在所述多个分离部位处被完全冷却之前，或者只要板材材料(在所述至少一个分离部位处)还是热的并尤其还具有100℃至200℃的温度使得强度比在冷却状态下更低，实施分离切割。例如，这可以通过加热加压硬化工具局部地在所述至少一个分离部位或者所述分离接片的区域中不冷却或甚至(主动)加热来实现。

在门环和另外的构件改型完成之后，可以实施分离切割。但是，在门环和/或另外的构件改型完成或者完全成形之前，也可以实施分离切割，其尤其是指在改型过程期间、优选地在改型过程结束时实施分离切割，尤其是当实现了改型的超过90％且少于100％时，实施分离切割。这可以用来有针对性地影响另外的或者剩余的改型过程，其方式为，例如通过分离过程促进特定部位处的材料流动。那么优选地也设置成，在引入或者实施分离切割之后，至少将另外的构件固定在加压硬化工具中，以便在另外的改型中防止滑移。例如，这可以借助于弹簧力加载的压紧装置(例如以压模或类似物的形式)来实现。

此外优选地设置成，在加压硬化工具中还进行或者实施门环和/或另外的构件的轮廓裁切、尤其是外轮廓裁切，其中，也可以设置门环处的所述至少一个门开口的轮廓裁切(内轮廓裁切)。同样，还可以在加压硬化工具中进行开孔(以用于产生孔)。这尤其是以如下目标进行，即，在从加压硬化工具中取下之后在门环或者另外的构件处不再需要另外的切割操作。与前面的解释内容类似，在板材材料在切割线或者开孔线处完全冷却之前，或者只要板材材料(在切割线或者开孔线处)还是热的并尤其是还具有100℃至200℃的温度，可以进行轮廓裁切和/或开孔。这也可称为热裁切或者热开孔。

用于执行根据本发明的方法的加压硬化工具具有至少一个第一切割装置，利用该第一切割装置实施分离切割。加压硬化工具可选地可以具有第二切割装置，利用该第二切割装置实施轮廓裁切和/或开孔。加压硬化工具的切割装置可以分别包括至少一个常规切割刀以及所属切割模。优选地，加压硬化工具具有工具下部件和对此可相对运动的工具上部件，并且安装在压力机中。切割装置可以借助于气体压力弹簧取决于闭合行程地进行控制。

优选地设置成，在(钢板材材料)在加压硬化工具中改型时使所述一个分离部位或者所述多个分离部位(在其处进行分离切割)如此取向，即，使得钢板材材料在分离部位处垂直或基本上垂直(即例如90°+/-10°)于(加压硬化工具的)工具闭合方向取向，其是指钢板材材料在分离部位处的局部面取向。这尤其也适用如下情况，即，(成型坯料的)第一区域和第二区域之间的连接部、尤其是连接接片在改型中至少部分地共同改型。垂直取向能够实现没有滑块的第一切割装置的相对简单的结构，并且促进切割装置的长使用寿命以及最佳切割结果。

可选地，如在DE 112017003027T5中所描述的那样，门环和/或另外的构件可以通过至少一个加强元件局部地进行加强。这样的加强元件可以在加压硬化之前施加到成型坯料上亦或还可以在加压硬化之后施加到加压硬化的门环或者加压硬化的另外的构件上并材料配合地固定。这也被称为“修补”。

在本发明的范围内，不仅前面描述的而且下面解释的特征不仅可以在分别给出的特征组合中应用，而且可以在其他特征组合中或单独地应用。这也适用于图(见下文)中示出的特征。

附图说明

下面根据示意性的(不按照比例尺的)图更详细地解释本发明。图中示出的和/或下面解释的特征可以还独立于具体的特征组合是本发明的一般特征，并且相应地改进本发明。

图1示出了用于根据本发明制造加压硬化的门环和另外的加压硬化的构件的成型坯料。

图2示出了由图1的成型坯料制造的门环和另外的构件。

具体实施方式

由钢板材材料S构成的在图1中示出的平坦成型坯料100一件式且整体式构造，以及构造成带有均匀的板材厚度(例如1.7mm)和均匀的板材品质。成型坯料100具有第一区域110，从该第一区域中产生图2中示出的门环210。门环210是与碰撞有关的车身结构构件，其在安装状态下不可见。门环210具有被完全包围或者环绕闭合的前门开口215。成型坯料100的第一区域110具有相应于门环210处的前门开口215的(前部)门开口切口115，这借助于周边的点划线阐明。门开口切口115几乎完全由第一区域110围绕或者围住。成型坯料100此外具有用阴影线呈现的第二区域120，从该第二区域中产生图2中示出的另外的构件220。第二区域120布置在门开口切口115内，并且借助于多个连接接片130与第一区域110连接。成型坯料100具有与待制造的构件或者板材成型件210,220相匹配的周线几何形状。

为了制造构件210,220，被提供的成型坯料100首先被加热并且在加热状态下放入到加压硬化工具中。然后在加压硬化工具中实施加压硬化过程，在该加压硬化过程中，几乎同时(即典型地在一个加压冲程内)不仅门环210而且另外的构件220改型成其相应设置的最终几何形状并硬化或者加压硬化。由于两个构件210,220的相对位置，同时制造也可称为件在件内生产(Teil-in-Teil-Fertigung)。然后也还在加压硬化工具中实施分离切割，在该分离切割中，将连接接片130切断或切开，由此将门环210和另外的构件220分开或者分隔。

图2示出了在加压硬化之后在其工具位置中的加压硬化的门环210以及另外的加压硬化的构件220。(未呈现被切断或者切开的连接接片130)。不仅门环210而且另外的构件220一件式且整体式构造，并且具有与成型坯料100大约相同的板材厚度(例如1.7mm)。两个单独的构件210,220可以容易地从加压硬化工具中取下。这可以借助于抓取器进行，该抓取器分离地容纳两个构件210,220。也可以以上文解释的方式同时制造多个另外的构件，而不是仅仅一个另外的构件220。

门环210此外具有未被完全包围的后门开口217，其中，成型坯料100构造成带有相应的未被完全包围的(后部)门开口切口117。与前面解释内容类似，该门开口切口117同样可以用于制造至少一个另外的加压硬化的构件。后门开口217也可以被完全包围或者环绕闭合(Double-Door-Ring(双门环))。那么在这种情况下，可以不仅在相应的前部门开口切口中而且在相应的后部门开口切口中共同产生至少一个另外的构件220。

一件式且整体式构造的门环210还可以具有至少一个软区域W，在该软区域内，钢板材材料S软地且易延展地、至少比相邻区域中更软地且更易延展地构造。在示出的实施例中，软区域W处于B柱和门槛之间的过渡中，并且同时形成前门开口215和还有后门开口217的边界的部分区段，这伴随着许多优点。加压硬化的门环210可以具有另外的软区域。另外的构件220也可以具有至少一个这样的软区域。

参考标号列表

100成型坯料

110第一区域

115门开口切口

117门开口切口

120第二区域

130(多个)连接接片

210门环(第一构件)

215门开口

217门开口

220另外的构件(第二构件)

S钢板材材料

W软区域

Claims (8)

1.一种用于制造用于机动车的加压硬化的门环(210)和至少一个另外的加压硬化的构件(220)的方法，包括以下步骤：

-提供成型坯料(100)，所述成型坯料具有带有门开口切口(115)的第一区域(110)和第二区域(120)，从所述第一区域中成型门环(210)，从所述第二区域中成型所述另外的构件(220)，其中，所述第二区域(120)布置在所述门开口切口(115)内；

-加热所述成型坯料(100)；

-将经加热的成型坯料(100)放入到加压硬化工具中，并且实施加压硬化过程，在该加压硬化过程中不仅所述门环(210)而且所述另外的构件(220)改型成分别设置的最终几何形状并硬化，其中，还在所述加压硬化工具中实施切断所述门环(210)和所述另外的构件(220)的分离切割。

2.根据权利要求1所述的方法，

其特征在于，

在所述板材材料(S)冷却之前，实施所述分离切割。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

在所述门环(210)和/或所述另外的构件(220)改型完成之前，实施所述分离切割。

4.根据权利要求3所述的方法，

其特征在于，

在实施所述分离切割之后，将所述另外的构件(220)固定在所述加压硬化工具中。

5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

在所述加压硬化工具中还实施所述门环(210)和/或所述另外的构件(220)的轮廓裁切。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

所述成型坯料(100)具有均匀的板材品质和板材厚度。

7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

所述成型坯料(100)在前面步骤中通过从板材半成品中切除而产生。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，

其特征在于，

所制造的加压硬化的门环(210)具有至少一个软区域(W)。