[發明專利]制備局部加強的中空型材的方法

無效

• 申請號: 200880102561.5
• 申請日: 2008-07-29
• 公開（公告）號: CN101815591A
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 托馬斯·弗萊米希;約爾格·戈施呂特;洛塔爾·赫米希
• 申請（專利權）人: 蒂森克虜伯鋼鐵歐洲股份公司
• 主分類號: B21C37/08
• 分類號: B21C37/08;B21D5/01
• 代理公司: 北京天昊聯合知識產權代理有限公司 11112
• 代理人: 丁業平;張天舒

本發明涉及一種由金屬、特別是由鋼或鋼合金來制備局部加強的中空型材的方法。

局部加強的中空型材尤其應用于機動車輛的車身結構中，但是也應用于其他技術領域中，以便能夠在實現重量最輕的同時達到一定的強度。這種中空型材(特別是管)可被制成所謂的“特制管”的形式，其包含焊接在一起的、不同壁厚的管和/或不同材料制成的管。這樣，如此制成的部件在壁厚較大的部位能夠(例如)吸收和傳遞更大的力。另一方面，在允許部件的剛度相對較小的區域內，使壁厚減小到所要求的最小尺寸，由此使部件的重量保持較低。

這些組合管的問題是制造成本相對較高。特別是在需要許多加強區域的情況下，結果必須將許多管沿管端焊接在一起。當然，由特制坯件制得的其他形狀的中空型材也是如此。

為了簡化該過程，從德國專利申請DE?102?21?880?A1中已知，使整體或部分包圍管的加強構件滑到需要被加強的管上，然后通過內高壓法成型，使得局部加強構件與管形成形鎖合連接。然而，考慮到所需的設備和工具的資本成本，內高壓成型法的費用昂貴，因此制備局部加強管件的成本相對較高。同樣，還從現有技術DE?198?19?484?A1已知，在成型過程之前，使坯件具有布置在其上的加強物，并且在該坯件被深沖壓成為U形型材的時候，將該加強物設置在該坯件上。最后，從DE?197?37?969?A1已知，在制備局部加強的半成品的過程中，使加強構件通過牢固接合而連接到該尚未成型的半成品。一方面，在所述加強構件和所述尚未成型的半成品之間形成牢固接合需要大量的工作，另一方面，當隨后半成品成型時，會導致在其中產生應力。

以上述情況作為出發點，本發明的目的是提出一種簡單且便宜地、由金屬來制備局部加強的中空型材的方法。

根據本發明的第一教導，借助于下面的事實實現了如上所述的目的，所述事實為：通過采用卷曲技術(Einroll-Technik)或者UO成型法，使坯件上布置有多個金屬加強構件的坯件成型為中空型材，在成型之后，布置在坯件上的加強構件處于這樣的狀態：它們通過形鎖合而連接到成型的坯件，優選的是，僅僅通過形鎖合而實現連接。

令人驚訝的是，已經發現，即使是采用卷曲技術或者UO成型法，也能夠使布置在坯件上的加強構件與坯件一起成型，同時在加強構件和坯件之間實現形鎖合。當將多個或許多加強構件設置在中空構件上時，本發明方法的優點變得尤為明顯，這是因為這些加強構件通過形鎖合而同時連接到成型的坯件。在UO成型中，扁平坯件與布置在該坯件上的加強構件一起形成預成型件，并且在模具中形成封閉的中空型材，然后進行焊接。預成型件的橫截面可以(例如)是V形或者是U形。但是，預成型件還可以具有不同的橫截面形狀。當采用卷曲技術時，將坯件與布置在坯件上的加強構件一起放置在模具中，該模具使得其上布置有加強構件的扁平坯件成型為中空型材。此時，如果使用型芯，則坯件在型芯和模具之間的狹縫區域中滑行，直到坯件的邊緣位于與待焊接的另一端彼此相對為止。如果加強構件位于內側上，則可以使用型芯來實施卷曲技術，這意味著型芯使得加強構件與坯件壓印連接。如果加強構件位于外側上，原則上也可以不使用型芯來實施卷曲技術。因此，通過采用根據本發明的方法，可以在制備局部加強的中空型材時使用已有的設備，這意味著資本成本較低。此外，根據本發明的方法的特征在于循環時間較短，這也有助于使該方法高度經濟。最后，在采用UO成型法和卷曲技術的過程中，材料上的應力特別低，這意味著在制得的中空型材上還可以進行進一步的成型操作。

在本發明的第一實施方案中，與局部加強的中空型材的預期目的達到了良好的匹配，因為加強構件具有與應力匹配的壁厚。不同的壁厚能夠允許中空型材的不同區域承受更多和/或更少的重壓。通過選擇不同的加強構件并將其布置在坯件上，本發明的方法可以在無需大的花費的條件下針對要產生的應力來合適地設計局部加強的中空型材，并且該局部加強的中空型材還可容易地具有許多加強區域。

除了具有不同的壁厚之外，加強構件還可以由與應力匹配的材料所構成。例如，可以使用不同的鋼合金。該實施方案的優點在于下列事實：因為加強構件通過形鎖合而連接到成型的坯件，所以還可以使用不可焊接的材料。

采用根據本發明的方法，通過將加強構件布置在中空型材的內側上和/或外側上，還可以對預期目的所暗含的應力做出響應。如上所述，當采用卷曲技術或者實施UO成型時，加強構件布置在內側上需要使用內部型芯，從而使加勁構件與形成中空型材的坯件壓印連接。

在根據本發明方法的改進的第二實施方案中，通過縱向焊縫將成型坯件的相對邊緣焊接在一起，可以提供封閉的中空型材。