專利名稱：帶一個(gè)帶狀設(shè)計(jì)的多板結(jié)構(gòu)成型件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及帶有一個(gè)帶狀設(shè)計(jì)的多板結(jié)構(gòu)成型件，根據(jù)權(quán)利求1的前序部分，特別涉及專用于機(jī)械設(shè)備或車體的雙板結(jié)構(gòu)，其成型件要經(jīng)歷一種成形工藝，如板材的深沖、折疊和沖壓成形工藝。
設(shè)計(jì)板狀結(jié)構(gòu)件除了十分便于應(yīng)用、成型操作預(yù)先設(shè)定、最高機(jī)械載荷的帶區(qū)確定厚度外，眾所周知，這種板狀結(jié)構(gòu)件適合于部分區(qū)域，如用于鉸鏈和減震器座、用于門和折板的固定部位、用于架或承載件的固定區(qū)，它們的厚度由成型件使用期間的最大預(yù)設(shè)載荷來確定，以避免不必要的材料投入，并達(dá)到減輕重量的目的。因此，也可能通過使用較薄的基板來減少這種板狀結(jié)構(gòu)件的初始厚度。板材較大厚度伴隨有較高的板材強(qiáng)度，特別是抗扭剛度、彎曲強(qiáng)度，也有較高的壓縮強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度。
在已知的特制坯體中，為達(dá)到這個(gè)目的，把不同厚度的板材片結(jié)合一起，如較薄的板材片放在較厚的板材片中間，以便隨后成型結(jié)合在一與起。由于材料厚度要與所使用機(jī)械設(shè)備中成型件的各個(gè)負(fù)載分布相適應(yīng)，定點(diǎn)使用這些特制坯體的地方是有限的，即成型件在不必加強(qiáng)的區(qū)帶仍然也被加強(qiáng)。因此，使用特制坯體時(shí)也限制了重量減少的地方。
DE4307563A1公開了具有部分雙板狀結(jié)構(gòu)的深沖或沖壓成型板狀結(jié)構(gòu)零件和這種零件的制造方法。這種板狀結(jié)構(gòu)零件是由一個(gè)母板和在母板上帶狀放置加強(qiáng)板組成的多層結(jié)構(gòu)。這種方式制造的板狀結(jié)構(gòu)零件，在連接部形成前加強(qiáng)板局部堅(jiān)固母板，在連接部形成后最終不能獨(dú)立地連接到母板上。所公開的板狀結(jié)構(gòu)零件也與所謂的多板狀結(jié)構(gòu)有關(guān)，其中第一加強(qiáng)板放在母板上，第二加強(qiáng)板以同樣預(yù)定區(qū)域的方式放在第一加強(qiáng)板上。也可能有許多第二加強(qiáng)板帶狀放在第一加強(qiáng)板上。這種多板結(jié)構(gòu)同樣可以形成一個(gè)單元。由于具有多板狀結(jié)構(gòu)，可能使板狀結(jié)構(gòu)零件的厚度大幅度與成型件的負(fù)載分布相適應(yīng)，并把加強(qiáng)板空間延伸限制到最小程度，僅在絕對必要的地方正好加強(qiáng)它們。理論上，在這種情況下也有可能不同材料或不同質(zhì)地材料相互結(jié)合，如在相應(yīng)強(qiáng)度的帶區(qū)或在加強(qiáng)點(diǎn)區(qū)使用比母板強(qiáng)度高的加強(qiáng)板，按每種情況下的技術(shù)需要以及直觀效果和成本以獲得最佳結(jié)果。然而從方法方面來看，多板結(jié)構(gòu)的制造是復(fù)雜的，并且形成過程會有問題，因?yàn)橹辽儆腥龎K板，一塊放在另一個(gè)上，僅有局部緊固在另一塊上，必須組合在一起。
本發(fā)明的目的是提供如權(quán)利要求1的前序部分所述的具有帶狀設(shè)計(jì)的多板結(jié)構(gòu)成型件，成型件的厚度分布和強(qiáng)度分布足以承受如前述使用時(shí)存在的負(fù)載分布，并且降低了產(chǎn)品成本。
具有權(quán)利要求1特征部分特點(diǎn)的一般類型成型件可達(dá)到本目的。在承受較大負(fù)載的區(qū)域，特別是根據(jù)所使用成型件的預(yù)定負(fù)載和以強(qiáng)制聯(lián)鎖方式與另一個(gè)相連的情況下，加強(qiáng)板裝在基板上，以便呈現(xiàn)類似拼接氈層(拼接技術(shù))狀結(jié)構(gòu)。根據(jù)本發(fā)明，加強(qiáng)板的厚度、彎曲和薄片強(qiáng)度以及數(shù)量隨負(fù)載結(jié)構(gòu)的功能而變化。一定帶狀的功能差異越大，以強(qiáng)制聯(lián)鎖方式一個(gè)裝在另一個(gè)上的加強(qiáng)板的厚度結(jié)構(gòu)越小，變化越大?？v斷面在其示意圖中是同樣的邊緣彼此相對，基本上形成規(guī)則的結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)板形成多片狀。由于這種縱斷面和嚙合結(jié)構(gòu)，在邊緣帶上存在板的不同厚度或不同強(qiáng)度，所以產(chǎn)生從一個(gè)板到另一個(gè)板的有效板厚度或從一個(gè)強(qiáng)度值到另一個(gè)強(qiáng)度值的適當(dāng)傳遞，例如，在彎曲瞬間引起的成型件的彎曲應(yīng)力隨兩塊板和加強(qiáng)板多個(gè)嚙合帶區(qū)縱斷面結(jié)構(gòu)的厚度或強(qiáng)度功能以線性或非線性方式適當(dāng)改變。
本發(fā)明成型件可以適用于給定的負(fù)載結(jié)構(gòu)?；宓暮穸瓤梢詼p小，同樣這種負(fù)載結(jié)構(gòu)的功能也可以減小。因此，生產(chǎn)這種板狀成型件可以減少使用材料，最終可以伴隨降低重量。
加強(qiáng)板可以在它們的邊緣加固到基板上，例如，通過焊接，產(chǎn)生的高能光，特別是激光，連續(xù)邊緣焊接，通過單個(gè)焊接可以把彼此嚙合的加強(qiáng)板一個(gè)接一個(gè)有利地連接在基板上。
同樣有利的是通過各焊點(diǎn)把加強(qiáng)板縱斷面突起部加固到基板上。對于另外一些加固方法來說，可以使用所有的連接方法，如咬合、沖鉚，或者甚至可以使用粘接，各種連接方法的使用由汽車上成型件的位置和一定需要的可見性來決定。
側(cè)面突起可以是圓型或直線型。它們最好在各個(gè)結(jié)構(gòu)中以強(qiáng)制聯(lián)鎖方式相互嚙合，以便在厚度和強(qiáng)度上不產(chǎn)生漸變。
加強(qiáng)板最好用不同強(qiáng)度的材料制成，以減小厚度差異或整體移動。
此外，在彼此相連板的連接邊上可以便利地使用抗腐涂料。
下面參考實(shí)施例來說明本發(fā)明。相關(guān)示意圖如下

圖1表示本發(fā)明帶有雙板結(jié)構(gòu)成型件的示意圖。
圖2表示圖1成型件的II-II剖面。
圖2a表示圖2剖面中E的放大。
圖3表示本發(fā)明成型件另一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖4表示圖3成型件的IV-IV剖面。
圖5表示本發(fā)明成型件又一個(gè)實(shí)施例的側(cè)視圖。
圖1、2和2a表示具有一個(gè)基板1和放在基板1上并由相同強(qiáng)度特性的材料(鋼板)制成的兩個(gè)加強(qiáng)板2和3。如圖2所示，兩個(gè)加強(qiáng)板2和3的各自厚度預(yù)先由成型件負(fù)載結(jié)構(gòu)的功能所決定，并且是變化的。兩個(gè)加強(qiáng)板2和3縱斷面的理想方式是邊緣為彼此相對的鈍鋸齒，所形成的牙狀突起4和5具有直線狀側(cè)面，并相互鎖定成多嚙合狀。在這種強(qiáng)制聯(lián)鎖并至少有局部重疊的裝配中，加強(qiáng)板2和3用焊接點(diǎn)6加固在基板1上。從圖2和圖2a中可看出，B區(qū)域是由這種多嚙合的突起4和5形成的，B區(qū)域的平均材料厚度決定著平均強(qiáng)度，特別是平均彎曲強(qiáng)度，從邊緣D到邊緣E沿直線C連續(xù)降低(圖2a)。加強(qiáng)板材料厚度間的有效差異在B區(qū)域中心減半，平面A與基板1直角相交。通過線C上材料厚度間的有效變化及其相應(yīng)強(qiáng)度變化，在成型件B區(qū)域所承受的瞬間彎曲同樣從邊緣D到邊緣E的直線C漸進(jìn)傳遞到負(fù)載的成型件中。
類似成型件負(fù)載結(jié)構(gòu)的功能，圖3和4表示具有一個(gè)基板7和放在基板7上并由相同強(qiáng)度特性的材料制成的三個(gè)加強(qiáng)板8、9和10，并具有不同厚度。加強(qiáng)板8和9、9和10彼此相對的邊緣是波狀縱斷面，因此，突起11和12，以及相應(yīng)的13和14具有圓型側(cè)面，并通過圓型側(cè)面成多嚙合狀。在這種情況下，突起13和14的設(shè)計(jì)可以不同于突起11和12的設(shè)計(jì)。加強(qiáng)板8、9和10沿各自的接觸線和外沿通過連續(xù)的激光焊連接到基板7上。在圖4中，通過曲線F來表示各種情況下各個(gè)加強(qiáng)板8和9以及9和10間板結(jié)構(gòu)或成型件的厚度及厚度所致強(qiáng)度的變化。與圖1和2的實(shí)施例相比，它不是直線型。
最后，圖5表示一種成型件，其中具有不同強(qiáng)度的三塊加強(qiáng)板12、13和14加固到基板11上，該成型件的負(fù)載結(jié)構(gòu)與圖4實(shí)施例的相同。中心加強(qiáng)板13比另外兩個(gè)加強(qiáng)板12和14的材料強(qiáng)度高，加強(qiáng)板12比加強(qiáng)板14的材料強(qiáng)度高。加強(qiáng)板12和13必然比圖4的加強(qiáng)板8和9薄，并與相鄰加強(qiáng)板14有相同厚度。
權(quán)利要求
1.帶有一個(gè)帶狀設(shè)計(jì)的多板結(jié)構(gòu)成型件，由一個(gè)基板和多個(gè)加固在所述基板上的加強(qiáng)板組成，其特征在于加強(qiáng)板(2，3；8，9，10；12，13，14)的厚度或強(qiáng)度隨該成型件的預(yù)定負(fù)載功能而變化，并且，加強(qiáng)板(2，3；8，9；9，10；12，13；13，14)至少以強(qiáng)制聯(lián)鎖方式放在另一個(gè)加強(qiáng)板上，剖面成多嚙合狀。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型件，其特征在于縱斷面是彼此面對的加強(qiáng)板邊緣，并以多嚙合相互鎖定和/或重疊方式成為一致的突起(4，5；11，12；13，14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型件，其特征在于加強(qiáng)板(8，9，10；12，13，14)在它們的邊沿加固到所述基板(7；11)上，特別是通過高能光束焊接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型件，其特征在于加強(qiáng)板(2，3)用它們的突起(4，5)加固到所述基板(1)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型件，其特征在于所述突起(11，12)具有圓型側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的成型件，其特征在于所述突起(4，5)具有直線型側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的成型件，其特征在于所述加強(qiáng)板(12，13，14)由不同彎曲和薄片強(qiáng)度的材料制成。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一所述的成型件，其特征在于相互連接的所述板(1和2，3；7和8，9，10；11和12，13，14)的每一個(gè)在彼此相對的表面有抗腐涂層。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有一個(gè)帶狀設(shè)計(jì)的多板結(jié)構(gòu)成型件,由一個(gè)基板和加固到所述基板上的多個(gè)加強(qiáng)板組成。形成這種多板結(jié)構(gòu)的目的是為了大幅度適應(yīng)由此所制成的成型件的縱斷面負(fù)載和降低生產(chǎn)成本。為此,隨成型件的預(yù)定負(fù)載結(jié)構(gòu)功能改變加強(qiáng)板(2,3)的厚度,加強(qiáng)板(2,3;8,9,10;12,13,14)以強(qiáng)制聯(lián)鎖方式放置,這樣,縱斷面彼此邊緣相對,具有一致規(guī)則的突起(4,5;11,12;13,14),突起成多嚙合狀。
文檔編號B23K26/20GK1191781SQ98105748
公開日1998年9月2日 申請日期1998年2月7日 優(yōu)先權(quán)日1997年2月8日
發(fā)明者J·希爾曼, K·D·莫爾斯赫 申請人:大眾汽車有限公司