带一个带状设计的多板结构成型件的制作方法
技术领域：
本发明涉及带有一个带状设计的多板结构成型件，根据权利求1的前序部分，特别涉及专用于机械设备或车体的双板结构，其成型件要经历一种成形工艺，如板材的深冲、折叠和冲压成形工艺。
设计板状结构件除了十分便于应用、成型操作预先设定、最高机械载荷的带区确定厚度外，众所周知，这种板状结构件适合于部分区域，如用于铰链和减震器座、用于门和折板的固定部位、用于架或承载件的固定区，它们的厚度由成型件使用期间的最大预设载荷来确定，以避免不必要的材料投入，并达到减轻重量的目的。因此，也可能通过使用较薄的基板来减少这种板状结构件的初始厚度。板材较大厚度伴随有较高的板材强度，特别是抗扭刚度、弯曲强度，也有较高的压缩强度和抗拉强度。
在已知的特制坯体中，为达到这个目的，把不同厚度的板材片结合一起，如较薄的板材片放在较厚的板材片中间，以便随后成型结合在一与起。由于材料厚度要与所使用机械设备中成型件的各个负载分布相适应，定点使用这些特制坯体的地方是有限的，即成型件在不必加强的区带仍然也被加强。因此，使用特制坯体时也限制了重量减少的地方。
DE4307563A1公开了具有部分双板状结构的深冲或冲压成型板状结构零件和这种零件的制造方法。这种板状结构零件是由一个母板和在母板上带状放置加强板组成的多层结构。这种方式制造的板状结构零件，在连接部形成前加强板局部坚固母板，在连接部形成后最终不能独立地连接到母板上。所公开的板状结构零件也与所谓的多板状结构有关，其中第一加强板放在母板上，第二加强板以同样预定区域的方式放在第一加强板上。也可能有许多第二加强板带状放在第一加强板上。这种多板结构同样可以形成一个单元。由于具有多板状结构，可能使板状结构零件的厚度大幅度与成型件的负载分布相适应，并把加强板空间延伸限制到最小程度，仅在绝对必要的地方正好加强它们。理论上，在这种情况下也有可能不同材料或不同质地材料相互结合，如在相应强度的带区或在加强点区使用比母板强度高的加强板，按每种情况下的技术需要以及直观效果和成本以获得最佳结果。然而从方法方面来看，多板结构的制造是复杂的，并且形成过程会有问题，因为至少有三块板，一块放在另一个上，仅有局部紧固在另一块上，必须组合在一起。
本发明的目的是提供如权利要求1的前序部分所述的具有带状设计的多板结构成型件，成型件的厚度分布和强度分布足以承受如前述使用时存在的负载分布，并且降低了产品成本。
具有权利要求1特征部分特点的一般类型成型件可达到本目的。在承受较大负载的区域，特别是根据所使用成型件的预定负载和以强制联锁方式与另一个相连的情况下，加强板装在基板上，以便呈现类似拼接毡层(拼接技术)状结构。根据本发明，加强板的厚度、弯曲和薄片强度以及数量随负载结构的功能而变化。一定带状的功能差异越大，以强制联锁方式一个装在另一个上的加强板的厚度结构越小，变化越大。纵断面在其示意图中是同样的边缘彼此相对，基本上形成规则的结构，加强板形成多片状。由于这种纵断面和啮合结构，在边缘带上存在板的不同厚度或不同强度，所以产生从一个板到另一个板的有效板厚度或从一个强度值到另一个强度值的适当传递，例如，在弯曲瞬间引起的成型件的弯曲应力随两块板和加强板多个啮合带区纵断面结构的厚度或强度功能以线性或非线性方式适当改变。
本发明成型件可以适用于给定的负载结构。基板的厚度可以减小，同样这种负载结构的功能也可以减小。因此，生产这种板状成型件可以减少使用材料，最终可以伴随降低重量。
加强板可以在它们的边缘加固到基板上，例如，通过焊接，产生的高能光，特别是激光，连续边缘焊接，通过单个焊接可以把彼此啮合的加强板一个接一个有利地连接在基板上。
同样有利的是通过各焊点把加强板纵断面突起部加固到基板上。对于另外一些加固方法来说，可以使用所有的连接方法，如咬合、冲铆，或者甚至可以使用粘接，各种连接方法的使用由汽车上成型件的位置和一定需要的可见性来决定。
侧面突起可以是圆型或直线型。它们最好在各个结构中以强制联锁方式相互啮合，以便在厚度和强度上不产生渐变。
加强板最好用不同强度的材料制成，以减小厚度差异或整体移动。
此外，在彼此相连板的连接边上可以便利地使用抗腐涂料。
下面参考实施例来说明本发明。相关示意图如下
图1表示本发明带有双板结构成型件的示意图。
图2表示图1成型件的II-II剖面。
图2a表示图2剖面中E的放大。
图3表示本发明成型件另一个实施例的示意图。
图4表示图3成型件的IV-IV剖面。
图5表示本发明成型件又一个实施例的侧视图。
图1、2和2a表示具有一个基板1和放在基板1上并由相同强度特性的材料(钢板)制成的两个加强板2和3。如图2所示，两个加强板2和3的各自厚度预先由成型件负载结构的功能所决定，并且是变化的。两个加强板2和3纵断面的理想方式是边缘为彼此相对的钝锯齿，所形成的牙状突起4和5具有直线状侧面，并相互锁定成多啮合状。在这种强制联锁并至少有局部重叠的装配中，加强板2和3用焊接点6加固在基板1上。从图2和图2a中可看出，B区域是由这种多啮合的突起4和5形成的，B区域的平均材料厚度决定着平均强度，特别是平均弯曲强度，从边缘D到边缘E沿直线C连续降低(图2a)。加强板材料厚度间的有效差异在B区域中心减半，平面A与基板1直角相交。通过线C上材料厚度间的有效变化及其相应强度变化，在成型件B区域所承受的瞬间弯曲同样从边缘D到边缘E的直线C渐进传递到负载的成型件中。
类似成型件负载结构的功能，图3和4表示具有一个基板7和放在基板7上并由相同强度特性的材料制成的三个加强板8、9和10，并具有不同厚度。加强板8和9、9和10彼此相对的边缘是波状纵断面，因此，突起11和12，以及相应的13和14具有圆型侧面，并通过圆型侧面成多啮合状。在这种情况下，突起13和14的设计可以不同于突起11和12的设计。加强板8、9和10沿各自的接触线和外沿通过连续的激光焊连接到基板7上。在图4中，通过曲线F来表示各种情况下各个加强板8和9以及9和10间板结构或成型件的厚度及厚度所致强度的变化。与图1和2的实施例相比，它不是直线型。
最后，图5表示一种成型件，其中具有不同强度的三块加强板12、13和14加固到基板11上，该成型件的负载结构与图4实施例的相同。中心加强板13比另外两个加强板12和14的材料强度高，加强板12比加强板14的材料强度高。加强板12和13必然比图4的加强板8和9薄，并与相邻加强板14有相同厚度。
权利要求
1.带有一个带状设计的多板结构成型件，由一个基板和多个加固在所述基板上的加强板组成，其特征在于加强板(2，3；8，9，10；12，13，14)的厚度或强度随该成型件的预定负载功能而变化，并且，加强板(2，3；8，9；9，10；12，13；13，14)至少以强制联锁方式放在另一个加强板上，剖面成多啮合状。
2.根据权利要求1所述的成型件，其特征在于纵断面是彼此面对的加强板边缘，并以多啮合相互锁定和/或重叠方式成为一致的突起(4，5；11，12；13，14)。
3.根据权利要求1所述的成型件，其特征在于加强板(8，9，10；12，13，14)在它们的边沿加固到所述基板(7；11)上，特别是通过高能光束焊接。
4.根据权利要求1所述的成型件，其特征在于加强板(2，3)用它们的突起(4，5)加固到所述基板(1)上。
5.根据权利要求1所述的成型件，其特征在于所述突起(11，12)具有圆型侧面。
6.根据权利要求1所述的成型件，其特征在于所述突起(4，5)具有直线型侧面。
7.根据权利要求1、2或3所述的成型件，其特征在于所述加强板(12，13，14)由不同弯曲和薄片强度的材料制成。
8.根据前述权利要求之一所述的成型件，其特征在于相互连接的所述板(1和2，3；7和8，9，10；11和12，13，14)的每一个在彼此相对的表面有抗腐涂层。
全文摘要
本发明涉及具有一个带状设计的多板结构成型件,由一个基板和加固到所述基板上的多个加强板组成。形成这种多板结构的目的是为了大幅度适应由此所制成的成型件的纵断面负载和降低生产成本。为此,随成型件的预定负载结构功能改变加强板(2,3)的厚度,加强板(2,3;8,9,10;12,13,14)以强制联锁方式放置,这样,纵断面彼此边缘相对,具有一致规则的突起(4,5;11,12;13,14),突起成多啮合状。
文档编号B23K26/20GK1191781SQ98105748
公开日1998年9月2日 申请日期1998年2月7日 优先权日1997年2月8日
发明者J·希尔曼, K·D·莫尔斯赫 申请人:大众汽车有限公司
文档序号 :
【 3041750 】
技术研发人员：J.希尔曼,K.-D.莫尔斯赫
技术所有人：大众汽车有限公司
备 注：该技术已申请专利，仅供学习研究，如用于商业用途，请联系技术所有人。
声 明 ：此信息收集于网络，如果你是此专利的发明人不想本网站收录此信息请联系我们，我们会在第一时间删除
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