夹紧带的制作方法

本公开涉及一种制造构造成将悬挂物体抵靠将承载悬挂物体的结构而保持并且支承的夹紧带的方法，特别地涉及一种用于使燃料罐紧固到车辆的夹紧带。本公开还涉及一种通过该方法而制造的夹紧带。
背景技术：
：用于使悬挂物体紧固到结构的夹紧带例如在汽车行业内是已知的。汽车燃料罐大体上由一个或多个夹紧支承带支承并且附接到车辆的车身下部。这些支承带是平坦、伸长的，并且在燃料罐下面延伸。支承带的两端然后固定到汽车车辆框架，因而支承燃料罐并且使燃料罐固定到车辆。先前已知的用于燃料罐的支承带典型地由钢构造，以用于低成本构造。在许多
技术领域：
内，并且特别地在汽车行业内，不断努力减轻构件的重量，并且，需要用于使悬挂物体紧固到结构、特别地用于将燃料罐保持并且支承到车辆的车身的重量轻的构件，并且需要制造这样的构件的方法。技术实现要素：本公开涉及一种构造成将悬挂物体抵靠将承载悬挂物体的结构而保持并且支承的夹紧带。该方法包括：提供具有初始材料厚度(t0)和初始横截面面积(a0)的挤出的伸长铝型材，所述型材具有与型材的挤出方向一致的纵向方向；在弯曲步骤中，将型材形成为包括第一端部附接部分、第二端部附接部分以及沿型材的纵向方向位于所述第一端部附接部分与所述第二端部附接部分之间的中间部分的形状，所述中间部分构造成当安装到结构时至少部分地包围悬挂物体。该方法进一步包括借助于以下方式来形成所述型材：在减薄操作中，使型材沿型材的纵向方向局部地减薄，以获得具有比初始材料厚度(t0)更低的材料厚度的一个或多个减薄部分，所述减薄操作优选地在弯曲步骤之前执行；或在轴向压缩步骤中，将型材局部地轴向压缩，以获得具有比初始材料厚度(t0)更高的材料厚度和/或比初始横截面面积(a0)更大的横截面面积的一个或多个轴向压缩部分；或通过所述减薄操作和所述轴向压缩步骤的组合。轴向压缩步骤可适当地包括将所述第一端部附接部分和/或所述第二端部附接部分局部地轴向压缩，使得所述第一端部附接部分和/或所述第二端部附接部分达到材料厚度(t1a,t1b)(其中，t1a>t0和/或t1b>t0)或横截面面积(a1a,a1b)(其中，a1a>a0和/或a1b>a0)。弯曲步骤可适当地包括将中间部分形成为基部部分、第一腿部部分以及第一弯曲部分，其中，第一腿部部分位于第一端部附接部分与第一弯曲部分之间，并且，第一弯曲部分位于第一腿部部分与基部部分之间。减薄操作可适当地包括使型材沿着型材的将形成基部部分的区段局部地减薄，使得所述基部部分达到材料厚度(t3)，其中，t3<t0。减薄操作(103)可进一步适当地包括使型材沿着型材的将形成第一腿部部分的区段局部地减薄，使得所述第一腿部部分达到材料厚度(t4a)，其中，t4a<t0。轴向压缩步骤可适当地包括将第一弯曲部分局部地轴向压缩，使得所述第一弯曲部分达到材料厚度(t5a)(其中，t5a>t0)或横截面面积(a5a)(其中，a5a>a0)。弯曲步骤进一步可适当地包括在中间部分中形成第二腿部部分和第二弯曲部分，其中，第二腿部部分位于第二端部附接部分与第二弯曲部分之间，并且，第二弯曲部分位于第二腿部部分与基部部分之间。轴向压缩步骤可适当地包括：将第二弯曲部分局部地轴向压缩，使得所述第二弯曲部分达到材料厚度(t5b)(其中，t5b>t0)或横截面面积(a5b)(其中，a5b>a0)；和/或将第二腿部部分局部地轴向压缩，使得所述第二腿部部分达到材料厚度(t4b)(其中，t4b>t0)或横截面面积(a4b)(其中，a4b>a0)。该方法可进一步适当地包括冷锻步骤，在冷锻步骤中，附接孔口形成于所述第一端部附接部分和/或所述第二端部附接部分中。因而获得的夹紧带的最大横截面面积可适当地大于或等于1.2×a0。该方法可进一步适当地包括对一个或多个纵向槽进行压制成形。本公开还涉及一种可通过上文中所描述的方法而获得并且更优选地通过上文中所描述的方法而获得的夹紧带，所述夹紧带构造成将悬挂物体抵靠将承载悬挂物体的结构而保持并且支承，并且，所述带呈伸长且弯曲的铝型材的形式，铝型材包括各自适于附接到悬挂物体将安装到的结构的第一端部附接部分和第二端部附接部分以及构造成在安装到结构时至少部分地包围悬挂物体的中间部分，所述中间部分包括：基部部分，其位于所述第一端部附接部分与所述第二端部附接部分之间；第一弯曲部分，其位于第一端部附接部分与基部部分之间；以及腿部部分，其位于第一端部附接部分与弯曲部分之间。基部部分具有横截面面积(a3)，第一弯曲部分具有横截面面积(a5a)，第一腿部部分具有横截面面积(a4a)，并且，第一端部附接部分具有横截面面积(a1a)，其中，适当地，a3≤a5a<a1a，并且，a4a≤a5a<a1a，即，a3＝a5a<a1a或a3<a5a<a1a，并且，a4a＝a5a<a1a或a4a<a5a<a1a。基部部分和/或第一腿部部分可适当地具有为第一弯曲部分中的横截面面积的75%至100%的横截面面积，并且，第一端部附接部分可具有为基部部分中的横截面面积的150%-250%的横截面面积。基部部分和/或第一腿部部分可具有50-60mm2的横截面面积，第一弯曲部分可具有75-85mm2的横截面面积，并且，第一端部附接部分可具有90-110mm2的横截面面积。基部部分可进一步包括具有比基部部分的相邻的部分更大的横截面面积的部分，所述部分构造成允许连接取向成相对于夹紧带而成角度的另一个带构件。附图说明当与附图结合而阅读以下详细描述时，将在参考以下详细描述时更好地理解本公开的夹紧带和方法，其中，遍及若干视图，同样的参考字符指代同样的部分，并且，在附图中：图1图示夹紧带如何用于将燃料罐保持并且支承到车辆；图2示意性地图示本公开的方法；图3是可通过该方法而获得的夹紧带的示意性侧视图；图4是图3中所示出的夹紧带的示意性透视图；图5a是另一个夹紧带的示意性透视图；图5b是又一个夹紧带的示意性透视图；图6是示出本公开中所提到的厚度和横截面面积的近似位置的示意性说明图；图7a和图7b示意性地图示包括基部部分中的可用于其它部分的连接的部分的夹紧带；图8a-c示意性地图示针对可通过本公开的方法而获得的夹紧带的第二腿部部分的不同的备选方案；图9示意性地图示夹紧带的端部附接部分；图10a-e示意性地图示可用于可通过本公开的方法而获得的夹紧带的不同的横截面形状。具体实施方式当设想包括金属构件的构造中的重量减轻时，往往建议由重量更轻的材料替代重型材料。例如，钢构件可被由铝制成的构件替代。然而，对于承载重负荷的构件，这并非如此容易进行，因为铝不可提供钢的材料性质。为了补偿较低的材料性质，规格往往必须增大，从而由于所需要的金属增多及其相对高的价格，使得该材料选取不那么令人感兴趣。常规的罐带以在车身连接区域处和在较低的拐角半径处具有高局部负荷为特征。带通常利用简单的成形来由钢生产，有时在端部处使用支承板或双壁，以局部地提高强度和/或刚度。对于用于将悬挂物体夹紧并且支承到结构(特别地，用于将燃料罐保持并且支承到车辆的车身)的构件，已发现，仅仅利用由铝制成的类似的带来替代常规的夹紧钢带由于不会造成期望的重量减轻(由于需要较高的材料厚度)而不会导致成功的结果。为了获得期望的低重量和足够的性能，夹紧带需要关于夹紧带将保持并且支承的物体的具体的形状和重量而定制。本公开旨在提供一种用于制造如下的夹紧带的方法和一种通过该方法而获得的夹紧带：该夹紧带适合于将悬挂物体抵靠将承载悬挂物体的结构而保持并且支承，该夹紧带具有使得其可由铝制成的构造，尽管使用具有比钢中的强度更低的强度的铝。本方法允许夹紧带的通用并且灵活的制造，使得可获得适于预期的使用情形的优化并且定制的夹紧带设计。通过在夹紧带的高负荷区域中提供较高的材料厚度和/或较大的横截面面积，并且在夹紧带的其中负荷在使用期间较低的区域中提供较低的材料厚度和/或较小的横截面面积，夹紧带可被赋予减轻的重量，同时维持足够的强度。借助于这样的优化，重量可典型地与常规的钢带相比而减轻多于60%。本公开的夹紧带特别地适合于用作罐带(即，用于将燃料罐保持并且支承到车辆的车身)，但带当然可在其中物体将抵靠结构而被保持并且支承的任何应用中得到使用，并且因此有利地构造并且定尺寸成将悬挂燃料罐保持并且支承到将承载悬挂燃料罐的车辆，该悬挂燃料罐可典型地具有40-80kg的重量。例如，带可具有10-40mm的平均宽度和1.5-4.5mm的平均厚度。图1图示悬挂物体20可如何借助于夹紧带10来抵靠结构21而被夹紧。在此情况下，物体20是借助于夹紧带来被夹紧到车辆的车身下部的燃料罐。本公开的方法100在图2中示意性地图示，并且包括提供101具有初始材料厚度(t0)和初始横截面面积(a0)(t0和a0未在附图中示出)的挤出的伸长铝型材。挤出型材适当地由6000系列铝合金制成，并且可例如具有200-500g/m的重量。型材具有纵向方向，该纵向方向与型材的挤出方向一致，并且也将是得到的夹紧带的纵向方向。在此情境下，材料厚度指代挤出型材或得到的夹紧带沿与型材的纵向方向垂直的方向的厚度，并且，横截面面积指代沿横向于所述纵向方向的方向的横截面面积。在图6的示意性说明图中示出本公开中所提到的厚度和横截面面积的近似位置。如在图10a-e中示意性地图示的，典型的不同的横截面形状可用于夹紧带。挤出型材可有利地具有向外的边缘，该边缘具有倒圆形状(图10b)。由此，重量可进一步减轻，并且，可能的疲劳应力水平提高，因为外边缘上的较大的拐角半径或增大的厚度降低高负荷区域处的疲劳裂纹的风险。沿着型材边缘的倒圆边缘形状可设于型材的纵向边缘中的一个或两者处。可为有利的其它横截面形状是：矩形横截面(图10a)；具有弯曲的侧部部分(图10c)；具有凹陷部(图10d)；倒圆的(图10e)。将挤出型材形成为夹紧带的方法涉及通过弯曲步骤102而将型材形成为期望的形状(其大致为最终的夹紧带的形状)。该方法进一步包括将型材沿着型材的长度在所选择的区域处局部地减薄103或局部地轴向压缩104或它们的组合。局部减薄将典型地在弯曲步骤102之前执行，并且旨在减小所选择的区域中的材料厚度。局部轴向压缩103将典型地在弯曲步骤102之后执行，并且旨在增大所选择的区域中的材料厚度和/或横截面面积。因此，局部减薄103和/或局部地轴向压缩104用于在高负荷区域中提供足够的强度并且在低负荷区域中提供低重量。该方法还可包括在夹紧带的端部处冷锻孔口和在某些位置处对槽进行压制成形的步骤。在弯曲步骤中，所形成的形状包括：第一端部附接部分；第二端部附接部分：以及中间部分，其沿型材的纵向方向位于第一端部附接部分与第二端部附接部分之间。端部附接部分旨在用于并且适于固定到将承载由夹紧带保持并且支承的悬挂物体的结构，并且，中间部分构造成当夹紧带安装到结构时至少部分地包围物体。中间部分可适当地包括基部部分、第一腿部部分以及第一弯曲部分。第一腿部部分位于第一端部附接部分与第一弯曲部分之间，并且，第一弯曲部分位于第一腿部部分与基部部分之间，使得第一腿部部分相对于基部部分而成角度。同样地，中间部分还可包括类似地在基部部分的相反的端部处定位于第二端部附接部分与基部部分之间的第二腿部部分和第二弯曲部分。第一端部附接部分和第二端部附接部分中的一个或两者可相对于相邻的中间部分而成角度，并且于是可包括位于端部附接部分与中间部分之间的端部弯曲部分。在使用中，端部附接部分和弯曲部分将典型地受到最高负荷，而基部部分和腿部部分将较低程度地受到高负荷。然而，这可取决于悬挂物体的构造而变化。挤出型材的所选择的区域的局部减薄优选地在弯曲步骤之前执行，并且典型地也在切割操作之前执行，在切割操作中，挤出型材被切割成将各自形成夹紧带的节段。减薄在减薄操作103中执行，在减薄操作103中，型材沿纵向方向局部地减薄，以获得具有比初始材料厚度(t0)更低的材料厚度的一个或多个减薄部分。减薄操作可包括滚压、拉伸或压制成形或它们的组合。型材的减薄部分是夹紧带的将在使用期间较低程度地受到高负荷的区段。适当地，型材沿着将形成基部部分的区段减薄，使得基部部分达到材料厚度(t3)，其中，t3<t0，并且，型材沿着将形成第一腿部部分的区段减薄，使得第一腿部部分达到材料厚度(t4a)，其中，t4a<t0。由此，在使用期间承载较小的负荷的区段中，重量减轻，从而导致夹紧带的减轻的总重量。挤出型材的所选择的区域的局部轴向压缩在弯曲步骤之后执行，并且在轴向压缩步骤104中执行，以获得具有比初始材料厚度(t0)更高的材料厚度和/或比初始横截面面积(a0)更大的横截面面积的一个或多个轴向压缩部分。挤出型材的受到局部轴向压缩的所选择的区域是夹紧带的将在使用期间受到高负荷的部分。因而，轴向压缩步骤可适当地包括第一端部附接部分和/或所述第二端部附接部分的局部轴向压缩，使得它们达到增大的材料厚度(t1a,t1b)(其中，t1a>t0和/或t1b>t0)或横截面面积(a1a,a1b)(其中，a1a>a0和/或a1b>a0)，并且，轴向压缩步骤可适当地包括第一、第二弯曲部分的局部轴向压缩，使得第一弯曲部分达到材料厚度(t5a)(其中，t5a>t0)或横截面面积(a5a)(其中，a5a>a0)。同样，第二弯曲部分可适当地被轴向压缩，使得它达到材料厚度(t5b)(其中，t5b>t0)或横截面面积(a5b)(其中，a5b>a0)。第二腿部部分也可被轴向压缩，使得它达到材料厚度(t4b)(其中，t4b>t0)或横截面面积(a4b)(其中，a4b>a0)。可位于第一端部附接部分和第二端部附接部分中的一个或两者与中间部分之间的端部弯曲部分也可适当地受到轴向压缩，以增大材料厚度和/或横截面面积。借助于将在使用期间受到高负荷的(一个或多个)部分的轴向压缩，更多的材料位于其中需要所述材料的区域中。这将提高对材料失效的抵抗力，并且将改进夹紧带的性能。在根据本公开的夹紧带的制造方法中，挤出型材可受到局部减薄或局部轴向压缩或受到它们的组合，以便获得具有改进的性能和/或较低的重量的夹紧带。因而，在一个备选方案中，型材可通过挤出而制备，使得型材具有与将在使用期间在最终的夹紧带中形成高负荷区段的那些长度区段中的期望的最终厚度近似地对应的材料厚度，并且，然后，在使挤出型材弯曲成其三维形状之前，该型材被局部减薄，使得将在使用期间在夹紧带中形成低负荷区段的长度区段变得被减薄，并且得到减小的厚度/横截面面积。类似地，在另一个备选方案中，型材可通过挤出而制备，使得型材具有与将在使用期间在最终的夹紧带中形成低负荷区段的那些长度区段中的期望的最终厚度近似地对应的材料厚度。在型材已弯曲成其三维形状之后，将在使用期间在夹紧带中形成高负荷区段的长度区段被轴向压缩，使得这些长度区段在高负荷区段中达到增大的厚度/横截面面积。然而，该方法最有利地包括减薄操作和轴向压缩操作两者，以便提供夹紧带的最灵活的生产，因而允许制造如下的夹紧带：该夹紧带包括具有比初始材料的壁规格更低的壁规格的一个或多个部分和具有比初始材料的壁规格更高的壁规格的一个或多个部分。为了便于使夹紧带附接到将承载悬挂物体的结构，构造成接纳紧固件的孔口可设于第一端部附接部分和第二端部附接部分中的一个或两者中。本方法因而可进一步包括冷锻步骤105，在冷锻步骤105中，附接孔口形成于第一端部附接部分和第二端部附接部分中的一个或两者中。该方法还可进一步包括在夹紧带中对一个或多个纵向槽进行压制成型106，以便改进刚度。因而获得的铝夹紧带可典型地具有旨在用于该目的的对应的钢夹紧带的重量的近似30-50%的重量。该重量可为例如125-200g。如上文中所指示的，通过上文的方法而获得的夹紧带将呈伸长且弯曲的铝型材的形式，并且将构造成将悬挂物体抵靠将承载悬挂物体的结构而保持并且支承。夹紧带包括：第一端部附接部分和第二端部附接部分，其各自适于附接到悬挂物体将安装到的结构；以及中间部分，其构造成在安装到结构时至少部分地包围悬挂物体。中间部分包括：基部部分，其位于所述第一端部附接部分与所述第二端部附接部分之间；第一弯曲部分，其位于第一端部附接部分与基部部分之间；以及腿部部分，其位于第一端部附接部分与弯曲部分之间。基部部分具有横截面面积(a3)，第一弯曲部分具有横截面面积(a5a)，第一腿部部分具有横截面面积(a4a)，并且，第一端部附接部分(1a)具有横截面面积(a1a)，其中，横截面面积适当地彼此相关如下：a3≤a5a<a1a，并且，a4a≤a5a<a1a。此外，基部部分和/或第一腿部部分可适当地具有为第一弯曲部分中的横截面面积的75%至100%(例如，75%-95%或80%-90%)的横截面面积，并且，第一端部附接部分可适当地具有为基部部分中的横截面面积的150%-250%的横截面面积。在夹紧带的不同部分之间的在横截面面积的方面的这些关系向夹紧带赋予减轻的重量并且同时赋予改进的机械性能。基部部分和/或第一腿部部分可适当地具有50-75mm2的横截面面积，第一弯曲部分可适当地具有75-100mm2的横截面面积，并且，第一端部附接部分可适当地具有125-200mm2的横截面面积。夹紧带的最大横截面面积可适当地大于或等于初始横截面面积(a0)的1.2倍。基部部分可进一步包括具有比基部部分的相邻的部分更大的横截面面积的部分。该部分可用于连接取向成相对于夹紧带而成角度(典型地沿与夹紧带基本上垂直的方向)的另一个带。取决于将由夹紧带保持并且支承的悬挂物体的形状，夹紧带可关于横向中心线而对称或不对称。例如，夹紧带可关于横向中心线而反射对称，或夹紧带可为不对称的，使得夹紧带部分中的一个或多个在一端中具有与另一端不同的形状。如上文中所提到的，第一端部附接部分和/或第二端部附接部分可包括构造成接纳紧固件的孔口，该孔口优选地通过冷锻而获得。由此，可形成包围孔口并且具有增大的材料厚度的区域，和/或端部附接部分的宽度可沿横向方向增大。因而，其中形成孔口的区域中的材料可借助于冷成形来以有益的方式使用，这与完全地被移除形成对照，如果孔口借助于钻孔或冲孔来形成，则将是完全地被移除的这种情况。冷锻孔口可通过使用包括冲孔机的上部工具而执行，冲孔机抵靠下部工具的平坦表面而被压制，并且由此，当在端部附接部分中形成孔口时，冲孔机对材料进行重新定位，使得端部附接部分具有增大的材料厚度或沿型材的横向方向增大的宽度。图3是可通过上文中所描述的方法而获得的夹紧带10的示例的示意性侧视图，并且，图4示出图3中的夹紧带的透视图。夹紧带包括第一端部附接部分1a和第二端部附接部分1b，第一端部附接部分1a和第二端部附接部分1b各自适于附接到结构，使得夹紧带可保持并且支承悬挂物体。夹紧带进一步包括中间部分2，中间部分2包括基部部分3、第一弯曲部分5a以及腿部部分4a。图3中所示出的夹紧带进一步包括第二腿部部分4b和第二弯曲部分5b，并且，附接孔口6a、6b形成于第一端部附接部分1a和第二端部附接部分1b中。夹紧带的不同部分的材料厚度和/或横截面面积在具体的预期使用中关于施加于夹紧带上的负荷而选取，并且通过如上文中所描述的减薄和/或轴向压缩而获得。图3图示基部部分3和第一腿部部分4a如何具有比第一端部附接部分1a和第一弯曲部分5a更低的厚度。在此情况下，第二弯曲部分5b、第二腿部部分4b以及第二端部附接部分1b全都具有比基部部分3和第一腿部部分4a更高的材料厚度。图5a示意性地图示在仅已在所选择的区域处被局部地减薄的夹紧带中的不同部分之间的关系。因而，端部附接部分1a可具有厚度t1a，厚度t1a可对应于挤出型材的初始厚度t0，并且，第一腿部部分4a可具有厚度t4a，厚度t4a低于t1a，并且因而也低于t0，并且，基部部分3可具有厚度t3，厚度t3低于t4a。尚未被减薄的区段将因此具有较大的厚度。图5b示意性地图示在已在所选择的部分处既被局部地减薄又被局部地轴向压缩的夹紧带中的不同部分之间的关系。因而，端部附接部分1a可具有厚度t1a或横截面面积a1a，厚度t1a或横截面面积a1a大于第一弯曲部分5a和/或第二腿部部分4b的厚度或横截面面积，第一弯曲部分5a和/或第二腿部部分4b的厚度或横截面面积继而可大于基部部分3和第一腿部部分4a的厚度或横截面面积。在此情况下，尚未被轴向压缩的部分因此将具有较低的厚度或较小的横截面面积。在此情况下，第一弯曲部分5a和/或第二腿部部分4b的厚度或横截面面积可对应于挤出型材的初始厚度t0或横截面面积a0。局部减薄和局部轴向压缩的组合对于获得制造夹紧带的最灵活的方法而言为优选的。图7a-b图示如下的备选方案：其中，夹紧带的基部部分3进一步包括部分7，部分7具有比基部部分的相邻的部分更大的横截面面积。该部分可用于连接取向成相对于夹紧带而成角度(典型地沿与夹紧带基本上垂直的方向)的另一个带构件8。图8a-c示意性地图示针对可通过上文的方法而获得的夹紧带的第二腿部部分的不同的备选方案。如所示出的，取决于夹紧带将在使用期间受到的负荷，材料厚度和/或横截面面积可沿着整个第二腿部部分基本上相同(图8a)，或可在第二腿部部分的不同区段中不同(图8b-c)。图9示意性地图示夹紧带的端部附接部分，在端部附接部分中，孔口已被冷锻，使得端部附接部分的宽度已增大。实验利用有限元方法(fem)来将常规的钢带设计与满足类似的空间要求并且还根据本公开而设计的铝夹紧带设计比较。将来自钢带的重量和结果设定成100%以便于比较，fem模拟表明铝夹紧带将表现如下：表1带编号带材料描述重量[%]最高应力[%]1钢具有纵向侧部凸缘的常规钢带1001002铝与钢带类似的设计48393铝根据本公开的具有被减薄的基部部分的带36344铝根据本公开的具有被减薄的基部部分和被轴向压缩的端部附接部分的带3921发现所有带都在接近附接部分与第一上弯曲部中间的同一点中具有最高应力。一些带设计在水力脉冲测试台中比较的物理测试表明2号铝设计在其失效之前仅可实现1号钢设计可表现的时间的88%，而3号铝设计实现钢设计的113%。4号铝设计未被测试，因为预期4号铝设计由于较低的应力水平而比3号设计表现得更好。本发明不应当被认为限于所图示的实施例，而是可在不脱离所附权利要求书中所限定的范围的情况下，如由本领域技术人员实现的那样以许多种方式修改和改变。当前第1页12