用于制造机动车辆的门元件的方法及机动车辆的门元件与流程

本发明涉及一种用于制造机动车辆的门元件、特别地皮卡车的货箱的后挡板的方法。

背景技术：

皮卡车通常是一个货箱，也称为车斗(bed)，用于承载各种类型的货物装载。

用于皮卡车的货箱通常包括由直立壁限定以形成容器的基板。壁通常包括两个侧壁、前壁和后壁。形成门元件的后壁以可枢转的方式安装以提供便于插入或移除货箱中的物品的后挡板。

后挡板通常包括作为结构部件的内板和作为装饰板的外板。内板包括大致平的板和在大致垂直于平面板的平面中围绕平面板延伸的突出边缘。每个突出边缘与至少一个其它突出边缘相邻，并且每个突出边缘通过结合端部连接至相邻边缘。

内板通常由金属材料制成，例如钢。例如，通过提供一块钢坯件，即通过切割单个钢板获得的坯件，以及通过冷冲压坯件以形成内板来制造内板是已知的。

在设计这种货箱时，必须遵守时常相互冲突的几项要求。实际上，期望设计货箱，特别是后挡板，使得其可以抵抗冲击，特别是抵抗容纳在货箱中的装载的影响，或抵抗由于车辆碰撞而产生的冲击。因此，期望的是，当受到冲击载荷时，后挡板可以吸收大量能量，并且可以在故障之前显著偏转。此外，为了降低车辆的能量消耗，以便满足未来的环境要求，期望减小车辆的整体重量。因此，期望减小形成车辆的部件、特别是后挡板的厚度。然而，简单地减小后挡板的厚度会导致抵抗冲击的降低。

因此，已经提出以高强度钢形成后挡板，例如该高强度钢的拉伸强度大于780mpa。

然而，对于具有如此高拉伸强度的钢，由于这些钢的成形性较差，可能会导致冲压坯件的问题。特别地，在冷冲压期间可能发生钢的增厚。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述问题，特别是提供一种用于制造减轻重量并提高抵抗变形性的门元件的方法，该方法不会导致钢的压缩或增厚。

为此，本发明涉及一种用于制造机动车辆的门元件的方法，所述门元件包括大致平的板和在大致垂直于板的平面中围绕板延伸的突出边缘，每个边缘与至少一个其它边缘相邻，每个边缘通过结合边缘结合至所述相邻边缘或每个相邻边缘，所述方法包括下述步骤：

-提供大致矩形的平面坯件，

-切出所述坯件以取出所述坯件的至少一个拐角部分，所述拐角部分或每个拐角部分适于形成门元件的两个相邻边缘的结合边缘，

-对切出的坯件进行冲压以获得包括板和围绕板延伸的边缘的门元件部分，所述边缘彼此分离，

-通过将至少一个结合部分附接至门元件部分来结合相邻的边缘，所述结合部分或每个结合部分由与门元件部分的材料不同的材料制成并且形成结合边缘。

使门元件部分和结合部分形成为由不同材料制成的两个不同部分允许针对每个门元件部分和结合部分中的每一者选择材料，该材料适于通过冲压坯件来成形这些部分，而不会导致钢的颈缩或增厚。

根据本发明的其它有利方面，该方法包括以下特征中的单独考虑或根据任何技术上可能的组合的一个或更多个特征：

-从坯件取出的拐角部分的尺寸计算成使得门元件部分的边缘各自在对切出的坯件进行冲压期间根据单一方向发生变形；

-门元件部分的材料具有大于或等于780mpa的拉伸强度；

-结合部分的材料的屈服强度比门元件的材料的屈服强度差；

-结合部分通过冲压获得；

-结合部分在冲压期间至少部分地受到比门元件部分的材料的临界变形率更大的变形率；

-结合部分通过螺栓连接而附接至两个相邻的边缘并且附接至板；

-该方法包括在切出坯件之前用于确定待取出的拐角部分的位置的确定步骤，所述确定步骤包括估算应施加在坯件的每个点上以使门元件部分和结合部分成形的变形率，以及确定坯件的将经受比门元件部分的材料的变形率阈值更高的变形率的那些点。

-拐角部分被确定为坯件的包括将经受比变形率阈值更高的变形率的点的拐角部分。

本发明还涉及一种用于机动车辆的门元件，包括大致平的板和在大致垂直于板的平面中围绕板延伸的突出边缘，每个边缘与至少一个其它边缘相邻，每个边缘通过结合边缘结合至所述相邻边缘或每个相邻边缘，板和结合边缘外侧的边缘由单个门元件部分组成，并且所述结合边缘或每个结合边缘由附接至门元件部分的结合部分组成。

根据本发明的其它有利方面，门元件包括以下特征中的单独考虑或根据任何技术上可能的组合的一个或更多个特征：

-所述结合部分或每个结合部分由与门元件部分的材料不同的材料制成；

-所述结合边缘或每个结合边缘的至少一部分的变形率比门元件部分的材料的临界变形率更大。

-每个结合部分包括沿大致垂直的方向延伸的两个分支部，每个分支部附接至两个相邻边缘中的一个相邻边缘，以将所述边缘结合在一起。

-门元件形成皮卡车的后挡板的至少一部分。

附图说明

通过参照附图阅读以下描述将更好地理解本发明的其它特征和优点，在附图中：

-图1是根据特定实施方式的包括门元件的货箱的立体图；

-图2是图1的包括门元件的货箱的后挡板的局部分解立体图；

-图3是图2的门元件的分解立体图。

具体实施方式

图1中图示了皮卡车的货箱6。

皮卡车通常包括驾驶室部分和货箱6，驾驶室部分用于承载乘客，货箱6也称为车斗，用于承载各种类型的货物装载。驾驶室部分和货箱6分别安装在皮卡车的车架的前端部和后端部上。

货箱6包括基部8和四个侧壁，所述四个侧壁包括右侧壁和左侧壁10、前壁14和形成货箱6的后挡板的后壁16。

基部8呈大致矩形的形状。

前壁14在横向平面中延伸，并从基部8的前边缘向上突出。

每个侧壁10大致在竖向纵向平面中延伸。特别地，每个侧壁10从基部8的侧边缘向上突出。

后挡板16枢转地安装在与基部8的后边缘相邻的下边缘16a处。因此，后挡板16可以在关闭位置与打开位置之间枢转。在关闭位置中，后挡板16从基部8的后边缘向上并大致竖向地突出。在打开位置中，后挡板16在基部8的延伸部中大致水平延伸。

如图2所示，后挡板16包括门元件20和外板22，门元件20形成后挡板16的内板。

门元件20是货箱6的结构部分。

门元件20包括朝向货箱6的内部定向的内表面和指定为面向外板22的内表面的外表面。

外板22是装饰板。外板22包括指定为覆盖门元件20的外表面的内表面和朝向皮卡车外部定向的外表面。

门元件20包括大致平的板30和突出的外周边缘32a、32b、32c。外周边缘32a、32b、32c围绕板在大致垂直于板的平面中延伸。

特别地，板30呈大致矩形的形状，并且在下端部30a与上端部30b之间竖向地延伸(当后挡板关闭时)，并且在两个侧端部30c、30d之间横向地延伸。

外周边缘从板20的下端部、上端部和侧端部中的至少一些端部垂直地突出。

在所示实施方式中，外周边缘包括从板30的下端部30a突出的下边缘32a和从板30的侧端部30c、30d突出的两个侧边缘32c、32d。

因此，每个外周边缘32a、32b、32c与至少一个其它外周边缘32a、32b、32c相邻。

每个外周边缘32a、32b、32c通过结合边缘34结合至每个相邻的边缘。因此，结合边缘34形成门元件20的拐角部分。

在所示实施方式中，结合边缘34包括两个下结合边缘，每个下结合边缘将侧边缘32c、32d结合至下边缘32a的端部。

每个外周边缘32a、32b、32c包括垂直于板30突出的内部部分38和大致平行于板30的从内部部分38向外突出的外部部分40。

每个结合边缘34包括内部部分44和外部部分46，内部部分44垂直于板30突出并且结合两个相邻的外周边缘32a、32b、32c的内部部分38，外部部分46大致平行于板30，外部部分46从内部部分34向外突出。

此外，每个结合边缘34包括沿大致垂直的方向延伸的两个分支部，每个分支部附接至两个相邻的外周边缘32a、32b、32c中的一个外周边缘，以将两个边缘结合在一起。

如图3所示，下面将进一步详细说明，板30和外周边缘32a、32b、32c由单个门元件部分52制成，并且结合边缘34均由结合部分54制成。门元件部分52和结合部分54是由彼此附接的不同材料——例如不同的钢——制成的不同的三维部分。

优选地，门元件部分52由单件钢坯件获得，即通过切割单个钢板获得的坯件获得。

例如，门元件部52由第一材料制成，并且结合部分54由与第一材料不同的第二材料制成。

第一材料是钢，例如具有大于或等于780mpa、优选地大于或等于980mpa的拉伸强度。例如，钢的屈服强度大于或等于450mpa、优选地大于或等于550mpa。

例如，第一材料是双相钢，该双相钢的屈服强度与拉伸强度之比小于0.6、优选地小于0.5。

实际上，相比于具有相同屈服强度的通常的高强度低合金钢(所谓的hsla)，双相钢既具有良好的机械抵抗性(resistance)又具有良好的拉伸性(drawability)，并且在冲击期间提供增强的能量吸收性能。

第一材料可以是未涂覆的或涂覆的，例如通过诸如热浸镀、电沉积、真空涂覆等任何合适的方法进行镀锌退火(galvannealed)或镀锌。

优选地，门元件部分52的厚度包括在0.5mm与1.2mm之间，例如为0.8mm。

优选地，第二材料是具有比第一材料更好的拉伸性的钢。

实际上，结合部分54具有比门元件部分52更复杂的形状，即具有高于门元件部分52的冲压产生的整体变形率。特别地，结合部分54的最高变形率大于门元件部分52的最高变形率。

更特别地，结合部分54的变形率使得：如果结合部分54由第一材料制成，则在结合部分54的至少一些部分上会发生增厚或颈缩。

使用具有比第一材料更好的拉伸性的材料来形成结合部分54允许避免这些现象。

例如，第二材料是高强度低合金钢。例如，钢的屈服强度包括在420mpa与520mpa之间，拉伸强度包括在470mpa与590mpa之间。

优选地，第二材料的屈服强度小于第一材料的屈服强度。

优选地，第二材料具有大于或等于17％的总伸长率。

优选地，第二材料具有比第一材料更高的总伸长率。

第二材料可以是未涂覆的或涂覆的，例如通过诸如热浸镀、电沉积、真空涂覆等任何合适的方法进行镀锌退火或镀锌。

优选地，结合部分54的厚度包括在0.6mm与1.3mm之间，例如0.9mm。例如，结合部分54具有比门元件部分52更大的厚度。

结合部分54例如通过螺栓连接或通过焊接而附接至板30。

门元件20还包括手柄60，手柄60从板30垂直地突出并且指定为容纳在形成于外板22中的对应的通孔62中。

优选地，手柄60由与门元件部分不同的三维部分制成，并且手柄60由与第一材料不同的第三材料制成。

例如，第三材料与第二材料相同。

现在将对用于制造门元件20的方法进行描述。

门元件20的制造包括单独地制造门元件部分52和结合部分54，并且将结合部分54附接至门元件部分52。

此外，门元件20的制造包括与门元件部分52和结合部分54分离地制造手柄60，并且将手柄60附接至门元件部分52。

门元件部分52的制造包括通过将第一材料的片材切割成合适形状，即适于使得坯件可被冲压以形成门元件部分52和结合部分的形状，来形成第一材料的中间坯件。

中间坯件例如是大致矩形的平面坯件。

门元件部分52的制造还包括确定待取出的拐角部分的中间坯件上的位置。

这些拐角部分对应于中间坯件的部分，如果中间坯件被如此冲压，在不取出拐角部分的情况下，则会形成结合边缘34。

优选地，确定拐角部分的位置包括估算应该施加在中间坯件的每个点上以使门元件部分52和结合部分54成形的变形率，并且确定坯件的哪些点将要承受高于第一材料的变形率阈值的变形率。该阈值例如被确定为与可以通过冷冲压施加而不会在这些点处引起增厚或颈缩的最高变形率相对应的临界变形率。这个确定例如通过使用成形极限图来进行。

拐角部分例如被确定为包括将经受比变形率阈值高的变形率的所有点的中间坯件的拐角部分。

此外，拐角部分的尺寸优选地使得门元件部分的边缘各自在坯件的后续冲压期间根据单一方向发生变形。

然后，将中间坯件切出以从中间坯件中取出拐角部分，以形成切出的坯件。

然后，将切出的坯件冷冲压以使三维门元件部分52成形。一旦被冲压，切出的坯件形成板30以及围绕面板延伸的外周边缘32a、32b、32c，外周边缘32a、32b、32c彼此分离。

结合部分54各自通过形成第二材料的结合部分坯件、通过将第二材料的片材切割成合适的形状来制造。

结合部分坯件大致为平的。

然后，将结合部分坯件冷冲压以使三维结合部分54成形。

此外，手柄60通过形成第三材料的手柄坯件、通过将第三材料的片材切割成合适的形状，即使得可以冲压手柄坯件以形成手柄60的形状来制造。

手柄坯件大致为平的。

然后，将手柄坯件冷冲压以使三维手柄60成形。

然后，结合部分54例如通过螺栓连接而各自附接至门元件部分52的两个相邻的边缘。

手柄60也例如通过螺栓连接而附接至板30。

使门元件部分52和结合部分54形成为由不同材料制成的两个不同部分允许针对门元件部分52和结合部分54中的每一者选择材料，该材料适于通过冲压坯件来成形这些部分，而不会导致钢的颈缩或增厚。

进一步允许选择门元件部分52和结合部分54中的每一者的材料和厚度，以提供最佳性能，以便它们可以被施加的应力的作用，使得结构部分的抵抗性和结构部分的重量可以优化。

特别地，结合部分54因此可以由具有比门元件部分52更好的成形性的材料制成，而不需要用该材料形成整个门元件20，从而允许门元件部分52以在受到冲击时具有良好抵抗性的材料形成。

必须理解，上面呈现的示例性实施方式不是限制性的。

例如，根据另一个实施方式，门元件部分52包括四个外周边缘，每个外周边缘都与两个外周边缘相邻，并且通过结合边缘34与每个相邻的外周边缘结合。在该实施方式中，门元件20因此包括四个结合边缘34，并且切割出中间坯件的步骤包括取出坯件的四个拐角部分。

虽然已经结合仅有限数量的实施方式详细描述了本发明，但是应当容易地理解，本发明不限于这些公开的实施方式。