用于制造空心型材的方法和空心型材的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于制造具有支撑元件的空心型材的方法。
【背景技术】
[0002]空心型材特别是作为结构构件或行走机构构件多种多样地使用在汽车领域中，所述空心型材特别是作为汽车车身内部的纵承载件和/或横承载件一方面必须是高强度的，然而另一方面也是能动态地载荷的。在此，动态载荷特别是局部地在与行走机构部件耦合时产生。
[0003]这种空心型材越来越多地被挤压加工。为了提高与部件耦合的区域中的刚性，这种构造为结构构件的空心型材通常在其空腔中必要时垂直于其纵向延伸地具有由金属制造的支撑元件。这种支撑元件通常构造为连续的圆柱套筒，所述套筒导入空心型材中并且固定在那里。然而，这种套筒特别是对于横向于承载件传入支撑元件中的负荷仅仅提供了有限的刚性。
[0004]除了这种连续的套筒以外，空心型材也还可以设置有外连接，所述外连接构造为叉形件或整圆周的带。然而，在这种外部加固中出现的问题是，为此在空心型材外部必须存在空间。此外，这种外部加固也伴随着明显更大的重量，其性能通常也不令人满意。最后，由于这些外部连接也会在碰撞时负面地影响形成褶皱，因为承载件在加固区域中不能形成褶皱。
【发明内容】
[0005]因此，本发明的目的在于，提供一种用于制造空心型材的方法，其中，能够结构简单地并且成本低廉地在初始空心型材中导入具有高的刚性的支撑元件，其中，特别是能够沿着空心型材的纵向延伸实现加固，从而使得这种空心型材具有非常好的动态负荷能力。此外，本发明的目的在于提供这种空心型材。
[0006]该目的通过具有权利要求1全部特征的方法并且通过具有权利要求6全部特征的空心型材来实现。本发明的有利的构型在从属权利要求中得出。
[0007]根据本发明的用于制造空心型材的方法的特征在于下述的方法步骤:
[0008]a)提供初始空心型材，所述初始空心型材具有导入壁以及必要时在至少一个中间壁中具有导入开口，
[0009]b)提供支撑元件，所述支撑元件具有销元件、作用元件以及支撑壁，所述支撑壁布置在销元件和纵向侧壁之间，
[0010]c)使支撑元件穿过导入开口，直到支撑壁定位在初始空心型材中，
[0011]d)将一工具作用于所述作用元件，
[0012]e)借助于所述工具转动支撑元件，直到纵向侧壁的区域与初始空心型材的内壁接触，
[0013]f)将纵向侧壁的区域通过内壁与初始空心型材连接。
[0014]通过本发明的方法以简单的方式实现了，为空心型材在耦合位置中提供了非常高的动态刚性。从初始空心型材开始(所述初始空心型材这样被预先批量生产，使得当空心型材是多腔空心型材时，所述初始空心型在导入壁上并且在将各个空腔分隔开的中间壁上具有用于支撑元件的导入开口。在此，支撑元件包括销元件、作用元件、支撑壁和纵向侧壁，其中，支撑壁布置在销元件和纵向侧壁之间。在此，导入开口有利地具有这样一个形状，所述形状基本相应于支撑元件的横截面，其中，导入开口的形状最低程度地大于支撑元件的横截面，从而支撑元件能够以简单的方式穿过导入开口导入空心型材中。支撑元件被推入空心型材中的期望的位置中。现在，借助于工具可以作用于所述作用元件，从而借助所述工具可以转动该作用元件。借助于工具如此长时间地进行支撑元件的转动或旋转，直到支撑元件的纵向侧壁与初始空心型材的内壁接触。接着，现在使与初始空心型材的内壁接触的纵向侧壁区域与初始空心型材进行连接。借助于支撑壁及其与空心型材内壁的连接可以使传入的、在支撑元件特别是与行走机构部件耦合时产生的特别是高动态的力有针对性地分配到大的面上并且因此避免空心型材的弹性的或者甚至塑性的局部变形。
[0015]原则上，步骤e)所述的、初始空心型材的内壁与纵向侧壁的区域的接触在此也可理解为，在所述纵向侧壁的区域与所述内壁之间存在间距，然而所述间距足够小，以至于纵向侧壁的区域可从空心型材的外部与所述内壁焊接。所述间距特别是小于等于初始空心型材的壁厚的四倍，其中，所属壁厚处于大约1.5mm和8mm之间。优选地2mm和5.5mm之间并且特别优选地2.5mm和4.5mm之间。
[0016]原则上，内壁在此应该理解为所有的内壁，因为也可以将多个支撑元件容纳在初始空心型材中，所述支撑元件必要时在初始空心型材内部关于所述初始空心型材的纵向延伸具有不同的取向。
[0017]有利地可以在支撑元件上设置定位元件，借助于所述定位元件可以将支撑元件在初始空心型材内部在转动之前抗移动地定位或固定。对此例如可理解为处于(例如首先穿过导入壁的导入开口的)支撑元件的端部上的定位元件,该定位元件相应地对应于初始空心型材的定位壁中的定位容纳部，其方式是，定位元件可靠地保持在定位容纳部中。在此，定位容纳部也可以构造为定位壁内部的相应的定位开口。另一方面，在多腔型材的情况下也可以将中间壁内部的一个或多个导入开口用作定位元件。在此，导入开口的几何形状至少部分地这样构造，使得导入开口以其边界壁基本与支撑元件的销齐平地终止并且因此在将支撑元件导入到初始空心型材中期间确保引导支撑元件，从而所述支撑元件被引导到期望的用于转动的位置中。根据本发明的另一个构造方案，定位元件也可以构造为支撑元件中的开口，栓或销形式的定位容纳部啮合到所述开口中。
[0018]在根据本发明的所述方法中特别有利的是，在此可以使用初始空心型材，所述初始空心型材仅仅具有以导入开口或定位开口形式的最小留空，从而仅仅最低程度地减弱所述初始空心型材在轴向负荷下的初始稳定性。通过导入开口可以有针对性地导入支撑元件并且接着相应地转动所述支撑元件，直到所述支撑元件占据其支撑位置，所述支撑元件在所述支撑位置中优选地形状配合地被容纳在初始空心型材中。此外，通过支撑元件的定位元件的定位以简单的形式实现了，支撑元件可以非常简单地然而也非常可靠地定位在空心型材内部的期望的位置中。为了实现支撑元件和空心型材之间的形状配合连接，除了用于使支撑元件转动的、可构造为简单的扳手的工具以外不需要任何特别的工具。尽管如此，通过本发明的方法确保了支撑元件和空心型材之间的可靠的形状配合连接。
[0019]根据本发明的一个特别的构思，被证明有利的是，支撑元件的纵向侧壁的与初始空心型材的内壁接触的区域与空心型材的连接材料配合地、例如通过焊接或粘接实现。通过这种材料配合的连接，支撑元件和初始空心型材被这样连接，使得该连接是非常稳定的，其中，如此制造的空心型材具有期望的变形特性和能量导出特性并且在碰撞情况中对承载件的形成褶皱的影响是最小的。
[0020]也可以这样实现所述连接，即实现初始空心型材的至少一个局部的冲压或压印，其中，初始空心型材的至少一个内壁在此在冲压区域中与纵向侧壁的区域接触。
[0021]如果材料配合的连接在此借助粘接实现，那么在导入支撑元件之前将相应的胶粘剂涂覆在所述支撑元件的纵向侧壁上或者纵向侧壁的下述区域中，所述区域在其支撑位置中与初始空心型材的内壁接触。在将挤压加工型材用作初始空心型材时，可以将紧接着的热时效用于提高强度特性同时用于粘合材料的硬化。
[0022]如果应通过焊接实现连接，那么当纵向侧壁的区域已经与初始空心型材的内壁接触时，所述焊接可以作为最终的连接方法从空心型材的外部实现。
[0023]根据本发明的另一个构思，定位元件和/或作用元件材料配合地例如通过焊接或粘接或者力配合地通过螺纹件与初始空心型材连接。这些措施也再次增加了支撑元件和初始空心型材之间的连接的稳定性，从而使得如此构造的空心型材在稳定性以及变形和能量导出特性方面具有期望的性质。
[0024]为了使首先穿过导入壁的导入开口的支撑元件的端部上的定位元件与初始空心型材连接，可以再次从外部通过在定位元件的区域中或初始空心型材的冲压区域中焊穿初始空心型材的壁进行一焊接。
[0025]本发明的下述构型也具有相同方向的目标，即，将具有定心开口的容纳件安置在作用元件上用于使支撑元件定心并且所述容纳件接着材料配合地与初始空心型材连接、例如通过焊接或粘接与初始空心型材的导入壁连接。容纳件特别是在空心型材与承受动态高负荷的构件耦合时正面地影响负荷的导入，因为力被更均匀地和更缓和地传入所述空心型材。
[0026]本发明的优选根据前述方法之一制造的空心型材具有初始空心型材和至少一个支撑元件。在此，支撑元件具有销元件、作用元件以及支撑壁，所述支撑壁布置在销元件和纵向侧壁之间，其中，纵向侧壁的区域通过内壁优选地力配合地和/或材料配合地与初始空心型材连接。
[0027]在此，支撑元件有利地具有定位元件，所述定位元件可以布置在初始空心型材的定位容纳部并且力配合地和/或材料配合地例如通过焊接或粘接与其连接。这种定位元件和这种定位容纳部的构型已经在上面在根据本发明的方法中说明。
[0028]在此被证明有利的是，支撑元件的作用元件在初始空心型材的导入壁的导入开口的区域中力配合地和/或材料配合地与初始空心型材连接、例如通过焊接或粘接与初始空心型材的导入壁连接。此外，将一个在