[发明专利]乘用车的弯曲成形的承载结构

说明书

本发明涉及用于将金属平面材料制造成乘用车的高性价比的承载结构的方法、用途或型材及该承载结构的使用。使用根据DIN EN ISO 8580的弯曲成形作为主要成形制造方法。

本发明涉及用于将金属平面材料制造成车辆的高性价比的承载结构的方法、用途或型材及该承载结构的使用。使用根据DIN EN ISO 8586的弯曲成形作为主要成形制造方法。

乘用车制造的特征在于密集使用成形、焊接和切割制造工艺。因此，拉伸压缩成形或拉伸成形方法如深拉、液压成形或压印在乘用车的车辆制造中占据主导。这些方法的特征在于适于量大且周期快的情形，并且因此主要用于汽车车身工程领域。另一方面，必要的成形工具导致高投资成本，并且相应的成形压力机也成为必需品。通常，其可仅同时用于一种组件和组件几何形状。由于上一个方面，需要大量的成形工具来构建用于车辆或另外用于不同车辆系列的所有组件。这也意味着在大型工业车辆制造期间固定资产的价值较高，并且需要相应的存储区域。此外，成形工具重量较重(有时≥2t)，因此必须有机器如起重机的支撑。这种额外的机器时间、成本和可用性也必须考虑在内。工具尺寸(尤其是对于外表层部件)单向可超过5.0米，并且最终投资成本达数千万欧(https://www.thyssenkrupp.com/de/newsroom/pressemeldungen/press-release-131552.html)。现有技术中，汽车车身由550个单独组件设计而成。因此也对焊接工作和不同焊接技术提出了高要求。在将成形部件组装到车身之后，喷涂车间是现有技术中的下一个生产步骤，在那里车身用阴极浸涂进行喷涂。同样为此，高投资和高生产成本也是必要的。对于大型原始设备制造商(OEM)，所描述的制造车辆的方式(此处从乘用车这一特殊视角来看)是确立已久的。

目前，新的趋势如替代动力系统解决方案、汽车共享或自动驾驶涉及乘用车的新设计概念，而且还涉及需要建立新的工厂的乘用车新制造商。尤其是新制造商如初创企业、衍生公司或小型OEM不具有投资资金用于建立复杂且大量的制造工艺如喷涂车间，尤其是具有大量必要的成形工具的成形压力机。此外，如亚洲或非洲之类的地区，人们对价格实惠的车辆的需求增加。另外，对于如大城市这样高度城市化的区域，需要简单灵活且节省空间的车辆。为了满足对乘用车的本地需求，对于具有必要的起始资金但没有高的开发和投资成本以及时间，并且此外没有建立大型工厂，特许经营概念对于未来在短时间段内制造车辆而言可以是一种解决方案。但是乘用车的新制造概念是必要的。乘用车的示例还可适用于其他针对乘客和货物的陆基运输系统(如商用或农用车辆)。

WO专利申请2017177677A1公开了一种折叠电动自行车，其中在这种情况下折叠是指将自行车的不同部件折叠成小体积物体的折叠机构，该小体积物体易于处理，节省储存空间。与本发明相反，它是一种可分离的连接，从而在部件处于折叠期间丧失了原始功能(驱动)。此外，它似乎是用本发明之外的其他制造方法制造的。根据本发明的定义，折叠是指在制造期间而不是在应用使用期间折叠结构。

因此，本发明的目的是消除现有技术的一些缺点，并且实现用于乘用车的用金属平面材料制造的轻质且高性价比的承载结构，并且使用根据DIN 8586的弯曲成形作为主要成形工序。这意味着弯曲成形在该结构的所有成形操作中占比≥50％。此外，对于组装到最终承载结构的大多数金属平面材料(≥50％)，弯曲成形作为多边缘成形工艺实施，以在一方面增强刚度和碰撞性能，在另一方面实现节省成本的生产方式。多边缘型材被定义为型材，其中至少两个边缘被集成。多边缘型材的典型简单示例是U形型材或Z形型材，这些是双边缘型材。本发明的目标是通过使用折叠盒状承载结构作为主导的操作原理，提供一种低投资生产方法，该方法利用最少可能数量的组件并同时减少浪费。利用用于承载结构的后续设计的此类方法，平面金属材料在增材制造和3D打印方面具有竞争力。