KR20160021045A - 구조적 구성요소 및 구조적 구성요소 제조 방법 - Google Patents

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KR20160021045A
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슈테펜스 후베르투스
한 크리스토프
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무어 운트 벤더 카게
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Abstract

본 발명은 특히 모터 차량 본체를 위한, 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41)에 관한 것으로서, 냉간-성형된 제1 성형 부분(2; 32; 42) 및 제2 성형 부분(3; 23; 33)의 길이방향 연장부(L2)를 따라서 가변적인 두께를 가지는 온간-성형되고 경화된 제2 성형 부분(3; 23; 33)을 포함하고, 제2 성형 부분(3; 23; 33)은 제1 성형 부분(2; 32; 42)에 연결되는 연결 부분(7; 27; 37)을 가지고, 연결 부분(7; 27; 37)이 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 외측 연부(13)로부터 이격되고, 그에 따라 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41)가 연결 부분(7; 27; 37)과 외측 연부(13) 사이에서 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 1개-층의 플랜지 부분(12)을 가지고, 제1 성형 부분(2; 32; 42) 및 제2 성형 부분(3; 23; 33)이 연결 부분(7; 27; 37)의 연결 연부(18)를 따라서 고에너지 비임 용접 이음매(19)에 의해서 서로 연결된다. 또한, 본 발명은 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41)를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

구조적 구성요소 및 구조적 구성요소 제조 방법{STRUCTURAL COMPONENT AND METHOD FOR MANUFACTURING A STRUCTURAL COMPONENT}
본 발명은 특히 모터 차량 본체를 위한 구조적 구성요소, 및 구조적 구성요소를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
DE 10 2011 120 519 A1으로부터, 모터 차량용 차량 필라가 공지되어 있고, 그러한 필라는 냉간-성형된(cold-formed) 시트 스틸 요소로 제조된 내측 스킨(skin) 및 추가적으로 성형된 시트 스틸 요소로 제조된 외측 스킨을 가진다. 내측 스킨이 차량 필라의 길이방향으로 연장하고 외측 스킨의 용접 플랜지와 중첩하는 용접 플랜지를 가진다. 2개의 시트 스틸 요소들 사이에, 추가적인 보강 및 강화 요소가 제공된다. 서로 상하로 배열된 용접 플랜지들 및 보강 구조물의 돌출 재료 부분들이 스폿 용접 연결부 또는 레이저 용접 연결부에 의해서 서로 연결된다.
본 발명은, 추가적인 구성요소로 단순한 방식으로 연결될 수 있고 중량이 가벼운 구조적 구성요소를 제공하기 위한 목적을 기초로 한다. 목적은, 상응하는 구조적 구성요소를 생산할 수 있는 방법을 추가적으로 제시하는 것이다.
하나의 해결책이 구조적 구성요소에 의해서 제공되고, 구조적 구성요소는 냉간-성형된 제1 성형 부분, 및 제2 성형 부분의 길이방향 연장부를 따라서 가변 두께를 가지는 온간-성형되고(warm-formed) 경화된 제2 성형 부분을 포함하고, 제2 성형 부분은 제1 성형 부분에 대한 연결을 위한 연결 부분을 가지고, 제2 성형 부분의 연결 부분이 제1 성형 부분의 외측 연부로부터 이격되고, 그에 따라 구조적 구성요소가 연결 부분과 외측 연부 사이에서 제1 성형 부분의 1개-층의 플랜지 부분을 가지고, 제1 성형 부분 및 제2 성형 부분이 연결 부분의 연결 연부를 따라서 고에너지 비임 용접 이음매에 의해서 서로 연결된다.
발명에 따라서, 제2 성형 부분의 연결 연부가 제1 성형 부분의 외측 연부에 대해서 오프셋되고, 각각(respectively) 이격되며, 그에 따라 제1 성형 부분이 구조적 구성요소의 1개-층의 플랜지 부분을 형성한다. 횡단면에서, 구조적 구성요소가, 단일 층의 플랜지 부분으로서 또한 지칭될 수 있는 정확히 하나의 플랜지 층을 가진다. 다시 말해서, 1개-층의, 각각의 단일-층의 플랜지 부분으로 인해서, 구조적 구성요소가, 제1 성형 부분 및 제2 성형 부분이 서로 중첩되지 않는, 각각 서로를 덮지 않는 지역을 가진다. 단일 층의 부분이 추가적인 구성요소로 연결하기 위해서 이용될 수 있고 또한 용접 플랜지로서 설계될 수 있을 것이다. 그에 따라, 구조적 구성요소가 추가적인 구성요소로, 예를 들어 모터 차량의 외측 스킨으로 용접하기에 특히 적합한데, 이는 제1 성형 부분의 재료 성질 및 두께만이 추가적인 구성요소에 대한 연결에 영향을 미치고 제2 성형 부분은 영향을 미치지 않기 때문이다.
1개-층의 플랜지 부분 때문에, 제2 성형 부분의 어떠한 잠재적 상호작용도 없이, 냉간-성형된 제1 성형 부분만이 추가적인 구성요소로 용접되거나 다른 방식으로 연결되면 된다. 또한, 제1 성형 부분이 냉간-성형되고 그에 따라 경화된 제2 성형 부분에 대비하여 양호하게 용접될 수 있다. 또한, 제1 성형 부분의 외측 연부와 관련한 제2 성형 부분의 연결 연부의 오프-셋 때문에, 제1 성형 부분과 제2 성형 부분 사이에서 강한 연결이 달성될 수 있도록, 고에너지 비임 용접 이음매, 간단히 용접 이음매가 측방향으로 생성될 수 있다. 또한, 제1 성형 부분과 관련한 제2 성형 부분의 연결 연부의 오프-셋 때문에, 제1 성형 부분의 플랜지 부분 위에 제2 성형 부분을 중첩시키는 것에 의한 재료의 배가(doubling)가 방지되고, 그에 따라 제2 성형 부분 상에서 중량이 직접적으로 감소되고 전체적으로 보다 가벼운 구조적 구성요소가 제공된다.
또한, 제2 성형 부분의 길이방향 연장부를 따라서 변화되는 시트 두께로 인해서, 제2 성형 부분이 각각의 부하 인가(loading) 경우에 맞춰서 지역적으로 구성될 수 있을 것이다. 그에 따라, 제2 성형 부분의 또는 구조적 구성요소의 강하지 않게 부하가 가해지는 부분적인 지역이 얇은 두께를 가질 수 있고, 그에 의해서 제2 성형 부분의 재료의 이용이 감소되고 전체적으로 구조적 구성요소의 중량이 감소된다. 반대로, 구조적 구성요소 각각의, 특히 강하게 부하가 인가되는 제2 성형 부분의 부분적 지역이 더 두껍게 성형될 수 있고 그에 따라 보다 안정적일 수 있다.
상세한 설명 및 청구항에서, 보다 양호한 판독성을 위해서 단수형 및 부정 관사가 사용되었고, 전체으로 종합적인 문맥이 달리 구체화하고 있지 않는 한, 이는 항상 이들 요소의 복수형과 또한 관련된다. 이는 특히, 구조적 구성요소가 적어도 하나의 플랜지 부분, 적어도 하나의 외측 연부, 적어도 하나의 연결 부분, 적어도 하나의 연결 연부, 적어도 하나의 용접 이음매 및 추가적으로 성형되는 부분을 구비할 수 있다는 것을 의미한다.
제1 성형 부분은, 구성요소의 길이방향 또는 횡단방향의 연장부의 일부인 두께를 가지는, 시트 스틸로 바람직하게 제조되는, 금속 재료로 제조된 냉간-성형된 구성요소이다. 냉간-성형 프로세스는, 명확하게 금속의 재결정 온도 미만의 온도에서 금속을 성형하는 것을 의미한다. 냉간-압연된, 미세 합금화된(microalloyed) 시트 스틸, 예를 들어 HC 420 LA+가 스틸 재료로서 이용될 수 있다. 스틸 재료가 코팅, 예를 들어 아연 코팅, 특히 ZE 75/75를 포함할 수 있다.
제2 성형 부분이 금속 재료로 제조된, 온간-성형되고 경화된 구성요소이다. 본 개시 내용에서, 온간-성형은 특히 금속의 재결정 온도 초과에서 금속을 성형하는 것을 의미한다. 경화된 제2 성형 부분은 바람직하게, 구성요소의 길이방향 또는 횡단방향의 연장부의 일부인 두께를 가지는, 시트 스틸로부터 성형된 부분이다. 일 실시예에서, 붕소강, 예를 들어 22MnB5이 스틸 재료로서 이용될 수 있고, 임의의 다른 경화가능 스틸 재료가 또한 고려될 수 있다. 온간-성형 중에 구성요소의 스케일링(scaling)을 방지하도록 또는 제2 성형 부분의 부식 보호부로서의 역할을 하도록, 제2 성형 부분이 특히 알루미늄-실리콘-합금 또는 아연으로 코팅될 수 있다. 이러한 경우에, 제2 성형 부분이 온간-성형 전에 및/또는 후에 코팅될 수 있다. 만약 코팅이 온간-성형 전에 제공된다면, 제2 블랭크(blank)를 생성하기 위한 스트립 재료 또는 블랭크 자체가 코팅될 수 있다. 만약 코팅이 온간-성형 후에 제공된다면, 성형되고 아마도 이미 경화된 제2 성형 부분이 코팅될 수 있다. 제2 성형 부분이, 적어도 부분적인 지역에서, 바람직하게 전체적으로(completely), 온간-성형 후에 경화되거나 온간-성형 중에 경화된다. 온간-성형 및 경화가 예를 들어 하나의 프로세스 단계에서 프레스-경화 공구 내에서 실시될 수 있다. 이러한 조합된 성형 및 경화 프로세스가 또한 프레스-경화로서 지칭된다. 예시적인 실시예에 따라서, 제2 성형 부분이 블랭크로부터 제조될 수 있고, 그러한 블랭크는 온간-성형 전에 적어도 800 ℃ 내지 850 ℃까지 가열되고, 이어서 성형 공구 내로 신속하게 배치되고 온간 조건에서 성형되고, 그에 의해서 성형 공구와 접촉하는 것으로 인해서 신속하게 냉각된다. 성형 공구가 강제 방식으로 내부로부터 냉각될 수 있다. 성형된 부분의 냉각이 예를 들어 약 15초 이하 내에 예를 들어 약 200 ℃까지 규정된 방식으로 이루어질 수 있다. 전술한 프레스-경화 이외에, 제2 성형 부분이 또한 공지된 방식으로 달리 경화될 수 있을 것이다.
또한, 제2 성형 부분 이외에, 제1 성형 부분이, 예를 들어 스트립 재료의 유연성(flexible) 압연에 의해서 또는 상이한 시트 두께의 몇 개의 구성요소를 서로 연결하는 것에 의해서 또한 제조될 수 있는, 변화되는 시트 두께를 가지는 부분적인 지역들을 가질 수 있다. 유연성 압연에 의해서 생산되는 변동(varying) 시트 두께를 가지는 블랭크가 테일러 압연형 블랭크(Tailor Rolled Blank)로서 또한 지칭된다. 두께가 상이한 몇 개의 부분적인 블랭크로부터 함께 결합되고 서로 용접되는 블랭크들이 또한 테일러 용접형 브랭크로 지칭된다. 원칙적으로, 제1 성형 부분 뿐만 아니라 제2 성형 부분이 상이한 재료들로 구성될 수 있고; 중요한 것은, 이러한 성형 부분이, 3-차원적인 구조물을 형성하기 위해서 성형된, 적어도 금속의 부분적인 지역을 가진다는 것이다. 구성요소가 또한 성형된 부분으로서 특징지어진다.
본 발명의 하나의 양태에 따라서, 구조적 구성요소가 정확하게 2개의 성형된 부분 즉, 냉간-성형된 제1 성형 부분 및 온간-성형되고 경화된 제2 성형 부분을 가진다. 유리하게, 제1 성형 부분이 구조적 구성요소의 내측 부분을 형성하고, 제2 성형 부분이 구조적 구성요소의 외측 부분을 형성한다. 구조적 구성요소의 외측에 배열되는 각각의 외측 면에 자유롭게 접근할 수 있다.
바람직하게, 플랜지 부분이 제1 성형 부분의 길이방향 연장부의 적어도 50%를 따라서 20 밀리미터 초과의 횡단방향 연장부를 가진다. 다시 말해서, 제1 성형 부분과 제2 성형 부분 사이의 연결 연부와 제1 성형 부분의 외측 연부 사이의 거리가 제1 성형 부분의 길이방향 연장부의 적어도 50%를 따라서 20 밀리미터 초과이다. 바람직하게, 플랜지 부분이 제1 성형 부분의 전체 길이보다 길거나 ?은 길이를 따라서, 즉 제1 성형 부분의 길이방향 연장부의 적어도 90%를 따라서 20 밀리미터 보다 더 넓다. 그러한 넓은 플랜지 부분 때문에, 제1 성형 부분은, 구조적 구성요소를 플랜지 부분을 따라서 추가적인 구성요소로 연결하기 위한 충분히 넓은 용접 플랜지를 제공한다. 구조적 구성요소에 속하지 않는 추가적인 구성요소가 예를 들어 외측 스킨, 각각 모터 차량의 외피(envelope)일 수 있다.
또한, 연결 부분이 구조적 구성요소를 통한 횡단면도에서 10 밀리미터 미만의 폭을 가질 수 있다. 연결 부분이, 적어도 제2 성형 부분의 길이의 가장 긴 부분을 따라서 좁은 폭을 가질 수 있다. 또한, 제1 성형 부분의 플랜지 부분이 제1 성형 부분의 길이방향 연장부의 적어도 50%를 따라서 연장할 수 있다. 부가적으로 또는 대안적으로, 연결 부분이 제2 성형 부분의 길이방향 연장부의 적어도 50%로 연장할 수 있다. 플랜지 부분 및 연결 부분이 또한 적어도 대략적으로 동일한 길이를 가질 수 있을 것이고 제1 성형 부분과 제2 성형 부분 사이에서 접촉 지지되는(abutting) 길이방향 부분을 따라서 연장할 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 제1 및 제2 성형 부분이 고에너지 용접 이음매에 의해서 길이방향 부분을 따라서 서로 연결될 수 있다. 유리하게, 저항 스폿 용접 방법과 대조적으로, 용접 이음매는 제1 성형 부분 및 제2 성형 부분의 시트들을 통해서 용접될 필요가 없고, 고에너지 용접 이음매가 제2 성형 부분의 연결 연부를 따라서 제1 성형 부분 상에 배열된다. 그에 따라, 연결 부분이 특히 좁게 형성될 수 있고, 그에 의해서 중량이 감소될 수 있다.
바람직한 방식에서, 고에너지 비임 용접 이음매가 연결 연부의 연부 길이의 적어도 50%를 따라서 연속적으로 형성된다. 그에 따라, 단지 부분적인 스폿 용접과 대조적으로, 제1 및 제2 성형 부분 사이에서 매우 안정적인 연결이 제공된다. 본 개시 내용에 따라서, 연속적인 용접 이음매가 글자 그대로의 의미의 연속적인 이음매 만으로 제한되지 않을 뿐만 아니라, 이웃하는 용접 스폿들이 서로 중첩될 수 있는 봉합(stitching) 이음매를 또한 명백하게 포함한다는 것을 의미한다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라서, 제2 성형 부분의 연결 부분이 제1 성형 부분과 1° 내지 90°의 각도를 형성할 수 있다. 다시 말해서, 제2 성형 부분의 연결 부분이 제1 성형 부분 상에서 경사를 이루어 배열되거나 직각으로 배열될 수 있을 것이다. 이러한 방식에서, 2개의 성형 부분이 단지 연결 연부를 따라서 적어도 연결 부분의 지역 내에서 서로 접촉 지지된다. 그에 따라, 특히 좁은 연결 부분이 제공될 수 있고, 그에 의해서 가벼운 제2 성형 부분에 기여하고 결과적으로 그로부터 전체적으로 가벼운 구조적 구성요소를 초래한다. 좁은 연결 부분 때문에, 제1 및 제2 성형 부분의 상이한 시트 두께들의 중첩이 방지되고, 그에 따라 2개의 성형 부분이 보다 용이하게 연결될 수 있다. 특별한 적용예에서 필수적일 수 있거나 구조적 구성요소의 강도와 관련하여 시장에서 특별하게 요구하는 것일 수 있는, 제2 성형 부분의 시트 두께가 변동하는 경우에, 좁은 연결 부분으로 인해서, 제1 성형 부분이 그에 상응하여 지역적으로 구성될 필요가 없다. 그에 따라, 제1 성형 부분, 예를 들어 폐쇄 패널(closing panel)이라고도 지칭되는 모터 차량의 B-필라가 항상 동일한 치수를 가질 수 있고, 제2 성형 부분, 예를 들어 B-필라의 외측 패널만이 각각의 적용예 및 시장의 특별한 요건에 맞춰 구성될 수 있다. 또한, 용접 이음매 뒤쪽의 제1 성형 부분 상에서의 연결 부분의 경사진 배열 때문에, 넓어지는 챔버가 형성되고, 이는 고에너지 비임 용접 프로세스 중에 금속 증기가 빠져나가는 배출구를 위한 역할을 할 수 있다.
본 발명의 추가적인 양태에 따라서, 제2 성형 부분의 연결 부분이, 제1 성형 부분 내에 형성된 슬롯에 결합하는 탭의 형상으로 성형된다. 이러한 방식에서, 제1 및 제2 성형 부분들 사이의 연결을 부가적으로 보강하는 삽입 연결부가 제공된다. 보다 특히, 몇 개의 연결 부분이, 제1 성형 부분으로 용접되는 탭의 형상으로 제공될 수 있고, 2개의 이웃하는 탭들 사이에, 용접되지 않은 중간 부분이 형성될 수 있다. 예를 들어, 몇 개의 슬롯이 제1 성형 부분의 길이방향 연장부 내의 하나 이상의 행으로 서로 차례로 제공될 수 있고, 그러한 슬롯 내로 제2 성형 부분의 탭이 삽입될 수 있다. 탭이 제2 성형 부분과 일체로 성형될 수 있고 또한 브래킷 부분으로서 지칭될 수 있을 것이다.
또한, 횡단면에서 볼 때, 제1 성형 부분 보다 좁은 제1 성형 부분의 길이방향 연장부의 적어도 80%를 따라서, 제2 성형 부분이 형성될 수 있다. 다시 말해서, 적어도 길이의 대부분을 따라서 또는 실질적으로 구성요소의 전체 길이를 따라서, 제2 성형 부분의 폭이 제1 성형 부분의 폭 보다 좁다. 모자 윤곽선 또는 U-유사 형상으로 형성될 수 있는 제2 성형 부분이, 적어도 본질적으로 편평하게 형성될 수 있는 제1 성형 부분에 장착될 수 있다. 그에 따라, 제2 성형 부분이, 제1 성형 부분의 2개의 외측 연부에 대해서 뒤쪽으로(backward) 셋팅되는 제2 성형 부분의 길이방향으로 연장하는 2개의 연결 연부를 가진다.
바람직하게, 구조적 구성요소가 모터 차량의 차량 필라, 특히 A-, B- 또는 C-필라이다. 그에 따라, 제1 성형 부분이, 내측 패널 또는 A-, B- 또는 C-필라 내측으로도 지칭되는, 차량 필라의 내측 부분 즉, 폐쇄 패널일 수 있고, 제2 성형 부분이, 외측 패널 또는 A-, B- 또는 C-필라 외측으로도 지칭되는, 차량 필라의 외측 부분일 수 있다. 차량 필라가, 외측의 가시적인 본체 패널을 나타내는 외측 스킨 또는 외피에 통상적인 방식으로 연결된다. 이러한 외측 스킨이, 제1 성형 부분의 각각의, 폐쇄 패널의 플랜지 부분으로 단지 연결된다. 외측 차량 필라, 각각 제2 성형 부분이 외측 스킨에 연결되지 않는다.
실시예에 따라서, 차량 필라의 외측 부분만이 그 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가지고, 그에 따라 목표하는 방식으로 차량 필러의 충돌 거동에 영향을 미치기 위한 각각의 강화된 지역 및 약화된 지역 또는 연성 지역을 형성한다. 이러한 방식에서, 시장에서 일정한 두께를 가지는, 표준화된 폐쇄 패널이 제공될 수 있다. 그러나, 외측 차량 필라에 부가하여 차량 필라의 부분적인 지역을 보강하기 위해서, 폐쇄 패널이 또한 그 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
전술한 목적의 해결책은, 추가적으로, 특히 모터 차량 본체를 위한, 구조적 구성요소를 제조하는 방법이며, 그러한 방법은: 제1 블랭크를 제1 성형 부분으로 냉간-성형하는 단계; 제2 블랭크의 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가지는 제2 블랭크를 생산하는 단계; 제2 블랭크를, 제1 성형 부분에 연결하기 위한 연결 부분을 가지는 제2 성형 부분으로 온간-성형하는 단계; 제2 성형 부분을 경화시키는 단계; 제1 성형 부분과 접촉 지지되는 제2 성형 부분의 연결 연부가 제1 성형 부분의 외측 연부로부터 이격되도록, 제2 성형 부분을 제1 성형 부분 상으로 배치하는 단계; 고에너지 비임 용접 방법으로 생성되는, 연결 연부를 따라서 연장하는, 고에너지 비임 용접 이음매에 의해서 제2 성형 부분을 제1 성형 부분으로 연결하는 단계를 포함한다.
다른 용접 방법에 대비되는 고에너지 비임 용접 방법으로 인해서, 적은 열 에너지가 유입되고 서로 연결하고자 하는 성형 부분들 내로 보다 집중되기 때문에 유리하다. 그에 따라, 열적으로 유도되는 왜곡이, 저항 스폿 용접에 대비하여 명백하게 적다. 또한, 고에너지 비임 용접 방법 중에, 서로 용접하고자 하는 성형 부분들에 대한 단일-측면형 접근(single-sided access) 만이 요구된다. 그와 대조적으로, 저항 스폿 용접 방법 중에, 용접 전극을 양 측면들로부터 성형 부분들을 향해서 이동시킬 수 있도록, 양 측면으로부터의 접근이 제공되어야 한다. 제1 성형 부분의 외측 연부에 대한 제2 성형 부분의 연결 연부의 오프셋으로 인해서, 연결 연부가, 각각 가시적인(visible), 측방향으로 양호하게 접근될 수 있고, 그에 따라 고에너지 비임 용접 방법의 이용이 단순화된다. 고에너지 비임 용접 방법으로서, 아크 및 전자 비임 용접 방법 이외에, 레이저 비임 용접 방법이 특히 적합하고, 선택된 용접 방법이 부가적인 재료를 이용하거나 이용하지 않고 실행될 수 있다.
제2 블랭크가 제1 가능성에 따라서 유연하게 압연된 스트립 재료로부터 제조될 수 있다. 제2 블랭크의 유연성 압연에 의해서, 제2 성형 부분이 그 길이방향 연방부를 따라서 가변적인 시트 두께를 수용한다. 이러한 방식에서, 예를 들어 측면 충돌 중에 붕괴(buckle)되지 않아야 하는, 강하게 부하를 받는 부분적인 지역이 더 두껍게 형성될 수 있다. 또한, 유연성 압연은, 적은 부하를 받는 부분적인 지역 또는 외부 부하 인가 중에 붕괴되어야 하는 부분적인 지역이 더 약하게, 즉 더 얇게 성형될 수 있게 한다. 이러한 방식에서, 제2 성형 부분의 두께가 목표로 하는 방식으로 그 길이방향을 따라서 변화될 수 있고, 그에 따라 구성요소의 중량이 감소된다.
제2 가능성에 따라서, 상이한 시트 두께들을 가지는 몇 개의 부분적인 브랭크들을 서로에 대해서 용접하는 것에 의해서, 제2 블랭크가 또한 제조될 수 있다. 그러한 블랭크가 또한 "테일러 용접형 블랭크"로 지칭된다.
발명에 따른 제조 방법에 의해서, 이러한 경우에, 축약을 위해서 전술한 설명을 참조할 수 있는, 발명에 따른 구조적 구성요소와 관련하여 설명된 바와 같은 동일한 장점이 달성된다. 이러한 경우에, 지칭된 장치의 실시예 모두가 방법으로 변환 가능하고 그 반대도 가능하다는 것이 명백하다.
제1 및 제2 성형 부분 사이에서 특히 안정적인 연결을 생성하기 위해서, 고에너지 비임 용접 이음매가 연결 연부의 연부 길이의 적어도 50%를 따라서 생성될 수 있다. 이러한 경우에, 연속적인 또는 중단된 용접부가 생성될 수 있다. 성형된 부분의 부하에 맞춰 구성될 수 있는 용접 이음매가 저항 용접된 스폿 보다 더 안정적이다. 유리하게, 고에너지 비임 용접 이음매가 연결 연부의 길이의 적어도 50%를 따라서 연속적으로 형성된다.
본 발명의 다른 양태에 따라서, 제1 블랭크를 냉간-성형하는 및/또는 제2 블랭크를 온간-성형하는 단계에 앞서서, 이하의 단계 중 적어도 하나가 제공된다: 제1 블랭크의 표면 코팅 단계; 제2 블랭크의 표면 코팅 단계. 제1 블랭크가, 예를 들어, 아연으로 코팅될 수 있고, 제2 블랭크가 알루미늄-실리콘으로 코팅될 수 있다. 2개의 코팅을 제공하는 부식 보호 외에도, 온간-성형 중에 제2 성형 부분의 스케일링을 방지하는데 있어서 특히 알루미늄-실리콘-코팅이 적합하다. 성형 후에 그리고 특히 연결 단계 후에 성형된 부분을 더 이상 코팅할 필요가 없다는 것이 유리하다. 그에 따라, 제조 프로세스가 최적화된다.
바람직하게, 성형 부분들을 서로 연결하는 단계 이전에, 모든 관통 개구부가 구조적 구성요소 내로 가공될 수 있다. 제1 블랭크가 냉간-성형 프로세스 중에 심하게 융기(bulge strongly) 수 있음에 따라, 제1 성형 부분이 바람직하게 성형 프로세스 이후에 천공된다. 대안적으로 또는 부가적으로, 관통 개구부의 구성적으로 미리 결정된 공차 범위가 허용하는 경우에, 관통 개구부가 또한 냉간-성형 프로세스 이전에 천공될 수 있다. 경화된 재료 내로 관통 개구부를 천공하는 것이 증가된 지출을 유발할 수 있음에 따라, 제2 성형 부분의 관통 개구부가 경화 이전에, 특히 제2 블랭크로의 프레스-경화 이전에 생성되는 것이 유리하다. 그러나, 필요한 경우에, 관통 홀이 예를 들어 레이저 비임 컷팅 방법에 의해서 경화된 제2 성형 부분 내로 컷팅될 수 있다. 제2 블랭크가 온간-성형 중에 크게 융기되지 않음에 따라, 관통 홀이 제2 블랭크의 온간-성형 이전에 미리 생성될 수 있다.
온간-성형 중에, 공급(feeding) 플랜지가 생성될 수 있을 것이다. 공급 플랜지가, 예를 들어, 모자-형상의 횡단면을 가질 수 있는 제2 성형 부분의 굽혀진 연부 부분으로서 형성될 수 있을 것이다. 특히, 공급 플랜지가 10 밀리미터 미만의 횡단방향 연장부를 가지도록, 후속하여, 공급 탭이 적어도 부분적으로 컷팅될 수 있다. 그에 따라, 적어도 하나의 컷팅된 공급 플랜지가 제2 성형 부분을 제1 성형 부분으로 연결하기 위한 연결 부분으로서 이용될 수 있다.
더불어, 공급 플랜지가 또한 연결 이전에 완전히 컷팅될 수 있다. 그에 따라, 제2 성형 부분이, 제1 성형 부분과 각도를 이루도록 제1 성형 부분에 접촉 지지될 수 있다. 이러한 방식에서, 제2 성형 부분이 연결 연부를 따라서만 제1 성형 부분에 접촉 지지되고, 그에 따라 연결 부분이 단지 용접 이음매 만큼만 넓다. 그에 따라, 연결 부분과 제2 성형 부분 사이에서 중첩 부분이 최소로 감소된다.
연결 부분과 제1 성형 부분 사이의 연결을 보강하기 위해서, 공급 플랜지가 완전히 컷팅될 수 있고 및/또는 적어도 탭이 생성되도록 제2 성형 부분이 컷팅될 수 있다. 제1 성형 부분에서, 탭에 상응하는 슬롯이 생성될 수 있고, 제2 성형 부분을 제1 성형 부분 상으로 배치할 때 그러한 슬롯 내로 탭이 삽입된다. 바람직하게, 몇 개의 슬롯이 제1 성형 부분 상에 생성되고, 몇 개의 상응하는 탭이 제2 성형 부분 상에 생성되고 슬롯 내로 삽입된다.
성형 부분 형성 단계에서, 스트립 재료로 생성된 윤곽형 컷트 부분 또는 직사각형 블랭크가 이용될 수 있다. 제1 성형 부분을 제조하기 위해서, 스트립 재료가 제2 성형 부분과 유사하게 초기에 유연하게 압연될 수 있다. 제1 블랭크가, 제2 블랭크와 유사하게, 그 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가지도록, 제1 블랭크가 이러한 스트립 재료로부터 컷팅될 수 있다. 이어서, 제1 블랭크가 냉간-성형 단계 중에 제1 성형 부분으로 성형될 수 있다. 제2 블랭크가, 오스테나이트화(austenisation) 온도, 예를 들어 800 ℃ 내지 850℃의 온도로 초기에 가열되고, 이어서 제2 성형 부분으로 온간-성형될 수 있다. 제2 블랭크가 다이 및 펀치를 가지는 성형 공구 내에서 온간-성형될 뿐만 아니라 성형 공구 내로 통합된 냉각 장치에 의해서 임계 냉각 속도 미만으로 급냉되도록, 제2 블랭크가 온간-성형 단계 중에 프레스-경화될 수 있다. 예를 들어, 성형 부분이 경화되도록, 성형 부분이 예를 들어 15초 이내에서 200 ℃ 미만의 온도까지 냉각될 수 있다. 프레스-경화 프로세스 외에, 제2 성형 부분이 또한 다른 방식으로 적어도 부분적인 지역에서 또는 전체적으로 경화될 수 있다.
도면을 이용하여 바람직한 실시예가 이하에서 설명된다. 도면은 다음과 같다.
도 1은 제1 실시예에 따른 B-필라의 측면도이다.
도 2는 B-필라의 원근적인 분해도이다.
도 3은 도 1에 도시된 절단선 III-III을 따른 B-필라의 개략적인 횡단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 B-필라의 확대된 상세도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 B-필라의 개략적인 횡단면도이다.
도 6는 도 5에 도시된 B-필라의 확대된 상세도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 B-필라의 일부를 3차원적으로 도시한 횡단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 B-필라의 제1 성형 부분을 도시한 상면도이다.
도 9는 제4 실시예에 따른 B-필라의 원근적인 분해도이다.
도 1에서, 구조적 구성요소(1)가 모터 차량의 차량 필라로서, 본 경우에 B-필라로서 형성된 것으로 도시되어 있다. 공지된 바와 같이, B-필라(1)는 지붕 프레임을 차량 본체의 실(sill)과 연결하기 위한 역할을 한다. 충돌 시에, B-필라뿐만 아니라 추가적인 차량 필라가, 측면 충돌 중에 도시되지 않은 승객실을 변형에 대해서 안정화시키고 힘을 흡수함에 따라, B-필라뿐만 아니라 추가적인 차량 필라가 안전 관련 기능을 충족시킨다.
도 2에서, 차량 필라(1)가 분해도로 도시되어 있다. 차량 필라가 2개의 부분으로 성형되고, B-필라(1)의 폐쇄 패널 또는 내측 패널로서 또한 지칭되는 제1 성형 부분(2), 및 B-필라(1)의 외측 패널인 제2 성형 부분(3)을 구비한다.
제1 성형 부분(2)은, 그 길이 및 폭을 따라서 일정한 두께를 가지는 냉간-성형된 부분이다. 제1 성형 부분(2)을 제조하기 위해서 스틸 시트가 압연된다. 스틸 재료로서, HC 420 LA+이라는 명칭의 냉간-압연된, 미세 합금화된 시트 스틸이 이용될 수 있고, 이는 냉간-성형에 앞서서 양 측면 상에서 아연 코팅된다. 이러한 코팅된 스트립 재료로부터, 제1 블랭크가 가공되고, 이어서 제1 성형 부분(2)으로 냉간-성형된다. 냉간-성형은, 명백하게, 여기에서 이용되는 시트 스틸의 재결정 온도 미만의 온도에서, 본 경우에 상온에서 금속을 변형시키는 것으로 이해된다.
제2 성형 부분(3)이 온간-성형되고 경화된 성형 부분이다. 제2 성형 부분(3)을 제조하기 위해서, 초기에, 스트립 재료, 본 경우에 예를 들어 22MnB5 스틸 시트가 알루미늄-실리콘 코팅을 구비할 수 있고 유연하게 압연될 수 있다. 유연하게 압연된 시트 스틸이 또한 "테일러 압연형 블랭크"로서 특징지어진다. 이러한 코팅된 스트립 재료로부터, 제2 블랭크가 가공되고, 그에 따라 제2 블랭크가 그 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가진다. 제2 블랭크의 온간-성형 이전에, 전방 도어의 폐쇄 쐐기(wedge)를 위한 또는 후방 도어의 부착을 위한 관통 개구부(6)가 제2 블랭크 내에 형성된다. 일반적으로, 관통 개구부(6)가 또한 레이저 비임 컷팅 방법에 의해서 온간-성형되고 경화된 성형 부분(3) 내에 형성될 수 있다. 후속하여, 제2 블랭크가 온간-성형되고, 온간-성형은 사용된 스틸의, 여기에서 22MnB5의 재결정화 온도 보다 높은 온도에서 금속을 변형시키는 것으로 이해된다. 보다 특히, 온간-성형의 단계 중에, 제2 블랭크가 초기에 800 ℃ 내지 850 ℃까지 가열되고 이어서 제2 성형 부분(3)으로 온간-성형된다. 온간-성형 중에, 제2 블랭크가 프레스-경화되고, 그에 따라 제2 블랭크가 다이 및 플런저를 가지는 성형 공구 내에서 온간-성형될 뿐만 아니라 성형 공구 내로 통합된 냉각 장치에 의해서 급냉된다. 냉각이 임계 냉각 속력 미만으로 이루어지고, 예를 들어 약 15초 이내에서 200 ℃ 미만의 본체 온도까지 냉각된다. 온간-성형 단계 중에, 제2 성형 부분(3) 상에서 외측으로 굽혀진 공급 플랜지가 생성되고, 그러한 공급 플랜지는, 남은 플랜지 부분이 약 10 밀리미터 이하의 폭(Q1)을 가지도록, 프레스-경화 후에 컷팅된다. 컷팅된 플랜지는 제2 성형 부분(3)을 제1 성형 부분(2)으로 연결하기 위한 연결 부분(7)으로서의 역할을 한다. 도 4에서, 굽혀진 연결 부분(7)의 폭(Q1)이 제2 성형 부분(3)의 반경 자유 측면 단부 부분에 의해서 결정되고, 즉 연결 부분(7)이 직선으로 형성된다. 굽혀진 연결 부분(7)의 폭(Q1)이 예를 들어 10 밀리미터일 수 있다.
또한, 차량 필라(1)의 정확한 구조가 도 1 내지 도 4를 이용하여 구체적으로 설명된다. 냉간 성형된 제1 성형 부분(2)이, 길이방향(X)을 따라서 연장하는 2개의 융기부(bulging)(10)를 가지는 세장형의 2-차원적인 베이스 형상을 가진다. 제1 성형 부분(2)에서, 예를 들어, 전기 케이블 또는 다른 차량 구성요소가 통과할 수 있게 하는 역할을 하는 몇 개의 관통 개구부(10)가 냉간-성형 이후에 형성된다. 연부에서, 실질적으로 길이방향(X)으로 연장하는 외측 연부(13)를 가지는 2개의 플랜지 부분(12)이 제공되고, 플랜지 부분(12)은 도시되지 않은 추가적인 차량 구성요소로, 예를 들어 차량의 외측 스킨 또는 외피로 용접될 수 있다. 용접 적합성을 개선하기 위해서, 2개의 플랜지 부분(12)이 가열에 의해서, 예를 들어 전기 저항 가열에 의해서, 선택적으로 연성화될 수 있다.
프레스-경화된 제2 성형 부분(3)이 제2 성형 부분(3)의 길이방향(X)을 따라, 각각 차량 필라(1)의 길이방향(X)을 따라, 상이한 시트 두께를 가지는 몇 개의 부분적인 부분(8, 9)을 가지며, 그러한 부분(8, 9)은 쇄선에 의해서 도 1 및 도 2에 표시되어 있다. 보다 특히, 보강된 부분적인 부분(8)이 얇은 부분적인 부분(9) 보다 더 두꺼운 시트 두께를 가진다. 몇 개의 두꺼운 부분적인 부분(8) 및 얇은 부분적인 부분이 제공된다. 각각의 두꺼운 부분적인 부분(8) 및 인접하는 얇은 부분적인 부분 사이에서, 전이적 부분이 또한 제공되고, 그러한 전이적 부분 내에서 두꺼운 시트를 가지는 하나의 부분적인 부분으로부터 얇은 시트를 가지는 부분적인 부분으로의 연속적인 시트 두께 전이가 발생된다. 또한, 제2 성형 부분(3)이 모자-윤곽, 각각 U-형상의 횡단면을 가지는 세장형 베이스 형상을 가진다. 상부 및 하부 단부 부분(14, 15) 각각에서, 용접 플랜지(16, 17)가 제공되고, 그러한 용접 플랜지에 의해서 제2 성형 부분(3)이 차량 지붕 프레임에 또는 모터 차량의 실에 연결될 수 있다.
도 3에서, 도 1에 도시된 절단선 III-III을 따른 차량 필라(1)의 횡단면이 도시되어 있다. 횡단면도에서 볼 때, 제2 성형 부분(3)이 제1 성형 부분(2) 보다 좁게 형성된다는 것을 볼 수 있다. 모자-윤곽-성형된 제2 성형 부분(3)은, 제2 성형 부분(3)으로부터 굽혀지고 온간-성형에 의해서 생성된 공급 플랜지를 컷팅하는 것에 의해서 제조되는 2개의 연결 부분(7)과 함께, 제1 성형 부분(2) 상에서 지지된다. 제1 성형 부분(2)에 대한 2개의 연결 부분(7)의 경사진 배열에 의해서, 2개의 성형 부분(2, 3)이, 길이방향(X)으로 실질적으로 연장하는 2개의 연결 연부(18)를 따라서 서로 접촉 지지된다. 연결 연부(18)가 제1 성형 부분(2)의 외측 연부(13)와 관련하여 후퇴되고(set back), 그에 따라 제1 성형 부분(2)의 플랜지 부분(12)에 접근 가능해지고, 각각 제2 성형 부분(3)에 의해서 덮이지 않는다. 그에 따라, 차량 필라(1)가 플랜지 부분(12)을 따라서 단일 층 부분으로서 형성된다. 플랜지 부분(12)은 제1 성형 부분(2)의 전체 길이방향 연장부(L1)를 따라서 연장하고 20 밀리미터 초과의 횡단방향 연장부(Q2)를 갖는다. 그러한 횡단방향 연장부(Q2)는 필라(1)의 길이방향 연장부(L1)의 약 90%에 걸쳐서 연장한다. 차량 필라(1)를 추가적인 차량 구성요소에, 예를 들어 차량의 외측 스킨에 연결하기 위해서, 제1 성형 부분(2)만이 플랜지 부분(12)을 따라서 외측 스킨에 연결되면 된다. 플랜지 부분을 차량 스킨에 연결하는 것이 용접 또는 다른 적합한 기술에 의해서 이루어질 수 있다.
2개의 성형 부분(2, 3)이, 레이저 비임 용접 방법에 의해서, 각각의 하나의 연속적인 고에너지 용접 이음매(18)로, 제1 성형 부분(2) 상에서 2개의 연결 연부(18)를 따라서 연결될 수 있다. 용접 이음매(18)가 각각의 연결 연부(18)의 전체 연부 길이(L3)를 따라서 연장할 수 있다. 제1 성형 부분(2) 상에서의 2개의 연결 부분(7)의 경사진 배열로 인해서, 예를 들어 약 15°의 각도(α)가 연결 부분(7)과 제1 성형 부분(2) 사이에서 형성되고, 그에 따라 차량 필라(1)의 내측으로 개방된 내측 챔버(20)가 형성된다. 내측 챔버(20)는 용접 프로세스 중에 생성되는 금속 가스를 배출하는 역할을 한다. 금속 가스는, 차량 필라(1)가 상부 및 하부 단부 부분(14, 15)에서 차량 본체에 아직 연결되기 전의 시점에서, 배출될 수 있다.
유리하게, 제1 및 제2 성형 부분(2, 3)이 좁은 연결 부분(7)으로 인해서 서로 약간만 중첩되고, 그에 따라 제2 성형 부분(3)의 두껍고 얇은 부분적인 부분(8, 9)의 변화되는 시트 두께가 제1 성형 부분(2)의 시트 두께에 상응할 필요가 없다. 그에 따라, 차량 필라(1)를 위한 계획 및 제조 프로세스 그리고 용접 프로세스가 단순화된다. 그에 따라, 제1 성형 부분(2)이, 시장에서 균일한 하나의 시트 두께를 가지는 표준화된 폐쇄 패널일 수 있다. 이어서, 제2 성형 부분(3)만이 적용예에 그리고 충돌 보호와 관련한 시장에서의 특별한 요건에 맞춰 구성되기만 하면 되고, 그에 따라 제2 성형 부분(3)의 특별한 부분적인 부분이 시트 두께의 증가에 의해서 목표하는 방식으로 보강된다. 차량 필라(1)의 특별한 부분적인 부분의 부가적인 보강을 위해서, 적어도 하나의 보강 패널을 또한 제2 성형 부분(3) 및/또는 제1 성형 부분(2) 상에서 내측에 부착할 수 있을 것이다. 보강 패널이 예를 들어 추가적인 온간-성형된 성형 부분일 수 있으나, 그러한 추가적인 온간-성형된 성형 부분은 플랜지 부분(12)과 중첩하지 않는다.
도 5에서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 차량 필라(21)의 횡단면도가 도시되어 있다. 제1 실시예의 구성요소에 상응하는 구성요소가 도 1 내지 도 4에서와 동일한 참조 번호를 갖는다.
제2 실시예에 따른 차량 필라(21)는, 단지 대안적인 제2 성형 부분(23)만이, 도 1 내지 도 4에 도시된 제1 실시예에 따른 차량 필라(1)와 상이하다.
제2 성형 부분(23)의 온간-성형의 단계 중에, 공급 플랜지가 또한 생성되나, 그러한 공급 플랜지는 프레스-경화 이후에 완전히 컷팅된다. 이러한 방식에서, 제2 성형 부분(23)은 2개의 연결 부분(27)으로 횡단면에서의 U-유사 베이스 형상을 수용한다. 도 6에서, 연결 부분(27)의 폭(Q1')이 고에너지 비임 이음매(19)의 폭으로 제한되고, 그에 따라 연결 부분(27)의 폭(Q1')이 2 밀리미터 미만이다. 그에 따라, 제2 성형 부분(23)은 약 80°각도(α)의 접촉 지지로 제1 성형 부분(2)에 대해서 배열되고, 레이저 비임 용접 방법에 의해서, 2개의 연결 연부(18)를 따라서 제1 성형 부분(2)으로 연결된다. 이러한 경사 배열에 의해서, 다시 차량 필라(1)의 내측으로 개방된 내측 챔버(20)가 용접 프로세스 중에 생성되는 금속 가스를 배출하는 역할을 한다.
도 7에서, 본 발명의 제3 실시예에 따른 차량 필라(31)의 일부의 횡단면도가 도시되어 있다. 제1 실시예의 구성요소에 상응하는 구성요소가 도 1 내지 도 4에서와 동일한 참조 번호를 가진다.
제3 실시예에 따른 차량 필라(31)는, 각각의 제2 성형 부분(33)과 상호 작용하는 몇 개의 슬롯(34)을 제1 성형 부분(32)이 가진다는 점에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 차량 필라(1)와 상이하다. 도 8에서, 제1 성형 부분(32)의 상세 내용에 관한 단순화된 상면도가 도시되어 있고, 여기에서 슬롯(34)이 2개의 행으로 서로로부터 이격되어 배열되고 실질적으로 길이방향(X)으로 연장한다는 것을 볼 수 있다.
또한, 제3 실시예의 차량 필라(31)는, 도 5에 도시된 조건에서 슬롯(34) 내로 삽입되는 몇 개의 탭(37)을 제2 성형 부분(33)이 가진다는 점에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 제1 실시예에 따른 차량 필라(1)와 상이하다. 탭(37)은, 제2 성형 부분(33)의 프레스-경화 이후에 생성되는, 제2 성형 부분(33)의 몇 개의 연결 부분을 형성한다. 실제로, 제2 성형 부분(23)의 온간-성형의 단계 중에, 프레스-경화 이후에 완전히 컷팅되는 공급 플랜지가 또한 생성된다. 그에 따라, 제2 성형 부분(33)이, 횡단면에서의 U-유사 베이스 형상을 수용한다. 그 후에, 탭(37) 형상의 연결 부분이 레이저 비임 컷팅 방법에 의해서 제2 성형 부분(33)의 2개의 레그(38)로부터 컷팅된다.
탭(37)을 생성한 후에, 탭은 제2 성형 부분(33)을 제1 성형 부분(32) 상으로 배치하는 것에 의해서 슬롯(34) 내로 삽입되고, 탭(38)을 따라서, 제2 성형 부분(33)에 반대로 배열된 제1 성형 부분(32)의 하부 측면(39)으로부터 용접된다. 그에 따라, 탭(37)으로 제한된 몇 개의 고에너지 용접 이음매(19)가 생성되고, 2개의 이웃하는 탭들(37) 사이에는 용접되지 않은 중간 부분(39)이 형성된다. 제1 성형 부분(32)에 대해서 접촉 지지되게 제2 성형 부분(33)을 배열하는 것에 의해서, 약 90°의 각도(α)가 제1 및 제2 성형 부분(32, 33) 사이에 형성되고, 그에 따라 차량 필라(1)의 내측으로 개방된 내측 챔버(20)가 용접 프로세스 중에 생성되는 금속 가스를 배출하는 역할을 한다. 그러나, 제1 및 제2 성형 부분(32, 33) 사이에 형성되는 각도(α)가 또한 90°보다 작을 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 9에서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 차량 필라(41)의 원근적인 분해도가 도시되어 있다. 제1 실시예의 구성요소에 상응하는 구성요소가 도 1 내지 도 4에서와 동일한 참조 번호를 가진다.
제4 실시예에 따른 차량 필라(41)는, 제4 실시예에 따라서 길이방향 연장부(L1)를 따라 가변적인 두께를 가지는, 대안적인 폐쇄 패널(42)만이, 제1 실시예에 따른 차량 필라(1)와 상이하다.
냉간 성형된 폐쇄 패널(42)을 제조하기 위해서, 초기에 스트립 재료가 유연하게 압연되고 이어서 아연이 코팅된다. 유연하게 압연된 스틸 시트가 또한 "테일러 압연형 블랭크"로서 특징지어진다. 이러한 스트립 재료로부터, 제1 블랭크가 가공되고, 그에 따라 제1 블랭크가 그 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가진다. 이어서, 제1 블랭크가 냉간 성형된다. 또한, 제1 블랭크가, 냉간-성형에 앞서서, 중간 단계로서 연화-어닐링될(soft-annealed) 수 있을 것이다.
성형 프로세스 이후에, 냉간-성형된 폐쇄 패널(42)이 길이방향(X)에 걸쳐 상이한 시트 두께를 가지는 몇 개의 부분적인 부분(45, 46)을 가진다. 그러한 부분(45, 46)이 도 9에서 쇄선으로 표시되어 있다. 실제로, 보강된 부분적인 부분(45)이 얇은 부분적인 부분(46) 보다 더 두꺼운 시트 두께를 가진다. 몇몇 두꺼운 부분적인 부분(45) 및 얇은 부분적인 부분이 제공된다. 각각의 두꺼운 부분적인 부분(45) 및 인접하는 얇은 부분적인 부분(46) 사이에서, 전이적 부분이 또한 제공되고, 그러한 전이적 부분 내에서 두꺼운 시트를 가지는 하나의 부분적인 부분으로부터 얇은 시트를 가지는 부분적인 부분으로의 연속적인 시트 두께 전이가 발생된다. 예를 들어, 폐쇄 패널(42)이 상부 길이방향 단부에서 보강된 부분적인 부분(45)을 가질 수 있고, 그에 따라 모터 차량의 승객을 위한 안전 벨트의 수용부의 지역 내에서 보강된 지역을 제공할 수 있다.
경화된 제2 성형 부분(3)이 또한 길이방향(X)으로 변화되는 시트 두께를 가지는 몇 개의 부분적인 부분(8, 9)을 가지고, 이는 도 1 및 도 2와 유사하게 쇄선으로 표시되어 있다. 폐쇄 패널(42)의 상이한 시트 두께들이 제2 성형 부분(3)의 변화되는 시트 두께에 상응하지 않는다. 좁은 연결 부분(7)으로 인해서, 2개의 성형 부분(3, 42)이 고에너지 비임 용접 방법에 의해서 연결 연부(18)를 따라서 여전히 서로 양호하게 연결될 수 있다.
1 차량 필라
2 제1 성형 부분
3 제2 성형 부분
6 관통 개구부
7 연결 부분
8 보강된 부분적인 부분
9 약한 부분적인 부분
10 융기부
11 관통 개구부
12 플랜지 부분
13 외측 연부
14 상부 단부 부분
15 하부 단부 부분
16 용접 플랜지
17 용접 플랜지
18 연결 플랜지
19 고에너지 용접 이음매
20 내측 챔버
21 차량 필라
23 제2 성형 부분
27 연결 부분
31 차량 필라
32 제1 성형 부분
33 제2 성형 부분
34 슬롯
37 탭
38 레그
39 중간 부분
41 차량 필라
42 제1 성형 부분
45 보강된 부분적인 부분
46 약한 부분적인 부분
L1 제1 성형 부분의 길이방향 연장부
L2 제2 성형 부분의 길이방향 연장부
L3 연부 길이
Q1, Q1' 연결 부분의 폭
Q2 플랜지 부분의 횡단방향 연장부
X 길이방향
α 각도

Claims (17)

  1. 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41)로서, 특히 모터 차량 본체용인 구조적 구성요소이며:
    냉간-성형된 제1 성형 부분(2; 32; 42), 및
    온간-성형되고 경화된 제2 성형 부분(3; 23; 33)으로서, 그 길이방향 연장부(L2)를 따라서 가변적인 두께를 가지는 제2 성형 부분(3; 23; 33)을 포함하고,
    제2 성형 부분(3; 23; 33)은 제1 성형 부분(2; 32; 42)에 연결되는 연결 부분(7; 27; 37)을 가지고, 연결 부분(7; 27; 37)이 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 외측 연부(13)로부터 이격되고, 그에 따라 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41)가 연결 부분(7; 27; 37)과 외측 연부(13) 사이에서 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 1개-층의 플랜지 부분(12)을 가지고,
    제1 성형 부분(2; 32; 42) 및 제2 성형 부분(3; 23; 33)이 연결 부분(7; 27; 37)의 연결 연부(18)를 따라서 고에너지 비임 용접 이음매(19)에 의해서 서로 연결되는, 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  2. 제1항에 있어서,
    플랜지 부분(12)이 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 길이방향 연장부(L1)의 적어도 50%를 따라서 20 밀리미터 초과의 횡단방향 연장부(Q2)를 가지는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  3. 제1항에 있어서,
    플랜지 부분(12)이 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 길이방향 연장부(L1)의 적어도 50%를 따라서 연장하는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  4. 제1항에 있어서,
    고에너지 비임 용접 이음매(19)가 연결 부분(7; 27; 37)의 연결 연부(18)의 연부 길이(L3)의 적어도 50%를 따라서 연속적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  5. 제1항에 있어서,
    연결 부분(7; 27; 37)이 10 밀리미터 미만의 폭을 가지는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  6. 제1항에 있어서,
    연결 부분(7; 27; 37) 및 제1 성형 부분(2; 32; 42)이 1°내지 90°의 각도를 형성하는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  7. 제1항에 있어서,
    연결 부분이 탭(37)의 형태로 제공되고, 상기 탭이 제1 성형 부분(32) 내에 형성된 슬롯(34)과 결합하는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(31).
  8. 제7항에 있어서,
    몇 개의 연결 부분이, 제1 성형 부분(32)으로 용접되는 탭(37)의 형상으로 제공되고, 2개의 이웃하는 탭들(37) 사이에, 용접되지 않은 중간 부분(39)이 형성되는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(31).
  9. 제1항에 있어서,
    제1 성형 부분(2; 32; 42)의 길이방향 연장부(L1)의 적어도 80%를 따라서 제2 성형 부분(3; 23; 33)이 제1 성형 부분(2; 32; 42) 보다 좁은 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  10. 제1항에 있어서,
    제1 성형 부분(42)이 길이방향 연장부(L1)를 따라서 가변적인 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(41).
  11. 제1항에 있어서,
    구조적 구성요소가 모터 차량의 차량 필러(1; 21; 31; 41)이고, 제1 성형 부분이 폐쇄 패널(2; 32; 42)이고, 제2 성형 부분이 차량 필러(1; 21; 31)의 외측 패널(3; 23; 33)인 것을 특징으로 하는 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41).
  12. 구조적 구성요소(1; 21; 31; 41), 특히 모터 차량 본체용 구조적 구성요소를 제조하기 위한 방법이며:
    - 제1 블랭크를 제1 성형 부분(2; 32; 42)으로 냉간-성형하는 단계,
    - 제2 블랭크로서, 그 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가지는 제2 블랭크를 생성하는 단계,
    - 제2 블랭크를, 제1 성형 부분(2; 32; 42)에 연결하기 위한 연결 부분(7; 27; 37)을 가지는 제2 성형 부분(3; 23; 33)으로 온간-성형하는 단계,
    - 제2 성형 부분(3; 23; 33)을 경화시키는 단계,
    - 제1 성형 부분(2; 32; 42)과 접촉 지지되는 제2 성형 부분(3; 23; 33)의 연결 연부(18)가 제1 성형 부분(2; 32; 42)의 외측 연부(13)로부터 이격되도록, 제2 성형 부분(3; 23; 33)을 제1 성형 부분(2; 32; 42) 상으로 배치하는 단계,
    - 고에너지 비임 용접 방법으로 생성되는, 연결 연부(18)를 따라서 연장하는, 고에너지 비임 용접 이음매(19)에 의해서 제2 성형 부분(3; 23; 33)을 제1 성형 부분(2; 32; 42)으로 연결하는 단계를 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    고에너지 비임 용접 이음매(19)가 연결 연부(18)의 연부 길이(L3)의 적어도 50%를 따라서 연속적으로 생성되도록, 상기 제2 성형 부분을 제1 성형 부분으로 연결하는 단계가 실시되는 것을 특징으로 하는 방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제1 블랭크를 냉간-성형하는 단계 및 상기 제2 블랭크를 온간-성형하는 단계에 앞서서,
    - 제1 스트립 재료의 길이방향 연장부를 따라서 가변적인 두께를 가지는 제1 스트립 재료를 생성하는 단계;
    - 제1 스트립 재료의 표면 코팅 단계;
    - 제1 스트립 재료로부터 제1 블랭크를 생성하는 단계; 및
    - 제2 블랭크가 제2 스트립 재료로부터 생성되기에 앞서서 제2 스트립 재료를 표면 코팅하는 단계;
    중 적어도 하나의 단계가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 연결 단계에 앞서서:
    - 적어도 하나의 제1 관통 개구부(11)를 제1 성형 부분(2; 32; 42) 내로 가공하는 단계, 및
    - 적어도 하나의 제2 관통 개구부(6)를 제2 성형 부분(3; 23; 33) 내로 가공하는 단계;
    중 적어도 하나가 제공되는 것을 특징으로 하는 방법.
  16. 제12항에 있어서,
    상기 온간-성형 단계 중에 공급 플랜지가 제2 성형 부분(3; 23; 33) 상에서 생성되고,
    - 공급 플랜지의 적어도 일부를 컷팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    적어도 하나의 탭(37)을 성형하기 위해서 제2 성형 부분(3; 23; 33)의 공급 플랜지가 완전히 컷팅되고, 적어도 하나의 슬롯(34)이 제1 성형 부분(32) 내로 가공되며,
    제2 성형 부분(3; 23; 33)을 제1 성형 부분(2; 32; 42) 상으로 배치하는 단계는
    - 적어도 하나의 탭(37)을 적어도 하나의 슬롯(34) 내로 공급하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
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