用于車(chē)體的梁的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于車(chē)體的梁，該梁具有細(xì)長(zhǎng)的增強(qiáng)部件，該增強(qiáng)部件由金屬制成，優(yōu)選地由鋼制成和/或由塑料制成，優(yōu)選地由構(gòu)造為中空型材的纖維增強(qiáng)塑料制成。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)動(dòng)車(chē)輛的梁是一體式車(chē)體的重要結(jié)構(gòu)支撐元件。所述梁位于輪罩拱之間，以在車(chē)輛兩側(cè)上的門(mén)開(kāi)口的下方縱向放置。梁通常由將梁的中空空間封閉起來(lái)的側(cè)壁(側(cè)部)、增強(qiáng)部件、增強(qiáng)腹板和內(nèi)部部分構(gòu)造而成。底板與內(nèi)部部分接合。
[0003]梁的基本功能是吸收載荷，特別是在發(fā)生正面碰撞的情況下。在發(fā)生側(cè)面沖擊(橫向碰撞)的情況下，梁用于分散沖擊能量且用于降低侵入速度。具體而言，在發(fā)生車(chē)輛橫向碰撞的情況下，梁用于呈現(xiàn)防止對(duì)客艙的侵入的牢固阻隔。
[0004]公知的梁增強(qiáng)元件基本上由設(shè)置在車(chē)輛門(mén)梁區(qū)域中的縱向成型支柱或沖壓鋼制零件構(gòu)成。此類(lèi)增強(qiáng)元件能夠增加車(chē)體的剛度，并且在發(fā)生橫向碰撞的情況下能夠通過(guò)變形來(lái)吸收沖擊能量。
[0005]構(gòu)造梁增強(qiáng)元件的通常目的是實(shí)現(xiàn)最大的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，并且實(shí)現(xiàn)以最小重量的梁增強(qiáng)元件獲得吸收沖擊能力的最大能力。
[0006]已經(jīng)提出了改進(jìn)梁增強(qiáng)元件的各種嘗試。這里，許多公知的梁增強(qiáng)元件由多個(gè)部分構(gòu)成。因此，DE 100 28 716 B4例如描述了一種具有設(shè)置在封閉的梁橫截面內(nèi)的外部梁增強(qiáng)件和內(nèi)部梁增強(qiáng)件的梁構(gòu)造。內(nèi)部梁增強(qiáng)件以腹板狀的方式構(gòu)造，并且焊接在梁的外側(cè)板和內(nèi)側(cè)板的緊固凸緣上。外部梁增強(qiáng)件具有帽形橫截面輪廓，并焊接到內(nèi)部梁增強(qiáng)件上，使得外部梁增強(qiáng)件與內(nèi)部梁增強(qiáng)件一起限定內(nèi)部封閉的腔室橫截面。在這個(gè)封閉的腔室橫截面中，用作支撐元件的多個(gè)加強(qiáng)件被設(shè)置成沿車(chē)體的縱向以某種方式間隔開(kāi)。然而，就在發(fā)生橫向碰撞的情況下最大程度地減少對(duì)客艙的侵入而言，這樣的構(gòu)造尚待改進(jìn)。
[0007]在DE 102 48 846 Al中描述了用于改善梁的增強(qiáng)件的進(jìn)一步的方案。在DE 10248 846 Al中描述了一種這樣的梁增強(qiáng)元件:該梁增強(qiáng)元件由具有至少兩個(gè)腔室的中空型材形式的一體式擠出鋁型材構(gòu)成，并且寬度為其高度的若干倍。在梁型材部分主要構(gòu)造為吸收側(cè)面沖擊力的這種構(gòu)造的情況下，考慮到它的寬高比對(duì)車(chē)體的整體剛度僅能提供相對(duì)較小的貢獻(xiàn)，因此該梁增強(qiáng)元件比較不利。畢竟，梁增強(qiáng)元件同樣在與梁增強(qiáng)元件的寬度垂直的平面內(nèi)需要高的抗彎剛度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]以此為出發(fā)點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于改進(jìn)最初提到的類(lèi)型的梁，以便與常規(guī)梁相比，能夠以低廉的部件成本在發(fā)生側(cè)面碰撞的情況下實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的侵入的高抵抗力，從而使得能夠降低車(chē)體的重量。
[0009]為了實(shí)現(xiàn)該目的，提出了具有權(quán)利要求1的特征的梁。
[0010]在從屬權(quán)利要求中敘述了根據(jù)本發(fā)明的梁的優(yōu)選且有利的設(shè)計(jì)實(shí)施例。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的梁設(shè)置有細(xì)長(zhǎng)的增強(qiáng)部件，增強(qiáng)部件由金屬制成，優(yōu)選地由鋼制成和/或由塑料制成，優(yōu)選地由構(gòu)造為中空型材的纖維增強(qiáng)塑料制成，增強(qiáng)部件由至少兩個(gè)優(yōu)選地為至少三個(gè)延伸為相互對(duì)準(zhǔn)的一組單獨(dú)的型材構(gòu)成。
[0012]由于根據(jù)本發(fā)明的梁的增強(qiáng)部件由至少兩個(gè)優(yōu)選地為至少三個(gè)延伸為相互對(duì)準(zhǔn)的單獨(dú)的型材裝配而成，因此可以按照車(chē)體梁所設(shè)定的要求以最佳的方式采用增強(qiáng)部件。在此可以在側(cè)面碰撞力的最高吸收能力以及最大的彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度方面進(jìn)行改進(jìn)。
[0013]增強(qiáng)部件的單獨(dú)的型材優(yōu)選地延伸為相互平行或大致相互平行。單獨(dú)的型材相對(duì)于彼此以在豎向上相互疊置和/或彼此水平并排設(shè)置的方式延伸。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的增強(qiáng)部件的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例在于:單獨(dú)的型材在它們的壁厚和/或拉伸強(qiáng)度方面彼此不同。
[0015]具體而言，根據(jù)本發(fā)明的梁能夠在發(fā)生側(cè)面碰撞的情況下調(diào)整對(duì)車(chē)輛的侵入的抵抗力的增大，同時(shí)提供低廉的部件成本和制造成本。由于這種改善的碰撞阻隔效果，因此能夠減小其它車(chē)體區(qū)域中的面板厚度并由此降低車(chē)輛的重量。
[0016]單獨(dú)的型材構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明的梁的增強(qiáng)部件且在各種情況下優(yōu)選地由鋼制成。鋼鐵的特別之處在于具有良好的冷成型能力并且具有用于低廉焊接的測(cè)試適用性。此外，例如與鋁相比，作為材料的鋼能夠提供實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度值的潛力。還可以想到，使用由諸如錳硼鋼等熱處理鋼制成的單獨(dú)的型材。梁增強(qiáng)部件的單獨(dú)的型材在此能夠被整個(gè)回火或具有強(qiáng)度不同的多個(gè)區(qū)域。
[0017]作為選擇，或與金屬制的單獨(dú)的型材組合，可以使用塑料，優(yōu)選地使用纖維增強(qiáng)塑料。具體而言，在纖維增強(qiáng)塑料(優(yōu)選地為碳纖維增強(qiáng)塑料)的情況下，通過(guò)纖維的選擇性取向可以增大分別對(duì)彎曲或變形的抵抗力。此外，纖維增強(qiáng)部件通常比由金屬(具體而言為鋼)制成的相應(yīng)部件輕。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的梁的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例能夠提供:當(dāng)在橫截面中觀察時(shí)，至少兩個(gè)單獨(dú)的型材具有相同的外部輪廓尺寸。具體而言，當(dāng)在橫截面中觀察時(shí)，也可以增強(qiáng)部件的所有單獨(dú)的型材具有相同的外部輪廓尺寸。鑒于此，可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)部件的制造和裝配的成本優(yōu)勢(shì)。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的梁的另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的特征在于:增強(qiáng)部件的單獨(dú)的型材接合在一起，以形成大致矩形的中空輪廓。具體而言，單獨(dú)的型材在此可以接合在一起，以形成大致正方形的中空輪廓。通過(guò)這樣的實(shí)施例，也可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)部件的制造和裝配的成本優(yōu)勢(shì)。
[0020]從最大彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度的觀點(diǎn)考慮，根據(jù)本發(fā)明的梁的另一實(shí)施例，優(yōu)選的是，將要由鋼制成的增強(qiáng)部件的至少一個(gè)單獨(dú)的型材具有至少1200MPa的拉伸強(qiáng)度，優(yōu)選地具有至少1400MPa的拉伸強(qiáng)度。
[0021]根據(jù)需要和從實(shí)現(xiàn)相對(duì)較輕的重量的觀點(diǎn)考慮，增強(qiáng)部件的單獨(dú)的型材可以使用各種材質(zhì)和/或壁厚。具體而言，通過(guò)使用拉伸強(qiáng)度為至少780MPa的類(lèi)型的鋼，至少一個(gè)單獨(dú)的型材可以被制造成具有較小的壁厚，例如壁厚比具有最大壁厚的單獨(dú)的型材的壁厚小至少10%。如果使用拉伸強(qiáng)度為至少1200MPa的類(lèi)型的鋼，各個(gè)單獨(dú)的型材的壁厚可以被進(jìn)一步減小，例如壁厚比具有最大壁厚的單獨(dú)的型材的壁厚小至少20%，優(yōu)選地小至少30%。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的梁的另一優(yōu)選實(shí)施例能夠提供:梁增強(qiáng)部件的至少兩個(gè)單獨(dú)的型材局部地相互連接。鑒于此，可以進(jìn)一步增大對(duì)增強(qiáng)部件的變形的抵抗力。單獨(dú)的型材的局部連接在此可以?xún)?yōu)選地由一個(gè)或多個(gè)焊點(diǎn)形成。為了優(yōu)化對(duì)梁的變形的抵抗力，增強(qiáng)部件的所有單獨(dú)的型材也可以局部地互相連接。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的梁的另一實(shí)施例能夠提供:至少兩個(gè)單獨(dú)的型材沿著它們的縱軸線(xiàn)連續(xù)地相互連接。鑒于此，也可以進(jìn)一步增大對(duì)增強(qiáng)部件的變形的抵抗力。單獨(dú)的型材的連續(xù)連接在此可以由焊縫或粘合劑層形成。為了優(yōu)化對(duì)梁的變形的抵抗力，增強(qiáng)部件的所有單獨(dú)的型材也可以沿著它們的縱軸線(xiàn)連續(xù)地互相連接。
[0024]為了實(shí)現(xiàn)對(duì)根據(jù)本發(fā)明的梁的變形的高抵抗力，增強(qiáng)部件的單獨(dú)的型材在各種情況下優(yōu)選地具有封閉的橫截面輪廓。
[0025]然而，作為選擇，該組單獨(dú)的型材也可以包括具有封閉的橫截面輪廓的至少一個(gè)單獨(dú)的型材和具有開(kāi)放的橫截面輪廓(優(yōu)選地為C形輪廓)的至少一個(gè)單獨(dú)的型材。使用具有開(kāi)放的橫截面輪廓的一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的型材能夠簡(jiǎn)化單獨(dú)的型材的通過(guò)焊接實(shí)現(xiàn)的連接，因?yàn)樵谶@種情況下，可以通過(guò)單獨(dú)的型材的開(kāi)口將合適的焊接工具(例如，焊接槍)引入到單獨(dú)的型材中。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的梁的另一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于:至少兩個(gè)單獨(dú)的型材在它們的橫截面形狀方面彼此不同。鑒于此，也可以增大對(duì)增強(qiáng)部件的變形的抵抗力，并由此增大對(duì)梁的變形的抵抗力，和/或降低梁的重量。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的梁的另一優(yōu)選實(shí)施例的特征在于:縱向上的梁增強(qiáng)部件構(gòu)造為能夠以如下方式彎曲或彎折:所述梁增強(qiáng)部件的端部與梁的外主體側(cè)面板或內(nèi)部梁側(cè)面板連接，而所述梁增強(qiáng)部件的中央或縱向中央部分與相應(yīng)的相反面板(也就是說(shuō)，內(nèi)部梁側(cè)面板或外主體側(cè)面板)連接。
【附圖說(shuō)明】
[0028]下面將借助于示出多個(gè)示例性實(shí)施例的附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更詳細(xì)的討論，其中，示意性地:
[0029]圖1示出根據(jù)本發(fā)明的具有一體式增強(qiáng)部件的梁的豎直截面圖；
[0030]圖2示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的具有一體式增強(qiáng)部件的梁的豎直截面圖；
[0031]圖3示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具有一體式增強(qiáng)部件的梁的豎直截面圖；
[0032]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的具有一體式增強(qiáng)部件的梁的豎直截面圖；
[0033]圖5示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的具有一體式增強(qiáng)部件的梁的豎直截面圖；
[0034]圖6至圖13示出根據(jù)本發(fā)明的用于車(chē)體的梁的增強(qiáng)部件的多種示例性實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0035]在圖1的橫截面中示出的車(chē)體(具體而言，載客車(chē)車(chē)體)的梁I由外主體側(cè)面板2和內(nèi)部梁側(cè)面板3形成。兩個(gè)面板2、3相應(yīng)地限定封閉的橫截面或細(xì)長(zhǎng)的中空空間4。所述兩個(gè)面板2、3具有