CN102648120B - 板件中的深冲凹槽 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位于车身、尤其汽车车身的底板(2’)中的凹槽(1’)，该凹槽(1’)具有凹槽底板(4’)，该凹槽底板(4’)过渡为凹槽壁(5’)，其中，所述凹槽(1’)具有一个或多个加固所述凹槽底板(4’)的第一底板压槽(3’)和一个或多个加固所述凹槽壁(5’)的第一壁压槽(6’)，其中，至少一个第一底板压槽(3’)和至少一个配属的第一壁压槽(6’)这样布置在共同的垂直平面内并且这样加工成型，使得所述第一底板压槽(3’)的型材结构在所述凹槽底板(4’)向所述凹槽壁(5’)的过渡区域中与所述配属的第一壁压槽(6’)的型材结构相连，并且其中，所述第一壁压槽(6’)的成型鉴于所述第一底板压槽(3’)的成型这样改变，使得所述第一底板压槽(3’)向凹槽内部成型并且所述配属的第一壁压槽(6’)向凹槽外部成型，或者相反地成型。

Description

板件中的深冲凹槽

本发明涉及一种位于板件尤其是汽车车身的底板中的凹槽。

位于车辆(尤其是汽车)的车身中的较大的例如深冲得到的凹槽(例如行李舱凹槽和备胎凹槽，但也例如是油底壳)必须具有足够的底板刚性和强度，以便一方面能够承受住工作载荷和不当载荷造成的静态载荷，并且另一方面能够将底板固有振动调节到处于主要激励源之上的足够高的频率范围内并且由此避免共振。

为了满足这种要求，长久以来已知的是，对这种凹槽的凹槽底板借助有条纹的梁或所谓的星形梁进行加固，然而这会增加成本并且尤其增大重量，因此与汽车制造商出于生态原因而努力追求的轻质构造相矛盾。此外，由DE10229752A1已知一种借助隔板加固的承载底板，该隔板横向于承载底板纵轴线地装入承载底板的备胎凹槽中并且与承载底板焊接。

此外，由JP63043874A、JP11208520A和DE10361045A1已知，汽车的车身平面、尤其是底板平面通过多个本身已知的成型在底板平面中的压槽加固，该压槽作为底板压槽从底板平面的水平部段出发能够伸入底板平面的垂直或近似垂直的部段(例如中间底槽的区域中)并且因此构成壁压槽。然而在实践中确定的是，尤其在深冲的具有较大冲压深度的凹槽中，在有待成型的加强筋或压槽的由凹槽底板向凹槽壁过渡的过渡区域内的材料被不均匀地拉伸并且因此有撕裂的倾向。

此外在实践中发现，正是在所述的深的凹槽中，凹槽壁和尤其是从凹槽水平部段向垂直部段过渡的压槽过渡结构明显地产生这种效果，使得在多个并排布置的上述形式的压槽中，凹槽的水平部段或凹槽底板相对垂直部段或凹槽壁的边缘区域近似构成类似“手风琴”的结构，并且在所述边缘区域中几乎不具有刚性，因此尽管有所述的压槽加固结构但更大的加固潜力未被利用。以下阐述的本发明在此着手。

本发明所要解决的技术问题在于，在保留压槽结构的优点的前提下借助简单廉价的措施进一步提高板件中尤其是汽车车身的底板中的凹槽的刚性和强度。

所要解决的技术问题相应地通过一种位于板件中、尤其是汽车车身的底板中的凹槽解决，所述凹槽具有凹槽底板，该凹槽底板过渡为凹槽壁，其中，所述凹槽具有多个加固凹槽底板的底板压槽和多个加固凹槽壁的壁压槽，其中，底板压槽和配属的壁压槽这样布置在共同的垂直平面内并且这样加工成型，使得底板压槽的型材结构在凹槽底板向凹槽壁的过渡区域中与配属的壁压槽的型材结构相连，并且其中，所述壁压槽的成型鉴于底板压槽的成型这样改变，即，使得底板压槽向凹槽内部成型并且配属的壁压槽向凹槽外部成型，或者底板压槽向凹槽外部成型并且配属的壁压槽向凹槽内部成型。

通过这种措施在第一底板压槽向第一壁压槽的过渡区域中或在所涉及的凹槽底板向凹槽壁的过渡区域中构成“零过渡”，也就是说在凹槽的周向上构成未变形的抗拉和抗压区域，所述区域对凹槽的刚性和强度以及其共振性能起到特别有利的作用。

此外，所述凹槽可具有一个或多个加固凹槽底板的第二底板压槽，所述第二底板压槽横向于第一底板压槽定向和布置，其中，至少一个第二底板压槽和至少一个配属的第二壁压槽这样布置在共同的垂直平面内并且这样加工成型，使得第二底板压槽的型材结构在凹槽底板向凹槽壁的过渡区域中与配属的第二壁压槽的型材结构相连，并且其中，所述第二壁压槽的成型鉴于第二底板压槽的成型这样改变，即，使得第二底板压槽向凹槽内部成型并且配属的第二壁压槽向凹槽外部成型，或者使得第二底板压槽向凹槽外部成型并且配属的第二壁压槽向凹槽内部成型。这种措施也有利地有助于确定地调节凹槽的强度和刚性及其共振性能。

若以有利的方式设有多个相邻布置的底板压槽和相邻布置的配属于所述底板压槽的壁压槽，则相邻的底板压槽和相邻的壁压槽分别交替地向凹槽内部或凹槽外部成型，由此，在凹槽底板和凹槽壁中可形成或形成波浪形横截面，凹槽底板和凹槽壁在未变形的抗拉和抗压的凹槽边缘区域中相互连接并且同时以沿凹槽周向延伸的刚性拉压箍或拉压带(Zug-Druck-Band)的形式固定。

本发明还规定，按照第一种相宜的设计方案，多个第一底板压槽和配属的第一壁压槽和/或多个第二底板压槽和配属的第二壁压槽可以分别相互轴向平行地定向和布置，由此，具有凹槽底板(该凹槽底板主要具有按照或仿照多边形基础平面的基础平面)的凹槽能够有利地大面积地配备按照本发明的压槽结构。相对地也能够将多个第一底板压槽和配属的第一壁压槽这样相互定向和布置，从而实现辐射状或星形的压槽造型，由此，尤其是配有具有至少部分倒圆或圆形的基础平面的凹槽底板的凹槽能够有利地大面积地配备按照本发明的压槽结构。

在本发明特别有利的设计方案中，在设有多个第一底板压槽和配属的第一壁压槽和/或多个第二底板压槽和配属的第二壁压槽的情况下可以这样布置，使得凹槽底板向凹槽壁的过渡区域至少部分地设计为如上所述的并且集成在所述过渡区域内的沿凹槽周向延伸的拉压带的形式，所述拉压带在压槽造型的理想实施形式中完整地包围凹槽底板的底板平面并且张紧地绑箍该凹槽底板。

所述凹槽可以有利地一体式成型在由金属、塑料、复合材料或其它任何可以考虑的适当材料构成的底板中或者作为单独的由所述材料预加工出的加装件装入所述底板预设的开口中并且固定在该底板上。在此更有利的是所述凹槽能够按照本身已知的深冲方法制造而成。

以下借助在附图中示意显示的实施例进一步阐述本发明。在附图中：

图1显示的是配备有按照现有技术的加强压槽的、按本发明所述类型的凹槽的立体视图；

图2显示的是沿图1的剖切线I-I剖切得到的剖视图；

图3显示的是按照图1的所述凹槽的凹槽底板向凹槽壁的过渡区域的细节视图；

图4显示的是沿图2的剖切线II-II剖切得到的凹槽在未承载和承载状态中的剖视图；

图5显示的是沿图2的剖切线III-III剖切得到的凹槽在未承载和承载状态中的剖视图；

图6显示的是按照本发明设计的端面开放的凹槽的立体视图；

图7显示的是按照图6中的“Z”区域的视图；

图8显示的是按照图7的所述凹槽的凹槽底板向凹槽壁的过渡区域的细节视图；

图9显示的是按照本发明设计的环绕封闭的凹槽的立体视图；

图10显示的是沿图9的剖切线IV-IV剖切得到的剖视图；

图11显示的是按照第二种变型设计方案的环绕封闭的凹槽并且；

图12显示的是按照第三种变型设计方案的环绕封闭的凹槽。

图1首先显示了由金属板材或塑料构成的板坯按照本身已知的并且因此不再进一步描述的深冲方法制成的凹槽1，该凹槽1一体式地成型在车身(尤其是汽车车身)的由金属、塑料、复合材料或任何其它可考虑的适当材料制成的底板2中。

但是还可以考虑的是，将所述凹槽1作为单独的由所述材料构成的加装件装入底板2预先开设的开口中并且固定在所述底板2上或者例如作为油底壳通过法兰固定在发动机箱体上(未进一步显示)。

根据已知的现有技术(参见例如开头评述过的专利文献DE10361045A1)，凹槽1具有多个在很大程度上相互轴向平行定向和布置的底板压槽3，所述底板压槽3在凹槽底板4向凹槽壁5的过渡区域中分别直接地过渡为至少一个设置在相同垂直平面内的壁压槽6(图1至图3)。在此，底板压槽3在两端分别过渡为一个壁压槽6。也就是说，底板压槽3和各配属的壁压槽6设计为基本一致的，即要么向凹槽内部要么向凹槽外部成型并且底板压槽3的型材结构无中断地过渡为壁压槽6的型材结构。因此，在凹槽底板4向凹槽壁5的过渡区域中基本上保持了底板压槽3和壁压槽6的各型材结构。

如尤其从图1和图3中还可看出，相邻布置的底板压槽3和相邻布置的壁压槽6分别交替地向凹槽内部或凹槽外部成型，也就是说相互配属并相邻的底板压槽3和壁压槽6一同分别从一个压槽到下一个压槽交替地向凹槽内部或凹槽外部成型。

如开头所述，按照现有技术的这种压槽结构或这种压槽造型导致凹槽底板4向凹槽壁5的过渡区域或凹槽底板4的边缘区域的抗拉和抗压能力相对较弱，所述区域类似“手风琴”结构并且在受到由于工作载荷和/或不当载荷而产生的静态载荷时不利地趋向于增大变形并且在行驶中趋向于使底板固有振动更大。举例来说，在图4和图5中示意显示了目前谈到的这种凹槽1的凹槽底板4和从该凹槽1的凹槽底板4向凹槽壁5过渡的所述抗拉和抗压能力较弱的过渡区域的相关承载状态，其中，无负载状态通过实线表示并且承载状态通过虚线表示。

为了应对前述不利的问题，按照图6至图11提供了一种位于车身的(尤其汽车车身的)底板2’中的凹槽1’，该凹槽1’具有一个或多个加固凹槽底板4’的第一底板压槽3’和一个或多个加固凹槽壁5’的第一壁压槽6’，其中，至少一个第一底板压槽3’和至少一个配属的第一壁压槽6’这样布置在共同的垂直平面内并且这样成型，使得第一底板压槽3’的型材结构在凹槽底板4’向凹槽壁5’的过渡区域中尽管连接在配属的第一壁压槽6’的型材结构上，然而在此与前述传统的设计方案相反，第一壁压槽6’的成型鉴于第一底板压槽3’的成型这样改变，即，使得第一底板压槽3’朝凹槽内部成型并且配属的第一壁压槽6’朝凹槽外部成型，或者第一底板压槽3’朝凹槽外部成型并且配属的第一壁压槽6’朝凹槽内部成型。各个相互配属的底板压槽3’和壁压槽6’的成型可以说是相反或颠倒过来的。

图6中显示了这样设计的凹槽1’，该凹槽1’在此一体式地成型在汽车底板2’的后部区域中并且尾端开放地设计有行李舱凹槽，所述行李舱凹槽由在此处未进一步显示但是本身已知的并且沿汽车横向(Y方向)延伸的后部挡板封闭。

图6尤其可看出这样的压槽造型，该压槽造型首先显示了多个长条形的并且在很大程度上相互轴向平行或相邻布置的以及沿汽车纵向(X方向)延伸的第一底板压槽3’，所述第一底板压槽3’从汽车横向(Y方向)观察交替地向凹槽内部或凹槽外部成型(尤其也可参见图7和图8)。

第一壁压槽6’按照本发明在共同垂直平面内与所选第一底板压槽3’在端侧连接，其中，所述连接设置在凹槽底板4’向凹槽壁5’的所述过渡区域中，并且其中，各配属的第一底板压槽3’和第一壁压槽6’如前所述地反向成型。

通过这种措施在凹槽底板4’向凹槽壁5’的过渡区域中或在底板压槽3’向配属的壁压槽6’的过渡区域中形成基本不变形的抗拉和抗压的部段，该部段在凹槽1’的刚性和强度以及其共振性能方面起到有利的作用。

如果如图6至图8所示设置有多个并排布置的底板压槽3’和配属的壁压槽6’，则有利地形成了集成在所述过渡区域中的刚性的拉压带7’，该拉压带7’沿着过渡区域、也就是在凹槽1’的周向上延伸并且进一步提升凹槽1’的刚性和强度。

由于凹槽1’的凹槽底板4’按照图6具有基本呈直角的、也就是说基于多边形基础平面的基础平面，所以有利地建议，在凹槽底板4’向凹槽壁5’过渡的、在很大程度上轴向平行于第一底板压槽3’设置并且仍未被加固的过渡区域中，设置第二底板压槽3”以及按照本发明配属的第二壁压槽6”，该第二底板压槽3”横向于所述第一底板压槽3’定向和布置。通过这种措施能够在很大程度上将凹槽底板4’向凹槽壁5’过渡的整个过渡区域设计为沿凹槽1’周向的刚性拉压带7’。

因此第一底板压槽3’和第一壁压槽6’也可称为主压槽并且第二底板压槽3”和第二壁压槽6”也可称为副压槽。

按照图9和图10的实施例与前述实施例的区别在于，显示的是按照本发明配备有第一和第二底板压槽和壁压槽3’、6’；3”、6”的环绕封闭的凹槽1’，其中，为了简便仅仅非常示意地显示了不同成型的底板压槽和壁压槽3’、6’；3”、6”的压槽轨迹。

因此，向凹槽内部成型的底板压槽和壁压槽3’、6’；3”、6”的压槽轨迹通过实线表示，向凹槽外部成型的底板压槽和壁压槽3’、6’；3”、6”的压槽轨迹通过虚线表示。所述凹槽造型这样选择，从而在凹槽底板4’向凹槽壁5’的过渡区域中实现环绕的刚性拉压带7’。

前述实施例基本适用于具有多个底板压槽和配属的壁压槽3’、6’；3”、6”的凹槽1’，所述压槽分别在很大程度上相互轴向平行地定向和布置。

然而本发明并不局限于所述实施例，而是还可以包括辐射状或星形的压槽造型，该辐射状或星形的压槽造型可以单独设置或者与一个或多个将多个底板压槽和配属的壁压槽3’、6’；3”、6”在很大程度上轴向平行地定向和布置的压槽造型进行组合(未进一步显示)。

例如在图11中显示了具有圆形基础平面的凹槽1’，其中优选采用星形压槽造型，其中，第一底板压槽3’从凹槽底板4’的中间部段起径向向外延伸并且与按照本发明配属的第一壁压槽6’相连。在此还是为了简便仅仅非常示意地显示了不同成型的底板压槽和壁压槽3’、6’的压槽轨迹，其中，向凹槽内部成型的底板压槽和壁压槽3’、6’的压槽轨迹通过实线表示，向凹槽外部成型的底板压槽和壁压槽3’、6’的压槽轨迹通过虚线表示。所述压槽造型这样选择，从而在凹槽底板4’向凹槽壁5’的过渡区域中实现环绕的刚性拉压带7’。

此外，在附图中显示了第一或第二底板压槽3’、3”，所述第一或第二底板压槽3’、3”垂直于(成90°角)凹槽底板4’向凹槽壁5’的直线形过渡区域定向(参见图6至图9)或者垂直于凹槽底板4’向凹槽壁5’的曲线形过渡区域上的(尤其参见图11)此处未进一步显示的切线定向。然后各第一或第二壁压槽6’、6”按照本发明与所述第一或第二底板压槽3’、3”相连。

最后，图12举例地显示了凹槽底板4’的基础平面的俯视图，该凹槽底板4’的外轮廓通过具有确定(任意)数量的弯曲部分的自由形状曲线表示。如图所示，多个第一底板压槽3’的压槽轨迹在很大程度上均匀地分布在凹槽底板4’的边缘区域上并且垂直于(成90°角)凹槽底板4’向凹槽壁5’的曲线形过渡区域上的此处未进一步显示的切线定向。此处未进一步显示的第一壁压槽6’按照本发明与所述第一底板压槽3’相连。

然而与之相对地也能够显示并且相应地通过本发明获得，第一或第二底板压槽3’、3”以与垂直角度(亦即与90°角)不同的角度相对于凹槽底板4’向凹槽壁5’的直线形过渡区域定向或者相对于在凹槽底板4’向凹槽壁5’的曲线形过渡区域上的切线定向，由此能够在较广的范围内满足特殊的加固要求(未进一步显示)。

附图标记清单

1 凹槽

2 底板

3 底板压槽

4 凹槽底板

5 凹槽壁

6 壁压槽

1’ 凹槽

2’ 底板

3’ 第一底板压槽

3” 第二底板压槽

4’ 凹槽底板

5’ 凹槽壁

6’ 第一壁压槽

6” 第二壁压槽

7’ 拉压带

Claims (10)

1.一种汽车车身的底板(2’)中的凹槽(1’)，该凹槽(1’)具有凹槽底板(4’)，该凹槽底板(4’)过渡为凹槽壁(5’)，其中，所述凹槽(1’)具有多个加固所述凹槽底板(4’)的第一底板压槽(3’)和多个加固所述凹槽壁(5’)的第一壁压槽(6’)，其中，第一底板压槽(3’)和配属的第一壁压槽(6’)这样布置在共同的垂直平面内并且这样加工成型，使得所述第一底板压槽(3’)的型材结构在所述凹槽底板(4’)向所述凹槽壁(5’)的过渡区域中与所述配属的第一壁压槽(6’)的型材结构相连，并且其中，所述第一壁压槽(6’)的成型鉴于所述第一底板压槽(3’)的成型这样变化，即，使得所述第一底板压槽(3’)向凹槽内部成型并且所述配属的第一壁压槽(6’)向凹槽外部成型，或者所述第一底板压槽(3’)向凹槽外部成型并且所述配属的第一壁压槽(6’)向凹槽内部成型，从而在凹槽的周向上构成未变形的抗拉和抗压区域并且由此进一步提高凹槽的刚性和强度。

2.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，所述凹槽(1’)具有一个或多个加固所述凹槽底板(4’)的第二底板压槽(3”)，所述第二底板压槽(3”)横向于所述第一底板压槽(3’)定向和布置，其中，至少一个第二底板压槽(3”)和至少一个配属的第二壁压槽(6”)这样布置在共同的垂直平面内并且这样加工成型，使得所述第二底板压槽(3”)的型材结构在所述凹槽底板(4’)向所述凹槽壁(5’)的过渡区域中与所述配属的第二壁压槽(6”)的型材结构相连，并且其中，所述第二壁压槽(6”)的成型鉴于所述第二底板压槽(3”)的成型这样改变，即，使得所述第二底板压槽(3”)向凹槽内部成型并且所述配属的第二壁压槽(6”)向凹槽外部成型，或者所述第二底板压槽(3”)向凹槽外部成型并且所述配属的第二壁压槽(6”)向凹槽内部成型。

3.按照权利要求1或2所述的凹槽(1’)，其特征在于，对于多个相邻布置的底板压槽(3’；3”)和相邻布置的配属于所述底板压槽(3’；3”)的壁压槽(6’；6”)，所述相邻布置的底板压槽(3’；3”)和所述相邻布置的壁压槽(6’；6”)分别交替地向凹槽内部或凹槽外部成型。

4.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，多个第一底板压槽和配属的第一壁压槽(3’、6’)和/或多个第二底板压槽和配属的第二壁压槽(3”、6”)分别在很大程度上相互轴向平行地定向和布置。

5.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，多个第一底板压槽和配属的第一壁压槽(3’、6’)这样相互定向和布置，从而形成辐射状或星形压槽造型。

6.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，所述凹槽底板(4’)具有基础平面，该基础平面是基于多边形的基础平面。

7.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，所述凹槽底板(4’)具有至少部分倒圆的或圆形的基础平面。

8.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，在设有多个第一和/或第二底板压槽和配属的第一和/或第二壁压槽(3’、6’；3”、6”)的情况下这样布置它们，即，使得所述凹槽底板(4’)向所述凹槽壁(5’)的过渡区域至少部分地设计为集成在所述过渡区域内的刚性的拉压带(7’)的形式。

9.按照权利要求1所述的凹槽(1’)，其特征在于，所述凹槽(1’)一体式地成型在由金属、塑料、复合材料构成的底板(2’)中或者作为单独的由所述材料构成的加装件装入所述底板(2’)预设的开口中并且固定在该底板上。

10.按照权利要求9所述的凹槽(1’)，其特征在于，所述凹槽(1’)按照深冲方法制造而成。