CN103052541B - 机动车的b柱加强件 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机动车的B柱加强件（1），其具有将B柱加强件（1）连接于机动车顶棚（14）的上部区域（1a），以及将B柱加强件（1）连接于机动车底架的下部区域（16），该加强件具有至少一个由金属、特别是钢构成的空心型材，而该空心型材构成了B柱加强件（1）的上部和下部区域。本发明的目的在于，提供一种改善的B柱加强件，其一方面在重量最小的条件下适应负载的设计得到优化，以实现对B柱的额外组件的良好整合，该目的由此实现，即，空心型材在各个区域的一个区域至少部分具有基本上呈梯形的横截面（5），而在另一区域至少部分具有U形横截面（6）。

Description

机动车的B柱加强件

技术领域

本发明涉及一种机动车的B柱加强件，其具有将B柱加强件连接于机动车顶棚的上部区域，以及将B柱加强件连接于机动车底架的下部区域，该加强件具有由金属、特别是钢构成的空心型材，而该空心型材构成了B柱加强件的上部和下部区域。

背景技术

机动车在前门区域和后门区域之间具有中间柱，其通常被称作B柱。B柱的作用在于，将机动车的顶棚支撑在底架上，并在必要时为前方和后方侧门提供支撑。同时，B柱是机动车外皮的可见部件。此外，在侧面撞击情况下机动车行为通过B柱受到强烈影响。因此，B柱通常由B柱加强件（其设置在B柱的内部）、至少一块外皮板（作为B柱的直接可视部分）构成。为了以最低的重量满足B柱不同的负载区域的要求，由美国专利申请US2008/0315628A1已知，在上部、中部和下部区域由不同强度的钢制造B柱加强件。该B柱加强件经它的长度具有基本上呈梯形的横截面。然而，鉴于重量和制造B柱加强件和整合B柱其它组件的费用，这样的B柱加强件还有改善潜力。

发明内容

由这样的背景技术出发，本发明的目的在于，提供一种改善的B柱加强件，其一方面鉴于最小重量下适应负载的设计得到了优化，另一方面，实现了对B柱额外的组件的很好的整合。

对于机动车此类的B柱加强件，由此实现了该目的，即，该空心型材在一个区域至少部分地具有基本上呈梯形的横截面，而在其它区域至少部分地具有U形横截面。

通过改变B柱加强件的横截面形状，改善了抗弯强度，从而可以使用更小的板厚度。此外，两个区域在该区域具有不同的变形行为，由此B柱加强件在该区域具有不同的变形行为，该变形行为可以用于适应负载的B柱加强件的设计。由此实现了费用和重量方面进一步节约的可能。

横截面从基本上呈梯形到U形的变化根据本发明的B柱加强件的第一个设计方案可以由此特别简单地实现，即，至少使空心型材的朝向机动车客舱的一侧具有在空心型材纵向上变化的横截面形状。朝向机动车客舱一侧的变化的横截面形状可以例如通过对朝向B柱加强件外侧的一侧进行冲压来实现。

优选在基本上呈梯形的横截面区域使梯形横截面的平行边的较短一边设置在空心型材的远离客舱的一侧。因此，在侧面受到撞击的情况下，使具有梯形横截面的B柱加强件的客舱方向上的区域变形转化为在梯形横截面的平行边的较长一边上的拉力，从而使B柱加强件特别能够抵挡将B柱挤压进客舱的压力。

B柱加强件的、耐折弯能力稍弱的设计以简单的方式由此实现，即，U形横截面的朝向客舱的支臂设置为开口的。B柱加强件的该区域例如设置在这样的地方，即，要求有特殊变形行为的地方，从而吸收尽可能多的碰撞能量。

根据本发明的B柱加强件根据另一实施方式可以由此有利地设计，即，空心型材由闭合的、至少部分具有梯形横截面的型材制成，该型材通过至少一次在闭合型材区域的冲压至少部分地形成为双壁Ｕ形型材。形成双壁Ｕ形型材的区域由于具有双壁因此具有特别高的抵抗变形的抗弯刚度，从而使空心型材的壁厚与所要求的弯折负载相匹配并尽可能减小。通过由闭合的型材制造Ｂ柱加强件的空心型材，只要成型出无法兰、闭合的型材，就可以以简单的方式提供无法兰型材作为Ｂ柱加强件。

根据本发明的Ｂ柱加强件的另一实施方式，闭合型材由管状的、可选地纵缝焊接的型材构成，特别由“模块管”构成。一方面，由此降低了Ｂ柱加强件的制造费用，即，管状型材的接合步骤以管状状态进行因此操作较简便。使用“模块管”也适用于，在闭合型材中使用不同的材料厚度和／或材料等级。通过纵缝焊接实现了特别廉价的管状型材的制造。

根据本发明的Ｂ柱加强件的另一实施方式，空心型材由至少部分开口的、具有垫板的U形型材构成，其中，垫板在一个区域至少部分具有扁平的横截面形式，而在另一区域至少部分具有朝向客舱开口的U形横截面形式，具有法兰的空心型材可以简单地提供用于本发明的B柱加强件。法兰可以例如用于，将B柱的其它组件连接在B柱加强件上。尽管垫板和U形型材必须经接合方法步骤（其通常导致两条焊缝）相连，然而，可以经垫板及其变形以简单的方式在B柱加强件中实现不同的截面。本发明的B柱加强件的实施方式的Ｕ形型材可以例如通过对板坯进行深冲处理来提供。

Ｕ形型材优选形成为罩形型材和／或在Ｕ形横截面区域形成垫板作为罩形型材。罩形型材的优势在于，其提供了法兰区域，该法兰区域一方面将垫板与其它组件简便地连接在一起。另一方面，法兰区域用于提高罩形型材的抗弯刚度。

根据本发明的Ｂ柱加强件的、由垫板和至少部分Ｕ形型材构成的空心型材的构造可以由此特别容易地匹配于不同的、特殊的负载情况，即，U形型材和/或垫板由两个相应成型的单块板材（其形成为激光拼焊板）制成。激光拼焊板是这样的板材，其由不同的材料厚度和/或材料等级构成，并作为毛坯用作U形型材或垫板的制造。

根据本发明的Ｂ柱加强件的另一设计方案，Ｂ柱加强件的空心型材的上部区域具有至少部分呈梯形的横截面，而空心型材的下部区域具有至少部分呈U形的横截面。空心型材的、具有至少部分呈梯形的横截面的部分优势在于提高的抗弯刚度，这通常在顶棚区域是必要条件。相对而言，Ｂ柱加强件的空心型材具有至少部分呈U形的横截面的下部区域具有改善的变形行为，这是因为，下部B柱区域通过有目的地调整的变形行为吸收碰撞能量，并将其转化为变形能量。

出于同样目的有利的是，Ｂ柱加强件在纵向上呈弧形延伸并在下部区域具有比上部区域更宽的横截面。由于Ｂ柱加强件的弧形延伸可以避免B柱侵入，并在客舱区域支撑B柱加强件。

此外，可以由此有利地设计Ｂ柱加强件，即，在B柱加强件的上部区域在空心型材中整合入安全带转向器，在B柱加强件的下部区域整合入安全带牵引器。特别是结合在空心型材上部区域的梯形横截面的设置，对安全带转向器的应用是简单地通过客舱侧垫板的或空心型材侧面的孔洞提供的。此外，安全带牵引器可以在向客舱方向上开口开口的、空心型材下部区域的U形横截面中节约空间地设置或整合。

最后，优选在安全带转向器的连接件区域和/或安全带牵引器上设置加强件。对于安全带转向器的情况，该加强件例如可以形成为螺栓套或额外的加强补丁。加强补丁是这样的板材，其为加强空心型材的特定部位与其材料配合地，例如通过焊接、钎焊和/或粘接相连，从而选择性地提高空心型材在该区域的壁厚。

附图说明

下面通过实施例的附图进一步阐明本发明。附图中：

图1为根据本发明的第一实施例的Ｂ柱加强件的立体图；

图2a),2b)为根据本发明的Ｂ柱加强件的第一实施例的沿A-A和B-B切面的截面图；

图3a),3b)为根据本发明的Ｂ柱加强件的第二实施例的沿A-A和B-B切面的截面图；

图4a),4b)沿A-A和B-B切面示出了具有整合的组件的图2的实施例；

图5a),5b)沿A-A和B-B切面示出了根据本发明的Ｂ柱加强件的第三实施例；

图6以立体图示出了根据本发明的Ｂ柱加强件的第五实施例。

具体实施方式

图1以立体图示出了具有上部区域1a和下部区域1b的根据本发明的Ｂ柱加强件1。根据本发明的B柱加强件1的第一实施例示出了在纵向上呈弧形的区段，其中，B柱加强件在A-A切面的截面小于在B-B切面的截面。在切面A-A的上方示出了机动车的顶架14，在顶架上连接有B柱加强件1。在同样仅图示示出的底架15上连接有B柱加强件的下部区域1b。在图1中同样示出了客舱16，其通过机动车车身每一侧的顶架14、底架15和B柱加强件限定出来。

图1中的实施例由开口的U形的罩形型材2和垫板3构成。如所实施的，通过由垫板3和Ｕ形的罩形型材2提供法兰4，与U形的罩形型材2一起使用垫板3实现了本发明的B柱加强件1。垫板3以及U形的、开口的罩形型材2可以通过简单的变形方式提供所需的几何形状。

图2以图2a),2b)示出了图1中的第一实施例的沿A-A和B-B切面的截面图。可以看出，在B柱加强件1的上部区域1a在切面A-A通过垫板3和U形的开口的罩形型材2形成了基本上呈梯形的横截面5。通常，B柱加强件这样设计，即，在梯形的横截面区域，在此，在B柱加强件1的上部区域，横截面5的平行的两边的较短一边远离客舱16。

在梯形横截面5的区域，B柱加强件1在客舱方向上的变形在垫板3上造成拉力负载，该垫板在法兰4区域材料配合地与Ｕ形型材3相连，优选相焊接。垫板3在此作用为拉力板，从而使B柱加强件1的上部区域1a相对于在客舱16方向上的变形具有刚性。

图2b)示出了图1中B-B切面上的B柱加强件1的下部区域1b。可以清楚地看到Ｕ形横截面6，其通过垫板3从B柱加强件的上部区域的平板状变化为B柱加强件的下部区域1b的罩形型材的变形而实现。该区域设计得不像B柱加强件1的上部区域那么具有抗弯刚性，并因此通过变形吸纳侧面撞击的撞击能量。

根据本发明的B柱加强件1的无法兰的第二实施例在图3中通过图3a),3b)示出沿A-A和B-B切面的截面图。根据本发明的B柱加强件1的该实施例的出发点是闭合的、无法兰的空心型材，其具有至少部分呈梯形的横截面区域5，见图3a)。通过对闭合的空心型材的区段进行冲压，提供了双壁的U形型材，该型材在下部区域具有U形横截面6而在上部区域具有梯形横截面5。本实施例是无法兰的并因此是重量得到优化的。空心型材的制造例如通过U-O变形步骤来进行。此外，可以通过使用用于制造本实施例的“模块管”额外地对构建状态下的特异负载进行匹配，在该构建状态，“模块管”具有不同的横截面。

图4a),4b)示出了图2的实施例。与图2不同的是，以螺栓的形式示出了安全带转向器的连接件7。该连接件的加强件通过使用套管8进行。

图4b)示出了B-B切面上的安全带牵引器9的设置，该安全带牵引器在B柱加强件1的下部区域整合入通过本发明的B柱加强件所提供的构造空间。如在图4a),4b)所见，安全带转向器的连接件7的整合和安全带牵引器9的整合对于本发明的Ｂ柱加强件1特别简单。

最后，图5沿A-A和B-B切面示出了根据本发明的Ｂ柱加强件的第四实施例。不同于前述实施例，示出了特别具有抗弯刚性的、沿A-A切面的上部区域的设计，该通过设有Ｕ形横截面6的上部区域的加强设计通过使用额外的加强型材10来实现。如B-B切面所示，在Ｂ柱加强件的下部区域，设置了梯形横截面5，以在B柱加强件的下部区域提供匹配于上部区域的抗弯刚性的抗弯刚性。

图6示出了根据本发明的Ｂ柱加强件的立体图。具有上部区域12a和下部区域12b的B柱加强件12由通过两块不同的板材13a和13b构成的激光拼焊板制成。区域13a和13b可以具有不同的材料厚度和/或材料等级，并经焊缝17，通常是激光焊缝，彼此相连。激光拼焊板通常作为单块板材进行加工并可以满足根据本发明的Ｂ柱加强件的不同要求。例如可以考虑，以软性的、能够变形的钢制成Ｂ柱加强件的下部区域13b，以改善变形行为。同样存在这种可能：通过高强度钢来制成B柱加强件的12的区域13a。区域13a和13b的壁厚变化允许了，对Ｂ柱加强件的变形行为和重量进行优化。这对于在图6中未示出的垫板也成立，该垫板同样通过激光拼焊板的变形来提供。当然也可以考虑，不仅设置两部分的激光拼焊板，还设置多部分的、例如三部分的激光拼焊板，以使Ｂ柱加强件匹配于更加特异的装入状态下的负载。

Claims (14)

1.一种机动车的B柱加强件(1)，其具有将B柱加强件(1)连接于机动车顶棚(14)的上部区域(1a)，以及将B柱加强件(1)连接于机动车底架(15)的下部区域(1b)，所述加强件具有至少一个由金属构成的空心型材，而所述空心型材形成了B柱加强件的上部和下部区域(1a、1b)，其中，所述空心型材在区域(1a、1b)的一个区域至少部分具有基本上呈梯形的横截面(5)，而在另一区域至少部分具有U形横截面(6)，其特征在于，由基本呈梯形(5)到U形(6)的横截面变化由此来实现，即，至少空心型材的朝向机动车客舱(16)的一侧具有在空心型材纵向上变化的截面形状。

2.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，所述空心型材由钢构成。

3.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，在空心型材的具有梯形横截面(5)的区域，梯形横截面(5)的平行边的较短一边设置在空心型材的远离客舱(16)的一侧。

4.根据权利要求1或3所述的B柱加强件，其特征在于，在空心型材的具有U形横截面(6)的区域，U形横截面的支臂设置为朝向客舱(16)开口。

5.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，所述空心型材由闭合的、至少部分具有梯形横截面(5)的型材制成，所述型材通过至少在闭合型材的区域(1b)进行冲压至少部分形成为双壁U形型材。

6.根据权利要求5所述的B柱加强件，其特征在于，所述闭合的型材由管状的和可选纵缝焊接的型材制成。

7.根据权利要求6所述的B柱加强件，其特征在于，所述闭合的型材由模块管制成。

8.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，所述空心型材通过至少部分开口的、具有垫板(3)的U形型材(2)构成，其中，所述垫板(3)在一个区域(1a、1b)至少部分具有扁平的横截面形状，而在另一区域(1a、1b)至少部分具有朝向客舱(16)开口的U形横截面形状。

9.根据权利要求8所述的B柱加强件，其特征在于，所述U形型材(2)是罩形型材和/或所述垫板(3)在U形截面形状区域形成为罩形型材。

10.根据权利要求8或9所述的B柱加强件，其特征在于，所述U形型材(2)和所述垫板(3)由两块相应地成型的单块板材制成，所述单块板材形成为激光拼焊板。

11.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，所述空心型材的上部区域(1a)具有至少部分呈梯形的横截面(5)，而所述空心型材的下部区域(1b)具有至少部分呈U形的横截面(6)。

12.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，所述B柱加强件(1)在纵向上呈弧形延伸并在下部区域(1b)具有比上部区域(1a)更宽的横截面。

13.根据权利要求1所述的B柱加强件，其特征在于，在所述B柱加强件(1)的上部区域(1a)整合入安全带转向器的连接件(7)和/或在所述B柱加强件(1)的下部区域(1b)整合入安全带牵引器(9)。

14.根据权利要求13所述的B柱加强件，其特征在于在安全带转向器的连接件(7)区域和/或安全带牵引器(9)上设置加强件(8)。