CN107107960B - 包括一体的且构造为弧形管的b柱增强件的车身结构以及相应构造的b柱增强件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于轿车的车身结构(100)，该车身结构的B柱增强件(150)分别具有用于连接在车顶区域(110、120)上的上连接区段和用于连接在底部组件(130)或侧门槛(140)上的下连接区段。所述B柱增强件(150)构造为由高强度钢材料制成的一体的管并且在其下连接区段和其上连接区段之间具有曲率半径(R)恒定的弧形延伸。本发明还涉及一种用于机动车车身的B柱增强件。

Description

包括一体的且构造为弧形管的B柱增强件的车身结构以及相 应构造的B柱增强件
技术领域
本发明涉及一种包括B柱增强件的PKW(轿车)车身结构。
本发明还涉及有一种用于PKW机动车车身或者说PKW车身结构的B柱增强件或者说中间柱增强件。
背景技术
轿车的机动车车身应当是稳定的并确保尽可能好地保护乘客。此外，现代PKW机动车车身的车身结构鉴于侧面碰撞作用而在侧面区域中装配有所谓的支柱增强件。为了将机动车车身或者说车身结构在其B柱或者说中间柱区域中增强，现有技术中公开了各种措施。
一种在现有技术中广泛应用的措施是使用热成型或加压淬火的金属板成型件，如在DE 69707066 T2和DE 102005038488 A1中有描述。
另一种由现有技术已知的措施是使用空心型材，如在DE 102010036450 A1、DE102008024274 A1和DE 60006010 T2中有描述。
发明内容
本发明的任务在于，提供一种开头所提类型的改进的PKW车身结构，其尤其是也可简单且低成本地制造。
所述任务通过如下的本发明车身结构来解决，即，用于轿车的车身结构的B柱增强件构造为钢空心型材，所述钢空心型材分别具有用于连接在车顶区域上的上连接区段和用于连接在底部组件或侧门槛上的下连接区段，所述B柱增强件构造为由高强度钢材料制成的一体的管，该车身结构的特征在于，所述管通过高强度的初始金属板材料的冷轧辊成型和激光缝焊而制成并且在其下连接区段和其上连接区段之间具有曲率半径大致恒定的弧形延伸。
本发明也涉及一种根据本发明的用在机动车车身或本发明车身结构的管状B柱增强件，该B柱增强件构造为钢空心型材并且具有用于连接在机动车车身车顶区域上的上连接区段和用于连接在机动车车身底部组件或侧门槛上的下连接区段，所述B柱增强件构造为由高强度钢材料制成的一体的管，该B柱增强件的特征在于，所述管通过高强度的初始金属板材料的冷轧辊成型和激光缝焊而制成并且在其下连接区段和其上连接区段之间具有曲率半径恒定的弧形延伸。
本发明的优选扩展方案和构型对于两种发明主题类似地由下述说明给出。
根据本发明的PKW车身结构包括构造为钢空心型材的B柱增强件或者说中间柱增强件，其分别具有用于连接在车身结构车顶区域上的上连接区段和用于连接在车身结构底部组件或侧门槛上的下连接区段，使得所述B柱增强件在其于右侧和左侧车身侧面上的安装位置中在整个车身高度上延伸。根据本发明，现在规定，所述B柱增强件构造为由高强度钢材料制成的一体管(或者说管状空心型材)，所述管在其下连接区段和其上连接区段之间具有曲率半径或者说圆弧半径恒定的弧形延伸。
特别优选的是，所述管在其整个轴向延伸上构造有恒定的曲率半径并且因此具有半径恒定的弧形延伸。一般来说，“管”理解为细长的空心体，该空心体尤其是具有单独的在横截面中封闭的空腔。可以是各种不同的横截面形状，在此优选是圆状横截面、尤其是椭圆形或圆形横截面(所谓的圆管，其可具有例如30mm至70mm的直径)。但也可设置非圆的或者说多边形的或较复杂的横截面形状，其例如也可具有至少一个凹形区段。特别优选规定，所述管在其纵向延伸上设有相同的横截面或者说恒定的横截面。“高强度钢材料”理解为抗拉强度或者说抗断强度至少是1200MPa和优选至少是1400MPa的钢材料。
本发明的优点可在于，可相对低成本地制造由高强度钢材料制成的具有半径恒定或者说相同的弧形延伸的管(下面还将详细说明一种优选制造方法)。另一优点可在于，对于右侧和左侧的车身侧面可使用相同的管。此外，可以将例如以特定长度提供的管通过切割来适配不同车型。
安全带固定装置、门锁固定装置、门铰链固定装置和/或类似物可直接焊接于弧形管上。稳定的管因此也可同时用于连接相关构件并将随之而来的力导入车身结构中。
所述管可借助上和下保持元件连接到车身结构中，所述管可在其上和下连接区段上材料锁合(例如通过熔焊或钎焊)地和/或形锁合(例如通过在保持元件上相应构造的容纳部)地与所述保持元件连接。所述保持元件具有连接区段，借助所述连接区段，保持元件可固定在车顶区域或底部组件或侧门槛上。所述固定例如可通过熔焊、钎焊、粘接、铆接和/或旋接进行。保持元件优选由金属制成并且例如可构造为铸件、焊接件或成型件。但保持元件也可由复合材料、如CFK(碳纤维增强材料)或GFK(玻璃纤维增强材料)(它们尤其是包含金属嵌件)制成。优选这样构造保持元件，使得它们在侧面碰撞时承受压力或挤压负荷。
车身结构可以是所谓的轻质结构，其包含大量铝和/或纤维复合成分。
优选至少车顶区域或车顶纵梁、底部组件和/或侧门槛由纤维复合材料、尤其是CFK或GFK制成。在此情况下尤其是规定，所述保持元件与这些由纤维复合材料制成的部件粘接。作为替代方案例如也可设置旋接和/或铆接。
本发明B柱增强件或者说中间柱增强件与上述说明类似具有下述特征，即，所述B柱增强件构造为由高强度钢材料制成的一体的管，所述管在其下连接区段或其下端部和其上连接区段或其上端部之间具有曲率半径恒定的弧形延伸。
优选B柱增强件是轧辊成型且激光缝焊的管。轧辊成型是一种连续成型过程，在该连续成型过程中，在轧辊成型设备中由被供应的金属板条(其通常从钢卷退绕)在多个成型阶段中借助旋转的成型工具(通常是辊对)连续成型为管件(连续制造)。所述成型通常是冷成型并且没有主动的组织影响。将通过成型相互抵接的金属板边缘在形成激光纵向焊缝的情况下彼此激光熔焊(或必要时只是激光钎焊)。激光熔焊(或必要时激光钎焊)优选仍在轧辊成型设备中进行。弧形形状也可在轧辊成型设备中进行。通过这种方式连续制造的管件只需在轧辊成型设备的输出端被切断。成段落料地制造的管具有最终几何形状，也就是说不设置进一步的成型步骤。
轧辊成型的优点可在于，作为初始材料已经可使用高强度钢板材料(如具有至少1200MPa、优选至少1400MPa)。所使用的高强度钢板材料具有例如2mm至4mm的均匀板厚度。(原则上也可使用具有不均匀板厚度的金属板条)。在维持板厚的情况下，用作支柱增强件或者说中间柱增强件的管因此具有大致均匀的2mm至4mm壁厚。相比于热成型或加压淬火，产生部分显著的能源、环境和成本优势。此外，轧辊成型的管可具有更好的组织质量和/或表面质量。
按照本发明的B柱增强件可具有熔焊或钎焊上的安全带固定装置、门锁固定装置、门铰链固定装置或类似物。此外，B柱增强件可在其上端部与上保持元件并且在其下端部与下保持元件连接(以便连接到PKW车身结构中)。按照本发明的B柱增强件也可具有涂层、如KTL涂层或至少一个防腐涂层、如锌涂层(镀锌)或铝涂层。优选该涂层也覆盖可能的安全带固定装置、门锁固定装置和/或门铰链固定装置。特别优选规定，所述涂层或防腐涂层已经被施加到用于轧辊成型的初始材料(钢板材料)上。相应构造的B柱增强件可作为预制件被提供并且被装入或接合到车身结构中。
附图说明
下面参考附图示例性并且不起限制作用地详细说明本发明。附图中所示和/或下面所说明的特征也可单独地(即独立于所示和/或所说明的特征组合)扩展本发明。示意性附图如下：
图1为根据本发明的PKW车身结构；和
图2为根据本发明的中间柱增强件或者说B柱增强件。
具体实施方式
图1示出轿车车身结构100，其包括车顶区域110和底部组件130。车身结构100还包括两个车顶纵梁120和两个侧门槛140。至少车顶纵梁120和/或侧门槛140也可由纤维复合材料、例如CFK或GFK制成。
在车身结构100的中间区域中在两个车身侧面上设有中间柱或者说B柱，其装配有支柱增强件150。根据本发明，所述中间柱或B柱增强件150构造为由高强度钢材料制成的一体管，所述管具有曲率半径R恒定的弧形延伸(参见图2)。优选是轧辊成型且激光缝焊的管，该管一体制成(即并非包括多个彼此接合的区段)。
构造为管的支柱增强件150以其上端部连接到车顶纵梁120上并且以其下端部连接到侧门槛140上。该连接间接地借助上保持元件161和下保持元件162实现，在此这样构造所述保持元件161和162，使得它们在侧面碰撞时承受压力负荷，这也在B柱增强件150的整个固定设计中被考虑。保持元件161和162也可称为柱脚。
图2以放大细节图示出根据本发明的B柱增强件150连同上保持元件161和下保持元件162。保持元件161和162例如构造为金属板成型件。管150在其上端部或者说其上连接区段上与上保持元件161熔焊或钎焊(必要时也可粘接)。管150在其下端部或者说其下连接端部上形锁合地容纳在下保持元件162的夹状构造的容纳部中并且附加地被熔焊或钎焊(必要时也可粘接)。此外，安全带固定装置171和门锁固定装置172也熔焊或钎焊于管150上。
B柱增强件150可根据图2来制备并且接入到车身结构100中。与保持元件161和162的连接可在安装到车身结构100中时或已经在安装之前进行。这样进行安装，使得弧形弯曲部朝向或者说指向车辆内部。保持元件161和162具有相对大面积的连接区段，借助所述连接区段可建立与车顶纵梁120或侧门槛140的面式及形锁合连接。在侧面碰撞时，通过大面积的支承，力可非常好地导入车顶纵梁120或侧门槛140中。在车顶纵梁120或侧门槛140上的固定例如可通过粘接、熔焊、钎焊、旋接、铆接或类似方式进行。
由图2清晰可见，用作支柱增强件的管150具有曲率半径或者说圆弧半径R恒定的弧形延伸。此外，管150在其纵向延伸上构造有相同或者说恒定的圆状横截面，在此，其它并且尤其是非圆横截面形状也是可能的。
附图标记列表
100 (PKW)车身结构
110 车顶区域
120 车顶纵梁
130 底部区域
140 侧门槛
150 B柱增强件、中间柱增强件
161 上保持元件
162 下保持元件
171 安全带固定装置
172 门锁固定装置
R 曲率半径、圆弧半径

Claims (9)

1.用于轿车的车身结构(100)，该车身结构的B柱增强件(150)构造为钢空心型材，所述钢空心型材分别具有用于连接在车顶区域(110)上的上连接区段和用于连接在底部组件(130)或侧门槛(140)上的下连接区段，所述B柱增强件(150)构造为由高强度钢材料制成的一体的管，其特征在于，所述管借助上保持元件(161)和下保持元件(162)接入到车身结构(100)中，所述管通过高强度的初始金属板材料的冷轧辊成型和激光缝焊而制成并且在其下连接区段和其上连接区段之间具有曲率半径(R)大致恒定的弧形延伸，这样构造上保持元件(161)和下保持元件(162)，使得各保持元件在侧面碰撞时将压力负荷导入车顶纵梁(120)或侧门槛(140)中。
2.根据权利要求1所述的车身结构(100)，其特征在于，安全带固定装置、门锁固定装置和/或门铰链固定装置熔焊或钎焊于管上。
3.根据权利要求1或2所述的车身结构(100)，其特征在于，所述管在其各连接区段上材料锁合和/或形锁合地与各保持元件(161、162)连接。
4.根据权利要求1或2所述的车身结构(100)，其特征在于，所述车顶区域(110)、底部组件(130)和/或侧门槛(140)由纤维复合材料制成。
5.根据权利要求3所述的车身结构(100)，其特征在于，所述车顶区域(110)、底部组件(130)和/或侧门槛(140)由纤维复合材料制成，各保持元件(161、162)与所述车顶区域(110)、底部组件(130)和/或侧门槛(140)粘接。
6.根据权利要求4所述的车身结构(100)，其特征在于，所述车顶区域(110)是车顶纵梁(120)。
7.用于机动车车身的B柱增强件(150)，该B柱增强件构造为钢空心型材并且具有用于连接在机动车车身的车顶区域(110)上的上连接区段和用于连接在机动车车身的底部组件(130)或侧门槛(140)上的下连接区段，所述B柱增强件(150)构造为由高强度钢材料制成的一体的管，其特征在于，所述管借助上保持元件(161)和下保持元件(162)接入到车身结构(100)中，所述管通过高强度的初始金属板材料的冷轧辊成型和激光缝焊而制成并且在其下连接区段和其上连接区段之间具有曲率半径(R)恒定的弧形延伸，这样构造上保持元件(161)和下保持元件(162)，使得各保持元件在侧面碰撞时将压力负荷导入车顶纵梁(120)或侧门槛(140)中。
8.根据权利要求7所述的B柱增强件(150)，其特征在于，所述B柱增强件具有焊接上的安全带固定装置、门锁固定装置和/或门铰链固定装置。
9.根据权利要求7或8所述的B柱增强件(150)，其特征在于，所述B柱增强件具有涂层。
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