CN107206952B - 具有凹陷的空心型材 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种空心型材(1)，具有多个沿纵向方向(L)延伸的并且通过侧壁(1.1，1.2，1.3，1.4)连接的纵向棱边(K1，K2，K3，K4)，其中纵向棱边(K1)具有至少一个凹陷(2)，该凹陷的凹陷底部(2.1)横向于纵向方向(L)并相对于形成纵向棱边(K1)的侧壁(1.1，1.4)斜向延伸。根据本发明提出，形成纵向棱边(K1)的侧壁(1.1)在凹陷(2)的区域中具有横向延伸的隆起部(3)，其中凹陷底部(2.1)在端部侧在侧壁(1.1)的区域中过渡到该隆起部(3)中，隆起部(3)设计有如下形状：该隆起部在向凹陷(2)的过渡区域中具有凸起的形状，并在到达相对置的纵向棱边(K2)之前下倾到侧壁(1.1)的平面上。

Description

具有凹陷的空心型材
技术领域
本发明涉及一种空心型材，其具有多个沿纵向方向延伸的并通过侧壁连接的纵向棱边，其中纵向棱边具有至少一个凹陷，该凹陷的凹陷底部横向于纵向方向并相对于形成纵向棱边的侧壁斜向延伸。本发明还涉及一种具有根据本发明的用作纵梁或横梁的空心型材的车辆车身。
背景技术
从文献DE 10 2011 119 092中已知这种空心型材。这种空心型材设计为具有多个用于实现多腔室结构的内部隔板的纵梁，并用于车辆的承载结构。为了在机动车碰撞的情况下实现更好地调节初始力水平以及力-路径-变化，在空心型材上设置多个材料薄弱部。从而在内部隔板上设置凹口以及在空心型材的棱边上设置凹陷作为材料薄弱部。利用这种在内壁上具有凹口以及在棱边上具有凹陷的空心型材可以实现纵梁的预定的变形过程或者说折叠过程。此外，还应防止纵梁的不受控制的折弯破坏。
发明内容
本发明的目的是，以有利的方式改进开头所述的空心型材，从而针对在碰撞力的作用下的变形过程更好地影响空心型材的反应行为。
上述目的通过根据本发明的空心型材实现，该空心型材具有多个沿纵向方向延伸的并且通过侧壁连接的纵向棱边，其中纵向棱边具有至少一个凹陷，该凹陷的凹陷底部横向于纵向方向并相对于形成纵向棱边的侧壁斜向延伸，其特征在于，
-形成纵向棱边的侧壁在凹陷的区域中具有横向延伸的第一隆起部，其中凹陷底部在端部侧在侧壁的区域中过渡到所述第一隆起部中，和
-第一隆起部设计有如下形状：该第一隆起部在向凹陷的过渡区域中具有凸起的形状，并在到达相对置的纵向棱边之前下倾到侧壁的平面上。
这种空心型材具有多个沿纵向方向延伸的并且通过侧壁连接的纵向棱边，其中纵向棱边具有至少一个凹陷，该凹陷的凹陷底部横向于纵向方向并且相对于形成纵向棱边的侧壁斜向延伸，空心型材根据本发明的特征在于，
-形成纵向棱边的侧壁在凹陷的区域中具有横向延伸的隆起部，其中该凹陷底部在端部侧在该侧壁的区域中过渡/过渡到隆起部中，并且
-该隆起部设计具有如下形状：该隆起部在向凹陷的过渡区域中具有凸起的形状，以及在到达相对置的纵向棱边之前下倾到侧壁的平面上。
利用根据本发明的空心型材，由续接凹陷的隆起部大大扩展了影响空心型材的变形性能的、由凹陷深度、凹陷角和凹陷半径给出的凹陷尺寸。利用隆起部在高度、宽度和长度以及形状方面的几何结构设计，扩展了在预期的变形性能和反应行为方面的调节可能，尤其可以有针对性地控制力-路径变化和变形的位置。
有利地，在根据本发明的空心型材中无需增加凹陷的凹陷深度，从而即使仅能有限度地这样做的高强度铝合金也能够用于根据本发明的空心型材。
根据本发明的一有利的改进方案，形成纵向棱边的另外的侧壁在凹陷的区域中具有横向延伸的另外的隆起部，其中凹陷底部在端部侧在该另外的侧壁的区域中过渡到所述另外的隆起部中。利用本发明的该结构，凹陷的凹陷底部分别在端部侧在邻接的侧壁上过渡到隆起部中。由此，进一步增加了在预期的变形性能和相应行为方面的调节可能。
根据本发明的一有利的实现方案中提出，空心型材为了形成多腔室结构而设计有沿纵向方向延伸的内部隔板，该内部隔板将具有隆起部的侧壁与相对置的侧壁连接，并且隆起部的端部被设计在内部隔板与该侧壁的连接区域中。根据本发明的空心型材当然可以设计有多个内部隔板或者说内壁。优选提出，在相对置的、由具有隆起部的侧壁形成的纵向棱边上设计有带有另外的隆起部的另外的凹陷，该另外的隆起部的端部同样被设计在该内部隔板与侧壁的连接区域中。在此有利的是，两个隆起部被设计成彼此对齐地横向于纵向方向延伸。
该空心型材有利地设计为用于车辆车身的纵梁或横梁。
附图说明
下面根据参照附图的实施例详细描述本发明。在此示出：
图1示出作为本发明的实施例的空心型材的示意性透视局部图，
图2示出根据图1的剖面A-A剖开的剖面图，和
图3示出作为本发明的另一实施例的空心型材的剖面图。
具体实施方式
根据图1和图2，用作机动车车身的纵梁的空心型材1具有矩形的横截面，该横截面具有四个沿纵向方向L延伸的侧壁1.1、1.2、1.3和1.4。该侧壁1.1至1.4中的每两个共同形成空心型材1的一个纵向棱边。第一纵向棱边K1由侧壁1.1和1.4形成，第二纵向棱边K2由侧壁1.1和1.3形成，第三纵向棱边K3由侧壁1.2和1.4形成，以及第四纵向棱边K4由侧壁1.2和1.3形成。该空心型材1还被设计为多腔室结构，通过内隔板1.5居中地将两个相对置的侧壁1.1和1.2连接。
由图1和图2还可以看出，在由按照图1的剖面A-A剖开的截面中，在四周在各纵向棱边中冲压形成四个凹陷。从而该纵向棱边K1具有凹陷2，纵向棱边K2具有凹陷4，纵向棱边K3具有凹陷6，以及纵向棱边K4具有凹陷8。该凹陷2、4、6和8中的每个凹陷的凹陷底部2.1、4.1、6.1和8.1横向于纵向方向L延伸，并相对于邻接的侧面1.1和1.4、1.1和1.3、1.2和1.4以及1.2和1.3斜向延伸。在理想情况下，凹陷底部与对应的侧壁形成大约45°的夹角。
凹陷2、4、6和8中的每个凹陷在邻接的侧壁1.1和1.2处过渡到隆起部3、5、7和9中。下面详细描述凹陷的几何结构。
纵向棱边K1的凹陷2具有凹陷底部2.1，该凹陷底部以一端部2.12过渡到侧壁1.4的平面中。凹陷底部2.1的另一端部2.11过渡到侧壁1.1的隆起部3中。侧壁1.1的隆起部3横向于纵向方向L延伸，并在隆起部3向凹陷2的过渡区域3.1中沿纵向方向L升抬且凸起地延伸，其中该凸起的延伸向着相对置的纵向棱边K2的方向变平坦并终止于端部3.2，该端部位于内部隔板1.5与该侧壁1.1的连接区域中。在这个端部3.2处，隆起部3过渡到侧壁1.1的平面中。
具有凹陷底部4.1的凹陷4位于与纵向棱边K1相对置的纵向棱边K2上，该凹陷底部在端部4.12处过渡到侧壁1.3的平面中，并在该凹陷底部的相对置的端部4.11处过渡到另外的隆起部5中，该隆起部同样横向于纵向方向L延伸并与隆起部3对齐。以相同的方式，该隆起部5在向凹陷4的过渡区域5.1中沿纵向方向L具有升抬且凸起的形状，并向着相对置的纵向棱边K1的方向直到端部5.2逐渐变平坦，隆起部5在该端部5.2处过渡到侧壁1.1的平面中。
纵向棱边K3和K4上的凹陷6和8也以相应的方式设计有隆起部7和9。从而凹陷6的凹陷底部6.1以一端部6.12过渡到侧壁1.4的平面中，而另一端部6.11形成过渡到侧壁1.2的隆起部7的过渡区域7.1。该隆起部7以其端部7.2终止于内部隔板1.5与侧壁1.2的连接区域中。该棱边K4的凹陷8以其凹陷底部8.1的一端部8.12过渡到侧壁1.3中，并以凹陷底部8.1的另一端部8.11形成侧壁1.2的隆起部9的过渡区域9.1，该隆起部具有在内部隔板1.5与侧壁1.2的连接区域中的端部9.2。
利用这种在邻接的侧壁上由凹陷和隆起部构成的几何结构，可以在由于车辆碰撞而产生碰撞力的情况下有针对性地控制车辆车身中的作为纵梁的空心型材1的变形性能和反应行为、力-路径变化和变形的位置。这可以视所要求吸收的碰撞能量而定通过几何结构、例如通过隆起部的宽度、长度、高度和/或形状来设定。
尤其可以通过这种由凹陷和隆起部形成的几何结构保证，在预期的位置上开始折叠翘曲。此外还防止了，作为纵梁的空心型材在由于总布置而横截面更小的区域中不受控制地变形。
这种空心型材可以用作机动车车身的纵梁，并被制造为例如由高强度的铝合金制成的挤压型材。当然也可以使用其它材料，例如钢或纤维增强复合材料。
图3示出空心型材1的多腔室结构的另一实施例。该空心型材1相对于按照图2的空心型材具有另外的、横向于第一内部隔板1.5延伸的另外的内部隔板1.6。按照图2的空心型材1的凹陷2、4、6和8仅在相邻的一个侧壁1.1和1.2处过渡到隆起部3、5、7和9中。在相邻的其它侧壁1.3和1.4处不设置隆起部。而在根据图3的空心型材1中，侧壁1.3和1.4也具有隆起部10和11以及12和13。
在纵向棱边K1上的凹陷2以其凹陷底部2.1的端部2.12如此过渡到隆起部10的过渡区域10.1中，该隆起部在过渡区域10.1中横向于纵向方向L具有升抬的且凸起的轮廓，该轮廓向着相对置的纵向棱边K3的方向平坦地以端部10.2终止在侧壁1.4的在第二内部隔板1.6与侧壁1.4的连接区域中的平面中。在纵向棱边K3上的与凹陷2相对置的凹陷6以相同的方式具有设置在侧壁1.4中的隆起部11，该隆起部在向凹陷6的过渡区域11.1中沿纵向方向L同样具有升抬的且凸起的形状，并向着第二内部隔板1.6与侧壁1.4的连接区域的方向下倾，并在该隆起部的端部11.2处平坦地过渡到侧壁1.4的平面中。
在相对置的侧壁1.3上以对应的方式设置相应的隆起部12和13，凹陷8和4以上述方式过渡到该隆起部中。
可以借助于IHU成型制造根据本发明的空心型材。
附图标记列表：
1 空心型材，纵梁
1.1 空心型材1的侧壁
1.2 空心型材1的侧壁
1.3 空心型材1的侧壁
1.4 空心型材1的侧壁
1.5 空心型材1的内部隔板
1.6 空心型材1的内部隔板
2 在空心型材1的纵向棱边K1上的凹陷
2.1 凹陷2的凹陷底部
2.11 凹陷底部2.1的端部
2.12 凹陷底部2.1的端部
3 空心型材1的侧壁1.1的隆起部
3.1 隆起部3向凹陷2的过渡区域
3.2 隆起部3的端部
4 在空心型材1的纵向棱边K2上的凹陷
4.1 凹陷4的凹陷底部
4.11 凹陷底部4.1的端部
4.12 凹陷底部4.1的端部
5 空心型材1的侧壁1.1的隆起部
5.1 隆起部5向凹陷4的过渡区域
5.2 隆起部5的端部
6 在空心型材1的纵向棱边K3上的凹陷
6.1 凹陷6的凹陷底部
6.11 凹陷底部6.1的端部
6.12 凹陷底部6.1的端部
7 空心型材1的侧壁1.2的隆起部
7.1 隆起部7向凹陷6的过渡区域
7.2 隆起部7的端部
8 在空心型材1的纵向棱边K4上的凹陷
8.1 凹陷8的凹陷底部
8.11 凹陷底部8.1的端部
8.12 凹陷底部8.1的端部
9 空心型材1的侧壁1.2的隆起部
9.1 隆起部9向凹陷8的过渡区域
9.2 隆起部9的端部
10 空心型材1的侧壁1.4的隆起部
10.1 隆起部10向凹陷2的过渡区域
10.2 隆起部10的端部
11 空心型材1的侧壁1.4的隆起部
11.1 隆起部11向凹陷6的过渡区域
11.2 隆起部11的端部
12 空心型材1的侧壁1.3的隆起部
12.1 隆起部12向凹陷8的过渡区域
12.2 隆起部12的端部
13 空心型材1的侧壁1.3的隆起部
13.1 隆起部13向凹陷4的过渡区域
13.2 隆起部13的端部
K1 空心型材1的纵向棱边
K2 空心型材1的纵向棱边
K3 空心型材1的纵向棱边
K4 空心型材1的纵向棱边

Claims (7)

1.一种空心型材(1)，具有多个沿纵向方向(L)延伸的并且通过侧壁(1.1，1.2，1.3，1.4)连接的纵向棱边(K1，K2，K3，K4)，其中纵向棱边(K1)具有至少一个凹陷(2)，该凹陷的凹陷底部(2.1)横向于纵向方向(L)并相对于形成纵向棱边(K1)的侧壁(1.1，1.4)斜向延伸，其特征在于，
-形成纵向棱边(K1)的侧壁(1.1)在凹陷(2)的区域中具有横向延伸的第一隆起部(3)，其中凹陷底部(2.1)在端部侧在侧壁(1.1)的区域中过渡到所述第一隆起部(3)中，和
-第一隆起部(3)设计有如下形状：该第一隆起部在向凹陷(2)的过渡区域中具有凸起的形状，并在到达相对置的纵向棱边(K2)之前下倾到侧壁(1.1)的平面上。
2.根据权利要求1所述的空心型材(1)，其特征在于，形成纵向棱边(K1)的另外的侧壁(1.4)在凹陷(2)的区域中具有横向延伸的第二隆起部(10)，其中凹陷底部(2.1)在端部侧在该另外的侧壁(1.4)的区域中过渡到所述第二隆起部(10)中。
3.根据权利要求1或2所述的空心型材(1)，其特征在于，
-空心型材(1)为了形成多腔室结构而设计有沿纵向方向(L)延伸的内部隔板(1.5)，该内部隔板将具有第一隆起部(3)的侧壁(1.1)与相对置的侧壁(1.2)连接，和
-第一隆起部(3)的端部(3.2)被设计在内部隔板(1.5)与侧壁(1.1)的连接区域中。
4.根据权利要求3所述的空心型材(1)，其特征在于，
-在相对置的、由具有第一隆起部(3)的侧壁(1.1)形成的纵向棱边(K2)上设计有带有第三隆起部(5)的另外的凹陷(4)，
-该第三隆起部(5)的端部(5.2)设计在内部隔板(1.5)与侧壁(1.1)的连接区域中。
5.根据权利要求4所述的空心型材(1)，其特征在于，第一隆起部(3)和第三隆起部(5)被设计成彼此对齐地横向于纵向方向(L)延伸。
6.根据权利要求1或2所述的空心型材(1)，其特征在于，所述空心型材(1)设计为用于车辆车身的纵梁或横梁。
7.一种车辆车身，具有根据前述权利要求中任一项所述的空心型材(1)，其中，所述空心型材(1)设计为用于所述车辆车身的纵梁或横梁。
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