CN107914778B - 车身部件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于机动车辆的车身部件(1)、尤其是A柱(11)和/或底梁(21)，该车身部件包括至少一个内壳(2)和至少一个外壳(3)，该内壳和该外壳至少在其凸缘区域(12，22，13，23)处彼此连接并且在其间提供至少一个空腔(4)。增强元件(5)被安排在该空腔(4)中。该内壳(2)和该外壳(3)是由至少一种轻质材料、尤其是由铝材料制造而成的。在此，该内壳(2)仅借助于其后部区段(200)被连接至该增强元件(5)，使得该内壳(2)的后部区段(200)借助于该增强元件(5)以尺寸稳定的方式被增强以便保护乘客舱(101)、并且被用于能量耗散的前部非增强区段(201)界定。

Description

车身部件
技术领域
本发明涉及一种用于机动车辆的车身部件、尤其是立柱和/或底梁。
背景技术
用于车辆安全性的某些测试程序以及例如公路安全保险协会(IIHS)的小重叠碰撞载荷情况导致在下A柱和底梁的区域中有非常高的载荷。由于只有25％的小重叠，因此在某些情况下在此使用的刚性系柱状障碍物没有撞击前纵向构件。以此方式，几乎不可能耗散车辆前端中的能量。而情况是，在一些情形中，障碍物将带有制动盘的前轮推靠在A柱上。
在现有技术中，为了保护乘客的生存区域而同时允许上述碰撞载荷情况，大体上有两种基本方法是已知的。
第一，可以将坚固的增强措施施用在底梁上、A柱上、以及舱壁上。为了这个目的，通常使用超高强度热轧钢。然而，这导致相当大的附加重量和高的附加成本。
在第二种方法中，下A柱和/或底梁的前端被设计成在多个区域中可变形。以此方式，能量耗散是有可能的。A柱和/或底梁的某些其他区域相比之下具有超高强度和/或尺寸稳定的设计。这是旨在可以可靠地保护乘车者的生存空间。
然而，这个方法的缺点是为此目的必须使用一方面的超高强度热轧钢与另一方面的柔软韧性钢的针对性组合。因此，在这种方法的情况下，无法使用轻质材料、例如铝。
然而，在重量优化车辆、和例如跑车的情况下，这是特别不利的，在这种情况下，立柱和底梁由铝材料制造而成。在这样的车辆的情况下，为了满足所希望的安全要求，尤其在上述碰撞载荷情况的背景下，因此有必要将受影响的部件从铝转换为钢。这导致了相当大的附加重量。此外，从构造和经济开支的方面来看，这需要非常高的支出。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于机动车辆的车身部件，该车身部件提供在碰撞事件中、并尤其在IIHS小重叠碰撞载荷情况下有改进的安全性，而且此外允许相当大的重量减少。在此特别寻求的是能够由铝材料生产该车身部件。
所述目的是通过具有下述1的特征的车身部件来实现的。从下述2-12一般说明和示例性实施例的说明中会体现本发明的进一步的优点和特征。
1.一种用于机动车辆的车身部件，尤其是A柱和/或底梁，该车身部件包括至少一个内壳和至少一个外壳，所述内壳和所述外壳至少在它们的凸缘区域处彼此连接并且在它们之间提供至少一个空腔，其中至少一个增强元件被安排在该空腔中，并且其中该内壳和该外壳是由至少一种轻质材料、尤其由铝材料制造而成的，
其特征在于，
该内壳仅借助于其后部区段被连接至该增强元件，使得该内壳的后部区段借助于该增强元件以尺寸稳定的方式被增强以便保护乘客舱、并且被用于能量耗散的前部非增强区段界定。
2.如前述1所述的车身部件，其中该增强元件仅被安排在该空腔的后部中，从而在该空腔的后部中，相对于用于能量耗散的前变形区域借助于该增强元件界定尺寸稳定的安全区域。
3.如前述1-2之一所述的车身部件，其中该增强元件被紧固至该内壳的后主表面上和/或后框架上。
4.如前述1-3之一所述的车身部件，其中该增强元件延伸超过由该内壳跨越的结构空间而进入由该外壳跨越的结构空间中。
5.如前述1-4之一所述的车身部件，其中该增强元件被连接至该外壳上并且尤其被连接至该外壳的后主表面上和/或后框架上。
6.如前述1-5之一所述的车身部件，其中该增强元件借助于至少一个粘合连接件并且尤其借助于一个结构泡沫被连接至该外壳，该结构泡沫在阴极浸渍涂覆干燥工艺中膨胀并且粘性结合。
7.如前述1-6之一所述的车身部件，其中该增强元件具有至少一个拐角加固件和/或至少一个珠缘，该至少一个拐角加固件和/或该至少一个珠缘适于并且被设计成用于抵消在阴极浸渍涂覆干燥工艺中由于一个结构泡沫的膨胀而引起的该增强元件的变形和/或运动。
8.如前述1-7之一所述的车身部件，其中该增强元件是由铝材料和/或钢材料和/或由纤维增强的塑料形成的。
9.如前述1-8之一所述的车身部件，其中该增强元件具有与该内壳和/或该外壳相比更大的强度。
10.如前述1-9之一所述的车身部件，其中，在该外壳的外侧上安排有至少一个盖板，该至少一个盖板在机动车辆中的车身部件的操作安装位置中形成A柱的至少部分可见的外表面。
11.如前述1-10之一所述的车身部件，其中至少一个隔板被安排在该内壳与该外壳之间，和/或其中至少一个局部支撑板被紧固至该内壳和/或该外壳。
12.如前述1-11之一所述的车身部件，该车身部件被形成为A柱和/或底梁的至少一个区段。
根据本发明的车身部件尤其是被形成为立柱和/或底梁。车身部件被提供用于机动车辆并且包括至少一个内壳和至少一个外壳。该内壳和该外壳至少在其凸缘区域处彼此连接并且在其间提供至少一个空腔。至少一个增强元件被安排在该空腔中。该内壳和该外壳由至少一种轻质材料、并尤其是由铝材料制造而成的。在此，该内壳仅借助于其后部区段被连接至该增强元件，使得该内壳的后部区段借助于该增强元件以尺寸稳定的方式被增强以便保护乘客舱、并且被用于能量耗散的前部非增强区段界定。
根据本发明的车身部件提供许多优点。在该内壳仅借助于该后部区段来连接至该增强元件的情况下，根据本发明的该内壳至该增强元件的连接提供相当大的优势。
以此方式，该车身部件在碰撞事件中、并尤其在IIHS小重叠碰撞载荷情况下为乘客提供了高水平的安全性，并且此外可以由铝材料制造而成。以此方式实现了高度有利的重量减少。通过使用根据本发明的车身部件，在具有铝车身的车辆的情况下，转换成钢材料不是必需的。
在本发明的背景下，术语“后部”和“前部”具体涉及在机动车辆中的车身部件与预期的向前行进方向有关的操作安装位置。
该内壳的后部区段例如位于该内壳的后二分之一或后三分之一处。该内壳的后部区段也可以被安排在该内壳的后四分之三处。
该内壳的前部非增强区段(被提供用于能量耗散)优选地被形成为不连接至该增强元件。该内壳的前部区段优选有意地被设计成是可变形的。
对该内壳和该外壳特别有利的是各自包括一个前凸缘区域和一个后凸缘区域。具体地，主表面在壳体的前凸缘区域与后凸缘区域之间延伸。具体地，前框架被安排在从该主表面至该前凸缘区域的过渡处，和/或后框架被安排在从该主表面至该后凸缘区域的过渡处。更靠近该后凸缘区域的主表面具体提供后主表面。更靠近该前凸缘区域的主表面具体提供前主表面。
该增强元件特别优选地仅被安排在该空腔的后部中，从而在该空腔的后部中，相对于用于能量耗散的前变形区域借助于该增强元件界定尺寸稳定的安全区域。增强元件的这种定位使得可以以特别可靠的方式满足所要求的安全方面。特别优选的是，在下A柱和/或前底梁的区域中为该空腔配备以此方式安排的增强元件。
该增强元件优选地被紧固至该内壳的后主表面上和/或后框架上。具体地，该增强元件不被紧固至凸缘区域上。在这些位置处，该增强元件相对于碰撞安全性具有特别有利的效果。
在所有实施例中，优选的是，该增强元件延伸超过由该内壳跨越的结构空间而进入由该外壳跨越的结构空间中。以此方式，可以在该空腔的后部中构建尺寸特别稳定的安全区域。该增强元件尤其经由内壳和外壳的后凸缘区域从该内壳的后主表面延伸至该外壳的后主表面和/或后框架。
该增强元件具体地呈弯曲和/或有角度的形式。例如，该增强元件在其截面具有U形或V形的轮廓。具体地，该增强元件的曲率和/或边缘向后指向。该曲率和/或边缘优选地指向内壳和外壳的后凸缘区域和/或后框架的方向。
在所有改进中，此外优选的是，该增强元件被连接至该外壳。具体地，该增强元件被连接至该外壳的后主表面上和/或后框架上。借助于该增强元件与该外壳的这种连接，进一步提高了对乘客的保护，并且形成了尺寸特别稳定的安全区域。具体地，该增强元件借助于突伸超过该内壳的结构空间的那个部分来连接至该外壳。
该增强元件优选地借助于至少一个粘合连接件被连接至该外壳。具体地，该增强元件借助于一个结构泡沫被连接至该外壳，该结构泡沫在阴极浸渍涂覆干燥工艺中膨胀并且粘性结合。这允许将该增强元件经济且不复杂地紧固至该外壳。其他的粘性连接件也是可以的。还可以提供强制锁定的连接装置。
在一个有利的改进中，该增强元件可以具有至少一个拐角加固件和/或至少一个珠缘。该拐角加固件和/或该珠缘尤其适于并且被设计成用于抵消在阴极浸渍涂覆干燥工艺中由结构泡沫的膨胀引起的该增强元件的变形和/或运动。
该增强元件优选地是由铝材料和/或钢材料和/或由纤维增强的塑料形成的。具体地，该增强元件被设计为增强板。在此，该增强板可以包括至少一个铝板和/或至少一个钢板和/或至少一个有机片材板。这样的增强元件提供高水平的安全性并且此外可以经济地使用。
在一个特别有利的改进中，该增强元件具有与该内壳和/或该外壳相比更大的强度。该增强元件与内壳或外壳相比更大的强度允许将立柱的截面特别可靠地划分成安全区域和变形区域。该增强元件具体由具有与该内壳和/或该外壳的材料相比强度更大的材料构成。例如，该增强元件被形成为板部分，该板部分具有与内壳和/或外壳的相应板部分相比更大的强度。
该增强元件优选地由高强度6000系列或2000系列、特别优选地由7000系列的铝合金构成。具体地，该增强元件由所述类型的合金构成的至少一个板部分提供。其他的铝合金或其他材料也是可以的。
可以将至少一个盖板安排在该外壳的外侧上。该盖板优选地在机动车辆中的车身部件的操作安装位置中形成下A柱的至少部分可见的外表面。具体地，该盖板在车门打开时是至少部分可见的。该盖板例如被形成为铝板。
还可以将至少一个隔板安排在该内壳与该外壳之间。还可以将至少一个局部支撑板紧固至该内壳和/或该外壳。这样的隔板或局部支撑板允许将该车身部件有利地结构合并到整个车身中。该隔板和/或该支撑板尤其延伸到空腔的前部和/或后部之外。
在一个特别有利的改进中，该车身部件被形成为下A柱和/或前底梁的至少一个区段。该车身部件还可以包括下A柱和/或前底梁的至少一个区段。该车身部件还可以被形成为机动车辆的另一个立柱和/或至少一个另外的底梁的至少一个区段。由于所述车身区域在某些碰撞情况下经受特别高的载荷，所以这样的车身部件可以被特别有利地用于提高碰撞安全性。
该内壳和/或该外壳具体被形成为板部分。该内壳和/或该外壳优选地被提供为或者包括至少一个铝板部分或由铝合金构成的至少一个板部分。
该内壳和该外壳、尤其是这些板部分优选地各自具有基本上U形或帽形的设计。在此，该U形或帽形在凸起区域中和/或在肢部处可以具有针对性的适配。例如，在肢部上可以提供凸缘区域。
申请人保留要求保护一种机动车辆的权利，该机动车辆包括至少一个如上所述的车身部件。
附图说明
从下文参照附图所讨论的示例性实施方案中将体现本发明的进一步的优点和特征。
在附图中：
图1以水平截面视图示出了根据本发明的车身部件的高度示意性图示；并且
图2以分解图示示出了车身部件。
具体实施方式
图1示出了根据本发明的车身部件1，该车身部件在这种情况下被形成为乘用车辆的A柱11。在此，该A柱11在下立柱区域中以水平截面图示示出。所示出的A柱11被提供用于从上方来看的车辆左手侧。为了展示目的，用箭头描绘了机动车辆的向前行进方向103。
车身部件1包括内壳2和外壳3，该内壳和该外壳在这种情况下各自被形成为由铝合金构成的一个板部分。在此示出的车身部件1在车辆左手侧的安排中，内壳2指向乘客舱101，并且外壳3指向驾驶员车门102。
在此，内壳2包括后凸缘区域12和前凸缘区域22。在凸缘区域12、22之间，内壳2具有主表面32、42。在从前凸缘区域22至前主表面42的过渡处，内壳2在这种情况下具有前框架62。相应地，后框架52也被形成在后主表面32与后凸缘区域12之间。
在此，外壳3同样形成有前凸缘区域23、前框架63、前主表面43、后主表面33、和后框架53、以及后凸缘区域13。
内壳2的凸缘区域12、22被连接至外壳3的相应凸缘区域13、23上。以此方式，内壳2和外壳3形成共同的构件截面。空腔4被提供在壳体2、3之间。外壳3的框架53、63高于内壳2的框架52、62。
在这种情况下呈增强板形式的增强元件5被安排在空腔4中以便被保护免受腐蚀。增强元件5仅被安排在空腔4的后部14中。借助于增强元件5在空腔4中的这种局部安排，由后部14提供了尺寸稳定的安全区域14。此外，以此方式，在空腔4的前部中提供了用于针对性的能量耗散的非增强变形区域24。在此，增强元件5没有延伸进入前变形区域24。
在此，内壳2仅借助于其后部区段200被连接至增强元件5。后部区段200例如是后主表面32、或者被安排在后框架52与前主表面42之间。在这个区段200中，增强元件5例如优选地通过粘性结合和/或通过机械接合和/或通过焊接固定地连接至内壳2上。增强元件5还可以以强制锁定的方式被结合至内壳2的后部区段200上。
借助于增强元件5至内壳2的后部区段200的针对性连接，后部区段200以尺寸稳定的方式被增强以便保护乘客舱101。此外，后部区段200相对于前部非增强区段201被界定，该前部非增强区段被提供用于在碰撞事件中的针对性能量耗散。为了图示目的，后部区段200和前部区段201在这种情况下用箭头非常粗略地示意性指示。
在此，增强元件5突伸超过由内壳2跨越的结构空间而进入由外壳3跨越的结构空间中。在此，增强元件5借助于区段45(其突伸到外壳3的结构空间中)被紧固至外壳3的后框架53上。
该紧固例如借助于粘合连接件15而实现。粘合连接件15在这种情况下可以借助于结构泡沫15来完成，该结构泡沫在阴极浸渍涂覆干燥工艺的过程中膨胀并且将部件3、5彼此连接。
在此，增强元件5呈弯曲形式，其中曲率指向空腔4的后部14的方向。
图2示出了提供下A柱11和前底梁区段21的车身部分1。为此目的，部件以分解图示示出。
为了生产立柱11或底梁21，内壳2和外壳3结合在一起、并且例如被焊接在一起。作为壳体2、3结合在一起的结果，形成了空腔4。
在空腔4中，增强元件5被安排在后部14中。在此可以清楚地看到被提供用于将增强元件5紧固至外壳3上的结构泡沫15。
在此，在外壳3的外侧上，定位有被形成为盖板6的另一个板部件。盖板6提供下A柱11的尤其在车门打开时的可见外表面。
在此，增强元件5具有拐角加固件25和珠缘35。在此，拐角加固件25或珠缘35防止了增强元件5的突伸超过由内板跨越的结构空间的那个区段45由于结构泡沫15的膨胀而被推开。
在碰撞事件中，并且例如在小重叠碰撞情况测试中，在区段200中被增强元件5增强的后部14几乎不变形，从而使乘客的生存空间得到保护。
在外部区段201中下A柱11或前底梁21的前部24不具有增强元件5、并且相比之下在这种碰撞中强烈变形。以此方式，能量可以以针对性方式被耗散，并且可以通过变形提供用于前车轮的滑落平面。
在此，特别有利的是，即便在A柱11或底梁21由铝材料并且例如由铝板制造而成的情况下，也可以实现这种正面的碰撞行为。车身部件1因而相对于由钢材料并且例如由超高强度热轧钢和柔软韧性钢的组合构成的立柱和底梁而言提供了特别大的重量减少。
参考符号清单：
1 车身部件 32 主表面
2 内壳 33 主表面
3 外壳 35 珠缘
4 空腔 42 主表面
5 增强元件 43 主表面
6 盖板 45 区段
11 A柱 52 框架
12 凸缘区域 53 框架
13 凸缘区域 62 框架
14 部分、安全区域 63 框架
15 粘合连接件、结构泡沫 101 乘客舱
21 底梁 102 驾驶员车门
22 凸缘区域 103 行进方向
23 凸缘区域 200 区段
24 变形区域 201 区段
25 拐角加固件

Claims (16)

1.一种用于机动车辆的车身部件(1)，该车身部件包括至少一个内壳(2)和至少一个外壳(3)，所述内壳和所述外壳至少在它们的凸缘区域(12，22，13，23)处彼此连接并且在它们之间提供至少一个空腔(4)，其中至少一个增强元件(5)被安排在该空腔(4)中，并且其中该内壳(2)和该外壳(3)是由至少一种轻质材料制造而成的，
其特征在于，
该内壳(2)仅借助于其后部区段(200)被连接至该增强元件(5)，使得该内壳(2)的后部区段(200)借助于该增强元件(5)以尺寸稳定的方式被增强以便保护乘客舱(101)、并且被用于能量耗散的前部非增强区段(201)界定。
2.如权利要求1所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)仅被安排在该空腔(4)的后部(14)中，从而在该空腔(4)的后部(14)中，相对于用于能量耗散的前变形区域(24)借助于该增强元件(5)界定尺寸稳定的安全区域。
3.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)被紧固至该内壳(2)的后主表面(32)上和/或后框架(52)上。
4.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)延伸超过由该内壳(2)跨越的结构空间而进入由该外壳(3)跨越的结构空间中。
5.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)被连接至该外壳(3)上。
6.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)借助于至少一个粘合连接件被连接至该外壳(3)。
7.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)具有至少一个拐角加固件(25)和/或至少一个珠缘(35)，该至少一个拐角加固件和/或该至少一个珠缘适于并且被设计成用于抵消在阴极浸渍涂覆干燥工艺中由于一个结构泡沫(15)的膨胀而引起的该增强元件(5)的变形和/或运动。
8.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)是由铝材料和/或钢材料和/或由纤维增强的塑料形成的。
9.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)具有与该内壳(2)和/或该外壳(3)相比更大的强度。
10.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该用于机动车辆的车身部件(1)是A柱(11)和/或底梁(21)。
11.如权利要求10所述的车身部件(1)，其中在该外壳(3)的外侧上安排有至少一个盖板(6)，该至少一个盖板在机动车辆中的车身部件(1)的操作安装位置中形成A柱(11)的至少部分可见的外表面。
12.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中至少一个隔板被安排在该内壳(2)与该外壳(3)之间，和/或其中至少一个局部支撑板被紧固至该内壳(2)和/或该外壳(3)。
13.如权利要求10所述的车身部件(1)，该车身部件被形成为A柱(11)和/或底梁(21)的至少一个区段。
14.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该内壳(2)和该外壳(3)是由铝材料制造而成的。
15.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)被连接至该外壳(3)的后主表面(33)上和/或后框架(53)上。
16.如权利要求1或2所述的车身部件(1)，其中该增强元件(5)借助于一个结构泡沫(15)被连接至该外壳(3)，该结构泡沫在阴极浸渍涂覆干燥工艺中膨胀并且粘性结合。
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