CN116133936A - 用于车辆的摇杆加强件和摇杆 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于车辆的摇杆和摇杆加强件。本公开的示例包括摇杆加强件的横截面，该摇杆加强件包括水平对角线基本上平行于横向水平方向的两个凸形四边形结构，并且该凸形四边形结构沿竖直方向分开。

Description

用于车辆的摇杆加强件和摇杆

相关申请的交叉引用

本申请要求于2020年6月23日提交的EP20382553.4的权益。

技术领域

本公开涉及用于车辆的摇杆和摇杆加强件，以及制造摇杆加强件和将摇杆加强件附接至摇杆的方法。

背景技术

诸如汽车的车辆结合有设计成承受车辆在其寿命期间可能经受的所有负荷的结构骨架。结构骨架或“白车身(BIW)”还被设计成在例如与其他汽车碰撞的情况下经受和吸收冲击。结构骨架还被设计成尽可能轻，以便减少污染物(诸如CO₂)排放到环境中或减少电动车辆中的电消耗。

汽车的结构骨架或BIW例如可以包括保险杠、支柱(例如，A-支柱、B-支柱、C-支柱)，侧冲击梁和摇杆板。这些和其他结构部件可具有一个或多个具有大致U形(也称为“帽”形)横截面的区域。这些结构构件可以以多种方式制造并且可以由多种材料制成。例如，摇杆板可以由钢，具体是超高强度钢(UHSS)制成，并且可以通过压制硬化来制造。

超高强度钢(UHSS)在汽车工业中对于车辆的结构框架或至少其多个部件表现出优化的单位重量最大强度和有利的成形性能。UHSS可具有至少1000MPa，优选至多约1500MPa或至多2000MPa或更高的最大拉伸强度。

在汽车工业中使用的UHSS的示例是22MnB5钢。

加工用于车辆的部件可以包括形成金属板，具体是钢板，以便使板具有期望的形状。

特别用于汽车工业的一种方法是热成形模压淬火(HFDQ)。在HFDQ方法中，将钢坯料加热至高于奥氏体化温度，高于Ac1或高于Ac3。在加热到奥氏体化温度以上之后，将坯料置于热成形压力机中。坯料变形，同时淬火(快速冷却)。冷却通常以高于所谓临界冷却速率的速率进行。HFDQ中钢的临界冷却速率可为约27℃/s。作为淬火的结果，变形的坯料可获得马氏体微结构。根据确切的温度和加热时间，可以获得完全马氏体微结构。以该方式得到的产品可以获得高硬度、相应的高极限拉伸强度和高屈服强度。另一方面，最大伸长率(断裂伸长率)可以相对较低。

定制的加热或定制的模内冷却可用于设置所谓的“软区”，即具有较高延展性和较低极限拉伸强度和屈服强度的区域。这些区域中的微结构可能不是完全马氏体的。他们可以包括马氏体、贝氏体、铁素体和珠光体中的一种或多种，这取决于他们经受的热处理。除了定制的加热或冷却之外，还可以使用HFDQ之后的部分热处理。例如：激光的感应加热器可用于局部热处理压制硬化产品的区域。加热时间、最高温度和冷却速率可适于获得延性、硬度、屈服强度等方面的所需机械性能和相应的微结构。

摇杆板或摇杆沿着车辆的侧面位于用于门的开口下方并在前轮开口和后轮开口之间延伸。摇杆通常包括两个部分或板，他们在相应的凸缘处沿摇杆的纵向方向(因此也沿车辆的纵向方向)彼此连接，即内部摇杆板和外部摇杆板。内部摇杆板面向车辆内部，而外部摇杆板背离车辆。摇杆对于吸收足够的能量同时避免在碰撞过程中，特别是在横向碰撞中车辆侧面的过度侵入是重要的。摇杆不仅可用于保护车辆中的乘客，而且可用于保护电动车辆中的一个或多个电池盒。摇杆的性能，例如在能量吸收和侵入方面，可以用例如EuroNCAP的测试来测试。

增强能量吸收同时设置足够水平的摇杆变形的方法可以是在摇杆上，例如在内摇杆和外部摇杆板之间增加加强件。优化将摇杆加强件连接到摇杆上的材料、几何形状和装置对于在碰撞过程中改善摇杆的能量吸收和完整性同时保持轻重量部件是重要的。

本公开旨在提供对摇杆加强件的改进。

发明内容

在整个本公开中，纵向方向、竖直方向和横向水平方向被界定用于设置摇杆和附接至摇杆的摇杆加强件的空间定向。这些方向在他们之间基本上是垂直的。因此，摇杆具有沿纵向方向的长度、沿竖直方向的高度和沿横向水平方向的宽度；摇杆的横截面由基本垂直于纵向方向的平面界定，因此包括竖直方向和横向水平方向。同样地，摇杆加强件具有沿纵向方向的长度、沿竖直方向的高度和沿横向水平方向的宽度；并且所述摇杆加强件的横截面基本上垂直于所述纵向方向并且包括所述竖直方向和所述横向水平方向。

因此，当摇杆接收冲击时，例如在车辆在道路上碰撞期间，在标准化碰撞测试中，侧冲击可被假定为基本上在横向水平方向上。实际上，至少冲击可以包括基本上平行于水平方向的分量。

在正面碰撞或SORB测试(“小重叠刚性屏障”)中，可以假定冲击基本上沿着根据上述界定的纵向方向。在本公开中，重点将主要在于侧面冲击。

在第一方面，设置了用于摇杆的加强件。该加强件由细长型材制成并且被配置为沿纵向方向布置。竖直方向被界定为垂直于纵向方向，并且横向水平方向被界定为垂直于纵向方向和竖直方向。

该型材包括被配置为接收摇杆的外部板的冲击的外部区段、包括具有上水平对角线和上倾斜对角线的上凸形四边形结构和具有下水平对角线和下倾斜对角线的下凸形四边形结构的内部区段。上水平对角线和下水平对角线基本上平行于横向水平方向，上凸形四边形结构和下凸形四边形结构沿竖直方向分开。

凸形四边形结构具有两个对角线，例如水平对角线和倾斜对角线。这里，应当理解，倾斜对角线相对于相应的水平对角线倾斜，并且可以垂直于他。如果对角线中的一者基本上位于横向水平方向上，则当摇杆接收冲击时，凸形四边形结构可被压缩，使得冲击的水平分量的方向变为更竖直的方向。换言之，将此类结构的对角线放置在横向水平方向上可以在碰撞期间将基本上水平的应力转换成基本上垂直的，或至少更竖直的应力。因此，能量可以从电池箱转移，并且可能乘客和安全性也可以增加。

具有如上所述定向的这些结构中的两个的摇杆加强件设置了增加的能量吸收和基本上水平的应力到(更多)竖直应力的转换。这里，两个凸形四边形结构是分开的，使得在碰撞过程中两个结构沿竖直方向发生变形。在一个示例中，空的空间可以将上凸形四边形结构和下凸形四边形结构分开。

在一些示例中，水平对角线比对应的倾斜对角线长。这可以实现水平应力到竖直应力的更大转换。这是由于以下事实：较长的水平对角线设置了用于吸收能量的较长的路径，而较短的竖直对角线使得能够沿着基本上竖直的方向进行更大的扩展。四边形结构的高度和宽度可以在本公开的范围内变化。

在一些示例中，倾斜对角线垂直于水平对角线，即，上倾斜对角线是上竖直对角线，并且下倾斜对角线是下竖直对角线。由于摇杆具体地但不仅被设计成支持侧面冲击，即沿基本上水平的方向或至少具有沿水平方向的大部件的冲击，具有垂直对角线增强了将基本上水平的应力的方向修改为基本上竖直的方向。

在一些示例中，下凸形四边形结构和上凸形四边形结构基本上相同。即，他们可以具有基本上相同的形状、尺寸、厚度，并且他们可以由相同的材料制成。在这些或其他示例中，上竖直对角线所在的轴和下对角线所在的轴重叠。即他们沿竖直线对齐或紧密对齐。这种重叠可以使得当结构被压缩时，两个凸形四边形结构的拐角可以接触，从而增加能量吸收。通常，当两个结构接触时可以增强能量吸收，角不必是接触的角。然而，这种配置可能增加两个四边形结构，特别是结构的拐角接触的可能性。

在一些示例中，加强件是挤压型材。在其他示例中，型材可以通过辊轧成形来形成。挤压可被认为更适合于具有封闭横截面的型材。

在一些示例中，加强件由挤压铝制成。这减小了摇杆加强件的重量。这里，铝可以覆盖铝及其合金。具体地，可以使用铝6XXX和7XXX(“6000”和“7000”系列)。

在一些示例中，摇杆的内部板和外部板由超高强度钢制成，具体是加压硬化的超高强度钢，例如硼钢。用于吸收能量的轻质铝和用于强度的UHSS的组合可导致能量吸收和抗冲击性的良好组合。

在一些示例中，加强件的厚度，例如在横截面中的摇杆加强件的所有区段的厚度可以在1.5和5mm之间，具体地在2和4mm之间，并且更具体地约3mm。这些尺寸，特别是对于挤压铝摇杆加强件，可赋予加强件足够的强度，同时使能量吸收最大化。

在一些示例中，内部区段和外部区段各自形成封闭的横截面。根据这些示例，可以改善抗扭性和强度。

在一些示例中，外部区段可以具有基本上竖直的外壁。基本上竖直的外壁设置了用于接收来自外部摇杆板的冲击的表面，并且可以有助于在碰撞事件期间设置变形的稳定性。

在一些示例中，外部区段可以具有将外壁与内部区段连接的基本上水平的区段，这些水平区段任选地界定铰接点。在内部区段变形之前，外部区段的水平区段可以通过变形吸收冲击能量。例如通过以钝角连接几个水平区段来设置铰接点能够更好地控制变形的运动学。

在另一方面，设置了制造用于车辆的摇杆的方法，该摇杆具有如本文所述的附接至摇杆的摇杆加强件。该方法包括：设置包括内壁、外壁、下部和上部的摇杆、通过挤压设置具有在整个本公开中描述的横截面的铝制摇杆加强件，以及将摇杆加强件机械地附接至摇杆，使得上水平对角线和下水平对角线基本上平行于横向水平方向。

该方法能够增强能量吸收，并在摇杆受到冲击时将基本上水平的应力转换成基本上竖直的，或至少更竖直的应力。因此可以提高乘客安全性。

在一些示例中，紧固件或附接点用于将摇杆加强件的端部附接至摇杆的外壁和/或内壁。在这些或其他示例中，紧固件或附接点也可用于将加强件的更中心部分连接到摇杆。紧固装置可以包括金属带和螺钉。其他可能的紧固装置可包括粘合剂或树脂或铆钉。可以使用多于一个的紧固装置。在一个示例中，铆钉和粘合剂可以组合。另外或可替代地，可以使用一个或多个紧固件将加强件附接至摇杆的下部和/或上部。

一个或多个“软区”可以被形成在在内壁上的摇杆，以便控制变形的运动学和以便能够吸收更多的能量。软区也可以便于使用紧固件将加强件附接至内壁。铆钉特别有利于所述附接。紧固件的类型和位置可以适合于例如摇杆加强件的长度。

附图说明

下面将参照附图描述本公开的非限制性示例，其中：

图1示意性地图示了本公开中用于定向摇杆和摇杆加强件的方向。

图2示意性地图示了根据示例的摇杆加强件的横截面中包括的两个凸形四边形结构。

图3示意性地图示了根据示例的摇杆加强件的横截面的一部分。

图4示意性地图示了根据示例的摇杆加强件的横截面。

图5图示了根据示例的摇杆加强件。

图6A和图6B表示根据两个示例的具有附接至摇杆的摇杆加强件的摇杆的横截面。

图7是用于制造具有附接至摇杆的摇杆加强件的车辆摇杆的方法的流程图。

图8-9表示根据几个示例将摇杆加强件附接至摇杆的几种方式。

图10示意性地图示了具有如本文所公开的摇杆加强件的摇杆的横截面在碰撞期间可能经受的变形的示例。

附图涉及示例性实现，并且仅用作帮助理解所要求保护的主题，而不用于在任何意义上对其进行限制。

具体实施方式

图1示意性地表示摇杆100和摇杆100内的摇杆加强件110，以图示在整个本公开中使用的纵向方向、竖直方向和横向水平方向。这些方向基本上彼此垂直。

摇杆100和摇杆加强件110两者的纵向方向也基本上对应于具有摇杆加强件110的摇杆100可安装到其上的车辆的纵向方向。关于纵向、竖直和横向水平方向的以下说明通常适用于本公开的其余部分。

摇杆100具有沿纵向方向的长度、沿竖直方向的高度和沿横向水平方向的宽度。摇杆的横截面由基本垂直于纵向方向的平面界定，因此包括竖直方向和横向水平方向。

类似地，摇杆加强件110具有沿纵向方向的长度、沿竖直方向的高度和沿横向水平方向的宽度；摇杆加强件的横截面基本上垂直于纵纵向方向并且包括竖直方向和横向水平方向。

在一些示例中，摇杆加强件110的长度可以基本上等于摇杆100的长度。在一些其他示例中，摇杆加强件110的长度可以小于摇杆100的长度，但是加强件可以具有其被结合到其中的摇杆的长度的至少25％、或至少50％、甚至至少75％的长度。在这些示例中，摇杆100可包括一个或多个摇杆加强件110。

当需要长加强件时，挤压型材特别合适。可替代地，可以使用辊轧成形。

摇杆100可包括内壁103、外壁102、下部101和上部104。下部101和上部104通常可以包括安装凸缘，用于将例如外部摇杆板和内部摇杆板彼此安装，并将摇杆板安装到车辆框架的其他部件上。

图2示意性地图示了包括在摇杆加强件110的横截面中的上凸形四边形结构120和下凸形四边形结构130。两个凸形四边形结构120、130沿竖直方向分开。

应该理解的是，术语“上”和“下”并不意味着限制于精确地布置在另一个上方的结构120、130，而是这些术语仅用于区分沿竖直方向分开的两个凸形四边形结构。

凸形四边形结构120、130可以是例如平行四边形，并且具体是正方形、菱形或菱形、矩形或斜方形。例如，在图2的示例中，结构120表示菱形，并且结构130表示菱形，两者都表示平行四边形。凸形四边形结构包括两个对角线。在图2中，结构120和130包括水平对角线121、131和倾斜对角线122、132。上水平对角线121和下水平对角线131基本上平行于横向水平方向。这些结构因此被布置为具体地吸收沿横向水平方向的冲击。

对角线122和132示出为相对于水平对角线倾斜，因此相对于基本上横向的水平方向倾斜。具体地，下倾斜对角线132基本上垂直于下水平对角线131。在该情况下，其中两个对角线131、132基本上垂直，倾斜对角线132可以被称为竖直对角线132。

当具有包括两个凸形四边形结构120、130的横截面的摇杆加强件110被包括在摇杆100中并且摇杆100例如在车辆事故期间接收冲击时，凸形四边形结构120、130可以被压缩，使得冲击的基本上水平的部件可以被转向到更竖直的方向。同时，可以在凸形四边形结构120、130的压缩过程中吸收能量。因此，加强件110不仅可以在碰撞过程中吸收能量，而且还可以将能量从电池盒转移出去。此外，可以提高乘客安全性。

凸形四边形结构120、130沿竖直方向分开。具体地，结构120和130是分离的，使得当摇杆100以及摇杆加强件110受到冲击时，他们可沿竖直方向变形。在一个示例中，空的空间可以将上凸形四边形结构120和下凸形四边形结构130分开。

可以选择凸形结构之间的垂直距离和他们沿横向水平方向的位置，使得当结构沿竖直方向变形时，凸形结构可以彼此相遇。当他们彼此相遇时彼此支撑。因此，变形中的摇杆加强件可以吸收大量的能量。

尽管在该示例中，摇杆加强件110的横截面包括图2中的两个凸形四边形结构120、130，但是其他数量的凸形四边形结构也是可能的。在一个示例中，摇杆加强件的横截面包括三个或更多凸形四边形结构，其水平对角线沿基本上横向的水平方向对齐。

在图2中，水平对角线131比下凸形结构130中的竖直对角线132长。因此，对角线131提供了可以被压缩的更长的路径，并且因此可以增加能量吸收。而且，在基本上横向的水平方向上的更长的路径允许将更多的基本上水平的应力转换成基本上竖直的或更多竖直的应力。因此，即使倾斜对角线不是竖直对角线，该优点也适用于比倾斜对角线长的水平对角线。四侧结构的高度和宽度可以在本公开的范围内变化。

图3示意性地表示摇杆加强件110的横截面的一部分，具体是摇杆加强件的内部区段。在使用中，摇杆加强件的内部区段定位成比外部摇杆板更靠近内部摇杆板。摇杆加强件110在横截面中具有周边180。在该示例中，示出了周边180的一部分。周边180可包括上部141和下部142，以及连接两者的竖直区段140。在该示例中，所示的上部141和下部142的区段基本上平行于横向水平方向。此外，上凸形四边形结构120和下凸形四边形结构130分别结合在摇杆加强件的横截面的上部分141和下部分142中。

在该示例中，摇杆加强件的内部区段形成同一单个挤压型材的一部分。两个凸形四边形结构通过型材的竖直区段连接。因此，两个结构120、130具有足够的竖直空间以在碰撞期间膨胀。这也增强了基本上水平的应力到更竖直的应力的转换。

此外，在该示例中，两个凸形四边形结构120、130的倾斜对角线122、132是竖直对角线122、132。因此，与倾斜对角线不是竖直对角线时相比，可以获得更基本上竖直的方向的应力偏差。

竖直对角线可以沿着基本上竖直的轴。因此，当存在两个竖直对角线时，竖直对角线所在的轴可能重合或可能不完全重合，以便适应周围部件和碰撞中可能发生的负载方向(例如，在测试中)。在图3中，上竖直对角线所在的轴和下对角线所在的轴重合。该重叠可以使得上凸形四边形结构120的下拐角和下凸形四边形结构130的上拐角在碰撞期间接触。这种接触可以有助于最大化由摇杆加强件110进行的能量吸收。

此外，图3的摇杆加强件110的横截面部分还包括具有基本相同尺寸(例如，对角线长度)的两个凸形四边形结构。换句话说，可以认为下部或凸形四边形结构可以对应于上部或上部凸形四边形结构。这种类型的对称可以使下摇杆加强件110对来自不同于横向水平方向的方向的冲击的响应更均匀，例如对于相对于横向水平方向具有大致+20°或-20°(即，340°)的倾斜的冲击。也就是说，由于在冲击发生之前通常不知道冲击的方向，所以对于沿基本上非横向水平方向的冲击，将应力转向到基本上竖直的方向的可能性可以基本相同。

图4示意性地表示根据一个示例的摇杆加强件110的型材的横截面。摇杆加强件包括被配置为布置在摇杆的外部板或外壁附近并且被配置为吸收外部板的冲击的外部区段155。内部区段150连接到外部区段155并被布置为更靠近摇杆内部板或摇杆内壁。

在该示例中，摇杆加强件110的横截面包括沿横向水平方向的内部区段150和外部区段155。内部区段可以包括内部区段中的内部开口或空的空间，并且外部区段可以包括外部开口或空的空间。在本文，“内部开口”指的是内部区段中的开口，即布置为比外部摇杆板更靠近内部摇杆板的区段。类似地，“外部开口”指的是与内部摇杆板相比更靠近外部摇杆板的开口。

具有沿着横向水平方向具有两个部分的摇杆加强件110的横截面使得能够考虑摇杆加强件110的两个变形阶段，第一个阶段用于摇杆加强件110的包括外部区段155的部分，而第二个阶段用于摇杆加强件110的包括内部区段150的部分。具有两级压缩增加了由摇杆加强件110吸收的能量。而且，可以针对能量吸收中的不同作用来配置和优化这两个阶段。外部区段接收冲击并将其传送到内部区段。在一些示例中，外部区段和内部区段可以具有不同的厚度，以使其适合于其特定目的。在一些示例中，摇杆加强件110的横截面中的区段也可在外部区段内和内部区段内具有不同的厚度。

在一些示例中，外部区段155可以另外或可替代地包括一个或多个凸形四边形结构120、130，例如外部区段155的上周边141中的结构120和下周边143中的结构130。

图4还示出了基本上沿着横向水平方向的外部区段155的周边包括形成钝角的两个区段160、161。区段160和161是相邻的区段。两个区段160、161之间的钝角设置了两个区段之间的铰接点并且可以有助于能量吸收并且在冲击的情况下控制变形的运动学。因此，外部区段155的周边的此类配置可以实现摇杆加强件110的可再现的压缩行为，例如，当与沿着外部区段155和内部区段150两者的上周边放置凸形四边形结构相比时。本发明人发现，这将使得在冲击情况下的塌陷和可吸收的相应能量的可预测性较低。加强件可以更靠近摇杆的外侧放置，例如连接在摇杆的外壁上，或者加强件可以更靠近摇杆的内侧放置，例如附接在摇杆的内壁处。

此外，在图4中，基本上沿竖直方向的外部区段的周边包括接合形成凹角的两个区段170、171。因此，外部区段155的基本上沿着竖直方向的周边可以有助于在外部区段155的压缩过程中吸收能量，而两个四边形结构120、130在内部区段150的压缩过程中的变形可以不受干扰。

图5图示了根据一个示例的摇杆加强件110。摇杆加强件110的横截面类似于图4的横截面。摇杆加强件110由挤压铝制成。使用铝减小了摇杆加强件110的重量，并因此减小了摇杆100和可安装摇杆100的车辆的重量。铝的使用还有助于通过挤压获得具有类似于图4和5中所示的横截面的横截面的摇杆加强件110。通过使用铝和挤压也更容易调整摇杆加强件110的横截面的厚度和形状。同样可以容易地定制摇杆加强件110的长度。在一个示例中，摇杆加强件110的长度可以是大约1m或1.5m。摇杆加强件的长度可以具体地作为摇杆长度的函数而变化，但是摇杆内部的几何形状和可用空间也可以起到重要的作用。

在该示例或一些其他示例中，摇杆加强件110的所有区段在横截面中的厚度可以在1.5mm和5mm之间，具体是大约3mm。具有这些横截面尺寸的由挤压铝制成的摇杆加强件110可以为摇杆加强件110设置适当的强度，例如类似于由钢制成的摇杆加强件110的强度，同时使能量吸收最大化。

合适的铝合金包括铝6000系列或铝7000系列。合适的铝合金包括例如6005、6060、6061、6063、6082和6106。

图6A和图6B表示摇杆100的横截面，其中摇杆加强件110通过紧固件105附接至摇杆100。摇杆100包括外部摇杆板202和摇杆内部板203。在图6A和图6B中，摇杆加强件110和摇杆100之间的附接以不同的方式进行。在图6A中，紧固装置105可以是钢带，其一端连接到外部摇杆板102的内部，另一端通过螺钉或铆钉固定到摇杆加强件110的外部区段155的横向部分。

钢带可以由高强度钢制成，具体是由高强度低合金钢制成。在一个示例中，可以使用由ArcelorMittal商品化的HSLA420。类似的钢包括例如

420LA。这些实施例中使用的“420”表示钢的最小屈服强度。应当清楚，也可以使用可替代钢。

在图6B中，也可以使用钢带，但是该钢带的一端可以连接到外部板和/或内部板202、203的一个或多个凸缘，另一端可以通过螺钉或铆钉连接到下摇杆加强件110的外部区段155的下部。在一个示例中，图6A的附接可以用于将摇杆加强件110的端部连接到摇杆100，而图6B的附接可以用于将摇杆加强件110的内部(更中心的)部分连接到摇杆100。这可以在图8-10中进一步看到。附接或连接方法也可用于加强件的端部或端部附近，以及加强件的更中心部分。

图6A和图6B还示出了摇杆加强件110的横截面，该摇杆加强件110的横截面与例如图5所示的横截面稍微不同。在图6A和图6B中，凸形四边形结构的内部更圆。此外，在横向水平方向上基本对齐的四边形结构的角部包括小孔。图6A和图6B中图示的横截面表示例如图5中图示的横截面的替代。

在图6的示例中，凸形四边形结构是部分网状的，即材料至少部分地在四边结构的几个边缘之间延伸。

摇杆加强件110的方面是其横截面的形状和/或尺寸允许在各种各样的摇杆100中使用该摇杆加强件110。不需要调整摇杆100的特定设计，使得摇杆加强件110可以附接至摇杆100。而且，如果需要适应特定的摇杆100形状，可以改变摇杆加强件110的尺寸。因此，摇杆加强件110是高度通用的。

图7图示了用于制造具有附接至摇杆100的摇杆加强件110的车辆的摇杆100的方法700的流程图。摇杆100和摇杆加强件110可以是在本公开中说明的摇杆100和摇杆加强件110中的任何一者。

在框705，方法700包括设置摇杆100。如图1所示，摇杆100可包括内壁103、外壁102、下部101和上部104。在一些示例中，摇杆100可以包括外部摇杆板202和内部摇杆板203。在该情况下，摇杆100的上部104可以包括外部摇杆板202的上部和内部摇杆板203的上部。

摇杆100和/或摇杆板202、203可以由硬化钢制成，例如超高强度钢(UHSS)。UHSS表现出优化的每单位重量的最大强度和有利的可成形性。UHSS可表现出高达1500MPa，或甚至2000MPa或更高的极限拉伸强度，特别是在压制硬化操作之后。在此类操作中，将钢坯料加热到高于奥氏体化温度，具体是高于Ac3，以使坯料基本上完全奥氏体化。在加热到该温度以上一段时间之后，坯料经受压制操作，其中坯料变形。同时，坯料被快速冷却，使得坯料基本上“完全硬化”并获得马氏体微结构。硬化钢的示例包括UHSS，诸如22MnB5钢或

1500，该

1500可从Arcelor Mittal购得。

在框710，方法700还包括通过例如图1-6中的任一者的挤压来设置具有如本文所公开的横截面的铝下摇杆加强件110。

为了获得具有此类横截面的铝制摇杆加强件110，可首先获得具有如本文所公开的横截面型材的模具。模具可以由钢制成。可以将模头预热至400-600℃的温度，以促进铝均匀地流过模头。一旦模具被装载到挤压机中，铝坯料(其可以被预热以使其可延展到例如400-600℃之间的温度)被推杆推靠并穿过模具。铝挤压件具有所需的横截面。可以附加地执行铝挤压件的冷却、对准和/或切割以便获得摇杆加强件110。

在方框715，方法700还包括将摇杆加强件110机械地附接至摇杆100，使得至少两个水平对角线121、131基本上平行于横向水平方向。

可以使用几种方式将摇杆加强件110附接至摇杆100。在一些示例中，摇杆加强件110可以附接至外部摇杆板202。这在图8中图示，其中示出了摇杆加强件110和内部摇杆板203。在该图中省略了外部摇杆板202，从而可以看到紧固装置105。在该情况下，两个支架105可用于将摇杆加强件110的端部附接至摇杆102、202的外壁。紧固装置105可以包括钢带，例如HSLA420带，和一个或多个螺钉或铆钉。此外，也可以沿着加强件的长度设置安装支架105。在该示例中，在加强件的中间部分处的安装支架可以附接在内部板203和/或外部板202的凸缘处。

图9表示连接摇杆加强件110和摇杆100的另一种方式。在该示例中，摇杆加强件110在四个附接点105处附接至内部摇杆板203。他们中的一者用于将下摇杆加强件110的一端附接至内壁103，他们中的另一者用于将下摇杆加强件110的另一端附接至下部101，并且另两个用于将下摇杆加强件110附接至上凸缘104。通常，可以使用任意数量的附接点105将摇杆加强件110附接至上部104。

附接点可以包括从加强件到摇杆结构的条、支架或其他连接元件。紧固件可包括铆钉、螺钉、螺栓和树脂或粘合剂。使用树脂、胶水或粘合剂可以减少振动。

可沿着摇杆的几个区域设置“软区”，即机械强度较低的区域。可以设置软区以改善在摇杆的不同区域中的延展性和能量吸收。

此外，软区可设置在附接点处，即螺钉或铆钉或类似物可被附接以实现或便于摇杆和摇杆加强件之间的附接的地方，例如其中摇杆由UHSS制成而加强件由铝制成。在这些附接点处较小的软区可有助于避免应力集中。

可以例如通过在热成形模压淬火之后的部分热处理来产生软区。例如激光或感应加热器可用于局部产生不同微结构的区域。

在一些示例中，摇杆的外部板和内部板的凸缘或凸缘的部分可形成为加压硬化超高强度钢中的软区。如果凸缘被制成较软区，则凸缘可以更容易地彼此连接，以及连接到加强件并避免在附接点处的应力集中。

图10图示了如本文的示例中公开的具有摇杆加强件110的摇杆100的横截面在碰撞期间可能遭受的变形的示例。选择了五个不同的时刻1-5来表示该过程。在时刻1，摇杆100和摇杆加强件110还没有被压缩。在时刻2处，外部摇杆板202已经开始被压碎并且外部区段155已经开始扭曲并且吸收能量。区段160、161沿基本上竖直的方向变形，从而将基本上水平的应力转换成基本上竖直的应力。在时刻3，外部区段155被完全压缩并且区段170、171也吸收能量。内部区段150开始变形，并且两个凸形四边形结构120、130也开始吸收能量。在时刻4，两个凸形四边形结构120、130也将基本上水平的应力转换成基本上竖直的应力。在时刻5，结构120的下角和结构130的上角接触，这增强了能量吸收。摇杆100和摇杆加强件110几乎被压碎。

尽管在此仅公开了多个示例，但是其他替换、修改、使用和/或其等效物是可能的。此外，还涵盖所描述的示例的所有可能组合。因此，本公开的范围不应受特定示例的限制，而应仅由对所附权利要求的合理阅读来确定。

Claims (15)

1.一种用于摇杆的加强件，其中所述加强件由细长型材制成并且被配置为沿纵向方向布置，

竖直方向被界定为垂直于所述纵向方向，并且横向水平方向被界定为垂直于所述纵向方向和所述竖直方向两者，其中所述型材包括

外部区段，被配置为接收所述摇杆的外壁的冲击，

内部区段，包括具有上水平对角线和上倾斜对角线的上凸形四边形结构；和

下凸形四边形结构，具有下水平对角线和下倾斜对角线；

所述上水平对角线和所述下水平对角线基本上平行于所述横向水平方向，并且其中所述上凸形四边形结构和所述下凸形四边形结构沿所述竖直方向分开。

2.根据权利要求1所述的加强件，其中所述加强件由挤压型材制成，任选地由挤压铝型材制成。

3.根据权利要求1或2所述的加强件，其中所述倾斜对角线垂直于所述水平对角线。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的加强件，其中所述下凸形四边形结构和所述上凸形四边形结构基本上相同。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的加强件，其中所述下凸形四边形结构和所述上凸形四边形结构是平行四边形。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的加强件，其中所述加强件的厚度为1.5-5mm，具体为2-4mm，更具体为约3mm。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的加强件，其中所述内部区段和所述外部区段各自形成封闭的横截面。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的加强件，其中所述外部区段具有基本上竖直的笔直外壁。

9.根据权利要求8所述的加强件，其中所述外部区段具有将所述外壁与所述内部区段连接的基本上水平的区段，所述水平区段可选地界定铰接点。

10.一种用于车辆的摇杆，包括内部板、外部板和根据权利要求1-9中任一项所述的加强件。

11.根据权利要求10所述的摇杆，其中所述内部板和所述外部板由超高强度钢制成。

12.一种制备车辆用摇杆的方法，将如权利要求1-11中的任何一项所述摇臂加固件连接到所述摇杆上，所述方法包括：

提供包括内壁、外壁、下部和上部的摇杆；

通过挤出提供具有根据权利要求1-11中任一项所述的横截面的铝下摇杆加强件；以及

将所述摇杆加强件机械地附接至所述摇杆，使得至少两个水平对角线基本上平行于横向水平方向。

13.根据权利要求12所述的方法，其中两个或多个附接点用于将所述摇杆加强件的端部附接至所述摇杆的所述外壁或内壁。

14.根据权利要求12或13中任一项所述的方法，其中一个或多个附接点用于将所述加强件附接至所述摇杆的下凸缘和/或上凸缘。

15.根据权利要求12-14中任一项所述的方法，还包括在所述摇杆上形成一个或多个软区。

Images