DE102013114690A1

DE102013114690A1 - Außenpaneel für eine Fahrzeugsäule, und Verfahren und Walzvorrichtung zur Herstellung desselben

Info

Publication number: DE102013114690A1
Application number: DE201310114690
Authority: DE
Inventors: Do Hoi Kim
Original assignee: Hyundai Motor Co
Current assignee: Hyundai Motor Co
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-12-20
Publication date: 2015-04-02
Anticipated expiration: 2033-12-21
Also published as: US9126247B2; KR101491319B1; US20150336617A1; US20150091327A1; DE102013114690B4; CN104512470A

Abstract

Ein Außenpaneel (2) für eine Fahrzeugsäule weist auf einen zentralen Abschnitt (2a), Flansche (2c) an entgegengesetzten Seiten davon zum Verbinden mit einem inneren Paneel (3), und entgegengesetzte Seitenabschnitte (2b) zwischen dem zentralen Abschnitt (2a) und den Flanschabschnitten (2c) in einer Querschnittsform, wobei jeder der Seitenabschnitte (2b), welche sich an entgegengesetzten Seiten des zentralen Abschnitts befinden, einen Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitt (P1) hat, welcher eine Dicke hat, die geringer als die des zentralen Abschnitts (2a) ist.

Description

Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Außenpaneel für eine Fahrzeugsäule, und eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung desselben. Insbesondere betrifft sie ein Außenpaneel für eine zentrale Säule (bspw. eine B-Säule), welche während einer Kollision eine Energieabsorptionseffizienz verbessern kann, und eine Walzvorrichtung und ein Walzverfahren zur Herstellung desselben.
Beschreibung der bezogenen Technik
Im Allgemeinen wird eine Form eines Fahrzeugs (bzw. eines Kraftfahrzeugs) mittels Zusammensetzens von gepressten Paneelen gebildet, so dass die gepressten Paneele zu zahlreichen Teilen des Fahrzeugkörpergestells (bzw. der Fahrzeugkarosserie) korrespondieren, und eine zentrale Säule des Fahrzeugs wird ebenfalls mittels Zusammensetzens einer Mehrzahl von Paneelen geformt.
Eine gewöhnliche zentrale Säule (z.B. eine B-Säule) wird mittels Zusammensetzens eines Außenpaneels und eines Innenpaneels geformt, und ein Raum zwischen dem Außenpaneel und dem Innenpaneel hat einen geschlossenen Querschnitt. Ein Verstärkungspaneel ist in dem Raum installiert oder ein Füllmaterial zum Verhindern des Eindringens oder Übertragens von Lärm ist eingefüllt.
1 und 2 sind Ansichten, welche ein Außenpaneel einer zentralen Säule zeigen. Die 1 zeigt ein Außenpaneel 2, welches durch ein Heißprägeverfahren hergestellt wurde, und die 2 zeigt ein Außenpaneel 2, welches mittels Anwendens eines TRB-Verfahrens hergestellt wurde.
Gemäß der bezogenen Technik wird ein Zentrale-Säule-Außenpaneel 2 mittels eines Heißprägeverfahrens hergestellt, um Gewicht zu reduzieren während eine Festigkeit (bzw. eine Stärke) verbessert wird, und ein Verstärkungspaneel ist im Inneren des Außenpaneels installiert, um die Festigkeit zu verbessern.
Jedoch, da ein Paneel, welches durch ein Heißprägeverfahren hergestellt wurde, eine zu hohe Festigkeit hat, ist eine Deformation der Säule aufgrund (Zer)brechens (bzw. Reißens) während einer Seitenkollision überhöht. Deshalb ist eine Technologie des Herstellens eines Paneels mittels Anwendens eines Zuschneiden-Walzen-Rohteil-Verfahrens (TRB-Verfahren) bekannt.
Das TRB ist eine Walztechnologie zum Herstellen von Materialien mit unterschiedlichen Dicken mittels Änderns eines Spalts zwischen den (Roll-)Walzen während des Walzens. Da das TRB eine hohe Festigkeit und ein geringes Gewicht in einem Teil (bzw. in einem Bereich) eines Produkts erlaubt, die Anzahl von Produktionsprozessen reduziert und die Strukturfestigkeit erhöht, wird es im hohem Maß in der Produktion von Fahrzeugkörperteilen (bzw. Fahrzeugkarosserien), welche unterschiedliche Dicken haben, verwendet.
Wenn die TRB-Technologie zur Herstellung eines Paneels angewendet wird, kann ein Paneel (Außenpaneel) mit einer Mehrzahl von Abschnitten hergestellt werden, welche entlang einer längs-gerichteten Richtung (einer Längsrichtung, d.h., einer Aufwärtsrichtung/Hochrichtung mit Bezug auf den Fahrzeugkörper/die Fahrzeugkarosserie) unterschiedliche Dicken haben.
Wenn die variable Längsrichtungsdickenform angewendet wird, kann eine Dicke eines Abschnitts, welcher eine hohe Festigkeit benötigt, vergleichsweise groß sein. Deshalb kann ein existierendes Verstärkungspaneel weggelassen werden und ein geringes Gewicht kann erzielt werden, wenn das Verstärkungspaneel weggelassen wird.
Ein Stand der Technik Dokument, welches die TRB-Technologie bei der Herstellung einer Fahrzeugkarosserie anwendet, ist die koreanische Patentanmeldung Nummer 10-2009-0024880 (veröffentlicht am 10. März 2009). Eine Technologie des Überlappens zweier Stahlplatten zwischen einer Arbeitswalze an einem oberen Ende einer Walzmaschine und einer Arbeitswalze an einem unteren Ende davon ist im Stand der Technik Dokument allgemein bekannt, jedoch ist ein (einzelnes) Paneel grundsätzlich TRB-gewalzt (bzw. in bekannter Art und Weise TRB-gewalzt), um ein Paneel herzustellen, welches eine variable Dickenstruktur hat.
Die internationale Veröffentlichung Nummer WO 2012/126697 offenbart eine Technologie des Herstellen eines Paneels für eine zentrale Säule, welches mittels Anwendens der TRB-Technologie ein Dickenunterschied mit Bezug auf einen Längsrichtungsquerschnitt davon hat.
3 ist eine Ansicht, welche eine Dickenänderung eines Querschnitts entlang der Linie A-A der 2 zeigt und welche zeigt, dass die Dicke eines Paneels 2 gemäß Positionen des Paneels 2 entlang einer längs-gerichteten Richtung davon (abgestuft) variiert ist, wenn das TRB-Verfahren angewendet wird.
Bezug nehmend auf die 3 wird eine Dicke eines vertikalen Zwischenabschnitts (Abschnitt c), an/auf welchen eine Türstützkraft aufgebracht wird, des Paneels 2 vergrößert, um lokal das Paneel 2 zu verstärken, und eine Dicke eines Abschnitts (Abschnitt d), in welchem sich ein Verstärkungspaneel befindet, wird an der Oberseite von Abschnitt c vergrößert.
4 ist eine Ansicht, welche eine Walzvorrichtung zeigt, an/in welcher das TRB-Verfahren angewendet wird. Um ein Außenpaneel herzustellen, welches eine variable Dickenstruktur hat, passiert eine Stahlplatte 1, die ein Paneel(grund)material ist, zwischen (einer) oberen und (einer) unteren Walz-Rolle(n) 11 und 12 hindurch, um das TRB-Walzen auszuführen und um eine Dicke der Stahlplatte abzustufen, und ein Außenpaneel, welches eine gewünschte Form hat, wird mittels eines Pressprozesses, welcher Ziehen und Trimmen aufweist, und eines nachfolgenden Prozesses fertig gestellt, wie zum Beispiel einer Öffnungsbearbeitung.
Hier, im TRB-Walzverfahren, wird eine Dicke der gewalzten Stahlplatte 1 mittels Steuerns von vertikalen Position der oberen und der unteren Walz-Rollen 11 und 12 variiert.
Jedoch, da ein mittels des TRB-Verfahrens hergestelltes Paneel einen Dickenunterschied entlang einer Längsrichtung (Aufwärtsrichtung/Hochrichtung) des Paneels hat, kann es zerbrochen werden und kann nur in einer Längsrichtung davon mit der Absorption von Kollisionsenergie zurecht kommen.
Insbesondere, da ein unteres Ende (Bereich P) des Paneels 2 der 3 immer noch eine hohe Festigkeit hat, kann es während eines Aufpralls (zer)brechen (bzw. reißen), da in der konventionellen TRB-Technologie eine Dickenänderung nur in der Paneel-Längsrichtung des Paneels 2 möglich ist (in Bezug auf die Fahrzeugkarosserie-Aufwärtsrichtung, siehe 2 Schnitt A-A), kann das Problem auftreten, dass es bei der Fahrzeugkollision in einem Randbereich knickt, dessen Dicke sich ändert.
In der wie in der 5 gezeigten zentralen Säule gemäß der bezogenen Technik können aufgrund starker (bzw. hoher) Kollisionsenergie während einer Seitenkollision entgegengesetzte Seitenflächen 2b eines Außenpaneels 2 zerbrochen werden, oder es kann ein Schweißpunkt eines Flansches 2c in einem Querschnitt gebrochen/zerbrochen werden, in welchem das Außenpaneel 2 und das Innenpaneel 3 miteinander verbunden sind.
Die in diesem Abschnitt „Hintergrund der Erfindung“ offenbarten Informationen dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Informationen den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann bekannt ist.
Erläuterung der Erfindung
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Säulenpaneel (bzw. ein Holmpaneel) bereit, dass die Energieabsorptionseffizienz während einer Kollision verbessern kann, und eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen desselben.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Außenpaneel für eine Säule eines Fahrzeugs bereit, welches in einer Querschnittsform einen zentralen Abschnitt, Flansche (bzw. Gurte) an entgegengesetzten Seiten davon zum Verbinden (bspw. Verschweißen) mit einem Innenpaneel und entgegengesetzte (bzw. gegenüberliegende) Seitenabschnitte zwischen dem zentralen Abschnitt und den Flanschabschnitten hat, wobei jeder der Seitenabschnitte, welche sich an entgegengesetzten Seiten des zentralen Abschnitts befinden, einen Energieabsorptionsabschnitt hat, welcher eine Dicke hat, die kleiner ist als die des zentralen Abschnitts.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen eine Walzvorrichtung zum Erzeugen eines Dickenunterschieds (bzw. einer Dickendifferenz) bereit mittels Zuschneiden-Walzen-Rohteil-Walzens (TRB) einer Stahlplatte (bzw. eines Stahlblechs), welche ein (Grund)material eines Außenpaneels ist, um das Außenpaneel herzustellen, welches einen Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitt hat, bei welchem (gemäß welchem) Seitenabschnitte, die sich an entgegengesetzten Seiten eines zentralen Abschnitts befinden, verglichen mit dem zentralen Abschnitt reduzierte Dicken haben, wobei zwei Walzen (bzw. Walz-Rollen oder Rollen) länglich in eine Richtung angeordnet sind, welche parallel zu einer Längsrichtung des aus der Stahlplatte hergestellten Außenpaneels ist, so dass die Stahlplatte zwischen den zwei Walz-Rollen hindurch passiert, wobei eine Breitenrichtung der Stahlplatte, die zwischen der oberen Walz-Rolle und der unteren Walz-Rolle hindurch passiert, die Längsrichtung des Außenpaneels ist/wird, und wobei entweder die obere Walz-Rolle oder die untere Walz-Rolle eine Walze ist, welche eine Querschnittsform hat (z.B. entlang im Wesentlichen der gesamten Walzenlänge), in der ein Vorsprung an einer Seite eines kreisrunden Querschnitts geformt ist.
Zahlreiche Aspekte der vorliegenden Erfindung stellen ein Verfahren zum herstellen eines Außenpaneels bereit, in welchem Seitenabschnitte, die sich an entgegengesetzten Seiten eines zentralen Abschnitts befinden, Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitte haben, in welchen Dicken davon kleiner sind als eine Dicke des zentralen Abschnitts, wobei das Verfahren aufweist: einen Walzschritt des TRB-Walzens einer Stahlplatte, die ein (Grund)material des Außenpaneels ist, um eine Dickenänderung der Stahlplatte entlang einer Walzrichtung zu erzeugen, und einen Bearbeitungsschritt des Pressens und (Zu)schneidens der Stahlplatte, welche dem Walzschritt unterzogen wurde, um eine Form des Außenpaneels herzustellen, wobei im Walzschritt ein Dickenunterschied von Teilen (bzw. Bereichen) der Stahlplatte, welche ein zentraler Abschnitt und Seitenabschnitte entlang der Walzrichtung werden sollen, mittels Passierens der Stahlplatte zwischen den zwei Walz-Rollen hindurch hergestellt wird, so dass (bzw. wobei) die Breitenrichtung der Stahlplatte, welche zwischen der oberen Walz-Rolle und der unteren Walz-Rolle hindurch passiert, die gleiche ist wie eine Längsrichtung des Außenpaneels.
Da eine variable Breitenrichtung-(Querrichtung-)Dickenstruktur hergestellt wird, um eine Energieabsorptionszone in einem Paneel zu erzeugen, können eine Säule und eine Fahrzeugkarosseriestruktur gebildet werden, mittels welcher eine Energieabsorptionsleistung der Säule während einer Kollision verbessert werden kann und ein Schaden für einen Passagier (bzw. eine Verletzung eines Passagiers/Insassen) reduziert werden kann.
Insbesondere, da ein dickenreduzierter Teil einer Seitenfläche eines Außenpaneels Energie absorbiert, bevor das Außenpaneel zerbricht/zerbrochen wird, ist es für einen Aspekt des Überlebensraums eines Passagiers vorteilhaft.
Die vorliegenden Verfahren und Vorrichtungen haben andere Merkmale und Vorteile, welche aus den beiliegenden Zeichnungen, die hierin aufgenommen sind, und der folgenden detaillierten Beschreibung, die zusammen dazu dienen, bestimmte Grundsätze der vorliegenden Erfindung zu erklären, deutlich werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die 1 und 2 sind perspektivische Ansichten, welche ein Außenpaneel einer zentralen Säule zeigen,
die 3 ist eine Ansicht, welche eine Längsrichtung-Dickenänderung in einem Außenpaneel einer zentralen Säule zeigt, welche mittels eines TRB-Verfahrens gemäß der bezogenen Technik hergestellt wurde,
die 4 ist eine Ansicht, welche eine konventionelle Walzvorrichtung zeigt, an/in welcher ein TRB-Verfahren angewendet wird,
5 ist eine Schnittansicht zum Erläutern eines Problems einer zentralen Säule, an welcher ein TRB-Paneel gemäß der bezogenen Technik angewendet wird,
6 ist eine Schnittansicht, welche schematisch eine beispielhafte zentrale Säule zeigt, an welcher ein Außenpaneel gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird,
7 ist eine Ansicht, welche eine Längsrichtung und eine Walzrichtung einer beispielhaften Walz-Rolle zeigt, und eine Längsrichtung eines beispielhaften Außenpaneels der vorliegenden Erfindung,
8 ist eine Ansicht, welche eine Dickenänderung eines Querschnitts des beispielhaften Außenpaneels der vorliegenden Erfindung zeigt,
9 ist eine Ansicht, welche eine beispielhafte Walzvorrichtung zeigt, an/in welcher eine asymmetrische Walze gemäß der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und
10 ist eine Ansicht, welche Deformationsmodi von zentralen Säulen zeigen, wenn die Außenpaneele gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß der bezogenen Technik angewendet werden.
Es sollte klar sein, dass die angehängten Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu sind und eine etwas vereinfachte Darstellungsweise von verschiedenen Eigenschaften darstellen, um die Grundprinzipien der Erfindung aufzuzeigen. Die spezifischen Konstruktionsmerkmale der vorliegenden Erfindung, unter anderem z.B. konkrete Abmessungen, Richtungen, Positionen und Formen, wie sie hierin offenbart sind, werden teilweise von der jeweiligen geplanten Anwendung und Nutzungsumgebung vorgegeben.
Durchgehend durch die zahlreichen Figuren der Zeichnung beziehen sich in der vorliegenden Erfindung Bezugszeichen auf die gleichen oder äquivalenten Teile.
Detaillierte Beschreibung
Es wird nun im Detail Bezug auf verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von denen Beispiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt und im Folgenden beschrieben werden. Obwohl die Erfindung in Verbindung mit den beispielhaften Ausführungsformen beschrieben wird, ist es klar, dass die vorliegende Beschreibung nicht dazu gedacht ist, die Erfindung auf diese beispielhaften Ausführungsformen zu beschränken. Die Erfindung ist im Gegenteil dazu gedacht, nicht nur die beispielhaften Ausführungsformen abzudecken, sondern auch diverse Alternativen, Änderungen, Abwandlungen und andere Ausführungsformen, die im Sinn und Umfang der Erfindung, wie durch die angehängten Ansprüchen definiert, enthalten sein können.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Säulenpaneel für ein Fahrzeug, und insbesondere ein Außenpaneel einer zentralen (bzw. für eine zentrale) Säule, das während einer Kollision eines Fahrzeugs die Energieabsorptionseffizienz erhöhen kann.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen eines Säulenpaneels für ein Fahrzeug, und insbesondere eine Walzvorrichtung und ein Walzverfahren zum Herstellen eines Außenpaneels unter Verwendung eines Zuschneiden-Walzen-Rohteil-Verfahrens (TRB), welches eine verbesserte Dickenstruktur hat.
Nachfolgend bezeichnet in der Beschreibung eine Längsrichtung eines Paneels eine Längsrichtung eines Paneels, das heißt, eine Aufwärtsrichtung/Hochrichtung (eine Richtung längs der Linie A-A der 2) eines Paneels mit Bezug auf eine Richtung eines Fahrzeugkörpers, während der Fahrzeugkörper zusammengesetzt wird.
Weiter bezeichnet eine Querrichtung des Paneels eine Richtung, welche im Wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung ist, und bezeichnet eine Vorwärts/Rückwärts-Breitenrichtung (eine Richtung längs der Linie B-B der 2) mit Bezug auf eine Richtung des Fahrzeugkörpers, während der Fahrzeugkörper zusammengesetzt/montiert wird.
Nachfolgend sind zahlreiche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die 6 ist eine Schnittansicht einer zentralen Säule, welche unter Verwendung eines Außenpaneels gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung geformt ist.
Als erstes wird im/am Außenpaneel 2 für eine zentrale Säule der vorliegenden Erfindung eine Energieabsorptionszone P1 erzeugt, welche die Kollisionseffizienz eines Paneels mittels Anwendens einer variablen Dickenform, die eine abgestufte/sich ändernde Dicke entlang der Querrichtung hat, verbessert, um ein konventionelles Problem der variablen Längsrichtung-Dickenform zu lösen (eine Form, in der Dicken gemäß einer Längsrichtung des Paneels abgestuft sind).
Die 6 zeigt eine Schnittform, welche mittels Quer-Schneidens einer zentralen Säule erhalten wurde, an welcher das Außenpaneel 2 gemäß zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung angewendet wird, und eine integrale zentrale Säule ist mittels Zusammensetzens des Außenpaneels 2 und eines Innenpaneels 3 geformt.
Das Außenpaneel 2 und das Innenpaneel 3 werden zusammengesetzt (bzw. verbunden), um eine geschlossene Querschnittsstruktur zu bilden, und Flansche 2c und 3c, welche entlang (jeweiliger) entgegengesetzter Seitenenden der Paneele 2 und 3 geformt sind, sind miteinander verschweißt.
Querschnittsformen des Außenpaneels 2 und des Innenpaneels 3 können aufweisen zentrale Abschnitte 2a und 3a, Flansche 2c und 3c an entgegengesetzten Enden davon und Seitenabschnitte 2b und 3b zwischen den zentralen Abschnitten 2a und 3a und den Flanschen 2c und 3c.
Das Außenpaneel 2 der vorliegenden Erfindung hat eine Schnittform (bzw. eine Querschnittsform), deren Dicke gemäß einer Querrichtung davon variiert ist, und in zahlreichen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hat das Außenpaneel 2 eine Form, in welcher eine Dicke des Seitenabschnitts 2b lokal mit Bezug auf eine Querschnittsform reduziert ist, um eine Energieabsorptionszone P1 im Paneel zu erzeugen.
Das heißt, ein variabler Dickenabschnitt ist in dem Seitenabschnitt 1b geformt, um sich graduell (bzw. fortlaufend) zu verringern (bzw. abzunehmen) und sich dann wieder zu erhöhen (bzw. zuzunehmen). Der lokal verringerte Dickenabschnitt stellt einen Abschnitt zum Absorbieren von Kollisionsenergie vor dem Zerbrechen bereit, das heißt, eine Energieabsorptionszone P1.
Wenn ein variabler Dickenabschnitt im Außenpaneel 2 bereitgestellt ist, um direkt eine Energieabsorptionszone P1 in der zentralen Säule einzurichten, absorbiert der variable Dickenabschnitt des Seitenabschnitts 2b Kollisionsenergie, um ein Zerbrechen zu verhindern, wenn die Kollisionsenergie, welche aufgrund einer Seitenkollision erzeugt wurde, auf den zentralen Abschnitt 2a angewendet wird (bzw. einwirkt).
Um eine Dicke des Paneels 2 entlang der Querrichtung zu variieren, und insbesondere um lokal die Dicke des Seitenabschnitts 2b in einem schmalen Bereich des Seitenabschnitts 2b zu reduzieren, werden eine verbesserte TRB-Technologie und eine verbesserte Walzvorrichtung, an/in welcher die TRB-Technologie angewendet werden kann, benötigt.
In der in der 4 gezeigten konventionellen TRB-Walzvorrichtung, da eine Dicke des Paneels mittels Einstellens von vertikalen Positionen von zwei Walzen variiert wird, während die obere und die untere Walze 11 und 12 eine Stahlplatte 1 walzen, wird eine minimale Länge eines Abschnitts (eines Dicken-Beibehaltungs-Abschnitts) hergestellt, in welchem eine Dickenänderung im Paneel im Stufen-Dickenprofil nicht existiert, wie in der 3 gezeigt.
Zum Beispiel ist im konventionellen TRB-Verfahren eine Limitierung (z.B. eine Länge des Abschnitts c ist auf etwa 50 mm limitiert) vorhanden, mittels welcher eine Länge eines Abschnitts c der 3 limitiert (bzw. begrenzt) ist, und eine Länge, welche kleiner als 50 mm ist, kann mittels der Walzvorrichtung der 4 nicht realisiert werden.
Dementsprechend, im TRB-Walzverfahren, verglichen mit einem konventionellen Walzverfahren, in welchem eine Stahlplatte, die ein Paneel(grund)material ist, zwischen einer oberen und einer unteren Walz-Rolle hindurch passiert, welche länglich in einer Richtung angeordnet sind, die parallel zu einer Querrichtung (Breitenrichtung) eines Außenpaneels ist, erhöht die vorliegende Erfindung eine Länge von Walz-Rollen, so dass eine Stahlplatte zwischen der oberen und der unteren Walze hindurch passiert, welche länglich in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer Längsrichtung des Außenpaneels parallel ist.
Das heißt, die vorliegende Erfindung und die konventionelle Walzvorrichtung gemäß dem bekannten TRB-Verfahren sind insofern gleich, dass vertikale Positionen einer oberen und einer unteren Walz-Rolle der Walzvorrichtung eingestellt werden, jedoch eine Länge der Walz-Rollen (in der Erfindung) vergrößert ist, so dass eine Stahlplatte derart gewalzt wird/werden kann, dass eine Breitenrichtung (eine Richtung senkrecht zu einer Walzrichtung) der Stahlplatte, welche zwischen zwei Walz-Rollen hindurch passiert, die gleiche ist wie eine Längsrichtung eines Außenpaneels.
Die 7 ist eine Ansicht, welche eine Beziehung zwischen einer längsgerichteten Richtung der Walz-Rollen 11 und 12, welche eine Walzen-Passier-Richtung (Walzrichtung) der Stahlplatte 1 während eines Walzverfahren ist, und einer längsgerichteten Richtung (Längsrichtung) eines Außenpaneels (Rohteils) zeigt, und die 8 ist eine Ansicht, welche eine Dickenänderung eines Querabschnitts des Außenpaneels der vorliegenden Erfindung zeigt.
In den Zeichnungen ist zur Verbesserung des Verständnisses eine Form eines Rohteils eines Außenpaneels vereinfacht dargestellt.
Wie gezeigt passiert die Stahlplatte 1 zwischen den Walz-Rollen 11 und 12 hindurch, so dass eine längs-gerichtete Richtung (Längsrichtung) des Außenpaneels, das hergestellt wird, im Wesentlichen die gleiche ist wie eine längsgerichtete Richtung der Walz-Rollen 11 und 12, in Betrachtung eines Teils der gewalzten Stahlplatte, der zum Außenpaneel verarbeitet wird.
Das heißt, eine Richtung, in welcher die Stahlplatte 1 zwischen den Walz-Rollen 11 und 12 hindurch passiert, das heißt, eine Walzrichtung (eine Richtung, welche zu einer längs-gerichteten Richtung der Walzen senkrecht ist) wird eine Querrichtung (Breitenrichtung) des Außenpaneels.
Weiter kann sich der dickste Teil des abgestuften, variablen Dickenabschnitts an/in einem zentralen Teil (2a der 6) des Außenpaneels befinden, und dies ist der Fall, da der zentrale Abschnitt 2a ein Kollisionsobjekt direkt in einer Säule (bzw. entlang einer Aufwärts-Gesamtlänge davon) kontaktieren kann, in welcher ein oberes Ende des Außenpaneels einen Dachholm des Fahrzeugkörpers (bzw. der Karosserie) überlappt und ein unteres Ende davon mit einem Seitenschweller-Außenpaneel verbunden ist.
Deshalb wird eine Dicke des zentralen Abschnitts 2a des Außenpaneels verdickt (bzw. erhöht) und Dicken der (einander) entgegengesetzten Seitenabschnitte 2b sind mit Bezug auf den zentralen Abschnitt 2a (siehe die 6) reduziert, ein Dicken-Beibehaltungs-Abschnitt (Abschnitt P2 der 8), welcher eine vorbestimmte Breite (eine vorbestimmte Länge mit Bezug auf die Stahlplatte) im Querschnitt des Paneels hat, ist im dicksten Abschnitt des zentralen Abschnitts 2a festgelegt, und ein variabler Dickenabschnitt, in welchen Dicken von Abschnitten der Stahlplatte, die Seitenabschnitte der entgegengesetzten Seitenabschnitte sind, ist festgelegt, um sich zu verringern und dann wieder zu erhöhen (siehe die 8).
Ein Dicken-Beibehaltungs-Abschnitt (Abschnitt P2 der 8), welcher in einem Abschnitt des Paneels eine festgelegte Breite hat, ist ebenfalls am dünnsten Abschnitt des Seitenabschnitt 2b festgelegt, und die Dicke des Paneels erhöht sich ausgehend vom dünnsten Abschnitt des Seitenabschnitts zum Flansch 2c zu einer Seite des Paneels hin (siehe die 8).
Dann wird eine Breite des Dicken-Beibehaltungs-Abschnitts P2 des zentralen Abschnitts festgelegt, um größer als eine Breite des Dicken-Beibehaltungs-Abschnitts P3 zu sein.
Eine Dicke des Flansches 2c ist festgelegt, um kleiner zu sein als die maximale Dicke des zentralen Abschnitts, so dass sich diese mit Bezug auf die maximale Dicke in einem festgelegten Verhältnis befindet, und dies ist der Fall, da der Flansch mit einem Innenpaneel der zentralen Säule verbunden ist, um eine Kollisionsfestigkeit beizubehalten.
Als ein Ergebnis korrespondiert das Dickenänderungsprofil zu einem W-Form (bzw. W-förmigen) Dickenänderungsprofil, anstatt zu einem gewöhnlichen stufenweisen (bzw. stufigen) Profil des TRB der 3, und als ein Ergebnis erzeugt die vorliegende Erfindung eine Energieabsorptionszone/einen Energieabsorptionsbereich (Abschnitt P1 der 6) mittels Anwendens einer W-TRB-Technologie, die eine Technologie des Walzens einer Platte (bzw. eines Blechs) ist, so dass die Platte eine W-förmige, variable Dickenstruktur hat.
Da der Dicken-Beibehaltungs-Abschnitt eine geringe (bzw. kleine) Abschnittslänge hat und die gewöhnliche Walzvorrichtung der 4 eine Begrenzung (ein Minimum von 50 mm) in der Länge des (Dicken-)Beibehaltungsabschnitts nach einer Variation der Dicke davon hat, ist es unmöglich eine W-förmige, variable Dickenstruktur der 8 zu realisieren, wenn die Walzvorrichtung direkt verwendet wird.
Deshalb verwendet die Walzvorrichtung der vorliegenden Erfindung eine asymmetrische obere und eine untere (z.B. symmetrische) Walz-Rolle, um das W-TRB-Walzen zum Formen eines kleinen (bzw. schmalen) Dicken-Beibehaltungs-Abschnitt in der Stahlplatte zu realisieren.
Die 9 ist eine Ansicht, welche eine Walzvorrichtung zeigt, an/in welcher asymmetrische Walzen angewendet werden. Wie (bereits) erläutert, wird eine gewöhnliche Walze 12, welche einen kreisförmigen Querschnitt hat, als entweder die obere Walze oder die untere Walze verwendet, und eine Walze 11, welche einen kreisförmigen Querschnitt hat, an welchem ein Vorsprung 11a an einer Seite des kreisförmigen Querschnitts geformt ist, wird als die andere Walze verwendet.
Die 9 zeigt eine beispielhafte Walze 11, welche den Vorsprung 11a hat, der an der oberen Walze angewendet wird (bzw. zeigt die Walze die als obere Walze angewendet/verwendet wird).
In der Walzvorrichtung, an/in welcher die asymmetrische Walze angewendet/verwendet wird, kann die Energieabsorptionszone (Abschnitt P1 der 6), welche von der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen wird, mittels Einstellens von vertikalen Positionen der oberen Walz-Rolle 11 und der unteren Walz-Rolle 12 geformt werden, und zahlreiche variable Dickenstrukturen, welche eine W-Form haben und welche mittels Reduzierens des Dicken-Beibehaltungs-Abschnitts erhalten werden, können im Paneel geformt werden/sein.
Die Stahlplatte, in welcher ein Dickenunterschied während des Walzprozesses erzeugt wird, wird mittels eines Pressprozesses, welcher Ziehen und Trimmen aufweist, und eines nachfolgenden Prozesses, wie zum Beispiel Öffnungsbearbeitung, als ein Außenpaneel fertig gestellt, welches eine gewünschte/bevorzugte Form hat.
Der Ziehprozess ist ein Prozess zum Pressen einer Form des Außenpaneels, und der Trimmprozess ist ein Prozess des Schneidens (bzw. Zuschneidens) und Separierens des geformten Paneels, so dass das geformte Paneel mit der Form des Außenpaneels korrespondiert.
Die 10 ist eine Ansicht, welche Deformationsmodi von zentralen Säulen zeigt, wenn die Außenpaneele gemäß der vorliegenden Erfindung und gemäß der bezogenen Technik angewendet werden. Obwohl ein Überlebensraum für einen Passagier aufgrund des Zerbrechens (bzw. Reißens) von oberen und unteren Abschnitten des Außenpaneels signifikant reduziert wird, wenn das konventionelle Außenpaneel angewendet wird, wird ein Energieabsorptionsvorgang ausgeführt, bevor der Dicken-Reduzier-Abschnitt des Seitenabschnitts zerbrochen wird, wenn das Außenpaneel der vorliegenden Erfindung angewendet wird, welches in einem Aspekt des Überlebensraums für einen Passagier vorteilhafter ist.
Dementsprechend, wenn das Außenpaneel (bzw. die zentrale Säule) der vorliegenden Erfindung angewendet wird, kann eine Seitenkollisionseffizienz der zentralen Säule verbessert werden. Weiter ist die vorliegende Erfindung in einem Aspekt der Kollisionssicherheit vorteilhaft, mittels welcher einen Verletzungsgrad des Passagiers reduziert werden kann.
Zur Erleichterung der Erklärung und zur genauen Definition der beigefügten Ansprüche werden die Begriffe „ober(e)“ oder „unter(e)“, „vorder(e)/vor“ oder „hinter(e)/rück“ und etc. dazu verwendet, um Eigenschaften der beispielhaften Ausführungsformen mit Bezug auf die Positionen dieser Merkmale, wie sie in den Zeichnungen gezeigt sind, zu beschreiben.
Die vorhergehende Beschreibung von bestimmten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung diente dem Zweck der Darstellung und Beschreibung. Sie sind nicht dazu gedacht, erschöpfend zu sein oder die Erfindung auf genau die offenbarten Formen zu beschränken, und offensichtlich sind viele Änderungen und Abwandlungen vor dem Hintergrund der obigen Lehre möglich. Die beispielhaften Ausführungsformen wurden ausgewählt und beschrieben, um bestimmte Grundsätze der Erfindung und ihre praktische Anwendbarkeit zu beschreiben, um es dadurch dem Fachmann zu erlauben, verschiedene beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, sowie verschiedene Alternativen und Abwandlungen davon, herzustellen und anzuwenden. Es ist beabsichtigt, dass der Umfang der Erfindung durch die beigefügten Ansprüche und deren Äquivalente definiert wird.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

KR 10-2009-0024880 [0010]
WO 2012/126697 [0011]

Claims

Ein Außenpaneel (2) für eine Fahrzeugsäule, aufweisend: ein Innenpaneel (3), einen zentralen Abschnitt (2a), welcher an entgegengesetzten Seiten davon Flansche (2c) zum Verbinden mit dem inneren Paneel (3) aufweist und welcher in einer Querschnittsform entgegengesetzte Seitenabschnitte (2b) zwischen dem zentralen Abschnitt (2a) und den Flanschen (2c) aufweist, wobei jeder der Seitenabschnitte (2b), welche sich an entgegengesetzten Seiten des zentralen Abschnitts (2a) befinden, einen Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitt (P1) hat, welcher eine Dicke hat, die geringer als die des zentralen Abschnitts (2a) ist.
Das Außenpaneel (2) gemäß Anspruch 1, wobei der Seitenabschnitt (2b) ein Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitt (P1) hat, in welchem sich eine Dicke davon graduell verringert und dann wieder erhöht.
Das Außenpaneel (2) gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei in der Querschnittsform ein dickster Abschnitt im zentralen Abschnitt (2a) geformt ist und sich die Dicke des Außenpaneels (2) ausgehend vom dicksten Abschnitt zu entgegengesetzten Seiten hin graduell verringert, so dass dünnste Abschnitte in den Seitenabschnitten (2b) geformt sind.
Das Außenpaneel (2) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei sich Abschnittsdicken des Außenpaneels (2) graduell vergrößern, wenn sie ausgehend von den dünnsten Abschnitten zu den Flanschen (2c) hin verlaufen, und Dicken der Flansche festgelegt werden, um klein zu sein und um verglichen mit der dicksten Dicke des zentralen Abschnitts (2a) innerhalb eines festgelegten Verhältnisses zu sein.
Das Außenpaneel (2) gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der dickste Abschnitt des zentralen Abschnitts (2a) und die dünnsten Abschnitte der Seitenabschnitte (2b) Dicken-Beibehaltungs-Abschnitte haben, welche für eine festgelegte Breite gleiche Dicken haben.
Eine Walzvorrichtung zum Erzeugen eines Dickenunterschieds mittels Zuschneiden-Walzen-Rohteil-Walzens (TRB) einer Stahlplatte (1), welche ein Material eines Außenpaneels (2) ist, um das Außenpaneel herzustellen, welches einen Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitt (P1) hat, in welchem Seitenabschnitte (2b), welche sich an entgegengesetzten Seiten eines zentralen Abschnitts (2a) befinden, verglichen mit dem zentralen Abschnitt (2a) reduzierte Dicken haben, aufweisend: zwei Walzen (11, 12), welche in einer Richtung angeordnet sind, die zu einer Längsrichtung des Außenpaneels (2) parallel sind, welches aus der Stahlplatte (1) hergestellt wird, indem die Stahlplatte (1) zwischen den zwei Walz-Rollen (11, 12) hindurch passiert, wobei eine Breitenrichtung der Stahlplatte (1), die zwischen der oberen Walz-Rolle (11) und der unteren Walz-Rolle (12) hindurch passiert, als die Längsrichtung des Außenpaneels bildend gemacht wird, und wobei entweder die obere Walz-Rolle (11) oder die untere Walz-Rolle (12) eine Walze ist, welche eine Querschnittsform hat, in der ein Vorsprung (11a) an einer Seite eines kreisrunden Querschnitts geformt ist.
Die Walzvorrichtung gemäß Anspruch 6, wobei die andere der oberen Walz-Rolle (11) und der unteren Walz-Rolle (12) eine Walze ist, die einen kreisrunden Querschnitt hat.
Die Walzvorrichtung gemäß Anspruch 6 oder 7, wobei die obere Walz-Rolle (11) eine Walze ist, welche eine Querschnittsform hat, in der ein Vorsprung (11a) an einer Seite des kreisrunden Querschnitts geformt ist, und die untere Walz-Rolle (12) eine Walze ist, welche einen kreisrunden Querschnitt hat.
Ein Verfahren zum Herstellen eines Außenpaneels (2), in welchem Seitenabschnitte (2b), welche sich an entgegengesetzten Seiten eines zentralen Abschnitts (2a) befinden, Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitte (P1) haben, in welchen Dicken davon kleiner als eine Dicke des zentralen Abschnitts (2a) sind, das Verfahren aufweisend: einen Walzschritt des TRB-Walzens einer Stahlplatte (1), welche ein Material des Außenpaneels (2) ist, um eine Dickenänderung der Stahlplatte (1) entlang einer Walzrichtung zu erzeugen, und einen Bearbeitungsschritt des Pressens und Schneidens der Stahlplatte (1), welche dem Walzschritt unterzogen wurde, um eine Form des Außenpaneels (2) herzustellen, wobei im Walzschritt ein Dickenunterschied der Teile der Stahlplatte (1), die ein zentraler Abschnitt (2a) und Seitenabschnitte (2b) entlang der Walzrichtung werden sollen, mittels Passierens der Stahlplatte (1) zwischen den zwei Walz-Rollen (11, 12) hindurch hergestellt wird, wobei eine Breitenrichtung der Stahlplatte (1), welche zwischen der oberen Walz-Rolle (11) und der unteren Walz-Rolle (12) hindurch passiert, die gleiche ist wie in eine Längsrichtung des Außenpaneels (2).
Das Verfahren gemäß Anspruch 9, wobei jeder der Seitenabschnitte (2b) einen Kollisionsenergie-Absorptionsabschnitt (P1) hat, in welchem sich in einer Querschnittsrichtung davon eine Dicke davon graduell verringert und dann wieder erhöht.
Das Verfahren gemäß Anspruch 9 bis 10, wobei in der Querschnittsgestalt ein dickster Abschnitt am zentralen Abschnitt (2a) geformt ist, und ein dünnster Abschnitt, in welchem sich Dicken des Außenpaneels (2) ausgehend vom dicksten Abschnitt zu den entgegengesetzten Seiten hin graduell verringern, so dass der dünnste Abschnitt an den Seitenabschnitten (2b) geformt ist.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 11, wobei sich Abschnittsdicken des Außenpaneels (2) graduell erhöhen, wenn sie ausgehend von den dünnsten Abschnitten zu entgegengesetzten Flanschen (2c) hin verlaufen, und Dicken der Flansche festgelegt sind, um klein zu sein und um verglichen mit der dicksten Dicke des zentralen Abschnitts (2a) innerhalb eines festgelegten Verhältnisses zu sein.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 12, wobei der dickste Abschnitt des zentralen Abschnitts (2a) und die dünnsten Abschnitte der Seitenabschnitte (2b) Dicken-Beibehaltungs-Abschnitte haben, welche für eine festgelegte Breite gleiche Dicken haben.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 13, wobei ein Dickenänderungsprofil der Stahlplatte (1) entlang des zentralen Abschnitts (2a), der Seitenabschnitte (2b) und der Flanschabschnitte (2c) der entgegengesetzten Enden des Paneels entlang der Walzrichtung im Walzschritt W-förmig ist.
Das Verfahren gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 oder 14, wobei entweder die obere Walz-Rolle (11) oder die untere Walz-Rolle (12) eine Walze ist, welche eine Querschnittsform hat, in der ein Vorsprung (11a) an einer Seite eines kreisrunden Querschnitts geformt ist, und die andere Walze eine Walze ist, welche einen kreisrunden Querschnitt hat.