用于在车辆中吸收力的支承件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种支架结构，用于在车辆中吸收力，所述支架结构包括支承件(12)，所述支承件(12)围成空腔(62)并且具有多个开口(20)，这些开口(20)由一个或多个限定面(22)限定边界；用于结构单元(34)的容纳体(32)，所述容纳体(32)安置在开口(20)之一内，使得所述容纳体(32)至少部分伸入所述空腔(62)中，其中，所述容纳体(32)具有壁(38)，所述壁(38)至少分段地与所述限定面(22)相对应地延伸，并且所述容纳体(32)借助所述壁(38)与所述支承件(12)的限定面(22)相接触。此外本发明还涉及相应的容纳体、具有这种支架结构的车辆以及安装这种支架结构的方法。
【专利说明】
用于在车辆中吸收力的支承件
技术领域
[0001]本发明涉及一种支架结构，用于在车辆中吸收力。车辆的这种支架结构包括多个支承件，例如纵梁和横梁以及支柱件，它们可以按照需求以不同的方式互相连接。通常支承件的横截面是由开放的或封闭的空心型材制成，从而围成空腔。由此可以在该空腔中布置结构单元，从而可以充分利用车辆中原本存在的自然形成的空间。
【背景技术】
[0002]在利用空心型材封闭出的空腔用于布置结构单元时，例如安全带自动装置，会出现下述缺点:一方面在空腔中布置结构单元需要很高的安装成本，另一方面需要在空心型材的壁上设计开口用于将结构单元装入空腔。但是由此设计的开口会降低相应支承件的强度，从而需要额外的加强件和/或更高的材料强度或者更大的支承件尺寸以补偿上述的强度降低。但是这一方面会提高车辆制造的复杂性，另一方面也会增大车辆的重量，这对于简化制造过程和减小燃油消耗是不利的。此外为所涉及的支承件设计更大的尺寸也需要更多的结构空间，这又会减小车辆的行李舱或乘客舱空间。
[0003]DE 102 12 336 Al阐述了具有开口的支承件，结构单元通过开口装入空腔中。支承件强度的降低在这里如下得到补偿，即结构单元被固定在平面支承板上，这里的支承板完全覆盖开口并且从其中伸出。支承板在搭接区域上与支承件螺纹连接。这里支承板被设计成连续的，从而可以对所使用的结构单元进行限制，该结构单元以DE 102 12 336 Al中阐述的方式装入空腔中。
【发明内容】
[0004]本发明所要解决的技术问题在于，提供一种支架结构，从而更简易地将结构单元装入由支承件围成的空腔中，其中，尽可能减小对支承件的支承强度的影响。
[0005]所述技术问题按照本发明由一种支架结构解决，所述支架结构用于在车辆中吸收力，其包括支承件，所述支承件围成空腔并且具有多个开口，这些开口由一个或多个限定面限定边界。用于结构单元的容纳体安置在开口之一内，使得所述容纳体至少部分伸入所述空腔中，其中，所述容纳体具有壁，所述壁至少分段地与所述限定面相对应地延伸，并且所述容纳体借助所述壁与所述支承件的限定面相接触。
[0006]本发明的基本观点在于，容纳体与限定开口边界的限定面一起作用。在DE102 12336 Al中，结构单元安装在其上的支承板从外侧旋紧在支承件上，从而在支承板和限定面之间不存在接触。与之相反，限定面和容纳体的共同作用可以实现将载荷和应力无间断地从支承件传递至容纳体上。在DE 102 12 336 Al中载荷和应力通过类似螺栓的连接元件从支承件传递至支承板上，因此对连接元件的抗剪切性有一定要求，这可能导致连接的失效。通过按照本发明的方式将容纳体安装在支承件中，容纳体可以至少部分填充开口，从而可以传递更高的载荷，而不会导致支承件在开口区域内的失效。
[0007]此外，容纳体至少部分伸入空腔中并因此是三维的结构，这与DE 102 12 336 Al中的支承板也正好相反。由此，容纳体可以适应于布置在空腔中的结构单元的不同结构形式，从而以更优的空间利用率将结构单元布置和固定在空腔中，而通过上述的平面支承板仅仅可以有限地实现。
[0008]按照本发明的将容纳体布置在支承件中的方法可以使支承件以及由此支架结构的尺寸设计得更小，从而进一步节约空间。
[0009]在此规定，所述支承件具有纵轴线，并且所述容纳体包括基本上平行于所述纵轴线延伸的加强段。当支承件受到纵轴线方向的拉伸或挤压载荷应力时，可以借助沿纵轴线延伸的加强段很好地吸收并进一步传导。由此可以避免应力集中，从而将由于开口引起的支承件的强度减弱降低至最小。加强段可以被设计成杆状或梁状的，从而仅仅增加很少的容纳体制造成本。
[0010]在支架结构的另外的设计方案中规定，所述开口由第一限定面和第二限定面限定边界，所述第一限定面和第二限定面基本互相平行地延伸，并且所述壁具有第一壁段和第二壁段，所述第一壁段和第二壁段基本互相平行地延伸，其中，所述容纳体通过这些壁段与所述支承件的限定面相接触。由于两个限定面和壁段互相平行延伸，容纳体可以由平整的原材料，例如通过板件翻折或弯曲制成，由此可以特别简单的和低成本的制造容纳体。
[0011 ]在改进方案中，当所述容纳体装入所述开口中时，这些壁段摩擦接合地与所述限定面共同作用。所述摩擦接合例如可以通过容纳体在开口中的过盈配合实现。可选地，限定面可以通过相应的装置进行预紧而实现摩擦接合。由此可以实现容纳体在开口中的预定位，从而简化接下来的固定步骤。
[0012]按照本发明的支架结构通过如下方式得到改进，即所述壁段包括一个或多个翻折的固定段，所述容纳体通过固定段固定在所述支承件上。通过对固定段的翻折还可以简化制造过程。容纳体可以通过固定段例如与支承件焊接或者螺纹连接。此外，固定段也可以被用于对容纳体本身进行加强。如上所述，容纳体可以通过对板材的翻折制成。通过翻折形成的面的固定段可以例如通过焊接与邻近的壁段连接，从而对容纳体进行加强。除了固定作用之外，固定段也可以作为支承件的限定面，从而在将容纳体装入支承件的时候更简单地进行定位，这可以改善制造精确性。
[0013]在支架结构的另改进方案中，所述支承件包括第一型材件和第二型材件，所述第一型材件和第二型材件相互靠拢地固定并且与所述容纳体的壁相接触。例如使用两个L形的型材件使支承件在安装完成状态下得到矩形的横截面。将支承件设计成两个部分对于制造是有利的，因为在容纳体还未完全封闭时已经可以对容纳体和结构单元实现定位和至少暂时的固定。通过将支承件设计成两个部分可以显著简化定位和固定，因为与一体式的支承件相比可以显著改善工具的可操作性和可安装性。由此可以简化制造过程。
[0014]在此建议，所述固定段具有用于将所述容纳体固定在所述支承件上的孔。这里的孔可以例如被用于使容纳体与支承件相铆接或螺纹连接。两种固定方式可以相对简单地实施并实现可靠的连接从而传递很大的力。
[0015]此外建议，结构单元包括安全带自动装置。安全带自动装置通常从外侧固定在支承件，例如纵梁或横梁上，从而将车辆运行中产生的载荷可靠地导入车辆中。但是这里需要预留相应的结构空间。按照本发明现在可以将安全带自动装置设计在相应支承件的空腔中，由此安全带自动装置原本占据的空间可以为其它结构单元所用或者得到更大的行李舱容积。此外可以更好地将力导入支承件中，因为力不是借助外部连接导入支承件，而是通过内部作用于支承件上。
[0016]此外本发明的另观点涉及一种用于容纳结构单元的容纳体，所述容纳体能够安置在根据前述实施例所述的支架结构的支承件的开口内，使得所述容纳体至少部分伸入由所述支承件围成的空腔中，其中，所述容纳体具有壁，当所述容纳体装入所述支承件的开口中时，所述容纳体通过所述壁与所述支承件相接触。本文对按照本发明的支架结构进行的阐述正是通过按照本发明的容纳体可以实现的优点和技术效果。
[0017]此外本发明的另观点涉及一种车辆，包括根据前述实施方式所述的支承件。本文对按照本发明的支架结构进行的阐述正是通过按照本发明的车辆可以实现的优点和技术效果。
[0018]此外，本发明还涉及一种安装支架结构的方法，所述支架结构是前述类型的支架结构，所述方法包括以下步骤:
[0019]-提供支承件，所述支承件具有多个开口，这些开口由一个或多个限定面限定边界，
[0020]-将容纳体安置到所述开口中，使得所述容纳体的壁与所述限定面相接触，并且[0021 ]-将所述容纳体固定在所述支承件上。
[0022]本文对按照本发明的支架结构进行的阐述正是通过按照本发明的方法可以实现的优点和技术效果。特别是可以为结构单元设计容纳体，借助它可以将结构单元布置在由支承件包围的空腔中，而不由此显著减小支承件的强度以及由此导致的装配费用的提高。
[0023]按照本发明的方法，其中，所述支承件具有第一型材体和第二型材体，所述方法还包括以下步骤:
[0024]-将所述容纳体安置在所述第一型材体的开口中，
[0025]-将所述容纳体固定在所述第一型材体上，
[0026]-将所述第二型材体固定在所述第一型材体上。
[0027]例如可以使用两个L形的型材体，它们使支承件在安装完成状态下得到矩形的横截面。当容纳体被固定在第一型材体上时，仍可以很方便地对容纳体和型材体进行操作，因为这时第二型材体还未固定在第一型材体上。不需要将容纳体也固定在第二型材体上，这是有利的，因为由此可以加强容纳体和支承件之间的连接。
[0028]按照本发明的方法还包括以下步骤:
[0029]-将结构单元安置到所述容纳体中，并且
[0030]-将所述结构单元固定在所述容纳体上。
[0031]这两个步骤可以在将容纳体装入支承件的开口之前就已经完成，前提是结构单元的形状和尺寸允许。如果情况不允许，则支承件可以被设计成两个部分，从而在将第二型材体固定在第一型材体之前将容纳体固定在第一型材体上。在这种情况下可以将体积大于开口的结构单元布置在支承件的空腔中。对于沿着支承件的纵轴线伸出开口的容纳体来说同样有效。
[0032]结构单元也可以被设计成至少部分不仅固定在容纳体上，也固定在支承件上，由此，结构单元可以有助于相对支承件对容纳体进行定位。以这种方式可以在结构单元和容纳体以及支承件之间实现牢固的连接。
【附图说明】
[0033]以下结合附图中所示的实施例详细阐述本发明。在附图中:
[0034]图1示出按照本发明的支架结构的支承件的第一型材体的前视立体截图，
[0035]图2a)示出按照本发明的容纳体的前视立体图，
[0036]图2b)示出按照本发明的容纳体的后视立体图，
[0037]图3示出按照本发明的支架结构的支承件的第一型材体的前视立体截图，在其上固定有按照本发明的容纳体，
[0038]图4a)示出图1和3中所示的第一型材体的安装状态的前视立体图，
[0039]图4b)示出图1和3中所示的第一型材体的安装状态的后视立体图，
[0040]图5示出按照本发明的支架结构在已组装状态下的前视立体图。
【具体实施方式】
[0041]图1中以截图示出按照本发明的支承件12的第一型材件10，其中，第一型材件10沿纵轴线L延伸并且被设计成近似L形。第一型材件10在图1的示意图中形成下平面14和后平面16，它们在其自由端部具有翻折的端侧面18。
[0042]第一型材件10包括开口20，它在示意图中主要位于后平面16上并具有矩形形状。开口 20由限定面22限定边界，在这种情况下沿着第一限定面24和第一第二限定面26的纵轴线L延伸，两个限定面由第一型材件10的折边形成。但是限定面22也可以由支承件12本身的壁形成。开口 20向着后平面16的翻折的端侧面18开放。此外，支承件12具有四个圆形的安装孔28，它们对于本发明是次要的。
[0043]根据本发明的支承件12此外包括第二型材件30，在此未示出，但是它基本上与第一型材件10(参考图5)完全一样，第二型材件30的开口连接在第一型材件10的开口 20上。
[0044]图2a)中以立体前视图示出按照本发明的容纳体32，它用于容纳结构单元34，例如安全带自动装置36 (参考图5) ο按照本发明的容纳体32具有包含四个壁段的壁38，它们各自通过对板材的翻折制成，壁38包含第一壁段40和第二壁段42，它们基本上互相平行并且各自具有翻折的固定段44。在图示的实施例中第一和第二壁段40、42各自具有上固定段440、前固定段44v和第一下固定段44ul以及第二下固定段44u2。上、前和第一下固定段44ο、44v、44ul都朝外侧，而第二下固定段44u2朝内侧。两个上固定段44ο各自具有孔46。
[0045]两个壁段40、42都与第三壁段48相连，它基本上垂直于两个壁段40、42。第三壁段48具有后支承壁段50，它朝向外侧并且具有两个孔51。此外设计有第四壁段52，它相对于第三壁段48弯曲并且具有前支承段54，它同样由翻折形成并朝向外侧。第二下固定段44u2朝向内侧，它与第四壁段52互相接触，使第二下固定段44u2与第四壁段52例如通过焊接相连，从而对容纳体32进行加强。
[0046]在图2b)中以后视图示出图2a)中的容纳体32。
[0047]图3示出固定在第一型材件30上的容纳体32。可以看出，朝外侧的固定段44以及支承段54(参考图2a))作为第一型材件10的后平面16或者下平面14的端面18的支承面，由此实现容纳体32在第一型材件10中的定位。此外明显的是，第三壁段48平行于第一型材件10的纵轴线L延伸，由此使力在第一型材件10中沿着纵轴线L传递。第三壁段48作为加强段55，它对加强第一型材件10来说至关重要，这里第一型材件由于孔20的存在而强度减小。此外可以看出，容纳体32在图3中向后伸出后平面16。这取决于布置在容纳体32中的结构单元34的尺寸和形状。
[0048]图4a)示出第一型材件10以及固定在其上的容纳体32的安装状态。可以看出，第一型材件10在其两端与马鞍形的连接元件56例如通过焊接相连。马鞍形的连接元件56又与撑杆58相连并一起形成未展示出的车辆的轮罩的一部分。
[0049]在图4b)中以后视图示出图4a)所示的元件。
[0050]在图5中以立体前视图示出按照本发明的支架结构60的安装状态。上述的第二型材件30固定在第一型材件10上，从而包围出空腔62，在其中，插入容纳体32。此外第二型材件30固定在马鞍形的连接部件56上。如上所述，第二型材件30具有和第一型材件10类似的开口 20，从而开口 20从第一型材件10延伸至第二型材件30 ο结构单元34，在这里的图示中是安全带自动装置36被布置在容纳体32中并且大部分位于空腔62中。此外安全带自动装置36固定在固定板64上，它从外侧旋紧在第二型材件30上。此外支承件12的开口 20由容纳体32和固定板64进一步封闭。
[0051]为了安装按照本发明的支架结构60，首先将容纳体32预先定位在第一型材件10的开口 20中，例如如下实现，即容纳体32相对开口 20具有很小的过盈量，从而产生摩擦连接。接着将第一型材件10固定在马鞍形的连接部件56上，例如通过焊接(参考图4a)和4b))。这两个步骤也可以以相反的顺序进行。
[0052]根据安全带自动装置36的形状可以先将它装入容纳体32中并与之相连，在此之前将第二型材件30固定在、例如同样焊接在马鞍形的连接部件56和第一型材件10上，从而形成空腔62。同样可能的是，安全带自动装置36已经布置在固定板64上，它首先与第二型材件30螺纹连接或者以另外方式固定在第二型材件30上，而安全带自动装置36通过将第二型材件30固定在容纳体32的马鞍形连接部件56上才安装进空腔62中。在所示的示例中，固定板64在外侧位于第二型材件30上并可以利用孔46、51(参考图2a)和2b))同时与第二型材件30以及容纳体32螺纹连接。
[0053]虽然结合至少一个示例性的实施方式阐述了本发明，应该理解的是，该存在大量变型方案。还应注意的是，所述一个或多个示例性的实施方式仅是示例并且不应理解为以任何方式对保护范围、可应用性或可行性或结构的限制。前述说明为技术人员提供了一种适当的指导，用于实现或实施至少一个实施方式。应理解的是，只要没有脱离权利要求所公开的保护范围，便可以对在上述至少一个示例性的实施方式中所描述的元件或部件的功能和设置方面进行不同的变形。
[0054]附图标记列表
[0055]10第一型材体
[0056]12支承件
[0057]14下平面
[0058]16后平面
[0059]18 端面
[0060]20 开口
[0061]22限定面
[0062]24第一限定面
[0063]26第二限定面
[0064]28装配孔
[0065]30第二型材体
[0066]32容纳体
[0067]34结构单元
[0068]36安全带自动装置
[0069]38壁
[0070]40第一壁段
[0071]42第二壁段
[0072]44固定段
[0073]46孔
[0074]48第三壁段
[0075]50后支承段
[0076]51孔
[0077]52第四壁段
[0078]54前支承段
[0079]55加强段
[0080]56马鞍形连接件[0081 ]58撑杆
[0082]60支架结构
[0083]62空腔
[0084]64固定板
[0085]L纵轴线
【主权项】
1.一种支架结构，用于在车辆中吸收力，所述支架结构包括 -支承件(12)，所述支承件(12)围成空腔(62)并且具有多个开口(20)，这些开口(20)由一个或多个限定面(22)限定边界， -用于结构单元(34)的容纳体(32)，所述容纳体(32)安置在开口(20)之一内，使得所述容纳体(32)至少部分伸入所述空腔(62)中，其中， -所述容纳体(32)具有壁(38)，所述壁(38)至少分段地与所述限定面(22)相对应地延伸，并且所述容纳体(32)借助所述壁(38)与所述支承件(12)的限定面(22)相接触。2.根据权利要求1所述的支架结构，其特征在于，所述支承件(12)具有纵轴线，并且所述容纳体(32)包括基本上平行于所述纵轴线延伸的加强段(55)。3.根据权利要求1或2所述的支架结构，其特征在于，所述开口(20)由第一限定面(24)和第二限定面(26)限定边界，所述第一限定面(24)和第二限定面(26)基本互相平行地延伸，并且所述壁(38)具有第一壁段(40)和第二壁段(42)，所述第一壁段(40)和第二壁段(42)基本互相平行地延伸，其中，所述容纳体(32)通过这些壁段(40、42)与所述支承件(12)的限定面(22)相接触。4.根据权利要求3所述的支架结构，其特征在于，当所述容纳体(32)装入所述开口(20)中时，这些壁段(40、42)摩擦接合地与所述限定面(22)共同作用。5.根据权利要求3或4所述的支架结构，其特征在于，所述壁段(40、42)包括一个或多个翻折的固定段(44)，所述容纳体(32)通过固定段(44)固定在所述支承件(12)上。6.根据前述权利要求之一所述的支架结构，其特征在于，所述支承件(12)包括第一型材件(10)和第二型材件(30)，所述第一型材件(10)和第二型材件(30)相互靠拢地固定并且与所述容纳体(32)的壁(38)相接触。7.根据权利要求5或6所述的支架结构，其特征在于，所述固定段(44)具有用于将所述容纳体(32)固定在所述支承件(12)上的孔(46)。8.根据前述权利要求之一所述的支架结构，其特征在于，所述结构单元(34)包括安全带自动装置(36)。9.一种用于容纳结构单元(34)的容纳体，所述容纳体能够安置在根据前述权利要求之一所述的支架结构的支承件(12)的开口(20)内，使得所述容纳体(32)至少部分伸入由所述支承件(12)围成的空腔(62)中，其中，所述容纳体(32)具有壁(38)，当所述容纳体装入所述支承件(12)的开口( 20)中时，所述容纳体通过所述壁(38)与所述支承件(12)相接触。10.—种车辆，包括根据前述权利要求之一所述的支承件(12)。11.一种安装支架结构的方法，所述支架结构是根据前述权利要求之一所述的支架结构，所述方法包括以下步骤: -提供支承件(12)，所述支承件(12)具有多个开口(20)，这些开口(20)由一个或多个限定面(22)限定边界， -将容纳体(32)安置到所述开口(20)中，使得所述容纳体(32)的壁(38)与所述限定面(22)相接触，并且 -将所述容纳体(32)固定在所述支承件(12)上。12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述支承件(12)具有第一型材体(10、30)和第二型材体(10、30)，所述方法还包括以下步骤:-将所述容纳体(32)安置在所述第一型材体(10、30)的开口(20)中，-将所述容纳体(32)固定在所述第一型材体(10)上，-将所述第二型材体(30)固定在所述第一型材体(10)上。13.根据权利要求11或12所述的方法，所述方法还包括以下步骤:-将结构单元(34)安置到所述容纳体(32)中，并且-将所述结构单元(34)固定在所述容纳体(32)上。
【文档编号】B62D25/00GK106043443SQ201610370847
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月18日
【发明人】R·施莫尔
【申请人】通用汽车环球科技运作有限责任公司