专利名称：用于机动车的支承部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种钢制的用于机动车的支承部件，该支承部件至少部分具有封闭的横截面和至少一个由特制带材制成的轧制型材，该轧制型材沿支承部件的纵向延伸。此外本发明涉及一种机动车车身。
背景技术：
由拼焊板(即特别适用于负载情况的板)制成的机动车的支承部件是已知的。为此将不同材料特质的和/或材料厚度的板子焊接在一起成为拼焊板，接着成型为例如半壳形状用于制造支承部件。使用由特制带材制成的轧制型材的支承部件已经在例如德国的公开文件DE 10 2009 017 297 Al中已知。特制带材是这样的金属带材，其长边与至少一个另外的金属带材相连，即焊接在一起，从而形成一个整体的金属带材。进行焊接的金属带材可以由不同的材料等级组成，例如软钢和高强度钢，以用于生产为不同负载强度而设计的部件。此外还可能通过应用不同的材料厚度以适应由特制带材制成的部件的负载情况。与使用拼 焊板来制造支承部件相比，特制带材不需要分离、金属带材的剪裁和费力的各个剪裁件的焊接。在上述的德国公开文件中已知形状为机动车门框的支承部件，其支承部件由两个壳体构成，其中两个壳体中至少一个由特制带材制成。该由特制带材制成的半壳体能够设置一个门框内的连接区域，由此以简单的方式在该区域固定住外部壳体。一方面，对于门框的壳状构造需要至少两个接合步骤，即通过两个待连接的壳体部分的接合。另一方面，已知的门框在其坚固性和稳固性方面还值得进一步改善。在德国公开文献DE 197 56 459 Al中已知一种由轧制成型的机动车的支承体，其由含有不同材料等级/材料厚度的特制带材制成。
发明内容
由此出发，本发明的目的为，设置一种用于机动车的支承部件，其可以简单地进行生产并且在同样的生产成本下具有较高坚固性且质量较轻。该目的通过具有权利要求I所述特征的支承部件实现。首先通过轧制型材形成至少含有一个至少部分封闭的横截面的支承部件。如前面所述的现有技术，仅由轧制型材就已经可以设置用于支承部件的封闭横截面，因此不需要支承部件的壳型设计。不需要两个壳体，而是由特制带材制成具有至少部分闭合的横截面的特制带材制成。因此支承部件形成为一个至少部分封闭的空心型材并且在最简单的情况下只由轧制型材构成。该由特制带材制成的支承部件保证了，材料厚度和材料等级对应于负载情况提供了必要的支承部件坚固性和稳固性。支承部件可以含有例如一个单个焊缝，例如在由具有方形的横截面的轧制型材支撑的支承部件中。在坚固性保持一样的条件下，产品生产成本可以相对于壳型状构造形式再次降低。根据本发明，轧制型材形成至少一个沿支承部件的内部的纵侧延伸的中梁，由此支承部件总地来说坚固性和稳固性得到大大提升。具有中梁的支承部件可以例如形成为双腔型材，其具有显著提升的坚固性。根据本发明的中梁由具有较小厚度的材料来提供，以减小由中梁引起的重量增加。根据本发明的支承部件的第一个实施例，设置至少一个凸缘，其至少部分沿支承部件的纵向延伸并且可选地由轧制型材构成。支承部件的最少一个凸缘优选地作用为，使其它部件与支承部件相连接。这样，凸缘例如作为密封凸缘用于密封或者用于连接外壳。当凸缘由轧制型材构成，就避免了额外进行凸缘的装配并且减少了生产带有凸缘的支承部件的工作步骤。此外还可以通过轧制型材使材料等级和材料厚度适应负载情况。此外优选地通过使用用于制造轧制型材的特制带材可以随意选择中梁的材料等级从而很好地匹配于支承部件的负载情况。优选地支承部件为纵梁或者机动车的门框。纵梁和门框必须在事故发生时承受较高的断裂和/或弯曲负载并具有特定的变形行为。借助本发明的支承部件可以通过对特制带材的适当选择一方面在支承部件质量最小的前提下非常准确地顾及到负载情况，同时将制造支承部件的工作步骤减少到最少。通过本发明所应用的轧制型材也可以不费力地设置·门框的密封凸缘。如果轧制型材至少在一个区域，优选地在中梁区域具有穿孔和/或通路，那么支承部件的重量将进一步减小，而基本不影响支承部件的坚固性。根据本发明的支承部件的另一个实施例，轧制型材优选由特制带材制成，该特制带材具有两个、三个或者多于三个不同的材料等级和/或材料厚度。如前所述，可以通过特制带材的材料等级和材料厚度顾及到不同的负载和可能的支承部件结构，而不需要付出很大的生产耗费。特别是在三个或者三个以上不同的材料等级和材料厚度时可以非常准确的描述出复合的负载情况。取决于机动车的负载情况，根据本发明的支承部件的另一个实施例，在装配完成时的中梁与支承部件的横截面呈竖向走向、水平走向或对角线走向。三种设置针对特别的支承部件在机动车内的安装情况具有各自的优点。例如支承部件的中梁的水平走向保证了在发生侧面断裂和/或弯曲冲击时(例如在侧向撞击的情况下)提供最大的坚固性。与此相反，竖向的中梁达到支承部件竖向的最大负载能力。而对角线走向的中梁显示出在两种负载情况下的最佳折中并提供可均匀承受负载的支承部件。轧制型材的中梁区域优选具有比轧制型材其它区域更小的壁厚和/或由比轧制型材其它区域的钢材特性更软的钢材制成。原则上不要求中梁有特别高的坚固性，因此可以减小此处的材料厚度而节约重量。此外较软的钢材等级能够实现根据目的的支承部件变形性能。根据本发明的支承部件的另一个实施例，额外设置另一个型材，其材料配合地与轧制型材连接并且形成支承部件的外壁。通过利用另一个型材形成支承部件的外壁可以以最少的耗费保障支承部件的几何形状要求(例如其与坚固性要求相抵触时)，其中由特制带材制成的轧制型材达到满足机械负载要求的目的。例如可以假设，为满足负载要求，轧制型材具有一种对支承部件的安装不适宜的形状，通过额外的型材满足支承部件的安装上的几何形状要求。为了设置一个相应的支撑载体的耗费大概相当于以壳体构造方式制造出的支承部件。例如，当一种机动车类型的平台是一样的并且型材(外壁)的形状是根据机动车类型(房车、双门轿车、敞篷车等)而变化的，此方法特别有效。根据本发明的支承部件的另一个实施例可以最终这样设置门框的密封凸缘，即设置一个或者两个密封凸缘作为凸缘并且该一个或两个密封凸缘可选地通过形状配合的连接件与支承部件相连。这样凸缘需要额外的组件。然而这样的自由度使得密封凸缘不依赖于轧制型材的几何形状而进行安装。如前所述，如果密封凸缘由轧制型材提供，那么可以避免为安装密封凸缘而造成的耗费。根据本发明的另一原理，所述目的通过包括根据本发明的支承部件的机动车车身实现。如前所述，由此可以成本低廉地生产适应 负载情况的支承部件，其导致相应的机动车车身的成本降低。
下面根据实施例的图示阐述本发明。图中示出以下截面图图la)、b)根据本发明的支承部件的第一个实施例，其为不具有中梁的现有技术，图2a)、b)根据本发明的承部件的另两个实施例，其具有竖向和水平走向的中梁，图3a)、b)另两个实施例，其具有对角线走向的中梁，和图4a)至c)根据本发明的承部件的另三个实施例，其具有额外的型材。
具体实施例方式在图2至4中示出的根据本发明的支承部件的实施例都可以作为纵梁或者门框应用于机动车。图la)、b)中示出了两个现有技术中的支承部件的实施例的截面图，其中支承部件具有轧制型材I。该轧制型材I由两个不同的区域2和3组成，二者具有不同的材料厚度，如前所述。轧制型材I形成为方形封闭横截面5且具有凸缘4，在该凸缘内，轧制型材2和3的区域彼此材料配合地连接，以形成封闭的横截面5。如图Ia)所示，轧制型材由特制带材制成，其具有两个不同的区域2、3，二者具有不同的材料厚度。不同的材料厚度保障了，支承部件可以选择地与装配状态下的负载受力相匹配。当然还可以考虑，在不同材料厚度的区域也可以额外的选择具有相同或者不同的材料厚度的不同的材料等级。图Ib)示出了由轧制型材制成的支承部件的第二个变体，其被轧制成方形的横截面。可以看出两个部分2、3具有不同的厚度。这里的凸缘4设置在由轧制型材提供的支承部件的横截面5的中间。图Ia)和b)中的实施例的轧制型材I的制造通过对由具有两种不同的材料厚度的区域2和3的两块金属带材构成的特制带材的轧制完成。当然可以考虑，由特制带材提供三个或者更多不同的材料厚度和/材料等级。图Ia)和b)中没有示出例如穿孔或通路。其可以设置在例如支承部件的朝向下的表面内且形成喷漆排孔，由此在支承部件喷漆时具有优势。图2a)和b)示出根据本发明的支承部件的两个实施例，其由轧制型材10构成，该轧制型材提供中梁U。该轧制型材10由两个区域12、13构成，其由具有不同材料厚度的材料构成。如图2a)所示，中梁垂直设置且由较薄的材料构成，因此总重量由于中梁11稍微增加一些。此外可以在轧制前在中梁11内设置穿孔或通路，以此达到总重量的进一步减少。中梁11保障了支承部件在垂直方向上的非常高的坚固性。同样地，作为密封凸缘作用的凸缘14通过轧制型材10来提供，由此就不再需要额外的为了生产密封凸缘的工作步骤了。当使用图2a)所示的支承部件作为机动车的门框时，根据在侧面碰撞时所期望的变形要求，区域12可以例如具有向内或者向外的更大材料厚度。
图2b)所示的实施例给出了更高的侧面坚固性。此处的根据本发明的支承部件也由轧制型材10构成，其经过这样的轧制，从而形成一个中梁11并且具有两个封闭的横截面15和16。与图2a)中的实施例的区别是，轧制型材10由特制带材构成，该特制带材具有一个较小材料厚度的中间区域13和两个较大材料厚度的外侧区域12。该特制带材这样变形为轧制型材，其具有双空腔型材的形状。轧制型材10的两个边缘IOa和IOb与中间区域13焊接在一起，由此形成一个封闭的空腔结构。这样的结构具有非常高的坚固性。此处，中梁11具有水平走向由此可以非常好地吸收侧面冲击力。密封凸缘14通过材料配合地和/或形状配合地作为额外的部件进行设置。然而也可以通过轧制型材10设置密封凸缘。
图3a)和b)示出具有对角线走向的中梁21的两个根据本发明的支承部件的实施例，该中梁由轧制型材20的区域23提供。在两个实施例中凸缘24都由轧制型材设置。图3a)的凸缘24设置在边上而图3b)的凸缘设置在支承部件的中间。两个实施例都具有由含有三个材料区域的特制带材制成的轧制型材20。轧制型材20具有两个较大材料厚度的区域22和一个较小材料厚度的区域23，区域23为中梁21而设置。图4a)至c)同样以截面图示出了根据本发明的支承部件的结构更为复杂的实施例。图4a)至4c)所示的实施例具有由特制带材制成的轧制型材30，其提供了具有较小材料厚度的区域33和具有较大材料厚度的区域32。此外设置另一个型材36，其与轧制型材30 一起使支承部件具有一个大致为四边形的横截面形状，由此满足将支承部件装配进机动车的几何形状要求。图4a)和4c)中，额外的型材36与轧制型材30 —起形成两个位于边上或者中间的密封凸缘。同时轧制型材30提供一个中梁31，以提高支承部件的坚固性。图4b)中只有一个密封凸缘34，此处，其由额外的型材36形成。所有示出的实施例的共同特点是，其由特制带材制成的轧制型材组成，该轧制型材与压力负载匹配并且以简单的制造方式满足负载和形状方面的最高要求。
权利要求
1.一种钢制的用于机动车的支承部件，所述支承部件至少部分具有封闭的横截面并包括至少一个由特制带材制成的轧制型材，所述特制带材具有两个、三个或者多于三个的不同的材料等级和/或材料厚度，所述轧制型材沿支承部件的纵向延伸，其中通过所述轧制型材形成具有至少一个至少部分封闭的横截面的支承部件，其特征为，所述轧制型材形成至少部分在支承部件的内部沿纵向延伸的至少一个中梁并且所述轧制型材的中梁的区域具有相对于轧制型材其他区域更小的壁厚。
2.根据权利要求1所述的支承部件，其特征为，设置至少一个凸缘，所述凸缘至少部分沿支承部件的纵向延伸并且可选择地通过轧制型材的一部分形成。
3.根据权利要求1或2的任意一项所述的支承部件，其特征为，所述支承部件是机动车的纵梁或门框。
4.根据权利要求1至3的任意一项所述的支承部件，其特征为，所述轧制型材至少在一个区域，优选地在中梁区域具有穿孔和/或通路。
5.根据权利要求1至4的任意一项所述的支承部件，其特征为，在所述支承部件装配完成的状态下，所述中梁相对于支承部件的整个横截面呈垂直走向、水平走向或者对角线走向。
6.根据权利要求1至5的任意一项所述的支承部件，其特征为，所述中梁的区域由相对于轧制型材的其他区域更软的钢材等级构成。
7.根据权利要求1至6的任意一项所述的支承部件，其特征为，额外设置另一型材，所述另一型材与轧制型材材料配合地相连并且形成为支承部件的壁。
8.根据权利要求1至7的任意一项所述的支承部件，其特征为，将一个或者两个密封凸缘设置作为凸缘，并且所述一个或者两个密封凸缘可选择地通过形状配合和/或材料配合与支承部件相连。
9.包含至少一个根据权利要求1至8的任意一项所述的支承部件的机动车车身。
全文摘要
本发明涉及一种钢制的用于机动车的支承部件(1)，其至少部分具有封闭的横截面和至少一个由特制带材制成的轧制型材(2、3)，该轧制型材沿支承部件的纵向延伸。此外本发明涉及一种机动车车身。提供一种用于机动车的支承部件(其不仅可以以简单的方式生产并且在同样的生产成本下具有高的坚固性)的目的由此实现，即，通过轧制型材形成具有至少一个至少部分封闭的横截面(5)的支承部件。
文档编号B62D21/00GK102883940SQ201180019411
公开日2013年1月16日 申请日期2011年4月7日 优先权日2010年4月16日
发明者马库斯·策纳克, 斯特凡·德鲁斯, 洛塔尔·帕特博格 申请人:蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司