具有U形横截面的横梁制造技术

一种包括具有U形横截面的第一部分的横梁，其中U形包括底部以及基本垂直于底部延伸的第一侧壁和第二侧壁，并且其中第一和/或第二侧壁包括第一基本笔直部分、第二基本笔直部分以及第一和第二基本笔直部分之间的侧过渡区。本公开还涉及保险杆、摇板、侧碰撞横梁和包括这种横梁的B‑柱并且涉及结合这些组件的交通工具。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本申请要求2014年4月7日提交的欧洲专利申请EP14382133.8以及2013年11月15日提交的法国专利申请FR1361220的权益。
本公开涉及包括具有基本U形横截面的部分的横梁。本公开还涉及保险杆、摇板、侧碰撞横梁和B-柱，并且还涉及交通工具，诸如包括这些组件的汽车。
技术介绍
诸如汽车的交通工具包括结构骨架，其被设计以承受交通工具在其使用寿命期间可经受的所有荷载。结构骨架被进一步设计以在例如与其它汽车碰撞的情况中承受并吸收冲击。从这个意义上说，汽车的结构骨架可包括例如保险杆、支柱(A-柱、B-柱，C-柱)、侧碰撞横梁、摇板和减振器。这些组件可结合横梁和这种横梁周围的额外的板。已知使用具有基本U形(或“帽”形横截面)的横梁。这种横梁可以各种方式制造，并且可由多种材料制成。对于汽车的结构骨架，或至少对于一些汽车组件，使用所谓的超高强度钢(UHSS)在汽车行业中已变得司空见惯，所述超高强度钢展现出每单位重量最优的最大强度和有利的可成形特性。这些钢中的一些，诸如例如22MnB5钢，被设计以在热处理之后获得微结构，其给予良好的机械特性并使得它们尤其适于用于将钢坯形成为特定的汽车部件的热冲压工艺。为了避免成形工艺过程中的脱碳和结垢，22MnB5被呈现为铝-硅涂层。购自安塞尔米塔尔(ArcelorMittal)的是各种组件中使用的钢的示例，可能涉及所谓的定制坯件和拼接坯件。在铁素体-珍珠岩阶段供应其是以均匀模式分布的细粒结构。机械特性与这种结构相关。在热冲压工艺期间的热处理之后，建立马氏体微结构。结果，最大强度和屈服强度明显增加。典型的热冲压工艺可包括在熔炉中将扁钢的坯件加热到奥氏体状态，并且在冷却的一对工具之间(例如，在冲模中)热成形所述坯件。所述坯件可维持在所述工具之间，直到该坯件变硬并迅速冷却。可得到具有多于1.300Mpa(例如，约1.500Mpa)的抗拉强度的本质上马氏体结构。使用具有相对薄壁的U形横截面的横梁可具有优势，这是由于它们可使用例如热冲压工艺制造并且因为它们每单位重量提供良好的弯曲刚度，并且因此能够改进在弯曲下且在压缩中的性能。如前所述，在一些实施方式中，可提供额外的钣金，例如，“关闭”U形横截面的盖板。这种关闭的横截面可改进由此所得的组件的刚度。在本公开的示例中，提供包括具有改进的特性的基本U形横截面的横梁。
技术实现思路
在第一方面中，提供包括具有基本U形横截面的第一部分的横梁，其中U形包括底部以及第一侧壁和第二侧壁。第一和/或第二侧壁包括第一基本笔直的部分、第二基本笔直的部分以及第一和第二基本笔直的部分之间的侧过渡区。根据该方面，可得到具有改进的变形特性和倒塌(collapse)控制的横梁。当经受可由冲击引起的弯曲荷载时，标准的U形横截面的侧壁可在屈曲下倒塌。根据该方面，第一和/或第二侧壁包括侧壁的第一笔直部分和第二笔直部分之间的侧过渡区。该侧过渡区在某种程度上中断侧壁。侧壁的屈曲行为因此可被改变：屈曲荷载可被增加并且屈曲下的变形也被改变。可具有沿横梁的长度的变化的横截面并且结合在一个或两个侧壁中的这种侧过渡区的横梁可以由现代热冲压技术制成。已经发现，诸如B-柱等组件的重量可通过结合这种侧过渡区而被显著减少(例如，5％至10％的量级的级别)，同时维持或改进冲击下的行为(即，变形过程中的行为)。过渡区可具有各种形状，只要侧壁的屈曲相对于基本笔直的侧壁受到影响。在一些示例中，U形横截面还包括从第一侧壁延伸的第一侧凸缘，和/或从第二侧壁延伸的第二侧凸缘。这些侧凸缘可基本平行于“U”的底部。包括侧凸缘一方面对转动惯量有影响并且因此对弯曲刚度有影响，且另一方面，侧凸缘可用于附接板或其它组件。在一些示例中，基本U形横截面的底部可包括加强肋。这种加强肋可包括向内弯曲的部分。这种肋可引起U形横截面以受控的方式破裂。如果在冲击和结构倒塌的情况中横梁破裂，则期望的是，裂纹扩展以受控的方式发生。该肋可确保在底部发生破裂，并且此外，这种U形横梁的破裂行为受侧过渡区的影响。由于侧过渡区，可实现当底部破裂时，裂纹仅沿U形的底部部分延伸，并且不超过底部。这可在碰撞的情况中增加乘客安全。在一些示例中，第一和/或第二侧凸缘可包括凸缘过渡区，即侧凸缘不是基本笔直的部分。这些凸缘过渡区可增加弯曲的中性轴周围的转动惯量。在一些示例中，横梁还可包括具有U形横截面的第二部分，其中U形包括底部以及基本垂直于底部延伸的第一侧壁和第二侧壁，所述侧壁不具有侧过渡区。在一些另外的示例中，横梁还可包括具有U形横截面的第三部分，其中U形包括底部以及基本垂直于底部延伸的第一侧壁和第二侧壁，并且其中第一和/或第二侧壁包括第一基本笔直的部分、第二基本笔直的部分以及第一和第二基本笔直的部分之间的侧过渡区。因此，可提供带有不同部分，带有不同横截面特性的横梁。在这些示例中，包括具有侧过渡区的侧壁的U形横截面可不沿横梁的整个长度提供。在例如B-柱的情况中，强度和刚度要求以及变形要求仅是所有设计要求中的一种选择。B-柱需要与例如汽车门的形状互补。为此目的，在中心横梁(有时称为“中心B-柱”)的外侧上，可提供适于汽车门的外盖板。但是中心横梁的尺寸需要沿其长度调整以适当地支撑这种盖板。此外，根据内部设计的垫子、橡胶，织物可能需要安装在B-柱的内侧上，即乘客侧上。为此目的，在中心横梁的内侧上，可提供一个或多个内盖板和装饰板。而且，中心横梁的尺寸和形状需要适当地支撑沿B-柱的长度的这种内板并符合这种内板。例如，B-柱还可能需要适合门锁系统。这种门锁可要求基本平坦的表面，并且特别是U形横截面的基本笔直的侧壁。沿B-柱的长度，U形横截面的形状和尺寸可因此变化。对于不同类型的汽车的要求可以不同。在一些情况中，改进的B-柱可通过提供包括具有侧过渡区的U形横截面的第一部分、不具有这些过渡(例如，为了适合门锁)的第二部分，以及再次具有这些侧过渡区的第三部分而得到。另一方面，提供包括根据如本文所公开的任一示例所述的横梁的B-柱。具体地，中心B-柱可为这种横梁。在另外的方面中，提供了结合如本文所公开的横梁的任一示例的保险杆、摇板和侧碰撞横梁。附图说明参考附图，下面将描述本公开的非限制性示例，其中：图1a示意性示出根据一实施方式的B-柱的中心横梁的示例；图1b示意性示出图1a的中心横梁的示例的若干横截面；图1c示意性本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包括具有基本U形横截面的第一部分的横梁，其中所述U形包括底部以及第一侧壁和第二侧壁，并且其中所述第一侧壁和/或所述第二侧壁包括第一基本笔直部分、第二基本笔直部分以及所述第一基本笔直部分和第二基本笔直部分之间的侧过渡区。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.07 EP 14382133.8;2013.11.15 FR 13612201.一种包括具有基本U形横截面的第一部分的横梁，其中所述U形包括底
部以及第一侧壁和第二侧壁，并且其中
所述第一侧壁和/或所述第二侧壁包括第一基本笔直部分、第二基本笔直部
分以及所述第一基本笔直部分和第二基本笔直部分之间的侧过渡区。
2.根据权利要求1所述的横梁，其中所述U形横截面还包括从所述第一侧
壁延伸的第一侧凸缘，和/或从所述第二侧壁延伸的第二侧凸缘。
3.根据权利要求2所述的横梁，其中所述第一和/或所述第二侧凸缘基本平
行于所述底部。
4.根据权利要求2或权利要求3所述的横梁，其中所述第一和/或第二侧凸
缘包括凸缘过渡区。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的横梁，其中所述侧过渡区包括基本笔
直部分并且其中所述第一基本笔直部分和第二基本笔直部分基本平行，并且所
述侧过渡区不与所述第一基本笔直部分和第二基本笔直部分平行。
6.根据权利要求5所述的横梁，其中所述侧过渡区的所述笔直部分相对于
所述U形的所述底部倾斜。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的横梁，其中所述侧过渡区包括所述第
一基本笔直部分的末端处的第一圆角半径和所述第二基本笔直部分的末端处的
第二圆角半径。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的横梁，其中所述侧过渡区被布置在侧
壁的高度的50％到90％之间，可选地在侧壁的所述高度的60％到80％之间。
9.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·瓦伦西亚卡尔里欧，S·马奎斯杜兰，L·伊思帕安德胡安，C·卡兹，G·加塔尔，V·巴雷利，E·勒罗伊，M·杜娜恩，M·尼艾斯，
申请(专利权)人：自动工程公司，
类型：发明
国别省市：西班牙;ES