CN102548833A - 用于汽车门柱的加强装置和制造这样的加强装置的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种在汽车门柱(10)的空腔(14)内部的加强装置(16)，具有至少一个加强型材(28)，其在下部区域中通过加强装置(16)的支撑装置(26)支撑，其中，所述加强型材(28)在支撑装置(26)的区域中借助布置在加强型材(28)的空腔(14)内部的内部型材(36)加强。此外本发明还涉及一种用于制造这样的加强装置的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种按照技术方案1的前序部分给出种类的在汽车门柱的空腔内部的加强装置。此外本发明还涉及一种按照技术方案6的前序部分所述的用于制造这样的加强装置的方法。
背景技术
这样的加强装置例如已经从DE 102005045388A1或从DE 102005057707A1中作为公知的获悉。在各个门柱的空腔内部-所述门柱通常通过按照金属板壳(板金壳体)结构方式的构造形成并且因此包围所述空腔-分别设置这样的加强装置，以便特别是在汽车翻倒的情况下避免门柱过分变形或过分弯曲，所述过分变形或过分弯曲会导致过分降低在汽车的乘客座位内部用于乘客的幸存空间。
目前常用的加强装置通常包括例如以加强管形式的加强型材，其沿着门柱中的顶柱区域延伸并且在下部区域中-特别是在顶柱区域和在垂直方向上延伸的下部门柱区域之间的过渡中-通过加强装置的支撑装置支撑。该支撑装置特别在门柱的顶柱区域和下部门柱区域之间的过渡或拐角区域中能确保加强型材相应可靠地被保持和支撑。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，实现本文开头提到种类的加强装置和方法，借助其可以得到特别刚性/不易弯曲的和尽管如此特别轻的门柱。
上述技术问题按照本发明通过一种具有技术方案1或6的加强装置和方法解决。具有本发明的合适的和并非不重要的扩展的优选实施方式在从属技术方案中给出。
为了实现加强装置-借助该加强装置可以实现总体上特别轻的门柱，尽管如此该加强装置是极其加固地支撑的-按照本发明，加强型材在支撑装置区域中借助在加强型材的空腔内部布置的内部型材来加强。换言之，按照本发明，加强型材在如下那个区域中加强，在所述区域中该加强型材向下通过支撑装置支撑。通过借助内部型材来简单、低成本并且尽管如此高效地加固加强型材，由此以简单方式实现加强装置，其以最佳方式与出现的负荷或者应力匹配。
也就是因此可以采用这样的加强型材，其总体上比迄今为止的现有技术具有更小的壁厚和/或更弱的廓形(Profil)，然而其在较小负荷的区域中是足够强和稳的，而其在较高负荷区域中-更确切地说在支撑装置上的支撑区域中-相应地通过内部型材加强。由此总体上在同时实现更小的重量的情况下可以实现加强型材的更高的强度。根据负荷情况而定，可以通过内部型材的切边(Beschnitt)和长度在此实现与门柱的计算结果的最佳和价格低的匹配。
在此可以实现特别可简单制造的加强装置，方法是，将内部型材仅通过形锁合与外部型材相连。换言之，在目前情况下以简单方式可以弃用接合连接(Fuegverbindung)等来将加强型材与内部型材相连。
按照另一个优选实施方式，内部型材至少设置在支撑装置的支撑型材的区域中。加强型材的高负荷就是置入该区域中，特别是，当汽车例如处于翻倒时。因此在该支撑型材的区域中布置内部型材是特别有利的。
在本发明的另一个构造中内部型材在其末端具有直的或倾斜的切边。通过合适选择切边，例如其角度，可以以简单方式达到门柱的相应的机械值。
按照另一个优选实施方式，加强型材和内部型材由各个半成品形成，其横截面在组合之后成形并且形锁合地互相连接。换言之，通过如下得到优选实施方式，即，加强型材的半成品和内部型材的半成品首先组合并且然后-例如通过液压成形-来成形并且由此形锁合地互相连接。
然而与之替换地，按照另一个实施方式还可以考虑，加强型材和内部型材由各个半成品形成，其横截面在组合之前成形并且相互匹配，其中加强型材和内部型材在组合之后通过进一步成形-例如通过沿着其纵向延伸方向弯曲-互相连接。换言之，通过组合已经得到加强型材和内部型材的至少径向形锁合的连接，其中，然后在进一步成形步骤中实现在加强型材内部，内部型材的轴向锁定。
前面结合按照本发明的加强装置描述的优点也适合于按照技术方案6所述的方法。
附图说明
本发明的其他优点、特征和细节从以下对优选实施例的描述以及根据附图得出。其中，
图1示出了汽车的构造为A柱的门柱的空腔内部的加强装置的侧视图，该加强装置具有特别是在顶柱区域中延伸的加强型材，其在通过门柱的下部门柱区域的过渡区域中通过支撑装置支撑，其中支撑装置包括具有两个部分壳体以及特别是一个支撑型材的三角形片状结构，并且其中，加强型材在支撑装置或支撑型材的区域中借助布置在加强型材的空腔内部的内部型材加强；
图2示出了按照图1的加强装置的侧视图，其中，特别是省去了支撑装置的部分壳体，从而可以看出支撑装置的基本上在门柱的门柱区域内部延伸的支撑型材，其在门柱的顶柱区域和门柱区域之间的拐角区域中紧固到加强型材，其中在加强型材上在支撑型材的连接位置的区域中又在加强型材内部布置了内部型材；
图3a和3b示出了加强型材的以及特别是支撑装置的支撑型材的侧视图，其中在支撑型材与加强型材的连接区域中在加强型材内部布置了内部型材，其中内部型材按照图3a在其各个末端具有直的切边并且按照图3b在其各个末端上具有斜的切边，
图4示出了在顶柱区域内部打开的(敞式)加强型材以及门柱区域内部延伸的支撑装置的内部型材的五个示意性侧视图，其中在内部型材与加强型材的连接位置上布置了加强型材的各个内部型材，并且其中内部型材在其各个末端上具有直的或斜的切边，并且
图5示出了关于内部型材与加强型材的连接的两个变形的概览图，其中，左边的第一变形中加强型材和内部型材由各个管形的半成品形成，其横截面已经在组合之前就成形，由此在径向方向上得到形锁合，并且其中，内部型材通过如下形锁合地在轴向方向上在加强型材内部被固定，方法是，加强型材和内部型材共同在另一个成形处理中通过弯曲互相连接，并且其中，按照右边的变形，选择各个管形的空腔横截面，其首先不是形锁合地互相连接，并且其在组合之后才既在径向上也在轴向上通过将其相应地共同成形来形锁合地互相连接。
具体实施方式
图1和图2分别以侧视图示出了以打开的汽车的A柱形式的门柱10的侧视图。确切来说分别仅示出了例如由钢板等构成的部分壳体12，其与未示出的第二部分壳体组合以形成空腔14。在门柱10的空腔14内部固定了在图1和2中可以看出的加强装置16，其特别是在打开的(敞式)汽车翻倒的情况下将防止，各个门柱10-确切来说是其顶柱区域18-向汽车底板方向上过分弯折或弯曲，从而不再能够确保乘客的幸存空间。事实上加强装置16应当确保，门柱10的顶柱区域18至少在向下的方向上或在乘客空间的方向上不过分地弯曲。
除了顶柱区域18，门柱10包括具有柱根22的门柱区域20，该柱根从在顶柱区域18的下末端的拐角区域或过渡区域24向下延伸。
在门柱10的空腔14的该过渡区域24中设置加强装置16的支撑装置26，其支撑门柱10的加强型材28或顶柱区域18以防在事故导致的冲击力的情况下朝乘客座位方向上的过分移动。
加强型材28在此基本上在门柱10的空腔14内部的顶柱区域18的接近整个长度上延伸。在本例中由加强管构成的加强型材28，大致在门柱10的门柱区域20中的过渡区域24的前末端向前结束。
支撑装置26特别包括以支撑管形式的支撑型材30，其基本上在门柱10的门柱区域20内部延伸并且因此与加强型材28之间形成一角度。加强型材28以及支撑型材30在本例中都稍微弯曲地构造。
此外支撑装置还包括多个金属板壳元件32、34，其中与按照图1的不同，按照图2为了清楚看见特别是支撑型材30起见，省略了在观察方向上在前面的金属板壳元件34。
金属板壳元件32、34在本例中形成大约三角形的外形，其附加地将成角度互相布置的型材-即加强型材28和支撑型材30-相对于其连接加固。金属板壳元件32、34同样容纳并固定在门柱的空腔14内部，从而得到极其稳定的支撑装置26，通过该支撑装置，加强型材28在门柱10的顶柱区域18和门柱区域20之间的过渡区域24中得到支撑。
结合图3a和3b可以看出，加强型材28和支撑装置26的支撑型材30以哪种方式互相连接或者以哪种方式借助相应的金属板壳元件进行在两个型材之间拐角区域的加固。这两个分离示出的型材-加强型材28和支撑型材30-在此在该情况下在没有示出门柱10或支撑装置26的其他组件的情况下被示出。此外相对于图1和2镜像地示出它们。
从图3a和3b此时特别可以看出，构造为管型材的加强型材28在支撑装置26的区域中-特别是在支撑型材30的区域中-利用在加强型材28的空腔内部布置的内部型材36加强。该内部型材36在本情况下是内部管，其在加强型材28的部分长度上延伸，并且具体来说特别是在支撑型材30的与加强型材28的连接位置的区域中。
在按照图3a的实施方式中内部型材在其各个末端38、40上具有直的或垂直的切边，而在按照图3b的实施方式中各个末端38、40是倾斜地切边的。在此两个切边的角度这样选择，使得其基本上水平延伸。
图4分别以侧视图示出了内部型材36的五个可能的形式，其分别布置在支撑型材30与加强型材28在其空腔内部的连接位置的区域中。最左边的图示在此类似于按照图3a的实施方式又示出了在内部型材36的相应末端38、40上的各个直的或垂直的切边。在内部型材36的第二个变形中，在其末端38、40上设置互相平行延伸的切边，其中这两个切边按照关于加强型材28的纵向成60度角延伸。在中间的图示中，内部型材36的末端38、40这样切边，使得其关于加强型材28或内部型材36的纵向分别形成45度角。在此这两个切边在末端38、40上不互相平行地延伸。相反，从右边看的第二个实施方式同样示出了关于内部型材36或加强型材28的纵向成45度的各个切边，其中与中间的图示不同，它们互相平行地延伸。最后最右边的图示示出了在内部型材36的末端38、40上关于内部型材36或加强型材28的延伸方向分别成60度角的各个切边，其中，这两个末端38、40互相平行地延伸并且从左边看与第二个图示不同大约水平地延伸，而按照从左边看的第二个图示的切边在汽车高度方向上延伸。
作为在本发明的范围内一起包括的，要考虑到，原则上可以自由选择直的或斜的切边。同样可以考虑，可以在末端38上关于其纵长方向设置内部型材36的直的或垂直的切边，而在另一个末端40上设置关于内部型材36的纵长方向的相应的斜的切边，或者反过来。
内部型材36的功能在此特别在于，加强型材28可以有针对地在这种位置上被加强，在该位置上特别是在事故引起的冲击力形成最高的应力。加强型材28的关键性应力区域在该实施例中是支撑位置，在该支撑位置上加强型材28利用支撑型材30支撑在支撑装置26上。通过内部型材36由此该更高应力的区域可以极其有利地被加强，而相反例如在加强型材28的上面的末端具有更小的壁厚并且因此具有更小的重量。由此总体上可以看出，借助相应的内部型材36可以以简单方式实现加强装置16，其具有特别是加强型材28的特别有利的加固性并且尽管如此是极其轻量化的构造。根据应力情况的不同可以通过在本例中构造为内部管的内部型材36的长度和切边，实现与计算结果的最佳的和价格有利的匹配。特别是通过设置斜的切边或末端38、40，可以实现特别协调的壁厚过渡。在此要指出，前面提到的切边不一定要理解为在这个意义上的机械加工。也就是还可以考虑，内部型材36不是相应地被切边等机械加工，而是例如是铸件(Gussbauteil)或塑料件。然而在本例情况下将管相应地截短(ablaengen)。
图5最后解释了以哪种方式可以将内部型材36与加强型材28相连的两种可能的方法：
左图示出了一种方法，在该方法中，采用内部型材36的半成品42和加强型材28的半成品44，其在横截面上就已经具有其最终的横截面形状。此处加强型材28的空心截面44的所选择的卵形横截面形状在此在其内圆周上与支撑型材30的半成品42的外圆周形状匹配。由此在组合的情况下已经得到在两个半成品42、44之间的径向形锁合。换言之，这两个半成品42、44已经在组合之前就被成形。在组合之后然后将半成品42和44也在纵向方向上或轴向方向上相对固定，方法是，相应地纵向弯曲两个型材-如通过箭头46表示的。通过该进一步成形由此加强型材28和内部型材36然后既径向也轴向相对固定。
在图5右边示出的制造方法中使用两个半成品48、50，其首先与左边的在其中所述半成品具有卵形的横截面的实施例不同，采用具有分别环形或圆环形横截面的型材。在本实施例中这样选择加强型材28的半成品50的内直径，使得其形锁合地与内部型材36的半成品48的外圆周匹配。然而这点不是一定是必须的。然后这两个半成品48、50在组合之后在一个方法步骤中被成形并且由此形锁合地互相连接。除了常规的成形处理之外例如还可以进行液压成形。其结果将实现两个型材的-加强型材28的和内部型材36的连接布置型材型材，其中这两个组件在其相对的位置上固定，并且具体来说无需其他的连接技术。然而作为在本发明的范围内一起包括的，要考虑到，也可以采用其他连接，诸如接合连接或机械连接。然而在本例中的连接形式具有特别优点，即，可以将两个半成品42、44或48、50极其简单并无需麻烦的处理互相连接。由此特别可以弃用焊接处理，其由于引入热而可能降低相应的钢的抗拉强度和加固性。事实上在本例中是采用通过箭头46表示的以弯曲力或压力的形式的力，以将这两个半成品互相结合。
Claims (9)
1.一种在汽车的门柱(10)的空腔(14)内部的加强装置(16)，具有至少一个加强型材(28)，其在下部区域中通过加强装置(16)的支撑装置(26)支撑，其特征在于，
所述加强型材(28)在支撑装置(26)的区域中借助布置在加强型材(28)的空腔(14)内部的内部型材(36)加强。
2.根据权利要求1所述的加强装置(16)，其特征在于，
所述内部型材(36)至少设置在支撑装置(26)的支撑型材(30)的区域中。
3.根据权利要求1或2所述的加强装置(16)，其特征在于，
所述内部型材(36)在其各个末端(38，40)上具有直的或斜的切边。
4.根据上述权利要求1至3中任一项所述的加强装置(16)，其特征在于，
所述加强型材(28)和内部型材(36)由各个半成品(48，50)构成，其横截面在组合之后成形并且形锁合地互相连接。
5.根据上述权利要求1至4中任一项所述的加强装置(16)，其特征在于，所述加强型材(28)和内部型材(36)由各个半成品(42，44)形成，其横截面在组合之前成形，其中所述加强型材(28)和内部型材(36)在组合之后通过进一步的成形而形锁合地互相连接。
6.一种用于制造在敞式汽车的门柱(10)的空腔(14)内部的加强装置(16)的方法，其中至少一个加强型材(28)在下部区域中通过加强装置(16)的支撑装置(26)支撑，其特征在于，
所述加强型材(28)在支撑装置(26)的区域中借助在加强型材(28)的空腔(14)内部布置的内部型材(36)被加强。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述内部型材(36)在其各个末端(38，40)上具有直的或斜的切边。
8.根据上述权利要求6或7所述的方法，其特征在于，
所述加强型材(28)和内部型材(36)由各个半成品(48，50)构成，其横截面在组合之后成形并且形锁合地互相连接。
9.根据上述权利要求6至8中任一项所述的方法，其特征在于，
所述加强型材(28)和内部型材(36)由各个半成品(42，44)形成，其横截面在组合之前成形，其中所述加强型材(28)和内部型材(36)在组合之后通过进一步的成形而形锁合地互相连接。
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