CN107921850A - 能够程序化形变的压制加强梁 - Google Patents

Abstract

一种制造车辆的加强梁的方法，加强梁包括至少一个弱化区域，弱化区域布置成使得梁在所述弱化区域中的抗屈曲性弱于在梁的其余部分中的抗屈曲性，其特征在于，该方法按顺序包括：压制型材的步骤(A)，切割型材以获得至少一个型材的区段的步骤(B)，使型材的区段局部形变以产生一个或多个弱化区域的步骤(C)。

Description

能够程序化形变的压制加强梁

技术领域

本发明涉及一种车辆的加强梁，特别是在侧向碰撞的情况下用于限制对座舱的侵入的门的加强梁。

背景技术

为了在碰撞的情况下改善保护，机动车辆在其结构的某些部分包括梁。这些梁允许将碰撞能量传递到车辆结构的部分，这些部分上固定有梁，并因此限制了对所述梁的后方空间的侵入。这种梁例如用在车辆侧门中，这些梁通常被称为侧向碰撞加强梁。在门中，侧向碰撞加强梁在门的衬里(doublure)前边缘和后边缘之间延伸，优选地在位于车辆的结构元件对面的区域中，结构元件在前门的情况下例如为车辆的前支脚(pied)和中支脚。因此，在侧向碰撞的情况下，来自碰撞的力通过侧向碰撞加强梁传递到车辆的结构元件，即前支脚和中支脚。这些梁的缺点在于，其在碰撞期间基本上在碰撞点处形变，从而对座舱产生显著的侵入。

为了控制加强梁的形变，专利EP0510060提出了一种通过压制制成的加强梁，其具有在型材(profilé)的长度上可变的厚度和基本上为矩形的截面。壁的最大厚度位于型材的长度的中间；最厚的壁在两侧延伸并形成撞击区域。该撞击区域由位于相同面上且基本上垂直于梁的纵向轴线的两个凹口(entaille)界定，以便局部地降低所述梁的刚性。因此，在侧向碰撞的情况下，梁将首先在这些凹口处屈曲。这种设计允许在碰撞的情况下减小梁的屈曲，并因此减少由于碰撞产生的侵入。在压制型材时通过移动在压制头处的元件获得梁，在压制梁时通过减少所述梁的壁之一的厚度来制成凹口。

制造这种梁是复杂的，因为其需要在压制头处的特定工具以在压制操作期间改变梁的壁的厚度。

发明内容

本发明的目的是，提出一种易于实施的用于制造加强梁的方法，该加强梁包括至少一个弱化区域。另一个目的是，提出一种易于实施的包括至少一个弱化区域的加强梁。

根据本发明，实现该目的在于一种制造车辆的加强梁的方法，该加强梁包括至少一个弱化区域，弱化区域布置成使得梁在所述弱化区域中的抗屈曲性弱于在梁的其余部分中的抗屈曲性，其特征在于，该方法按顺序包括：

-压制型材的步骤，

-切割型材以获得至少一个型材的区段的步骤，

-使型材的区段局部形变以产生一个或多个弱化区域的步骤。

因此，制造这种梁简便，并且不需要开发复杂的制造工具。通过增加使型材局部形变的简单且快速的步骤，由具有通过压制获得的恒定截面的型材来获得包括至少一个弱化区域的梁。该局部形变的步骤可以通过局部地撕裂(déchirer)型材的冲头来实施，或者优选地通过使型材塑性形变的工具来实施。该局部形变的步骤例如通过改变型材的段的截面的表面来局部地改变型材的截面的几何形状，截面在此指定为垂直于压制方向的截面。

在本发明的一个优选实施例中，压制步骤形成具有对称平面的型材，对称平面沿着型材的纵向轴线延伸，并且其特征在于，切割操作以如下方式实施：获得两两对称的至少两个型材的区段。

因此，在型材的区段用于制造车门的加强梁的情况下，两个型材的区段之间的这种对称性允许由所述区段中的一个来实施定位于车辆的一侧上的门的加强梁，并且允许由型材的另一区段来实施位于车辆的另一侧上的门的加强梁，同时最小化切割的角料。可以例如以斜面的方式实施切割。

在有利的实施例中，切割可以被设置为使得：所产生的型材的区段相对于垂直于所述型材的区段的纵向轴线且穿过型材的长度的中间的平面对称。因此，获得的每个型材的区段是相同的，同时最小化切割的角料。

在本发明的一个实施例中，使所述型材的区段局部形变的步骤与通过用于使所述梁产生曲率的成型而对所述型材的区段进行的弯曲(galbage)操作同时进行。

因此，在制造加强梁的方法中获得的弱化区域的产生无需增加操作。实际上，加强梁通常是弯曲的。这尤其是用于车门的加强梁的情况，因为车门包括弯曲的外板。为了尽可能地接近外板的形状，梁在门中的位置要求所述梁是弯曲的。在压制型材和切割型材的区段之后，应用第二操作以所述区段弯曲。在弯曲工具(outil de cintrage)中通过成型来获得该弯曲，弯曲工具包括模具和冲头。利用这种操作来产生弱化区域在经济上是有利的，通过适配模具和冲头的形状以使型材的区段局部形变，并因此获得加强梁。

旨在产生弱化区域的形变可以以百分比的方式表示型材的区段在尺寸上的变化。

因此，型材的区段在尺寸上相对于型材的该初始尺寸的变化百分比通常为至少5％，优选地至少10％并且更优选至少15％。

还可以通过圆的直径的减小量来表示用于产生弱化区域的形变，其中该圆内接有型材的区段，该减少量相对于在垂直于压制方向的平面中的圆的初始直径通常为至少2％，优选地至少5％并且更优选地至少10％，其中该圆内接有型材的区段。

因此，以非常简便且成本低的方式获得包括通过压制制成的型材的一个或几个弱化区域的加强梁。

本发明还涉及一种车辆的加强梁，其包括至少一个弱化区域，该弱化区域布置成使得梁在所述弱化区域中的抗屈曲性弱于在梁的其余部分中的抗屈曲性，该加强梁通过如前文所描述的方法获得。

在根据本发明的加强梁的一个实施例中，所述加强梁包括在所述梁的长度上分布的两个弱化区域。

两个弱化区域的存在使得当力施加到梁的长度的中间时能够减少梁的屈曲。

在根据本发明的加强梁的一个实施例中，所述加强梁的截面是中空的(creuse)。

因此，梁非常轻，同时抵抗能力强。此外，梁可以更易于局部形变以产生弱化区域。

在根据本发明的加强梁的一个实施例中，所述梁由两个侧壁形成，优选地两个侧壁平行并且通过至少一个连接壁彼此连接。

在根据本发明的加强梁的该实施例中，侧壁中的一个可以包括一个或多个弱化区域。

优选地，梁是中空体。有利地，在该优选实施例中，构成中空体的外轮廓的侧壁可以通过一个或多个连接壁彼此连接。优选地，该一个或多个连接壁不垂直于侧壁，并且在存在多个连接壁的情况下，这些连接壁彼此不平行。

在根据本发明的加强横梁(traverse)的一个实施例中，一个或多个弱化区域位于侧壁的母线上。

本发明还涉及一种车门，其包括如前文所描述的至少一个加强梁。

本发明还涉及一种车辆，其包括例如前文所描述的至少一个加强梁。

附图说明

通过阅读仅作为示例并参照附图给出的以下描述，将更好地理解本发明，在附图中：

-图1是根据本发明的梁的制造方法的步骤的示意图。

-图2是直线型材的图，其中端部以斜面的方式被切割。

-图3是由图2的型材制成且具有两个弱化区域的加强梁的透视图。

-图4是用于制成如图5和6所示的梁的区段的型材的截面的视图。

-图5是具有一个弱化区域的加强梁的剖面图。

-图6是具有两个弱化区域的加强梁的剖面图。

-图7是如图5所示的加强梁的截面图，其中(沿D-D截取)的部分不具有弱化区域，而(沿E-E截取)的部分表示弱化区域。

具体实施方式

附图是有助于理解本发明的示意图。部件不一定按比例表示。相同的参考标记在各个图之间对应于相同的部件。

图1示意性地示出了根据本发明的加强梁的制造方法。该方法包括压制型材的第一步骤A，随后是将型材的区段切割成期望的长度的步骤B，然后是使型材的区段局部形变的步骤C；有利地，步骤C还包括弯曲步骤。

压制步骤A产生的型材的长度大于待制造的加强梁的长度。然后，在步骤B中切割型材，以获得基本上具有待制造的加强梁的长度的区段。

接下来，在使型材的区段局部形变的步骤C期间产生一个或几个弱化区域，以便局部地减小型材的区段的抗屈曲性。形变可以通过局部撕裂，或优选地通过型材的凹陷来实施。使型材的区段局部形变的该步骤C可以与使型材的区段弯曲的步骤和/或其形状被改变以产生适于其使用的形状的加强梁同时进行。例如，在用于包括弯曲外板的车门的加强梁的情况(cadre)中，梁可以被弯曲以便遵循门的所述外板的弯曲轮廓(galbe)。为了使型材的区段成形，型材的区段可以放置在包括模具和冲头的成型工具中，通过关闭该工具，使区段形变并因此形成加强梁。因此，成型工具包括适当的形状以在所期望的一个或多个位置上冲压型材的区段并使型材的区段形变，以产生一个或多个弱化区域。

可变型地，步骤C可以包括多个子步骤，即，用于例如通过弯曲型材的区段使整个型材的区段成形的子步骤，以及用于通过挤压(écrasement)使型材的区段局部形变以产生一个或多个弱化区域的子步骤)。

可以在步骤A、B或C之间或者在步骤C之后实施附加步骤，例如但不限于表面处理、热处理或者穿孔或螺母压接。

图2示出了在切割步骤B之后并且在局部形变和弯曲的步骤C之前的型材的区段10。型材的区段10包括彼此平行的两个侧壁103。两个闭合壁(paroi de fermeture)104在侧壁103之间延伸以形成中空体。在如图2所示的实施例中，闭合壁104基本上彼此平行并且基本上垂直于侧壁103。

优选地，将选择具有对称平面的型材，对称平面沿着型材的纵向轴线延伸。通过将型材切割成相同的长度且以获得至少两两对称的型材的区段10的方式来获得型材的区段10。例如，通过限定由X轴、Y轴和Z轴三个轴形成的坐标系，使得型材的截面的形状优选地选择为使得型材相对于平行于通过侧壁的长度中间的平面XY的平面对称，并且通过沿着平行于包含Z轴的相同平面并且相对于垂直于X轴的平面对称的平面来获得型材的区段10，其中X轴平行于型材的纵向轴线、X轴和Y轴彼此平行且垂直于Z轴。

图3示出了由图2所示的型材的区段10形成的加强梁1。梁1包括对应于型材的区段10的侧壁103的侧壁3和对应于所述型材的区段的连接壁104的连接壁4。梁1包括两个弱化区域2，两个弱化区域通过梁在侧壁3中的一个上的局部形变而制成。通过梁的局部挤压来实现形变，从而在所述侧表面上产生凹陷。这些弱化区域2减小了加强梁1的抗屈曲性。在将用于安装在包括弯曲外板的车门中的加强梁1的情况下并且为了遵循外板的形状，使梁1弯曲。这种弯曲是借助由模具和冲头构成的成型工具通过使图2的型材的区段10形变来实施的，从而限定加强梁1的空腔，空腔中放置有所述型材的区段10。所述成形工具的封闭将赋予加强梁1的曲线轮廓。该空腔还包括允许梁1局部被挤压的隆起以形成弱化区域2。

可变型地，加强梁1可以仅包括一个弱化区域。在另一变型中，加强梁1包括两个弱化区域2或多于两个弱化区域2。

在另一变型中，弱化区域2可以通过冲压来产生，冲压至少部分地撕裂或切割加强梁1的壁3或4中的一个。

可变型地，加强梁1的截面可以具有不同的形状，例如圆形、椭圆形、三角形或更复杂形状的截面。所述梁1还可以具有实心部分。

加强梁1可以由铝或铝合金，镁或镁合金制成。在一个优选的实施例中，铝合金是6000系列的合金，更优选地为6082系列的合金。在一个优选实施例中，通过根据标准ISO6892-1的拉伸试验测量的铝合金的弹性极限Rp0.2为至少250MPa，优选地大于320MPa。在加强梁1用于车门的情况下，当将加强梁1安装在车门和车门上时，一个或多个弱化区域2优选地布置在朝向车辆外侧的梁1的侧边上。因此，在对车辆的侧向碰撞的情况下，梁将通过在一个或多个弱化区域2处的弯曲而形变，其中弱化区域优选地位于加强梁1的长度的中间和所述加强梁1的一个端部之间，这将允许减小加强梁1形变的距离。因此，减少了对车辆座舱的侵入。

图4示出了用于制造如图5和6所示的加强梁1的型材10的截面。型材包括彼此平行且厚度为2.5mm的两个侧壁103以及厚度为2mm的两个闭合壁104。型材的高度，即型材在两个侧壁的面之间的尺寸为30mm。

图5示出了根据本发明制造的具有单个弱化区域2的加强梁1。弱化区域2位于加强梁1的长度的第一个三分之一中。使加强梁局部形变与弯曲操作同时进行。弱化区域2的截面图如图7所示，并且对应于图5中标记为沿E-E的截取。也在图7中也可见的沿D-D的截取对应于在弯曲操作期间不经历形变的加强梁1的一部分。沿D-D的截取类似于图4所示的截面，该截面对应于型材的初始截面。局部形变使型材的高度减少5mm，这对应于减少了高度的17％。

图6示出了根据本发明制造的具有两个弱化区域2的加强梁1。第一弱化区域2位于加强梁1的长度的第一个三分之一中，第二弱化区域2位于加强梁1的长度的最后一个三分之一中。该加强梁1仅通过第二弱化区域而在几何上区别于图5所示的加强梁1。

一个或多个弱化区域2的存在允许减少对座舱的侵入。这对于乘员的安全性有益。

Claims (10)

1.一种制造车辆的加强梁(1)的方法，所述加强梁包括至少一个弱化区域(2)，所述弱化区域布置成使得所述梁(1)在所述弱化区域(2)中的抗屈曲性弱于在所述梁(1)的其余部分中的抗屈曲性，

其特征在于，所述方法按顺序包括：

-压制型材的步骤(A)，

-切割型材以获得至少一个型材的区段(10)的步骤(B)，

-使型材的区段(10)局部形变以产生一个或多个弱化区域(2)的步骤(C)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，压制步骤(A)形成具有对称平面的型材，所述对称平面沿着型材的纵向轴线延伸，并且其特征在于，切割操作(B)以如下方式实施：获得两两对称的至少两个型材的区段(10)。

3.根据权利要求1或2中的一项所述的制造车辆的加强梁(1)的方法，其特征在于，使所述型材的区段局部形变的步骤(C)与通过使所述梁(1)产生曲率的成型而对所述型材的区段(10)进行的弯曲操作同时进行。

4.一种车辆的加强梁(1)，其包括至少一个弱化区域(2)，所述弱化区域(2)布置成使得所述梁(1)在所述弱化区域(2)中的抗屈曲性弱于在所述梁(1)的其余部分中的抗屈曲性，所述加强梁通过根据权利要求1至3中任一项所述的方法获得。

5.根据权利要求4所述的车辆的加强梁(1)，其特征在于，其包括在所述梁(1)的长度上分布的两个弱化区域(2)。

6.根据权利要求4或5中的一项所述的车辆的加强梁(1)，其特征在于，其截面是中空的。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的车辆的加强梁(1)，其特征在于，其由两个侧壁(3)形成，所述两个侧壁是平行的并且通过至少一个连接壁(4)彼此之间连接。

8.根据权利要求7所述的车辆的加强梁(1)，其特征在于，所述侧壁(3)中的一个包括一个或多个弱化区域(2)。

9.一种车门，其包括根据权利要求4至8中任一项所述的加强梁(1)。

10.一种车辆，其包括根据权利要求4至8中任一项所述的加强梁(1)或根据权利要求9所述的门。