[发明专利]用于车辆的一体式板状金属构件

说明书

使用说明书

本发明涉及根据权利要求1的前序部分的、用于车辆且尤其是机动车的由板构成的一体式构件，呈主要在车辆的底部、侧壁部和顶部中的自承载件形式。

在常见的机动车中，板状构件尤其在以大面积部件形式构成时借助导轨或纵梁或横梁来加强，以提供自承载结构。

例如由美国专利US5,102,187A公开了一种用于机动车的车底结构，其由前板件和后板件组成。这些板件配设有呈附接梁形式的多个加强件，所述附接梁与板体焊接在一起。由此出现自承载构件，其能形成机动车的车底。

类似的结构也由EP1 525 132B1所公开，在这里，底板利用纵梁和侧加腹板来加强。

由美国专利US7,111,900B2公开了一种一体制造的板状构件，其也能担负承载功能。但该构件的结构非常复杂并且具有非常弯曲的部段，所述部段有时还具有侧凹部并且很难制造。

因而，本发明任务在于，提供一种用于机动车的一体式自承载板状构件，其能简单制造，具有高强度并且形成相对轻型的结构。

根据本发明，将如此完成该任务，即，所述构件只以由高强度金属构成的板件形式构成，所述板件在其承载很高的区域具有加固机构和/或加强机构。

据此，本发明结构的主要特征在于高强度板材具有几何性的刚性。由此可以加工壁厚相对小的大面积板件，所述板件比已知构件轻许多并且还至少具有相同的刚性。

通过本发明，可以将多条载荷路径整合至唯一的大面积构件中。这允许通过在撞车事故中以面形式传入载荷而不是在传统结构形式中局部传入力来获得更均匀的载荷分布。

用于制造所述构件的板最好由高强度钢如硼钢制造。在机动车技术领域中所要求的形状复杂的构件最好能够由热成形硼钢制造，以使构件获得很高的强度。优点是显著的重量减轻和零部件减少，由此尤其能降低制造成本。

可以买到的所用的硼钢板可达到0.7毫米厚，或甚至更薄。

或者还可行的是，用于制造构件的板由高强度铝合金来制造。这种板件能被热变形和压制硬化。

在特殊情况下重要的是，用于制造该构件的板应该是能良好地冷成形的。对于此目的，该板例如可以由可塑性变形的高强钢例如FeMn钢或FeAl钢或不锈钢制造。

根据本发明的一体式构件的一个特别有利的实施方式在于，所述板件具有加厚结构，作为在其承载很高的区域内的加固机构或加强机构。例如利用“补焊技术(Patch-Weld-Technologie)”形成的这种局部加厚在采用热成形工艺时是可行的。此时，在成形前的“柔软”状态下将小块平板焊接到例如由硼钢构成的平整基板(例如通过激光焊或点焊)，小块平板随后连同基板被加热到约950℃并且随后被热成形和硬化。通过所获得的加厚结构，可根据当前的结构要求来准确调整结构特性。

可以规定由高强度材料构成的也被焊接到板件上的加强层，作为加固机构或加强机构。但是，利用厚度分布灵活的薄板坯（连续变截面辊轧板“TailorRolled Blanks”）也是很合适的，其中该厚度曲线和或许还有强度曲线通过改变辊缝来获得。

或者，也可以设置被压制或叠轧到板件上的由高强度材料构成的加强层，作为加厚结构。

在另一实施方式中，设置就形状而言被成形到板件中的加固部，作为加固机构或加强机构。

所述板件的加固机构也能通过例如借助热处理的局部硬化来获得。该工艺也能被有目的地用于适应不同车辆变型的要求。

所述加固区域能以在板件的横向和/或纵向上的U形槽和/或肋的形式被加工成形到该板中。

为了获得最佳刚性，所述U形槽和/或肋能具有闭合板。

通过使用具有不同厚度和/或强度的闭合板，可以实现适应于不同车辆变型的载荷要求。这是非常有利的，因为允许制造出用于不同车辆变型的统一底板并且随后在加工过程中实现适应不同载荷要求。

为了获得最佳刚性，所述U形槽也用结构泡沫材料和/或塑料件来加强。该加强也能被用于适应不同车辆变型的载荷要求。

通过相应布置该加固板，该板状构件的结构是很多样化的。只要需要，则也可以在构件中设置非常易弯的部分。

根据本发明的一体式板状构件可以在机动车结构中被用于车辆的不同区域。底板可被视为主要应用区域，因而实现了特别有利的载荷路径的整合。但也可行的是，该构件被用在机动车车身的侧壁和车顶部内或者端壁区内。

在将本发明的构件用作底板时，可以如此选择该板的加固机构和/或加强机构或者说加厚结构，即，可由其担负起纵梁和/或横梁的功能。