用于机动车的立柱和用于制造立柱的方法技术

本发明专利技术涉及用于机动汽车车身的立柱(1)，其包括：具有用于紧固在顶盖骨架上的上部联接区段(2)的主元件(10)以及由金属合金构成的辅助元件(20)，该辅助元件至少局部面状与主元件连接，并且主元件具有由淬火的钢合金构成的中间层(16)以及至少一层将中间层向外限定的外层，其中，主元件具有用于紧固在机动汽车车身的车门槛上的下部联接区段或者用于紧固在机动汽车车身的车门槛上的下部联接区段由辅助元件构成，其中，立柱此外具有中间长度区段，该中间长度区段在各联接区段之间延伸，其中，主元件的外层由铁素体的不锈钢合金构成，其中，外层与中间层面状地且材料锁合地连接，并且主元件具有大于70度的弯曲角和至少1350兆帕的抗拉强度。

A column for a motor vehicle and a method for making a column

The present invention relates to a column for a motor vehicle body (1), comprising an upper part of the coupling section for fastening on the roof frame (2) on the main element (10) and is composed of a metal alloy auxiliary element (20), the auxiliary element at least partially surface and the main components are connected, and the main components has a middle layer made of steel alloy quenching of the (16) and at least one layer of the outer layer, the middle layer of the main element defined outwards, is used for fastening in motor car on the threshold of the lower connecting section or the lower connecting section for fastening in a motor car body car on the threshold of the auxiliary components. Among them, in addition with the length of column section, the middle section of the length of extension, among which the main connection section, outer element by ferrite stainless steel alloy body structure, the outer layer and in between The material is interlocked with the material, and the main element has a bending angle greater than 70 degrees and the tensile strength of at least 1350 MPa.

【技术实现步骤摘要】
用于机动车的立柱和用于制造立柱的方法
本专利技术涉及一种用于机动车的立柱、特别是一种用于轿车的中柱。
技术介绍
汽车立柱(Fahrzeugsaeule)是汽车车身的组成部分并且将车顶、特别是顶盖骨架与大多形式为车门槛的汽车底板连接。汽车立柱通常由板材以壳式结构制成并且用作保护乘员的汽车车身的结构构件，以及非常有助于机动车的总刚性。特别是中柱用于侧面碰撞保护和防止事故对方或物体太深地进入车辆的轿厢中。此外，侧门在中柱上通过铰链或锁止件固定在它们的位置中。最近20年越来越多地由通过模淬而具有最高强度特性的钢合金制造立柱，因此与高强度的冷成形的钢相比可以显著减小壁厚并且由此降低重量。在将由可淬火的钢合金构成的未变形的板材或预成形的板材加温到钢合金的奥氏体化温度以上并且在经冷却的挤压成型模具中将其成形为机动车构件并且对其进行模淬。EP1180470A1公开了一种模淬的形式为中柱的立柱、或者也称为B立柱。这个立柱具有上部长度区段以及中间长度区段，所述上部长度区段具有用于紧固在顶盖骨架上的上部联接区段，所述中间长度区段的横截面构造成帽状轮廓。用于紧固在车门槛上的下部联接区段作为额定变形点(Solldeformationsstelle)具有较低的抗拉强度，这通过在下部联接区段中降低地加温到低于奥氏体化温度来实现。因此应该确保充分限定的变形特性以保护侧面碰撞事件侧的乘员。特别是应该因此阻止在乘员上身的范围中由于立柱中间的弯曲或折弯造成的变形。所述构件设计的缺点是：为了确保有针对性的变形，必须在模淬之前、或者作为可选在模淬之后实施特殊的加温工艺，并且此外由于比较软的额定变形区域造成的只能有限程度地减小壁厚，这为进一步的轻质结构优化提供了可能性。DE10049660B4公开了一种用于汽车车身的空心梁的模淬的壳件。该壳件包括基板和较小的、局部设置的并且与其连接的加强板并且为了奥氏体化的目的而被加温。接着进行共同成形并且在经冷却的挤压成型模具中进行模淬。由此应该较好地考虑了轻质结构，其中，在板材之间的腐蚀特性方面以及在有关变形特性方面的进一步改善是值得追求的。
技术实现思路
目的是从所述现有技术出发，提供一种用于机动车的立柱，该立柱具有改善的轻质结构性能和使用寿命，以及提供一种用于制造该立柱的更加有力的方法。产品目的部分通过权利要求1的特征得以实现，其中，在从属权利要求2至10中对有益的改进构造进行了说明。权利要求11的特征实现所述目的的有关方法的部分。提出一种用于机动车车身的立柱，其包括：特别是由板材构成的主元件，该主元件具有用于紧固在顶盖骨架上的上部联接区段；以及由金属合金构成的辅助元件，其中，辅助元件至少局部与主元件面状连接，并且主元件在横截面中具有由淬火的钢合金构成的中间层以及至少一层将中间层向外限定的外层，其中，主元件具有用于紧固在机动车车身的车门槛上的下部联接区段或者用于紧固在机动车车身的车门槛上的下部联接区段由辅助元件构成，其中，立柱此外具有中间长度区段，该中间长度区段在各联接区段之间延伸。根据本专利技术，主元件的外层由铁素体的不锈钢合金组成，其中，外层与中间层面状地且材料锁合地连接，其中，主元件具有大于70度的弯曲角和至少1350兆帕的抗拉强度。可以在根据德国汽车工业联合会的标准VDA238-100:2010--就此应该参考该标准的内容--的薄片弯曲试验中测定弯曲角。弯曲脚在根据本专利技术的立柱中与厚度相关，在主元件的壁厚在1.0毫米至1.5毫米(mm)之间的情况中这个弯曲角例如大于80度，在壁厚在1.6至2.0mm之间的情况中这个弯曲角优选大于75度、并且在壁厚在2.1至约3mm之间的情况中这个弯曲脚大于70度。大于70度的弯曲角导致立柱的主元件在侧面碰撞时的杰出的变形特性，由此防止立柱撕裂。与类似抗拉强度的其它淬火的、特别是模淬的构件相比，根据本专利技术不仅可以放弃在模淬时局部不同的加温或局部不同的模具冷却(Werkzeugabkuehlung)，而且还可以放弃用于使完全淬火的机动车构件强化消除的事后热处理。由此也可以将抗拉强度均匀地调节在1350MPa以上，从而可以最大程度地减小主元件的壁厚。在本专利技术的范畴中，主元件因此在所有表面区段中被以至少1350MPa的抗拉强度均匀地淬火并且除了在接合技术上不可避免的较软的区域之外没有未淬火的和未完全淬火的区段。这些不可避免的区域可以是由热接合方法如点焊或塞焊造成的热影响区，然而也可以是激光射束造成的切边或孔边。本专利技术的优点是：通过辅助元件可以进行与立柱负荷的有针对性的匹配，在辅助元件在横截面中观看在主元件上的位置方面以及在辅助元件在立柱的总长度上的位置或该辅助元件在安装状态中的高度方面。这个优点特别是与使用柔性滚轧的带材、所谓的TailoredRolledBlanks(不等厚轧制板)相比有效。具有主要合金元素碳和锰的硼钢例如22MnB5、38MnB5是适合本专利技术的用于主元件的中间层的钢合金。在本专利技术的范畴内，主元件中的抗拉强度最高为2200MPa，其中，这个极限主要是由可淬火的钢合金的目前可使用的和可加工的合金成份得出。特别地，立柱是中柱，该中柱除了主元件和辅助元件之外还包括封闭板，通过该封闭板至少在中间长度区段中在横截面中限定空腔。封闭板特别有益地通过焊接点与主元件连接。根据本专利技术规定：主元件的外层由铁素体的不锈钢合金构成，其中，外层与中间层面状地和材料锁合地连接。优选两个外层与中间层连接。外层在此与中间层以带材形式成形之前已经连接、例如通过共同热轧成板材。外层由于铁素体的不锈钢合金的减少的碳含量导致模淬状态中的板材的或主元件的显著提高的弯曲角并且此外还造成防止缝隙腐蚀或接触腐蚀的优秀的抗腐蚀性。此外，就此关于可使用的铁素体的不锈钢合金应参考EN10088-1的内容、具有根据种类在10.5至30重量百分比之间的铬含量。具有少于0.5重量百分比的钛、铌和/或锆的稳定添加剂以及限定在0.16重量百分比的碳含量用于保障可焊接性。优选地，外层的碳质量份额在0.03至0.16重量百分比之间，其中，外层各具有40μm至400μm之间的、特别是80μm至250μm之间的厚度。可以规定：中间长度区段的横截面构造成u形轮廓的。由此首先产生从顶盖到汽车底板连续延伸的主元件，其次主元件的中间长度区段的u形轮廓的横截面有利于提供抗弯刚度的最大值。代替u形轮廓，中间长度区段中的横截面也可以构造成帽状轮廓的。辅助元件有益地在中间长度区段中与主元件在该主元件的内侧面上在构成双板层(Doppelblechlage)的情况下连接。通过这种方式可以特别是与u形轮廓的横截面共同进一步加强中间长度区段，而无须不必要厚或重地设计主元件的其它区段的壁厚，在安装状态中较小弯曲载荷引入这些其它区段中。作为从顶盖到车门槛的一件式连续的主元件以外的可选或补充，还可能的是：立柱的辅助元件构成用于紧固在车门槛上的下部联接区段。在此优选的是：辅助元件代替主元件包括下部联接区段，主元件由此构造成在安装状态中观看在车门槛上方、特别是在下部联接区段上方结束。由此实现在侧面碰撞时在立柱下部区域中的有针对性的变形。在此被证实为有益的是：辅助元件在中间长度区段中与主元件在该主元件的外侧面上在构成双板层的情况下连接。在本专利技术的范畴内不可本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于机动汽车车身的立柱(1)，其包括：具有用于紧固在顶盖骨架(31)上的上部联接区段(2)的主元件(10)以及由金属合金构成的辅助元件(20)，该辅助元件(20)至少局部面状与主元件(10)连接，并且主元件(10)在横截面中具有由淬火的钢合金构成的中间层(16)以及至少一层将中间层(16)向外限定的外层(17)，其中，主元件(10)具有用于紧固在机动汽车车身的车门槛(32)上的下部联接区段(3)或者用于紧固在机动汽车车身的车门槛(32)上的下部联接区段(3’)由辅助元件(20)构成，其中，立柱(1)此外具有中间长度区段(4)，该中间长度区段在各联接区段(2，3，3’)之间延伸，其特征在于：主元件(10)的外层(17)由铁素体的不锈钢合金构成，其中，外层(17)与中间层(16)面状地且材料锁合地连接，并且主元件(10)具有大于70度的弯曲角(α)和至少1350兆帕的抗拉强度(Rm)。

【技术特征摘要】
2016.07.29 DE 102016114062.71.用于机动汽车车身的立柱(1)，其包括：具有用于紧固在顶盖骨架(31)上的上部联接区段(2)的主元件(10)以及由金属合金构成的辅助元件(20)，该辅助元件(20)至少局部面状与主元件(10)连接，并且主元件(10)在横截面中具有由淬火的钢合金构成的中间层(16)以及至少一层将中间层(16)向外限定的外层(17)，其中，主元件(10)具有用于紧固在机动汽车车身的车门槛(32)上的下部联接区段(3)或者用于紧固在机动汽车车身的车门槛(32)上的下部联接区段(3’)由辅助元件(20)构成，其中，立柱(1)此外具有中间长度区段(4)，该中间长度区段在各联接区段(2，3，3’)之间延伸，其特征在于：主元件(10)的外层(17)由铁素体的不锈钢合金构成，其中，外层(17)与中间层(16)面状地且材料锁合地连接，并且主元件(10)具有大于70度的弯曲角(α)和至少1350兆帕的抗拉强度(Rm)。2.如权利要求1所述的立柱(1)，其特征在于：中间长度区段(4)的横截面构造成u形轮廓。3.如至少权利要求1所述的立柱(1)，其特征在于：辅助元件(20)在中间长度区段(4)中与主元件(10)在该主元件(10)的内侧面(6)上在构成双板层的情况下连接。4.如权利要求1或2所述的立柱(1)，其特征在于：辅助元件(20)在中间长度区段(4)中与主元件(10)在该主元件(10)的外侧面(7)上在构成双板层的情况下连接。5.如权利要求4所述的立柱(1)，其特征在于：主元件(10)具有长度L10，该长度只相当于立柱1的总长度L的约50％至75％，特别是主元件(10)未延伸到辅助元件(20)的下部联接区段(3’)。6.如至少权利要求1所述的立柱(1)，其特征在于：至少主元件(10)是模淬的并且特别是具有至少1750MPa的抗拉强度。7.如至少权利要求1所述的立...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·冯瓦茨多夫，G·弗罗斯特，M·施勒特尔，
申请(专利权)人：本特勒尔汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE