用于机动车辆车体的B柱和具有这种B柱的机动车辆车体制造技术

本发明专利技术涉及一种用于机动车辆车体的B柱(1；31)，其中，B柱(1；31)沿纵向轴线(X)延伸且包括用于将B柱(1；31)连接到机动车辆车体的车顶区域的上金属部分(4)和用于将B柱(1；31)连接到机动车辆车体的门槛区域的下金属部分(6)；以及纤维复合部件(3)，其包括纤维和塑料基质；其中，上金属部分(4)包括上力引入区域(18’)，下金属部分(6)包括下力引入区域(18”)，下力引入区域与上力引入区域(18’)轴向间隔开，上力引入区域(18’)和下力引入区域(18”)嵌入纤维复合部件(3)中。此外，本发明专利技术涉及一种具有这种B柱(1；31)的机动车辆车体。

B-pillar for vehicle body and vehicle body with such B-pillar

The invention relates to a B-pillar (1; 31) for a vehicle body, wherein the B-pillar (1; 31) extends along a longitudinal axis (x) and comprises an upper metal part (4) for connecting the B-pillar (1; 31) to the roof area of the vehicle body and a lower metal part (6) for connecting the B-pillar (1; 31) to the threshold area of the vehicle body; and a fiber composite part (3), which comprises a fiber and a plastic base Wherein, the upper metal part (4) includes an upper force introduction region (18 '), the lower metal part (6) includes a lower force introduction region (18'), the lower force introduction region is axially separated from the upper force introduction region (18 '), and the upper force introduction region (18') and the lower force introduction region (18 ') are embedded in the fiber composite part (3). In addition, the invention relates to a motor vehicle body with such a B-pillar (1; 31).

【技术实现步骤摘要】
用于机动车辆车体的B柱和具有这种B柱的机动车辆车体
本专利技术涉及一种用于机动车辆车体的B柱，其中，B柱沿纵向轴线延伸并且包括用于将B柱连接到车体的车顶区域的上金属部分和用于将B柱连接到车体的门槛区域的下金属部分以及纤维复合部件。此外，本专利技术涉及一种具有这种B柱的机动车辆车体。
技术介绍
从EP3138685A1中已知一种B柱，其具有金属基体，该金属基体在局部载荷最大值的区域中由纤维复合材料加强。在B柱的局部加强区域中，作用在B柱上的载荷由此由金属和纤维复合材料的多层复合物承载。DE102006027546A1公开了一种由金属片材成形零件制成的多壳B柱，其中，B柱在B柱的中间区域中局部加强有冲击保护加强零件，以便在侧面冲撞事件中保护乘员。加强零件由纤维复合材料构成。从DE102012023653A1中已知一种具有由平坦金属片材坯料制成的内封闭板的B柱，在其上从外侧安装由纤维加强塑料制成的轻质部件。纤维复合零件在内封闭板的整个长度上延伸。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种重量减轻的B柱，其能满足的高要求的载荷情况。此外，本专利技术的目的在于提供一种能够应对高要求的碰撞载荷情况的重量减轻的机动车辆车体。该目的通过提供一种上述类型的B柱来实现，其中，上金属部分包括上力引入区域，下金属部分包括下力引入区域，该下力引入区域与上力引入区域轴向间隔开，其中，上力引入区域和下力引入区域嵌入纤维复合部件中。B柱是机动车辆车体的载荷支承车辆支柱。当提到“装入状态”时，是指在车体的车顶区域与门槛区域之间在车体中装入即可使用的B柱的状态。诸如“下”、“上”或“中心”之类的术语是指相对于在机动车辆车体处处于装入状态的B柱的空间信息。B柱的长度对应于B柱的中心线路线的长度，其从B柱的下边缘延伸到B柱的上边缘。通常，中心线是B柱的线性纵向轴线，由此，当B柱弯曲时，中心线也可弯曲。B柱是整体构造的混合金属纤维复合柱。优点在于，混合B柱可以借助常规的结合技术、例如通过使用常规的焊接工艺整合到金属机动车辆车体中。另一个优点在于，不用于将B柱连接到机动车辆车体部件的B柱的区域可由与金属材料相比重量更轻的纤维复合部件代替。因此，纤维复合部件充填金属材料凹入的区域。所述凹入区域可被纤维复合部件完全充填。这意味着纤维复合部件不会以局部补片的形式用于加强B柱的金属基体。而是，只有在要确保力引入区域中的两个连接配件、即纤维复合部件和金属部段之间的永久连接时，才需要由金属部段与纤维复合部件重叠所引起的材料加倍。由于上金属部分的上力引入区域和下金属部分的下力引入区域嵌入纤维复合部件中，故而纤维复合部件的塑料基质用作为将上金属部分和下金属部分不可分离地粘合到纤维复合部件的粘合剂。嵌入是指当在穿过B柱的截面中观察时，相应的金属部分被纤维复合部件的C形部段包围。因此，纤维复合部件搁置在相应金属部分的三个侧面上。纤维复合部件包括塑料基质和结合在基质中的纤维。以本身已知的方式，纤维在纤维复合部件内传递力，并且基质填充纤维之间的间隙并将外力传递到纤维中。塑料基质可以是热塑性基质或硬质塑料基质。纤维可包括例如碳和/或玻璃和/或芳纶纤维。在基质硬化或固化之前，金属部分结合到纤维复合部件。因此，在纤维复合部件的制造期间，金属部分结合到纤维复合部件。为此目的，纤维复合材料可以通过手工、半自动地或机械地、例如通过层压、喷涂、压制或注塑工艺或通过适于将金属结合到纤维复合材料的任何其他工艺结合到金属部分。一旦基质硬化或固化，纤维复合部件和金属部分就永久地彼此连接并形成呈即可使用的B柱形式的一体的混合部件。在该上下文中，“永久连接”是指纤维复合部件不可移动地粘附到金属部分。如果例如由于事故导致的侧面冲撞而使纤维复合部件与金属部分分离，则B柱被破坏。上金属部分和/或下金属部分可由钢片材制成。钢片材可以是冷成形钢，例如高强度钢，例如双相钢。上金属部段和下金属部段两者都可由冷成形钢制成。然而，上金属部分和/或下金属部分也可由镁片材或铝片材制成。此外，上金属部分可包括上端边缘，并且/或者下金属部分可包括下端边缘。纤维复合部件可借助上端部分跨过上端边缘延伸到上力引入区域中，和/或借助下端部分跨过下端边缘延伸到下力引入区域中。相应的金属部分沿其端部边缘终止，使得B柱的一部分区域超过相应的端部边缘邻接，其中，相应的金属部分实际上是凹入的。所得到的凹部可至少部分地由纤维复合部件充填，以将B柱的支承(载荷)加载到该区域中。因为纤维复合部件延伸超过相应的端部边缘进入相应的力引入区域，所以当在穿过B柱的纵向截面中观察时，纤维复合部件呈C形包围相应的金属部分。这使得纤维复合部件稳定地整合到B柱的力流中。纤维复合部件可以形成为本身一致(coherent)的一体部件。以此方式，纤维复合部件在B柱内执行结构支承功能。以此方式，沿着限定于上金属部分与下金属部分之间的B柱的纵向部分施加到装入的B柱的载荷中超过50％的载荷可由纤维复合部件承载，这是因为它整合到B柱的力流中的缘故。为了提供复合纤维部件与金属部分之间的比例尽可能大且重量特别轻的B柱，复合纤维部件可延伸跨过B柱的总长度的至少0.25倍，例如是B柱的总长度的50％至90％之间。此外，上金属部分的上端边缘与下金属部分的下端边缘之间的距离可为B柱的总长度的至少25％和/或B柱的总长度的至多95％。另一个优点在于，纤维复合部件因此位于B柱的中心区域中，其通常被构造为高强度以保护乘员。与金属部分的金属材料相比，纤维复合部件可具有较低的断裂伸长率，但在被施加载荷时、例如在侧面冲撞的情况下保持一定程度的弹性，并因此可弹性屈服。只要不超过纤维复合部件的断裂伸长率，在施加载荷后它就恢复到其原始形状。纤维复合部件的这种有利的运动也可被描述为“呼吸(breathing)”。纤维复合部件的下端、例如纤维复合部件的下端边缘可与B柱的下端、例如B柱的下端边缘间隔开一段距离，该距离至少为10cm，例如在10cm至60cm之间。以此方式，B柱可以仅经由下金属部分结合到车体的门槛区域，从而允许使用标准结合方法将B柱连接到金属门槛区域。由于纤维复合部件与门槛区域的间隔，故而下金属部分特别是在门入口区域中可提供变形区域，从而允许在发生碰撞时塑性变形。替代于或附加于纤维复合部件与B柱下端的间隔，纤维复合部件的上端、例如纤维复合部件的上端边缘可与B柱的上端、例如B柱的上端边缘间隔开一段距离，该距离至少为5cm，例如是5cm至40cm之间的距离。因此，B柱可仅经由上金属部分结合到车体的典型地是金属的车顶区域。由此，简化了B柱与车体的整合，这是因为纤维复合部件仅连接到B柱的金属部分，而且当安装B柱时，仅将金属部分例如通过使用常规结合技术连接到车体零件的缘故。上金属部分和/或下金属部分可各自至少在一些部段中具有至少一个横向结合凸缘，用于将与B柱相邻的部件连接到B柱。至少一个横向结合凸缘可横向地突出超过纤维复合部件。由此，诸如门密封件和/或车辆外皮和/或玻璃表面之类的其他部件可单独地连接到相应的金属部分，使得此处也可以使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于机动车辆车体的B柱(1；31)，其中，所述B柱(1；31)沿纵向轴线(X)延伸，所述B柱包括：/n用于将所述B柱(1；31)连接到所述机动车辆车体的车顶区域的上金属部分(4)和用于将所述B柱(1；31)连接到所述机动车辆车体的门槛区域的下金属部分(6)；以及/n纤维复合部件(3)，所述纤维复合部件包括纤维和塑料基质；/n其中，所述上金属部分(4)包括上力引入区域(18’)，所述下金属部分(6)包括下力引入区域(18”)，所述下力引入区域与所述上力引入区域(18’)轴向间隔开，所述上力引入区域(18’)和所述下力引入区域(18”)嵌入所述纤维复合部件(3)中。/n

【技术特征摘要】
20180601 DE 102018113141.01.一种用于机动车辆车体的B柱(1；31)，其中，所述B柱(1；31)沿纵向轴线(X)延伸，所述B柱包括：
用于将所述B柱(1；31)连接到所述机动车辆车体的车顶区域的上金属部分(4)和用于将所述B柱(1；31)连接到所述机动车辆车体的门槛区域的下金属部分(6)；以及
纤维复合部件(3)，所述纤维复合部件包括纤维和塑料基质；
其中，所述上金属部分(4)包括上力引入区域(18’)，所述下金属部分(6)包括下力引入区域(18”)，所述下力引入区域与所述上力引入区域(18’)轴向间隔开，所述上力引入区域(18’)和所述下力引入区域(18”)嵌入所述纤维复合部件(3)中。


2.根据权利要求1所述的B柱(1；31)，其特征在于，
所述纤维复合部件(3)形成为一体的部件。


3.根据权利要求1或2所述的B柱(1；31)，其特征在于，
所述纤维复合部件(3)延伸跨过所述B柱的总长度(L1)的至少0.25倍，特别是延伸跨过所述B柱的所述总长度(L1)的50％至90％之间。


4.根据权利要求1至3中任一权利要求所述的B柱(1；31)，其特征在于，
所述上金属部分(4)包括上端边缘(30’)，所述下金属部分(6)包括下端边缘(30”)，其中，所述纤维复合部件借助上端区域(19’)跨过所述上端边缘(30’)延伸到所述上力引入区域(18’)中，并且借助下端区域(19”)跨过所述下端边缘(30”)延伸到所述下力引入区域(18”)中。


5.根据权利要求4所述的B柱(1；31)，其特征在于，
所述上端边缘(30’)与所述下端边缘(30”)之间的距离(L30)是所述B柱(1；31)的总长度(L1)的至少25％且至多95％。


6.根据权利要求1至5中任一权利要求所述的B柱(1；31)，其特征在于，
所述纤维复合部件(3)的下端(22)与所述B柱(1；31)的下端(23)间隔开一段距离，该距离至少为10cm，特别地，该距离在10cm至60cm之间，并且/或者，所述纤维复合部件(3)的上端(20)与所述B柱(1；31)的上端(21)间隔开一段距离，该距离至少为5cm，特别地，该距离在5cm至4...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·斯蒂芬斯，B·斯佩尔沃格，
申请(专利权)人：穆尔和本德公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE