具有局部强度特性的B柱的制作方法

本发明涉及一种如权利要求1前述部分中的特征所述的用于汽车的b柱，其制造成由可淬硬的钢合金热成型和加压淬火的构件。

此外，本发明涉及一种如权利要求2前述部分中的特征所述的由可淬硬的钢合金制造的热成型和加压淬火的构件。

背景技术：

从现有技术中已知的是：利用热成型和加压淬火来制造汽车构件。为此在热状态中由可淬硬的钢合金例如锰硼钢至少部分经奥氏体化来成型板坯并且接着将其如下地快速冷却，即，进行淬火硬化，也称为加压淬火。由此能够产生1400mpa以上的抗拉强度。

由此可以制造汽车结构构件、特别是b柱或者还有顶盖骨架、车架纵梁，车门槛以及横梁，它们具有高强度特性。汽车车身的稳定性由此在事故的情况中得到保障。同时提供使用较小壁厚的可能性，从而可以减小汽车车身的重量并且由此还将co2的排放最小化。由ep2209696b1已知这种类型的汽车立柱、特别是b柱。

在这种情况下构造有下部长度区段，其与上部长度区段相比具有更软的材料组织。这提供的优点是：在侧向碰撞时汽车的b柱有针对性地变形，同时消除能量，然而避免完全开裂或者例如与连接的车门槛断开。

由us2012/0319431a1已知一种汽车立柱，该汽车立柱在横截面中构造成帽状轮廓。凸缘在较大的长度区段上沿着这些凸缘的纵方向构造成软的，其中，横截面的剩余部分具有硬的材料组织或者过渡区域。

此外由在先申请的、然而在后公布的de102014112740a1已知一种汽车立柱，该汽车立柱沿着纵方向在下部区域中具有强度彼此不同的条带。在此，硬的条带与车门槛联接。硬的条带不超出折边。

技术实现要素：

本发明的目的是：从现有技术出发，在碰撞性能方面进一步改进汽车立柱。

根据本发明，上述目的利用具有权利要求1中的特征的汽车b柱得以实现。

所述目的的可选的解决方案规定一种具有权利要求2特征的汽车b柱。

本发明的有益的设计变型是从属权利要求的内容。

用于汽车的b柱、在下文中也称为汽车b柱制造成由可淬硬的钢合金热成型和加压淬火的构件。下部长度区段在小于b柱长度的40％上延伸并且相对剩下的上部长度区段至少局部具有不同的强度值。根据本发明，b柱的出众之处在于：在下部长度区段中在至少一个横截面中构造有两个强度彼此不同的区域，并且在该下部长度区段中局部地构造有软的材料组织。

不同的区域构造成软区域、过渡区域、硬区域和/或过渡区段。这些区域分别按份额在横截面中以及沿着b柱的纵方向延伸。

特别是在安装状态中沿着汽车横向向外指的区域与沿着汽车横向指向车辆内部的区域相比在这个至少一个横截面中具有较小的强度。下部长度区段中的彼此不同的强度在此可以如下地构成，即，在横截面中彼此不同的强度在从几个厘米直到最多40cm的高度区域上延伸。然而整个下部长度区段也可以分别在横截面中具有彼此不同的强度。

本发明的另外的组成部分是一种b柱，该b柱同样具有上部长度区段和下部长度区段，其中，下部长度区段在小于b柱长度的40％上延伸。在此，b柱至少在下部长度区段中在每个横截面中具有一个总是均匀的、因此一个在横截面中相同的材料组织。该材料组织在长度上是不同的。上部长度区段优选具有仅仅一个硬的材料组织。作为可选同样可能的是：b柱的边缘区域中的接合凸缘(fuegeflansch)在上部长度区段中具有软组织。下部长度区段再次构造成沿着纵方向分成三部分。上部部分具有软材料组织，中间部分具有硬材料组织而下部部分又具有软材料组织。在各个部分之间以及在上部与下部长度区段之间分别构造有一个过渡区段。

彼此不同的强度在本发明的意义上意味着：具有硬区域和软区域或者说可延展的区域。硬区域因此硬材料组织优选具有大于1100mpa、优选大于1300mpa、完全特别优选大于1400mpa和最好大于1500mpa的抗拉强度rm并且也称为最高强度。软区域、也称为软材料组织具有小于1000mpa、优选在500mpa至1000mpa之间、特别是在600mpa至900mpa之间的抗拉强度。在硬区域中基本上构造有马氏体组织，在软区域中构造有贝氏体组织或铁素体/珠光体组织。在过渡区域或过渡区段中构造有多相组织。

在上部长度区段与下部长度区段之间特别是构造有过渡区段。这个过渡区段沿着纵方向在小于100mm、特别是小于50mm、特别优选小于30mm的长度上延伸。

下部长度区段本身又在沿着纵方向小于总长度的40％、最好小于b柱长度的38％、优选小于35％、特别是小于33％、特别优选小于32％、最好小于30％和完全特别优选小于28％的长度上延伸。

优选b柱本身在横截面中至少在局部纵向区段上、特别是在整个长度上构造成帽形。这意味着：它具有接桥，从该接桥伸出的支腿和又从支腿伸出的凸缘。接桥和凸缘在安装位置中优选沿着汽车纵方向定向。各支腿沿着汽车横向定向。不仅接桥而且支腿都可以在横截面中各自直线地延伸。然而同样可能的是：不仅接桥而且支腿在横截面中都具有渐增的或渐减的走向或者附加地被挤压(verpraegt)、例如冲压(einpraegen)有凹槽或类似物。凹槽又沿着b柱的纵方向、因此沿着汽车竖直方向延伸。

为了现在有针对性地设定彼此不同的强度区域，要么采用经局部调温的热成型和加压淬火模具(presshaertewerkzeug)，要么对需成型的板坯进行局部调温。例如在此可以采用接触加热，从而将局部设定有一个温度的调温板(temperierplatte)有针对性地放置到板坯上并且在该板坯内部产生相应的温度特性。然后将经过如此调温的板坯装入到热成型和加压淬火模具中并将其热成型和加压淬火成具有设定成局部软的或者说可延展的强度区域。然而在本发明的范围内同样可能的是：在均匀地加压淬火之后才通过局部回火来设定软区域。

优选下部长度区段如下地构造，即，接桥至少部分地沿着纵方向和在横截面中完全地以及特别是沿着纵方向完全地构造有软材料组织或者说可延展的材料组织。从接桥伸出的支腿至少沿着汽车横向局部地构造成过渡区域。与支腿连接的凸缘构造有硬材料组织。凸缘在下部长度区段中沿着纵方向完全构造有硬材料组织或者说最高强度材料组织。这提供的优点是：凸缘在物体侧向侵入的情况中起到牵杆的作用。由此利用根据本发明的b柱由于软的接桥以及在材料组织中构造成过渡区域的支腿而能够减少或吸收碰撞能量。然而同时通过作为牵杆的最高强度的凸缘保障变形刚度，从而避免过强的非预期的变形。

此外特别优选在b柱的下部端部上构造有车门槛凸缘。该车门槛凸缘优选在b柱的下部端部的整个宽度上延伸并且具有软材料组织。因此可能的是：通过电阻点焊进行例如与车门槛的联接并且避免由于过硬的和脆的材料组织的断开。

附图说明

本发明的其它优点、特征、观点和性能是下面说明的内容。在示意图中示出优选的构造变型。这些附图有助于简单地理解本发明。附图中：

图1示出具有强度彼此不同的下部长度区段的根据本发明的b柱；

图2a至f示出不同的横截面图；

图3示出在下部长度区段中具有软区域的汽车b柱；

图4示出在下部长度区段中具有完全软的接桥的汽车b柱；

图5示出b柱的可选的构造变型，其具有在横截面中总是均匀的材料组织和分成三部分的下部长度区段；

图6示出根据图5的b柱的可选的构造变型。

在附图中，为相同的或类似的构件使用同样的附图标记，尽管出于简化的原因省略了重复的说明。

具体实施方式

图1示出的是根据本发明的b柱1。这个b柱沿着它的纵方向2以长度l延伸。b柱1具有一个上部长度区段3以及一个与此连接的下部长度区段4。上部长度区段3和下部长度区段4各自沿着纵方向2延伸。下部长度区段4在此在小于所述长度的40％上沿着纵方向2延伸。下部长度区段4在横截面中具有强度彼此不同的区域。

图2a示出的是沿图1的iia-iia的横截面图，从中得知：b柱1在横截面中构造成帽形。为此构造有一个接桥5，其具有从该接桥5起延伸的支腿6。从每个支腿6上又伸出一个凸缘7。凸缘7和接桥5在此沿着汽车纵方向x定向。支腿6本身构造成基本上沿着汽车y方向定向。这在本发明的意义上并不意味着：各个定向与相应汽车方向平行地伸展，与相应汽车方向成在10°或20°范围内的角度也应理解为在本发明意义上的定向。凸缘7、支腿6和/或接桥5不必总是直线地、如所示出的那样延伸。它们也可以弯曲地延伸或本身构造成阶梯形的。

现在根据本发明规定：在接桥5中构造有一个软区域8或者比较软的材料组织。软区域8沿着纵方向2在下部长度区段4的一个部分长度9上延伸。软区域8在此还构造在支腿6的一部分中。软区域8在侧向由相应的过渡区域10包围或者在上面由过渡区段11包围。过渡区域10在此优选在一个部分长度15上构造在支腿6中，因而图2示出的凸缘7具有硬材料组织或者说硬区域14，然而主推6在剩余长度上也同样具有硬区域14。在软区域8关于汽车竖直方向z的上侧构造有过渡区段11，该过渡区段11似乎优选也是从下部长度区段4向上长度区段3的过渡。b柱1的上部长度区段3优选具有硬材料组织。

图2b示出的是图1中的切线iib-iib。可以清楚地看到：在此具有由马氏体、铁素体/珠光体和/或贝氏体构成的多相组织的过渡区段11在接桥5和部分支腿6上延伸。凸缘7以及各支腿6的剩余部分具有硬区域14。

图2c示出的是相对图1中的切线iic-iic的横截面。在此可以看出：关于汽车竖直方向z在软区域8下侧构造有另外的过渡区段11，类似于图2b。帽状轮廓的宽度更大。在凸缘7中又构造有具有最高强度材料组织的硬区域14。在接桥5和支腿6中构造有具有多相组织的过渡区段11。

图3示出图1的可选的构造变型。在此还可以看到在接桥5中构造有软区域8，该软区域8又在下部长度区段4的长度的一个部分长度9上延伸。关于汽车竖直方向z在软区域8上侧构造有过渡区段11。关于汽车竖直方向z在软区域8下侧同样构造有过渡区段11。在过渡区段11中构造有多相组织并且在下部端部12上设置有车门槛凸缘13。这个车门槛凸缘13具有软材料组织，与接桥5的软区域8相同或类似。同样可以看到：过渡区域10构造在支腿6的区域中，其中，支腿6的剩余区域以及凸缘7自身又构造成最高强度的材料组织。

图4示出的是此外可选的构造变型。在这种情况下，基本上整个下部长度区段4在支腿6的区域中构造成软材料组织因此软区域8。支腿6完全构造成具有多相组织的过渡区域10。凸缘7构造成最高强度材料组织。下部的车门槛凸缘13同样构造成软材料组织，使得接桥5的软区域8过渡到车门槛凸缘13的软材料组织中。因此图4所示的b柱在下部长度区段4的每个横截面中具有彼此不同的强度值。关于汽车竖直方向z在下部长度区段4上侧构造有过渡区段11，上部长度区段3的最高强度的材料组织在该过渡区段中过渡到下部长度区段4的接桥5的软材料组织中。下部长度区段4的软区域8由此可以在横截面中或者沿着横向在整个接桥5上延伸并且此外优选部分地在支腿上延伸。优选地，软区域8在支腿的1至50％之间的、优选在支腿6的10至40％之间的范围中延伸。

图2d、2e和2f示出的是沿图4中的切线iid-iid、iie-iie和iif-iif的相应横截面。在图2d中，凸缘7具有硬区域14。支腿6具有过渡区域10，而在接桥5中构造有过渡区段11。在过渡区域10和过渡区段11中分别构造有一个多相组织，在凸缘7中构造有具有最高强度的材料组织的硬区域14。根据图2e，仅仅在接桥5中构造有多相组织，在支腿6中构造有具有多相组织的过渡区域10。同样的内容适用于根据图2f的横截面。在此也在整个接桥5上构造有软区域8，在支腿6中构造有具有多相组织的过渡区域10，并且在凸缘7中构造有硬区域14。

图5示出的是根据本发明的用于汽车的b柱1的第二构造变型。这个b柱沿着它的在安装状态中沿着汽车竖直方向z定向的纵方向2也具有上部长度区段3以及下部长度区段4。此外，下部长度区段4分成三部分：一个上部部分16、一个中间部分17和一个下部部分18。在优选的构造变型中，下部部分18是车门槛凸缘13。下部部分18沿着纵方向2在一个仅仅比车门槛凸缘13更高的区域上延伸。上部部分16和下部部分18具有软材料组织。中间部分17具有硬材料组织。沿着横向q的所有横截面分别具有一个均匀的材料组织。因此整个上部部分16在横截面中分别构造有一个软材料组织，中间部分17在横截面中分别构造有一个硬材料组织或最高强度的材料组织，而下部部分18构造有软材料组织。在各个部分16、17、18之间或长度区段3、4之间分别延伸有过渡区段11，在这些过渡区段中存在一个多相组织。

上部长度区段3在横截面中可以构造成完全经淬硬的，如在图5中示出的那样。然而同样可能的是：接合凸缘具有软材料组织、特别是用于与封板、外侧b柱的或外皮的增强嵌件或顶盖骨架机械地或者材料锁合地联接。由此可以如在图6中示出的那样构造有具有软材料组织的侧向凸缘19。作为可选或者补充，也可以构造有用于与具有软材料组织的顶盖骨架或顶梁连接的上部凸缘20。然后在其间未示出地分别构造有一个从软材料组织到硬材料组织的过渡区域或者说过渡区段。

附图标记列表

1b柱

21的纵方向

31的上部长度区段

41的下部长度区段

5接桥

6支腿

7凸缘

8软区域

94的部分长度

10过渡区域

11过渡区段

121的下部端部

13车门槛凸缘

14最高强度区域

156的部分长度

164的上部部分

174的中间部分

184的下部部分

19侧向凸缘

20上部凸缘

b12的宽度

l1的长度

x汽车纵方向

y汽车横向

q横向

z汽车竖直方向