用于機動車白車身結構的底部區域的橫梁、用于制造橫梁的方法和機動車白車身結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的用于機動車白車身結構的底部區域的橫梁、根據權利要求7的前序部分所述的用于制造橫梁的方法、以及根據權利要求8的前序部分所述的機動車白車身結構。
【背景技術】
[0002]在此所討論的類型的橫梁是公知的。德國公開文獻DE 10 2010 018 638 Al介紹了一種座椅橫梁的支承結構，該支承結構由拉長的、沿著車輛橫向方向延伸的輪廓件構成，該輪廓件由鋼板制成并且通過熱成形被模制硬化。替代地，還公知橫梁至少部分地被構造為鑄造件、管或擠壓型材件。這些設計方案的缺點是，對于側面撞擊的情況，所述橫梁尤其是在其機械強度方面還有待改進。
【發明內容】
[0003]因此，本發明的目的在于，提出一種不具有所提到的缺點的橫梁。此外，本發明的目的在于，提出一種用于制造這種橫梁的方法以及機動車白車身結構，其中同樣避免了所提到的缺點。
[0004]該目的通過具有權利要求1所述特征的橫梁來實現。所述橫梁的特征在于，其至少部分地通過鍛造來制造。通過鍛造得到了高度壓縮的結構，通過該結構使得橫梁具有非常高的機械強度。這在側面碰撞時會產生特別有利的影響。在鍛造時也可以與載荷相適應地調節結構內的纖維取向，其中纖維特別是在高機械應力的區域內可以被壓縮。采用這種方式進一步提高了橫梁的強度。可延展的區域也可以被集成。通過增大的強度同時可以確保在側面碰撞的情況下有足夠的負載阻力并且減小了橫梁的壁厚。這考慮了輕量化結構的思想。此外，在鍛造時可以制造一一沿著其縱向延伸看去一一具有變化的橫截面形狀的橫梁，其中尤其可以采用與承受較小機械載荷的區域相比更大的橫截面來構造承受高機械負載的區域。因而，不必根據最大的機械負荷來設計橫梁的壁厚，而是可以根據需要來設計橫梁的壁厚。這反過來又節省了材料，從而使得橫梁可以整體上比例如在鑄造件的情況下的橫梁更輕，所述鑄造件必須采用盡量恒定的、根據最大載荷設計的壁厚來制造。鍛造件的高度機械壓縮的結構沒有空隙，由此可承受機械載荷，并且其測試花費相比于鑄造件情況下的結構的測試花費更小。此外，在鍛造的部件的情況下需要明顯更少的后續處理。另外，至少部分地鍛造橫梁是一個相對簡單的過程。因此，可以在本方法的范圍內通過相對簡單的機構價格低廉地制造輕質的、同時可承載高機械負載的橫梁。
[0005]優選地，橫梁由至少一個被加熱的輕金屬坯料鍛造而成。這還考慮了輕量化結構的思想。同時帶來了以下優點:可以生產具有非連續橫截面的橫梁，并且視要求而定還可以生產具有可變的、沿著力方向延伸的肋/卷邊結構的橫梁，特別地，在使用經加熱的輕金屬坯料的情況下可以為橫梁提供相對復雜的、優選至少部分地掐絲的結構。因此，總體而言，通過減小壁厚和使用輕質材料考慮了輕量化結構要求。除了輕金屬成分之外，通過使用混合材料如鋼、纖維增強的塑料可以實現功能特性的進一步改進。補充地，根據需要橫梁可以包含雙輪廓，其中所述雙輪廓通過鍛造的連接件被固定。
[0006]根據本發明的橫梁的特征還在于，所述橫梁至少部分地包括輕金屬或輕金屬合金。優選地，橫梁由輕金屬或輕金屬合金構成。這特別是以下情況，即橫梁由至少一個被加熱的輕金屬坯料鍛造而成。優選地，橫梁至少部分地包括鋁或鋁合金。特別優選地，橫梁由鋁或鋁合金構成。特別地，優選地將較高強度的鋁合金至少部分地用于橫梁。替代地或附加地，橫梁優選地包括鎂或鎂合金。橫梁的一種優選的實施例由鎂或鎂合金制成。至少對于橫梁的一部分進行所述材料的選擇本身可以實現特別輕質的設計，并因此考慮了輕量化結構的思想。
[0007]還優選一種鍛造的橫梁，其特征在于，所述橫梁被構造為座椅橫梁。在這種情況下，所述橫梁包括至少一個用于機動車的座椅的接納部。替代地或附加地，所述橫梁包括至少一個用于機動車的座椅導軌的接納部。此外，可以如此地構造座椅橫梁，使得所述座椅橫梁具有例如用于敞篷汽車的翻轉結構。此外，還可以將用于混合的底/后壁護板的連接點以及例如控制器/介質集成到橫梁內。
[0008]在一種優選的實施例中，橫梁被單殼地構造。因此，橫梁可以具有鍛造的殼結構，該殼結構包括一個殼。橫梁的另一個實施例包括雙殼結構。在該種情況下，橫梁優選地由兩個彼此結合的殼構成，所述兩個殼優選地都被鍛造。這些殼也可以按照設計要求由不同的材料構成。
[0009]優選一種橫梁，其特征在于:所述橫梁被多部分地構造。優選地，橫梁包括拱形的中間部，該中間部被設置用于橋接機動車白車身結構的中間隧道區。優選地，側部在兩側連接到中間部上，其中中間部將兩個側部彼此連接起來。側部優選不被拱形地構造而是被筆直地構造。在這種情況下，所述側部基本上、優選地正好沿著車輛橫向方向在機動車白車身結構內延伸。在一種功能性的實施方式中，作為用于能量系統和與其相關的介質的接納部，連續均勻的輪廓也可以被選擇用于橫梁。在一種設計方案中，座椅橫梁也可以與底部和電池部件一起完全被換掉。在這種情況下，連接隨著能量產生載體的結合而進行。
[0010]優選地，至少一個側部通過鍛造、特別優選地由被加熱的輕金屬坯料制成。在橫梁的一種實施例中，兩個側部件通過鍛造、特別優選地由被加熱的輕金屬坯料制成。替代地或附加地，中間部可以通過鍛造、特別優選地由被加熱的輕金屬坯料制成。
[0011]各單個部件、即特別是兩個側部和中間部優選地彼此螺紋連接、鉚接或粘接在一起。替代地，也可以將它們彼此焊接在一起。在使用簡單的連接技術諸如粘接、鉚接或螺紋連接時相比于焊接減小了熱引入，由此也會使得部件變形較小。由此不僅可以尺寸準確地制造橫梁而且還可以尺寸準確地制造具有所述橫梁的機動車白車身結構。優選地，在橫梁的一種實施例中，側部與中間部鍛造在一起。由此能夠以簡單的方式實現側部與中間部的特別穩定的、牢固的且可承受負載的連接。在鍛造的情況下，側部與中間部優選力和形狀配合、必要時甚至材料配合地連接。
[0012]橫梁的另一優選的實施例的特征在于，橫梁整體上一體地通過鍛造、特別優選地由被加熱的輕金屬坯料制造而成。這是一種十分節約程序的橫梁設計方案。優選地，橫梁沿著其整體延伸方向從機動車白車身結構的第一側面一直到第二側面一體地通過鍛造、特別優選地由被加熱的輕金屬坯料制造而成。由此，所述橫梁沿著其整體延伸方向獲得了十分高的穩定性和機械強度，其中所述橫梁同時具有減小的、根據需要進行變化調整的壁厚，進而被十分輕質地構造。
[0013]還優選一種橫梁，其特征在于，在所述橫梁上設置有至少一個用于與機動車白車身結構的縱梁和/或車門檻相連接的連接節點。優選地，至少一個連接節點被鍛造到橫梁上(anschmeiden)或在橫梁上鍛造出來(ausschmeiden)。借助于至少一個連接節點，橫梁優選地在車門檻區域和/或在中間隧道的區域內與機動車白車身結構相連接。這可以借助于機械手段尤其是借助于螺紋連接或鉚接、通過粘接和/或通過焊接來進行。在這種情況下可以輕易地借助于焊接將鍛造的橫梁連接到機動車白車身結構的相鄰的構件上。
[0014]還優選一種橫梁，其特征在于，在所述橫梁上設置有至少一個功能結構。所述至少一個功能結構優選地從由座椅接納部、座椅導軌接納部、視車輛而定地用于翻轉結構的接納部和用于容量儲存裝置的接納件或緊固件構成的組群中選取。容量儲存裝置優選為能量儲存器、尤其是電池和/或箱子、尤其是燃料箱。特別地，當用于電池或燃料箱的接納件或緊固件被設置在橫梁上時，可以省去用于這些接納部的附加件，并且同時確保在側部碰撞的情況下保護容量儲存裝置。
[0015]至少一個功能結構優選地鍛造到橫梁內、鍛造到橫梁上或在橫梁上鍛造出來。在此，鍛造到某物內(Einschmieden)系指功能結構至少部分地采用橫梁的材料進行環繞鍛造(umschmieden)。鍛造到某物上(Anschmieden)系指功能結構與橫梁的連接通過鍛造、優選地通過混合鍛造來進行，其中例如在功能結構的安裝區域開設有凹部，橫梁的材料從第一側面穿過該凹部，其中所述材料在第二側面上結合到安裝區域后面，從而產生力和形狀配合的連接。從某物上鍛造出來(Ausschmieden)系指功能結構在鍛造時從橫梁的材料上成形出來。
[0016]優選地，可以將橫梁構造為混合組件，其中所述橫梁特別優選地通過混合鍛造而制成。在這種情況下，橫梁包括多于一個的區域，其中至少一個其它區域不通過固態成形、特別是不通過鍛造制成。但是可以將至少一個其它區域通過鍛造與鍛造的區域相連接。在此特別地，可以將至少一個其它區域完全鍛造到鍛造的區域內，鍛造到該區域上或者部分地采用鍛造的區域的材料環繞鍛造。在此，在這種情況下，完全鍛造系指，被鍛入的區域完全或所有側面都被鍛造的區域的材料所包圍，而環繞鍛造則系指，其它區域部分地被鍛造的區域的材料所包圍。被鍛入的區域例如可以是內襯、加強結構、特別是加強襯層或加強芯。借助于這些結構可以進一步提高或根據需要調整橫梁的穩定性和機械強度。
[0017]所述目的還通過采用權利要求8所述步驟的用于機動車白車身結構的底部區域的橫梁的制造方法來實現。特別地，借助于所述方法優選地制造按照上述實施例中任一項所述的橫梁。該方法的特征在于，所述橫梁至少部分地通過鍛造制成。優選地，橫梁由至少一個