具有加強板的車身部件的製作方法

2023-05-19 03:49:51

專利名稱：具有加強板的車身部件的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車車身結構的車身部件，特別是大梁、橫梁、車架和/或立柱，其中所述車身部件包括一個具有內板和外板的空心構件，在該構件內至少設置一塊在縱向上具有不同厚度的加強板。本發明還涉及一種所述車身部件的製造方法。
這種類型的車身部件已經是公知的。它具有在空心構件內部作為加強板構成的加強件。所述加強板優選在空心構件的內板上，通過薄板焊接或擠壓縫焊固定。這種固定的成本較高，因為需要連接的板材需要複雜的預加工。特別是對加強板必須只在局部範圍加強時，被證明合適的方式是採用拼接技術，其中將各塊板材固定連接在一起，板材優選採用點焊或雷射焊接疊焊在一起。板件在未變形狀態下相互連接，然後按照預定的形狀變形製成構件。然後再將構件焊接到對應的車身部件上。在已有技術中，採用的是3塊板件的焊接。
在德國專利文獻DE19531957A1中公開了一種車身結構，它可避免乘員在側面撞車情況下出現嚴重受傷。其中建議的車身構件，例如B柱由一塊B柱內板、一塊B柱外板和一個加強件組成。此外一個沿汽車縱向布置的車頂側梁，一個沿汽車縱向布置的具有側橫梁內板的側橫梁也被公開。該車身結構具有一個沿汽車橫向布置的，並與B柱和車頂側梁相連的中間車頂支撐以及一個沿汽車橫向布置並且在外端與B柱的下端相連並與側橫梁相連的加強件。該加強件包括至少一塊u形加強板，一塊基板和一個沿汽車縱向布置的、並與加強件在內端相連的中間通道。所述B柱作為空心構件具有一個封閉的橫截面，該截面由B柱內板和B柱外板以及加強件構成。此外所述車頂側梁，側橫梁，中間車頂支撐均具有封閉的截面，具有通過u形加強板和基板構成的加強件，該加強件同樣具有封閉的橫截面。除此之外，還設置了一個通道加強件，它與所述中間通道構成一個封閉橫截面。
所述加強件固定在B柱內側，並且具有一塊上部、一塊中部和一塊下部加強板。所述上部加強板的下端與中部加強板的上端重疊焊接，然而所述中部加強板的下端與下部加強板的上端隔開一個預定的缺口。該位於中部和下部加強板之間的分離段是B柱的一個預定強度不連續區段。在已有技術的實施例中，中部加強板的下端和下部加強板的上端之間設置了一塊連接板。這種加強件的缺點是，為了改善立柱的抗扭剛度，(優選)在與車頂構件或安全帶導向件的連接範圍內必須設置加強板，而且加強板在縱向上必須具有不同的材料厚度。
這種加強板公開在德國專利文獻DE19735640中。其中在所公開的B柱或C柱的內板和外板之間設置有加強板，它沿立柱的縱向向上和向下延伸。該加強板具有基本上呈U形斷面，其側邊在端部向外彎曲，而且加強板貼在內板上並與其焊接在一起。一個側邊的端部與一塊固定板焊接在一起。所以固定在立柱上的安全帶的拉力垂直於立柱的縱軸線，在事故中，一部分拉力被傳遞給加強板，所述加強板從下至上具有不同的材料厚度。
這種加強板的缺點是，加強板在厚壁區採用點焊焊接時會出現問題。作為替代方法也可採用拼裝技術，其中在一塊基板上焊接一塊或多塊附加板。特別是將多塊板件焊接在一起時，必須注意各塊板件的材料厚度。允許的材料厚度一方面是通過板件的厚度關係確定的，另一方面在點焊中還不允許超過一個特定的最大厚度。允許的材料厚度出現偏差會導致焊接出現問題，從而產生焊接缺陷。如果需要將鍍鋅板相互連接在一起，將不能使用3塊板件焊接，因為不同的金屬會導致出現焊點晶格缺陷。
本發明的任務是，避免以上所述的各種缺點，特別是提供一種上述車身部件，其加強件，特別是抗扭加強件的形狀簡單，成本低，還提供一種將所述加強件固定在空心構件內的簡單和低成本的方法。
以上任務的解決方案是，所述加強板包括至少一塊具有恆定材料厚度的基板以及焊接在其上的附加板，並且所述基板具有不包括所述附加板的凸緣區，該凸緣區可焊接在空心構件上。
本發明所述解決方案的優點是，加強板僅在規定的加強區域內由附加板構成，從而減小了加強板和車身部件的重量。除了節省重量的優點外，還簡化了加強板和空心構件的製造，因為板件之間的固定是採用簡單的點焊或者雙板件焊接實現的。
此外還取消了已有專用方法所需的複雜的焊邊預加工。所以可將加強板的製造集成在生產工藝內，從而帶來成本上的好處。
本發明所述車身部件的一種實現方式是，所述附加板包括至少一塊基板和至少一塊焊接在其上的增補附加板，並且所述基板具有不包括增補附加板的凸緣區，該凸緣區可與基板和/或一塊與該基板相連的附加板焊接在一起。這種結構的優點是，可將多塊附加板焊接在基板上，而基板始終具有可通過雙板件焊接連接的凸緣區。所以能夠以有利的方式採用點焊加工所要求的任意材料厚度。
另一種實現方案是，所述基板、基板和/或附加板具有恆定的材料厚度。
該方案的優點是，可以使用具有任何材料厚度的板件，所以加強板可以以任意的材料厚度製成。根據加強件的不同形狀，可以對附加板進行適當的切割，並且設置到基板和/或附加板或基板上。上下疊加的板件厚度僅受到凸緣範圍處的開口幾何尺寸的限制。
一種被證明有利的方案是，所述加強板基本上構成U形構件，並且所述凸緣區具有用於固定的翼邊，該翼邊至少有一部分平貼在空心構件的固定面上。作為U形構件構成的加強板可通過兩個相互並排的板件，即內板或外板和基板的簡單焊接連接在一起。
本發明所述空心構件的實現方式是，所述附加板設置在U形構件的內部和/或外部。為此有多塊所述附加板依次設置在基板上。特別有利的是，所述基板和加強板的附加板被鍍鋅。鍍鋅的加強件通過本發明所述裝置和加強板在空心構件內的固定以簡單的方式連續製造。
特別有利的是，本發明所述的車身部件作為汽車車身結構的B柱和/或C柱的用途。其中所述B柱和/或C柱由內板和外板構成一個空心構件，並且至少一塊加強板由具有恆定材料厚度的基板構成，而且具有至少一塊附加板，它位於空心構件內板的平貼凸緣區上，所述凸緣區通過點焊焊接在內板上，並且所述板件被鍍鋅。
所述車身部件的有利的製造方法是，所述未變形的附加板通過點焊被固定在未變形的基板上，在完成焊接後所述基板和附加板被變形製成最好是U形的加強板，所述加強板通過空心構件、特別是空心構件內板上的焊點在凸緣區被固定，並且隨後將內板和外板連接在一起並裝到車身結構中。
下面對照附圖對本發明作進一步的說明。


圖1表示一個具有u形加強板的車身部件垂直於縱軸線的剖視圖，其中有兩塊附加板，
圖2a表示已有技術中的一種具有不同材料厚度的加強板垂直於縱軸線的剖視圖，圖2b表示已有技術中的一種具有不同材料厚度的加強板沿縱軸線的剖視圖，圖3a表示本發明所述具有加強板的u形構件垂直於縱軸線的剖視圖，圖3b表示本發明所述具有加強板的u形構件沿縱軸線的剖視圖。
圖1表示一個具有加強板2的車身部件1垂直於附加板3、4縱軸線的剖視圖。所述車身部件1是作為空心構件構成的，具有一塊內板5和一塊外板6。所述加強板2設置在空心構件內部，並且具有一塊基板7以及一個加強件，該加強件是由附加板3、4構成的。該附加板3、4被固定在基板7上。與所述基板7相連的底層附加板3用於作為上面一層附加板4的基板。所述基板7具有翼邊8、9，該翼邊平貼在空心構件的內板5上，並且與後者採用焊接方式連接。所述車身部件1在基板7的翼邊8、9上具有合適的焊點，該焊點在圖中沒有畫出。根據製造加強板2的材料厚度的情況，可以焊接上其他附加板，其中底層附加板均作為上面一層附加板的基板。所述基板或附加板通過簡單的點焊相互連接，因為只有兩塊板件用於焊接連接。其中底層板件均具有凸緣區，該區範圍內沒有位於上層的板件。
在圖中沒有表示出的縱軸線是垂直於附圖平面布置的。所述u形加強板2的端面10在附加板3、4的位置上具有較大的材料厚度，其厚度大於沒有附加板3、4的區域。凡是需要加強件的地方，可以通過本發明所述加強板2的結構通過簡單的焊接連接附加板3、4而實現加強作用。其中可以節約材料，因為加強板2的被加強和沒有加強的區域之間的過渡區被取消。
所述附加板3、4焊接在基板7或未變形狀態下的基板上。當所有板件焊接在一起後，可以對加強板2進行成型處理。在所示的附圖中，加強板2是作為U形構件成型的，其中附加板3、4設置在該U形構件的內部。其他構件形狀也包括在本發明中。如果附加板3、4貼在基板7的翼邊折角11、12上，則U形構件最好按以下方式成型，即，使所述附加板3、4位於構件之外。
在變形過程中也形成了翼邊8、9，該翼邊在所示附圖中完全由基板7的材料構成。如果附加板3、4位於加強板2的外部，即設置在U形構件之外，則也可以用多塊附加板3、4加強翼邊8、9或翼邊折角11、12的材料厚度。此外，本發明所述附加板3、4可以設置在加強板2的兩面。在這種情況中，在加強板2的U形構件的內部和外部設置所述附加板3、4，所以可製成任意形狀的加強件。將加強板2與內板5完成連接後，再將其與外板6相連，從而集成在車身結構內。在圖2a中表示的是已有技術中具有不同材料厚度的加強板2，其橫截面垂直於縱軸線。所述縱軸線在圖中沒有畫出，它垂直於附圖平面。在圖2b中表示的是加強板2平行於縱軸線的剖面圖。根據加強所要求的材料厚度，所述加強板2必須具有連續增加的材料厚度。其缺點是，必須對那些無需加強的區域進行加強。這些過渡區會增加加強板2的重量。此外特別是對於鍍鋅板，通過焊接將其相互連接時，加強板的材料厚度和相互連接的板件的關係是受限的。所以用已有技術中的加強板進行加強僅能在有限的範圍內實現。
圖3a表示的是本發明所述u形加強板2與附加板3的垂直於縱軸線的剖視圖，圖3b是其平行於縱軸線的剖視圖。所述附加板3與基板7通過焊點13連接在一起，並且構成u形。附加板3在基板7上的結構可以實現車身部件具有不同的變形特性。採用U形構件時，可以對附加板3進行設置，使得一個、兩個或所有U形翼邊增加材料厚度。也可以對各個角部區進行加強，即將附加板3專門設置在該角部區。該結構可通過加強板2的非對稱變形達到。
不僅在圖2中，而且在圖3中所示的加強板2具有包括翼邊8、9的凸緣區14，所述凸緣區沒有附加板3、4，見圖1所示。所述翼邊8、9可以製成與相應的固定板，例如內板5相吻合的形狀，所以它可以平貼在固定板5上，而不需要焊接額外的防變形材料。
權利要求
1.一種汽車車身結構的車身部件(1)，特別是大梁、橫梁、車架和/或立柱，其中所述車身部件(1)包括一個具有內板和外板(5,6)的空心構件，在該構件內至少設置一塊在縱向上具有不同厚度的加強板(2)，本發明的特徵是，所述加強板(2)包括至少一塊具有恆定材料厚度的基板(7)以及焊接在其上的附加板(3,4)，並且所述基板(7)具有不包括所述附加板(3)的凸緣區(14)，該凸緣區可焊接在空心構件上。
2.如權利要求1所述的車身部件(1)，其特徵是，所述附加板(3,4)包括至少一塊基板(3)和至少一塊焊接在其上的增補附加板(4)，並且所述基板具有不包括增補附加板(4)的凸緣區(14)，該凸緣區可與基板(7)和/或一塊與該基板(7)相連的附加板(3)焊接在一起。
3.如權利要求1和2中的一項或多項所述的車身部件(1)，其特徵是，所述基板(7)、基板(3)和/或附加板(4)具有恆定的材料厚度。
4.如權利要求1至3中的一項或多項所述的車身部件(1)，其特徵是，所述加強板(2)基本上構成U形構件，並且所述凸緣區(14)具有用於固定的翼邊(8,9)，該翼邊至少有一部分平貼在空心構件的固定面上。
5.如權利要求1至4中的一項或多項所述的車身部件(1)，其特徵是，所述附加板(3,4)設置在U形構件的內部和/或外部。
6.如權利要求1至5中的一項或多項所述的車身部件(1)，其特徵是，有多塊所述附加板(3,4)依次設置在基板(7)上。
7.如權利要求1至6中的一項或多項所述的車身部件(1)，其特徵是，所述基板(7)和加強板(2)的附加板(3,4)被鍍鋅。
8.如權利要求1至8中的一項或多項所述的車身部件(1)作為汽車車身結構的B柱和/或C柱的用途，其特徵是，所述B柱和/或C柱由內板和外板(5,6)構成一個空心構件，並且至少一塊加強板(2)由具有恆定材料厚度的基板(7)構成，而且具有至少一塊附加板(3,4)，它位於空心構件內板(5)的平貼凸緣區(14)上，所述凸緣區通過點焊焊接在內板(5)上，並且所述板件被鍍鋅。
9.如權利要求1至7中的一項或多項所述的車身部件(1)的製造方法，其特徵是，所述未變形的附加板(3,4)通過點焊被固定在未變形的基板(7)上，在完成焊接後所述基板(7)和附加板(3,4)被變形製成最好是U形的加強板(2)，所述加強板(2)通過空心構件、特別是空心構件內板(5)上的焊點在凸緣區(14)被固定，並且隨後將內板(5)和外板(6)連接在一起並裝到車身結構中。
全文摘要
本發明涉及一種汽車車身結構的車身部件(1)，特別是大梁、橫梁、車架和/或立柱，其中所述車身部件(1)包括一個具有內板和外板(5,6)的空心構件。在該構件內至少設置一塊在縱向上具有不同厚度的加強板(2)。所述加強板(2)包括至少一塊具有恆定材料厚度的基板(7)以及焊接在其上的附加板(3,4)。所述基板(7)具有不包括所述附加板(3)的凸緣區(14)，該凸緣區可焊接在空心構件上。此外，本發明還包括一種製造所述車身部件(1)的方法。在一種有利的方案中，所述加強板僅在規定的加強區域內由附加板構成的，從而減小了加強板的重量。除了節省重量，還簡化了加強板和空心構件的製造，因為板件相互之間的固定是通過簡單的點焊，例如雙板焊接實現的。還取消了對焊邊的複雜預加工。所以加強板的製造可以集成到生產工藝中。
文檔編號B62D25/00GK1316362SQ0110335
公開日2001年10月10日 申請日期2001年1月22日 優先權日2000年1月22日
發明者F·維爾施, W·克勞斯 申請人:大眾汽車有限公司