機動車輛車身和用於機動車輛的a柱接頭的製作方法

2023-10-04 23:57:29

專利名稱：機動車輛車身和用於機動車輛的a柱接頭的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及機動車輛的車架，更為具體地，涉及A柱上與機動車輛前端的上 側梁和下側梁的接頭。
背景技術：
機動車輛車身構造包括連接至機動車輛車身主車架組件的前端車架結構。更為具 體地，所述車身構造形成有稱為A柱的總體上垂直的主車架組件，車輛的前門鉸接地支撐 至該主車架組件。前端結構包括車架上梁和車架下梁，上梁和對應的減震器支撐梁一般被 稱為槍形結構(shotgun)，其通常被焊接至橫向間隔開的A柱並從那裡沿前端的側面向前 延伸以支撐發動機和懸架組件並支撐前保險槓。2007年5月1日授權給Tim Mouch等人的 美國專利第7， 210， 733中顯示了這種前端結構，其中這些前端梁部件通過開口進入A柱以 連接至那裡。 如2006年5月2日公開的Dragan Stojkovic等人的美國專利No. 7， 036， 874和 2006年8月15日授權給Dragan Stojkovic等人的美國專利No. 7， 090， 273中所描述的，A 柱傳統上形成有前凸緣以便為其提供強度。如在這兩個專利中可以看出的，上梁和下梁穿 過形成在A柱前凸緣中的用以允許上梁和下梁的後端通過的開口或槽伸出以焊接至A柱的 主垂直延伸部。如在美國專利No. 7， 090， 273中具體公開的，前端上梁和前端下梁的後向端 部與密封裝置關聯以密封上、下梁與各自A柱之間的接口。這些密封用於將內部車廂(即 乘客艙)與發動機艙隔離以減少通常由發動機、道路和多種其它外部噪音源產生的噪音的 傳播。 由於採用的組件的數目和進行其組裝所需的額外時間，在前端上、下梁和各自的 橫向間隔開的A柱的接口處所使用的管狀密封對於裝入車輛車身而言是非常昂貴的組件。 因此，需要在前端上、下梁與A柱之間提供一種接頭，所述接頭不需要在各組件之間的接口 處使用內部管狀密封或外部密封。

實用新型內容本實用新型的目的在於通過在前端車架梁與A柱之間提供一種接頭而不需要在A
柱上形成用以允許前端車架梁焊接至A柱的開口來克服現有技術的前述缺點。 本實用新型的另一個目的在於消除在前端車架梁與A柱結構的接口處對密封的需要。 本實用新型提供了 一種機動車輛車身，具有一對橫向間隔開的前柱，前柱支撐向A 柱的前方伸出的前端車架結構，前端車架結構包括與每個相應A柱相對應的至少一個總體 上縱向延伸的前端車架梁部件，特別地，其改進包含每個A柱形成為在A柱的相對側面上 具有一對縱向定向垂直面的管狀部件，每個前端車架梁部件形成有焊接至相應一個垂直面 的扁平端。 優選地，每個前端車架梁部件進一步包括鄰近扁平端的傾斜部以與對應的A柱的端面相匹配。 優選地，每個前端車架梁部件形成為管狀部件，扁平端形成在管狀部件的一側上， 傾斜部提供了從管狀結構到扁平端的過渡。 優選地，前端車架結構包括至少兩個前端車架梁部件，每個前端車架梁部件均形
成為帶有傾斜部的管狀結構，傾斜部提供了到偏向管狀結構的一側的扁平端的過渡。 優選地，每個A柱均沒有供前端車架梁部件中的一個進入A柱以彼此連接的開口 。 本實用新型的特徵在於前端車架梁部件可焊接至A柱而不需要在A柱中有開口 。 本實用新型的優點在於在前端車架梁與A柱結構之間的接口處既不需要內部管
狀密封也不需要外部密封。 本實用新型的另一個特徵在於可在液壓成型過程期間形成前端車架梁部件的端
部以產生能夠直接焊接至A柱結構以形成它們之間的接頭的扁平端部。 本實用新型的再一個特徵在於A柱是由管狀部件液壓成型的。 本實用新型的又一個特徵在於前端車架梁部件的後向端部形成得與A柱相匹配
從而有助於梁部件與A柱的焊接。 本實用新型的另一個優點在於降低了前端與A柱接頭的製造成本。 本實用新型的再一個目的在於在機動車輛的前端車架梁部件和A柱之間提供一
種結構穩定、製造便宜、維護方便、裝配容易並且使用簡單有效的接頭。 因此，本實用新型還提供了一種用於機動車輛的A柱接頭，特別地，A柱接頭包括 具有一對橫向間隔開且縱向延伸的垂直面以及一對縱向間隔開且橫向延伸的面的管狀A 柱，垂直面包括外垂直面和內垂直面，橫向延伸的面與垂直面整體形成且包括前向面和後 向面；和連接至A柱的前端結構，包括總體上縱向延伸的至少一個管狀前端車架梁部件，管
狀前端車架梁部件具有管狀部、扁平端和在管狀部與扁平端之間形成過渡的傾斜部，扁平 端直接焊接至垂直面中的一個而不用穿過A柱，傾斜部將扁平端定向為與對應的垂直面相接合。 根據本實用新型，通過提供一種A柱接頭實現了這些及其它的目的、特徵和優點， 其中前端車架梁部件被焊接至A柱，其去除了前端車架梁部件與A柱之間的接口處的密封。 在液壓成型的配置中去除了 A柱的前凸緣，而液壓成型的車架梁部件形成有與A柱的形狀 相匹配的後向端部以將扁平端部抵靠A柱的側面設置以便於焊接至那裡。所產生的接頭去 除了 A柱中的供前端車架梁部件通過的開口 ，所述開口需要密封以將乘客艙與發動機噪音 以及道路噪音隔離開。

圖1為結合了本實用新型原理的A柱接頭的局部外側面立體圖，為清楚起見將A 柱和前端車架梁部件拆開； 圖2為圖1中示出的A柱接頭的局部平面俯視圖； 圖3為結合了本實用新型原理的A柱接頭的外部立體示意圖； 圖4為現有技術中前端車架梁部件的後向端部的放大細節圖，其端部在液壓成型
後被雷射切割以允許在與A柱的接口處安裝密封；以及 圖5為前端車架梁部件的後向端部的放大細節圖，其通過液壓成型過程成型以與液壓成型的A柱相匹配。
具體實施方式
通過閱讀下面對本實用新型的詳細描述，特別是結合附圖，本實用新型的優點將 變得顯而易見。 參考附圖，可很好地觀察到結合了本實用新型原理的A柱和前端車架梁部件之間 的接頭。2007年5月1日授權給Tim Mouch等人的美國專利No. 7， 210， 733中更為詳細地 描述了機動車輛的前端10，其內容以引用方式合併入本文。前端車架上梁部件12沿車輛前 端10的上部延伸，並具有連接至前端車架下梁部件(未顯示)的向下延伸部以便以已知方 式支撐車輛的前保險槓。前端10在A柱20前方間隔開的位置17處還設有連接至前端車 架上梁12的減震器支撐梁14。 通過液壓成型過程將A柱形成為管狀結構，其具有一對橫向間隔、縱向延伸的垂 直面，所述垂直面在前邊緣和後邊緣處通過縱向間隔的前壁和後壁結合以形成總體上管狀 的部件20。縱向延伸的垂直面包括外部垂直面和內部垂直面。以這種方式形成的A柱20
具有足夠的強度以支撐車輛的前端結構io而不需要傳統接頭中橫向延伸的前凸緣，其中
在傳統接頭中穿過該前凸緣形成有孔或槽以允許前端車架梁部件通過。 減震器支撐梁14具有優選地通過焊接附著至A柱20的後向部15。同樣地，前端 車架上梁部件12具有後向延伸部13，該後向延伸部向與減震器支撐梁14的連接處的後方 延伸以優選地通過焊接附著至A柱20。前端車架上梁部件12的後向端13和減震器支撐梁 部件14的後向端15從它們的互相連接處向後分離開以使得兩個後向端13、15垂直間隔開 以為其與A柱20的接頭提供穩定性和強度。 這些前端車架梁部件12、 14中的每個也均通過液壓成型過程成型，在該過程中， 將標準管材部件放入模殼，所述模殼具有與待成型的具體部件相對應且與車架設計所需的 具體部分相對應的形狀。隨後將液體引入管材內部並加壓直至管材膨脹至呈現出由配置的 模殼限定的形狀。膨脹並再成形的管材現在具有完全不同的形狀。通過在再成形的管狀部 件中形成切口和其它通路開口，點焊電極能得以進入相對的相鄰側面以在並列部件之間產 生焊口。這樣，作為一個示例，可使用大部分由液壓成型的管狀部件製作例如用於機動車輛 的車架，特別是對於類似車架梁部件的組件。部件在其內液壓成型的模殼或模具也可被構 造成用於當模殼的相對側會合時使管狀部件的一部分收縮或扁平。 圖4中描繪了前端車架梁部件12、14的後向端的傳統形式，其中如現有技術中已 知，通過液壓成型過程形成管狀車架梁12、14並雷射切割端部以有助於密封與前端車架梁 部件12、14的連接。如圖5中最佳可見，在成型模具中擠壓根據本實用新型原理構造的每 個前端車架梁部件12、14的後向端以形成可抵靠A柱20放置的扁平區域從而允許將扁平 後向端13、 15焊接至A柱20。 A柱20也通過液壓成型過程形成以產生具有很大縱向延伸 垂直表面22的管狀部件，可抵靠該表面22焊接扁平端13、 15。 通過將A柱20形成為管狀部件，A柱20未形成有傳統的前凸緣，在現有技術中， 必須穿過該傳統的前凸緣形成開口或槽以使得前端車架梁部件12、14能夠進入A柱的縱向 延伸垂直表面以連接至那裡。此外，每個前端車架梁部件12、14均形成有鄰近扁平端13、 15的傾斜部19以允許車架梁部件12、 14與管狀A柱20的前壁抵靠匹配。因此，如在圖2和3中最佳可見，前端車架梁部件12、14的方向可基本上與管狀A柱20對齊，同時其扁平 後向端13、15焊接至A柱20。 由於得到的接頭25不需要在A柱20中形成開口以允許前端車架梁部件12、 14進 入A柱20以焊接至那裡，接頭25在前端車架梁部件12、 14與A柱20之間的接口處不需要 密封以將車架梁部件12、14與形成在A柱前凸緣中的開口相隔離。因此，接頭25可以由更 少的零件形成且需要更少的組裝時間來製造。 本領域技術人員可認識到，通過閱讀本說明書，本領域技術人員可在本實用新型 原理和範圍之內想到並作出對已經描述及說明以解釋本實用新型性質的細節、材料、步驟 及零件設置的改變。上述描述說明了本實用新型的優選實施例，然而不脫離本實用新型範 圍的其它實施例中也可使用基於本描述的概念。
權利要求一種機動車輛車身，具有一對橫向間隔開的前柱，所述前柱支撐向所述A柱的前方伸出的前端車架結構，所述前端車架結構包括與每個相應A柱相對應的至少一個總體上縱向延伸的前端車架梁部件，其特徵在於，其改進包含每個所述A柱形成為在所述A柱的相對側面上具有一對縱向定向垂直面的管狀部件，每個前端車架梁部件形成有焊接至相應一個垂直面的扁平端。
2. 根據權利要求1所述的機動車輛車身，其特徵在於，每個所述前端車架梁部件進一 步包括鄰近所述扁平端的傾斜部以與對應的A柱的端面相匹配。
3. 根據權利要求2所述的機動車輛車身，其特徵在於，每個所述前端車架梁部件形成 為管狀部件，所述扁平端形成在所述管狀部件的一側上，所述傾斜部提供了從管狀結構到 所述扁平端的過渡。
4. 根據權利要求3所述的機動車輛車身，其特徵在於，所述前端車架結構包括至少兩 個前端車架梁部件，每個前端車架梁部件均形成為帶有傾斜部的管狀結構，所述傾斜部提 供了到偏向所述管狀結構的一側的扁平端的過渡。
5. 根據權利要求4所述的機動車輛車身，其特徵在於，每個所述A柱均沒有供所述前端 車架梁部件中的一個進入所述A柱以彼此連接的開口 。
6. 根據權利要求5所述的機動車輛車身，其特徵在於，所述A柱的附著有所述前端車架 梁部件的扁平端的垂直面位於所述A柱的外側上。
7. 根據權利要求6所述的機動車輛車身，其特徵在於，每個所述前端車架梁部件的鄰 近其對應傾斜部的所述管狀結構總體上與對應的A柱對齊。
8. —種用於機動車輛的A柱接頭，其特徵在於，所述A柱接頭包括具有一對橫向間隔開且縱向延伸的垂直面以及一對縱向間隔開且橫向延伸的面的管 狀A柱，所述垂直面包括外垂直面和內垂直面，所述橫向延伸的面與所述垂直面整體形成且包括前向面和後向面；禾口連接至所述A柱的前端結構，包括總體上縱向延伸的至少一個管狀前端車架梁部件， 所述管狀前端車架梁部件具有管狀部、扁平端和在所述管狀部與所述扁平端之間形成過渡 的傾斜部，所述扁平端直接焊接至所述垂直面中的一個而不用穿過所述A柱，所述傾斜部 將所述扁平端定向為與對應的垂直面相接合。
9. 根據權利要求8所述的A柱接頭，其特徵在於，所述前端結構包括形成有第二扁平端 和相鄰的第二傾斜部的第二前端車架梁部件，所述至少一個管狀前端車架梁部件為具有第 一扁平端和與其鄰近的第一傾斜部的第一前端車架梁部件。
10. 根據權利要求9所述的A柱接頭，其特徵在於，所述第一前端車架梁部件和所述第 二前端車架梁部件以垂直間隔開的關係連接至所述對應的垂直面。
11. 根據權利要求IO所述的A柱接頭，其特徵在於，所述第一傾斜部和所述第二傾斜部 形成為與所述A柱的所述前向面抵靠匹配以將對應的扁平端定位至所述前端車架梁部件 的一側從而與對應的所述垂直面抵靠接合。
12. 根據權利要求ll所述的A柱接頭，其特徵在於，所述第一扁平端和所述第二扁平端 連接至所述A柱的所述外垂直面。
13. 根據權利要求12所述的A柱接頭，其特徵在於，所述第一前端車架梁部件和所述第 二前端車架梁部件在所述A柱前方的位置處結合在一起，所述第一前端車架梁部件和所述第二前端車架梁部件向後垂直分離開以便以垂直間隔開的關係連接至所述A柱的所述外 垂直面。
14. 根據權利要求13所述的A柱接頭，其特徵在於，所述前端車架梁部件通過液壓成型 過程形成，所述扁平端為所述液壓成型過程形成的部分。
15. 根據權利要求13所述的A柱接頭，其特徵在於，所述A柱沒有供所述前端車架梁部 件中的一個進入所述A柱以彼此連接的開口 。
專利摘要本實用新型公開了一種機動車輛車身和用於機動車輛的A柱接頭，其中前端車架梁部件焊接至A柱，該A柱接頭去除了前端車架梁部件與A柱之間接口處的密封。在該液壓成型的配置中還去除了A柱的前凸緣，同時液壓成型的車架梁部件形成有與A柱形狀相匹配的後向端以將扁平端抵靠A柱的外垂直面定位從而焊接至那裡。所得到的接頭消除了A柱中供前端車架梁部件通過的開口，所述開口需要密封以將乘客艙與發動機噪音及道路噪音隔離開。
文檔編號B62D25/04GK201472477SQ20092014576
公開日2010年5月19日 申請日期2009年4月10日 優先權日2008年6月18日
發明者德拉甘·斯託伊科維奇, 拉裡·J·迪普伊 申請人:福特全球技術公司