專利名稱：在a柱和窗玻璃橫梁區(qū)域內(nèi)的車身結(jié)構(gòu)及相關(guān)制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1前序部分的、在A柱和窗玻璃橫梁/風(fēng)擋玻璃橫向支承件(kheibenquertraeger)的區(qū)域內(nèi)的車身結(jié)構(gòu)以及按權(quán)利要求7前序部分的相關(guān)制
造方法。
背景技術(shù)：
在常規(guī)的已知的這一類型結(jié)構(gòu)中，相應(yīng)對置的A柱由鋼板構(gòu)成并具有大致豎直地沿車輛縱向布置的A柱內(nèi)鋼板。這里大致水平布置的窗玻璃橫梁也由鋼板制成，并且在端側(cè)分別與對應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板焊接連接。在現(xiàn)代的車身中越來越多地采用輕金屬或輕金屬合金材料、特別是鋁材料，以便通過減輕重量來降低燃料消耗。輕金屬構(gòu)件的剛性和連接技術(shù)不同于此前的常規(guī)的僅由鋼板組成的結(jié)構(gòu)，而由此引起的問題應(yīng)當(dāng)用與相應(yīng)的車身部位精確匹配的材料混合體和相應(yīng)的構(gòu)件組合以及用在大批量生產(chǎn)的情況下經(jīng)濟的措施來解決。為此已知一種復(fù)合車身件的應(yīng)用(DE 198 43 824 Al)，該復(fù)合車身件由一車身外殼的大面積輕金屬元件和一使該輕金屬元件的邊緣側(cè)加強的鋼元件組成，通過激光束連接而使它們(彼此)以一密封接縫連接。鋼元件特別是可以在最終組裝中用常規(guī)的焊接技術(shù)與相鄰的鋼元件連接。這里為制造復(fù)合車身件所用的、輕金屬與鋼的激光束連接技術(shù)只需要能在一側(cè)接近搭接接縫，因此與其他已知的連接技術(shù)、例如需要在兩側(cè)接近的鉚接相比較實現(xiàn)了在可接近性方面的自由性。但是激光束連接技術(shù)復(fù)雜并且成本高昂，因此在制造車身的大批量生產(chǎn)中的應(yīng)用受到限制。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，對在A柱和窗玻璃橫梁區(qū)域中的這種類型的常規(guī)的車身結(jié)構(gòu)進行改進，以實現(xiàn)具有要求剛性的、在重量方面有利的(車身)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)利用適合于批量生產(chǎn)的連接技術(shù)(連接)。所述目的如下地實現(xiàn)窗玻璃橫梁制成一復(fù)合構(gòu)件，該復(fù)合構(gòu)件包括一長形延伸的鋁承載件和分別在端側(cè)加長該鋁承載件的、但是與梁總長相比較短的鋼板適配件。在此， 鋼板適配件一方面分別通過焊接連接結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板連接，另一方面分別通過鉚接連接結(jié)構(gòu)與鋁承載件連接。對于輕金屬件和鋼件的連接，已證明鉚接連接特別是對于車身結(jié)構(gòu)適合的穩(wěn)定、經(jīng)濟并且能在很大范圍內(nèi)適應(yīng)于具體條件的連接，其也可以應(yīng)用于本發(fā)明的情況下。如果整個窗玻璃橫梁都制成鋁承載件，那么利用鋁承載件所追求的相對于作為窗玻璃橫梁的鋼承載件的重量減輕便最大。但是在此情況下這種鋁承載件卻不可能利用鉚接連接結(jié)構(gòu)直接連接在鋼板A柱上，這是因為為進行該連接必須使體積較大的鉚接工具能在兩側(cè)接近，而這一點由于多個支承元件在連接區(qū)中彼此相遇而不能被滿足。而為了能夠在此情況下采用經(jīng)濟、有利的鉚接連接技術(shù)，在長形延伸的鋁件兩側(cè)借助鉚接連接結(jié)構(gòu)連接比較短的鋼板適配件。這種作為復(fù)合件的窗玻璃橫梁可以在最終組裝前便被有利地制成預(yù)組裝模塊。在此，鋼板適配件應(yīng)當(dāng)選擇得盡可能短并且不長于鉚接過程的接近性所要求(的長度)，從而盡可能少地削弱由比較長的鋁承載件帶來的重量優(yōu)勢。這樣，可以特別是在最終組裝時簡單地通過常規(guī)的焊接連接結(jié)構(gòu)使鋼板適配件與A柱鋼板相連接。為此鋼板適配件的長度相當(dāng)于梁總長的約5%至10%，因此大致相當(dāng)于為建立鉚接連接結(jié)構(gòu)而引入的優(yōu)選用于沖壓鉚接的沖壓鉚接工具的陰模(Matrize)所需要的尺寸。與車窗橫梁相連接的A柱內(nèi)鋼板可以包括一下部的A柱下內(nèi)鋼板和一與該A 柱下內(nèi)鋼板相連接的A柱上內(nèi)鋼板，其中它們的連接大致在高度上略低于窗護欄/窗臺 (Fensterbruestung)。由此，窗玻璃橫梁被連接在A柱上內(nèi)鋼板的下部區(qū)域上。在一種優(yōu)選實施形式中，鋁承載件包括一上部的鋁板上承載件和一下部的鋁板下承載件。在此，鋁板上承載件和兩側(cè)的鋼板適配件通過至少一個鉚接連接結(jié)構(gòu)相連接，其中鋼板適配件分別利用至少一個彎折的焊接凸緣貼靠在相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板上，所述鋼板適配件在所述焊接凸緣處借助于至少一個電阻點焊結(jié)構(gòu)建立連接。而鋁板下承載件一直引導(dǎo)到 A柱內(nèi)鋼板上，并利用至少一個彎折的鉚接凸緣貼靠在那里，其中，在所述鉚接凸緣處由于更好的可接近性而能直接建立鉚接連接結(jié)構(gòu)。對于其余的結(jié)構(gòu)，一 A柱外鋼板從上方與所述A柱內(nèi)鋼板相接合并以一搭接接頭貼靠在鋼板適配件上。在位于其下方的鋁板下承載件中、在所述搭接接頭下方設(shè)有一通孔用以供焊鉗的電極進入，從而能為連接A柱外鋼板和鋼板適配件而建立電阻點焊結(jié)構(gòu)。上述的鉚接連接結(jié)構(gòu)合適地通過沖壓鉚接實施，為此一般利用空心鉚釘可達到的強度便足夠。但是根據(jù)具體情況也可以為了建立更高的強度和剛度而在相應(yīng)的搭接接頭處進行利用實心鉚釘?shù)?、必要時利用附加的粘接的沖壓鉚接。在制造方法方面如下地實現(xiàn)本發(fā)明的目的將窗玻璃橫梁制成包括鋁承載件和利用鉚接連接結(jié)構(gòu)連接的鋼板適配件的復(fù)合構(gòu)件。在最終組裝時，使窗玻璃橫梁利用鋼板適配件通過電阻點焊結(jié)構(gòu)分別連接在A柱內(nèi)鋼板上，必要時利用鋁板下承載件直接通過鉚接連接結(jié)構(gòu)使該窗玻璃橫梁連接在相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板上。隨后必要時經(jīng)由一通孔、借助電阻點焊結(jié)構(gòu)將一 A柱外鋼板連接在相應(yīng)的鋼板適配件上。用這種工藝流程可以方便和經(jīng)濟地建立單個構(gòu)件的必要連接。
借助附圖詳細說明本發(fā)明。附圖中圖1示出在A柱和窗玻璃橫梁區(qū)域中的車身結(jié)構(gòu)的左內(nèi)側(cè)的示意性透視圖。圖2示出沿圖1的A-A線的示意性剖視圖。
具體實施例方式圖1以從斜上方觀察的視角示意性地示出在左側(cè)的A柱2和窗玻璃橫梁3 (局部示出)的內(nèi)部區(qū)域中的車身結(jié)構(gòu)的視圖。窗玻璃橫梁3制成一由長形延伸的鋁承載件4A 和分別連接在端側(cè)的鋼板適配件5S組成的復(fù)合件(鋁件的附圖標(biāo)記具有尾標(biāo)A，鋼件的附圖標(biāo)記具有尾標(biāo)S)。由圖2中的沿A-A線的示意性剖視圖可以更具體地看到，鋁承載件4A包括鋁板上承載件6A和鋁板下承載件7A。這里鋼板適配件5S相應(yīng)地連接到鋁板上承載件6A上以使其加長。A柱2包括A柱內(nèi)鋼板8S，該A柱內(nèi)鋼板又包括下部的A柱下內(nèi)鋼板9S和上部的 A柱上內(nèi)鋼板10S，其中下部的A柱下內(nèi)鋼板和上部的A柱上內(nèi)鋼板的連接部位18略低于窗護欄。窗玻璃橫梁3連接在A柱上內(nèi)鋼板IOS上。由圖2可見，鋁板上承載件6A在端側(cè)由鋼板適配件5S加長，并在搭接接頭11處利用一(示意性表示的)半空心鉚釘連接件12連接。此外，鋼板適配件5S在端側(cè)具有一彎折的焊接凸緣13。鋁板下承載件7A在長度上相當(dāng)于鋁板上承載件6A與相應(yīng)連接在端側(cè)上的鋼板適配件5S (之和)，該鋁板下承載件在端側(cè)相應(yīng)地具有一彎折的鉚接法蘭14。此外在鋼板適配件5S下方相應(yīng)地設(shè)有一通孔15。窗玻璃橫梁3可以制成一預(yù)組裝模塊。為了進行最終組裝，使窗玻璃橫梁3在兩側(cè)利用焊接凸緣13和鉚接凸緣14緊靠在相應(yīng)的A柱上內(nèi)鋼板IOS上，并且在焊接凸緣13上利用焊接連接結(jié)構(gòu)16進行連接，而在鉚接凸緣14處通過利用空心鉚釘?shù)臎_壓鉚接來利用鉚接連接結(jié)構(gòu)17進行連接。接著安裝從上方接合A柱內(nèi)鋼板8S的A柱外鋼板19S，該A柱外鋼板以搭接接頭 20在通孔15的上方從上面貼放在鋼板適配件5S上。由此，借助于電阻點焊來建立在A柱外鋼板19S和鋼板適配件5S之間的焊接連接結(jié)構(gòu)21。附圖標(biāo)記表
1車身結(jié)構(gòu)
2A柱
3窗玻璃橫梁
4A鋁承載件
5S鋼板適配件
6A鋁板上承載件
7A鋁板下承載件
8S A柱內(nèi)鋼板
9S A柱下內(nèi)鋼板
IOS A柱上內(nèi)鋼板
11搭接接頭
12半空心鉚釘連接結(jié)構(gòu)
13焊接凸緣
14鉚接凸緣
15通孔
16焊接連接結(jié)構(gòu)
17鉚接連接結(jié)構(gòu)
18(在A柱上的)連接結(jié)構(gòu)
14S A柱外鋼板
20搭接接頭
21焊接連接結(jié)構(gòu)
權(quán)利要求
1.在A柱(2)和窗玻璃橫梁(3)區(qū)域中的車身結(jié)構(gòu)，包括在車身兩側(cè)各一 A柱O)，所述A柱在其柱結(jié)構(gòu)方面具有一大致豎直地沿車輛縱向布置的A柱內(nèi)鋼板(8S)，一大致水平布置的窗玻璃橫梁(3)，該窗玻璃橫梁在端側(cè)分別利用焊接連接結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板(8S)連接，其特征為窗玻璃橫梁( 制成一復(fù)合構(gòu)件，該復(fù)合構(gòu)件包括一長形延伸的鋁承載件(4A)和端側(cè)的分別加長鋁承載件(4A)的、但是與梁總長相比較短的鋼板適配件(5S)，所述鋼板適配件(5S) —方面分別通過焊接連接結(jié)構(gòu)(16)與相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板(8S) 連接，另一方面分別通過鉚接連接結(jié)構(gòu)(17)與鋁承載件(4A)連接。
2.按權(quán)利要求1的車身結(jié)構(gòu)，其特征為鋼板適配件的長度相當(dāng)于梁總長的約5%至 10%，因此大致相當(dāng)于為建立鉚接連接結(jié)構(gòu)(17)而引入的沖壓鉚接工具的陰模所需要的尺寸。
3.按權(quán)利要求1或2的車身結(jié)構(gòu)，其特征為A柱內(nèi)鋼板(8S)包括一 A柱下內(nèi)鋼板(9S)和一與該A柱下內(nèi)鋼板相連接的A柱上內(nèi)鋼板(IOS)，其中該連接(18)在高度上略低于窗護欄，窗玻璃橫梁(3)連接在A柱上內(nèi)鋼板 (IOS)的下部區(qū)域上。
4.按權(quán)利要求1至3之任一項的車身結(jié)構(gòu)，其特征為所述鋁板承載件包括一上部的鋁板上承載件和一下部的鋁板下承載件，所述鋁板上承載件(6A)和鋼板適配件(5 在一搭接接頭(11)處利用至少一個鉚接連接結(jié)構(gòu)(12)相連接，所述鋼板適配件(5S)具有至少一個貼靠在所述A柱內(nèi)鋼板(8S)上的、彎折的焊接凸緣(13)，所述鋼板適配件在所述焊接凸緣處借助于至少一個電阻點焊結(jié)構(gòu)(16)建立連接， 以及所述鋁板下承載件(7A) —直引導(dǎo)到A柱內(nèi)鋼板(8S)上，并利用至少一個彎折的鉚接凸緣(14)貼靠在那里，在那里建立至少一個鉚接連接結(jié)構(gòu)(17)。
5.按權(quán)利要求4的車身結(jié)構(gòu)，其特征為一A柱外鋼板(19S)與所述A柱內(nèi)鋼板(8S) 相接合并從上方以一搭接接頭(20)貼靠在所述鋼板適配件(5S)上，在所述搭接接頭下方在鋁板下承載件(7A)中設(shè)置一通孔(1 用以供焊鉗的電極進入，用以為連接A柱外鋼板(19S)和鋼板適配件(5S)而建立電阻點焊結(jié)構(gòu)。
6.按權(quán)利要求1至5之任一項的車身結(jié)構(gòu)，其特征為所述鉚接連接結(jié)構(gòu)(12、17)通過沖壓鉚接一優(yōu)選利用半空心鉚釘、必要時也利用實心鉚釘和附加的粘接一建立在對應(yīng)的搭接接頭(11、14)處。
7.用于制造按上述權(quán)利要求之任一項的、在A柱( 和窗玻璃橫梁(3)的區(qū)域中的車身結(jié)構(gòu)的制造方法，其特征為將作為包括鋁承載件(4A)和利用鉚接連接結(jié)構(gòu)(12)連接的鋼板適配件(5S)的復(fù)合構(gòu)件的窗玻璃橫梁C3)制成一預(yù)組裝模塊，在最終組裝時，使窗玻璃橫梁(3)利用鋼板適配件(5S)通過電阻點焊結(jié)構(gòu)(16)分別連接在A柱內(nèi)鋼板(8S)上，必要時利用鋁板下承載件(7A)直接通過鉚接連接結(jié)構(gòu)(17)使該窗玻璃橫梁連接在相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板(8 上，必要時隨后經(jīng)由一通孔(15)、借助于電阻點焊結(jié)構(gòu)分別將一A柱外鋼板(19S)連接在相應(yīng)的鋼板適配件(5 上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在A柱(2)和窗玻璃橫梁(3)區(qū)域中的車身結(jié)構(gòu)，包括在車身兩側(cè)各一A柱(2)，所述A柱在其柱結(jié)構(gòu)方面具有一大致豎直地沿車輛縱向布置的A柱內(nèi)鋼板(8S)。一大致水平布置的窗玻璃橫梁(3)在端側(cè)分別利用焊接連接結(jié)構(gòu)與相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板連接。根據(jù)本發(fā)明，窗玻璃橫梁(3)制成一復(fù)合構(gòu)件，該復(fù)合構(gòu)件包括一長形延伸的鋁承載件(4A)和分別在端側(cè)加長鋁承載件(4A)的、但是與梁總長相比較短的鋼板適配件(5S)，所述鋼板適配件(5S)一方面分別通過焊接連接結(jié)構(gòu)(16)與相應(yīng)的A柱內(nèi)鋼板(8S)連接，另一方面分別通過鉚接連接結(jié)構(gòu)(17)與鋁承載件(4A)連接。
文檔編號B62D25/04GK102300761SQ201080005871
公開日2011年12月28日 申請日期2010年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月18日
發(fā)明者M·施羅姆, N·奧勒福, S·居利希, W·魏格爾 申請人:奧迪股份公司