CN101934822B - 汽车的侧边结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种汽车的侧边结构(1)，具有一侧面部分外框架(4)。所述侧面部分外框架(4)具有一前柱(5)和一中柱(6)，所述柱上具有用于车门铰链的安装接口(7，8)。所述侧面部分外框架(4)包括从一挡风玻璃至包括一后挡泥板区域(9)的外部结构，并且所述侧面部分外框架设计成一体地，并且形状稳定，并具有比传统侧边结构(3)的侧面部分外壳(10)更大的材料厚度。两个柱(5，6)中的一个或者两个柱(5，6)都具有一加强结构(7)，该加强结构固定在所述侧面部分外框架(4)的内部。

Description

汽车的侧边结构
技术领域
本发明涉及一种带有侧面部分外框架的汽车侧边结构。该侧面部分外框架具有一前柱和一中柱，所述柱具有用于车门铰链的安装接口。所述侧面部分外框架包括从挡风玻璃至包括一后挡泥板区域的外部结构，该侧面部分外框架一体并且形状稳定地构造。
背景技术
由德国专利文献DE 102004053917B3公开了一种汽车侧壁。该汽车侧壁具有一在下部区域延伸的车门槛和一车顶框架区域，其中在所述车门槛和车顶框架区域中间延伸有柱子，其中所述车门槛，柱子和车顶框架区域一体地由相应大小的板材制成。
由板材一体制造的侧壁没有任何加强件，而是由一块可局部时效硬化的合金钢制成，因此可以通过热成形过程首先加工侧壁，然后接着局部硬化侧壁的、在可能的汽车碰撞时高负荷的区域。
这种侧壁结构具有如下缺点，即，要为侧壁的结构使用特别昂贵的、可时效硬化的钢板材料。此外，不仅要求简单的冲压过程，而且随后还额外需要对碰撞时容易受损害的区域进行热硬化过程，在该过程中可能出现侧面部分的应力和/或变形的不利问题。图3示出了另一种传统的侧边结构3，该侧边结构实际由薄的板材制成，该板材构成侧面部分外壳10并接着安装有多个局部加强的安全件22至35，例如用于针对美国市场的轿车，以满足相应的安全法规。
多个安全结构件22至35缺点在于其昂贵的仓储及将多个安全结构件22至35安装到侧面部分外壳10时耗费的装配。然而其具有如下优点，即，使侧面部分外壳10具有一个平坦并且连续的表面，因为带有前柱5，中柱6，门洞15和16以及后方挡泥板区域9，车顶框架区域13和底部门槛14的侧面部分外壳可以由唯一一个薄的板材制成。缺点在于，由于多个安全结构件22至35，汽车的侧边结构3的重量随着当今更高的安全要求也明显增加，因此需要发展新的节省成本和重量的设计方案。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的缺点并提供一种汽车的侧边结构，其使用传统的廉价的板材质量就足够，然而能够避免多个安全结构件，尽可能由此不增加总重量并且使得制造效率明显提高。
按照本发明创造一种具有侧面部分外框架的汽车侧边结构。该侧面部分外框架具有带有用于车门铰链的安装接口的一前柱和一中柱。所述侧面部分外框架包括从挡风玻璃至包括一个后挡泥板区域的外部结构，并且该侧面部分外框架一体且形状稳定地构造。在此，所述侧面部分外框架具有比传统侧边结构的侧面部分外壳更大的材料厚度。两个柱中的一个或者两个都具有一个加强结构，该加强结构固定在所述侧面部分外框架的内部。
所述侧边结构具有这样的优点，即，传统的板材，然而材料厚度更大，可以用于所述侧面部分外框架，该侧面部分外框架用来代替目前通常薄的侧面部分外壳，然而具有目前一体构造的薄侧面部分外壳的所有成型和结构。由于相比传统的侧面部分外壳更大的材料厚度，可以放弃多个加强结构件中的大部分，使得仅单独设置一个或者两个额外的加强件。然而，和传统加强件相比，这些加强件可以由更薄的板材制成，因为侧面部分外框架已经具有明显增大的材料厚度并因此具有在碰撞情况下提高的形状稳定性。因此，这种加强件的材料厚度可以减少到三分之一，并优选具有所述侧面部分外框架增厚的材料厚度的大约40％，因此不必储存用于制造汽车的新侧边结构的其它材料。这也获得了明显的费用节省，并以有利的方式导致重量减轻。
一体式的侧面部分外框架优选具有比传统的侧边结构的侧面部分外壳厚至少三分之一的材料，在传统的侧边结构中还额外设计有多个局部加强的安全结构件。新的侧面部分外框架在材料厚度上增加三分之一就已经使得侧边结构的碰撞强度有明显的提高。仅在最外侧的关键部位，如中柱或者具有挡风玻璃的前柱上设置可能的附加的加强件，使得新侧壁结构的、待连接的部件数量减少至二至三件。带有附加的加强件的一体式侧面部分外框架的总重量小于具有多个局部加强的安全结构件的传统侧边结构的总重量。
替代上述的金属加强结构，也可以使用由玻璃纤维复合材料制成的加强结构，其带有填充度为40％-90％体积的纤维材料，优选70％-80％体积的纤维材料的塑料物料，作为纤维复合材料。这种材料能够使所述加强件获得额外的重量减轻，并且能通过合适的成型与中柱的内壁和前柱内壁相适应。
加强结构的纤维复合材料的纤维可以是玻璃纤维或者碳纤维。在此，相比玻璃纤维，一方面碳纤维在抗拉强度上有优势，另一方面还能够提供重量上的优势。
此外也有利的是，即，使用压铸铝合金制成的结构件作为加强件。合适的铝合金也可以用于一体式侧面部分外框架，以便由此能够进一步减轻重量。然而在此需要考虑的是，由带有高硅份额的、坚韧的弹性铝合金制成的板材有一个成本问题，并可能再次抵消存储费用及制造费用的优势。
按本发明的侧面部分外框架形成用于车门的开口，车门可以借助于车门铰链可枢转地安置在前柱和中柱上的安装接口上。此外，所述柱和后挡泥板区域设置在一体式侧面部分外框架的车顶框架区域和地板门槛之间，使得前侧的门洞或者驾驶员门洞由车顶框架区域，前柱，地板门槛和一中柱围成，而后门洞位于中柱，车顶框架区域，后挡泥板区域和地板门槛之间。
附图说明
现在根据附图详细说明本发明。
图1示出了按本发明的第一种实施形式的汽车侧边结构的示意图，
图2示出了按本发明的第二种实施形式的汽车侧边结构的示意图，
图3示出了按现有技术的汽车侧边结构的示意图。
具体实施方式
图1示出了按本发明的第一种实施形式的汽车侧边结构1的示意图。该侧边结构1基本由两个单独构件组成，即侧面部分外框架4和加强件11，该加强件固定在侧面部分外框架4的内部，然而，为了能看清，在图1中分开示出所述部件。如图3所示的、按照现有技术的侧面部分外壳10仅具有厚度为750um的、可热变形的板材，而按本发明的侧面部分外框架4由1.3mm厚的板材形状稳定并且一体地制造而成。
热压-冲压方法足以制造带有后挡泥板区域9、车顶框架区域13、地板车门槛14、门洞15和16以及在车顶框架区域13和用于前车门和后车门的地板车门槛5和6之间的两个柱5和6的整个侧面部分外框架4。所述加强结构11也可以由同样材料厚度的相同材料冲压成型，该加强结构加强侧面部分外框架4内部的中柱6，并在此例如借助点焊或者粘结和/或附着钎焊相配合。替代这种加强结构11，下一幅图示出了带有由塑料纤维制成的加强结构11和12的汽车侧边结构2，该加强结构在其外轮廓上与所述前柱5和/或中柱6相适应。
图2示出了按本发明的第二种实施形式的汽车侧边结构2的示意图。和图1中功能相同的零件用相同的附图标记表示，并且不另外说明。
图2中凸显了两个区域17和18，前柱5及其用于前门的安装接口7和中柱6及其用于后门的安装接口8位于这两个区域中。尽管加大材料厚度的一体式侧面部分外框架4形状稳定并相对可靠的结构，还在区域17和18种设置有一没有示出的加强结构，该加强结构固定在侧面部分外框架4在此看不到的内侧上。所述加强结构具有一纤维加强的塑料，其中，由纤维复合材料制成的加强结构具有带有填充度为40％-90％体积的纤维材料，优选70％-80％体积的纤维材料的塑料物料作为纤维复合材料，并粘结在中间仪表板或者前仪表板上，因此该加强结构在在此示出的侧面部分外框架外侧看不见。
该塑料加强结构的优点是，其使得侧边结构2进一步减轻重量。与图3示出的、按现有技术的侧边结构总重量相比，按图1的侧边结构的重量可以节省几乎达到20g，而不损失该侧边结构4的碰撞安全性。因为，此外也将需要安装和制造以及保存的零件数量在图1中减少至两件，在图2中减少至最多三件，这就明显地节省成本，如果放弃目前通常很薄的侧边结构外壳并替代多个安全结构件而使用在材料厚度上比侧面部分外壳厚30％-50％的、按本发明的侧面部分外框架。
如前所述，图3示出了按现有技术的汽车侧边结构3的示意图。
附图标记列表
1  侧边结构(第1种实施形式)
2  侧边结构(第2种实施形式)
3  侧边结构(现有技术)
4  侧面部分外框架
5  前柱
6  中柱
7  安装接口
8  安装接口
9  后挡泥板区域
10 侧面部分外壳
11 加强结构
12 加强结构
13 车顶框架区域
14 地板车门槛
15 门洞
16 门洞
17 区域
18 区域
22-35 安全结构件

Claims (10)

1.一种汽车的侧面结构，带有一侧面部分外框架(4)，该侧面部分外框架具有一前柱(5)和一中柱(6)，其中在所述柱(5，6)上设置有用于车门铰链的安装接口(7，8)，并且其中，所述侧面部分外框架(4)包括从挡风玻璃至包括一后挡泥板区域(9)的外部结构，并且其中，带有外部结构的所述侧面部分外框架(4)形状稳定且一体地构造，并且所述一体式侧面部分外框架(4)具有比传统的侧边结构(3)的侧面部分外壳(10)厚至少三分之一的材料，并且其中，一个或者两个柱(5，6)具有一加强结构(11)，该加强结构固定在所述侧面部分外框架(4)的内部。
2.按照权利要求1所述的侧边结构，其特征为，所述柱(5，6)及所述后挡泥板区域(9)设置在所述一体式侧面部分外框架(4)的一车顶框架区域(13)和一地板车门槛(14)之间。
3.按照权利要求1或2所述的侧边结构，其特征为，所述柱(5，6)具有一局部设置的内加强结构(11)，该加强结构由和所述一体式侧面部分外框架(4)相同材料厚度的金属材料制成。
4.按照权利要求1或2所述的侧边结构，其特征为，带有附加的加强结构(11)的所述一体式侧面部分外框架(4)的总重量小于带有多个局部加强的安全结构件(22至35)的传统的侧边结构(3)的总重量。
5.按照权利要求3所述的侧边结构，其特征为，带有附加的加强结构(11)的所述一体式侧面部分外框架(4)的总重量小于带有多个局部加强的安全结构件(22至35)的传统的侧边结构(3)的总重量。
6.按照权利要求1或2所述的侧边结构，其特征为，由纤维复合材料制成的所述加强结构(11)具有填充度为40％-90％体积的纤维材料，优选70％-80％体积的纤维材料的塑料物料，作为纤维复合材料。
7.按照权利要求6所述的侧边结构，其特征为，所述加强结构(11)的纤维复合材料具有玻璃纤维。
8.按照权利要求6所述的侧边结构，其特征为，所述加强结构(11)的纤维复合材料具有碳纤维。
9.按照权利要求1或2所述的侧边结构，其特征为，所述一体式侧面部分外框架(4)具有铝合金的板材。
10.按照权利要求9所述的侧边结构，其特征为，所述加强结构(11)具有压铸铝合金。
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