CN102101498B - 汽车和连接其车身结构柱的结构部件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有带结构部件(3)的车身结构柱(2)的汽车，其中，所述结构部件(3)设计为闭合的空心型材，并且具有至少一个缺口(4、15)。所述结构部件(3)与所述汽车(1)车身(6)的至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)通过至少一个焊缝(7)连接。所述至少一个焊缝(7)设置在所述结构部件(3)与所述至少一个缺口(4、15)对置的那一侧(8)上。

Description

汽车和连接其车身结构柱的结构部件的方法
技术领域
本发明涉及一种具有带结构部件的车身结构柱的汽车和一种连接汽车车身结构柱的结构部件与汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域的方法。
背景技术
在DE 10 2007 014 116 A1中已公开一种柱体，尤其是A柱，作为汽车车身结构的部件，其中，A柱具有一个横截面闭合的空心型材。为了达到简化将A柱装入车身结构的目的，建议用于与车身结构连接的空心型材在端部区段侧分别与一个指定的连接板件固定连接并且该连接板件可以与车身结构连接。
由DE 10 2005 016 993 A1已知一种用于轿车的汽车乘客舱。该乘客舱包括一个A柱，该A柱在挡风玻璃的侧面延伸直至汽车侧面中间区域内的B柱的车顶接点并且由液压成形的型材构成。为了在A柱横截面较小的情况下廉价且重量小地让乘客舱A柱的强度和刚度较大，却又能够在制造工艺上实现与其它车身部件简单的连接，A柱具有与其它车身部件可焊接成一体的、用于焊接的连接元件。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，这样廉价地改进一种具有一个设计成闭合式空心型材的结构部件的车身结构柱，使得不必采用将车身结构柱连接到汽车车身上耗时且费钱的连接方法。同时可以使用一种制造工艺或连接工艺，该制造工艺或连接工艺通过尽可能少的放热尤其能够为车身结构柱保持所要求的尺寸精确性。
该技术问题通过这样一种汽车解决，该汽车具有一个带结构部件的车身结构柱，其中，结构部件设计为闭合的空心型材。结构部件具有至少一个缺口，并且与汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域通过至少一个焊缝连接。所述至少一个焊缝设置在结构部件与至少一个缺口相对置的一侧上。
通过使所述结构部件具有至少一个缺口，在该缺口部位处就可以提供一个用于将结构部件连接到车身结构上的单侧入口。因此，经过该入口可以借助至少一个焊缝将结构部件与汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域连接。因此，按有利的方式，该结构部件设计为不带附加的焊接凸缘的闭合式空心型材。由此，取消了耗时且费钱的、用于连接车身结构柱与车身的连接方法。从而，在重量、灵活性和费用方面改进了该连接结构。
结构部件可以具有铝和/或钢和/或塑料。
在一种优选的实施形式中，车身结构柱是汽车A柱。此外，车身结构柱可以是汽车C柱或D柱。
所述至少一个缺口可以设计为椭圆形，尤其是圆形或矩形，尤其是方形的材料缺口。此外，所述至少一个缺口设计为结构部件端部区域的斜切式缺口。对于结构部件具有多个缺口的情况，也可以实现已述实施形式的组合。
所述至少一个焊缝可以设计成点形或线形。如果结构部件通过多个焊缝连接到汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域，也可以实现已述两种形状的组合。
在按本发明汽车的另一种设计方案中，所述至少一个邻接车身结构柱的区域是一个侧面车顶棱角(Dachecks)或侧面车顶框架的加固板。此外，所述至少一个邻接车身结构柱的区域是汽车B柱的加固板。
在此，结构部件尤其优选与侧面车顶棱角或侧面车顶框架的加固板连接，并且与汽车B柱的加固板连接。在一种尤其有利的实施形式中，结构部件在此与两个加固板通过至少一个共同的焊缝连接。
结构部件在此优选基本上沿汽车纵向延伸并且一体式构成。在此，结构部件在第一侧上提供一个用于汽车玻璃的支承面。
此外，车身结构柱可以具有一个遮护板，其中，该遮护板具有一种弹性的材料，并且朝汽车外侧布置在结构部件的上方。此外，优选遮护板可涂漆，由此可以以有利的方式匹配不同的设计方案，并因此提高了车身结构柱的设计的，例如外观设计的自由度。
本发明还涉及一种连接汽车车身结构柱的结构部件与汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域的方法，其中，该方法有以下步骤：提供车身结构部件，其中结构部件设计为闭合的空心型材并且结构部件具有至少一个缺口。此外，在形成至少一个焊缝的情况下，焊接结构部件与汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域，其中，所述至少一个焊缝设置在结构部件与至少一个缺口相对置的一侧上。
按本发明的方法具有一些在本文中与按本发明的汽车相关的优点，为了避免重复在此不再详细说明。
在此，车身结构柱优选为汽车A柱。此外，车身结构柱也可以是汽车C柱或D柱。
可以借助电焊、电阻焊，尤其是点焊和/或借助激光焊，尤其是二氧化碳激光焊，焊接结构部件与车身的至少一个邻接车身结构柱的区域。由此，可以按有利的方式采用一种制造工艺，该制造工艺具有较小的放热量，由此按有利的方法可以保持尤其是车身结构柱和结构部件所要求的尺寸精确性。
在制造结构部件时的制造工艺中就可将所述至少一个缺口加工到结构部件中。
在一种实施形式中，借助液压成形将所述至少一个缺口加工到结构部件中。
此外，也可以通过事后的制造工艺将所述至少一个缺口加工到结构部件中。
在一种实施形式中，借助激光切割将至少一个缺口加工到结构部件中。
如果结构部件具有多个缺口，也可以实现上述实施形式的组合。
至少一个缺口可以设计为呈椭圆形，尤其是圆形或矩形，尤其是方形的材料缺口。此外，所述至少一个缺口设计为结构部件端部区域的斜切式缺口。如果结构部件具有多个缺口，也可以实现上述实施形式的组合。
至少一个焊缝可以设计呈点形或线形。如果结构部件通过多个焊缝与汽车车身的至少一个邻接车身结构柱的区域焊接，也可以实现所述两个实施形式的组合。
在按本发明方法的一种设计方案中，至少一个邻接车身结构柱的区域是汽车侧面车顶棱角或侧面顶框的加固板。
在另一种设计方案中，至少一个邻接车身结构柱的区域是汽车B柱的加固板。
在一种尤其优选的实施形式中，将结构部件既与汽车侧面车顶棱角或侧面顶框的加固板焊接，也与汽车B柱的加固板焊接。在此，在形成至少一个共同焊缝的情况下，在结构部件、侧面车顶棱角或侧面车顶框架的加固板和B柱的加固板之间进行焊接。
结构部件优选设计成一体，并且在一种设计方案中基本上沿汽车纵向设置。在此，结构部件可以在第一侧提供一个用于汽车玻璃的支承面。
附图说明
现在参考附图进一步阐述本发明。在附图中：
图1简略示出按本发明一种实施形式的汽车部分区域的立体图；
图2简略示出按图1所示汽车的另一部分的立体图；
图3简略示出按本发明另一种实施形式的汽车部分区域的立体图；
图4A示出沿图2中A-A线剖开的横截面；
图4B示出沿图2中B-B线剖开的横截面；
图4C示出沿图2中C-C线剖开的横截面；
图4D示出沿图2中D-D线剖开的横截面。
具体实施方式
图1简略示出按本发明一种实施形式的、轿车形式的汽车1的部分区域的立体图。
汽车1具有带结构部件3的车身结构柱2。结构部分3设计为一体式的闭合空心型材。在所示的实施形式中，该结构部件3基本上沿汽车1的纵向延伸，并且在未示出的挡风玻璃的侧面从同样未示出的外面的前侧壁部件经过前车顶接点延伸至中部车顶接点。该前车顶接点在此被称为车身结构柱2的车顶侧区域，挡风玻璃延伸直至该区域，并且中部车顶接点被称为汽车1的同样未示出的B柱的车顶侧端部。
在所示的实施形式中，车身结构柱2是A柱14，其为了有别于汽车1的A2柱18也被称作A1柱。
车身结构柱2的结构部件3与汽车1车身6的至少一个邻接车身结构柱2的区域5连接。为此，结构部件3在所示的实施形式中通过焊缝7与汽车1的侧车顶棱角或顶框的加固板10连接。焊缝7可以设计呈点形和/或线形。此外，结构部件3在第一侧上具有缺口4。焊缝7布置在结构部件3的与第一侧或缺口4对置的第二侧上。
在所示的实施形式中，缺口在此设计为基本上呈椭圆形的材料缺口。此外，该缺口4也可以设计为矩形的材料缺口。此外，也可以是上述两种形状的组合。
在所示的实施形式中，结构部件3具有两个缺口4。然而结构部件3也可以只具有一个缺口4或多于两个的缺口4。此外，也可以只设有一个焊缝7。
结构部件3可以在一侧上提供一个用于汽车1的挡风玻璃的支承面。
此外，车身结构柱2可以具有一个遮护板，其中，该遮护板具有一种弹性材料并且朝汽车1的外侧方向设置在结构部件3的上方。在此，优选该遮护板可以涂漆。
图2简略示出按图1所示汽车1的另一个部分区域的立体图。与图1相同功能的组件用相同的附图标记表示，并且在下文中不再赘述。
在图2中进一步示出结构部件3的尾侧端部。如图2所示，结构部件3延伸至中部车顶接点，也就是汽车1的B柱13的车顶侧端部的区域。
如在图1中已阐述的那样，结构部件3通过焊缝7与汽车1的车身6的邻接车身结构柱2的区域5连接。为此，结构部件3通过焊缝7既与汽车1侧面顶框或车顶棱角11的加固板10连接，也与B柱13的加固板连接。这在图4A至4D中还将进一步阐述。
图3简略示出按本发明另一种实施形式的、轿车形式的汽车1的部分区域的立体图。与前面附图相同功能的组件用相同的附图标记表示，并且在下文中不再赘述。
在本发明的这种实施形式中，结构部件3具有一个缺口4以及一个缺口15。缺口4设计为基本上呈椭圆形的材料缺口。缺口15位于结构部件3的端部区域9内，该端部区域9为结构部件3的尾侧端部。在该实施形式中，缺口15从结构部件3的尾侧端部开始延伸。
在未示出的实施形式中，缺口15在此也设计为结构部件3的端部区域9的斜切式缺口。
如图3可知，结构部件3通过焊缝7既与侧面车顶棱角或顶框的加固板10连接，也与B柱13的加固板12连接。
在此，对图1至3所示的实施形式来说，用于连接汽车1的车身结构柱2的结构部件3与至少一个邻接汽车1车身6的车身结构柱2的区域5的方法具有下列步骤。首先提供结构部件3，其中，结构部件设计为闭合的空心型材并且具有至少一个缺口4和/或15。在此，在制造结构部件3时，要么在制造工艺中本身例如借助液压成形，要么通过事后的制造工艺例如切割，在一些部位提供一个材料缺口形式的缺口4或15，在这些部位上以后需要有例如在点焊时用于与车身结构连接的单侧入口。例如也可以在结构部件的端部通过在制造结构部件3形状的空心型材的工艺中斜切来加工该缺口，或在事后加工该入口。
此外，在形成焊缝7的情况下焊接结构部件3与车身6的至少一个邻接车身结构柱2的区域5，其中焊缝7布置在结构部件3的与至少一个缺口4或15对置的那一侧8上。
在此可以借助电焊，尤其是点焊和/或激光焊，尤其是二氧化碳激光焊焊接结构部件3与车身6的至少一个邻接车身结构柱2的区域。在此，在按图1至3的实施形式中，结构部件3通过焊缝7既与侧面顶框或车顶棱角11的加固板10焊接，也与B柱13的加固板12焊接。
图4A至4D分别示出图2中汽车1的部分区域的横截面。对此，图4A示出一个沿图2中线A-A剖切的横截面，图4B示出一个沿图2中线B-B剖切的横截面，图4C示出一个沿图2中线C-C剖切的横截面，图4D示出一个沿图2中线D-D剖切的横截面。具有与前面所示附图相同功能的组件用相同的附图标记表示，并且在下文中不再赘述。
如图4A至4D可知，结构部件3通过三层式焊点或焊缝7与侧面车顶棱角或顶框的加固板10以及B柱的加固板12连接。此外，在图4A至4B的图中示出了汽车的一个外侧壁16和一个内侧壁17。
附图标记清单
1 汽车
2 车身结构柱
3 结构部件
4 缺口
5 区域
6 车身
7  焊缝
8  侧
9  端部区域
10 加固区域
11 车顶棱角
12 加固板
13 B柱
14 A柱
15 缺口
16 侧壁
17 侧壁
18 A2柱

Claims (15)

1.一种具有带结构部件(3)的车身结构柱(2)的汽车，其中，所述结构部件(3)设计为不带附加的焊接凸缘的闭合的空心型材，并且其中，所述结构部件(3)具有至少一个缺口(4、15)，并且与所述汽车(1)车身(6)的至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)通过至少一个焊缝(7)连接，其中，所述至少一个焊缝(7)设置在所述结构部件(3)与所述至少一个缺口(4、15)相对置的一侧(8)上。
2.如权利要求1所述的汽车，其特征在于，所述车身结构柱(2)是汽车A柱。
3.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，所述至少一个缺口(4)设计为椭圆形或矩形的材料缺口。
4.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，所述至少一个缺口(15)设计为所述结构部件(3)端部区域(9)的斜切式缺口。
5.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，所述至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)是所述汽车(1)侧面车顶棱角(11)的加固板。
6.如权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，所述至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)是所述汽车(1)B柱(13)的加固板(12)。
7.一种连接汽车(1)车身结构柱(2)的结构部件(3)与所述汽车(1)车身(6)的至少一个邻接车身结构柱(2)的区域(5)的方法，其中，该方法具有以下步骤：
-提供车身结构部件(3)，其中，该结构部件(3)设计为不带附加的焊接凸缘的闭合的空心型材并且该结构部件(3)具有至少一个缺口，
-在形成至少一个焊缝(7)的情况下，焊接所述结构部件(3)与所述车身(6)的所述至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)，其中，所述至少一个焊缝(7)设置在所述结构部件(3)与所述至少一个缺口(4、15)相对置的一侧(8)上。
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助电焊进行所述结构部件(3)与所述车身(6)的至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)的焊接。
9.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助激光焊进行所述结构部件(3)与所述车身(6)的所述至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)的焊接。
10.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助液压成形将所述至少一个缺口(4)加工到所述结构部件(3)中。
11.如权利要求7所述的方法，其特征在于，借助激光切割将所述至少一个缺口(4)加工到所述结构部件(3)中。
12.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个缺口(4)设计为呈椭圆形或矩形的材料缺口。
13.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个缺口(15)设计为所述结构部件(3)端部区域(9)的斜切式缺口。
14.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)是所述汽车(1)侧面车顶棱角(11)的加固板(10)。
15.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述至少一个邻接所述车身结构柱(2)的区域(5)是所述汽车(1)B柱(13)的加固板(12)。
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