CN103481950B - 用于车辆的附接装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于车辆的附接装置（1）。附接装置（1）包括具有第一端部（3）和第二端部（4）的支架（2）。支架（2）的第一端部（3）附接至第一车身部件（6）的内侧（5）。第一车身部件（6）附接至第二车身部件（8）。结构泡沫（10）设置在支架（2）的第二端部（4）上。结构泡沫（10）具有膨胀系数，使得当结构泡沫（10）被加热时自支架（2）的第二端部（4）膨胀并且附着至第二车身部件（8）。

Description

用于车辆的附接装置
技术领域
本发明涉及用于车辆的附接装置。所述附接装置包括具有第一端部和第二端部的支架。所述支架的第一端部附接至第一车身部件的内侧，而所述第一车身部件附接至第二车身部件。
背景技术
本领域中已知将各种配件固定至车辆的不同的方法。这些方法可能涉及多种类型的粘合剂、密封剂或其它方式以提供用于配件的足够有力的支承。例如包括用于安装车顶行李架的支架的车顶板借助胶可以附接至车辆的车身外侧。
使用支架的原因是形成附加强度并同时通过形成允许由部件到部件变化和过程变化引起的几何变化的系统避免可见缺陷。
当前的问题是所述配件可能完全暴露在车身外侧，导致车身外侧不美观。所述附接装置可能进一步在车身侧板上可见或位于凹槽内，其中所述附接装置或凹槽的可见性降低了所述车身侧板的美学外观。
显然有对于改进的附接装置的需要。
发明内容
本发明的目的是提供避免前述问题的用于车辆的附接装置。这个目的由本发明的用于车辆的附接装置实现。还提供了用于形成这样的附接装置的方法。
本发明涉及用于车辆的附接装置。所述附接装置包括具有第一端部和第二端部的支架。所述支架的第一端部附接至第一车身部件的内侧，所述第一车身部件附接至第二车身部件。结构泡沫设置在所述支架的第二端部上。所述结构泡沫具有膨胀系数，使得当所述结构泡沫被加热时所述结构泡沫自所述支架的第二端部膨胀并且附着至所述第二车身部件。
具有根据本发明的附接装置的一个益处是，其提供用以向用于车辆的不同形式附接装置提供强度的替代方式。具有附接装置是指通过装置使各个部件附接至车辆成为可能。通过使用包括结构泡沫(所述结构泡沫能够在被加热时膨胀使得所述支架和泡沫连接至所述第二车身部件)的支架，可能制造出比现今能制出的附接装置在美学上更有吸引力同时仍能保持用以支承已附接部件的重量和压力所要求的强度的附接装置。
所述结构泡沫可以是具有预先确定的膨胀系数的任何适合的泡沫。通过使用具有预先确定的膨胀系数的泡沫，能够在泡沫被加热时控制泡沫的膨胀以提供附接装置的期望特征。所述附接装置的强度来自于当所述支架的第二端部借助所述结构泡沫连接至所述第二车身部件时。来自所述第一车身部件的负载因此藉由所述支架传递至所述第二车身部件。
所述结构泡沫可以仅附接至所述支架的第二端部的面向所述第二车身部件的第一侧。
为了进一步控制所述支架的第二端部连接至第二车身部件的方式，所述结构泡沫可以仅放置在所述支架的第二端部的面向所述第二车身部件的一侧上。这表示所述泡沫被放置在所述支架的第二端部的背向所述第一车身部件的一侧上。这么做是为了确保所述泡沫、进而所述支架至所述第二车身部件的适当的附着，并且确保没有或仅有少量的泡沫膨胀到所述支架上方。
所述结构泡沫可以附接至所述支架的第二端部的第一侧和第二侧，所述第一侧面向所述第二车身部件，所述第二侧面向所述第一车身部件的内侧。
所述结构泡沫可以定位在所述支架的第二端部内的开口中，使得所述结构泡沫同时背向所述第一车身部件的内侧和朝向所述第一车身部件的内侧。
附接至所述第二端部的结构泡沫的量适合于使所述结构泡沫在被加热时所述结构泡沫朝向所述第一车身部件的内侧膨胀但不附着至所述第一车身部件。
所述泡沫不附着至所述第一车身部件是重要的。使所述泡沫附着至所述第一车身部件会引起完全暴露所述第一车身部件的蒙皮，由此降低所述蒙皮的美学吸引力。其还会影响所述第一车身部件和所述第二车身部件之间的配合。
车辆配件可以设置为在所述支架的第一端部附接至所述第一车身部件的位置处安装在所述第一车身部件的外侧上。
通过将所述支架附接至所述第一车身部件，提供了用于安装车辆配件的适合的位置。
所述车辆配件可以是车顶纵梁、后车门或后挡板、行李箱盖扰流板、任何类型的车辆装饰物之一。
所述附接装置当然可以用在位于车辆上的不止一个位置上。
所述支架可以具有这样的形状，即，所述支架的第二端部与所述第一车身部件相比更靠近所述第二车身部件。
所述支架的第一端部可定位高于所述支架的第二端部，藉由弯曲的中间部或由直斜的中间部，所述支架的第一端部连接至所述支架的第二端部。
所述支架可以具有用于将应力和力从所述第一车身部件经所述支架和结构泡沫传递至所述第二车身部件的任何适合的形状。所述支架的一个适合的构造是，所述支架的第二端定位成与所述第一车身部件相比更靠近所述第二车身部件。只要满足这个构型，所述支架可以具有许多不同的形状。所述支架可以例如具有S形、位于其侧面上的U形、颠倒的Z形或由数学表达式(例如多项式函数或三角函数)定义的形状。所述支架还可以具有不能按照解析式表达的形状。
所述支架可以借助焊接、铆接和/或钳紧附接至所述第一车身部件。当然可以使用其它附接方法用于将金属部件彼此附接。
所述第一车身部件可以是车顶蒙皮，所述第二车身部件可以是白车身部件(body-in-white part)。所述车顶蒙皮被激光钎焊、激光焊接或粘合至所述白车身部件。粘合是指包括用以将所述车辆部件彼此固定的粘合剂或类似物的附接方法。
所述第一车身部件还可以是后车门或后挡板、行李箱盖或罩。对于这些情况的每种情况，所述第二车身部件适于配合所述第一车身部件。
本发明的一个益处是所述附接装置适用于希望附接车辆配件的车辆的许多应用。如上所述，车顶纵梁(roof rail)、后车门或后挡板(tailgate)或行李箱盖扰流器(bootlid spoiler)或车辆装饰物可以利用根据本发明的附接装置在适合的位置处附接至所述车辆。
所述结构泡沫可以在所述车辆制造期间的固化过程(curing process)中被加热。固化过程可以是在所述车辆制造期间热量至少被施加到车辆上结构泡沫所处的部件上的任何过程。
本发明还提供包括根据本发明的附接装置的车辆。
本发明还涉及用于形成用于车辆的附接装置的方法。所述方法包括：
-将结构泡沫附接至支架的第二端部；
-将所述支架的第一端部固定至第一车身部件；
-将所述第一车身部件定位并附接至第二车身部件，其中所述结构泡沫具有膨胀系数，所述膨胀系数适于使所述泡沫在被加热时自所述支架的第二端部膨胀使得所述结构泡沫附着至所述第二车身部件。
所述方法还包括：
-借助激光钎焊、激光焊接或粘合将所述第一车身部件附接至所述第二车身部件。
所述方法还包括：
-在所述车辆的制造期间的固化过程中加热所述泡沫结构，使得所述泡沫膨胀并附着至所述第二车身部件。
附图说明
图1示意性示出根据本发明第一方面的附接装置的侧视图；
图2示意性示出用于形成根据本发明的附接装置的第一方法步骤；
图3示意性示出用于形成根据本发明的附接装置的第二方法步骤；
图4示意性示出用于形成根据本发明的附接装置的第三方法步骤；
图5示意性示出用于形成根据本发明的附接装置的第四方法步骤。
图6示意性示出根据本发明的附接装置；
图7示意性示出根据本发明第二方面的附接装置的侧视图。
具体实施方式
图1示意性示出根据本发明第一方面的附接装置1的侧视图。附接装置1包括包含第一端部3和第二端部4的支架2。支架2的第一端部3在第一附接位置7处附接至第一车身部件6的内侧5。第一端部3借助例如焊接、铆接和/或钳紧(clinching)能附接至第一车身部件6的内侧5。其它附接方法也是可能的。
第一车身部件6在第二附接位置9处进一步附接至第二车身部件8。第一车身部件6借助激光钎焊、激光焊接和/或粘合能附接至第二车身部件8。其它附接方法也是可能的。
图1中，结构泡沫10设置在支架2的第二端部4上。结构泡沫10具有膨胀系数，使得当所述结构泡沫被加热时，所述泡沫自支架2的第二端部4膨胀并且附着(adhere)至第二车身部件8。这样的结构泡沫是本领域中公知的。图1中，结构泡沫10被放置在支架2的第二端部4的第一侧11和第二侧12上。支架2的第二端部4的第一侧11面向第二车身部件8。支架2的第二端部4的第二侧12面向第一车身部件6的内侧5。图1中结构泡沫10的位置仅是示意性的，结构泡沫10可以这样放置，即，与支架2的第二端部4的最外边缘对齐。
图1中的第一车身部件6和第二车身部件8借助单块板示出。当然可能的是第一车身部件6和/或第二车身部件8包括不止一块板。
图2示意性示出用于形成根据本发明的附接装置1的第一方法步骤。图2中，结构泡沫10附接至支架2的第二端部。支架2现在准备好附接至所述第一车身部件(图2中未示出)。图2中，为简单起见，截短了支架2的第一端部3。支架2的第一端部3和第二端部4可以具有相等的长度或不同的长度，取决于希望的支架2的特征。
图3示意性示出用于形成根据本发明的附接装置1的第二方法步骤。图3中，支架2的第一端部3已经在第一附接位置7处附接至第一车身部件6。将支架2的第一端部3附接至第一车身部件6的附接方法可以是任何适合的附接方法，例如焊接、铆接和/或钳紧。
图3中，第一车身部件6是车身顶盖。如上所述，第一车身部件6可以是车辆的附接至另一个车身部件的任何部件。
图4示意性示出用于形成根据本发明的附接装置1的第三方法步骤。图4中，第一车身部件6在第二附接位置9处附接至第二车身部件8。将第一车身部件6附接至第二车身部件8的附接方法可以是任何适合的附接方法，例如钎焊、焊接或粘合。钎焊例如由激光钎焊完成。焊接例如由激光焊接完成。
从图4可见，具有结构泡沫10的支架2位于在第一车身部件6附接至第二车身部件8时形成的空间13内。从图4还可见，结构泡沫10以距第二车身部件8一定距离地放置。所述距离，并且由此所述支架的形状可以适合于允许不同的结构泡沫的不同膨胀系数。
图5示意性示出用于形成根据本发明的附接装置1的第四方法步骤。图5示出具有已经膨胀到附着至第二车身部件8的结构泡沫10的附接装置1。因为结构泡沫10已经附着至第二车身部件8，所以第一车身部件6藉由支架2与第二车身部件8结构连接，这意味着施加至第一车身部件6的力和应力可以通过支架2传递至第二车身部件8。从图5可见，结构泡沫10已经膨胀进入在第一车身部件6和第二车身部件8之间的空间13内，但没有膨胀到结构泡沫10附着至第一车身部件6的程度。因为结构泡沫10的膨胀系数能够准确地确定，所以可能设计满足这个条件的附接装置1。如果允许结构泡沫10膨胀到附着至第一车身部件6，则第一车身部件6可能因为由结构泡沫10施加的力而变形。
根据本发明的具有支架2的附接装置1使得这样的装置成为可能，即将负载从第一车身部件6传送至第二车身部件8而第一车身部件6不发生变形，否则如果支架2不能将负载从第一车身部件6传送至第二车身部件8就会发生第一车身部件6变形。
图6示意性示出根据本发明的附接装置1。图6中，附接装置具有用于车辆配件的安装件14。虽然安装件14基本位于和第一附接位置7一样的位置，但是图6中的安装件14的放置不应被视为限制。图6中的安装件14的外观仅是示意性的。安装件14可以包括本领域中已知的、适合于将车辆配件附接至车辆外侧的任何已知安装件。从图6可见，根据本发明的附接装置允许将安装件14放置在车辆的外侧上，使得能够实现车辆的平滑表面。
图7示意性示出根据本发明第二方面的附接装置的侧视图。图7中，支架2具有基本上U形的横截面。这允许第一附接位置7的位置不同于在图1-6中示出的构型的位置。在根据图7的构型中的支架2的第一端部3和支架2的第二端部4不需要具有相等的长度，只要它们朝向相同。支架2的第一端部3和支架2的第二端部4可以面向第二车身部件8，如图7中所示。或者支架2的第一端部3和支架2的第二端部4可以背向第二车身部件8。
权利要求中的附图标记不应视为限制由所述权利要求保护的主题的范围，并且它们的唯一功能是使权利要求更容易理解。
正如将实现的，本发明能够在许多明显的方面改变，全都不脱离所附权利要求的范围。相应地，附图和说明书本质上将被视为示意性的，而非限制性的。

Claims (17)

1.一种用于车辆的附接装置(1)，其中所述附接装置(1)包括具有第一端部(3)和第二端部(4)的支架(2)，所述支架(2)的第一端部(3)附接至第一车身部件(6)的内侧(5)，所述第一车身部件(6)附接至第二车身部件(8)，其特征在于，在所述支架(2)的第二端部(4)上设置结构泡沫(10)，所述结构泡沫(10)具有膨胀系数，使得当所述结构泡沫(10)被加热时所述结构泡沫(10)自所述支架(2)的第二端部(4)膨胀并附着至所述第二车身部件(8)，并且，
其中，附接至所述第二端部的结构泡沫的量适合于使所述结构泡沫在被加热时所述结构泡沫朝向所述第一车身部件的内侧膨胀但不附着至所述第一车身部件。
2.根据权利要求1所述的附接装置(1)，其特征在于，所述结构泡沫(10)仅附接至所述支架(2)的第二端部(4)的面向所述第二车身部件(8)的第一侧(11)。
3.根据权利要求1所述的附接装置(1)，其特征在于，所述结构泡沫(10)附接至所述支架(2)的第二端部(4)的面向所述第二车身部件(8)的第一侧(11)并且附接至所述支架(2)的第二端部(4)的面向所述第一车身部件(6)的所述内侧(5)的第二侧(12)。
4.根据权利要求1所述的附接装置(1)，其特征在于，所述结构泡沫(10)定位在所述支架(2)的第二端部(4)内的开口中，使得所述结构泡沫(10)同时背向所述第一车身部件(6)的内侧(5)和朝向所述第一车身部件(6)的内侧(5)。
5.根据权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，车辆配件设置为在所述支架(2)的第一端部(3)附接至所述第一车身部件(6)的位置处安装在所述第一车身部件(6)的外侧上。
6.根据权利要求5所述的附接装置(1)，其特征在于，所述车辆配件是车顶纵梁、后车门或后挡板、行李箱盖扰流器、车辆装饰物之一。
7.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，所述支架(2)具有这样的形状，即，所述支架(2)的第二端部(4)定位成与所述第一车身部件(6)相比更靠近所述第二车身部件(8)。
8.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，所述支架(2)的第一端部(3)定位成比所述支架(2)的第二端部(4)高，藉由弯曲的中间部或由直斜的中间部，所述支架(2)的第一端部(3)连接至所述支架(2)的第二端部(4)。
9.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，所述支架(2)借助焊接、铆接和/或钳紧附接至所述第一车身部件(6)。
10.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，所述第一车身部件(6)是车顶蒙皮，所述第二车身部件(8)是白车身部件，其中所述车顶蒙皮被激光焊接或粘合至所述白车身部件。
11.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，所述第一车身部件(6)是车顶蒙皮，所述第二车身部件(8)是白车身部件，其中所述车顶蒙皮被激光钎焊至所述白车身部件。
12.根据前述权利要求1-4中的任一项所述的附接装置(1)，其特征在于，所述结构泡沫(10)在所述车辆制造期间的固化过程中被加热。
13.一种包括根据前述权利要求中任一项所述的附接装置(1)的车辆。
14.一种用于形成用于车辆的附接装置(1)的方法，所述方法包括：
-将结构泡沫(10)附接至支架(2)的第二端部(4)；
-将所述支架(2)的第一端部(3)固定至第一车身部件(6)；
-将所述第一车身部件(6)定位并附接至第二车身部件(8)，其中所述结构泡沫(10)具有膨胀系数，适于使所述泡沫在被加热时自所述支架(2)的第二端部(4)膨胀使得所述结构泡沫(10)附着至所述第二车身部件(8)，并且其中，附接至所述第二端部的结构泡沫的量适合于使所述结构泡沫在被加热时所述结构泡沫朝向所述第一车身部件的内侧膨胀但不附着至所述第一车身部件。
15.根据权利要求14所述的用于形成用于车辆的附接装置(1)的方法，其特征在于，所述方法包括：
-借助激光焊接或粘合将所述第一车身部件(6)附接至所述第二车身部件(8)。
16.根据权利要求14所述的用于形成用于车辆的附接装置(1)的方法，其特征在于，所述方法包括：
-借助激光钎焊将所述第一车身部件(6)附接至所述第二车身部件(8)。
17.根据权利要求14或15所述的用于形成用于车辆的附接装置(1)的方法，其特征在于，所述方法包括：
-在所述车辆的制造期间的固化过程中加热所述结构泡沫(10)，使得所述泡沫膨胀并附着至所述第二车身部件(8)。
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