CN104066606B - 用于车辆的轻量化钢门及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种车门组件，其包括为框架部分形式的内部面板(12)。该框架部分(28)包括相对的前部和后部U形侧框架构件(281、282)，前部和后部U形侧框架构件通过上部和下部中间框架构件(283、284)不可拆卸地彼此附接，以形成连续周边。侧框架构件由第一钢材制成，中间框架构件由第二钢材制成，第二钢材与第一钢材不同。一种制造内部面板的方法，包括：提供第一钢材的U形钢板(52F、52R)；提供第二钢材的顶部和底部钢板(54T、54B)；将U形钢板不可拆卸地连接到顶部和底部钢板，以形成坯体；以及将坯体冲压成框架部分。
Description
技术领域
本发明整体涉及车门组件及其制造方法，更具体地，本发明涉及采用由多种等级的相互连接的高强度钢制成的部件的轻量化车门组件及其制造方法。
相关申请的交叉引用
本申请要求Schurter等人于2011年9月30日提交的系列号为No.61/541,568的美国临时申请的优先权，该临时申请全文以引用方式并入本文中。
背景技术
常规上，车门包括由钢材制成的支撑性内部面板。外部面板附接到内部面板。常规的内部面板由低碳钢深拉而成。窗户下方的腰身梁焊接到内部面板，并且可以放置在窗户的内侧或外侧。通常，车门包括大致水平延伸的侧防撞梁，该侧防撞梁由机械强度比制造内部面板的钢的机械强度明显高得多的钢制成。防撞梁焊接到内部面板并且放置成最接近外部面板。较平的切边紧固到内部面板。诸如锁、窗户引导件和窗户升降器的内部门部件安装到内部面板。
此外，钢板已经极其广泛地用作机动车辆的车门的原材料。钢门价格低廉，制造简单。然而，与最新设计的铝门的质量相比，常规的钢门设计较重。因此，在汽车工业中有用铝制车门取代钢门的趋势。尽管比常规的钢门轻，但是铝门比钢门贵且更加复杂，制造困难且成本高。
因此，由钢制成的车门容易得到改进，可以改善其性能、成本和重量。据此，需要提供一种改进的车门，其由高强度钢制成，与铝制车门的重量相比，其重量减小，并且该车门具有改进的性能且制造成本低廉。
发明内容
本发明涉及新型轻量化车门组件及其制造方法。
根据本发明的车门组件包括：内部面板，该内部面板为大致矩形的框架部分的形式，该框架部分具有通过上部水平梁和下部水平梁与前部竖立梁和后部竖立梁相互连接而一体地形成的连续周边；以及外部面板，其附接到内部面板。框架部分包括相对的前部和后部U形侧框架构件，前部和后部U形侧框架构件通过上部和下部中间框架构件不可拆卸地彼此附接，以形成连续周边。侧框架构件由第一钢材制成，并且中间框架构件由第二钢材制成。侧框架构件的第一钢材与中间框架构件的第二钢材不同。
根据本发明的制造车门组件的内部面板的方法包括以下步骤：提供第一钢材的前部和后部平的U形钢板，使得前部和后部U形钢板中的每一个都包括交叉部分和从交叉部分延伸的一对间隔开的腿部部分；提供第二钢材的顶部和底部平的钢板；将每个U形钢板的腿部部分中的每一个不可拆卸地连接到顶部和底部钢板中相应的一个，以形成平的门周边框架坯体；以及将门周边框架坯体冲压成内部面板的周边框架部分。前部和后部平的U形钢板的第一钢材与顶部和底部平的钢板的第二钢材不同。此外，框架部分包括相对的前部和后部U形侧框架构件，前部和后部U形侧框架构件通过上部和下部中间框架构件不可拆卸地彼此附接，以形成连续周边。侧框架构件由第一钢材制成，中间框架构件由第二钢材制成，该第二钢材具有较高的强度和厚度，以提高对侧向入侵的抵抗。
附图说明
附图结合在说明书中并且构成说明书的一部分。附图与上述总体说明以及以下给出的示例性实施例和方法的详细说明一起，用来解释本发明的原理。在附图中：
图1为根据本发明示例性实施例的车辆右侧前门组件的侧视图；
图2A为根据本发明示例性实施例的车辆右侧前门组件的局部透视图；
图2B为根据本发明可供选择实施例的车辆右侧前门组件的局部透视图；
图3为根据本发明示例性实施例的车辆右侧前门组件的截面图；
图4为根据本发明示例性实施例的车辆右侧前门组件的分解组装透视图；
图5为根据本发明示例性实施例的车辆右侧前门组件的结构元件的分解组装透视图；
图6为根据本发明示例性实施例的车辆右侧前门组件的内部面板的透视图；
图7为图6的内部面板的侧视图；
图8为图6的内部面板的俯视图；
图9A为用于冲压根据本发明示例性实施例的内部面板的框架部分的多件式激光焊接坯体的侧视图；
图9B为由图9A所示的多件式激光焊接坯体冲压而成的根据本发明示例性实施例的内部面板的框架部分的侧视图；
图10为根据本发明示例性实施例的内部面板的侧视图，示出了多个横截面线；
图11为沿着图10所示的线1-1截取的图6的内部面板的横截面图；
图12为沿着图10所示的线2-2截取的图6的内部面板的横截面图；
图13为沿着图10所示的线3-3截取的图6的内部面板的横截面图；
图14为沿着图10所示的线4-4截取的图6的内部面板的横截面图；
图15为沿着图10所示的线5-5截取的图6的内部面板的横截面图；
图16为沿着图10所示的线6-6截取的图6的内部面板的横截面图；
图17为沿着图10所示的线7-7截取的图6的内部面板的横截面图；以及
图18为沿着图10所示的线8-8截取的图6的内部面板的横截面图。
具体实施方式
现在将详细参考如附图所示的本发明的示例性实施例和方法，其中在整个附图中类似的附图标记代表类似的或对应的部件。然而，应该指出的是，本发明在其较宽泛的方面中并不限于结合示例性实施例和方法所示和所述的特定细节、代表性装置和方法、以及示例性实例。
示例性的实施例将结合附图进行描述，这些附图被看作是整个说明书的一部分。在说明书中，相对术语，例如“水平”、“竖向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“顶部”、“底部”以及其衍生物(例如，“水平地”、“向下地”、“向上地”等)，应当被解释为指的是接下来所述的或所讨论的附图中所示的取向以及相对于车身的取向。这些相对术语是为了方便进行描述，通常并不是要求特定的取向。涉及附接、联接等的术语，例如“连接”、“相互连接”，指的是各结构直接地或者通过居间结构间接地彼此固定或附接的关系，并且均是活动的或刚性的附接或关系，除非另外明确地描述。术语“操作性地连接”是这样的一种附接、联接或连接，其允许相关的结构按照期望借助该关系进行操作。另外，权利要求中所用的词语“一”表示“至少一个”。
图1、2A、3、4和5示出了根据本发明示例性实施例的机动车辆(尤其是中级车)的右侧前门组件10。门组件10包括：内部面板12；外部面板14，其附接到内部面板12的凸缘并且由该凸缘支撑；模块延伸部16，其用来接纳预先组装的门模块单元，附接到内部面板12的内表面(即面向机动车辆的客舱)并且由该内表面支撑；内部腰身元件(或梁)15(如图4和5所示)，其设置在内部面板12和模块延伸部16之间；铰链加强构件18，其紧固到内部面板12的前端部12F；窗户框架20，其用于窗户玻璃21，该窗户玻璃能够在内部面板12和模块延伸部16之间可伸缩地移入和移出在门组件10内形成的腔体11(如图3所示)；以及前窗户引导件26。
根据图4-8中详细示出的本发明示例性实施例，内部面板12是三件式冲压子组件，包括具有连续周边的大致矩形的周边框架部分28、单个中间竖立(竖向)梁(结构元件)38和单个前横向(或角撑)梁(结构元件)40，该中间竖立梁和前横向梁均不可拆卸地固定到周边框架部分28，以加强内部面板12，提供侧向入侵保护，并且支撑薄规格的外部面板14以提高其刚度和面板皱缩性能。中间竖立梁38和角撑梁40中的每一个都具有敞开的帽形轮廓，并且与周边框架部分28分开地形成。然后，周边框架部分28、中间竖立梁38和角撑梁40例如通过焊接且优选地通过激光焊接而彼此不可拆卸地固定，以形成内部面板12。内部面板12的周边框架部分28通过上部和下部水平梁30和32相应地与前和后部竖立梁34和36相互连接而一体地形成。
如图6和7中详细示出，中间竖立梁38大致穿过内部面板12的框架部分28的中部而大致在上部和下部水平梁30和32之间竖向地延伸，同时前横向梁40倾斜以在上部水平梁30和前部竖立梁34之间延伸。角撑梁40用作前部竖立梁34(和铰链加强构件18)与窗户框架20下方的上部水平梁30之间的支柱。这加强了门组件10，以提高刚度。作为另外一种选择，内部面板12可以仅仅包括单个中间竖立梁38，而不包括角撑梁40。竖立竖向梁38与内部面板12和角撑梁40一起提供抵抗侧面撞击入侵的有效手段。因此，根据本发明示例性实施例，门组件10的内部面板12缺少在前和后部竖立梁(结构元件)34和36之间大致水平地延伸的常规的水平入侵梁(或侧防撞梁)。腰身梁(即上部水平梁30和内部腰身梁15)提供刚度。
门组件10的内部面板12由先进高强度钢(AHSS)制成。以下描述制造根据本发明示例性实施例的门组件10的内部面板12的方法。首先，如图9A中最佳地示出，具有连续周边的大致矩形的、平的单个门周边框架坯体50由四块钢板一体地形成，以制造内部面板12的多件式框架部分28。多块钢板包括分别由第一先进高强度钢材制成的两个相对的前部和后部平的U形钢板52F和52R，以及分别由第二先进高强度钢材制成的两个相对的大致矩形的顶部和底部平的钢板54T和54B，该第二钢材与第一钢材不同，并且具有较高的强度和厚度，以提高对侧向入侵的抵抗。
随后，单个激光焊接的坯体50通过热冲压或冷冲压而冲压成内部面板12的周边框架部分28。
根据本发明示例性实施例，在冷冲压周边框架坯体50的情况下，第一钢材为DP780等级的钢，厚度(或规格)为0.60mm，而第二钢材为MS1300等级的马氏体钢，厚度为1.00mm。应当理解，钢材在特征在于等级(因此在于强度)和厚度(或规格)。例如，如果需要增加周边框架坯体50的可成形性，那么可以用TRIP等级的钢来代替DP780等级的高强度钢。此外，在热冲压周边框架坯体50的情况下所采用的第一和第二钢材的具体等级与冷冲压时采用的第一和第二钢材的具体等级不同。然而，在任何情况下，第二钢材与第一钢材不同，并且具有较高的强度和厚度。
前部和后部U形钢板52F、52R中的每一个都包括交叉部分52FC、52RC以及从交叉部分52FC、52RC延伸的一对间隔开的腿部部分52F1和52F2、52R1和52R2。为了形成钢坯体50，前部和后部平的U形钢板52F和52R取向成使得腿部部分52F1、52F2和52R1、52R2对准且彼此面对。然后，顶部和底部钢板54T和54B放置在U形钢板52F、52R的腿部部分52F1和52F2、52R1和52R2之间，以与这些腿部部分对准。随后，每个U形钢板52F、52R的腿部部分52F1和52F2、52R1和52R2中的每一个都通过本领域中已知的任何合适的手段在其自由端部处不可拆卸地连接(即固定)到相应的顶部和底部钢板54T和54B，以便形成钢坯体50。根据本发明示例性实施例，U形钢板52F、52R例如通过激光焊接而缝焊焊接到顶部和底部钢板54T和54B，从而形成单个激光焊接的坯体50。因此，单个坯体50包含不同的钢材，即不同等级和/或规格的先进高强度钢。具体地，前部和后部平的U形钢板52F和52R的腿部部分52F1和52R1分别通过激光焊接接头531和533缝焊焊接到顶部钢板54T的远侧端部，而前部和后部平的U形钢板52F和52R的腿部部分52F2和52R2分别通过激光焊接接头532和534缝焊焊接到底部钢板54B的远侧端部。
随后，单个激光焊接的坯体50通过热冲压或冷冲压而冲压成内部面板12的周边框架部分28。在热冲压的情况下，平的钢坯体50首先被加热，然后被放置到成形工具中，以形成框架部分28的所需的形状，然后热冲压的框架部分28保持在该工具中，以便其快速冷却以提高其强度。
如图9B中详细所示，内部面板12的冲压的框架部分28包括相对的前部和后部U形侧框架构件281和282(由前部和后部平的U形钢板52F和52R冲压而成)，前部和后部U形侧框架构件通过彼此间隔开的上部和下部中间框架构件283和284(由顶部和底部钢板54T和54B冲压而成)而彼此不可拆卸地固定，以形成连续的周边。此外，根据本发明示例性实施例，前部和后部侧框架构件281和282的腿部部分通过激光焊接接头531、532、533和534而缝焊焊接到上部和下部中间框架构件283和284的远侧端部。因此，内部面板12的框架部分28通过前部和后部U形侧框架构件281和282与上部和下部中间框架构件283和284相互连接而一体地形成。
此外，如上所述，在冷冲压周边框架坯体50的情况下，框架部分28的侧框架构件281和282由DP780等级的钢制成，厚度为0.60mm，而上部和下部中间框架构件283和284由MS1300等级的马氏体钢制成，厚度为1.00mm。因此，侧框架构件281和282的钢材与上部和下部中间框架构件283和284的钢材不同(即具有不同的等级和/或规格)。
接下来，中间竖立梁38和角撑梁40中的每个与框架部分28分开地并且彼此分开地进行热冲压或冷冲压。换言之，根据本发明示例性实施例的中间竖立梁38和角撑梁40中的每个都是单件式热冲压或冷冲压构件。中间竖立梁38由第三钢材(例如1500P)的高强度钢坯体的平的非常薄规格的钢板冲压而成，厚度为0.60mm，该第三钢材与侧框架构件281和282的第一钢材以及中间框架构件283和284的第二钢材不同。类似地，角撑梁40由第三钢材(例如1500P)的高强度钢坯体的平的非常薄规格的钢板冲压而成，厚度为0.60mm，该第三钢材与侧框架构件281和282的第一钢材以及中间框架构件283和284的第二钢材不同。
当前，热冲压的钢板部件的最小厚度为大约0.90mm。1500P为来自ArcelorMittal的可硬化的硼合金钢，涂覆有铝-硅涂层，常常用于需要高强度的情况。铝-硅涂层在加热期间保护钢免于氧化，并且为部件提供耐腐蚀保护。在热冲压工艺的情况下，在模压淬火线中进行制造，在模压淬火线中，形成加热的(900℃)钢坯体，然后钢坯体在水冷成形工具中快速冷却(淬火)到室温。结果是形成硬化的部件，其屈服强度为大约1100MPa且极限强度为大约1500MPa。
最后，框架部分28、中间竖立梁38和角撑梁40在冲压之后不可拆卸地连接在一起(例如焊接，并且优选地激光焊接)，以形成如图6-8所示的多件式内部面板12。
如图6和7最佳地示出，中间竖立梁38大致穿过内部面板12的周边框架部分28的中部而大致在上部和下部水平梁30和32之间竖向地延伸，使得中间竖立梁38的远侧端部不可拆卸地附接到周边框架部分28的上部和下部中间框架构件283和284。因此，中间竖立梁38在框架部分28的较厚区段之间延伸。继而，角撑梁40在上部水平梁30和前部竖立梁34之间延伸，使得角撑梁40的远侧端部不可拆卸地附接到框架部分28的上部中间框架构件283和前部侧框架构件281。
如上所述，中间竖立梁38和角撑梁40中的每个与框架部分28分开地并且彼此分开地进行热冲压或冷冲压。作为另外一种选择，内部面板12可以制成为单件式热冲压或冷冲压构件的形式。
如图6和7中进一步详细地所示，中间竖立梁38和角撑梁40在内部面板12中限定了三个开口42、44和46。开口42、44和46通过中间竖立梁38和角撑梁40形成在矩形框架部分28(由水平梁30、32和竖立梁34、36限定)中。具体地，第一开口42限定在上部和下部水平梁30和32、后部竖立梁36以及中间竖立梁38之间。第二开口44限定在角撑梁40、前部竖立梁34、下部水平梁32和中间竖立梁38之间。第三开口46限定在上部水平梁30、角撑梁40和前部竖立梁34之间。作为另外一种选择，不需要提供角撑梁40和开口46。
根据本发明示例性实施例，如图10和12-16所示，框架部分28的下部水平梁32、前部竖立梁34和后部竖立梁36中的每一个都具有敞开的帽形轮廓，该帽形轮廓分别具有冠部部分33C、35C和37C以及分别从冠部部分沿着离开车辆内部(即客舱)且朝向门组件10的外部面板14的方向延伸的一对间隔开的凸缘33F、35F和37F。此外，凸缘33F、35F和37F中的每一个都分别设置有从其远侧端部延伸的唇缘33L、35L和37L。唇缘33L、35L和37L中的每一个的形状和尺寸都形成为接触(接合)外部面板14的内表面。
如图6-8、10和18中进一步所示，上部水平梁30包括主要部分31M和凸缘31F，该凸缘从主要部分31M沿着离开车辆内部(即客舱)且朝向门组件10的外部面板14的方向延伸。凸缘31F设置有从其远侧端部延伸的唇缘31L。唇缘31L中的每一个的形状都形成为接触(接合)外部面板14的内表面。主要部分31M大致沿着框架部分28的下部水平梁32、前部竖立梁34和后部竖立梁36的冠部部分33C、35C和37C的方向竖向地延伸。
另外，根据本发明示例性实施例，如图10、11和17所示，中间竖立梁38和角撑梁40两者均具有敞开的帽形轮廓，每个帽形轮廓分别具有冠部部分39C和41C以及分别从冠部部分39C、41C沿着离开车辆内部(即客舱)且朝向门组件10的外部面板14的方向延伸的一对间隔开的凸缘39F和41F。此外，凸缘39F和41F中的每一个都设置有相应地从其远侧端部延伸的唇缘39L和41L。唇缘39L和41L中的每一个的形状都形成为接触(接合)外部面板14的内表面。
内部面板12的前端部12F是内部面板12的端部部分，门组件10在该端部部分处借助至少一个铰链构件通过铰链加强构件18可枢转地悬置于机动车辆的车身的前铰链柱(A柱)。优选地，内部面板12通过两个铰链可枢转地悬置于车辆车身的前铰链柱(A柱)，并且具有焊接到内部面板12的前端部12F上的一体的铰链加强构件18。内部面板12的后端部12R是内部面板12的端部部分，门组件10的锁设置在该端部部分处以与机动车辆的车身的中间柱(B柱)相配合。如上所述，铰链加强构件18紧固到内部面板12的前端部12F。根据本发明示例性实施例，铰链加强构件18由单独的三块高强度钢板的激光焊接坯体形成，如图5所示，这些钢板彼此一体地固定，如图4所示：初级件181，其由厚度为0.60mm的诸如DP600的双相钢制成；以及两个竖向地间隔开的次级件182，每个次级件都由厚度为1.50mm的诸如DP980的双相钢制成。铰链加强构件18的次级件182中的每一个都可以设置有两个衬垫183，每个衬垫由厚度为3.50mm的诸如DP600的双相钢制成。作为另外一种选择，铰链加强构件18可以由其它等级和规格的钢制成。换言之，铰链加强构件18由包括初级钢件181和两个次级钢件182的激光焊接的坯体形成，该初级钢件和次级钢件缝焊焊接在一起而形成为单个激光焊接的坯体，该坯体然后被冲压成包括不同等级(或类型)和厚度的钢的最终部件(铰链加强构件18)。
根据本发明示例性实施例的外部面板14利用粘合剂分别粘接到内部面板12的凸缘31F、33F、35F、37F、39F和41F的唇缘31L、33L、35L、37L、39L和41L，封闭框架部分28的下部水平梁32、前部竖立梁34和后部竖立梁36的帽形区段，并且封闭中间竖立和角撑梁38和40，从而形成均匀的、强度较高、刚度较高的内部结构。如图4和5中最佳地示出，合适的粘合剂材料条17沉积在内部面板12的唇缘31L、33L、35L、37L、39L和41L与外部面板14之间。这使得外部面板14能够在侧向入侵事件期间稳定内部面板12的凸缘31F、33F、35F、37F、39F和41F，从而提高门组件10对侧向入侵的抵抗。在图5所示的本发明的示例性实施例中，粘合剂材料条17沉积到外部面板14的内表面，以面向内部面板12的唇缘31L、33L、35L、37L、39L和41L。作为另外一种选择，粘合剂材料条17直接沉积到内部面板12的唇缘31L、33L、35L、37L、39L和41L。优选地，用来将外部面板14以粘合剂粘接到内部面板12上的粘合剂材料是结构粘合剂，具有足够的粘接强度以附着内部和外部面板12和14，而不会在外部面板14的外侧上引起“通读(read-through)”效应。
根据本发明示例性实施例，外部面板14由厚度为大约0.55mm的钢板形成，例如由ArcelorMittal的暴露质量的双相FF280DP钢形成。轻量化薄规格的高强度钢外部面板14相对于常规的较低强度、较重规格的设计降低了车门的重量，而不会影响抗皱缩性。由0.55mm的FF280DP等级的高强度钢制成的轻量化外部面板14以最小的质量保持了所要求的抗皱缩性。外部面板14在结构上与内部面板12粘接使得外部面板14能够与内部面板12协作而实现性能要求。
根据本发明示例性实施例的模块延伸部16由厚度为大约0.50mm的双相钢形成，例如由DP500等级的钢形成，或者由其它合适等级或规格的钢形成。内部腰身梁15固定在内部面板12的上部水平梁30和模块延伸部16之间，并且由厚度为大约0.50mm的热冲压的高强度钢形成，例如由形成，或者由其它合适等级或规格的钢形成。在本发明的示例性实施例中，腰身内部托架19由厚度为大约0.55mm的DP500等级的钢制成。
如图4和5中进一步所示，窗户框架20包括外部窗户框架构件22和面向车辆客舱的内部窗户框架构件24。外部和内部窗户框架构件22、24优选地通过激光焊接或点焊而彼此焊接，并且焊接到内部面板12。外部和内部窗户框架构件22和24可以通过冷冲压或热冲压由一体的多件式激光焊接坯体形成，激光焊接接头在窗户框架20的外部和内部窗户框架构件22、24之间交错排列。作为另外一种选择，外部和内部窗户框架构件22和24可以是滚扎形成的。如图4和5详细地所示，根据本发明示例性实施例的外部窗户框架构件22由单独的三个部件221、222和223形成，这些部件例如借助于激光焊接通过激光焊接接头231和232彼此一体地固定。外部窗户框架构件22通过首先提供第一、第二和第三平的钢板而制造，该第一、第二和第三平的钢板分别由彼此不同的第一、第二和第三外部窗户钢材制成。然后，第一、第二和第三平的钢板彼此不可拆卸地附接，以形成单个外部窗户坯体。接下来，外部窗户坯体被冲压成单个外部窗户框架构件22。
根据本发明示例性实施例，外部窗户框架构件22的第一部件221由厚度为0.50mm的BH210等级的钢(第一外部窗户钢材)制成，第二部件222由厚度为0.55mm的DP500等级的钢(第二外部窗户钢材)制成，而第三部件223(后视镜板部分)由厚度为0.50mm的1500P等级的钢(第三外部窗户钢材)制成。作为另外一种选择，可以使用其它合适等级和规格的钢。
如图4和5详细地所示，根据本发明示例性实施例的内部窗户框架构件24由单独的两个部件241和242制成，这两个部件例如借助于激光焊接通过激光焊接接头25彼此一体地固定。内部窗户框架构件24通过首先提供第一和第二平的钢板而制造，该第一和第二平的钢板分别由第一和第二内部窗户钢材制成。接下来，第一和第二平的钢板彼此不可拆卸地附接，以形成单个内部窗户坯体。然后，内部窗户坯体被冲压成单个内部窗户框架构件。第一和第二内部窗户钢材彼此不同。
根据本发明示例性实施例的，外部窗户框架构件22的第一部件241由厚度为0.58mm的DP500等级的钢(第一内部窗户钢材)制成，而第二部件242(包括后视镜板部分)由厚度为0.76mm的双相DP600钢(第二内部窗户钢材)制成。作为另外一种选择，可以使用其它合适等级和规格的钢。
前窗户引导件26(通常为仅仅用于玻璃固定的附加部件)在本设计中用作结构元件，以便为后视镜板提供刚度，并且为上部窗户框架结构提供刚度。另外，前窗户引导件26加强了窗户框架20的后视镜板区域。根据本发明示例性实施例，前窗户引导件26由厚度为0.80mm的冷拔优质特殊镇静钢DQSK(或其它合适等级和规格的钢)制成。在本发明的示例性实施例中，窗户引导件托架27由厚度为0.50mm的DP780等级的钢制成。
如图2A和6-8所示，内部面板12的后部竖立梁36设置有与内部窗户框架构件24接触的深拉区段29。作为另外一种选择，如图2B所示，深拉区段29’可以结合到窗户框架20的内部窗户框架构件24中(即与其形成为单个部件)，以便获得较佳的可制造性和可能较佳的结构性能。
通过形成最佳载荷路径以及通过使得门组件中的每个部件执行多个强化和刚性功能，本发明提供用于车辆的新型轻量化钢门组件。根据本发明的门组件提供钢方案中的重量降低，同时保持所需的强度和刚度，总制造成本显著低于铝方案的制造成本。本发明采用载荷路径优化来提供有效的结构(即沿着重要的载荷路径放置结构元件)。这使得效率最大化，并且使得门组件的所有部件一起每个都执行多个功能，而实现门结构强度、刚度和客舱入侵保护性能的目标。本发明还采用新型材料应用，热冲压和/或冷冲压，以及激光焊接。本发明的门组件包括内部面板，该内部面板包括：框架部分，其由多件式激光焊接的坯体热冲压或冷冲压而成；以及单独热冲压或冷冲压的中间竖立和角撑梁，它们不可拆卸地连接到框架部分。热冲压设计还在腰身区域中提供强度和刚度，由此消除了该区域中额外加强件的需要。独特的门构造具有设置在窗户玻璃外侧且由外部面板支撑的加强内部面板，提供了改进的刚度和侧向入侵特性。
根据专利法的规定，为了说明的目的，已经进行了本发明的示例性实施例的前述说明。其不是排他性的，也不是将本发明限制为所公开的精确形式。在上述教导下能够进行各种明显的修改或变化。上文所公开的实施例是为了最好地说明本发明的原理以及其实际应用，由此使得本领域普通技术人员能够以各种实施方式最好地利用本发明，各种修改适合于预期的具体用途，只要满足本文所述的原理。从而，在不脱离本发明的精神和范围的情况下能够对上述发明进行改动。本发明的范围将由所附的权利要求限定。
Claims (35)
1.一种车门组件，其包括：
内部面板，所述内部面板包括：
大致矩形的框架部分，所述框架部分具有通过上部水平梁和下部水平梁与前部竖立梁和后部竖立梁相互连接而一体地形成的连续周边，所述框架部分包括相对的前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件，所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件通过上部中间框架构件和下部中间框架构件不可拆卸地彼此附接，以形成所述连续周边；
在所述框架部分的所述上部水平梁和下部水平梁之间延伸的单个中间竖立梁；和
不可拆卸地固定到所述框架部分的单个角撑梁，所述角撑梁倾斜以在所述前部U形侧框架构件和所述上部中间框架构件之间延伸；以及
外部面板，所述外部面板附接到所述内部面板；
所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件由第一钢材制成，并且所述上部中间框架构件和下部中间框架构件由第二钢材制成；
所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材与所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材不同；
所述中间竖立梁在其远侧端部处不可拆卸地附接到所述框架部分的所述上部中间框架构件和下部中间框架构件；
所述中间竖立梁由第三钢材制成，所述第三钢材与所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材不同；
所述角撑梁由第四钢材制成，所述第四钢材与所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材不同。
2.根据权利要求1所述的车门组件，其中所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材比所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材厚。
3.根据权利要求1所述的车门组件，其中所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材与所述中间竖立梁的所述第三钢材不同。
4.根据权利要求3所述的车门组件，其中所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材比所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材厚，并且比所述中间竖立梁的所述第三钢材厚。
5.根据权利要求3所述的车门组件，其中所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材与所述角撑梁的所述第四钢材不同。
6.根据权利要求3所述的车门组件，其中所述中间竖立梁的所述第三钢材与所述角撑梁的所述第四钢材相同。
7.根据权利要求3所述的车门组件，其中所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材比所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材厚，比所述中间竖立梁的所述第三钢材厚，并且比所述角撑梁的所述第四钢材厚。
8.根据权利要求1所述的车门组件，其还包括模块延伸部，所述模块延伸部附接到所述内部面板，使得所述内部面板设置在所述外部面板和所述模块延伸部之间。
9.根据权利要求8所述的车门组件，其还包括设置在所述模块延伸部和所述内部面板之间的可伸缩的窗户玻璃。
10.根据权利要求1所述的车门组件，其还包括窗户框架，所述窗户框架包括彼此固定且固定到所述内部面板的外部窗户框架构件和内部窗户框架构件。
11.根据权利要求1所述的车门组件，其还包括设置在所述外部面板和所述内部面板之间的粘合剂材料条。
12.根据权利要求11所述的车门组件，其中所述上部水平梁和下部水平梁以及所述前部竖立梁和后部竖立梁中的每一者都具有敞开轮廓，所述敞开轮廓具有冠部部分和凸缘，所述凸缘从所述冠部部分沿着朝向所述车门组件的所述外部面板的方向延伸；其中所述上部水平梁和下部水平梁以及所述前部竖立梁和后部竖立梁中的所述凸缘中的每一个凸缘都设置有从其远侧端部延伸的唇缘；并且其中所述粘合剂材料条设置在所述外部面板的内表面与所述内部面板的所述唇缘之间。
13.一种车门组件，其包括：
内部面板，所述内部面板为大致矩形的框架部分的形式，所述框架部分具有通过上部水平梁和下部水平梁与前部竖立梁和后部竖立梁相互连接而一体地形成的连续周边；
外部面板，所述外部面板附接到所述内部面板；以及
窗户框架，所述窗户框架包括彼此固定且固定到所述内部面板的外部窗户框架构件和内部窗户框架构件；
所述框架部分包括相对的前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件，所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件通过上部中间框架构件和下部中间框架构件不可拆卸地彼此附接，以形成连续周边；
所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件由第一钢材制成，并且所述上部中间框架构件和下部中间框架构件由第二钢材制成；
所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材与所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材不同；
所述外部窗户框架构件包括彼此一体地固定的单独的第一外部窗户部件、第二外部窗户部件和第三外部窗户部件；
所述第一外部窗户部件由第一外部窗户钢材制成，所述第二外部窗户部件由第二外部窗户钢材制成，所述第三外部窗户部件由第三外部窗户钢材制成；
所述第二外部窗户部件设置在所述第一外部窗户钢材和所述第三外部窗户钢材之间；并且
所述第一外部窗户钢材、第二外部窗户钢材和第三外部窗户钢材彼此不同。
14.根据权利要求13所述的车门组件，其中所述第二外部窗户钢材比所述第一外部窗户钢材和所述第三外部窗户钢材厚。
15.根据权利要求13所述的车门组件，其中所述内部窗户框架构件包括彼此一体地固定的单独的第一内部窗户部件和第二内部窗户部件；其中所述第一内部窗户部件由第一内部窗户钢材制成，所述第二内部窗户部件由第二内部窗户钢材制成；并且其中所述第一内部窗户钢材和第二内部窗户钢材彼此不同。
16.根据权利要求15所述的车门组件，其中所述第二内部窗户钢材比所述第一内部窗户钢材厚。
17.一种制造车门组件的方法，所述车门组件包括内部面板，所述内部面板为大致矩形的框架部分的形式，所述框架部分具有通过上部水平梁和下部水平梁与前部竖立梁和后部竖立梁相互连接而一体地形成的连续周边，所述方法包括以下步骤：
提供由第一钢材制成的前部平的U形钢板和后部平的U形钢板，所述前部平的U形钢板和后部平的U形钢板中的每一个都包括交叉部分和从所述交叉部分延伸的一对间隔开的腿部部分；
提供由第二钢材制成的顶部平的钢板和底部平的钢板；
将每个所述U形钢板的所述腿部部分中的每一个腿部部分不可拆卸地连接到所述顶部平的钢板和底部平的钢板中相应的一个钢板，以形成平的门框架坯体；以及
将所述门框架坯体冲压成所述内部面板的所述框架部分；
所述前部平的U形钢板和后部平的U形钢板的所述第一钢材与所述顶部平的钢板和底部平的钢板的所述第二钢材不同；
所述框架部分包括相对的前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件，所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件通过上部中间框架构件和下部中间框架构件不可拆卸地彼此附接，以形成所述连续周边；
所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件由所述第一钢材制成，并且所述上部中间框架构件和下部中间框架构件由所述第二钢材制成。
18.根据权利要求17所述的制造所述车门组件的方法，其中所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材比所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材厚。
19.根据权利要求17所述的制造所述车门组件的方法，其还包括以下步骤：
提供由第三钢材制成的平的钢板坯体，所述第三钢材与所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材不同；
将所述平的钢板坯体冲压成单个中间竖立梁；以及
将所述中间竖立梁在其远侧端部处不可拆卸地附接到所述框架部分的所述上部中间框架构件和下部中间框架构件。
20.根据权利要求19所述的制造所述车门组件的方法，其中所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材与所述中间竖立梁的所述第三钢材不同。
21.根据权利要求20所述的制造所述车门组件的方法，其中所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材比所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材厚，并且比所述中间竖立梁的所述第三钢材厚。
22.根据权利要求20所述的制造所述车门组件的方法，其还包括以下步骤：
提供由第四钢材制成的平的钢板坯体，所述第四钢材与所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材不同；
将所述由第四钢材制成的平的钢板坯体冲压成单个角撑梁；以及
将所述角撑梁在其远侧端部处不可拆卸地附接到所述前部U形侧框架构件和所述上部中间框架构件。
23.根据权利要求22所述的制造所述车门组件的方法，其中所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材与所述角撑梁的所述第四钢材不同。
24.根据权利要求22所述的制造所述车门组件的方法，其中所述中间竖立梁的所述第三钢材与所述角撑梁的所述第四钢材相同。
25.根据权利要求22所述的制造所述车门组件的方法，其中所述上部中间框架构件和下部中间框架构件的所述第二钢材比所述前部U形侧框架构件和后部U形侧框架构件的所述第一钢材厚，比所述中间竖立梁的所述第三钢材厚，并且比所述角撑梁的所述第四钢材厚。
26.根据权利要求17所述的制造所述车门组件的方法，其还包括以下步骤：
提供外部门面板；以及
将所述外部门面板附接到所述内部面板。
27.根据权利要求26所述的制造所述车门组件的方法，其还包括以下步骤：
提供模块延伸部；以及
将所述模块延伸部附接到所述内部面板，使得所述内部面板设置在所述外部门面板和所述模块延伸部之间。
28.根据权利要求27所述的制造所述车门组件的方法，其还包括以下步骤：
提供窗户玻璃；
将所述窗户玻璃可伸缩地安装在所述模块延伸部和所述内部面板之间。
29.根据权利要求17所述的制造所述车门组件的方法，其还包括以下步骤：
形成单个外部窗户框架构件和单个内部窗户框架构件；
将所述外部窗户框架构件和所述内部窗户框架构件彼此固定，以形成窗户框架；以及
将所述窗户框架附接到所述内部面板。
30.根据权利要求29所述的制造所述车门组件的方法，其中形成所述窗户框架的步骤包括以下步骤：
提供分别由第一外部窗户钢材、第二外部窗户钢材和第三外部窗户钢材制成的第一平的钢板、第二平的钢板和第三平的钢板；
将所述第一平的钢板、第二平的钢板和第三平的钢板彼此不可拆卸地附接，以形成单个外部窗户坯体；以及
将所述外部窗户坯体冲压成所述单个外部窗户框架构件；
所述第一外部窗户钢材、第二外部窗户钢材和第三外部窗户钢材彼此不同。
31.根据权利要求30所述的制造所述车门组件的方法，其中所述第二外部窗户钢材比所述第一外部窗户钢材和所述第三外部窗户钢材厚。
32.根据权利要求30所述的制造所述车门组件的方法，其中形成所述窗户框架的步骤包括以下步骤：
提供分别由第一内部窗户钢材和第二内部窗户钢材制成的第一平的钢板和第二平的钢板；
将所述分别由第一内部窗户钢材和第二内部窗户钢材制成的第一平的钢板和第二平的钢板彼此不可拆卸地附接，以形成单个内部窗户坯体；以及
将所述内部窗户坯体冲压成所述单个内部窗户框架构件；
所述第一内部窗户钢材和第二内部窗户钢材彼此不同。
33.根据权利要求32所述的制造所述车门组件的方法，其中所述第二内部窗户钢材比所述第一内部窗户钢材厚。
34.根据权利要求26至28中任一项所述的制造所述车门组件的方法，其中将所述外部门面板附接到所述内部面板的步骤包括以下步骤：将所述外部门面板利用粘合剂粘接到所述内部面板。
35.根据权利要求34所述的制造所述车门组件的方法，其中所述上部水平梁和下部水平梁以及所述前部竖立梁和后部竖立梁中的每一者都具有敞开轮廓，所述敞开轮廓具有冠部部分和凸缘，所述凸缘从所述冠部部分沿着朝向所述车门组件的所述外部门面板的方向延伸；其中所述上部水平梁和下部水平梁以及所述前部竖立梁和后部竖立梁中的所述凸缘中的每一个凸缘都设置有从其远侧端部延伸的唇缘；并且其中所述方法还包括以下步骤：在将所述外部门面板利用粘合剂粘接到所述内部面板的步骤之前，将粘合剂材料条沉积在所述外部门面板的内表面上或者所述内部面板的所述唇缘上。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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