CN104340277A - 车身构件和制造车身构件的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制造机动车的车身构件(1)、尤其B柱的方法，其中，所述车身构件(1)具有基础元件(10)和多层的加强元件(20)，所述加强元件(20)具有至少两个的加强元件层(21、22)，所述方法具有以下步骤：-将第一加强元件层(21)定位在所述基础元件(10)上，-将另外的加强元件层(22)定位在所述第一加强元件层(21)的背离所述基础元件(10)的一侧上，-将所述第一加强元件层(21)与所述另外的加强元件层(22)材料接合地连接。

Description

车身构件和制造车身构件的方法
技术领域
本发明涉及一种制造机动车的车身构件、尤其B柱的方法。本发明还涉及一种尤其根据这种方法制造的车身构件和一种具有这种车身构件的机动车。
背景技术
在机动车内的车身构件和尤其B柱在一定的、大多数情况下由在预期的碰撞情况中的可能的力传递的设定区域内通常需要材料加强。在此产生的力的分布取决于沿(首先在本文中是需要减轻重量的)车身构件的各种不同的壁厚。
在由板材或类似毛坯件制造车身构件时，根据企业内部的实际操作情况，需要不同的附件用于实现不同的壁厚。由此，车身构件由基础元件和加强元件组装而成，其中加强元件安置在其上需要较大壁厚的位置上。
尤其当对于车身构件需要不同壁厚的加强件时，根据企业内部制造这种车身构件的实际操作，在过程中通常需要进行昂贵和/或耗费的预加工或预装配。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种改进的用于制造车身构件、尤其B柱的方法以及一种改进的车身构件。
所述技术问题通过一种按照本发明的制造机动车的车身构件、尤其B柱的方法、一种按照本发明的车身构件以及一种按照本发明的机动车得以解决。
根据本发明的一个方面，建议一种制造机动车的车身构件、尤其B柱的方法，其中，所述车身构件具有基础元件和至少一个多层的加强元件，所述加强元件具有至少两个的加强元件层。
所述方法在一个实施方式中具有以下步骤：
-将第一加强元件层定位在所述基础元件上，
-将另外的、尤其第二加强元件层定位在所述第一加强元件层的背离所述基础元件的一侧上，
-将所述第一加强元件层与所述另外的加强元件层材料接合地连接、尤其激光焊接。
在此，定位的步骤也可以多次和/或以与前述不同的另外顺序实施。附加或备选的是，连接的步骤可以多次实施。
由此在一个实施方式中，以优选的方式实现对车身构件的壁厚的、逐级地、尤其与所预期的力流或力的引入的局部匹配地加强。
由此附加或备选的是，以优选的方式减低、尤其避免了第一加强元件层和/或至少一个另外的加强元件层和基础元件和/或另外的加强元件层的强度损失。
由此附加或备选的是，在一个实施方式中，以优选的方式实现了车身构件的廉价、快速、低出错率和/或简单的制造。
在以下关于机动车B柱的描述中阐述了本发明。本发明同样也可应用于多种车身构件、尤其机动车其它的车柱、如A柱或C柱。
车身构件的基础元件在此尤其被理解为车身构件的元件，车身构件借助该元件与车身的邻近的车身构件的相连接。基础元件尤其可以是车身构件的元件，该元件在一定的区域内具有壁厚，该壁厚根据在运行状况和/或碰撞情况中所预期的力的引入需要尤其通过加强元件进行加强。
基础元件也可以具有多个、相互直接或间接地、例如通过至少一个加强元件或加强元件层连接的或待连接的基础元件部件，尤其由前述基础元件部件构成。
根据实施方式，加强元件尤其是车身构件的元件，该元件与车身构件的基础元件材料接合地连接并且安置在一个区域内，在该区域内根据在车辆的运行状况和/或碰撞情况中所预期的力的引入，需要对基础元件的壁厚进行加强。加强元件在此具有尤其至少两个、在另外的实施方式中具有三个、四个或多个加强元件层。
在一个实施方式中，加强元件层由板材或类似的毛坯件制成。在一个实施方式中，在车身构件或车身构件中所使用的加强元件层的制造过程中，具有至少基本相同的壁厚或者至少局部不同的壁厚。
在此，“定位”尤其应理解为车身构件的至少一个元件在车身构件的至少一个另外的元件上的安置、尤其在车身构件的至少两个元件的相互间预定的位置中。
在此，“材料接合的连接”尤其应理解为车身构件的至少两个、尤其所有的元件借助焊接工艺、尤其激光焊接工艺的接合。材料接合的连接在此可以借助尤其机器人引导的、手动引导的和/或静止的激光加工头和/或焊点钳实施。
为了以有利的方式改进或改良尤其车身构件的壁厚与例如预期的力流或力的引入的匹配，根据一个改进方案，至少一个其它另外的、尤其第三和/或第四加强元件层在尤其邻近的、先前的加强元件层的背离基础元件的一侧上定位并且材料接合地、尤其借助激光焊接或电阻焊接与之连接。
在此，“另外的”加强元件层尤其应理解为第二加强元件层，该第二加强元件层直接安置在第一加强元件层的背离基础元件的一侧上。同样地，第三加强元件层直接安置在第二加强元件层的背离基础元件的一侧上，该第三加强元件层或类似地安置在先前的加强元件层上的第四或第五或更高的加强元件层是另外的加强元件层。
在此，“先前的”加强元件层尤其应理解为至少在其延伸面的部分区域内靠近基础元件的加强元件层。相应地，“邻近的先前的”加强元件层尤其是两个相互接触的加强元件层中的靠近基础元件的加强元件层。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，基础元件与至少两个、尤其三个、四个或所有的加强元件层基本同时和/或共同地、尤其借助激光焊接或电阻焊接相互连接。
在一个实施方式中，“相互连接”尤其可以理解为，基础元件和所有安装的加强元件或加强元件层构成材料接合的整体，其中，元件或元件层至少间接地(不是必然直接地)可以与每个另外的元件或每个另外的元件层相连接。
尤其为了以有利的方式改进或改良尤其车身构件的壁厚与例如预期的力流或力的引入的匹配，根据一个改进方案，第一加强元件层局部遮盖基础元件地定位。此外，至少一个、尤其所有的另外的加强元件层完全或局部遮盖尤其邻近的、先前的加强元件层地定位。
在此，“局部遮盖地定位”尤其应理解为，车身构件的另外的加强元件层定位在先前的加强元件层或基础元件的整个、面向所述另外的加强元件层的表面或侧面的一部分上、尤其与之接触。在此，“完全遮盖地定位”应理解为，车身构件的另外的加强元件层定位在先前的加强元件层或基础元件的整个、面向所述另外的加强元件层的表面或侧面上、尤其与之接触。
车身构件的两个元件在本发明的意义下也可以具有多于一对、尤其两对或三对相互面对的表面或侧面。根据一个实施方式，基础元件和至少一个加强元件层可以设计为具有截面呈三个U形安置的边缘的型材，使得在这种情况下出现三对相互面对的表面。
在此，一对以内的相互面对的表面或侧面是相互平行的、尤其在其相叠区域内是至少基本相互平面的。与该对表面或侧面不同的是，相互间以非0°的角度安置。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，加强元件层和基础元件和/或至少一个另外的加强元件层为了材料接合的连接，相互间借助至少一个定位装置被对齐。
在此，定位装置可以尤其具有一个或多个定位孔、定位凹口、定位销钉、定位凸缘、定位接片、定位槽、定位凸起和/或任意的、其它传统的定位装置。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，至少两个、尤其多个加强元件层由毛坯件、尤其板材以至少基本相同的壁厚被制造、尤其切割而成。
根据一个实施方式，两个、三个、四个或多个加强元件层由同一种毛坯件或板材制成。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，基础元件和尤其所有加强元件层尤其共同地和/或基本同时以设定的形状被压制、尤其借助单一的冷压成型或热成型步骤。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，基础元件以及必要时至少一个、多个或所有加强元件层为了实现设定的轮廓被无切屑地分割、尤其激光切割。
两个或多个尤其所有加强元件层和/或至少一个基础元件可以成型后相连接、尤其焊接，或者作为抛光件相连接、尤其焊接并且之后共同地加工成型。在此，元件或元件层可以被冷压成型或者尤其为改进强度被热成型。尤其当元件或元件层被热成型时，该元件或元件层具有适用于此步骤的钢材、例如PHS(压力硬化钢)或者由这种钢材制成。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，借助工具、尤其激光头或焊点钳实施连接的步骤，并且也借助相同的工具实施分割的步骤。
在此，激光头尤其应理解为激光加工工具，借助该工具可以实施激光焊接、激光切割和/或另外的以激光为基础的制造和/或装配步骤。在此，用于制造车身构件的激光头在本发明的意义下尤其可以是固定的、或通过手动和/或机器人协助地移动。
前述的本发明的方面和所属的方法的改进方案所公开的技术特征，也相应地适用于以下的本发明的方面和所述的车身构件的改进方案。相反地，以下的本发明的方面和所述的车身构件的改进方案所公开的技术特征，也相应地适用于前述的本发明的方面和所属的方法的改进方案。
根据本发明的一个方面，建议一种机动车的车身构件、尤其B柱，其具有基础元件和加强元件，所述加强元件具有定位在所述基础元件上的第一加强元件层和定位在所述第一加强元件层的背离所述基础元件的一侧上的另外的加强元件层。在此，所述第一加强元件层与所述基础元件和所述另外的加强元件层材料接合地连接。
由此能够尤其以优选的方式实现对车身构件的壁厚的、逐级地、例如对应预期的力流或力的引入局部变化地加强。
由此附加或备选的是，在一个实施方式中，以优选的方式实现了车身构件的廉价、快速、低出错率和/或简单的制造。
尤其为了以有利的方式改进或改良尤其车身构件的壁厚与例如预期的力流或力的引入的匹配，根据一个改进方案，加强元件具有至少一个、尤其两个、三个或四个其它另外的加强元件层，所述其它另外的加强元件层定位在先前的加强元件层的背离基础元件的一侧上，并且尤其借助激光焊接或电阻焊接材料接合地与该加强元件层相连接。
尤其为了以有利的方式改进或改良尤其车身构件的壁厚与例如预期的力流或力的引入的匹配，根据一个改进方案，第一加强元件层局部遮盖基础元件。至少一个、尤其每个另外的加强元件层在一个实施方式中完全或仅局部遮盖尤其邻近的、先前的加强元件层。
尤其为了以有利的方式改进或改良尤其车身构件的壁厚与例如预期的力流或力的引入的匹配，根据一个改进方案，至少一个加强元件层具有两个或多个相互间隔的部件，并且其中，所述加强元件层的部件在一个实施方式中仅局部遮盖先前的加强元件层。
尤其为了以有利的方式廉价、快速、低出错率和/或简单地制造出车身构件，根据一个改进方案，至少两个、尤其三个、四个或所有加强元件层具有基本相同的壁厚。这些加强元件层尤其由毛坯件或板材以基本相同的壁厚被制造而成。
根据本发明的一个方面，建议一种机动车，其具有按照前述的本发明的方面以及所属的改进方案所述的车身构件、尤其B柱。
附图说明
由以下对示例性实施方式的说明获得本发明的另外有利的改进方案。在附图中：
图1a示出根据本发明的实施方式的B柱的元件的俯视示意图；
图1b示出根据本发明的实施方式的具有图1a的元件的B柱的俯视示意图；
图2a示出根据本发明的实施方式的B柱的加强元件层的俯视图；
图2b示出根据本发明的实施方式的具有图2a的加强元件层的B柱的俯视图；和
图3a-c分别示出根据本发明的不同实施方式的不同B柱剖面示意图。
具体实施方式
图1a示出根据本发明的实施方式的B柱1的元件10、20的俯视示意图。在该实施例中，所述元件是基础元件10、加强元件20的第一加强元件层21和加强元件20的第二加强元件层22。在图1a的视图中示出处于非安装状态下的元件10、21和22。
基础元件10具有定位孔14.1和14.2，其与第一加强元件层21的定位孔41.1和41.2相对应或相叠。两个元件10和21由此借助这些定位孔相互定位或对齐。
第二加强元件层22具有定位孔42.3和42.4，其与第一加强元件层21的定位孔41.3和41.4相对应或相叠。两个元件22和21由此借助这些定位孔相互定位或对齐。
加强元件层21和22以及基础元件10在该实施例中抛光后被激光焊接，并且在之后的未示出的步骤中被共同地加工成型。在此，元件或元件层10、21和22可以被冷压成型或者尤其为改进强度被热成型。尤其当元件或元件层10、21和22被热成型时，该元件或元件层10、21和22具有适用于此步骤的钢材、例如PHS(压力硬化钢)或者由这种钢材制成。
图1b示出根据本发明的实施方式的具有图1a的元件10、21和22的B柱1的俯视示意图。在图1b中示出在安装或连接于B柱1状态下的元件10、21和22。
加强元件层21和22借助定位孔14、41和42相互以及在基础元件上定位或对齐，并且随后借助相应的激光焊接接头在激光焊接位置50.2或50.1a和50.1b和其它的在图1b中示出的、但未标附图标记的激光焊接位置中材料接合地相互连接。
焊接接头50.2中的每一个都穿过第二加强元件层22、第一加强元件层21和基础元件10，并且由此连接这三个元件10、21和22。
如此安置第一加强元件层21，使得第一加强元件层21局部遮盖基础元件10。由此，B柱在第一相叠区域内具有针对尤其侧向或在侧面碰撞时施加的力或力矩的升高的承受能力。
如此安置第二加强元件层22，使得第二加强元件层22局部遮盖第一加强元件层21。由此，B柱在第二相叠区域内具有针对尤其侧向或在侧面碰撞时施加的力或力矩的升高的承受能力。
图2a示出根据本发明的实施方式的B柱1的加强元件20的加强元件层21和22的俯视图。
加强元件层21和22以及基本元件10在该实施方式中已被加工成型地激光焊接。在图2a中未示出之前加工变型的步骤。在此，元件或元件层10、21和22可以被冷压成型或者尤其为改进强度被热成型。尤其当元件或元件层10、21和22被热成型时，该元件或元件层10、21和22具有适用于此过程的钢材、例如PHS(压力硬化钢)或者由这种钢材制成。
图2b示出根据本发明的实施方式的具有图2a的加强元件20的加强元件层21和22的B柱1的俯视图。
在图2b中示出B柱1，之后其元件10、21和22以设定的形状被压制。在本实施例中，这可以共同地或分别地和/或在焊接之前或之后进行。
在图2b中，至少还没有实施根据设定的轮廓对B柱1的激光切割的可能实施的步骤。
图3a-c分别示出根据本发明的不同实施方式的不同的B柱1的剖面示意图，该剖面图类似图2b中示出剖切线C-C延伸，其中，图2b示出本发明的实施方式，该实施方式不同于图3a-c所示的实施方式。
图3a示出根据本发明的实施方式剖切B柱1所得的剖面图，B柱1除了基础元件10还具有第一加强元件层21、第二加强元件层22和第三加强元件层23。
在此，第二加强元件层22安置在第一加强元件层21的背离基础元件的一侧31上，第三加强元件层23安置在第二加强元件层22的背离基础元件的一侧32上。
元件10、21、22和23在激光焊接位置50上局部间接、局部直接地相互连接。
加强元件层21、22和23分别具有至少基本上相同的壁厚W，尤其因为加强元件层21、22和23由相同的板材切割而成。由此可以实现B柱1的成本低廉、快速、故障少和/或简单的制造。
图3b示出根据本发明的实施方式剖切B柱1所得的剖面图，B柱1具有基础元件10和第一加强元件层21。第二加强元件层22在第一加强元件层21的背离基础元件的一侧31上定位、对齐或安置，第二加强元件层22具有相互间隔的部件22a和22b。
由此，在B柱1的空间上相互间隔的区域上对B柱1进行相同形式地加固。
图3c示出根据本发明的实施方式剖切B柱1所得的剖面图，其中，第二加强元件层22仅定位在第一加强元件层21的背离基础元件的一侧31上的其延伸量的部分区域内。在其延伸量的另外的部分区域内，第二加强元件层22直接定位在基础元件10上并且也在激光焊接位置上与基础元件10相连接。
虽然在上述说明中示例性地描述了一些实施方式，但是需要指出的是，仍然可以产生大量变化。此外还需指出的是，示例性的实施方式仅仅作为一个例子，这种实施例绝不以任何形式限制本发明的保护范围、应用和构造。通过前述说明更多地是向技术人员提供一种用于转化至少一个示例性实施方式的技术教导，其中，只要不脱离权利要求书的保护范围，便可以进行各种改变，尤其是关于所述部件的功能和结构方面的改变。
附图标记列表
1                          B柱(车身构件)
10                         基础元件
14、14.1、14.2             基础元件的定位孔
20                         加强元件
21                         第一加强元件层
22                         第二加强元件层
22a、22b                   第二加强元件层的相间隔的部件
23                         第三加强元件层
31                         第一加强元件层的背离基础元件的一侧
32                         第二加强元件层的背离基础元件的一侧
41、41.1、41.2、41.3、41.4 第一加强元件层的定位孔
42.3、42.4                 第二加强元件层的定位孔
50、50.2、50.1a、50.1b     激光焊接位置
W                          加强元件层的壁厚

Claims (15)

1.一种制造机动车的车身构件(1)、尤其B柱的方法，其中，所述车身构件(1)具有基础元件(10)和多层的加强元件(20)，所述加强元件(20)具有至少两个加强元件层(21、22)，所述方法具有以下步骤：
-将第一加强元件层(21)定位在所述基础元件(10)上，
-将另外的加强元件层(22)定位在所述第一加强元件层(21)的背离所述基础元件(10)的一侧上，
-将所述第一加强元件层(21)与所述另外的加强元件层(22)材料接合地连接。
2.如权利要求1所述的方法，其中，至少一个其它另外的加强元件层(23)被定位在先前的加强元件层(22)的背离所述基础元件(10)的一侧上，并且材料接合地与该加强元件层(22)相连接。
3.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述基础元件(10)与至少两个加强元件层(21、22、23)共同地、尤其借助激光焊接或电阻焊接相互连接。
4.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述第一加强元件层(21)局部遮盖所述基础元件(10)地定位，并且至少一个另外的加强元件层(22、23)完全或局部遮盖尤其邻近的、先前的加强元件层(21、22)地定位。
5.如前述权利要求之一所述的方法，其中，加强元件层(21)和所述基础元件(10)和/或至少一个另外的加强元件层(22)为了材料接合的连接，相互间借助至少一个定位装置(14、41、42)被对齐。
6.如前述权利要求之一所述的方法，其中，至少两个加强元件层(21、22、23)由毛坯件、尤其板材以至少基本相同的壁厚(W)被制造、尤其切割而成。
7.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述基础元件(10)和所述加强元件层(21、22、23)尤其共同地以设定的形状被压制。
8.如前述权利要求之一所述的方法，其中，所述基础元件(10)以及必要时至少一个加强元件层(21、22、23)为了实现设定的轮廓被无切屑地分割、尤其激光切割。
9.如前述权利要求之一所述的方法，其中，借助工具、尤其激光头实施所述连接的步骤，并且也借助工具实施所述分割的步骤。
10.一种机动车的车身构件(1)、尤其B柱，其尤其根据前述权利要求之一所述的方法被制造，其具有
-基础元件(10)和
-加强元件(20)，所述加强元件(20)具有定位在所述基础元件(10)上的第一加强元件层(21)和定位在所述第一加强元件层(21)的背离所述基础元件(10)的一侧上的另外的加强元件层(22)，其中，所述第一加强元件层(21)与所述基础元件(10)和所述另外的加强元件层(22)材料接合地连接。
11.如权利要求10所述的车身构件(1)，其中，所述加强元件(20)具有至少一个其它另外的加强元件层(23)，所述其它另外的加强元件层(23)定位在先前的加强元件层(22)的背离所述基础元件(10)的一侧上，并且材料接合地与该加强元件层(22)相连接。
12.如权利要求10或11所述的车身构件(1)，其中，所述第一加强元件层(21)局部遮盖所述基础元件(10)，并且至少一个另外的加强元件层(22、23)完全或仅局部遮盖尤其邻近的、先前的加强元件层(21、22)。
13.如权利要求10至12之一所述的车身构件(1)，其中，至少一个加强元件层(22)具有两个或多个相互间隔的部件(22a、22b)，并且其中，所述加强元件层(22)的部件(22a、22b)局部遮盖先前的加强元件层(21)。
14.如权利要求10至13之一所述的车身构件(1)，其中，至少两个加强元件层(21、22、23)具有基本相同的壁厚(W)，并且由毛坯件或板材以基本相同的壁厚(W)被制造而成。
15.一种机动车，其具有如权利要求10至14之一所述的车身构件(1)、尤其B柱。
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