CN107054473A - 用于汽车车身的结构节点 - Google Patents

Abstract

在一种用于汽车车身的结构节点(7)上具有三个结构件(3，5，6)彼此接触。这些结构件分别由至少一个外部件(36，46，41)和一个内部件(13，15，16)组成。增强件(24)布置在由结构件(3，5，6)形成的空腔中，而在内部件(15)上固定至少一个第一结构件(5)，而在外部件(41)上固定至少一个第二结构件(6)。

Description

用于汽车车身的结构节点

技术领域

本发明涉及一种结构节点的结构，在所述结构上多个承载的结构件在汽车车身上相互接触。这种结构对于车身作为整体的稳定性，尤其抗扭转强度具有较高的意义；结构节点本身越稳定，越可能使用较轻的结构件，以便达到要求的稳定性，并这样有助于达到降低重量，从而降低燃料消耗。

背景技术

从DE 10 2009 051 036已知一种用于汽车车身的结构节点，其中由轻金属铸造的增强件有三个凹槽，所述凹槽的每一个都容纳三个结构件中的一个。这些结构件都通过分布在这些凹槽底部和侧壁上的铆钉固定在该增强件上。为了提高增强件的断裂强度，可以设置横跨凹槽延伸的肋条，但当所述肋条不存在时，原本有肋条占据的位置就会被结构件本身占据，其后果是，该结构件必须以长的杠杆臂固定在增强件上，而该杠杆臂对增强件的变形有利。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，创造一种重量轻而承载能力强的结构节点。

该技术问题通过本发明的一个设计方案解决，方法是，在用于汽车车身的结构节点上，其上三个结构件相互接触，这些结构件分别由一个外部件和一个内部件组成，而增强件布置在由该结构件形成的空腔内，并在该内部件上固定至少一个第一结构件，而在外部件上固定至少一个第二结构件。

这种增强件可以通过作用在该结构件上的转矩不仅造成弯曲负荷，而且还造成压负荷和特别是拉负荷；因此，与主要承受弯曲负荷的增强件相比，通过所述增强件的较小壁厚就已经实现明显更有效的加固作用。

在该第一结构件的内部件上可以通过焊接固定该增强件。这样即使在壁厚小的情况下，也可以实现较高可负载性的连接，因为与铆接不同，焊接不一定要以相互固定的部件的结构性削弱为代价进行。

在第二结构件的外部件上可以通过粘结固定增强件。这样可以避免在外部件上出现焊接痕迹，当在制成的汽车上该外部件可见时，这尤其引人注目。而且当各部分连接起来之后增强件和外部件之间的连接区对焊接工具可能难以够到时，选择粘结也可能是合理的。

另外，有助于结构节点的强度的关键还在于，该结构件不仅通过增强件固定，而且彼此直接固定。为此，其中一个结构件的外部件可以具有固定在至少另一个结构件的外部件上的边缘，或其中一个结构件的内部件可以具有固定在至少另一个结构件的内部件上的边缘。

为了优化增强件的抗拉能力，在固定在第一结构件上的第一凸缘与固定在第二结构件上的第二凸缘之间的增强件可以具有在所述凸缘之间直线延伸的中央段。

为了即使在该结构件的内部件和外部件尚未全部相连时也能明确地确定增强件在结构节点中的装入位置，可以使用中央段的贴靠在内部件上的凸起，从而使得所有部件组合在一起之后，第二凸缘处于第二结构件的外部件上，使得这二者、也即第二凸缘和第二结构件能够可靠地相互固定。

为了进一步加固该结构，该凸起就其而言可以固定在该内部件上。

该凸起可以通过在该增强件上的冲制或深拉操作形成。整个增强件优选由一块扁平材料，尤其是钢板成型。

为了更简单的制造，所述增强件在每个结构件可以或者固定在结构件的外部件上，或者固定在结构件的内部件上。

另外，该增强件还可以固定在第三结构件的外部件上。

优选在所述该结构件下方有至少一个顶板框架和一个支承该顶板框架的柱。

当增强件定位在车顶的角上、尤其是在后角上时，亦即当沿纵向走向的顶板框架和沿横向走向的、尤其是后部的顶板框架处于该结构件下面时，该增强件是特别有效的。

在这样一种汽车顶部上，横向走向的顶板框架最好是第一结构件。横向走向的顶板框架的两个端部上的增强件的连接部段可以基本上沿着同一条线布置，以便使该顶板框架在汽车横向上在承受拉应力下实际上是不会变形的。

附图说明

本发明的其他特征和优点在下面参照附图对实施例的描述中给出。附图中：

图1是汽车的客舱的示意图；

图2是处于较早的构建阶段的汽车车身；

图3是增强件的透视图；

图4是增强件，其连接在图2的汽车车身内部侧壁上；

图5是图4的放大详图；

图6是中间的构建阶段的汽车车身；

图7是图6的放大详图；

图8是较晚的构建阶段车顶已封闭的汽车车身；

图9是以剖面图表示的图8的详图；

图10是沿着图8的X-X剖切面的剖面图；而

图11是与图8相似的车顶敞开的汽车车身图示。

具体实施方式

图1极简地示意地表示汽车的客舱。纵向延伸的结构件，在这里A-，B-和C-柱1，2，3以及前部、后部和侧向的顶板框架4，5，6在结构节点7上彼此刚性地连接并且限定出被窗玻璃、门、货仓门填充的区域，并且该区域对客舱的抗扭转强度作贡献比结构件1-6小。

接着根据后部的结构节点7阐述本发明，在所述后部的节点上C柱3与侧向的顶板框架6和后部的顶板框架5接触；本发明也可以应用在其他节点结构7上。

图2示出在较早的构建阶段中未完成的汽车车身。可以看见的是侧壁内部10，所述侧壁形成仍未完成的A-，B-和C-柱1，2，3的各内部件11，12，13以及前部、后部和或侧向的顶板框架4，5，6的内部件14，15和16。车身采取溜背式车身或客货两用结构形式；该后部的顶盖框架内部件15和C-柱的内部件13使货仓开口17邻接在急剧下降的车尾上。C-柱内部件13、侧向的顶盖框架内部件16和后部的顶盖框架内部件15各自限定向车身外部开放的沟槽。在车身的后上角18所述沟槽彼此接触，而在内部件13，15，16的端部上彼此重叠的凸缘19，20相互焊接。设置沿着内部件13，15，16的纵向边缘走向的凸缘21，22，23，以便在较晚的安装阶段中与C-柱、后部或侧向的顶盖框架的外部件焊接。

图3以透视图表示左侧的增强件24，所述增强件被设置用于大致以图3所示的定向安装在左侧的角18上。为右侧的角18设置了与所示成镜像的增强件。增强件24像内部件4，5，7一样，应用同一技术由板坯件成型。增强件24的横截面在很大程度上遵循后部的顶盖内部件15的横截面。基本上平的中央段25和在所述中央段上邻接的上部和下部侧边26，27仿照内部件15的横截面，并在所述上部和下部侧边的右边缘上形成在图中通过虚线限定的凸缘28，所述凸缘设置用于安置在内部件15的沟槽内并焊接在所述沟槽中。

在中央段25中压制朝着背离观察者的一侧突出的楔形的凸起29。凸起29分开增强件24和内部件15，从而使得中央段25朝着其左边缘相对于内部件15越来越远。

在中央段25左边缘上凸缘30弯折。进一步其他弯折的凸缘31，32沿着该侧边26，27的边缘延伸。

图4示出结构组件33，所述结构组件设置用于安装在图1所示未完成的车身内部10的左侧壁上。结构组件33包括壁元件34，35，36(所述壁元件为完成A-，B-和C-柱1，2，3而定位在内部件11，12或13上)、用于补充侧向的顶盖框架6的壁部件37、车门槛板条38和在该结构组件上后部的角(壁部件36和37在所述角上相互接触)上的增强件24，。

图5示出结构组件33后上角的放大视图。中央段25的左边缘区域39和侧边26从侧面跨接在壁元件37上，类似地侧边27形成在壁元件36上向后伸出的舱壁40。

在图6的视图中，结构组件33安装在车身上，使得A-，B-和C-柱1，2，3完成；此外，在壁元件37上面安装遮盖部41，所述遮盖部与被该遮盖部覆盖的壁元件37和处于其后的内部件16一起形成侧向的顶板框架6。遮盖部41以其后端部向下一直到达增强件24的下部侧边27上的凸缘32处，并通过点焊43固定在所述凸缘上，点焊的位置在图5上以沿着凸缘32分布的圆形表示。凸缘30在遮盖部41定位之后是不可及的，遮盖部41用粘结剂条44(见图5)固定于其上。

在遮盖部41下放增强件24的部段以凸缘28突伸出来。正如在图7放大详图上可以看到的，中央段25基本上沿着后部的顶盖框架的内部件15延伸，并在其上通过点焊43固定，所述点焊沿着凸缘28并分布在凸起29上。

在图8所示的下一个构建阶段中，在这两个侧向的顶盖框架6之间接合顶板45，所述顶板覆盖增强件24的凸缘28。图9表示通过顶板45后部边缘和后部的顶盖框架内部件15沿着在图6中以IX-IX表示的剖平面的剖面图。该剖切面延伸穿过增强件24之一的凸缘28，并示出多个点焊43，以此使增强件和内部件15彼此固定。顶板45的后部边缘在这里形成后部的顶盖框架5的外部件46，所述外部件与内部件15沿着这两个凸缘22之一焊接在空心异形件上。外部件46的越过凸缘22向后跨越的边缘向上弯起，以便通过货仓开口形成用于雨水的排出槽47。

图10示出在汽车横向上通过左侧的增强件24及其周围沿着图9用X-X表示的平面的剖面图。这两个增强件24的主体件或者说中央段25和凸缘28和后部的顶盖框架内部件15的在所述增强件24之间延伸的部段处在同一条线上。在图10中凸缘28左侧，后部的顶盖框架内部件15的侧向端部向下弯曲，并与C-柱内部件13的凸缘19相焊接。凸起29支承在所述侧向端部上。在增强件24的与凸缘28相互对置的端部上，凸缘30向下弯折，并粘接在侧向的顶盖框架7的遮盖部41上。这样，增强件24一方面形成多个不同的在角18上相互接触的结构件3、5、6的内部件15，13与外部件41之间的横向支撑，通过所述横向支撑加固所述角18，另一方面，通过利用后部的内部件15使车身两侧上的增强件24相连，在车身两个侧壁10之间形成了实际上在拉应力下不会变形的横向连接。

图11以类似于图8的图示示出汽车车身的一种备选设计方案。代替在车顶的整个长度上延伸的顶板，这里在内部件7上加入外部件46，所述外部件在汽车纵向上的尺寸大体与内部件15的相同。在顶板上敞开的开口48中可以装入顶板模块，所述顶板模块可以按照消费者的意愿进行不同的设置，例如，带有玻璃安装、滑动顶盖等。因为在这里顶板模块与图8封闭的顶盖相比，只可以提供对客舱抗扭转强度相对较小的贡献，增强件24的贡献在这里有特殊意义。

显然，以上的详细描述和附图虽然描述了本发明示例性的设计方案，但它们只是为了进行阐述而设想出来的，因而不应该设想为对本发明范围的限制。在不脱离随后的权利要求书的范围及其等效范围的情况下，对所描述的设计方案进行不同的改变是可能的。尤其从这种描述和附图中还会看出在权利要求书中没有描述的实施例的特征。这样的特征也可以在作为这里特别公开的其他结合中出现。因此，多个这样的特征在一个相同的句子中或在另一类型的上下文中相互说明的事实，并不能证明这样的结论，即它们只能在特定公开的结合中出现，换而言之由此出发，即只要不影响本发明的作用能力，可以从多个这样的特征略去一些或加以改变。

附图标记清单

1 A柱

2 B柱

3 C柱

4 前部的顶板框架

5 后部的顶板框架

6 侧向的顶板框架

7 结构节点

8

9

10 侧壁内部

11 A柱内部件

12 B柱内部件

13 C柱内部件

14 前部的顶板框架内部件

15 后部的顶板框架内部件

16 侧向的顶板框架内部件

17 货仓开口

18 角

19 凸缘

20 凸缘

21 凸缘

22 凸缘

23 凸缘

24 增强件

25 中央段

26 侧边

27 侧边

28 凸缘

29 凸起

30 凸缘

31 凸缘

32 凸缘

33 结构组件

34 壁元件

35 壁元件

36 壁元件

37 壁元件

38 车门槛板条

39 边缘区域

40 舱壁

41 遮盖部

42 侧向的顶板框架

43 点焊

44 粘结剂条

45 顶板

46 外部件

47 排出槽

48 开口

Claims (14)

1.一种用于汽车车身的结构节点(7)，在所述结构节点上三个结构件(3，5，6)相互接触，所述结构件分别由至少一个外部件(36，46，41)和一个内部件(13，15，16)组成，而且其中，增强件(24)布置在由结构件(3，5，6)形成的空腔中，并在内部件(15)上固定至少一个第一结构件(5)，而在外部件(41)上固定至少一个第二结构件(6)。

2.按照权利要求1所述的结构节点，其中，增强件(24)通过焊接(43)固定在第一结构件(5)的内部件(15)上。

3.按照权利要求1或2所述的结构节点，其中增强件(24)通过粘结固定在第二结构件(6)的外部件(41)上。

4.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，其中一个结构件(3，5，6)的外部件(36，46，41)具有边缘，所述边缘固定在至少另一个结构件(3，5，6)的外部件(36，46，41)上。

5.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，其中一个结构件(3，5，6)的内部件(13，15，16)具有边缘(19，20)，所述边缘固定在至少另一个结构件的内部件(13，15，16)上。

6.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，固定在第一结构件(5)上的第一凸缘(28)与固定在第二结构件(6)上的第二凸缘(30)之间的增强件(24)具有在所述凸缘(28，30)之间直线延伸的中央段(25)。

7.按照权利要求6所述的结构节点，其中，在该中央段(25)上形成贴靠在内部件(15)上的凸起(29)。

8.按照权利要求7所述的结构节点，其中，凸起(29)固定在内部件(15)上。

9.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，增强件(24)由扁平材料成型。

10.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，增强件(24)在每个结构件(3，5，6)上或者固定在结构件的外部件(36，46，41)上，或者固定在结构件的内部件(13，15，16)上。

11.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，增强件(24)还固定在第三结构件(3)的外部件(36)上。

12.按照上述权利要求中任一项所述的结构节点，其中，在所述结构件(3，5，6)下方是至少一个顶板框架(5，6)和柱(3)。

13.按照权利要求12所述的结构节点，其中，在所述结构件下方是沿纵向走向的顶板框架(6)和沿横向走向的、尤其后部的顶板框架(5)。

14.按照权利要求13所述的结构节点，其中，沿横向走向的顶板框架是第一结构件(5)。