CN108082292B

CN108082292B - A柱上的补焊坯料

Info

Publication number: CN108082292B
Application number: CN201711164240.5A
Authority: CN
Inventors: 尼古拉斯·罗; 阿曼多·祖尼卡; 亚力山卓·伊莱·阿科斯塔·弗洛雷斯; 奥马尔·弗拉戈索·麦迪那
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2016-11-22
Filing date: 2017-11-21
Publication date: 2022-11-01
Anticipated expiration: 2037-11-21
Also published as: US20180141589A1; MX2017014706A; CN108082292A; DE102017127348A1; US10099726B2

Abstract

本公开涉及A柱上的补焊坯料。一种用于车辆的车身包括A柱，沿着A柱的第一表面限定有C通道。车身还包括支撑件，所述支撑件设置在C通道中，并限定有与C通道匹配的形状，以经由与第一表面对齐的预先形成的点焊焊缝沿着第一表面的全部部分来匹配支撑件。焊缝沿着与第一表面平行的单个平面被限定，其中，焊缝间隔开以将支撑件固定在C通道内，从而在支撑件和第一表面之间形成平齐接触。

Description

A柱上的补焊坯料

技术领域

本公开涉及用于加强车辆A柱的支撑件。

背景技术

车身使用结构件为车辆提供支撑和刚性，从而允许车辆操作。例如，车辆可使用A柱在车门和挡风玻璃之间提供支撑。在门和挡风玻璃之间延伸的A柱是重要的结构件。A柱可有助于确定用于驾驶舱的内部空间。A柱通过支撑挡风玻璃以及为车辆提供结构完整性以允许车辆车门打开和关闭而约束驾驶舱的内部空间。A柱还可通过为车身提供支撑和刚性而有助于防止侵入驾驶舱中。A柱通过承受在车辆操作期间可能会使A柱屈曲的力来防止侵入。

发明内容

一种用于车辆的结构件包括A柱和支撑件，A柱具有限定C通道的第一表面。支撑件具有匹配C通道的形状，使得支撑件沿着第一表面的全部部分与第一表面平齐。支撑件经由预先形成的点焊焊缝附连到第一表面，所述预先形成的点焊焊缝在与第一表面平行地限定的平面中沿着所述全部部分以规则的间距设置。

一种车辆包括车身和支撑件。车身包括A柱，A柱具有限定C通道的第一表面。支撑件设置在车身上。支撑件与C通道对齐且接触，使得支撑件限定与第一表面的形状匹配的形状并使得支撑件沿着第一表面的全部部分延伸。支撑件经由在与第一表面平行的单个平面内沿着第一表面的全部部分预先形成的点焊焊缝而附连到A柱。

一种用于车辆的车身包括A柱，沿着A柱的第一表面限定有C通道。车身还包括支撑件，所述支撑件设置在C通道中并限定有与C通道匹配的形状，以经由与第一表面对齐的预先形成的点焊焊缝沿着第一表面的全部部分来匹配支撑件。焊缝沿着与第一表面平行的单个平面被限定，其中，焊缝间隔开以将支撑件固定在C通道内，从而在支撑件和第一表面之间形成平齐接触。

附图说明

图1是具有结构柱的车辆的透视图；

图2是用于车辆的结构柱的侧视图；

图3是具有附连到A柱的支撑件的A柱的透视图。

具体实施方式

在此描述本公开的实施例。然而，应当理解的是，所公开的实施例仅为示例，其它实施例可采取各种可替代形式。附图不一定按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，此处所公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本发明的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的，参照任一附图示出和描述的各个特征可与一个或更多个其它附图中示出的特征组合以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表性实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。

图1描绘了车辆10的透视图。车辆10包括车身12，车身12包括多个结构件14。结构件14可以是约束车身板件(未示出)的部件，例如A柱16。结构件14还可包括B柱、C柱、D柱或车辆10的车身12的任何其它的载荷支撑结构件14。结构件14可承受车辆10操作期间的各种载荷特性。例如，在车辆行驶期间，噪声、振动和声振粗糙度可传递通过结构件14。因此，结构件14可被构造为吸收通过结构件14的载荷，使得车身12保持刚性(rigidity)和刚度(stiffness)。具体地，在小重叠刚性障碍碰撞期间，保持A柱16的刚度和刚性对减少车辆10的车厢18的侵入是重要的。

然而，A柱16上的封装约束可能会使A柱16的加强变得困难。增加A柱16的刚度的一种方法是增加焊接凸缘22的厚度。因此，A柱16可限定C通道24。由于A柱16的C通道24的形成，加强封装是不可能的。例如，A柱16的封装约束限制在A柱16上限定的C通道24的焊接凸缘22的厚度的增加。还可以在不增加焊接凸缘22的厚度的情况下对A柱16进行加强。A柱16还可包括设置在C通道24内并焊接到C通道24的支撑件26。如将在下文更详细描述的，支撑件26可被构造为通过对在A柱16上限定的C通道24进行加强而增加A柱16的刚度和刚性。

再一次，支撑件26可在C通道24内焊接到A柱16。在至少一个其它实施例中，支撑件26可被粘合、粘附或紧固在A柱16的C通道24内。可利用多个焊缝28将支撑件26与A柱16的C通道24焊接在一起。多个焊缝28可垂直于支撑件26和C通道24延伸，以使支撑件26与C通道24互相连接。如上所述，封装约束会限制支撑件26附连到A柱16的C通道24。在形成A柱16之后，可能难以接近多个焊缝28。因此，多个焊缝28需要点焊预先形成，以利用焊缝28将支撑件26附连在A柱16的C通道24内。另外，多个焊缝28可被构造为在用于形成A柱16的冲压工艺期间将支撑件26保持在A柱16的C通道24内。例如，在用于形成A柱16的冲压工艺期间，多个焊缝28会受到剪切力。如将在下文更详细描述的，为了考虑焊缝剪切，多个焊缝28被设置在单个平面30内。

参照图2，描绘了具有利用多个焊缝28焊接到C通道24的支撑件26的A柱16的侧视图。支撑件26可以是用于加强A柱16的任何杆、凸缘或壁。在至少一个实施例中，支撑件26可以是被形成为匹配C通道24的坯料。例如，支撑件26可限定与C通道24大体上相同的形状32。因此，支撑件26可限定与A柱16(特别是A柱16的C通道24)的形状匹配的形状32。通过在支撑件26和A柱16的C通道24之间进行形状匹配，支撑件26可紧密地嵌装在A柱16的C通道24内。支撑件26和A柱16的C通道24之间的紧密嵌装降低了支撑件26和A柱16之间会引起通过车辆10感觉到的噪声、振动或声振粗糙度的异响(rattling)问题。支撑件26和A柱16之间的紧密嵌装提供了沿着A柱16的C通道24定位多个焊缝28的灵活性。

可利用多个焊缝28将支撑件26设置并固定在A柱16的C通道24内。如前所述，多个焊缝28可限定在单个平面30内，以考虑在A柱16的冲压期间的焊缝剪切。以类似的方式，可将支撑件26设置在C通道24内，从而通过多个焊缝28将支撑件26固定到C通道24的第一表面34。支撑件26可被构造为仅附连到C通道24的第一表面34。另外，由于支撑件26和C通道24之间的紧密嵌装，噪声、振动和声振粗糙度不会传递通过A柱16，这归因于多个焊缝28仅设置在支撑件26上以将支撑件26和C通道24的第一表面34互相连接。换言之，支撑件26可以与C通道24的第一表面34平齐。支撑件26和第一表面34之间的紧密嵌装允许将被设置在单个平面30上的多个焊缝28将支撑件26充分地固定到A柱16。

支撑件26可在A柱16的全部部分(entirety)36上延伸。具体地，支撑件26可在被限定在A柱16上的C通道24的全部部分36上延伸。如上所述，支撑件26可以与C通道24紧密嵌装，使得支撑件26与C通道24的第一表面34平齐。因此，支撑件26可以沿着在A柱16上限定的C通道24的全部部分36而与C通道24的第一表面34平齐。使支撑件26在C通道24的全部部分36上延伸允许支撑件26在A柱16的全部部分36上为A柱16提供加强。在A柱16的全部部分36上经由支撑件26为A柱16提供加强进一步增加了A柱16的刚度和刚性，以防止在车辆操作期间A柱16屈曲。另外，通过仅需接触C通道24的第一表面34而提供加强并通过利用被限定在单个平面30内的多个焊缝28而将支撑件26固定到C通道24的第一表面34，支撑件26考虑了A柱16的封装限制。再一次，利用多个焊缝28将支撑件26固定在第一表面34的全部部分36上进一步为A柱16提供了在小重叠刚性障碍碰撞事件中的刚度和刚性。

由于仅经由多个焊缝28将支撑件26固定到第一表面34，因此支撑件26可以与第一表面34大体上相似。如上所述，支撑件26的形状32可补充C通道24。以类似的方式，支撑件26的形状32可以是大体上C状的，以相适应地嵌装在A柱16的C通道24内。在至少一个其它实施例中，支撑件26可限定大体上平坦的平面钣金结构的形状32。例如，如果支撑件26是大体上平坦的平面钣金结构，则支撑件26仅与第一表面34接触。因此，支撑件26的形状32被限定为与限定在A柱16上的C通道24的第一表面34匹配，以进一步为A柱16提供增加的结构刚性和刚度。虽然被描述为是大体上平坦的或C状的，但支撑件26可限定有允许利用单个平面30内的焊缝28而紧密嵌装到A柱16的任何形状32，这允许支撑件26加强A柱16，以提高车辆10的整体刚度和刚性。

如下文将更详细描述的，多个焊缝28可限定经由A柱16的支撑件26提供最佳加强的方位(orientation)38。如图2中所示，在A柱16的第一表面34的全部部分36上以规则的间距40设置多个焊缝28。从各焊缝28的中心轴线42来限定间距40。当在第一表面34的全部部分36上以规则的间距40设置焊缝28时，焊缝被设置为相邻的焊缝28的轴线42之间的距离相等。利用以规则的间距40布置的多个焊缝28将支撑件26固定到第一表面34在支撑件26上提供均匀分布，由此在A柱16上提供均匀分布。例如，通过利用在第一表面34的全部部分36上以规则的间距40布置的焊缝28将支撑件26固定到第一表面34，载荷可以均匀地分布在整个A柱16上，而不剪切焊缝28或使支撑件26屈曲。因此，焊缝28的方位38允许支撑件26为A柱16提供增加的结构刚性，以使小重叠刚性障碍碰撞事件引起的载荷均匀地分布在A柱16上，以进一步减少A柱16侵入到车辆10中。

图3描绘了利用另一方位38的多个焊缝28而附连到A柱16的第一表面34的支撑件26的透视图。如上所述，焊缝28可限定方位38，使得A柱16实现最佳的刚度和刚性，以使载荷分布在整个车辆10上并减少对车辆10的侵入。焊缝28可用在单个平面30内的任何地方，以使支撑件26与限定在A柱16上的C通道24的第一表面34互相连接。例如，为了考虑各种载荷特征，焊缝28可被构造为按照为A柱16提供增加的刚度所必要的任何方位38的方式将支撑件26固定到第一表面34。如下文将更详细描述的，多个焊缝28的方位38可使得中心轴线42之间的间距40在第一表面34的全部部分36上有所不同。

例如，如图2中所示，多个焊缝28的方位38可使得多个焊缝限定区段44。在图2中所示的示例中，多个焊缝28限定被设置在第一表面34的全部部分36上的单个区段44。在至少一个其它实施例中，多个焊缝28可限定有多于一个的区段44。基于如上所述的载荷特性，可在第一表面34的全部部分36上使用多个区段。例如，如果在碰撞事件期间，A柱16在A柱16的前部和后部经受更多的压缩，则可在这些位置处使用多个区段44，以在这些位置处对A柱16提供增加的刚度。另外，多个焊缝28可限定特定数量的焊缝28。在给出的示例中，可对在A柱16的前部和后部限定的区段44处增设更多的焊缝28，以对A柱16的这些区域提供更多的刚度和刚性。如在下文中更详细描述的，焊缝28的数量还可基于多个焊缝28的方位38而变化。

图3中描绘的焊缝28的方位示出了上述细节。多个焊缝28还可限定有点46。点46可以是用于使多个焊缝28在A柱16的第一表面34上的设置最优化的起始位置。点46还可被称为在确定多个焊缝28的方位38时的起始点46。可在沿着A柱16的第一表面34的全部部分36的任何地方限定起始点46。例如，可在中央部分48、第一部分50或第二部分52处限定点46。点46可以与个别焊缝28的轴线42对齐，使得限定各焊缝28之间的距离54可以从点46处确定大小。同样地，使点46与个别焊缝28的轴线对齐还限定在多个焊缝28内限定的焊缝28的数量。

例如，点46(进而，一个焊缝28)可限定在A柱16的中央部分48处。多个焊缝28的方位38可使得相邻的焊缝28之间的距离(从各焊缝28的中心轴线42限定)随着焊缝28沿远离点46的方向将支撑件26附连到第一表面34，而从被限定在第一表面34上的点46处增加。以类似的方式，多个焊缝28的方位38可使得相邻的焊缝28之间的距离(从各焊缝28的中心轴线42限定)随着焊缝28沿远离点46的方向将支撑件26附连到第一表面34，而从被限定在第一表面34上的点46处减小。如上所述，点46还可有助于限定多个焊缝28内的焊缝28的数量。例如，点46可被限定为使得基于A柱16的载荷特性和所需的刚度，焊缝28的数量沿着第一表面34在远离点46的方向上减少。以类似的方式，点46可被限定为使得基于A柱16的载荷特性和所需的刚度，焊缝28的数量沿着第一表面34在远离点46的方向上增加。

再一次，如上所述，点46可被限定在A柱16的中央部分48、第一部分50或第二部分52中的任意处，并限定焊缝28的方位38和数量。可基于A柱16的刚度需求而将点46限定在C通道24的第一表面34上的任意位置处。例如，在发生小重叠刚性障碍碰撞事件的情况下，可将点46限定在中央部分48处，从而焊缝28的方位38限定在第一表面34的全部部分36上延伸的单个区段44，其中，相邻的焊缝28之间的距离54是相等的。这允许点46被限定为允许支撑件26加强A柱16，从而考虑各种碰撞事件。

然而，如果A柱16的第一部分50处吸收更多的载荷，则可将点46限定在第一部分50处，从而焊缝的方位38限定有在第一表面34的全部部分36上延伸的多个区段44，其中，相邻的焊缝28之间的距离54随着焊缝远离第一部分而变化。同样地，如果A柱16的第二部分52处吸收更多的载荷，则可将点46限定在第二部分52处，从而焊缝的方位38限定有在第一表面34的全部部分36上延伸的多个区段44，其中，相邻的焊缝28之间的距离54随着焊缝28远离第二部分而变化。再一次，基于A柱16的载荷特性，点46限定方位38和相邻的焊缝28之间的距离54，并且可沿着第一表面34限定点46，以允许足够数量的焊缝28经由支撑件26为A柱16提供刚度和刚性。

虽然上文描述了示例性实施例，但并非意味着这些实施例描述了权利要求所包含的所有可能的形式。说明书中使用的词语为描述性词语而非限制性词语，并且应理解的是，在不脱离本公开的精神和范围的情况下可做出各种改变。如前所述，可将各种实施例的特征组合以形成本发明可能没有明确描述或示出的进一步的实施例。尽管各种实施例可能被描述为在一个或更多个期望的特性方面提供优点或者优于其它实施例或现有技术实施方式，但是本领域普通技术人员应该认识到，根据具体应用和实施方式，一个或更多个特征或特性可被折衷，以实现期望的整体系统属性。这些属性可包括但不限于：成本、强度、耐用性、生命周期成本、可销售性、外观、封装、尺寸、可维护性、重量、可制造性、易组装性等。因此，被描述为在一个或更多个特性方面不如其它实施例或现有技术实施方式合意的实施例并不在本公开的范围之外，并可被期望用于特定应用。

Claims

1.一种用于车辆的结构件，包括：

A柱，沿着A柱的第一表面限定C通道，所述C通道具有两个凸缘以及设置在两个凸缘之间的底部，所述第一表面对应于所述C通道的底部；

支撑件，具有匹配C通道的形状使得支撑件沿着第一表面的全部部分与第一表面平齐，并且所述支撑件经由预先形成的点焊焊缝附连到第一表面，

其中，所述预先形成的点焊焊缝在与第一表面平行地限定的单个平面中沿着所述全部部分以规则的间距设置，并且点焊焊缝按照点焊焊缝的与第一表面垂直的轴线之间的距离相等的方式在第一表面的全部部分上间隔开。

2.如权利要求1所述的结构件，其中，支撑件仅附连到第一表面。

3.如权利要求1所述的结构件，其中，支撑件嵌装在C通道内，使得仅支撑件被设置在C通道内。

4.如权利要求1所述的结构件，其中，支撑件的形状限定有与A柱的C通道互补的C通道。

5.如权利要求1所述的结构件，其中，支撑件的形状限定沿着第一表面延伸的平坦的平面钣金结构。

6.如权利要求1所述的结构件，其中，所述间距被限定为使得支撑件为A柱的第一表面提供刚度，支撑件在用于形成A柱的冲压工艺期间被保持在C通道内。

7.一种车辆，包括：

车身，包括A柱，沿着所述A柱的第一表面限定C通道，所述C通道具有两个凸缘以及设置在两个凸缘之间的底部，所述第一表面对应于所述C通道的底部；

支撑件，设置在车身上、与C通道对齐且与C通道接触，使得支撑件限定有与第一表面的形状匹配的形状并沿着第一表面的全部部分延伸，其中，支撑件经由在与第一表面平行的单个平面内沿着第一表面的全部部分预先形成的点焊焊缝而附连到A柱，

焊缝限定有方位，使得焊缝之间的距离随着焊缝远离被限定在第一表面上的点将支撑件附连到第一表面而从所述点增加或减小，其中，所述焊缝之间的距离是由各焊缝的中心轴线限定的。

8.如权利要求7所述的车辆，其中，焊缝沿着第一表面的全部部分以规则的间距形成。

9.如权利要求7所述的车辆，其中，支撑件在用于形成A柱的冲压工艺期间被保持在C通道内。

10.如权利要求7所述的车辆，其中，焊缝在第一表面上的点处开始形成，使得支撑件增加第一表面的刚度。

11.一种用于车辆的车身，包括：

支撑件，设置在C通道中并限定有与C通道匹配的形状，以经由预先形成的点焊焊缝沿着第一表面的全部部分来匹配所述支撑件，所述预先形成的点焊焊缝与第一表面对齐，使得焊缝沿着与第一表面平行的单个平面被限定，其中，焊缝被间隔开以将支撑件固定在C通道内，并且在支撑件和第一表面之间形成平齐接触，

其中，焊缝在被限定在A柱的第一表面上的点处开始形成，焊缝限定有用于在所述点处加强A柱的多个焊缝，使得焊缝的数量沿着第一表面随着远离所述点而减少或增加。

12.如权利要求11所述的车身，其中，所述点基于支撑件和第一表面之间的相互连接而被限定，使得支撑件加强A柱的第一表面。

13.如权利要求11所述的车身，其中，支撑件在用于形成A柱的冲压工艺期间被保持在C通道内。

14.如权利要求11所述的车身，其中，焊缝在第一表面上以区段设置。

15.如权利要求14所述的车身，其中，焊缝在第一表面上限定有至少一个区段。

16.如权利要求14所述的车身，其中，焊缝的区段被限定成使得支撑件与A柱的所述第一表面保持平齐接触。