CN110053670A - 用于车辆的侧梁的加强构件 - Google Patents

Abstract

提供一种用于车辆的侧梁的加强构件。加强构件包括具有闭合截面的纵长中空主体。纵长中空主体包括第一协调壁和邻近第一协调壁的接近壁。接近壁包括沿纵向方向的多个焊点接近开口。第一协调壁经由多个焊点接近开口点焊至侧梁的第一配合表面。纵长中空主体通过滚轧成型工艺由超高强度马氏体钢制造。

Description

用于车辆的侧梁的加强构件

技术领域

本公开涉及一种用于车辆的侧梁的加强构件以及一种车辆的侧梁组件。

背景技术

侧梁是位于车辆车身的门开口的基部下方的车身区段。通常，加强侧梁以提高在外部撞击事件中的碰撞能量管理能力。可通过将加强构件沿侧梁的长度连接至侧梁来实现加强。常规的用于侧梁的加强构件由诸如硼轧制硬化钢等的钢制成并且加强结构会很重且制造费用高。期望一种加强侧梁，其具有相对较轻的重量，同时提高碰撞能量管理效率的权重。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供一种用于车辆的侧梁的加强构件。该加强构件设置在侧梁内部且包括具有闭合截面的纵长中空主体。纵长中空主体包括第一协调壁和邻近第一协调壁的接近壁。接近壁包括沿纵向方向的多个焊点接近开口，并且第一协调壁经由多个焊点接近开口点焊至侧梁的第一配合表面。

在一个实施例中，中空纵长主体可进一步包括与接近壁相对的第二协调壁。第二协调壁经由多个焊点接近开口点焊至侧梁的第二配合表面。

在另一个实施例中，焊点接近开口的大小可设定成允许焊接机的尖端通过。

在另一个实施例中，加强构件沿纵向方向可大体为线型的。

在另一个实施例中，加强构件可具有沿纵向方向一致的截面。

在另一个实施例中，加强构件可大体沿侧梁的长度延伸。

在另一个实施例中，第一协调壁可在沿纵向方向的不同间隔处点焊至第一配合表面。

在另一个实施例中，中空主体可通过将金属板滚轧成型为预定形状并且通过缝焊沿纵向方向接合边缘以形成闭合截面来形成。

在另一个实施例中，中空主体可由超高强度马氏体钢制成。

在另一个实施例中，中空主体的尺寸可小于侧梁的尺寸以在将主体焊接到侧梁时在主体和侧梁之间提供间隙。

在另一个实施例中，主体和侧梁之间的间隙、以及焊点接近开口可构造成允许电泳工艺中的漆乳液流通。

根据本公开的另一方面，一种侧梁组件包括侧梁和设置在侧梁内部的加强构件。侧梁在纵向方向上延伸且包括第一配合表面和第二配合表面。加强构件大致沿侧梁的长度延伸且包括纵长中空主体。纵长中空主体包括第一协调壁、邻近第一协调壁的接近壁、以及与接近壁相对的第二协调壁。接近壁包括沿纵向方向的多个焊点接近开口。第一协调壁经由多个焊点接近开口点焊至第一配合表面，且第二协调壁经由多个焊点接近开口点焊至第二配合表面。

在一个实施例中，中空主体可通过将马氏体钢板滚轧成型为预定形状并且通过缝焊接合纵向边缘以形成闭合截面来形成。

在另一个实施例中，加强构件沿纵向方向可大体为线型的。

在另一个实施例中，侧梁包括内壳和外壳。内壳靠近车辆的内部且连接至车辆门。外壳与内壳相对且连接至车辆的侧部结构。加强构件焊接至侧梁的外壳。

在另一个实施例中，加强构件可包括设置在车辆的前部处的第一段。加强构件可焊接至侧梁，从而加强构件的第一段中的焊点密度更高。

在另一个实施例中，加强构件可在纵向方向上焊接至A柱和B柱，且对应于A柱和B柱的段处的焊点密度高于设置在门开口下方的段处的焊点密度。

在另一个实施例中，中空主体可进一步包括设置在第一协调壁和第二协调壁之间的第一连接壁，从而第一连接壁、第一配合表面和第二配合表面限定沿纵向方向的第一间隙以允许电泳漆流通，从而促进形成期望的涂层厚度。

在另一个实施例中，中空主体可进一步包括位于第一协调壁与接近壁之间的第二连接壁。第二连接壁可与侧梁间隔开以限定沿纵向方向的第二间隙，从而允许电泳漆流通以及促进形成期望的涂层厚度。

本公开的加强构件由马氏体钢制成且通过滚轧成型制造并且具有闭合截面。马氏体钢降低了加强构件的重量，且与液压成型和热冲压设计相比，滚轧成型工艺降低了制造加工成本。加强构件包括纵长中空主体，纵长中空主体具有第一协调壁和接近壁，接近壁具有邻近第一协调壁的多个焊点接近开口。焊点接近开口允许焊接机的尖端通过以将纵长主体点焊至侧梁且焊点密度可为不同的。沿纵向方向在不同间隔处的点焊提高了加强构件与侧梁之间的接合刚度。加强构件进一步包括与接近壁相对的第二协调壁，第二协调壁连接至侧梁，而其他壁是不配合的。本公开的侧梁组件能够提高侧梁的碰撞能量管理效率的权重。此外，加强构件和侧梁之间的间隙在电泳漆喷涂工艺期间提供更好的漆乳液流通。

附图说明

结合附图从以下简洁描述将更清晰地理解示例性实施例。附图表示如本文所述的非限制性的示例性实施例。

图1是车辆车身的侧部结构的示意图，其例示了根据本公开的一个实施例的侧梁中的加强构件的一部分。

图2是根据本公开的一个实施例的加强构件的立体图。

图3是车辆车身的部分立体图，其例示了根据本公开的一个实施例的加强构件在邻近车辆的A柱的位置处的连接。

图4是车辆车身的部分立体图，其例示了根据本公开的一个实施例的加强构件在邻近车辆的B柱的位置处的连接。

图5是根据本公开的一个实施例的连接至侧梁的加强构件的部分立体图。

图6是侧梁和加强构件的截面图，其例示了根据本公开的一个实施例的加强构件至侧梁的第一配合表面的点焊。

图7是图5中的侧梁和加强构件的截面图，其例示了加强构件至侧梁的第二配合表面的点焊。

图8是加强构件的侧视图，其例示了根据本公开的一个实施例的加强构件的第二协调壁上的多个焊点。

图9是加强构件的侧视图，其例示了加强构件的第一协调壁上的多个焊点。

应当注意的是，这些附图旨在例示用于某些示例性实施例中的方法、结构和/或材料的一般特性以及补充以下提供的文字说明。然而，这些附图并未按照比例绘制且可能不会精确地反映任何给定实施例的精确结构或性能特性，并且不应解释为限定或限制由示例性实施例涵盖的值或属性的范围。在各个附图中相似或相同参考标号的使用旨在指示存在相似或相同的元件或特征。

具体实施方式

通过阅读以下的具体实施方式并结合附图将更好地理解所公开的用于侧梁的加强构件以及侧梁组件。具体实施方式和附图仅提供本文描述的各种发明的示例。本领域中的技术人员将理解，所公开的示例可变化、修改和改变而不背离本文描述的本发明的范围。对于不同应用和设计考虑可设想许多变体；然而，出于简洁目的，每个设想的变体未单独在以下的具体实施方式中描述。

贯穿以下的具体实施方式，提供各种加强构件和侧梁组件的示例。示例中的相关特征在不同示例中可等同、相似或不同。出于简洁的目的，在每个示例中将不再赘述相关特征。相反，相关特征名称的使用将提示读者具有相关特征名称的部件可类似于之前解释的示例中的相关特征。针对给定示例的特征将在给定示例中描述。读者将理解，给定特征不必与任意给定附图或示例中的相关特征的具体描绘相同或相似。

图1是根据本公开的一个实施例的车辆车身的侧部结构10的示意图。侧梁14或门槛是位于车辆的门开口的基部下方的车身区段。侧部结构10包括在上区段处的车顶框架12、A柱16、B柱18和C柱20、门开口22、以及设置在门开口22下方的侧梁14。侧梁14可沿纵向方向L1从A柱16延伸到C柱20。加强构件100设置在侧梁14中并且连接至侧梁14。加强构件100可大致沿侧梁14的长度延伸。在所描绘的实施例中，加强构件100延伸至A柱16的前部面24。由于加强构件100位于车辆的前部中，因此可提高正面撞击和偏置撞击中的载荷管理能力。在一些实施例中，加强构件100延伸到邻近C柱20且远离C柱间隔开的位置。加强构件100可为沿其长度的线型的。加强构件100的长度可构造成吸收碰撞的能量以维持侧梁的完整性。应当领会的是，本公开的加强构件可用在具有D柱的车辆中。加强构件的长度、大小和位置可构造成加强侧梁或车辆车身以具有期望的碰撞能量管理率。

在一些实施例中，加强构件100可由轻质材料制成。在一些实施例中，加强构件由超高强度材料钢制成且具有闭合截面。加强构件100可通过将金属板滚轧成型为预定形状并且通过缝焊沿纵向方向L1接合边缘以形成闭合截面来形成。在一些实施例中，加强构件10包括沿纵向方向L1的多个焊点接近开口26。焊点接近开口26允许焊接机的尖端穿过以将加强构件100在沿纵向方向L1的预定间隔处点焊至侧梁14。闭合截面与常规技术中加强结构的开放截面相比提供更好的剖面特性。此外，闭合截面可提高抗屈曲强度。

图1进一步示出加强构件100包括设置在A柱16的基部部分17处的段M、设置在B柱18的基部部分19处的段O、以及设置在门开口22的下方的段N、P。段M、N、O、P可沿车辆的纵向方向L连接至侧梁14和/或车身结构12。

图2是图1中的加强构件100的立体图。加强构件100包括纵长中空主体102。主体102可具有闭合截面。在一些实施例中，主体102的截面沿方向L2上的长度可为一致的。在一些实施例中，加强构件100可由高强度马氏体钢制成。主体102的沿其长度方向L2的一致构造允许加强构件102轧制形成闭合截面。在一些实施例中，纵长主体102通过将金属板滚轧成型为预定形状并且沿长度方向L2接合两个边缘制成。在一些实施例中，通过缝焊沿长度方向接合两个边缘。滚轧成型是柔性的以调适设计变化，其具有降低的加工成本并且可设立生产具有不同截面和长度的中空主体。

加强构件100可包括第一协调壁104、邻近第一协调壁104的接近壁106、以及与接近壁106相对的第二协调壁108。第一协调壁104和第二协调壁108是连接至侧梁14或其他车辆车身结构(诸如A柱16和B柱18)的壁。接近壁106可包括沿长度方向L2的多个焊点接近开口110。焊点接近开口110构造成允许焊接机的尖端插入，从而第一协调壁104和第二协调壁108可经由焊接连接至侧梁14。在一些实施例中，焊点接近开口110可构造成允许焊接机在如图6、图7中描述的两个方向上插入，从而一个焊点接近开口110可允许在两个壁(即，第一协调壁104和第二协调壁108)处点焊。

在一些实施例中，接近壁106可进一步包括构造成允许第二协调壁108的点焊的补充焊点接近开口111。补充接近开口111可比焊点接近开口110小。此外，加强构件100可包括多个孔口113以允许电泳漆的流通。

在一些实施例中，加强构件100可进一步包括第一连接壁116、第二连接壁118。第一连接壁116可与第一协调壁104成角度且设置在第一协调壁104与第二协调壁108之间。第二连接壁118从第二协调壁108朝向接近壁106延伸并且与第二协调壁108成角度。在一些实施例中，加强构件100可进一步包括大致平行于第一协调壁104的底壁120。第二连接壁118设置在第二协调壁108与底壁120之间。在所描绘的实施例中，中空主体102的截面具有多边形形状。应当领会的是，闭合截面可具有经调节用于最佳的碰撞能量管理率的任意合适的形状。

加强构件100可经由焊接与侧梁的两个或更多个配合表面连接。图3是加强构件100的部分立体图，其例示了加强构件100到侧梁14和车辆的A柱16的连接。加强构件100的第一协调壁104通过在沿着车辆的纵向方向L1的预定间隔处的多个第一焊点202连接至侧梁120的第一配合表面112。纵向方向L1通常与加强构件100的长度方向L2相同。图3中示出了一个第一焊点202。第二协调壁108通过在沿着纵向方向L1的预定间隔处的多个第二焊点204连接至侧梁14的第二配合表面114。在加强构件100的对应于A柱16的段M上，第二协调壁108连接至第二配合表面114和A柱16的基部50。第一焊点202和第二焊点204中的一组可通过焊接机经由一个接近开口110点焊。长度方向上的连接结构性地连接加强构件100、侧梁120和A柱16。

类似地，加强构件100的对应于B柱18的段O在纵向方向L1上连接至侧梁14和B柱18。图4示出了加强构件100的段O至侧梁14和B柱18的连接。由图可见，加强构件100的第一协调壁104通过多个第一焊点202连接至侧梁14的第一配合表面112。加强构件100的第二协调壁108、侧梁14的第二配合表面114以及B柱18的基部60通过多个第二焊点204焊接以结构性地连接。长度方向上的上述连接将加强构件100、侧梁120和B柱18连接。

图5示出了加强构件100的段N、P至侧梁14的示例性连接。进一步参考图1，段N、P为加强构件100的设置在门开口22下方的部分。侧梁120包括外梁壳122和内梁壳124，二者接合在一起以形成截面处封闭的结构。外梁壳122和内梁壳124连接至车辆的外板210，且内梁壳124连接至车辆地板220。加强构件100设置在外梁壳122内部。第一协调壁104和第二协调壁108通过沿纵向方向L1的多个焊点分别连接至第一配合表面112和第二配合表面114。进一步参考图2至图3，加强构件100连接至侧梁14、A柱16和B柱18以在碰撞事件中通过将撞击载荷从加强构件传递到配合部件以接合单一结构环中的整个车身结构来提高结构完整性。加强构件100与侧梁14在两个面(即，第一协调壁和第二协调壁)处的连接使截面稳定且提供与周围结构的稳固接合以及更好的碰撞能量管理。

在一些实施例中，加强构件100可包括第一连接壁116和第二连接壁118，二者与侧梁14间隔开。即，加强构件100的未焊接的壁不与其他结构配合。连接壁116、第一配合表面112和第二配合表面114共同限定沿纵向方向L1的第一间隙126。相似地，第二连接壁118与侧梁120间隔开以限定沿纵向方向L1的第二间隙128。加强构件的开口端、焊点接近开口、以及未焊接壁128的未配合允许在电泳工艺期间漆乳液的充分电泳流通并且提供足够大的涂层厚度以避免腐蚀。此外，间隙有助于水分和其他内容物排出并且因此防止内场(in-field)腐蚀。因此，消除了对防腐蚀密封件的需要。在一些实施例中，加强构件100的尺寸小于侧梁14的尺寸。在一个实施例中，加强构件24的截面尺寸使得在组装工艺期间能够容易地将加强构件装载到侧梁里面。在另一个实施例中，加强构件的截面尺寸在将加强构件连接至侧梁时在加强构件与侧梁之间提供第二间隙128。

图6至图7示出了加强构件100至侧梁14的示例性点焊。第一协调壁104与第一配合表面112通过焊接机300点焊。焊点接近开口110构造成允许焊接机300的第一尖端302和第二尖端304插入。在一些实施例中，点焊机300的第一尖端302和第二尖端304可为电极。图6示出尖端302和304位于焊接第一协调壁104和侧梁14的第一配合表面112的位置。图7示出尖端302、304位于焊接第二协调壁108和第二配合表面114的位置。在一些实施例中，一个接近开口110用于实施第一协调壁104和第二协调壁108二者中的一组焊点。

接近壁106中的多个焊点接近开口110可在某种程度上定位成既控制加强构件的变形又定位焊点以优化能量传递。图8和图9示出加强构件100的接近壁106。多个焊点接近开口110构造成实现在多个点处的第一协调壁104与第一配合表面112的点焊以及第二协调壁108与第二配合表面114的点焊。在所描绘的实施例中，接近壁106进一步包括多个补充焊点接近开口111以允许第二协调壁108点焊至第二配合表面114。高密度的焊点可改善防止侧梁屈曲的功能。在一些实施例中，对应于车辆的前部的加强构件100的前部140处的焊点密度可为最高的以为周围结构提供强连接。在一些实施例中，对应于车辆的A柱和B柱的段M、O可具有高焊点密度。在一些实施例中，两个焊点之间的距离可在约35mm到约400mm的范围内。在一些实施例中，在前部140处或对应于A柱和B柱的部分处的两个焊点沿长度方向L2之间的距离可约为35mm。

图8示出了第二协调壁108中的第二焊点204，可通过焊点接近开口110和补充接近开口111看见第二焊点204。图9示出了第一协调壁104上的多个第一焊点202。在一些实施例中，第一协调壁104和第二协调壁108二者中的一组焊点实施为通过同一焊点接近开口110。在所描绘的实施例中，焊点接近开口110具有椭圆形形状。应当领会的是，焊点接近开口110可具有任意合适的形状。焊点接近开口110的尺寸大于补充焊点接近开口111的尺寸。加强构件100和侧梁120之间的接合刚度增加了沿纵向方向的焊点的数量。焊点接近开口110的数量和位置得到优化以提高碰撞能量管理能力。

本公开的侧梁和侧梁组件的加强构件具有各种优点。例如，通过提高碰撞能量管理效率的权重，侧梁组件的重量减轻。此外，由于使用滚轧成型工艺，加强构件需要更少的加工投资。

以上公开涵盖具有独立效用的多个不同的发明。尽管这些发明中的每个已经以特定形式公开，但是不应认为以上公开和例示的具体实施例具有限制意义，因为还可具有多种变体。本发明的主题包括以上公开的以及适合本发明的对于本领域技术人员而言已知固有的各个元件、特征、功能/或特性的所有新颖的和非显而易见的组合和子组合。

以下的权利要求特别指出了被认为是新颖的和非显而易见的一些组合和子组合。这些权利要求可涉及“一个”元件或“第一”元件或其同义词。这样的权利要求应理解为包括一个或多个这样的元件的合并，既不需要也不排除两个或更多个这样的元件。所公开的特征、功能、元件和/或特性的其他组合和子组合可通过修改本权利要求或通过在本申请或相关申请中呈现新的权利要求来声明。

Claims (20)

1.一种设置在车辆的侧梁内部的加强构件，包括：

具有闭合截面的纵长中空主体，所述纵长中空主体包括：

第一协调壁；以及

邻近所述第一协调壁的接近壁，其中，所述接近壁包括沿纵向方向的多个焊点接近开口，

其中，所述第一协调壁经由所述多个焊点接近开口点焊至所述侧梁的第一配合表面。

2.根据权利要求1所述的加强构件，其中，所述主体进一步包括与所述接近壁相对的第二协调壁，其中，所述第二协调壁经由所述多个焊点接近开口点焊至所述侧梁的第二配合表面。

3.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述焊点接近开口的大小设定成允许焊接机的尖端通过。

4.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述加强构件沿所述纵向方向为线型的。

5.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述中空主体的所述截面沿所述纵向方向是一致的。

6.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述加强构件沿所述侧梁的长度延伸。

7.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述第一协调壁在沿所述纵向方向的不同间隔处点焊至所述第一配合表面。

8.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述主体通过将金属板滚轧成型为预定形状并且通过缝焊沿所述纵向方向接合边缘以形成所述闭合截面来形成。

9.根据权利要求8所述的加强构件，其中，所述中空主体由超高强度马氏体钢制成。

10.根据权利要求2所述的加强构件，其中，所述中空主体的截面的尺寸小于所述侧梁的截面的尺寸，以在将所述主体焊接至所述侧梁时在所述主体与所述侧梁之间提供间隙。

11.根据权利要求10所述的加强构件，其中，所述间隙和所述焊点接近开口中的至少一者允许在电泳工艺中漆乳液的流通。

12.一种车辆的侧梁组件，包括：

侧梁，其中所述侧梁包括第一配合表面和第二配合表面且在纵向方向上延伸；

加强构件，所述加强构件沿所述纵向方向设置在所述侧梁内部且具有纵长中空主体，所述纵长中空主体包括：

第一协调壁；

邻近所述第一协调壁的接近壁，其中，所述接近壁包括沿所述纵向方向的多个焊点接近开口；

与所述接近壁相对的第二协调壁，

其中，所述第一协调壁经由所述多个焊点接近开口点焊至所述侧梁的所述第一配合表面，且所述第二协调壁经由所述多个焊点接近开口点焊至所述侧梁的所述第二配合表面。

13.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述中空主体通过将马氏体钢板滚轧成型为预定形状并且通过缝焊接合纵向边缘以形成闭合截面来形成。

14.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述加强构件沿所述纵向方向为线型的。

15.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述侧梁包括靠近所述车辆的内部且连接至车辆地板的内壳、以及与所述内壳相对且连接至所述车辆的侧部结构的外壳，且其中，所述加强构件焊接至所述侧梁的所述外壳。

16.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述第一协调壁和所述第二协调壁在沿所述纵向方向的多个预定位置处分别点焊至所述第一配合表面和所述第二配合表面。

17.根据权利要求13所述的侧梁组件，其中，所述加强件的第一段中的焊接密度更高，其中，所述第一段位于所述车辆的前部处。

18.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述加强构件进一步在所述纵向方向上焊接至A柱和B柱，并且其中，对应于所述A柱和所述B柱的段处的焊点密度高于设置在门开口下方的段的焊点密度。

19.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述焊点接近开口中的至少一个构造成允许焊接机的尖端插入以将所述加强构件的所述第一协调壁与所述侧梁的所述第一配合表面焊接以及将所述加强构件的所述第二协调壁与所述侧梁的所述第二配合表面焊接。

20.根据权利要求12所述的侧梁组件，其中，所述中空主体进一步包括位于所述第一协调壁与所述第二协调壁之间的第一连接壁，并且所述第一连接壁、所述第一配合表面和所述第二配合表面限定沿所述纵向方向的第一间隙，其中，所述中空主体进一步包括位于所述第一协调壁与所述接近壁之间的第二连接壁，并且所述第二连接表面与所述侧梁间隔开以限定沿所述纵向方向的第二间隙，并且其中，所述第一间隙和所述第二间隙允许电泳漆流通以促进在电泳工艺期间形成期望的涂层厚度。