CN112041218B - 用于安装车身壳体的前结构元件的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于安装车身壳体的结构元件的方法，该结构元件包括前舱壁(15)、两个前翼(22，24)、以及两个钢制侧轨(12，14)。该方法包括以下步骤：a)提供由铝合金制成的结构元件(26，28)，并且该结构元件包括顶部(34；34’)以及与外部侧向边缘(32，32’)相反的内部侧向边缘(30，30’)；b)将所述结构元件(26，28)放置成靠近前舱壁(15)，同时所述外部侧向边缘(32，32’)与所述前翼(22，24)中的一个前翼连接在一起，并且所述内部侧向边缘(30，30’)与所述对应的侧轨(12，14)中的一个侧轨连接。在步骤a)，还提供了由钢制成的外部侧向组装部分(48，50)，该外部侧向组装部分被紧固至所述外部侧向边缘(32)。

Description

用于安装车身壳体的前结构元件的方法

技术领域

本发明涉及一种用于安装机动车辆的车身壳体的前结构元件的方法。

背景技术

本结构元件具有形成悬架壳体的顶部。该元件还具有内部侧向边缘和外部侧向边缘，该外部侧向边缘相对于内部侧向边缘升高。

机动车辆车身壳体由钢制成并且具有定位在车辆前部的发动机舱，所述发动机舱与乘客舱在横向上由前舱壁界定。此外，发动机舱在侧向上由两个相反的侧向翼界定。

车身壳体还具有两个侧轨，这两个侧轨从该前舱壁、在发动机舱内部、并且分别靠近两个相反的翼纵向地延伸。

此外，车身壳体装配有两个相反的结构元件，这两个相反的结构元件将对应的翼和侧轨分别支承抵靠至侧部，并且将前舱壁支承抵靠至后部。更具体地，这两个结构元件布置在机动车辆的前部车轮拱板的上方，以便接纳悬架。

通常，结构元件由钢制成并且与前舱壁发生接触以便紧固至车身壳体，而相应地外部侧向边缘被焊接至对应的前翼并且内部侧向边缘被焊接至对应的侧轨。

钢对钢焊接是使用沿车辆组装线安装的机器人以及其上的焊接钳来进行。

为了减轻车身壳体的重量，已经提出使用铝合金结构元件。结果是，这类结构元件无法使用普通装置进行焊接。于是使用自刺穿铆钉和胶。

因此，用于安装结构元件的方法的这种变化需要对组装线环境进行成本昂贵的调整。

此外，产生的并且本发明旨在解决的问题是如何提供一种安装方法，该安装方法避免了与在钢制车身壳体中使用铝合金结构元件相关的额外成本中的至少一些成本。

发明内容

为此目的，根据本发明的第一方面，提出了一种用于安装机动车辆车身壳体的前结构元件的方法，所述车身壳体首先包括发动机舱，该发动机舱在横向上由前舱壁限制，并且在侧向上由两个钢制前翼限制；并且所述车身壳体其次包括两个钢制侧轨，该两个钢制侧轨在所述发动机舱内、分别靠近所述翼纵向地延伸，所述方法包括以下步骤：a)提供由铝合金制成的结构元件，该结构元件首先包括顶部，该顶部形成悬架壳体；并且其次包括内部侧向边缘以及相反侧上的外部侧向边缘，该外部侧向边缘相对于所述内部侧向边缘升高，b)所述结构元件与所述前舱壁发生接触，而相应地所述外部侧向边缘连结至所述前翼中的一个前翼，并且所述内部侧向边缘连结至所述侧轨中的对应的侧轨，并且在步骤(a)期间，还提供了至少一个钢制外部侧向组装部分，并且所述至少一个外部侧向组装部分被刚性地连接至所述外部侧向边缘，以使得所述至少一个外部侧向组装部分能够在步骤(b)期间焊接至所述前翼中的一个翼。

因此，本发明的一个特征是至少一个钢制外部侧向组装部分的用途，该至少一个钢制外部侧向组装部分在结构元件安装之前被刚性地连接至结构元件的外部侧向边缘。这使得结构元件能够安装在车身壳体上并且使用普通装置(例如焊接钳)进行焊接。实际上，钢制外部侧向组装部分与车辆的前翼的内壁发生接触，该前翼的内壁也由钢制成，并且然后可以焊接至该钢制外部侧向组装部分。应理解的是，铝合金部分无法通过两种材料的熔融被简单地焊接至钢制部分。现在，根据本发明的安装方法使得可以在相同的组装线上使用相同的工具同时将钢制结构元件和装配有至少一个钢制组装部分的铝合金结构元件组装在钢制车身壳体上，而不会干扰组装线。

在某种情况下，铝可以通过摩擦焊接至钢。这自然需要特定的设备。

有利地，在步骤(a)期间，所述至少一个外部侧向组装部分通过铆接被刚性地连接至所述外部侧向边缘。根据一个变体实施例，然后使用完整的铆钉。根据另一个有利的变体，使用自刺穿铆钉，由此消除对先前刺穿操作的需要。

此外，侧向组装部分可以使用摩擦焊接方法被刚性地连接至外部侧向边缘。

此外，根据另一个实施例，所述至少一个外部侧向组装部分通过螺栓连接被刚性地连接至所述外部侧向边缘。在一些情况下，这种实施例是优选的。

此外，根据本发明特别有利的实施例，在步骤(a)期间，还提供了至少一个钢制内部侧向组装部分，并且所述至少一个内部侧向组装部分被刚性地连接至所述内部侧向边缘，以使得所述至少一个内部侧向组装部分能够在步骤(b)期间焊接至所述侧轨中的所述一个侧轨。因此，类似于外部侧向边缘，钢制内部侧向组装部分通过铆接或通过螺栓连接被刚性地连接至结构元件的内部侧向边缘，以使得内部侧向组装部分能够随后焊接至对应的侧轨。内部侧向组装部分还使用组装线上的普通焊接装置被焊接至侧轨。

优选地，在步骤(a)期间，还提供了至少一个钢制横向组装部分，并且所述至少一个横向组装部分被刚性地连接至所述结构元件的所述顶部，以使得所述至少一个横向组装部分能够在步骤(b)期间焊接至所述前舱壁。对于侧向组装部分，横向组装部分通过铆接或螺栓连接被刚性地连接至铝合金结构元件，并且横向组装部分然后使用普通焊接装置被焊接至前舱壁。

此外，在步骤(a)期间，优选地提供另一个由铝合金制成的结构元件，该结构元件首先包括另一个顶部，该另一个顶部形成悬架壳体；并且该另一个结构元件其次包括另一个内部侧向边缘以及相反侧上的外部侧向边缘，该外部侧向边缘相对于所述另一内部侧向边缘升高，同时在步骤(b)期间，所述另一结构元件与所述前舱壁发生接触，并且相应地所述另一外部侧向边缘连结至所述前翼中的所述另一前翼，并且所述另一内部侧向边缘连结至所述侧轨中的对应的另一个侧轨。两个铝合金结构元件因此关于正中面相对于彼此对称地组装在机动车辆的车身壳体中。因此，因为铝合金比钢的重量轻，所以车身壳体明显变轻。

此外，在步骤(a)期间，还有利地提供了至少另一个钢制外部侧向组装部分，并且所述至少另一个外部侧向组装部分被刚性地连接至所述另一外部侧向边缘，以使得所述至少一个另一外部侧向组装部分能够在步骤(b)期间焊接至所述前翼中的所述另一前翼。该另一外部侧向组装部分通过铆接或螺栓连接被刚性地连接至另一外部侧向边缘。此外，在步骤(a)期间，还提供了至少一个钢制内部侧向组装部分，并且所述至少一个内部侧向组装部分被刚性地连接至所述另一内部侧向边缘，以使得所述至少一个另一内部侧向组装部分能够在步骤(b)期间被焊接至所述侧轨中的另一侧轨。

根据本发明的第二方面，针对以上所描述的组装方法提出了一种由铝合金制成的机动车辆的车身壳体的前结构元件，所述结构元件首先包括顶部，该顶部形成悬架壳体；并且所述结构元件其次包括内部侧向边缘以及相反侧上的外部侧向边缘，该外部侧向边缘相对于所述内部侧向边缘升高，以及至少一个钢制外部侧向组装部分，所述至少一个外部侧向组装部分被刚性地连接至所述外部侧向边缘。如此装配有钢制外部侧向组装部分的结构元件可以因此使用普通焊接技术安装在机动车辆的车身壳体中。此外，该前结构元件还具有至少一个钢制内部侧向组装部分，所述至少一个内部侧向组装部分被刚性地连接至所述内部侧向边缘。

附图说明

在以下作为非限制性实例并参照附图给出的本发明的具体实施例的说明中阐述了本发明的进一步的细节和优点，在附图中：

-图1是车身壳体的前部部分的局部示意性俯视图，

-图2是图1所示的车身壳体的前部部分的局部示意性四分之三前右透视图，

-图3是图2所示的元件的示意性透视图，并且

-图4是图3所示的元件的示意性分解透视图。

具体实施方式

图1是机动车辆的车身壳体的前部部分10的局部俯视图，该前部部分包括两个纵向延伸的平行钢制侧轨(右侧侧轨12和左侧侧轨14)、以及横向延伸且被侧轨12、14横穿的前舱壁15。前舱壁15具有舱壁顶部16并且将乘客舱18与发动机舱20分开。此外，前部部分10具有两个钢制侧向翼(一个右侧翼22和一个左侧翼24)，这两个侧向翼分别靠近右侧侧轨12和左侧侧轨14延伸，并且与这两个侧轨基本上平行。前部部分10还具有两个前结构元件(右侧前结构元件26和左侧前结构元件28)。前结构元件26、28分别与前舱壁15发生接触。右侧前结构元件26链接至右侧侧轨12和右侧翼22，而左侧前结构元件28链接至左侧侧轨14和左侧翼24。在下面的描述中更详细地描述了该链接方法。

参见图4，详细示出了右侧前结构元件26。所述结构元件由例如包含镁的铝合金制成。该结构元件具有内部侧向边缘30以及相反侧上的外部侧向边缘32，该外部侧向边缘相对于内部侧向边缘30升高。如所示出的，内部边缘30延伸形成裙部，外部边缘32基本上垂直于内部边缘30延伸。此外，右侧前结构元件26首先具有朝向后部定位并且被设计成形成悬架壳体的顶部34，其次具有朝向前部的前部部分35。此外，右侧前结构元件26具有与前面38相反的后面36。此外，内部边缘30延伸出前边缘31，该前边缘在前面38上延伸，以形成裙部。此外，右侧前结构元件26被设计成安装在机动车辆的右侧前车轮拱板上方。如所示出的，顶部34的壁是基本上平坦的，并具有中央圆形孔口37以及布置在其附近的三个孔39。

延伸部40在前部部分35与结构元件26的顶部34之间。此外，外部边缘32在顶部34的上部外部边缘44与前部部分35的下部外部边缘46之间具有突出部42。

在根据本发明的安装方法中，提供了两个钢制外部侧向组装部分(上部部分48和下部部分50)。上部外部侧向组装部分48具有沿中平面延伸的纵向部分52和转向部分54。纵向部分52具有上部紧固边缘55和上部紧固边缘56，在该上部紧固边缘中形成有两个上部紧固孔口58、60。下部外部侧向组装部分50与自由凸缘61和下部紧固凸缘62成某一角度，在该下部紧固边缘中形成有三个下部紧固孔口64、66和68。

优选地，还提供了板状钢制内部侧向组装部分70。这个板70具有内部上部紧固边缘72，在该内部上部紧固边缘中形成有内部上部紧固孔口73。

此外，并且特别有利地，还提供了至少一个板状钢制横向组装部分74，该至少一个板状钢制横向组装部分首先包括平坦的紧固头部76并且其次包括延伸头部76的尾部84，在该平坦的紧固头部中形成有三个侧向紧固孔口78、80、82以及中央开口83。

还优选地提供了前部紧固组装部分86，所述部分具有上部前部紧固边缘88，在该上部前部紧固边缘中形成有上部前部紧固孔口90。

此外，还提供了具有三角形紧固凸缘91和链接凸缘93的正方形组装部分92，该正方形组装部分的功能在下文中予以说明。三角形紧固凸缘91具有紧固孔。正方形组装部分92由钢制成。

图3示出了图4描述的、刚性地连接至右侧前结构元件26的所有的组装部分。

因此，上部外部侧向组装部分48经由其上部紧固边缘56、使用分别接合穿过两个上部紧固孔口58、60并且穿过上部外部边缘44的完整的铆钉而刚性地连接至上部外部边缘44。通过强制性接合，上部外部侧向组装部分48的纵向部分52完美地布置在右侧前结构元件26的顶部34，而转向部分54布置在后面36的顶部。

此外，横向组装部分74的平坦的紧固头部76与右侧前结构元件26的顶部34合作并且布置在其上，从而覆盖上部外部侧向组装部分48的上部紧固边缘56。平坦的紧固头部76然后使用完整的铆钉被刚性地连接至右侧前结构元件26的顶部34，这些完整的铆钉接合穿过三个侧向紧固孔口78、80和82并且相应地穿过顶部34的壁中的三个孔39。中央开口83使中央圆形孔口37完全暴露。尾部84因此相对于右侧前结构元件26横向地延伸。

而且，为了增加横向组装部分74与右侧前结构元件26之间的链接的刚性，正方形部分92安装在延伸部40以及尾部84的与头部76相邻接的一部分之间。链接凸缘93被焊接在尾部84之下，而三角形紧固凸缘91被铆接至延伸部40。

此外，下部外部侧向组装部分50经由其自由凸缘61被刚性地连接至下部外部边缘46，该下部外部侧向组装部分通过强制接合在下部外部边缘46之下而完美地布置。自由凸缘61和下部外部边缘46然后使用下部紧固孔口64、66、68被铆接在一起。

以相同的方式，在相反侧上，板状钢制内部侧向组装部分70经由其内部上部紧固边缘72、使用接合穿过内部上部紧固孔口73并且穿过内部边缘30的完整的铆钉而刚性地连接至内部边缘30。

最后，以相同的方式，前部紧固组装部分86经由其上部前部紧固边缘88被铆接，该上部前部紧固边缘抵靠前边缘31布置。

这提供了由铝合金制成并且在周围装配有钢制组装部分48、50、70、74、86、92的右侧前结构元件26，从而使得能够与机动车辆的车身壳体的前部部分10的环境进行普通焊接连结。如此装配的右侧前结构元件26完全类似于完全由钢制成的右侧前结构元件，并且可以因此保存在组装线仓库中，以在需要时，安装在组装线上的某些型号上。

图2是机动车辆的车身壳体的前部部分10的四分之三右侧前视图。该附图还示出了前舱壁15由舱壁顶部16覆盖。右侧前结构元件26然后安装在右侧前侧轨12与右侧翼22之间并且与前舱壁15发生接触。

而且，钢制下部外部侧向组装部分50的自由凸缘61使用普通焊接装置被焊接抵靠翼22的钢制内壁。上部外部侧向组装部分58的纵向部分52的紧固边缘55也被焊接抵靠右侧前翼22的上部边缘。在相反侧上，板状钢制内部侧向组装部分70被焊接至右侧前侧轨12。此外，横向组装部分74的尾部84沿前舱壁15被焊接。

为了完美地紧固右侧前结构元件26，该右侧前结构元件的内部边缘30还通过螺栓连接被完美地连结至侧轨12。

以相同的方式，左侧前结构元件28使用钢制组装部分被连结至左侧前翼24、侧轨14以及前舱壁15，同时由铝合金制成，该左侧前结构元件关于图1中示出的正中面与右侧前结构元件26对称。这些钢制组装部分与用于右侧前结构元件26的组装部分基本上完全相同，即使结构随当前环境作出修改。

因此，图1所示的左侧前结构元件28由铝合金制成并且还具有形成悬架壳体的顶部34’。左侧前结构元件28中与右侧前结构元件26一致的部分具有相同的附图标记外加一个撇号(’)。

此外，左侧前结构元件28具有另一个内部侧向边缘30’以及相反侧上的另一个外部侧向边缘32’。在根据本发明的组装方法中，左侧前结构元件28与所述前舱壁15发生接触，并且另一外部侧向边缘32’连结至左侧前翼24，而另一内部侧向边缘30’连结至左侧侧轨14。

为此，提供了另一个钢制外部侧向组装部分48’(图1中被左侧前翼24的边缘隐藏)。另一个钢制外部侧向组装部分48’被刚性地连接至另一外部侧向边缘32’，以使得随后能够焊接至左侧前翼28。另一外部侧向组装部分48’通过铆接或螺栓连接被刚性地连接至另一外部侧向边缘32’。

此外，提供钢制内部侧向组装部分70’，并且该钢制内部侧向组装部分被刚性地连接至另一内部侧向边缘30’，以使得该另一内部侧向边缘能够焊接至左侧侧轨14。

以相同的方式，提供了另一个钢制横向组装部分74’，并且该另一个钢制横向组装部分被刚性地连接至左侧前结构元件28的顶部34’，以使得该左侧前结构元件能够焊接至前舱壁15。

此外，本发明的主题还涉及机动车辆的车身壳体的前结构元件，该前结构元件由铝合金制成并且被设计用于以上所描述的组装方法。因此，前结构元件具有两个钢制外部侧向组装部分48、50(一个板状钢制内部侧向组装部分70、以及一个钢制横向组装部分74)。优选地，前结构元件还具有正方形组装部分92、以及前部紧固组装部分86。

Claims (9)

1.一种用于安装机动车辆车身壳体的前结构元件的安装方法，所述车身壳体首先包括发动机舱(20)，该发动机舱在横向上由前舱壁(15)限制，并且在侧向上由两个钢制前翼(22，24)限制；并且所述车身壳体其次包括两个钢制侧轨(12，14)，该两个钢制侧轨在所述发动机舱(20)内、分别靠近所述前翼(22，24)纵向延伸，所述安装方法包括以下步骤：

-a)提供由铝合金制成的结构元件(26)，该结构元件首先包括顶部(34)，该顶部形成悬架壳体；并且其次包括内部侧向边缘(30)以及相反侧上的外部侧向边缘(32)，该外部侧向边缘相对于所述内部侧向边缘升高；

-b)使所述结构元件(26)与所述前舱壁(15)发生接触，而相应地使所述外部侧向边缘(32)连结至所述前翼(22，24)中的一个前翼，并且使所述内部侧向边缘(30)连结至所述侧轨(12，14)中的对应侧轨；

其特征在于，在步骤(a)期间，还提供了由钢制成的至少一个外部侧向组装部分(48，50)，并且所述至少一个外部侧向组装部分(48，50)被刚性地连接至所述外部侧向边缘(32)，以使得所述至少一个外部侧向组装部分(48，50)能够在步骤(b)期间焊接至所述前翼(22，24)中的一个前翼，

其中，在步骤(a)期间，还提供了由钢制成的至少一个横向组装部分(74)，并且所述至少一个横向组装部分(74)被刚性地连接至所述结构元件(26)的所述顶部(34)，以使得所述至少一个横向组装部分(74)能够在步骤(b)期间焊接至所述前舱壁(15)。

2.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，在步骤(a)期间，所述至少一个外部侧向组装部分(48，50)通过铆接被刚性地连接至所述外部侧向边缘(32)。

3.如权利要求1所述的安装方法，其特征在于，在步骤(a)期间，所述至少一个外部侧向组装部分(48，50)通过螺栓连接被刚性地连接至所述外部侧向边缘(32)。

4.如权利要求1至3中任一项所述的安装方法，其特征在于，在步骤(a)期间，还提供了由钢制成的至少一个内部侧向组装部分(70)，并且所述至少一个内部侧向组装部分(70)被刚性地连接至所述内部侧向边缘(30)，以使得所述至少一个内部侧向组装部分(70)能够在步骤(b)期间焊接至所述侧轨(12)中的一个侧轨。

5.如权利要求1至3中任一项所述的安装方法，其特征在于，在步骤(a)期间，提供由铝合金制成的另一结构元件(28)，该另一结构元件首先包括另一顶部(34’)，该另一顶部形成悬架壳体；并且该另一结构元件其次包括另一内部侧向边缘(30’)以及相反侧上的另一外部侧向边缘(32’)，该另一外部侧向边缘相对于所述另一内部侧向边缘(30’)升高，同时在步骤(b)期间，所述另一结构元件(28)与所述前舱壁(15)发生接触，并且相应地所述另一外部侧向边缘(32’)连结至所述前翼(24)中的另一前翼，并且所述另一内部侧向边缘(30’)连结至所述侧轨(14)中的对应的另一侧轨。

6.如权利要求5所述的安装方法，其特征在于，在步骤(a)期间，提供由钢制成的至少一个另一外部侧向组装部分(48’)，并且所述至少一个另一外部侧向组装部分(48’)被刚性地连接至所述另一外部侧向边缘(32’)，以使得所述至少一个另一外部侧向组装部分(48’)能够在步骤(b)期间焊接至所述前翼(24)中的另一前翼。

7.如权利要求6所述的安装方法，其特征在于，在步骤(a)期间，还提供了由钢制成的至少一个另一内部侧向组装部分(70’)，并且所述至少一个另一内部侧向组装部分(70’)被刚性地连接至所述另一内部侧向边缘(30’)，以使得所述至少一个另一内部侧向组装部分(70’)能够在步骤(b)期间被焊接至所述侧轨(14)中的另一侧轨。

8.一种用于如权利要求1至7中任一项所述的安装方法的、由铝合金制成的机动车辆车身壳体的前结构元件(26)，所述前结构元件(26)首先包括顶部(34)，所述顶部形成悬架壳体；并且所述前结构元件其次包括内部侧向边缘(30)以及相反侧上的外部侧向边缘(32)，该外部侧向边缘相对于所述内部侧向边缘升高，

其特征在于，该前结构元件还包括由钢制成的至少一个外部侧向组装部分(48)，所述至少一个外部侧向组装部分(48)被刚性地连接至所述外部侧向边缘(32)，其中，该前结构元件还包括由钢制成的至少一个横向组装部分(74)，所述至少一个横向组装部分(74)被刚性地连接至所述前结构元件(26)的所述顶部(34)。

9.如权利要求8所述的前结构元件，其特征在于，该前结构元件还包括由钢制成的至少一个内部侧向组装部分(70)，所述至少一个内部侧向组装部分(70)被刚性地连接至所述内部侧向边缘(30)。

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