CN112672928B - 车辆的车身结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种车辆的车身结构，其具有车身柱(3)、尤其B柱，车身柱由车辆内部的板材内部件(9)和车辆外部的板材外部件(11)构建，车辆内部的板材内部件和车辆外部的板材外部件形成具有沿车辆高度方向(z)延伸的和在横截面中闭合的空心型材(13)的空心载体(12)，其中，在车身柱(3)的空心载体(12)上可以安装有安全带系统(19)的功能元件(20、21、23)。根据本发明，车身柱(3)具有模块载体(14)，模块载体可以提供为相对于车身(50)单独的预安装单元，安全带系统(19)的功能元件(20、21、23)和/或柱壳(17)可以预安装在预安装单元上。在组装过程步骤(ZSB)中，模块载体(14)和已经预安装在其上的功能元件(20、21、23)和/或柱壳(17)可以在至少一个柱侧的连接部位(S1、S2)上、尤其粘贴连接和/或螺栓连接上拼接到空心载体(12)的板材内部件(9)上。

Description

车辆的车身结构

本发明涉及一种车辆的车身结构和用于组装这种车身结构的方法。

机动车的B柱沿竖直方向在车顶结构和车辆的侧面的门槛之间延伸。B柱一方面作用为加固车身的侧面结构。另一方面，附件、例如带拉紧器等安装在B柱中。此外，B柱限界前方的入口并且必要时限界机动车的后方的入口。为了在侧面碰撞情况中提高侧面碰撞强度，在B柱的空心型材中集成有加强板材部件，其抑制B柱到车辆内部空间中的与事故相关的变形。

该类型的车身柱、尤其B柱由车辆内部的板材内部件和车辆外部的板材外部件构建，由此形成具有沿车辆高度方向延伸的和在横截面中闭合的空心型材的空心载体。在车身柱的空心载体上可以安装有安全带系统的功能元件和/或车柱衬饰。

在常规的安装顺序中，车辆内部的板材内部件通过激光器和/或点焊焊接在已经安装在车身上的车辆外部的板材外部件的拼接法兰上。组装的车身被输送至涂漆过程步骤。在涂漆过程步骤之后，车身被输送至安装线，其具有沿制造方向依次布置的相互独立的工作站，在工作站中分别安装有安全带系统的部件、例如带拉紧器、带转向装置、带高度调节装置、带端部配件等以及车柱衬饰。手动组装地进行带部件的安装。为此，工人位于车身的车辆内部空间中的在人体工程学上不利的身体位置中。因此，安装对于工人来说与更高的工作量相关联，并且在人体工程学上是不利的。

从WO 01/70557 A1已知了一种用于安装在车辆结构上的结构元件，其中，B柱具有承载负载的承载元件，壳部件和安全带系统的功能元件可以安装在承载元件上。从EP 1265 777 B1已知了一种用于安装在车辆结构上的结构元件。从EP 1 316 484 A1和EP 0730 536 B1已知了一种车辆的车身结构。从DE 10 2007 045 143 A1已知了一种加工或制造设施。从DE 101 60 885 A1已知了一种用于制造车身的方法。

本发明所要解决的技术问题在于，提供车辆的车身结构和用于制造这种车身结构的方法，其与现有技术相比以更小的制造时间进行，并且对于车辆制造工厂中的工人来说在人体工程学上是更有利的。

该技术问题通过本发明的特征解决。本发明的优选的扩展方案在实施方式中公开。

根据本发明，在已经组装好的车身结构中，不再进行安全带系统和部件和车柱衬饰(或称为车柱覆盖件)的安装。相反地，根据本发明提供一种模块载体，其用作相对于车身单独的预安装单元，安全带系统的部件和/或车柱衬饰已经可以预安装在预安装单元上。在组装过程步骤中，模块载体和已经预安装在其上的部件和/或车柱衬饰在柱侧的连接部位处添加到空心载体的板材内部件上。

随后描述用于组装车身结构的过程链：因此，在过程技术(或称为工艺技术)上，在上述的组装过程步骤之前进行涂漆过程步骤，其中，给车身和还没有安装在其上的模块载体涂漆。单独地，模块载体在预安装过程步骤中装备有安全带系统的部件和/或车柱衬饰。模块载体和预安装在其上的部件或车柱衬饰形成预安装单元，预安装单元在组装过程步骤中拼接到车身柱的车身侧的板材内部件。

为了在拼接过程中避免板材内部件的漆层的损坏而优选的是，拼接过程没有通过焊接连接进行，而是相反地通过形状配合连接、即尤其螺栓连接进行，在螺栓连接中，模块载体旋拧到车身侧的板材内部件上。

在实施方式中，模块载体可以实施为平面的板材部件。备选地，模块载体可以以任意的其他的形式实施。示例性地，模块载体可以实施为空心载体，例如实施为方形管等。

可以如下实施板材外部件的构件几何形状：因此，板材外部件可以具有沿车辆横向方向在车辆外部的型材底部，型材底部在(沿车辆高度方向延伸的)型材边缘处、向车辆内部过渡至前方的型材侧面和后方的型材侧面。拼接法兰向车辆前方并且向车辆后方从两个型材侧面凸出。板材内部件可以具有车辆内部的型材底部，型材底部覆盖空心型材，并且沿车辆纵向方向向前并且向车辆后方同样利用拼接法兰延长，拼接法兰在形成法兰连接的情况下连接至板材内部件拼接法兰。

优选地，模块载体通过第一螺栓连接(尤其双螺栓连接)连接在板材内部件的上方的头区段上，并且通过第二螺栓连接(尤其双螺栓连接)连接在板材内部件的下方的脚部区段上。为了实现这种螺栓连接，模块载体和板材内部件以及其螺栓孔沿车辆横向方向相互对齐。螺栓引导通过螺栓孔，螺栓的旋拧轴线优选沿车辆横向方向取向。螺栓可以与固定在板材内部件上的焊接螺母拧紧，从而模块载体和板材内部件可以在螺栓的螺栓头和焊接螺母之间夹紧。

在安装简化方面，模块载体和板材内部件可以具有定位辅助件。借助定位辅助件，在安装过程期间，模块载体首先可以位置正确地预定位在板材内部件上的旋拧位置SP中。随后进行拧紧过程，在拧紧过程中，可位置正确地预定位的模块载体与板材内部件螺栓连接。

在结构简单的实现方式中，定位辅助件可以在板材内部件中具有至少一个钥匙孔式的定位开口。定位开口可以由横截面大的插入区域和朝车辆下方与其相邻的横截面小的区域构成。此外，定位辅助件可以具有与钥匙孔式的板材内部件定位开口共同作用的定位栓。定位栓可以从模块载体的底面凸出，并且具有扩大的栓头。该栓头可以与模块载体底面间隔开明显的环形间隙，该环形间隙大于板材内部件的板材厚度。为了预定位，首先，模块载体利用其定位栓插入板材内部件的定位开口的插入区域中，并且随后，模块载体在重力作用下朝车辆下方移位(即挂入板材内部件中)，即直到定位栓位于板材内部件定位开口的底部边缘上，并且定位开口的开口边缘区域形状配合地伸入模块载体侧的环形间隙中。在该情况下，模块载体预定位在其位置正确的旋拧位置中，从而在随后的拧紧过程步骤中，模块载体可以固定夹紧在板材内部件上。

随后，根据附图描述本发明的实施例。

其中：

图1以具有局部的剖面的侧视图示出了双车辙的车辆；

图2利用从车辆内部空间出发的观察方向示出了B柱的放大的侧面截面图；

图3示出了由模块载体和预安装在其上的安全带系统构成的预安装单元；

图4示出了空心载体和从其上拆卸的预安装单元；

图5和图6分别示出了通过B柱的截面图；

图7至图9分别示出了图示，根据所述图示说明了用于安装B柱的安装顺序；

图10和图11分别示出了用于将模块载体预定位在B柱的板材内部件上的定位辅助件的视图。

图1示出了一种机动车，其中，沿车辆纵向方向x在中间的车辆区域中，在局部的剖面中强调了车身的侧壁结构组件。车身具有侧面的门槛1。侧壁结构组件的B柱3沿车辆纵向方向x布置在A柱5后方，并且沿车辆高度方向z连接门槛1与车身的车顶结构7。B柱3一方面用于加固车身，并且另一方面用于容纳附件、例如安全带滚轮等。

在图2中，在B柱3的虚线示出的空心载体12上安装有车柱衬饰17和安全带系统19。安全带系统19在图2中具有底部侧的带端部配件21、安全带滚轮20、未示出的带转向器和用于安全带25的高度可调节的转向配件23。

本发明的核心是，安全带系统19的上述的功能元件20、21、23不直接安装在空心载体12上，而是安装在模块载体12上。如随后还描述的那样，模块载体12在制造过程中是与车身分离的预安装单元VM(图3)的组成部分，安全带系统19的功能元件20、21、23和车柱衬饰17可以预安装在预安装单元上。预安装单元VM利用已经预安装在其上的功能元件20、21、23和车柱衬饰17在组装过程步骤ZSB(图9)中旋拧在板材内部件9的头部区域上的柱侧的上方的螺栓连接S1(图5)上，并且旋拧在B柱3的板材内部件9的脚部区域上的下方的螺栓连接S2(图6)上。

随后，根据图2至图6描述B柱3的结构。因此，B柱3具有已经提到的空心载体12。空心载体由车辆内部的板材内部件9和车辆外部的板材外部件11构建。由板材内部件9和板材外部件11形成的空心载体12限界沿车辆高度方向z延伸的以及在横截面中闭合的空心型材13。加强板材部件15沿车辆高度方向z在空心型材13内延伸。根据图3，安装开口6、8构造在板材内部件9中，带拉紧器20和未示出的带转向器可以分别定位在安装开口中。

如从图5或图6进一步强调的那样，B柱3的板材外部件11构造有沿车辆横向方向y在车辆外部的型材底部27，型材底部在型材边缘29上向车辆内部分别转移为前方的型材侧面31和后方的型材侧面33。拼接法兰35向车辆前方并且向车辆后方从两个型材侧面31、33凸出。板材内部件9具有车辆内部的型材底部39，型材底部覆盖空心型材13，并且沿车辆纵向方向x向前并且向车辆后方分别利用拼接法兰14延长。板材内部件拼接法兰41和板材外部件拼接法兰35在形成法兰连接36的情况下(图5和图6)相互焊接。

为了实现螺栓连接S1、S2，在图5或图6中，模块载体14和板材内部件9利用其螺栓孔43(图7和图8)沿车辆横向方向y相互对齐地布置。在图5或图6中，螺栓45分别引导通过螺栓孔43，螺栓的旋拧轴线沿车辆横向方向取向。螺栓45相应与固定在板材内部件上的焊接螺母47旋拧，即从而使模块载体14和板材内部件9在螺栓45的栓头和焊接螺母47之间夹紧。

在图6中，板材内部件9的车辆内部的型材底部39从空心载体12的法兰连接36向车辆内部错开了横向偏移Δy。以该方式，在空心型材13内部提供更大的结构空间，以便将带拉紧器20局部定位在其中。

随后，根据图7至图9描述用于组装图2所示的车身结构的过程链：因此，在图9中首先提供车身50和还没有安装的模块载体14。在涂漆过程步骤L中给车身50涂漆。单独地实现预安装过程步骤V。在预安装过程步骤V中，模块载体14装备有、即在形成图3所示的预安装单元VM的情况下装备有安全带系统19的功能元件20、21、23和车柱衬饰17。预安装单元VM在组装过程步骤ZSB中拼接到B柱3的板材内部件9上，如在图8中示出的那样，并且在那里螺栓连接。

如从图10和11强调的那样，模块载体14和板材内部件9具有定位辅助件P。在组装期间，模块载体14借助定位辅助件P位置正确地预定位在板材内部件9上的旋拧位置SP中(图11)。在图11所示的旋拧位置SP中，模块载体14可以通过上方的螺栓连接S1并且通过下方的螺栓连接S2旋拧在板材内部件9上。

根据图10和图11，相应通过板材内部件9中的钥匙孔式的定位开口49实现定位辅助件P。钥匙孔式的定位开口49具有横截面大的插入区域51和朝车辆下方与之相邻的横截面小的区域53。此外，定位辅助件P具有与板材内部件定位开口共同作用的定位栓55，定位栓从模块载体的底面凸出，并且具有扩大的栓头57。该栓头与模块载体14的安装面间隔开明显的环形间隙r。

在预定位时，模块载体14利用其定位栓55首先插入板材内部件9的定位开口49的插入区域51中。随后，模块载体14在重力作用下朝车辆下方移位，直到定位栓55位于定位开口49的孔底部59(图10)上，并且定位开口49的开口边缘区域形状配合地伸入模块载体侧的环形间隙r中。

附图标记清单

1 门槛

3 B柱

5 A柱

6 用于带转向器的安装开口

7 车顶结构

8 用于带拉紧器的安装开口

9 板材内部件

11 板材外部件

13 空心型材

14 安装载体

15 加强板材部件

17 车柱衬饰

19 安全带系统

20 带拉紧器

21 端部配件

23 高度可调节的转向配件

25 安全带

27 型材底部

29 型材边缘

31 前方的型材侧面

33 后方的型材侧面

35 拼接法兰

36 法兰连接

39 板材内部件的型材底部

41 拼接法兰

43 螺栓孔

45 螺栓

47 焊接螺母

49 定位开口

51 横截面大的插入区域

53 横截面小的区域

55 定位栓

57 定位头

59 底部边缘

Δy 横向偏移

r 环形间隙

S1、S2 螺栓连接

C 夹接

L 涂漆过程步骤

ZSB 组装过程步骤

V 预安装过程步骤

FR 行驶方向

VM 预安装单元

P 定位辅助件

SP 旋拧位置。

Claims (11)

1.一种车辆的车身结构，所述车身结构具有车身柱(3)，所述车身柱由车辆内部的板材内部件(9)和车辆外部的板材外部件(11)构成，所述车辆内部的板材内部件和车辆外部的板材外部件形成具有沿车辆高度方向(z)延伸的、在横截面中闭合的空心型材(13)的空心载体(12)，其中，在所述车身柱(3)的空心载体(12)上能够安装有安全带系统(19)的功能元件(20、21、23)，其中，所述车身柱(3)具有模块载体(14)，所述模块载体能够提供为相对于车身(50)单独的预安装单元，所述安全带系统(19)的功能元件(20、21、23)和/或车柱衬饰(17)能够预安装在所述预安装单元上，并且在组装过程步骤(ZSB)中，所述模块载体(14)连同已经预安装在其上的功能元件(20、21、23)和/或车柱衬饰(17)能够在至少一个柱侧的连接部位上拼接到空心载体(12)的板材内部件(9)上，其特征在于，所述模块载体(14)和所述板材内部件(9)具有定位辅助件(P)，借助所述定位辅助件，在安装期间，所述模块载体(14)能够位置正确地预定位在板材内部件(9)上的旋拧位置(SP)中，所述模块载体(14)能够在旋拧位置(SP)中旋拧在板材内部件(9)上，

其中，所述定位辅助件(P)在板材内部件(9)中具有至少一个钥匙孔式的定位开口(49)，所述定位开口由横截面大的插入区域(51)和朝车辆下方与其相邻的小横截面的区域(53)构成，并且所述定位辅助件(P)具有与所述定位开口共同作用的定位栓，所述定位栓从模块载体(14)的底面凸出，并且具有扩大的栓头，所述栓头能够与模块载体(14)的安装面间隔开明显的环形间隙(r)，所述环形间隙大于板材内部件(9)的板材厚度，并且在预定位时，首先，所述模块载体(14)利用其定位栓(55)插入板材内部件定位开口(49)的插入区域(51)中，并且随后，所述模块载体在重力作用下朝车辆下方移位，直到所述定位栓(55)位于定位开口(49)的底部边缘(59)上，并且定位开口(49)的开口边缘区域形状配合地伸入模块载体侧的环形间隙(r)中。

2.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，在过程技术上，在组装过程步骤(ZSB)之前进行涂漆过程步骤(L)，其中，给所述车身(50)和还没有安装在其上的模块载体(14)涂漆，并且与之分开地进行预安装过程步骤(V)，其中，所述功能元件(20、21、23)和/或车柱衬饰(17)能够预安装在模块载体(14)上，并且随后，在组装过程步骤(ZSB)中，所述模块载体(14)拼接到车身(50)的板材内部件(9)上。

3.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，柱侧的连接部位涉及形状配合连接和/或螺栓连接，其中，所述模块载体(14)与车身柱(3)的板材内部件(9)螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述板材外部件(11)具有沿车辆横向方向(y)在车辆外部的型材底部(27)，所述型材底部在型材边缘(29)上向车辆内部过渡至前方的型材侧面(31)和后方的型材侧面(33)，拼接法兰向车辆前方并且向车辆后方从两个型材侧面凸出，并且板材内部件(9)具有车辆内部的型材底部(39)，所述型材底部沿车辆纵向方向(x)向车辆前方并且向车辆后方利用拼接法兰延长，并且所述拼接法兰在形成法兰连接(36)的情况下拼接到板材外部件拼接法兰。

5.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，至少一个第一螺栓连接(S1)构造在板材内部件(9)的上方的头区段中，并且至少一个第二螺栓连接(S2)构造在板材内部件(9)的下方的脚部区段中。

6.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，为了实现螺栓连接，所述模块载体(14)和板材内部件(9)以及其螺栓孔(43)沿车辆横向方向(y)相互对齐，并且螺栓(45)引导通过所述螺栓孔(43)，所述螺栓的旋拧轴线沿车辆横向方向(y)取向。

7.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述车身柱(3)是B柱。

8.根据权利要求1所述的车身结构，其特征在于，所述至少一个柱侧的连接部位涉及粘贴连接和/或螺栓连接。

9.根据权利要求5所述的车身结构，其特征在于，所述至少一个第一螺栓连接(S1)是双螺栓连接。

10.根据权利要求6所述的车身结构，其特征在于，所述螺栓(45)与固定在板材内部件(9)上的焊接螺母(47)旋拧，从而所述模块载体(14)和板材内部件(9)在螺栓(45)的螺栓头和焊接螺母(47)之间夹紧。

11.一种用于组装根据前述权利要求中任一项所述的车身结构的方法。

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