CN114174152A - 可变规格托架 - Google Patents

Abstract

一种用在机动车辆中以对各种机动车辆部件进行支承的托架，该托架包括具有可变厚度的结构，从而限定可变规格托架。可变规格托架具有最小厚度和最大厚度、以及介于最小厚度与最大厚度之间的各种其他厚度。最小厚度比厚度相同的参照托架的原始厚度小。可变规格托架允许特定位置的厚度局部地增加以在需要增加的刚度的区域处获得期望的刚度，同时使需要较低刚度的剩余区域具有较小的厚度。因此，可变规格托架的质量可以小于参照托架。使用结合至托架的基层或面板的补片，厚度可以相对于最小厚度增加。补片可以分布在不同的位置处以产生不同的厚度。

Description

可变规格托架

相关申请的交叉引用

本PCT国际专利申请要求2019年5月2日提交的标题为“可变规格托架(VariableGauge Cradle)”的序列号为No.62/842,212的美国临时专利申请的权益和优先权，该美国临时专利申请的全部公开内容通过参引并入本文。

技术领域

本公开涉及机动车辆结构。更特别地，本公开涉及车辆托架结构。

背景技术

机动车辆——包括由内燃发动机提供动力的车辆、由电池提供动力的电动车辆和混合动力车辆——包括组装在一起以限定整体车辆的各种部件。各种部件可以包括发动机、传动系统、差速器、控制系统等。此外，车辆由限定车辆形状的许多结构部件组成，车辆形状也可以称为车身。

车辆通常分阶段地构造，其中，车辆的不同部分在不同的位置以及在不同的时间进行组装。这种类型的模块化组装过程为组装车辆提供了效率益处。

因此，不同的模块化部分可以进行组装以用于稍后的整体组装。车辆的一个模块化部分是车辆底盘。车辆底盘可以包括通常称为托架的结构部件。托架为可以在最终组装之前安装至托架的各种部件和车辆子组件提供结构支承。一旦安装至托架，附加的部件或子组件可以安装至托架。在稍后的时间，作为车辆组装过程的部分，车身可以最终附接至托架。

在组装时，每个车辆部件必须能够承受在典型车辆使用期间出现的各种载荷和力，比如冲击载荷、加速载荷、撞击等。响应于在使用期间经受的载荷，这些车辆部件反过来可以导致载荷被施加至这些车辆部件所安装的托架。相对于较轻的部件而言较重的部件可以引起附加的载荷。

此外，不同的车辆构造和所安装的部件可能导致对托架或子框架的不同的刚度要求。这些刚度要求可以推动对托架或子框架的尺寸要求。

车辆托架通常由坚固且具有一定刚性的材料、比如钢制成，以能够充分地承受在典型车辆使用期间出现的各种载荷并且提供必要的刚度。托架可以由钢、铝或任何金属材料的特定片材冲压而成，以限定其上可以接收各种部件的托架的整体形状。

由于托架因不同的附接部件而承受变化的载荷水平和刚度要求，托架的一些部分比其他部分接收更高的载荷和/或需要不同的刚度。托架通常设计并制造成能够承受托架所承受的最高的载荷水平以及最高的刚度要求。已经努力使载荷分布在托架上以便使托架的整体重量减少。例如，这在不均匀的载荷分布情况下将会是低效的，使得托架的一个侧部要承受非常高的载荷，而另一侧部要承受较低的载荷。这种托架将需要足以承受非常高的载荷的材料厚度，并且该厚度将远大于载荷较低的相反侧部所需要的厚度。即使在尝试平均地分布载荷的情况下，仍然存在托架的某些区域比其他区域承受更高的载荷的情况。

因此，通常不可能使载荷分布成以及将托架设计成使得托架的每个部分经受相同的载荷。因此，托架的某些部分比必要的情况更稳健，因为在这些区域中的载荷要求较低。减少托架整体的厚度将导致托架在其他区域处无法承受较高的载荷。具有较高的厚度的托架可以使减少的载荷区域中的材料被移除，然而这样的操作可能耗时、困难且昂贵，并且材料成本仍然被提高，因为移除的材料变成废料。

鉴于上述情况，可以对车辆托架的设计和制造进行改进，使得车辆托架能够充分承受在托架上出现的可变载荷而不会在具有减少的载荷的区域处过重或过于稳健。

发明内容

在一个方面中，提供了一种用于车辆的结构框架。结构框架包括限定框架的形状的相互连接的多个面板部分。每个面板部分均具有可变的厚度。面板部分在第一区带处具有第一厚度并且在第二区带处具有第二厚度。第一厚度限定面板部分的最小厚度。第二厚度限定面板部分的最大厚度。第一厚度由第一材料片材限定。第二厚度由第一材料片材和与第一材料片材附接的至少一个补片限定。

在一个方面中，第二厚度由一起堆叠在第一片材上的多个补片限定。

在一个方面中，面板部分在第三区带中具有第三厚度，其中，第三厚度介于最小厚度与最大厚度之间。

在一个方面中，第三厚度由比第二厚度更少的补片限定。

在一个方面中，面板组合成限定一个或更多个中空结构。

在一个方面中，中空结构包括附接至下部部分的上部部分，其中，上部部分和下部部分至少由一材料片材限定。

在一个方面中，面板部分限定弯曲的横截面轮廓。

在一个方面中，所述至少一个补片限定与所述至少一个补片所附接的面板部分的弯曲的轮廓相对应的弯曲的轮廓。

在一个方面中，所述至少一个补片经由全表面结合而附接至面板部分。

在一个方面中，第二区带设置在第三区带的周边内。

在一个方面中，框架是周边式托架，该周边式托架限定封闭的环和在封闭的环内的开放空间。在一个方面中，该框架是k-框架。

在另一方面中，提供了一种制造用于车辆的可变规格的结构部件的方法。该方法包括提供结构部件的面板部分，面板部分至少包括具有第一厚度的由金属制成的第一片材，其中，第一厚度是面板部分的最小厚度。该方法还包括将由附加金属材料制成的至少一个补片附接至第一片材并且限定面板部分的第二厚度，其中，第一厚度设置在面板部分的第一区带中并且第二厚度设置在面板部分的第二区带中。第二区带具有比第一区带更大的刚度。

在一个方面中，所述至少一个补片呈由金属材料制成的片材的形式。

在一个方面中，所述至少一个补片通过金属沉积而沉积并附接到面板部分上。

在一个方面中，所述至少一个补片包括第一补片和第二补片，其中，第一补片叠覆在面板部分上，并且第二补片叠覆在第一补片上。

在一个方面中，第二补片具有比第一补片更小的覆盖面积。

在一个方面中，面板部分包括第二片材，第二片材附接至第一片材从而在第一片材与第二片材之间限定中空结构。

在另一方面中，提供了一种车辆子框架，该车辆子框架用于将车辆部件安装至车辆子框架。车辆子框架包括相互连接的多个框架部分，框架部分包括上部部分，该上部部分附接至下部部分从而在上部部分与下部部分之间限定中空空间。上部部分或下部部分中的至少一者具有可变的厚度。可变的厚度包括至少第一厚度和第二厚度。第一厚度限定与第一材料片材的厚度对应的基本厚度。第二厚度包括第一材料片材和与第一材料片材附接的附加材料层。

在一个方面中，第二厚度包括叠覆在第一材料片材上的多个材料层，其中，后续材料层与该后续材料层被设置于其上的层相比具有更小的表面区域。

附图说明

本发明的其他优势将很容易理解，因为本发明通过参照结合附图考虑时的以下详细描述变得更好理解，在附图中：

图1是车辆托架的立体图，其中，等高线示出了基于计算机建模的用于托架的不同区带的不同的刚度要求；

图2是在托架的不同的区域处具有增加厚度的周边式托架的立体图；

图3是周边式托架的另一立体图；

图4是周边式托架的另一立体图；

图5是周边式托架的局部立体图，其图示了托架的侧部部分和侧部部分中的开口；

图6是托架的侧部部分的穿过侧部部分中的开口截取的横截面图，其图示了施加至材料基片的补片；

图7是侧部部分的另一横截面图，其图示了与材料基片分离的补片；

图8图示了具有材料基片和补片的面板，补片施加在材料基片的一部分上以使面板在补片的位置处的厚度选择性地增加；

图9图示了具有地形化分布的补片的另一面板，其中，多个补片彼此叠覆；

图10图示了具有地形化分布的补片的又一面板；

图11图示了另一面板，该面板具有彼此叠覆的具有不同表面区域的多个补片和设置在面板上的另一位置处的单个补片；

图12图示了图11的面板的横截面图；

图13图示了地形化分布的补片，这些补片包括多个堆叠的补片和单个补片；

图14图示了图13的面板的在层之间具有阶梯式过渡的横截面图；

图15图示了图13的面板的在层之间具有平滑过渡的替代横截面图；

图16图示了图15的面板的等效横截面，图示了材料层之间的平滑过渡；

图17是在相异的区域处具有增加的厚度的托架的立体图，其中，托架呈k-框架托架的形式；

图18是k-框架托架的顶部立体图；

图19是k-框架托架的局部立体图；

图20是k-框架托架的另一局部立体图；以及

图21是k-框架托架的另一局部立体图。

具体实施方式

参照图1至图21，用于支承各种车辆部件的系统10包括车辆托架12，该车辆托架12定尺寸和布置成容纳车辆部件的预定布局和有效载荷。托架12构造成根据预定布局和对应于预定布局的预期载荷而在不同的位置处具有可变的厚度。

应当理解的是，各种车辆类型包括各种不同的车辆部件。相应地，如本文所描述的车辆托架12的特定布置和车辆托架12的可变的厚度取决于所述各种部件的布置。将进一步理解的是，各种部件和预定布局可以布置成使得车辆托架12将在不同区域处具有不同的载荷和刚度要求，并且这些要求可以经由计算机建模等确定，其中，特定的区域被识别为具有相对更高的或更低的载荷要求。具有相对更高的载荷和刚度要求的区域通常需要更大的厚度。本文将参照所图示的各种车辆托架12；然而，应当理解的是，托架12的特定的形状和可变的厚度是示例性的并且不限于所示出的特定的托架和厚度。

在一个方面，托架12可以具有如图2中所示出的由多个相联结构、部段或面板14限定的大致盒状的整体形状，或者具有如图17中所示出的缩短的形状。应当理解的是，也可以使用其他的结构形状。在一个方面，图2中所示出的盒状形状可以称为“周边式”托架，并且图17的长形形状可以称为“K-框架”。

面板14可以相组合来限定托架12的整体形状和布局并且还可以限定用于各种车辆部件的多个安装位置16(例如套筒、衬套、孔等)。托架12可以是周边式托架(图2至图7)、k型框架托架(图17至图21)或其他的车辆子框架部件。托架12构造成对作为子组件的各种车辆部件进行支承，并且进一步构造成将车辆的其他部分与由上述各种车辆部件产生的载荷和振动隔离开来。

图1中所图示的托架12是用于部件的特定布局的特定托架图示，并且其用于说明的目的。此外，提供图1以图示在托架12的不同位置处的不同载荷要求的示例，这经由计算机建模等确定。示出了具有不同的载荷和刚度要求的区域，其中，阴影表明增加的载荷和刚度要求，并且因此在这些区域中需要增加的厚度。

构成托架12形状的面板14可以相应地包括沿着面板14分布的多个区带18。区带18可以相对于彼此限定为托架12(或托架12的面板14)的下述区域：在这些区域中，优选地具有不同的规格或厚度以将各个区带18处的增加的载荷考虑在内。相应地，不同的区带18可以具有不同的载荷要求以及对应地不同的厚度要求。

如上文所描述，本公开的托架12构造为可变规格的托架，使得不同的区带18可以具有不同的厚度。用于所选择的区带18的特定的厚度可以基于CAE建模(有限元分析)和/或CAD建模来确定。基于托架12的建模，可以确定区带18中的哪些区带需要相对较大的厚度以及区带18中的哪些区带需要相对较小的厚度。应当理解的是，各个区带18的实际厚度可以取决于托架12的特定的设计和形状、以及意在安装在托架12上的特定的部件和这些部件的位置。因此，对于不同的车辆类型和设备，需要更厚规格的区带18将随车辆不同以及意在安装的各种部件而不同。图1图示了具有多个区带的托架12的一个示例，多个区带具有不同的刚度和载荷要求并且因此具有不同的厚度。

在一个方面中，托架12可以具有“无极可变”的厚度。在该解决方案中，CAE建模可以对各个区带以及在每个区带18处的相对于基线厚度的优选厚度进行识别。在一个示例中，托架12可以具有范围从1mm至5mm的厚度。可以使用基于刚度的优化程序来确定厚度。最小厚度可以是1mm，使得CAE建模确定在哪些区带18中厚度应该相对于最小厚度增加。具有不同厚度的区带18的尺寸和形状可以取决于建模。在一个示例中，用于不具有可变厚度的类似托架的基线参照质量可以是25kg，而利用基于刚度的建模和托架12的无极可变厚度、可变厚度的托架12的通过CAE建模确定的最终质量是18.6kg，使得实现了6.4kg的质量节省。整体重量的减少是由于传统的托架在不需要额外的厚度的区域或区带18中具有这种额外的厚度，使得基线厚度相对于可变厚度托架而言高于必要的厚度。可变厚度托架12可以具有比传统的托架相对更低的基线厚度而在选择的位置中具有增加的厚度，由此需要更少的材料并且导致更低的整体重量。在若干结构方面敏感区带中，还添加有附加材料的选择位置包括沿着成形的金属片材的半径。

在相关的示例中，可以基于FEA结果使用CAD建模。在这个示例中，小于1.5mm的厚度可以设定为1mm，介于1.5mm至2.5mm之间的厚度可以设定为2mm，介于2.5mm至4.5mm之间的厚度可以设定为3.5mm，并且大于4.5mm的厚度可以设定为5mm。因此，托架12的规格范围仍然介于1mm与5mm之间，但具有特定的阶梯式厚度以考虑处理CAE模型的结果的不同范围。在该解决方案中，基线参照质量是25kg(与上文相同)，并且CAD模型的最终质量是20.7kg，实现了4.3kg的质量节省。因此，仍存在相对于初始基线实现的质量节省，尽管相较于“无极可变”的厚度而言该质量节省更少。

在以上CAD建模示例中，托架12的厚度可以以具有固定厚度的层构建，从而导致在不同的区带18之间的厚度的阶梯式差异。

当然，应当理解的是，虽然无极可变的厚度是优选的，但实际上，基于多个范围的局部化厚度可能更容易实现。如下文进一步描述的，一种使局部区带中的厚度增加的解决方案可以使用补片20来实现。

参照图2，示出了多个补片20，所述多个补片20施加至托架12以使托架12的选择位置处的厚度增加。补片20可以具有变化的厚度，这取决于托架12的面板14或部分的所指定区域的所期望的总厚度。补片20可以经由完全接触结合(区域熔合)而结合/熔合/一体化至材料基片23，使得补片20可以用来使特定区域局部地加厚。在这方面，由金属制成的补片20放置并且结合在母板(也称为片材或基片)上。应当理解的是，可以利用各种类型的完全接触结合来将补片20结合至基片23。

在一个方面中，基片的厚度可以是形成托架12的面板部分的材料片材的最小规格，该最小规格也可以称为基线厚度。在以上(具有1mm至5mm的范围)示例中，面板22的厚度可以是1mm。补片20的厚度可以是所期望的规格或厚度与基板22的厚度之间的差。因此，在以上示例中，对于将期望使用2mm厚度的区带18，补片20可以是1mm厚并且施加至1mm基片23。对于5mm厚的区带18，补片20可以是4mm厚并且施加至1mm基片23。各种其他的补片厚度可以用在其他区带18中。在较厚的补片20的情况下，相对于基线厚度的厚度的阶梯式差异大于较薄补片20的情况。厚度的阶梯式差异可以通过将多个补片20层叠在彼此之上来减少、缓和或过渡，其中，这些补片具有不同的周边尺寸或表面区域。图8至图10示意性地图示了补片的不同布置和数目，这在下面将进行更详细地描述。

在一个方面中，多个补片20可以以堆叠的方式施加以达到期望的总厚度。例如，对于5mm的区带，四个1mm厚的补片20可以施加至1mm厚的基片23。补片20的边缘或相邻的堆叠层可以相对于彼此偏移，由此允许从区带18的基线厚度至最大厚度的缓和的过渡。

因此，在局部区域中使用补片20使得能够产生在各个位置具有可变的厚度的零件、部件或子框架、比如托架12。补片20可以用于使子框架或托架12的各个部分局部地加厚。通过将限定的刚度目标用于托架12，补片等级和元件(较小的离散化结构单元)等级规格优化可以用于对可以受益于变化的厚度的子框架或托架12的区域或区带18进行识别。因此，如果单个区域或区带18需要增加的规格或厚度，则可以使其局部地加厚而不是必须使整个部件的规格或厚度增加，由此在整体质量上节省并且提高产品性能。

根据对该解决方案的分析，当使用补片20使区带18相对于基线厚度局部地加厚时，周边型托架12可以节省约8％的质量，并且k-框架型托架可以节省1％至5％的质量。对于具有范围从1.6mm至5mm的规格的无极可变规格或厚度设计，周边式托架12可以节省14％的质量，而k-框架托架12节省约11％的质量。当然，相对于传统托架的特定重量节省取决于传统托架设计的实际重量以及整个托架12上的部件的特定布局。然而，如图示的，相对于传统托架的某种程度的重量节省可以通过相对于减小的基线厚度选择性地增加厚度来实现，这通过本公开而可行。

在另一示例中，当对托架12建模使得具有基于刚度的优化但具有1.6mm至5mm而不是1mm至5mm的规格范围时，识别出更少的厚度增加的区带18。相对于先前示例中的1.0mm，基线厚度在该解决方案中更厚为1.6mm，因此要求需要具有增加的厚度的区域更少。在无极可变的解决方案中，仍然存在多个必须具有增加的厚度的区带18。再次，托架12的基线质量为25kg，而无极可变托架12的质量在这种情况下减少至21.4kg，从而实现了3.6kg的质量节省。

在另一示例中，可以使用利用补片20改变托架12的厚度的另一解决方案。在该解决方案中，规格的范围在1.0mm至5mm之间。托架12基于平均厚度被分割成多个区带18。基线质量为25kg，而该解决方案所产生的质量为22.7kg，从而实现了2.3kg的质量节省。最小厚度为1.0mm，而围绕托架12设置各种不同的厚度，最高达5mm的厚度。其他区带18的厚度介于1mm至5mm之间。在该解决方案中，使用单个补片20来达到总厚度，而不同补片20具有不同的厚度。

在上述的模型中，将可变厚度托架的结果与基线质量进行比较。基线质量基于所图示托架12的小于4mm的“原始”厚度。当对用于可变厚度托架12的期望厚度建模时，最大厚度可以设定为原始厚度或可以设定为比原始厚度更大的最大厚度。针对部件的相同的给定布局，比原始厚度更大的最大厚度允许可变规格托架12在需要的区带18中提供附加的厚度和强度。在传统的托架中，与可变规格的最大厚度对应的厚度将导致托架12过重。

当用基于原始厚度的最大厚度建模时，产生的必要厚度几乎不可变化，因为结构优化过程不会在某些区域中添加更大的厚度。因此，在其他区域中添加附加的厚度以进行补偿。

当用高于原始厚度的最大值、例如用4mm的最大厚度建模时，整个托架12上的厚度可以更多地变化，因为需要的区域可以专门地处理，并且因此其他区域可以具有进一步减少的厚度。

例如，在基线质量为25kg的情况下，当范围为0.0mm至4mm时，CAE建模所得的质量低于基线。当范围为0.0至原始厚度时，CAE建模所得的质量低于基线。

在另一示例中，使用k-框架型托架12的CAE模型。厚度的范围为1.005mm至5.8mm。托架12的大部分具有最小厚度，而多个不同区带18具有较高的厚度。特别地，套筒16(比如图1中所示出的那些套筒)以最大厚度表示。该托架12的基线质量可以是20.0kg，其中，CAE建模所得的质量是16.3kg，从而实现了3.7kg的质量节省。

在k-框架型托架12的又一模型中，规格的范围为1.6mm至5mm。在该示例中，托架12的更大的部分具有最小厚度，其中，相对于先前示例更少的区带18具有增加的厚度。同样，套筒16可以具有最大厚度。基线质量为20.0kg，并且该模型产生17.7kg的质量，从而实现了2.3kg的质量节省。

因此，鉴于上述情况，可变规格托架12可以通过使局部区域或区带18具有增加的厚度来提供典型托架的必要刚度，但使质量减小。增加的厚度可以比传统托架的原始厚度更大，从而允许其他区域中的厚度减小。

因此，托架或子框架可以包括限定托架12的形状的相互连接的多个面板14，例如，如图2中所示出的。面板14可以具有沿着面板14的第一部分设置的第一厚度，其中，第一厚度是托架12的最小厚度，该最小厚度由材料基片23限定。当提及托架12的厚度时，应当理解的是，该厚度是参照面板结构或托架结构的壁而言的。托架12可以由接合在一起以限定中空梁形状或类似结构的多个材料片材组成，并且所描述的厚度通常是参照限定中空结构的壁结构而言的。面板14还可以包括设置在面板14的第二部分处的第二厚度。面板14还可以包括设置在面板14的第三部分处的第三厚度，其中，第三厚度是托架12的中间厚度。第二厚度可以比第一厚度和第三厚度更大。在一个方面中，第二厚度和第三厚度由施加至材料基片15的补片20来限定，使得基片23和补片20(多个补片20)的组合厚度限定了面板14的厚度以及层叠的补片20的位置。

在另一方面中，除附加的材料片材之外，托架12的可变厚度可以通过其他制造方法来实现。例如，可以使用金属沉积技术、比如冷喷涂或烧结(增材制造方法)、来增加托架12的已识别的局部区带18的厚度。附加的材料可以构建在材料基片23上并且可以限定补片20。

在另一方面中，上述可变规格或厚度可以应用于车辆的除托架12之外的其他结构部件。例如，可变规格的解决方案可以应用于框架纵梁、B柱等。

鉴于上述情况，并且参照图2至图7，示出了托架12的一个示例，托架12具有根据通过建模确定的在不同区带18处的增加的载荷容限而设置在各个不同位置处的补片20。补片20的位置是下述位置：在这些位置中，增加的厚度被确定为是理想的以考虑解决增加的载荷或刚度要求。

图2中所示出的托架12可以被认为是泛指的子框架部件，其以周边式托架的形式示出。托架12被示出为具有关于前后方向的大致对称的形状并且包括第一侧部部分13和第二侧部部分13。如所示出的，侧部部分13具有大致对称的布置。侧部部分13经由侧向延伸的支承梁15和前部部分17而连接。围绕托架12设置的补片20也被图示为对称地设置。

托架12还包括从前部部分17向外延伸的一对端部补片19。端部补片19包括构造成与附加的车辆结构相匹配的支承套筒16。托架12形成大致封闭的环并且包括由封闭的环形状限定的开放空间。

侧部部分13还包括构造成与附加的车辆结构相匹配的支承套筒16。在本文中描述的部分13、15、17可以呈大致中空结构的形式，该大致中空结构由成形的金属片材部分构成的组件形成，并且部分13、15、17也可以大致描述为面板部分14。例如，如图6和图7中所示出，每个侧部部分13可以包括附接至下部片材13b的上部片材13a以限定梁形状的中空结构。类似地，侧向延伸的支承梁15可以具有接合在一起以形成中空结构的上部部分和下部部分。托架12的各个面板和片材可以经由焊接或类似的材料接合工艺而接合在一起。在另一方面中，梁结构可以是被弯曲以限定中空结构的单一片材。在任何情况下，补片20可以施加具有第一厚度从而限定最小厚度或规格的材料基层或材料基片，其中，补片20使对应位置处的结构的厚度和刚度选择性地增加。

托架12的中空结构可以提供稳健的结构同时还减少重量，并且如果需要，托架12还可以提供用于各种布线或其他线路的导管。托架12的中空结构还可以包括开口25、比如图5中示出的进入开口25(在图6和图7中示出了开口25的横截面)。

图6和图7图示出了托架12的中空结构以及开口25的示例，图6和图7分别是其中一个侧部部分13的横截面图。图6图示了在横截面的位置处施加有补片20的托架12。在横截面位置处的上部部分13a包括具有第一厚度的上部基片23。第一厚度可以与侧部部分13、特别地上部部分13a和下部部分13b的最小期望厚度大致对应。在一个方面中，上部部分13a和下部部分13b具有相同的第一厚度。在一个方面中，第一厚度可以是1mm。将补片20施加至侧部部分13的上部部分或下部部分可以由此使上部部分和/或下部部分的所需位置处的厚度选择性地增加。应当理解的是，补片和基片的各个厚度可以相对于彼此不同，其中，在任何特定区域或横截面中的总厚度是这些区域中的材料的堆叠厚度的组合。

托架12在各个位置处的总厚度取决于围绕托架12设置的补片20的尺寸、形状和数目。补片20可以定尺寸和定形状成与托架12的待设置有补片20的位置处的形状和/或曲率对应。例如，如在图6和图7中所示，补片20的曲率包绕并且匹配上部部分13a和下部部分13b的曲率和轮廓。

图7类似于图6，其图示了相同的横截面，但其中，图7图示了与上部部分13a和下部部分13b间隔开的补片20。如所示出的，补片20可以具有与其上放置有补片20的上部部分13a和下部部分13b类似的轮廓，使得可以实现材料之间的紧密配合和充分的表面结合。

取决于形成托架12结构的壁的面板或片材25的基本厚度，补片20的厚度和分布可以不同以用于处理预定的载荷分布。换句话说，如果给定了在整个给定托架12形状上的部件的预定分布，则更大的基本厚度可以具有更少的补片20，但是可能具有增加的重量。例如，如果基片是2mm而不是1mm，则用于使特定位置处的厚度增加的补片20将不会被使用，并且补片20可以仅在需要大于2mm的厚度的位置处使用。托架12的壁的基本厚度或最小厚度的确定可以根据所需厚度的范围来调整。例如，由于待用于覆盖托架12的剩余部分的补片20的数目增加，下述厚度范围可能不再需要，在该厚度范围中，最小厚度仅存在于托架12的仅较小百分比的范围内。然而，当最小厚度存在于托架12的较大百分比的范围内时，则很可能在不需要额外厚度的区域中存在额外厚度，从而使托架12的重量增加。

在图8至图10中示出了这种概念的示例。在图8中，面板14包括具有第一厚度的基片202。在片材202上设置有具有第二厚度的补片220，其中，补片220具有相对较大的表面区域。第一厚度和第二厚度在补片220的区域中相结合以限定面板14的第二总厚度。

在图9中，基片206的厚度比片材202的厚度小。如图所示出，可以使用地形化分布，并且附加的补片220a、220b、220c可以层叠在彼此的顶部上，其中，每个补片具有不同的表面区域，以在面板的不同区域或区带上产生厚度的地形化分布。补片220a、220b、220c中的每个补片的厚度均可以不同，或者补片220a、220b、220c可以具有相同的厚度。通过具有可变的补片厚度，可以使用更加地形化和更定制化的分布。通过使用均匀的厚度，地形化分布可能不太精确，但是仍能提供显著的质量节省。由于片材206具有相对于片材202减小的厚度，沿着片材206的左侧部设置有补片220d。片材202不包括沿其左侧部的补片，因为其增加的总厚度提供了必要的刚度。

图10图示了地形化分布的又一示例，其具有降低的规格限制。例如，在图的右侧部上，相对于图9中所示出的三个补片220层，四个补片320a、320b、320c、320d被示出为相堆叠。

图11和图12图示了较大补片的又一示例，该较大补片布置成与图9和图10的地形化补片类似、具有减小的表面区域并且彼此叠覆。在该示例中，使用多个补片并且该多个补片限定厚度的阶梯式差异。补片251和252层叠在彼此的顶部上，其中，补片252小于补片251。补片253是单个层，并且设置在与补片251、252分离的区域中，使得补片253不重叠。因此，在该示例中，在整个面板250上分布四个不同的厚度，其中，基层254限定最小厚度。

图13至图16图示了地形化分布的又一示例以及补片之间的阶梯式过渡与缓和的过渡之间的比较。在该示例中，面板260包括基层261，并且补片262、263、264、265堆叠在一起，其中，使面板的具有不同厚度的表面区域根据在叠加层内的位置而减小。补片266与补片262至265分离开并且不重叠，并且补片266是单个层。在该解决方案中，限定有六个不同的厚度，并且相对于较大的矩形阶梯部而言，和面板厚度的分布更加定制化。

图15图示了将层之间的过渡平滑化并且层之间的过渡大体上不可区分的情况。换句话说，补片层并非阶梯式的。图16示出了可变的厚度，其图示了平滑化的过渡而没有特别地示出层。

如前面所描述，托架12可以呈k-框架托架的形式。在图17至图21中图示了这种k-框架托架412的示例，图17至图21图示了在特定区域中覆盖有补片420的基片423的各个视图。k-框架托架412可以以类似的方式与托架12相似，托架412包括套筒416或其他安装结构以用于附接至其他的车辆部件。托架412的各个部段的上部部分和下部部分可以接合在一起以产生中空结构。补片420的形状和曲率可以与形成托架412的部分或面板的基片423的形状和曲率对应。

应当理解的是，出于增加刚度的类似原因，许多其他结构部件可以具有施加至该结构部件的补片。结构——包括本文描述的托架——不一定是中空结构。单个实心片材或其他结构形状可以用于安装结构，其中，设置在安装结构上的补片根据需要选择性地增加厚度。

显然，本发明的许多修改和变型根据上述教导是可能的，并且可以在所附权利要求的范围内以不同于具体描述的方式下来实践。这些先前的叙述应被理解为涵盖本发明的新颖性发挥其效用的任何组合。装置权利要求中使用的词语“所述”是指意在包括在权利要求的范围内的肯定叙述的先行词，而词语“该”在不意在包括在权利要求范围内的词之前。

Claims (20)

1.一种用于车辆的结构框架，所述结构部件包括：

相互连接的多个面板部分，所述面板部分限定所述框架的形状；

其中，每个面板部分均具有可变的厚度；

其中，所述面板部分在第一区带处具有第一厚度并且在第二区带处具有第二厚度；

其中，所述第一厚度限定所述面板部分的最小厚度；

其中，所述第二厚度限定所述面板部分的最大厚度；

其中，所述第一厚度由第一材料片材限定；

其中，所述第二厚度由所述第一材料片材和与所述第一材料片材附接的至少一个补片限定。

2.根据权利要求1所述的框架，其中，所述第二厚度由一起堆叠在所述第一片材上的多个补片限定。

3.根据权利要求1所述的框架，其中，所述面板部分在第三区带具有第三厚度，其中，所述第三厚度介于所述最小厚度与所述最大厚度之间。

4.根据权利要求3所述的框架，其中，所述第三厚度由比所述第二厚度更少的补片限定。

5.根据权利要求1所述的框架，其中，所述面板组合成限定一个或更多个中空结构。

6.根据权利要求5所述的框架，其中，所述中空结构包括附接至下部部分的上部部分，其中，所述上部部分和所述下部部分至少由一材料片材限定。

7.根据权利要求1所述的框架，其中，所述面板部分限定弯曲的横截面轮廓。

8.根据权利要求1所述的框架，其中，所述至少一个补片限定与所述至少一个补片所附接的所述面板部分的所述弯曲的轮廓相对应的弯曲的轮廓。

9.根据权利要求1所述的框架，其中，所述至少一个补片经由全表面结合而附接至所述面板部分。

10.根据权利要求3所述的框架，其中，所述第二区带设置在所述第三区带的周边内。

11.根据权利要求1所述的框架，其中，所述框架是周边式托架，所述周边式托架限定封闭的环和在所述封闭的环内的开放空间。

12.根据权利要求1所述的框架，其中，所述框架是k-框架。

13.一种制造用于车辆的可变规格的结构部件的方法，所述方法包括以下步骤：

提供所述结构部件的面板部分，所述面板部分至少包括具有第一厚度的由金属制成的第一片材，其中，所述第一厚度是所述面板部分的最小厚度；

将由附加金属材料制成的至少一个补片附接至所述第一片材并且限定所述面板部分的第二厚度，其中，所述第一厚度设置在所述面板部分的第一区带中并且所述第二厚度设置在所述面板部分的第二区带中；

其中，所述第二区带具有比所述第一区带更大的刚度。

14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个补片呈由金属材料制成的片材的形式。

15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个补片通过金属沉积而沉积并附接到所述面板部分上。

16.根据权利要求13所述的方法，其中，所述至少一个补片包括第一补片和第二补片，其中，所述第一补片叠覆在所述面板部分上，并且所述第二补片叠覆在所述第一补片上。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述第二补片具有比所述第一补片更小的覆盖面积。

18.根据权利要求13所述的方法，其中，所述面板部分包括第二片材，所述第二片材附接至所述第一片材从而在所述第一片材与所述第二片材之间限定中空结构。

19.一种车辆子框架，所述车辆子框架用于将车辆部件安装至所述车辆子框架，所述车辆子框架包括：

相互连接的多个框架部分，所述框架部分包括上部部分，所述上部部分附接至下部部分从而在所述上部部分与所述下部部分之间限定中空空间；

其中，所述上部部分或所述下部部分中的至少一者具有可变的厚度；

其中，所述可变的厚度包括至少第一厚度和第二厚度；

其中，所述第一厚度限定与第一材料片材的厚度对应的基本厚度；

其中，所述第二厚度包括所述第一材料片材和附接至所述第一片材的附加材料层。

20.根据权利要求19所述的车辆子框架，其中，所述第二厚度包括叠覆在所述第一材料片材上的多个材料层，其中，后续材料层与所述后续材料层被设置于其上的层相比具有更小的表面区域。

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