专利名称：车辆的车体构件，尤其是b柱的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种车辆的车体构件，尤其是B柱。
背景技术：
在车体结构的热接合方法中，在装配面板的凸缘时，通常使用例如电阻点焊，并经常结合粘接方法或激光焊接。然而，为了加强例如A柱和B柱的部件，越来越多地使用有时具有较大金属板厚度的高强度和超高强度钢，这使其难以连接到相当薄的外壁。在混合结构的焊接中遭受到类似程度的困难，例如，在钢/轻合金结构的焊接中。金属板厚度比以及使用的材料的电阻值差异往往完全不容许通过电阻点焊的优质焊接，为此必须频繁地借助于实质上更困难并且在设备方面更昂贵的激光焊接。此外，在面板焊接中，尤其是对于车体结构使用的热轧钢材，在焊接金属区和/或焊接的热影响区产生局部的材料缺陷。这可能在材料性能上有负面影响，例如，在发生事故时，由于极端受力时的撕扯导致突然破裂。
发明内容
本发明的目的是提供一种通用型车体构件，通过较不复杂的手段和更节约的材料连接该车身构件的凸缘。根据本发明，通过以下技术方案实现所述的目的及其有益的改良:一种车体构件，尤其是B柱，其中，具有外板和被围绕的面板，外板和该被围绕的面板通过相应的凸缘侧面连续地连接在一起，其中，尤其是通过折边和卷边接合，一个面板的凸缘围裹另一个面板的凸缘以至少在一些部分形成正向互锁。进一步地，所述被围绕的面板是具有加强板凸缘的加强板。进一步地，另外的所述被围绕的面板是具有内板凸缘的内板。进一步地，外板凸缘与一个或多个被围绕的面板的凸缘粘接在一起。进一步地，内板凸缘至少在某些部分相对于其他两个凸缘横向地后缩，并且尤其通过激光焊接连接到加强板。进一步地，加强板凸缘至少在某些部分相对于其他两个凸缘横向地后缩，并且尤其通过激光焊接连接到内板。进一步地，内板凸缘在某些部分凹进，并且连接到加强板凸缘的未凹进区域。进一步地，在内板凸缘的凹进区域，外板凸缘至少部分地围裹加强板凸缘。进一步地，其特征在于，所述车体构件安置于车辆门洞。进一步地，至少一个车体构件的凸缘围裹形成正向互锁以接受车门密封条。由于一个面板凸缘围裹另一个面板凸缘以至少在一些部分形成正向互锁，尤其是通过折边或者卷边接合，所述目的可以简单地实现。正向互锁的围裹避免了凸缘的热应力。此外，外板凸缘的围裹能够有益地在这一点上产生结构加强。由于外板和加强板的设计和/或由于例如铝基或镁基合金等轻合金制造的面板所使用的材料，由此产生的不同金属板厚度的面板也可以有益地连接在一起而不会有任何问题。此外，围裹避免了暴露往往很锋利的面板或面板凸缘的修剪边缘，而改为能够将其隐藏起来，使其被外部的圆形弯折安全地保护起来。从而可以避免伤害的危险，尤其是当在车辆的车门入口区域执行装配工作时。此外，由于凸缘的锋利的边缘末端的隐藏或者弯折，配备的挡风雨条或密封条可以更容易地并且没有伤害危险地安装到连接在一起的凸缘。最后，正向互锁的围裹方法也并不复杂并且节约成本。此外，作为一种连接方法，正向互锁围裹特别地适合于车体结构中的混合结构，例如钢/铝，钢/镁，钢/纤维复合材料，以及铝/纤维复合材料。即使在具有碳纤维或者玻璃纤维强化结构作为加强板或作为外板的面板的混合结构中，借助于围裹冷成型外板或者加强板以形成正向互锁，这样的面板也可以连接到冷成型外板或者加强板。可以通过辊压接缝执行正向互锁围裹，例如将凸缘辊压在一起。也可以执行为凸缘厚度加倍形式的弯折，一个面板凸缘的弯折接受另一个面板凸缘的弯折。这也可以称为折边或者压边。通过围裹，凸缘至少在一些部分可以围绕其他凸缘弯折，或者，例如在连接两个以上凸缘的情况下，围绕其他多个凸缘弯折，从而侧面地围绕该一个/多个凸缘，以使其两侧地支承于围裹的凸缘，或者其顶部和底部支承于一叠围裹的凸缘，以形成正向互锁。通过折边或卷边接合将一个面板连接到另一个，与电阻点焊所需的凸缘长度相t匕，能够显著地减少必需的凸缘长度，因此，例如每个相关的车门入口区域可以设计为更大。在车体构件的可选择的实施例中，内板凸缘可以围裹外板凸缘以形成正向互锁。例如，如果外板凸缘不适合于折边，这可能是必要的。可以在内部的外板凸缘和其他凸缘之间提供有利于减振和/或隔音的塑料材料。除了正向互锁围裹以外，外板凸缘和加强板凸缘可以至少在一些部分粘接在一起。这是为了进一步提高连接的刚性，尤其是扭转刚性。此外，可以实现改善隔音效果。在弯折之前，可以至少在凸缘的某些部分内部施加粘合剂。在弯折该凸缘时，胶粘剂可以坚固地压靠在其他凸缘上。因此，胶粘剂粘接用于填充凸缘之间的压边或弯折区域产生的任何缝隙。因此，作为面板之间的弹性材料，胶粘剂一旦固定之后有助于减振和/或隔音。胶粘剂材料可以是结构胶粘剂，尤其是有利于改善缝隙填充的填充结构胶粘剂。这进一步提高了车体构件的整体刚性和强度。可以以液体、糊剂、或者预制的贴片料带的形式施加胶粘剂材料。在车体构件的有益的实施例中，其可以包含内板，该内板具有用于连接至少一个其他面板的至少一个凸缘。可以优选地在某些部分执行该连接，尤其通过围裹的正向互锁连接。例如，至少在一些部分，内板凸缘相对于其他两个凸缘可以安置为向内偏移。在内板凸缘相对于其他两个凸缘安置为向内偏移的区域，内板凸缘可以尤其通过激光焊接连接到加强板。与通常较薄的外板相比，加强板和内板凸缘可以具有类似的壁厚度，因此可以通过焊接实现加强板和内板凸缘良好连接。此处，如以上所述地，外板凸缘可以侧面地围裹加强板凸缘以形成正向互锁。在加强板和内板具有较大金属板厚度的情况下，这种通过使外板凸缘围裹加强板凸缘形成正向互锁以及通过将加强板凸缘和内板凸缘焊接在一起的组合连接特别有利。
在另一个实施例中，至少在一些部分，加强板凸缘相对于其他两个凸缘可以安置为向内偏移。在加强板凸缘相对于其他两个凸缘安置为向内偏移的区域，加强板凸缘可以尤其通过激光焊接连接到内板凸缘。内板凸缘可以与加强板凸缘重叠并且平靠外板凸缘，该外板凸缘通过翻转弯折以正向互锁围绕内板凸缘。在车体构件的优选实施例中，外板凸缘尤其通过压边可以围裹加强板凸缘和/或内板凸缘以至少在一些部分形成正向互锁。在外板凸缘围裹内板凸缘以至少在一些部分形成正向互锁的车体构件的实施例中，加强板凸缘相对于其他两个凸缘可以至少在一些部分安置为向内偏移，外板凸缘在该部分压边围绕内板凸缘。在车体构件的另一个实施例中，内板凸缘的某些部分可以凹进并且连接到加强板凸缘未凹进的部分。内板凸缘和加强板凸缘可以粘接在一起，在车体构件的优选实施例中，外板凸缘和内板凸缘可以至少在一些部分交替地凹进。如果外板凸缘和内板凸缘(在不同情况下优选为其未凹进部分)交替地围裹加强板凸缘以形成正向互锁，可以产生机械优势。外板凸缘可以围裹，尤其是压边围绕，加强板凸缘和/或内板凸缘以至少在某些部分形成正向互锁。加强板凸缘和内板凸缘安置为彼此平展地接触。由于通过这种方式所有三个凸缘可以在一次操作中连接在一起，车体构件的这一实施例是有益的。其可以特别有利地用于凸缘具有较小的整体厚度的情况。
以下参照附图中示出的车体构件的数个实施例详细地阐述本发明，其中:图1示出了实施为B柱的车体构件的内部视图；图2示出了根据图1中绘出的细部X的放大细节图，其具有通过压边侧面连接的凸缘；图3a和3b每个示出了未卷边接合和最终卷边接合的凸缘根据图2中的截面轮廓A-A的局部剖视图；图4a到4d每个示出了根据图2中的截面轮廓A-A的局部剖视图，其具有凸缘压边的可选设计变体；图5a和5b每个示出了根据图2中凸缘连接的截面轮廓A-A的局部剖视图，其作为根据图3的方法的两个步骤的替换；图6示出了根据图1中绘出的细部X的放大细节图，其具有不同的连接区域；图7a和7b每一个不出了根据图6中的截面轮廓B-B或截面C-C的局部剖视图；图8示出了可选的凸缘连接根据图6的截面B-B的局部剖视图；图9示出了车门入口区域的具有成形车体构件的侧壁的侧视图；以及图1Oa到IOd示出了贯穿图9的车体构件的剖面图。附图标记列表I B 柱2 车体构件3 外板4 内板
5加强板6外板凸缘7加强板凸缘8内板凸缘9焊接区域10胶粘剂11缝隙12.1第一连接区域12.2第二连接区域13侧壁14车门入口区域15A 柱16顶架17B 柱18侧壁19挡风玻璃20顶板21底板I纵向范围f凸缘长度
具体实施例方式图1到8示出了车体部件2的不同视图、局部剖视图以及细部图，车体部件2在此处实施为B柱I。尤其从根据图3、4、5、和7的局部剖视图中可以看出，车体构件2包括外板3、内板4以及安置在外板3和内板4之间的加强板5，面板3到5通过各自的凸缘6到8侧面彼此接触地连接，即通过外板3的外板凸缘6、内板4的内板凸缘8、以及加强板5的加强凸缘7，其中，例如外板凸缘6至少围裹加强凸缘7以形成正向互锁。图3a和3b以两步骤的方法阐明围裹，尤其是压边的过程，图3a和3b每个是根据图2的截面轮廓A-A的局部剖视图，图3a展示了准备用于折边并且在其末端弯折的外板凸缘6。在本方法的进一步的步骤中，外板凸缘6围绕相接触的凸缘7和8被折边或者弯折，直到外板凸缘6的底部倚靠内板凸缘8，从而围裹其他两个凸缘7和8以形成正向锁定。
图4a到4c每个参照根据图2的相同截面轮廓A-A的局部剖视图示出了设计变体的简图。如图4a所示，在此情况下通过先前的截短，内板凸缘8相对于其他的凸缘6、7横向地后缩，外板凸缘6单独围裹加强板凸缘7以形成正向互锁。此外，图4a中，内板凸缘8与加强板凸缘7通过焊接点9相互连接。在图4b中，在此情况下通过先前的截短，加强板凸缘7相对于其他凸缘6、8横向地后缩，因此外板凸缘6单独围裹内板凸缘8以形成正向互锁。如图4a，内板凸缘8和加强板凸缘7同样地通过焊接点9连接。在图4c中，外板凸缘6和加强板凸缘7被内板凸缘8围裹。在此变体中，内板凸缘8向外压边；折边的方向不同于先前所示的变体。图4d示出了通过外板凸缘6对加强板凸缘7的压边，加强板凸缘7是构件型材22的一部分，构建型材22是例如通过液压成型、通过注塑成型或者作为纤维复合材料部件生产。因此加强板4和内板5整体成形为构架型材22的一部分。其有益地可以结合多个面板部分的不同材料。面板构件22可以由铸铝材料组成，而外板3由钢组成。图5a和5b示出了用于连接凸缘6_8的方法的进一步变体，其类似于图3a和3b所示方法的变体，此处凸缘6-8额外地粘接在一起。为此目的，在按照图5b完全弯折之前，将胶粘剂10施加到外板凸缘5内侧，并且，当外板凸缘弯折时，在此情况下胶粘剂10黏附地分布在加强板凸缘7上部和内板凸缘8下部。胶粘剂10在这里表现为结构胶粘剂的形式，其也用于填充图5b所示的缝隙11。图6示出了车体构件2的另一实施例的侧视图，此处表现为B柱I的形式，在B柱I的纵向范围I相互交替地排列的两个不同的连接区域安置为横向于凸缘，该两个不同的连接区域为第一连接区域12.1和第二连接区域12.2。图7a中清楚地显示，在第一连接区域12.1，通过电阻焊接将加强板凸缘7和内板凸缘8焊接在一起，图7a是根据截面轮廓B-B的剖面表示图并且勾画了焊接区域9。从根据截面轮廓C-C的图7b的剖面表示图中可以看出，在第二连接区域12.2，内板凸缘8相对于其他凸缘6、7横向地后缩，也就是说，内板凸缘8在第二连接区域12.2凹进。在第二连接区域12.2，外板凸缘5围裹加强板凸缘7以形成正向互锁，同时，内板凸缘8保持不连接并且内侧地倚靠在加强板凸缘7。这是可能的，因为内板凸缘8在第一连接区域12.1连接到加强板凸缘7。从而，以交替的次序，内板凸缘8在第一连接区域12.1连接到加强板凸缘7，而加强板凸缘7与外板凸缘5在第二连接区域
12.2相互连接。设置连接区域12.1和12.2的区域尺寸较小，在B柱I的纵向范围I存在凸缘6-8之间的这些不同连接的快速交替，其整体上容许凸缘6-8之间的良好连接。图6中的车体构件2的进一步的实施例由图8放大示出的截面D-D表示。与根据图7a的车体构件2的实施例相比，内板凸缘8在第一连接区域12.1相对于其它两个凸缘
6、7后缩并且焊接到内板凸缘8，并且，内板凸缘8在第二连接区域12.2凹进，因此外板凸缘6具有更长的围裹。从而实现通过外板凸缘6对加强板凸缘7连续围裹，导致连续折边的边缘。这不仅有利于连接的强度，同样也有利于防止伤害和使边缘耐腐蚀。图9示出了车门入口区域的具有多个车体构件的侧壁13的侧视图，在其中的每一个中可以有利的实施上述的连接凸缘6到8的各种可能的方式。挡风玻璃区域的A柱15、后车门区域的顶架16、B柱17以及侧梁18在此处实施为本发明的车体构件。图1Oa到IOd示出了贯穿图9的车体构件的示意剖面。在所有情况下，均匀的外板3的外板凸缘6围绕加强板凸缘7和内板凸缘8折边。与外板3相比,加强板4和内板5并不均匀，而且在每个不同的车体构件15到18是不同的面板。图1Oa示出了贯穿挡风玻璃19区域的A柱15的截面A_A，图1Ob示出了贯穿具有顶板20的顶架16的截面B-B，图1Oc示出了贯穿B柱17的截面C-C，图1Od示出了贯穿具有底板21的侧梁18的截面D-D。
权利要求
1.一种车体构件(2)，尤其是B柱(I)，其特征在于，具有外板(3)和被围绕的面板，夕卜板(3)和该被围绕的面板通过相应的凸缘侧面连续地连接在一起， 其中， 尤其是通过折边和卷边接合，一个面板的凸缘围裹另一个面板的凸缘以至少在一些部分形成正向互锁。
2.根据权利要求1所述的车体构件(2)，其特征在于，所述被围绕的面板是具有加强板凸缘⑵的加强板(5)。
3.根据权利要求2所述的车体构件(2)，其特征在于，另外的所述被围绕的面板是具有内板凸缘⑶的内板⑷。
4.根据前述权利要求中任一项所述的车体构件(2)，其特征在于，外板凸缘(6)与一个或多个被围绕的面板的凸缘粘接在一起。
5.根据权利要求3或4所述的车体构件，其特征在于，内板凸缘(8)至少在某些部分相对于其他两个凸缘(6，7)横向地后缩，并且尤其通过激光焊接连接到加强板(5)。
6.根据权利要求3或4所述的车体构件，其特征在于，加强板凸缘(7)至少在某些部分相对于其他两个凸缘(6，8)横向地后缩，并且尤其通过激光焊接连接到内板(4)。
7.根据权利要求3或4所述的车体构件，其特征在于，内板凸缘(8)在某些部分凹进，并且连接到加强板凸缘(7)的未凹进区域。
8.根据权利要求7所述的车体构件，其特征在于，在内板凸缘(8)的凹进区域，外板凸缘(6)至少部分地围裹加强板凸缘(7)。
9.有前述权利要求中任一项所述的车体构件的机动车辆的侧壁，其特征在于，所述车体构件安置于车辆门洞。
10.根据权利要求9所述的侧壁，其特征在于，至少一个车体构件的凸缘围裹形成正向互锁以接受车门密封条。
全文摘要
本发明涉及一种具有外板(3)和加强板(5)的车体构件(2)，尤其是B柱(1)，该外板(3)和加强板(5)的侧面通过相应的凸缘(6,7)接触地连接在一起。外板凸缘(6)尤其是通过压边围裹加强板凸缘(7)以至少在某些部分形成正向互锁。
文档编号B62D25/04GK103085886SQ20121043171
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月1日 优先权日2011年11月2日
发明者亨里克·休恩 申请人:福特全球技术公司