分体式加强板、车辆天窗组件和车辆的制作方法

本实用新型涉及加强板领域、尤其车辆天窗加强板，具体而言，涉及一种分体式加强板、具有所述分体式加强板的车辆天窗组件和具有所述分体式加强板和/或所述车辆天窗组件的车辆。

背景技术：

传统车身结构件多采用钢板，新能源汽车为满足轻量化需求，在保证车身强度和安全性能的前提下大多采用铝（合金）板作为结构件。

参考图1，其示出了根据现有技术的一体式天窗加强板的一种实施方式的示意图。目前传统天窗加强板通常采用一体式的结构，使得其材料利用率极低并进而导致天窗加强板成本较高，这是因为天窗加强板是环形结构，中间部分是空的，故制造一体式天窗加强板的原料需要一整块大板材（板材尺寸大于加强板尺寸）。在冲压拉延时，板料中间部分出现褶皱，使得其没法再次利用，故传统一体式的天窗加强板材料利用率超级低，通常为约40%左右，并且传统天窗加强板的尺寸大、冲压成型复杂，零件合格率低。

授权公告号为CN203344711U的题为一种分离式天窗加强板及车辆的实用新型专利公开了一种分离式天窗加强板及车辆，包括上板、下板和两个连接支架，在下板上开有若干个安装天窗的孔，上板由上层板和下层板组成，上层板和下层板的两端均通过一个连接支架固定连接，上层板的两端开有的上板定位孔与下板上开有的下板定位孔固定连接。通过上板和连接支架对下板的加固，改善了带天窗汽车侧碰时侧面整体的侵入量，提高了整车碰撞的安全性能。该专利虽然涉及到了分离式或者说分体式天窗加强板，但是其分离手段与本申请的不同，为上下结构。本申请则是分成四块类矩形的结构，最终成形为环状结构。另外，其没有提到各个加强板部件彼此间的固定方式。

授权公告号为CN206155114U的题为一种分件式汽车全景天窗加强环的实用新型专利公开了一种全景天窗加强环结构的改进。目的是提供一种可以降低加工模具的制造成本，提升加强环生产材料的利用率，从而降低生产成本。分件式汽车全景天窗加强环，包括依次连接围成环形的前板、左板、后板及右板；所述前板与后板的左端面分别焊接在左板前后两端的侧面上；所述前板与后板的右端面分别焊接在右板前后两端的侧面上。所提供的分件式汽车全景天窗加强环利用主要利用前板、后板、左板及右板四个部件焊接形成一个整体的加强环。由于每个部件均可采用较小的模具单独冲压成型，大大降低了模具的制作难度和成本，并且减少了冲压余料的产生，大大降低了生产成本。该专利的分件式加强环的连接方式为焊接，最终实现了提升加强环生产材料的利用率的目的。

此外，需要补充的是：传统车身结构件多采用钢板，传统天窗加强板通常采用一体式结构，相比于传统车身结构，采用全铝（合金）材料的车身结构价格较贵，由此相对于传统的一体式结构来说，采用分体设计可极大地节约了成本，这是基于全铝（合金）材料车身特性决定的。这两篇专利文献分别致力于提高整车碰撞安全性能和降低模具制作成本，并非着力解决铝（合金）车身材料费用高的问题，与本实用新型的方案出发点不一样。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于特别是在全铝（合金）材料的车身的情况下，相对于传统一体式的天窗加强板而言提高材料利用率，并且降低材料成本。

此外，本实用新型还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。

本实用新型通过提供一种分体式加强板、具有所述分体式加强板的车辆天窗组件和具有所述分体式加强板和/或所述车辆天窗组件的车辆来解决上述问题，具体而言，根据本实用新型的一方面，提供了：

一种分体式加强板，其中，所述分体式加强板由铝合金构成，所述分体式加强板呈现为中空的环形，并且所述分体式加强板由多个子加强板连接构成。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述连接的位置避开所述分体式加强板的转角部位。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述分体式加强板呈现为矩形，并且所述多个子加强板各自呈现为L形或矩形。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，位于所述分体式加强板的短边处的子加强板或位于所述分体式加强板的长边处的子加强板具有所述转角部位。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述多个子加强板分别具有搭接面用于所述多个子加强板的连接。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，在所述搭接面上通过车身结构胶和自冲铆接连接所述多个子加强板。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述搭接面呈现为分级的阶梯面，并且所述车身结构胶和所述自冲铆接分别设置在所述搭接面的各级的阶梯面处。

可选地，根据本实用新型的一种实施方式，所述多个子加强板通过电阻焊和车身结构胶进行连接。

根据本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种车辆天窗组件，其中，所述车辆天窗组件具有车辆的天窗，其中，所述车辆天窗组件还具有上述任一种分体式加强板，其中，所述分体式加强板包围所述天窗的周缘地固设在所述天窗处。

根据本实用新型的再一方面，本实用新型提供了一种车辆，其具有上述任一种分体式加强板和/或上述任一种车辆天窗组件。

所提供的分体式加强板、具有所述分体式加强板的车辆天窗组件和具有所述分体式加强板和/或所述车辆天窗组件的车辆的有益之处包括：综合材料利用率极高（约65%左右），由于铝板材料较贵而相对于传统的一体式结构极大地节约了原材料成本，原材料大概节约了50%的成本；冲压成型简单、单件合格率高。

附图说明

参考附图，本实用新型的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，

图1示出了根据现有技术的一体式天窗加强板的一种实施方式的示意图；

图2示出了根据本实用新型的分体式加强板的一种实施方式的示意图；

图3-图6分别示出了根据本实用新型的分体式加强板的各种分体/划分方案；

图7示出了从图2中的各剖切线剖切的根据本实用新型的分体式加强板的搭接面的一种实施方式的示意图；

图8示出了根据本实用新型的分体式加强板的连接方式的一种实施方式的示意图；

图9示出了图8的连接方式的放大图；

图10示出了本实用新型的分体式加强板100螺接天窗的位置。

具体实施方式

容易理解，根据本实用新型的技术方案，在不变更本实用新型实质精神下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本实用新型的技术方案的示例性说明，而不应当视为本实用新型的全部或者视为对本实用新型技术方案的限定或限制。

在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。

参考图2，其示出了根据本实用新型的分体式加强板100的一种实施方式的示意图。所述分体式加强板100由铝合金构成，所述分体式加强板100呈现为中空的环形并且能够用于车辆的天窗，并且所述分体式加强板100由多个子加强板连接构成。应当理解的是，所述分体式加强板100优选为分体式天窗加强板（结构），由于其呈中空环形，故其也能够被称为分体式天窗加强环结构。在该图中能够良好看出的是，所述分体式加强板100由4个所述子加强板连接构成。具体的连接部位/位置或者说划分部位/位置在该图中以剖切线A-A、B-B、C-C、D-D标明。不言而喻的是，该图中所展示的划分方案（包括所述子加强板的数量、划分部位的选取等）为优选的实施方式，在下面还会对其它划分方案进行示例性描述。本领域技术人员能够根据实际情况进行选择或者举一反三，这均落入了本实用新型的保护范围内。

参考图3-6，它们分别示出了根据本实用新型的分体式加强板的各种分体/划分方案。具体而言，图3的分块方式基于所述分体式加强板100的转角部位（即所述分体式加强板100的一定的几何结构的转角/内角处），例如当所述分体式加强板100为矩形时，其转角处位于矩形四个边的连接处。同时不言而喻的是，矩形这一表述不代表其所指的部件是严格的数学意义上的严格矩形（即两组长度相同形状相同的平行对边，以及严格90度无倒角的转角/内角），而是整体上呈现为大致矩形形状就可以。由此矩形这种表述并不排除倒角、不严格平行的对边，甚至是还在边缘处多延伸出较短边等的特征。图3的分块方式，材料利用率最高，分成的4块板形状都很接近于严格矩形，材料利用率可达70%~80%。图4的分块方式也是分成4块板，然而这些4块板形状是L形，材料利用率和一体式的方案差不多。图5的分块方式为使得位于所述分体式加强板100的长边处的子加强板具有所述转角部位。按此分块，材料利用率较高，分成的4块板形状较接近严格矩形，材料利用率60%~70%。图6的分块方式与图5类似，其使得位于所述分体式加强板100的短边处的子加强板具有所述转角部位。按此分块，材料利用率较高，分成的4块板形状较接近严格矩形，材料利用率60%~70%，短边侧的子加强板的搭接面（在下面还要进一步进行阐述）是直线型，容易设计搭接面，而且4块加强板的尺寸差不多，零件质量较好控制。故此方案的分块方式是优选的。综上而言，所述分体式加强板100能够呈现为矩形，在矩形的情况下，所述多个子加强板中的一个或多个或全部呈现为L形或矩形。

需要说明的是，基于CAE的运算，避开整车扭转模态应变能集中的天窗加强板转角位置，把天窗加强板拆分成前后左右四块板，能够在材料利用率和性能之间达到一个平衡。其中，CAE是用一体式的天窗在整车模型中运算的，运算结果显示天窗加强板内圈（内环）的四个转角是整车扭转模态应变能集中的位置，因此所述连接的位置或者说分块位置避开所述分体式加强板100的整车扭转模态应变能集中的转角部位/位置。

参考图7-9，它们分别示出了从图2中的各剖切线剖切的根据本实用新型的分体式加强板的搭接面的一种实施方式的示意图、根据本实用新型的分体式加强板的连接方式的一种实施方式的示意图，以及图8的连接方式的放大图。其中，在图8中用圆圈标明了图9要放大的部位。从这些图中可以看出，所述多个子加强板分别具有搭接面用于所述多个子加强板的连接。具体而言，所述搭接面是直线型并且在所述搭接面上通过车身结构胶2和自冲铆接1连接所述多个子加强板。这些4块子加强板两两搭接的地方设计具有三个级的搭接面，每个级长宽大于18mm，以便于打SPR(自冲铆接，Self Piercing Riveting)。SPR的数量是根据性能要求和零件结构尺寸决定的，SPR越多，性能越好。图中共有12个SPR。四块天窗加强板通过夹具定位后使用车身结构胶和12个SPR(自冲铆接)连接起来。沿车辆行驶方向看，左右子加强板位于上方，前后子加强板位于下方地进行搭接连接。从图8看，右子加强板位于图左上角，左子加强板位于图右下角，前子加强板位于图左下角，后子加强板位于图右上角。连接后框架稳定，经过CAE模拟分析，满足车身扭转模态和弯曲模态，和一体式天窗加强板相差无几，满足性能要求。由此，所述搭接面呈现为分级的阶梯面，并且所述车身结构胶2和所述自冲铆接1分别设置在所述搭接面的各级的阶梯面处。具体地，把例如前子加强板、后子加强板例如放置在夹具上并固定好，通过机器人或者人工把所述车身结构胶2涂于前子加强板和后子加强板的搭接面（或所述搭接面的各级的阶梯面，取决于搭接面的具体结构形式）上，然后再把左子加强板和右子加强板如此地放置在此夹具上，使得前后左右子加强板形成环状且各自的搭接面进行相应地配对搭接，并通过夹具固定好这四个子加强板，最后例如通过机器人在这四个子加强板的搭接面（或所述搭接面的各级的阶梯面，取决于搭接面的具体结构形式）上分别打上优选地3个SPR，共计12个SPR。与矩形这一术语类似地，阶梯这一表述也不是仅仅指代带有棱角的严格阶梯形，而是整体上具有分级特征即可。且综合考虑到SPR(自冲铆接)的要求以及加强板整体规格，分三级的搭接面设计是推荐的。

应当理解的是，结构胶是指强度高、能承受较大荷载、且耐老化、耐疲劳、耐腐蚀、抗剥离、耐冲击、施工工艺简便、在预期寿命内性能稳定、适用于承受强力的结构件粘结的胶粘剂。结合面应力分布均匀，对零件没有热影响和变形；自冲铆接是一种用于连接两种或两种以上金属板材的冷连接技术，具有铆接点牢固、工序周期短、不受限于材质、层数、不损伤涂镀层（如有）等优点。

可选地，如果没SPR(自冲铆接)设备，所述多个子加强板也能够通过RSW（电阻焊）和所述车身结构胶2进行连接，这也能满足性能要求。所谓的电阻焊是指利用电流通过焊件及接触处及邻近区域产生的电阻热效应作为热源并将其局部加热到熔化或塑性状态，同时加压最后使之形成金属结合的焊接的方法、包括但不限于点焊、缝焊、凸焊、对焊。焊接时，不需要填充金属，具有生产率高、焊件变形小、容易实现自动化等优点。

应当理解的是，本实用新型的分体式加强板100能够用于车辆的天窗从而形成车辆天窗组件，也就是说其可装设在具有车辆的天窗的车辆天窗组件中。其中，所述分体式加强板100包围所述天窗的周缘地固设在所述天窗处。所述天窗能够例如通过螺接的方式和本实用新型的分体式加强板100连接。一种具体的实施方式是，将本实用新型的分体式加强板100先和顶盖外板连接成顶盖总成，顶盖总成再例如通过结构胶&SPR与下车体总成、左右侧围总成连接形成白车身总成。最后例如在总装车间里将天窗例如通过螺接的方式和本实用新型的分体式加强板100连接，其中，图10中的圆圈所包围的区域示意性地示出了本实用新型的分体式加强板100螺接天窗的位置。

此外，所述分体式加强板100和/或所述车辆天窗组件可装设在各种车辆上，包括汽油车、柴油车、轿车、货车、客车、电动汽车等等。因此，本实用新型的主题还旨在保护装设有本实用新型的分体式加强板100和/或所述车辆天窗组件的各种车辆。

综上所述，本实用新型在传统一体式天窗加强板的结构的基础上将天窗加强板进行拆分、例如拆分成四块，由此原材料只需要若干、例如四块小板材，材料利用率大于65%；本分体式天窗加强板原材料比一体式天窗加强板节约2kg左右，单件成本节约80元以上，同时零件尺寸小、冲压简单、零件合格率高；并且拆分位置优选避开整车扭转模态应变能集中的天窗加强板转角/内角位置，从而实现提高材料利用率和减小天窗加强板制造难度等的技术效果。

应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本实用新型的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本实用新型的法律保护范围内。