专利名称：用于将零件与汽车的支承件连接的装置和方法
技术领域：
本发明涉及一种用于将带有装配或连接开孔的零件与汽车的支承件、特别是汽车车门组件的支承板相连接的装置和方法。
为了将零件固定在诸如支承板或车门组件的支承件上，标准的做法是利用螺钉、铆钉、压板等连接件和类似的零件来将相关的零件固定在支承件上。这种固定方式需要使用另外的连接件，例如若使用盲铆钉还会有更多的浪费，并需要附加的装配时间和相应的将零件对正、调整和装配等组装成本。
在制造和组装汽车的可移动装置时，经常需要将带有管状形状(如阶梯形状的螺栓)的零件同另外的零件(如支承角钢)连接，这些带有管状形状的零件可对齿轮箱零件、钢索滚轮或类似零件做旋转支承。
为此，在DE OS 41 31 098中采用了被铆钉固定在支承角钢上的多级的轴螺栓来对钢索车窗玻璃升降机的导轮做旋转支承。轴螺栓上的孔起到将整个结构组(轴螺栓、导轮、支承角钢和可能采用的其他零件)固定在汽车板上的作用。
已知的将轴螺栓固定在支承角钢上的方法的缺点是，需要用另外的铆钉或其他连接件，还须做组装和可能的使连接件变形的附加工作步骤。
而且，在制造和组装汽车的可移动装置时，经常需要将两个板状金属零件连接在一起。
人们已经掌握了通过使局部塑料材料重新成形在两个板状金属零件之间实现刚性连接的所谓的“贯穿接缝”(Through Seaming)技术，从而不需要使用另外的连接装置(如铆钉)。但是这个ThroughSeaming技术也有缺点，需要有昂贵的设备对需连接的板状金属零件进行预装配，以便使这些零件互相对正，从而沿需要的接触支承面贴靠在一起。
另外一个缺点是，很难对所形成的连接质量进行检验，因为很难对两个板状金属零件彼此实际连接区域进行目测检验。
DE 44 17 279 A1中提出了一种将汽车可移动装置的两个零件可靠连接的方法，其中一个零件带有管状部分可对另外一个零件做旋转支承或可旋转固定支承。第一个零件的管状部分定位在第二个零件上特别设置的定位孔中，在管状部分有一个轴向力的作用，在这个力的作用下管状部分的局部受到压缩，管状部分被压缩部分就形成了与第二个零件可靠锁定连接。例如，车窗玻璃升降机的钢索滑轮可以安装在第一个零件的轴向未变形部分。
这个己知的方法可以简单迅速并且方便地在两个零件之间实现直接牢固连接，但是两个零件中的一个要出现永久变形。
在汽车的支承板或车门组件上安装零件时，必须小心，不能破坏车门干湿区间的防湿隔离，这是因为车门干燥区间内的湿度敏感元件会受到损坏或性能降低。
而且，在组装单个零件数量更多的结构组时或将该结构组装配到其他系统中时，还会遇到其他的问题。不仅会增加操作成本，还会造成装配和组装缺陷。大量的零件往往需要采取附加措施来补偿加工误差，例如采用长孔定位或者在制造时采用很高的加工精度，这些也需要很高的成本。
还有，需要以最小的重量，尤其对于车门组件，取得最大的稳定性，特别是侧面冲击稳定性。只有采取特殊的技术措施，如强化冲压，才能满足这些互相矛盾的要求，而在将待装配零件与支承件配装时，这些技术措施同样严格限制了实现上述要求的可能性。
因而，本发明的目的是提出一种前面所述的那种没有附加连接件或独立的跨距装置并且不需要补偿加工误差的措施的装置和方法，本发明的装置和方法使组装时间和成本更少，可以保证支承件连接的水和压力密封，还可减少工作步骤确保减轻重量增加稳定性，尤其是侧面冲击稳定性。
根据本发明，利用具有权利要求1所述特征的装置就可以达到这一目的。
解决问题的方法的特点为权利要求14所述的特征。
本发明的解决方法可以使零件被固定或连接和定位在支承件上，具体地说是在车门上，无需使用另外的连接件或独立的跨距装置，不需要补偿加工误差的措施，确保最少的组装时间和最低的组装成本，在各种不同的实施例中确保支承板或车门组件的封闭外型不会被零件的定位或固定破坏，对于这些实施例，在支承件和被定位或被连接的零件之间不需要另外的密封。
而且，本发明的解决方法可以减少工作步骤，减轻重量同时能够增加稳定性，尤其是侧面冲击稳定性。这样，如果使用较薄的金属板，可以取得改善机械载荷性能的效果，尤其是可获得针对具体条件的强度。
本发明解决方法的一个有利的改进特点是，支承件的凹入部分是深拉或冲压形成的。
最好采用箱形或槽形的凹入部分，并且带有将凹入部分分隔成变形区域和支承或导向区域的断面减小的合适的再成形面或合适的再成形点。在零件配装之前或之后变形区域还需另外的变形处理。
而且，变形区域可以被压缩形成透镜形状的头部或是断面形状为箱形，开口像沟槽，带有半圆形端部侧面的槽。为了形成在靠近导向或支承区域带有压折的平板形状的头部，透镜形状区域或箱形断面形状的槽还要进一步压缩。
将作为钢索式车窗玻璃升降机或Bowden车窗玻璃升降机的窗玻璃牵引件的导轨冲压在支承件(支承板)上，就可将导轨与支承件做成一体，实现一体化结构，而不是带有左右导轨以及固定导轨和钢索式或Bowden车窗玻璃升降机驱动装置的独立支承板的三件结构。
本实施例还可通过在左右导轨之间采用限定的距离或限定的结合方式实现一步法加工，可保证较小的公差范围。
至少一个导轨和支承件可以设计成一整体结构单元，这个整体结构单元与汽车门的其他功能部件如门锁、电子锁、钢索轴(cabletree)、车窗玻璃升降机驱动装置以及类似部件一起构成一个车门组件。
因此，导轨可以选择性地构成支承件的边缘部分或在支承件的表面中成形。
而且，导轨端部的材料可以带有用来固定钢索滑轮零件或安装钢索滑轮的中断处，具体的说，可以是喷口形开孔和/或冲压突起。
本发明解决方法的另一个有利的设计在于，支承件带有几个互相连接的冲压或深拉部分，这些部分对零件起到固定、导向和/或覆盖作用，并能增加支承件的刚度。
根据本发明解决方法的这个设计，将强化冲压结合起来可以实现开放的系统，在带有左右导轨以及固定导轨和驱动装置的支承板的钢索式或Bowden车窗玻璃升降机的三件结构设计中是无法将强化冲压结合起来的。使用较薄的材料还可以明显减轻重量同时增加侧面冲击强度。
附图中示出了相应于本发明的方法的各种实施例和范例以及相应于本发明的装置，其中
图1为带有模制变形区的支承板上的冲压突起部分的剖视图；图2所示为结构零件在带有冲压突起部分的支承板上的固定方式；图3为由支承板变形而形成的槽钢形冲压突起的立体图；图4所示为钢索式车窗玻璃升降机的牵引件在带有T形变形的支承板上的连接方式；
图5所示为钢索滑轮与变形的支承板之间的连接方式；图6为带有钢索式车窗玻璃升降机的车门组件的立体图，车窗玻璃升降机的连接件突出在车门组件支承板之外；图7为剖面图；以及图8为一支承板的立体图，该支承板上带有总体强化冲压和适用于单股和双股钢索或Bowden车窗玻璃升降机的导轨。
图1A-图1C为将结构零件与支承板做刚性锁定连接过程的两个步骤的剖视图和平面图。
在如图1A所示的第一步骤中，支承板1被冲压或深拉，形成冲压突起部分2，带有开孔或类似结构的零件可在轴向方向与冲压突起部分2配装。通过减小断面尺寸或类似的形式形成理想的再成形区3，冲压突起部分2被分成变形区21和导向或支承区24。
导向或支承区24决定了支承高度H，支承高度H相当于待装配零件的插装孔的厚度或深度。
图1B所示为对冲压突起部分2施加压力使变形区21(图1中的例子为圆柱形)发生进一步变形，形成的透镜或蘑菇头形状的头部22，在支承零件1变形之后带有弹性或卡装插孔的零件可以与这个头部配装，或在图1B所示的变形之前就将零件配装好的情况下，带有弹性或卡装插孔的零件可以被固定就位。
图2A-图2C为刚性锁定连接过程各个步骤中的零件4和支承板1的连接状态。
图2A所示为带有冲压突起部分2的支承板1，其变形区21的形状为具有曲面顶面的圆柱形。通过设置合适的再成形区3，冲压突起部分2被分成变形区21和导向或支承区24。在支承板1的这个变形阶段，垫圈40和带有对应开孔的零件4与支承板1的变形区21配装，因而零件4远离支承板1的一侧紧贴导向区24的支承或导向水平面。
使冲压突起部分2的变形区21发生图2B所示的变形，冲压突起部分2可变成透镜或蘑菇头形状的头部22，这种形状的变形区21已经足以将零件4固定就位。通过头部22的进一步变形，冲压突起部分2可紧贴在零件4的顶部，形成圆形的导向孔24和圆片形的导向和固定表面23。
图1和图2所示的冲压突起部分2起到将各种形式的零件保持并固定在应有位置的作用，这些零件可以是组合件、导向零件、锁的固定板、扬声器或类似零件，这些零件最好安装在汽车门的干燥区域，这样支承板或车门组件1就构成了车门干湿区间之间的分隔。
同样，还可以在支承板上加工出长的(槽形的)插装口。
图3A-图3C为这种紧固连接装置的各个制作步骤的立体图。
如图3A所示，对应于图1和图2中冲压突起部分2，冲压突起部分25是在支承板1上冲压或深拉形成。通过在距支承板1表面一定距离处设置合适的再成形区，可以确定曲面进一步变形的区域。这个距离相当于待装配或待定位零件的支承高度或材料厚度。
图3B所示为在合适的再成形区之上变形的连接和固定区26，以及在合适的再成形区之下的支承区28。在下面所述的图3C所示的生产过程中，导向和固定区26还可以进一步压平，形成与支承面1平行的表面27。这样，就在支承板1上形成了带有T形固定和导向面27的槽形凹入部分。
这样，在汽车门支承板1上形成的变形部分起到了对车门组件零件进行固定和导向的作用。
图4-图6所示为不同应用例子的立体示意图。
图4所示为根据图3在车门组件支承板1上制作的连接结构，其上装有用于安装钢索车窗玻璃升降机的牵引件5，钢索车窗玻璃升降机导槽可与支承板1变形的冲压突起部分27配装。变形的冲压突起部分的支承高度28构成了牵引件5的一种导轨形式，支承高度28被牵引件5的侧面引导部分51和52封闭，牵引件5的引导面相当于长槽形的箱形断面。
图5所示为钢索滑轮6与支承板1的变形的冲压突起部分27上的支承件7的连接方式，支承件7配装在支承板1变形的冲压突起部分27上。
图6所示为表面带有钢索车窗玻璃升降机导轨的支承板1，在支承板1的内不区域通过冲压突起或深拉支承板1形成了导轨，导轨同时对安装在支承件上的钢索滑轮起到支承作用。
在配装带有钢索滑轮61至64的支承件71至74之前，需将牵引件51、52安装到导轨2a和2b上，导轨2a和2b可以是如图3所示的冲压突起部分形成的。支承件71至74然后被安装在冲压的导轨2a和2b的端部，钢索8绕在钢索滑轮61至64上再与牵引件51、52连接。
在这个实施例中，如图6所示，驱动电机9可以按照图1和图2所示的方式与支承板1连接。
如图6所示的实施例中，支承板1起到分隔车门干湿区间的作用，在干湿区间之间形成良好密封。由于深拉或冲压形成的封闭形状构成了防水隔离层，所以在支承板1和连接区域或待连接零件例如导轨、导轮或驱动电机之间无需另外的密封。
如果支承板和导轨的一体结构还带有车门的其他功能件如门锁、电子锁、钢索轴、车窗玻璃升降机电机以及类似部件，这个和下面的实施例尤其适用于汽车门组件。
图8所示为冲压的，尤其是深拉的支承板立体示意图，支承板带有冲压的可与钢索式或Bowden车窗玻璃升降机的窗玻璃牵引件配合的导轨，图7为沿图8中A-A线的剖面图。
冲压支承板1包括深拉成型金属板，深拉成型部分由彼此间呈一定角度的几段组成。在边缘部分，如在支承板的外侧边缘，有与钢索式或Bowden车窗玻璃升降机的窗玻璃牵引件53、54配合的导轨2c、2d，导轨2c、2d由彼此互相垂直的引导面14、15、16构成。牵引件53、54可在导轨2c、2d的引导面14、15、16上上下滑动，滑动方向取决于车窗玻璃升降机钢索或Bowden钢索(图中未示)的拉动方向。车窗玻璃升降机钢索或Bowden钢索被钢索滑轮71，72、73、74所引导，从而设置在钢索滑轮71至74上的钢索附件用于连接Bowden钢索套筒。电机传动单元9设在支承板1上带有开孔13的相应凹入部分处，其可以起到驱动钢索式或Bowden车窗玻璃升降机的作用。
最大的深拉区域位于支承板1的连接点10的区域处。它们跨接在窗玻璃牵引件53、54的导轨2c、2d引导面14、15、16和支承板1的连接面之间，基本由定深表面100、表面101和强化表面102限定。
定深表面100的形状大致为等腰三角形，其钝角靠近连接区域10。等腰三角形的两侧边构成表面101与定深表面100的连接，而在另一侧，定深表面100的底边标志着向牵引件53、54的窄引导面16过渡。
支承板1的连接点10的内拉材料区域可以有不同的形状，这取决于其要跨接的距离。
利用导轨与支承板一体结构的一体化设计，以及因此实现的两个导轨2c、2d之间的限定的距离，有可能通过一步法加工来保证非常小的公差。而且，强化冲压11、12可以形成开放系统，并且通过强化冲压取得较好刚度来减轻重量，因此可以使用较薄的材料而同时获得较高的侧面冲击强度。
同时，强化冲压11、12还可以起到固定和包容Bowden钢索套筒的作用，或在电机传动单元9以及引导滑轮71至74设有对应的导向装置或开孔时，利用相应的设计，强化冲压11、12还可包容钢索式车窗玻璃升降机的钢索。
权利要求
1.将一零件与一汽车的支承件，尤其是汽车车门组件的支承板相连接的装置，该零件带有装配、导向和/或连接开孔，其特征在于，支承件(1)带有能够可靠锁定地支承零件(4至6；51至54；61至64；71至74)的冲压或深拉的变形、支承和/或导向区域(21至23；25至27；24、28；2a至2d)。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，变形、支承和/或导向区域(21至23；25至27；24、28)是冲压或深拉突起(2)的一部分。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，冲压或深拉突起(2)带有用于适当的再成形点或适当的再成形面的断面减小部分(3)。
4.如前面至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，变形区域包括透镜形状的头部(22)或断面为箱形、带有半圆形端部侧面的连接板(26)。
5.如前面至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，变形区域包括平板形状的头部或连接板(23、27)，其在靠近导向或支承面(24、28)处带有压折，并且宽度大于支承或导向面(24、28)侧壁的跨距。
6.如前面至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，可与变形、支承或导向面(21至28)连接的结构件(5、7)的断面形状为开口槽形的箱形断面。
7.如前面至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，导轨(2a至2d)是在支承件(1)上冲压成的，用于与钢索式或Bowden车窗玻璃升降机的该或每个窗玻璃牵引件(51至54)配合。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，至少一个导轨(2a至2d)和支承件(1)设计成一体结构单元，该整体结构单元与车门的其他功能部件如门锁、电子锁、钢索轴、车窗玻璃升降机驱动装置一起构成一汽车车门组件。
9.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，导轨(2c、2d)构成了支承件(1)的边缘区域。
10.如权利要求7或8所述的装置，其特征在于，导轨(2a、2b)形成在支承件(1)的表面上。
11.如权利要求8或9所述的装置，其特征在于，在支承件(1)的连接点(10)区域的导轨(2c、2d)之间，设有内拉材料区域(100、101、102)，以补偿导轨(2c、2d)与支承件(1)的连接点之间的距离。
12.如前面权利要求7或11中至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，导轨(2a至2d)端部中断处，带有用来固定钢索引导件或安装钢索滑轮(71、72、73、74)，具体的说，是喷口形中断和/或冲压突起。
13.如前面权利要求7或12中至少一项权利要求所述的装置，其特征在于，支承件(1)带有几个连接在一起的冲压或深冲区域(1、12、13)，这些区域用于固定、导向和/或覆盖零件，并用于增加支承件(1)的刚度。
14.将一零件与一汽车的支承件，尤其是汽车车门组件的支承板相连接的方法，该零件具有装配、导向和/或连接开孔，其特征在于，变形、支承和/或导向区域(21至23；25至27；24、28；2a至2d)从支承板(1)上冲压突起而形成。
15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，支承板(1)的变形、支承和/或导向区域(21至23；25至27；24、28；2a至2d)是深拉形成的。
16.如权利要求14或15所述的方法，其特征在于，突起形状(2)是从支承板(1)上冲压形成的，为了对零件(4至6；51、52；61至64；71至74)进行定位、装配或导向，在与零件(4至6；51、52；61至64；71至74)配装之前或之后，突起形状(2)应发生至少部分变形。
17.如权利要求15或16所述的方法，其特征在于，箱形或槽形的突起形状(2)是冲压形成的，其带有将突起形状(2)分隔成变形区域(21、25)和支承或导向区域(24、28)的作为适当的再成形点或适当的再成形面的断面减小部分(3)，变形区域(21、25)在与零件(4至6)配装之前或之后产生变形。
18.如权利要求17所述的方法，其特征在于，变形区域(21、25)被压缩以形成透镜形状的头部(22)或箱形断面的带有半圆形端部侧面(26)的槽。
19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，透镜形状的头部(22)或箱形断面的槽(26)被变形以形成在靠近导向或支承面(24、28)处带有压折的平板形状的头部(23、27)。
全文摘要
本发明涉及一种将带有装配、导向和/或连接开孔的零件(牵引件53、54)与汽车的支承件(支承板1)连接的装置,支承板1带有至少一个以互锁方式容纳53、54的冲压或深拉的变形、支承和/或导向区域(导轨2c、2d)。与钢索式或Bowden车窗玻璃升降机的窗玻璃牵引件53、54配合的导轨2c,2d在支承板1上冲压形成,导轨2c、2d与支承板1最好设计成整体结构单元,从而与车门的其他功能部件如门锁、电子锁、钢索轴、车窗玻璃升降机驱动装置一起构成汽车车门组件。所述车门组件无需另外的连接件或独立的跨距装置,不需要加工偏差补偿措施,需用的组装时间和成本更少。
文档编号B60J5/04GK1255182SQ98804827
公开日2000年5月31日 申请日期1998年4月25日 优先权日1997年5月6日
发明者罗兰·费德尔, 乌韦·华尔兹, 霍斯特·韦伯, 格哈德·霍夫曼 申请人:布罗泽汽车部件制造有限公司