专利名称：具有加强板的车身部件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车车身结构的车身部件，特别是大梁、横梁、车架和/或立柱，其中所述车身部件包括一个具有内板和外板的空心构件，在该构件内至少设置一块在纵向上具有不同厚度的加强板。本发明还涉及一种所述车身部件的制造方法。
这种类型的车身部件已经是公知的。它具有在空心构件内部作为加强板构成的加强件。所述加强板优选在空心构件的内板上，通过薄板焊接或挤压缝焊固定。这种固定的成本较高，因为需要连接的板材需要复杂的预加工。特别是对加强板必须只在局部范围加强时，被证明合适的方式是采用拼接技术，其中将各块板材固定连接在一起，板材优选采用点焊或激光焊接叠焊在一起。板件在未变形状态下相互连接，然后按照预定的形状变形制成构件。然后再将构件焊接到对应的车身部件上。在已有技术中，采用的是3块板件的焊接。
在德国专利文献DE19531957A1中公开了一种车身结构，它可避免乘员在侧面撞车情况下出现严重受伤。其中建议的车身构件，例如B柱由一块B柱内板、一块B柱外板和一个加强件组成。此外一个沿汽车纵向布置的车顶侧梁，一个沿汽车纵向布置的具有侧横梁内板的侧横梁也被公开。该车身结构具有一个沿汽车横向布置的，并与B柱和车顶侧梁相连的中间车顶支撑以及一个沿汽车横向布置并且在外端与B柱的下端相连并与侧横梁相连的加强件。该加强件包括至少一块u形加强板，一块基板和一个沿汽车纵向布置的、并与加强件在内端相连的中间通道。所述B柱作为空心构件具有一个封闭的横截面，该截面由B柱内板和B柱外板以及加强件构成。此外所述车顶侧梁，侧横梁，中间车顶支撑均具有封闭的截面，具有通过u形加强板和基板构成的加强件，该加强件同样具有封闭的横截面。除此之外，还设置了一个通道加强件，它与所述中间通道构成一个封闭横截面。
所述加强件固定在B柱内侧，并且具有一块上部、一块中部和一块下部加强板。所述上部加强板的下端与中部加强板的上端重叠焊接，然而所述中部加强板的下端与下部加强板的上端隔开一个预定的缺口。该位于中部和下部加强板之间的分离段是B柱的一个预定强度不连续区段。在已有技术的实施例中，中部加强板的下端和下部加强板的上端之间设置了一块连接板。这种加强件的缺点是，为了改善立柱的抗扭刚度，(优选)在与车顶构件或安全带导向件的连接范围内必须设置加强板，而且加强板在纵向上必须具有不同的材料厚度。
这种加强板公开在德国专利文献DE19735640中。其中在所公开的B柱或C柱的内板和外板之间设置有加强板，它沿立柱的纵向向上和向下延伸。该加强板具有基本上呈U形断面，其侧边在端部向外弯曲，而且加强板贴在内板上并与其焊接在一起。一个侧边的端部与一块固定板焊接在一起。所以固定在立柱上的安全带的拉力垂直于立柱的纵轴线，在事故中，一部分拉力被传递给加强板，所述加强板从下至上具有不同的材料厚度。
这种加强板的缺点是，加强板在厚壁区采用点焊焊接时会出现问题。作为替代方法也可采用拼装技术，其中在一块基板上焊接一块或多块附加板。特别是将多块板件焊接在一起时，必须注意各块板件的材料厚度。允许的材料厚度一方面是通过板件的厚度关系确定的，另一方面在点焊中还不允许超过一个特定的最大厚度。允许的材料厚度出现偏差会导致焊接出现问题，从而产生焊接缺陷。如果需要将镀锌板相互连接在一起，将不能使用3块板件焊接，因为不同的金属会导致出现焊点晶格缺陷。
本发明的任务是，避免以上所述的各种缺点，特别是提供一种上述车身部件，其加强件，特别是抗扭加强件的形状简单，成本低，还提供一种将所述加强件固定在空心构件内的简单和低成本的方法。
以上任务的解决方案是，所述加强板包括至少一块具有恒定材料厚度的基板以及焊接在其上的附加板，并且所述基板具有不包括所述附加板的凸缘区，该凸缘区可焊接在空心构件上。
本发明所述解决方案的优点是，加强板仅在规定的加强区域内由附加板构成，从而减小了加强板和车身部件的重量。除了节省重量的优点外，还简化了加强板和空心构件的制造，因为板件之间的固定是采用简单的点焊或者双板件焊接实现的。
此外还取消了已有专用方法所需的复杂的焊边预加工。所以可将加强板的制造集成在生产工艺内，从而带来成本上的好处。
本发明所述车身部件的一种实现方式是，所述附加板包括至少一块基板和至少一块焊接在其上的增补附加板，并且所述基板具有不包括增补附加板的凸缘区，该凸缘区可与基板和/或一块与该基板相连的附加板焊接在一起。这种结构的优点是，可将多块附加板焊接在基板上，而基板始终具有可通过双板件焊接连接的凸缘区。所以能够以有利的方式采用点焊加工所要求的任意材料厚度。
另一种实现方案是，所述基板、基板和/或附加板具有恒定的材料厚度。
该方案的优点是，可以使用具有任何材料厚度的板件，所以加强板可以以任意的材料厚度制成。根据加强件的不同形状，可以对附加板进行适当的切割，并且设置到基板和/或附加板或基板上。上下叠加的板件厚度仅受到凸缘范围处的开口几何尺寸的限制。
一种被证明有利的方案是，所述加强板基本上构成U形构件，并且所述凸缘区具有用于固定的翼边，该翼边至少有一部分平贴在空心构件的固定面上。作为U形构件构成的加强板可通过两个相互并排的板件，即内板或外板和基板的简单焊接连接在一起。
本发明所述空心构件的实现方式是，所述附加板设置在U形构件的内部和/或外部。为此有多块所述附加板依次设置在基板上。特别有利的是，所述基板和加强板的附加板被镀锌。镀锌的加强件通过本发明所述装置和加强板在空心构件内的固定以简单的方式连续制造。
特别有利的是，本发明所述的车身部件作为汽车车身结构的B柱和/或C柱的用途。其中所述B柱和/或C柱由内板和外板构成一个空心构件，并且至少一块加强板由具有恒定材料厚度的基板构成，而且具有至少一块附加板，它位于空心构件内板的平贴凸缘区上，所述凸缘区通过点焊焊接在内板上，并且所述板件被镀锌。
所述车身部件的有利的制造方法是，所述未变形的附加板通过点焊被固定在未变形的基板上，在完成焊接后所述基板和附加板被变形制成最好是U形的加强板，所述加强板通过空心构件、特别是空心构件内板上的焊点在凸缘区被固定，并且随后将内板和外板连接在一起并装到车身结构中。
下面对照附图对本发明作进一步的说明。
图1表示一个具有u形加强板的车身部件垂直于纵轴线的剖视图，其中有两块附加板，
图2a表示已有技术中的一种具有不同材料厚度的加强板垂直于纵轴线的剖视图，图2b表示已有技术中的一种具有不同材料厚度的加强板沿纵轴线的剖视图，图3a表示本发明所述具有加强板的u形构件垂直于纵轴线的剖视图，图3b表示本发明所述具有加强板的u形构件沿纵轴线的剖视图。
图1表示一个具有加强板2的车身部件1垂直于附加板3、4纵轴线的剖视图。所述车身部件1是作为空心构件构成的，具有一块内板5和一块外板6。所述加强板2设置在空心构件内部，并且具有一块基板7以及一个加强件，该加强件是由附加板3、4构成的。该附加板3、4被固定在基板7上。与所述基板7相连的底层附加板3用于作为上面一层附加板4的基板。所述基板7具有翼边8、9，该翼边平贴在空心构件的内板5上，并且与后者采用焊接方式连接。所述车身部件1在基板7的翼边8、9上具有合适的焊点，该焊点在图中没有画出。根据制造加强板2的材料厚度的情况，可以焊接上其他附加板，其中底层附加板均作为上面一层附加板的基板。所述基板或附加板通过简单的点焊相互连接，因为只有两块板件用于焊接连接。其中底层板件均具有凸缘区，该区范围内没有位于上层的板件。
在图中没有表示出的纵轴线是垂直于附图平面布置的。所述u形加强板2的端面10在附加板3、4的位置上具有较大的材料厚度，其厚度大于没有附加板3、4的区域。凡是需要加强件的地方，可以通过本发明所述加强板2的结构通过简单的焊接连接附加板3、4而实现加强作用。其中可以节约材料，因为加强板2的被加强和没有加强的区域之间的过渡区被取消。
所述附加板3、4焊接在基板7或未变形状态下的基板上。当所有板件焊接在一起后，可以对加强板2进行成型处理。在所示的附图中，加强板2是作为U形构件成型的，其中附加板3、4设置在该U形构件的内部。其他构件形状也包括在本发明中。如果附加板3、4贴在基板7的翼边折角11、12上，则U形构件最好按以下方式成型，即，使所述附加板3、4位于构件之外。
在变形过程中也形成了翼边8、9，该翼边在所示附图中完全由基板7的材料构成。如果附加板3、4位于加强板2的外部，即设置在U形构件之外，则也可以用多块附加板3、4加强翼边8、9或翼边折角11、12的材料厚度。此外，本发明所述附加板3、4可以设置在加强板2的两面。在这种情况中，在加强板2的U形构件的内部和外部设置所述附加板3、4，所以可制成任意形状的加强件。将加强板2与内板5完成连接后，再将其与外板6相连，从而集成在车身结构内。在图2a中表示的是已有技术中具有不同材料厚度的加强板2，其横截面垂直于纵轴线。所述纵轴线在图中没有画出，它垂直于附图平面。在图2b中表示的是加强板2平行于纵轴线的剖面图。根据加强所要求的材料厚度，所述加强板2必须具有连续增加的材料厚度。其缺点是，必须对那些无需加强的区域进行加强。这些过渡区会增加加强板2的重量。此外特别是对于镀锌板，通过焊接将其相互连接时，加强板的材料厚度和相互连接的板件的关系是受限的。所以用已有技术中的加强板进行加强仅能在有限的范围内实现。
图3a表示的是本发明所述u形加强板2与附加板3的垂直于纵轴线的剖视图，图3b是其平行于纵轴线的剖视图。所述附加板3与基板7通过焊点13连接在一起，并且构成u形。附加板3在基板7上的结构可以实现车身部件具有不同的变形特性。采用U形构件时，可以对附加板3进行设置，使得一个、两个或所有U形翼边增加材料厚度。也可以对各个角部区进行加强，即将附加板3专门设置在该角部区。该结构可通过加强板2的非对称变形达到。
不仅在图2中，而且在图3中所示的加强板2具有包括翼边8、9的凸缘区14，所述凸缘区没有附加板3、4，见图1所示。所述翼边8、9可以制成与相应的固定板，例如内板5相吻合的形状，所以它可以平贴在固定板5上，而不需要焊接额外的防变形材料。
权利要求
1.一种汽车车身结构的车身部件(1)，特别是大梁、横梁、车架和/或立柱，其中所述车身部件(1)包括一个具有内板和外板(5,6)的空心构件，在该构件内至少设置一块在纵向上具有不同厚度的加强板(2)，本发明的特征是，所述加强板(2)包括至少一块具有恒定材料厚度的基板(7)以及焊接在其上的附加板(3,4)，并且所述基板(7)具有不包括所述附加板(3)的凸缘区(14)，该凸缘区可焊接在空心构件上。
2.如权利要求1所述的车身部件(1)，其特征是，所述附加板(3,4)包括至少一块基板(3)和至少一块焊接在其上的增补附加板(4)，并且所述基板具有不包括增补附加板(4)的凸缘区(14)，该凸缘区可与基板(7)和/或一块与该基板(7)相连的附加板(3)焊接在一起。
3.如权利要求1和2中的一项或多项所述的车身部件(1)，其特征是，所述基板(7)、基板(3)和/或附加板(4)具有恒定的材料厚度。
4.如权利要求1至3中的一项或多项所述的车身部件(1)，其特征是，所述加强板(2)基本上构成U形构件，并且所述凸缘区(14)具有用于固定的翼边(8,9)，该翼边至少有一部分平贴在空心构件的固定面上。
5.如权利要求1至4中的一项或多项所述的车身部件(1)，其特征是，所述附加板(3,4)设置在U形构件的内部和/或外部。
6.如权利要求1至5中的一项或多项所述的车身部件(1)，其特征是，有多块所述附加板(3,4)依次设置在基板(7)上。
7.如权利要求1至6中的一项或多项所述的车身部件(1)，其特征是，所述基板(7)和加强板(2)的附加板(3,4)被镀锌。
8.如权利要求1至8中的一项或多项所述的车身部件(1)作为汽车车身结构的B柱和/或C柱的用途，其特征是，所述B柱和/或C柱由内板和外板(5,6)构成一个空心构件，并且至少一块加强板(2)由具有恒定材料厚度的基板(7)构成，而且具有至少一块附加板(3,4)，它位于空心构件内板(5)的平贴凸缘区(14)上，所述凸缘区通过点焊焊接在内板(5)上，并且所述板件被镀锌。
9.如权利要求1至7中的一项或多项所述的车身部件(1)的制造方法，其特征是，所述未变形的附加板(3,4)通过点焊被固定在未变形的基板(7)上，在完成焊接后所述基板(7)和附加板(3,4)被变形制成最好是U形的加强板(2)，所述加强板(2)通过空心构件、特别是空心构件内板(5)上的焊点在凸缘区(14)被固定，并且随后将内板(5)和外板(6)连接在一起并装到车身结构中。
全文摘要
本发明涉及一种汽车车身结构的车身部件(1)，特别是大梁、横梁、车架和/或立柱，其中所述车身部件(1)包括一个具有内板和外板(5,6)的空心构件。在该构件内至少设置一块在纵向上具有不同厚度的加强板(2)。所述加强板(2)包括至少一块具有恒定材料厚度的基板(7)以及焊接在其上的附加板(3,4)。所述基板(7)具有不包括所述附加板(3)的凸缘区(14)，该凸缘区可焊接在空心构件上。此外，本发明还包括一种制造所述车身部件(1)的方法。在一种有利的方案中，所述加强板仅在规定的加强区域内由附加板构成的，从而减小了加强板的重量。除了节省重量，还简化了加强板和空心构件的制造，因为板件相互之间的固定是通过简单的点焊，例如双板焊接实现的。还取消了对焊边的复杂预加工。所以加强板的制造可以集成到生产工艺中。
文档编号B62D25/00GK1316362SQ0110335
公开日2001年10月10日 申请日期2001年1月22日 优先权日2000年1月22日
发明者F·维尔施, W·克劳斯 申请人:大众汽车有限公司