带有承载结构的机动车车身的构件结合的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种带有承载结构的机动车车身的构件结合，其中，构件结合由三个板形成，这些板至少在限定的区域中彼此相叠以便形成带有第一外部板、中间板和第二外部板的三层式结构并且这些板在该区域中经由点焊连接相互连接，其中，第一外部板是承载结构的组成部分，且其中，中间板构造为壁元件。此外，点焊连接的至少一个焊接核心从中间板出发分别延伸到这两个外部板中，以便利用焊接核心连接全部三个板，并且其中，第一外部板至少具有中间板的2.5倍厚度。
【专利说明】
带有承载结构的机动车车身的构件结合
技术领域
[0001]本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的带有承载结构的机动车车身的构件结合(BauteiIverbund)。
【背景技术】
[0002]车辆车身通常通过所谓的壳式结构方式(Schalenbauweise)来构建，其中，多个敞开的或闭合的空心型材以纵梁和横梁的形式彼此焊接并且/或者借助于本身已知的机械紧固件来连接。由文件DE 10 2004 062 933 Al原则上已知一种这样的壳式结构方式。所述文件说明了一种由纵梁和横梁构建的挂车(Hinterwagen)，其中，在纵梁与横梁之间，向外封闭车身的板作为所谓的盖板撑开，其连接由纵梁和横梁形成的承载结构。文件DE 10 2004062 933 Al具体地说明了一种在纵梁之间延伸的底板。
[0003]此外，由文件WO 2009/046808 Al已知经由共同的凸缘将三个板相互连接。所述文件具体地说明了一种带有内板、外板和加强板的上部的纵梁。在此，首先将内板与加强板在凸缘的区域中通过接触点焊相焊接。在接下来的另一步骤中，经由凸焊将外板施加到已存在的两板连接上。另外，文件DE 10 2009 016 220 Al说明了一种三板连接，在其中将带有第一焊接凸缘的第一型材件与带有第三焊接凸缘的第三型材件彼此布置，其中，在第一焊接凸缘与第三焊接凸缘之间接入另一板。之后借助于激光束焊接来连接这三个板。
[0004]如开头已提及的那样，机动车以壳式结构方式通过由纵梁和横梁构成的骨架来构建。这些纵梁和横梁在碰撞时须吸收较高的力且因此以相应的板厚来实施并且/或者由高强度或最高强度的钢制成。为了朝向外封闭该骨架结构还在纵梁与横梁之间布置有面式地延伸的板作为所谓的封闭板(Schliessblech)或壁元件。由低强度的钢制成的这些薄板不设计用于吸收高的力。因此在承载结构与封闭板或壁元件之间的过渡区域中造成构件强度上的突变。但是在碰撞中，尤其在承载结构与封闭板之间的这些过渡区域或者说连接区域强烈受载。尽管封闭板不承担支承功能，仍然应在碰撞中不造成在纵梁和/或横梁与封闭板或壁元件之间的连接脱开。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于提供一种机动车车身的构件结合，其带有承载结构、也就是说带有至少一个纵梁和/或横梁以及壁元件，其具有改善的强度和提高的碰撞性能。
[0006]该目的通过权利要求1的特征来实现。本发明的优选的改进方案在从属权利要求中公开。根据本发明提出一种机动车车身与承载结构的构件结合，其中，构件结合由三个板形成，这些板至少在限定的区域中彼此相叠以形成带有第一外部板、中间板和第二外部板的三层式结构并且这些板在该区域中经由点焊连接相互连接，另外其中，第一外部板是承载结构的组成部分而中间板构造为壁元件，并且其中，点焊连接的至少一个焊接核心(Schweisslinse)从中间板出发分别延伸到这两个外部板中，以便利用焊接核心连接全部三个板，并且其中，第一外板至少具有中间板的2.5倍厚度。
[0007]本发明基于该情况，即凸缘区域在碰撞中遭受强烈载荷，其中，壁元件由薄板来构造。在相对于承载结构更小的抗拉强度的情况下，壁元件具有较小的板厚或板强度。因此，存在壁元件在凸缘区域中脱落或断开的可能性。根据本发明，这通过由另一板来强化壁元件的凸缘区域来解决。在此，第二外部板仅在壁元件的凸缘区域上延伸就完全足够。因此，可以简单的方式来强化中间板的在碰撞中强烈受载的凸缘区域，而不显著提高构件结合的总重量。优选地，当第一外部板与中间板之间的厚度差异特别大时或者当中间板设计得特别薄时，应用这样的构件结合。因此，在特别优选的实施变体中，第一外部板是中间板的三倍那么厚。在与第二外部板的连接中，构件结合在刚度和碰撞强度高的情况下重量特别轻。
[0008]特别优选地，中间板或壁元件沿着其板边缘或平行于其侧棱具有弯边(Abkantung)，经由该弯边将凸缘或弯边或棱边区域相对于剩余板成角度地来安放。中间板的弯边平行于第一外部板伸延并且贴靠在该第一外部板处。因此，中间板在边缘区域中具有构造为凸缘的弯边，经由该弯边将中间板与外部板接合。
[0009]在一特别优选的实施形式中，第二外部板主要仅处于中间板上的弯边的区域中或凸缘的区域中。在此，第二外部板构造为长形的板条(Blechstreifen)，其沿着中间板的板棱边或沿着凸缘延伸。在此，第二外部板的宽度至少在主要的区域中受中间板的凸缘或弯边的宽度限制，该宽度根据定义从中间板的板边缘延伸直至弯边的弯曲线。在此，术语“主要”应如此来理解，即以此覆盖第二外部板的长度的至少50%。因此，第二外部板沿着凸缘在其长度的至少50%上仅延伸到弯边的区域上。换言之，第二外部板的宽度在其长度的至少50%上不宽于中间板的弯边的宽度。在一特别优选的实施形式中，第二外部板的宽度在其长度的至少7 5%、优选地90%上不宽于中间板的弯边的宽度。
[0010]备选地，还可将第二外部板在纵向延伸上、也就是说沿着中间板的边棱或板边缘或者在凸缘的纵向延伸上划分成相同宽度的各个虚拟区段。在此，通过垂直于凸缘的纵向延伸伸延的线来划分虚拟区段。在一特别优选的实施变体中，现在第二外部板在至少50%的区段上仅延伸到中间板的弯边的区域上或到凸缘的区域上。在一优选的实施变体中，第二外部板仅伸展到弯边上或第二外部板仅延伸到弯边的区域上的区段为至少75%。在一特别优选的实施变体中，第二外部板仅伸展到弯边上或第二外部板仅延伸到弯边的区域上的区段为至少90%。由于第二外部板用于强化中间板的弯边，第二外部板仅优选地延伸到弯边的区域上。但是也可考虑，第二外部板在较短的区段上关于其纵向延伸超过弯边伸展到中间板上，以便在此附加地强化中间板的各区域。但是这仅涉及比较小的面区域。接片(Lasche)的区域在此不应超过第二外部板的总面积的多于40%、优选地不多于20%。
[0011]构件结合的三板连接经由点焊连接来接合，其中，点焊连接具有特别是圆的直径。在此，点焊连接的最大直径是在中间板的区域中，其中，直径然后连续地且持续地向第一外部板或向第二外部板减小。因此，三板连接的全部三个板经由至少一个点焊连接相互接合，其中，点焊连接的最大直径是在中间板的区域中。优选地，多个点焊连接沿着凸缘的纵向延伸彼此相继布置。在一特别优选的实施形式中，第二外部板至少在沿着凸缘的主要延伸上不宽于焊接核心的10倍直径，其中，基于在中间板的区域中的最大直径。在一特别优选的实施形式中，第二外部板的宽度至少在主要延伸上窄于焊接核心的五倍直径。这是特别优选的实施形式，因为这里在重量节省和强度之间达到最佳。
[0012]在一设计方案中，第一外部板是空心型材的部分，其中，第一外部板通过两个经由U形基部相连接的U形边腿来构建。在U形边腿的与U形基部相对而置的侧面上在U形边腿处安放有两个凸缘，其中，将另一板与这两个凸缘连接以构造完整的空心型材。中间板的弯边与第一外部板的U形基部相连接。换言之，中间板的弯边贴靠在第一外部板的U形基部处。
[0013]在另一实施形式中，第一外部板由高强度的钢或特别优选地由最高强度的钢制成。备选地，第一外部板的抗拉强度大于SOOMpa。第一外部板或部分地由第一外部板形成的空心型材因此具有经受得住通常的碰撞负荷的强度。
[0014]在另一设计方案中，中间板具有最高600MPa、特别优选地最高500MPa的抗拉强度。其中，该抗拉强度低于第一外部板的抗拉强度。特别优选地，中间板的抗拉强度最高是第一外部板的抗拉强度的三分之二。基于根据本发明的构件结合，可在尽管中间板带有相应较低的强度和较低的或较少的厚度的情况下仍获得相应地高的且足够的碰撞强度。
[0015]在另一优选的设计方案中，第二外部板具有至少相应于中间板的两倍厚度的厚度。在一特别优选的设计方案中，该厚度至少是中间板的2.5倍厚度。因此，可获得构件结合的特别高的强度，同时中间板的板厚较薄或构件结合总重量较小。在一具体的设计方案中，中间板具有最高0.7mm的厚度、特别优选地最高0.5mm的厚度。
[0016]在一特别优选的实施形式中，第二外部板构造为板条，其中，其宽度相对于其长度最高为0.1倍。
[0017]如已说明的那样，第二外部板主要仅处于在中间板上的弯边的区域中或凸缘的区域中。在另一设计方案中，第二外部板在其非主要的区域中包含被弯边的接片，其平行于中间板延伸超过弯边并且经由点焊连接与该中间板相连接。优选地，将第二外部板临时定位焊接到中间板处，从而可将该构件结合带到贴靠到第一外部板处，以便经由用于产生点焊连接的焊接过程将这三个板相互焊接。
[0018]前面所阐述的和/或在从属权利要求中所述的本发明的有利的构造-和改进方案(除了例如在明确关联或不相容的方案的情况中)可单独地或但是也可相互任意组合地来应用。
[0019]附图简述
接下来根据在附图中示意性示出的实施例来详细阐述本发明及其有利的构造-和改进方案以及其优点。其中:
图1示意性地示出机动车车身的平台的分解图；
图2显示出在组装状态中的在图1中以分解图示出的平台；
图3显示出在图2中示出的平台的部分截段；
图4显示出穿过在图3中示出的部分截段的剖示图；
图5显示出在图2中示出的平台的部分截段作为对于根据图3的实施方案的变体;以及图6显示出穿过在图5中示出的部分截段的剖示图。
[0020]附图标记清单I平台
2机动车车身 3承载结构 4壁元件 5前纵梁 6曲柄
7纵梁延长部 8足部空间横梁 9 A-柱 10内槛 11后纵梁 12脚踏板
13中央通道 14底板
15边缘区域 16凸缘
17弯边 18构件结合
19第一外部板 20中间板
21第二外部板 22点焊连接
23焊接核心 24接片 L纵向延伸 B宽度。
【具体实施方式】
[0021]在图1中以分解图显示出车辆车身2的平台I或底部结构的示例性实施方案，从其中各个构件非常良好地可见。在图2中以透视图显示出该平台I的组装状态。如由图1和2可见，平台I由承载结构3和各个壁元件4(其也被称为盖板或封闭板并且其在承载结构3之间张开)组成。承载结构3吸收作用到机动车车身2上或到平台I上的所有力。作用到平台I上的力例如可来自底盘或来自机动车的负载。此外，承载结构3吸收在碰撞中作用到机动车车身2上的力。这些力在碰撞中经由承载结构3在所谓的负载路径上被导引到车身中或导引穿过车身。
[0022]这样的负载路径例如在正面碰撞时在前纵梁5上延伸，前纵梁5经由所谓的曲柄6过渡到内槛10中。在此，曲柄6由纵梁延长部7、足部空间横梁8和A-柱9形成。那么在机动车的尾部经由后纵梁11来传输力。此外，在机动车的横向上也存在负载路径，其例如由内槛
10、脚踏板12、中央通道13而在相对而置的侧面上又由脚踏板12和相对而置的内槛10形成。承载结构3通常通过由两个板构成的空心型材来构建，其中，第一板例如构造为U形型材，其然后通过另一板被闭合成空心型材。为了使承载结构3或空心型材能够吸收相应的力，须相应地匹配板品质或板厚。相应地选取较厚的板和/或高强度的或最高强度的板。
[0023]为了使在机动车车身2中的敞开的区域闭合，还将相应的壁元件4接合到承载结构3中，壁元件4作为面式构件连接承载结构。这些壁元件4不承担承载功能，而是主要用于朝向外完全封闭机动车车身2，以便例如防止湿气侵入。壁元件相应地在重量方面较轻地来实施并且选取低强度的和/或较薄的板厚。
[0024]在图3中示出在承载结构3与壁元件4之间的连接，其中，该连接例如可由内槛1和底板14形成。底板14在其边缘区域15中被弯边并且在构造凸缘16的情况下以该边缘区域15或弯边17面式地接触内槛10。因此，所构造的凸缘16定义为在边缘区域15的宽度B上的板的连接区域，其中，宽度B通过在底板14的边缘与弯边17的弯曲线之间的距离来定义。根据本发明，现在在凸缘16的区域中将另一板条施加到底板14的边缘区域15上。如由图4可见，因此由内槛10作为第一外部板19、底板14作为中间板20和板条作为第二外部板21形成构件结合18。经由点焊连接22在凸缘16的区域中在底板14的边缘区域15中来接合构件结合18，其中，构造有焊接核心23，其从布置在中间的底板14向两侧朝向外部板延伸。焊接核心23因此在在底板14的整个厚度上或高度上延伸并且伸入直至外部板21或19中，其中，焊接核心23不仅延伸到第一外部板19中而且延伸到第二外部板21中。
[0025]第二外部板21是带有纵向延伸L的长构件，纵向延伸L在凸缘延伸的方向上沿着弯边17延伸。此外，第二外部板21具有宽度B，宽度B具有底板14的弯边17的边缘区域15的或凸缘16的最大宽度。
[0026]在一特别的实施形式中，第二外部板21不仅实施为仅在底板14上的凸缘区域中延伸的板条，而且第二外部板21具有超过凸缘16延伸到底板14上的接片24。第二外部板21因此具有弯曲线，其将接片24与板条或与弯边17分离。如这由图6可见，接片24跟随底板14或中间板20的轮廓并且经由未示出的点焊连接与其相连接。在此，第二外部板21的宽度B至少在主要区域中由中间板20的凸缘16或弯边17的宽度来限制，其中，宽度B根据定义从中间板20的板边缘延伸直至弯边17的弯曲线。换言之，第二外部板21沿着凸缘16在其长度的至少60%上仅延伸到中间板20的弯边17的区域上。在第二外部板21的长度的剩余的最大40%中，第二外部板21在构造通过弯曲线安放的接片24的情况下延伸超过弯边17。但是这仅涉及比较小的面区域。在此，接片24的区域不超过第二外部板21的总面积的多于30%。利用根据本发明的设计方案的该变体还可实现带有较小的自重和较高的碰撞强度的构件结合18。
【主权项】
1.一种机动车车身(2)的构件结合(18)，其带有承载结构(3)，其中，所述构件结合(18)由三个板形成，这些板至少在限定的区域中彼此相叠以便形成带有第一外部板(19)、中间板(20)和第二外部板(21)的三层式结构并且这些板在该区域中经由点焊连接(22)相互连接，其特征在于， -所述第一外部板(19)是所述承载结构(3)的组成部分而所述中间板(20)构造为壁元件(4)并且 -其中，所述点焊连接(22)的至少一个焊接核心(23)从所述中间板(20)出发分别延伸到这两个外部板(19，21)中，以便利用焊接核心(23)连接全部三个板并且-其中，所述第一外部板(19)至少具有所述中间板(20)的2.5倍厚度。2.根据权利要求1所述的机动车车身的构件结合，其特征在于， -所述中间板(20)在边缘区域(15)中具有构造为凸缘(16)的弯边(17)以形成所述区域，所述中间板(20)经由所述弯边(17)与所述外部板(19，21)接合，并且 -所述第二外部板(21)在所述中间板(20)的构造为凸缘(16)的弯边(17)上延伸成使得所述第二外部板(21)的虚拟地假设的区段的至少50%仅在凸缘区域上延伸，其中，所述第二外部板(21)分成均匀的区段，其通过垂直于所述凸缘(17)的纵向延伸的线来划分。3.根据权利要求2所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述第二外部板(21)至少在其沿着所述凸缘(16)的主要延伸上比所述焊接核心(23)的10倍直径窄。4.根据权利要求1或2所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述第一外部板(19)是空心型材的部分。5.根据前述权利要求中任一项所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述第一外部板(19)具有至少800MPa的抗拉强度。6.根据前述权利要求中任一项所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述中间板(20)具有最高600MPa的抗拉强度。7.根据权利要求2至6中任一项所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述第二外部板(21)至少具有所述中间板(20)的2倍厚度。8.根据前述权利要求中任一项所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述中间板(20)具有最多0.7mm的厚度。9.根据权利要求2至8中任一项所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述第二外部板(21)构造为板条，其具有至少10倍相对于其宽度的长度。10.根据前述权利要求中任一项所述的机动车车身的构件结合，其特征在于，所述第二外部板(21)具有弯边的接片(24)，其平行于所述中间板(20)延伸并且经由点焊连接(22)与所述中间板(20)相连接。
【文档编号】B62D25/02GK106043444SQ201610233421
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年4月15日
【发明人】M.蒂勒, O.布卢姆
【申请人】大众汽车有限公司