帶有承載結構的機動車車身的構件結合的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種帶有承載結構的機動車車身的構件結合，其中，構件結合由三個板形成，這些板至少在限定的區域中彼此相疊以便形成帶有第一外部板、中間板和第二外部板的三層式結構并且這些板在該區域中經由點焊連接相互連接，其中，第一外部板是承載結構的組成部分，且其中，中間板構造為壁元件。此外，點焊連接的至少一個焊接核心從中間板出發分別延伸到這兩個外部板中，以便利用焊接核心連接全部三個板，并且其中，第一外部板至少具有中間板的2.5倍厚度。
【專利說明】
帶有承載結構的機動車車身的構件結合
技術領域
[0001]本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分所述的帶有承載結構的機動車車身的構件結合(BauteiIverbund)。
【背景技術】
[0002]車輛車身通常通過所謂的殼式結構方式(Schalenbauweise)來構建，其中，多個敞開的或閉合的空心型材以縱梁和橫梁的形式彼此焊接并且/或者借助于本身已知的機械緊固件來連接。由文件DE 10 2004 062 933 Al原則上已知一種這樣的殼式結構方式。所述文件說明了一種由縱梁和橫梁構建的掛車(Hinterwagen)，其中，在縱梁與橫梁之間，向外封閉車身的板作為所謂的蓋板撐開，其連接由縱梁和橫梁形成的承載結構。文件DE 10 2004062 933 Al具體地說明了一種在縱梁之間延伸的底板。
[0003]此外，由文件WO 2009/046808 Al已知經由共同的凸緣將三個板相互連接。所述文件具體地說明了一種帶有內板、外板和加強板的上部的縱梁。在此，首先將內板與加強板在凸緣的區域中通過接觸點焊相焊接。在接下來的另一步驟中，經由凸焊將外板施加到已存在的兩板連接上。另外，文件DE 10 2009 016 220 Al說明了一種三板連接，在其中將帶有第一焊接凸緣的第一型材件與帶有第三焊接凸緣的第三型材件彼此布置，其中，在第一焊接凸緣與第三焊接凸緣之間接入另一板。之后借助于激光束焊接來連接這三個板。
[0004]如開頭已提及的那樣，機動車以殼式結構方式通過由縱梁和橫梁構成的骨架來構建。這些縱梁和橫梁在碰撞時須吸收較高的力且因此以相應的板厚來實施并且/或者由高強度或最高強度的鋼制成。為了朝向外封閉該骨架結構還在縱梁與橫梁之間布置有面式地延伸的板作為所謂的封閉板(Schliessblech)或壁元件。由低強度的鋼制成的這些薄板不設計用于吸收高的力。因此在承載結構與封閉板或壁元件之間的過渡區域中造成構件強度上的突變。但是在碰撞中，尤其在承載結構與封閉板之間的這些過渡區域或者說連接區域強烈受載。盡管封閉板不承擔支承功能，仍然應在碰撞中不造成在縱梁和/或橫梁與封閉板或壁元件之間的連接脫開。
【發明內容】
[0005]本發明的目的在于提供一種機動車車身的構件結合，其帶有承載結構、也就是說帶有至少一個縱梁和/或橫梁以及壁元件，其具有改善的強度和提高的碰撞性能。
[0006]該目的通過權利要求1的特征來實現。本發明的優選的改進方案在從屬權利要求中公開。根據本發明提出一種機動車車身與承載結構的構件結合，其中，構件結合由三個板形成，這些板至少在限定的區域中彼此相疊以形成帶有第一外部板、中間板和第二外部板的三層式結構并且這些板在該區域中經由點焊連接相互連接，另外其中，第一外部板是承載結構的組成部分而中間板構造為壁元件，并且其中，點焊連接的至少一個焊接核心(Schweisslinse)從中間板出發分別延伸到這兩個外部板中，以便利用焊接核心連接全部三個板，并且其中，第一外板至少具有中間板的2.5倍厚度。
[0007]本發明基于該情況，即凸緣區域在碰撞中遭受強烈載荷，其中，壁元件由薄板來構造。在相對于承載結構更小的抗拉強度的情況下，壁元件具有較小的板厚或板強度。因此，存在壁元件在凸緣區域中脫落或斷開的可能性。根據本發明，這通過由另一板來強化壁元件的凸緣區域來解決。在此，第二外部板僅在壁元件的凸緣區域上延伸就完全足夠。因此，可以簡單的方式來強化中間板的在碰撞中強烈受載的凸緣區域，而不顯著提高構件結合的總重量。優選地，當第一外部板與中間板之間的厚度差異特別大時或者當中間板設計得特別薄時，應用這樣的構件結合。因此，在特別優選的實施變體中，第一外部板是中間板的三倍那么厚。在與第二外部板的連接中，構件結合在剛度和碰撞強度高的情況下重量特別輕。
[0008]特別優選地，中間板或壁元件沿著其板邊緣或平行于其側棱具有彎邊(Abkantung)，經由該彎邊將凸緣或彎邊或棱邊區域相對于剩余板成角度地來安放。中間板的彎邊平行于第一外部板伸延并且貼靠在該第一外部板處。因此，中間板在邊緣區域中具有構造為凸緣的彎邊，經由該彎邊將中間板與外部板接合。
[0009]在一特別優選的實施形式中，第二外部板主要僅處于中間板上的彎邊的區域中或凸緣的區域中。在此，第二外部板構造為長形的板條(Blechstreifen)，其沿著中間板的板棱邊或沿著凸緣延伸。在此，第二外部板的寬度至少在主要的區域中受中間板的凸緣或彎邊的寬度限制，該寬度根據定義從中間板的板邊緣延伸直至彎邊的彎曲線。在此，術語“主要”應如此來理解，即以此覆蓋第二外部板的長度的至少50%。因此，第二外部板沿著凸緣在其長度的至少50%上僅延伸到彎邊的區域上。換言之，第二外部板的寬度在其長度的至少50%上不寬于中間板的彎邊的寬度。在一特別優選的實施形式中，第二外部板的寬度在其長度的至少7 5%、優選地90%上不寬于中間板的彎邊的寬度。
[0010]備選地，還可將第二外部板在縱向延伸上、也就是說沿著中間板的邊棱或板邊緣或者在凸緣的縱向延伸上劃分成相同寬度的各個虛擬區段。在此，通過垂直于凸緣的縱向延伸伸延的線來劃分虛擬區段。在一特別優選的實施變體中，現在第二外部板在至少50%的區段上僅延伸到中間板的彎邊的區域上或到凸緣的區域上。在一優選的實施變體中，第二外部板僅伸展到彎邊上或第二外部板僅延伸到彎邊的區域上的區段為至少75%。在一特別優選的實施變體中，第二外部板僅伸展到彎邊上或第二外部板僅延伸到彎邊的區域上的區段為至少90%。由于第二外部板用于強化中間板的彎邊，第二外部板僅優選地延伸到彎邊的區域上。但是也可考慮，第二外部板在較短的區段上關于其縱向延伸超過彎邊伸展到中間板上，以便在此附加地強化中間板的各區域。但是這僅涉及比較小的面區域。接片(Lasche)的區域在此不應超過第二外部板的總面積的多于40%、優選地不多于20%。
[0011]構件結合的三板連接經由點焊連接來接合，其中，點焊連接具有特別是圓的直徑。在此，點焊連接的最大直徑是在中間板的區域中，其中，直徑然后連續地且持續地向第一外部板或向第二外部板減小。因此，三板連接的全部三個板經由至少一個點焊連接相互接合，其中，點焊連接的最大直徑是在中間板的區域中。優選地，多個點焊連接沿著凸緣的縱向延伸彼此相繼布置。在一特別優選的實施形式中，第二外部板至少在沿著凸緣的主要延伸上不寬于焊接核心的10倍直徑，其中，基于在中間板的區域中的最大直徑。在一特別優選的實施形式中，第二外部板的寬度至少在主要延伸上窄于焊接核心的五倍直徑。這是特別優選的實施形式，因為這里在重量節省和強度之間達到最佳。
[0012]在一設計方案中，第一外部板是空心型材的部分，其中，第一外部板通過兩個經由U形基部相連接的U形邊腿來構建。在U形邊腿的與U形基部相對而置的側面上在U形邊腿處安放有兩個凸緣，其中，將另一板與這兩個凸緣連接以構造完整的空心型材。中間板的彎邊與第一外部板的U形基部相連接。換言之，中間板的彎邊貼靠在第一外部板的U形基部處。
[0013]在另一實施形式中，第一外部板由高強度的鋼或特別優選地由最高強度的鋼制成。備選地，第一外部板的抗拉強度大于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經受得住通常的碰撞負荷的強度。
[0014]在另一設計方案中，中間板具有最高600MPa、特別優選地最高500MPa的抗拉強度。其中，該抗拉強度低于第一外部板的抗拉強度。特別優選地，中間板的抗拉強度最高是第一外部板的抗拉強度的三分之二。基于根據本發明的構件結合，可在盡管中間板帶有相應較低的強度和較低的或較少的厚度的情況下仍獲得相應地高的且足夠的碰撞強度。
[0015]在另一優選的設計方案中，第二外部板具有至少相應于中間板的兩倍厚度的厚度。在一特別優選的設計方案中，該厚度至少是中間板的2.5倍厚度。因此，可獲得構件結合的特別高的強度，同時中間板的板厚較薄或構件結合總重量較小。在一具體的設計方案中，中間板具有最高0.7mm的厚度、特別優選地最高0.5mm的厚度。
[0016]在一特別優選的實施形式中，第二外部板構造為板條，其中，其寬度相對于其長度最高為0.1倍。
[0017]如已說明的那樣，第二外部板主要僅處于在中間板上的彎邊的區域中或凸緣的區域中。在另一設計方案中，第二外部板在其非主要的區域中包含被彎邊的接片，其平行于中間板延伸超過彎邊并且經由點焊連接與該中間板相連接。優選地，將第二外部板臨時定位焊接到中間板處，從而可將該構件結合帶到貼靠到第一外部板處，以便經由用于產生點焊連接的焊接過程將這三個板相互焊接。
[0018]前面所闡述的和/或在從屬權利要求中所述的本發明的有利的構造-和改進方案(除了例如在明確關聯或不相容的方案的情況中)可單獨地或但是也可相互任意組合地來應用。
[0019]附圖簡述
接下來根據在附圖中示意性示出的實施例來詳細闡述本發明及其有利的構造-和改進方案以及其優點。其中:
圖1示意性地示出機動車車身的平臺的分解圖；
圖2顯示出在組裝狀態中的在圖1中以分解圖示出的平臺；
圖3顯示出在圖2中示出的平臺的部分截段；
圖4顯示出穿過在圖3中示出的部分截段的剖示圖；
圖5顯示出在圖2中示出的平臺的部分截段作為對于根據圖3的實施方案的變體;以及圖6顯示出穿過在圖5中示出的部分截段的剖示圖。
[0020]附圖標記清單I平臺
2機動車車身 3承載結構 4壁元件 5前縱梁 6曲柄
7縱梁延長部 8足部空間橫梁 9 A-柱 10內檻 11后縱梁 12腳踏板
13中央通道 14底板
15邊緣區域 16凸緣
17彎邊 18構件結合
19第一外部板 20中間板
21第二外部板 22點焊連接
23焊接核心 24接片 L縱向延伸 B寬度。
【具體實施方式】
[0021]在圖1中以分解圖顯示出車輛車身2的平臺I或底部結構的示例性實施方案，從其中各個構件非常良好地可見。在圖2中以透視圖顯示出該平臺I的組裝狀態。如由圖1和2可見，平臺I由承載結構3和各個壁元件4(其也被稱為蓋板或封閉板并且其在承載結構3之間張開)組成。承載結構3吸收作用到機動車車身2上或到平臺I上的所有力。作用到平臺I上的力例如可來自底盤或來自機動車的負載。此外，承載結構3吸收在碰撞中作用到機動車車身2上的力。這些力在碰撞中經由承載結構3在所謂的負載路徑上被導引到車身中或導引穿過車身。
[0022]這樣的負載路徑例如在正面碰撞時在前縱梁5上延伸，前縱梁5經由所謂的曲柄6過渡到內檻10中。在此，曲柄6由縱梁延長部7、足部空間橫梁8和A-柱9形成。那么在機動車的尾部經由后縱梁11來傳輸力。此外，在機動車的橫向上也存在負載路徑，其例如由內檻
10、腳踏板12、中央通道13而在相對而置的側面上又由腳踏板12和相對而置的內檻10形成。承載結構3通常通過由兩個板構成的空心型材來構建，其中，第一板例如構造為U形型材，其然后通過另一板被閉合成空心型材。為了使承載結構3或空心型材能夠吸收相應的力，須相應地匹配板品質或板厚。相應地選取較厚的板和/或高強度的或最高強度的板。
[0023]為了使在機動車車身2中的敞開的區域閉合，還將相應的壁元件4接合到承載結構3中，壁元件4作為面式構件連接承載結構。這些壁元件4不承擔承載功能，而是主要用于朝向外完全封閉機動車車身2，以便例如防止濕氣侵入。壁元件相應地在重量方面較輕地來實施并且選取低強度的和/或較薄的板厚。
[0024]在圖3中示出在承載結構3與壁元件4之間的連接，其中，該連接例如可由內檻1和底板14形成。底板14在其邊緣區域15中被彎邊并且在構造凸緣16的情況下以該邊緣區域15或彎邊17面式地接觸內檻10。因此，所構造的凸緣16定義為在邊緣區域15的寬度B上的板的連接區域，其中，寬度B通過在底板14的邊緣與彎邊17的彎曲線之間的距離來定義。根據本發明，現在在凸緣16的區域中將另一板條施加到底板14的邊緣區域15上。如由圖4可見，因此由內檻10作為第一外部板19、底板14作為中間板20和板條作為第二外部板21形成構件結合18。經由點焊連接22在凸緣16的區域中在底板14的邊緣區域15中來接合構件結合18，其中，構造有焊接核心23，其從布置在中間的底板14向兩側朝向外部板延伸。焊接核心23因此在在底板14的整個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不僅延伸到第一外部板19中而且延伸到第二外部板21中。
[0025]第二外部板21是帶有縱向延伸L的長構件，縱向延伸L在凸緣延伸的方向上沿著彎邊17延伸。此外，第二外部板21具有寬度B，寬度B具有底板14的彎邊17的邊緣區域15的或凸緣16的最大寬度。
[0026]在一特別的實施形式中，第二外部板21不僅實施為僅在底板14上的凸緣區域中延伸的板條，而且第二外部板21具有超過凸緣16延伸到底板14上的接片24。第二外部板21因此具有彎曲線，其將接片24與板條或與彎邊17分離。如這由圖6可見，接片24跟隨底板14或中間板20的輪廓并且經由未示出的點焊連接與其相連接。在此，第二外部板21的寬度B至少在主要區域中由中間板20的凸緣16或彎邊17的寬度來限制，其中，寬度B根據定義從中間板20的板邊緣延伸直至彎邊17的彎曲線。換言之，第二外部板21沿著凸緣16在其長度的至少60%上僅延伸到中間板20的彎邊17的區域上。在第二外部板21的長度的剩余的最大40%中，第二外部板21在構造通過彎曲線安放的接片24的情況下延伸超過彎邊17。但是這僅涉及比較小的面區域。在此，接片24的區域不超過第二外部板21的總面積的多于30%。利用根據本發明的設計方案的該變體還可實現帶有較小的自重和較高的碰撞強度的構件結合18。
【主權項】
1.一種機動車車身(2)的構件結合(18)，其帶有承載結構(3)，其中，所述構件結合(18)由三個板形成，這些板至少在限定的區域中彼此相疊以便形成帶有第一外部板(19)、中間板(20)和第二外部板(21)的三層式結構并且這些板在該區域中經由點焊連接(22)相互連接，其特征在于， -所述第一外部板(19)是所述承載結構(3)的組成部分而所述中間板(20)構造為壁元件(4)并且 -其中，所述點焊連接(22)的至少一個焊接核心(23)從所述中間板(20)出發分別延伸到這兩個外部板(19，21)中，以便利用焊接核心(23)連接全部三個板并且-其中，所述第一外部板(19)至少具有所述中間板(20)的2.5倍厚度。2.根據權利要求1所述的機動車車身的構件結合，其特征在于， -所述中間板(20)在邊緣區域(15)中具有構造為凸緣(16)的彎邊(17)以形成所述區域，所述中間板(20)經由所述彎邊(17)與所述外部板(19，21)接合，并且 -所述第二外部板(21)在所述中間板(20)的構造為凸緣(16)的彎邊(17)上延伸成使得所述第二外部板(21)的虛擬地假設的區段的至少50%僅在凸緣區域上延伸，其中，所述第二外部板(21)分成均勻的區段，其通過垂直于所述凸緣(17)的縱向延伸的線來劃分。3.根據權利要求2所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述第二外部板(21)至少在其沿著所述凸緣(16)的主要延伸上比所述焊接核心(23)的10倍直徑窄。4.根據權利要求1或2所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述第一外部板(19)是空心型材的部分。5.根據前述權利要求中任一項所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述第一外部板(19)具有至少800MPa的抗拉強度。6.根據前述權利要求中任一項所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述中間板(20)具有最高600MPa的抗拉強度。7.根據權利要求2至6中任一項所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述第二外部板(21)至少具有所述中間板(20)的2倍厚度。8.根據前述權利要求中任一項所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述中間板(20)具有最多0.7mm的厚度。9.根據權利要求2至8中任一項所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述第二外部板(21)構造為板條，其具有至少10倍相對于其寬度的長度。10.根據前述權利要求中任一項所述的機動車車身的構件結合，其特征在于，所述第二外部板(21)具有彎邊的接片(24)，其平行于所述中間板(20)延伸并且經由點焊連接(22)與所述中間板(20)相連接。
【文檔編號】B62D25/02GK106043444SQ201610233421
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年4月15日
【發明人】M.蒂勒, O.布盧姆
【申請人】大眾汽車有限公司