專利名稱：具有一體地成形的被擠壓的凸緣的頂板橫梁的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于車頂和擋風(fēng)玻璃的結(jié)構(gòu)加強件。
背景技術(shù)：
車輛通過外部車身覆蓋件(outer body panel)內(nèi)的結(jié)構(gòu)構(gòu)件裝配在一起， 這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件用于支撐車輛的頂板和擋風(fēng)玻璃。通常，頂板橫梁被設(shè)置成支 撐車頂，所述車頂必須滿足頂板抗壓強度標準(roof crush resistance standard )。 車輛擋風(fēng)玻璃部分地被通常稱為A柱的柱支撐。支撐頂板的其它柱被稱為B 柱、C柱，在一些汽車中，設(shè)計有D柱。目前，已經(jīng)設(shè)置了頂板抗壓強度的 加強標準，這就對車輛設(shè)計和制造工藝提出了挑戰(zhàn)。
傳統(tǒng)的A柱和頂板橫梁通過電阻焊接或者點焊、制造工藝將多個成形的 部件裝配在一起形成。對于傳統(tǒng)的制造技術(shù)來說，通過用高強度的鋼代替可 使頂板強度得到一定程度的提高，但是這種方法使車輛的成本增加。
已經(jīng)提出了液壓成形的頂板橫梁和液壓成形的A柱，液壓成形的頂板橫 梁和液壓成形的A柱的特征在于它們是管狀構(gòu)件，由于管狀構(gòu)件的橫截面是 封閉的，所以給制造提出了挑戰(zhàn)。液壓成形結(jié)構(gòu)構(gòu)件提供與管狀結(jié)構(gòu)構(gòu)件的 固有承載性能有關(guān)的優(yōu)點。結(jié)構(gòu)構(gòu)件的承載性能對優(yōu)化頂板強度性能很重要。
需要在管狀支撐件的壁上設(shè)置足夠大的進入孔，可使用電阻焊槍通過該 進入孔將所述管焊接到其它部件上。然而，在管狀構(gòu)件的壁上形成進入孔使 使用液壓成形的管狀構(gòu)件的目的失效，這是因為在管狀構(gòu)件的壁上形成進入 孔使管狀構(gòu)件變?nèi)酢?br> 作為另一種方案，可使用單面焊接技術(shù)(例如，MG焊接或者TIG焊接) 將支架和其它部件焊接到管狀框架構(gòu)件上。使用單面悍接技術(shù)需要額外的投 資支出和與進行單面焊接相關(guān)的費用以及檢驗所述焊接的完好性的費用。
附著到液壓成形的管狀的A柱或者頂板橫梁上的成形的支架需要被裝配 以封閉擋風(fēng)玻璃頂部(windshield header )和擋風(fēng)玻璃的區(qū)域中的容許間隙 (tolerance )。用于將液壓成形的管狀構(gòu)件安裝到車輛上的成形的支架使車輛的重量增加。
申請人的發(fā)明提出了與傳統(tǒng)的頂板橫梁、A柱裝配件以及液壓成形的管 狀支撐件相關(guān)的上述問題。這些和其它問題可通過以下概述的申請人的發(fā)明 得到解決。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種用于車輛的支撐橫梁。該支撐橫梁包括 管狀主體，形成有壁；至少一個凸緣，由所述主體的壁的被擠壓的部分形成， 所述至少一個凸緣沿著所述管狀主體的長度的至少一部分從所述主體向外延 伸。所述壁的被擠壓的部分形成為具有兩個壁厚。凸緣可具有局部區(qū)域，在 該局部區(qū)域，至少一個壁厚被去除，以便于將所述支撐橫梁焊接到車輛的另 一部分上。
根據(jù)本發(fā)明的另 一方面，可沿著所述管狀主體的長度的至少第 一部分形 成兩個凸緣。沿著管狀主體的長度形成的所述兩個凸緣中的一個凸緣僅延伸 所述管狀主體的一部分并在中間的點處停止。另一個凸緣繼續(xù)沿著所述管狀 主體的至少第二部分延伸。所述管狀主體具有中空的橫截面。沿著所述管狀
主體的長度的第一部分的所述管狀主體的橫截面小于在所述管狀主體的長度 的第二部分處的管狀主體的橫截面。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，在管狀主體的端部可設(shè)置一體的端部連接件。 所述端部連接件可在所述壁上限定槽口 ，所述槽口提供到達所述端部連接件 的正對部分的入口，以便于將所述橫梁的端部焊接到車輛的另一部分上。所 述支撐橫梁可包括A柱和頂板橫梁的組合體，其中，所述兩個凸緣在A柱的 向前端從A柱的前部向門開口延伸。所述兩個凸緣中的一個凸緣可從門開口 之上的某個點朝著車輛的后部延伸超過另一個凸緣。所述兩個凸緣中的一個 凸緣可以是擋風(fēng)玻璃支撐凸緣，另一個凸緣可以是門開口凸緣。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種用于車輛的頂板橫梁，所述車輛具有 擋風(fēng)玻璃和頂板，所述頂板橫梁從擋風(fēng)玻璃的側(cè)部并沿著頂板的側(cè)部延伸。 所述頂板橫梁包括與擋風(fēng)玻璃相鄰地設(shè)置的A柱，所述A柱具有前門開口凸 緣和擋風(fēng)玻璃支撐凸緣。前門開口凸緣和擋風(fēng)玻璃支撐凸緣從管狀截面的按 照放射狀分離的部分向外延伸。頂板橫梁的中部可形成為A柱的向后連續(xù)部 分，頂板橫梁的中部與頂板的前部相鄰地設(shè)置。所述中部使前門開口凸緣從頂板的前部連續(xù)，并且還具有頂板支撐凸緣。前門開口凸緣和頂板支撐凸緣 從管狀截面的按照放射狀分離的部分向外延伸。頂板橫梁的后部與頂板的后 部相鄰地設(shè)置。所述后部具有從管狀截面向外延伸的后門開口凸緣。所述后 部的管狀截面的上表面支撐頂板。
根據(jù)涉及頂板橫梁的本發(fā)明的另 一方面，管連接件可 一體地形成在頂板 橫梁的前部的前端。所述管連接件可以在管狀截面上具有槽口，所述槽口提 供到達管連接件的一個壁厚的入口，所述槽口便于焊接到一個壁厚的管狀截 面上。類似地，管連接件部分可一體地形成在頂板橫梁的后部的后端。所述 管連接件部分可在管狀截面上具有槽口 ，所述槽口提供到達管連接件部分的 一個壁厚的入口，以便于焊接。
需要一種可使用傳統(tǒng)的電阻焊接工具被裝配到車輛的堅固的A柱和頂板 橫梁支撐件。另外，由于需要兼容包裝考慮而不會不利地改變車輛式樣，所 以需要一種與傳統(tǒng)的成形支撐組件的橫截面對應(yīng)的頂板橫梁和A柱。通過附 圖和下面對示出的實施例的描述，將更好地理解申請人的發(fā)明所提出的上述
問題和需要。


圖1是結(jié)合車輛的相鄰的部件示出的A柱和頂板橫梁的局部分解透視
圖2是本發(fā)明的A柱和頂板橫梁的局部的前部主視圖； 圖3是沿著圖1中的3-3線截取的橫截面視圖； 圖4是沿著圖1中的4-4線截取的橫截面視圖； 圖5是沿著圖1中的5-5線截取的橫截面視圖6是示出用于車輛的液壓成形的支撐橫梁的簡略的橫截面示圖，其中， 為了便于焊接，從液壓成形的支撐橫梁的被擠壓的凸緣部分去除了一個厚度
的材料。
具體實施例方式
參照圖1，在相對于擋風(fēng)玻璃12和頂板14的位置示出了結(jié)合的頂板橫 梁和A柱IO。設(shè)置有用于門(未示出)的前門開口 16和后門開口 18,所述 門將被安裝成與頂板橫梁和A柱IO相鄰。頂板橫梁和A柱10包括具有中空的橫截面的管狀主體部分20、擋風(fēng)玻 璃支撐凸緣22、頂板支撐凸緣24以及頂板支撐表面26。包括前門部分30和 后門部分32的門開口凸緣28也設(shè)置在管狀主體部分20上。由管坯(tubular blank)在液壓成形操作中形成凸緣，管坯還用于形成管狀主體部分20。通過 在液壓成形工藝中擠壓管坯的一部分形成凸緣。通過擠壓坯料形成的雙壁的 金屬厚度區(qū)域提供堅固耐用的凸緣，可使用電阻焊接操作將其它車身覆蓋件 或者支架焊接到所述凸緣上。
參照圖2，在頂板橫梁和A柱10的前端38處，前管連4妄件36 —體地形 成為頂板橫梁和A柱10的一部分。在擋風(fēng)玻璃支撐凸緣22和門開口凸緣28 的前門部分30上示出了第一盲孔40和第二盲孔42。槽口 44也^皮示出為前 管連接件36的一部分。設(shè)置盲孔40、 42以便于將其它組件焊接到前管連接 件36上，用于使金屬厚度的量減小到最大為三個金屬厚度。設(shè)置槽口 44， 以允許通向其它組件。
總體上在圖1中示出的后管連接件48可按照與包括所需的盲孔或者槽口 的前管連接件36類似的方式形成，所述盲孔或者槽口提供在頂板橫梁和A 柱10的后端將頂板橫梁和A柱10焊接到車輛的入口 。
參照圖3，示出的頂板橫梁和A柱10的一部分包括擋風(fēng)玻璃支撐凸緣 22和門開口凸緣28的前門部分30。
參照圖4，示出了在前門開口 16之上的頂板橫梁和A柱10的橫截面視 圖，包括管狀主體部分20、頂板支撐凸緣24和門開口凸緣28的前門部分30。
參照圖5,示出了位于后門開口 18之上的頂板橫梁和A柱10的橫截面。 門開口凸緣28的后門部分32 :f皮示出為在頂板一黃梁和A柱10的下部。頂板 支撐表面26設(shè)置在頂板橫梁和A柱10的頂部上。應(yīng)該注意到管狀主體部 分20的高度從圖3中示出的頂板橫梁和A柱IO的所述部分開始增加，從而 管狀主體部分20的高度逐漸增加，如圖4所示，直到圖5中示出的管狀主體 部分20的高度達到最大高度。頂板橫梁和A柱10的中空橫截面的高度的增 加使頂板橫梁和A柱10的強度增加，并使頂板抗壓性能得到改善。通過減 小與擋風(fēng)玻璃相鄰的管狀截面的橫截面，可提供較小的A柱部分，這將提供 改善的式樣可能性。
參照圖6，示出的支撐橫梁48基本上呈矩形形狀，并具有相對定向的第 一和第二凸緣50、 52。第一凸緣50具有盲孔54，該盲孔54穿過凸緣50的一個厚度，以便于焊接到與凸緣50相鄰地設(shè)置的一個厚度的金屬塊56上。 另 一個凸緣52具有盲孔60，以便于將凸緣焊接到被設(shè)置在凸緣52的相對的 兩側(cè)上的兩個厚度的金屬片62、 64上。
雖然已經(jīng)詳細描述了實現(xiàn)本發(fā)明的最佳方式，但是本發(fā)明所屬領(lǐng)域的技 術(shù)人員應(yīng)該理解用于實施權(quán)利要求所限定的本發(fā)明的可選的設(shè)計和實施例。
權(quán)利要求
1、一種用于車輛的支撐橫梁，包括管狀主體，形成有壁；至少一個凸緣，由所述主體的壁的被擠壓的部分形成，所述至少一個凸緣沿著所述管狀主體的至少一部分從所述主體向外延伸，其中，所述壁的被擠壓的部分形成為具有兩個壁厚，其中，凸緣具有局部區(qū)域，在該局部區(qū)域，至少一個壁厚被去除，以便于將所述支撐橫梁焊接到車輛的另一部分上。
2、 如權(quán)利要求1所述的支撐橫梁，其中，沿著所述管狀主體的長度的至少第 一部分形成兩個凸緣。
3、 如權(quán)利要求2所述的支撐橫梁，其中，所述兩個凸緣中的一個凸緣沿著管狀主體的長度僅延伸所述管狀主體的一部分并在中間的點處停止，所述兩個凸緣中的另一個凸緣繼續(xù)沿著所述管狀主體的至少第二部分延伸。
4、 如權(quán)利要求3所述的支撐橫梁，其中，所述管狀主體具有中空的橫截面，其中，在所述管狀主體的長度的所述第一部分處的所述管狀主體的中空的橫截面小于在所述管狀主體的長度的第二部分處的管狀主體的中空的橫截面。
5、 如權(quán)利要求1所述的支撐橫梁，還包括設(shè)置在管狀主體的端部的一體的端部連接件，其中，所述端部連接件在所述壁上限定槽口，所述槽口提供到達所述端部連接件的正對部分的入口 ，以便于將所述橫梁的端部焊接到車輛的另一部分上。
6、 如權(quán)利要求1所述的支撐橫梁，其中，所述支撐橫梁是A柱和頂板橫梁的組合體，其中，所述兩個凸緣在A柱的向前端從A柱的前部向門開口延伸。
7、 如權(quán)利要求6所述的支撐橫梁，所述兩個凸緣中的一個凸緣從門開口之上的某個點朝著車輛的后部延伸超過另一個凸緣。
8、 如權(quán)利要求7所述的支撐橫梁，其中，所述管狀主體具有中空橫截面，其中，在所述管狀主體上形成兩個凸緣位置處的所述管狀主體的中空橫截面小于一個凸緣延伸超過另一個凸緣位置處的所述管狀主體的中空橫截面。
9、 如權(quán)利要求6所述的支撐橫梁，所述兩個凸緣中的一個凸緣是擋風(fēng)玻璃支撐凸緣，另一個凸緣是門開口凸緣。
10、 一種用于車輛的頂板橫梁，所述車輛具有擋風(fēng)玻璃和頂板，所述頂 板橫梁從擋風(fēng)玻璃的側(cè)部并沿著頂板的側(cè)部延伸，其中，所述頂板橫梁包括A柱，與擋風(fēng)玻璃相鄰地設(shè)置，所述A柱具有前門開口凸緣和擋風(fēng) 玻璃支撐凸緣，其中，前門開口凸緣和擋風(fēng)玻璃支撐凸緣從管狀截面的按 照放射狀分離的部分向外延伸；頂板橫梁的中部，形成為A柱的向后連續(xù)部分，與頂板的前部相鄰 地設(shè)置，以使前門開口凸緣從頂板的前部連續(xù)，并具有頂板支撐凸緣，其 中，前門開口凸緣和頂板支撐凸緣從管狀截面的按照放射狀分離的部分向 外延伸；頂板橫梁的后部，與頂板的后部相鄰地設(shè)置，具有用于支撐頂板的管 狀截面的上表面和后門開口凸緣，其中，后門開口凸緣從管狀截面向外延伸。
11、 如權(quán)利要求IO所述的頂板橫梁，還包括一體地形成在頂板橫梁的前 部的前端的管連接件，所述管連接件在管狀截面上具有槽口，所述槽口提供 到達所述管連接件的一個壁厚的入口 ，所述槽口便于焊接到一個壁厚的所述 管狀截面上。
12、 如權(quán)利要求IO所述的頂板橫梁，還包括一體地形成在頂板橫梁的后 部的后端的管連接件部分，所述管連接件部分在管狀截面上具有槽口，所述 槽口提供到達所述管連接件部分的一個壁厚的入口 ，所述槽口便于焊接到一 個壁厚的管狀截面上。
13、 如權(quán)利要求IO所述的頂板橫梁，還包括一體地形成在頂板橫梁的后 部的后端的管連接件部分，所述管連接件部分在管狀截面上具有開口，以減 小焊接在一起的金屬厚度的量。
14、 如權(quán)利要求IO所述的支撐橫梁，其中，所述管狀截面具有中空的橫 截面，其中，在所述管狀主體的長度的第一部分處的所述管狀主體的中空的 橫截面小于在所述管狀主體的長度的第二部分處的管狀主體的中空的橫截 面。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于車輛的支撐橫梁，該支撐橫梁具有A柱部分和頂板橫梁部分。頂板橫梁和A柱形成有管狀主體部分和縱向地延伸的支撐凸緣。在液壓成形工藝期間，通過擠壓坯料形成支撐凸緣，以提供雙厚度凸緣。擋風(fēng)玻璃支撐凸緣、頂板支撐凸緣和門開口凸緣形成為從管狀主體部分向外延伸?？稍O(shè)置前后管連接件，所述前后管連接件包括盲孔或者槽口，以便于焊接。
文檔編號B60R99/00GK101522508SQ200780036846
公開日2009年9月2日 申請日期2007年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2006年10月11日
發(fā)明者丹尼爾·紹洛伊, 奧馬爾·法魯克, 蒂埃里·甘貝特奧, 路易斯·拉特索斯, 迪安·格里克, 陳曉明 申請人:福特全球技術(shù)公司;瓦里豐集團有限公司