專利名稱：組合的汽車車架組件和組裝汽車側(cè)架的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車側(cè)架組件，該汽車側(cè)架組件是通過多個(gè)支柱將上部液壓成形梁和 下部液壓成形梁連接到 一起所形成的。
背景技術(shù)：
汽車車身需要車架，通常車身外部面板和其他結(jié)構(gòu)構(gòu)件通過焊接固定在該車架 上。汽車車架通常是通過將最初組裝為組件的多個(gè)鈑金沖壓件焊接到一起所形成。通 常必須要將大量的部件組裝到一起來形成汽車的側(cè)架。由于制造公差允許，每個(gè)部件 在形狀和尺寸上可能會(huì)有一定限度的改變。將大量部件組裝到一起的問題在于，最終 組件的尺寸會(huì)由于公差累積而改變。
用大量部件制造車架組件的另一問題是，由于需要將多個(gè)部件組裝和焊接到一 起，組裝的成本會(huì)隨著部件數(shù)而增加。另外，在組裝和焊接搡作期間要保持車架組件 在一起，需要提供牢固的夾具。用于制造多部件車架組件的大型復(fù)雜夾具增加了汽車 制造設(shè)備的固定成本，這將由采用該工具制造的大量汽車來分?jǐn)偂?br> 下面所描述的本發(fā)明能解決這些以及其他問題和挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
用于汽車的車架組件具有前端，該前端部分界定出發(fā)動(dòng)機(jī)艙和乘客室。乘客室包 括位于前端的后部的擋風(fēng)玻璃。車架組件包括一液壓整體成形的梁，該梁具有布置在 前端的上部防護(hù)加固部分，鄰近擋風(fēng)玻璃布置的上部A柱部分，以及橫跨乘客室長(zhǎng) 度的頂梁部分。前端結(jié)構(gòu)組件連接到上部防護(hù)加固部分，擋風(fēng)玻璃連接到上部A柱部 分。汽車的車頂連接到頂梁部分。
本發(fā)明提供了一種用于汽車的車架組件。該汽車具有部分界定出發(fā)動(dòng)機(jī)艙以及包 括擋風(fēng)玻璃的乘客室的前端，擋風(fēng)玻璃位于該前端的后部。該車架組件包括 一液壓 成形的整體上部側(cè)梁，該上部側(cè)梁具有布置在前端的第一防護(hù)加固部分，鄰近擋風(fēng)玻
璃布置的上部A柱部分，以及橫跨乘客室長(zhǎng)度的頂梁部分。該組件還包括一液壓成 形的整體下部側(cè)梁，該下部側(cè)梁具有布置在前端的第二防護(hù)加固部分，和位于第二防 護(hù)加固部分之后的搖軸梁(rocker beam)部分。下部A柱鄰近擋風(fēng)玻璃的下邊緣連 接到上部側(cè)梁，并鄰近搖軸梁部分的前端連接到下部側(cè)梁。B柱在頂梁部分的中間位 置連接到上部側(cè)梁并在搖軸梁部分的中間位置連接到下部側(cè)梁。C柱連接到位于上部 側(cè)梁后端的較高的向下導(dǎo)向開口并連接到位于下部側(cè)梁后端的較低的向上導(dǎo)向開口。
根據(jù)與車架組件相關(guān)的其他方面，汽車具有A柱，該A柱一部分由梁的上部A柱 部分和一部分由與上部A柱部分焊接的下部A柱部分部分形成。B柱固定到頂梁部分 位于汽車的前門和后門之間的中間點(diǎn)。C柱固定到頂梁部分的后端。C柱的上端可以 具有減小的橫截面部分。所述梁可具有供C柱上端插入的開口端。該梁的開口端朝下。
B柱具有鄰近上端的進(jìn)入孔，且梁具有面向下的中間開口，通過將B柱的上端插 入該中間開口， B柱組裝到該梁，B柱具有位于進(jìn)入孔和B柱上端之間的焊接法蘭， 該焊接法蘭焊接到該梁的頂梁部分的內(nèi)壁。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，第一防護(hù)加固部分的前端與第二防護(hù)加固部分的前端焊 接在一起。此外，第一防護(hù)加固部分和第二防護(hù)加固部分在發(fā)動(dòng)機(jī)艙旁邊的中間位置 處焊接在一起，該發(fā)動(dòng)機(jī)艙在擋風(fēng)玻璃和第一、第二防護(hù)加固部分的前端之間。
B柱具有鄰近上端的進(jìn)入孔，且上部側(cè)梁具有面向下的中間開口。通過將B柱的 上端插入該中間開口， B柱組裝到上部側(cè)梁。B柱具有位于進(jìn)入孔和B柱上端之間的 焊接法蘭，該焊接法蘭焊接到上部側(cè)梁的頂梁部分的內(nèi)壁。B柱具有鄰近下端的第二 進(jìn)入孔，且下部惻梁具有位于下部惻梁的面向上的中搖軸開口。通過將B柱的下端插 入該中搖軸開口， B柱組裝到下部側(cè)梁。B柱具有位于第二進(jìn)入孔和B柱下端之間的 第二焊接法蘭，該第二焊接法蘭焊接到下部側(cè)梁的搖軸梁部分的內(nèi)壁。
根據(jù)與C柱相關(guān)的其他方面，C柱的上端具有減小的橫截面部分。上部惻梁具有 供C柱插入的開口端，該上部側(cè)梁的開口端朝下。C柱的下端也具有減小的橫截面部 分，下部側(cè)梁具有供C柱插入的開口端，該下部側(cè)梁的開口端朝上。
根據(jù)本發(fā)明的其他方面，提供了一種組裝具有前端裝飾件和后端的汽車側(cè)架的方 法。該方法包括液壓成形上部側(cè)梁，該上部側(cè)梁具有連接前端裝飾件的前部和連接 后端汽車結(jié)構(gòu)的后部；液壓成形下部側(cè)梁，該下部側(cè)梁具有連接前端裝飾件的前部和
連接后端汽車結(jié)構(gòu)的后部；將上部側(cè)梁和下部側(cè)梁的前部焊接到一起；并將a柱、b
柱和C柱組裝到上部側(cè)梁和下部側(cè)梁；A柱、B柱和C柱焊接到上部側(cè)梁和下部側(cè)梁。
根據(jù)本方法的其他方面，液壓成形上部側(cè)梁的步驟還包括形成鄰近汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙 的防護(hù)加固部分，以及形成鄰近汽車乘客室的頂梁部分。液壓成形下部側(cè)梁的步驟還 包括形成鄰近汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的防護(hù)加固部分，以及形成鄰近汽車乘客室部分的搖軸梁 部分。
根據(jù)本方法的其他方面，液壓成形上部側(cè)梁和下部側(cè)梁的步驟還包括在側(cè)梁內(nèi)形 成進(jìn)入孔。至少一個(gè)進(jìn)入孔形成于每個(gè)側(cè)梁內(nèi)以便使側(cè)梁彼此焊接。至少一個(gè)A柱進(jìn) 入孔形成于側(cè)梁內(nèi)來容納該A柱，至少一個(gè)B柱進(jìn)入孔形成于側(cè)梁內(nèi)來容納該B柱。
液壓成形上部側(cè)梁和下部側(cè)梁的步.驟還包括形成上部側(cè)梁向下延伸的后端，及形 成下部側(cè)梁向上延伸的后端。C柱的上端和下端分別頸縮裝入上部側(cè)梁和下部側(cè)梁的 后端內(nèi)。
結(jié)合以下的具體實(shí)施方式
和附圖，可以更好地理解本發(fā)明的這些以及其他方面。


圖l是汽車的車架組件的惻視圖2是沿圖1中的2-2線的截面圖；及
圖3是示出支柱和液壓成形梁通過梁的進(jìn)入孔設(shè)置為相互焊接的局部透視圖。
具體實(shí)施例方式
參考圖l,汽車車架組件10顯示為與汽車相分離。車架組件IO包括對(duì)應(yīng)于汽車 裝飾件安裝位置的前端12。發(fā)動(dòng)機(jī)艙區(qū)域14設(shè)在前端12的后面。應(yīng)當(dāng)理解，這里 提到的汽車前面或者后面以及類似說法是以汽車的方向作為基準(zhǔn)。提供了包括有擋風(fēng)
玻璃區(qū)域18的乘客室區(qū)域16。乘客室區(qū)域16位于發(fā)動(dòng)機(jī)艙區(qū)域l4的后面，擋風(fēng)坡 璃區(qū)域18構(gòu)成了乘客室區(qū)域16的前部。
車架組件包括上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22。上部側(cè)梁20從前端l2沿著乘客室區(qū) 域16的長(zhǎng)度延伸。下部側(cè)梁22從前端12延伸穿過乘客室區(qū)域16的底部至乘客室區(qū) 域16的后部。上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22是一連續(xù)的、通過液壓成形方法整體形成 的梁。液壓成形方法制造出結(jié)構(gòu)部件，例如梁，達(dá)到接近不受公差累積影響的尺寸公 差，公差累積在由單個(gè)沖壓件焊接制造的梁中產(chǎn)生。
A柱在圖中通常標(biāo)為26。 A柱是最前面的支撐車頂?shù)闹е⑶彝ǔＥc擋風(fēng)玻璃區(qū) 域18排成一行。B柱28設(shè)置在乘客室區(qū)域16的中間或中心位置。C柱30設(shè)置為在
乘客室區(qū)域16的后面支撐車頂。應(yīng)當(dāng)理解，有些汽車還具有D柱，該D柱是支撐車 頂?shù)淖詈笾е?，而C柱為類似于B柱28的中間支柱。
上部側(cè)梁具有鄰近發(fā)動(dòng)機(jī)艙區(qū)域14的防護(hù)加固部分34。上部A柱部分36直接 位于防護(hù)加固部分34之后并與之鄰近。上部A柱部分36鄰近擋風(fēng)玻璃區(qū)域18。上 部側(cè)梁20的頂梁部分40設(shè)在乘客室區(qū)域16側(cè)面并鄰近汽車的頂部或車頂部分。上 部惻梁20從前端12延伸穿過上部A柱部分36之前的防護(hù)加固部分34。上部A柱部 分36鄰近頂梁部分40并延伸到乘客室區(qū)域16的后部。
下部側(cè)梁22包括緊接在前端12后的防護(hù)加固部分48。防護(hù)加固部分48鄰近發(fā) 動(dòng)機(jī)艙區(qū)域14。下部側(cè)梁22的搖軸梁部分50設(shè)在防護(hù)加固部分48的后面。上部側(cè) 梁的上部A柱部分36與下部A柱52連接，該下部A柱52作為獨(dú)立組件形成，并連 接在上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22之間。下部A柱52與上部側(cè)梁20的上部A柱部分 36共同形成汽車的A柱。
上部側(cè)梁20的后端較高處(相對(duì)于汽車車架組件)形成開口 54。下部側(cè)梁22 的后端較低處(相對(duì)于汽車車架組件)形成開口 56。 C柱30容納在開口 54、 56內(nèi)。
在汽車的前面，第一防護(hù)加固部分34的前端58焊接到第二防護(hù)加固部分48的 前端60。前端58、 60焊接在一起。
參考圖2，部分示出的焊槍62插入進(jìn)入孔64。圖2所示的進(jìn)入孔64是形成于B 柱28下端的進(jìn)入孔64。其他進(jìn)入孔64是為了便于將上部側(cè)梁20、下部側(cè)梁22焊 接到一起，以及為了將A柱26、 B柱28和C柱30的上端和下端焊接到上部側(cè)梁20 和下部側(cè)梁22而提供。在B柱28插入側(cè)梁20、 22中一個(gè)的開口 66后，焊槍62插 入進(jìn)入孔64。焊接法蘭68設(shè)在進(jìn)入孔64和B柱28末端之間。焊接法蘭68通過電 阻焊槍62焊接到側(cè)梁20、 22中一個(gè)的內(nèi)壁70。 B柱28容納在搖軸梁部分50中部的 開口 66內(nèi)。如圖1所示，所述開口是中搖軸開口 72。
參考圖3，示出了 B柱28的上端與上部側(cè)梁20的頂梁部分40的連接。B柱28 具有靠近其上端形成的進(jìn)入孔64。 B柱28的上端容納在頂梁部分40中形成的開口 66中。頂梁部分40是封閉箱型管狀構(gòu)件，下壁切割去形成開口66。
參考圖1, C柱30的下端和上端具有減小的橫截面部分76。 C柱30上端的減小 的橫截面部分76容納在位于上部側(cè)梁20后端處的較高的開口 54中。C柱M下端的 另一個(gè)減小的橫截面部分76容納在下部側(cè)梁22后端處的較低的開口 56中?？蛇x地, C柱的下端可以像B柱的下端一樣形成、固定。
車架組件IO按照下列步驟制造，根據(jù)制造效率的需要也可以重新安排。制造步 驟的順序僅用于起解釋作用，并非一定按此嚴(yán)格限定。上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22以 液壓成形搡作形成，其中梁20、 22的管狀預(yù)制件置于液壓成形模具中，充水并承受 高壓放電使得管狀預(yù)制件的壁形成側(cè)梁20、 22所想要的形狀。待上部側(cè)梁20和下部 側(cè)梁22形成后，將其組裝到一起，并在前端12沿發(fā)動(dòng)機(jī)艙區(qū)域14焊接。防護(hù)加固 部分34、 48用供焊槍進(jìn)入的各自部分的進(jìn)入孔46焊接到一起。下部A柱52安裝到 上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22,然后用插入下部A柱52的上端和下端處的進(jìn)入孔64的 焊槍輝接到一起。B柱28安裝到上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22,并通過位于B柱28的 上端和下端處的進(jìn)入孔64焊接到一起。通過將位于C柱30上端和下端的減小的橫截 面部分76分別插入在上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22中形成的開口 54、 56中，C柱30 安裝到上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22。 C柱30的上端和下端可以焊接到帶有提供給焊槍 通過進(jìn)入孔64的入口的上部側(cè)梁20和下部側(cè)梁22。
雖然詳細(xì)描述了本發(fā)明的最佳實(shí)施模式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)認(rèn)識(shí)到由本發(fā) 明的權(quán)利要求限定的各種可選設(shè)計(jì)和實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種汽車車架組件，所述車架組件具有部分界定出發(fā)動(dòng)機(jī)艙以及包括擋風(fēng)玻璃的乘客室的前端，所述擋風(fēng)玻璃位于所述前端的后部，其特征在于，所述車架組件包括一液壓成形的整體上部側(cè)梁，所述上部側(cè)梁具有布置在前端的第一防護(hù)加固部分，鄰近所述擋風(fēng)玻璃布置的上部A柱部分，以及橫跨所述乘客室長(zhǎng)度的頂梁部分；一液壓成形的整體下部側(cè)梁，所述下部側(cè)梁具有布置在前端的第二防護(hù)加固部分，和位于所述第二防護(hù)加固部分之后的搖軸梁部分；下部A柱，所述下部A柱鄰近所述擋風(fēng)玻璃的下邊緣連接到所述上部側(cè)梁，并鄰近所述搖軸梁部分的前端連接到所述下部側(cè)梁；B柱，所述B柱連接到所述頂梁部分的中間位置并連接到所述搖軸梁部分的中間位置；以及C柱，所述C柱連接到位于所述上部側(cè)梁后端的較高的向下導(dǎo)向的開口并連接到位于所述下部側(cè)梁后端的較低的向上導(dǎo)向的開口。
2. 如權(quán)利要求l所述的車架組件，其特征在于，所述第一防護(hù)加固部分的前端 與所述第二防護(hù)加固部分的前端焊接在一起。
3. 如權(quán)利要求l所述的車架組件，其特征在于，所述第一防護(hù)加固部分的前端 與所述第二防護(hù)加固部分的前端焊接在一起，且所述第一防護(hù)加固部分和第二防護(hù)加 固部分在所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙旁邊的中間位置處焊接在一起，所述發(fā)動(dòng)機(jī)艙位于所述擋風(fēng)玻 璃和所述第一、第二防護(hù)加固部分的前端之間。
4. 如權(quán)利要求l所述的車架組件，其特征在于，所述B柱具有鄰近上端的進(jìn)入 孔，且所述上部側(cè)梁具有面向下的中間開口，通過將所述B柱的上端插入所述中間開 口，所述B柱組裝到所述上部側(cè)梁，所述B柱具有位于所述進(jìn)入孔和所述B柱上端之 問的焊接法蘭，所述焊接法蘭焊接到所述上部側(cè)梁的頂梁部分的內(nèi)壁。
5. 如權(quán)利要求4所述的車架組件，其特征在于，所述B柱具有鄰近下端的第二 進(jìn)入孔，且所述下部側(cè)梁具有位于所述下部側(cè)梁的面向上的中搖軸開口，通過將所述 B柱的下端插入所述中搖軸開口，所述B柱組裝到所述下部側(cè)梁，所述B柱具有位于 所述第二進(jìn)入孔和所述B柱下端之間的第二焊接法蘭，所述第二焊接法蘭焊接到所述 下部側(cè)梁的搖軸梁部分的內(nèi)壁。
6. 如權(quán)利要求l所述的車架組件，其特征在于，所述C柱的上端具有減小的橫 截面部分，且所述上部側(cè)梁具有供所述C柱插入的開口端，所述上部側(cè)梁的開口端朝 下。
7. 如權(quán)利要求6所述的車架組件，其特征在于，所述C柱的下端具有減小的橫 截面部分，且所述下部側(cè)梁具有供所述C柱插入的開口端，所述下部側(cè)梁的開口端朝 上。
8. 組裝具有前端裝飾件和后端的汽車側(cè)架的方法，其特征在于，包括 液壓成形上部側(cè)梁，所述上部側(cè)梁具有連接所述前端裝飾件的前部和連接所述后端的后部；液壓成形下部側(cè)梁，所述下部側(cè)梁具有連接所述前端裝飾件的前部和連接所述后 端的后部；將所述上部側(cè)梁和下部側(cè)梁的前部焊接到一起； 將下部A柱組裝到所述上部側(cè)梁和下部側(cè)梁； 將B柱組裝到所述上部側(cè)梁和下部側(cè)梁； 將C柱組裝到所述上部側(cè)梁和下部側(cè)梁；以及 將所述A柱、B柱和C柱焊接到所述上部側(cè)梁和下部側(cè)梁。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述液壓成形上部側(cè)梁的步驟還包 括形成鄰近汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的防護(hù)加固部分，以及形成鄰近汽車乘客室的頂梁部分。
10. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述液壓成形下部側(cè)梁的步驟還包 括形成鄰近汽車發(fā)動(dòng)機(jī)艙的防護(hù)加固部分，以及形成鄰近汽車乘客室的搖軸梁部分。
11. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述液壓成形上部側(cè)梁和下部側(cè)梁 的步驟還包括在所述側(cè)梁內(nèi)形成進(jìn)入孔，至少一個(gè)所述進(jìn)入孔形成于每個(gè)所述側(cè)梁內(nèi) 以便使所述側(cè)梁彼此焊接，至少一個(gè)A柱進(jìn)入孔形成于所述側(cè)梁內(nèi)來容納所述A柱， 且至少一個(gè)B柱進(jìn)入孔形成于所述側(cè)梁內(nèi)來容納所述B柱。
12. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述液壓成形上部側(cè)梁和下部側(cè)梁 的步驟還包括形威所述上部側(cè)梁向下延伸的后端，以及形成所述下部側(cè)梁向上延伸的 后端，且所述C柱的上端和下端分別頸縮裝入所述上部側(cè)梁和下部側(cè)梁的后端內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種汽車車架組件，該車架組件包括一液壓成形的整體上部側(cè)梁，也包括一液壓成形的整體下部側(cè)梁。側(cè)梁從汽車前面或者裝飾件區(qū)域處延伸到汽車的后部。側(cè)梁通過A柱、B柱和C柱相互連接。側(cè)梁通過梁內(nèi)和支柱內(nèi)的進(jìn)入孔相互焊接。支柱通過進(jìn)入孔連接到側(cè)梁。
文檔編號(hào)B62D25/00GK101181906SQ200710169679
公開日2008年5月21日 申請(qǐng)日期2007年11月13日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月14日
發(fā)明者蘭迪·林, 勞倫斯·J·杜普伊斯, 德拉甘·斯托伊科維奇 申請(qǐng)人:福特環(huán)球技術(shù)公司