АВТОМОБИЛЬ, СОДЕРЖАЩИЙ КОНСТРУКЦИОННУЮ СТОЙКУ КУЗОВА С КОНСТРУКЦИОННОЙ ДЕТАЛЬЮ, И СПОСОБ СОЕДИНЕНИЯ КОНСТРУКЦИОННОЙ ДЕТАЛИ КОНСТРУКЦИОННОЙ СТОЙКИ КУЗОВА
AUTOMOBILE COMPRISES STRUCTURAL BODY POST WITH STRUCTURAL PART AND METHOD OF JOINTING SAID STRUCTURAL PART

Изобретение относится к автомобилю, содержащему конструкционную стойку кузова с конструкционной деталью, и к способу соединения конструкционной детали конструкционной стойки кузова автомобиля с, по меньшей мере, одним участком кузова автомобиля, примыкающим к конструкционной стойке этого кузова.
Из DE 102007014116 А 1 известна стойка, в частности передняя стойка кузова, как часть конструкции кузова автомобиля, причем эта передняя стойка выполнена из полого профиля с замкнутым поперечным сечением. В целях упрощения привязки передней стойки к конструкции кузова предложено, чтобы полый профиль, используемый в конструкции кузова, был прочно соединен со стороны концевого участка с предусмотренной для этого соединительной листовой деталью и чтобы эта соединительная листовая деталь могла быть соединена с кузовом.
Из DE 102005016993 А1 известен салон легкового автомобиля. Салон содержит переднюю стойку сбоку от ветрового стекла, которая проходит до узла средней стойки на крыше в средней части боковой стороны автомобиля и которая образована профилем, полученным гидроформованием. Для придания высокой прочности и жесткости передней стойке при малом сечении для такого салона при низких затратах и малом весе и при обеспечении тем не менее технологически простого соединения с другими кузовными деталями передняя стойка снабжена интегральными элементами для сварного соединения с другими кузовными деталями.
Задачей изобретения является усовершенствование конструкционной стойки кузова с конструкционной деталью с поперечным сечением закрытого полого профиля при таких затратах, чтобы отсутствовала необходимость в применении связанных с большими затратами времени и дорогостоящих способов соединения конструкционной стойки с кузовом автомобиля. Одновременно должна быть обеспечена возможность применения способа изготовления или соединения, который позволяет при по возможности незначительном выделении тепла соблюдать заданные размеры, в частности размеры конструкционной стойки кузова.
Указанная задача решается с помощью предмета изобретения по пункту 1 формулы изобретения. Предпочтительные варианты развития приведены в зависимых пунктах формулы.
Согласно изобретению речь идет об автомобиле, содержащем конструкционную стойку кузова с конструкционной деталью, при этом конструкционная деталь выполнена в виде закрытого полого профиля. Конструкционная деталь содержит, по меньшей мере, одну выемку и соединена с, по меньшей мере, одним участком кузова автомобиля, примыкающим к конструкционной стойке кузова, посредством, по меньшей мере, одного сварного шва. По меньшей мере один сварной шов расположен на стороне конструкционной детали, противолежащей, по меньшей мере, одной выемке. Вследствие того, что конструкционная деталь имеет, по меньшей мере, одну выемку, то в этом месте обеспечивается односторонний доступ для ее соединения с кузовом. Таким образом, благодаря этому доступу конструкционная деталь может быть соединена посредством, по меньшей мере, одного сварного шва с, по меньшей мере, одним участком кузова автомобиля, примыкающим к конструкционной стойке кузова. Следовательно, конструкционная деталь может быть оптимально выполнена в виде закрытого полого профиля без наличия дополнительного приварного фланца. В результате отпадает необходимость в применении требующих много времени и затрат способов соединения конструкционной стойки с кузовом. Благодаря этому усовершенствуется компоновка в части веса, гибкости и затрат.
Конструкционная деталь может состоять из алюминия и/или стали, и/или пластмассы.
Согласно предпочтительному варианту выполнения конструкционная стойка кузова является передней стойкой кузова автомобиля. Кроме того, возможно, чтобы конструкционная стойка кузова являлась задней или боковой стойкой кузова автомобиля.
По меньшей мере, одна выемка может быть выполнена в виде эллипсоидной, в частности круговой, или прямоугольной, в частности квадратной, выемки в материале. Кроме того, по меньшей мере, одна выемка может быть выполнена в виде косого надреза на концевом участке конструкционной детали. В том случае, когда конструкционная деталь содержит несколько выемок, то возможна комбинация из указанных вариантов выполнения.
По меньшей мере, один сварной шов может быть точечным или сплошным. Если конструкционная деталь с несколькими сварными швами соединена с, по меньшей мере, одним участком кузова автомобиля, примыкающим к конструкционной стойке кузова, то в этом случае возможна также комбинация из обеих указанных вариантов.
Согласно другому варианту выполнения автомобиля по изобретению, по меньшей мере, один примыкающий к конструкционной стойке кузова участок представляет собой косынку бокового уголка крыши или боковой рамы крыши автомобиля. Кроме того, по меньшей мере, одним примыкающим к конструкционной стойке кузова участком может служить косынка средней стойки кузова автомобиля.
При этом особо предпочтительно соединить конструкционную деталь с косынкой бокового уголка крыши или боковой рамы крыши автомобиля и с косынкой средней стойки кузова автомобиля. Согласно особо предпочтительному варианту выполнения конструкционная деталь соединена с обеими косынками посредством, по меньшей мере, одного общего сварного шва.
При этом конструкционная деталь предпочтительно располагается по существу в продольном направлении автомобиля и является неразъемной. Также конструкционная деталь может служить на первой стороне опорной поверхностью для стекла автомобиля.
Кроме того, конструкционная деталь кузова может содержать козырек, выполненный из упругого материала, расположенный над конструкционной деталью и ориентированный в направлении наружной стороны автомобиля. Далее предпочтительно, чтобы козырек был пригоден для покрытия лаком, благодаря чему достигается оптимальная адаптация к разным вариантам выполнения, и следовательно, повышается число степеней свободы выполнения конструкционной стойки кузова, например, оптического выполнения.
Также изобретение относится к способу соединения конструкционной детали конструкционной стойки кузова автомобиля с, по меньшей мере, одним участком кузова автомобиля, примыкающим к конструкционной стойке кузова, при этом способ включает в себя следующие операции: подготовка конструкционной детали, причем эта деталь выполняется в виде закрытого полого профиля и снабжается, по меньшей мере, одной выемкой; приваривание конструкционной детали к, по меньшей мере, одному участку кузова автомобиля, примыкающему к конструкционной стойке кузова, с образованием, по меньшей мере, одного сварного шва, при этом, по меньшей мере, один сварной шов располагается на стороне конструкционной детали, противолежащей, по меньшей мере, одной выемке.
Способ согласно изобретению характеризуется преимуществами, которые уже описаны применительно к автомобилю согласно изобретению и здесь не приводятся для исключения повтора.
Предпочтительно, чтобы конструкционной стойкой кузова служила передняя стойка кузова автомобиля. Также возможно, чтобы конструкционной стойкой кузова являлась задняя стойка или боковая стойка кузова автомобиля.
Приваривание конструкционной детали к, по меньшей мере, одному участку кузова, примыкающему к конструкционной стойке кузова, может производиться сваркой с помощью электродов или контактной сваркой, в частности, точечной сваркой и/или лазерной сваркой, в частности лазерной сваркой в атмосфере углекислого газа. В результате достигается оптимальное применение технологического способа с низким выделением тепла, благодаря чему возможно оптимальное соблюдение заданных размеров, в частности размеров конструкционной стойки кузова и конструкционной детали.
По меньшей мере, одна выемка в конструкционной детали может быть выполнена уже в процессе изготовлении этой детали технологическим способом.
Согласно варианту выполнения, по меньшей мере, одна выемка изготавливается в конструкционной детали гидроформованием.
Также возможно, чтобы, по меньшей мере, одна выемка в конструкционной детали была изготовлена последующим технологическим способом.
Согласно одному из вариантов выполнения, по меньшей мере, одна выемка выполняется в конструкционной детали лазерной резкой.
В том случае, когда конструкционная деталь имеет несколько выемок, то возможны также комбинации из указанных вариантов выполнения.
По меньшей мере, одна выемка может быть выполнена в виде эллипсоидной, в частности круговой, или прямоугольной, в частности квадратной, выемки в материале. Кроме того, по меньшей мере, одна выемка может быть выполнена в виде косого надреза на концевом участке конструкционной детали. Если конструкционная деталь содержит несколько выемок, то возможна также комбинация из приведенных вариантов выполнения.
По меньшей мере, один сварной шов может быть выполнен точечным или сплошным. Если конструкционная деталь соединена с, по меньшей мере, одним участком кузова автомобиля, примыкающим к конструкционной стойке кузова, с помощью нескольких сварных швов, то также возможна комбинация из обоих вариантов выполнения.
Согласно одному из вариантов выполнения способа по изобретению, по меньшей мере, один примыкающий к конструкционной стойке кузова участок является косынкой бокового уголка крыши или боковой рамы крыши автомобиля.
Согласно еще одному варианту выполнения, по меньшей мере, один примыкающий к конструкционной стойке кузова участок является косынкой средней стойки кузова автомобиля.
Согласно особо предпочтительному варианту выполнения конструкционная деталь приваривается как к косынке бокового уголка крыши или бокового канала крыши автомобиля, так и к косынке средней стойки кузова автомобиля. При этом сваривание может производиться с образованием, по меньшей мере, одного общего сварного шва между конструкционной деталью, косынкой бокового уголка крыши или боковой рамы крыши и косынкой средней стойки.
Конструкционная деталь выполнена предпочтительно неразъемной и согласно одному из вариантов выполнения располагается в продольном направлении автомобиля. При этом конструкционная деталь может служить на первой стороне опорной поверхностью для стекла автомобиля.
Ниже изобретение подробнее поясняется с помощью приложенных фигур.
При этом изображено:
фиг.1 - схематическое изображение в перспективе участка автомобиля согласно варианту выполнения изобретения;
фиг.2 - схематическое изображение в перспективе другого участка автомобиля на фиг.1;
фиг.3 - схематическое изображение в перспективе участка автомобиля согласно другому варианту выполнения изобретения;
фиг.4А - разрез по А-А на фиг.2;
фиг.4В - разрез по В-В на фиг.2;
фиг,4С - разрез по С-С на фиг.2;
фиг.4D - разрез по D-D на фиг, 2.
На фиг.1 схематически показан в перспективе участок автомобиля 1 в виде легкового автомобиля согласно варианту выполнения изобретения.
Автомобиль 1 содержит конструкционную стойку 2 кузова с конструкционной деталью 3. Конструкционная деталь 3 имеет вид неразъемного закрытого полого профиля. При этом конструкционная деталь 3 простирается в изображенном варианте выполнения по существу в продольном направлении автомобиля 1 сбоку от не показанного ветрового стекла между также не показанными наружными передними частями боковой стенки над передним узлом крыши до среднего узла крыши. Передним узлом крыши обозначается при этом расположенный на стороне крыши участок конструкционной стойки 2 кузова, до которого доходит ветровое стекло, а средним узлом крыши обозначается находящийся со стороны крыши конец также не показанной средней стойки кузова автомобиля 1.
В изображенном варианте выполнения конструкционная стойка 2 кузова представляет собой переднюю стойку 14, которая для ее отличия от передней стойки 2 кузова автомобиля 1 обозначена как передняя стойка 1 кузова.
Конструкционная деталь 3 конструкционной стойки 2 кузова соединена с, по меньшей мере, одним участком 5 кузова 6 автомобиля 1, примыкающим к конструкционной стойке 2 кузова. Для этого в приведенном на фигуре варианте выполнения конструкционная деталь 3 соединена сварными швами 7 с косынкой 10 бокового уголка крыши или рамы крыши автомобиля 1. Сварные швы 7 могут быть точечными и/или сплошными. Кроме того, конструкционная деталь 3 содержит выемки 4 на первой стороне. Сварные швы располагаются на второй стороне 8 конструкционной детали 3, противолежащей первой стороне или выемкам 4.
В показанном варианте выполнения выемки 4 выполнены в виде по существу эллипсоидных выемок в материале. Кроме того, выемки 4 могут быть также выполнены в виде прямоугольных выемок в материале. Также возможна комбинация этих обеих форм.
В показанном варианте выполнения конструкционная деталь 3 имеет две выемки 4. Однако также возможно наличие в конструкционной детали 3 только одной выемки 4 или же более двух. Также возможно наличие только одного сварного шва 7.
Конструкционная деталь 3 одной из сторон может служить опорной поверхностью для ветрового стекла автомобиля 1.
Также конструкционная стойка 2 кузова может содержать козырек, причем козырек состоит из упругого материала, расположен над конструкционной деталью 3 и ориентирован в направлении наружной стороны автомобиля 1. При этом предпочтительно, чтобы козырек был пригоден для покрытия лаком.
На фиг.2 схематически показан в перспективе другой участок автомобиля 1, изображенного на фиг.1. Компоненты одинакового функционального назначения, что и на фиг.1, обозначены одинаковыми позициями и далее подробно не поясняются.
При этом на фиг.2 подробнее показан задний конец конструкционной детали 3. Как изображено на этой фигуре, конструкционная деталь 3 проходит до среднего узла крыши, т.е. до расположенного на стороне крыши конца средней стойки 13 кузова автомобиля 1.
Как уже пояснялось в связи с фиг.1, конструкционная деталь 3 соединена с участком 5 кузова 6 автомобиля 1, примыкающим к конструкционной стойке 2 кузова, с помощью сварных швов 7. Для этого конструкционная деталь 3 соединена сварными швами 7 как с косынкой 10 боковой рамы крыши или уголка 11 крыши автомобиля 1, так и с косынкой средней стойки 13 кузова. Подробнее это будет объяснено в связи с фигурами 4А - 4D.
На фиг.3 показан в схематическом перспективном изображении участок автомобиля 1 в виде легкового автомобиля согласно другому варианту выполнения изобретения. Компоненты одинакового функционального назначения, что и на предыдущих фигурах, обозначены одинаковыми позициями и ниже подробно не поясняются.
Согласно этому варианту выполнения изобретения конструкционная деталь 3 содержит выемки 4 и 15. Выемка 4 выполнена по существу в виде эллипсовидной выемки в материале. Выемка 15 находится на концевом участке 9 конструкционной детали 3, которым служит задний конец этой детали 3. При этом выемка 15 начинается от заднего конца конструкционной детали 3.
В не показанном варианте выполнения выемка 15 может быть также выполнена в виде косого надреза на концевом участке 9 конструкционной детали 3.
Как можно видеть на фиг.3, конструкционная деталь 3 соединена сварными швами 7 как с косынкой 10 бокового уголка крыши или рамы крыши, так и с косынкой 12 средней стойки 13 кузова.
Способ соединения конструкционной детали 3 конструкционной стойки 2 кузова автомобиля 1 с, по меньшей мере, одним участком кузова 6 автомобиля 1, примыкающим к конструкционной стойке 2 кузова, может включать в себя согласно приведенным на фигурах 1 - 3 вариантам выполнения следующие операции. Сначала подготавливают конструкционную деталь 3, причем эта деталь 3 выполнена в виде закрытого полого профиля и содержит, по меньшей мере, одну выемку 4 и/или 15. При этом выемки 4 или 15 могут быть получены при изготовлении конструкционной детали 3 либо самим технологическим способом, например гидроформованием, либо с помощью последующих технологических способов, как, например, лазерная резка, в виде углублений в материале в тех местах, к которым позже потребуется односторонний доступ, например, для выполнения точечной сварки для соединения с кузовом. Такой доступ может быть обеспечен также, например, на концах конструкционной детали 3 посредством косого надреза в полом профиле в процессе изготовления полого профиля в виде конструкционной детали 3 технологическим способом или же позже.
Затем конструкционную деталь 3 приваривают к, по меньшей мере, одному примыкающему к конструкционной стойке участку 5 кузова с образованием сварных швов 7, при этом сварные швы 7 располагаются на стороне 8 конструкционной детали 3, противолежащей, по меньшей мере, одной выемке 4 или 15.
При этом приваривание конструкционной детали 3 к, по меньшей мере, одному примыкающему к конструкционной стойке 2 кузова 6 участку может производиться сваркой с использованием электродов, в частности точечной сваркой, и/или лазерной сваркой, в частности лазерной сваркой в атмосфере углекислого газа. Согласно вариантам выполнения на фигурах 1-3 конструкционную деталь 3 приваривают с образованием сварных швов 7 как к косынке 10 боковой рамы или уголка 11 рамы крыши, так и к косынке 12 средней опоры 13 кузова.
На фигурах 4А-4D показаны соответственно разрезы по участкам показанного на фиг.2 автомобиля 1. Для этого показан: на фиг.4А разрез по А-А, на фиг.4В - по В-В, на фиг.4С - по С-С и на фиг.4D - по D-D изображения на фиг.2. Компоненты с одинаковым функциональным назначением, что и на предшествующих фигурах, обозначены одинаковыми позициями и ниже подробно не поясняются.
Как можно видеть на фигурах 4А-4D, конструкционная деталь 3 соединена с косынкой 10 бокового уголка крыши или рамы крыши и с косынкой 12 средней стойки кузова трехрядными сварными точками или сварными швами 7. Также на фигурах 4А-4D показаны наружная боковая стенка 16 и внутренняя боковая стенка 17 автомобиля.
Перечень позиций
1 автомобиль
2 конструкционная стойка кузова
3 конструкционная деталь
4 выемка
5 участок
6 кузов
7 сварной шов
8 сторона
9 концевой участок
10 косынка
11 уголок крыши
12 косынка
13 средняя стойка кузова
14 передняя стойка кузова
15 выемка
16 боковая стенка
17 боковая стенка
18 передняя стойка 2 кузова.