专利名称：组合的汽车车架组件和组装汽车侧架的方法
技术领域：
本发明涉及汽车侧架组件，该汽车侧架组件是通过多个支柱将上部液压成形梁和 下部液压成形梁连接到 一起所形成的。
背景技术：
汽车车身需要车架，通常车身外部面板和其他结构构件通过焊接固定在该车架 上。汽车车架通常是通过将最初组装为组件的多个钣金冲压件焊接到一起所形成。通 常必须要将大量的部件组装到一起来形成汽车的侧架。由于制造公差允许，每个部件 在形状和尺寸上可能会有一定限度的改变。将大量部件组装到一起的问题在于，最终 组件的尺寸会由于公差累积而改变。
用大量部件制造车架组件的另一问题是，由于需要将多个部件组装和焊接到一 起，组装的成本会随着部件数而增加。另外，在组装和焊接搡作期间要保持车架组件 在一起，需要提供牢固的夹具。用于制造多部件车架组件的大型复杂夹具增加了汽车 制造设备的固定成本，这将由采用该工具制造的大量汽车来分摊。
下面所描述的本发明能解决这些以及其他问题和挑战。
发明内容
用于汽车的车架组件具有前端，该前端部分界定出发动机舱和乘客室。乘客室包 括位于前端的后部的挡风玻璃。车架组件包括一液压整体成形的梁，该梁具有布置在 前端的上部防护加固部分，邻近挡风玻璃布置的上部A柱部分，以及横跨乘客室长 度的顶梁部分。前端结构组件连接到上部防护加固部分，挡风玻璃连接到上部A柱部 分。汽车的车顶连接到顶梁部分。
本发明提供了一种用于汽车的车架组件。该汽车具有部分界定出发动机舱以及包 括挡风玻璃的乘客室的前端，挡风玻璃位于该前端的后部。该车架组件包括 一液压 成形的整体上部侧梁，该上部侧梁具有布置在前端的第一防护加固部分，邻近挡风玻
璃布置的上部A柱部分，以及横跨乘客室长度的顶梁部分。该组件还包括一液压成 形的整体下部侧梁，该下部侧梁具有布置在前端的第二防护加固部分，和位于第二防 护加固部分之后的摇轴梁(rocker beam)部分。下部A柱邻近挡风玻璃的下边缘连 接到上部侧梁，并邻近摇轴梁部分的前端连接到下部侧梁。B柱在顶梁部分的中间位 置连接到上部侧梁并在摇轴梁部分的中间位置连接到下部侧梁。C柱连接到位于上部 侧梁后端的较高的向下导向开口并连接到位于下部侧梁后端的较低的向上导向开口。
根据与车架组件相关的其他方面，汽车具有A柱，该A柱一部分由梁的上部A柱 部分和一部分由与上部A柱部分焊接的下部A柱部分部分形成。B柱固定到顶梁部分 位于汽车的前门和后门之间的中间点。C柱固定到顶梁部分的后端。C柱的上端可以 具有减小的横截面部分。所述梁可具有供C柱上端插入的开口端。该梁的开口端朝下。
B柱具有邻近上端的进入孔，且梁具有面向下的中间开口，通过将B柱的上端插 入该中间开口， B柱组装到该梁，B柱具有位于进入孔和B柱上端之间的焊接法兰， 该焊接法兰焊接到该梁的顶梁部分的内壁。
根据本发明的其他方面，第一防护加固部分的前端与第二防护加固部分的前端焊 接在一起。此外，第一防护加固部分和第二防护加固部分在发动机舱旁边的中间位置 处焊接在一起，该发动机舱在挡风玻璃和第一、第二防护加固部分的前端之间。
B柱具有邻近上端的进入孔，且上部侧梁具有面向下的中间开口。通过将B柱的 上端插入该中间开口， B柱组装到上部侧梁。B柱具有位于进入孔和B柱上端之间的 焊接法兰，该焊接法兰焊接到上部侧梁的顶梁部分的内壁。B柱具有邻近下端的第二 进入孔，且下部恻梁具有位于下部恻梁的面向上的中摇轴开口。通过将B柱的下端插 入该中摇轴开口， B柱组装到下部侧梁。B柱具有位于第二进入孔和B柱下端之间的 第二焊接法兰，该第二焊接法兰焊接到下部侧梁的摇轴梁部分的内壁。
根据与C柱相关的其他方面，C柱的上端具有减小的横截面部分。上部恻梁具有 供C柱插入的开口端，该上部侧梁的开口端朝下。C柱的下端也具有减小的横截面部 分，下部侧梁具有供C柱插入的开口端，该下部侧梁的开口端朝上。
根据本发明的其他方面，提供了一种组装具有前端装饰件和后端的汽车侧架的方 法。该方法包括液压成形上部侧梁，该上部侧梁具有连接前端装饰件的前部和连接 后端汽车结构的后部；液压成形下部侧梁，该下部侧梁具有连接前端装饰件的前部和
连接后端汽车结构的后部；将上部侧梁和下部侧梁的前部焊接到一起；并将a柱、b
柱和C柱组装到上部侧梁和下部侧梁；A柱、B柱和C柱焊接到上部侧梁和下部侧梁。
根据本方法的其他方面，液压成形上部侧梁的步骤还包括形成邻近汽车发动机舱 的防护加固部分，以及形成邻近汽车乘客室的顶梁部分。液压成形下部侧梁的步骤还 包括形成邻近汽车发动机舱的防护加固部分，以及形成邻近汽车乘客室部分的摇轴梁 部分。
根据本方法的其他方面，液压成形上部侧梁和下部侧梁的步骤还包括在侧梁内形 成进入孔。至少一个进入孔形成于每个侧梁内以便使侧梁彼此焊接。至少一个A柱进 入孔形成于侧梁内来容纳该A柱，至少一个B柱进入孔形成于侧梁内来容纳该B柱。
液压成形上部侧梁和下部侧梁的步.骤还包括形成上部侧梁向下延伸的后端，及形 成下部侧梁向上延伸的后端。C柱的上端和下端分别颈缩装入上部侧梁和下部侧梁的 后端内。
结合以下的具体实施方式
和附图，可以更好地理解本发明的这些以及其他方面。
图l是汽车的车架组件的恻视图2是沿图1中的2-2线的截面图；及
图3是示出支柱和液压成形梁通过梁的进入孔设置为相互焊接的局部透视图。
具体实施例方式
参考图l,汽车车架组件10显示为与汽车相分离。车架组件IO包括对应于汽车 装饰件安装位置的前端12。发动机舱区域14设在前端12的后面。应当理解，这里 提到的汽车前面或者后面以及类似说法是以汽车的方向作为基准。提供了包括有挡风
玻璃区域18的乘客室区域16。乘客室区域16位于发动机舱区域l4的后面，挡风坡 璃区域18构成了乘客室区域16的前部。
车架组件包括上部侧梁20和下部侧梁22。上部侧梁20从前端l2沿着乘客室区 域16的长度延伸。下部侧梁22从前端12延伸穿过乘客室区域16的底部至乘客室区 域16的后部。上部侧梁20和下部侧梁22是一连续的、通过液压成形方法整体形成 的梁。液压成形方法制造出结构部件，例如梁，达到接近不受公差累积影响的尺寸公 差，公差累积在由单个冲压件焊接制造的梁中产生。
A柱在图中通常标为26。 A柱是最前面的支撑车顶的支柱并且通常与挡风玻璃区 域18排成一行。B柱28设置在乘客室区域16的中间或中心位置。C柱30设置为在
乘客室区域16的后面支撑车顶。应当理解，有些汽车还具有D柱，该D柱是支撑车 顶的最后支柱，而C柱为类似于B柱28的中间支柱。
上部侧梁具有邻近发动机舱区域14的防护加固部分34。上部A柱部分36直接 位于防护加固部分34之后并与之邻近。上部A柱部分36邻近挡风玻璃区域18。上 部侧梁20的顶梁部分40设在乘客室区域16侧面并邻近汽车的顶部或车顶部分。上 部恻梁20从前端12延伸穿过上部A柱部分36之前的防护加固部分34。上部A柱部 分36邻近顶梁部分40并延伸到乘客室区域16的后部。
下部侧梁22包括紧接在前端12后的防护加固部分48。防护加固部分48邻近发 动机舱区域14。下部侧梁22的摇轴梁部分50设在防护加固部分48的后面。上部侧 梁的上部A柱部分36与下部A柱52连接，该下部A柱52作为独立组件形成，并连 接在上部侧梁20和下部侧梁22之间。下部A柱52与上部侧梁20的上部A柱部分 36共同形成汽车的A柱。
上部侧梁20的后端较高处(相对于汽车车架组件)形成开口 54。下部侧梁22 的后端较低处(相对于汽车车架组件)形成开口 56。 C柱30容纳在开口 54、 56内。
在汽车的前面，第一防护加固部分34的前端58焊接到第二防护加固部分48的 前端60。前端58、 60焊接在一起。
参考图2，部分示出的焊枪62插入进入孔64。图2所示的进入孔64是形成于B 柱28下端的进入孔64。其他进入孔64是为了便于将上部侧梁20、下部侧梁22焊 接到一起，以及为了将A柱26、 B柱28和C柱30的上端和下端焊接到上部侧梁20 和下部侧梁22而提供。在B柱28插入侧梁20、 22中一个的开口 66后，焊枪62插 入进入孔64。焊接法兰68设在进入孔64和B柱28末端之间。焊接法兰68通过电 阻焊枪62焊接到侧梁20、 22中一个的内壁70。 B柱28容纳在摇轴梁部分50中部的 开口 66内。如图1所示，所述开口是中摇轴开口 72。
参考图3，示出了 B柱28的上端与上部侧梁20的顶梁部分40的连接。B柱28 具有靠近其上端形成的进入孔64。 B柱28的上端容纳在顶梁部分40中形成的开口 66中。顶梁部分40是封闭箱型管状构件，下壁切割去形成开口66。
参考图1, C柱30的下端和上端具有减小的横截面部分76。 C柱30上端的减小 的横截面部分76容纳在位于上部侧梁20后端处的较高的开口 54中。C柱M下端的 另一个减小的横截面部分76容纳在下部侧梁22后端处的较低的开口 56中。可选地, C柱的下端可以像B柱的下端一样形成、固定。
车架组件IO按照下列步骤制造，根据制造效率的需要也可以重新安排。制造步 骤的顺序仅用于起解释作用，并非一定按此严格限定。上部侧梁20和下部侧梁22以 液压成形搡作形成，其中梁20、 22的管状预制件置于液压成形模具中，充水并承受 高压放电使得管状预制件的壁形成侧梁20、 22所想要的形状。待上部侧梁20和下部 侧梁22形成后，将其组装到一起，并在前端12沿发动机舱区域14焊接。防护加固 部分34、 48用供焊枪进入的各自部分的进入孔46焊接到一起。下部A柱52安装到 上部侧梁20和下部侧梁22,然后用插入下部A柱52的上端和下端处的进入孔64的 焊枪辉接到一起。B柱28安装到上部侧梁20和下部侧梁22,并通过位于B柱28的 上端和下端处的进入孔64焊接到一起。通过将位于C柱30上端和下端的减小的横截 面部分76分别插入在上部侧梁20和下部侧梁22中形成的开口 54、 56中，C柱30 安装到上部侧梁20和下部侧梁22。 C柱30的上端和下端可以焊接到带有提供给焊枪 通过进入孔64的入口的上部侧梁20和下部侧梁22。
虽然详细描述了本发明的最佳实施模式，但是本领域技术人员应当认识到由本发 明的权利要求限定的各种可选设计和实施例。
权利要求
1.一种汽车车架组件，所述车架组件具有部分界定出发动机舱以及包括挡风玻璃的乘客室的前端，所述挡风玻璃位于所述前端的后部，其特征在于，所述车架组件包括一液压成形的整体上部侧梁，所述上部侧梁具有布置在前端的第一防护加固部分，邻近所述挡风玻璃布置的上部A柱部分，以及横跨所述乘客室长度的顶梁部分；一液压成形的整体下部侧梁，所述下部侧梁具有布置在前端的第二防护加固部分，和位于所述第二防护加固部分之后的摇轴梁部分；下部A柱，所述下部A柱邻近所述挡风玻璃的下边缘连接到所述上部侧梁，并邻近所述摇轴梁部分的前端连接到所述下部侧梁；B柱，所述B柱连接到所述顶梁部分的中间位置并连接到所述摇轴梁部分的中间位置；以及C柱，所述C柱连接到位于所述上部侧梁后端的较高的向下导向的开口并连接到位于所述下部侧梁后端的较低的向上导向的开口。
2. 如权利要求l所述的车架组件，其特征在于，所述第一防护加固部分的前端 与所述第二防护加固部分的前端焊接在一起。
3. 如权利要求l所述的车架组件，其特征在于，所述第一防护加固部分的前端 与所述第二防护加固部分的前端焊接在一起，且所述第一防护加固部分和第二防护加 固部分在所述发动机舱旁边的中间位置处焊接在一起，所述发动机舱位于所述挡风玻 璃和所述第一、第二防护加固部分的前端之间。
4. 如权利要求l所述的车架组件，其特征在于，所述B柱具有邻近上端的进入 孔，且所述上部侧梁具有面向下的中间开口，通过将所述B柱的上端插入所述中间开 口，所述B柱组装到所述上部侧梁，所述B柱具有位于所述进入孔和所述B柱上端之 问的焊接法兰，所述焊接法兰焊接到所述上部侧梁的顶梁部分的内壁。
5. 如权利要求4所述的车架组件，其特征在于，所述B柱具有邻近下端的第二 进入孔，且所述下部侧梁具有位于所述下部侧梁的面向上的中摇轴开口，通过将所述 B柱的下端插入所述中摇轴开口，所述B柱组装到所述下部侧梁，所述B柱具有位于 所述第二进入孔和所述B柱下端之间的第二焊接法兰，所述第二焊接法兰焊接到所述 下部侧梁的摇轴梁部分的内壁。
6. 如权利要求l所述的车架组件，其特征在于，所述C柱的上端具有减小的横 截面部分，且所述上部侧梁具有供所述C柱插入的开口端，所述上部侧梁的开口端朝 下。
7. 如权利要求6所述的车架组件，其特征在于，所述C柱的下端具有减小的横 截面部分，且所述下部侧梁具有供所述C柱插入的开口端，所述下部侧梁的开口端朝 上。
8. 组装具有前端装饰件和后端的汽车侧架的方法，其特征在于，包括 液压成形上部侧梁，所述上部侧梁具有连接所述前端装饰件的前部和连接所述后端的后部；液压成形下部侧梁，所述下部侧梁具有连接所述前端装饰件的前部和连接所述后 端的后部；将所述上部侧梁和下部侧梁的前部焊接到一起； 将下部A柱组装到所述上部侧梁和下部侧梁； 将B柱组装到所述上部侧梁和下部侧梁； 将C柱组装到所述上部侧梁和下部侧梁；以及 将所述A柱、B柱和C柱焊接到所述上部侧梁和下部侧梁。
9. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液压成形上部侧梁的步骤还包 括形成邻近汽车发动机舱的防护加固部分，以及形成邻近汽车乘客室的顶梁部分。
10. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液压成形下部侧梁的步骤还包 括形成邻近汽车发动机舱的防护加固部分，以及形成邻近汽车乘客室的摇轴梁部分。
11. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液压成形上部侧梁和下部侧梁 的步骤还包括在所述侧梁内形成进入孔，至少一个所述进入孔形成于每个所述侧梁内 以便使所述侧梁彼此焊接，至少一个A柱进入孔形成于所述侧梁内来容纳所述A柱， 且至少一个B柱进入孔形成于所述侧梁内来容纳所述B柱。
12. 如权利要求8所述的方法，其特征在于，所述液压成形上部侧梁和下部侧梁 的步骤还包括形威所述上部侧梁向下延伸的后端，以及形成所述下部侧梁向上延伸的 后端，且所述C柱的上端和下端分别颈縮装入所述上部側梁和下部侧梁的后端内。
全文摘要
本发明涉及一种汽车车架组件，该车架组件包括一液压成形的整体上部侧梁，也包括一液压成形的整体下部侧梁。侧梁从汽车前面或者装饰件区域处延伸到汽车的后部。侧梁通过A柱、B柱和C柱相互连接。侧梁通过梁内和支柱内的进入孔相互焊接。支柱通过进入孔连接到侧梁。
文档编号B62D25/00GK101181906SQ200710169679
公开日2008年5月21日 申请日期2007年11月13日 优先权日2006年11月14日
发明者兰迪·林, 劳伦斯·J·杜普伊斯, 德拉甘·斯托伊科维奇 申请人:福特环球技术公司