CN115626223A - 用于制造车辆门框的方法和用于制造车辆加强结构的方法 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及用于制造车辆门框的方法和用于制造车辆加强结构的方法。所述方法包括制造门框外部和内部加强元件以及组装门框外部与内部加强元件以形成车辆门框。制造门框外部加强元件包括：提供具有外部中柱坯件、外部上前柱坯件、外部纵梁坯件、外部下前柱坯件和外部下框梁坯件的外部坯件；将外部中柱坯件和外部上前柱坯件组装至外部纵梁坯件，将外部下前柱坯件组装至外部上前柱坯件并将外部下框梁坯件组装至外部下前柱坯件和外部中柱坯件；对门框外部加强坯件进行热冲压。制造门框内部加强元件包括：提供具有内部中柱坯件、内部前柱坯件和内部纵梁坯件的内部坯件；将内部中柱坯件和内部前柱坯件组装至内部纵梁坯件；对门框内部加强坯件进行热冲压。

Description

用于制造车辆门框的方法和用于制造车辆加强结构的方法
本发明是申请日为2014年9月22日、申请号为201480082907.5(PCT/IB2014/064728)、发明名称为“用于制造三维车辆门框内部加强元件的方法、用于制造车辆门框的方法以及用于制造车辆加强结构的方法”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及制造三维车辆门框内部加强元件的方法，所述门框内部加强元件包括至少内部中柱部分、内部前柱部分以及将内部中柱部分与内部前柱部分接合的内部纵梁部分。
特别地，本发明涉及车辆加强元件诸如门框内部加强元件的制造。更具体地，本发明适用于框架车身式车辆，例如轻运货车。
背景技术
常规地，车辆包括加强元件，该加强元件意于在碰撞情况下、特别是在翻车事故期间发生侧面碰撞、正面碰撞或顶部挤压的情况下通过限制任何类型的对车辆客舱的入侵而保护车辆乘客。
加强元件包括位于车辆的每侧的形成门框的车身侧部结构，该车身侧部结构通常由钢制成。门框是通常包括若干部段——包括共同限定门开口的纵梁、中柱、前柱和下框梁——的三维部分。
非常期望减小车辆的整体重量，以减少能量消耗从而满足未来的环境要求。因此，期望减小形成车辆的部件的厚度，特别是包括门框的加强元件的厚度。
然而，简单地减小加强件的厚度通常会导致保护车辆乘客免于被入侵的能力降低。
可以使用具有较好的机械性能诸如屈服强度或拉伸强度的钢。实际上，这种钢使具有给定厚度的低等级钢具有加强的保护能力。然而，这种钢通常具有较低的成形性。
除此之外，已知的是通过切割钢板以形成具有所需尺寸的扁平型坯件，并且对扁平型坯件进行冲压以将门框成形为所期望的最终的三维形状来制造门框。然而，这种方法涉及大量的下脚料，从而导致材料损失。此外，该方法意味着整个门框具有一致的厚度，而门框的各个部段根据该部段可能受到的机械应力可能需要特定的厚度。因此，这种方法意味着门框的一些部段比所需厚度更厚，这导致门框的重量更大。
为了解决这个问题，已经提出了通过对若干坯件分别进行冲压以形成冲压部件，以及通过组装冲压部件来形成门框。组装通常由点焊执行。实际上，冲压后的部件易于弹性回复，使得通常不能实现激光焊接所需的部件的边缘的精确对准。然而，点焊导致不连续的焊接接头的形成，这可能削弱门框的抵抗力。
发明内容
本发明的目的是解决上述问题，并且特别地提供了一种用于制造具有减小的厚度和重量并且为车辆乘客提供令人满意的保护的加强元件的方法。
为此，本发明涉及上述类型的方法，所述方法包括以下步骤：
-至少提供内部中柱坯件、内部前柱坯件和内部纵梁坯件，所述内坯件是大致平板型的，
-将内部中柱坯件和内部前柱坯件组装至内部纵梁坯件，以形成大致平板型的门框内部加强坯件，
-对门框内部加强坯件进行热冲压，以成形三维门框内部加强元件。
在对门框内部加强坯件进行热冲压之前组装内部坯件以形成门框内部加强坯件允许使用一次压制来成形整个车辆门框内部加强元件，这减小了制造车辆门框内部加强元件的成本。
此外，通过组装若干内部坯件形成门框内部加强坯件允许在车辆门框内部加强元件的不同部分之间具有变化的厚度，并且由于改进的排样还允许使用减少的材料。
根据本发明的其他有利方面，用于制造三维车辆门框内部加强元件的方法单独地或根据任何技术上可能的组合来考虑包括一个或更多个以下特征：
-门框内部加强元件包括沿与内部前柱部分和内部纵梁部分大致垂直的方向延伸的顶部加强部分，所述顶部加强部分通过对与所述内部纵梁坯件一体制造的顶部加强坯件进行热冲压来获得；
-内部坯件由压制硬化钢制成；
-压制硬化钢是
Figure BDA0003943691810000031
-压制硬化钢在热冲压步骤之后具有大于等于1300MPa的拉伸强度；
-内部中柱坯件和内部前柱坯件通过激光焊接组装至纵梁坯件，使得内部中柱坯件和内部前柱坯件各自通过连续的焊接线接合至内部纵梁坯件。
本发明还涉及一种用于制造车辆门框的方法，车辆门框包括至少前柱、中柱和纵梁，车辆门框通过三维车辆门框外部加强元件和三维车辆门框内部加强元件的组装而形成，所述方法包括以下步骤：
-制造三维车辆门框外部加强元件，
-根据本发明所述的方法制造三维车辆门框内部加强元件，
-组装门框外部加强元件和门框内部加强元件以形成车辆门框。
根据本发明的其他有利方面，用于制造三维车辆门框内部加强元件的方法单独地或根据任何技术上可能的组合来考虑包括一个或更多个以下特征：
-门框外部加强元件包括至少外部中柱部分、外部上前柱部分以及将外部中柱部分与外部上前柱部分接合的外部纵梁部分，制造三维车辆门框外部加强元件的步骤包括以下步骤：
·至少提供外部中柱坯件、外部上前柱坯件和外部纵梁坯件，所述外部坯件是大致平板型的，
·将外部中柱坯件和外部上前柱坯件组装至纵梁坯件以形成大致平板型的门框外部加强坯件，
·对门框外部加强坯件进行热冲压，以成形三维车辆门框外部加强元件；
-外部坯件由压制硬化钢制成；
-门框外部加强元件还包括接合至外部上前柱部分的外部下前柱部分和将外部下前柱部分接合至外部中柱部分的外部下框梁部分，制造三维车辆门框外部加强元件的步骤还包括以下步骤：
·提供外部下前柱坯件和外部下框梁坯件，所述坯件是大致平板型的，
·将外部下前柱坯件组装至外部上前柱坯件，以及将外部下框梁坯件组装至外部下前柱坯件和外部中柱坯件，以形成大致平板型的门框外部加强坯件；
-外部下框梁坯件由与制成其他外部坯件的压制硬化钢不同的压制硬化钢制成；
-三维车辆门框外部加强元件和三维车辆门框内部加强元件成形为互补的敞开式轮廓，使得车辆门框的纵梁、中柱和前柱的一部分各自具有中空的封闭部段。
本发明还涉及一种用于制造包括至少车辆门框和底部加强元件的车辆加强结构的方法，所述底部加强元件包括至少前横向梁和与前横向梁平行的后横向横梁，所述方法包括以下步骤：
-通过根据本发明所述的方法制造车辆门框，
-制造底部加强元件，
-将车辆门框组装至底部加强元件，使得车辆门框的前柱附接至底部加强元件的前横向梁，并且使车辆门框的中柱附接至底部加强元件的后横向梁。
根据本发明的其他有利方面，用于制造三维车辆门框内部加强元件的方法单独地或根据任何技术上可能的组合来考虑包括一个或更多个以下特征：
-底部加强元件还包括在前横向梁与后横向梁之间平行于前横向梁和后横向梁延伸的中间横向梁，所述中间横向梁附接至将前柱接合至门框的中柱的下框梁；
-底部加强元件的横向梁焊接至下框梁的在前横向梁与后横向梁之间延伸的内部下框梁部分。
附图说明
本发明的其它特征和优点将通过阅读参照附图给出的以下描述而更好地理解，在附图中：
图1是根据特定实施方式的车身的立体图；
图2示出了图1的车身的车辆门框的分解立体图；
图3是图1的车身的底部结构的仰视图；
图4示出了沿着图3的IV-IV线截取的车辆门框和底部结构的组件的截面。
具体实施方式
在下面的描述中，术语内、外、前、后、横向、纵向、竖向和水平参照所示元件、部分或结构组装在车辆结构上时的通常取向来解释。
图1示出了根据本发明的实施方式的车身10。该车身10是框架车身式(body-on-frame style)车辆例如轻运货车的车身。这种类型的车辆包括与车辆的车身分开的底盘。
车身10包括车辆底部结构20和位于车辆底部结构体20的两侧的车辆门框22。
车辆底部(underbody)结构20包括底板面板24和底部加强件26，如图3中示出的。车辆底部结构20意于被连接至车辆的底盘，如下文进一步详细描述的。
车辆门框22和各个底部加强元件26一起形成车辆加强结构30的至少一部分。
车辆门框22包括纵梁34、中柱36和前柱38。在示出的实施方式中，车辆门框22还包括下框梁40。
纵梁34在前端部34a与后端部34b之间沿着纵向方向大致水平地延伸。
前柱38从纵梁34的前端部34a沿着总体大致竖向方向向下延伸。前柱38包括上前柱部段42和下前柱部段44。
上前柱部段42从纵梁34的前端部34a沿倾斜方向向前以及向下延伸。因此，上前柱部段42在与纵梁34的前端部34a邻接的上端部42a与下端部42b之间延伸。
下前柱部段44从上前柱部段42的下端部42b大致竖向地延伸。下前柱部段44在与上前柱部段42的下端部42b邻接的上端部44a与下端部44b之间延伸。
中柱36从纵梁34沿着大致竖向方向向下延伸。在示出的示例中，中柱36从纵梁34的位于纵梁34的前端部34a与后端部34b之间的中间部段延伸。因此，中柱36在与纵梁34的中间部段邻接的上端部36a与下端部36b之间延伸。
因此，纵梁34接合前柱38的上端部和中柱36的上端部。
下框梁40在前端部40a与后端部40b之间大致沿着纵向方向延伸。
前柱38的下端部与下框梁40的前端部40a邻接，并且中柱36的下端部36b与下框梁40的位于下框梁40的前端部40a与后端部40b之间的中间部段邻接。因此，下框梁40接合前柱38的下端部和中柱36的下端部。
由此，前柱38、中柱36、纵梁34和下框梁40限定了门开口。实际上，车辆门框22用于接纳车门，车门在关闭状态下填充门开口。
如图2中所示，车辆门框22由车辆门框外部加强元件50和车辆门框内部加强元件52的组件形成。
车辆门框内部加强元件52和车辆门框外部加强元件50均为三维元件。
车辆门框内部加强元件52包括内部加强部分，内部加强部分包括内部纵梁部分64、内部中柱部分66和内部前柱部分68。内部加强部分还包括顶部加强部分70。
与纵梁34类似，内部纵梁部分64在前端部64a与后端部64b之间沿着纵向方向大致水平地延伸。
与中柱36类似，内部中柱部分66从内部纵梁部分64沿着大致竖向方向向下延伸。在示出的示例中，内部中柱部分66从内部纵梁部分64的位于内部纵梁部分64的前端部64a与后端部64b之间的中间部段延伸。因此，内部中柱部分66在与内部纵梁部分64的中间部段邻接的上端部66a与下端部66b之间延伸。
内部前柱部分68从内部纵梁部分64的前端部64a沿倾斜方向向前以及向下延伸。因此，内部前柱部分68在与纵梁34的前端部邻接的上端部68a与下端部68b之间延伸。优选地，下端部68b位于比包含前柱38的下端部的水平平面高的水平平面内，即内部前柱部分68不沿着前柱38的总长度延伸，并且例如仅沿着上前柱部段42的长度延伸。
因此，内部纵梁部分64接合内部前柱部分68和内部中柱部分66。
顶部加强部分70从内部纵梁部分64的前端部64a沿与内部前柱部分68和内部纵梁部分64大致垂直的方向在大致水平平面中向内延伸。
顶部加强部分70意于支承顶部前梁元件。
顶部加强部分70例如与内部纵梁部分64结合成一体。
内部加强部分的至少一部分由压制硬化钢制成。例如，所有的内部加强部分由压制硬化钢制成。内部加强部分可以由不同的压制硬化钢制成。
优选地，压制硬化钢具有大于等于1300MPa的拉伸强度。
例如，压制硬化钢的组成按重量百分比(％)计包括：0.10％≤C≤0.5％，0.5％≤Mn≤3％，0.1％≤Si≤1％，0.01％≤Cr≤1％，Ti≤0.2％，Al≤0.1％，S≤0.05％，P≤0.1％，0.0005％≤B≤0.010％，其余包括铁和制造过程中产生的不可避免的杂质。
压制硬化钢是例如
Figure BDA0003943691810000081
特别是
Figure BDA0003943691810000082
1500。
钢可以是被涂覆或未涂覆的，例如通过任何合适的工艺——诸如热浸镀涂覆、电沉积、真空涂覆——而被合金化热镀锌处理或电镀锌处理。
特别地，压制硬化钢在被热冲压之前优选具有主要由铁素体和珠光体构成的结构，以及在热冲压之后具有主要由马氏体构成的结构。
车辆门框内部加强元件52的总厚度被限定为车辆门框内部加强元件52的最小尺寸，其例如处于0.7mm与1.3mm之间。
优选地，内部加强部分中的至少一者具有与其它内部加强部分的厚度不同的厚度。例如，内部纵梁部分64的厚度，内部中柱部分66的厚度和内部前柱部分68的厚度彼此不同。
每个内部加强部分均具有适合于该部分在车辆中的最终位置并且适合于要达到的抵抗力的厚度。
例如，内部纵梁部分64和顶部加强部分70具有大致等于1mm的厚度。内部前柱部分68的厚度大致等于0.9mm。内部中柱部分66的厚度大致等于1.1mm。
车辆门框外部加强元件50包括外部加强部分，外部加强部分包括外部纵梁部分74，外部中柱部分76和外部前柱部分78。外部加强部分还包括外部下框梁部分80。
与纵梁34类似，外部纵梁部分74在前端部74a与后端部74b之间沿着纵向方向大致水平地延伸。
与中柱36类似，外部中柱部分76从外部纵梁部分74沿着大致竖向方向向下延伸。在示出的示例中，外部中柱部分76从外部纵梁部分74的位于外纵梁部分74的前端部74a与后端部74b之间的中间部段延伸。因此，外部中柱部分76在与外部纵梁部分74的中间部段邻接的上端部76a与下端部76b之间延伸。
与前柱38类似，外部前柱部分78从外部纵梁部分74的前端部74a沿着总体大致竖向方向向下延伸。外部前柱部分78包括外部上前柱部分82和外部下前柱部分84。
外部上前柱部分82从外部纵梁部分74的前端部74a向前并向下延伸。因此，外部上前柱部分82在与外部纵梁部分74的前端部74a邻接的上端部82a——即外部前柱部分78的上端部——与下端部82b之间延伸。
外部下前柱部分84从外部上前柱部分82的下端部大致竖向地延伸。外部下前柱部分84在与外部上前柱部分82的下端部82b邻接的上端部84a与下端部84b——即外部前柱部分78的下端部——之间延伸。
因此，外部纵梁部分74接合外部前柱部分78和外部中柱部分76。
与下框梁40类似，外部下框梁部分80在前端部80a与后端部80b之间大致沿着纵向方向延伸。
外部前柱部分78的下端部84b与外部下框梁部分80的前端部76a邻接，以及外部中柱部分76的下端部76b与外部下框梁部分80的位于外部下框梁部分80的前端部80a与后端部80b之间的中间部段邻接。因此，外部下框梁部分80将外部下前柱部分84接合至外部中柱部分76。
外部加强部分中的至少一部分由压制硬化钢制成。例如，所有的外部加强部分均由压制硬化钢制成。
优选地，压制硬化钢具有大于等于1300MPa的拉伸强度。
例如，压制硬化钢的组成按重量百分比(％)计包括：0.10％≤C≤0.5％，0.5％≤Mn≤3％，0.1％≤Si≤1％，0.01％≤Cr≤1％，Ti≤0.2％，Al≤0.1％，S≤0.05％，P≤0.1％，0.0005％≤B≤0.010％，其余包括铁和制造过程中产生的不可避免的杂质。
压制硬化钢是例如
Figure BDA0003943691810000091
特别是
Figure BDA0003943691810000092
1500。
钢可以是经涂覆或未涂覆的，例如通过任何合适的工艺——诸如热浸镀涂覆、电沉积、真空涂覆——而被合金化热镀锌处理或电镀锌处理。
外部加强部分可以由不同的压制硬化钢制成。例如，外部下框梁部分80可以由与其他外部部分不同的压制硬化钢制成。特别地，外部下框梁部分80可以由
Figure BDA0003943691810000093
制成，而其他的外部加强部分由
Figure BDA0003943691810000101
制成。
然而，外部加强部分优选地全部由相同的压制硬化钢制成，使得当受到外部应力时，变形在外部加强元件50内均匀地分布。
特别地，压制硬化钢在该钢被热冲压之前优选地具有主要由铁素体和珠光体构成的结构，并且在热冲压之后具有主要由马氏体构成的结构。
门框外部加强元件50的总厚度被限定为门框外部加强元件50的最小尺寸，其例如在0.8mm与2.5mm之间。
优选地，外部加强部分中的至少一者具有与其它外部加强部分的厚度不同的厚度。例如，外部纵梁部分74的厚度、外部中柱部分76的厚度和外部前柱部分78的厚度彼此不同。
每个外部部分均具有适合于该部分在车辆中的最终位置并且适合于要达到的抵抗力的厚度。
例如，外部纵梁部分74的厚度大致等于1.1mm，外部上前柱部分82的厚度大致等于0.9mm，外部下前柱部分84的厚度大致等于1.1mm。根据该示例，外部中柱部分76的厚度大致等于2mm，并且外部下框梁部分80的厚度大致等于1.2mm。
门框外部加强元件50和门框内部加强元件52具有互补的形状，使得门框外部加强元件50和门框内部加强元件52组装起来形成车辆门框22。
特别地，纵梁34通过内部纵梁部分64和外部纵梁部分74的组件形成，并且中柱36通过内部中柱部分66和外部中柱部分76的组件形成。
此外，前柱38通过内部前柱部分68和外部前柱部分78的组件形成。更具体地，上前柱部分42通过内部前柱部分68和外部上前柱部分82形成。
在示出的示例中，下前柱部分44由外部下前柱部分84形成。
车辆门框外部加强元件50和车辆门框内部加强元件52定形为互补的敞开式轮廓，使得车辆门框22的纵梁34、中柱36和前柱38的一部分各自具有中空的封闭部段。
特别地，外部加强部分具有敞开的横截面。敞开的横截面包括至少一个底部区段和从该底部区段的两端延伸的两个区段。
现在将对用于制造车辆门框22的方法进行描述。
车辆门框22的制造包括制造门框内部加强元件52、制造门框外部加强元件50，以及将门框内部加强元件52组装至门框外部加强元件50。
车辆门框内部加强元件52通过对内部加强坯件进行热冲压来制造，内部加强坯件自身通过若干坯件的组装而形成。
车辆门框内部加强元件52的制造由此包括形成大致平板型(planar)的门框内部加强坯件的步骤。门框内部加强坯件的形状是适应性的使得其可以被热冲压而形成具有所需形状的内部加强元件。
内部加强坯件优选为拼焊坯件。
内部加强坯件的形成包括提供内部中柱坯件、内部前柱坯件和内部纵梁坯件，所述内部坯件是大致平板型的。优选地，内部加强坯件的形成还包括提供与内部纵梁坯件一体制造的顶部加强坯件。
内部坯件的形状和厚度是适应性的从而使得在对该内部坯件进行热冲压时，内部中柱坯件、内部前柱坯件、内部纵梁坯件和顶部加强坯件可以分别形成内部中柱部分66、内部前柱部分68、内部纵梁部分64和顶部加强部分70。
内部坯件例如通过将钢板——例如由诸如
Figure BDA0003943691810000111
的压制硬化钢制成的板——切割成所需形状而获得。
随后将内部中柱坯件和内部前柱坯件组装至内部纵梁坯件以形成内部加强坯件。
特别地，内部前柱坯件的上端部组装至内部纵梁坯件的前端部，并且内部中柱坯件的上端部组装至内部纵梁坯件的中间部段。
优选地，内部坯件通过焊接、更优选地通过激光焊接来组装，使得内部坯件通过连续的焊接线接合在一起。
特别地，内部中柱坯件和内部前柱坯件通过连续的焊接线接合至内部纵梁坯件。
车辆门框内部加强元件52的制造进而包括对门框内部加强坯件进行热冲压以成形三维车辆门框内部加强元件52的步骤。
在内部坯件由压制硬化钢制成的情况下，热冲压导致钢的硬化。
特别地，如上所述，压制硬化钢优选地在钢被热冲压之前具有主要由铁素体和珠光体构成的结构并且在热冲压及淬火之后具有大致由马氏体构成的结构。
类似地，门框外部加强元件50通过对外部加强坯件进行热冲压来制造，而外部加强坯件自身通过若干坯件的组装而形成。
门框外部加强元件50的制造由此包括形成大致平板型的门框外部加强坯件的步骤。门框外部加强坯件的形状是适应性的从而使得其可以被热冲压而形成具有所需形状的外部加强元件。
外部加强坯件优选地为拼焊坯件。
外部加强坯件的形成包括提供外部中柱坯件、外部上前柱坯件、外部下前柱坯件、外部纵梁坯件和外部下框梁坯件，所述外部坯件是大致平板型的。
外部坯件的形状和厚度是适应性的从而使得在对该外部坯件进行热冲压时，外部中柱坯件、外部上前柱坯件、外部下前柱坯件、外部纵梁坯件和外部下框梁坯件可以分别形成外部中柱部分76、外部上前柱部分82、外部下前柱部分84，外部纵梁部分74和下框梁部分80。
外部坯件例如通过将钢板——例如由诸如
Figure BDA0003943691810000121
的压制硬化钢制成的板——切割成所需的形状而获得。
随后将外部中柱坯件和外部上前柱坯件组装至外部纵梁坯件，将外部下前柱坯件组装至外部上前柱坯件，并且将外部下框梁坯件组装至外部下前柱坯件和外部中柱坯件，以形成外部加强坯件。
特别地，外部上前柱坯件的上端部组装至外部纵梁坯件的前端部，并且外部中柱坯件的上端部组装至外部纵梁坯件的中间部段。此外，外部上前柱坯件的下端部组装至外部下前柱坯件的上端部，外部下前柱坯件的下端部组装至外部下框梁坯件的前端部，并且外部中柱坯件的下端部组装至外部下框梁坯件的中间部段。
优选地，外部坯件通过焊接、更优选地通过激光焊接来组装，使得外部坯件通过连续的焊接线接合在一起。
门框外部加强元件50的制造进而包括对门框外部加强坯件进行热冲压以成形三维车辆门框外部加强元件50的步骤。
在外部坯件由压制硬化钢制成的情况下，热冲压导致钢的硬化。
随后，门框内部加强元件52和门框外部加强元件50例如通过焊接来组装。
因此，对内部坯件和外部坯件使用压制硬化钢为坯件提供了良好的成形性，使得门框内部加强坯件和门框外部加强坯件可以被热冲压以成形车辆门框架内部加强元件和车辆门框外部加强元件而不会产生钢的颈缩或加厚，并且还使热冲压后的车辆门框内部加强元件和车辆门框外部加强元件具有超高的强度。
在对门框内部加强坯件(对应的门框外部加强坯件)进行热冲压之前将内部坯件(对应的外部坯件)进行组装以形成门框内部加强坯件(对应的门框外部加强坯件)允许使用一次压制来成形整个车辆门框内部加强元件52(对应的整个门框外部加强元件50)，这减小了制造车辆门框内部加强元件52和车辆门框外部加强元件50的成本。
此外，通过组装若干内部坯件(对应地，若干外部坯件)来形成门框内部加强坯件(对应地，门框外部加强坯件)允许在车辆门框内部加强元件52(对应地，门框外部加强元件50)的不同部分之间具有变化的厚度，并且还允许通过改进的排样(nesting)来减少材料的使用。
此外，在对门框内部加强坯件(对应地，门框外部加强坯件)进行热冲压之前组装内部坯件(对应地，外部坯件)以形成门框内部加强坯件(对应地，门框外部加强坯件)允许使用激光焊接代替点焊来组装内部坯件(对应地，外部坯件)。激光焊接提供了坯件之间连续的焊接线，因此与点焊相比，提供了更好的抵抗力，并且因此提供了更好的抗撞强度。
现在参照图3，车辆底部结构20包括底板面板24和底部加强元件26。
底板面板24通常沿着水平平面延伸。底板面板24在前侧部24a与后侧部24b之间纵向地延伸，并且在右侧部24c与左侧部24d之间横向地延伸。
底板面板24包括在底板面板24中形成凹部的向下敞开的纵向底板通道100。底板通道100在两个侧部底板部分之间从底板面板24的前侧部24a朝向后侧部24b延伸。
底板通道100包括大致水平的上壁100a和两个大致纵向的竖向侧壁100b、100c。每个侧壁100b、100c均在邻接上壁的上端部与邻接侧部底板部分中的一个侧部底板部分的下端部之间延伸。
底板面板24例如由钢制成。
底部加强元件26附接至下侧底板面板24，并且意在为车辆底部结构20提供抵抗力。
底部加强元件26包括当车辆受到碰撞时意在吸收应力的网格状梁。特别地，底部加强元件26意在吸收例如在侧面碰撞期间由门环接收的应力。
因此，底部加强元件26包括附接至底板面板24的若干加强梁。
特别地，加强梁包括至少前横向梁和后横向梁，前横向梁和后横向梁以彼此平行的方式延伸。
在示出的示例中，加强梁包括两个前横向梁112a、112b和单个后横向梁114。
加强梁还包括两个中间横向梁116a、116b，两个纵向梁118a、118b和通道横向梁120。
两个前横向梁112a、112b在底板通道100的两侧在底板面板24的前部部分中横向地延伸。实际上，每个前横向梁112a、112b均在和底板通道100的侧壁100b、100c的下端部邻接的内端部与和底板面板24的侧部24c、24d邻接的外端部之间延伸。
后横向梁114在底板面板24的中央部分中平行于前横向梁112a、112b延伸。因此后前横向梁114在底板面板24的右侧部24c与左侧部24d之间延伸。
更具体地，前横向梁112a、112b和后横向梁114构造成使得当车辆底部结构20组装至门框22时，每个前横向梁112a、112b的外端部可以接合门框22的前柱38，并且后横向板的每个端部可以接合门框22的中柱36。
两个中间横向梁116a、116b在底板通道100的两侧在前横向梁112a、112b与后横向梁114之间平行于前横向梁112a、112b和后横梁114延伸。每个中间横向梁116a、116b均在和底板通道100的侧壁的下端部邻接的内端部与和底板面板24的侧部邻接的外端部之间延伸。
例如，中间横向梁116a、116b在前横向梁112a、112b与后横向梁114之间延伸大致半程。
因此，中间横向梁116a、116b构造成使得当车辆底部结构20组装至门框22时，每个中间横向梁116a、116b的外端部均可以接合门框22的下框梁40。
两个纵向梁118a、118b在底板通道100的两侧纵向延伸。每个纵向梁118a、118b在邻接前横向梁112a、112b的前端部和邻接后横向梁114的后端部之间延伸，因此，每个纵向梁118a、118b将前横向梁112a、112b中的一者连接至后横向梁114。
此外，每个纵向梁118a、118b均包括与中间横向梁116a、116b的内端部邻接的中间部段。因此，每个纵向梁118a、118b将前横向梁112a、112b中的一者接合至中间横向梁116a、116b和后横向梁114。
通道横向梁120从一个纵向梁118a延伸至另一纵向梁118b并且横穿底板通道100。通道横向梁120由此包括横穿底板通道100且位于接合纵向梁118a的两个端部124a与124b之间的中央区域122。通道横向梁120的中央区域120a包括附接至底板通道100的上壁的大致水平的上壁，以及各自附接至底板通道100的侧壁的两个大致纵向的竖向侧壁。
优选地，通道横向梁120不与中间横向梁116a、116b横向对准，使得在通道横向梁120与中间横向梁116a、116b之间存在纵向偏移。
由于该偏移，由中间横向梁116a、116b接收的应力不会直接传递至通道横向梁120，而是通过纵向梁118a、118b传递。实际上，由于通道横向梁120不是直的，因此在承受横向应力时，通道横向梁120不会以压缩的方式工作而是以屈曲的方式工作，并且因此比直梁更容易弯曲。通道横向梁120与中间横向梁116a、116b之间的偏移因此允许减小通道横向梁120弯折的风险。
每个前横向梁112a、112b和后横向梁114都设置有用于接纳连接元件——也称为车身托架，用于将车辆底部结构20连接至底盘——的槽130。
优选地，底部加强元件26由与形成底板通道100的钢不同的钢(或若干不同的钢)制成，并且具有比形成底板通道100的钢的抗拉强度更高的抗拉强度。
优选地，加强梁中的至少一些加强梁由拉伸强度大于等于1300MPa的钢制成。例如，该钢是压制硬化钢，其压制后的拉伸强度大于等于1300MPa。
例如，压制硬化钢的组成按重量百分比(％)计包括：0.10％≤C≤0.5％，0.5％≤Mn≤3％，0.1％≤Si≤1％，0.01％≤Cr≤1％，Ti≤0.2％，Al≤0.1％，S≤0.05％，P≤0.1％，0.0005％≤B≤0.010％，其余包括铁和制造过程中产生的不可避免的杂质。
压制硬化钢例如为
Figure BDA0003943691810000161
特别是
Figure BDA0003943691810000162
1500或
Figure BDA0003943691810000163
2000。
该钢可以是被涂覆的或不被涂覆的，其例如通过任何合适的工艺——诸如热浸镀涂覆、电沉积、真空涂覆——而被合金化热镀锌处理或电镀锌处理。
特别地，压制硬化钢优选地在对钢进行压制之前具有主要由铁素体和珠光体构成的结构并且在压制后具有主要由马氏体构成的结构。
底部加强元件26具有被限定为底部加强元26的最小尺寸的总厚度，该总厚度例如处于0.7mm与1.5mm之间。
优选地，加强梁中的至少一者具有与其它梁的厚度不同的厚度。例如，前横向梁112a、112b的厚度、后横向梁114的厚度、中间横向梁116a、116b的厚度、纵向梁118a、118b的厚度和通道横向梁120的厚度彼此不同。
每个加强梁均具有适合于该梁的位置并且适合于要达到的抵抗力的厚度。
优选地，通道横向梁120由于该梁的非直线几何形状、特别是为了避免通道横向梁120的弯折而具有比其它梁更大的厚度。
例如，前横向梁112a、112b具有大致等于1.2mm的厚度，并且后横向梁114具有大致等于1.2mm的厚度。中间横向梁116a、116b具有例如大致等于1.3mm的厚度，纵向梁118a、118b具有例如大致等于1.2mm的厚度，并且通道横向梁120具有例如大致等于1.5mm的厚度。
加强梁具有敞开的横截面，使得底部加强元件26形成敞开式轮廓。每个加强梁的敞开的横截面均包括至少底部区段和从底部区段的两端延伸的两个壁部区段。
底部加强元件26附接至底板面板24，使得底板面板24封闭敞开式轮廓。
优选地，底部加强元件26和底板面板24通过焊接例如点焊附接。
制造车辆底部结构20包括制造底板面板24、制造底部加强元件26以及将底部加强元件26组装至底板面板24以形成车辆底部结构20。
底板面板24例如通过对大致矩形坯件进行冲压来制造。
底部加强元件26通过对每个加强梁进行成形以及定形，并且组装加强梁以形成底部加强元件26来制造。
因此，制造底部加强元件26包括形成大致平板型的加强梁坯件的步骤。
形成加强梁坯件包括形成两个前横向梁坯件、一个后横向梁坯件、两个中间横向梁坯件、两个纵向梁坯件和通道横向梁坯件。
加强梁坯件的形状和厚度适于使得前横向梁坯件、后横向梁坯件、中间横向梁坯件、纵向梁坯件和通道横向梁坯件在进行热冲压后分别形成前横向梁112a、112b、后横向梁114、中间横向梁116a、116b、纵向梁118a、118b和通道横向梁120。
加强梁坯件例如通过将钢板——例如由诸如
Figure BDA0003943691810000181
的压制硬化钢制成的板——切割成所需的形状来获得。
随后对加强梁坯件进行热冲压，以成形加强梁，并且随后进行淬火。
随后组装加强梁以形成底部加强元件26。
具体地，每个纵向梁118a、118b的前端部被组装至前横向梁112a、112b的内端部，每个纵向梁118a、118b的中间部段被组装至中间横向梁116a、116b的内端部，并且每个纵向梁118a、118b的后端部被组装至后横向梁114。
此外，通道横向梁120的每个端部均组装至纵向梁118a、118b。
优选地，加强梁通过焊接例如通过点焊或激光焊接来组装。
对底部加强元件26的至少一部分使用压制硬化钢为加强梁坯件提供了良好的成型性，使得加强梁坯件可以被热冲压以成形加强梁而不会获得钢的压缩或增厚，并且还使经热冲压及淬火的加强梁具有极高的强度。
使用拉伸强度大于等于1300MPa的压制硬化钢在无需增加梁的厚度并且因此无需增大车辆底部结构的重量的情况下提供了改善的抗碰撞性，特别是抗侧面碰撞的能力。
车身10通过车辆底部结构20和至少一个位于车辆底部结构20一侧的车辆门框22、优选地位于车辆底部结构20两侧的两个车辆门框22的组件形成。现在将参照位于车辆底部结构20的一个车辆门框22来描述车身10的组装，但是应当理解的是，第二车辆门框22可以以相同的方式组装至车辆底部结构20的另一侧。
车辆门框22在车辆底部结构体20的一侧附接至车辆底部结构体20，优选地使得前柱38附接至底部加强元件26的前横向梁112a，并且使中柱36附接至底部加强元件26的后横向梁114。此外，中间横向梁116a附接至下框梁40。
因此，由车辆门框22、特别是由前柱和中柱接收的碰撞能量，可以有效地传递至车辆底部结构20。
优选地，横向梁112a、114和116a通过内部下框梁部分140(图4)附接至车辆门框22，从而形成接合钢板，该接合钢板在前横向梁112a与后横向梁114之间延伸。例如，横向梁112a、114和116a通过焊接附接至车辆门框22。
内部下框梁部分140大致沿着纵向方向延伸。内部下框梁部分140例如通过焊接被组装至外部下框梁部分80，以形成下框梁40。内部下框梁部分140具有与外部下框梁部分80的形状互补的形状，使得当接合钢板140和外部下框梁部分80组装在一起时，内部下框梁部分140和外部下框梁部分80形成下框梁40，并且使得下框梁40具有中空的封闭部段。
内部下框梁部分140例如由具有完全马氏体组织、并具有优选地大于等于1700MPa的拉伸强度的钢制成。形成内部下框梁部分140的钢例如是
Figure BDA0003943691810000191
外部下框梁部分80自身被外部装饰面板142覆盖。
由此形成的车辆底部结构改进了在碰撞的情况下、特别是在侧面碰撞的情况下车辆的抵抗力。特别地，分别面向前柱38和中柱36的前横向梁和后横向梁的位置允许在碰撞期间分配由车辆接收的应力，并且为前柱和中柱提供有效的支承。此外，在侧面碰撞发生在前柱与中柱之间的情况下，面向下框梁40的中间横向梁116a可以吸收能量，并且因此限制了在侧面碰撞的情况下车厢被入侵的风险。
必须理解的是，上文呈现的示例实施方式不是限制性的。

Claims (17)

1.一种用于制造车辆门框(22)的方法，所述车辆门框(22)至少包括前柱(38)、中柱(36)、纵梁(34)和将所述门框的所述前柱(38)接合至所述中柱(36)的下框梁(40)，所述门框通过三维车辆门框外部加强元件(50)与三维车辆门框内部加强元件(52)的组装而形成，所述方法包括以下步骤：
-制造所述三维车辆门框外部加强元件(50)，所述门框外部加强元件(50)至少包括外部中柱部分(76)、外部上前柱部分(82)以及接合所述外部中柱部分(76)和所述外部上前柱部分(82)的外部纵梁部分(74)，所述门框外部加强元件(50)还包括接合至所述外部上前柱部分(82)的外部下前柱部分(84)和将所述外部下前柱部分(84)接合至所述外部中柱部分(76)的外部下框梁部分(80)，内部下框梁部分(140)被组装至所述外部下框梁部分(80)以形成所述下框梁(40)，所述内部下框梁部分(140)由具有完全马氏体组织并具有大于等于1700MPa的拉伸强度的钢制成，
-制造所述三维车辆门框内部加强元件(52)，所述门框内部加强元件(52)至少包括内部中柱部分(66)、内部前柱部分(68)以及内部纵梁部分(64)，所述内部纵梁部分接合所述内部中柱部分(66)和所述内部前柱部分(68)，
-组装所述门框外部加强元件(50)与所述门框内部加强元件(52)以形成所述车辆门框(22)，
其中，制造所述三维车辆门框外部加强元件(50)的步骤包括以下步骤：
-提供外部坯件，所述外部坯件包括外部中柱坯件、外部上前柱坯件、外部纵梁坯件、外部下前柱坯件和外部下框梁坯件，所述外部坯件是大致平板型的，
-将所述外部中柱坯件和所述外部上前柱坯件组装至所述外部纵梁坯件以形成大致平板型的门框外部加强坯件，将所述外部下前柱坯件组装至所述外部上前柱坯件，并将所述外部下框梁坯件组装至所述外部下前柱坯件和所述外部中柱坯件，以形成大致平板型的门框外部加强坯件，
-对所述门框外部加强坯件进行热冲压，以成形所述三维车辆门框外部加强元件(50)，
并且其中，所述门框内部加强元件(52)通过包括以下步骤的方法而制造：
-提供内部坯件，所述内部坯件包括内部中柱坯件、内部前柱坯件和内部纵梁坯件，所述内部坯件是大致平板型的，
-将所述内部中柱坯件和所述内部前柱坯件组装至所述内部纵梁坯件，以形成大致平板型的门框内部加强坯件，
-对所述门框内部加强坯件进行热冲压，以成形所述三维门框内部加强元件(52)。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述门框内部加强元件(52)包括沿与所述内部前柱部分(68)和所述内部纵梁部分(64)大致垂直的方向延伸的顶部加强部分(70)，所述顶部加强部分(70)通过对与所述内部纵梁坯件一体制成的顶部加强坯件进行热冲压来获得。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述内部坯件由压制硬化钢制成。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压制硬化钢是
Figure FDA0003943691800000021
5.根据权利要求3所述的方法，其中，所述压制硬化钢在热冲压步骤之后具有大于等于1300MPa的拉伸强度。
6.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述内部中柱坯件和所述内部前柱坯件通过激光焊接组装至所述内部纵梁坯件，使得所述内部中柱坯件和所述内部前柱坯件各自通过连续的焊接线接合至所述内部纵梁坯件。
7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述外部坯件由压制硬化钢制成。
8.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述外部下框梁坯件由与其他外部坯件的压制硬化钢不同的压制硬化钢制成。
9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述三维车辆门框外部加强元件(50)和所述三维车辆门框内部加强元件(52)成形为互补的敞开式轮廓，使得所述车辆门框(22)的所述纵梁(34)、所述中柱(36)和所述前柱(38)的一部分各自具有中空的封闭部段。
10.一种用于制造车辆加强结构(30)的方法，所述车辆加强结构(30)至少包括车辆门框(22)和底部加强元件(26)，所述底部加强元件(26)至少包括前横向梁(112a、112b)和与所述前横向梁(112a、112b)平行的后横向梁(114)，所述方法包括以下步骤：
-通过根据权利要求1或2所述的方法制造所述车辆门框(22)，
-制造所述底部加强元件(26)，
-将所述车辆门框(22)组装至所述底部加强元件(26)，使得所述车辆门框(22)的前柱(38)附接至所述底部加强元件(26)的前横向梁(112a、112b)，并且将所述车辆门框(22)的中柱(36)附接至所述底部加强元件(26)的后横向梁(114)。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述底部加强元件(26)还包括在所述前横向梁(116a、116b)与所述后横向梁(114)之间平行于所述前横向梁(116a、116b)和所述后横向梁(114)延伸的中间横向梁(116a、116b)，所述中间横向梁(116a、116b)附接至将所述门框的所述前柱(38)接合至所述中柱(36)的所述下框梁(40)。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述底部加强元件(26)的所述横向梁(112a、112b、114b、116a、116b)焊接至在所述前横向梁(112a、112b)与所述后横向梁(114)之间延伸的所述下框梁(40)的内部下框梁部分(140)。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述底部加强元件(26)还包括从所述前横向梁(112a、112b)延伸至所述后横向梁(114)的两个纵向梁(118a、118b)，所述纵向梁(118a、118b)中的每一者在邻接所述前横向梁(112a、112b)的前端部和邻接所述后横向梁(114)的后端部之间延伸。
14.根据权利要求10所述的方法，其中，车辆底部结构(20)包括底板面板(24)，所述底板面板(24)包括在所述底板面板(24)中形成凹部的向下敞开的纵向底板通道(100)；
所述底部加强元件(26)包括两个中间横向梁(116a、116b)、两个纵向梁(118a、118b)和通道横向梁(120)；
所述两个中间横向梁(116a、116b)在所述底板通道(100)的两侧在所述前横向梁(112a、112b)与所述后横向梁(114)之间平行于所述前横向梁(112a、112b)和所述后横向梁(114)延伸；
所述通道横向梁(120)从一个纵向梁(118a)延伸至另一纵向梁(118b)并且横穿所述底板通道(100)，所述通道横向梁(120)不与所述中间横向梁(116a、116b)横向对准，使得在所述通道横向梁(120)与所述中间横向梁(116a、116b)之间存在纵向偏移。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，所述通道横向梁(120)的厚度大于其它梁的厚度。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述底板通道(100)包括大致水平的上壁(100a)和两个大致纵向的竖向侧壁(100b、100c)，每个侧壁(100b、100c)均在邻接所述上壁的上端部与邻接侧部底板部分中的一个侧部底板部分的下端部之间延伸。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述通道横向梁(120)包括横穿所述底板通道(100)且位于接合所述纵向梁(118a)的两个端部(124a、124b)之间的中央区域(122)，所述通道横向梁(120)的所述中央区域(122)包括附接至所述底板通道(100)的上壁的大致水平的上壁，以及各自附接至所述底板通道(100)的侧壁中的一个侧壁的两个大致纵向的竖向侧壁。
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