多部分組成的結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種多個(gè)構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)，尤其汽車(chē)車(chē)身。
【背景技術(shù)】
[0002]為了在努力減輕汽車(chē)車(chē)身的重量的同時(shí)，又務(wù)必不損失靜力負(fù)荷能力和與此相關(guān)的乘客安全性，近年來(lái)對(duì)汽車(chē)結(jié)構(gòu)研究了更多的可能性，在汽車(chē)車(chē)身內(nèi)組合不同的材料。在這方面一個(gè)突出的疑難問(wèn)題是熱應(yīng)力，在用不同材料制成并在多個(gè)彼此間隔點(diǎn)互相固定連接的構(gòu)件之間溫度變換時(shí)，便可能產(chǎn)生這些熱應(yīng)力。
[0003]由DE102011107035A1已知一種拼合有不同熱膨脹系數(shù)的構(gòu)件的方法，按此方法，將構(gòu)件預(yù)熱到一個(gè)溫度區(qū)間中點(diǎn)的溫度，制成的結(jié)構(gòu)在此溫度區(qū)間應(yīng)保持形狀，所以雖然在溫度區(qū)間的兩個(gè)邊界使結(jié)構(gòu)處于應(yīng)力狀態(tài)，但這些應(yīng)力并沒(méi)有大到使結(jié)構(gòu)變形。所述的這些也包含汽車(chē)車(chē)身在內(nèi)，因?yàn)閷?shí)際上環(huán)境溫度形成所述溫度區(qū)間的下邊界，在汽車(chē)使用期間車(chē)身經(jīng)常處于應(yīng)力狀態(tài)，以及，當(dāng)車(chē)身在發(fā)生事故損壞時(shí)，這些應(yīng)力在有些情況下會(huì)通過(guò)突然變形而降低。而已知的這種方法需要耗費(fèi)許多時(shí)間、能量和材料，因?yàn)楸仨氈苽浜蜕a(chǎn)為了加熱要連接的部件所必要的工具，以及用于拼合車(chē)身所花費(fèi)的時(shí)間至少要加長(zhǎng)為了控制構(gòu)件溫度所需要的時(shí)間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是，創(chuàng)造一種由具有不同熱膨脹系數(shù)的構(gòu)件組成的結(jié)構(gòu)，它即使在溫度強(qiáng)烈波動(dòng)時(shí)也不傾向于發(fā)生因應(yīng)力誘發(fā)的變形。
[0005]此目的通過(guò)按本發(fā)明的設(shè)計(jì)達(dá)到，按此設(shè)計(jì)，在一種結(jié)構(gòu)，尤其汽車(chē)車(chē)身中，這種結(jié)構(gòu)包括至少兩個(gè)用熱膨脹系數(shù)不同的材料制成并在一個(gè)長(zhǎng)搭接區(qū)相互固定的構(gòu)件，在兩個(gè)構(gòu)件的至少一個(gè)第一構(gòu)件上，搭接區(qū)通過(guò)沿其橫向定向的削弱位置分成沿縱向彼此相繼的分段。
[0006]通過(guò)第一構(gòu)件在削弱位置局部變形，可以防止產(chǎn)生使結(jié)構(gòu)整體變形的應(yīng)力。不需要浪費(fèi)時(shí)間的溫度控制步驟。削弱位置的制作可以用低的成本綜合在第一構(gòu)件的生產(chǎn)中，尤其通過(guò)裁剪、沖壓、深沖等。
[0007]應(yīng)當(dāng)在多個(gè)所述分段內(nèi)形成與第二構(gòu)件的固定連接。優(yōu)選地，每個(gè)這種分段應(yīng)有一個(gè)固定連接，此時(shí)若一個(gè)分段留下未與第二構(gòu)件連接，則這一分段及構(gòu)成其邊界的那些削弱位置，可以被單個(gè)有可能較寬的削弱位置代替，并以此方式簡(jiǎn)化第一構(gòu)件的結(jié)構(gòu)。
[0008]所述固定連接可以是任意類(lèi)型，它將這些構(gòu)件局部相互不能運(yùn)動(dòng)地固定，例如焊接、鉚接、釘牢或粘結(jié)。
[0009]通過(guò)削弱位置在溫度升高時(shí)變窄以及在溫度降低時(shí)加寬，這些削弱位置可以補(bǔ)償?shù)谝粯?gòu)件在第二構(gòu)件上的搭接區(qū)內(nèi)的熱膨脹狀況，從而不會(huì)發(fā)生類(lèi)似于已知的雙金屬效應(yīng)的變形。若將有較大熱膨脹系數(shù)的構(gòu)件選作第一構(gòu)件，則總結(jié)構(gòu)的熱膨脹基本上取決于第二構(gòu)件較小的膨脹系數(shù)。
[0010]—種簡(jiǎn)單而恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)在于，所述削弱位置設(shè)計(jì)為沿搭接區(qū)橫向定向的切口(亦稱(chēng)“開(kāi)槽”或“切槽”)。
[0011]至少第一構(gòu)件應(yīng)當(dāng)是用扁料，尤其薄板制的裁剪件；此時(shí)搭接區(qū)可以沿扁料裁剪件的邊緣延伸。這樣做減輕在搭接區(qū)內(nèi)作用應(yīng)力時(shí)彎曲的第一構(gòu)件，與此同時(shí)并不由此而導(dǎo)致不可逆式變形。當(dāng)然，第二構(gòu)件也可以是扁料裁剪件，以及搭接區(qū)也在此裁剪件的邊緣延伸。
[0012]在受熱應(yīng)力時(shí)第一構(gòu)件可逆式彎曲尤其可以采取措施減輕，亦即令切口朝扁料裁剪件的邊緣開(kāi)口。
[0013]在切口遠(yuǎn)離邊緣端擴(kuò)展，有利于在空間分布第一構(gòu)件內(nèi)產(chǎn)生的熱應(yīng)力，防止在第一構(gòu)件內(nèi)，尤其在切口遠(yuǎn)離邊緣端有形成應(yīng)力裂縫的危險(xiǎn)。
[0014]此外，為了避免在切口遠(yuǎn)離邊緣端產(chǎn)生可能損壞材料的過(guò)大應(yīng)力，也可以有利的是，令切口離邊緣的距離，大于固定連接離該邊緣的距離。
[0015]為避免結(jié)構(gòu)不密封，切口應(yīng)被第二構(gòu)件完全覆蓋。
[0016]為防止在切口內(nèi)聚集污垢或水分，切口可以充填持續(xù)彈性的密封材料。
[0017]當(dāng)?shù)谝粯?gòu)件有較小的熱膨脹系數(shù)時(shí)，用密封材料充填切口應(yīng)當(dāng)在低的溫度下進(jìn)行。由此保證密封材料在任何情況均受壓力，而不是拉力負(fù)荷，因?yàn)槔ω?fù)荷會(huì)導(dǎo)致密封材料與第一構(gòu)件構(gòu)成切口邊界的側(cè)面的連接開(kāi)裂。
[0018]—種可能的使用在于，這兩個(gè)構(gòu)件共同構(gòu)成一個(gè)空心型材，在汽車(chē)車(chē)身的情況下，這尤其是車(chē)身縱梁或橫梁或車(chē)門(mén)檻。
[0019]—種優(yōu)選的使用在于，這兩個(gè)構(gòu)件之一是汽車(chē)車(chē)身的車(chē)頂板，以及另一個(gè)是在車(chē)頂板側(cè)面尤其沿車(chē)身門(mén)洞延伸的車(chē)架縱梁。
[0020]在一種典型的使用中，第一構(gòu)件用鋁制造，而第二構(gòu)件可以用鋼制造。
[0021]在干燥涂敷的漆層時(shí)，結(jié)構(gòu)，例如汽車(chē)車(chē)身，大多遭受高的溫度，所以尤其在漆層干燥期間會(huì)產(chǎn)生大的熱應(yīng)力。這種涂漆的結(jié)構(gòu)成為本發(fā)明優(yōu)選的使用領(lǐng)域。
【附圖說(shuō)明】
[0022]由下面對(duì)照附圖對(duì)實(shí)施例所作的說(shuō)明可知本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)。其中:
[0023]圖1表示汽車(chē)車(chē)身框架結(jié)構(gòu)的局部透視圖；
[0024]圖2表示圖1透視圖中的框架結(jié)構(gòu)放大詳圖；
[0025]圖3表示圖2的俯視詳圖；
[0026]圖4表示按一種變更的設(shè)計(jì)類(lèi)似于圖3的俯視圖；
[0027]圖5表示汽車(chē)車(chē)身的上部；
[0028]圖6表示沿圖5中平面V1- VI的剖視圖；以及
[0029]圖7表示按本發(fā)明另一種設(shè)計(jì)的兩個(gè)構(gòu)件之間的搭接區(qū)。
【具體實(shí)施方式】
[0030]作為本發(fā)明第一種使用示例，圖1表示構(gòu)成汽車(chē)車(chē)身框架結(jié)構(gòu)的一部分。此框架結(jié)構(gòu)按已知的方式包括縱梁1，它基本上沿汽車(chē)車(chē)身的全長(zhǎng)延伸，在這里只表示它在后面的、從腳擱板2朝汽車(chē)尾部方向延伸的部分。此框架結(jié)構(gòu)相對(duì)于圖1中用點(diǎn)劃線(xiàn)3表示的對(duì)稱(chēng)平面鏡面對(duì)稱(chēng)；圖中沒(méi)有表示在對(duì)稱(chēng)平面那邊延伸的半個(gè)腳擱板2和從縱梁1出發(fā)的橫梁4、5。
[0031]縱梁1由多塊薄板組成，它們?cè)谘仄?chē)縱向延伸的搭接區(qū)內(nèi)互相連接，為此，成形在薄板邊緣的長(zhǎng)凸緣互相焊接、粘結(jié)或用其他方式固定。在圖中用8或9標(biāo)示兩塊這種薄板，它們?cè)诖罱訁^(qū)6、7互相連接，以及至少在縱梁1圖示部分的前端，它們互補(bǔ)成一個(gè)閉合的空心型材。
[0032]另一塊在腳擱板2前有反向帽罩狀橫截面并在客艙地板(未表不)下方延伸的長(zhǎng)薄板10，在后車(chē)輪罩凹槽11所在高度與薄板8、9融合并與薄板9在搭接區(qū)12連接。橫梁
4、5也分別由兩個(gè)在搭接區(qū)13互相連接的長(zhǎng)薄板組成。
[0033]沿搭接區(qū)6、7、12或13互相連接的薄板可以用不同的材料制成，尤其是薄板之一用鋼制造，以及另一塊薄板用鋁制造。
[0034]在搭接區(qū)兩塊薄板的各兩個(gè)凸緣接觸，如圖2中針對(duì)薄板8、9作為示例放大表示的那樣。為了防止在高的溫度下，尤其在車(chē)身涂漆后用高的溫度干燥車(chē)身時(shí)，互相連接的薄板翹曲變形，在兩塊薄板之一中，在這里是鋁板9，凸緣15通過(guò)許多朝薄板邊緣方向開(kāi)口的切口 16分成舌狀分段17，它們的每一個(gè)，通過(guò)焊點(diǎn)或粘結(jié)點(diǎn)、鉚接等形式的連接18，固定在鋼板8處于對(duì)置位置的凸緣14上。與鋼相比鋁較大的熱膨脹，導(dǎo)致在高的溫度下切口 16輕微變窄。從而避免在薄板8、9之間要不然會(huì)導(dǎo)致彎曲或連接18開(kāi)裂的應(yīng)力。在切口 16遠(yuǎn)離邊緣端的擴(kuò)展19減輕薄板9必需的變形，并防止在薄板9內(nèi)，尤其在切口 16端部，應(yīng)力集中在如此狹窄的空間內(nèi)，在那里會(huì)導(dǎo)致薄板9彎曲或斷裂。
[0035]在圖2和3中表示空的切口 16 ;實(shí)際上，尤其在與例如雨水或從路面揚(yáng)起的臟物組成的、促進(jìn)腐蝕的物質(zhì)有接觸的可能性時(shí)，恰當(dāng)?shù)剡@些切口 1