[发明专利]具有旋转焊接部件支架的汽车车身结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种系统和方法，用于为将例如车门铰链这类汽车部件安装到管制结构构件提供硬点。

背景技术

汽车设计者不断地探寻改善燃料经济性的途径。由于汽车重量和燃料经济性之间存在着牢不可破的联系，减轻汽车重量就成为汽车工程师的持续不变的目标。追求减轻重量会导致在汽车车身和其他结构构件中增加液压成形构件的使用。通常，液压成形构件具有低重量却能提供高强度。能形成低重量，部分是由于标准厚度的液压成形部件壁可以相对较轻。不幸地，这就使得用于使螺纹紧固件适用于液压成形部件的特定方法成为必要。例如，我们知道，焊接螺母必须从其所置入的部件的表面的两侧安装。这就使得在液压成形部件内设置附加的孔成为必要，而这可能会导致液压成形部件强度降低的不期望的后果。我们还知道，为了局部加固液压成形部件，焊接附加板到液压成形部件和其他管制部件，从而为紧固件提供卓越的紧束。然而，焊接这样的部件的额外负担增加了汽车的成本和复杂性。

希望提供一种能对例如液压成形部件这类管制部件使用螺纹紧固件的结构，而不需要另外焊接，也不需要在例如焊接螺母这类紧固件插入的部件的两侧穿孔(piercing hole)。

发明内容

根据本发明的一方面，一种汽车车身结构包括管制承载结构和部件支架，该部件支架包括具有环形轴向延伸的旋转焊接起始构件(spin welding initiator)的底盘。该部件支架与管制承载结构之间形成旋转焊接点。为了能将紧固件安装到支架中，该支架优选地包括至少一个附加到底盘的紧固件。该紧固件可以是常规管状螺纹螺母或者螺纹螺柱，所述螺母、螺柱与底盘集成或者焊接到底盘。在一个优选实施例中，底盘和管状螺母挤压成形，优选地从例如钢这类含铁材料挤压成形。

在一个优选实施例中，部件支架包括一个以上集成的紧固件，在旋转焊接后，该紧固件延伸穿过公共孔进入管制承载结构的内部。

在另一个优选实施例中，当承载结构和部件支架之间的旋转焊接点完成时，结合一个以上紧固件的部件支架转动转位(rotationally index)到预定位置。旋转焊接部件支架可用于通过螺纹紧固件将部件安装到汽车。部件包括例如车门铰链这类零件。

根据本发明的另一方面，在管制承载结构与部件支架旋转焊接之前，在管制承载结构与部件支架的焊接位置上对管制承载结构进行局部加固。

采用本发明的方法和结构的优点在于，不需要额外的手工焊接，部件支架就可安装到汽车的承载结构上，与已知方法和结构相比，且具有附加的结构强度。

采用本发明的方法和结构的另一优点在于，作为旋转焊接步骤的一部分，通过转动地转位具有多个集成的紧固件的底盘来提供定向紧固。

采用本发明的方法和结构的另一优点在于，无需削弱基底管制结构的强度提供部件安装板，所述板应用于基底管制结构。

本发明的其他特征和优点，将会对本说明书的读者变得显而易见。

附图说明

图1是根据本发明的一方面的底盘的较低部分的立体图。

图2是根据本发明的一方面的图1中的底盘的顶部的立体图。

图3是沿图2的3-3线剖切的图1和图2中的底盘的剖视图。

图4是根据本发明的一方面的具有旋转焊接部件支架的管制承载结构的剖视图。图4同样显示了根据本发明的安装有部件支架的机构。

图5显示了具有结合了根据本发明的转动转位，旋转焊接部件支架的液压成形D柱的货车车身。

具体实施方式

如图1所示，部件支架16包括底盘20，底盘具有两个附加到其上的常规管状的、内螺纹螺母或可具有螺纹(threadable)的螺母24。在图3所示的实施例中，可选地包括可以焊接，也可以拧到底盘20内的螺柱28。螺柱28插入一个螺母24内的部分可以是具有螺纹的或者自攻螺纹的(self-tapping)。如图2所示，底盘20的上表面是平滑的，为汽车部件提供了理想的安装定位。在优选实施例中，螺母24与底盘20集成地挤压成形。

图3显示了旋转焊接起始构件22，其构成为环形轴向延伸环，用来在部件支架16和该部件支架16所安装的表面之间形成最终的焊接。

用于旋转焊接部件支架16的方法在图4中示出。旋转驱动器50使支架16旋转，并向底盘20施加轴向压力。旋转焊接起始构件22和管制承载结构12的上表面12a之间的摩擦使得起始构件22和上表面12a之间形成焊接点26。轴向编码器(shaft encoder)54对旋转驱动器50所做的旋转计数，以在旋转焊接点26或焊接26完成时使得精确的转动转位到预定的“时钟”位置。这样允许通过推动紧固件进入管状螺母24使部件精确地紧固。