技术领域
[0001] 本公开涉及制造用于车辆的外骨架(exoskeleton)车身结构的方法。
背景技术
[0002] 非承载式车身(body-on-frame)车辆具有由
框架支撑的车身结构。框架可包括一对纵向延伸的梁或一体的整体式车身框架。悬架部件连接到框架以支撑框架高于地面。车身结构的车底(underbody)在
选定的
位置处被
螺栓连接到框架。车身悬置(mount)设置在车身结构与框架之间以吸收振动。通过将多个钣金
冲压件
焊接在一起来形成车身结构，所述多个钣金冲压件起初被装配为子组件，随后被装配在一起而形成
白车身结构。
[0003] 利用多层冲压件形成车身结构是复杂且耗时的过程。在该过程中使用的冲压件是特定产品并且基本上不能跨多个生产线使用。如将在下文中详细描述的，本公开描述了形成白车身车辆的过程，该过程减小了白车身车辆的重量和复杂性，并使模具、冲压部件、实验室、工具占地面积(footprint)和投资最小化。
发明内容
[0004] 根据一个
实施例，一种车身外骨架包括多个结合部，每个结合部限定有容纳部。多个管具有小于主体部并从主体部向内锥形化的第一端部和第二端部。每个端部被容纳在容纳部中的一个中。
粘合剂被施加到端部以填充限定在容纳部与端部之间的间隙，从而将管结合到容纳部。
[0005] 在一些实施例中，管和结合部通过单侧
紧固件接合在一起。单侧紧固件可以是流钻螺钉或盲
铆钉。单侧紧固件固定接合部直到粘合剂
固化为止。结合部可以是金属铸件，管可以是金属
挤压件。结合部和管可具有相同的截面形状。在其它实施例中，结合部可包括被容纳在由管限定的容纳部中的突起。
[0006] 根据另一实施例，车身结构包括浅盘形
底板和连接到所述浅盘形底板的相对侧的左内
门槛板和右内门槛板。左外门槛板和右外门槛板均包括分别连接到左内门槛板和右内门槛板的内侧。左外骨架和右外骨架均包括装配到
铸造结合部的管状构件。左外骨架和右外骨架分别装配到左外门槛板和右外门槛板的外侧。
[0007] 在一些实施例中，每个管状构件还可包括主体部和锥形部。管状构件设置在结合部内，主体部邻接结合部的内壁，并且锥形部与内壁间隔开以限定间隙。粘合剂设置在间隙中，以使结合部与管状构件结合。一个或更多个单侧紧固件可延伸通过锥形部和铸造结合部这两者，以固定接合部直到粘合剂固化为止。单侧紧固件可以是流钻螺钉。
[0008] 车身结构还可包括
车顶组件，该车顶组件具有纵向延伸的脊骨以及连接到所述脊骨并在左外骨架和右外骨架之间横向延伸的横向支撑件。横向支撑件可具有第一端部和第二端部，第一端部设置在左外骨架和右外骨架中的一个的铸造结合部中的一个中，第二端部设置在左外骨架和右外骨架中的另一个的铸造结合部中的一个中。
[0009] 车身结构还可包括挡
风玻璃窗眉，该
挡风玻璃窗眉具有第一端部和第二端部，第一端部连接到左外骨架和右外骨架中的一个的铸造结合部中的一个，第二端部连接到左外骨架和右外骨架中的另一个的铸造结合部中的一个。窗眉和结合部可通过锥形手套状接合部连接。
[0010] 根据又一实施例，提出一种制造车身的方法。所述方法包括：将内门槛板连接到浅盘形底板组件的纵向侧。所述方法还包括：装配外骨架，该外骨架包括结合部和伸长构件，每个结合部限定有容纳部，每个伸长构件具有设置在容纳部中的一个中的锥形尖端，在容纳部与锥形尖端之间限定间隙，粘合剂施加在所述间隙中。所述方法还包括：将外门槛板连接到外骨架以形成外骨架子组件，并将外门槛板连接到内门槛板以将外骨架子组件附连到浅盘形底板组件。
[0011] 所述方法还可包括：将外车身面板连接到外骨架，以形成车辆的A级表面。所述方法还可包括：将挡风玻璃窗眉附连到所述结合部中的一个并将后窗眉附连到所述结合部中的另一个。在一些实施例中，所述方法还包括：将车顶脊骨连接到至少一个横向车顶支撑件以形成脊骨组件，将横向车顶支撑件连接到所述结合部中的一个，并将脊骨连接到后窗眉或挡风玻璃窗眉。
[0012] 根据另一实施例，一种方法包括：将内门槛装配到浅盘形底板，并装配包括外门槛的车身侧内子组件。所述方法还包括：装配外骨架，并将车身侧内子组件连接到外骨架以形成纵向侧组件。所述方法还包括：将外门槛连接到内门槛，以将纵向侧组件连接到浅盘形底板。
附图说明
[0013] 图1是车身结构的左外骨架的侧向正视图。
[0014] 图2是伸长构件与外骨架的结合部(node)之间的接合部的剖视图。
[0015] 图3是右车身侧内组件的侧向正视图。
[0016] 图4A是纵向右侧组件的侧向正视图。
[0017] 图4B是沿着线4B-4B截取的右纵向侧组件的局部俯视剖视图。
[0018] 图5是局部白车身车辆的正视图。
[0019] 图6是沿着线6-6截取的浅盘形底板(floor-pan)组件、门槛(side sill)和外骨架的剖视图。
[0020] 图7是沿着线6-6截取的浅盘形底板组件的剖视图。
[0021] 图8是附连在D柱之间的后窗眉(rear header)的后视图。
[0022] 图9是白车身车辆的一部分的俯视图。
[0023] 图10是具有装配到车辆的车门的白车身车辆的正视图。
具体实施方式
[0024] 根据需要，在此公开本发明的详细实施例；然而，将理解的是，所公开的实施例仅为本发明的示例，本发明可采用各种可替代的形式实现。附图无需按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定部件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不被解释为限制，而仅为用于教导本领域技术人员以多种形式采用本发明的代表性
基础。
[0025] 传统车身结构由钣金冲压件形成，这些钣金冲压件焊接在一起以形成该结构。该方法可能成本高昂并且耗时。为了提高制造效率，本公开提出一种制造由伸长构件和结合部形成的外骨架的方法，所述伸长构件和所述结合部可插入到彼此中并通过紧固件和粘合剂的结合而固定在一起。
[0026] 车身结构可由子组件形成，所述子组件包括浅盘形底板组件、一对纵向侧组件和车顶组件。可通过首先装配每个纵向侧组件随后将侧组件装配到浅盘形底板组件来装配车身结构。最后，将车顶组件装配到侧组件。下面将参照附图更详细地描述该过程。
[0027] 参照图1，
制造过程从装配外骨架20开始，每个外骨架20分别是纵向侧组件中的一个的子组件。外骨架20包括装配在一起以形成外骨架的多个伸长构件22和结合部24。伸长构件22可以是中空的管形。伸长构件22可以是挤压件、滚压成型的管或杆，所述挤压件、滚压成型的管或杆可以是
钢、
铝合金、其它金属合金或
复合材料。伸长构件22可以是
液压成型的、滚压成型的或者在压床中拉延为期望的形状。结合部24可以是金属铸件(诸如钢或
铝合金)，其包括容纳一个或更多个伸长构件22的一部分的一个或更多个容纳部(receptacle)26。伸长构件也可限定容纳结合部的一部分的容纳部。
[0028] 一旦装配好，伸长构件22和结合部24配合以形成(例如)A柱28、
B柱30、
C柱32和D柱33。A柱28和B柱30的下部通过下梁34互相连接。B柱30和C柱32通过下梁36互相连接。C柱32和D柱33通过下梁38和上梁39互相连接。一对猎枪管(shotgun tube)40连接到A柱28的结合部41。柱和下梁配合以限定车门开口42，并且C柱、D柱和上梁39限定后窗开口44。外骨架20还可用在双车门车辆上，在这种情况下，B柱和第二车门开口被消除。
[0029] 参照图2，伸长构件22和结合部24可通过锥形手套状接合部互相连接。每个伸长构件22包括主体部46，主体部46具有也称为外径(OD)的外侧48和也称为内径(ID)的内侧50，内侧50限定空的内部51。锥形端部52具有连接到主体部46的邻接端(proximal end)56和形成伸长构件22的尖端的末端58。如果伸长构件22是圆形的，则锥形端部52可以是具有倾斜表面54的截头圆锥形。在其它实施例中，伸长构件22具有矩形截面，并且锥形端部包括多个倾斜表面。结合部24具有外表面60和限定容纳部26的内表面62。通过将锥形端部52中的一个插入到容纳部26中，伸长构件22被附连到结合部24。在插入时，OD 48接合内表面62，并且倾斜表面54和内表面62配合以限定间隙66。在间隙66中设置有粘合剂68，以将伸长构件22固定到结合部24。一个或更多个紧固件70连接到伸长构件22和结合部24，以在粘合剂固化之前固定组件。粘合剂可以是热活化的并且在喷漆期间被加热时固化。紧固件70是单侧紧固件，该单侧紧固件仅需要接近要安装的接合部的外表面。单侧紧固件70包括流钻螺钉、
盲铆钉等。
[0030] 参照图3，车身侧内组件72将每个外骨架20连接到浅盘形底板组件的纵向侧中的一个。组件72可由多个钣金冲压件74形成，钣金冲压件74首先被焊接在一起以形成组件72，随后通过焊接、紧固件、粘合剂或它们的组合而被附连到外骨架20中的一个的内表面。每个钣金冲压件74可与外骨架20的部件相对应。例如，组件72可包括A柱冲压件76、B柱冲压件78、C柱冲压件80、D柱冲压件81以及外门槛冲压件82、84和86。每个冲压件可包括与外骨架
20连接的主体部88和一个或更多个凸缘90(通常称为A/B凸缘)。
[0031] 图4A和图4B示出了连接到右外骨架20的右(例如，乘客侧)车身侧内组件72。冲压件74具有与一个或更多个伸长构件22的内侧94或一个或更多个结合部24的内侧96相抵地设置的外侧98。外侧98和内侧94或96可通过焊接、紧固件、粘合剂或它们的组合进行连接。组件72提供用于乘客厢的结构，并提供用于将外骨架20附连到浅盘形底板组件的简单和有效的方法。
[0032] 在左组件和右组件72分别连接到左外骨架和右外骨架20之后，纵向侧子组件99完成。随后，将两个纵向侧子组件99、前窗眉和后窗眉以及浅盘形底板组件固定在预夹紧线(pre-clamp line)的框架中。
[0033] 参照图5、图6和图7，浅盘形底板组件100包括浅盘形底板101和在浅盘形底板101的左纵向侧103与右纵向侧103之间跨越车辆延伸的横梁102。浅盘形底板101具有附连到内门槛板106中的一个的凸缘104。每个门槛板106均包括附连到外门槛板82、84和86上的凸缘109的凸缘107，以将纵向侧子组件99连接到浅盘形底板组件100。外门槛板82、84和86利用粘合剂108附连到内门槛板106。一个或更多个紧固件(未示出)可在粘合剂固化之前将这些板连接。在一些实施例中，凸缘107和109可焊接在一起。右侧的纵向侧子组件以类似的方式连接到浅盘形底板组件100的右纵向侧。在将纵向侧子组件99连接到浅盘形底板组件100之后，挡风玻璃窗眉110附连到上A柱结合部114，后窗眉112附连到上D柱结合部116。可使用锥形手套状接合部将窗眉附连到结合部。在制造过程的这个步骤期间，还可安装舱壁(bulk head)和仪表板。
[0034] 参照图8，后窗眉112附连在一对D柱结合部116之间。每个结合部116可包括容纳在D柱管35中的第一突起117和向内侧延伸的第二突起119。后窗眉112可以是具有开放的空腔的倒U形通道部分。在其它实施例中，后窗眉112是在端部的底
侧壁中限定有切口的封闭部分。切口允许窗眉从顶部被容纳在突起119上。通过将开放的空腔置于突起119的顶部而将后窗眉112连接到结合部116。这允许从车辆的顶部安装窗眉。由于纵向侧子组件99是在装配窗眉之前装配到浅盘形底板组件100的，因此顶部安装是优选的。挡风玻璃窗眉110可以以类似的方式装配。
[0035] 参照图8和图9，车顶组件(还称为脊骨组件)120包括沿着整个车顶或车顶的一部分延伸的纵向脊骨122。脊骨122可位于车辆的纵向中心线上。脊骨122具有连接到挡风玻璃窗眉110的前端124和连接到后窗眉112的后端126。在一些实施例中，脊骨122仅可连接到窗眉中的一个。后窗眉112限定有在后窗眉的顶部凹入的凹部(pocket)132。脊骨的后端126被置于凹部132中，且脊骨122和后窗眉112沿着窗眉和脊骨的上表面彼此平齐。挡风玻璃窗眉110可限定有容纳前端124的类似的凹部。横向支撑件128和130分别在B柱结合部123之间和C柱结合部125之间横向延伸，以横向地支撑车身结构。B柱结合部123和C柱结合部125可与D柱结合部116相同或类似。脊骨122附连到每个横向支撑件的顶侧。横向支撑件128和130可限定有容纳脊骨的一部分的凹部。在可选的实施例中，横向支撑件可以不完全跨越车辆延伸。替代的是，横向支撑件可从各自的柱延伸到脊骨。
[0036] 在纵向侧子组件99连接到浅盘形底板组件100之后，车顶组件120可附连到外骨架20。这样，由于一旦安装到浅盘形底板上，外骨架的横向宽度便是固定的，所以从顶部将车顶组件120安装在外骨架20上。通过首先将横向支撑件128和130附连到脊骨122以形成完整的子组件，随后将横向支撑件128和130附连到它们各自的结合部并且将脊骨附连到窗眉中的一个或两个，可将车顶组件120装配到车辆。
[0037] 参照图10，在车顶组件装配到窗眉和柱之后，安装外面板138和车门140，以形成完整的白车身上车身结构142。外面板138附连到外骨架20、内车身组件72或这两者。外面板138中的一些包括附连到内车身组件72的A/B凸缘90的A/B凸缘。一旦完全装配，之后便可对白车身结构142进行电
镀、喷漆并在一个或更多个炉中加热。粘合剂在炉中被热活化并固化。在装配和喷漆之后，白车身结构被安装在底盘上。底盘的框架梁可安装到浅盘形底板组件100的横梁102的一个或更多个。
[0038] 虽然在非承载式车身车辆构造的背景下被描述，但本公开的教导还可适用于整体式车身车辆构造。上文公开的这些示出的示例性实施例并不意在描述了本发明的所有可能的形式。更确切地，
说明书中所使用的词语是描述性词语而非限制性词语，并且将理解的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下可做出各种改变。此外，可将各个实施的实施例的特征进行组合以形成本发明的进一步的实施例。
