专利名称：机动车车身的顶棚结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机动车车身，所述机动车车身中，侧面顶棚区域包括外壳、外部顶
棚框架和内部顶棚框架，其中，所述外部顶棚框架设置在所述外壳的下方，所述内部顶棚框 架设置在所述外部顶棚框架的下方，所述外壳、外部顶棚框架和内部顶棚框架具有一共同 的焊接凸缘，通过所述焊接凸缘使所述外壳、所述外部和内部顶棚框架相互连接，并且为了 容纳用于顶棚模件的粘合层而形成所述焊接凸缘，所述顶棚模件包括顶棚模件框架。
背景技术：
通过顶棚模件可以确保在机动车中实现机动车顶棚的各种性能。通常，机动车车 身特别形成为用于容纳顶棚模件。通过顶棚模件框架可以确保在实现各种性能的情况下仍 然可以保证机动车顶棚的刚性。顶棚模件框架通常通过粘合连接与车身连接，从而必须使 车身的设计还用于与粘合位置相对应。在此所采用的粘合连接的强度通常不能满足激光焊 接的连接要求。通常在传统的顶棚中采用激光焊接连接，其中，对顶棚外壳与车身进行激光 焊接。激光焊接的顶棚虽然没有顶棚模件框架，但是至少具有一个至三个横梁，从而确保刚 性性能。那么车身就必须设计成能够容纳顶棚横支架。在粘合的顶棚模件中，原理上存在 这样的危险，即，顶棚模件框架的粘合缝与车身断开，并且顶棚模件从机动车上断裂。因为 顶棚断裂会明显降低客舱的总体刚性并且还明显破坏对于故障情况下产生变形的性能，所 以需要避免顶棚断裂。为了防止顶棚模件的断裂以及由此避免在故障情况下客舱强度的降 低，德国公开文献DE 102 54 773 Al公开了这样的技术方案，S卩，在顶棚模件上设有保护部 件，在受到侧面碰撞的情况下，机动车车身的侧面顶棚框架会浸入到该安全部件中，并且防 止了顶棚模件的断裂。但是该安全部件在顶棚模件上的连接具有较高的劳动力成本。由此 得出，安全部件阻碍了对加固起重要作用的顶棚模件框架的推广使用。此外，在有意要提高 车身的使用灵活性的方面，也是值得追求的，即，使车身与应该采用顶棚模件还是采用传统 的顶棚毫不相关，而是在机动车的订购中就已经确定。目前为止，车身特别都采用传统的顶 棚或顶棚模件的设计，从而使骨架建造可以仅从机动车的订购开始。
发明内容
由此得出，本发明的目的在于提供一种故障优化处理的机动车车身，这种车身可 以通过较少的成本消耗来防止顶棚模件的断裂。 根据本发明的第一技术方案，上述目的是这样来实现的，即，将车身的外部顶棚框 架设计成用于顶棚模件框架的锁止部件。 根据本发明，所述外部顶棚框架通常与内部顶棚框架连接在一起构成侧梁，所述 外部顶棚框架可以这样用作锁止部件，即，在遭受碰撞的情况下所述外部顶棚框架与侧面 顶棚模件框架形成锁紧，并且由此防止了顶棚模件的断裂。因为机动车车身的外部顶棚框 架用作锁止部件，所以不再需要于顶棚模件上设置安全部件，并且用于制造顶棚区域故障 优化的机动车车身的劳动力成本也得以显著减少。其它的优点还在于，在受到侧面碰撞的情况下通过外部顶棚框架的横截面几何形状可以使车身的状态受到有目的地控制。 根据本发明车身的第一结构方案，车身的外部顶棚框架的一部分延伸到焊接凸缘
的上方，其中，所述外部顶棚框架向所述焊接凸缘倾斜的区域与焊接凸缘的平面形成的夹
角大于45° 。这种外部顶棚框架的结构方案提供了一个特别简单的可能性，S卩，使外部顶棚
框架形成为锁止部件。在受到侧面碰撞的情况下，所述外部顶棚框架移动到顶棚模件框架
上，并且解除车身和顶棚模件框架的连接。由此防止了顶棚模件的断裂。 根据本发明车身接下来的又一结构的实施例，使车身的故障处理还可以这样得到
改善，即，使所述外部顶棚框架延伸到所述焊接凸缘上方的部分的最高点到所述焊接凸缘
的垂直距离至少为所述外壳最高点和所述焊接凸缘之间的垂直距离的40%。 所述外部顶棚框架与顶棚模件框架的锁止可以这样得以加强，S卩，使所述外部顶
棚框架向所述焊接凸缘倾斜的区域与所述焊接凸缘的平面形成的夹角大于90°并且与所
述焊接凸缘形成咬边。由此实现了，所述外部顶棚框架在车身变形的情况下与外壳和顶棚
模件框架紧紧扣住在一起，从而实现顶棚模件框架和车身之间的特别可靠的锁止。 根据本发明车身接下来的又一结构的实施例，所述外部顶棚框架延伸经过所述焊
接凸缘的区域通过附加的锁止部件形成，所述锁止部件与所述外部顶棚框架形成关于形
状、作用力或材料配合的连接。所述锁止部件例如能够通过对应匹配并焊接上的薄板来实
现。在由于故障产生变形的情况下，通过该附加的锁止部件能够特别使车身得以优化，而不
需要对所述车身采取用于顶棚模件的安全措施。 优选地，根据本发明车身接下来的又一结构的实施例，所述外壳向所述焊接凸缘
倾斜的区域与垂直方向之间的夹角为r -io。。这个夹角实现了，使车身既能够适用于顶
棚模件，又能够适用于激光焊接的顶棚。此外，通过该夹角还确保了 ， 一方面，在激光焊接的 顶棚和车身之间形成边缘，该边缘实现了顶棚外壳和车身的接触表面之间的激光焊料的进 入，并且该边缘还实现了激光焊料的脱气处理，从而形成整洁的激光焊缝。另一方面，在这 样的车身结构中，顶棚模件能够更简单地在安装尾声再进行装配。 为了确保在尽可能少的重量条件下达到外部和/或内部顶棚框架的所需强度，优 选地使外部和/或内部顶棚框由高强度或最高强度的钢制成。特别是采用22MnB5 (硼钢) 类型的钢合金，这种材料对于在机动车车身的外部和/或内部顶棚框上的使用显示出特别 突出的强度特征。 根据本发明车身的又一实施例，与车身刚性和车身的变形稳定性相关的高度要求 是这样实现的，即，使车身的外部和/或内部顶棚框架的薄板厚度为0. 8mm-2mm。通过采用 高强度或最高强度的钢材，例如22MnB5，尽管薄板具有一定厚度，但是还是实现了在具有较 轻重量的同时而具有高的变形刚性。 最后，本发明的车身还能够这样具有优势地设计，S卩，使焊接凸缘的宽度至少为 15mm。这个最小宽度一方面确保了使所述外壳、外部顶棚框架和内部顶棚框架在车身的侧 面顶棚区域上通过传统的点焊而实现相互连接；另一方面确保了为粘合层的涂覆提供足够 的表面，用以将顶棚模件与机动车车身粘合。
本发明车身的机构和其它构成方案具有很多可能性。对此，一方面通过权利要求1
4及其从属权利要求进行说明，而另一方面则通过对三个实施例及其相关附图进行说明。图 中示出了 图1为本发明车身的第一实施例的截面图； 图2为具有形成咬边的外部顶棚框架的第二实施例的截面图；以及 图3为本发明车身的具有附加的用于外部顶棚框架的锁止部件的第三实施例的
截面图。
具体实施例方式
图1示出了本发明车身的一个实施例中侧面顶棚区域1的截面图。该顶棚区域包 括外壳2、外部顶棚框架3以及内部顶棚框架4。外壳2、外部顶棚框架3以及内部顶棚框架 4通过焊接凸缘5而相互连接。外壳是典型的非常薄的板子，薄板的壁厚大约为0. 7mm，而 外部顶棚框架3和内部顶棚框架4则主要由高强度或最高强度的材料制成，例如为22MnB5 类型的钢合金，并且薄板厚度为0. 8mm-2mm用以满足车身的必要强度。
外部顶棚框架3与内部顶棚框架4 一起构成车身的侧梁，在本实施例中，外部顶棚 框架形成为锁止部件，当由于箭头方向上的作用力导致变形的情况下，也就是在遭受侧面 碰撞的情况下，该锁止部件与顶棚模件7的顶棚模件框架6锁止在一起。
外部顶棚框架3制成为锁止部件具有多种可行方案，其中，特别地通过外部顶棚 框架3的几何形状可以影响到变形过程和封锁过程。例如在图1所示的实施例中，外部顶 棚框架3的一部分延伸到焊接凸缘5的上方，特别延伸到粘合层8的上方，通过该粘合层使 顶棚模件7通过顶棚模件框架固定在车身上。上述外部顶棚框架3的这部分包括向焊接凸 缘5倾斜的区域3a，该区域与焊接凸缘形成的夹角a大于45° 。此外，外部顶棚框架的最 高点到焊接凸缘5的垂直距离是这样选择的，S卩，使该垂直距离大于外壳最高点和焊接凸 缘之间的垂直距离的40%，从而特别有效地确保了外部顶棚框架3与顶棚模件框架6的锁 止。 为了确保机动车车身尽量灵活的使用，可以使外壳在车身侧面顶棚区域中向焊接 凸缘5倾斜的区域2a与垂直方向之间的夹角13为1° -10° 。在该实施例中，夹角13为 2° -8° 。为了防止赃物和液体灌入到车身1的侧面顶棚区域和顶棚模件框架之间的中间 区域中，还设有与密封物质相关的密封装置9，该密封装置设置在外壳2和顶棚模件7的外 壳之间。 图2中示出了本发明机动车车身的一个实施例，其中，该车身在侧面顶棚区域中 设有外部顶棚框架3，该外部顶棚框架向焊接凸缘5倾斜的区域3a与焊接凸缘的平面形成 的夹角大于90。并且与焊接凸缘形成一个咬边(Hinterschnitt)。该咬边确保了，如已经 实现的，即，在由于故障而产生变形的情况下，通过外部顶棚框架3与顶棚模件框架6的紧 紧扣住而进一步保证顶棚模件框架的锁止。 相对于之前所述的实施例，在图3所示的实施例中，本发明的车身设有一附加的 锁止部件10，在由于故障产生变形的情况下或侧面顶棚区域受到侧面碰撞的情况下，该锁 止部件确保与顶棚模件框架6形成锁止，并且由此极为有效地防止了顶棚模件的断裂。通 过锁止部件10的几何形状能够非常简单地对车身的变形特征产生影响。
权利要求
一种机动车车身，所述机动车车身中，侧面顶棚区域(1)包括外壳(2)、外部顶棚框架(3)和内部顶棚框架(4)，其中，所述外部顶棚框架(3)设置在所述外壳(2)的下方，所述内部顶棚框架(4)设置在所述外部顶棚框架(3)的下方，所述外壳(2)、外部顶棚框架(3)和内部顶棚框架(4)具有一共同的焊接凸缘(5)，通过所述焊接凸缘使所述外壳(2)、所述外部和内部顶棚框架(3、4)相互连接，并且为了容纳用于顶棚模件的粘合层(8)而形成所述焊接凸缘，所述顶棚模件包括顶棚模件框架(6)，其特征在于，所述车身的外部顶棚框架(3)形成为用于所述顶棚模件框架(6)的锁止部件，所述车身的外部顶棚框架(3)的至少一部分延伸到所述焊接凸缘(5)的上方，其中，所述外部顶棚框架向所述焊接凸缘(5)倾斜的区域(3a)与所述焊接凸缘(5)的平面形成的夹角大于45°。
2. 根据权利要求l所述的车身，其特征在于，所述车身的外部顶棚框架(3)延伸到所述焊接凸缘上方的部分的最高点(3b)到所述焊接凸缘(5)的垂直距离至少为所述外壳(2)最高点和所述焊接凸缘(5)之间的垂直距离的40%。
3. 根据权利要求1或2所述的车身，其特征在于，所述外部顶棚框架(3)向所述焊接凸缘(5)倾斜的区域(3a)与所述焊接凸缘(5)的平面形成的夹角大于90。并且与所述焊接凸缘(5)形成咬边。
4. 根据权利要求1至3中任意一项所述的车身，其特征在于，所述外部顶棚框架(3)延伸经过所述焊接凸缘(5)的区域通过附加的锁止部件(10)形成，所述锁止部件与所述外部顶棚框架(3)形成关于形状、作用力或材料配合的连接。
5. 根据权利要求1至4中任意一项所述的车身，其特征在于，所述外壳(2)在所述车身的侧面顶棚区域(1)中向所述焊接凸缘(5)倾斜的区域与垂直方向之间的夹角为1°到10° 。
6. 根据权利要求1至5中任意一项所述的车身，其特征在于，所述外部和/或内部顶棚框架(3、4)由高强度或最高强度的钢制成。
7. 根据权利要求1至6中任意一项所述的车身，其特征在于，所述外部和/或内部顶棚框架(3、4)的薄板厚度为0. 8mm-2mm。
8. 根据权利要求1至7中任意一项所述的车身，其特征在于，所述焊接凸缘(5)的宽度至少为15mm。
全文摘要
本发明涉及一种机动车车身，其侧面顶棚区域(1)包括外壳(2)、外部顶棚框架(3)和内部顶棚框架(4)，其中，外部顶棚框架(3)设置在外壳(2)的下方，内部顶棚框架(4)设置在外部顶棚框架(3)的下方，外壳(2)、外部顶棚框架(3)和内部顶棚框架(4)具有一共同的焊接凸缘(5)，通过该焊接凸缘使外壳(2)、外部和内部顶棚框架(3、4)相互连接，并且为了容纳用于顶棚模件的粘合层(8)而形成该焊接凸缘，顶棚模件包括顶棚模件框架(6)。本发明的目的是提供一种故障优化处理的机动车车身，这种车身可以通过较少的成本消耗来防止顶棚模件的断裂，该目的是这样实现的，即，使车身的外部顶棚框架(3)形成为用于顶棚模件框架(6)的锁止部件。
文档编号B62D25/06GK101795928SQ200880106043
公开日2010年8月4日 申请日期2008年9月4日 优先权日2007年9月6日
发明者凯·施米茨, 拉尔夫·施特格迈尔, 洛塔尔·帕特博格, 阿克塞尔·格吕内克勒, 阿尔弗雷德·勒施 申请人:蒂森克虏伯钢铁欧洲股份公司