專利名稱：汽車車身的底板結構的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種汽車車身的底板結構，其帶有底板和多個沿汽車縱向彼此間隔的橫梁。
背景技術：
在汽車車身制造中，底板或底部結構已知有不同的設計方案。在客艙的區域布置有至少兩個側面的縱梁結構，所述縱梁通過在汽車橫向延伸的各個橫梁彼此連接。此外，由這些部件構成的支承架可以配設有底板，該底板在很大程度上填充縱梁和橫梁之間的空隙。
大約居中地在縱梁結構之間設計有至少一個中間底槽，所述中間底槽要么一體化地集成在底板內，要么尤其在由多部段構成的底板中與各個底板部段鄰接，這些底板部段與中間底槽單獨連接。因此例如由專利文獻DE602005003418T2已知一種由多個底板部件連接制成的底板。其具有前底板部段、與前底板部段鄰接的斜梯段和后底板部段。其中，前底板部段設計成帶有中間底槽區域，該底槽區域前端與儀表板相連，后端與斜梯段相連。用于汽車的新式驅動概念例如電驅動器或混合驅動器要求在汽車中攜帶附加的汽車電池或蓄電池。相應地需要為這種能量存儲器提供相適配的結構空間。
發明內容
本發明所要解決的技術問題在于，提供一種用于汽車車身的底板結構，其一方面能夠簡單廉價地制造和裝配，另一方面有助于降低汽車的重量。此外，這種底板結構應該能夠有效利用汽車底板或底部區域內現有的結構空間，尤其能夠節省空間地安裝其它功能件和汽車部件。此外，這種底板結構應該尤其為需要固定在汽車底板上的汽車部件提供具有扭轉和扭曲剛性的支承結構。所述技術問題通過一種汽車車身的底板結構解決，該底板結構具有兩個基本上在汽車縱向上延伸的縱梁裝置，所述縱梁通過至少一個前部橫梁和后部橫梁相互連接，該底板結構還具有設置在橫梁上的底板，該底板配備有基本上在汽車縱向上延伸并設置在底板上方的加強元件，所述加強元件與至少一個前部橫梁并與后部橫梁結構上連接。此外，所述技術問題通過一種汽車車身以及一種汽車解決。因此設計一種用于汽車的底板結構，其具有兩個基本上在汽車縱向上延伸的縱梁裝置，所述縱梁通過至少一個前部橫梁連接和在汽車縱向上與前部橫梁間隔的后部橫梁彼此連接。在此，所述兩個縱梁裝置在汽車橫向上彼此間隔布置并基本上彼此平行延伸。在橫梁上方且優選也在縱梁裝置上方設置有底板。所述底板配備有基本上在汽車縱向上延伸或設置在底板之上、因此設置在汽車內室中的加強元件。在此，所述加強元件與至少一個前部橫梁并與至少一個后部橫梁在結構上(就是說以傳遞力的方式方法)連接。所述加強元件提高了底板結構的扭轉或扭曲剛度，并且使得底板結構的至少兩個在汽車縱向上彼此間隔布置的橫梁相連。在此，加強元件全部布置在汽車車身的內部或干燥區域中。借助該加強元件可將由縱梁裝置和橫梁構成的車架結構進行分格，這種分格能夠更好地吸收或向鄰接的支承結構部件傳遞例如在碰撞情況下出現的縱向力或橫向力。所述底板結構尤其用于座椅相對較高的汽車，例如運動型多功能車(SUV)或多用途車(MPV)。在這種已經具有較大離地間隙的汽車中，底板能夠完全設置在所有支承結構部件之上，尤其在縱梁裝置之上且在所有橫梁之上。在此甚至可以考慮將位于前部乘客放腳空間內的前部底板區域在很大程度上設計為不帶中間底槽。所述加強元件能夠設置在傳統的中間底槽裝置的區域內，并替代或甚至改善中間底槽在底板結構上的穩定作用。通過相對較高布置的底板，在底板下方的結構空間可用于例如容納燃料箱和/或汽車電池或蓄電池。按照一種優選的結構設計規定，加強元件既與底板又與前部的和后部的橫梁直接 連接。在此，后部的橫梁例如可以設計為座椅橫梁并且設置在汽車的前部座椅之下。通過加強元件與底板和至少兩個橫梁的直接連接，該加強元件能夠將至少兩個在汽車縱向上彼此間隔的橫梁彼此結構連接以形成傳遞機械載荷的路徑。可能在汽車縱向和/或汽車橫向上傳遞到前部橫梁的力能夠在一定程度上通過位于內部的加強元件傳遞到后部橫梁上。此外，設置位于內部的、形式為加強元件的加強結構使得位于其下的底板可以設計得相對較薄，并且因此也可以減輕重量地且至少在汽車橫向上一體化地連續設計。通過加強元件不僅與橫梁、而且也與底板連接，底板也能夠通過加強元件加強并相應地在機械上得到穩定。在此可進一步規定，加強元件大致居中地在兩個側面縱梁結構之間延伸。通過加強元件在汽車橫向上的居中布置，能夠形成一種對稱結構，以將可能從相對的側面傳遞到底板結構的力以相同的方式方法截留。按照另一種實施形式規定，加強元件至少區域性地設計為帽罩形型材狀或雙帽罩形型材狀，因此加強元件在安裝于底板結構上的裝配狀態時與位于其下的底板構成在很大程度上封閉的橫截面型材。所述加強元件有利地具有向下朝向底板敞開并且設計為帽罩形型材狀的橫截面。通過將加強元件固定在底板上，可最終在加強元件的區域內構成封閉的橫截面型材。為此，按照一種擴展形式，加強元件具有至少近似于環繞的以及向外伸出的法蘭結構。加強元件能夠借助該法蘭結構與底板和/或與橫梁固定地并且不可拆卸地連接。為此材料接合式連接是有利的，尤其是將加強元件與底板或加強元件與橫梁焊接。所述法蘭結構也能夠根據加強元件的造型部分地中斷，以使加強元件在底板的拐點區域中也能夠盡可能連續地固定在該底板上。除了焊接之外原則上也可以采用如鉚接以及粘接以及咬口連接這些連接技術。此外，加強元件的法蘭結構或法蘭形彎折的邊緣對加強元件本身起到加固作用。按照另一種優選的結構設計，加強元件相對于汽車縱向(X)從前圍板橫梁延伸至沿行駛方向位于后方的座椅橫梁。在此，座椅橫梁有利地固定在縱梁裝置上方并提供相對前部放腳空間升高了的底板部段，前部汽車座椅可固定在所述底板部段上。可進一步規定底板和加強元件不僅與一個，而是與兩個在汽車縱向上彼此間隔布置的前部橫梁連接。第一個前部橫梁在此例如可以是前圍板橫梁，而在其后方設置在汽車上的第二個前部底板橫梁設置在底板的前部放腳空間部段之前。所述前部底板橫梁例如可以設置在從豎起的或斜向上延伸的前圍板連接區域至底板的基本上水平設計的前部放腳空間區域的底板過渡區域中。通過加強元件以及底板與至少三個在汽車縱向上彼此間隔設置的橫梁分別單獨地固定，可以進一步提高汽車以及其底板結構的結構剛度和抗扭剛度。按照另一種優選的結構設計，加強元件還可以在位于前部和后部橫梁之間的部段中具有面向底板并與底板單獨連接的凹槽。如果加強元件在此區域中按照帽罩形型材的形式設計，則所述加強元件在與底板單獨連接的凹槽區域中具有按照雙帽罩形型材的形式設計的橫截面輪廓。如果加強元件在汽車橫向(y)上配備有指向外的邊緣側的固定法蘭部段，則加強元件能夠(在汽車橫向上觀測)在延伸通過凹槽的橫截面區域內三重地，即通過兩個位于 外側的法蘭部段和其凹槽區域與位于凹槽下方的底板連接。通過這種方式方法，底板的結構剛度能夠借助加強元件以有利的方式提高。此外，通過采用加強元件，可以在總體上減小底板的壁厚并且因此降低底板結構的重量。按照另一種優選的結構設計，底板還可以一體化地、如必要也可不帶中間底槽地設計。在此，底板在汽車橫向上連續地從右側縱梁結構延伸到左側縱梁結構。此時，在原本需要設置中間底槽的區域內底板也可以在很大程度上設計為平坦的或連續的。取決于可能的、在底板下方延伸的功能件或汽車部件，例如萬向節軸或排氣裝置，底板可以例如在加強元件的區域內還具有拱形結構。優選一體化設計的底板能夠在汽車縱向上從位于前部的前圍板橫梁至少延伸至座椅橫梁，如必要也可越過升高了的座椅連接區域延伸至后座腳跟板。為了過渡到座椅橫梁，底板具有斜向上并且向后延伸的過渡區域。在相對前部放腳空間升高的底板部段下方，能夠設置汽車其它的功能件，尤其是燃料箱或也可以是汽車電池或蓄電池。此外，在此規定底板與行駛方向相反地，即面向底板結構的后部區域至少略微地如必要時階梯式地下沉，以構成后部放腳空間。所述后部的由底板構成的放腳空間在此位于前部放腳空間的水平面上方。基于底板布置在縱梁上方，整個底板總歸相對較高地布置在汽車內。萬向節軸或者排氣裝置因此能夠在進一步升高設計的座椅連接結構的區域內以及在后部放腳空間的區域中完全在底板下方延伸，因此原則上不需要使底板在結構上配合位于其下的汽車功能件。該底板在此區域可以具有沿汽車橫向在很大程度上平坦設計的、無中間底槽的結構。所述座椅橫梁設置在前部放腳空間與升高了的、構成座椅連接結構的底板部段的過渡區域中，該座椅橫梁可以大約在縱梁裝置之間的居中位置具有大概呈弧形的凹處，例如用于容納排氣裝置或用于汽車全輪驅動的萬向節軸。在此被證實有利的是，加強元件在凹處的區域內鄰接后部橫梁并通過其與后部橫梁的連接在所述凹處區域內在結構上加強后部橫梁。由于座椅橫梁在幾何上的適配而需要的凹處和因此必然引起的座椅橫梁的削弱能夠通過座椅橫梁與位于內部空間的加強元件的直接連接在很大程度上得到彌補。此外需要注意的是，按照其它并列的方面，除了底板結構還設計了一種帶有所述底板結構的汽車車身以及一種相應的汽車，尤其是運動多功能汽車或多用途汽車，其具有之前所述的底板結構。
所述底板結構的其它的目的、特征以及有利的應用在以下的實施例說明里參照附圖闡述。在附圖中圖I顯示的是總共具有四個橫梁的汽車車身車架結構的立體圖；圖2顯示的是能夠布置在參照圖I的車架結構上的、連續而一體設計的底板的分離立體圖；圖3顯示的是待布置在參照圖2的底板之上的加強元件的分離圖；圖4顯示的是圖I所示的車架結構帶有布置在其上的加強元件的情形； 圖5顯示的沿著圖4中切割線A-A剖切得到的橫截面圖；圖6顯示的是圖5中所示橫截面的左側部分的放大圖和圖7顯示的沿著圖4中切割線B-B剖切得到的橫截面圖。
具體實施例方式在圖I至圖7所示的底板結構10具有兩個側面的、在汽車橫向(y)上彼此間隔的縱梁結構。前部的縱梁12、14在連接所述縱梁結構的前圍板橫梁20的區域中過渡為向后與行駛方向相反地延伸的前車架延長結構16、18。為了簡便而稱為縱梁的U形型材狀設計的支承結構元件16、18此外與前部底板橫梁22以及進一步向后與第一后部橫梁24和第二后部橫梁26連接。尤其兩個后部橫梁24、26在此布置在縱梁16、18上方，并用于構成底板30的相對于放腳空間36升高設計的座椅連接部段38，如圖2中獨立顯示的那樣。既在X方向也在y方向上連續設計的底板30按照圖2所示具有在汽車縱向(X)上彼此相互過渡連接的局部區域，例如向前并且斜向上方突出的前圍板部段34、前部放腳空間部段36、與前部放腳空間部段36鄰接的、斜向后并且向上方延伸的過渡區域37以及與過渡區域37鄰接的、升高了的座椅連接區域38。再向后，與圖中箭頭所指的行駛方向相反，底板30階梯狀地經由梯段39過渡為用于后座乘客的后部放腳空間部段40。由此可見，后部放腳空間部段40位于比前部放腳空間部段36更高的水平面上。前部放腳空間部段36的水平面高度借助圖2中點劃線36’對比可見。在向前與前圍板橫梁20鄰接的前圍板部段34和升高設計的座椅連接部段38之間，大約居中地在縱梁16、18之間延伸有位于內部的、在圖3中分離顯示的加強元件32。然而這種讓人聯想到中間底槽結構的加強元件32不同于傳統中間底槽地向下由底板30的沿汽車橫向(y)連續設計的放腳空間部段36封閉。就這方面而言加強元件32沒有構成用于容納汽車功能件的空腔，而是僅僅或主要用于結構性地加強底板30。由于底板30位于全部橫梁20、22、24、26之上以及兩個縱梁16、18之上的位置，在前部放腳空間部段36中也根本未設計中間底槽，如果設計也只有相當小的尺寸范圍。在圖3中分離顯示的加強件32具有帽罩形或雙帽罩形的橫截面型材，例如在圖7中清晰所示。此外，加強件32具有環繞的法蘭結構46、48、50，其中指向行駛方向的連接法蘭46在安裝于汽車車身上的狀態中直接覆蓋貼靠在底板的連接法蘭42上，因此底板30可以與加強元件32 —起在同一連接過程中，例如通過點焊并且在形成圖6所示的焊點52的情況下與前圍板橫梁20相連。加強元件32的向后與行駛方向相反突出的隆起結構48也可以通過相似的方式方法貼靠在底板30的升高設計的座椅連接部段38上，并且在那既與底板部段38也與位于其下的大致呈L形的橫梁24以及橫梁24上水平設置的上部連接法蘭焊接。對應圖5和圖6中所示的橫截面，甚至可在與第一后部橫梁24鄰接的連接區域中構成雙腔式型材。一方面該底板30以斜向延伸的過渡部段37已經與橫梁24構成了一個封閉的空腔。另一方面加強元件32又以其向后伸出的固定隆起結構48覆蓋在上地在過渡區域37和凹槽過渡區域55之間構成另一空腔。除了在行駛方向上向前和向后伸出的固定法蘭部段46、48，加強元件32還具有側面的、在很大程度上連續設計的并向外伸出的法蘭部段50，加強元件32借助該部段也可沿 其縱向型材與位于其下的放腳空間部段36和/或與底板30的前圍板部段34連接。相應地在圖2中可見法蘭結構50上的各焊點52。此外還規定，加強元件32僅在其前部和后部的與前部橫梁20、22和后部橫梁24的連接區域內具有向下敞開的帽罩形型材。在位于其間的、基本上在底板30的前部放腳空間部段36上延伸的區域，加強元件32具有向內凹陷的凹槽44，其凹槽底板54可單獨與位于其下的底板部段36在汽車縱向上連接。在凹槽區域44內參照圖6可見各個焊點52。加強元件32與位于其下的底板部段36由此實現的三重連接例如在圖7的橫截面B-B中示出。凹槽44向前(面向行駛方向)經由斜向延伸的凹槽過渡段53過渡為前部的型材部段47。加強元件32的凹槽過渡段53和前部型材部段47與同樣在此區域內彎曲的底板30共同構成菱形結構，如在圖5和圖6的橫截面中示出的那樣。此外，在該過渡區域內設計有前部底板橫梁22，其中，加強元件32、底板30和橫梁22在三重重疊區域中彼此焊接。在此，底板36位于加強元件32的前部部段47、49和位于其下的前部底板橫梁22之間。在加強元件32基本平行于底板部段36延伸的前部型材部段47與底板的前圍板部段34鄰接的區域中，在加強元件32上設計有向前且向上方伸出的型材部段49，在該型材部段39的前端上設計有固定法蘭46。借助前部型材部段49和位于其下的、底板30向上伸出的固定法蘭42可構成另一個空腔型材用以改善加強元件32與底板30的連接的結構剛度。此外，在圖5中沿剖切線A-A的橫截面中可知，底板30也與第二后部橫梁26構成封閉的空腔型材。與行駛方向相反地鄰接在升高的座椅連接區域38上的過渡區域39在向后部放腳空間部段40的過渡區內封閉大約為L形的橫梁26。此外，在圖5中可知，既在汽車縱向(X)上也在汽車橫向(y)上連續并一體化設計的底板30與后座腳跟板41鄰接。最后在參照圖7的橫截面視圖中顯示的是加強元件32在其凹槽區域44中的雙帽罩形型材狀橫截面輪廓。加強元件32的前部和后部型材部段47、48在此位于圖7中類似駝峰狀的邊緣側凸起60、62的平面中。在位于內部的凹槽區域中，所述兩個型材部段60、62通過基本上設計為平坦的、或者其(凹槽底板)輪廓與位于其(凹槽底板)下的底板30相適配的凹槽底板54相連。所述邊緣型材部段60、62通過側頰部56向外分別過渡為向外伸出的固定法蘭部段50。所述固定法蘭部段50的定向和邊緣輪廓隨著設置在其下的底板30的放腳空間部段36的造型變化。如圖7中所示，底板30可在所述放腳空間區域36中具有至少一個略微向內或向上指向的拱起或凸起58，用于例如為萬向節軸64或排氣裝置66提供足夠的結構空間。此外，在圖I和圖4中顯示了在座椅橫梁24下側大約居中的位置設計有凹處28。該凹處具有大約與底板30的拱起58的輪廓相應的造型。因為不可避免地要在底板結構10下方布置萬向節軸64或排氣裝置60，也需要在座椅橫梁24上置這種凹處28。然而座椅橫梁24由此產生的結構削弱能夠通過與底板30以及與鄰接在座椅橫梁24的凹處28區域上的加強元件32的連接和重疊布置得到補償，必要時也可進一步加強。所示的底板結構尤其用于具有較高離地間隙的車輛，尤其用于運動型多功能車或 多用途車。通過將底板布置在縱梁之上以及通過形成相對前部放腳空間升高的座椅連接區域38，鋪張成面狀的底板30能夠一體化設計，因此其可以連續地既從前部的前圍板橫梁20延伸至后座腳跟板41，也可以從左側縱梁18和相應的門檻結構延伸至右側縱梁16或相應的門檻結構。抬高的底板30使得如燃料箱或汽車電池的功能部件能夠布置在前部座椅之下的汽車外部區域中。所示實施方式僅示出本發明的一些可能的設計方案，而其它大量變形方式都是可以考慮的并且屬于本發明的范圍。在此示例性示出的實施例絕不應解釋為對于本發明的保護范圍、適用性或者可行配置方式的限制。上述說明僅向本領域技術人員提供了一種實現本發明實施例的可行方式。因此可以對所述部件的功能和設置方式進行各種各樣的變型修改，只要不脫離本申請權利要求書所限定的保護范圍或其等同保護范圍即可。附圖標記清單10底板結構12 縱梁14 縱梁16縱梁延長段18縱梁延長段20前圍板橫梁22 橫梁24座椅橫梁26 橫梁28 凹處30 底板32加強元件34前圍板部段36放腳空間部段37過渡區域
38座椅連接部段39過渡部段40后部放腳空間41后座腳跟板42固定法蘭44凹槽46固定法蘭47前部型材部段
48固定法蘭49型材部段50固定法蘭52焊點53凹槽過渡段54凹槽底板55凹槽過渡段56側頰部58底板拱起部60凹槽邊緣62凹槽邊緣64萬向節軸66排氣裝置。
權利要求
1.一種汽車車身的底板結構，該底板結構具有兩個基本上在汽車縱向(X)上延伸的縱梁裝置(12、14、16、18)，所述縱梁通過至少一個前部橫梁(20、22)和至少一個后部橫梁(24,26)相互連接，該底板結構還具有設置在所述橫梁(20、22、24、26)上方的底板(30)，該底板(30)配備有基本上在汽車縱向(X)上延伸并設置在底板(30)上的加強元件(32)，所述加強元件(32)與所述至少一個前部橫梁(20、22)并與后部橫梁(24)在結構上連接。
2.按照權利要求I所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)既與所述底板(30)又與所述前部和后部橫梁(20、22、24)直接連接。
3.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)大約居中地在兩個側面的縱梁結構(12、14、16、18)之間延伸。
4.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)至少區域性地設計為帽罩形型材狀或雙帽罩形型材狀，并與所述底板(30)構成封閉的橫截面型材。
5.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)具有用 于固定在所述底板(30)和/或固定在所述橫梁(20、22、24)上的環繞的法蘭結構(46、48、50)。
6.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)相對于汽車縱向(X)從前圍板橫梁(20)延伸至座椅橫梁(24)。
7.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述底板(30)和所述加強元件(32)與第一和第二前部橫梁(20、22)結構上連接，所述第一和第二前部橫梁(20、22)相對于汽車縱向(X)設置在底板(30)的前部放腳空間部段(36)之前。
8.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)在位于前部和后部橫梁(20、22、24)之間的部段中具有面向所述底板(30)并與該底板(30)單獨連接的凹槽(44)。
9.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述底板(30)—體式地設計并在汽車橫向(y)上連續地從右側的縱梁結構(12、16)延伸到左側的縱梁結構(14、18)。
10.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述一體式設計的底板(30)在汽車縱向(X)上從前圍板橫梁(20)至少延伸至座椅橫梁(24)或延伸至后座腳跟板(41)。
11.按照前述權利要求之一所述的底板結構，其特征在于，所述加強元件(32)與大約居中地設計在后部橫梁(24)內的凹處(28)鄰接并且在結構上加強該凹處。
12.—種具有按照前述權利要求之一所述的底板結構的汽車車身。
13.—種具有底板結構的汽車，其具有按照權利要求12所述的車身或具有按照權利要求I至11之一所述的底板結構。
全文摘要
本發明涉及一種汽車車身的底板結構，該底板結構具有兩個基本上在汽車縱向(x)上延伸的縱梁裝置(12、14、16、18)，所述縱梁通過至少一個前部橫梁(20、22)和后部橫梁(24、26)相互連接，該底板結構還具有以及與設置在橫梁(20、22、24、26)上方的底板(30)，該底板(30)配備有基本上在汽車縱向(x)上延伸并設置在底板(30)上方的加強元件(32)，所述加強元件(32)與至少一個前部橫梁(20、22)并與后部橫梁(24)在結構上連接。
文檔編號B62D21/02GK102730085SQ201210077479
公開日2012年10月17日 申請日期2012年3月22日 優先權日2011年3月30日
發明者K.波爾, S.克里梅克, U.米爾德納 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司