CN100400359C - 汽车的底部结构 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的在于提供一种能改进汽车横向和纵向上的刚性的底部结构，该目的基本上是这样实现的，即，每个车座横梁(9)由一个垂直于汽车纵轴安装的中间的钢梁型材(10)构成，该钢梁型材的两端具有沿车身纵向的空心型材类型的帽状车座支柱(11a，11b)，分别位于通道两侧的车座支柱(11a)被设计成用于中间通道(8)的加固件，并延伸至中间通道(8)的外轮廓内。

Description

汽车的底部结构
技术领域
本发明涉及一种汽车的底部结构，尤其是一种包括底部横梁、底板和中间通道的底部结构。
背景技术
汽车的底部结构有着多种多样的构造方式。例如，众所周知，前后各设有一根底部横梁，这两根横梁在位于车身两侧的两个钢枕之间延伸，并与钢枕固定连接。此外，在钢枕之间装有一块向下封住客厢的底板，底板上具有一个沿汽车纵向的中间通道。该中间通道由一块帽状的向内伸入客厢内部的钢板形成。在中间通道和每个钢枕之间还可分别安装一个所谓的车座横梁，它一方面能支承靠前的车座，另一方面能够起到加固底部结构的作用。
此外，DE4139331A2公开了一种通道两侧具有空心型材的车座横梁的轿车车身底部结构。在这样的情况下，车座横梁的空心型材与一个横截面为帽状的通道轭的铸件相连，从而在下方区域内与一个底板向上弯曲的部分和一个从上方安装的传动轴通道一起在通道两侧各形成一个空心型材结构。车座横梁具体构造如何，在文中未作说明。采用所述配置，应能实现一个极其坚硬的铸铁板带材结合体，能承受不同强度的能量，它能在发生侧面碰撞时接收作用到车身结构上的压力。
此外，还公开了中间通道设计的不同实施方式。大多数都建议通过安装金属外壳这样来加固中间通道，即，形成一个双壁的空心体或者在某些情况下形成一个纵向空心型材。既可以由外向内，也可以由内向外地对中间通道进行这种加固(DE2408548A1；DE4233832C2；DE19543404A1；DE19838941A1；EP0823365A2；EP1029773A2)。
发明内容
本发明的目的在于进一步改进同类底部结构，从而与现有技术相比，增强汽车横向和纵向上的刚性。
根据本发明，该目的通过本发明的底部结构来实现。
根据本发明提出了一种汽车的底部结构，包括一个靠前的和一个靠后的底部横梁，它们垂直于汽车纵轴在汽车车身或客厢两侧的两个钢枕之间延伸并与之固定连接；一块在钢枕之间向下封住汽车客厢的底板；以及一个沿车身纵向的中间通道，其中，该中间通道在靠前和靠后的底部横梁之间延伸并与之相连，并且在每根钢枕和中间通道之间，在靠客厢的一侧安装有一个车座横梁，它与客厢固定连接，其中每个车座横梁由一个垂直于汽车纵轴安装的中间的钢梁型材构成，该钢梁型材的两端具有沿车身纵向的空心型材类型的帽状车座支柱，分别位于通道两侧的车座支柱被设计成用于中间通道的加固件，并延伸至中间通道的外轮廓内，其特征在于，各车座横梁的位于通道两侧的车座支柱与一个朝向前和/或后底部横梁且纵向延伸的帽形通道加固件相连，该通道加固件与中间通道固定连接在一起。
在发生侧面碰撞的情况下，这一配置尤其保证了能直接地、大面积地将力从钢枕转移到中间通道，然后再转移到对面的钢枕，从而有利地使较大的底部区域参与了压力的接收和进一步传递。在这样的情况下，车座横梁可以是一个整体，也可由多个部分构成，当它为一个整体时，每个车座横梁都被安装在中间通道与钢枕之间，并与位于其端面上方的车座支柱固定连接。
在几部分(优选是三部分)的设计中，每个车座横梁中间的钢梁型材被安装在事先固定在中间通道上的车座支柱和钢枕上，并牢牢地与之相连。位于钢枕两侧的车座支柱具有一个用于中间的钢梁型材的横槽，车座支柱位于该钢梁型材的上方，并牢牢地与钢枕和/或钢梁型材相连。
在本发明的一种有利的结构中，各车座横梁位于通道两侧的车座支柱与中间通道的外轮廓一起至少在某些区域构成一个封闭的空心型材，从而进一步加固中间通道，尤其是在沿车身纵向的方向上。
本发明的另一种有利结构是这样设置的，即，各车座横梁上位于通道两侧的车座支柱与一纵向延伸的、沿靠前和/或靠后的底部横梁的方向的帽形通道加固件相连接，并牢牢地与中间通道相连。车座横梁上位于通道两侧的车座支柱也可以与属于它的通道加固件一起一体地构成一整体构件。
在本发明的改进中，可以将位于通道两侧的两个车座支柱，在可能情况下还可连同通道加固件，跨过中间通道，连接在一起。另外还可以设想，将两个跨过中间通道的车座支柱，在可能情况下还可连同通道加固件形成一个整体。
下面的做法被证明是尤为有利的，即，在中间通道与靠后和/或靠前的底部横梁间的连接区域内将通道加固件的端部向外牵拉，并将其固定在靠后或靠前的底部横梁上。这样，尤其是在发生正面碰撞的情况下，能将力转移到车身后部，并能最大限度地防止相互连接的构件被突然折断。根据另一种方案，可以类似地在中间通道与靠后或靠前的底部横梁之间的连接区域内为通道加固件的端部设置一块加固板，该加固板被向外牵拉，并固定在靠后或靠前的底部横梁上。
正如本发明进一步所述，可在两个相连的位于通道两侧的车座支柱中一体地形成一个手刹车轴承座的连接部分。
另外，在通往底板的过渡区中，在中间通道的两侧都安装了纵向延伸的、在可能情况下为帽形设计的、位于下方的通道加固件，它们从下方与底板相对，并从靠前的底部横梁向后至少延伸至车座横梁的高度，优选延伸至靠后的底部横梁的邻近区域中的脚踏板。这样一来，就如此实现了对底部结构的进一步加固，即，通道加固件在汽车横向上与中间通道的加固结构连接在了一起，且这一加固结构向外扩展。
本发明的另一措施是这样设定的，即，在客厢部分，在中间通道的两侧，至少在底板上的中间通道、靠前的底部横梁和底板的连接角区域中安装一块在可能情况下能伸入到中间通道的外轮廓内的加固板。这样尤其能够改进客厢中放脚空间的加固状况。
此外，建议在中间通道跨过的空间内至少在中间通道和脚踏板的过渡区中固定安装至少一块横跨型的加固板。
本发明最后还规定，用于进一步加固底部结构的梁和/或加固件或加固板和/或车座支柱可由牢固的钢板或者可能情况下由冷定型或热定型的钢板构成，这种冷定型或热定型的钢板可利用拼焊板(tailored-blank)技术来制造，各/或设有加固卷边和/或加固边缘。
最后一点建议是，一个或多个由梁和/或加固件或者加固板和/或车座支柱形成的空心区要用硬化的塑料或金属泡沫填充，以增强底部结构的局部刚性。
从现有技术来看，上述配置的主要优点在于，通过所述措施，不仅可以实现极其坚固的底部结构，而且可以根据汽车的使用用途使底部结构按规定的自选要求在局部获得相适配的刚性。
附图说明
下面将参照在附图中示意性示出的实施例对本发明进行详细说明。其中：
图1在由下至上的透视图中示出了根据本发明的在此为一辆轿车的汽车的底部结构；
图2示出了从客厢内部对着靠前的底部横梁观察的图1底部结构的示意图；
图3在根据第一实施方案的中间通道的侧视图中示出了图2的纵截面I-I；
图4示出了图2的截面II-II；
图5示出了图2的截面III-III；
图6示出了图2的截面IV-IV；
图7在根据另一实施方案的中间通道的侧视图中示出了图2的纵截面I-I；
图8示出了中间通道在脚踏板的区域中与靠后的底部横梁连接部分的示意图。
具体实施方式
图1在透视图中示出了汽车底部靠前的区域。在此，两根已知的从汽车的车身前部2引出且安装在汽车两侧的纵梁1和未详细示出的垂直移动支承的驱动装置被向下导引到客厢4的底板3的下方。
汽车车身的外边缘形成了在车身两侧沿汽车纵向延伸的所谓的钢枕5，这些钢枕又与横跨汽车纵轴的靠前的底部横梁6以及靠后的底部横梁7相连。在底板3的中间装有一沿纵向车身的中间通道8，这一通道形成为一块以帽状形式向内伸入客厢4内部的钢板。在中间通道8和每根钢枕5之间各装有一根所谓的车座横梁9(图2)。
上述纵梁1基本上支承在靠前的底部横梁6及附属于横梁的防溅护板6a、底板3以及后面的车座横梁9(图1)上，但纵梁也可进一步向后被拉伸至靠后的底部横梁7的高度，并牢牢地与之相连(未详细示出)。
正如同样在图2中所看到的那样，根据本发明，每个车座横梁9由横跨汽车纵轴安装的中间的钢梁型材10构成，钢梁型材的两端具有沿车身纵向的空心的帽状车座支柱11a、11b。钢梁型材10具有一个向下开口的U形横截面(图3)，但横截面也可以是另外一些常见形状，例如T形、双T形或盒形。
根据本发明，位于通道两侧的且安装在内部的车座支柱11a由一独立的加固件形成，并能伸入到中间通道8的外轮廓内，牢牢地与通道相连，优选被焊接在一起。但是，也可设想，将两者粘接在一起，或采用例如螺丝钉或铆钉的常用机械连接工具将它们固定连接。
车座横梁9可以由一个部分或多个部分构成。
若车座横梁9由一个部分构成，例如是通过已知的深冲拉方法制成的一整块，那么它们将被安装在中间通道8和相应的钢枕5之间，并且如上所述，通过位于其端面上的车座支柱11a，11b与钢枕5固定连接。此外，中间的钢梁型材10和/或车座支柱11a、11b也与底板3固定连接在一起，以便减小底板的振动和噪音。
在车座横梁9由多个部分构成的情况下，优选采用三个构成部分的实施方式。每个车座横梁9中间的钢梁型材10通过连接板12被安装在事先固定在中间通道8上的车座支柱11a和钢枕5上，并与它们固定连接，在可能情况下也与底板3固定连接。位于钢枕两侧的车座支柱11b具有一个用于中间钢梁型材10的横槽，车座支柱位于该钢梁型材的上方，并牢牢地与钢枕5和/或钢梁型材10固定相连(尤其在图2和图3中)。当然，本发明也可采用这样一种实施方式，即，例如这样设置一个由两部分构成的车座横梁9，即，使钢梁型材10和钢枕两侧的车座支柱11b形成为一个整体，并将其安装在与分开制得的通道两侧的车座支柱11a和钢枕5相对的位置上(未详细示出)。
根据图4，各车座横梁9位于通道两侧的车座支柱11a与中间通道8的外轮廓一起至少在某些区域内形成一个封闭的空心型材13。
如图2至图6进一步所示，通道两侧的车座支柱11a一直延伸至中间通道8的上部区域。与车座支柱11a相连的是一个朝向靠前的底部横梁6且纵向延伸的帽形通道加固件14，它也与中间通道8固定连接，从而形成一个封闭的空心型材13(图5)。
根据使用目的，也可在靠后的底部横梁7的方向上安装这样一个通道加固件14(未详细示出)。这样一来，就在中间通道8的两侧形成一条穿过前后底部横梁、7，并能加固中间通道8的纵梁。
在另一方案中，位于通道两侧的车座支柱11a以及附属于它的通道加固件14形成一个整体(图7)，这尤其是考虑到汽车制造商希望减少构件。此外，这样一来还可避免在可能情况下会产生负面影响的刚性突变。
为了进一步改进中间通道8的加固作用，可以使位于通道两侧的两个车座支柱11a跨过中间通道8连接在一起，可能情况下也连同通道加固件14，并根据需要构成一整体。通过该措施就可有利地实现，与车座支柱11a成一体地为未详细示出的手刹车轴承座提供一个连接部分15，例如形式为具有供固定件用的钻孔的支承面(图2)。
正如图8示意性地详细示出那样，通道加固件14的端部在中间通道8和靠后的底部横梁7之间的连接区域内被向外沿钢枕5的方向拉伸，并被固定在靠后的底部横梁7上。如上所述，采用了该措施，尤其能在发生正面碰撞的情况下，将力转移到后部的车身区域，并能最大限度地防止相对应的构件即通向靠后的底部横梁7的中间通道8被突然折断。根据另一种未详细示出的方案，通道加固件14的端部可以在中间通道8和靠后的底部横梁7之间的连接区域内缓缓移动到靠后的底部横梁7上，并为其安装一个起上述同样作用的加固板，这一加固板被向外拉伸并被固定在靠后的底部横梁7上。
对于本领域的技术人员来说，很容易得出，通道加固件14在靠后的底部横梁7上的连接部分也适用于靠前的底部横梁6，因此，后一种情况也包含在本发明中(未详细示出)。
此外，特别可从图1、图4和图5中看出，中间通道8的两侧具有在通向底板3的过渡区域中纵向伸展的、目前为帽形的处于下方的通道加固件16，它们从下方被装到底板3上，并从靠前的底部横梁6向后至少延伸至车座横梁9的高度，在本图中优选延伸至靠后的底部横梁7的邻近区域的脚踏板16。如前所述，这一措施有利地使得中间通道8的加固结构向外得到扩展。
此外，根据该实施例，在客厢部分，在中间通道8的两侧，至少在底板3上的中间通道8、靠前的底部横梁6和底板3的连接角区域内安装了一个能伸入到中间通道8的外轮廓内的加固板18，从而能够改进客厢4内放脚空间的加固状况(图2至图7)。
此外，根据图6，在中间通道8和脚踏板16间的过渡区域内安装了一块横跨型的加固板19，在本图中这一加固板为中心架形，且固定地位于由中间通道8跨过的空间内。但是本发明并不局限于这一具体的情况，即对中间通道8进行局部受限的横向加固，而是包含了许多这样横跨型的加固板19，这些加固板可以沿轴线方向前后相连地被安装在中间通道8的适当位置上，以便有效增强整个中间通道8尤其在横向上的刚性。
若对底部结构有特别高的要求，可以将梁1、5、6、7、10中的一部分或全部和/或加固件或加固板14、15、16、17、18和/或车座支柱11a，11b，以及在底部由几部分构成的情况下通道用材和/或底部加固结构的其它部分用高强度的钢或者通过由已知的拼焊板(tailored-blank)技术生产的冷定型或热定型钢来制造，而不是用普通钢制造。在这样的情况下，对于受到尤其高的负载的构件而言，以热定型的高强度钢为材料非常有利。同样也可给这些构件的结构设置未详细示出的加固卷边和/或加固边缘，和/或用硬化的塑料或金属泡沫来填充由这些构件形成的空心区域，以加固底部结构的局部刚性。

Claims (18)

1.一种汽车的底部结构，包括一个靠前的和一个靠后的底部横梁，所述底部横梁垂直于汽车纵轴在汽车车身或客厢两侧的两个钢枕之间延伸并与之固定连接；一块在钢枕之间向下封住汽车客厢的底板；以及一个沿车身纵向的中间通道，其中，该中间通道在靠前和靠后的底部横梁之间延伸并与之相连，并且，在每根钢枕和中间通道之间，在靠客厢的一侧安装有一个车座横梁，所述车座横梁与客厢固定连接，其中每个车座横梁(9)由一个垂直于汽车纵轴安装的中间的钢梁型材(10)构成，该钢梁型材的两端具有沿车身纵向的空心型材类型的帽状车座支柱(11a，11b)，分别位于通道两侧的车座支柱(11a)被设计成用于中间通道(8)的加固件，并延伸至中间通道(8)的外轮廓内，
其特征在于：各车座横梁(9)的位于通道两侧的车座支柱(11a)与一个朝向前和/或后底部横梁(6，7)且纵向延伸的帽形通道加固件(14)相连，该通道加固件(14)与中间通道(8)固定连接在一起。
2.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：车座横梁(9)由一个部分或多个部分构成。
3.如权利要求1或2所述的底部结构，其特征在于：当车座横梁由一个部分构成时，每个车座横梁(9)被安装在中间通道(8)和钢枕(5)之间，并通过位于其端面上的车座支柱(11b)与钢枕(5)固定连接。
4.如权利要求1或2所述的底部结构，其特征在于：当车座横梁由多个部分构成时，每个车座横梁(9)的中间的钢梁型材(10)被安装在事先固定在中间通道(8)的车座支柱(11a)以及钢枕(5)上，并且与钢枕(5)固定相连，位于钢枕两侧的车座支柱(11b)具有一个用于中间的钢梁型材(10)的横槽且位于该钢梁型材的上方，并与钢枕(5)和/或钢梁型材(10)固定相连。
5.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：各车座横梁(9)的位于通道两侧的车座支柱(11a)与中间通道(8)的外轮廓一起形成一封闭的空心型材(13)。
6.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：车座横梁(9)的位于通道两侧的车座支柱(11a)与附属于它们的通道加固件(14)一起构成一个整体的构件。
7.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：两个位于通道两侧的车座支柱(11a)连同通道加固件(14)一起，跨过中间通道(8)连接在一起。
8.如权利要求7所述的底部结构，其特征在于：两个跨过中间通道(8)的车座支柱(11a)连同通道加固件(14)一起，形成一个整体。
9.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：在中间通道(8)与后和/或前底部横梁(6，7)间的连接区域内将通道加固件(14)的端部往外牵拉，并将其固定在靠后和/或靠前的底部横梁(6，7)上。
10.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：在中间通道(8)与靠后或靠前的底部横梁(6，7)之间的连接区域内为通道加固件(14)的端部设置一加固板，该加固板被向外牵拉并固定在靠后或靠前的底部横梁(6，7)上。
11.如权利要求7或8所述的底部结构，其特征在于：在两个相连的位于通道两侧的车座支柱(11a)中一体地形成一个手刹车轴承座的连接部分(15)。
12.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：在中间通道(8)的两侧，在通向底板(3)的过渡区域中配置了纵向延伸的、帽形的处于下方的通道加固件(16)，所述处于下方的通道加固件(16)从下方相对底板(3)被安装，并从靠前的底部横梁(6)向后延伸至车座横梁(9)的高度。
13.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：在客厢部分，在中间通道(8)的两侧，在底板(3)上的中间通道(8)、靠前的底部横梁(6)和底板(3)的连接角区域内安装一块能伸入到中间通道(8)的外轮廓内的加固板(18)。
14.如权利要求1所述的底部结构，其特征在于：在中间通道(8)跨过的空间内在中间通道(8)和脚踏板(17)的过渡区内固定安装至少一块横跨类型的加固板(19)。
15.如权利要求10、13或14所述的底部结构，其特征在于：纵梁、钢枕、底部横梁、钢梁型材、通道加固件、加固板或车座支柱中的至少一个由高强度的钢板构成。
16.如权利要求10、13或14所述的底部结构，其特征在于：纵梁、钢枕、底部横梁、钢梁型材、通道加固件、加固板或车座支柱中的至少一个由通过拼焊板技术制成的冷定型或热定型钢板构成。
17.如权利要求10、13或14所述的底部结构，其特征在于：纵梁、钢枕、底部横梁、钢梁型材、通道加固件、加固板或车座支柱中的至少一个设有加固卷边。
18.如权利要求10、13或14所述的底部结构，其特征在于：为了进一步局部增强底部结构的刚性，采用了硬化的塑料或金属泡沫来填充一个或多个由纵梁、钢枕、底部横梁、钢梁型材、通道加固件、加固板或车座支柱中的至少一个所形成的空心区。
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