CN102001366A - 承载式车辆车身的后底板装置和框架结构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种汽车车身的后底板装置以及框架结构，具有至少一个第一支承结构组件(16、18、20、22)，该支承结构组件可设置在汽车的内部区域或干燥区域中，并可与第二支承结构组件(32、34)直接地在车辆的内部区域或干燥区域中连接，第二支承结构组件沿着行驶方向设置在第一支承结构组件(16、18、20、22)之前，且至少局部地在车身的中间底板(12)上延伸。

Description

承载式车辆车身的后底板装置和框架结构 

技术领域

本发明涉及一种汽车车身的后底板装置以及一种汽车底板装置的框架结构，它们分别具有至少一个位于汽车内部区域或干燥区域中的支承结构组件。 

背景技术

汽车车身的支承结构组件，如前框架、后框架、纵梁以及前底板、后底板，一方面承担着静力学的功能，即它们承受着车辆重量或各个车辆组件如发动机的重量。另一方面，该组件中的至少一些组件在出现极端机械负荷时，例如在车辆碰撞的情况下，应该具有规定的变形特性。 

车辆车身的各个支承结构组件的几何形状及其相互间的机械连接规定了所谓的负载路径(Lastpfad)，在碰撞时产生的碰撞能量能尽可能按规定的方式沿着该负载路径导出。 

负载路径的目的还在于，不仅吸收碰撞引起的碰撞能量，而且还使得作用力远离客舱，从而即使在发生严重的车辆碰撞时，负载路径也能起到其作为乘客求生空间的作用。 

除了要满足的机械负荷要求外，还始终都力求使得车辆车身和汽车的重量在整体上得到减小，以便减少燃料消耗。 

例如由DE 103 30 167A1已知一种后底板单元，其具有带横梁上翼缘 

的后底板模块以及带横梁下翼缘的框架模块。在横梁上翼缘和横梁下翼缘之间设有与上翼缘和下翼缘焊接在一起的悬臂系统。 

此外，作为节省重量的措施，可以考虑在车身结构中使用轻质结构材料。作为合适的轻质结构材料，例如考虑加压淬火的由钢或钢板构成的部件，以及考虑使用具有高含量的轻金属例如镁或铝的金属板，或者 这种金属板完全由这种比较轻的低密度材料构成。 

但对于汽车车身的外部组件例如前框架、后框架、纵梁或横梁来说，轻质结构材料由于其普通的耐腐蚀性而仅能受限地使用。 

因此，为了能在汽车外部区域中使用，铝或镁轻质结构的支承结构组件以及加压淬火的钢板必须始终设有防腐蚀保护层。但例如对于加压淬火的钢板来说，由于在变形过程中会出现热应力，所以例如通过镀锌实现的涂敷保护层仅能很不充分地应用。另外，涂敷金属保护层总是会引起重量增加以及成本上升。 

因此例如DE 10 2006 006 910B3记载到，在汽车车身框架结构或底盘结构中使用锌片镀层的钢结构部件，其由钢/轻质金属复合物构成。这种镀层特别是可以用于承重的结构部件，尤其是用于由高硬度或最高硬度的钢构成的承重结构部件。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种改进的，特别是用于汽车车尾区域的支承结构装置，其能满足机械承重要求，且重量比较轻，制造成本低廉，并且还可能提供额外的结构空间。 

该技术问题根据本发明通过一种汽车车身的后底板装置、一种汽车的承载式车身的底部装置的框架结构以及一种汽车解决，其中，所述底板装置和所述框架结构分别具有至少一个位于汽车内部区域或干燥区域中的支承结构组件，所述汽车具有该支承结构装置和/或该框架结构。 

按本发明的后底板装置被设计用于承载式车辆车身，且具有至少一个第一支承结构组件，该支承结构组件可布置在在汽车的内部区域或干燥区域中，并可与第二支承结构组件连接，第二支承结构组件至少就其邻接的连接区域而言也位于车辆的内部区域或干燥区域中。第二支承结构组件作为承载式车辆车身的底部装置的一部分，构造在后底板装置之外，且独立于该后底板装置。 

第二支承结构组件以车辆的行驶方向为基准设置在第一支承结构组件之前。它优选至少局部地在车辆车身的中间底板上延伸。第二支承结 构组件例如可以设计为前框架的延长部分，或者设计为承载式车辆车身的纵梁，该纵梁例如可在后底板装置的脚踏板区域中与后底板装置的或者在车辆内部区域或干燥区域中的相应的后底板模块的支承结构组件连接。 

为了使得第一与第二支承结构组件连接，原则上可以考虑采用在车身结构中常见的任一种连接和接合方法，特别是焊接方法。 

通过将承载式车辆车身的相互邻接的底部区段的各个支承结构组件直接地在汽车内部区域或干燥区域中相互连接，得到了从车辆前部延伸至车辆尾部的底部装置的一种结构增强的且模块接合(modulübergreifend)的，必要时传递负载路径的支承结构。 

已表明有益的是，第一与第二支承结构组件的连接区域位于汽车的内部区域或干燥区域中，从而原则上该区域中的组件不必设有腐蚀保护。因为通过将连接点或节点移位至汽车的内部区域或干燥区域，所以其在很大程度上受到防湿气和其它天气影响的保护。 

根据本发明的第一种有利的设计规定，将第一支承结构组件设计成基本上沿着车辆纵向延伸的型材部件，该型材部件在车辆横向上限定了后底板。第一支承结构组件特别是可以设计成车辆车身的尾部框架或后部框架的一部分。 

根据本发明的另一种有利的设计，形成相应的第一支承结构组件的型材部件至少可以局部地设计为向下开口的横截面型材(Querschnittsprofil)，特别是向下开口的C型材或罩型材。在汽车上的安装位置或最终装配位置中，规定型材横截面的向下开口的区域至少局部地被底部封闭，例如被侧底或后底封闭，和/或甚至直接被第二支承结构组件封闭。在这种情况下，底部的或第二支承结构组件的相应区段可以用作封闭板。 

由于按照本发明的设置方式将后底板装置与前置的车辆车身的底部区域的连接处移位至汽车的内部区域或干燥区域，所以以有利的方式实现，使车辆的将湿区域和干燥区域相互分开的底板相比于当前支承结构组件普遍的外部设置被沉降，于是在内部的支承结构组件之间现在可以 获得额外的安装空间。 

于是，迄今常见的设置在支承结构组件上方的、例如设置在纵梁上方或者前框架延长部分上方的底板，现在可以位置较低地设置，即设置在汽车相应的支承结构组件的下方。除了内部安装空间有所增加外，这种设置方式在空气动力学方面也表明具有优势，因为车辆或其底部装置朝向下，可以配备有基本上为平面结构的底板，该底板相比于现有技术中常见的设置在底板下方的支承结构在车辆运行时具有较小的空气阻力。就此而言，也可以省去需单独安装的底部包覆部分(Unterbodenverkleidung)。 

因此按照本发明特别地规定，后底板装置的沿着行驶方向位于前面的连接区域刚好完全被用作支承结构组件封闭板的底板以在空气动力学方面有利的方式包覆。 

根据本发明的另一种设计规定，后底板装置具有至少两个沿着车辆横向彼此间隔开的、分别沿着车辆纵向延伸的、优选几何形状对称的第一支承结构组件。在此，这两个第一支承结构组件有利地通过至少一个横梁相互连接。支承结构组件以及横梁可以分别具有向下开口的C型材或罩型材，将用作封闭板的底板设置在下面，就可以封闭该型材。 

根据本发明的另一种设计还可以规定，第一支承结构组件朝向车辆外侧形成车轮罩的限定部分。如果设有单独的车轮罩包覆部分，则也可以考虑将第一支承结构组件设计成L形或Z形型材部件的形式，该型材部件借助或通过底板与车轮罩包覆部分的组合被封闭。 

根据本发明特别地规定，待设置在汽车内部区域或干燥区域中的支承结构组件以轻质结构实现。为此优选使用轻质结构材料，如加压淬火的高硬度或最高硬度的钢板、铝或镁，其中后面的两种材料优选能用于制造设计为铸造部件的支承结构组件。 

就此而言，此外已表明有利的是，如果这些支承结构组件无腐蚀保护。由于支承结构组件设置在汽车内部区域或干燥区域中，所以就不再强制需要目前现有技术中常用的防腐蚀保护层。因此采用本发明的设置方式就能放心地省去目前常用的防腐蚀保护层。这样就能以有利的方式 降低类似支承结构组件的制造成本以及制造费用。 

根据另一独立的方面，本发明还涉及汽车的承载式车身的底部装置的框架结构。这种框架结构具有至少一个设置在后底板区域中的第一支承结构组件和至少一个沿着汽车行驶方向位于第一支承结构组件之前的第二支承结构组件。第二支承结构组件优选设置在底部装置的中间底板的区域中。优选构造为基本上沿着车辆纵向延伸的型材部件形式的第一和第二支承结构组件至少局部地在车辆的内部空间或干燥空间中卧式地相互连接。 

有利的是，第一和第二支承结构组件直接地并且相互邻接地以及不可拆卸地相互连接，优选通过电接触点焊方式、激光焊接方式或者通过在车身结构中常用的相仿的接合方法相互连接。 

此外已表明有利的是，如果无论第一支承结构组件还是第二支承结构组件都完全位于汽车的内部区域或干燥区域中。采取该措施能有效地使各个组件受到防湿气以及其它腐蚀性影响，特别是弄脏的保护。因此特别是可以省去涂敷防腐蚀保护层。除去由此节省了单独的制造和处理步骤，还能有助于减小相应部件的重量和车辆整体重量。 

根据一种有利的改进，在此规定，第一支承结构组件设计为车辆车身的后框架的一部分，第二支承结构组件设计为纵梁或者是车辆车身的前框架的延长部分。 

类似于后底板装置的设计，无论针对第一支承结构组件，还是针对第二支承结构组件，都可以规定，它们至少局部地具有横截面向下开口的型材，该型材在汽车上的安装位置中至少局部地被相应设置的底部区段封闭，特别是被各自的底板封闭。 

根据本发明的另一种有利的设计，还规定第一支承结构组件在延伸至前置的第二支承结构组件的过渡区域中，在形成竖直偏差的情况下，支承在第二支承结构组件上。特别是可以规定，第一支承结构组件具有横截面向下开口的型材，通过与用作第二支承结构组件的纵梁的上侧连接和接触，或者与前框架的相应延长部分连接和接触封闭该型材。向下开口的支承结构组件有利地具有贴靠在第一支承结构组件上侧上的连接 凸缘。 

由于第一和第二支承结构组件相互贴靠地、叠置地或突起地(überkragend)设置，还能实现使得第一支承结构组件的向下开口的横截面型材被用作封闭板的、优选也设计为型材部件的第二支承结构部件封闭。 

根据本发明，针对框架结构也特别地规定，待设置在汽车的内部区域或干燥区域中的支承结构组件以轻质结构实现。相应于针对底板装置的设计方式，对于底部框架结构来说，也优选使用轻质结构材料，例如加压淬火的高硬度或最高硬度的钢板、铝或镁，其中后面的两种材料优选可以用于制造设计为铸造部件的支承结构组件。这些支承结构组件也优选无腐蚀保护。 

除了所述后底板装置和框架结构外，本发明还涉及一种汽车，其配备有按本发明的后底板装置和/或按本发明的框架结构。 

附图说明

本发明的其它目的、特征以及有利的设计在下面的说明中对照附图来介绍。文本中所述的以及附图中所示的全部特征，无论是单独使用，还是相互任意有利地组合，都是本发明的主题。图中示出： 

图1为承载式车辆车身的底板装置的立体图； 

图2为后底板装置的分离的立体图； 

图3为第一和第二支承结构组件在相互的连接区域中的分离的立体图； 

图4为根据图3的连接区段的立体图，其具有连接的侧裙和底板； 

图5为根据图3的连接区域沿着纵向的横剖视图；和 

图6为沿着图2的剖切线A-A剖切后底板装置的横剖视图。 

具体实施方式

图1为汽车的承载式车身的底板装置的框架结构14的立体图。该框架结构分为后底板装置10和中间底板12。整个框架结构14具有单独的支承结构组件16、18、20、22、30、32、34、42、44，这些支承结构组 件设置在中间底板12的区域中，也设置在后底板装置10的区域中。因此，分离的立体图2中所示的后底板装置10具有在旁侧设置的第一支承结构组件16、18、20、22、30。这些支承结构组件优选设计为车辆的后框架的一部分。 

在本发明中称为第一支承结构组件16、20和18、22的型材部件基本上沿着车辆纵向延伸。这些型材部件朝向车辆外侧与汽车相应的后轮的轮罩邻接，或者甚至是轮罩包覆部分的内置的组成部分。位于后面的区段16、18可以与沿着行驶方向位于前面的区段20、22一体地设计，用于形成连续的成型的支承结构组件。但这些沿着车辆纵向延伸的框架部分也可以沿着车辆纵向被分为两个组件。 

支承结构组件16、18、20、22、30可以分别设计为至少局部地向下开口的型材部件的形式，该型材部件可分别用位于其下方的、用作封闭板的底板28、29封闭。 

相应的底板区段28、29可以是一体的底板，但也可以是对接的或者局部搭接的板区段。后部底板29还具有向下朝向的、在图2和6中示出的备胎槽50。这个或这些底板28、29是汽车的干燥区域与潮湿区域之间的分隔部分。 

由于支承结构组件16、18、20、22、30设置在底板28、29的上方，所以能以有利的方式设计这些支承结构组件不带有防腐蚀保护，从而特别是在使用高强度的或最高强度的钢板的情况下，或者在使用特别易受腐蚀的材料如铝或镁铸造构件的情况下，能以有利的方式省去涂敷防腐蚀保护层，同时减小制造的耗费和成本的花费。 

另外，由于支承结构组件16、18、20、22设置在内部，所以略微降低了底板28、29的高度，从而例如为了提供足够深的备胎槽50，为此设置的底板29相比于目前通常的在支承结构组件上方的布置来说，只需再以比较小的程度进行变形或冲压 

针对后底板装置10的沿着行驶方向向前朝向的连接区域，规定各支承结构组件20、22与沿着行驶方向前置的底板区段12的支承结构组件32、34直接连接。如借助图3至5所示，后框架区段20、22直接位于沿 着行驶方向前置的纵梁32、34的上侧上，并在该处与该纵梁例如采用通常的接合方法如通过焊接而固定地连接。 

在第一和第二支承结构组件20、22、32、34的过渡区域中，例如设有凸缘状的连接区段21、23，这些连接区段为有待相互连接的支承结构组件20、22、32、34提供了用于形成两个支承结构组件的固定连接的足够大的接触面。 

如图5的横剖视图所示，例如可以规定，后框架区段20、22的上侧沿着行驶方向观察向下倾斜地伸展，且在形成竖直梯段的情况下与相应的纵梁32、34的上侧接触。还可以规定，无论纵梁32、34还是后框架区段20、22，均被设计为向下开口的型材构件，这些向下开口的型材构件被分别配设的底板28、46、48封闭，所述底板同时作为一种封闭板。 

特别地规定，在从后底板装置10至前置的中间底板12的过渡区域中，相应的底板28、46、48也在形成竖直偏差的情况下直接相互邻接地，例如在形成对接或搭接区域的情况下彼此固定地连接，从而位于其上的支承结构组件20、22、32、34得到充分的保护，以防受到天气影响。 

将支承结构组件20、22、30、32、34设置在内部，就能使用不带防腐蚀保护的轻质结构材料，例如加压淬火的高硬度或最高硬度的钢板、铝板或镁板或相应的铸造部件。 

图2中单独示出的后底板装置10还在其沿着行驶方向位于前面的区段中具有座椅斜面24，该座椅斜面向前过渡为基本竖直的脚踏板26，其中该脚踏板优选是座椅横梁。在脚踏板26的底角处构造有固定凸缘52，该固定凸缘在图1所示的最终装配位置中固定地与底板46、48以及沿着车辆横向位于板46、48之间的中间底槽40接触。 

在图1和4中还示出了侧裙36、38，它们可以在中间底板12与后底板装置10的连接区域上延伸，用于稳固连接和用于形成相应的节点。中间底板12或在客舱下面延伸的前框架延长部分在中间底槽40的左边和右边分别具有两个纵梁34、44以及32、42。外部的纵梁32、34突伸到相应的侧裙36、38上，而内部的纵梁42、44则分别在旁侧与中间底槽40接触。 

全部纵梁32、34、42、44都可以设计为至少局部向下开口的C型材或罩型材，该型材被配属的底板46、48封闭。在与中间底槽40或侧裙36、38接触的区域中，在本申请中称为第二支承结构组件的型材部件32、34、42、44也可以采用Z形构造或L形构造，于是，相关的底板46、48与侧裙36、38或中间底槽40的组合就形成了用于相应型材部件区段32、34、42、44的封闭板。 

设置在中间底板12的区域中的、基本上沿着车辆纵向伸展的纵梁32、34、42、44在它们的上侧上分别具有座椅固定区段54、56。这些按照固定台方式构造的固定机构54、56可以单独地并且预配置地固定在纵梁32、34、42、44上，或者通过设有局部变形部分，例如在深冲或冲压过程期间一体地嵌入到所述纵梁中。 

通过优选将全部支承结构组件16、18、20、22、30、32、34、42、44都设置在底板28、29、46、48的上方，可以使得所述结构组件按轻质结构方式设计，并且无腐蚀保护或无涂层，这样就可以毫无问题地使用在其它情况下比较容易受到腐蚀的材料，例如镁压铸部件和铝压铸部件和/或高硬度或最高硬度的钢板。 

由于将全部支承结构组件16、18、20、22、30、32、34、42、44都设置在车辆内部，所以还可以使得各车辆底部区段46、48、28、29向下移位各支承结构组件的结构高度，从而可以整体上使得车辆的放脚空间或后底板下沉，进而可以增大内部空间。由于底板向下布置，所以特别是可以以节省成本和减轻重量的方式省去否则在现有技术中常见的底板包覆部分。 

通过一个或多个底板的沉降，还能使车辆的总体重心向下偏移，进而减小车顶高度，同时改善车辆空气动力学特性。 

附图标记列表 

10后底板装置 

12中间底板 

14框架结构 

16支承结构组件 

18支承结构组件 

20支承结构组件 

21连接区段 

22支承结构组件 

23连接区段 

24座椅斜面 

26脚踏板/横梁 

28底板区段 

29后部底板 

30后桥横梁 

32纵梁 

34纵梁 

36侧裙 

38侧裙 

40底槽 

42纵梁 

44纵梁 

46底板 

48底板 

50备胎槽 

52固定凸缘 

54座椅固定部分 

56座椅固定部分。 

Claims (14)

1.一种汽车车身的后底板装置，具有至少一个第一支承结构组件(16、18、20、22)，该支承结构组件可设置在汽车的内部区域或干燥区域中，并可与第二支承结构组件(32、34)直接地在车辆的内部区域或干燥区域中连接，第二支承结构组件沿着行驶方向设置在第一支承结构组件(16、18、20、22)之前，且至少局部地在车身的中间底板(12)上延伸。

2.如权利要求1所述的后底板装置，其中，所述第一支承结构组件(16、18、20、22)设计为基本上沿着车辆纵向延伸的型材部件，该型材部件沿着车辆横向界定后底板。

3.如前述权利要求中任一项所述的后底板装置，其中，所述第一支承结构组件(16、18、20、22)具有一个至少局部向下开口的横截面型材，在汽车上的安装位置中，该型材至少局部地被底板(28)、后部底板(29)和/或第二支承结构组件(32、34)封闭。

4.如前述权利要求中任一项所述的后底板装置，其中，设有至少两个沿着车辆横向彼此间隔开的第一支承结构组件(16、18、20、22)，该第一支承结构组件通过至少一个横梁(24、30)相互连接。

5.如前述权利要求中任一项所述的后底板装置，其中，至少第一支承结构组件(16、18、20、22)设计为高硬度钢板，或者设计为由轻金属、特别是铝或镁制成的铸造部件。

6.如前述权利要求中任一项所述的后底板装置，其中，至少第一支承结构组件(16、18、20、22)无腐蚀保护，特别是无镀层。

7.一种汽车的承载式车身的底部装置的框架结构，具有至少一个设置在后底板区域中的第一支承结构组件(16、18、20、22)和至少一个设置在中间底板区域中的第二支承结构组件(32、34)，第一和第二支承结构组件(16、18、20、22、32、34)至少局部地在车辆的内部区域或干燥区域中卧式地相互连接。

8.如权利要求7所述的框架结构，其中，所述第一支承结构组件(16、18、20、22)设计为后框架的一部分，所述第二支承结构组件(32、34)设计为纵梁。

9.如权利要求7或8所述的框架结构，其中，所述第一和第二支承结构组件(16、18、20、22、32、34)完全设置在车辆的内部区域或干燥区域中。

10.如前述权利要求7至9中任一项所述的框架结构，其中，至少所述第一和/或至少所述第二支承结构组件(16、18、20、22、32、34)具有至少局部向下开口的横截面型材，在汽车上的安装位置中，该型材至少局部地被相应的底部区段(28、29)封闭。

11.如前述权利要求7至10中任一项所述的框架结构，其中，所述第一支承结构组件(20、22)在延伸至所述第二支承结构组件(32、34)的过渡区域中，在形成竖直偏差的情况下支承在第二支承结构组件(32、34)上。

12.如前述权利要求7至11中任一项所述的框架结构，其中，所述第一和/或第二支承结构组件(16、18、20、22、32、34)设计为高硬度钢板，或者设计为由轻金属、特别是铝或镁制成的铸造部件。

13.如前述权利要求7至12中任一项所述的框架结构，其中，所述第一和/或第二支承结构组件(16、18、20、22、32、34)无腐蚀保护，特别是无镀层。

14.一种汽车，具有根据前述权利要求1至6中任一项所述的后底板装置和/或根据前述权利要求7至13中任一项所述的框架结构。

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