CN102205854B - 车辆的车身底板结构 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆的车身底板结构，其具有一个沿车辆纵向延伸的中间底槽(1)、在该中间底槽(1)两侧延伸的板段(2)和两根超过所述板段(2)前边缘(36)伸出的纵梁(30)，这两根纵梁(30)分别一体地构造有两个分支(31，32)，其中的内分支(31)在其中一个板段(2)上向中间底槽(1)延伸，外分支(32)则与一个外门槛件(14，15)相连接，该外门槛件在其中一个板段(2)远离中间底槽(1)的边缘处延伸。

Description

车辆的车身底板结构
技术领域
本发明涉及一种用于汽车的车身底板结构。
背景技术
德国实用新型DE 200 23 723 U1公开的一种车身底板结构具有一个沿车辆纵向延伸的中间底槽以及两个在该中间底槽两侧延伸的、构成客舱底板的板段。各板段分别划分成前后底板。为了实现高的抗扭刚性以及在汽车发生正面碰撞时有利地将撞击力引导到相邻的车身结构中，在这篇文献中建议，将前后底板的连接元件组合成一个横向于中间底槽延伸的空心梁结构单元。由于无法看出这篇文献中所示出的车身底板结构向前和向后是否已超出客舱的边界，因此也不清楚如何将正面碰撞时产生的力传导到车身底板结构中，以便从那儿再将力继续传导到车身结构中。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种车身底板结构，它能够在发生正面碰撞时将大部分的能量分散并由此避免客舱发生危及乘客的过量变形。
上述技术问题按本发明通过一种车辆的车身底板结构来解决，其具有一个沿车辆纵向延伸的中间底槽、在该中间底槽两侧延伸且包括形成放脚空间的前底板的板段和两根超过所述板段前边缘伸出的纵梁，所述纵梁分别一体地构造有两个分支，其中的内分支向所述中间底槽延伸，外分支则与一个外门槛件相连接，该外门槛件在其中一个板段远离所述中间底槽的边缘处延伸，按照本发明，所述两个分支焊接在前底板的底侧上，从而与所述前底板组合成具有封闭式横断面的型材件，其中，所述两个分支基本上垂直于所述纵梁地延伸。
在这种车身底板结构中，车辆发生碰撞时传递到其中一根纵梁上的镦压力一方面传导到中间底槽中，另一方面则传导到外门槛件中，这意味着，力分配到车身底板结构的各个分别具有最高承载能力的区域中。
所述两个分支优选基本上垂直于纵梁地延伸。
按照一种优选设计方案，所述两个分支的横断面呈帽罩状，其带有固定在板段上并围成中空腔室的焊接凸缘。通过将焊接凸缘固定在各板段上，所述两个分支与所述板段组合成具有高承载能力的抗弯空心型材件。
为了提高中间底槽在车辆发生碰撞时的承载能力，可设置至少一个加强元件，该加强元件沿中间底槽的纵向延伸，并与所述中间底槽围成至少一个沿纵向延伸的中空腔室。
按照本发明的一种优选扩展设计，分别有这样一个加强元件设置在中间底槽的每一侧上，由所述加强元件围成的中空腔室沿一内边缘延伸，在该内边缘处，中间底槽和一个在该侧与中间底槽相邻的板段相互对接。这样一来，所述中空腔室和上述分支基本上处于同一高度上，并且在发生碰撞时由所述分支转递来的力可有效地引导到中间底槽和加强元件中。
为了不对客舱中的可用位置空间形成限制，所述加强元件优选从下方与所述板段接合。
所述加强元件可制造成单独的构件并安装在板段和中间底槽上。然而，车身底板结构可特别合理地如此加工制造，即，将所述加强元件与所述中间底槽一体构造而成。该加强元件的外边缘可固定在相邻板段的底侧，而该板段的内边缘固定在中间底槽的侧壁上。
至少一个所述板段优选划分成一块前底板和一块后底板以及一块处于该前后底板之间的、高度水平设置得比它们更高的中间底板。在此，各底板可设计成可相互连接的各单个部件或者一个一体连贯板段的各个区域。前后底板可分别形成汽车前后排座的放脚空间，而中间底板则处于汽车的一个前排座位的下方。
所述加强元件优选一体构造地从前底板贯穿延伸到后底板，以便补偿所述板段在承受镦压式纵向力时因各个底板处于不同高度水平上而增大的挠性。
当所述板段由多个板件组成时，所述中间底板优选在其前后边缘处具有处于所述前后底板的高度水平上的固定凸缘，而在其至少一个侧面边缘处则具有处于更高高度水平上的固定凸缘，以便与所述中间底槽或其中一个外门槛件相连。
为了便于组装，所述外门槛件优选具有至少一个第一凸肩和至少一个第二凸肩，所述前后底板固定在第一凸肩上，中间底板则固定在第二凸肩上。所述凸肩优选水平或基本水平定向并且比固定在它们上面的底板凸缘更长，由此能够补偿沿纵向可能存在的尺寸偏差。
为进一步加强本发明的车身底板结构，可设置门槛加强元件，其具有固定在所述前底板、中间底板和后底板的底侧上的内边缘和固定在外门槛件上的外边缘，该外边缘优选固定在处于所述第一和第二凸肩下方的第三凸肩上。
诸如燃料箱、排气过滤器、排气催化净化器或排气消音器的构件可有利地安置在由所述中间底板围成的向下敞开的凹槽中。
为了保护构件以免其由于路面上的物体而损坏，与所述突伸出的纵梁相连的所述两个分支优选固定在前底板的底侧上并且向下伸展得比所述构件更多，所述分支由此可代替构件与这些路面障碍发生接触碰撞。
附图说明
下面借助对于附图所示实施形式的描述来说明本发明的其它特征和优点，附图中：
图1是从上方观看本发明的车身底板结构的中央区域得到的立体视图；
图2是从斜下方观看所述中央区域得到的立体视图；
图3是以与图1中的中央区域同样的视角观察车身底板结构的前后区域得到的视图；
图4示出中央区域与前后区域组装后的情形；
图5是车身底板结构在中间底板的纵向位置处的横剖面示意图；
图6是车身底板结构在后底板的纵向位置处与图5相类似的横剖面示意图；
图7是图1和图2所示车身底板结构的中央区域的纵剖面示意图。
具体实施方式
图1是从斜后方观看车身底板结构的中央区域得到的立体视图。车辆的正常行驶方向在图1中用箭头P表示并且平行于中间底槽或传动轴通道1。在中间底槽1的两侧有两个板段2延伸，在图示实施形式中，各板段2分别由三块板件，亦即前底板3、中间底板4和后底板5组成。前后底板3，5分别形成用于汽车前后排座椅上乘客的放脚空间并且基本平坦。
中间底板4包括基本竖直的前后侧壁6，7以及一个处于该前后侧壁6，7之间的、基本水平的核心部段8，该核心部段8比相邻底板3，5要高出几个厘米，并且大致处于与中间底槽1的上表面9相同的高度上。从中间底板4的侧壁6，7弯折出的水平凸缘10(图1中仅能看到后面的水平凸缘10)焊接在相邻的底板3，5上。各中间底板4面向汽车中心的凸缘11搭接在中间底槽1的上表面9上并与之焊接。与凸缘11相对的外凸缘12则与一个内门槛型材件14的上凸肩13焊接。图1中对于一个外门槛型材件15仅仅示出其一段短的折断部分，外门槛型材件15与构成所述内门槛型材件14的上下边缘的凸缘16焊接，并由此共同形成一个在汽车车门下方延伸的门槛。
所述各中间底板4分别支承两个固定元件17，这两个固定元件17设置用于在其上安装(图中未示出的)导轨，在该导轨上可沿汽车纵向移动调节驾驶员座椅或副驾驶座椅。由钢板一体深冲形成的固定元件17具有基本上呈长条的长方六面体形的盒壳形状，其底面敞口并被一圈固定凸缘围绕，其中分别有一部分凸缘18焊接在核心部段8上，另一部分凸缘38则覆盖中间底板4的凸缘11及12地焊接在中间底槽1的外表面9上或所述内门槛型材件14的凸肩13上。因此，所述固定元件17明显有助于增强所述中间底板4的纵向刚性。
所述底板4抗扭曲或抗横向应力的刚性另外通过一些压印出的压槽19得到提高，这些压槽19在各中间底板4的两个固定元件17之间延伸。
图2是从斜下方观看图1所示出的所述车身底板结构的同一中央区域得到的立体视图，其中，仍用箭头P表示车辆的行驶方向。中间底槽1的处于两个前底板3之间的前段以本身公知的方式具有一个倒翻过来的U形横断面，其包括位于中央的上表面9和从其纵向边缘开始陡峭向下延伸的侧壁20，在侧壁20的下边缘处分别弯折出一条窄的焊接凸缘21，用于固定前底板3。在中间底板4的纵向位置处，中间底槽1的侧壁20则超过焊接凸缘21的平面继续向下延长，并且成型为向上开口的沟槽22，该沟槽22自前底板3的后边缘开始延伸穿过中间底板4和后底板5。在每个沟槽22的整个长度上，自沟槽22的外侧壁23弯折出一个上边缘来形成一个焊接凸缘24，该焊接凸缘24在侧壁23的整个长度上延伸并焊接在前后底板3，5以及中间底板4的前后侧壁6，7与核心部段8上。另外，如通过图5和6还要详细说明的那样，组成同一个板段2的所有底板3，4，5均具有一个焊接在中间底槽1的面向该板段2的侧壁20上的边缘，由此，沟槽22连同各底板3，4，5从上方封闭该沟槽的部段形成两个位于中间底槽1两侧的空心梁，从而显著增大了中间底槽1沿纵向的刚度。
图3是以与图1中同样的视角观察车身底板结构的前区域25和后区域26得到的视图，该前后区域25，26设置用于与图1和2中示出的中间区域固定连接。所述后区域26构成客舱底板在后排座下方延伸的后部分，以及车辆行李箱的装载面27。
所述前区域25包括一个在最终完成安装的状态下将客舱与发动机舱隔开的前围板28、两个前车轮罩29以及两根基本具有帽罩形状横断面的纵梁30，在纵梁位于前围板28这一侧的后部区域内，所述帽罩形状向上敞口，在纵梁位于前围板28另一侧的前部区域内，所述帽罩形状向一侧敞口。所述两根纵梁30的前端固定一个图中未示出的保险杠横梁。从图中所示纵梁30面向观察者的后端分别沿汽车横向分叉延伸出两个分支31，32。所述各纵梁30和由其分叉出的分支31，32分别由一个板材截断件一体成型。沿纵梁30或分支31，32的边缘延伸的焊接凸缘33设置用于分别与前底板3的底侧焊接，从而使得各纵梁30及其分支31，32分别与底板3组合成具有封闭式横断面的高刚度型材件。在分支31，32的自由端分别成型有支承面34，35，以便从下方紧密贴靠在中间底槽1的侧壁20上或内门槛型材件14上并与之大面积地焊接。因此，在汽车发生碰撞时由保险杠传递到纵梁30上的力通过分支31，32一方面分配给门槛件14，15，另一方面分配给中间底槽1和构成该中间底槽侧翼的沟槽22。
图4以与图1和图3相同的视角示出组装成完整车身底板结构的中央区域与前后区域。两个前底板3的抬高的前边缘36一方面与前围板28固定连接，另一方面和与之相邻的前车轮罩29固定连接。所述内门槛型材件14和所述后区域26向前伸出的连接管37(参见图3)插套在一起并相互焊接。
图5是车身底板结构在中间底板4的纵向位置处的横剖面示意图。该中间底板4的核心部段8和所述中间底槽1的上表面9以及内门槛型材件14的上凸肩13处于基本相同的高度上。所述中间底板4的与上表面9以及内门槛型材件14焊接的凸缘11，12被所述固定元件17的同样焊接的固定凸缘38基本覆盖。所述沟槽22的外侧壁23分别精确位于固定凸缘18下方地支撑所述中间底板4。所述两个与门槛件14，15相邻的固定元件17分别在它们远离门槛件的一侧在底板4下方受到一个加强元件39(参见图2)的支撑，该加强元件39在与板段2上的沟槽22相同的长度上延伸并顺沿着门槛型材件14延伸，并在其纵向边缘处具有凸缘40，41，其中一个凸缘40焊接在门槛型材件14的一个基本水平的凸肩42上，另一个凸缘41则焊接在板段2的各个底板3，4，5上。加强元件39和沟槽22围出车身底板结构向下敞开的凹槽，燃料箱43、排气过滤器或排气催化净化器44等可安置在这些凹槽中。
图6是在穿过后底板5延伸的平面内剖切车身底板结构的与图5相类似的横剖面示意图。中间底板4借助其分别从上方设置在中间底槽1的上表面9或门槛型材件14的凸肩13上的凸缘11，12予以固定，而后底板5的外凸缘45则从下方抵靠在门槛型材件14的另一基本水平的凸肩46上并与之焊接。所述沟槽22的外侧壁23的高度相对于图5所示情形减小了，但也有一个焊接凸缘24，该焊接凸缘24在距后底板5的内边缘47一定距离处支撑所述后底板5。所述内边缘47本身则向上弯折成型为一个与中间底槽1的侧壁20焊接的凸缘。加强元件39一方面与凸肩42焊接，另一方面在距后底板5的外凸缘45一定距离处与后底板5的底侧焊接。
没有专门用一个图示出剖切车身底板结构的前底板3的第三横剖面，这是因为，前底板3的固定方式与图6中示出的用于后底板5的固定方式是一样的。
图7是沿着图5和图6中的VII-VII剖切面纵向剖切所述车身底板结构得到的纵剖面示意图。燃料箱43在此不但填充了中间底板4下方的凹槽、一个在加强元件39和后底板5下方沟槽22之间的较为扁平的凹槽，还填充了一个在后区域26内的后排座椅下方形成的凹槽。所述焊接在前底板3的底侧上的分支31，32比燃料箱43的底部向下伸展得略微多些，由此一来，当车辆行驶越过路面上的一个物体时，该物体充其量会与分支31，32接触，而不会与受到所述分支31，32保护的燃料箱43接触碰撞。
附图标记清单
1  中间底槽
2  板段
3  前底板
4  中间底板
5  后底板
6  中间底板4的前侧壁
7  中间底板4的后侧壁
8  中间底板4的核心部段
9  左侧上表面
10 水平凸缘
11 凸缘
12 外凸缘
13 凸肩
14 内门槛型材
15 外门槛型材
16 凸缘
17 固定元件
18 固定凸缘
19 压槽
20 中间底槽1的侧壁
21 焊接凸缘
22 沟槽
23 外侧壁
24 焊接凸缘
25 前区域
26 后区域
27 装载面
28 前围板
29 前车轮罩
30 纵梁
31 分支
32 分支
33 焊接凸缘
34 支承面
35 支承面
36 前边缘
37 连接管
38 固定凸缘
39 加强元件
40 凸缘
41 凸缘
42 凸肩
43 燃料箱
44 催化器
45 外凸缘
46 凸肩
47 内边缘

Claims (13)

1.一种车辆的车身底板结构，其具有一个沿车辆纵向延伸的中间底槽(1)、在该中间底槽(1)两侧延伸且包括形成放脚空间的前底板(3)的板段(2)和两根超过所述板段(2)前边缘(36)伸出的纵梁(30)，所述纵梁(30)分别一体地构造有两个分支(31，32)，其中的内分支(31)向所述中间底槽(1)延伸，外分支(32)则与一个外门槛件(14，15)相连接，该外门槛件在其中一个板段(2)远离所述中间底槽(1)的边缘处延伸，其特征在于，所述两个分支(31，32)焊接在前底板(3)的底侧上，从而与所述前底板(3)组合成具有封闭式横断面的型材件，其中，所述两个分支(31，32)基本上垂直于所述纵梁(30)地延伸。
2.如权利要求1所述的车身底板结构，其特征在于，所述两个分支(31，32)的横断面呈帽罩状，其带有固定在板段(2)上并围成中空腔室的焊接凸缘(33)。
3.如权利要求1所述的车身底板结构，其特征在于，在所述中间底槽(1)上设有至少一个沿其纵向延伸的加强元件(22)，该至少一个加强元件(22)与所述中间底槽(1)围成至少一个沿纵向延伸的中空腔室。
4.如权利要求3所述的车身底板结构，其特征在于，分别有一个加强元件(22)设置在所述中间底槽(1)的每一侧上，由所述加强元件(22)围成的中空腔室沿一内边缘(47)延伸，在该内边缘处，所述中间底槽(1)和一个在相关侧上与所述中间底槽相邻的板段(2)相互对接。
5.如权利要求4所述的车身底板结构，其特征在于，所述加强元件(22)从下方与所述板段(2)接合。
6.如权利要求4所述的车身底板结构，其特征在于，所述加强元件(22)与所述中间底槽(1)系一体构造而成，该加强元件(22)的外边缘(24)固定在相邻板段(2)的底侧，而该板段(2)的内边缘(47)固定在所述中间底槽(1)的侧壁(20)上。
7.如权利要求3所述的车身底板结构，其特征在于，至少一个所述板段(2)包括一块前底板(3)和一块后底板(5)以及一块处于该前后底板(3，5)之间的、高度水平设置得比它们更高的中间底板(4)。
8.如权利要求7所述的车身底板结构，其特征在于，所述加强元件(22)一体构造地从所述前底板(3)贯穿延伸到所述后底板(5)。
9.如权利要求7或8所述的车身底板结构，其特征在于，所述中间底板(4)在其前后边缘处具有处于所述前后底板(3；5)的高度水平上的固定凸缘(10)，在其至少一个侧面边缘处则具有处于更高高度水平上的固定凸缘(11；12)，以便与所述中间底槽(1)或其中一个外门槛件(14，15)相连。
10.如权利要求7所述的车身底板结构，其特征在于，所述外门槛件(14，15)具有至少一个第一凸肩(46)和至少一个第二凸肩(13)，所述前后底板(3；5)固定在第一凸肩(46)上，中间底板(4)则固定在第二凸肩(13)上。
11.如权利要求7所述的车身底板结构，其特征在于，设有门槛加强元件(39)，其具有固定在所述前底板、中间底板和后底板(3，4，5)的底侧上的内边缘(41)和固定在所述外门槛件(14，15)上的外边缘(40)。
12.如权利要求7所述的车身底板结构，其特征在于，一个构成燃料箱(43)或车辆排气设备部件(44)的构件至少部分安置在所述中间底板(4)下方。
13.如权利要求12所述的车身底板结构，其特征在于，所述两个分支(31，32)固定在所述前底板(3)的底侧上并且向下伸展得比所述构件(43，44)更多。
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