CN102556166A - 尾侧汽车底板模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的尾侧底板模块，其用于布置在汽车车身的两根基本上沿汽车纵向延伸的尾侧纵梁(46)之间，其中，所述底板模块具有在所述纵梁(46)之间平面地延伸的底盆(12)和至少一根集成的横梁(14；84)，该横梁(14；84)能够通过其沿汽车横向布置的端部段与所述纵梁(46)单独地连接，以便传递机械力。

Description

尾侧汽车底板模块

技术领域

本发明涉及一种用于布置在汽车车身的两根基本上沿汽车纵向延伸的纵梁之间的尾侧底板模块。

背景技术

汽车车身的纵梁一般通过一根或多根车身尾部区域内的横梁相互连接，以便例如形成闭合的车架。横梁的位置在此沿汽车纵向看可变化并且可分别与汽车或车型的结构匹配。

视汽车是否配设有挂车牵引装置或可伸缩的承载梁而定，该汽车可能尤其在横梁位置方面需要相应地改变汽车车身结构。这同样适用于不同车型，例如轿车或旅行车或客货两用车或豪华轿车。

为了形成尽可能低的、汽车行李箱区域的承载梁，还值得做的是，将汽车底板或位于下方的行李箱衬里尽可能远地布置在下部，必要时甚至在纵梁的水平面下方。出于稳定性的原因需设置在纵梁平面中的横梁在此会是装载底板下降的障碍。

此外，用于汽车，尤其是混合动力或燃料电池驱动汽车的新式驱动方案需要新式的空间布局，以便安置为各种驱动装置设计的能量存储模块或燃料箱。尤其对于混合动力或纯电动驱动汽车而言值得做的是，把为之所需的蓄电池尽可能低地设置在汽车中，以便例如改善汽车的重心位置。

因此由DE 102007047037A1公开一种带有两个对置的后部侧面纵梁的汽车车身，其中，至少一个辅助车架和/或一根或多根横梁可分配给后方的侧面纵梁并且可以固定在其上。

侧面纵梁、辅助车架或横梁在此已经提前配设有一些接合部位，这些接合部位设计并且布置成，使得根据汽车挂车当前期望的配备，可自由选择地将一个或多个相应匹配的机组和/或附件模块化地固定在侧面纵梁上的接合部位区域内。

设置大量的接合部位(在汽车车身的最终装配时在这些接合部位中只有一个或少许几个真正用于连接横梁或辅助车架与侧面纵梁)已证明在制造技术和装配技术上较耗费并且成本高。此外，提前设置较大数量的接合部位促成汽车重量的提高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种在重量和安装变化性方面得到改善的、汽车车身的尾侧横梁，该尾侧横梁不但在制造成本和装配成本方面而且在减轻其重量方面均有出色表现。另一个所要解决的技术问题是创造一种跨越汽车底盘平台的、可个性化地与不同车型和装备匹配的尾部横梁结构。

该技术问题通过一种尾侧底板模块以及一种汽车解决。按本发明的尾侧底板模块设计用于汽车车身并且确定用于布置在汽车车身的两根基本上沿汽车纵向延伸的尾部纵梁之间。底板模块在此具有在汽车车身纵梁之间基本上平面地延伸的底盆和至少一根集成的横梁。

集成到底板模块中的横梁用于传递机械的剪切力和/或机械力矩。该横梁为此可以通过其在安装于汽车上的状态下沿汽车横向布置的端部段与该纵梁单独地连接。底板模块，尤其是底盆在此主要用作衬里件并且设计用于，在汽车装配过程中较晚的阶段，例如在装配汽车底板或汽车内室衬里，例如行李箱内部衬里期间才与汽车承载的结构部件连接。

因此，尾侧的底板模块实现双重作用。其底盆主要用作底板衬里元件或地板衬里元件，并且填充基本上沿汽车纵向延伸的尾侧的侧面纵梁之间的中间腔。而集成到底板模块中的横梁用作加强结构的部件，但基于底盆和横梁一体式的设计方案优选连同底板模块一起固定在汽车车身上，优选固定在纵梁之上或之间。

通过提供尾侧底板模块，装配过程由于零件数量的减少得以简化。还可以降低装配过程的出错率。因为通过将横梁装配在纵梁上，底盆也到达为其设计的最终装配位置，反之亦然。

按第一种有利的扩展方案规定，底盆和/或横梁至少局部地由塑料制成。底盆和/或横梁优选基本上由塑料组成。

为底盆和/或横梁使用塑料材料，能够减小汽车总重量并因此有助于减少汽车的燃料消耗。作为塑料模块的设计还使横梁在底板模块内部和/或相对纵梁的位置能够灵活地匹配。总之，由此可以提供一种与底盘平台和车型无关的装配方案，其中底板模块分别只与汽车变化的结构空间布局和横梁沿汽车纵向相应变化的位置匹配。

按一种扩展方案尤其规定，底盆和横梁一体式地设计。底盆和横梁优选制造成塑料注塑件。根据预先给定的安装情况，在此例如可以在塑料注塑过程中预先制备多种不同配置的、与汽车类型或成品底盘平台个性化地匹配的底板模块。

可由此获得的不同底板模块的托盘例如可以在其一根或一些横梁的位置方面变化，以便考虑各汽车或车型部分不同的安装情况。

此外已证明有利的是，底盆在至少一个侧面边缘处具有与所配属的纵梁的几何形状匹配的用于与至少一根纵梁连接的固定型材。因此尤其可以设置突伸出底盆侧边的固定型材，该固定型材例如贴靠在所配属的纵梁的上侧、下侧或位于内部的侧壁上并且可以在该处与纵梁连接。

在另一种有利的设计中规定，横梁至少局部地，优选向上突出底盆的平面。在此规定，底盆例如具有位于纵梁之间并且相对纵梁的高度水平下沉的凹处，而横梁向上突伸出底盆平面并且因此优选位于纵梁的水平面上或纵梁的平面之中，以便可与纵梁一起构成加强结构的框架。

按另一种优选的设计方案，横梁具有至少一个板状设计的上部，该上部几乎连续地在横梁的整个长度上延伸。上部在此进一步优选通过沿横梁纵向相互间隔的连接腹条与对应于上部设计的下部连接和/或直接与底盆连接。

尤其是上部或下部或位于横梁下方的底盆区域设计成纤维加强或其它方式加强的塑料，尤其设计成玻璃纤维加强或碳纤维加强的塑料，以便能够承接并且在必要时传导可能作用在横梁上的剪切力和力矩。作为塑料材料优选考虑热塑性弹性体，尤其是基于聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)的弹性体。

此外，按一种扩展方案规定，在连接腹条之间并且在上部和下部之间或上部和底盆之间设置加强结构的肋条。这些肋条可以就横梁上部的纵向而言优选平行地或垂直地，但也能以交叉的、网格状的或六边形的结构延伸。连接腹条设计为实心部件，优选基本上没有空腔。连接腹条例如具有平行六面体或块状的造型。

按另一种优选的设计方案已证明有利的是，至少在外部的、设置在横梁的自由端部处的平行六面体状的连接腹条中、在底盆的侧面固定边缘中和/或加强结构的肋条的交叉点中嵌入至少一个用于容纳连接器件的金属嵌入物。借助这种金属嵌入物可以尤其将横梁与侧面纵梁固定地并且稳定地连接。

在此证明有利的是，嵌入至少一个连接腹条中或嵌入与侧面纵梁邻接的横梁边缘区域内的金属嵌入物设计成完全贯穿各自连接腹条的套筒，该套筒设计用于容纳固定器件，例如螺纹件，尤其是螺栓。

借助例如局部设计成U形断面的、由金属，优选由钢板制成的固定支座，横梁沿汽车横向的端部可以与侧面纵梁优选形状配合式地连接和/或螺纹连接。

此外，按另一种优选的设计方案规定，横梁在汽车上的安装位置中设计成朝其沿汽车横向的自由端部看相对于中间区段逐渐变细。因此，横梁的中间区域相比其纵向端部略厚或更稳定，以便考虑在出现负载的情况下弯曲力矩的变化朝向横梁的中心增大。

此外，按另一种优选的设计方案规定，尾侧的底板模块的底盆具有至少一个用于容纳汽车部件和功能件，例如用于容纳备胎和/或电池和/或至少一个燃料箱，例如石油箱或液化气箱的凹处。尤其对于混合动力车或纯电动车而言，可以在底盆区域内设置用于容纳蓄电池的凹处。

底盆例如可以通过位于底盆水平面上方的横梁分成两个优选连贯的区段。因此例如可以设置一种布局，其中，沿行驶方向在横梁的前方设置用于一个或多个电池或蓄电池的容纳部并且在横梁的后方设置备胎槽。

横梁的布置及其几何结构和尺寸优选取决于现有结构空间的优化程度。根据汽车是否以及在多大程度上配设备胎、蓄电池、电池和燃料箱或其它功能性部件，例如尾部区域内可伸缩的承载梁，横梁的位置沿汽车纵向看可以通过提供分别与安装需求个性化匹配的、由塑料制成的尾侧底板模块来适配。因此，不再需要对真正的车身和纵梁分别进行适配。

此外，本发明另一个独立的方面涉及一种汽车，该汽车具有一带有至少两根尾侧纵梁的汽车车身和布置在纵梁之间的底板模块，其中在纵梁之间延伸的并且集成到底板模块中的横梁通过其对置的端部段单独地与各纵梁连接。

如之前已述，除了集成的横梁外，底板模块在此还具有底盆，该底盆优选很大程度地完全覆盖并且相应地填充纵梁之间的区域以及沿汽车纵向看位于脚踏板与尾侧封闭板或保险杠横梁之间的区域。

在它的扩展设计中尤其规定，横梁以其自由端部段插入与各自横梁的横截面匹配的U形断面的、由金属制成的固定支座中，该固定支座形状配合式和/或材料接合式地固定在各自的纵梁上。

固定支座在此例如可以焊接到各自的纵梁上或与其螺纹连接。在横梁侧尤其设有横梁和固定支座的螺纹连接装置。因此，固定支座U形断面的容纳部具有彼此对齐布置的通孔，这些通孔随着底板模块到达最终安装位置与装入底板模块侧的塑料横梁中的固定器件对齐。

在金属套筒沿汽车纵向贯穿横梁的情况下，可以通过设置在固定支座上的通孔，借助螺栓形成横梁和固定支座相应的螺纹连接。

附图说明

从以下参照附图的说明中获得本发明的其它目的、特征以及有利的应用可能性。在附图中：

图1是尾侧的并且配设有横梁的底板模块的可行设计方案的独立的立体图；

图2是从下方看的按图1的底板模块；

图3是处于汽车车身的纵梁上的安装位置的底板模块；

图4是示出了其它车身部件的按图3的安装情况；

图5是带有设置在底板模块上并且处于伸出位置的尾侧承载梁的按图3和4的设计方案；

图6是装配有蓄电池的底板模块的另一种设计方案以及

图7是带有两根集成的横梁以容纳多个液化气容器的另一个底板模块的示意图。

具体实施方式

在图1和2中从不同视角独立地并且立体地示出的尾侧底板模块10具有基本上沿汽车横向(y)延伸的横梁14以及与之一体式设计的底盆12。该底盆12设计成基本上呈矩形的、在所示的实施例中近似正方形的平面结构，该平面结构能够以沿汽车横向的边缘型材18和设于其中的通孔26固定在图3所示的汽车车身的侧面纵梁46上，该通孔26本身优选配设有金属嵌入件。

从底盆12的平面向下延伸有一设计成凹处的备胎槽16，该备胎槽16配设有袋状的凹处22以便提高整体刚度。

在相反方向上，横梁14从很大程度上平面设计的底盆12的平面突出。如图1所示，横梁14具有基本上沿汽车横向(y)连续地设计为面板状或板状的上部28，该上部通过平行六面体状设计的连接腹条32与底盆12和/或与装入底盆12中的，优选加强结构的下部30连接。横梁14、其上部28以及下部30和底盆20优选很大程度地完全由塑料制成。

在此，尤其是整个底板模块10设计成塑料注塑件。这相对于由钢或金属构成的横梁14会有助于将汽车重量减至最小。

在平行六面体状设计的连接腹条32之间延伸有各种不同的加强结构，例如带有交叉的加强肋条或水平定向的薄板结构36的蜂窝结构34。加强结构34、36有助于横梁14的稳定性和结构刚度并且还用于将重量减至最小。相似的加强肋条38例如在按图2的底板模块10下侧清楚可见。不同的加强元件34、36、38的结构和几何形状变化优选旨在在尽可能小的重量下实现最大的刚度和强度。

设计用于制造底板模块10的塑料注塑工艺实现了以特别简单的方式和方法用较低的成本，主要是较少的制造耗费获得几乎任意几何形状的结构。

在横梁14背对备胎槽16的一侧，还设有几乎沿汽车横向连续设计的容纳凹处24，该容纳凹处24同样配设有各自的大致沿汽车纵向和横向延伸的、交叉设计的加强肋条。例如图6中所示的例如用于混合动力驱动装置或电驱动装置的蓄电池54可以插入容纳凹处24中或固定在其上。

沿行驶方向向前指向地，与容纳区域24邻接地设有一边缘侧的固定凸缘，该固定凸缘具有两个向前沿行驶方向突出的固定连接板20。例如金属制成的固定件26，如金属套筒或螺母嵌入突出于底盆12的连接板20中。固定连接板20还可以例如用于将底盆或整个底板模块固定在汽车的座椅横梁或脚踏板上。

由金属制成的固定元件26同样被装入横梁14的连接腹条32中。固定元件26有利地具有沿汽车纵向(x)贯穿连接腹条的金属套筒。在例如图3所示的安装位置中，底盆12的侧边缘18通过固定点26区域内的一个或多个固定螺丝19拧紧在纵梁结构46上。

对于在沿汽车横向(y)相互间隔的纵梁46的平面内的横梁14，设置单独的连接支座40，该连接支座40一方面例如焊接到纵梁46上或与之螺纹连接，另一方面具有向下开口的U形型材，该U形型材位于横梁14的上部28上并因此容纳该上部28，其中，连接支座40的侧面支脚中的通孔优选与装入横梁14的连接腹条32中的金属套筒26对齐。

因此，一个或多个螺栓42可以穿过至少两个外部连接腹条32和连接支座40的支脚拧紧。

如图1所示，蜂窝状肋条结构34的设计在两个外部连接腹条32之间的中心交叉点也配有金属套筒26，该金属套筒26用于容纳相应的固定螺栓42。

在图3中还示出，启动电池44沿行驶方向设置在横梁14的前方，即布置在前方的容纳凹处24中。根据备胎槽16的结构或根据其它需要布置在底盆12上的汽车部件的尺寸，横梁14的位置会变化。因为底板模块10优选在白车身制成之后即随着底板衬里的装配才安装到汽车中，所以纵梁侧不需要设置单独的固定部位或接合部位。

为了固定横梁14，只需提前加工两个设置在横梁14的各端部上的连接支座40，该连接支座40可以与横梁14的安装位置无关地以优选总是相同的结构设计固定在横梁46上。

图4示出了图3所示扩展设计中的其它车身部件，例如两个车轮罩48。

图5示出按图3和4的底板模块的另一种配置。在此示出了位于底板模块上的例如自行车行李架形式的可伸缩的承载梁60。在此，该底板模块在必要时单独连接在至少一根纵梁46上。底板模块因此可以具有本来为可伸缩的承载梁60预先配置的固定部位或加强结构的零件，例如金属嵌入物，该金属嵌入物设计用于容纳承载梁60可伸缩的轨道。

按图6的底板模块70具有相比按图1至5的设计方案变化了的内部结构，但可以与总是保持一样的纵梁结构46连接。集成到模块70中的横梁在此并没有单独示出。该横梁例如在蓄电池54的下方延伸，该蓄电池54很大程度地完全沿横向在底板模块10上延伸，该蓄电池优选设计成用于混合动力驱动装置或电驱动装置的能量存储装置。

启动电池44在此设置在蓄电池54的后方。与按图1和2的结构设计不同，在按图6的底板模块70中没有设置备胎槽。

最后，图7抽象地示出底板模块80的另一种可考虑的设计方案，其底盆未明确示出，但该底盆优选与两个沿汽车纵向相互间隔并且基本上直线地在侧面纵梁46之间延伸的横梁84一体式设计。

在侧面纵梁46之间和在座椅横梁50、底板模块横梁84与尾侧封闭板82之间形成的中间腔用于容纳燃料箱86，该燃料箱86在所示的例子中设计成液化气箱。燃料箱86在此通过沿汽车纵向延伸的固定带88位置固定，该固定带本身通过固定板与两根横梁84连接。

上述的各种实施形式只是本发明可能的设计方案，在本发明的范围内还可以考虑其它的很多变型方案。例示性的实施例不以任何方式限定本发明的保护范围、适用性或配置可能性。本说明书只是为本领域技术人员指出了按本发明的实施例的可能实现形式。因此，还可以对所述元件的功能和布置进行各种各样的变型，只要不背离权利要求书限定的保护范围或其等同的技术方案即可。

附图标记清单

10底板模块

12底盆

14横梁

16备胎槽

18固定型材

19固定螺丝

20固定连接片

22袋状凹处

24容纳部

26固定点

28上部

30下部

32连接腹条

34蜂窝结构

36薄板结构

38加强肋条

40连接支座

42螺纹连接装置

44电池

46纵梁

48车轮罩

50座椅横梁

54蓄电池

60承载梁

70底板模块

80底板模块

82封闭板

84横梁

86液化气箱

88固定带

90夹紧箍

Claims (14)

1.一种用于汽车的尾侧底板模块，其用于布置在汽车车身的两根基本上沿汽车纵向延伸的尾侧纵梁(46)之间，其中，所述底板模块具有在所述纵梁(46)之间平面地延伸的底盆(12)和至少一根集成的横梁(14；84)，该横梁(14；84)能够通过其沿汽车横向布置的端部段(28)与所述纵梁(46)单独地连接，以便传递机械力。

2.如权利要求1所述的尾侧底板模块，其中，所述底盆(12)和/或所述横梁(14；84)至少局部地由塑料制成。

3.如权利要求1或2所述的尾侧底板模块，其中，所述底盆(12)和所述横梁(14；84)一体式设计成塑料注塑件。

4.如权利要求1至3之一所述的尾侧底板模块，其中，所述底盆(12)在至少一个侧面边缘处具有与所配属的纵梁(46)的几何形状匹配的、用于与至少一根纵梁(46)连接的固定型材(18)。

5.如权利要求1至4之一所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14；84)至少局部地突出所述底盆(12)的平面。

6.如权利要求1至5之一所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14；84)具有至少一个板状设计的上部(28)，该上部几乎在所述横梁(14；84)的整个长度上延伸并且通过沿横梁纵向相互间隔的连接腹条(32)与对应于所述上部设计的下部(30)或与所述底盆(12)连接。

7.如权利要求6所述的尾侧底板模块，其中，在所述连接腹条(32)之间设置加强结构的肋条(34、36)。

8.如权利要求1至7之一所述的尾侧底板模块，其中，至少在外部的、设置在所述横梁(14；84)的自由端部处的连接腹条(32)中、在所述底盆(12)的侧面固定边缘中和/或加强结构的肋条(34、36)的交叉点中嵌入至少一个用于容纳连接器件(42)的金属嵌入物(26)。

9.如权利要求8所述的尾侧底板模块，其中，在至少一个连接腹条(32)中嵌入的金属嵌入物(26)设计成贯穿各自的连接腹条(32)的套筒，该套筒优选设计用于容纳螺栓(42)。

10.如权利要求1至9之一所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14；84)设计成相对中间区段朝其自由端逐渐变细。

11.如权利要求1至10之一所述的尾侧底板模块，其中，所述底盆(12)具有至少一个用于容纳汽车部件和功能件，尤其用于容纳备胎和/或电池(44)和/或至少一个燃料箱(86)的凹处(24)。

12.如权利要求1至11之一所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14；84)的位置沿汽车纵向(x)看能够与汽车中变化的安装情况匹配，以便优化结构空间布局。

13.一种汽车，该汽车具有带有至少两根尾侧的纵梁(46)的汽车车身和布置在所述纵梁(46)之间的如前述权利要求之一所述的底板模块(10；70；80)，其中，在所述纵梁(46)之间延伸的并且集成到所述底板模块(10；70；80)中的横梁(14；84)通过其对置的端部段单独地与各纵梁(46)连接。

14.如权利要求13所述的汽车，其中，所述横梁(14)以其自由端部段插入与所述横梁(14)的横截面匹配的U形断面的、金属制成的固定支座(40)中，该固定支座形状配合式和/或材料接合式地固定在各自的纵梁(46)上。

Images