CN102556175A - 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(x)延伸的尾侧纵梁(54、56)之间，其中，所述底板模块具有在所述纵梁(54、56)之间平面地延伸的底盆(12)和至少一根集成的横梁(14)，该横梁(14)能够通过其可布置在纵梁(54、56)下方的沿汽车横向(y)的端部段(28)与所述纵梁(54、56)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尾部或后部车架。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。

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变化的或可变化匹配的空间布局，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理想的是，把一些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 10 2007 047 037 A1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。

提前加工出大量不同的车身变型(其中例如需要单独地为每种车型制造并且设计车身的板形部件)已证实在制造和装配技术方面耗费大并且成本高。

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，该尾部横梁结构的出色特点在于装配简单。

该技术问题通过一种尾侧底板模块、一种汽车车身和一种汽车解决。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。该横梁为此可通过其在安装于汽车上的状态下沿汽车横向的、位于纵梁下方的端部段与该纵梁单独地连接。底板模块设计用于在汽车最终装配过程中才与汽车承载的结构部件或其车身连接。

由于集成到底板模块中的横梁以其沿汽车横向的端部段位于纵梁的下方，纵梁和底板模块侧的横梁可以具有较大的，几乎在横梁和/或纵梁的整个宽度上延伸的交替的连接区域，该连接区域实现了纵梁和横梁尽可能抗扭曲的并且传递力的固定连接。

因此，尾侧的底板模块实现双重作用。其底盆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，优选固定在其尾侧纵梁之上。

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。

分别具有一个或多个沿汽车纵向(x)不同定位的横梁的、不同配置的底板模块还可以始终以很大程度相同的方式和方法固定在纵梁上。在车身方面，尤其是纵梁方面优选设置多余的接合部位，这些接合部位可用于接合视所使用的底板模块而有位置变化的横梁。

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。

按另一种优选的设计方案，横梁就汽车竖轴方向(z)而言在底盆的侧面固定型材的下方延伸。因此，尤其规定，横梁在汽车高度方向上具有大致与底盆的结构深度相应的高度尺寸。横梁向上例如可以位于底盆的侧面固定型材的水平高度上或就汽车竖轴方向而言，大约布置在该侧面固定型材的下方，使得横梁可尤其通过其沿汽车横向的端部段固定在车身纵梁的下侧。

按另一种优选的设计方案，横梁具有用于直接将至少一个底盘部件与横梁并且因此与底板模块连接的连接结构。优选设计为加强结构的横梁可以由此还用作用于待与车身连接的底盘部件的容纳部或连接点。代替独立的、例如待与车身的纵梁单独连接的连接结构，在该实施形式中该连接结构可以直接集成到优选设计成塑料注塑件的横梁中。

此外可证明有利的是，在底板模块的下侧，例如沿汽车纵向与横梁相邻地设有用于容纳至少一个底盘部件的凹处。通过将该底板模块优选设计成注塑部件，不用结构或装配技术上更多的耗费就可以具有几乎任意的几何轮廓，并且因此还可以与其它汽车部件，尤其是底盘部件以后的状况和位置匹配。

在其扩展设计中可证明尤其有利的是，横梁设计用于容纳或支承底盘的瓦特连杆。因此，可以有利地省掉单独或额外地与车身侧的尾侧纵梁连接的用于容纳瓦特连杆的连接结构。瓦特连杆在达到最终装配位置时优选位于底板模块与横梁邻接的凹处中。

此外，由于为瓦特连杆设计的底板模块侧的容纳部直接与横梁邻接，装入或嵌入横梁材料中的加强结构的元件可以例如具有设计用于容纳瓦特连杆轴承的金属套筒或衬套。在此也已证实有利的是，套筒或设置在横梁上的连接结构基本上沿汽车竖轴方向(z)延伸，以便在车身与底盘装配期间使瓦特连杆与横梁沿汽车纵向相互螺纹连接或按其它方式连接。

也可以考虑，瓦特连杆在制造过程中已在车身与底盘装配之前就预先配置地单独布置或固定在底板模块上，并且瓦特连杆在安装底板模块时才与底盘功能性地连接。

按另一种优选的设计方案，横梁以其沿汽车横向的端部段侧向地突出底板模块的底盆，并且在突出的端部段上具有配设有或待配设固定器件的支承面，借助该支承面横梁在到达其最终装配位置时可以从下方支承在各配属的车身纵梁上。

支承面有利地具有与配属的纵梁的外轮廓相应的造型，以便可以实现支承面和配属的纵梁的下侧尽可能大面积地，例如几乎全部面积地相互支承。纵梁和/或支承面还可以配有单独的固定器件，例如螺丝、铆钉、螺纹孔和/或焊接螺母，以便将优选设计成塑料注塑件的底板模块与按照金属板壳构造方式制造的纵梁在结构上连接。

刚好为塑料底板模块可以在连接段处(尤其用于容纳螺丝)设置装入或嵌入塑料材料中的金属套筒或局部的金属嵌入件，以便将塑料构件尤其在其与其它车身部件邻接的连接区域内设计得足够稳定。

按另一种优选的设计方案，在底板模块的上侧，就汽车纵向(x)而言大约在所述至少一根横梁的高度上延伸有横向腹板，该横向腹板在边缘侧对置的固定型材之间延伸。该横向腹板使底板模块具有额外的刚度。

尤其底板模块可以在横向腹板区域内配有加强结构的金属嵌入件，以便一方面提高横梁的强度和结构刚度，另一方面提高盆状设计的底板模块本身的强度和结构刚度。横向腹板也可以看作向上指向的、贯穿扁平的底板模块的横梁延长部。

一般在底板模块的其它设计方案中可以任意规定，至少在至少一根横梁的区域内、在至少一个边缘侧的固定型材的区域内、在横向腹板的区域内、在至少一个底盆的区域内和/或用于底盘部件的连接结构的区域内设置至少一个加强结构的金属嵌入件。

这个金属嵌入件或这些金属嵌入件可以在此具有与各自的使用目的和规定的安装位置匹配的几何形状，并且尤其在结构上加强设置在底板模块上的连接点或固定点。

因此，为了将底板模块与邻接的车身部件和/或底盘部件螺纹连接，有利地装入单独的套筒或金属螺纹，它们使相应的连接部位能够与邻接的车身部件螺纹连接或由螺栓贯穿地连接。

还可以规定，底板模块，尤其是其横梁，但还有底盆设计成纤维或其它方式加强的塑料，尤其是玻璃纤维或碳纤维加强的塑料，以便也许能够吸收作用在横梁上的剪切力和剪切力矩并且必要时将剪切力和剪切力矩传导到邻接的车身部件，例如尾侧纵梁中。

作为塑料材料在此考虑优选的热塑性弹性体，尤其是基于聚丙烯(PP)或聚酰胺(PA)的弹性体，以及热固性塑料，尤其是不饱和的聚酯树脂(UP)。此外，可以在底板模块中，尤其在其横梁区域内设置加强结构的肋条，这些肋条可以就横梁的纵向和/或横向而言优选平行地、垂直地，但也以交叉的、网格状的或六边形的结构延伸。

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一个或几个用于一个或多个电池或蓄电池的容纳部和/或在底部模块中在至少一根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可用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。

按另一个方面还规定一种汽车车身，该汽车车身具有至少两根尾侧的侧面纵梁和至少一个布置在纵梁之间的底板模块，其中，在纵梁之间延伸并且集成到底板模块中的横梁通过其对置的端部段布置在纵梁的下方，并且在该处单独地与各纵梁连接。

这种底板模块可以具有前述的所有特点和优点。在由此的扩展设计中还规定，两根纵梁具有多个沿汽车纵向按照预先给定的网目距离相互间隔的固定点或固定部位，它们与不同配置的底板模块变化的横梁位置相对应。因此可以不用单独匹配纵梁地设置与各种汽车配置相配合的底板模块，所述各底板模块带有例如沿汽车纵向不同地定位的横梁并且所述各底板模块可以与所述通用的、配有多个固定点的纵梁连接。

以这种方式和方法，通过相应选择分别单独为汽车配置设计的底板模块，可以为例如可能设计成带或不带尾部行李架的混合动力汽车、旅行车或豪华轿车的车型的各式各样的配置进行适配，而不用为此改变车身的金属部件或板件，尤其是其尾侧的纵梁。

以这种方式和方法可以为各式各样的汽车配置使用同一种纵梁。如果汽车例如配有混合驱动方案或电动驱动方案，就可以通过选择分别为汽车配置设计的底板模块改变横梁的具体位置，而且可以尤其在用于应急轮胎或备胎以及用于电池和/或燃料箱的容纳凹处方面改变底板模块布局。

此外还可以考虑，底板模块不仅具有一根，而是具有多根例如沿汽车纵向(x)相互间隔的横梁，它们可以分别单独地与车身尾侧的纵梁连接。

按另一种优选的设计方案还规定一种汽车，该汽车具有至少一个之前描述的尾侧底板模块和/或配设有之前描述的车身。

附图说明

从以下实施例的说明中并且参照附图获得其它目的、特征以及有利的应用可能性。在附图中：

图1是底板模块从斜后方看的独立立体图；

图2是图1中的底板模块从下侧看的视图；

图3是图2中底板模块连同其上固定的瓦特连杆的独立视图；

图4是为了展示而错位布置的纵梁和底板模块；

图5是图3中的视图在安装于汽车车身上时的一种可能的情形；

图6是瓦特连杆在图3中所示的轴承装置的细节和放大图以及

图7是沿图5中剖切线A-A剖分纵梁的横截面。

具体实施方式

在图1和2中从不同视角独立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在所示的实施例中设计成近似矩形的平坦结构，该平坦结构能够以沿汽车横向(y)处于外部的边缘型材18借助穿过它的通孔26固定在图4和5所示的汽车车身的侧面纵梁54、56上，该通孔26本身优选配设有金属嵌入件。

在图4中，还示出相应的贯穿通孔26的螺丝或螺栓58。因为车身侧的纵梁54、56优选以金属板壳构造方式在形成侧面的向外或向内突出的凸缘段的情况下制成，所以对于底板模块10的边缘型材18的连接规定，底板模块侧的边缘型材18旋拧在从纵梁54、56上突伸出的凸缘段的内侧。

所示的横梁14在其沿汽车横向(y)的端部段28上具有相对底盆12侧向突起的结构，该突起的结构向上面朝纵梁54、56的下侧具有基本上平坦设计的带有单独的固定孔26的支承面30。背对支承面30地在图2中所示的下边缘上，横梁14具有配属于通孔或固定孔26的通孔36，该通孔36使图4中向上突起的螺栓58能够穿过例如至少局部空心的或空腔型材状设计的横梁14在纵梁54、56中拧紧。

这种螺栓连接例如在图7中示出。在纵梁56与横梁14的接合部位64的区域内，在纵梁56上置入螺纹套筒66，在该螺纹套筒66中可以拧入可从下方进入并且贯穿横梁14的螺栓58。螺栓在此例如借助垫圈支承在横梁14的下侧。此外，在最终装配结构中可以看到位于底板模块的凹处34的区域内的减震支柱罩68。

沿行驶方向(x)向前与支承面30邻接地设有例如环形的用于容纳减震支柱的凹处34。前置于该凹处34地，在支承面30的延长部分中延伸有另一个前部的侧面凸缘段32，该凸缘段32可以同支承面30一样地与配属的纵梁54、56的下侧直接连接，优选螺纹连接。

在图1至6中所示的底板模块10在其后部区段中具有按备胎槽16的形式设计的凹处，在该凹处中设有用于固定备胎的固定芯柱20。备胎槽16向前与横向腹板22邻接，该横向腹板就汽车纵向(x)而言大约与位于下部的横梁14的位置一致。在横向腹板22的前方设有例如口袋形状的另一个凹处24，该凹处24例如可以用于容纳其它的功能部件，例如一个或多个汽车电池、燃料箱或类似的能量存储模块。

横向腹板22还可以沿汽车纵向(x)比横梁14略宽。以这种方式和方法可以在图2中所示的底板模块10的下侧，在横梁14和容纳凹处24的面朝横梁14的侧壁44之间设置有沿汽车横向(y)几乎贯穿底板模块10的槽62，该槽62如图3、5和6所示，可以设计用于容纳瓦特连杆46、48。

瓦特连杆46、48连接两个在图3中所示的转向节50、52并且在位于纵梁54、56之间中央的轴承装置区域内借助螺栓42固定在横梁14上。为了容纳瓦特连杆46、48，尤其是为了支承使两根连杆46、48相互连接的铰链45，在横梁14的区域内，将用于容纳轴承螺栓42的套筒装入横梁14中，必要时也装入容纳凹处24的对置颊部结构44中或在该处嵌入塑料部件中。

瓦特连杆46、48可以尤其在车身与底盘装配之前预先配置好地与底板模块10连接或连接在该底板模块10上，使得在车身和底盘相互装配之后，预先装配有瓦特连杆的底板模块10也可以作为结构单元与车上或底盘连接。为了固定瓦特连杆46、48，在底板模块10上设置有连接结构40或固定段。

在图6中还以放大图示出，横梁14面朝瓦特关节或瓦特铰链45地配设有凹形的隆起47，该凹形的隆起使关节或铰链45能够在底板模块10的区域内无碰撞地装配和运动。在图6中还示出瓦特铰链45借助基本上沿汽车纵向(x)延伸的螺丝、螺栓或螺母16的螺纹连接。

在图4和5中示意性示出在汽车纵向(x)上不同位置处的各固定部位64，在这些固定部位64上可以分别布置分别配有不同横梁位置的设计不同的底板模块10的一根或多根横梁14。以这种方式和方法可以仅仅通过使用与确定的汽车配置协调的底板模块10使结构空间与各种汽车的特殊需求匹配，而不需为此对其它车身侧的部件，例如纵梁54、56进行适配。不同配置的底板模块除了其各自的横梁14外还可以通过始终保持相同的外周以始终不变的方式和方法固定在车身的纵梁54、56上。

几乎整个底板模块10有利地设计成塑料注塑件和/或设计成以塑料为基础的、带有局部设置的金属嵌入件的混合部件。这相对由钢或金属构成的横梁14可以有助于将汽车重量减至最小。

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

20 固定芯柱

22 横向腹板

24 容纳凹处

26 固定点

28 端部段

30 支承面

32 平面段

34 凹处

36 通孔

40 连接结构

42 套筒/螺栓

44 颊部

46 连杆

47 凹处

48 连杆

50 转向节

52 转向节

54 纵梁

56 纵梁

58 固定螺丝

60 螺丝/焊接螺母/螺栓

62 容纳凹处

64 固定段

66 套筒

68 减震支柱罩

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(x)延伸的尾侧纵梁(54、56)之间，其中，所述底板模块具有在所述纵梁(54、56)之间平面地延伸的底盆(12)和至少一根集成的横梁(14)，该横梁(14)能够通过其可布置在纵梁(54、56)下方的沿汽车横向(y)的端部段(28)与所述纵梁(54、56)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)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)一体式地设计成塑料注塑件。

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(54、56)的几何形状匹配的、用于与至少一根纵梁(54、56)连接的固定型材(18)。

5.如权利要求4所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14)就汽车竖轴方向(z)而言在所述底盆(12)的侧面的固定型材(18)下方延伸。

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)具有用于直接连接至少一个底盘部件(46、48)的连接结构(40)。

7.如权利要求1至6之一所述的尾侧底板模块，其中，在所述底板模块的下侧沿汽车纵向(x)与所述横梁(14)相邻地设有用于容纳至少一个底盘部件(46、48)的凹处(62)。

8.如权利要求6或7所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14)设计用于容纳或支承瓦特连杆(46、48)。

9.如权利要求1至8之一所述的尾侧底板模块，其中，所述横梁(14)以其沿汽车横向(y)布置的端部段(28)侧向地突出所述底盆(12)，并且在该处具有配设有至少一个固定器件(26)的支承面(30)，借助该支承面(30)所述横梁(14)在到达其最终装配位置时支承在所述纵梁(54、56)上。

10.如权利要求1至9之一所述的尾侧底板模块，其中，在所述底板模块的上侧，在所述至少一根横梁(14)就所述汽车纵向(x)而言的位置处设计有横向腹板(22)，该横向腹板(22)在边缘侧的对置的固定型材(18)之间延伸。

11.如权利要求1至10之一所述的尾侧底板模块，其中，至少在所述至少一根横梁(14)的区域内、在至少一个边缘侧的固定型材(18)的区域内、在横向腹板(22)的区域内、在所述底盆(12)的区域内和/或所述连接结构(40)的区域内设置至少一个加强结构的金属嵌入件。

12.一种汽车车身，该汽车车身具有至少两根尾侧的侧面纵梁(54、56)和至少一个布置在所述纵梁(54、56)之间的如前述权利要求之一所述的底板模块，其中，在所述纵梁(54、56)之间延伸并且集成到所述底板模块(10)中的横梁(14)通过其对置的端部段(28)单独地与各纵梁(54、56)连接。

13.如权利要求12所述的汽车车身，其中，所述纵梁(54、56)具有多个沿汽车纵向(x)按照预先给定的网目距离相互间隔的固定点(64)，这些固定点与分别不同配置的底板模块(10)变化的横梁位置相对应。

14.一种汽车，该汽车具有如前述权利要求1至11之一所述的尾侧底板模块和/或如权利要求12或13所述的车身。

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