CN102673662B - 用于汽车的底板模块 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车的带有底盆(12)的底板模块，该底盆在至少两个侧边的区域各具有一个支承面(25)用于将底盆(12)支承在汽车车身的支撑结构部件(14、16)上并具有至少一个在底盆(12)上形成的形状闭锁器件(24；34)，所述底盆(12；38)借助该形状闭锁器件(24；34)至少暂时地固定在所述支撑结构部件(14、16)上。

Description

用于汽车的底板模块

技术领域

本发明涉及一种带有底盆的用于汽车的底板模块，该底盆至少在两个侧边的区域各具有一个支承面用于支承在汽车车身的一个、优选多个支撑结构部件上。

背景技术

汽车的底盆结构，尤其是尾部底盆结构典型地具有两个在汽车横向上彼此间隔的、各自基本在汽车纵向上延伸的纵梁，所述纵梁通过一个或多个横梁彼此连接。在纵梁之间大多设置一个底盆，该底盆可填充汽车车身的支撑结构部件之间的中间空间。

因此例如由专利文献DE 690 13 478 T2已知一种带有用于将底盆安置在车架上的固定设备的汽车车身。这种固定设备具有连续的固定面，所述固定面可在底盆的三个侧面获得。此外，这种固定设备包含若干的金属销钉，所述金属销钉分别位于底盆的下表面并通过拧紧固定安装在侧向零件和后部横向零件上。在连续的固定表面和侧向零件的下表面以及后部横向零件之间和在底盆和金属销钉之间设置有一层弹性的粘合剂。

将粘合剂既用于金属与塑料零件的连接又用于金属混杂材料零件与塑料零件的连接在汽车领域中有日益增多的应用。然而粘合剂连接在装配技术的方面中要求彼此连接的部件至少超过粘合剂硬化的时长地、如必要甚至在压力作用下彼此固定。

常用固定方式(例如在专利文献DE 690 13 478 T2中所述借助螺钉这一类固定器件进行的固定方式)却会伴随相当大的装配耗费和固定耗费。由此大多也会在各个零件间获得一种机械式的超静定连接。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于，将底板模块在制造中特别合理地连接在汽车的支撑结构部件上。这种连接方案应该非常简单、直观和轻松地实现彼此要粘结的结构零件之间的固定。制造耗费、装配耗费和材料耗费在此应进一步减少。此外，本发明旨在降低汽车的重量。

该技术问题通过一种用于汽车的带有底盆的底板模块解决，该底盆在至少两个侧边的区域各具有一个支承面用于将底盆支承在汽车车身的支撑结构部件上并具有至少一个在底盆上形成的形状闭锁器件，所述底盆借助该形状闭锁器件至少暂时地固定在所述支撑结构部件上。

在此，所述底板模块或其底盆有利地具有多个支承面，随着底板模块安装到其在汽车上的最终装配位置，这些支承面与汽车车身方面的支撑结构部件的对应支承面相互贴靠支承。由于所述至少一个优选多个形状闭锁件直接成型在底盆上，从而可有效地放弃采用其它单个固定器件将底盆固定在车身方面的支撑结构部件上。

在底盆上形成的形状闭锁器件可理解成在底盆与形状闭锁器件之间有任意一种不可拆卸的连接，特别是一体化或材料相连的连接。因此特别规定，在将底盆最终装配到汽车上之前的一个单独工序中，将至少一个形状闭锁器件固定在底盆上。这尤其能够通过材料相连式连接方法如通过焊接或粘结实现，以及在设计为塑料的情况中特别地通过超声波焊接实现。

在此特别地规定，所述底板模块通过支承面和通过在其上涂抹的粘合剂粘结地固定在汽车车身的支撑结构部件上，并且在底盆上形成的形状闭锁器件在粘合剂硬化的时长内使底板模块相对于支撑结构部件固定。

借助涂抹在支承面和对应支承面之间粘合剂的硬化能够有效地舍弃在底盆上形成的形状闭锁器件和其与支撑结构部件的形状配合式连接。就这点而言，所述形状闭锁器件仅实现了暂时的和短暂的功能。所述形状闭锁器件也仅用于支撑底盆并分担其重力。这是因为，对于之后的汽车运行来说，实现底盆在汽车车身上的真正固定如果不是说仅仅通过粘接来实现，也是主要通过粘接来实现。

按照本发明一种优选的结构设计尤其规定，一个或多个形状闭锁器件与底盆的侧壁一体化构成。至少一个底盆支承面也以相同的形式和方法与底盆侧壁一体化连接。该支承面尤其能够构成侧壁的向外伸出的、大约为法兰状的边缘。

此外，形状闭锁器件能够有利地设计成卡锁元件或锁止元件。该形状闭锁器件尤其能够不借助其他工具地与相适配的对应卡锁元件或与支撑结构部件的适配的突起或咬边啮合地共同作用。

被证实特别有利的是，按照另一种优选的结构设计，所述底盆与所述形状闭锁器件设计成塑料。所述底板模块，也就是其上成型有形状闭锁器件的底盆能够设计成注塑部件并能够具有纤维强化的热塑性的或热固性的塑料。在此，底板模块可以使用热塑性合成橡胶，例如是聚丙烯(PP)但也可以是聚酰胺(PA)，尤其可以是不饱和聚酯(UP)。除了注塑部件之外也可采用塑料成型件以及纤维强化的塑料。涂有粘合剂的支承面也能够通过例如氧化法或其他加工方式为实现粘合剂的粘着进行优化。

通过使用塑料底板模块一方面相对金属设计能够降低汽车重量。另一方面能够通过塑料设计将形状闭锁器件直接集成在底盆上或底盆内。也就是说，设计用于将底盆固定在支撑结构部件上的形状闭锁器件不必单独固定在底盆上。所述形状闭锁器件能够几乎成本不变地在制造底板模块的过程中在底板模块上加工成型，并因此能够集成在为装配到汽车上而预先制备好的底板模块上。

此外，按照本发明一种扩展设计规定，所述底盆的形状闭锁器件和支承面彼此这样调谐或彼此这样几何地设计，即，使得当形状闭锁器件与支撑结构侧的对应支承面的上表面构成形状锁闭连接时，涂有粘合剂或粘合剂层的支承面贴靠支承与之配合的车身侧的支撑结构部件的对应支承面的下表面。

涂有粘合剂层或通过粘合剂层从下方紧贴支撑结构部件的底盆支承面能够借助与相对的对应支承面的上表面共同作用的形状闭锁器件固定。在此甚至可以考虑，所述形状闭锁器件能够在支承面和对应支承面之间产生或维持有对粘合剂硬化有利的压力。

按照本发明另一种有利的结构设计，所述形状闭锁器件能够设计成底盆侧壁的延长段并从支承面上凸出。在此可进一步考虑的是，所述形状闭锁器件近乎齐平地集成在底盆的侧壁上，所述底盆支承面在所述形状闭锁器件的向上伸出的自由端部部段之下向外延伸。

在此特别地规定，所述形状闭锁器件设计成柔性锁止钩。所述锁止钩在此具有助滑斜面和与之邻接的咬边用于与汽车车身的对应支承面构成卡锁连接。所述支承面与锁止钩构成与材料厚度和粘合剂层厚度相适配的容纳结构。

借助柔性化设计的锁止钩能够使底盆以简单的形式和方法夹在汽车车身的支撑结构部件上。在此在锁止钩和支撑结构部件的对应支承面之间形成夹紧连接。但也可考虑选择将相应的对应卡锁件或对应锁止件构造在车身方面。

按照本发明一种备选的结构设计可进一步规定，所述形状闭锁器件设计成在支承面的平面上突出的锁止器件，并且在此与设置在锁止器件位置上的对应支承面的通孔相配合。所述从支承面表面突出的并近似平行于支承面平面法线延伸的锁止器件在此能够穿过为了构成锁止连接设计的对应支承面的通孔。

所述锁止器件能够不依赖具体的几何结构而是借助斜面也可持续地为装配过程提供定位以及定心作用。在锁止钩或锁止拱顶上构成的助滑斜面能够产生精确的定位，尤其能够使底盆垂直于装配方向位移。

在所述结构设计中特别规定，所述形状闭锁器件反作用于外围施加的夹紧力径向向外展开，用于与穿过的对应支承面通孔构成促进粘合剂的粘合连接的形状闭锁。

由此在扩展设计中特别规定，所述锁止器件设计成带有至少两个径向可变形部段的蘑菇头销子或锁止拱顶的形式。所述销子的各个部段在此能够通过适配的裂口彼此分开，所述裂口可使销子部段垂直于支承面平面法线偏移。

所述销子的各部段可具有向其自由端部部段逐渐变细或变尖的带有斜面的型廓，因此在将销子插入为此设计的车身侧的通孔时，所述销子已经以足够的形式和方式被挤压，因此所述各个部段能够通过通孔并在径向展开之后与对应支承面构成形状闭锁。

在锁止器件或形状闭锁器件设计成蘑菇头销子的情况中，在车身侧的支撑结构部件的对应支承面上设计有相适配的通孔。而在底板模块侧的锁止器件设计成锁止钩状结构的情况中，车身侧的支撑结构部件在其对应支承面的区域中具有与锁止钩配合的型廓就已经足够。

在本发明另一种优选的结构设计中不依赖各单个形状闭锁器件的数量和造型地被证实有利的是，所述支承面至少沿三个侧边完全围住所述底盆的侧壁。在此特别规定，所述支承面在底盆位于汽车横向上的侧边上构成，因此所述底板模块支撑在在汽车横向上彼此间隔、各自基本在汽车纵向上延伸的汽车车身的纵梁上并借助粘合剂固定在纵梁上。

所述底盆的侧壁向前和向后(是指朝行驶方向和背离行驶方向)具有相适配的支承面，用于将底板模块例如也设置在在汽车纵向上彼此间隔、基本在汽车横向延伸的汽车车身横梁上。

在本发明一种有利的扩展设计中，所述形状闭锁器件具有至少一个给定断裂点，以便于在粘合剂硬化之后轻松拆除所述形状闭锁器件，或设定断裂槽，使得例如由于空间原因和为了增大可用结构空间沿断裂槽去除所述形状闭锁器件。

按照本发明另一独立方面进一步规定，汽车底板装置具有至少两个彼此间隔设置、优选彼此平行设置的支撑结构部件。该底板装置还具有设置在支撑结构部件上的带有底盆的底板模块，其中，所述底盆借助设计在底盆侧的支承面和支撑结构侧的对应支承面之间的粘合剂可固定在支撑结构部件上并借助至少一个在底盆上形成的形状闭锁器件固定在所述支撑结构部件上至少直到粘合剂硬化。

所述底板模块在此优选设计成塑料部件或塑料注塑部件或塑料成型体，并且借助至少一个在底盆上形成的形状闭锁器件至少在粘合剂硬化过程中固定在所述汽车车身的支撑结构部件上。

所述底板装置优选设计成汽车尾部底板装置，其中，所述底盆设计成位于汽车载货底板下方的扁平结构，该扁平结构例如用于备胎并相应具有备胎槽或用于容纳和固定所携带的工具的功能零件。

在本发明一种有利的结构设计中规定，底板模块侧的支承面借助一个或若干个粘合剂施加点与对应支承面固定，所述对应支承面设计成汽车车身侧面纵梁的向内、朝汽车中心突出的固定法兰。有利的是，向内、朝汽车中心定向并从侧面纵梁上突出的固定法兰沿着或在相应纵梁的底面的延长段上延伸。

因为这种车身部件经常设计成具有封闭横截面的中空斗室型材并且由一个或多个型材零件连接构成，必然会存在法兰部段，沿着所述法兰部段各个构成支撑结构部件的板状零件彼此连接，优选地彼此焊接。在此，这种在纵梁上延伸出的法兰部段用作对应支承面，以便与配有相适配的支承面的底板模块构成粘合连接。

按照本发明另一独立方面在制造技术方面设计一种将具有底盆的底板模块装配到一个或多个汽车支撑结构部件上的方法。在此，在底盆侧的支承面上和/或在与之配合的支撑结构部件的对应支承面上涂有至少一种单组分或多组分粘合剂。

在将粘合剂层涂在所述支承面和/或对应支承面上后，所述底板模块借助至少一个在底盆上形成的形状闭锁器件与支撑结构部件形状闭锁地连接至少直到粘合剂硬化。该形状闭锁连接在此这样进行，即，随着通过彼此配合的表面构成形状闭锁，所述支承面和对应支承面连同位于其间的粘合剂层必要时还在支承处保持施加预定压紧力的情况下相互贴靠在一起。

因为底板模块侧的形状闭锁器件优选设计成锁止器件或锁止钩，因此将底盆固定在汽车车身也不需要装配工具的辅助，大约通过简单的卡锁啮合就能实现。

在此特别规定，所述底板模块借助形状锁闭器件固定在支撑结构部件的法兰状设计的对应支承面上至少直到粘合剂硬化。若在其他的装配过程中需要另外的结构空间，也可在粘合剂硬化后将从法兰面上突出的固定器件拆除，例如通过将其弄断。

在这方面甚至可以考虑，所述成型的形状锁闭器件例如设有给定断裂点，以将从固定法兰突出的形状闭锁器件可控地和确定地弄断。

被证实特别有利的是，所述塑料的底盆尤其在其在凹槽壁或边缘部段上成型的形状锁闭器件的区域内在形状锁闭方向上有突出的力学方面的各向异性。

因此，例如可通过加强纤维的相应的定向布置，使得所述形状闭锁器件在纵向上比横向上强度更高。采用这种形式和方法所述形状闭锁器件例如能够沿汽车垂直轴线(Z)提供较高的刚性和强度，同时在与之垂直的方向上具有更高的弹性，所述弹性可支持用于构成形状锁闭的有利的弹性变形。

附图说明

底板模块以及其与汽车车身连接的其他目的、特征以及有利的应用可行方案结合以下对实施例的描述参照附图进一步阐述。在附图中：

图1显示的是从斜后方观察的尾侧底板装置的立体图，

图2显示的是在连接区域中底板模块连接结构放大的示意图，

图3显示的是按照图2的底板模块连接结构的横截面，

图4显示的是底板模块连接结构的另一种实施形式和

图5显示的是按照图4的底板模块的横截面。

具体实施形式

在图1中显示的是汽车尾侧的底板装置10。该仅局部显示的汽车车身具有左纵梁14以及在汽车横向(y)上间隔布置的右纵梁16。所述纵梁14、16分别向前伸入贴靠到弹簧支柱悬架15、17中。

在行驶方向上继续向前布置有横梁结构19，所述两个纵梁14、16在汽车横向(y)上通过该横梁结构19彼此连接。无论纵梁14、16的两个在此没有明显显示的自由端是否还与一个相配的横梁结构彼此连接，在横梁19和两个纵梁14、16之间延伸的区域中配设有一个由塑料制成的底盆12。

所述底盆12具有盆状结构，该盆状结构具有基本上平面状的底板部段20以及侧面竖起的侧壁部段22。如图3所示，侧壁部段22近似垂直于底板部段20延伸。优选地在侧面的侧壁部段20与底板部段20之间彼此构成90至120度的角度。

此外如图2和图3所示，底盆12在侧壁部段22向上突出的端部具有各个单独的、按照锁止钩形式设计的形状闭锁器件24以及与之垂直间隔的环绕的支承法兰25。该支承法兰25构成支承面，底盆12借助该支承面通过使用粘合剂26与纵梁14、16的配合的对应支承面18粘结地连接。

支承面25和锁止钩24在此与底盆12一体化构成，或者是集成在底盆12的侧壁部段22上。因此在制造技术方面，在将粘合剂层涂在对应支承面18的下表面和/或支承面25的上表面后，底盆12可置入规定的装配位置并在此借助卡锁元件24咬合在法兰状的向内伸出的对应支承面18上。

借助锁止钩或卡夹24获得的形状配合能够将底盆12保持在其预定的装配位置上直至粘合剂26硬化，并且彼此配合的、所述优选超过底盆整体外侧边缘延伸的支承面25和所述对应支承面18材料相连地并耐久地以及高强度地连接。

在此，对应支承面18优选地在图3中所示的横梁14的横截面的底面延伸段中构成。对应支承面18能够尤其通过两个板状零件30、28焊接而成，所述两个板状零件30、28在构成两个法兰部段18、32的情形下构成一个封闭的纵梁中空型材14。

除了向内伸出的固定法兰部段18，在车身侧面的纵梁14、16上不需要采取其他单独的、用于连接底板模块12的准备手段。

如图1所示，底板模块12既在左纵梁14、右纵梁16上又在横梁19的区域分别具有相对较长的卡锁元件24。作为替代性措施，当然也可在底板模块12各个所示的侧边上设置多个、彼此间隔布置的卡锁突起或锁止钩24这类固定器件。

在按照图4和图5的设计结构中显示了构成底板模块38和纵梁14的形状闭合连接的另一种可行方案。纵梁或其向内伸出的连接法兰14在此配设有各个单独的、彼此间隔布置的、在图4和图5中没有明显显示的通孔，按照蘑菇头销子或锁止拱顶形式设计的锁止元件或夹持元件34可穿过这些通孔。

所述销子式的形状闭锁器件34具有至少两个单独的部段36，该单独的部段36通过一个或多个裂口彼此分开。该裂口能够实现部段36在径向上的变形。在此也有利地规定，锁止拱顶34向其自由端，亦即向上逐渐变细地构成，以使其能够轻松地插入纵梁14的固定法兰18的相适配的通孔。

在此如图5所示，在销子34的两面都设置有粘合剂层26。

与按照图1至图3的结构设计不同，在此，底盆38的侧壁22仅具有向外伸出的、平行于纵梁14的对应支承面18设置的支承面25。

所示实施方式仅示出本发明的一些可能的构造方式，而其他大量变型方式都是可以想到的并且属于本发明的范围。在此示例性示出的实施例绝不应解释为对于本发明范围、适用性或者可行配置方式形成限制。上述说明仅向本领域技术人员提供一些实现本发明实施例的可行方式。因此对所述部件的功能和设置方式可以进行各种各样的变型修改，只要不脱离本申请权利要求书所限定的保护范围或其等同保护范围即可。

附图标记清单

10底板装置

12底盆

14纵梁

15弹簧支柱支座

16纵梁

17弹簧支柱支座

18对应支承面

19横梁

20底板部段

22侧壁

24锁止元件

25支承面

26粘合剂

28半壳件

30半壳件

32法兰部段

34锁止元件

36部段

38底盆

Claims (14)

1.一种用于汽车的带有底盆(12)的底板模块，该底盆在至少两个侧边的区域分别具有支承面(25)用于将底盆(12)支承在汽车车身的支撑结构部件(14、16)上并具有至少一个在底盆(12)上形成的形状闭锁器件(24；34)，所述底盆(12；38)借助该形状闭锁器件(24；34)至少暂时地固定在所述支撑结构部件(14、16)上，所述形状闭锁器件(24；34)具有至少一个给定断裂点，以便于在粘合剂硬化之后拆除所述形状闭锁器件(24；34)。

2.按照权利要求1所述的底板模块，其特征在于，所述形状闭锁器件(24；34)与所述底盆(12；38)的侧壁(22)一体化构成。

3.按照前述权利要求之一所述的底板模块，其特征在于，所述形状闭锁器件(24；34)设计成锁止元件。

4.按照权利要求1所述的底板模块，其特征在于，所述底盆(12；38)和所述形状闭锁器件(24；34)设计成塑料的。

5.按照权利要求1所述的底板模块，其特征在于，所述形状闭锁器件(24；34)和所述支承面(25)彼此这样设置，使得当形状闭锁器件(24；34)与所述支撑结构部件(14、16)的对应支承面(18)的上表面构成形状锁闭连接时，涂有粘合剂(26)的所述支承面(25)支承在与之配合的所述支撑结构部件(14、16)的对应支承面(18)的下表面。

6.按照权利要求2所述的底板模块，其特征在于，所述形状闭锁器件(24)在所述侧壁(22)的延长段上构成并从所述支承面(25)上突出。

7.按照权利要求1所述的底板模块，其特征在于，所述形状闭锁器件(24；34)设计成柔性锁止钩。

8.按照权利要求1所述的底板模块，其特征在于，所述形状闭锁器件(34)设计成从支承面(25)的平面上突出的锁止器件(34)，该锁止器件为此设计成穿过对应支承面(18)的相配合的通孔。

9.按照权利要求8所述的底板模块，其特征在于，所述锁止器件(34)设计成带有至少两个径向可变形部段(36)的蘑菇头销子的形式。

10.按照权利要求1所述的底板模块，其特征在于，所述支承面(25)至少沿三个侧边完全围住所述底盆(12；38)的侧壁(22)。

11.一种汽车底板装置，所述汽车底板装置具有至少两个彼此间隔设置的支撑结构部件(14、16)和设置在所述支撑结构部件(14、16)上的、带有底盆(12；38)的按照前述权利要求之一所述的底板模块，其中，所述底盆(12；38)借助设置在底盆侧的支承面(25)和支撑结构部件侧的对应支承面(18)之间的粘合剂固定在所述支撑结构部件(14、16)上并借助至少一个在底盆(12)上形成的形状闭锁器件(24；34)固定在所述支撑结构部件(14、16)上至少直到粘合剂(26)硬化。

12.按照权利要求11所述的底板装置，其特征在于，所述对应支承面(18)设计成侧面纵梁(14、16)的向内向汽车中部突出的固定法兰(18)。

13.一种将具有底盆(12)的底板模块装配到汽车的支撑结构部件(14、16)上的方法，其特征在于，

-在底盆侧的支承面(25)上和/或在与之配合的支撑结构部件(14、16)的对应支承面(18)上涂有粘合剂(26)并且

-所述底板模块借助至少一个在底盆(12；38)上形成的形状闭锁器件(24；34)与所述支撑结构部件(14、16)形状闭锁地连接至少直到粘合剂(26)硬化，

其中，所述形状闭锁器件(24；34)具有至少一个给定断裂点，以便于在粘合剂硬化之后拆除所述形状闭锁器件(24；34)。

14.按照权利要求13所述的方法，其特征在于，所述底板模块借助所述形状锁闭器件(24；34)固定在所述支撑结构部件(14、16)的法兰状设计的对应支承面(18)上至少直到粘合剂(26)硬化。