CN102730085A - 汽车车身的底板结构 - Google Patents

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CN102730085A CN201210077479XA CN201210077479A CN102730085A CN 102730085 A CN102730085 A CN 102730085A CN 201210077479X A CN201210077479X A CN 201210077479XA CN 201210077479 A CN201210077479 A CN 201210077479A CN 102730085 A CN102730085 A CN 102730085A
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U.米尔德纳
K.波尔
S.克里梅克
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Abstract

本发明涉及一种汽车车身的底板结构，该底板结构具有两个基本上在汽车纵向(x)上延伸的纵梁装置(12、14、16、18)，所述纵梁通过至少一个前部横梁(20、22)和后部横梁(24、26)相互连接，该底板结构还具有以及与设置在横梁(20、22、24、26)上方的底板(30)，该底板(30)配备有基本上在汽车纵向(x)上延伸并设置在底板(30)上方的加强元件(32)，所述加强元件(32)与至少一个前部横梁(20、22)并与后部横梁(24)在结构上连接。

Description

汽车车身的底板结构
技术领域
本发明涉及一种汽车车身的底板结构，其带有底板和多个沿汽车纵向彼此间隔的横梁。 
背景技术
在汽车车身制造中，底板或底部结构已知有不同的设计方案。在客舱的区域布置有至少两个侧面的纵梁结构，所述纵梁通过在汽车横向延伸的各个横梁彼此连接。此外，由这些部件构成的支承架可以配设有底板，该底板在很大程度上填充纵梁和横梁之间的空隙。 
大约居中地在纵梁结构之间设计有至少一个中间底槽，所述中间底槽要么一体化地集成在底板内，要么尤其在由多部段构成的底板中与各个底板部段邻接，这些底板部段与中间底槽单独连接。 
因此例如由专利文献DE602005003418T2已知一种由多个底板部件连接制成的底板。其具有前底板部段、与前底板部段邻接的斜梯段和后底板部段。其中，前底板部段设计成带有中间底槽区域，该底槽区域前端与仪表板相连，后端与斜梯段相连。 
用于汽车的新式驱动概念例如电驱动器或混合驱动器要求在汽车中携带附加的汽车电池或蓄电池。相应地需要为这种能量存储器提供相适配的结构空间。 
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种用于汽车车身的底板结构，其一方面能够简单廉价地制造和装配，另一方面有助于降低汽车的重量。 
此外，这种底板结构应该能够有效利用汽车底板或底部区域内现有的结构空间，尤其能够节省空间地安装其它功能件和汽车部件。此外，这种底板结构应该尤其为需要固定在汽车底板上的汽车部件提供具有扭转和扭曲刚性的支承结构。所述技术问题通过一种汽车车身的底板结构解决，该底板结 构具有两个基本上在汽车纵向上延伸的纵梁装置，所述纵梁通过至少一个前部横梁和后部横梁相互连接，该底板结构还具有设置在横梁上的底板，该底板配备有基本上在汽车纵向上延伸并设置在底板上方的加强元件，所述加强元件与至少一个前部横梁并与后部横梁结构上连接。此外，所述技术问题通过一种汽车车身以及一种汽车解决。 
因此设计一种用于汽车的底板结构，其具有两个基本上在汽车纵向上延伸的纵梁装置，所述纵梁通过至少一个前部横梁连接和在汽车纵向上与前部横梁间隔的后部横梁彼此连接。在此，所述两个纵梁装置在汽车横向上彼此间隔布置并基本上彼此平行延伸。 
在横梁上方且优选也在纵梁装置上方设置有底板。所述底板配备有基本上在汽车纵向上延伸或设置在底板之上、因此设置在汽车内室中的加强元件。在此，所述加强元件与至少一个前部横梁并与至少一个后部横梁在结构上(就是说以传递力的方式方法)连接。 
所述加强元件提高了底板结构的扭转或扭曲刚度，并且使得底板结构的至少两个在汽车纵向上彼此间隔布置的横梁相连。在此，加强元件全部布置在汽车车身的内部或干燥区域中。借助该加强元件可将由纵梁装置和横梁构成的车架结构进行分格，这种分格能够更好地吸收或向邻接的支承结构部件传递例如在碰撞情况下出现的纵向力或横向力。 
所述底板结构尤其用于座椅相对较高的汽车，例如运动型多功能车(SUV)或多用途车(MPV)。在这种已经具有较大离地间隙的汽车中，底板能够完全设置在所有支承结构部件之上，尤其在纵梁装置之上且在所有横梁之上。在此甚至可以考虑将位于前部乘客放脚空间内的前部底板区域在很大程度上设计为不带中间底槽。 
所述加强元件能够设置在传统的中间底槽装置的区域内，并替代或甚至改善中间底槽在底板结构上的稳定作用。通过相对较高布置的底板，在底板下方的结构空间可用于例如容纳燃料箱和/或汽车电池或蓄电池。 
按照一种优选的结构设计规定，加强元件既与底板又与前部的和后部的横梁直接连接。在此，后部的横梁例如可以设计为座椅横梁并且设置在汽车的前部座椅之下。 
通过加强元件与底板和至少两个横梁的直接连接，该加强元件能够将至少两个在汽车纵向上彼此间隔的横梁彼此结构连接以形成传递机械载荷的 路径。可能在汽车纵向和/或汽车横向上传递到前部横梁的力能够在一定程度上通过位于内部的加强元件传递到后部横梁上。 
此外，设置位于内部的、形式为加强元件的加强结构使得位于其下的底板可以设计得相对较薄，并且因此也可以减轻重量地且至少在汽车横向上一体化地连续设计。通过加强元件不仅与横梁、而且也与底板连接，底板也能够通过加强元件加强并相应地在机械上得到稳定。 
在此可进一步规定，加强元件大致居中地在两个侧面纵梁结构之间延伸。通过加强元件在汽车横向上的居中布置，能够形成一种对称结构，以将可能从相对的侧面传递到底板结构的力以相同的方式方法截留。 
按照另一种实施形式规定，加强元件至少区域性地设计为帽罩形型材状或双帽罩形型材状，因此加强元件在安装于底板结构上的装配状态时与位于其下的底板构成在很大程度上封闭的横截面型材。所述加强元件有利地具有向下朝向底板敞开并且设计为帽罩形型材状的横截面。通过将加强元件固定在底板上，可最终在加强元件的区域内构成封闭的横截面型材。 
为此，按照一种扩展形式，加强元件具有至少近似于环绕的以及向外伸出的法兰结构。加强元件能够借助该法兰结构与底板和/或与横梁固定地并且不可拆卸地连接。为此材料接合式连接是有利的，尤其是将加强元件与底板或加强元件与横梁焊接。 
所述法兰结构也能够根据加强元件的造型部分地中断，以使加强元件在底板的拐点区域中也能够尽可能连续地固定在该底板上。除了焊接之外原则上也可以采用如铆接以及粘接以及咬口连接这些连接技术。此外，加强元件的法兰结构或法兰形弯折的边缘对加强元件本身起到加固作用。 
按照另一种优选的结构设计，加强元件相对于汽车纵向(x)从前围板横梁延伸至沿行驶方向位于后方的座椅横梁。在此，座椅横梁有利地固定在纵梁装置上方并提供相对前部放脚空间升高了的底板部段，前部汽车座椅可固定在所述底板部段上。 
可进一步规定底板和加强元件不仅与一个，而是与两个在汽车纵向上彼此间隔布置的前部横梁连接。第一个前部横梁在此例如可以是前围板横梁，而在其后方设置在汽车上的第二个前部底板横梁设置在底板的前部放脚空间部段之前。所述前部底板横梁例如可以设置在从竖起的或斜向上延伸的前围板连接区域至底板的基本上水平设计的前部放脚空间区域的底板过渡区 域中。 
通过加强元件以及底板与至少三个在汽车纵向上彼此间隔设置的横梁分别单独地固定，可以进一步提高汽车以及其底板结构的结构刚度和抗扭刚度。 
按照另一种优选的结构设计，加强元件还可以在位于前部和后部横梁之间的部段中具有面向底板并与底板单独连接的凹槽。如果加强元件在此区域中按照帽罩形型材的形式设计，则所述加强元件在与底板单独连接的凹槽区域中具有按照双帽罩形型材的形式设计的横截面轮廓。 
如果加强元件在汽车横向(y)上配备有指向外的边缘侧的固定法兰部段，则加强元件能够(在汽车横向上观测)在延伸通过凹槽的横截面区域内三重地，即通过两个位于外侧的法兰部段和其凹槽区域与位于凹槽下方的底板连接。通过这种方式方法，底板的结构刚度能够借助加强元件以有利的方式提高。此外，通过采用加强元件，可以在总体上减小底板的壁厚并且因此降低底板结构的重量。 
按照另一种优选的结构设计，底板还可以一体化地、如必要也可不带中间底槽地设计。在此，底板在汽车横向上连续地从右侧纵梁结构延伸到左侧纵梁结构。此时，在原本需要设置中间底槽的区域内底板也可以在很大程度上设计为平坦的或连续的。 
取决于可能的、在底板下方延伸的功能件或汽车部件，例如万向节轴或排气装置，底板可以例如在加强元件的区域内还具有拱形结构。 
优选一体化设计的底板能够在汽车纵向上从位于前部的前围板横梁至少延伸至座椅横梁，如必要也可越过升高了的座椅连接区域延伸至后座脚跟板。为了过渡到座椅横梁，底板具有斜向上并且向后延伸的过渡区域。在相对前部放脚空间升高的底板部段下方，能够设置汽车其它的功能件，尤其是燃料箱或也可以是汽车电池或蓄电池。 
此外，在此规定底板与行驶方向相反地，即面向底板结构的后部区域至少略微地如必要时阶梯式地下沉，以构成后部放脚空间。所述后部的由底板构成的放脚空间在此位于前部放脚空间的水平面上方。基于底板布置在纵梁上方，整个底板总归相对较高地布置在汽车内。万向节轴或者排气装置因此能够在进一步升高设计的座椅连接结构的区域内以及在后部放脚空间的区域中完全在底板下方延伸，因此原则上不需要使底板在结构上配合位于其下 的汽车功能件。 
该底板在此区域可以具有沿汽车横向在很大程度上平坦设计的、无中间底槽的结构。所述座椅横梁设置在前部放脚空间与升高了的、构成座椅连接结构的底板部段的过渡区域中，该座椅横梁可以大约在纵梁装置之间的居中位置具有大概呈弧形的凹处，例如用于容纳排气装置或用于汽车全轮驱动的万向节轴。 
在此被证实有利的是，加强元件在凹处的区域内邻接后部横梁并通过其与后部横梁的连接在所述凹处区域内在结构上加强后部横梁。由于座椅横梁在几何上的适配而需要的凹处和因此必然引起的座椅横梁的削弱能够通过座椅横梁与位于内部空间的加强元件的直接连接在很大程度上得到弥补。 
此外需要注意的是，按照其它并列的方面，除了底板结构还设计了一种带有所述底板结构的汽车车身以及一种相应的汽车，尤其是运动多功能汽车或多用途汽车，其具有之前所述的底板结构。 
附图说明
所述底板结构的其它的目的、特征以及有利的应用在以下的实施例说明里参照附图阐述。在附图中： 
图1显示的是总共具有四个横梁的汽车车身车架结构的立体图； 
图2显示的是能够布置在参照图1的车架结构上的、连续而一体设计的底板的分离立体图； 
图3显示的是待布置在参照图2的底板之上的加强元件的分离图； 
图4显示的是图1所示的车架结构带有布置在其上的加强元件的情形； 
图5显示的沿着图4中切割线A-A剖切得到的横截面图； 
图6显示的是图5中所示横截面的左侧部分的放大图和 
图7显示的沿着图4中切割线B-B剖切得到的横截面图。 
具体实施方式
在图1至图7所示的底板结构10具有两个侧面的、在汽车横向(y)上彼此间隔的纵梁结构。前部的纵梁12、14在连接所述纵梁结构的前围板横梁20的区域中过渡为向后与行驶方向相反地延伸的前车架延长结构16、18。 
为了简便而称为纵梁的U形型材状设计的支承结构元件16、18此外与 前部底板横梁22以及进一步向后与第一后部横梁24和第二后部横梁26连接。尤其两个后部横梁24、26在此布置在纵梁16、18上方，并用于构成底板30的相对于放脚空间36升高设计的座椅连接部段38，如图2中独立显示的那样。 
既在x方向也在y方向上连续设计的底板30按照图2所示具有在汽车纵向(x)上彼此相互过渡连接的局部区域，例如向前并且斜向上方突出的前围板部段34、前部放脚空间部段36、与前部放脚空间部段36邻接的、斜向后并且向上方延伸的过渡区域37以及与过渡区域37邻接的、升高了的座椅连接区域38。再向后，与图中箭头所指的行驶方向相反，底板30阶梯状地经由梯段39过渡为用于后座乘客的后部放脚空间部段40。由此可见，后部放脚空间部段40位于比前部放脚空间部段36更高的水平面上。 
前部放脚空间部段36的水平面高度借助图2中点划线36’对比可见。在向前与前围板横梁20邻接的前围板部段34和升高设计的座椅连接部段38之间，大约居中地在纵梁16、18之间延伸有位于内部的、在图3中分离显示的加强元件32。 
然而这种让人联想到中间底槽结构的加强元件32不同于传统中间底槽地向下由底板30的沿汽车横向(y)连续设计的放脚空间部段36封闭。就这方面而言加强元件32没有构成用于容纳汽车功能件的空腔，而是仅仅或主要用于结构性地加强底板30。 
由于底板30位于全部横梁20、22、24、26之上以及两个纵梁16、18之上的位置，在前部放脚空间部段36中也根本未设计中间底槽，如果设计也只有相当小的尺寸范围。 
在图3中分离显示的加强件32具有帽罩形或双帽罩形的横截面型材，例如在图7中清晰所示。此外，加强件32具有环绕的法兰结构46、48、50，其中指向行驶方向的连接法兰46在安装于汽车车身上的状态中直接覆盖贴靠在底板的连接法兰42上，因此底板30可以与加强元件32一起在同一连接过程中，例如通过点焊并且在形成图6所示的焊点52的情况下与前围板横梁20相连。 
加强元件32的向后与行驶方向相反突出的隆起结构48也可以通过相似的方式方法贴靠在底板30的升高设计的座椅连接部段38上，并且在那既与底板部段38也与位于其下的大致呈L形的横梁24以及横梁24上水平设置 的上部连接法兰焊接。 
对应图5和图6中所示的横截面，甚至可在与第一后部横梁24邻接的连接区域中构成双腔式型材。一方面该底板30以斜向延伸的过渡部段37已经与横梁24构成了一个封闭的空腔。另一方面加强元件32又以其向后伸出的固定隆起结构48覆盖在上地在过渡区域37和凹槽过渡区域55之间构成另一空腔。 
除了在行驶方向上向前和向后伸出的固定法兰部段46、48，加强元件32还具有侧面的、在很大程度上连续设计的并向外伸出的法兰部段50，加强元件32借助该部段也可沿其纵向型材与位于其下的放脚空间部段36和/或与底板30的前围板部段34连接。 
相应地在图2中可见法兰结构50上的各焊点52。此外还规定，加强元件32仅在其前部和后部的与前部横梁20、22和后部横梁24的连接区域内具有向下敞开的帽罩形型材。在位于其间的、基本上在底板30的前部放脚空间部段36上延伸的区域，加强元件32具有向内凹陷的凹槽44，其凹槽底板54可单独与位于其下的底板部段36在汽车纵向上连接。 
在凹槽区域44内参照图6可见各个焊点52。加强元件32与位于其下的底板部段36由此实现的三重连接例如在图7的横截面B-B中示出。 
凹槽44向前(面向行驶方向)经由斜向延伸的凹槽过渡段53过渡为前部的型材部段47。加强元件32的凹槽过渡段53和前部型材部段47与同样在此区域内弯曲的底板30共同构成菱形结构，如在图5和图6的横截面中示出的那样。 
此外，在该过渡区域内设计有前部底板横梁22，其中，加强元件32、底板30和横梁22在三重重叠区域中彼此焊接。在此，底板36位于加强元件32的前部部段47、49和位于其下的前部底板横梁22之间。 
在加强元件32基本平行于底板部段36延伸的前部型材部段47与底板的前围板部段34邻接的区域中，在加强元件32上设计有向前且向上方伸出的型材部段49，在该型材部段39的前端上设计有固定法兰46。 
借助前部型材部段49和位于其下的、底板30向上伸出的固定法兰42可构成另一个空腔型材用以改善加强元件32与底板30的连接的结构刚度。 
此外，在图5中沿剖切线A-A的横截面中可知，底板30也与第二后部横梁26构成封闭的空腔型材。与行驶方向相反地邻接在升高的座椅连接区 域38上的过渡区域39在向后部放脚空间部段40的过渡区内封闭大约为L形的横梁26。此外，在图5中可知，既在汽车纵向(x)上也在汽车横向(y)上连续并一体化设计的底板30与后座脚跟板41邻接。 
最后在参照图7的横截面视图中显示的是加强元件32在其凹槽区域44中的双帽罩形型材状横截面轮廓。加强元件32的前部和后部型材部段47、48在此位于图7中类似驼峰状的边缘侧凸起60、62的平面中。在位于内部的凹槽区域中，所述两个型材部段60、62通过基本上设计为平坦的、或者其(凹槽底板)轮廓与位于其(凹槽底板)下的底板30相适配的凹槽底板54相连。 
所述边缘型材部段60、62通过侧颊部56向外分别过渡为向外伸出的固定法兰部段50。所述固定法兰部段50的定向和边缘轮廓随着设置在其下的底板30的放脚空间部段36的造型变化。如图7中所示，底板30可在所述放脚空间区域36中具有至少一个略微向内或向上指向的拱起或凸起58，用于例如为万向节轴64或排气装置66提供足够的结构空间。 
此外，在图1和图4中显示了在座椅横梁24下侧大约居中的位置设计有凹处28。该凹处具有大约与底板30的拱起58的轮廓相应的造型。因为不可避免地要在底板结构10下方布置万向节轴64或排气装置60，也需要在座椅横梁24上置这种凹处28。然而座椅横梁24由此产生的结构削弱能够通过与底板30以及与邻接在座椅横梁24的凹处28区域上的加强元件32的连接和重叠布置得到补偿，必要时也可进一步加强。 
所示的底板结构尤其用于具有较高离地间隙的车辆，尤其用于运动型多功能车或多用途车。通过将底板布置在纵梁之上以及通过形成相对前部放脚空间升高的座椅连接区域38，铺张成面状的底板30能够一体化设计，因此其可以连续地既从前部的前围板横梁20延伸至后座脚跟板41，也可以从左侧纵梁18和相应的门槛结构延伸至右侧纵梁16或相应的门槛结构。 
抬高的底板30使得如燃料箱或汽车电池的功能部件能够布置在前部座椅之下的汽车外部区域中。
所示实施方式仅示出本发明的一些可能的设计方案，而其它大量变形方式都是可以考虑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的保护范围、适用性或者可行配置方式的限制。上述说明仅向本领域技术人员提供了一种实现本发明实施例的可行方式。因此可以对 所述部件的功能和设置方式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 底板结构 
12 纵梁 
14 纵梁 
16 纵梁延长段 
18 纵梁延长段 
20 前围板横梁 
22 横梁 
24 座椅横梁 
26 横梁 
28 凹处 
30 底板 
32 加强元件 
34 前围板部段 
36 放脚空间部段 
37 过渡区域 
38 座椅连接部段 
39 过渡部段 
40 后部放脚空间 
41 后座脚跟板 
42 固定法兰 
44 凹槽 
46 固定法兰 
47 前部型材部段 
48 固定法兰 
49 型材部段 
50 固定法兰 
52 焊点 
53 凹槽过渡段 
54 凹槽底板 
55 凹槽过渡段 
56 侧颊部 
58 底板拱起部 
60 凹槽边缘 
62 凹槽边缘 
64 万向节轴 
66 排气装置。 

Claims (13)

1.一种汽车车身的底板结构，该底板结构具有两个基本上在汽车纵向(x)上延伸的纵梁装置(12、14、16、18)，所述纵梁通过至少一个前部横梁(20、22)和至少一个后部横梁(24、26)相互连接，该底板结构还具有设置在所述横梁(20、22、24、26)上方的底板(30)，该底板(30)配备有基本上在汽车纵向(x)上延伸并设置在底板(30)上的加强元件(32)，所述加强元件(32)与所述至少一个前部横梁(20、22)并与后部横梁(24)在结构上连接。
2.按照权利要求1所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)既与所述底板(30)又与所述前部和后部横梁(20、22、24)直接连接。
3.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)大约居中地在两个侧面的纵梁结构(12、14、16、18)之间延伸。
4.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)至少区域性地设计为帽罩形型材状或双帽罩形型材状，并与所述底板(30)构成封闭的横截面型材。
5.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)具有用于固定在所述底板(30)和/或固定在所述横梁(20、22、24)上的环绕的法兰结构(46、48、50)。
6.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)相对于汽车纵向(x)从前围板横梁(20)延伸至座椅横梁(24)。
7.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述底板(30)和所述加强元件(32)与第一和第二前部横梁(20、22)结构上连接，所述第一和第二前部横梁(20、22)相对于汽车纵向(x)设置在底板(30)的前部放脚空间部段(36)之前。
8.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)在位于前部和后部横梁(20、22、24)之间的部段中具有面向所述底板(30)并与该底板(30)单独连接的凹槽(44)。
9.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述底板(30)一体式地设计并在汽车横向(y)上连续地从右侧的纵梁结构(12、16)延伸到左侧的纵梁结构(14、18)。
10.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述一体式设计的底板(30)在汽车纵向(x)上从前围板横梁(20)至少延伸至座椅横梁(24)或延伸至后座脚跟板(41)。
11.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其特征在于，所述加强元件(32)与大约居中地设计在后部横梁(24)内的凹处(28)邻接并且在结构上加强该凹处。
12.一种具有按照前述权利要求之一所述的底板结构的汽车车身。
13.一种具有底板结构的汽车，其具有按照权利要求12所述的车身或具有按照权利要求1至11之一所述的底板结构。
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PB01 Publication
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