KR20160091269A - 하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법 - Google Patents

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홀거 할벡
토마스 크리스티안젠
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얀 니클라스 프랑에
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독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트
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Abstract

본 발명은 하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 자동차 차체(2)가 차체 골격 구조물(1) 및 바닥 모듈(4)을 구비하고, 차체 골격 구조물(1)이 구조물 프레임(3)을 구비하고, 바닥 모듈(4)이 섬유 복합체 구성요소이다.
본 발명에 따라, 바닥 모듈(4)은, 구조물 프레임(3)이 CDC 프로세스를 거친 후에, 구조물 프레임(3)에 연결된다.

Description

하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법{METHOD FOR PRODUCING A MOTOR VEHICLE BODY IN A HYBRID DESIGN}
본 발명은 특허 청구항 제1항에 따른 하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다.
금속 하이브리드 디자인의 탄소 섬유 보강형 플라스틱(CFRP)으로 이루어진 자동차 차체가 공지되어 있다. 하이브리드 디자인은 상이한 차체 구성요소에 대해서 상이한 재료를 이용하는 것을 의미하는 것으로 이해된다. 특히, 경량 차체를 실현하기 위해서, 여러 가지 금속 외에도 추가적인 상이한 재료, 예를 들어 마그네슘이 이용된다.
"모노코크(monocoque)"가 바람직하게 섬유 복합체 재료로부터 제조된다. 모노코크는 자동차 차체의 차량 셀(vehicle cell)을 포함하고, 그러한 자동차 차체의 차량 셀은 후방 벽 형태의 제1 벽, 제1 벽에 대향하는 단부 벽 형태의 제2 벽, 2개의 벽들 사이에 수용되고 자동차 차체의 길이방향으로 연장되는 터널을 포함하는 바닥, 및 관습적으로 바닥 상에서 길이방향으로 형성되는 문턱(sill)을 구비한다. 폐쇄형 자동차 차체에서, 모노코크가 필라 및 루프를 부가적으로 갖는다.
공개 출원 EP 2 615 013 A1호는 자동차 차체를 위한 섬유 보강형 수지로 형성된 모노코크를 개시하며, 그러한 모노코크는 차체 골격(bodyshell) 구조물의 본질적인 구성 부품이다. 모노코크는 차체 골격 구조물의 구조물 프레임 및 차체 골격 구조물의 바닥 모듈을 포함한다.
문헌 DE 10 2010 037 963 A1호는, 열가소성 물질로부터 제조된 모노코크를 가지는 자동차 차체를 개시한다. 그러한 재료는 사출 몰딩에 의해서 가공 처리될 수 있고 그에 따라 양산 제조에서 이용될 수 있다.
섬유 복합체 구성요소로서 제조된 바닥 구성요소를 가지는, 자동차 차체의 차체 골격 구조물이 특허 DE 10 2010 014 574 B4호로부터 얻어질 수 있다. 바닥 모듈에 더하여, 바닥 구성요소가 길이방향으로 형성된 문턱을 포함한다.
또한, 탄소 섬유 보강형 플라스틱으로 이루어진 바닥 모듈을 가지는 차체 골격 구조물이 문헌 DE 60 2005 003 588 T2, DE 101 64 675 A1 및 EP　1　224 111 B호에 개시되어 있다.
이제, 본 발명의 목적은, 자동차 차체를 비용-효과적으로 제조하기 위한 역할을 하는, 하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법을 구체화하는 것이다.
그러한 목적은, 본 발명에 따라서, 특허 청구항 제1항의 특징을 가지는 하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법에 의해서 달성된다. 유리하게, 본 발명의 바람직하고 중요한 개선예가 각각의 종속항에서 구체화되어 있다.
하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법은, 자동차 차체가 섬유 복합체 구성요소 형태의 구조물 프레임 및 바닥 모듈을 가지는 차체 골격 구조물을 구비한다는 점에서 구분되고, 상기 바닥 모듈은, 구조물 프레임이 CDC 프로세스를 거친 후에, 구조물 프레임에 연결된다.
섬유 복합체 구성요소를 금속 구성요소에 연결하는 것은 기본적으로 문제가 되는데, 이는, 섬유 복합체 구성요소의 부식 경향으로 인해서 그러한 곳에서 부식이 발생될 수 있기 때문이다. 특정 상황하에서, 섬유 복합체 재료는 매우 양호한 내식성을 갖는다. 섬유 복합체 재료가 탄소 섬유로 보강되는 경우에, 섬유 복합체 재료는 다른 재료와 접촉해야 비로소 쉽게 영향을 받는다. 접촉 부식 또는 틈새 부식으로서 발생할 수 있는, 언급된 전기 화학적 부식이 발생할 수 있다. CDC 프로세스에 의해서 금속 구성요소 상에 형성되는 층에 더하여, 탄소 섬유 보강형 재료가 이용될 때에도 바닥 모듈이 부식에 대해서 저항력을 가지도록, 차체 골격 구조물의 바닥 모듈에 대한 연결에 앞서서 부가적인 절연 층을 차체 골격 구조물에 도포할 수 있을 것이다.
금속의 제조 또는 코팅 프로세스 중에 발생하는 높은 온도가 부가적으로 문제가 된다. 만약 섬유 복합체 구성요소가 금속 구성요소에 연결된다면, 상이한 열팽창계수로 인해서 제조 또는 코팅 프로세스에서 상이한 열팽창이 발생한다. 또한, 상응하는 열의 영향으로 인해, 섬유 복합체 구성요소의 매트릭스의 강성도(rigidity)가 변화될 수 있다.
그에 따라, 특히 차체 골격 구조물의 금속 구조물 프레임은, 섬유 복합체 재료로부터 제조되는 바닥 모듈에 대한 연결에 앞서서, CDC 프로세스 - 캐소드 침지 코팅(cathodic dip coating) - 을 거치는 것, 그리고 그에 후속하여 바닥 모듈에 연결되는 것이 유리하다. 그에 따라, 바닥 모듈의 강성도 변화의 위험 및 상이한 열팽창의 위험이, 그리고 결과적으로 틈새 또는 균열이 방지될 수 있다.
본 발명에 따른 방법이 차체 골격 구조물의 하부면으로부터 차체 골격 구조물 내로 도입되는 바닥 모듈에 의해서 유리하게 보완될 수 있고, 그러한 바닥 모듈 및/또는 차체 골격 구조물이 결합 축(joining axis)을 따라서 이동된다. 차체 골격 구조물의 구조물 프레임은, 장착된 상태에서 CDC 프로세스를 함께 거친, 자동차 차체의 추가적인 본질적 요소, 예를 들어 루프, 흙받이, 도어, 등을 갖는 경우에, 차체 골격 구조물이 더 이상 분해될 필요가 없는데, 이는 바닥 모듈이 하부면으로부터의 위치에 결합될 수 있기 때문이다.
방법의 추가적인 유리한 구성에서, 바닥 모듈은 그러한 바닥 모듈의 내측 표면 상에서 외주방향(circumferential) 표면을 가지며, 그러한 외주방향 표면은 바닥 모듈의 완전한 외주에 걸쳐서 형성된다. 외주방향 표면이, 바람직하게 외주방향으로 폐쇄되어 형성되는 차체 골격 구조물의 결합 표면에 연결된다. 결과적으로, 차체 골격 구조물과 바닥 모듈 사이에서 폐쇄된 중첩 영역을 얻을 수 있는 가능성이 존재하고, 그러한 중첩 영역은 수분 침투와 관련하여 확실한 밀봉을 구현한다.
이는, 차체 골격 구조물을 지지하면서 수용하는 바닥 모듈에 의해서 추가로 개선된다. 바닥 모듈이 하부면으로부터 차체 골격 구조물 내로 결합될 수 있어서, 단순한 방식으로 달성되고, 동시에, 적어도 하부면 상에서 바닥 모듈의 중첩이 달성되어 추가의 확실한 밀봉을 제공한다. 하부면으로부터의 단순화된 피팅(fitting)을 위해서, 바닥 모듈의 바닥 요소 상에 형성된 외주방향 표면의 바닥 외주방향 표면들은 차체 골격 구조물을 지지하는 방식으로 수용하고, 그리고/또는 바닥 모듈의 후방 벽 상에 형성된 외주방향 표면의 후방 외주방향 표면들은 차체 골격 구조물을 부분적으로 지지하는 방식으로 수용한다.
밀봉 개선을 위해서, 바닥 모듈이 바닥 모듈의 내부 공간으로부터 먼 쪽에 형성된 외부 공간에 대해 차체 골격 구조물의 결합 표면의 영역 내에서 차체 골격 구조물을 밀봉하는 방식으로, 내부 공간을 가지는 바닥 모듈은 차체 골격 구조물 내로 도입될 수 있다.
만약 본 발명에 따른 방법이 차체 골격 구조물에 대한 바닥 모듈의 재료 결합 연결을 갖는 경우, 한편으로, 차체 골격 구조물과 바닥 모듈 사이에는 단순하게 형성될 연결이 달성될 수 있고, 다른 한편으로, 수분과 관련한 부가적인 밀봉으로서, 예를 들어 접착 연결 형태의 재료 결합 연결이 사용된다.
바닥 모듈과 차체 골격 구조물 사이의 힘 결합(force-fitting) 및/또는 형상 결합(form-fitting) 연결이 추가의 확실한 연결을 달성한다.
본 발명에 따른 방법은, 바닥 모듈을 차체 골격 구조물에 연결하기 전에, 바닥 모듈이 복수의 부품으로 형성되는 경우에, 개별적인 보상에 의한 공차에 대해 개선된 보상을 유리하게 가지며, 차체 골격 구조물에 대한 연결에 앞서서, 바닥 모듈의 개별적인 부품은
- 제1 단계에서, 느슨하게 결합되어 바닥 모듈 모델을 형성하고, 그리고
- 제2 단계에서, 바닥 모듈 모델이 차체 골격 구조물 내로 삽입되어, 삽입 중에, 차체 골격 구조물 내로의 피팅을 위해서 개별적인 부품들이 서로에 대해서 정렬되며,
- 제3 단계에서, 개별적인 부품이 차체 골격 구조물에 연결되고,
- 제4 단계에서, 개별적인 부품이 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 서로 연결된다.
전술한 방법에 대한 대안으로서, 차체 골격 구조물에 연결되기 전에 복수의 부품으로 형성된 바닥 모듈의 개별적인 부품들이 서로 독립적으로 차체 골격 구조물에 개별적으로 연결되고, 차체 골격 구조물에 대한 각각의 개별적인 부품의 연결 이후에, 개별적인 부품이 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 서로 연결된다. 특히 바람직하게, 제1 단계에서, 후방 벽이 차체 골격 구조물 내로 결합되고 후속하여 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 차체 골격 구조물에 연결되며, 제2 단계에서, 바닥 요소가 차체 골격 구조물 내로 결합되고 후속하여 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 차체 골격 구조물에 연결되고, 제3 단계에서, 단부 벽이 차체 골격 구조물 내로 결합되고 후속하여 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 차체 골격 구조물에 연결된다. 마지막으로, 제4 단계에서, 개별적인 부품들이 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 서로 연결된다.
또한, 여기에서, 개별적인 부품이 차체 골격 구조물의 하부 부분으로부터 차체 골격 구조물 내로 도입되는 것이 유리하고, 개별적인 부품 및/또는 차체 골격 구조물이 결합 축을 따라서 이동된다.
본 발명의 추가적인 장점, 특징 및 상세 내용이 바람직한 예시적인 실시예에 관한 이하의 설명으로부터 그리고 첨부 도면을 참조할 때 명백해진다. 상세한 설명에서 전술한 특징 및 특징들의 조합 그리고 도면에 관한 설명에서 이하에서 언급된 그리고/또는 단지 도면에서 도시된 특징 및 특징들의 조합은, 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고도, 개별적으로 제시된 조합으로 이용될 수 있을 뿐만 아니라, 다른 조합으로 또는 단독으로 이용될 수 있다. 동일하거나 기능적으로 동일한 요소에 동일한 참조 부호가 할당된다. 명료함을 이유로, 모든 도면에서 구성요소에 참조 부호가 제공되어 있지 않을 수 있으나, 그러한 경우에도 참조 부호의 할당의 의미를 상실하는 것은 아니다.
도 1은, 종래 기술에 따른 자동차 차체의 바닥 모듈을 가지는 차체 골격 구조물의 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1에 따른 바닥 모듈의 분해 사시도를 도시한다.
도 3은 여러 가지 구성요소의 횡단면을 도시하는, 조립체에서의 도 1에 따른 바닥 모듈의 사시도를 도시한다.
도 4는 섬유 복합체 구성요소로서 제조된 바닥 모듈의 분해 사시도를 도시한다.
도 5는 자동차 차체의 연장된 차체 골격 구조물의 분해 사시도를 도시한다.
도 6은 조립체 내의 연장된 차체 골격 구조물의 사시도를 도시한다.
도 7은, 여러 가지 결합 영역을 도시하는, 도 4에 따른 바닥 모듈과 함께 도 1에 따른 차체 골격 구조물을 사시도로 도시한다.
도 8은 추가적인 예시적 실시예에서 하부면, 차체 골격 구조물 및 바닥 모듈의 상면도를 도시한다.
종래 기술의 하이브리드 디자인의 자동차 차체(2)의 차체 골격 구조물(1)이 도 1에 따라 구성된다. 도 1은 구조물 프레임(3)을 가지는 차체 골격 구조물(1) 및 바닥 모듈(4)을 도시한다. 바닥 모듈(4)이 종래 기술에 따른 바닥 모듈(4)의 분해도로 도 2에 도시된 바와 같이 수 많은 개별적인 구성요소(5)로부터 조립되고, 그러한 개별적인 구성요소가 상이한 제조 프로세스들, 예를 들어 압출(extrusion)에 의해서, 제조되거나, 시트 금속의 형태 및/또는 주조물의 형태로 제조된다.
도 3은 종래 기술에 따른 바닥 모듈(4)을 조립된 상태로 도시한다. 또한, 여러 가지 개별적인 구성요소(5)의 횡단면(6)이 도시되어 있다. 개별적인 구성요소의 상응하게 이용되는 재료 및 형상에 맞춰 구성된, 개별적인 구성요소(5)의 상이한 횡단면들(6)이 강도를 기준으로 필요하고, 그에 따라 바닥 모듈(4)이 경량 디자인으로 제조될 수 있고, 동시에, 높은 정도의 강도 및 강성도를 갖는다. 수 많은 개별적인 구성요소(5)가 이러한 상이한 횡단면들(6)로 인해서 요구되고, 그에 따라 고비용이 초래되는데, 이는 수 많은 개별적인 구성요소(5)를 조립하여 모듈을 형성하는데 있어서 요구되는 높은 누적 지출비 때문이다.
자동차 차체(2)의 경량 구조물의 중량의 추가적인 감소와 관련하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 바닥 모듈(4)을 섬유 복합체 부품으로서 제조할 수 있는 가능성이 있다. 도 4에 도시된 바닥 모듈(4)이 바닥 요소(7), 이하에서 후방 벽으로 지칭되는 후방 제1 벽(8), 이하에서 단부 벽으로 지칭되는 전방-측부 제2 벽(9), 및 터널 쉘(shell)(28)로부터 조립된다. 4개의 요소(7, 8, 9, 28)가 요소(7, 8, 9, 28)의 결합 지점(10)에서 서로에 대해서 연결되고, 바람직하게 접착식으로 본딩되고, 상기 결합 지점은 그러한 요소와 대면하여 각각 형성되고, 그에 따라 완전한 바닥 모듈(4)이 결합 동작 이후에 형성된다.
완전한 바닥 모듈(4)에 비교하면, 바닥 요소(7), 후방 벽(8), 단부 벽(9) 및 터널 쉘(28)은 비교적 편평하고 콤팩트한 디자인이다.
특히, 섬유 복합체 구성요소를 제조하기 위해서 필수적인 다이 및 기계는, 바닥 모듈(4)을 단일편으로 제조하기 위한 기계 및 다이 보다, 작은 치수를 가지는, 바닥 모듈(4)의 이러한 제조 프로세스의 장점을 확인할 수 있다.
유사하게, 바닥 모듈(4)은 또한 바닥 요소(7), 후방 벽(8) 및 단부 벽(9)으로만 형성될 수 있을 것이다. 그러나, 발포체(foam)로부터 일반적으로 제조되는 코어(core)가 터널 내에 잔류하여 터널을 모델링한다. 이는, 한편으로 강성도 증가를 유도하고, 다른 한편으로 중량 증가를 유도한다. 이러한 연결의 장점은, 바닥 요소(7)의 제조를 위한 단지 하나의 공구의 이용에, 그리고 프로세스 단계의 수의 감소에 있다.
바닥 모듈(4)을 4개의 요소인 바닥 요소(7), 후방 벽(8), 단부 벽(9) 및 터널 쉘(28)로부터 제조하기 위해서, 바람직하게 무엇보다 먼저, 터널 쉘(28)을 바닥 요소(7) 상으로 위치시키고 그 바닥 요소에 연결한다. 그에 후속하여, 후방 벽(8)이 바닥 요소(7) 상으로 배치되고 단부 벽(9)이 후속하여 배치된다.
요소(7, 8, 9, 28)를 함께 결합하는 것이 종료되었을 때, 요소(7, 8, 9, 28)의 공동(구체적으로 도시되지 않음) 및/또는 채널(30)이 폐쇄되는 방식으로 결합 지점(10)이 배치되고, 그러한 채널은 요소(7, 8, 9, 28)의 각각의 모서리에 형성된다. 만약, 바닥 모듈(4)의 제조를 위해 터널 쉘(28)이 없다면, 터널 쉘(28)을 결합하기 위한 동작이 생략된다.
도 5는, 바닥 모듈(4)과 함께 차체 골격 구조물(1)을 부분적인 분해도로 도시한다. 차체 골격 구조물(1)이 루프(11), 전방 후드(12) 및 도어(13)를 추가적으로 구비한다. 도 6에서, 바닥 모듈(4)은 구조물 프레임(3)에 연결되나, 여기에서 명료함을 위해서 루프(11)는 도시하지 않았다.
자동차 차체(2)를 제조하기 위한 본 발명에 따른 방법에서, 일차적으로 금속 차체 조립체(1, 11, 12, 13)가 CDC 방법(음극 침지 코팅)에 의해서 개별적으로 또는 함께 코팅 및/또는 도색되고 이어서, 탄소 섬유 보강형 플라스틱으로 일차적으로 제조된 바닥 모듈(4)에 연결된다. 도시된 차체 조립체(11, 12, 13)에 부가하여, 차체 골격 구조물이 바닥 모듈(4)에 연결되기에 앞서서, 차체 골격 구조물(1)이 추가적인 차체 조립체 또는 차체 구성요소를 포함할 수 있다는 것이 명백하다.
바닥 모듈(4)이 차체 골격 구조물(1)의 하부면(14)으로부터 차체 골격 구조물(1) 내로, 특히 구조물 프레임(3) 내로 도입된다는 점에서, 본 발명에 따른 방법이 추가적으로 구분되고, 그러한 연결을 위해서, 바닥 모듈(4)이 결합 축(15)을 따라서 이동되고, 이에 대해서는 도 7을 참조할 수 있다. 재료 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식 및/또는 형상 결합된 방식으로, 상응하게 제공된 접촉 지점 및/또는 접촉 표면에서 서로 연결될 수 있도록 바닥 모듈(4) 및 차체 골격 구조물(1)이 배치될 때, 이동이 종료된다.
도시된 이러한 예에서, 결합 축(15)이 자동차 차체(2)의 차체 길이방향 축(16)에 수직으로 형성된다. 유사하게, 차체 골격 구조물(1)이 또한 결합 축(15)을 따라서 이동되거나, 2개의 부품 즉, 차체 골격 구조물(1) 및 바닥 모듈(4)이 결합 축(15)을 따라서 이동될 수 있다.
바닥 모듈(4)은 내측 표면(17)에서 접촉 표면으로서 형성된 외주방향 표면(18)을 갖는다. 상기 외주방향 표면(18)은 차체 골격 구조물(1)의 결합 표면(19)에 연결된다. 외주방향 표면(18)은 바닥 모듈(4)의 외주(20)에 걸쳐서 형성되고, 바닥 모듈(4)의 내부 공간(21)을 밀봉하기 위해서, 외주방향 표면이 외주(20)에 걸쳐서 완전하게 형성되며, 그러한 내부 공간은 자동차 차체(2)의 내부 공간에 상응한다. 내측 표면(17)은 내부 공간(21)을 향하도록 형성되고, 바닥 모듈(4)의 외측 표면(31)은 외부 공간(29)을 향하도록 배치되며, 그러한 외측 표면은 내측 표면(17)으로부터 먼 쪽으로 배치된다.
유사하게, 결합 표면(19)이 구조물 프레임(3)의 내측 외주(22)에 걸쳐서 완전히 형성되고, 그러한 내측 외주(22)의 범위가 외주(20)에 대해서 상보적인 방식으로 형성된다. 그에 따라, 외주(20)를 에워싸는 중첩 영역(23)이 차체 골격 구조물(1) 또는 구조물 프레임(3)과 바닥 모듈(4) 사이에 형성되고, 그에 따라 내부 공간(21)의 밀봉이 보장된다.
바닥 모듈(4)이 차체 골격 구조물(1)을 적어도 부분적으로 지지하는 방식으로 수용하고, 그러한 지지 수용은 외주방향 표면(18) 및 결합 표면(19)의 부분적인 표면 상에 존재하고, 그러한 부분적인 표면은 노면 평면(구체적으로 도시되지 않음)에 대해서 수직이다. 도시된 예시적인 실시예에서, 바닥 요소(7) 상에 형성된 외주방향 표면(18)의 바닥 외주방향 표면(24), 그리고 후방 벽(8) 상에 형성되고 바닥 요소(7)로부터 먼 쪽에 형성된 외주방향 표면(18)의 후방 외주방향 표면(25)은 차체 골격 구조물(1)을 지지하는 방식으로 수용한다.
외주방향 표면(18) 및 결합 표면(19)은 서로 대향하여 형성된다. 보장된 밀봉을 위해서, 외주방향 표면(18)과 결합 표면(19) 사이에 형성되는 접촉부가 외주(20)에 걸쳐서 완전히 생성될 수 있도록, 외주방향 표면(18) 및 결합 표면(19)은 편평하게 형성된다.
추가적인 방법 단계에서, 바닥 모듈(4)은 재료 결합 방식으로 차체 골격 구조물(1)에 연결된다. 전술한 추가적인 방법 단계에 이어서, 예를 들어 나사에 의한 결합 또는 중첩 영역(23) 내의 차체 골격 구조물(1)과 바닥 모듈(4) 사이의 힘 결합 및 형상 결합 연결이 후속될 수 있다. 또한, 바닥 모듈(4)은 단지 힘 결합 방식 및 형상 결합 방식으로 차체 골격 구조물(1)에 연결될 수 있다. 중첩 영역(23) 내의 밀봉 요소(구체적으로 도시되지 않음)의 제공이 밀봉 보호를 위해서 유리할 수 있을 것이다.
바닥 모듈(4)은 탄소 섬유 보강형 플라스틱으로부터 제조되고 구조물 프레임(3)의 부품과 함께 소위 모노코크를 형성한다.
차체 골격 구조물(1)에 연결되기 전에 바닥 모듈(4)은, 바람직하게 3개의 부품인 바닥 요소(7), 후방 벽(8) 및 단부 벽(9)으로 이루어진, 복수의 부품으로 형성될 수 있다. 만약 바닥 모듈(4)이 터널 쉘(28)을 부가적으로 구비한다면, 터널 쉘은 바닥 요소(7)에 체결된다. 제1 단계에서, 3개의 요소인 바닥 요소(7), 후방 벽(8) 및 단부 벽(9)은 함께 느슨하게, 다시 말해서 서로에 대해서 이동 가능하도록 결합되어 바닥 모듈 모델(구체적으로 도시되지 않음)을 형성하고, 그에 따라 3개의 데카르트 좌표(Cartesian coordinates)의 방향으로 변화될 수 있는, 외주(20)의 외주방향 윤곽(26)이 생성된다.
제2 단계에서, 바닥 모듈 모델이 차체 골격 구조물(1) 내로 삽입된다. 삽입 중에, 바닥 모듈(4)을 차체 골격 구조물(1)로 피팅하기 위해서, 요소들(7, 8, 9)은 서로에 대해서 정렬된다.
제3 단계에서, 요소들(7, 8, 9)은 재료 결합 방식으로 차체 골격 구조물(1)에 연결된다. 유사하게, 일체형으로 본딩된 연결이 발생되면, 후속하여, 제4 단계에서 요소들(7, 8, 9)은 바람직하게 탄소 섬유 보강형 플라스틱에 적합한 접착제로 연결되며, 요소들(7, 8, 9)은 탄소 섬유 보강형 플라스틱으로부터 제조된다.
본 발명에 따른 방법의 추가적인 변형예는, 요소(7, 8, 9)가 차체 골격 구조물(1) 내로 개별적으로 연결되는 것으로 이루어진다. 이러한 경우에, 제1 단계에서, 후방 벽(8)이 차체 골격 구조물(1) 내로 피팅되고, 재료 결합 방식으로 차체 골격 구조물에 연결된다. 제2 단계에서, 바닥 요소(7)가 차체 골격 구조물(1) 내로 피팅되고, 유사하게, 재료 결합 방식으로 차체 골격 구조물에 연결된다. 이어지는 제3 단계에서, 단부 벽(9)이 차체 골격 구조물(1) 내로 피팅되고, 유사하게, 재료 결합 방식으로 차체 골격 구조물에 연결된다. 그에 후속하여, 제4 단계에서, 요소들(7, 8, 9)이 재료 결합 방식으로 서로 연결된다.
도 7에서, 차체 골격 구조물(1) 및 바닥 모듈(4)을 포함하는, 자동차 차체(2)에 부가하여, 결합 또는 중첩 영역(23) 내의 상이한 단면도들(27)이 도시되어 있다. 이러한 지점에서, 종래 기술에서 도시된 모노코크와 대조적으로, 자동차 차체(2)의 문턱(32)이 구조물 프레임(3) 상에 형성되고 그에 따라, 바닥 모듈(4)에 연결되기에 앞서서, 구조물 프레임과 함께 CDC 프로세스를 거치는 것을 주목하여야 할 것이다.
상기 문턱은 2가지 기능을 충족시켜야 한다. 한편으로, 차체 골격 구조물(1)은, 바닥 모듈(4)이 없는 상태로, CDC 프로세스 및 나머지 제조 라인을 통해서 이동될 수 있도록, 문턱이 충분한 경직성을 가져야 한다. 다른 한편으로, 본 발명에 따른 자동차 차체(2)를 가지는 자동차의 동작 중에, 섬유 복합체 재료로부터 제조된 바닥 모듈(4)이 손상되지 않도록 보장되어야 한다. 그에 따라, 바닥 모듈(4)의 영역 내에서, 특히 외주방향 표면(18) 및 결합 표면(19)이 중첩되는 영역 내에서, 대각선 방향 스트럿(33)을 문턱(32)의 횡단면적 프로파일 내로 도입하는 것에 의해, 문턱(32)의 강성도가 증대되었다.
도 8은 본 발명에 따른 방법에 의해서 제조된 변형예에서 하부면(14), 차체 골격 구조물(1) 및 바닥 모듈(4)을 상면도로 도시한다. 이러한 도면에서, 중첩 영역(23)은 바닥 모듈(4)의 완전한 외주(20)에 걸쳐서 형성되고, 그에 따라 내부 공간(21)은 외부 공간(29)에 대해 밀봉된다는 것을 확인할 수 있을 것이다.
1 차체 골격 구조물
2 자동차 차체
3 구조물 프레임
4 바닥 모듈
5 개별적인 구성요소
6 횡단면
7 바닥 요소
8 후방 벽
9 단부 벽
10 결합 지점
11 루프
12 전방 후드
13 도어
14 하부면
15 결합 축
16 차체 길이방향 축
17 내측 표면
18 외주방향 표면
19 결합 표면
20 외주
21 내부 공간
22 내측 외주
23 중첩 영역
24 바닥 외주방향 표면
25 후방 외주방향 표면
26 외주방향 윤곽
27 단면도
28 터널 쉘
29 외부 공간
30 공동
31 외측 표면
32 문턱
33 대각선방향 스트럿

Claims (13)

  1. 하이브리드 디자인의 자동차 차체를 제조하기 위한 방법으로서, 자동차 차체(2)는 차체 골격 구조물(1) 및 바닥 모듈(4)을 구비하고, 차체 골격 구조물(1)은 구조물 프레임(3)을 구비하고, 바닥 모듈(4)은 섬유 복합체 구성요소인, 자동차 차체를 제조하기 위한 방법에 있어서,
    바닥 모듈(4)은, 구조물 프레임(3)이 CDC 프로세스를 거친 후에, 구조물 프레임(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 바닥 모듈(4)은 차체 골격 구조물(1)의 하부면(14)으로부터 차체 골격 구조물(1) 내로 도입되고, 바닥 모듈(4) 및/또는 차체 골격 구조물(1)은 결합 축(15)을 따라서 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)은, 바닥 모듈(4)의 내측 표면(17) 상에 형성된 외주방향 표면(18)을 갖고, 상기 외주 방향 표면은 차체 골격 구조물(1)의 결합 표면(19)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)은 차체 골격 구조물(1)을 지지하는 방식으로 수용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 내부 공간(21)을 가지는 바닥 모듈(4)은, 바닥 모듈(4)의 내부 공간(21)으로부터 먼 쪽에 형성된 외부 공간(29)에 대해 차체 골격 구조물(1)의 결합 표면(19)의 영역 내에서 차체 골격 구조물(1)을 밀봉하는 것을 특징으로 하는 방법.
  6. 제3항에 있어서, 바닥 모듈(4)의 바닥 요소(7) 상에 형성된 외주방향 표면(18)의 바닥 외주방향 표면(24)이 차체 골격 구조물(1)을 지지하는 방식으로 수용하고, 그리고/또는 바닥 모듈(4)의 후방 벽(8) 상에 형성된 외주방향 표면(18)의 후방 외주방향 표면(25)이 차체 골격 구조물을 부분적으로 지지하는 방식으로 수용하는 것을 특징으로 하는 방법.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)은 재료 결합 방식으로 차체 골격 구조물(1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)은 힘 결합 및/또는 형상 결합 방식으로 차체 골격 구조물(1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)을 차체 골격 구조물(1)에 연결하기 전에, 바닥 모듈(4)은 복수의 부품으로 형성되고, 차체 골격 구조물(1)에 연결되기 전에 바닥 모듈(4)의 개별적인 부품(7, 8, 9)은
    - 제1 단계에서, 느슨하게 결합되어 바닥 모듈 모델을 형성하고,
    - 제2 단계에서, 바닥 모듈 모델이 차체 골격 구조물(1) 내로 삽입되어, 삽입 중에, 차체 골격 구조물(1) 내로의 피팅을 위해서 개별적인 부품(7, 8, 9)은 서로에 대해서 정렬되며,
    - 제3 단계에서, 개별적인 부품(7, 8, 9)은 차체 골격 구조물(1)에 연결되고,
    - 제4 단계에서, 개별적인 부품(7, 8, 9)은 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)을 차체 골격 구조물(1)에 연결하기 전에, 바닥 모듈(4)은 복수의 부품으로 형성되고, 차체 골격 구조물(1)에 연결되기 전에 바닥 모듈(4)의 개별적인 부품(7, 8, 9)은
    - 제1 단계에서, 결합되어 바닥 모듈(4)을 형성하고,
    - 제2 단계에서, 바닥 모듈(4)은 차체 골격 구조물(1)에 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  11. 제1항 또는 제2항에 있어서, 바닥 모듈(4)을 차체 골격 구조물(1)에 연결하기 전에 바닥 모듈(4)은 복수의 부품으로 형성되고, 우선 개별적인 부품(7, 8, 9)은 서로 독립적으로 차체 골격 구조물(1)에 개별적으로 연결되고, 각각의 개별적인 부품(7; 8; 9)을 차체 골격 구조물(1)에 연결한 후에, 개별적인 부품(7, 8, 9)은 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    - 제1 단계에서, 후방 벽(8)은 차체 골격 구조물(1) 내로 결합되고, 후속하여 차체 골격 구조물에 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 연결되고,
    - 제2 단계에서, 바닥 요소(7)는 차체 골격 구조물(1) 내로 결합되고, 후속하여 차체 골격 구조물에 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 연결되며,
    - 제3 단계에서, 단부 벽(9)은 차체 골격 구조물(1) 내로 결합되고, 후속하여 차체 골격 구조물에 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 연결되며,
    - 제4 단계에서, 개별적인 부품(7, 8, 9)은 재료 결합 방식 및/또는 형상 결합 방식 및/또는 힘 결합 방식으로 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 방법.
  13. 제11항에 있어서, 개별적인 부품(7, 8, 9)은 차체 골격 구조물(1)의 하부 부분(14)으로부터 차체 골격 구조물(1) 내로 도입되고, 개별적인 부품(7, 8, 9) 및/또는 차체 골격 구조물(1)은 결합 축(15)을 따라서 이동되는 것을 특징으로 하는 방법.
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