汽车的底板结构的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种汽车底板结构，所述汽车底板结构具有包含上部壳件(23)和下部壳件(20)的第一纵梁，该纵梁跨过后桥(3)并且至少延伸至客舱(5)的下方。该纵梁在后桥(3)和客舱(5)之间的过渡区域中具有至少一个壁件(29；30)，所述壁件材料加倍地固定在上部壳件和下部壳上件(23；20)。
【专利说明】汽车的底板结构
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车的底板结构，所述底板结构具有由上部壳件和下部壳件组合而成的纵梁。这种底板结构在已公开的德国专利申请DElO 2012008 025.5中被描述。
【背景技术】
[0002]这种底板结构的纵梁以技术上常见的方式具有后部部段，所述后部部段水平地在车辆纵向上沿车辆的行李厢延伸，并具有基本直线地跨过车辆的客舱的部段和使前述两个部段相互连接并且为此在车辆的后桥与客舱之间的过渡区域中向汽车纵向倾斜延伸的部段。当所述车辆遭遇碰撞时并且纵梁必须承受沿车辆纵向的很高的力，则这种倾斜的过渡区域承受特别高的负载。为了避免纵梁首先在所述过渡区域因负载而损坏，则所述过渡区段必须设计得比沿车辆纵向定位在该过渡区段之前和之后的纵梁部段更加坚固。这种跨过纵梁的可变结构可以通过使用深冲的上部壳件和下部壳件轻易实现；然而因为壳体的壁厚通过在深冲过程中被用作原材料的板材被限定在很窄的范围内，则基本上仅能通过扩大的横截面实现纵梁在过渡区域中较高的负载性能，通过扩大的横截面则会造成在行李厢和客舱中的空间损失。
【发明内容】
[0003]本发明的技术方案所要解决的技术问题在于，提供一种汽车底板结构，其中，能在横截面紧凑的情况下实现纵梁在后桥和客舱之间的过渡区域中的高负载性。
[0004]所述技术问题按照本发明的技术方案这样解决，即在汽车的底板结构具有包含上部壳件和下部壳件的第一纵梁，其中，该纵梁跨过后桥并且至少延伸至客舱下方，该纵梁在后桥和客舱之间的过渡区域中具有至少一个壁件，所述壁件材料加倍地固定在上部壳件和下部壳件上。这种材料加倍的结构提供了这种可能，即能够对纵梁的整体壁厚进行调整并且通过壳件和壁件的相互叠置的材料对高负载区域进行加固。在壳件和壁件相互固定的区域中加倍的壁厚在纵梁横截面较小的情况下提供了过渡区域的高负载性能。
[0005]通过至少一个壳件和壁件分别具有纵向延伸的弯曲区域，并且壁件在弯曲区域两侧固定在壳将上，可以进一步提高过渡区域的负载性能。壁厚加倍的区域因此在弯曲区域两侧延伸，并且通过弯曲区域额外地进行结构上的加固。当壳件具有配备两个侧臂和连接所述侧臂的底板的U形横截面时，壳件的上述弯曲区域在其中一个侧臂和底板之间延伸。在底板和另外一个侧臂之间的第二弯曲区域则用于装配第二壁件。
[0006]按照本发明的一种技术方案，壁件包含直立的壁面和从直立的壁面开始在上边缘和下边缘沿相反方向弯折的凸缘。在此情况下，壁件的弯曲区域可以在直立的壁面和凸缘之间延伸。凸缘的不同指向简化了纵梁的分步式组装，例如通过壁件首先在弯曲区域两侧与其中一个壳件接合，接着壁件的尚且自由的凸缘与第二壳件接合。
[0007]具有弯曲区域的壳件优选是下部壳件，并且壁件的要固定在下部壳件上的下部凸缘跟随下部壳件沿汽车纵向向前下倾。
[0008]上部凸缘可以比下部凸缘程度较小地下倾，所述上部凸缘甚至可以水平延伸，因此壁件在壁件的向前分散的凸缘之间具有前部边缘。
[0009]壁件的前部边缘可以被用于接合脚踏板，所述脚踏板构成对客舱后侧的封闭。
[0010]至少一个第一壳件可以具有至少一个深冲件，壁件固定在深冲件上。
[0011]深冲件可以构成整个第一壳件，但是当第一壳还具有至少一个沿汽车纵向定向的冷弯成型件时，还可以在制造时实现更高的灵活性。壳件的这种多构件的构造允许深冲件的尺寸保持得较小，因此可以使用相应较小和廉价的深冲工具。为了能够廉价地制造用于不同的汽车模块(所述汽车模块尤其在其长度上不同)的汽车底板结构，不同的模块可以由深冲件与相同的或仅在模块长度上不同的并且因此通过切割连续材料而廉价制造的冷弯成型件组合而成。
[0012]冷弯成型件尤其可以接合在深冲件的后部接头上，并且延伸至后桥后方。
[0013]第二壳件可以以相似方式具有深冲件和冷弯成型件，其中两个壳件的冷弯成型件可以相互连接成中空型材。
[0014]第一壳件的深冲件还具有前部接头，冷弯成型件接合在前部接头上，用于从该处开始在客舱下方延伸。冷弯成型件显然既也可以安置在深冲件的前部也可以安置在后部接头上。
[0015]第二纵梁优选相对第一纵梁镜像构成，并且所述纵梁通过横梁相互连接成类似梯子的结构。
[0016]通过也将横梁用于冷弯成型件可以以简单的方式提供不同长度的、具有相同横截面的横梁，因此在使用大量相同构件的情况下合理地制造不同宽度的车身底板结构。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]本发明的其他特征和优点由以下结合附图对实施例的说明得出。在附图中:
[0018]图1示出按照本发明的底板结构的零件在车辆中的定位的侧视图；
[0019]图2示出沿车辆的纵向中心面对分的底板结构的立体图；
[0020]图3示出图2的底板的纵梁；
[0021]图4已拆解成上部壳件和下部壳件的纵梁；
[0022]图5示出由另一视角观察的纵梁的下部组件；
[0023]图6示出下部组件的部件的拆解图；
[0024]图7示出沿图3的VI1-VII平面剖切所得的截面；和
[0025]图8示出上部壳件的深冲件。
【具体实施方式】
[0026]图1示出汽车的侧视图，其中使用按照本发明的底板结构。处于车辆内部的底板结构包括两个纵梁，所述纵梁在车辆的右侧和左侧相互镜像地延伸，并且在图1中通过虚线在车辆的后部中示出所述纵梁的走向。纵梁在车辆的整个长度上延伸，即从前保险杠延伸至后保险杠，但是所述纵梁在车辆的前部部分中的走向没有被示出，因为这对于本发明并不重要。在图1中示出的纵梁的部分被分成后部纵梁部段1、过渡部段7和中间纵梁部段9。后部纵梁部段I从后保险杠2开始基本水平地向前延伸。在后桥3的每一侧连接有过渡部段7，所述过渡部段延伸至车辆的客舱5中的后排座4下方，并且过渡部段的上侧将后部纵梁部段I的上侧水平地向前延长。过渡部段7的下侧向前下倾，用于与中间纵梁部段9相连，中间纵梁部段9在客舱5下方向前延伸。在过渡部段7的前缘上在座椅4的前缘下方安装脚踏板6。
[0027]图2示出图1中的车辆的车身的底板结构的后部区域的立体图。该视图示出，相对行驶方向的右侧纵梁的部件具有部段1、7，以及分别沿纵向中心面平分的、三个相互与纵梁相连接的横梁10、11、12。横梁10、11、12分别由两个沿横梁边缘相互焊接的板组合而成。对于在最前的横梁12来说，所述板之一是脚踏板6。冷弯成型的型材13接合在脚踏板6的背侧，并且与脚踏板焊接成具有封闭横截面的空腔。横梁12的右端被过渡部段7的附加部分14遮盖。在附加部分14下方可以看到用于在图2中未示出的中间纵梁部段9的接头15。
[0028]中间横梁11由两个冷弯成型的、具有帽罩形横截面的型材16、17组成，所述型材沿型材的纵向边缘相互焊接。
[0029]后部横梁10也由两个冷弯成型的型材组合而成，所述型材在此构成向后敞开的横截面。该横截面在稍后的制造阶段中通过车身板补充为中空型材。
[0030]图3示出没有横梁10、11、12的后部纵梁部段1，用于区分横梁与为固定横梁而设置的后部纵梁部段I的附加部分。中间横梁11在此配备两个附加部分18、19，所述附加部分分别在其远端具有与冷弯型材16、17适配的帽罩形横截面，并且所述附加部分既相互焊接而且还与内侧21、上侧22和在图中未示出的纵梁部段I的底侧焊接。
[0031]图4示出图3中的后部纵梁部段I部分的拆解视图，所述后部纵梁部段的部分被拆解为上部壳件23和组件24。上部壳件23包括深冲的前部部段25和冷弯的后部部段26，所述前部部段配属于纵梁的过渡部段7，所述后部部段26属于后部纵梁部段I。部段25、26在附加部分18的高度上相互焊接，其中前部部段和后部部段25、26的相互重叠的并且相焊接的凸缘大体上被附加部分18遮盖。组件24同样包括作为后部纵梁部段I的一部分的冷弯成型的后部部段27和作为过渡部段7的一部分的被深冲成槽形的前部部段28，所述前部区段28和后部区段27大致在附件19的附近相互焊接成下部壳件20。
[0032]在部段25和28之间向前不断增大的间距通过组件24的两个深冲的壁件29、30填充。壁件29、30在其前缘上分别具有大致为直角的切口 31，所述切口被成型用于支承横梁12的冷弯成型的型材13。因为附件14遮盖脚踏板6的侧端，则横梁12必须先定位和固定在上部壳23和底板结构24之间，之后将上部壳件23和组件24接合，并且沿着冷弯成型的后部部段26、27的凸缘32、33或前部部段25和壁件29、30的凸缘34、35进行焊接。由此纵梁之间的间距在安置横梁10、11之前被确定。
[0033]用于固定中间横梁11的附件18、19不同程度地向车辆中心突出，因此中间横梁11能够在上部壳件23与组件24连接后从上方安置在附加部分18、19上并且与附加部分焊接。
[0034]图5示出由另外的视角(从汽车的外侧)观察到的组件24。在此可以清楚看到在冷弯成型的后部部段27和壁件29、30之间的接合位置以及多个从侧面接合在外部壁件30或前部部段28上的部件，所述部件是基本水平的、具有容纳孔38的板37、同样基本水平的适配板39，所述适配板用于轴3的转向器的固定元件40 (第二固定元件41设置在深冲的前部部段28中)，以及基本垂直的板42，所述板弥补了板37和适配板39之间的高度差并且通过焊接在板37与适配板39之间而对板37和适配板39进行加固。
[0035]图6以拆解视图示出组件24。在此可以看出，前部的部段28具有基本呈U形的横截面，所述横截面具有两个侧臂43和连接所述侧臂43的底板44，并且壁件29、30分别具有竖直的壁面45，凸缘35从所述壁面的上边缘开始向分别相反的方向弯折，于此相对地，在壁面45的下边缘上弯折的凸缘36相向地延伸。
[0036]图7示出沿在图3中以VI1-VII示出的平面剖切纵梁的过渡部段7所得的横截面。在壁面45的上边缘上相离延伸的凸缘35焊接在上部壳件34的前部部段25上；相向延伸的凸缘36贴靠在底板44上，并且与凸缘36邻接的壁面45的下部边缘区域46接触侧臂43。前部部段28因此几乎在其整个横截面上通过壁件29的材料层被加固。因为材料加倍的结构分别在侧臂43和底板44之间延伸的弯曲区域47两侧延伸，并且前部部段28与壁件29、30通过在弯曲区域47两侧的焊点48相连，所以纵梁即使在部段25、28和壁件29、30的壁厚较小时也能首先在纵梁的下部区域被有效地加固，并且因此即使横截面很小也可以承载较大的负载。
[0037]此外，纵梁的由成型件9、25、26、27、28、29、30构成的上述构造简化了不同车身类型的制造，车身类型在客舱5的长度方面也在客舱后连接的行李厢8(参照图1)的长度方面不同。因为冷弯成型的后部部段26、27作为连续材料以供使用，因此可以简单地实现行李厢的不同长度或车尾部的不同的值dl(参照图1)其中，部段26、27分别由连续段被截成所需要的长度。但是为了与改变的车尾部dl相适配地改变轴距d2和在脚踏板6的位置上方的客舱5的长度并且保持车身的均衡比例，在此提供前部部段25、28和壁件29、30的不同的模块。
[0038]图6分别相互重叠地示出组件24的前部部段28和壁件29、30的两个不同模块，其中较长的模块分别以虚线示出。前部部段28的两个模块的区别仅在于用于中间纵梁部段9的接头15的长度，该长度在较长的模块中增加了 I。前部部段28的两个模块因此可以廉价地制造，各个具有模块专属性的不同长度的坯料至少部分地借助具有模块一致性的相同的成型工具深冲而成。
[0039]对于壁件29、30，下部凸缘36分别在两个所示的模块中形状相同，并且仅在较长模块中继续向前延伸一段距离1，用于将通过材料加倍构成的加固结构延伸至前部接头
15。上部凸缘35以及支承冷弯型材13的切口 31在较长的模块中在保持其造型的情况下向前移动一段距离s，该距离s可以选择短于、等于或长于长度差I。无论s和I值为多少，下部凸缘36在壁件29、30的不同模块中都可以通过相同的工具组成型和剪裁；只有在成型上部凸缘35时才按照s的值使用专属的工具。
[0040]通过相互独立地设定I和s的值，脚踏板6的位置和轴距d2可以分别相互独立地改变；在图6所示的两个模块中较长的那个中的间距d2比较小的模块中的间距大1，而脚踏板6比后桥3的间距大S，并且因此客舱5的长度增大了差值1-s。
[0041]对应前部部段28和组件24的壁件29、30的不同的模块，必须也提供上部壳件23的前部部段25的不同的模块。前部部段的两个这种模块在图8中以相叠方式显示。在此也可以简单地看出，需要两组冲压工具，用于成型任意多的前部部段25的不同长度的模块，即一组用于成型与内部壁件29的上部凸缘35相适配的凸缘49和贴靠在外部壁件30的凸缘35上的面，以及一组用于成型在前部部段25的与凸缘49对置的边缘上的凸缘50，所述凸缘50被设置用于固定在轮罩上。
[0042]附图标记清单
[0043]I后部纵梁部段
[0044]2保险杠
[0045]3后桥
[0046]4后排座
[0047]5客舱
[0048]6脚踏板
[0049]7过渡部段
[0050]8行李厢
[0051]9中间的纵梁部段
[0052]10横梁
[0053]11横梁
[0054]12横梁
[0055]13冷弯成型的型材
[0056]14附加部分
[0057]15接头
[0058]16冷弯成型的型材
[0059]17冷弯成型的型材
[0060]18附件
[0061]19附件
[0062]20下部壳件
[0063]21内部侧边
[0064]22上侧
[0065]23上部壳件
[0066]24组件
[0067]25前部部段
[0068]26后部部段
[0069]27后部部段
[0070]28前部部段
[0071]29壁件
[0072]30壁件
[0073]31切口
[0074]32凸缘
[0075]33凸缘
[0076]34凸缘
[0077]35凸缘
[0078]36凸缘
[0079]37板
[0080]38容纳孔
[0081]39适配板
[0082]40固定元件
[0083]41固定元件
[0084]42板
[0085]43侧臂
[0086]44 底板
[0087]45壁面
[0088]46下部边缘区域
[0089]47弯曲区域
[0090]48焊点
[0091]49凸缘
[0092]50 凸缘
【权利要求】
1.一种汽车底板结构，具有包含上部壳件(23)和下部壳件(20)的第一纵梁，该纵梁跨过后桥(3)并且至少延伸至客舱(5)的下方，并且该纵梁在后桥(3)和客舱(5)之间的过渡区域中具有至少一个壁件(29 ;30)，所述壁件材料加倍地固定在所述上部壳件(23)和所述下部壳件上(20)。
2.按照权利要求1所述的底板结构，其中，所述壳件中的至少一个(20)和所述壁件(29 ；30)分别具有纵向延伸的弯曲区域(47)，并且所述壁件(29 ；30)在弯曲区域(47)两侧固定在所述壳件上。
3.按照权利要求2所述的底板结构，其中，所述壳件中的一个(20)具有配备两个侧臂(43)和连接所述侧臂(43)的底板(44)的U形横截面，并且所述壳件(20)的所述弯曲区域(47)在所述侧臂中的一个(43)和所述底板(44)之间延伸。
4.按照权利要求2或3所述的底板结构，其中，所述壁件(29；30)包含直立的壁面(45)和从所述直立的壁面(45)开始在上边缘和下边缘处沿相反方向弯折的凸缘(35，36)，并且所述壁件(29 ；30)的所述弯曲区域(47)在所述直立的壁面(45)和所述凸缘(36)中的一个之间延伸。
5.按照权利要求4所述的底板结构，其中，所述壳件中的一个(20)是底部壳件(20)，并且所述两个凸缘(36)中位于下部的那个凸缘沿汽车纵向向前下倾地延伸。
6.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其中，脚踏板(6)与所述壁件(29；30)的前缘接合。
7.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其中，至少一个第一壳件(20)包括至少一个深冲件(28)，所述壁件(29 ；30)固定在所述深冲件(28)上。
8.按照权利要求7所述的底板结构，其中，所述第一壳件(20)还分别包括至少一个沿汽车纵向定向的冷弯成型件(9 ；27)。
9.按照权利要求8所述的底板结构，其中，所述冷弯成型件(27)接合在所述深冲件(28)的后部接头上，并且延伸至后桥(3)的后方。
10.按照权利要求8或9所述的底板结构，其中，第二壳件(23)也包括深冲件(25)和冷弯成型件(26)，并且所述两个壳件的所述冷弯成型件(26，27)相互连接成中空型材。
11.按照权利要求8所述的底板结构，其中，所述冷弯成型件(9)接合在所述深冲件(28)的前部接头上，并且延伸至所述客舱(5)的下方。
12.按照前述权利要求之一所述的底板结构，其中，一第二纵梁相对第一纵梁镜像构成，并且所述纵梁相互通过横梁(10，11，12)连接。
13.按照权利要求12所述的底板结构，其中，所述横梁(10，11，12)由冷弯成型件(13，16，17)构成。
【文档编号】B62D25/08GK104290822SQ201410333635
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年7月14日 优先权日:2013年7月18日
【发明者】U.米尔德纳, L.特斯克 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司