专利名称：汽车车身的底板结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车车身的底板结构，其包括底板和布置于底板下方的用来将汽车座椅固定在底板结构上的座椅支承结构。
背景技术：
在汽车车身制造领域有各种不同的设计方案可实现尤其需设置在汽车乘客舱区域内的底板结构。已知的底板结构均具有几乎在乘客舱全长范围内延伸而且居中经过底板结构的中间底槽，以及具有布置在底板顶面上专门用来固定汽车座椅的座椅横梁。真正的底板多数设计为多构件式，并且例如通过各个底板部分从侧面与中间底槽邻接。其它例如DE10018900A1所描述的设计方案则采用构成主底板并且在乘客舱的前围板与后围板之间延伸的底板，该底板与沿着长度方向贯穿乘客舱内部空间的通道邻接。将通道设计成横断面呈弧形弯曲、并且从侧面以及上方形成通道空腔边界的整体通道壳板，可将其作为顶罩部件安装在底板的主底板的上侧。底板形成通道空腔横断面向下的边界，此外还将其底面在主底板的全部宽度范围内设计成平坦状。沿汽车纵向贯穿整个汽车底板的中间底槽结构一方面形成可供汽车后部乘客使用的放脚空间，此外还要采取比较复杂的生产和装配技术将中间底槽单独固定在汽车底板上。多构件式底板也有这样的缺点必须将其至少部分相互搭接固定，才能形成封闭的底板结构。为此要在各个底板段的连接区域内设置的板料的重叠部分会增加汽车的重量。
发明内容
因此本发明所要解决的技术问题在于，提供一种经过改进的汽车车身底部结构，其一方面能够以简单方式和低廉成本进行生产和装配，另一方面又能减小汽车重量。此外底部结构应当有效利用汽车底部区域中现有的结构空间，从而能够以节省空间的方式和方法安置更多的功能部件和汽车组件，还要形成尤其用于将汽车座椅固定在底部结构上的抗扭转和抗扭曲的支承结构。该技术问题按本发明通过一种汽车车身底部结构、一种汽车车身以及一种汽车解决。所采用的汽车车身底部结构具有底板和布置在底板下方的座椅支承结构。底板又具有两个沿汽车纵向(X)相互邻接的、基本上平坦的底板段。相互邻接的底板段均相对于汽车高度方向(Z)相互错开。用于在座椅固定装置区域内起到稳定作用并且加固底部结构的座椅支承结构至少在两个底部段中位置较高的底部段区域内具有能够使得相应底部段稳定的横向结构。将底板设计为至少在座椅固定装置区域例如高于放脚空间段，一方面能够在底板下方的区域内移动座椅支承结构，另一方面可以通过向上移动座椅装置区域内的底板段使其它汽车组件(例如汽车蓄电池或者燃油箱)利用底板下方的额外结构空间。这种在其座椅连接区域内较高的底板特别适用于所谓的多用途车(MPV)或者运动型车(SUV)，由于结构设计方面的原因，这类车本来在底板结构与地面线或车轮支承平面之间就具有比较大的间距。此外还可以通过将用于座椅固定装置的底板段提高的方式实现，仅仅在底板位于座椅固定装置前部的前端区域内设计中间底槽。就此而言，底板尤其相对于放脚空间段设计得较高的座椅固定段，并且必要时在其后面的用于后座乘客的放脚空间区域均可设计成没有中间底槽，这样就能增大可供后座乘客使用的放脚空间。按照第一种有利的实施方式所述，底板相对于汽车纵向(χ)具有至少一个前部底板段、中间底板段和后部底板段。在所述的这些底板段中，至少中间底板段相对于汽车高度方向(ζ)高于前部和/或后部底板段或者与其错开。上述三个底板段(前部、中部和后部底板段)优选基本上呈平坦形状，但尤其在前部底板段中还设置有将底板平面中断的中间底槽结构。有利地，前部底板段与前座乘客的放脚空间重合，中间底板段与底板结构的座椅固定装置区域重合，并且后部底板段与后座乘客的放脚空间重合。按照另一种优选实施方式还规定，使得后部底板段高于前部底板段，至少可以使得后部放脚空间略微高于前部放脚空间。通过将后部底板段提高，也可以例如使得后部底板段沿汽车横向基本上平坦并且因此没有中间底槽。此外已证明有利的是，中间底板段即较高的底板段与至少另一个沿汽车纵向与其邻接的底板段形成一个整体。这意味着将至少两个沿汽车纵向(X)相互邻接的底板段设计成单构件式，并且例如可以采用对金属板毛坯进行相应压印的方式形成这些底板段。还可以将所有底板段设计成单构件式(整体式)或者一体式，使得该单构件式底板沿汽车纵向(X)观察从汽车前围板一直延伸到脚踏板，和/或沿汽车横向(y)观察从左侧门槛一直延伸到右侧门槛。底板的这种单构件式构造有利于减轻重量，因为不必形成用于连接底板段的搭接区域。单构件式底板也十分有利于装配工作，因为可以减少部件数量。显而易见，也可以用少得多的装配步骤并且因此用减少的装配耗费将单构件式构造的、几乎覆盖整个乘客舱底部的底板固定在汽车车身的支承结构上。按照另一种有利的实施方式所述，较高的底板段具有能够提高或改善其稳定性的表面结构，例如尤其可以在较高的底板段中设计多个例如沿汽车横向延伸的加强筋。大致沿汽车横向延伸的加强筋有助于沿汽车横向(y)加强相应底板段的结构。作为与此不同的或者补充性方案，也可以在较高的底板段中压印出大致沿汽车纵向(X)延伸的结构加强筋。此外还可以考虑，尤其在较高的底板段中采用大致呈六角形或菱形几何形状的、起到表面稳定作用的加强筋结构。较高的底板段具有至少一个汽车座椅固定元件，用于固定座椅，尤其是固定沿汽车纵向延伸的、承接汽车座椅的座椅导轨。该元件或者多个这样的元件可以从较高的底板段向上伸出，但也可以布置在过渡到邻接前部和/或后部底板段的过渡区域之中。汽车座椅固定元件优选构成其顶面可用来固定座椅导轨的单个支座段。例如可以将支座状的汽车座椅固定元件作为独立的构件例如固定在相应的底板段上，例如采用焊接方式，但也可以将其整体集成到相应的底板段之中，例如采用深冲或者压印方式一体地集成。
按照另一种优选实施方式所述，座椅支承结构至少具有一个前部横梁和后部横梁，这些横梁通过至少一个布置于侧面的纵梁相互连接。前部与后部横梁沿汽车纵向(X)相隔一定距离地优选固定在两个基本上沿汽车纵向(X)延伸的纵梁上。座椅横梁以其沿汽车横向(y)的端部段与座椅支承结构的侧面纵梁相连。有利地，至少一个横梁、优选两个横梁具有L形的横断面轮廓，该横断面轮廓分别沿汽车纵向背向较高的底板段敞开或者可以从外部进入。前部横梁沿水平方向延伸的边脚的自由端部段向前指向行驶方向，而L形后部横梁的相应设计的水平边脚的自由端则与行驶方向相反，也就是指向后方。按照由此的扩展设计，将前部横梁布置在中间底板段与前部底板段之间的过渡区之中。作为补充或替代方案，可以将后部横梁布置在中间底板段与后部底板段之间的过渡区之中。基本上沿汽车高度方向(ζ)也就是沿垂直方向延伸的L形横梁的边脚从下方与底板的较高的优选是中间的底板段邻接。横梁的边脚上端部优选在相同的高度水平上。在沿汽车纵向(X)与横梁基本上重合且过渡到较高底板段的过渡区域中，底板具有与在底板下方延伸的座椅横梁的横断面几何形状相对应的至少一个斜面或者斜坡，该斜面或者斜坡与至少一个位于其下方的横梁共同构成基本上呈三角形的封闭横断面轮廓。将底板在其过渡区、也就是在其斜面或者邻接斜面的区域中与座椅横梁的各相邻轮廓末端相连，底板的相应斜面或斜坡就能起到提高座椅横梁结构刚度的支柱作用。有利地，尤其是座椅横梁中基本上沿汽车高度方向定向的边脚段具有水平方向的凸缘段，以便形成与底板的较高底板段的连接。按照另一种优选实施方式所述，座椅支承结构的至少一个横梁以其沿汽车横向的端部段置放在侧面的纵梁上。此外有利地规定，至少一个纵梁具有向上伸出的连接板，该连接板沿汽车纵向与前部横梁邻接，和/或与后部横梁邻接，和/或从下方与较高的底板段邻接。以这种方式和方法就能进一步加强纵梁与底板的较高底板段的连接结构。按照另一种优选实施方式所述，座椅支承结构的至少一个横梁沿汽车横向支承在汽车车身侧面门槛的内侧上。两个座椅横梁优选以其沿汽车横向(y)相对置的两个端部段置放在门槛内板上。在此还可以规定，将前部横梁与后部横梁相互连接的纵梁也具有基本上呈L形的横断面轮廓，并且使其中的一端与门槛内板邻接，另一端与座椅横梁的底面邻接。在此还可以规定，横梁沿汽车横向的自由端基本上与分别配属的并且位于其下方的纵梁的相对于汽车横向位于外侧的端部段对齐。以这种方式和方法可以使得纵梁以及横梁共同沿汽车横向支承在侧面门槛结构上，从而使得座椅支承结构和汽车车身的侧面门槛结构能够相对保持稳定。按照另一种优选实施方式所述，底板为设计为单构件式，并且具有集成在前部底板段之中的中间底槽，该中间底槽会合到沿汽车纵向邻接的、较高的中间底板段之中。为了实现该目的，前部横梁尤其可以具有拱起的凹进部分，用来将中间底槽容纳并且连接在横梁上。中间底槽背离前部底板段的顶点至少略微低于较高的中间底板段的水平面。为了尤其在横梁和纵梁区域内连接座椅支承结构和底板，以及为了在侧面将横梁连接到汽车车身的门槛结构上，可以采用常见的连接和接合方法，例如可采用电焊和/或者激光焊接、铆接、粘接或者咬口连接以及类似的形状配合和/或材料接合的方法。按照其它独立的方面，还提供具有上述底板结构的一种汽车车身以及一种汽车。
其它的目的、特征以及其它有利的应用可能性由以下参考附图对实施例的描述中得出。在附图中图1示出底板结构的立体分解图；图2示出从下方观察组装后的底板结构的立体图；图3示出从下方观察具有图2所示底板结构的汽车车身支承结构；图4示出从斜上方观察图3所示支承结构的立体图；图5示出沿图4所示剖切线A-A剖开的横断面；以及图6示出沿图4所示剖切线B-B剖开的横断面。
具体实施例方式在图1中以立体图单独示出的底板结构具有单构件式底板10和位于其下方的支承结构12。底板10相对于汽车纵向(χ)具有三个相互邻接的底板段，即前部底板段对、26、高于前部底板段对、26的中间底板段40和向后与行驶方向8相反地邻接在中间底板段40上的底板段32。前部底板段MJ6具有左侧底板段M和右侧底板段沈，这些底板段通过沿行驶方向8位于前部的脚踏板段25以及集成在底板10之中的中间底槽段30优选一体地相互连接。从图6所示的横断面可以看出，中间底板段40不仅高于前部底板段沈，而且也高于后部底板段32。该高出部分一方面可以实现例如将汽车蓄电池或者燃料箱布置在中间底板段40下方，另一方面还能以特别节约空间的方式，将固定座椅所需的结构加强部件，例如图1单独所示的包括前部与后部横梁20、18的支承结构12布置在中间底板段40下方。尤其在中间底板段40中设置的沿汽车横向(y)延伸的各加强筋41、43用于进一步改善底板10的结构刚度。在中间底板段40上还有用来固定和承接座椅或相应座椅导轨的各个座椅固定元件36、38。可以将大致呈梯形的固定支座36、38作为独立的部件单独固定在中间底板段40的顶面上或者固定在中间与后部底板段40、32之间倾斜延伸的过渡段72上，但也可以利用压印、深冲或者类似的成型加工工艺一体式地集成加工到底板10之中。图1单独所示的位于底板10下方的座椅支承结构12具有两个基本上沿汽车纵向(x)延伸的侧面纵梁14、16，两个沿汽车纵向(X)相隔一定距离的横梁，即前部横梁20与后部横梁18置放并且固定在这些纵梁14、16上。两个横梁18、20以及纵梁14、16均具有基本上呈L形的横断面轮廓。由图1和图2的概览可以得知，尤其前部横梁20大致居中地在纵梁14、16之间具有拱起的凹进部分22，用于容纳向前与其邻接的中间底槽30。此外从图6所示的横断面图还可看出，在最终装配状态下，前部横梁20位于中间底板段40与前部底板段MJ6之间的过渡区之中，后部横梁18位于中间底板段40与后部底板段32之间的过渡区之中。由于底板10的单构件式设计和中间、前部与后部底板段40、24J6、32之间的高度错移，因此在横梁20、18区域内分别形成斜面70、72，通过例如采用焊接方法在形成焊点42或者焊缝的情况下将邻接各斜面70、72的底板10分别在结构上与横梁20、18相连，这些斜面就能起到稳定横梁20、18的横断面轮廓的作用。为了实现该目的，横梁18、20向上与底板10邻接地分别具有大致水平延伸的固定凸缘。从图6还可看出，后部底板段32的高度水平高于前部底板段沈的高度水平，因此中间底板段40以及后部底板段32均可以设计为没有中间底槽，并且至少沿汽车横向(y)观察基本上呈平坦形状。图1和图2所示座椅支承结构12的两个纵梁14、16分别在前部与后部横梁20、18之间的区域内具有向上伸出的连接板15、17，这些连接板分别沿汽车纵向邻接前部和/或后部横梁20、18和/或从下方邻接较高的底板段40。通过使纵梁14、16在其沿汽车高度方向的上端部段处具有固定凸缘，也可以在这里形成图2中以单独的焊点42表示的、位于纵梁14、16的向上伸出的连接板15、17与较高的中间底板段40之间的结构连接。图3和图4所示为汽车车身的底板支承结构总图。支承结构具有两个前部纵梁44、46，这些纵梁在图中没有明确绘出的前围板区域内经过没有标注附图标记的前车架支承部过渡为侧面的门槛结构58、60。侧面门槛58、60大致在没有明确绘出的汽车B柱的高度上过渡为后车架，该后车架具有布置在侧面门槛58、60延长部之中的两个后部纵梁5254和后部底板56。最后在后部底板56与后部底板段32之间形成脚踏板，该脚踏板在最终装配状态下与后部底板段32的后部连接段观搭接。从图3尤其还可看出，前部纵梁44、46过渡为呈T形地沿汽车横向(y)延伸的前车架延长部48、50。如图6所示，前车架延长部48、50的固定凸缘从下方与前部底板段沈和中间底板段40之间的过渡区邻接。按照图5所示的横断面图还示出了前部横梁20支承于侧面门槛结构58上，以及位于其上方的中间底板段40固定在侧面门槛结构上。底板段40朝向邻接侧面门槛58的一侧具有向上伸出的固定凸缘62，利用焊接42将该固定凸缘固定在门槛结构58上。横断面呈C形的门槛内板58还用来固定纵梁14，该纵梁利用向外侧并且向下倾斜伸出的固定凸缘66置放在门槛内板上，并且同样利用焊接42固定在该处。纵梁14在向上朝向前部横梁20的另一端具有另一个固定凸缘68，前部横梁20位于该固定凸缘上，并且可以通过该固定凸缘焊接横梁20和纵梁14，从而实现加强结构的作用。横梁20还利用向下伸出的支承凸缘64基本上以不形成固定连接的方式支承于门槛内板58上。通过使横梁18、20以及纵梁14、16直接支承于门槛内侧结构58上，就能在总体上以有利的方式提高汽车车身的结构刚度和抗扭刚度。以这种方式和方法可以将沿汽车横向(y)和/或汽车纵向出现的力直接传递到起稳定作用的横梁结构18、20之中。就此而言，座椅支承结构12也可以使得侧面门槛结构58、60对作用于汽车横向(y)的碰撞侵入力保持稳定。总体来看，设置在底板10下方的由两个纵梁14、16与横梁18、20构成的座椅支承结构12形成了一种具有结构加强作用的导向车架，尤其可用于固定汽车的座椅。
附图所示的实施方式仅仅表示本发明的可用实施方式，可想而知还有许多其它变型方案可以采用，并且均在本发明的范畴之内。本发明的保护范围、可用性或者配置可能性并不局限于附图所示的实施例。本说明部分只为本领域技术人员阐述了本发明所述的一种实施例的实现方法。可以对所述元件的功能和布置进行多种多样的改进，只要不背离权利要求书所述技术方案及其等同技术方案的保护范围。附图标记清单
8行驶方向
10底板
12座椅支承结构
14纵梁
15连接板
16纵梁
17连接板
18横梁
20横梁
22通道凹口
24前部底板
25脚踏底板
26前部底板
28脚踏板连接段
30中间底槽
32后部底板
36座椅固定装置
38座椅固定装置
40中间底板段
41加强筋
42接合部位
43加强筋
44前部纵梁
46前部纵梁
48前车架延长部
50前车架延长部
52后部纵梁
54后部纵梁
56后部底板
58门槛内板
60门槛内板
62凸缘段
64凸缘段
66凸缘段
68凸缘段
70斜面
72斜面
权利要求
1.一种汽车车身的底板结构，包括底板(10)和布置于所述底板(10)下方的座椅支承结构(12)，其中，所述底板(10)具有至少两个沿汽车纵向(χ)相互邻接的、基本上平坦的底板段O4J6，40，32)，这些底板段均相对于汽车高度方向(ζ)相互错开布置，并且所述座椅支承结构(12)至少在较高的底板段GO)的区域内具有至少一个使得该底板段GO)稳定的横向结构(18，20)。
2.根据权利要求1所述的底板结构，其中，所述底板(10)相对于汽车纵向(χ)具有至少一个前部底板段04J6)、中间底板段00)和后部底板段(32)，其中的中间底板段00)相对于汽车高度方向(ζ)高于所述前部底板段和/或后部底板段04，沈，32)。
3.根据权利要求2所述的底板结构，其中，所述后部底板段(32)高于所述前部底板段(24,26)。
4.根据上述权利要求中任一项所述的底板结构，其中，较高的底板段GO)与至少另一个沿汽车纵向与其邻接的底板段04，沈，3幻设计为一体。
5.根据上述权利要求中任一项所述的底板结构，其中，较高的底板段G0)具有提高其稳定性的表面结构01，43)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的底板结构，其中，较高的底板段G0)具有至少两个汽车座椅固定元件(36，38)。
7.根据上述权利要求中任一项所述的底板结构，其中，所述座椅支承结构(12)具有至少一个前部横梁00)和后部横梁(18)，这些横梁通过至少一个布置在侧面的纵梁(14，16)相互连接。
8.根据权利要求7所述的底板结构，其中，所述横梁(20，18)具有L形的横断面轮廓，该L形横断面轮廓的敞口分别沿汽车纵向(χ)背向所述较高的底板段00)。
9.根据权利要求7或8所述的底板结构，其中，将所述前部横梁00)布置在中间底板段G0)与前部底板段04，26)之间的过渡区之中，和/或将所述后部横梁(18)布置在中间底板段(4)与后部底板段(32)之间的过渡区之中。
10.根据权利要求8或9所述的底板结构，其中，所述底板(10)在过渡到较高的底板段G0)的过渡区域之中具有至少一个斜面(70，72)，该斜面与至少一个位于其下方的横梁(18，20)共同构成基本上呈三角形的封闭横断面轮廓。
11.根据上述权利要求7至10中任一项所述的底板结构，其中，所述至少一个横梁(18，20)利用其沿汽车横向(y)的端部段置放在侧面的纵梁(14，16)上，并且至少一个纵梁(14,16)具有向上伸出的连接板(15，17)，该连接板沿汽车纵向(χ)邻接前部横梁和/或者后部横梁00，18)，和/或从下方邻接较高的底板段G0)。
12.根据上述权利要求7至11中任一项所述的底板结构，其中，所述座椅支承结构(12)的至少一个横梁(18,20)沿汽车横向(y)支承在侧面门槛(58)的内侧上。
13.根据上述权利要求2至12中任一项所述的底板结构，其中，所述底板(10)设计为单构件式，并且具有集成在所述前部底板段( ，26)之中的中间底槽(30)，该中间底槽会合到沿汽车纵向(χ)邻接的较高的底板段G0)之中。
14.一种汽车车身，具有根据上述权利要求中任一项所述的底板结构。
15.一种汽车，具有根据权利要求14所述的车身和/或具有根据权利要求1至13之一所述的底板结构。
全文摘要
本发明涉及一种汽车车身的底板结构，其包括底板(10)和布置于底板(10)下方的座椅支承结构(12)，所述底板(10)具有至少两个沿汽车纵向(x)相互邻接的、基本上平坦的底板段(24，26，40，32)，这些底板段均相对于汽车高度方向(z)相互错开布置，并且所述座椅支承结构(12)至少在位置较高的底板段(40)区域内具有至少一个使得底板段(40)稳定的横向结构(18，20)。
文档编号B62D25/20GK102556176SQ201110463169
公开日2012年7月11日 申请日期2011年11月14日 优先权日2010年11月12日
发明者K·波尔, S·克里梅克, U·米尔德纳 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司