专利名称：汽车,特别是轿车的制作方法
技术领域：
本发明涉及到一种具有一个后底盘结构的汽车，特别是一种轿车，该后底盘结构具有一个底板和两个互相分离的，至少在前部和后部与一个横梁相连的纵梁以及用于支承螺旋弹簧的弹簧支座。
背景技术：
从德国公开文献DE 10 022 916中可以知道一种具有一个底板总成的汽车，它有具有向上开口的U形横截面的横梁。作为横梁的侧壁使用的U形壳壁在其自由端具有焊接法兰，在法兰盘上将横梁与底板总成的底板焊接在一起。在横梁的端面末端各设计了一个弹簧支承部位，在上面各固定了用于支承螺旋弹簧的弹簧支座。这里螺旋弹簧被用于将后轴单元支承到横梁上。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种汽车，特别是一种轿车，在这种汽车上利用简单的设计措施对横梁，特别是在其结构以及静态和动态负荷能力方面进行改善。所述技术问题通过一种汽车，特别是一种轿车解决，其具有后部底盘结构，所述底盘结构具有一个底板和两个互相分离的，至少在前部和后部与一个横梁相连的纵梁以及用于支承螺旋弹簧的弹簧支座，这里安装在底盘后部的横梁被设计成空心截面，其壳壁由至少两种相互连接的单梁型材组成。通过横梁的这种根据发明的结构，使其在几何构造可行性以及动态和静态负荷能力方面都能适应汽车，特别是轿车在设计和运行时的不同边界条件。仅仅是横梁的这种空心的结构就已经实现与横截面是U形的横梁相比更大的扭转强度，而不需要考虑使用额外的底盘部件，特别是底盘总成的底板对它进行加强。根据发明使用单梁型材并且相互连接形成横梁使单梁型材可以适应汽车，特别是轿车的底盘的几何边界条件。通过其壁面封闭的壳壁也可以很方便的将根据发明的横梁集成进汽车，特别是轿车的底盘结构中。根据发明的横梁的材料可以是钢板、铝板，也可以是纤维加强塑料。根据发明内容的优选结构形式进行设计，由单梁型材形成的壳壁最好包围成横截面至少近似是矩形或者至少近似是正方形的空腔。用于产生一个正方形或者矩形的单梁型材所围绕的壳壁在制造工艺上可以相对有利的制造以及相互连接。此外具有一个在横截面上是矩形或者正方形的空腔的横梁已经具有相对弯曲和扭转的高的阻力矩，从而汽车底盘，特别是具有这种横梁的底板总成至少在横梁范围内具有很高的内在刚度。其它的截面形状也可以考虑用于根据发明的横梁。当根据本发明内容的一种另一优选的结构形式进行设计，使单梁型材在其连接部位与底板相连，特别是在连接部位之间支承底板或夹紧底板，可以特别简单的并低成本地将底板与横梁连接在一起。当与横梁相接触的底板部位为了与横梁相连而被支承或夹在单梁型材之间时，可以使底板和横梁之间的连接的负荷能力特别好。
特别优选的是其中一个单梁型材特别是在其自由端配备弹簧支座，该弹簧支座是整体式的，特别是同材料的被固定在单梁型材上，并且尤其具有用于容纳至少一个减震器的开口。通过使单梁型材中的一个与弹簧支座一起形成一个结构单元，一方面减轻了大批量将弹簧支座安装进汽车底盘的劳动量。另一方面通过使单梁型材和弹簧支座形成结构组件同时改善了在汽车底盘上安装弹簧支座的位置精度以及弹簧支座相对单梁型材的定位，因为结构组件可以在一个制造步骤，例如在其冲压模具中形成，并因此避免了由于单独制造过程而产生的制造公差的叠加。 建议单梁型材具有一个至少近似相同的型材截面。根据本发明内容的另一优选结构形式进行设计，使单梁型材的型材截面至少近似是L形。可以使用低成本的半成品用于生产这种单梁型材。建议截面形状是L形的单梁型材在其(组成L形的)一个边段上具有一个与该边段成一定角度的凸缘，该突起至少近似与其中一个边段平行。通过上述措施单梁型材不仅特别容易互相连接，而且可以特别容易实现单梁型材与底板组件的底板相连。特别建议两个连接成空心型材的L形单梁型材中的一个具有一个水平布置的边段，从它出发单梁型材的另一条边段向上延伸。由此可以以特别简单的方式在空心型材上形成一个高度差，该空心型材被作为在行驶方向上靠前的底板部分以及靠后的底板部分之间的互连部位。通过借助空心型材产生的在行驶方向上靠前的底板部分以及靠后的底板部分之间的阶梯型过渡部分，该靠后的底板部分以特别简单的方式在后轴范围内被抬高到一个在该区域内所需的高度。当根据本发明内容的另一种优选结构形式进行设计，使在水平布置的边段上，特别是在其自由端整体的，特别是同材料的布置一个弹簧支座时，可以特别容易的实现在L形单梁型材上安装弹簧支座。根据本发明内容的一种优选的结构形式进行设计，使L形单梁型材具有不同长度的边段。由此得到一个可以在其截面上特别容易适应底板的不同结构条件的空心型材。特别建议至少一个L形单梁型材的较长的一个边段水平的与向上延伸的较短的边段一起布置，并且较长的边段特别是在其自由端整体的，特别是同材料的配备有弹簧支座。通过L形单梁型材的不同长度的边段可以特别简单的实现相互连接。同时通过使用具有不同长度的边段的L形单梁型材也可以特别容易的实现空心型材的空腔尺寸的相对的变化。建议L形单梁型材在其较短的一个边段上具有凸缘，该凸缘至少近似地与L形单梁型材较长的边段平行。根据本发明内容的另一种优选的结构形式规定，L形单梁型材之一以其凸缘与另一 L形单梁型材的较长的边段或凸缘连接成空心型材。根据本发明内容的另一个结构形式规定，优选两个L形单梁型材设置成以它们的较长边段平放并以它们的较短边段向上突起，并且在两个较长边段之间容纳或夹有底板端部地相互连接，尤其是焊接。通过由两个具有不同长度的边段的L形单梁型材产生的空心型材的这种结构可以特别容易的改变空心型材的截面积，特别是其宽度。此外一个通过这种单梁型材组成的横梁可以实现从沿汽车行驶方向靠前的底板部分直至靠后的底板部分特别有利的阶梯状过渡。特别建议L形单梁型材的较长的边段在底板的中间层下方互相连接，特别是焊接。建议L形单梁型材较长的边段的自由端朝向汽车的行驶方向。由此以特别简单的方式和方法，使在汽车行驶方向上靠后的底板部分相对靠前的底板部分更容易被阶梯状的抬高，并因此在后轴区域内赢得额外的安装空间。
下文中将借助在图中简化展示的结构示例阐述本发明。在附图中:图1示出轿车底盘结构的后部的空间俯视图，其具有连接两根纵梁的横梁，图2示出根据图1的底板结构的空间仰视图，图3示出根据图1的底盘结构在具有上部单梁型材和下部单梁型材的横梁的区域中沿剖切线IV-1V的截面图和图4示出根据图2的下部单梁型材的空间俯视图。
具体实施例方式根据图1在简化示意图中展示了一个用于轿车的后部底板结构10，它具有两个互相间隔的在其侧面底部延伸的纵梁11和12，其中在行驶方向A上的纵梁11被布置在底盘结构10的右侧而纵梁12被布置在其左侧。纵梁11和12在这种情况下被设计成空心型材，并在其上侧(与其自由的后侧端部相间隔)各具有一个减震器支架13以及14，它从纵梁11和12的上侧以罩的形式向上延伸。纵梁11和12在其开放的后侧端部通过后部封闭梁15横向相连。后底板部分16与后部封闭梁15最好通过焊接相连，后底板部分16通过其端部边缘固定在纵梁11和12上，并在其相对支架15的一侧与被设计成空心型材的横梁20最好通过焊接相连(为此也请参阅图2和图3)。特别是在图3中所示的，被设计成空心型材的横梁20具有壳壁21，该壳壁在这种情况下包围出具有正方形横截面的空腔22。壳壁21在这里通过两个组成整体结构的单梁型材形成，其中在整体结构中位于更低水平上的单梁型材23具有包括不等长的边段的L形横截面，被设计成较短的边段24在安装位置上至少近似垂直的被安装进底盘结构10中。如同例如可以从图4中知道的那样，单梁型材23在其较短的边段24上具有一个中间接片25，在其侧面连接了保持接片26，如同在图2中所示，保持接片26向斜后方延伸并与中间接片形成一个钝角夹角α。保持接片26在其开放的端部具有焊接法兰27。保持接片26和中间接片25同材料的配备有通过弯曲较短的边段24产生的凸缘28，它基本与截面是L形的单梁型材23的第二、被设计成较长的边段30平行，但是凸缘28的自由端指向后部底板部分16 (为此也请参阅图2和图3)。较长的边段30具有在这里是阶梯状的向下成形的用于对其进行加强的中间部分31 (为此也请参阅图2)，这里被设计成焊接法兰的连接部分32与其相连，它整体的，特别是同材料的在中间部分25上成型。除了该中间部分31外较长的边段30还具有被布置成与中间部分31高度不同的侧面支承部分33，在其中无切屑地加工出用作弹簧支座34的圆形支座。弹簧支座34被一个在这里同样通过对较长的边段30进行无切屑成形而生成的边缘接片35包围，边缘接片35被用于对未表示出的螺旋弹簧进行侧向导向。侧支架35的自由端延伸至侧面的保持接片26，并从弹簧支座34开始延伸至中间部分31的下侧(也请参阅图2)。在被作为弹簧支座34使用的圆形插口中设计了在俯视图中是椭圆形的开口 36，它被作为未表示出的减震器的贯通孔。如同特别是在图3中所示，单梁型材23在此处与第二单梁型材40相连形成被设计成空心型材的横梁20。该单梁型材40和单梁型材23 —样作为L形的单梁型材配备有不同长度的边段41和42，其中较长的边段41和较长的边段30 —样水平布置。较短的边段42从较长的边段41开始至少基本垂直的向上延伸并且在此处同材料的具有凸缘43，它被设计成比凸缘28长并通过弯曲较短的边段42形成。突起43平行的延伸至较长的边段30以及凸缘28并且与其一起形成用于后部底板部分16的前端部分的连接部分44。为了与横梁20相连，后底板部分16被嵌入凸缘28和43之间并且与它们例如通过焊接相连。两个较长的边段30和41和凸缘28和43 —样形成连接部分45,利用它嵌入底板部分46的边带。该连接部分45通过较长的边段30和41的端部部分形成，该端部部分将边带夹紧在其中并且与之在此处通过焊接相连。如特别是从图2中可知，在安装位置上是下L形单梁型材23的焊接法兰32与纵梁11和12的内侧相连。此外该单梁型材23的支承部分33与两个纵梁11和12最好是通过焊接相连。通过横梁20在纵梁11和12上的这种连接以及被固定在纵梁11和12上的底板部分16和46，底盘结构特别是在后轴区域内形成一个形状稳定的结构。为此特别是横梁20的结构，通过其几何结构与在横梁20中成形的弹簧支座34的连接，有针对性地使底盘结构在后轴区域内具有一定连接和弯曲刚度。附图标记单10底盘结构11 纵梁12 纵梁13减震支座14减震架15封闭梁20 横梁21 边段22 空腔23单梁型材24 边段25中间接片
26保持接片27焊接法兰28凸缘30边段31中间部分32连接部分33支承部分34弹簧支座35边缘接片36开口40单梁型材·41边段42边段43凸缘44连接部分45连接部分46底板部分
权利要求
1.一种汽车，特别是轿车，具有后部底盘结构，该后部底盘结构具有底板和两个互相隔开的，至少在前部和后部与横梁相连的纵梁以及用于支承螺旋弹簧的弹簧支座，其特征在于，至少安装在所述底盘结构(10)后部的横梁(20)被设计成空心型材，其壳壁由至少两个互相连接的单梁型材(23、40)组成。
2.根据权利要求1所述的汽车，其特征在于，由所述单梁型材(23、40)组成的壳壁最好围成截面至少近似是矩形或者至少近似是正方形的空腔(22)。
3.根据权利要求1或2所述的汽车，其特征在于，所述单梁型材(23、40)在其互连部位(44,45)处与所述底板(16、46)相连，特别是在所述互连部位(44、45)处将所述底板(16、46)夹在它们之间。
4.根据权利要求1至3中某一项所述的汽车，其特征在于，所述单梁型材(23)之一，特别是在其自由端(33)具备弹簧支座(34)，该弹簧支座整体式地，特别是同材料地固定在所述单梁型材(23)上，并且特别的具有用于容纳至少一个减震器的开口(36)。
5.根据权利要求1至4中某一项所述的汽车，其特征在于，所述单梁型材(23、40)具有至少近似相同的型材截面。
6.根据权利要求1至5中某一项的汽车，其特征在于，所述单梁型材(23、40)的型材截面被设计成至少近似是L形。
7.根据权利要求6所述的汽车，其特征在于，所述截面形状是L形的单梁型材(23、40)在其边段之一(24、42)上具有与该边段(24、42)成一定角度的凸缘(28、43)，该凸缘至少近似与所述单梁型材(23、40)的边段之一(23、30、41、42)平行。
8.根据权利要求6或7所述的汽车，其特征在于，两个连接成空心型材的L形单梁型材(23.40)中的至少一个单梁型材(23、40)具有平放布置的边段(30、41)，从所述边段出发所述单梁型材(23、40)的另一条边段(24、42)向上延伸。
9.根据权利要求1至8中某一项所述的汽车，其特征在于，在平放布置的边段(30)上，特别是在其自由端(33)整体地，特别是同材料地布置弹簧支座(34)。
10.根据权利要求6至9中某一项所述的汽车，其特征在于，所述L形的单梁型材(23、40)具有不同长度的边段。
11.根据权利要求10所述的汽车，其特征在于，至少一个L形单梁型材(23)设置成以较长的边段(30)平放并以较短的边段(24)向上突伸，并且较长的边段(30)特别是在其自由端(33)整体地，特别是单材料地配备有所述弹簧支座(34)。
12.根据权利要求10或11所述的汽车，其特征在于，所述L形的单梁型材(23、40)在其较短的边段(24、42)上具备凸缘(28、43)，该凸缘与L形单梁型材(23、40)较长的边段(30.41)平行。
13.根据权利要求7至12中某一项所述的汽车，其特征在于，所述L形单梁型材(23)之一以其凸缘(28)与另一 L形单梁型材(40)的凸缘(43)或者较长的边段连接成空心型材。
14.根据权利要求10至13中某一项所述的汽车，其特征在于，最好由两个L形单梁型材组成的空心型材的各单梁型材设置成以较长的边段平放并以较短的边段(24、42)向上突伸，所述平放的两个较长边段将所述底板(46)的末端部分夹在它们之间地互相连接，特别是互相焊接。
15.根据权利要求10至14中某一项所述的汽车，其特征在于，所述L形单梁型材(23、40)较长的边段(30、41)与其自由端`一起朝向所述汽车的行驶方向。
全文摘要
一种汽车，特别是一种轿车具有后部底盘结构，该后部底盘结构具有底板和两个互相间隔的，至少在前部和后部与横梁相连的纵梁以及用于支承螺旋弹簧的弹簧支座，在这种汽车上，至少安装在底盘结构(10)后部的横梁(20)被设计成空心截面，其壳壁由至少两个互相连接的单梁型材(23、40)组成。
文档编号B62D21/09GK103072634SQ201210597590
公开日2013年5月1日 申请日期2012年10月11日 优先权日2011年10月11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