汽车车身的底板结构的制造方法与工艺

本发明涉及一种汽车车身的底板结构，其具有底板和设置在底板下方的梁结构，所述梁结构尤其设计为用于固定汽车座椅的座椅支承结构。

背景技术：
在汽车车身制造中存在各种用于改造尤其设计在汽车客舱区域中的底板结构的设计理念。已知的底板结构通常具有几乎在汽车客舱的整个长度上延伸并且在底板结构中部延伸的中间底槽，以及单独地用于固定汽车座椅的、设置在底板上侧的座椅横梁。实际的底板大多设计为多构件式的并且通常以各个单独的底板部段在侧面与中间底槽邻接。由DE18912984A1已知一种用于汽车的底板结构，其具有左侧和右侧的门槛和基本平坦的底板，该底板在侧面门槛之间延伸。此外，设置用于连接左侧门槛和右侧门槛的横向元件，该横向元件包括左侧和右侧的上部元件，所述上部元件分别从左侧门槛和右侧门槛向内延伸并且安装在底板的上表面上。在汽车纵向上贯穿整个汽车底板的中间底槽结构一方面限定了汽车的后排乘客可用的放脚空间。此外，将中间底槽单独固定在汽车底板上的制造和装配技术相对昂贵。多构件式底板还具有的缺点是，为了构成闭合的底板结构至少局部相互重叠地固定。为此在各个单独的底板部段的连接区域中的材料堆叠会提高汽车的重量。

技术实现要素：
因此，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种在其抗弯刚度和结构刚度方面改良的汽车车身。该底板结构能够尽可能地降低重量和/或减少构件并且还能够实现简单廉价的制造。所述底板结构还应提高汽车车身的振动固有频率，并且缓冲和抑制在汽车运行中出现的共振影响和震动影响。此外底板结构还应具有简化的并且通用适配的座椅连接结构。所述技术问题通过一种汽车车身的底板结构解决，其具有底板以及设置在底板下方的梁结构，所述底板具有相对前部放脚空间部段沿汽车高度方向(z)升高设置的座椅连接部段，所述梁结构具有两个基本沿汽车纵向(x)延伸的并且在汽车横向(y)上相互间隔的纵向结构，其中在座椅连接部段下方与座椅连接部段的整个表面配合的、一体式构造的横梁结构与在汽车横向上对置的所述纵向结构相连。相应设计的汽车车身的底板结构具有底板以及设置在底板下方的梁结构。底板在此具有相对前部放脚空间部段沿汽车高度方向(z)升高构造或升高布置的座椅连接部段。位于其下的梁结构具有至少两个基本沿汽车纵向(x)延伸的并且在汽车横向(y)上相互间隔的纵向结构，纵向结构典型的形式是侧向门槛和/或纵梁。在此，在座椅连接部段下方与座椅连接部段的整个表面对应的、一体式构造的横梁结构与在汽车横向(y)上对置的纵向结构相连。横梁结构在纵梁结构之间提供了相对更大面积的横向连接。在纵向结构之间延伸的横梁结构的面几何或面尺寸在此与用于连接座椅的座椅连接部段的几何造型、尤其是面积相配合或适配。在此优选规定，横梁结构和沿汽车高度方向(z)位于其上的座椅连接部段相对在汽车纵向(x)和汽车横向(y)上延伸的汽车平面基本重叠或相互遮盖地布置。有些优选设计为底板集成组件的座椅连接部段通过直接位于其下的横梁结构在结构上被加强。通过将纵梁结构相互直接相连的横梁结构具有至少一个沿汽车纵向(x)的与座椅连接部段长度适配的延伸长度，能够实现特别抗弯和抗扭的对于纵向结构的横向连接。在此横梁结构的长度(x)与宽度(y)的比值在1:10至1:1.5之间，优选在1:5至1:2之间。按照一种优选的结构设计，横梁结构具有壳状的和主要封闭的平面结构。横梁结构还能够设计为至少局部基本平坦的。尤其在与邻接的汽车车身部件和/或底板结构的连接区域中与各个连接部段适配的几何造型和几何形状是有利的。整个横梁结构在此设计为单体构件，其可由板料切割或冲裁而成，例如借助成型工艺，如借助冲压制成预定的几何形状。尤其由于位置原因或处于节省重量，构成横梁结构的平面结构也可以具有单独的凹槽或通孔。这尤其能够用于支承汽车的其他功能部件，例如安装燃料箱、汽车电池、燃料泵或其他的、优选设置在汽车外部空间中的部件。按照一种优选的结构设计，横梁结构沿其在汽车纵向(x)上的整个延伸与对置的纵向结构在结构上相连。与横梁结构沿汽车纵向相对较长的延伸长度相对应，通过与纵向结构的对置连接在座椅连接区域中提供较高的底板结构的抗弯和抗扭刚度。在此尤其规定，横梁结构在其整个纵向延伸长度上借助至少一个连接法兰至少单重地或多重地支承在纵向结构上，并且至少沿由此构成的支承型廓要么点状地要么连续地(例如沿接合缝)与各个纵向结构优选不可拆卸地相连。横梁结构与对置的纵向结构的传递载荷的结构连接在此借助焊接、铆接和/或粘接或也可以借助铆焊或咬口连接实现。横梁结构相对较大面积的连接还能够改善车身构造的尺寸稳定性。通过横梁结构和纵向结构之间的、相对较长的(与横梁结构的延伸长度适配)的接合位置还能够有利地改变、尤其提高底板结构的固有振动性能，尤其是弯曲频率，因此在汽车运行中必然存在的固有振动的频率范围以有利的方式移动至乘客较小程度感知的频率范围中。在另一种结构造型中，纵向结构具有沿汽车横向(x)向内突出的内部门槛型材和与之相连的纵梁型材。纵梁型材在此尤其具有L形造型并且借助大致水平向外突出的腹板从内部与向内突出的内部门槛型材邻接并在那与之结构地相连。L形纵梁型材的另一腹板在此从纵梁型材的水平定向的腹板的对置的端部向上、沿汽车高度方向(z)向上突出。在此优选的是，横梁结构具有基本封闭纵梁型材的侧向连接斜面，横梁结构借助该斜面贴靠在纵梁型材上。在此，横梁结构的沿汽车横向向外和斜向下突出的连接斜面用作朝上开口设计的L形纵梁型材的封闭板。按照另一种优选的结构设计，横梁结构的连接斜面还从下面与门槛型材向内突出的型材部段邻接和/或支承在型材部段上。在此可规定，横梁结构、尤其其连接斜面与纵梁型材和/或与内部门槛型材结构上相连。借助沿汽车横向(y)向外地、向下突出的连接斜面还能够实现，横梁结构的大致位于对置纵梁结构之间的中部区域参照汽车高度方向(z)位于纵向结构上方。在此还可以考虑，横梁结构以其斜向外和向下突出的连接斜面独立于纵梁型材的构造而支承在内部门槛型材向内突出的型材部段上，其中连接斜面不用必须封闭可能的纵梁型材。按照另一种有利的结构造型，设置在横梁结构上的座椅连接部段借助沿汽车横向(y)延伸的侧壁从上方与内部门槛型材的向内突出的型材部段邻接。在此优选规定，座椅连接部段的侧壁和与之沿汽车高度方向(z)间隔的横梁结构的连接斜面至少局部环包或包围向内突出的门槛型材。当侧壁和/或连接斜面在内部门槛型材的支承区域中附加地结构上与其相连，能够实现底板结构额外的结构加强和改善的机械稳定性，这对于底板结构或汽车车身以及相应装备的汽车的防侧撞性能是有利的。通过将座椅连接部段和横梁结构高度上错移地布置在内部门槛型材上，相互连接的底板结构部件即便在沿汽车横向(y)和汽车高度方向(z)展开的平面中的抗扭刚度相对于唯一的、例如点式的连接也能够得以改善。按照另一种优选的结构设计，座椅连接部段和位于其下的横梁结构在至少一个端部或端部部段上具有相互配合的、构成至少一个封闭空心型材部段的横向型材部段。借助这种相互配合的横向型材部段(优选在横梁结构的整个宽度上延伸)能够结构上加强座椅连接部段的至少一个前部和/或后部部段。当底板沿汽车纵向与座椅连接部段邻接地具有高度错移时，这种结构被证实是有利的。借助这种横向型材部段能够以适当的方式方法结构上加强座椅连接部段与高度错移邻接的区域。此外，由相互配合的横向型材部段构成的、尽可能封闭的、前部和后部空腔型材能够用作梁结构的纵向结构之间的横梁。按照另一种优选的结构设计，在座椅连接部段的下侧设置至少一个加强轨条。该加强轨条优选沿汽车纵向(x)延伸。加强轨条尤其用作座椅连接部段的材料堆叠并且优选在底板的座椅连接部段的整个长度上延伸。在座椅连接区域中可能出现的点负荷能够在选出的固定点上传递至加强轨条并且通过每个加强轨条尽可能均匀地传递至底板的座椅连接部段上。按照另一种优选的结构设计尤其规定，底板的座椅连接部段具有至少一个沿汽车横向(y)延伸的长孔用于至少一个加强轨条沿汽车横向(y)的不同位置的定位。通过这种方式方法能够将用于座椅连接的加强轨条以在汽车横向(y)上不同的间距相互定位并且固定在底板的座椅连接部段上。通过构造至少一个长孔能够使座椅连接部段与不同的座椅轨道或座椅宽度适配，进而与汽车不同的内部空间尺寸通用地适配。此外，可能的构件公差或装配公差能够通过加强轨条长孔式地固定在座椅连接部段上而尽可能地被均衡和补偿。在此还优选规定，按照另一种结构设计，加强轨条具有至少一个用于座椅连接的固定元件。因此，加强轨条具有与之预装配的固定元件，例如用于座椅固定的焊接螺母。此外有利的是，加强轨条在预装配形态中能够沿至少一个长孔的方向可滑移地保持在底板的座椅连接部段中，并且固定元件通过在座椅连接部段上构造的长孔可从上部触及。按照另一种优选的结构设计，设置在纵向结构之间的横梁结构在位于汽车横向(y)的外侧的前部和/或后部端部上具有至少一个沿汽车高度方向(z)突出的、用于位于其上的座椅连接部段的角支承结构。该角支承结构可以具有梯形或坡道状的几何形状并且能够用于加强和加固座椅连接部段的位于其上的外侧角部。与之独立地，座椅连接部段和位于其下的横梁结构分别具有壳状构造，该构造在接合的状态中构成双层的底板。按照另一种优选的结构设计，与底板的放脚空间部段邻接布置的座椅连接部段不设置中间底槽。这种没有中间底槽的造型在此尤其通过底板的座椅连接部段和放脚空间部段之间的高度错移实现。放脚空间部段和座椅连接部段在此还能够设计为一体式的连续的底板，作为备选也可以设计为多构件式、组装的底板。通过将座椅连接部段相对放脚空间部段沿汽车高度方向向上的错移或升高，在座椅连接部段下方能够提供附加的结构空间，这尤其用于存放其他汽车部件，例如燃料箱或一个或多个汽车电池或蓄电池。在座椅连接部段中升高设计的底板在此尤其适用于所谓的多功能汽车(MPV)或运动型汽车(SUV)，这类汽车在设计中总是在底板结构和底板线或轮胎支承面之间存在相对较大的间距。按照另一种优选的结构设计，前部放脚空间部段具有至少一个从中间底槽部段起向前(沿行驶方向)斜向外侧(沿汽车横向)延伸的加强型材，该加强型材优选设计为向下开口的帽罩型材，并且通过支承和固定在位于其下的底板的放脚空间部段上尽可能地被封闭。该加强型材在此延伸至与前部放脚空间部段邻接的、地板的前围板部段中。最后根据本发明的另一方面提供一种汽车车身，其具有前述的底板结构。与之独立地在另一方面还提供一种具有相应车身或前述底板结构的汽车。附图说明通过实施例的以下描述并且参照附图阐述本发明的其他目的，特征以及有利的应用可能性。在附图中：图1示出从斜上方观察的横梁结构的立体图，图2示出设置在底板下方的梁结构，图3示出从斜上方观察的座椅连接部段的立体图，图4示出从下方观察的图3中的座椅连接部段，图5示出底板的立体视图，图6示出梁结构与其上设置的底板的立体图，图7示出沿图6中的剖切线A-A剖切所得的横截面图，图8示出图7的横截面中梁结构和底板与侧面纵向结构的连接区域的放大图，图9示出沿剖切线B-B剖切所得的横截面图，和图10示出沿与剖切线B-B错移的剖切线C-C剖切所得的横截面图。具体实施方式图1示出设计为平面结构的横梁结构22的单独的视图，其以图2所示的方式方法设置在两个基本沿汽车纵向(x)延伸的纵向结构18，20之间。此外在图2中显示的梁结构16具有两个前部纵梁90、92，它们位于在此未详细示出的汽车的客舱的前面并且通过前围板横梁88沿汽车横向(y)结构上相互连接。以前围板横梁88为起点，两个侧向纵梁型材26向后(与汽车行驶方向2相反)延伸。横梁结构22具有壳状的和宽面的造型并且位于基本L形构造的纵梁型材26上。沿汽车纵向相对较宽构造的横梁结构22与前围板横梁88和侧面纵梁型材26构成阶梯状或格栅状梁结构16，其由于横梁结构22的尺寸和几何造型尤其具有很高的抗扭刚度。如在图7和图8中的横截面所示，设计为板壳的横梁结构22具有向外的、沿汽车横向(y)突出的连接斜面42，该连接斜面42在最终装配形态中作为用于横截面大致为L形纵梁型材26的连接板。此外，横梁结构22在其位于汽车横向(y)上的侧边具有法兰43，连接斜面42借助该法兰43在其沿汽车纵向(x)的整个延伸长度上能够固定在纵梁结构18、20的内部门槛型材24的向内突出的型材部段29上。在此，法兰43优选与内部门槛型材24的下部腹板30邻接并且在那与内部门槛型材24结构地相连。为了制造连接，例如点焊，在此在纵梁型材26的下部腹板36中设置多个沿汽车纵向(x)相互间隔地、但是未明确显示的通孔，用于构成一个或多个焊点68的焊接工具39能够通过这些通孔被引导。纵梁型材26以其下部腹板36以及设置其上的向外突出的法兰37与内部门槛型材24的向内突出的腹板32邻接并且优选与其结构连接，尤其焊接。在图8中仅示出内部门槛型材24，其借助上部法兰27和下部法兰33与配合的外部的、在此未显示的门槛型材相连以构成侧面门槛。纵梁型材26以向内突出的下部腹板32为起点向内延伸，其中沿汽车高度方向(z)向上突出的纵梁型材26的腹板34在其上端部具有与连接斜面42的延伸相适配的法兰35。横梁结构22以其连接斜面42支承在该法兰35上。从可能的用于焊接工具的通孔38看去，纵梁型材26连同连接斜面42以及内部门槛型材24的与之邻接的腹板30和还与之邻接的型材部段31构成基本封闭的、沿汽车纵向(x)延伸的空腔。在图1和图2中所示的壳状横梁结构22用于升高的座椅连接并且使地板结构的地板10相对前部放脚空间部段12至少部分地向上位移。此外，横梁结构22提供了侧向纵梁结构18、20的抗扭和抗弯的连接，因此侧向纵梁型材26连同前围板横梁88和横梁结构22构成阶梯状或格栅状梁结构16。特别是通过横梁结构22沿汽车纵向(x)相对较长地在整个座椅连接部段14上延伸的造型能够构成沿汽车横向(y)对置的纵梁结构18、20特别稳定和尺寸稳定的连接。在图5和图6中以不同视图显示的底板具有前部放脚空间部段12以及与之相对已升高的座椅连接部段14。放脚空间部段12和座椅连接部段14在此设计为一体式。当在放脚空间部段12中设置中间底槽部段80或单独的中间底槽时，逆向于行驶方向2与之邻接的座椅连接部段14由于已升高的位置很大程度上没有中间底槽。设置在中间底槽80下方的汽车部件由于座椅连接部段14向上错移的位置能够顺利地储存在其下。放脚空间部段12与之独立地还具有两个从中间底槽部段80斜向外和向前延伸的加强型材82、84，其具有帽罩状轮廓并且被位于其下的放脚空间部段12封闭以构成空腔型材。加强型材82、84靠近中间底槽部段80地与其位于较高位置的座椅连接部段14的过渡区域邻接。在图5中还显示了基本水平延伸的放脚空间部段12优选一体式地过渡至向前和向上升起的前围板部段86。相对于横梁结构22的几何造型，位于其上的底板10的座椅连接部段14具有主要是封闭面形式的壳状造型。在图3至图6中以不同视角显示的座椅连接部段14在其后端具有不同的凹槽56、58以及在其位于汽车横向上的侧缘上具有斜向下下沉的侧壁40。在侧壁40上分别连接近乎直线形设计的凸缘或法兰41，座椅连接部段14如图8所示借助该法兰41和与之配合设计的内部门槛型材24的上部腹板28相连。座椅连接部段14和位于其下的横梁结构22因此能够从上方和下方包围内部门槛型材24的向内突出的型材部段29，相应地包夹或环包型材部段29。在一定范围内能够在内部门槛型材24上构成双重支承，其从上方和下方支承内部门槛型材24的向内突出的型材部段29。由此能够有利地提高底板1以及整个汽车车身的抗弯刚度和结构刚度。此外，通过使用相对大面积的单独零件，能够在降低安装耗费的同时降低制造零件的数量。座椅连接部段14此外在其后端具有包括凸缘或法兰64的侧壁54，与之相对地在座椅连接部段14的朝向行驶方向2的端部设置阶梯式、双构件式侧壁装置，如图9所示。在此还可以看出，座椅部段14的基本设计为平面状的上部面状部段向前(朝向行驶方向2)过渡至与侧面侧壁40相应的前部侧壁52。向前突出的梯段55在侧壁52的下端在侧面法兰41的高度上延伸，该梯段55又过渡至大致向下延伸的侧壁部段53中。在侧壁部段53的下端最终设置另一个沿水平延伸的下部凸缘或下部法兰66，其在底板10多构件式造型中与前部放脚部段12相连，或在底板10的整体式造型中设计为前部放脚空间12的集成组件。如图4所示，下部侧壁53中有用于中间底槽部段80的容纳孔60。下部侧壁53因此设计为两构件式。在图9和图10的横截面中还显示了座椅连接部段14以及横梁结构22的相互配合设计的前部横向型材部段45、48，它们按照图9的横截面在座椅连接部段14以及横梁结构22之间构成大致矩形的空腔型材部段49。相对于此侧向错移的在图10中所示的横截面中，相应的空腔型材部段49’具有长条形结构，该结构几乎完全在由座椅连接部段14以及横梁结构22构成的平面之间延伸，直至位于座椅连接部段14的后端的侧向凹槽58。在座椅连接部段14或设置在其下相配合的横梁结构22的后端(背离行驶方向2的端部)上同样也设置相互配合的横向型材部段47、50，它们相互配合以构成沿汽车横向(y)延伸的封闭的空心型材部段51。空心型材部段51的横截面形状在此沿汽车横向(y)而改变，如同按照图9和图10所示的单独的空心型材部段51、51’。结合图1、2和9还可以看出，横梁结构22在中部区域具有通孔62，其例如能够用于容纳单独的设置在底板10下方的汽车部件。在按照图4的视图中显示了四个基本沿汽车纵向(x)延伸的加强轨条70，它们几乎在座椅连接部段14的整个纵向(x)上在前部侧壁52和后部侧壁54之间延伸。加强轨条70用于在汽车座椅连接部段14的区域中固定汽车的前部座椅。座椅在此尤其可滑移地保持在长穿孔72中，该长穿孔72基本沿汽车横向(y)延伸。由此用于固定座椅的加强轨条70能够沿汽车横向(y)可变地滑移，用于根据汽车内部空间构造支承不同宽度的座椅。此外，优选在加强轨条70上设置单独的固定元件74，例如焊接螺母，其尤其能够通过座椅连接部段14的长穿孔72从上部接触够到。借助在座椅连接部段14上预装配的加强轨条70能够改善和简化座椅的装配。尤其借助沿汽车横向(y)可滑移支承的加强轨条70能够在座椅固定中使用更多数量的相同部件。此外，横梁结构22在其前部和后部以及在各个侧向边缘部段上具有角支承结构44、46，它们直接支承座椅连接部段14的与之配合的角部段。两个相互配合的壳状底板部件，亦即座椅连接部段14和横梁结构22尤其在角区域和过渡区域中结构上被加强。所示实施方式仅示出本发明的一些可能的构造方式，而其他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范围、适用性或者可行配置方式形成限制。上述说明仅向本领域技术人员提供一些实现本发明实施例的可行方式。因此对所述部件的功能和设置方式可以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1底板结构2行驶方向10底板12放脚空间部段14座椅连接部段16梁结构18纵向结构20纵向结构22横梁结构24内部门槛型材26纵梁型材27法兰或凸缘28腹板29型材部段30腹板31型材部段32腹板33法兰或凸缘34腹板35法兰或凸缘36腹板37法兰或凸缘38通孔39焊接工具40侧壁41法兰或凸缘42连接斜面43法兰或凸缘44角支承结构45横向型材部段46角支承结构47横向型材部段48横向型材部段49空心型材部段50横向型材部段51空心型材部段52侧壁53侧壁54侧壁55梯段56凹槽58凹槽60容纳孔62开口64法兰或凸缘66法兰或凸缘68焊接点70加强轨条72长孔74固定元件80中间底槽部段82加强型材84加强型材86前围板部段88前围板横梁90前部纵梁92前部纵梁