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CN103538633A - 具有塑料嵌件的汽车车身支承结构部件 - Google Patents

具有塑料嵌件的汽车车身支承结构部件 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种汽车车身的支承结构部件以及一种相应设计的汽车车身，其中，所述支承结构部件具有支架元件(10)和至少一个能够布置在支架元件上的塑料固定结构(30；32；34)，所述塑料固定结构具有至少一个用于固定汽车部件(22；24)的固定元件(36；38；40)。

Description

具有塑料嵌件的汽车车身支承结构部件
技术领域
本发明涉及一种汽车车身的支承结构部件，其可借助塑料嵌件配置用于固定不同的汽车部件。
背景技术
在汽车制造中不断上升的多样化要求各种各样用于安装和固定与各种机动车配置协调适配的不同机动车部件的结构空间和连接方案。
仅仅是不同驱动器和驱动方案的多样化就要求安装相应不同的能量存储装置，例如电池、蓄电池和/或燃料箱。因此，例如由内燃机驱动的汽车的燃料箱需要具有与混合动力车辆或者纯电动汽车至少略微不同的结构空间布局。尤其是例如可由液化气或者高压可燃气驱动的燃气驱动汽车需要分别具有用于待携带的储气罐的单独结构空间方案和固定方案。
此外，尤其对于汽车尾部区域已知各种承载梁系统，其例如具有可沿机动车纵向拉出的承载梁(例如用于携带自行车)或者类似的可拉出的储物空间容器。
几乎每个前述汽车配置均要求将各单个汽车部件按照配置特别地连接在机动车车身上。
与此相关地，例如由DE 10 2009 056 851 A1已知一种用于汽车的车身，其具有由后车架结构组成的结构单元，后车架结构带有后桥和用于燃料容器或者电存储器的支架。所述结构单元在此固定在车身的底板上。由此，汽车可以通过相应设计的后车架结构选择性地针对具有内燃机的驱动器或者单纯的电驱动器或者混合驱动器进行装备。
发明内容
与此相对，本发明所要解决的技术问题在于，提供一种可与不同汽车配置广泛适配的支承结构部件和一种相应设计的汽车车身，其金属构件对于所有汽车配置和变型方案来说可以尽可能不变地设计，但尽管如此仍能为需要固定在支承结构部件上的汽车部件提供相应于各种机动车配置的不同连接可能性。
该技术问题按本发明通过一种支承结构部件、一种固定装置、一种车身以及一种汽车解决。
相应地设有用于汽车车身的支承结构部件，其具有支架元件和至少一个能够布置在所述支架元件上的塑料固定结构。所述支架元件在此优选设计为金属构件，尤其是设计为成型金属板并且用作汽车车身的承载部件。所述塑料固定结构在此具有至少一个固定元件，用于将至少一个汽车部件固定在支承结构部件上。
支承结构部件设计用于连接不同的汽车部件(如电池、液化气或者压力燃气罐)，但也用于连接例如可拉出的承载梁模块。有利的是，支承结构部件的支架元件总是基本上不变地设计并且能够以传统的方式方法在白车身焊装的过程中与汽车车身的其它承载部件连接，尤其是焊接。
在此，支承结构部件针对汽车部件特有的适配可以只通过塑料固定结构进行，塑料固定结构能够以特别简单的方式方法与需要固定在支承结构部件上的各个汽车部件和其固定器件适配。因此，液化气罐可能需要与例如可拉出的承载梁完全不同的固定方案。根据汽车是否需要装备这种罐或者承载梁，可以相应地选择适当的塑料固定结构并且与需要固定地锚固在汽车车身中的支架元件相连。
在此规定，汽车部件(例如液化气罐、压力燃气罐、可拉出的承载梁和/或类似加装件)的固定只通过至少一个设置在塑料固定结构中的固定元件进行。
在各个汽车部件方面个性化的固定能够以特别简单的方式方法通过选择相应配置的塑料固定结构进行。这具有的优点是，可以只通过各个适当的塑料固定结构实现用于各汽车部件的针对汽车配置特有的连接。因此，汽车车身的金属结构可以完全与具体设置的汽车配置无关地总是保持不变地设计。
因此在汽车的制造过程中只需要选择与各汽车部件适配或者与其协调的塑料固定结构并且以适当的方式方法将其固定在由金属板制成的支架元件上。
按照一种有利的设计方案，所述塑料固定结构至少区段性地具有与所述支架元件的轮廓对应的并且能够贴靠在所述支架元件上的贴靠面。在此尤其规定，塑料固定结构尽可能大面积地，优选可在其整个延伸上与支承结构部件的支架元件相连。以这种方式方法可以在很大程度上降低机械点负荷，这可以有利地影响塑料固定结构的使用寿命和耐用性。
此外，通过塑料固定结构在支架元件上尽可能在整个表面上的连接，可能通过固定元件传导到塑料固定结构内的力可以相对均匀地导出或者传递到支架元件内。
按照另一种设计方案在此尤其规定，优选设计为金属板或者具有至少一个或多个金属板的支架元件具有可设计为例如U形型材或者L形型材的成型结构。尤其在支架元件设计为U形型材或者V形型材时，塑料固定结构可以具有或者构成可装入支架元件内的嵌件或者置入件。
在此，塑料固定结构的外轮廓或者造型有利地与设计于支架元件上的支座适配。固定结构和支架元件相互对应的内外几何形状实现了车身制造过程中特别简单且准确匹配的相互布局和固定。
按照另一种设计方案，所述塑料固定结构能够与所述支架元件材料接合地连接。在此尤其规定，塑料固定结构与支架元件不可拆卸地相互连接。材料接合式连接尤其可借助一种或者多种粘接剂或者也可以通过热处理(例如借助焊接，因此例如通过区域性地使塑料固定结构熔化)进行。
在一种有利的扩展设计中，所述塑料固定结构和支架元件能够借助可热学激活的粘接剂相连。
在此尤其可以规定，所述塑料固定结构在其朝向所述支架元件的贴靠面上用可热激活的粘接剂涂层。作为补充或备选，也可以是支架元件朝向固定结构的轮廓配有或者涂有可相应热学激活的粘接剂或者粘接剂成分。
在此尤其可以考虑，可热激活的粘接剂设计为可热激活的泡沫，其在热能影响下基本上填充支架元件和塑料固定结构之间留出的缝隙并且因此可以补偿或者消除可能存在的安装误差和缝隙。
按照另一种设计方案，所述塑料固定结构至少在预装配位置中能够借助构成形状配合式连接的固定元件固定在所述支架元件上。固定元件的形式例如可以为固定夹、止动销或者构成形状配合式连接的类似固定元件。固定元件在此可以设置在塑料固定结构和/或支架元件上。
尤其可以考虑，例如在支架元件的一些预设位置上设计一些单独的凸起或者通孔，它们能够与塑料固定结构的一些可移动地支承或者可变形的固定元件啮合。借助这些固定元件也可以在热能发挥作用之前就已经至少在预装配位置中将塑料固定结构定位在支架元件上。在使用可热激活的粘接剂或者泡沫时，塑料固定结构在支架元件上的材料接合式连接尤其可以在白车身涂漆过程之后的干燥过程中进行，在该干燥过程中白车身经受相应的热处理。
按照另一种优选的设计方案，所述支架元件设计为可布置在机动车后桥区域内的横梁。该横梁在其装入汽车的位置中优选基本上沿机动车横向(y)延伸。所述横梁的纵向端部优选与车身的后车架结构的沿机动车纵向(x)延伸的侧面纵梁在结构上相连。
因此与各汽车配置适配的塑料固定结构实现了可变地安装其它汽车部件(如汽车尾部区域内的承载梁或者燃料箱)。
按照另一种设计方案，为支承结构部件设有至少两个在与支架元件的连接方面基本上设计相同的塑料固定结构，所述塑料固定结构具有构型不同、定位不同和/或定向不同的固定元件。所述固定元件在其类型、位置和/或定向方面与各汽车部件预设的相应配合固定元件适配或者协调。
通过选择适合于各汽车部件的塑料固定结构，能够在车身侧以特别简单的方式方法提供与预设的汽车部件装入结构协调的并且与之适配的固定结构。
此外，按照另一方面设有用于将不同的汽车部件固定在前述支承结构部件上的固定装置。在此，为不同的汽车部件分别设有至少一个塑料固定结构，其具有至少一个可布置在支架元件上的固定元件。塑料固定结构在此尤其在其用于连接汽车部件的固定元件的设计方面有所区别。
因此，例如设计为液化气罐的汽车部件相对于设计为承载梁的汽车部件需要不同类型和不同定位的固定元件。
因此，固定装置可以具有由支架元件和多个针对不同机动车个性化设计的塑料固定结构组成的组件或者套件，可以相应于所设置的汽车配置在所述塑料固定结构中选择至少一个并且将其与支架元件相连。
因此，各塑料固定结构具有至少一个固定元件，其位置、构型和/或定向与需要固定在支承结构部件上的汽车部件协调适配。
最后，按照另一独立的方面规定一种汽车车身，其具有至少一个前述支承结构部件或者前述固定装置。在车身上还可以布置另一个汽车部件，其根据驱动方案和汽车配置例如可以设计为承载梁，尤其是可拉出的承载梁或者可拉出的装载箱，还可以设计为电能存储器或者用于液态或者气态燃料的燃料箱。
最后规定一种汽车，其具有至少一个前述支承结构部件或者相应的固定装置。
附图说明
其它的目的、特征以及有利的应用可能性在以下参照附图对实施例的说明中阐述。在附图中：
图1示出汽车的示意侧视图；
图2示出设置在汽车尾部区域内并且设计为横梁的支承结构部件的单独立体图；
图3示出沿A-A剖切按照图2的支承结构部件的横剖面；
图4示出与图3类似的横剖面，但具有另一个固定在支承结构部件上的汽车部件；
图5a示出第一种塑料固定结构的示意图；
图5b示出第二种塑料固定结构的示意图并且
图5c示出另一种塑料固定结构的简化示意图。
具体实施方式
在图1中示意性示出的汽车设计为轿车(PKW)。所述汽车具有车身1和客舱2，其相对于机动车纵向(x)在前轮5和后轮6之间延伸。在图1中用虚线表示底部结构3，所述底部结构在后轮6的区域内过渡为后车架结构4。
在图2和图3以立体图或者剖视图示出设计为横梁的支承结构部件11。所述支承结构部件11例如可以设计为后桥横梁，其沿机动车横向(y)将汽车车身底部结构的基本上沿机动车纵向(x)延伸的侧面纵梁在结构上相互连接。
如图2和图3所示，支承结构部件11具有由金属板构成的支架元件10，其中装有塑料固定结构30。支架元件10在此具有大约呈U形的横截面型材，所述型材几乎完全由塑料固定结构30填充。
在此，支承结构部件11还与在支承结构部件11上方延伸的底板12的向下突伸的基座区段16相连，优选焊接。在底板12上方设有U形或者帽罩形的加强型材14。向下突伸的型材区段18向前指向行驶方向地与基座区段16和支架元件10向前突伸的连接凸缘15邻接，所述型材区段18在按照图2的本实施例中提供了槽20，例如用于容纳启动电池。
在配设有塑料固定结构30的支承结构部件11上固定有另一汽车部件22。在按照图2和图3的设计方案中，该汽车部件22具有大致呈C形的型材，其至少区域性地伸入支架元件10的横剖面轮廓中。与所述另一汽车部件22的几何设计和规定的定位以及连接相应地，塑料固定结构30开设出大致呈L形的槽。
塑料固定结构30的L形凹槽31实现了汽车部件22几乎在整个面积上的贴靠和支承，所述汽车部件22在此例如设计为可拉出的承载梁的固定型材。为了将汽车部件22固定在支承结构部件11上，在塑料固定结构30的区域内设有至少一个固定元件36，其能够与汽车部件22的配合固定元件37共同作用以将汽车部件22固定在支承结构部件11上。
塑料固定结构30例如可以设计为塑料成型件，尤其设计为塑料注塑件，并且具有各个嵌入的，由塑料包封的、或者插入和/或由此突伸出的固定元件36，例如固定螺栓或者螺母、夹子、皮带、带子或者类似固定器件，借助它们可将汽车部件22固定在支承结构部件11上。
塑料固定结构30优选在整个表面上，也就是以几乎与支架元件10贴靠的整个外轮廓与支架元件10相连，尤其是粘接。塑料固定结构30和支架元件10的连接优选借助可热激活的粘接剂42实现，如其在图5a至图5c中示意性示出的那样。
借助可热激活的粘接剂42，可以在连接在车身涂漆过程之后的干燥过程中将塑料固定结构30和支架元件10优选不可拆卸地相互连接。在安装支承结构部件11时，需要选择与设置的汽车部件22适配的塑料固定结构30，并且例如在借助构成形状配合式连接的固定元件26的情况下至少在车身1的制造过程期间固定在支架元件10上。
按照图4的另一设计方案示出另一汽车部件24的连接，该另一汽车部件24例如设置用于将液化气罐固定在底板12下方。汽车部件24具有相对图3所示的汽车部件22完全不同类型的几何设计并且需要相应地连接在支承结构部件11上。
这种根据配置特有的车身侧连接尤其可以通过选择与在此设置的汽车部件24适配的塑料固定结构32实现。所述塑料固定结构32可以与塑料固定结构30类似地装入与按照图3的配置相比没有改变的支架元件10内。
与塑料固定结构30相比，塑料固定结构32提供了一种具有其它或者不同定位的固定元件36的完全不同类型的固定结构。借助例如设计为螺栓的固定元件37，汽车部件24可以只通过塑料固定结构32固定在支承结构部件11上。由此能够以有利的方式省去车身1在其板件方面与针对机动车配置特有的不同汽车部件22、24的适配。尽管机动车配置的多样化程度较高，板式白车身结构还是能够基本上相同地和不变地设计，因此可在白车身制造中相应地节省成本和耗费。
图5a、5b和5c的系列以简化的示意图示出了不同的连接方案，它们能够借助可分别在同一个支架元件10内使用和/或与之相连的不同塑料固定结构30、32、34提供。因此，按照图5a的塑料固定结构30一共具有四个相同类型的固定元件36，它们例如可分别设计为装入塑料部件30内的螺母。
与之不同地，按照图5b的设计方案示出另一塑料固定结构32，其中类似的固定元件36设置在与按照图5a的设计方案不同的位置。
最后在图5c中示出了一种变型方案，其中设置了不同类型的固定元件38、40。固定元件38例如可以是长孔导引装置(例如形式为装入塑料固定结构34内的导轨)，而固定元件40是例如用于固定燃料箱的皮带或者绷紧带的标准化连接。
在此，在按照图5a至图5c的支承结构部件11的全部配置中，可以始终使用同一个由金属板制成的支架元件10。支架元件10与必要时纤维增强的设计为注塑件的塑料固定结构30、32、34的相互连接借助可热激活的粘接剂42进行，所述粘接剂可以有利地以外部涂层的形式已经预先批量地设置在塑料固定结构30、32、34上。
描述的实施方式仅仅示出了本发明的可能的设计方案，其它大量的变型方案也是可考虑的并且在本发明的范围内。示范性示出的实施例不以任何方式限制本发明的保护范围、适用性或者配置可能性。本说明书仅仅向本领域技术人员说明了按照本发明的实施例的一种可能的实现形式。因此可以对描述的元件的功能和布置进行各种修改，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
1 车身
2 客舱
3 底部结构
4 后车架
5 车轮
6 车轮
10 支架元件
11 支承结构部件
12 底板
14 加强型材
15 连接凸缘
16 基座区段
18 型材区段
20 槽
22 汽车部件
24 汽车部件
26 固定元件
30 塑料固定结构
31 凹处
32 塑料固定结构
34 塑料固定结构
36 固定元件
38 固定元件
40 固定元件
42 粘接剂

Claims (14)

1.一种汽车车身的支承结构部件，具有支架元件(10)和至少一个能够布置在所述支架元件(10)上的塑料固定结构(30；32；34)，所述塑料固定结构具有至少一个用于固定汽车部件(22；24)的固定元件(36；38；40)。
2.按权利要求1所述的支承结构部件，其中，所述塑料固定结构(30；32；34)至少区段性地具有与所述支架元件(10)的轮廓对应的并且能够贴靠在所述支架元件(10)上的贴靠面。
3.按权利要求1或2所述的支承结构部件，其中，所述塑料固定结构(30；32；34)具有或者构成能够装入所述支架元件(10)内的嵌件。
4.按前述权利要求之一所述的支承结构部件，其中，所述塑料固定结构(30；32；34)能够与所述支架元件(10)材料接合地连接。
5.按前述权利要求之一所述的支承结构部件，其中，所述塑料固定结构(30；32；34)和支架元件(10)能够借助可热激活的粘接剂(42)相连。
6.按权利要求5所述的支承结构部件，其中，所述塑料固定结构(30；32；34)在朝向所述支架元件(10)的贴靠面上用可热激活的粘接剂(42)涂层。
7.按前述权利要求之一所述的支承结构部件，其中，所述塑料固定结构(30；32；34)至少在预装配位置中能够借助至少一个构成形状配合式连接的固定元件(26)固定在所述支架元件(10)上。
8.按前述权利要求之一所述的支承结构部件，其中，所述支架元件(10)设计为可布置在机动车后桥区域内的横梁。
9.按前述权利要求之一所述的支承结构部件，其中，设有至少两个在与支架元件(10)的连接方面基本上设计相同的塑料固定结构(30；32；34)，所述塑料固定结构具有构型不同、定位不同和/或定向不同的固定元件(36；38；40)。
10.一种用于将不同的汽车部件(22；24)固定在按前述权利要求之一所述的支承结构部件(11)上的固定装置，其中，设有至少一个与各汽车部件(22；24)对应的塑料固定结构(30；32；34)并且所述塑料固定结构能够布置在支架元件(10)上。
11.按权利要求10所述的固定装置，其中，各塑料固定结构(30；32；34)具有至少一个固定元件(36；38；40)，所述固定元件在其构型、位置和/或定向方面与各汽车部件(22；24)协调适配。
12.一种汽车车身，具有至少一个按前述权利要求1至9之一所述的支承结构部件(11)和布置在所述支承结构部件上的汽车部件(22；24)。
13.按权利要求12所述的汽车车身，其中，所述汽车部件(22；24)设计为承载梁、可拉出的承载梁、装载箱、可拉出的装载箱、电能存储器和/或用于液态或者气态燃料的燃料箱。
14.一种汽车，具有按前述权利要求12或13所述的汽车车身或者具有至少一个按前述权利要求1至9之一所述的支承结构部件。
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